(57)【要約】  【課題】被冷却物品の急速冷却が可能で、かつ、冷却媒体費用が不要で、かつ、取り扱いも簡単な冷却装置を提供する。  【解決手段】冷却装置は、空気を圧縮する空気圧縮装置１と、空気圧縮装置１で圧縮された空気の熱を放出する放熱装置２と、放熱装置２で放熱された空気を膨張させる膨張装置３と、膨張装置３で減圧冷却された空気が放出され且つ被冷却物品Ｇが収容される断熱製の収納筐体４とを有する構造となっている。これにより、空気圧縮装置１で空気が圧縮され、この圧縮空気が放熱装置２で放熱される。この放熱された空気は膨張装置３で減圧される。これにより、空気は断熱膨張し温度が低下する。そして、この低温空気が収納筐体４に放出され被冷却物品Ｇが冷却される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮する空気圧縮装置と、
前記空気圧縮装置で圧縮された空気の熱を放出する放熱装置と、
前記放熱装置で放熱された空気を膨張させる膨張装置と、
前記膨張装置で減圧冷却された空気が放出され且つ被冷却物品が収容される断熱製の収納筐体とを有する
物品冷却装置。
【請求項２】
前記放熱装置と前記膨張装置との間に該放熱装置で放熱された空気を貯留する貯留容器を有する
ことを特徴とする請求項１記載の物品冷却装置。
【請求項３】
前記収納筐体の温度を検知する温度センサと、該収納筐体への空気の流通を規制又は解除する開閉弁と、該温度センサの検知温度に基づき該開閉弁を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の物品冷却装置。
【請求項４】
前記収納筐体を自動販売機の商品収納搬出装置から搬出された商品を受容する商品冷却室として用いた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項記載の物品冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動販売機から販売される缶商品等を減圧空気により冷却する物品冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動販売機や冷蔵ショーケース等は商品を多量に収納する商品収納庫を有しており、商品を冷却するときは冷却装置で商品収納庫全体を冷却し、全ての商品を販売前に所定温度に冷却する構造となっていた。
【０００３】
しかしながら、このような冷却方法では販売直前の商品はもとより、他の商品も全て冷却しているため、省エネの点で不利なものとなっていた。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するため、特開２０００−２３１６６６号公報に記載された自動販売機が提案された。この自動販売機は販売商品を受容カップで受け、この商品に向かって窒素ガスを噴射し、販売商品を急速に冷却する構造となっている。
【特許文献１】特開２０００−２３１６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この自動販売機では液体窒素を保管する特殊な容器が必要となるし、また、液体窒素の補充等を行うメンテナンス費用も割高で、かつ、ガスの性質上安全性が要求されるため、取り扱いも面倒なものとなっていた。
【０００６】
本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、被冷却物品の急速冷却が可能で、かつ、冷却媒体費用が不要で、かつ、取り扱いも簡単な冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前記課題を解決するため、請求項１に係る冷却装置は、空気を圧縮する空気圧縮装置と、空気圧縮装置で圧縮された空気の熱を放出する放熱装置と、放熱装置で放熱された空気を膨張させる膨張装置と、膨張装置で減圧冷却された空気が放出され且つ被冷却物品が収容される断熱製の収納筐体とを有する構造となっている。
【０００８】
請求項１の発明によれば、空気圧縮装置で空気が圧縮され、この圧縮空気が放熱装置で放熱される。この放熱された空気は膨張装置で減圧される。これにより、空気は断熱膨張し温度が低下する。そして、この低温空気が収納筐体に放出され被冷却物品が冷却される。
【０００９】
なお、放熱装置と膨張装置との間に放熱空気を貯留する貯留容器を設け、貯留容器から冷却用空気を供給するようにしてもよい（請求項２）。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明に係る物品冷却装置において、収納筐体の温度を検知する温度センサと、収納筐体への空気の流通を規制又は解除する開閉弁と、温度センサの検知温度に基づき開閉弁を制御する制御手段とを有する構造となっている。
【００１１】
請求項３の発明によれば、収納筐体内の温度を温度センサで常時監視し、収納筐体内を被冷却物品用の温度に常時維持することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３に係る物品冷却装置において、収納筐体を自動販売機の商品収納搬出装置から搬出された商品を受容する商品冷却室として用いた構造となっている。
【００１３】
請求項４の発明によれば、自動販売機で販売される商品が収納筐体（商品冷却室）で冷却できるため、商品収納搬出装置に収納された商品を販売適正温度に冷却しておく必要がない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、減圧空気により被冷却物品を急速冷却できるため、冷却媒体費用が不要で、かつ、取り扱いも簡単なものとなっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１及び図２は本発明に係る冷却装置の第１実施形態を示すもので、図１は冷却装置の空気回路図、図２は空気に関する圧力Ｐ−熱量ｈの変化線図である。
【００１６】
本実施形態に係る冷却装置は、図１に示すように構成されている。即ち、空気圧縮装置１と放熱装置２と膨張装置３と収納筐体４と各電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４を有している。
【００１７】
空気圧縮装置１は空気圧縮用の圧縮機であり、図２に示すように、0.1MPa（大気圧）を約８倍の0.8MPaに圧縮可能な圧縮機を使用している。
【００１８】
放熱装置２は空気圧縮装置１で生成された高温・高圧空気を冷却する機器である。放熱装置２は送風機２ａを有し、放熱装置２内を通る高温・高圧空気と送風機２ａから強制送風される空気と熱交換し、高温・高圧空気から熱を強制放出している。
【００１９】
膨張装置３は放熱装置２で生成された高圧空気を減圧する機器である。膨張装置３は例えばスクロール式膨張機が用いられ、高圧空気を狭小の吸入口から取り込み、これを徐々に広がる膨張空間に通して減圧するようになっている。
【００２０】
収納筐体４は被冷却物品Ｇを収納する断熱製の箱体である。収納筐体４は膨張装置３に対して並列に３個接続しており、膨張装置３から給送された減圧空気が筐体内に噴射されるようになっている。各収納筐体４の底壁には逆止弁４ａを有するドレン管４ｂが設置され、各収納筐体４で生成された凝縮水がドレン管４ｂを通じて外部に排水されるようになっている。また、各収納筐体４には温度センサ４ｃが設置されており、筐体内温度を常時検知している。
【００２１】
各電磁弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４は空気の流通を規制又は解除するものである。電磁弁ＳＶ１は空気圧縮装置１と放熱装置２との間の管路に設置され、空気圧縮装置１から放熱装置２への空気の流入を規制又は解除している。各電磁弁ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４は膨張装置３と各収納筐体４との間の管路に設置され、膨張装置３から各収納筐体４への空気の流入を規制又は解除している。
【００２２】
以上のように構成された冷却装置において、空気圧縮装置１及び各電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４は制御装置５により制御される。この制御装置５はマイクロコンピュータ構成のＣＰＵ及びメモリを有するもので、各機器１，ＳＶ１〜ＳＶ４を各温度センサ４ｃの検知温度に基づき制御している。
【００２３】
即ち、各温度センサ４ｃの検知温度に基づき各収納筐体４のうち何れかの収納筐体４が設置温度（例えば５℃）より高くなっているときは、電磁弁ＳＶ１が開動作するとともに、その収納筐体４に対応する電磁弁ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４が開動作し、更に空気圧縮装置１が駆動する。
【００２４】
この空気圧縮装置１の駆動により、空気圧縮装置１に吸入された空気（0.1MPa）が図２に示すように変化する。即ち、この吸入空気は空気圧縮装置１で圧縮され（0.8MPa）、高温・高圧空気となる（図２のＡ点からＢ点への矢印）。この高温・高圧空気は放熱装置２で放熱される（図２のＢ点からＣ点への矢印）。この放熱された空気は膨張装置３で減圧され（0.1MPa）、これに伴い、空気は断熱膨張し温度が低下する（図２のＣ点からＤ点への矢印）。そして、この低温空気が収納筐体４に放出され、収納筐体４内の温度を低下させる。一方、この冷却動作により筐体内温度が設定温度より低くなったときは、空気圧縮装置１を停止し、また、各電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４を閉じる。
【００２５】
また、制御装置５は被冷却物品Ｇが収納筐体４内に収容されたときは、電磁弁ＳＶ１が開動作するとともに、物品収納の収納筐体４に対応する電磁弁ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４が開動作し、圧縮装置１が駆動する。これにより、被冷却物品Ｇに向かって冷却空気が直接に噴射され、被冷却物品Ｇが噴射冷気により冷却される。
【００２６】
本実施形態によれば、収納筐体４内に被冷却物品Ｇを収容するときは、被冷却物品Ｇを急速に冷却することできる。また、冷却媒体として空気を用いているので、冷却媒体費用が不要となっているし、安全性に優れ、取り扱いも簡単なものとなっている。
【００２７】
図３は本発明に係る冷却装置の第２実施形態を示すものである。本実施形態に係る冷却装置は前記第１実施形態に貯留容器６と電磁弁ＳＶ５を加えたものである。なお、前記第１実施形態と同一構成部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００２８】
貯留容器６は耐圧性金属で形成されたもので、放熱装置２と膨張装置３との間の管路に設置されており、放熱装置２で放熱された空気を貯留するようになっている。また、電磁弁ＳＶ５は各温度センサ４ｃの検知温度に基づき開閉し、各収納筐体４を設置温度に保持するようになっている。
【００２９】
本実施形態によれば、空気圧縮装置１を駆動して予め貯留容器６に高圧空気を溜めておくことができるため、貯留容器６の空気により収納筐体４を保冷でき、また、貯留容器６の空気により被冷却物品Ｇが直接に冷却される。これにより、被冷却物品Ｇを冷却する度に空気圧縮装置１を駆動する必要がなく、空気圧縮装置１の発停が少なくなり、空気圧縮装置１の長寿命化及び省エネに優れたものとなっている。なお、その他の構成、作用は前記第１実施形態と同様である。
【００３０】
図４は第２実施形態に係る冷却装置を自動販売機に適用した例を示している。まず、自動販売機１０の構成を図４を参照して説明する。
【００３１】
自動販売機１０は下部の仕切板１１を間にして上方には商品収納室１２を形成し、また、仕切板１１の下方には機械室１３を形成している。商品収納室１２の内部には上側から下側に向かって、商品収納搬送装置（サーペンタインラック）１４、商品冷却室１５及びベルト搬送装置１６を順番に設置している。
【００３２】
サーペンタインラック１４は前後に３列に配置され、各ラック１４には多数の被冷却物品（缶飲料等の商品）Ｇ１が収納され、最下位の商品Ｇ１から１個ずつ落下搬出するようになっている。
【００３３】
商品冷却室１５は前記第２実施形態に係る収納筐体４が用いられている。即ち、商品冷却室１５は３室に区分された収納筐体４となっており、各収納筐体４の上壁及び底壁はそれぞれ板状の上扉４ｄと下扉４ｅを有している。上扉４ｄ及び下扉４ｅは図４に向かって前後方向にスライド自在で、収納筐体４を開閉できるようになっている。ここで、上扉４ｄ及び下扉４ｅは前述の制御装置５により以下のように制御される。即ち、ラック１４から商品Ｇ１が落下搬出されるときは、そのラック１４に上下対向する上扉４ｄが開放するよう制御される。これにより、落下商品Ｇ１を収納筐体４内に収納する。商品Ｇ１の受容が済んだときは上扉４ｄが閉塞するよう制御され、前述した商品Ｇ１の冷却運転が行われる。そして、商品Ｇ１の冷却運転が終了したときは下扉４ｅが開放するよう制御される。これにより、冷却商品Ｇ１が下方に落下する。その後、下扉４ｅを再度閉塞するよう制御される。なお、各収納筐体４の側壁には空気通路４ｆが形成され、この空気通路４ｆを通じて膨張装置３から給送され減圧空気が通るようになっている。
【００３４】
ベルト搬送装置１６は商品冷却室１５から落下された商品Ｇ１を商品取り出し扉１７側に搬送する装置である。ベルト搬送装置１６は収納筐体４の下方に設置され、各収納筐体４から落下した商品Ｇ１を、商品収納室１２の前方に設置された商品取り出し扉１７に向かって搬送する。
【００３５】
なお、機械室１４には前記第１実施形態の冷却装置を構成する各種機器が設置されている。
【００３６】
以上のように第２実施形態に係る収納筐体４を商品冷却室１５として用いるときは、収納筐体４で販売商品Ｇ１を急速に冷却することができるので、ラック１４側は冷却する必要がないか、或いは、冷却するとしても例えば１５℃程度の常温に冷却すれば足り、省エネに優れた自動販売機を提供することができる。
【００３７】
なお、冷却装置の収納筐体４を自動販売機１０に適用した例を説明したが、被冷却物品Ｇを冷却するものであれば、これに限るものではなく、例えば冷蔵ショーケース等にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態に係る冷却装置の空気回路図
【図２】空気に関する圧力Ｐ−熱量ｈの変化線図
【図３】第２実施形態に係る冷却装置の空気回路図
【図４】冷却装置を適用した自動販売機を示す一部切欠側面図
【符号の説明】
【００３９】
１…空気圧縮装置、２…放熱装置、３…膨張装置、４…収納筐体、５…制御装置、６…貯留容器、１０…自動販売機、１５…商品冷却室、Ｇ…被冷却物品、Ｇ１…商品。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006172311.tif 000006