(57)【要約】【課題】可燃性を有するＨＣ冷媒の冷却装置の自動販売機において、冷媒封入量の削減、溶接箇所を減らし冷媒漏れに対する安全性を図る。【解決手段】冷却装置は、容器内圧力が低圧タイプの圧縮機と、蒸発器と、凝縮機を有し、前記凝縮器の出口から前記減圧装置までの液管の断面積を、前記凝縮器の配管の断面積の４０％以上で６０％以下とすることで、Ｒ２９０単一冷媒もしくは前記Ｒ２９０を含む混合冷媒の封入量を５０ｇ以上で１００ｇ以下としたことで、冷媒量を削減し、さらに蒸発器と前記凝縮器の少なくともいずれか一方は入口から出口まで継ぎ目のない１本の配管で構成することで、冷媒漏れに対する安全性を高めることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商品を収納する断熱構造の収納室と、収納室内に商品を収納する収納棚と、収納室を冷却する冷却装置を備え、商品を冷却し販売する自動販売機において、前記冷却装置は可燃性のＲ２９０単一冷媒もしくは前記Ｒ２９０を含む混合冷媒を使用し、容器内圧力が低圧タイプの圧縮機と、蒸発器と、凝縮器と、および、減圧装置とを有し、前記凝縮器の出口から前記減圧装置までの液管の断面積を、前記凝縮器の配管の断面積の４０％以上で６０％以下とすることで前記可燃性冷媒を含む冷媒の封入量を５０ｇ以上で１００ｇ以下としたことを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
蒸発器と凝縮器の少なくともいずれか一方は入口から出口まで継ぎ目のない１本の配管で構成され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】
凝縮器とドライヤーと減圧装置の間に接続された２つの液管の内、すくなくとも一方は前記凝縮器または前記ドライヤーと継ぎ目のない１本の配管で構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動販売機。
【請求項４】
収納室を構成する断熱材の断熱発泡ガスとして、シクロペンタンを用いたことを特徴とした請求項１に記載の自動販売機。
【請求項５】
断熱材の中にフロンを全く使用していない真空断熱材を内蔵したことを特徴とした請求項１または請求項４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、可燃性冷媒を使用した冷却装置を用いた自動販売機、フロンを使用しない自動販売機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球のオゾン層を保護する観点から、冷却装置の冷凍サイクルに使用されていた冷媒ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）−１２あるいはＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）−２２といった塩素原子を含んだ冷媒の使用が規制され、塩素原子を含まず、オゾン層を破壊しないＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒への転換が進行している。
【０００３】
また、従来、主にＨＣＦＣ−２２を用いていた自動販売機においては、その代替冷媒としてＨＦＣ冷媒の混合冷媒であるＲ４０７Ｃが採用され販売されている。
【０００４】
また、断熱材の発泡ガスとしては、ＣＦＣ−１１からＨＣＦＣ−１４１ｂへ転換されてきているが、さらに代替化が望まれている現状である。
【０００５】
しかしながら、現在用いられているＲ４０７ＣなどのＨＦＣ冷媒は、オゾン層破壊はないものの、地球温暖化係数が高いため、地球温暖化に対しては不十分な冷媒となり、そのため地球温暖化係数の低い冷媒として、ＨＦＣに代わってＨＣ（ハイドロカーボン）等の自然系冷媒が注目されている。
【０００６】
一方、ＨＣ系冷媒は可燃性を有しているため、冷却装置における冷凍サイクルの冷媒として使用する場合には安全性確保が課題であり、冷媒封入量の削減、冷媒漏れに対する配慮が必要である。
【０００７】
このことから、密閉された庫内に可燃性冷媒を漏らさないようにした例として冷凍装置をカスケード式に接続し、可燃性冷媒を使用した冷凍サイクルは庫外に設け、庫内側にはブラインを流し冷却する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、可燃性冷媒の漏洩が生じても内部への冷媒漏れを少なくし、発火、爆発の危険性を回避できる冷蔵庫について開示したものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１１８１３４号公報
【特許文献２】
特開平９−４２８１７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
自動販売機においては冷媒の入手が容易であり、高冷凍能力・高効率であるＲ２９０単一冷媒またはＲ２９０を含む混合冷媒の採用が行われようとしている。
【００１１】
さらに、断熱材の発泡ガスとしてＨＣＦＣ１４１ｂから、地球温暖化防止の点から自然系の発泡ガスを使用するものへの代替が行われようとしている。
【００１２】
またさらに、地球温暖化防止のため、自動販売機の消費電力量削減に対する要求も年々厳しくなってきており、地球環境に優しい、環境対応型の製品開発・市場投入が課題となっている。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷凍サイクルの冷媒として可燃性冷媒を使用しても安全性の高い自動販売機を提供することを目的とする。
【００１４】
さらに、断熱材にもフロンを用いない完全なノンフロン自動販売機とし、加えて、消費電力量を削減できる自動販売機を提供することを目的とする。
【００１５】
そしてさらに、万一の冷媒の漏洩に対しても、従来よりさらに安全な自動販売機を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に記載の自動販売機は、商品を収納する断熱構造の収納室と、収納室内に商品を収納する収納棚と、収納室を冷却する冷却装置を備え、商品を冷却し販売する自動販売機において、前記冷却装置は可燃性のＲ２９０単一冷媒もしくは前記Ｒ２９０を含む混合冷媒を使用し、容器内圧力が低圧タイプの圧縮機と、蒸発器と、凝縮器と、および、減圧装置とを有し、前記凝縮器の出口から前記減圧装置までの液管の断面積を、前記凝縮器の配管の断面積の４０％以上で６０％以下とすることで前記可燃性冷媒を含む冷媒の封入量を５０ｇ以上で１００ｇ以下としたものであり、Ｒ２９０は高冷凍能力で液密度が小さいので現状のＲ４０７Ｃより、冷媒量を減らすことができる。また、容器内圧力が低圧タイプの圧縮機を採用することで、圧縮機内の冷凍機油への冷媒の溶け込み量を低減でき、さらに冷媒量を減らすことができる。
また、請求項２に記載の自動販売機は、請求項１に記載の発明にさらに、蒸発器と凝縮器の少なくともいずれか一方は入口から出口まで継ぎ目のない１本の配管で構成されたもので、伝熱管のヘアピン部分における溶接箇所なくすことができ、冷却装置の溶接箇所を大幅に削減でき、冷媒漏れに対する安全性が高くなるという作用を有する。
【００１７】
また、請求項３に記載の自動販売機は、請求項１または請求項２に記載の発明において、凝縮器とドライヤーと減圧装置の間に接続された２つの液管の内、すくなくとも一方は前記凝縮器または前記ドライヤーと継ぎ目のない１本の配管で構成されたもので、冷却装置の溶接箇所をさらに削減でき、より冷媒漏れに対する安全性を高くすることができるという作用を有する。
【００１８】
また、請求項４に記載の自動販売機は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、収納室を構成する断熱材の断熱発泡ガスとして、シクロペンタンを用いたもので、冷凍サイクルの冷媒のみならず、断熱材にもフロンを用いない完全なノンフロン自動販売機を実現できるものである。
【００１９】
また、請求項５に記載の自動販売機は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記断熱材の中にフロンを全く使用していない真空断熱材を内蔵することで、収納室の断熱性能を高めることで、冷却装置の負荷を軽くでき、その結果、消費電力量の低減ができるという作用を有する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による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。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による自動販売機の側面断面図である。図２は同実施の形態の自動販売機の冷却装置の冷凍サイクル図である。
【００２２】
図１、図２において、収納室１は断熱材により半密閉構造となっており商品を収納保管する。収納棚２は販売される商品を冷却保存する棚である。圧縮機３は容器内圧力が低圧タイプのもので、凝縮器４は入口から出口まで継ぎ目のない１本の配管を使用している。ドライヤー５は乾燥剤を内蔵しており、液管６ａ、６ｂはそれぞれ凝縮器４とドライヤー５と減圧装置７を接続している。蒸発器８は入口から出口まで継ぎ目のない１本の配管を使用している。冷却装置９はこれらを順次接続し、前記収納室１内を冷却する冷却装置である。
【００２３】
冷媒１０は前記冷却装置９に封入された５０ｇ以上で１００ｇ以下のＲ２９０単一冷媒もしくはＲ２９０を含む混合冷媒である。自動販売機の冷却システムでは５０ｇよりも少ない冷媒ではガス不足となり冷却不良が考えられる。
【００２４】
ここでＲ２９０の単一冷媒とは可燃性冷媒であるプロパン９７％以上の冷媒であり、混合冷媒の例としては、同じく可燃性冷媒のＲ２９０（プロパン）とＲ６００ａ（イソブタン）を混合したものや、Ｒ２９０とＲ１７０（エタン）を混合したものがある。
【００２５】
ファン１１は収納棚２に収納されている商品を所定の温度に冷却するため冷気を循環させる。ダクト１２は収納室１の背面に設けられたダクトである。
【００２６】
以上のように構成された自動販売機についてその動作を説明する。
【００２７】
収納棚２に収納された商品を冷却する場合、冷却装置９の運転を行い、ファン１１により冷却装置９で冷却された冷気を循環させる。ファン１１により冷気は収納棚２に収納された商品を冷却し、ダクト１２を通り再度冷却装置９へ戻り冷却を繰り返す。
【００２８】
このとき冷却装置９に封入された冷媒１０は、圧縮機３で圧縮され高温高圧ガスとなり、凝縮器４で冷却されることで液化される。液化した冷媒は、ドライヤー５で水分が除去され液管６を通り、減圧装置７で減圧され、蒸発器８で蒸発しガス化する。
【００２９】
この時、ガス化するときに蒸発潜熱により蒸発器が冷却され、ファン１１により冷気が収納室内を循環し、商品が冷却される。
【００３０】
冷媒１０は可燃性を有するため、安全性の面から少ない封入量とし冷媒漏れを起こさないことが必要である。
【００３１】
そこで、容器内圧力が低圧タイプの圧縮機３を用いることで圧縮機内の冷凍機油への冷媒の溶け込み量を低減でき、Ｒ２９０単一冷媒もしくはＲ２９０を含む混合冷媒１０の封入量を５０ｇ以上で１００ｇ以下での運転が可能となる。さらに、入口から出口まで継ぎ目のない１本の配管からなる凝縮器４、入口から出口まで継ぎ目のない１本の配管からなる蒸発器８を備えることで、伝熱管のヘアピン部分における溶接箇所をなくすことができ、冷却装置９の溶接箇所が大幅に削減され、溶接不良による冷媒漏れを防ぐことにより、安全性を高めることができ、より安全性の高い自動販売機を提供することができる。
【００３２】
また、凝縮器４の出口から減圧装置７までの液管６の断面積を、前記凝縮器４の配管の断面積に対し、４０％以上で６０％以下とすることで、冷媒配管である液管６のボリュームを小さくすることで、圧力損失の影響を大きく受けることなく、凝縮器４で凝縮され液相で存在する冷媒封入量を削減でき、より安全性の高い自動販売機を提供することができる。
【００３３】
以上のように本実施の形態の自動販売機は、低圧タイプの圧縮機３と、凝縮器４の出口から減圧装置７までの液管６の断面積を、前記凝縮器４の配管の断面積に対し、４０％以上で６０％以下としたもので、冷媒封入量を削減できる。
【００３４】
また冷却装置の蒸発器と前記凝縮器の少なくともいずれか一方が入口から出口まで継ぎ目のない１本の配管で構成されたことで、伝熱管のヘアピン部分における溶接箇所なくすことができ、冷却装置９の溶接箇所が大幅に削減され冷媒漏れに対する安全性を高めることができ、可燃性冷媒を用いたより安全性の高い自動販売機を提供することができる。
【００３５】
なお、ここでは蒸発器８が１個の場合で説明したが、収納室１が複数個あり、それぞれの収納室１に対応して蒸発器８が複数個ある場合でも冷媒量が削減でき、可燃性冷媒を用いた安全性の高い自動販売機を提供することができる。
【００３６】
また、ドライヤー５と液管６ａ、６ｂを継ぎ目のない一本の管で形成すれば、さらに溶接による接続箇所を減らすことができ、冷媒１０の漏洩する可能性をより少なくすることができる。
【００３７】
また、凝縮器４と液管６ｂもしくは、液管６ａとドライヤー５を継ぎ目のない一本の管で形成すれば、さらに溶接による接続箇所を減らすことができ、冷媒１０の漏洩する可能性をより少なくすることができる。
【００３８】
（実施の形態２）
以下、本発明による自動販売機の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１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。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態２による自動販売機の断熱材の斜視図である。
図３において、１３は商品を収納する収納室１を構成している断熱材でウレタン発泡樹脂が用いられその断熱発泡ガスとして、シクロペンタンを用いたものである。１４は前記断熱材１３の中内蔵されたフロンを全く使用していない真空断熱材であり、例えば内部に芯材としてグラスファイバー、その周囲を多層構造としたラミネートフィルムで覆い内部を減圧し内部真空度を６７Ｐａ以下としたものである。その熱伝導率は、０．００５５Ｗ／ｍ程度で、ウレタン発泡樹脂の３倍以上の断熱性能を有するものである。真空断熱材は外袋のラミネートフィルムが破れ内部の真空度が低下するとその断熱性能が低下するが、ウレタン発泡樹脂の中に内蔵（真空断熱材の周囲にウレタン発泡する）しているので、その心配も少ない。
【００４０】
また、最近の自動販売機では、省エネルギー化のために、庫内の下半分だけを冷却・加温することが通常であるため、上記真空断熱材を自動販売機の庫内の中間部より下方に用いることが有効である。
【００４１】
以上のように本実施の形態の自動販売機は、商品を収納する収納室１を構成している断熱材１３の断熱発泡ガスとしてシクロペンタンを用いることで、冷却装置９の冷媒のみならず、断熱材１３にもフロンを用いない完全なノンフロン自動販売機を提供することができる。
【００４２】
また、商品を収納する収納室１を構成する断熱材１３の断熱発泡ガスとしてシクロペンタンを用い、前記断熱材１３の中にフロンを全く使用していない真空断熱材１４を内蔵することで、断熱性能が高まり消費電力量を低減したノンフロン自動販売機を提供することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本請求項１に記載の発明は、容器内圧力が低圧タイプの圧縮機を用いることで圧縮機内の冷凍機油への冷媒の溶け込み量を低減でき、また冷媒として、可燃性のＲ２９０単一冷媒もしくは前記Ｒ２９０を含む混合冷媒を使用し、前記凝縮器の出口から前記減圧装置までの液管の断面積を、前記凝縮器の配管の断面積の４０％以上で６０％以下とすることで前記可燃性冷媒を含む冷媒の封入量を５０ｇ以上で１００ｇ以下としたもので、Ｒ２９０は高冷凍能力で液密度が小さいので現状のＲ４０７Ｃより、冷媒量を減らすことができる。
【００４４】
また、請求項２に記載の自動販売機は、請求項１に記載の発明に加え、蒸発器と凝縮器の少なくともいずれか一方は入口から出口まで継ぎ目のない１本の配管で構成されたもので、伝熱管のヘアピン部分における溶接箇所なくすことができ、冷却装置の溶接箇所を大幅に削減でき、冷却装置の溶接箇所が大幅に削減され冷媒漏れの発生を抑えることができ、その結果、より安全性の高い自動販売機を提供することができる。
【００４５】
また、請求項３に記載の自動販売機は、請求項１または請求項２に記載の発明に加え、凝縮器とドライヤーと減圧装置の間に接続された２つの液管の内、すくなくとも一方は前記凝縮器または前記ドライヤーと継ぎ目のない１本の配管で構成されたもので、冷却装置の溶接箇所をさらに削減でき、より冷媒漏れに対する安全性を高い自動販売機を提供することができる。
【００４６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、商品を収納する収納室を構成している断熱材の断熱発泡ガスとしてシクロペンタンを用いることで、冷却装置の冷媒のみならず、断熱材にもフロンを用いない完全なノンフロン自動販売機を提供することができる。
【００４７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明に加え、商品を収納する収納室を構成する断熱材の断熱発泡ガスとしてシクロペンタンを用い、前記断熱材の中にフロンを全く使用していない真空断熱材を内蔵することで、断熱性能が高まり消費電力量を低減したノンフロン自動販売機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動販売機の実施の形態１の側面断面図
【図２】同実施の形態の自動販売機の冷却装置の冷凍サイクル図
【図３】本発明による自動販売機の実施の形態２の断熱材の斜視図
【符号の説明】
１    収納室
２    収納棚
３    低圧タイプの圧縮機
４    凝縮器
６ａ，６ｂ  液管
７    減圧装置
８    蒸発器
９    冷却装置
１０  混合冷媒
１３  断熱材
１４  真空断熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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