(57)【要約】【課題】  外気温が高い場合でも冷却運転を支障なく実施でき、しかも、消費電力を低く押さえることのできる自動販売機の冷却装置を提供する。  【解決手段】  販売に供する商品を収納する複数の商品収納室のそれぞれに設置され商品を冷却するため冷熱を発生する冷媒蒸発器と、冷媒蒸発器で蒸発して低圧となった冷媒を加圧圧縮する圧縮機と、各冷媒蒸発器への冷媒流路をそれぞれ開閉し得る複数の電磁弁と、商品収納室内の温度を検出する各商品収納室に設けられた温度検出手段と、これら温度検出手段からの検出信号を受けて電磁弁の開閉ならびに前記圧縮機の運転／停止を制御する制御手段を備えた自動販売機の冷却装置において、制御手段は、前記蒸発器の運転数を制御する運転蒸発判定部を有し、圧縮機の運転開始時より所定条件までは設置した蒸発器より少ない蒸発器数で運転する。【選択図】      図４
2005234894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
販売に供する商品を収納する複数の商品収納室のそれぞれに設置され前記商品を冷却するために冷媒を蒸発させて冷熱を発生する冷媒蒸発器と、
これら冷媒蒸発器の下流に設置されて前記冷媒蒸発器で蒸発して低圧となった冷媒を加圧圧縮する圧縮機と、
前記各冷媒蒸発器への冷媒流路をそれぞれ開閉し得る複数の電磁弁と、
前記商品収納室内の温度を検出する各商品収納室ごとに設けられた温度検出手段と、
これら温度検出手段からの検出信号を受けて前記電磁弁の開閉ならびに前記圧縮機の運転／停止を制御する制御手段を備えた自動販売機の冷却装置において、
前記制御手段は、前記蒸発器の運転数を制御する運転蒸発判定部を有し、圧縮機の運転開始時より所定条件までは設置した蒸発器より少ない蒸発器数で運転することを特徴とした自動販売機の冷却装置。
【請求項２】
前記所定条件が商品収納室ごとに設けられた温度検出手段より検出した商品収納室内の温度の条件であることを特徴とした請求項１に記載の自動販売機の冷却装置。
【請求項３】
前記所定条件が圧縮機の運転時間の条件であることを特徴とした請求項１に記載の自動販売機の冷却装置。
【請求項４】
前記所定条件が商品収納室ごとに設けられた温度検出手段より検出した商品収納室内の温度の低下速度であることを特徴とした請求項１に記載の自動販売機の冷却装置。
【請求項５】
凝縮器に設けられた温度検出手段を有し、前記所定条件が凝縮器に設けられた温度検出手段より検出した温度であることを特徴とした請求項１に記載の自動販売機の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶、ビン、パック、ペットボトルなどの容器に入れた飲料などの商品を冷却もしくは加熱して販売に供する自動販売機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動販売機の冷却制御装置としては、販売に供する商品を収納する複数の商品収納室のそれぞれに設置され前記商品を冷却するために冷媒を蒸発させて冷熱を発生する冷媒蒸発器と、この冷媒蒸発器で蒸発して低圧となった冷媒を加圧圧縮する圧縮機と、この圧縮機で圧縮され高温となった冷媒を冷却する冷媒凝縮器と、この冷媒をそれぞれ前記蒸発器に分流する分配器と、この分配器の下流に接続され前記圧縮機で圧縮され高圧となった冷媒を減圧する減圧装置と、前記蒸発器ならびに前記減圧装置の直列接続回路のそれぞれに直列に接続されて前記蒸発器への冷媒流路を開閉する電磁弁と、それぞれの前記蒸発器が発生する冷熱を前記商品に伝達するためにそれぞれの前記商品収納室内空気を循環させて循環風を生成するファンと、前記商品の温度に対応して前記電磁弁の開閉ならびに前記圧縮機の運転／停止を行うために必要な商品収納室の温度信号を出力する温度センサを備え、この温度センサからの電気信号を受けて前記電磁弁の開閉ならびに前記圧縮機の運転／停止を行う信号を出力する制御装置を備えて構成されている。
【０００３】
制御装置は、それぞれの前記循環風の温度が許容下限値（例えば４℃）に到達するとそれぞれの前記電磁弁を閉止し、またそれぞれの循環風の温度が許容上限値（例えば８℃）に到達するとそれぞれの前記電磁弁を開放し、また全ての前記電磁弁が閉止される条件になると前記圧縮機の運転を停止し、またいずれかの前記電磁弁が開放される条件になると前記圧縮機の運転を再開する。
【０００４】
また圧縮機の運転時に於いて、最も高い商品収納室の温度と他のいずれかの商品収納室の温度との差があらかじめ設定された許容温度差（例えば３度）を上回る条件になるとそのいずれかの電磁弁を閉止する冷却装置が知られている。（例えば、特許文献１）
このことにより、いずれの商品収納室の温度もほぼ同温度となし得るとともに、商品収納室と外気間の温度差に比例する外気から商品収納室への侵入熱量は、最も高い温度を持つ商品収納室（従って最も少ない侵入熱量値を持つ）とほぼ同値となし得、余分なエネルギーの消費がなくなり、省エネルギー化が可能となる。
【０００５】
なお、この種の自動販売機の冷却運転形態は、商品収納室を多室（多くは、３室）に断熱壁で区画形成し、季節の需要に応じて３室すべてを冷却運転するモード、２室を冷却運転し１室を加熱運転する冷却加熱運転モードなどに切替えて使用されている。１年の間で冬は１室を冷却し２室を加熱し、春秋には２室を冷却し１室を加熱し、夏には３室とも冷却運転されることが多い。
【特許文献１】特開平５−２５８１６４号公報（第７頁、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、外気温度が例えば３０℃以上となる条件下において、３室の商品収納室を同時に冷却運転する場合には、圧縮機の負荷が大きくなり、圧縮機に流れる電流が増大して、圧縮機の過負荷防止のために過電流防止装置が働き圧縮機を停止させることがある。これを防ぐためには、容量の大きな圧縮機を単に選択使用すればよいが、それでは秋冬春の３つの季節では冷却運転を２室以下で行うため、圧縮機自体に無駄な動力消費が発生するので、省エネルギー的にも好ましくなく、またコスト的にも好ましくない。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、外気温が高い場合でも冷却運転を支障なく実施でき、しかも、消費電力を低く押さえることのできる自動販売機の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】
【０００８】
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、販売に供する商品を収納する複数の商品収納室のそれぞれに設置され前記商品を冷却するために冷媒を蒸発させて冷熱を発生する冷媒蒸発器と、これら冷媒蒸発器の下流に設置されて前記冷媒蒸発器で蒸発して低圧となった冷媒を加圧圧縮する圧縮機と、前記各冷媒蒸発器への冷媒流路をそれぞれ開閉し得る複数の電磁弁と、前記商品収納室内の温度を検出する各商品収納室ごとに設けられた温度検出手段と、これら温度検出手段からの検出信号を受けて前記電磁弁の開閉ならびに前記圧縮機の運転／停止を制御する制御手段を備えた自動販売機の冷却装置において、前記制御手段は、前記蒸発器の運転数を制御する運転蒸発判定部を有し、圧縮機の運転開始時より所定条件までは設置した蒸発器より少ない蒸発器数で運転することを特徴とする。
【０００９】
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、前記所定条件が商品収納室ごとに設けられた温度検出手段より検出した商品収納室内の温度の条件であることを特徴とする。
【００１０】
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において、前記所定条件が圧縮機の運転時間の条件であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る自動販売機は、上記請求項１において、前記所定条件が商品収納室ごとに設けられた温度検出手段より検出した商品収納室内の温度の低下速度であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係る自動販売機は、上記請求項１において、凝縮器に設けられた温度検出手段を有し、前記所定条件が凝縮器に設けられた温度検出手段より検出した温度であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる自動販売機の冷却装置によれば、高い外気温度下でも運転する蒸発器の数量を限定制御することにより、容量の大きな圧縮機を選択使用せずに、圧縮機の過負荷運転を防止し、安定した冷却運転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】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されることはない。
【００１５】
（実施の形態１）図１〜図５は、請求項１、２に係る本発明の自動販売機の形態を示したものである。図１が自動販売機の正面図、図２が自動販売機の横断面図、図３が冷媒回路、図４が制御ブロック図、図5が冷却制御の要部のフローチャートを示す。
【００１６】
図１、２において、１は断熱筐体になる自動販売機の本体キャビネットで、２は本体キャビネット上部の商品収納室３を３室の商品室３Ａ〜３Ｃに区画形成する仕切隔壁、４は商品室内に懸設された商品収納ラック５に収納された商品を示す。６〜１３は本体キャビネット１の下部側に配置した冷却ユニットの構成部品を示し、６は蒸発器であり各商品室３Ａ〜３Ｃに対応して１個づつ配設されそれぞれを６Ａ〜６Ｃと示し、７は凝縮器、８は圧縮機、９は未蒸発の液状冷媒を貯留するアキュムレータ、１０はキャビラリであり、各構成要素は冷媒配管１１にて接続されている。また、１２は蒸発器からの冷熱を商品室に送風する蒸発器用ファン、１３は凝縮器からの熱を排気する凝縮器用ファンであり、１４は商品室の商品を加温するヒータ、１５は商品室内の温度を検出する庫内温度センサを示す。１６は商品室の商品を冷却／加熱した空気を蒸発器／ヒータに戻す循環ダクト、１７は販売された商品を外扉１８の下方に設置された商品販売口１９に転動搬送するシュータであり、蒸発器より吐出される冷気を商品に送るために多数の孔が穿孔されている。２０は断熱材で構成され外気への熱の流出入を防止する内扉を示す。
【００１７】
図３は、図１、２に対応する自動販売機の冷却装置の制御回路とともに示した冷却回路図である。図３において、２１は凝縮器７から液冷媒を各商品室内の蒸発器６Ａ〜６Ｃへ搬送停止を行う電磁弁であり各蒸発器に対応して２１Ａ〜２１Ｃと示し、同様に各商品室内の庫内温度センサも１５A〜１５Ｃと示す。１００は制御装置であり、前記温度センサ１５A〜１５Ｃからの温度信号を受けて電磁弁２１A〜２１Ｃの開閉ならびに圧縮機８の運転／停止を行う信号を出力する。また、１１０は各商品室３Ａ〜３Ｃの冷却または加熱の組合せ運転モードを制御装置１００に設定入力する運転モード設定スイッチである。また、８１は圧縮機８に内蔵され圧縮機８に過電流が流れた場合、または圧縮機８の温度が過度に上昇した場合に圧縮機８の運転を停止させる過負荷防止装置であり、過負荷防止装置８１は圧縮機８が停止後から一定時間を経過後に自動復帰するように設定されている。
【００１８】
図４は、制御装置１００に係る制御ブロック図を示す。制御装置１００の内部には、１０１〜１０４に示す判定部、司令部が組み込まれている。
１０１は運転すべき蒸発器の数を判定する運転蒸発器数判定部、１０２は電磁弁の開閉を変更するかどうかを判定する電磁弁切替変更判定部、１０３は電磁弁の開閉を変更するかどうかを判定する電磁弁開閉変更判定部、１０４は変更する電磁弁を指令する電磁弁開閉変更司令部である。より具体的に示すと、運転蒸発数判定部１０１では、表１に示すように庫内温度を検出して冷却室内のすべての庫内温度が設定温度Tｓ以下（例えば１２℃以下）なら運転する蒸発器の数をN1(例えば３個)とし、Tｓより大きければ蒸発器の数を減じてN２(例えば２個)と設定する。
【００１９】
(表１)
運転蒸発器数判定部
設定庫内温度Ｔｓ
Ｔｋ＜Ｔｓ（設定値）
Ｔｋ＞Ｔｓ
運転蒸発器数
Ｎ１
Ｎ２
電磁弁切替変更部１０２では、表２に示すように前回変更したときからの時間を検出し、設定インターバル時間ｔｓ(例えば１時間)より短ければ変更を行なわずにその状態を継続し、ｔｓ以上であれば変更のフラッグを立てる。
【００２０】
(表２)
電磁弁切替変更判定部（１）
前回変更からの時間
ｔ＜ｔｓ
ｔ＞ｔｓ
変更判定
継続
変更
次に、表３に示すように各商品収納室間の温度差を算出し、温度差がΔTｓ（例えば５℃）より小さければ電磁弁切替の変更を行なわずにその状態を継続し、ΔTｓ以上であれば変更のフラッグを立てる。
【００２１】
(表３)
電磁弁切替変更判定部（２）
商品収納室内の温度差
ΔＴｋ＜ΔＴｓ
ΔＴｋ＞ΔＴｓｔ
変更判定
継続
変更
電磁弁開閉変更判定部１０３では、表４に示すように、運転蒸発数判定、電磁弁切替変更判定の結果により電磁弁開閉変更の判定を行なう。運転蒸発数判定がＮ１（３個）であれば、電磁弁の開閉変更を行なわず、運転蒸発数判定がＮ２（２個）であれば、電磁弁切替変更判定の結果を参照する。電磁弁切替変更判定（１）が変更ならば、電磁弁開閉を変更し、電磁弁切替変更判定（１）が継続ならば、電磁弁切替変更判定（２）の結果を参照し、その判定結果が変更ならば、電磁弁開閉を変更し、継続ならば電磁弁開閉を継続する。
なお、3室運転での場合は、Ｎ１＝３となれば常に継続となるため、電磁弁開閉変更判定処理を行なわずに通常の冷却運転を行なっても良い。
【００２２】
(表４)
電磁弁開閉判定部
運転蒸発器数判定
Ｎ１
Ｎ２
電磁弁切替変更判定（１）
−
変更
継続
電磁弁切替変更判定（２）
−
−
変更
継続
電磁弁開閉変更判定
継続
変更
変更
継続
電磁弁開閉変更司令部１０４では、電磁弁開閉変更判定部１０３にて変更指令のフラッグが立てば、Ｎ２＝２であるので、庫内温度の高い順に冷却商品室の電磁弁を２個開放し、残りの庫内温度の低い商品室（この場合は残り１室）の電磁弁を閉止する。
【００２３】
なお、４室の自動販売機でＮ２＝２と設定した場合は、庫内温度の高い順に冷却商品室の電磁弁を２個開放し、残りの庫内温度の低い商品室（この場合は残り２室）の電磁弁を閉止する。同様に、Ｎ２＝３と設定した場合は、庫内温度の高い順に冷却商品室の電磁弁を３個開放し、残りの庫内温度の低い商品室（この場合は残り１室）の電磁弁を閉止する。
【００２４】
かかる構成において、その冷却制御動作を図５のフローチャートにより説明をする。
自動販売機の電源投入とともに圧縮機は運転を開始し（Ｓ１）、運転モードによる運転する冷却室の数を数え（Ｓ２）、3室以上であれば（Ｓ２分岐Ｙ）、冷却室の庫内温度を読込む（Ｓ３）。読込まれた全庫内温度のすべてが第１設定温度（例えば、１２℃）でなければ運転蒸発数をＮ２とし（Ｓ４分岐Ｎ）、電磁弁切替変更判定の判定を行う（Ｓ５）。Ｓ５の運転蒸発数の判定では、第１ステップで表２に示すように前回からの変更時間を比較し設定インターバル時間ｔｓ（例えば、１時間）を越えると変更設定にフラッグが立つ。第２ステップでは、設定庫内温度差ΔＴｓ（例えば、５度）と比較し庫内間温度の最大がΔＴｓを越えると変更設定にフラッグが立つ。次にＳ６の電磁弁開閉変更部では表４に示すように判定を行い、変更があれば電磁弁開閉変更司令部１０４にて庫内温度の一番高い庫内収納庫の蒸発器の電磁弁を開き、庫内温度の一番低い蒸発器の電磁弁を閉じる（Ｓ７）。なお、Ｓ６で変更がなければ、始めに戻り同じ制御ループを繰り返す。Ｓ２，Ｓ４で冷却室が２以下、または所定の温度以下であれば、通常の冷却運転に入る。具体的には、3室それぞれの庫内温が許容下限値（４℃）になれば電磁弁を閉じ、庫内温が許容上限値（８℃）に上昇すれば再び電磁弁を開放し、庫内の商品が一定温度となるように冷却運転を継続する。または、3室の温度差が３度を越えれば、2室の冷却運転としても良い。
【００２５】
次に、3室冷却の場合に運転される冷却動作の１例を図６のタイムチャートにより示す。同図において、運転開始時は、３室ともに同じ温度であり、３室のうちの１つ例えば左商品室３Aの電磁弁２１Ａを閉止し、中商品室３B、右商品室３Cの電磁弁２１Ｂ，２１Ｃを開放して冷却運転が開始される。第1の設定インターバル時間ｔ１に達するとＳ５にて庫内温度差の判定を行い、左商品室３Aと右商品室３Cとの庫内温度差が設定庫内温度差ΔＴｓより大きくなり、Ｓ７にて庫内温度の一番高い庫内収納庫３Ａの蒸発器６Ａの電磁弁２１Aを開き、庫内温度の一番低い蒸発器６Ｃの電磁弁２１Cを閉じて、冷却運転が継続される。次の設定インターバル経過時間ｔ２に達すると同様に庫内温度の一番高い庫内収納庫３Ｃの蒸発器６Ｃの電磁弁２１Cを開き、庫内温度の一番低い蒸発器６Ｂの電磁弁２１Bを閉じて、冷却運転が継続される。以下同様に冷却制御運転が継続し、ｔ４において総ての庫内温度が第１設定温度より下がると、Ｓ４の分岐Ｙにより通常の冷却制御運転に入る。
【００２６】
かかる冷却運転をすれば、圧縮機は負荷の大きい高周囲温度のときには２室のみを負荷として運転することになり、過負荷運転にて運転休止をすることなく安定して稼動することができる。
（実施の形態２）図７は、請求項２に係る本発明の自動販売機の形態を示したもので、その冷却制御の要部のフローチャートある。実施の形態１と異なる点は、Ｓ４１であり、全庫内温度設定以下を判定するＳ４の代わりに自動販売機の運転時間（圧縮機の運転時間）を判定するＳ４１とした点である。ステップＳ４１では、圧縮機の運転時間ｔが設定運転時間ｔｕを越えるまでは運転する蒸発器の数をN２(例えば２個) とし、圧縮機の運転時間ｔが設定運転時間ｔｕを越えると蒸発器の数をN1(例えば３個)と設定する。その他は実施の形態１と同一であり、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。
【００２７】
かかる制御方式において、図８のタイムチャートでその動作の１例を示す。経過時間ｔ３までは図６と同じ動作を示すが、ｔ４になる前に設定時間Ｔｓを超えると３室ともに電磁弁が開放され通常の冷却運転を開始する。
【００２８】
従って、実施の形態１よりも３室の全室冷却運転開始時間が固定されるため、過負荷運転の開始の危惧は残るものの、確実に３室冷却運転を開始されるため、冷却時間がより短くできるという効果がある。
（実施の形態３）図９は、請求項３に係る本発明の自動販売機の形態を示した冷却制御の要部のフローチャートある。実施の形態１と異なる点は、ステップＳ４２であり、全庫内温度設定以下を判定するステップＳ４の代わりに庫内温度低下速度を判定するステップＳ４２とした点である。ステップＳ４２では、庫内温度低下速度ｖが設定低下速度ｖｓを越えるまでは運転する蒸発器の数をN1(例えば３個)とし、庫内温度低下速度ｖが設定運転時間ｖｓを越えると蒸発器の数をN２(例えば２個)と設定する。その他は実施の形態１と同一であり、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。
かかる制御方式において、庫内温度の低下速度は、庫内温度が低下するにつれて低下する。従って庫内温度の低下速度が設定値以下になれば、庫内が十分に冷却され冷却負荷が減少することを検知できるため、設定値以下で３室の同時運転に切り替えることがよい（Ｓ４２分岐Ｎ１）。これにより、圧縮機の過負荷を防止し、安定運転するという効果を奏する。
（実施の形態４）図１０〜１４は、請求項４に係る本発明の自動販売機の形態を示したもので、図１０が冷媒回路図、図１１が制御ブロック図、図１２が冷却制御の要部のフローチャートある。実施の形態１と異なる点は、凝縮器７にその温度センサ２２が付設されている点であり、また、図１２のフローチャートでは、ステップＳ４３であり、全庫内温度設定以下を判定するステップＳ４の代わりに凝縮器の温度を検知して設定凝縮温度Ｔｃｓ以下になったとき判定するステップとした点である。ステップＳ４３では、凝縮器の温度Ｔｃが設定凝縮温度Ｔｃｓを越えるまでは運転する蒸発器の数をN1(例えば３個)とし、庫内温度低下速度ｖが設定運転時間ｖｓを越えると蒸発器の数をN２(例えば２個)と設定する。その他は実施の形態１と同一であり、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。
【００２９】
かかる制御方式において、凝縮器の温度は圧縮機８の過負荷状況をより正確に検知できる指標であるので、他の実施の形態に示された方式と比較して３室運転する時間が長くなり圧縮機を最大限の負荷で使用することになり、より短い冷却時間が所望の冷却を達成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による自動販売機の実施の形態１〜４を示す自動販売機の正面図である。
【図２】本発明による自動販売機の実施の形態１〜４を示す自動販売機の横断面図である。
【図３】本発明による自動販売機の実施の形態１〜３を示す冷媒回路である。
【図４】本発明による自動販売機の実施の形態１〜３を示す制御ブロック図である。
【図５】本発明による自動販売機の実施の形態１を示す冷却制御の要部のフローチャートである。
【図６】本発明による自動販売機の実施の形態１を示す冷却制御のタイムチャートの１例である。
【図７】本発明による自動販売機の実施の形態２を示す冷却制御の要部のフローチャートである。
【図８】本発明による自動販売機の実施の形態２を示す冷却制御のタイムチャートの１例である。
【図９】本発明による自動販売機の実施の形態３を示す冷却制御の要部のフローチャートである。
【図１０】本発明による自動販売機の実施の形態４を示す冷媒回路である。
【図１１】本発明による自動販売機の実施の形態４を示す制御ブロック図である。
【図１２】本発明による自動販売機の実施の形態４を示す冷却制御の要部のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
３     商品収納室
４     商品
６     蒸発器
７     凝縮器
８     圧縮機
２１   電磁弁
８１    圧縮機保護装置
１００  制御装置
１０１  運転蒸発器数判定部
１０２  電磁弁切替変更部
１０３  電磁弁開閉変更判定部
１０４  電磁弁開閉変更司令部
【図１】
2005234894.tif 000003
【図２】
2005234894.tif 000004
【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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【図９】
2005234894.tif 000011
【図１０】
2005234894.tif 000012
【図１１】
2005234894.tif 000013
【図１２】
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