(57)【要約】【課題】スターリング冷凍機で発生した冷熱を利用して被冷却物を良好に冷却することができるとともに、汎用性およびメンテナンス性にも優れた冷却装置を提供すること。【解決手段】スターリング冷凍機２０と、スターリング冷凍機２０で発生した冷熱を用いて、該スターリング冷凍機２０から所定の距離だけ離隔した断熱容器５１の内部の空気を冷却する冷却機器３０とを備え、冷却機器３０により冷却された空気を利用して自動販売機の商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに収容された商品Ｗを冷却する冷却装置１０において、スターリング冷凍機２０、冷却機器３０および断熱容器５１を、自動販売機に対して着脱可能な装置本体１１に収容してユニット化してなるものである。【選択図】      図２
2006300398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スターリング冷凍機と、
スターリング冷凍機で発生した冷熱を用いて、該スターリング冷凍機から所定の距離だけ離隔した断熱容器の内部の空気を冷却する空気冷却手段と
を備え、前記空気冷却手段により冷却された空気を利用して被冷却体の収容部に収容された被冷却物を冷却する冷却装置において、
前記スターリング冷凍機、空気冷却手段および断熱容器を、前記被冷却体に対して着脱可能な筐体に収容してユニット化してなることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記空気冷却手段は、前記筐体が被冷却体に装着された場合に、前記断熱容器と前記収容部との間で循環する空気を冷却することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記筐体が被冷却体に装着された場合に、前記断熱容器と前記収容部とを断熱された状態で保持して密着させる密着手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記空気冷却手段を構成する機器の表面から生じた水滴を貯留する水滴貯留手段が前記筐体に収容されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項５】
前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱を輸送して外部に放出する高温排熱放出手段が前記筐体に収容されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項６】
前記高温排熱手段は、前記高温排熱の輸送源となるポンプと、前記高温排熱を輸送する際の媒体となる冷媒を貯留するタンクとを備えたことを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置に関し、より詳細には、例えば自動販売機等における複数の商品収容庫に収容された商品を冷却するための冷却装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、一般的な自動販売機を示した正面断面図であり、図８は、図７に示した自動販売機の側断面図である。これら図７および図８において、自動販売機は、本体キャビネット１を備えている。
【０００３】
本体キャビネット１は、前面が開口した直方状の断熱筐体として形成されたものである。この本体キャビネット１には、その前面に外扉２と内扉３とが設けられており、その内部に例えば２つの断熱仕切板４ａ，４ｂによって仕切られた３つの独立した商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃが左右に並んだ態様で設けられている。より詳細に説明するとつぎのようになる。外扉２は、本体キャビネット１の前面開口１ａを開閉するためのものである。内扉３は、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの前面を開閉するためのものである。商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃは、飲料缶やペットボトルを所望の温度に維持した状態で収容するためのものである。
【０００４】
商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃには、それぞれ、商品収納ラック６、搬出機構７および商品搬出シュータ８が設けられている。商品収納ラック６は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品Ｗを上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構７は、商品収納ラック６の下部に設けられており、この商品収納ラック６に収納された商品群のうち最下部にある商品Ｗを一つずつ搬出するためのものである。商品搬出シュータ８は、搬出機構７から搬出された商品Ｗを外扉２に設けた商品取出口２ａに導くためのものである。
【０００５】
上記本体キャビネット１の内部において商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの外部となる機械室９には、冷凍機の構成機器である圧縮機７１、庫外送風ファン７２、凝縮器７３および膨張機構７４等が設けられている。商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部には、それぞれ、同冷凍機の構成機器である蒸発器７５、庫内送風ファンＦが設けられているとともに、該蒸発器７５の背面側に循環ダクト７６が設けられている。また、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃには、加熱用のヒータＨが設けられている。
【０００６】
そのような自動販売機では、つぎのようにして商品Ｗを冷却することができる。ヒータＨをオフにした後、冷凍機および庫内送風ファンＦを駆動させる。これにより、蒸発器７５に熱交換されて得られた冷気は、庫内送風ファンＦで商品搬出シュータ８の下側から吹き出され、図８中の矢印のように循環することになる。つまり、冷気は、商品収納ラック６の下部にある商品Ｗを冷却した後、循環ダクト７６を経て蒸発器７５に戻ることになる。このように冷気が商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部で循環するよう冷凍機および庫内送風ファンＦを断続的に駆動させることにより、商品収納ラック６の商品Ｗの温度を販売適温（約５℃）に冷却することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
ところで、上述した従来の自動販売機の冷凍機においては、例えばＲ４０７ｃ等のフロン系ガスが用いられていた。そのようなフロン系ガスは大気中に放出されると、温室効果による地球温暖化を助長する。そのため、環境保護の観点からフロン系ガスの使用が世界的に規制される趨勢にある。
【０００８】
そのような背景において、近年、スターリング冷凍機が注目されている。スターリング冷凍機は、外部に圧縮機や凝縮器等を備えていない自己冷却型の冷凍機であり、内部のガスを往復圧縮機で圧縮、膨張させることで、低温の冷熱部と、高温の高熱部とを発生するものである。ここに、ガスとしては、ヘリウムガス等の自然冷媒が用いられており、フロン系ガスを用いないので、スターリング冷凍機は地球環境に優しいものである。また、スターリング冷凍機は小型であり、高エネルギー効率を有することも周知である。
【０００９】
そのようなスターリング冷凍機を用いて技術として、スターリング冷凍機を自動販売機や冷蔵庫等の機器に直接配設し、該スターリング冷凍機で発生した冷熱を利用して該機器の内部に収容された商品等の被冷却物を冷却するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−３４８２８号公報
【特許文献２】特開２００１−３３１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記特許文献２に提案されている技術では、自動販売機や冷蔵庫等の機器にスターリング冷凍機を直接配設するため、該スターリング冷凍機を他の機器に適用することが困難であり、汎用性を有しないものである。また、スターリング冷凍機を直接配設しているために、スターリング冷凍機等に故障が発生した場合には、該スターリング冷凍機を機器から取り外して他のスターリング冷凍機と容易に交換等することができず、メンテナンス性も優れたものではない。
【００１２】
一方、上記特許文献１に提案された自動販売機でも同様に、冷凍機の構成機器を該自動販売機の内部に直接配設しており、特に各商品収容庫の内部に蒸発器を配設しているため、かかる冷凍機を他の自動販売機等に用いることができる等の汎用性を有したものではなく、メンテナンス性に優れたものでもない。
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みて、スターリング冷凍機で発生した冷熱を利用して被冷却物を良好に冷却することができるとともに、汎用性およびメンテナンス性にも優れた冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１にかかる冷却装置は、スターリング冷凍機と、スターリング冷凍機で発生した冷熱を用いて、該スターリング冷凍機から所定の距離だけ離隔した断熱容器の内部の空気を冷却する空気冷却手段とを備え、前記空気冷却手段により冷却された空気を利用して被冷却体の収容部に収容された被冷却物を冷却する冷却装置において、前記スターリング冷凍機、空気冷却手段および断熱容器を、前記被冷却体に対して着脱可能な筐体に収容してユニット化してなることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項２にかかる冷却装置は、上記請求項１において、前記空気冷却手段は、前記筐体が被冷却体に装着された場合に、前記断熱容器と前記収容部との間で循環する空気を冷却することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項３にかかる冷却装置は、上記請求項１または請求項２において、前記筐体が被冷却体に装着された場合に、前記断熱容器と前記収容部とを断熱された状態で保持して密着させる密着手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項４にかかる冷却装置は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記空気冷却手段を構成する機器の表面から生じた水滴を貯留する水滴貯留手段が前記筐体に収容されたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項５にかかる冷却装置は、上記請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱を輸送して外部に放出する高温排熱放出手段が前記筐体に収容されたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項６にかかる冷却装置は、上記請求項５において、前記高温排熱手段は、前記高温排熱の輸送源となるポンプと、前記高温排熱を輸送する際の媒体となる冷媒を貯留するタンクとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の冷却装置によれば、スターリング冷凍機、空気冷却手段および断熱容器を、被冷却体に対して着脱可能な筐体に収容してユニット化してなるので、種々の被冷却体に対して適用することができ、汎用性が良好なものになる。また、冷却装置を構成する機器に故障等が生じた場合には、適用対象となる被冷却体から該冷却装置を取り外して冷却装置の修理を行い、該被冷却体には他の冷却装置を適用することにより、メンテナンス性にも優れたものになる。したがって、スターリング冷凍機で発生した冷熱を利用して被冷却物を良好に冷却することができるとともに、汎用性およびメンテナンス性にも優れたものとすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる冷却装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、以下においては、冷却装置の適用例の一例として、自動販売機に適用された場合について説明する。
【００２２】
図１および図２は、それぞれ本発明の実施の形態における冷却装置について示したものであり、図１は、冷却装置が自動販売機に適用される場合について示した斜視図であり、図２は、冷却装置の構成を模式的に示した平面断面図である。尚、以下において、図７および図８に示した自動販売機と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
冷却装置１０は、図１に示すように、自動販売機の本体キャビネット１の機械室９に着脱可能なものであり、装置本体１１を備えている。装置本体１１は、直方状の形態を成した筐体であり、機械室９に装着可能な大きさを有している。この装置本体１１は、スターリング冷凍機２０、冷却機器（空気冷却手段）３０、ドレン皿（水滴貯留手段）３５、放熱機器（高温排熱放出手段）４０、および断熱容器５１を収容している。
【００２４】
スターリング冷凍機２０は、横置きに載置してあり、稼動することにより冷熱を発生する低温部２１と、高温排熱を発生する高温部２２とを有している。
【００２５】
冷却機器３０は、スターリング冷凍機２０の低温部２１から発生した冷熱を断熱容器５１まで移送して、該断熱容器５１の内部の空気を冷却するものである。この冷却機器３０についてより詳細に説明すると、内部に冷媒が封入してあり、凝縮熱交換器３１、蒸発熱交換器３２、液体配管３３、および気体配管３４を備えて構成してある。ここに、冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機２０の低温部２１からの冷熱では凍らないもの（不凍冷媒）が用いられている。
【００２６】
凝縮熱交換器３１は、スターリング冷凍機２０の低温部２１に熱的に接続してある。この凝縮熱交換器３１では、低温部２１から得た冷熱により冷媒が凝縮されて凝縮液になる。
【００２７】
蒸発熱交換器３２は、凝縮熱交換器３１から所定の距離だけ離隔した位置で、かつ凝縮熱交換器３１よりも相対的に低い位置に配設してある。より詳細に説明すると、蒸発熱交換器３２は、図２に示すように、断熱容器５１の内部に収容してあり、蛇行状通路３２１と、複数のフィン３２２とを有している。蛇行状通路３２１は、例えばアルミニウムや銅等の金属材料から形成され、内径が数ｍｍ以下となる細管を蛇行状に曲げ加工してなるものである。この蛇行状通路３２１は、細管内を冷媒に通過させるものである。複数のフィン３２２は、蛇行状通路３２１と同様に、例えばアルミニウム等の金属材料からなる板状体である。これら複数のフィン３２２は、所定の間隔ごとに蛇行状通路３２１にろう付けされて配設してある。
【００２８】
このような蒸発熱交換器３２では、蛇行状通路３２１を通過する冷媒が断熱容器５１の内部空気から得た熱により蒸発して蒸気になる。換言すると、蒸発熱交換器３２の周辺領域である断熱容器５１の内部空気は、蛇行状通路３２１を通過する冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり冷却される。
【００２９】
液体配管３３は、凝縮熱交換器３１と、蒸発熱交換器３２とを繋ぐ管路である。この液体配管３３は、凝縮熱交換器３１で凝縮した冷媒を、該凝縮熱交換器３１から蒸発熱交換器３２まで移動させるためのものである。
【００３０】
気体配管３４は、上記液体配管３３とは別個に、凝縮熱交換器３１と、蒸発熱交換器３２とを繋ぐ管路である。この気体配管３４は、蒸発熱交換器３２で蒸発した冷媒を、該蒸発熱交換器３２から凝縮熱交換器３１まで移動させるためのものである。
【００３１】
液体配管３３と気体配管３４との配置関係は、図３に示すように、気体配管３４が液体配管３３の上方に位置するようになっている。これは、気体配管３４を通る冷媒の密度の方が、液体配管３３を通る冷媒の密度よりも小さいためである。このような構成は、上述のように、液体配管３３と気体配管３４とが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
【００３２】
ドレン皿３５は、スターリング冷凍機２０や冷却機器３０の下部に配設してある。このドレン皿３５は、冷却機器３０を構成する蒸発熱交換器３２等の表面に生ずるドレン水を貯留するためのものである。
【００３３】
放熱機器４０は、スターリング冷凍機２０の高温部２２から得た高温排熱を装置本体１１（自動販売機）の外部に放出するためのものである。この放熱機器４０は、内部に冷媒を封入してあり、放熱熱交換器４１、空気熱交換器４２、第１輸送ライン４３、および第２輸送ライン４４を備えて構成してある。ここに、冷媒としては種々のものを用いることができるが、一例としては水のようにスターリング冷凍機２０の高温排熱で蒸気となるものが用いられる。本実施の形態では、水を放熱機器４０の冷媒として用いた場合について説明する。
【００３４】
放熱熱交換器４１は、スターリング冷凍機２０の高温部２２に熱的に接続してある。この放熱熱交換器４１は、内部の冷媒に高温部２２からの高温排熱を受熱させるものである。
【００３５】
空気熱交換器４２は、スターリング冷凍機２０（放熱熱交換器４１）から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この空気熱交換器４２は、内部の冷媒に放熱させるものである。この空気熱交換器４２では、詳細は後述するが、冷媒は、放熱熱交換器４１で受熱した高温排熱を周囲空気へ放熱することになる。これにより、周囲空気は、高温排熱により加熱される。そして、空気熱交換器４２の周囲の所定個所には、庫外送風ファン４５が設けてある。庫外送風ファン４５は、空気熱交換器４２の内部に送り込まれた外気を外部に放出するためのものである。
【００３６】
第１輸送ライン４３は、放熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを繋ぐ管路である。この第１輸送ライン４３は、放熱熱交換器４１で高温排熱を受熱した冷媒を空気熱交換器４２に移動させるためのものである。
【００３７】
第２輸送ライン４４は、上記第１輸送ライン４３とは別個に、放熱熱交換器４１と空気熱交換器４２とを繋ぐ管路である。この第２輸送ライン４４は、空気熱交換器４２で放熱した冷媒を放熱熱交換器４１に移動させるためのものである。
【００３８】
第１輸送ライン４３と第２輸送ライン４４との配置関係は、図３に示すように、第１輸送ライン４３が第２輸送ライン４４の上方に位置するようになっている。これは、第１輸送ライン４３を通る冷媒の密度の方が、第２輸送ライン４４を通る冷媒の密度よりも小さいためである。このような構成は、上述のように、第１輸送ライン４３と第２輸送ライン４４とが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
【００３９】
断熱容器５１は、装置本体１１の内部において、スターリング冷凍機２０から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この断熱容器５１は、冷却機器３０を構成する蒸発熱交換器３２を収容している。また、断熱容器５１は、送気管路５７と、吸気管路５８とを有している。断熱容器５１の下部には、断熱容器５１を底上げするための底上手段が配設してある。底上手段としては、断熱容器５１を上方に向けて底上げできるものであれば何でも良く、例えばジャッキやアクチュエータ等を用いることもできるが、本発明の実施の形態では、板状部材６１が用いられている。
【００４０】
ここで、図には明示していないが、装置本体１１の上面には、送気管路５７および吸気管路５８のそれぞれに対応する部位に、矩形状の上端開口が形成してある。上端開口のそれぞれの開口側縁には、例えば発泡ウレタンゴムやシリコーンゴム等から形成されるゴム部材６０（図３参照）が配設してある。ゴム部材６０は、詳細は後述するが、冷却装置１０を自動販売機の機械室９に挿入した後、断熱容器５１の送気管路５７および吸気管路５８と、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部とを断熱した状態を保持する態様で密着させるものである。
【００４１】
つぎに、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部構造について説明する。それぞれの商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃには、背面ダクト５２と、庫内送風ファン５３、送気切換シャッタ５５、および吸気切換シャッタ５６が配設してある。
【００４２】
背面ダクト５２とは、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部の背面側に配設してあり、図には明示しないが、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの下部から商品収納ラック６に収納された商品群の所定の高さに対応する位置、すなわち該商品群の略中間領域に対応する位置まで延設してある。この背面ダクト５２の下部の前方には、ヒータ５４を内蔵したヒータルーム５９が設けてある。背面ダクト５２は、ヒータルーム５９と吸入口５９ａを通じて連通している。また、背面ダクト５２の底部には、ガス吸気口５８ａが設けてある。ガス吸気口５８ａは、冷却装置１０が自動販売機の機械室９に装着された場合に、断熱容器５１を構成する吸気管路５８と連通するための開口となるものである。つまり、冷却装置１０の断熱容器５１を構成する吸気管路５８は、ガス吸気口５８ａを通じて、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの背面ダクト５２と連通することになる。
【００４３】
庫内送風ファン５３は、商品搬出シュータ８の下部であって、ヒータルーム５９の前方に配設してあり、該ヒータルーム５９と吹出口５９ｂを通じて連通している。この庫内送風ファン５３は、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部の空気を循環させるためのものである。また、庫内送風ファン５３の近傍の底部には、ガス送気口５７ａが設けてある。ガス送気口５７ａは、冷却装置１０が自動販売機の機械室９に装着された場合に、断熱容器５１を構成する送気管路５７と連通するための開口となるものである。つまり、冷却装置１０の断熱容器５１を構成する送気管路５７は、ガス送気口５７ａを通じて、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部と連通することになる。
【００４４】
送気切換シャッタ５５は、図３に示すように、ガス送気口５７ａおよび吹出口５９ｂを開閉するものである。具体的には、ガス送気口５７ａを開成状態にする場合には、吹出口５９ｂを閉成状態にするものであり、逆に吹出口５９ｂを開成状態にする場合には、ガス送気口５７ａを閉成状態にするものである。
【００４５】
吸気切換シャッタ５６は、図３に示すように、ガス吸気口５８ａおよび吸入口５９ａを開閉するものである。具体的には、ガス吸気口５８ａを開成状態にする場合には、吸入口５９ａを閉成状態にするものであり、逆に吸入口５９ａを開成状態にする場合には、ガス吸気口５８ａを閉成状態にするものである。
【００４６】
また、送気切換シャッタ５５および吸気切換シャッタ５６は、それぞれの開閉動作が連係しており、送気切換シャッタ５５がガス送気口５７ａを開成状態にする場合には、吸気切換シャッタ５６がガス吸気口５８ａを開成状態にし、送気切換シャッタ５５がガス送気口５７ａを閉成状態にする場合には、吸気切換シャッタ５６がガス吸気口５８ａを閉成状態にする。これにより、送気切換シャッタ５５がガス送気口５７ａを開成状態にする場合には、吸気切換シャッタ５６がガス吸気口５８ａを開成状態にするから、冷却装置１０が機械室９に装着されている場合には、断熱容器５１と商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部とが連通状態になる。
【００４７】
以上のような構成を有する冷却装置１０は、適用対象となる自動販売機につぎのようにして装着されて、該自動販売機の商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに収容された商品Ｗを冷却することになる。ここでは、すべての商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに収容された商品Ｗを冷却する場合について説明する。
【００４８】
図１に示すように、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃを自動販売機（本体キャビネット１）の機械室９に前方側から挿入する。そして、断熱容器５１の送気管路５７に対応する上端開口、および吸気管路５８に対応する上端開口が、それぞれガス送気口５７ａ、およびガス吸気口５８ａに対向する位置に冷却装置１０を配置する。その後、図３に示すように、板状部材６１の作用により底上げされた断熱容器５１の送気管路５７、および吸気管路５８が、それぞれガス送気口５７ａ、およびガス吸気口５８ａに連通した状態になる。その際、断熱容器５１は、ゴム部材６０の作用により機械室９の上面に密着した状態になり、送気管路５７、および吸気管路５８は、それぞれ断熱された状態でガス送気口５７ａ、およびガス吸気口５８ａに連通することになる。これにより、冷却装置１０が自動販売機（本体キャビネット１）に装着されたことになる。
【００４９】
冷却装置１０が自動販売機に装着された後、スターリング冷凍機２０を稼働させるとともに、送気切換シャッタ５５がガス送気口５７ａを開成状態にし、吸気切換シャッタ５６がガス吸気口５８ａを開成状態にする。
【００５０】
冷却装置１０を構成する冷却機器３０では、スターリング冷凍機２０の低温部２１からの冷熱をつぎのようにして蒸発熱交換器３２まで移送して、断熱容器５１の内部空気を冷却する。低温部２１に熱的に接続している凝縮熱交換器３１において急激に冷却されて凝縮液になった冷媒が、その重力により液体配管３３を通じて蒸発熱交換器３２まで移動する。この蒸発熱交換器３２において、冷媒は、該蒸発熱交換器３２を収容する断熱容器５１の内部空気の熱により蒸発して蒸気になる。つまり、断熱容器５１の内部空気は熱が奪われることになり、これにより、断熱容器５１の内部空気は冷却される。ところで、蒸発熱交換器３２において蒸発して蒸気になった冷媒は、気体配管３４を通じて凝縮熱交換器３１まで移動し、該凝縮熱交換器３１で再び凝縮液になって上記サイクルを繰り返すことになる。
【００５１】
冷却装置１０の放熱機器４０では、スターリング冷凍機２０の高温部２２からの高温排熱をつぎのようにして自動販売機の外部に放出する。高温部２２に熱的に接続している放熱熱交換器４１において受熱した冷媒が、第１輸送ライン４３を通じて空気熱交換器４２まで移動し、該空気熱交換器４２で放熱する。つまり、空気熱交換器４２の周囲の空気は、加熱される。そして、加熱された空気は、庫外送風ファン４５によって冷却装置１０（自動販売機）の外部に放出されることになる。従って、スターリング冷凍機２０の高温部２２からの高温排熱は、放熱機器４０によって冷却装置１０（自動販売機）の外部に放出される。ところで、空気熱交換器４２で放熱した冷媒は、第２輸送ライン４４を通じて放熱熱交換器４１まで移動し、該放熱熱交換器４１で再び受熱することにより上記サイクルを繰り返すことになる。
【００５２】
上述したように、送気切換シャッタ５５がガス送気口５７ａを開成状態にし、かつ、吸気切換シャッタ５６がガス吸気口５８ａを開成状態にしているので、断熱容器５１と商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃとが連通状態になっている。よって、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの空気は、庫内送風ファン５３の作用により、背面ダクト５２、断熱容器５１、および商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部を循環する。より詳細に説明すると、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部の空気は、庫内送風ファン５３の作用により、背面ダクト５２に進入し、開成状態のガス吸気口５８ａを通じて断熱容器５１の内部に至る。つまり、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部の空気は、断熱容器５１で一元化される。
【００５３】
断熱容器５１の内部に至った空気は、該断熱容器５１の内部を通過中に蒸発熱交換器３２により冷却される。冷却された空気は、開成状態のガス送気口５７ａを通じて商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部を図３中の矢印方向に沿って移動する。つまり、冷却された空気は、商品収納ラック６に収納された商品群のうち下方にある商品群に通過する態様で移動する。このように冷却された空気が商品収納ラック６の下方にある商品群を通過する態様で移動することにより、冷却された空気と商品Ｗとの間で熱交換が行われ、該商品Ｗが冷却されることになる。
【００５４】
商品Ｗとの間で熱交換が行われて温められた空気は、再び背面ダクト５２に進入して、開成状態のガス吸気口５８ａを通じて断熱容器５１に至る。そして、該断熱容器５１で再び冷却され、上述した循環を繰り返す。
【００５５】
このように断熱容器５１と商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃとの間で空気を循環させることにより、該商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部における空気の温度を例えば０℃に保持することができ、これにより、商品Ｗを販売適温となる例えば５℃にすることができる。つまり、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに収容された商品Ｗを良好に冷却することができる。
【００５６】
例えば商品収容庫５ａに収容された商品Ｗのみを加熱する場合には、冷却装置１０は、つぎのようにして該商品Ｗの加熱に供することができる。
【００５７】
まず、図４に示すように、送気切換シャッタ５５を動作させて商品収容庫５ａのガス送気口５７ａを閉成状態にするとともに、吸気切換シャッタ５６を動作させて商品収容庫５ａのガス吸気口５８ａを閉成状態にする。これにより、商品収容庫５ａと冷却装置１０（断熱容器５１）との連通状態は遮断されることになる。また、その際、吸入口５９ａ、および吹出口５９ｂがともに開成状態になる。したがって、断熱容器５１の内部で冷却された空気は、商品収容庫５ａに移動することがない。
【００５８】
そして、商品収容庫５ａのヒータルーム５９内にあるヒータ５４を稼働させることにより、ヒータ５４に加熱された空気は、庫内送風ファン５３の作用により商品搬出シュータ８の下側から吹き出され、図４中の矢印方向に沿って移動する。つまり、加熱された空気は、商品収納ラック６に収納された商品群を通過する態様で移動する。
【００５９】
加熱された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、加熱された空気と商品Ｗとの間で熱交換が行われ、該商品Ｗが加熱されることになる。商品Ｗとの間で熱交換が行われた空気は、再び背面ダクト５２に進入して、開成状態である吸入口５９ａを通じてヒータルーム５９に至る。そして、該ヒータルーム５９においてヒータ５４に再び加熱され、上述した移動を繰り返して循環することになる。
【００６０】
このように加熱された空気が商品収容庫５ａの内部で循環することにより、商品Ｗの温度を販売適温（例えば５５℃）にすることができる。
【００６１】
そして、上記冷却装置１０を他の自動販売機に適用する場合には、冷却装置１０を機械室９から取り外して、他の自動販売機の機械室９に再び装着することにより、該自動販売機の商品収容庫５ａに収容された商品Ｗを冷却することができる。
【００６２】
以上説明したように、本発明の実施の形態における冷却装置１０によれば、スターリング冷凍機２０、冷却機器３０、放熱機器４０、および断熱容器５１等を自動販売機の機械室９に着脱可能な装置本体１１に収容してユニット化したために、種々の自動販売機に対して適用することができ、汎用性が良好なものになる。また、冷却装置１０を構成する機器に故障等が生じた場合には、適用対象となる自動販売機から該冷却装置１０を取り外して冷却装置１０の修理を行い、該自動販売機には他の冷却装置１０を適用することにより、メンテナンス性にも優れたものになる。したがって、スターリング冷凍機２０で発生した冷熱を利用して商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに収容された商品Ｗを良好に冷却することができるとともに、汎用性およびメンテナンス性にも優れたものとすることができる。
【００６３】
上記冷却装置１０によれば、装置本体１１の内部にスターリング冷凍機２０等を収容してなるだけなので、適用対象となる自動販売機等に直接配設することに比して、量産性に優れたものになる。
【００６４】
また、冷却装置１０によれば、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部の空気を、断熱容器５１の内部で一元化させながら該商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの内部と外部との間で循環させ、スターリング冷凍機２０で発生した冷熱を利用して一元化された状態の空気を冷却するので、冷却された空気の温度を均一化することができる。これにより、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに送出される空気の温度が略等しくなり、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃごとの冷却時間や各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃの冷却温度にばらつきを生ずる虞れがない。したがって、各商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに収容された商品Ｗを良好に冷却することができる。
【００６５】
さらに、冷却装置１０によれば、送気切換シャッタ５５および吸気切換シャッタ５６が、商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃと断熱容器５１とにおける空気の移動を必要に応じて遮断するので、所定の商品収容庫５ａ，５ｂ，５ｃに収容された商品Ｗを加熱するのに供することができる。
【００６６】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されず種々の変更を行うことができる。
【００６７】
上述の実施の形態では、冷却装置１０の適用対象として自動販売機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷蔵庫やショーケース等を適用対象としても良い。
【００６８】
また、上述の実施の形態では、１台のスターリング冷凍機に対して１つの断熱容器を収容してなるものであったが、本発明では、１台のスターリング冷凍機に対して複数の断熱容器を収容してなるものであっても良い。
【００６９】
さらに、上述の実施の形態では、放熱機器４０は、水を冷媒とするものについて説明したが、本発明では、不凍液を冷媒として用いても良い。この場合には、図５および図６に示すように、上記構成要素の他に、循環ポンプ４６やブラインタンク４７を備えている。つまり、そのような放熱機器４０では、冷媒（不凍液）が放熱熱交換器４１と空気熱交換器４２との間で循環ポンプ４６の作用により循環することになる。このような構成であっても、スターリング冷凍機２０の高温部２２で発生した高温排熱を良好に冷却装置１０の外部に放出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係る冷却装置は、例えば自動販売機を適用対象として、該自動販売機における商品収容庫に収容された商品を所望の温度状態に冷却するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態における冷却装置が自動販売機に適用される場合について示した斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態における冷却装置の構成を模式的示した平面断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における冷却装置が適用された自動販売機の要部を示した側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における冷却装置が適用された自動販売機の要部を示した側断面図である。
【図５】本発明の冷却装置の変形例を模式的に示した平面断面図である。
【図６】本発明の冷却装置の変形例が適用された自動販売機の要部を示した側断面図である。
【図７】一般的な自動販売機を示した正面断面図である。
【図８】図７に示した自動販売機の側断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０      冷却装置
１１      装置本体
２０      スターリング冷凍機
２１      低温部
２２      高温部
３０      冷却機器
３１      凝縮熱交換器
３２      蒸発熱交換器
３３      液体配管
３４      気体配管
４０      放熱機器
４１      放熱熱交換器
４２      空気熱交換器
４３      第１輸送ライン
４４      第２輸送ライン
４５      庫外送風ファン
４６      循環ポンプ
４７      ブラインタンク
５１      断熱容器
５７      送気管路
５８      吸気管路
６０      ゴム部材
６１      板状部材
Ｗ        商品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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