(57)【要約】　　　（修正有）【課題】絞り部への冷凍機油の詰まりを防止して安定した冷凍サイクルを実行できる冷媒冷却回路およびこれを用いた自動販売機を提供する。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機２と、前記圧縮機２から供給される冷媒を放熱させる放熱器４と、前記放熱器４から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機２に帰還させる蒸発器８と、を有する冷媒冷却回路において、冷媒冷却回路の運転開始から所定時間だけ、前記絞り部での冷媒の流量を増加させるための絞り部制御手段１８を、備えたことを特徴とする冷媒冷却回路である。【選択図】　　　図１
2004053070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と、を有する冷媒冷却回路において、
冷媒冷却回路の運転開始から所定時間だけ、前記絞り部での冷媒の流量を増加させるための絞り部制御手段を、
備えたことを特徴とする冷媒冷却回路。
【請求項２】
前記放熱器は、前記圧縮機から供給される冷媒を超臨界圧力の状態で放熱させることを特徴とする請求項１記載の冷媒冷却回路。
【請求項３】
前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１または２記載の冷媒冷却回路。
【請求項４】
前記絞り部は、弁開度が調整される電子膨脹弁であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の冷媒冷却回路。
【請求項５】
前記所定時間は、前記圧縮機のための冷凍機油が有する粘度に応じて決定されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の冷媒冷却回路。
【請求項６】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と、を有する冷媒冷却回路を備えた自動販売機において、
前記冷媒冷却回路は、運転開始から所定時間だけ、前記絞り部での冷媒の流量を増加させるための絞り部制御手段を、有することを特徴とする自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒冷却回路およびそれを用いた自動販売機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
断熱筐体の庫内（例えば自動販売機の庫内）を冷却するための冷媒冷却回路は、圧縮機、冷却器、絞り部、蒸発器を結合して冷媒循環経路を形成し、一連の冷凍サイクルを実行して冷媒を循環させるものである。冷媒冷却回路を循環する冷媒としては、今日、一般的にＨＦＣ冷媒（ハイドロフルオロカーボン）が使用されている。しかしながら、地球環境を保護する観点から、更に地球環境に対する影響の少ない冷媒の開発が要求されている。そこで、最近では、不燃性、安全性、不腐食性、更にオゾン層への影響の少ない等の点で、人体に悪影響を与えない二酸化炭素を冷媒として使用する冷媒冷却回路の開発も進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、冷媒冷却回路を構成する圧縮機は、所定粘度の冷凍機油を用いて冷媒を圧縮している。この冷凍機油は、圧縮機内部の摩耗、冷媒漏れ等を防止するための役目を担うものである。例えば、レシプロ圧縮機に使用される冷凍機油は、シリンダーが摩耗するのを防止し、また、シリンダーとピストンの隙間を塞いで冷媒が漏れるのを防止している。しかし、冷凍機油は、圧縮機の構造上、圧縮機内部で完全に封止することは困難であり、圧縮機から僅かに流出して上記の冷媒循環経路を循環している。
【０００４】
ところで、冷媒冷却回路が冷凍サイクルを実行開始（運転開始）した時点では、冷媒冷却回路を構成する圧縮機、冷却器、絞り部、蒸発器の各場所での圧力と温度が全体的に低いため、冷凍機油の粘度は高い状態である。そのため、冷媒循環経路を循環している冷凍機油は絞り部で詰まりやすくなり、冷媒は絞り部で流れにくくなる可能性がある。
【０００５】
例えば、ＨＦＣ冷媒を使用する冷媒冷却回路の運転開始時では、蒸発器から圧縮機へ供給される冷媒が減少して、冷媒冷却回路の低圧側（絞り部の出力部分から圧縮機の入力部分までの冷媒循環経路）の圧力が必要以上に低下して、圧縮機の圧縮動作に悪影響を与えてしまう可能性がある。
【０００６】
また、二酸化炭素を冷媒として使用する冷媒冷却回路では、冷媒冷却回路の圧力はＨＦＣ冷媒を使用する場合と比べて高圧側（圧縮機の出力部分から絞り部の入力部分までの冷媒循環経路）低圧側ともに上昇し、圧縮機の内部負荷（摩擦等）が増大して圧縮機自体を破損する可能性が高くなる。そのため、この圧縮機の冷凍機油としては、ＨＦＣ冷媒の場合の冷凍機油と比べて高い粘度のものを使用している。つまり、二酸化炭素を冷媒として使用する冷媒冷却回路を循環している冷凍機油は、低温では絞り部で非常に詰まりやすい。従って、二酸化炭素を冷媒として使用する冷媒冷却回路の運転開始時では、冷媒冷却回路の高圧側の圧力が必要以上に上昇して、圧縮機が圧縮動作を停止してしまう可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、冷凍機油が絞り部で詰まるのを防止して、安定した冷凍サイクルを実行できる冷媒冷却回路、および、この冷媒冷却回路を用いた自動販売機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために創作されたものである。
先ず、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と、を有する冷媒冷却回路において、冷媒冷却回路の運転開始から所定時間だけ、前記絞り部での冷媒の流量を増加させるための絞り部制御手段を、備えたことを特徴とする冷媒冷却回路である。前記冷媒冷却回路によれば、冷媒冷却回路の運転開始から所定時間だけ、絞り部での冷媒の流量を増加させることで、圧縮機から流出した冷凍機油が絞り部で詰まるのを防止して、安定した冷凍サイクルを実行することが可能となる。
【０００９】
また、前記放熱器は、前記圧縮機から供給される冷媒を超臨界圧力の状態で放熱させることとしてもよい。これによれば、冷媒が超臨界圧力で放熱される冷媒冷却回路において、安定した冷凍サイクルを実行することが可能となる。
【００１０】
また、前記冷媒は、二酸化炭素であることとしてもよい。これによれば、地球環境を保護する観点で、冷却冷媒回路の冷媒として期待される二酸化炭素を使用して、安定した冷凍サイクルを実行することが可能となる。
【００１１】
また、前記絞り部は、弁開度が調整される電子膨脹弁であることとしてもよい。これによれば、弁開度が適切に調整される電子膨脹弁を使用することで、安定した冷凍サイクルを実行することが可能となる。
【００１２】
また、前記所定時間は、前記圧縮機のための冷凍機油が有する粘度に応じて決定されることとしてもよい。これによれば、絞り部での冷媒の流量が冷凍機油の粘度に応じた時間だけ増加するので、冷凍機油が絞り部で詰まるのを効果的に防止でき、安定した冷凍サイクルを実行することが可能となる。
【００１３】
更に、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と、を有する冷媒冷却回路を備えた自動販売機において、前記冷媒冷却回路は、運転開始から所定時間だけ、前記絞り部での冷媒の流量を増加させるための絞り部制御手段を、有することを特徴とする自動販売機も実現可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＝＝＝冷媒冷却回路の構成＝＝＝
先ず、図１を参照しつつ、本発明の冷媒冷却回路の一構成例について説明する。図１は、本発明の冷媒冷却回路の一実施例を示す図であり、例えば冷媒として二酸化炭素を使用するものとする。
【００１５】
冷媒冷却回路は、圧縮機２、ガスクーラー（放熱器）４、電子膨脹弁（絞り部）６、蒸発器８を結合して、二酸化炭素が冷媒として循環可能な冷媒循環経路を形成したものである。
【００１６】
圧縮機２は、蒸発器８から供給される二酸化炭素を圧縮して高温高圧の状態とするものである。蒸発器８の周辺部の温度は、蒸発器８が周辺部の熱を吸収することによって低下する。冷凍サイクルとしては、蒸発器８で吸収した蒸発熱を捨てる必要があるが、蒸発器８周辺部の断熱筐体の庫内は、外部の気温よりかなり低い温度になっており、低温部から奪った熱を高温の外部へ直接捨てることができない。そこで、圧縮機２は、蒸発器８の蒸発熱を外部の気温より高い温度にして捨てるため、蒸発器８から供給される二酸化炭素を高温高圧の蒸気に変換する役目を担っている。
【００１７】
また、圧縮機２は、本実施形態では、圧縮効率を向上させるための中間熱交換器１０を使用している。中間熱交換器１０は、圧縮機２が一度圧縮した状態の二酸化炭素を冷却して、圧縮機２に戻すものである。これにより、圧縮機２は、二段階の圧縮動作を実行するので、低消費電力で高圧縮効率を得ることが可能となる。なお、中間熱交換器１０の熱交換媒体としては、二酸化炭素の圧縮熱を効果的に冷却できる媒体を適宜適用可能である。また、中間熱交換器１０は、圧縮機２の仕様に応じて省略することも可能である。
【００１８】
また、圧縮機２としては、レシプロ圧縮機、ロータリー圧縮機、スクロール圧縮機、或いは、これらの圧縮能力を調整可能なインバータ圧縮機等があるが、冷媒冷却回路を配設する対象、環境、或いは、冷媒冷却回路のコスト等に見合う圧縮機を適宜適用可能である。
【００１９】
ガスクーラー４は、圧縮機２から供給される高温高圧の二酸化炭素を、放熱させるためのものである。ところで、外気温が高温となる夏場などでは、ガスクーラー４の温度が二酸化炭素の臨界温度（約３１℃）を越えると、この二酸化炭素が気化したままで液化しなくなる、超臨界圧力の状態となる。そこで、ガスクーラー４と電子膨脹弁６の間、蒸発器８と圧縮機２の間に内部熱交換器１２を設けている。内部熱交換器１２内部では、ガスクーラー４と電子膨脹弁６の間の冷媒管路と、蒸発器８と圧縮機２の間の冷媒管路とが、互いに熱交換可能な距離を有して非接触向流するように配設されている。これにより、ガスクーラー４から得られる二酸化炭素は、液化しやすくなる。
【００２０】
電子膨脹弁６は、内部熱交換器１２を介してガスクーラー４から供給される二酸化炭素の温度が蒸発器８の蒸発温度となるまで、減圧を行うものである。電子膨脹弁６は、蒸発器８へ供給される二酸化炭素の圧力を調整するための弁を有している。つまり、電子膨脹弁６では、弁開度が大きくなると、二酸化炭素が通過する際の抵抗が小さくなり、一方、弁開度が小さくなると、二酸化炭素が通過する際の抵抗が大きくなる。なお、電子膨脹弁６の弁開度を調整する方法としては、電磁力を利用する電磁比例方式、電磁デューティ方式、モータの回転量を利用するステッピングモータ駆動方式等があるが、冷媒冷却回路を配設する対象、環境、或いは、冷媒冷却回路のコスト等に見合う方法を適宜適用可能である。なお、本実施形態では、上記のステッピングモータ駆動方式を採用するものとする。
【００２１】
ステッピングモータ１４は、ステップ単位（１ステップ回転角度θ）で回転するものであり、パルス単位の制御信号Ａが制御部（後述）から供給されることによって、電子膨脹弁６の弁開度を調整するものである。
【００２２】
蒸発器８は、電子膨脹弁６から供給される液体の二酸化炭素が蒸発したとき、周囲の熱を吸収することによって周囲温度を冷却するためのものである。蒸発器８を通過した二酸化炭素は全て気化していることが望ましい。しかし、蒸発器８を通過した二酸化炭素が一部液化したままで圧縮機２に供給されると、圧縮機２は液圧縮を起こしてシリンダーを破損してしまう可能性がある。そこで、内部熱交換器１２では、ガスクーラー４と蒸発器８からの二酸化炭素が非接触向流で熱交換を行っている。これにより、圧縮機２には、内部熱交換器１２から気化した二酸化炭素が供給される。なお、内部熱交換器は、ガスクーラー４と電子膨脹弁６の間、蒸発器８と圧縮機２の間に独立して設けることとしてもよい。そして、ガスクーラー４と電子膨脹弁６の間の内部熱交換器が、二酸化炭素を液化させるための専用の熱交換媒体を適用することとし、また、蒸発器８と圧縮機２の間の内部熱交換器が、二酸化炭素を気化させるための専用の熱交換媒体を適用することとすれば、優れた熱交換を実行することが可能となる。
【００２３】
制御部１８（絞り部制御手段）は、冷媒冷却回路が運転開始したときから所定時間を計時するためのタイマー２０と、電子膨脹弁６の弁開度および当該弁開度の設定時間が関連付けられているテーブル２２とを有している。そして、制御部１８は、テーブル２２の参照データとタイマー２０の計時出力とに基づいて、ステッピングモータ１４を駆動するための制御信号Ａを出力するものである。詳述すると、タイマー２０は、冷媒冷却回路が電源投入された時点（冷媒冷却回路が運転開始された時点）でリセットされ、テーブル２２が記憶している設定時間を計時し始める。制御部１８では、タイマー２０が設定時間の計時を開始したとき、電子膨脹弁６の弁開度をテーブル２２が記憶している弁開度まで大きく設定し、且つ、タイマー２０が設定時間の計時を終了したとき、電子膨脹弁６の弁開度を初期開度まで戻すための制御信号Ａを作成して出力する。これによって、電子膨脹弁６の弁開度は、冷媒冷却回路の運転開始から所定時間だけ、初期開度より大きく設定されることになる。
【００２４】
＝＝＝制御信号Ａと電子膨脹弁６の弁開度との関係＝＝＝
次に、図２を参照しつつ、制御信号Ａと電子膨脹弁６の弁開度との関係について説明する。図２は、制御信号Ａ（横軸）と電子膨脹弁６を流れる二酸化炭素量（縦軸）との関係を示す特性図の一例である。例えば、１００パルスの制御信号Ａが発生すると、ステッピングモータ１４が１００ステップ回転し、電子膨脹弁６は二酸化炭素が１．５リットル／分流出可能な弁開度に調整されることになる。なお、電子膨脹弁６の通常の弁開度は、例えば二酸化炭素が１．５リットル／分流出可能な弁開度に設定されているものとする。
【００２５】
＝＝＝冷凍機油の二酸化炭素混合率と圧力との関係＝＝＝
次に、図３を参照しつつ、圧縮機２が使用する冷凍機油の二酸化炭素混合率と圧力との関係について説明する。図３は、冷凍機油の二酸化炭素混合率（横軸）と圧力（縦軸）との関係を示す特性図の一例である。なお、図３は、圧縮機２が二酸化炭素を冷媒として圧縮する際に適合する一冷凍機油（ダフニーハーメチックオイル（登録商標））の特性図であり、温度（℃）、二酸化炭素混合率（ｗｔ％）、圧力（ＭＰａ）は、冷媒冷却回路において冷凍機油および二酸化炭素が存在する場所の値である。図３を見ると、温度が一定の条件では、二酸化炭素が冷凍機油（単位体積）に溶け込む重量の割合を示す二酸化炭素混合率は、圧力の上昇に伴って増大している。また、圧力が一定の条件では、二酸化炭素混合率は、温度の低下に伴って増大している。つまり、圧力が上昇するほど、また、温度が低下するほど、二酸化炭素は冷凍機油に溶け込みやすくなる特性を有している。
【００２６】
図１の冷媒冷却回路が運転を開始した初期では、温度・圧力ともに低い状態である。しかし、電子膨脹弁６の入力側の圧力、即ち、圧縮機２の高圧側の圧力は、低いと言っても数ＭＰａはあるので、二酸化炭素は冷凍機油に相当量溶け込んでいる。そのため、圧縮機２のための冷凍機油の一部が二酸化炭素とともに電子膨脹弁６に供給されるので、冷媒冷却回路の運転開始から所定時間だけ、電子膨脹弁６の弁開度を大きく設定する必要がある。
【００２７】
＝＝＝冷凍機油の温度と粘度との関係＝＝＝
次に、図４を参照しつつ、圧縮機２が使用する冷凍機油の温度と粘度との関係について説明する。図４は、冷凍機油の温度（横軸）と粘度（縦軸）との関係を示す特性図の一例である。なお、図４は、図３と同様に、圧縮機２が二酸化炭素を冷媒として圧縮する際に適合する一冷凍機油（ダフニーハーメチックオイル（登録商標））の特性図であり、温度（℃）、二酸化炭素混合率（ｗｔ％）、粘度（ｍｍ２（平方ミリメートル）／ｓ）は、冷媒冷却回路において冷凍機油および二酸化炭素が存在する場所の値である。図４を見ると、温度が一定の条件では、冷凍機油の粘度は、二酸化炭素混合率の減少に伴って増大している。また、二酸化炭素混合率が一定の条件では、冷凍機油の粘度は、温度の低下に伴って増大している。従って、二酸化炭素混合率が減少するほど、また、温度が低下するほど、冷凍機油は粘る特性を有している。
【００２８】
図１の冷媒冷却回路が運転を開始した時点では、二酸化炭素混合率・温度ともに低い状態である。そのため、圧縮機２のための冷凍機油の一部が高い粘度の状態で電子膨脹弁６に供給されるので、電子膨脹弁６の弁開度を大きく設定する必要がある。
【００２９】
従って、冷媒冷却回路の運転開始から冷凍機油の粘度に応じた時間だけ、電子膨脹弁６の弁開度を初期開度より大きく設定する必要があることが、図３および図４の特性図から分かる。
【００３０】
＝＝＝制御部１８が有するテーブル２２の例＝＝＝
電子膨脹弁６の弁開度と、電子膨脹弁６の弁開度を初期開度より大きくする際の設定時間とは、圧縮機２が有する冷凍機油の粘度、冷媒冷却回路を循環する冷媒の種類、冷媒冷却回路の構成、冷媒冷却回路の周囲温度等に応じた値であることが望ましい。そこで、本願出願人は、冷凍機油が電子膨脹弁６に詰まるのを防止するため、以下の条件で実験を行った。詳述すると、冷凍機油：『ダフニーハーメチックオイル（登録商標）』、冷媒：『二酸化炭素』、圧縮機２：『排除容積が１〜２ｃｃの範囲且つ電源周波数が５０〜６０Ｈｚの範囲で設定されるインバータ圧縮機』を用いて運転を行う場合、冷媒冷却回路が運転を開始した時点から、電子膨脹弁６がステッピングモータ１４の２４０ステップ回転に相当する弁開度を１〜２分間設定されたとき、電子膨脹弁６への冷凍機油の詰まりを効果的に防止できることが分かった。従って、テーブル２２には、電子膨脹弁６の弁開度として『２４０パルス』、当該弁開度の設定時間として例えば『２分』というデータが予め記憶されている。更に、テーブル２２には、他の電源周波数に対応するデータも予め記憶されている。
【００３１】
なお、冷媒冷却回路の周囲温度を検出するための温度センサ（不図示）を設け、冷媒冷却回路が運転開始したときの温度センサの検出温度に対応する電子膨脹弁６の弁開度および設定時間を参照できるテーブルを設けることとしてもよい。
【００３２】
＝＝＝冷媒冷却回路の動作＝＝＝
次に、図１、図２、図５を参照しつつ、二酸化炭素を冷媒として使用する本発明の冷媒冷却回路の動作について説明する。図５は、本発明の冷媒冷却回路の動作を説明するためのフローチャートの一例である。なお、本発明の冷媒冷却回路は、説明の便宜上、冷凍機油：『ダフニーハーメチックオイル（登録商標）』、冷媒：『二酸化炭素』、圧縮機２：『排除容積が１〜２ｃｃの範囲且つ電源周波数が５０〜６０Ｈｚの範囲で設定されるインバータ圧縮機』の条件の下で運転を行うものとする。
【００３３】
先ず、冷媒冷却回路の電源が投入されると（Ｓ２）、制御部１８では、圧縮機２の電源周波数の情報、および、ステッピングモータ１４の回転ステップ数の情報を読み取る。なお、制御部１８は、圧縮機２の電源周波数の情報、および、ステッピングモータ１４の回転ステップ数の情報を記憶するためのメモリ２４を有している。例えば、圧縮機２と制御部１８との間では、圧縮機２の電源周波数を設定した後、圧縮機２の電源周波数の情報が制御部１８に供給される制御シーケンスを実行してもよいし、圧縮機２の電源周波数の情報を制御部１８に供給した後、圧縮機２の電源周波数を設定する制御シーケンスを実行してもよいし、圧縮機２の電源周波数の情報を制御部１８に供給するのみとしてもよい。従って、制御部１８では、メモリ２４から圧縮機２の電源周波数の情報『５０〜６０Ｈｚ』およびステッピングモータ１４の回転ステップ数の情報『１００パルス』を読み取り、圧縮機２の電源周波数の情報『５０〜６０Ｈｚ』に対応するテーブル２２のデータ『２４０パルス』『２分』を抽出する（Ｓ４）。
【００３４】
そして、制御部１８はタイマー２０をリセットし、タイマー２０は設定時間『２分』を計時開始する（Ｓ６）。
【００３５】
制御部１８では、タイマー２０が設定時間『２分』を計時開始したとき、２４０パルスの制御信号Ａをステッピングモータ１４に供給する。ステッピングモータ１４は、初期状態では１００ステップ回転した状態に設定されているため、制御信号Ａに応答して差分の１４０ステップ回転することになる。これにより、電子膨脹弁６の弁開度は、二酸化炭素を４リットル／分流出可能な大きさに設定される（Ｓ８）。
【００３６】
また、制御部１８では、電子膨脹弁６の弁開度が二酸化炭素を４リットル／分流出可能な大きさに設定された状態で、タイマー２０が設定時間『２分』を計時終了したかどうかを判別する（Ｓ１０）。制御部１８では、タイマー２０が設定時間『２分』を計時終了していないものと判別すると（Ｓ１０：ＮＯ）、ステップＳ１０の判別処理を再度実行する。一方、制御部１８では、タイマー２０が設定時間『２分』を計時終了したものと判別すると（Ｓ１０：ＹＥＳ）、１００パルスの制御信号Ａをステッピングモータ１４に供給する。ステッピングモータ１４は、２４０ステップ回転した状態に変更されているため、このときの制御信号Ａに応答して差分の１４０ステップ逆回転することになる。これにより、電子膨脹弁６の弁開度は、二酸化炭素を１．５リットル／分流出可能な元の大きさに戻る（Ｓ１２）。
【００３７】
以上より、冷媒冷却回路が運転を開始してから２分間、電子膨脹弁６の弁開度が１．５リットル／分から４リットル／分へ広がるので、電子膨脹弁６への冷凍機油の詰まりを効果的に防止できる。
【００３８】
なお、図５のフローチャートは、本発明の理解を容易とするための一例であり、本発明を限定するものではない。
【００３９】
＝＝＝自動販売機の構成＝＝＝
次に、図６を参照しつつ、本発明の冷媒冷却回路を用いた自動販売機の一例について説明する。図６は、本発明の自動販売機の前面の一例を示す図であり、例えば缶飲料を販売するものとする。
【００４０】
図６において、前扉１０２は、自動販売機の左右側面端の何れかを支軸として開閉するものであり、商品選択釦とコラムとを対応付けるコラム設定、缶飲料補充等を行うときは解錠して開き、通常販売を行うときは施錠して閉じておくものである。パネル１０４は、透明な樹脂板であり、内部に陳列される複数種類の缶飲料サンプル１０６を確認するためのものである。
【００４１】
つまり、利用者は、パネル１０４を通して複数種類の缶飲料サンプル１０６を見渡すことにより、購入したい缶飲料を選択できる。硬貨投入口１０８は、利用者が硬貨を投入する部分であり、投入硬貨は自動販売機内部の硬貨識別装置に供給される。紙幣挿入口１１０は、利用者が紙幣を挿入する部分であり、挿入紙幣は自動販売機内部の紙幣識別装置に供給される。表示器１１２は、コラム設定を行うとき、前扉１０２の背面側で着脱自在となるリモコン１１４の操作に応じてコラム番号を表示し、通常販売を行うとき、投入硬貨金額、挿入紙幣金額等を表示するものである。なお、表示器１１２は、有機ＥＬ、ＬＣＤ、ＬＥＤ等の表示素子を用いて構成することが可能である。商品選択釦１１６は、販売可ランプ１１８および売り切れランプ１２０を内蔵し、缶飲料サンプル１０６それぞれに対応してパネル１０４の前面側に設けられるものである。販売可ランプ１１８は、利用者が少なくとも１本の缶飲料を購入できる硬貨投入または紙幣挿入を行うと、自動販売機内部のコラムに缶飲料が収容されている場合のみ、この缶飲料に対応するものが点灯する。売り切れランプ１２０は、自動販売機内部の所定コラムが空になると、この缶飲料に対応するものが常時点灯する。表示板１２２は、商品選択釦１１６それぞれに対応してパネル１０４の前面側または背面側に設けられ、通常販売を行うとき、缶飲料に関する情報（加熱飲料であることを表す文字”ＨＯＴ”および冷却飲料であることを表す文字”ＣＯＬＤ”）を色別表示するものである。尚、表示板１２２は、透過性の樹脂パネルである。販売中ランプ１２４は、缶飲料が正常販売されるときに点灯するものである。販売中止ランプ１２６は、全缶飲料が売り切れとなったとき、或いは、缶飲料を販売するための販売機構が故障したとき、点灯するものである。釣銭切れランプ１２８は、硬貨識別装置内部の釣銭用硬貨の合計金額が一定金額以下のときに点灯するものである。販売可ランプ１１８が点灯している商品選択釦１１６を押下すると、この缶飲料サンプル１０６に対応する缶飲料が商品取出口１３０まで搬出される。返却レバー１３２は、投入硬貨を返却口１３４から返却したり、投入硬貨または挿入紙幣から缶飲料購入金額を差し引いた釣銭を返却口１３４から返却したりするためのものである。スリット１３８は、内部の機械室（不図示）に配設されている冷媒冷却回路を構成する圧縮機２、ガスクーラー４の放熱を促進するためのものである。
【００４２】
上記の冷媒冷却回路は、図１の冷媒冷却回路であり、自動販売機の庫内の商品は、ファン２６が蒸発器８の周囲の冷気を庫内に送り込むことによって効果的に冷却される。
【００４３】
なお、図１の冷媒冷却回路は、缶飲料の自動販売機以外の自動販売機にも適用可能である。例えば、図１の冷媒冷却回路をカップ飲料の自動販売機に適用し、冷却飲料用のタンク内の貯水を冷却することとしてもよい。
【００４４】
＝＝＝自動販売機の制御動作＝＝＝
次に、図７を参照しつつ、本発明の冷媒冷却回路を用いた自動販売機の制御動作について説明する。図７は、本発明の自動販売機の制御動作を説明するためのブロック図である。
【００４５】
図７において、主制御部２０２は、自動販売機の制御を統括するものであり、ＲＯＭ、ＣＰＵ、ＲＡＭ、周辺回路（Ｉ／Ｏ、タイマ、カウンタ等）からなるものである。詳述すると、ＲＯＭは、後述する複数の従制御部を統括制御するためのプログラムデータが予め格納されたものであり、ＣＰＵは、ＲＯＭから読み出されたプログラムデータの解読結果に従って複数の従制御部を統括制御するものであり、ＲＡＭは、ＣＰＵによる演算結果、複数の従制御部からの各種データ等の書き込みまたは読み出しを行うものである。ハードウエア面では、ＲＯＭは、データを製造工程で焼き付け固定するマスクＲＯＭ、データを紫外線消去することによりデータを繰り返し書き込み読み出しできるＥＰＲＯＭ、またはデータを電気消去することによりデータを繰り返し書き込み読み出しできるＥＥＰＲＯＭ（フラッシュＲＯＭを含む）等の不揮発性メモリである。ＣＰＵは、ＲＯＭの実行アドレスを指定するプログラムカウンタ、ＲＯＭからの読み出し内容を解読するインストラクションデコーダ、論理演算を行う演算論理ユニット、演算データを一時格納するアキュムレータ等を内蔵する。ＲＡＭは、ＳＲＡＭ等の揮発性メモリであり、バックアップ電源を用いて記憶内容を保持する。
【００４６】
硬貨処理制御部２０４、紙幣処理制御部２０６、接客制御部２０８、販売制御部２１０は、複数の従制御部に相当し、ハードウエア面において、主制御部２０２と同様のＲＯＭ、ＣＰＵ、ＲＡＭを内蔵する。
【００４７】
硬貨投入機構２１２は、釣銭切れを検出する釣銭切れセンサを備え、硬貨投入口１０８からの投入硬貨を受け取り、必要に応じて釣銭を返却口１３４から返却するものである。硬貨処理制御部２０４は、硬貨投入機構２１２を制御し、投入硬貨の金種、正偽等の判別、金種別枚数の計算、金庫への余剰硬貨の収容、釣銭払い出し等を行わせるものである。紙幣挿入機構２１４は、硬貨投入機構２１２と同様に、釣札切れを検出する釣札切れセンサを備え、紙幣挿入口２１０からの挿入紙幣を受け取るものであり、必要に応じて釣札を紙幣挿入口１１０から返却することとしてもよい。紙幣処理制御部２０６は、紙幣挿入機構２１４を制御し、挿入紙幣の金種、正偽等の判別、金種別枚数の計算、釣札払い出し等を行わせるものである。硬貨処理制御部２０４および紙幣処理制御部２０６は、硬貨投入および紙幣挿入が行われるその都度、処理動作を実行する。ここで、硬貨処理制御部２０４および硬貨投入機構２１２は硬貨識別装置を構成し、紙幣処理制御部２０６および紙幣挿入機構２１４は紙幣識別装置を構成する。なお、商品の決済方法は、上記の硬貨および紙幣に限定されるものではない。例えば、様々なカードや携帯端末等を用いて電子決済を行うこととしてもよい。
【００４８】
接客面２１６は、表示部１１２、商品選択釦１１６、販売中ランプ１２４、販売中止ランプ１２６、釣銭切れランプ１２８から成るものである。接客制御部２０８は、接客面２１６を制御する。つまり、接客制御部２０８は、主制御部２０２からの缶飲料販売に関する接客指示に従って、販売中ランプ１２４、販売中止ランプ１２６、釣銭切れランプ１２８を点灯させたり、販売飲料別の販売可ランプ１１８または売り切れランプ１２０を点灯させたり、更には、複数の商品選択釦１１６の何れが押下されたのかを検出し、このときの検出信号を主制御部２０２に送信したりする。
【００４９】
販売機構２１８は、指定コラムの最下部に留まる缶飲料を払い出し、商品取出口１３０まで搬出するものである。販売制御部２１０は、販売機構２１８を制御し、接客制御部２０８からの前記検出信号に応答した主制御部２０２からの販売指示に従って、利用者が希望する缶飲料を商品取出口１３０まで搬出するものである。また、販売制御部２１０は、図１の冷媒冷却回路２２０の動作も制御しており、制御部１８に相当するものである。なお、主制御部２０２および販売制御部２１０が、制御部１８の機能を分割して有することとしてもよい。
【００５０】
リモコン１１４は、機能キーと、数字キーと、これらのキーの操作に関する内容を表示する表示部（有機ＥＬ、ＬＣＤ等）とを、前面に備えたものである。リモコン１１４は、前扉１０２の裏面に着脱自在に配設され、商品選択釦１１６とコラムとを対応付けするコラム設定、金額設定、メンテナンス等を行う際に操作するものであり、この操作情報を主制御部２０２に送信する。主制御部２０２は、この操作情報に基づいて、硬貨処理制御部２０４、紙幣処理制御部２０６、接客制御部２０８、販売制御部２１０に対して、それぞれの指示を行う。
【００５１】
なお、主制御部２０２と従制御部２０４、２０６、２０８、２１０との間の通信は、主制御部２０２が優先的な送信権を有するポーリング方式、或いは、主制御部２０２および従制御部２０４、２０６、２０８、２１０が対等な送信権を有するコンテンション方式の何れであってもよい。
【００５２】
本実施形態の冷媒冷却回路２２０は、屋外屋内を問わず広範囲のロケーションに設置される自動販売機に適用可能であるので、正常な冷凍サイクルを長時間継続でき、且つ、利用者が冷却商品を確実に購入できるという自動販売機を急速に普及させることが可能となる。
このようにして実現された自動販売機は、従来よりも優れた自動販売機となる。
【００５３】
＝＝＝その他＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更、改良可能である。また、本発明には、等価物が含まれることはもちろんである。
【００５４】
＜冷媒＞
本実施形態では、冷媒冷却回路の冷媒は二酸化炭素であるが、冷媒冷却回路の冷媒は二酸化炭素以外のＨＦＣ等であってもよい。つまり、冷媒が二酸化炭素の冷媒冷却回路に本発明を適用すると、冷媒冷却回路の高圧側が必要以上に高くなるのを防止でき、また、冷媒がＨＦＣ等の冷媒冷却回路に本発明を適用すると、冷媒冷却回路の低圧側が必要以上に低くなるのを防止でき、両者ともに圧縮機２が正常な圧縮動作を実行して、冷媒冷却回路が安定した冷凍サイクルを実行することが可能となる。
【００５５】
＜冷媒冷却回路を適用する対象＞
本実施形態では、冷媒冷却回路２２０は自動販売機に適用されているが、これに限定されるものではない。例えば、冷媒冷却回路２２０は、業務用および家庭用の冷蔵庫、業務用の冷凍ショーケース、ファーストフード店やファミリーレストラン等に設置される飲料供給用ディスペンサ等にも適用可能である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、絞り部への冷凍機油の詰まりを防止して安定した冷凍サイクルを実行できる冷媒冷却回路、および、この冷媒冷却回路を用いた自動販売機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷媒冷却回路の一実施例を示す図である。
【図２】制御信号Ａ（横軸）と電子膨脹弁６を通過する二酸化炭素量（縦軸）との関係を示す特性図の一例である。
【図３】冷凍機油の二酸化炭素混合率（横軸）と圧力（縦軸）との関係を示す特性図の一例である。
【図４】冷凍機油の温度（横軸）と粘度（縦軸）との関係を示す特性図の一例である。
【図５】本発明の冷媒冷却回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の自動販売機の前面の一例を示す図である。
【図７】本発明の自動販売機の制御動作を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
２　圧縮機
４　ガスクーラー
６　電子膨脹弁
８　蒸発器
１２　内部熱交換器
１４　ステッピングモータ
１８　制御部
２０　タイマー
２２　テーブル
２４　メモリ
２０２　主制御部
２１０　販売制御部
２２０　冷媒冷却回路
【図１】
2004053070.tif 000003
【図２】
2004053070.tif 000004
【図３】
2004053070.tif 000005
【図４】
2004053070.tif 000006
【図５】
2004053070.tif 000007
【図６】
2004053070.tif 000008
【図７】
2004053070.tif 000009