(57)【要約】【課題】庫外熱交換器に生じた結露水を効率よく処理するヒートポンプ加温システムとそれを用いた自動販売機を提案し、加温時の消費電力量を削減することを目的とするものである。【解決手段】加温側蒸発器１３に生じた結露水を溜めるドレンパン２３と、貯留水を検知する貯留水検知手段２７と、貯留水の蒸発を促進する蒸発促進手段２６とを備えるものであるから、ドレンパン２３の貯留水が溢れることがなく、設置床面を濡らさず、本体の腐食やカビの発生を防ぐことができるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、前記蒸発器の結露水を溜めるドレンパンとからなる加温システム。
【請求項２】
前記ドレンパンに溜めた結露水の水位または水量を検知する貯留水検知手段と、水位または水量が所定値になれば加温システムを停止または加温能力を下げることを特徴とする請求項１に記載の加温システム。
【請求項３】
前記ドレンパンに溜めた結露水の蒸発を促進する蒸発促進手段を設けたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の加温システム。
【請求項４】
前記ドレンパンに溜めた結露水の水位または水量を検知する貯留水検知手段と、水位または水量が所定値になれば前記蒸発促進手段により結露水の蒸発を促進することを特徴とする請求項３に記載の加温システム
【請求項５】
前記凝縮器を庫内に配置し庫内に充填した商品を加温する請求項１から４のいずれか１項に記載の加温システムを用いた自動販売機。
【請求項６】
圧縮機と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを環状に接続した冷却サイクルと、庫内に配置し庫内に充填した商品を冷却する前記蒸発器の結露水を溜めるドレンパンと前記加温システムのドレンパンとを共通にしたことを特徴とする請求項５に記載の加温システムを用いた自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸発器に結露しにくく、結露しても外部に排水することなく処理することができる加温システム及びそれを用いた自動販売機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護が叫ばれる中、自動販売機業界においてもトップランナー制の導入などに伴い機器の省エネルギーが進んでいる。
【０００３】
自動販売機の省エネ化技術としては、特に加温側の省エネルギーが有効であり、ヒーターを使わず、ヒートポンプ加温システムを用いることにより、省エネルギーを図る技術が利用されていた。
以下、図面を参照しながら上記従来の自動販売機を説明する。
【０００４】
図６は従来の自動販売機のシステム図である。図６に示すように、従来の自動販売機は、冷却側圧縮機１、冷却側凝縮器２、第１の冷却側減圧手段３、第２の冷却側減圧手段４、第３の冷却側減圧手段５、第１の冷却側蒸発器６、第２の冷却側蒸発器７、第３の冷却側蒸発器８からなる冷却システム９と、加温側圧縮機１０と、加温側凝縮器１１と、加温側減圧手段１２と、加温側蒸発器１３とからなる加温システム１４とを備えている。
【０００５】
自動販売機（図示せず）の庫内は断熱壁により右室１５、中室１６、左室１７の３室に区分けされ、各室に缶飲料等の商品を収納するラック（図示せず）が配置されている。右室１５と中室１６はホットとコールドに切替可能になっており、右室を加温する場合は加温側凝縮器１１と右室ヒーター（図示せず）により加温し冷却する場合は冷却側蒸発器６により冷却する。中室７を加温する場合は中室ヒーター（図示せず）により加温し冷却する場合は冷却側蒸発器７により冷却する。左室１７はコールド専用で冷却側蒸発器８により冷却する。各庫室の庫内空気は各庫内ファン１８、１９、２０により循環され、庫外の冷却側凝縮器２と加温側蒸発器１３は庫外ファン２１により外気と熱交換される。冷却側凝縮器２と加温側蒸発器１３は近接して配置され排熱を回収する構成になっている。
【０００６】
以上のように構成された自動販売機について、以下その動作を説明する。
【０００７】
右室１５の加温運転時、加温側圧縮機１０で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、加温側凝縮器１１で放熱し凝縮した後加温側減圧手段１２で減圧され、低温低圧の液冷媒となり、加温側蒸発器１３で外気と熱交換し気化した後、加温側圧縮機１０へと吸い込まれ、再び圧縮されて吐出される。
【０００８】
ヒートポンプ加温システムを用いた場合、その加温効率はヒーターを用いた場合の値である１以上となり、消費電力量を低減することができる。
【０００９】
また、この時、加温側蒸発器１３は低温となり、外気の湿度が高く、露点温度が高い時などには表面に水分が結露し、落下した結露水により自販機設置床面が濡れたり、自動販売機本体の腐食やカビなどの原因となる恐れがあった。
【００１０】
これに対処する手段としては、結露検出手段により庫外熱交換器の結露を検出し、運転を切り替える技術があった（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２５７８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ヒートポンプ加温システムを用いた自動販売機において、結露検出手段を用いて結露を防ぐ、もしくは結露水を溜めて所定量を越えないように処理をするという技術はこれまで無かった。
【００１２】
本発明の目的は、ヒートポンプ加温システムを用いた自動販売機において、加温側蒸発器１３に生じた結露水を溜めて適正に処理をすることにより、自販機設置床面を濡らさず、自販機本体の腐食やカビの発生を防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来の課題を解決するために、本発明の加温システムは、圧縮機と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、前記蒸発器の結露水を溜めるドレンパンとから構成したものである。
【００１４】
これによって、蒸発器に生じた結露水をドレンパンに溜めることが可能となり、設置床面を濡らさず、腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明の加温システムは、前記ドレンパンに溜めた結露水の水位または水量を検知する貯留水検知手段と、水位または水量が所定値になれば加温システムを停止または加温能力を下げるものである。
【００１６】
これによって、ドレンパンに溜めた結露水がドレンパンから溢れることを防ぐことができ、設置床面を濡らさず、腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００１７】
また、本発明の加温システムは、前記ドレンパンに溜めた結露水の蒸発を促進する蒸発促進手段を設けたものである。
【００１８】
これによって、ドレンパンに溜めた結露水をドレンパンから溢れる前に蒸発させることができ、設置床面を濡らさず、腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００１９】
また、本発明の加温システムは、前記ドレンパンに溜めた結露水の水位または水量を検知する貯留水検知手段と、水位または水量が所定値になれば前記蒸発促進手段により結露水の蒸発を促進するものである。
【００２０】
これによって、ドレンパンに溜めた結露水をドレンパンから溢れる前に蒸発させることができ、設置床面を濡らさず、腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００２１】
また、本発明の加温システムを用いた自動販売機は、前記凝縮器を庫内に配置し庫内に充填した商品を加温するものである。
【００２２】
これによって、蒸発器に生じた結露水をドレンパンに溜めることが可能となり、自販機設置床面を濡らさず、自販機本体の腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００２３】
また、本発明の加温システムを用いた自動販売機は、圧縮機と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを環状に接続した冷却サイクルと、庫内に配置し庫内に充填した商品を冷却する前記蒸発器の結露水を溜めるドレンパンと前記加温システムのドレンパンとを共通にしたものである。
【００２４】
これによって、加温システム専用のドレンパンを新たに設置する必要がないため、設置スペースの制約がなく安価に構成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の自動販売機は、ヒートポンプ加温サイクルの庫外熱交換器（蒸発器）に生じた結露水を効率よく確実に処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
請求項１に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、蒸発器の結露水を溜めるドレンパンとから構成したものであるから、蒸発器に生じた結露水をドレンパンに溜めて設置床面を濡らさず、腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、ドレンパンに溜めた結露水の水位または水量を検知する貯留水検知手段と、水位または水量が所定値になれば加温システムを停止または加温能力を下げるものであるから、ドレンパンに溜めた結露水がドレンパンから溢れないように加温システムの運転を制御して設置床面を濡らさず、腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、ドレンパンに溜めた結露水の蒸発を促進する蒸発促進手段を設けたものであるから、ドレンパンに溜めた結露水をドレンパンから溢れる前に蒸発させて設置床面を濡らさず、腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、ドレンパンに溜めた結露水の水位または水量を検知する貯留水検知手段と、水位または水量が所定値になれば蒸発促進手段により結露水の蒸発を促進するものであるから、ドレンパンに溜めた結露水をドレンパンから溢れる前に蒸発させることができ、設置床面を濡らさず、腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、凝縮器を自販機庫内に配置し庫内に充填した商品を加温するものであるから、蒸発器に生じた結露水をドレンパンに溜めて自販機設置床面を濡らさず、自販機本体の腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、減圧手段と、蒸発器とを環状に接続した冷却サイクルと、庫内に配置し庫内に充填した商品を冷却する蒸発器の結露水を溜めるドレンパンと加温システムのドレンパンとを共通にしたものであるから、加温システム専用のドレンパンを新たに設置する必要がないため、設置スペースの制約がなく安価に構成することができる。
【００３２】
以下、本発明による加温システムとそれを用いた自動販売機の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の加温システムと自動販売機の構造図である。
【００３４】
図１において、缶飲料などを加温する加温サイクルは、高温用レシプロ型により構成された加温側圧縮機１０、加温側凝縮器１１、加温側減圧手段１２、加温側蒸発器１３を環状に連結しＲ６００ａを冷媒としたヒートポンプサイクルで構成されており、庫外に設置された加温側蒸発器１３により庫外の熱を汲み上げ、庫内に設置された加温側凝縮器１１により放熱して庫内空気を加温する。本実施の形態１は加温サイクルと冷却用サイクルを独立した構成にしている。加温側蒸発器１３と冷却側凝縮器２は、加温側蒸発器１３が風下側になるように並列設置され、庫外ファン２１を共有している。この構成により互いのサイクルの排熱回収が可能となる。また、加温側圧縮機１０の外周には断熱壁２２が巻かれており保温性が保たれる構成になっている。
【００３５】
一方、加温側凝縮器１３と冷却側蒸発器６も並列設置され庫内ファン１８を共有した構成としているが、３区画に区切られた庫内の一つで冷却と加温が同時に行われることはないので庫内での排熱回収はできない。
【００３６】
加温側蒸発器１３と冷却側凝縮器２の下部には共通のドレンパン２３が設けられ、加温側蒸発器１３で発生した結露水を溜める構成になっている。また、庫内冷却時に冷却側蒸発器６、７、８に生じる結露水は庫内ドレンパン２４（右室用のみ図示、中室及び左室用は図示せず）で受けて、ドレンパイプ２５を通ってドレンパン２３に流れ込む。ドレンパン２３には蒸発促進手段である蒸発ヒーター２６が配置されており、ドレンパン２３に溜められた結露水は、冷却側凝縮器２の排熱と蒸発ヒーター２６により蒸発が促進される。
【００３７】
ドレンパン２３には貯留水検知手段であるフロートＳＷ２７が配置されドレンパンの水位を検知し、上限水位に達すれば蒸発ヒーターに通電して蒸発を促進してドレンパン２３から結露水が溢れないように制御している。
【００３８】
缶飲料等の商品はラック２８に収納されており、シューター２９を通って商品取り出し口３０には搬出される。
【００３９】
本実施の形態では右室のみ図示して説明しているが中室や左室も同様の構成となっている。
【００４０】
図２は、本発明の実施の形態１の加温システムと自動販売機の冷媒回路図である。
【００４１】
従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４２】
図２において、左室１５には加温用として加温側凝縮器１１と加温ヒーター３１が配置され、中室１６の加温用として加温ヒーター３２が配置されている。左室１５に加温側凝縮器１１と加温ヒーター３１の２つの加温手段が配置されているのは、缶飲料等商品を大量に補充した場合の立ち上がり時に同時に稼働させて立ち上がり時間を短縮するためと、庫内温度安定時（５５±２℃）に加温ヒーター３２の小能力運転にて温度変動を抑えるためである。さらに、ドレンパン２３の水位が上限に達した時にヒートポンプサイクルを停止して加温ヒーターに切り換えて加温運転を継続する場合である。
【００４３】
図３は、本発明の実施の形態１における加温システムのドレンパンの構造図である。
【００４４】
図３において、ドレンパン２３には結露水の蒸発促進手段である蒸発ヒーター２６、貯留水検知手段であって結露水の水位を２段階で検出するフロートＳＷ２７が配置されている。また、庫内ドレンパン２４とドレンパイプ２５により連結されている。
【００４５】
図４は、本発明の実施の形態１における貯留水検知手段であるフロートＳＷの内部構造図である。
【００４６】
図４において、フロートＳＷ２７は、上部に配し水位の上限を検知するための第一フロート３３と、下部に配し水位の下限を検知するための第二フロート３４と、第一フロート３３及び第二フロート３４を上下移動可能に保持するステム３５とにより構成されている。ステム３５には第一フロート３３及び第二フロート３４の移動範囲を制限する上部ストッパー３６と、中間ストッパー３７と、下部ストッパー３８が固定されている。
【００４７】
第一フロート３３及び第二フロート３４の内部にはマグネット３９、４０がステム３５に対向するように配され、ステム３５の内部に配された第一リードＳＷ４１と第二リードＳＷ４２を磁力により開閉する構造になっている。即ち、水位が第一フロート３３の可動範囲の上位にあり第一フロート３３が上部ストッパー３６に接する状態で第一リードＳＷ４１が閉となり（第二リードＳＷ４２も閉）、水位が第二フロート３４の可動範囲の上位にあり第二フロート３４が中間ストッパー３７に接する状態で第二リードＳＷ４２が閉（第一フロート３３は開）となる。水位が下がり第二フロート３４が中間ストッパー３７から下がれば第二リードＳＷ４２が開（第一フロート３３も開）となる。
【００４８】
以上の構成の動作について図面により説明する。
【００４９】
図５は、本発明の実施の形態１の動作例を示す制御ブロック図である。
【００５０】
図５の動作例では、自動販売機の右室１５をホット設定、中室１６と左室１７をコールド設定した場合の加温システムと加温ヒーター３１の動作を示す。
【００５１】
図５において、マイクロコンピュータ４３に右室１５庫内温度を検知する庫内温度センサ４４の検出値を入力し、庫内温度がホット設定の５５±２℃になるように加温側圧縮機１０と加温ヒーター３１を制御する。加温側圧縮機１０はインバータ４５により負荷の大小に応じた能力制御をされる構成になっている。
【００５２】
庫内温度が設定温度を大きく下回る場合は（缶飲料等の商品を補充した場合）、加温側圧縮機１０を高能力運転し、同時に加温ヒーター３１に通電して急速に立ち上げる。庫内温度が設定温度近辺になれば、加温側圧縮機１０を小能力運転し、同時に加温ヒーター３１の通電率を小さくして温度変動の少ない安定した温度調節を行う。
【００５３】
高湿度条件下でヒートポンプによる加温システムを運転すると加温側蒸発器１３に結露が発生し、長時間運転するとドレンパン２３に結露水が溜まることになる。貯留水の水位がドレンパン２３の上限に達しフロートＳＷ２７の第一リードＳＷ４１が閉になると、加温側圧縮機１０の運転を停止し加温ヒーター３１のみの運転に切り換える。そして蒸発ヒーター２６に通電して貯留水の蒸発を加速する。貯留水の水位が下限に達すると、蒸発ヒーター２６への通電を遮断して通常の加温システムと加温ヒーター３１の運転に戻る。
【００５４】
これにより、加温運転を継続しながらドレンパン２３から貯留水が溢れることを未然に防止することができる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態は、加温システムを自動販売機に適用したものであり、加温側圧縮機１０と、加温側凝縮器１１と、加温側減圧手段１２と、加温側蒸発器１３とを環状に接続したヒートポンプサイクルと、加温側蒸発器１３の結露水を溜めるドレンパン２３と、ドレンパン２２に溜めた結露水の水位を検知するフロートＳＷ２７と、ドレンパン２３に溜めた結露水の蒸発を促進する蒸発ヒーター２６とにより構成し、ドレンパン２３の貯留水の水位が上限になれば蒸発ヒーター２６により貯留水の蒸発を促進するものであるから、ドレンパン２３の貯留水がドレンパンから溢れる前に蒸発させることができ、自動販売機の設置床面を濡らさず、本体の腐食やカビの発生を防ぐことができる。
【００５６】
また、本実施の形態においては、自動販売機の冷却側圧縮機１と、冷却側凝縮器２と、冷却側減圧手段３，４，５と、冷却側蒸発器６，７，８とを環状に接続した冷却サイクルと、庫内に配置し庫内に充填した商品を冷却する冷却側蒸発器６，７，８の結露水を溜める庫内ドレンパン２４と加温システムのドレンパン２３とを共通にしたものであるから、加温システム専用のドレンパンを新たに設置する必要がないため、設置スペースの制約がなく安価に構成することができる。
【００５７】
尚、本実施の形態においては、貯留水の水位が上限に達した時、加温システムであるヒートポンプの運転を停止したが、インバータにより加温能力を下げて低能力運転を継続してもよい。ただしこの場合は水位上限より下の水位で低能力運転に切り換え、水位上限を越えないようにするべきである。
【００５８】
また、貯留水検知手段をフロートＳＷ２７により水位を検知する構成としたが、水位を検知する手段としては静電容量変化や圧力変化を捉えるものや光学式のものなど様々なタイプがあり、どのようなタイプの水位検出手段でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５９】
また、蒸発促進手段を蒸発ヒーター２６により構成したが、超音波式霧化器や送風手段としてもよい。さらに単に敷布等をドレンパン２３に垂らして蒸発を促進してもよい。ただしこの場合は常時蒸発が促進される構成となる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明は、熱交換器に生じた結露水を効率よく処理するヒートポンプ加温システムを提案し、加温時の消費電力量を削減できる自動販売機を提供することができるので、ホット飲料とコールド飲料を同時に保存するショーケースや少量の給湯を行うカップ自販機など小能力の加温エネルギーの省力化が要求される用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態１による自動販売機の断面図
【図２】同実施の形態の自動販売機の冷媒回路図
【図３】同実施の形態のドレンパンの斜視図
【図４】同実施の形態のフロートＳＷの断面図
【図５】同実施の形態の制御ブロック図
【図６】従来の自動販売機の冷媒回路図
【符号の説明】
【００６２】
１    （冷却側）圧縮器
２    （冷却側）凝縮器
３、４、５    （冷却側）減圧手段
６、７、８    （冷却側）蒸発器
９    冷却システム
１０    （加温側）圧縮器
１１    （加温側）凝縮器
１２    （加温側）減圧手段
１３    （加温側）蒸発器
１４    加温システム
２３    ドレンパン
２６    蒸発促進手段
２７    貯留水検知手段
【図１】
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【図２】
2006138519.tif 000004
【図３】
2006138519.tif 000005
【図４】
2006138519.tif 000006
【図５】
2006138519.tif 000007
【図６】
2006138519.tif 000008