(57)【要約】【課題】圧縮機の稼働効率を向上することが可能な自動販売機を得ること。【解決手段】左室１０と中室２０とにそれぞれ個別に配設した蒸発器１１，２１と、各蒸発器１１，２１に個別に接続した電子膨張弁６３ａ，６３ｂとを有し、各蒸発器１１，２１を稼働して左室１０と中室２０の温度を所定の温度範囲に制御する自動販売機において、電子膨張弁６４ｂに接続する中室２０の蒸発器２１に流れる冷媒の流量を調節することにより、中室２０の蒸発器２１の稼働時間を左室１０の蒸発器１１の稼働時間に一致させた。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二以上の商品室と、各商品室にそれぞれ個別に配設した蒸発器と、各蒸発器に個別に接続した減圧器とを有し、各蒸発器を稼働して各商品室の温度を所定の温度範囲に制御する自動販売機において、
少なくとも一の減圧器を冷媒の流量を可変する流量可変型絞弁で構成し、前記流量可変型絞弁に接続する一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させるように一の蒸発器に流れる冷媒の流量を調節することを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
前記各減圧器をそれぞれ流量可変型絞弁で構成したことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
【請求項３】
前記一の蒸発器から流出する冷媒の温度と前記一の蒸発器に流入する冷媒の温度とに基づいて算出した過熱度を予め設定した過熱度目標値に一致させる態様で前記流量可変型絞弁を通過する冷媒の流量を調節することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動販売機。
【請求項４】
他の蒸発器の稼働時間が一の蒸発器の稼働時間よりも短い場合には設定した過熱度目標値の値を減ずることを特徴とする請求項３に記載の自動販売機。
【請求項５】
他の蒸発器の稼働時間が一の蒸発器の稼働時間よりも長い場合には設定した過熱度目標値の値を増やすことを特徴とする請求項３に記載の自動販売機。
【請求項６】
前記過熱度目標値を更新することにより一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させることを特徴とする請求項４又は５に記載の自動販売機。
【請求項７】
一の蒸発器の稼働時間と他の蒸発器の稼働時間とを比較して、次の冷却時における過熱度目標値を更新することを特徴とする請求項６に記載の自動販売機。
【請求項８】
一の蒸発器を配置した商品室の温度勾配に基づいて算出した一の蒸発器の稼働時間と、他の蒸発器を配置した商品室の温度勾配に基づいて算出した他の蒸発器の稼働時間とを比較して、過熱度目標値を更新することを特徴とする請求項６に記載の自動販売機。
【請求項９】
各商品室の温度、各蒸発器の冷媒温度、各蒸発器の冷媒圧力の少なくとも一つを測定し、その測定値が所定の値になるまでの時間を各蒸発器の稼働時間とすることを特徴とする請求項７に記載の自動販売機。
【請求項１０】
一の商品室の冷却開始から次の冷却開始までの時間に対する一の蒸発器の稼働時間の比率と、他の商品室の冷却開始から次の冷却開始までの時間に対する他の蒸発器の稼働時間の比率とを比較して、過熱度目標値を調節することを特徴とする請求項３に記載の自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動販売機に関し、特に二以上の商品室を備えた自動販売機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９〜図１２に基づいて、従来の技術に係る自動販売機について説明する。なお、図９は従来の技術に係る自動販売機の縦断正面図、図１０は図９に示した自動販売の縦断側面図、図１１は図９に示した自動販売機の冷凍サイクルの構成を説明する図、図１２は図１１に示した冷凍サイクルの作用を説明するタイムチャートである。
【０００３】
図９に示すように、自動販売機１００は、３つの商品室１１０，１２０，１３０と、機械室１６０とを有したもので、各商品室１１０，１２０，１３０を個別に温度制御することが可能である。これらのうち、正面向かって左側の商品室１１０（以下の説明において適宜「左室」と称する。）は冷却専用であり、真中の商品室１２０（以下の説明において適宜「中室」と称する。）と正面向かって右側の商品室１３０（以下の説明において適宜「右室」と称する。）とは冷却／加熱を切り換え可能である。すなわち、左室１１０には熱交換器として冷却専用のものを、中室１２０と右室１３０には熱交換器として冷却／加熱を切り換えることのできるものを配置してある。
【０００４】
図１０に示すように、各商品室１１０，１２０，１３０には、内部を上下に仕切るように個別にシュータ１５０を配置してあり、このシュータ１５０の上方部に集積室１５１を構成する一方、該シュータ１５０の下方部に熱交換室１５２を構成してある。左室１１０の熱交換室１５２にはその奥方から蒸発器１１１、送風ファン１５３を順次配置してあり、中室１２０と右室１３０の熱交換室１５２にはさらに、蒸発器１２１，１３１と送風ファン１５３との間にヒータ１５４を配置してある。
【０００５】
図１１に示すように、各蒸発器１１１，１２１，１３１は、機械室１６０に配置した圧縮機１６１、凝縮器１６２、電磁弁１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ、および膨張器であるキャピラリチューブ１６４ａ，１６４ｂ，１６４ｃにより冷凍サイクルを構成する。また、凝縮器１６２の後方には送風ファン１６５を配置してある。
【０００６】
次に、冷凍サイクルの作用について説明する。ここでは、ＣＣＨモード（左室１１０と中室１２０を冷却し、右室１３０を加熱するモード）で運転するものとする。まず、左室１１０の蒸発器１１１に対応する電磁弁１６３ａと、中室１２０の蒸発器１２１に対応する電磁弁１６３ｂを開放するとともに、圧縮機１６１を稼働する。圧縮機１６１から吐出した高温高圧のガス冷媒は凝縮器１６２に流入し、凝縮する。凝縮するとガス冷媒は放熱して高温高圧の液冷媒となる。凝縮時に発生した熱は、送風ファン１６５が機械室１６０の外部に放出する。凝縮器１６２から吐出された高温高圧の液冷媒は電磁弁１６３ａ，１６３ｂをそれぞれ経由してキャピラリチューブ１６４ａ，１６４ｂに到達する。キャピラリチューブ１６４ａ，１６４ｂにそれぞれ到達した液冷媒は断熱膨張され、低温低圧の二相冷媒となる。キャピラリチューブ１６４ａ，１６４ｂから吐出した二相冷媒はそれぞれ商品室１１０，１２０の蒸発器１１１，１２１に流入し、蒸発する。蒸発すると二相冷媒は吸熱して低温低圧のガス冷媒となる。低温低圧のガス冷媒は圧縮機１６１に吸入され、高温高圧のガス冷媒となる。このように左室１１０の蒸発器１１１が吸熱することにより左室１１０を冷却し、中室１２０の蒸発器１２１が吸熱することにより中室１２０を冷却する。
【０００７】
なお、左室１１０の蒸発器１１１に流れる冷媒の流量と、中室１２０の蒸発器１２１に流れる冷媒の流量との比は、蒸発器１１１に接続したキャピラリチューブ１６４ａの内径と長さにより求まる流量係数と、蒸発器１２１に接続したキャピラリチューブ１６４ｂの内径と長さにより求まる流量係数との比（流量係数比）により定まる。
【０００８】
次に、商品室の温度制御方法を図１２に基づいて説明する。ここでも、冷凍サイクルの作用の説明と同様に、ＣＣＨモードで運転するものとする。なお、左室１１０と中室１２０とは、室内温度をオン点の温度とオフ点の温度の範囲で制御する。
【０００９】
まず、左室１１０が設定範囲の温度、即ち、オン点とオフ点との間の温度、にあり、中室１２０のみを冷却するものとする。このとき、中室１２０の蒸発器１２１のみが稼働している。即ち、圧縮機１６１、凝縮器１６２、電磁弁１６３ｂ、キャピラリチューブ１６４ｂ、蒸発器１２１からなる流路を冷媒が循環する。したがって、左室１１０の室温は侵入熱により徐々に上昇し、中室１２０の室温は徐々に下降する。そして、図中ａ点に示すように、中室１２０の温度がオフ点の温度に到達すると、電磁弁１６３ｂを閉塞するとともに圧縮機１６１を停止する。その後、中室１２０の室温も上昇する。このとき、圧縮機１６１の稼働を停止して冷媒の循環も停止しているので、冷媒の蒸発温度も上昇する。図中ｂ点に示すように、左室１１０と、中室１２０の両方の室温がオン点の温度に到達すると、電磁弁１６３ａと電磁弁１６３ｂとを開放するととともに圧縮機１６１を稼働させる。このとき、左室１１０の蒸発器１１１と、中室１２０の蒸発器１２１とが稼働する。即ち、圧縮機１６１、凝縮器１６２、電磁弁１６３ａ、キャピラリチューブ１６４ａ、蒸発器１１１からなる流路と、圧縮機１６１，凝縮器１６２、電磁弁１６３ｂ、キャピラリチューブ１６４ｂ、蒸発器１２１からなる流路の二つの流路が形成される。この時、冷媒の蒸発温度は約−２５℃である。この二つの流路が形成されることにより、左室１１０と中室１２０とが冷却される。図中ｃ点に示すように、左室１１０の室温がオフ点の温度に到達すると、電磁弁１６３ａを閉塞するので、圧縮機１６１、凝縮器１６２、電磁弁１６３ｂ、キャピラリチューブ１６４ｂ、蒸発器１２１からなる流路のみを冷媒が循環することになる。この時の冷媒の蒸発温度は約−３５℃である。中室１２０をさらに冷却して、図中ｄ点に示すように、中室１２０の温度もオフ点の温度に到達すると、電磁弁１６３ｂを閉鎖するとともに圧縮機１６１を停止する。
【００１０】
上述したように、左室１１０の蒸発器１１１と中室１２０の蒸発器１２１の両方を稼働したときの冷媒の蒸発温度は約−２５℃であり、中室１２０の蒸発器１２１のみを稼働したときの冷媒の蒸発温度は約−３５℃である。ここで、冷媒の蒸発温度は圧縮機１６１の低圧側圧力に対応しているので、冷媒の蒸発温度から圧縮機１６１の低圧側圧力を算出することができる。冷媒にフロン系冷媒であるＲ４０７Ｃを使用した場合に、冷媒の蒸発温度が−２５℃のときは圧縮機１６１の低圧側圧力を０．２３ＭＰａと算出することができ、冷媒の蒸発温度が−３５℃のときは圧縮機１６１の低圧側圧力を０．１５ＭＰａと算出することができる。一方、圧縮機１６１の高圧側圧力は、凝縮器１６２の周囲温度に依存する。そして、凝縮器１６２の周囲温度から凝縮温度を特定でき、その凝縮温度から圧縮機１６１の高圧側圧力を算出することができる。凝縮器１６２の周囲温度が１５℃とすると、凝縮温度は２７℃と特定でき、高圧側圧力は１．２６ＭＰａと算出することができる。
【００１１】
これらから、左室１１０の蒸発器１１１と、中室１２０の蒸発器１２１を同時に稼働した時の圧縮機１６１の圧縮比は５．５（１．２６ＭＰａ÷０．２３ＭＰａ≒５．５）、中室１２０の蒸発器１２１のみを稼働した時の圧縮機１６１の圧縮比は８．４（１．２６ＭＰａ÷０．１５ＭＰａ＝８．４）と求めることができる。したがって、中室１２０の蒸発器１２１を単独で稼働したときの方が、左室１１０の蒸発器１１１と中室１２０の蒸発器１２１を同時に稼働したときに比べて圧縮比率が大きく、圧縮機１６１の稼働効率が悪い。
【００１２】
なお、従来の技術に係る自動販売機において、キャピラリチューブの内径、長さを変更し、一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させて圧縮機の稼働効率の向上を図ることも理論的には可能であるが、商品室の室温、凝縮器の周囲温度などの負荷変動により蒸発器の稼働時間も変動するので、実際に実施することができない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みて、圧縮機の稼働効率を向上することが可能な自動販売機を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る自動販売機は、二以上の商品室と、各商品室にそれぞれ個別に配設した蒸発器と、各蒸発器に個別に接続した減圧器とを有し、各蒸発器を稼働して各商品室の温度を所定の温度範囲に制御する自動販売機において、少なくとも一の減圧器を冷媒の流量を可変する流量可変型絞弁で構成し、前記流量可変型絞弁に接続する一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させるように一の蒸発器に流れる冷媒の流量を調節することを特徴とする。
【００１５】
請求項１に係る自動販売機によれば、少なくとも一の減圧器を冷媒の流量を可変する流量可変型絞弁で構成し、流量可変型絞弁に接続する一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させるように一の蒸発器に流れる冷媒の流量を調節するので、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項２に係る自動販売機は、上記請求項１において、前記各減圧器をそれぞれ流量可変型絞弁で構成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に係る自動販売機によれば、各減圧器をそれぞれ流量可変型絞弁で構成しているので、いずれか一方又は両方の流量可変型絞弁により、一の蒸発器の稼働時間と他の蒸発器の稼働時間とを一致させるように冷媒の流量を調節するので、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項３に係る自動販売機は、上記請求項１又は２において、前記一の蒸発器から流出する冷媒の温度と前記一の蒸発器に流入する冷媒の温度とに基づいて算出した過熱度を予め設定した過熱度目標値に一致させる態様で前記流量可変型絞弁を通過する冷媒の流量を調節することを特徴とする。
【００１９】
請求項３に係る自動販売機によれば、算出した過熱度を予め設定した過熱度目標値に一致させる態様で流量可変型絞弁を通過する冷媒の流量を調節するので、自動販売機の周囲の温度、商品室の温度等の負荷の変動に応じた冷凍能力を発揮することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項４に係る自動販売機は、上記請求項３において、他の蒸発器の稼働時間が一の蒸発器の稼働時間よりも短い場合には設定した過熱度目標値の値を減ずることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に係る自動販売機によれば、過熱度目標値を減ずることにより一の蒸発器の冷凍能力を大きくし、他の蒸発器の稼働時間に一の蒸発器の稼働時間を一致させる。
【００２２】
また、本発明の請求項５に係る自動販売機は、上記請求項３において、他の蒸発器の稼働時間が一の蒸発器の稼働時間よりも長い場合には設定した過熱度目標値の値を増やすことを特徴とする。
【００２３】
請求項５に係る自動販売機によれば、過熱度目標値を増やすことにより一の蒸発器の冷凍能力を小さくし、他の蒸発器の稼働時間に一の蒸発器の稼働時間を一致させる。
【００２４】
また、本発明の請求項６に係る自動販売機は、上記請求項４又は５において、前記過熱度目標値を更新することにより一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に係る自動販売機によれば、一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に徐々に一致させることができる。
【００２６】
また、本発明の請求項７に係る自動販売機は、上記請求項６において、一の蒸発器の稼働時間と他の蒸発器の稼働時間とを比較して、次の冷却時における過熱度目標値を更新することを特徴とする。
【００２７】
請求項７に係る自動販売機によれば、一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間と比較して、次の冷却時における過熱度目標値を更新するので、一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に徐々に一致させることができる。
【００２８】
また、本発明の請求項８に係る自動販売機は、上記請求項６において、一の蒸発器を配置した商品室の温度勾配に基づいて算出した一の蒸発器の稼働時間と、他の蒸発器を配置した商品室の温度勾配に基づいて算出した他の蒸発器の稼働時間とを比較して、過熱度目標値を更新することを特徴とする。
【００２９】
請求項８に係る自動販売機によれば、商品室の冷却過程において、一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させることができる。
【００３０】
また、本発明の請求項９に係る自動販売機は、上記請求項７において、各商品室の温度、各蒸発器の冷媒温度、各蒸発器の冷媒圧力の少なくとも一つを測定し、その測定値が所定の値になるまでの時間を各蒸発器の稼働時間とすることを特徴とする。
【００３１】
請求項９に係る自動販売機によれば、各商品室の温度、各蒸発器の冷媒温度、各蒸発器の冷媒圧力の少なくとも一つを測定し、その測定値が所定の値になるまでの時間を各蒸発器の稼働時間として比較することができる。
【００３２】
また、本発明の請求項１０に係る自動販売機は、上記請求項３において、一の商品室の冷却開始から次の冷却開始までの時間に対する一の蒸発器の稼働時間の比率と、他の商品室の冷却開始から次の冷却開始までの時間に対する他の蒸発器の稼働時間の比率とを比較して、過熱度目標値を調節することを特徴とする。
【００３３】
請求項１０に係る自動販売機によれば、一の商品室の冷却開始から次の冷却開始までの時間に対する一の蒸発器の稼働時間の比率と、他の商品室の冷却開始から次の冷却開始までの時間に対する他の蒸発器の稼働時間の比率とを比較して、過熱度目標値を調節し、他の蒸発器の稼働時間に一の蒸発器の稼働時間を一致させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る自動販売機の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る自動販売機は、従来の技術にかかる自動販売機に対して冷凍サイクル以外は異なるところがないので、冷凍サイクルについてのみ説明し、他の説明は省略する。なお、図１は実施の形態１に係る自動販売機の冷凍サイクルのブロック図、図２は図１に示した冷凍サイクルの構成を説明する図、図３は図１に示した冷凍サイクルの電子膨張弁の弁開度の制御を説明するブロック図、図４は図１に示した冷凍サイクルの作用を説明するタイムチャート、図５は図１に示した冷凍サイクルの電子膨張弁の弁開度の制御指標である蒸発器の過熱度目標値の決定手順を説明するフローチャートである。
【００３６】
実施の形態１に係る自動販売機の冷凍サイクルの構成について説明する。自動販売機は３つの商品室１０，２０，３０と機械室６０とから構成してある。各商品室１０，２０，３０には、商品室の室温を測定する温度センサ１４，２４，３４と、蒸発器１１，２１，３１とがそれぞれ個別に配置してある。各蒸発器１１，２１，３１と、機械室６０に配置した圧縮機６１、凝縮器６２、電磁弁６３ａ，６３ｂ，６３ｃ、および膨張器である電子膨張弁６４ａ，６４ｂ，６４ｃにより冷凍サイクルを構成する。
【００３７】
また、各蒸発器１１，２１，３１の流入側と流出側にそれぞれ冷媒の温度を測定するセンサ１２，１３，２２，２３，３２，３３を備えている。蒸発器１１，２１，３１の流出側センサ１３，２３，３３で得た冷媒の温度と、流入側センサ１２，２２，３２で得た冷媒の温度との差は過熱度として把握できる。過熱度は過熱蒸気の温度とその蒸気の圧力に相当する飽和温度との差であり、冷凍能力を示す数値である。過熱度は数値が小さくなるほど冷凍能力が大きくなる一方、数値が小さすぎると冷凍サイクルが不安定になるという特性を有する。したがって、過熱度は一般的に５度〜１０度に設定するのが好ましい。
【００３８】
各商品室１０，２０，３０に配置した蒸発器１１，２１，３１の流入側センサ１２，２２，３２と、流出側センサ１３，２３，３３と、温度センサ１４，２４，３４とは制御装置７０に接続してある。制御装置７０は中央演算処理装置Ｃ．Ｐ．Ｕと、目標過熱度の初期値（たとえば７℃）、目標過熱度の設定可能範囲（たとえば３℃〜１０℃）、各商品室１０，２０，３０のオン点の温度（たとえば５℃）、オフ点の温度（たとえば０℃）等の制御情報を記憶しておくＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）７０ａと、センサから入力した測定値等を一時的に記憶しておくＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）とを有している。制御装置７０には圧縮機６１と、各蒸発器１１，２１，３１に接続する電磁弁６３ａ，６３ｂ，６３ｃ、電子膨張弁６４ａ，６４ｂ，６４ｃを接続してある。
【００３９】
図３に示すように、電子膨張弁６４ａ，６４ｂは流量可変型絞弁であり、過熱度目標値に基づいて開度を設定し、蒸発器１１，２１に流れる冷媒流量を決定するものである。電子膨張弁６４ａ，６４ｂは蒸発器１１，２１の流出側の冷媒温度と流入側の冷媒温度とに基づいて算出した過熱度が過熱度目標値に合致するようにフィードバック制御を行う。このように電子膨張弁６４ａ，６４ｂの開度を、各蒸発器１１，２１の流入側の冷媒温度と流出側の冷媒温度とに基づいて算出した過熱度が過熱度目標値に合致する態様で制御すると、凝縮器６２の周囲温度、商品室１０，２０の室温などの負荷変動に対応して冷凍能力を発揮できる。
【００４０】
次に、ＣＣＨモード、即ち、自動販売機の商品室１０，２０，３０のうち、左室１０と中室２０を冷却するときの自動販売機の作用について説明する。
【００４１】
まず、左室１０はオン点の温度とオフ点の温度との間にあり、中室２０は冷却途上にあるものとすると、左室１０の室温は侵入熱などにより徐々に上昇し、中室２０の室温は徐々に下降する。このとき、電磁弁６３ｂは開放してあり、圧縮機６１が稼働している。そして、圧縮機６１、凝縮器６２、電磁弁６３ｂ、電子膨張弁６４ｂ、蒸発器２１の順に冷媒が循環している。
【００４２】
中室２０の温度がオフ点の温度（図中ａ点）に達すると、電磁弁６３ｂを閉塞するとともに、圧縮機６１の稼働を停止する。その後、中室２０の温度も侵入熱などにより上昇を始める。
【００４３】
左室１０の室温と中室２０の室温の両方の温度が、オン点の温度（図中ｂ点）を越えると、左室１０と中室２０の冷却を開始する。即ち、電磁弁６３ａ、６３ｂを開放するとともに圧縮機６１を稼働する。したがって、圧縮機６１、凝縮器６２、電磁弁６３ａ、電子膨張弁６４ａ、蒸発器１１の順に冷媒が循環する流路と、圧縮機６１、凝縮器６２、電磁弁６３ｂ、電子膨張弁６４ｂ、蒸発器２１の順に冷媒が循環する流路とが形成される。このとき、冷媒の蒸発温度は約−２５℃である。なお、左室１０の室温と中室２０の室温の両方の温度がオン点の温度を越えてから、左室１０と中室２０の冷却を開始するのは、左室１０と中室２０とは隣り合う商品室であり、極端な温度差が生じることがないためである。
【００４４】
左室１０の室温と中室２０の室温は徐々に下降し、まず、左室１０の温度がオフ点の温度（図中ｃ点）に到達する。左室１０の温度がオフ点の温度に到達すると、左室１０に対応する電磁弁６３ａを閉塞する。したがって、圧縮機６１、凝縮器６２、電磁弁６３ｂ、電子膨張弁６４ｂ、蒸発器２１の順に冷媒が循環する流路のみが有効になる。
【００４５】
さらに中室２０の室温は下降を続ける。このとき、冷媒の蒸発温度は約−３５℃である。そして、中室２０の温度がオフ点の温度（図中ｄ点）に到達すると、中室２０に対応する電磁弁６３ｂを閉塞し、圧縮機６１を停止する。
【００４６】
次に、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間が一致するように電子膨張弁６４ａ，６４ｂの開度を適宜調節する。
【００４７】
電子膨張弁６４ａ，６４ｂの開度を適宜調節した後に、左室１０の室温と中室２０の室温との両方の温度がオン点の温度を越えると（図中ｅ点）、先程と同様に、左室１０と中室２０の冷却を開始する。電子膨張弁６４ａ，６４ｂの開度を調節してあるので、左室１０の室温と中室２０の室温は同時にオフ点の温度（図中ｆ点）に到達する。したがって、左室１０に対応する電磁弁６３ａと、中室２０に対応する電磁弁６３ｂを同時に閉塞するとともに圧縮機６１を停止することができる。この結果、中室２０の蒸発器２１の稼働時間が左室１０の蒸発器１１の稼働時間に一致して、圧縮機６１を効率よく稼働することができる。
【００４８】
次に、電子膨張弁６４ａ，６４ｂの開度の調節方法、即ち、電子膨張弁６４ａ，６４ｂの開度の制御指標である蒸発器１１，２１の過熱度目標値の決定手順を図５に基づいて説明する。
【００４９】
まず、左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬと、中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣを算出する（ステップＳ１）。左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬは図４中ｂｃ間の時間であり、中室２０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＣはｂｄ間の時間である。左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬと中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣとを比較して（ステップＳ２）、左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬが中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣよりも短い場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値に１℃減じた値を算出する（ステップＳ３）。即ち、過熱度目標値が７℃の場合には、１℃を減じた６℃を算出する。次に、算出した値が設定可能範囲内にあるか判断する（ステップＳ４）。算出した値が設定可能範囲内にある場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、過熱度目標値を算出した値に書き換えて（ステップＳ５）、出力する（ステップＳ６）。即ち、過熱度目標値の設定可能範囲が３℃〜１０℃で、算出した値が６℃の場合には、設定可能範囲の中に算出した値があるので、過熱度目標値を算出した値６℃に更新する。
【００５０】
一方、算出した値が設定可能範囲内にない場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、算出した値を新たな過熱度目標値とすることができないので、過熱度目標値を更新することなく、過熱度目標値を維持し（ステップＳ７）、出力する（ステップＳ６）。即ち、過熱度目標値が３℃、算出した値が２℃、過熱度目標値の設定可能範囲が３℃〜１０℃の場合には、算出した値２℃が過熱度目標値の設定可能範囲内にないから過熱度目標値を更新することなく、過熱度目標値３℃をそのまま維持する。
【００５１】
なお、過熱度目標値を維持するので、中室２０の蒸発器２１の稼働時間は左室１０の蒸発器１１の稼働時間に一致しない。しかしながら、実施の形態１に係る自動販売機は、左室１０の蒸発器１１に電子膨張弁６３ａを接続しているので、左室１０の蒸発器１１の過熱度目標値を増加して左室１０の蒸発器１１の稼働時間を中室２０の蒸発器２１の稼働時間に一致させてもよい。
【００５２】
一方、左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬと中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣとを比較して（ステップＳ２）、左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬが中室２０の蒸発器の稼働時間ＴＯＮＣよりも長い場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、再び、左室の蒸発器の稼働時間ＴＯＮＬと中室２０の蒸発器の稼働時間ＴＯＮＣとを比較する（ステップＳ８）。左室の蒸発器の稼働時間ＴＯＮＬが中室２０の蒸発器の稼働時間ＴＯＮＣよりも長い場合には左室の蒸発器の過熱度目標値に１℃減じた値を算出する（ステップＳ９）。即ち、過熱度目標値が７℃の場合には、１℃を減じて６℃を算出する。次に、算出した値が設定可能範囲内にあるか判断する（ステップＳ１０）。算出した値が設定可能範囲内にある場合には（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、過熱度目標値を算出した値に書き換えて（ステップＳ１１）、出力する（ステップＳ６）。即ち、過熱度目標値の設定可能範囲が３℃〜１０℃で、算出した値が６℃の場合には、設定可能範囲の中に算出した値があるので、過熱度目標値を算出した値６℃に更新する。一方、算出した値が設定可能範囲内にない場合には、算出した値を新たな過熱度目標値として更新することができないので、過熱度目標値を更新することなく、過熱度目標値を維持し（ステップＳ１２）、出力する（ステップＳ６）。即ち、過熱度目標値が３℃、算出した値が２℃、過熱度目標値の設定可能範囲が３℃〜１０℃の場合には、算出した値２℃が過熱度目標値の設定可能範囲内にないから過熱度目標値を更新することなく、過熱度目標値３℃をそのまま維持する。
【００５３】
なお、過熱度目標値を維持するので、左室１０の蒸発器１１の稼働時間は中室２０の蒸発器２１の稼働時間に一致しない。しかしながら、実施の形態１に係る自動販売機は、中室２０の蒸発器２１に電子膨張弁６３ｂを接続しているので、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値を増加して中室２０の蒸発器２１の稼働時間を左室１０の蒸発器１１の稼働時間に一致させてもよい。
【００５４】
これに対して、左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬと中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣとが等しい場合には（ステップＳ８：ＮＯ）、過熱度目標値を更新することなく、過熱度目標値を維持し（ステップＳ１２）出力する。
【００５５】
以上説明したように、左室１０の蒸発器１１と中室２０の蒸発器２１の稼働時間を比較して蒸発器１１，２１の過熱度目標値を更新しているので、左室１０と中室２０の冷却を繰り返すことにより左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間が徐々に一致する。
【００５６】
なお、実施の形態１に係る自動販売機では、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器の稼働時間を算出して、いずれか一方の蒸発器１１，２１の過熱度目標値を調節することにより、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを徐々に一致させているが、左室１０と中室２０の室温を一定時間ごとに測定して温度勾配を算出して、左室１０がオフ値の温度となるまでの時間と中室２０の室温がオフ値の温度となるまでの時間とを一致させるように過熱度目標値を制御してもよい。
【００５７】
また、商品室１０，２０の冷却開始から次の冷却開始までの時間（運転周期）に対する蒸発器１１，２１の稼働時間の比率（以下、運転率と称する。）を算出して、いずれか一方の蒸発器１１，２１の過熱度目標値を調節することにより、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを一致させてもよい。即ち、左室１０の蒸発器１１の運転率よりも中室２０の蒸発器２１の運転率が高いときには、中室２０の蒸発器２１の稼働時間が長いと判断し、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値を減じ、左室１０の蒸発器１１の運転率よりも中室２０の蒸発器２１の運転率が低いときには、中室２０の蒸発器２１の稼働時間が短いと判断し、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値を増し、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを一致させてもよい。
【００５８】
また、蒸発器１１，２１の冷媒温度と商品室１０，２０の温度はリンクしているので、左室１０の蒸発器１１の冷媒温度が所定の温度になるまでの稼働時間と中室２０の蒸発器２１の冷媒温度が所定の温度になるまでの稼働時間とを算出して、いずれか一方の蒸発器１１，２１の過熱度目標値を調節することにより、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを一致させてもよい。また、蒸発器１１，２１の冷媒圧力も商品室１０，２０の温度とリンクしているので、左室１０の蒸発器１１の冷媒圧力が所定の圧力になるまでの稼働時間と中室２０の蒸発器２１の冷媒圧力が所定の圧力になるまでの稼働時間とを算出して、いずれか一方の蒸発器１１，２１の過熱度目標値を調節することにより左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを一致させてもよい。
【００５９】
このように実施の形態１に係る自動販売機によれば、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間を一致させると、常に圧縮機６１の圧縮比を５．５で稼働させることができるので、自動販売機を効率よく稼働することができる。
【００６０】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る自動販売機は、実施の形態１に係る自動販売機と同様、従来の技術に係る自動販売機に対して冷凍サイクル以外については異なるところがないので、冷凍サイクルについてのみ説明し、他の説明は省略する。なお、図６は実施の形態２に係る自動販売機の冷凍サイクルのブロック図、図７は図６に示した冷凍サイクルの構成を説明するための図、図８は図７に示した冷凍サイクルの電子膨張弁の弁開度の制御指標である蒸発器の過熱度目標値の決定手順を説明するためのフローチャートである。
【００６１】
実施の形態２に係る自動販売機の冷凍サイクルの構成について説明する。なお、実施の形態２に係る自動販売機の冷凍サイクルは、中室２０の蒸発器２１に接続する膨張器にのみ電子膨張弁６４ｂを採用し、他の左室１０の蒸発器１１に接続する膨張器と右室３０の蒸発器３１に接続する膨張器にキャピラリチューブ６４ａ’，６４ｃ’を採用している点を除いて、実施の形態１に係る自動販売の冷凍サイクルと異なるところはないので、構成が同一の箇所には同一の符号を付することにより説明を省略する。
【００６２】
左室１０の蒸発器１１に接続する減圧器と、右室３０の蒸発器３１に接続する減圧器とをキャピラリチューブ６４ａ’，６４ｃ’で構成してあるので、左室１０の蒸発器１１に流れる冷媒の量と右室３０の蒸発器３１に流れる冷媒の量は中室の蒸発器に接続した電子膨張弁６４ｂのみによって調節することができる。
【００６３】
次に、実施の形態２に係る冷凍サイクルの電子膨張弁６４ｂの弁開度の調節方法、即ち、電子膨張弁６４ｂの開度の制御指標である蒸発器２１の過熱度目標値の決定手順を説明する。なお、本実施の形態２においても実施の形態１と同様に、ＣＣＨモードにより運転するものとする。
【００６４】
まず、左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬと、中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣを求める（ステップＳ２１）。次に、左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬと中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣとを比較して（ステップＳ２２）、左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬが中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣよりも短い場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値に１℃減じた値を算出する。即ち、過熱度目標値が７℃の場合には、１℃を減じた６℃を算出する。次に、算出した値が設定可能範囲内にあるか判断する（ステップＳ２４）。算出した値が設定可能範囲内にある場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、過熱度目標値を算出した値に書き換えて（ステップ２５）出力する（ステップＳ２６）。即ち、過熱度目標値の設定可能範囲が３℃〜１０℃で、算出した値が６℃の場合には、設定可能範囲の中に算出した値があるので、過熱度目標値を算出した値６℃に更新する。
【００６５】
一方、算出した値が設定可能範囲内にない場合には、算出した値を新たな過熱度目標値として更新することができないので、過熱度目標値を更新することなく、過熱度目標値を維持し（ステップＳ２７）、出力する（ステップＳ２６）。即ち、過熱度目標値が３℃、算出した値が２℃、過熱度目標値の設定可能範囲が３℃〜１０℃の場合には、算出した値２℃が過熱度目標値の設定可能範囲内にないから過熱度目標値を更新することなく、過熱度目標値３℃をそのまま維持する。このとき、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値は設定できる最小値であり、この冷凍サイクルで左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを最大限近づけることができる。
【００６６】
左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬと中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣとを比較して（ステップＳ２２）、左室１０の蒸発器１１の稼働時間ＴＯＮＬが中室２０の蒸発器２１の稼働時間ＴＯＮＣよりも長い場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値に１℃加えた値を算出する（ステップＳ２８）。即ち、過熱度目標値が７℃の場合には、１℃を加えて８℃を算出する。次に、算出した値が設定可能範囲内にあるか判断する（ステップＳ２９）。算出した値が設定可能範囲内にある場合には（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、過熱度目標値を算出した値に書き換えて（ステップＳ３０）出力する（ステップＳ２６）。即ち、過熱度目標値の設定可能範囲が３℃〜１０℃で、算出した値が８℃の場合には、設定可能範囲の中に算出した値があるので、過熱度目標値を算出した値８℃に更新する。
【００６７】
一方、算出した値が設定可能範囲内にない場合には、算出した値を新たな過熱度目標値として更新することができないので、過熱度目標値を更新することなく、過熱度目標値を維持し（ステップＳ２７）、出力する（ステップＳ２６）。即ち、過熱度目標値が１０℃、算出した値が１１℃、過熱度目標値の設定可能範囲が３℃〜１０℃の場合には、算出した値１１℃が過熱度目標値の設定可能範囲内にないから過熱度目標値を更新することなく、過熱度目標値をそのまま維持する。このとき、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値は設定できる最大値であり、この冷凍サイクルで左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを最大限近づけることができる。
【００６８】
以上説明したように、左室１０の蒸発器１１と中室２０の蒸発器２１の稼働時間を比較して蒸発器２１の過熱度目標値を更新しているので、左室１０と中室２０の冷却を繰り返すことにより左室１０の蒸発器１１の稼働時間に中室２０の蒸発器２１の稼働時間が徐々に一致する。
【００６９】
なお、実施の形態１に係る自動販売機と同様に実施の形態２に係る自動販売機においても、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器の稼働時間を算出して、いずれか一方の蒸発器１１，２１の過熱度目標値を調節することにより、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器の稼働時間とを一致させているが、左室１０と中室２０の室温を一定時間ごとに測定して温度勾配を算出して、左室１０がオフ値の温度となるまでの時間と中室２０の室温がオフ値の温度となるまでの時間とを一致させるように過熱度目標値を制御してもよい。
【００７０】
また、商品室１０，２０の運転率を算出して、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値を調節することにより、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを一致させてもよい。即ち、左室１０の蒸発器１１の運転率よりも中室２０の蒸発器の運転率が高いときには、中室２０の蒸発器２１の稼働時間が長いと判断し、過熱度目標値を減じ、左室２０の蒸発器２１の運転率よりも中室１０の蒸発器１１の運転率が低いときには、中室２０の蒸発器２１の稼働時間が短いと判断し、過熱度目標値を増し、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを一致させてもよい。
【００７１】
また、蒸発器１１，２１の冷媒温度は商品室１０，２０の温度とリンクしているので、左室１０の蒸発器１１の冷媒温度が所定の温度になるまでの稼働時間と中室２０の蒸発器２１の冷媒温度が所定の温度になるまでの稼働時間とを算出して、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値を調節することにより、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間とを一致させてもよい。また、蒸発器１１，２１の冷媒圧力も商品室１０，２０の温度とリンクしているので、左室１０の蒸発器１１の冷媒圧力が所定の圧力になるまでの稼働時間と中室２０の蒸発器２１の冷媒圧力が所定の圧力になるまでの稼働時間とを算出して、中室２０の蒸発器２１の過熱度目標値を調節することにより左室１０の稼働時間と中室２０の稼働時間とを一致させてもよい。
【００７２】
実施の形態２に係る自動販売機によれば、実施の形態１に係る自動販売機と同様に、左室１０の蒸発器１１の稼働時間と中室２０の蒸発器２１の稼働時間を一致させると、常に圧縮機６１の圧縮比を５．５で稼働させることができるので、自動販売機を効率よく稼働することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る自動販売機によれば、流量可変型絞弁に接続する一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させるように一の蒸発器に流れる冷媒の流量を調節するので、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００７４】
また、本発明の請求項２に係る自動販売機によれば、各減圧器をそれぞれ流量可変型絞弁で構成しているので、いずれか一方又は両方の流量可変型絞弁を一の蒸発器の稼働時間と他の蒸発器の稼働時間とを一致させるように調節するので、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００７５】
また、本発明の請求項３に係る自動販売機によれば、算出した過熱度を予め設定した過熱度目標値に一致させる態様で流量可変型絞弁を通過する冷媒の流量を調節するので、自動販売機の周囲の温度、商品室の温度等の負荷の変動に応じた冷凍能力を発揮することができる。したがって、自動販売機の周囲の温度、商品室の温度の負荷の変動が生じても一の蒸発器の稼働時間が他の蒸発器の稼働時間に一致して、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００７６】
また、本発明の請求項４に係る自動販売機によれば、過熱度目標値を減ずることにより一の蒸発器の冷凍能力を大きくし、他の蒸発器の稼働時間に一の蒸発器の稼働時間を一致させるので、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００７７】
また、本発明の請求項５に係る自動販売機によれば、過熱度目標値を増やすことにより一の蒸発器の冷凍能力を小さくし、他の蒸発器の稼働時間に一の蒸発器の稼働時間を一致させるので、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００７８】
また、本発明の請求項６に係る自動販売機によれば、一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に徐々に一致させることができる。即ち、商品室の冷却を繰り返すことにより一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させ、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００７９】
また、本発明の請求項７に係る自動販売機によれば、一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間と比較して、次の冷却時において過熱度目標値を更新するので、一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させ、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００８０】
また、本発明の請求項８に係る自動販売機によれば、商品室の冷却過程において、一の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させることができるので、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００８１】
また、本発明の請求項９に係る自動販売機によれば、測定値が所定の値になるまでの時間を各蒸発器の稼働時間として、その値に基づいて、次の冷却時における一の蒸発器の過熱度目標値を更新するので、一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に徐々に一致させることができる。即ち、商品室の冷却を繰り返すことにより一の蒸発器の稼働時間を他の蒸発器の稼働時間に一致させ、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【００８２】
また、本発明の請求項１０に係る自動販売機によれば、一の商品室の冷却開始から次の冷却開始までの時間に対する一の蒸発器の稼働時間の比率と、他の商品室の冷却開始から次の冷却開始までの時間に対する他の蒸発器の稼働時間の比率とを比較して、過熱度目標値を調節するので、他の蒸発器の稼働時間に一の蒸発器の稼働時間を一致させ、圧縮機の圧縮比を低減し稼働効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る自動販売機の冷凍サイクルのブロック図である。
【図２】図１に示した冷凍サイクルの構成を説明する図である。
【図３】図１に示した冷凍サイクルの電子膨張弁の弁開度の制御を説明するブロック図である。
【図４】図１に示した冷凍サイクルの作用を説明するタイムチャートである。
【図５】図１に示した冷凍サイクルの電子膨張弁の弁開度の制御指標である蒸発器の過熱度目標値の決定手順を説明するフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係る自動販売機の冷凍サイクルのブロック図である。
【図７】図６に示した冷凍サイクルの構成を説明する図である。
【図８】図６に示した冷凍サイクルの電子膨張弁の弁開度の制御指標である蒸発器の過熱度目標値の決定手順を説明するフローチャートである。
【図９】従来の技術に係る自動販売機の縦断正面図である。
【図１０】図９に示した自動販売機の縦断側面図である。
【図１１】図９に示した自動販売機の冷凍サイクルの構成を説明する図である。
【図１２】図１１に示した冷凍サイクルの作用を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１０　　　　商品室（左室）
１１　　　　蒸発器
１２　　　　流入側センサ
１３　　　　流出側センサ
１４　　　　温度センサ
２０　　　　商品室（中室）
２１　　　　蒸発器
２２　　　　流入側センサ
２３　　　　流出側センサ
２４　　　　温度センサ
３０　　　　商品室（右室）
３１　　　　蒸発器
３２　　　　流入側センサ
３３　　　　流出側センサ
３４　　　　温度センサ
６１　　　　圧縮機
６２　　　　凝縮器
６３ａ，６３ｂ，６３ｃ　　電磁弁
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ　　電子膨張弁
６４ａ’，６４ｂ’　　キャピラリチューブ
７０　　　　制御装置
【図１】
2004061072.tif 000003
【図２】
2004061072.tif 000004
【図３】
2004061072.tif 000005
【図４】
2004061072.tif 000006
【図５】
2004061072.tif 000007
【図６】
2004061072.tif 000008
【図７】
2004061072.tif 000009
【図８】
2004061072.tif 000010
【図９】
2004061072.tif 000011
【図１０】
2004061072.tif 000012
【図１１】
2004061072.tif 000013
【図１２】
2004061072.tif 000014