(57)【要約】【課題】本発明は、自動販売機における２エバ運転から１エバ運転に切り替えた際、冷媒の循環量が過剰にならないように制御可能な安価な装置を設置した自動販売機を得ることを目的とする【解決手段】圧縮機１への印加電圧を調整する電圧調整装置２０を、圧縮機１に設置する。よって、圧縮機１の吸い込み量を調整することが可能になるため、安価な装置によって自動販売機機の消費電力の低減を図ることができる。たとえば、２エバ運転から１エバ運転に移行する際に圧縮機１に印加する印加電圧をより低い値に設定すれば、圧縮機１の吸い込み量が低減して圧縮機１の入口圧力の低下が防止され、蒸発器入口温度の低下が防止されるから、ＣＯＰが悪化しない範囲において圧縮機１を運転することができる。【選択図】        図１
2005063135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕切り材によって互いに隔離された複数の貯蔵室と、
各貯蔵室に設置され、商品を収納して順次下方に移送する商品収納装置と、
該商品収納装置に収納された商品を冷却する冷却ユニットと、
冷却された商品を商品搬送口に搬送する商品搬送装置とを有し、更に、
前記冷却ユニットを構成する圧縮機の印加電圧を調整する電圧調整装置を設けたことを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
仕切り材によって互いに隔離された複数の貯蔵室と、
該貯蔵室のうちの第一の貯蔵室に設置された第一の蒸発器と、
該第一の蒸発器に直列接合された第一の電磁弁および第一のキャピラリチューブと、
前記第一の貯蔵室と並設する第二の貯蔵室に設置された第二の蒸発器と、
該第二の蒸発器に直列接合された第二の電磁弁および第二のキャピラリチューブと、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機への印加電圧を調整する電圧調整装置と、
前記圧縮機に直列接続された凝縮器と、
該凝縮器を出た冷媒を前記第一の蒸発器および第二の蒸発器に向けて分岐し、且つ前記第一の蒸発器および第二の蒸発器を出た冷媒を統合して前記圧縮機に戻す冷媒配管と、
前記第一の貯蔵室および第二の貯蔵室の室温が何れも所定の上限温度以上になるとき、前記第一の電磁弁および第二の電磁弁を開放して前記圧縮機を所定の印加電圧でもって運転する２エバ運転と、前記第一の貯蔵室の室温が所定の下限温度以下であって第二の貯蔵室の室温が所定の下限温度以上であるとき、前記第一の電磁弁のみを閉鎖して第二の電磁弁を開放して、前記圧縮機を前記所定の印加電圧より低い印加電圧でもって運転する１エバ運転と、第二の貯蔵室の室温が所定の下限温度以下になるとき、前記第二の電磁弁も閉鎖して、前記圧縮機の運転を停止するエバ運転停止とを制御する制御手段とを有していることを特徴とする自動販売機。
【請求項３】
電圧調整装置が、前記２エバ運転において、前記圧縮機が最大効率になるように印加電圧を自動調整し、さらに、前記１エバ運転においても、前記圧縮機が最大効率になるように印加電圧を自動調整することを特徴とする請求項２記載の自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、缶ビン飲料などの自動販売機、特に、消費電力の低減を図かった自動販売機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４および図５は、それぞれ従来の自動販売機の構成を示す正面視の断面図および側面視の断面図である。
図４および図５において、自動販売機９０は１面（前面）を開閉自在な内扉１２によって、また残りの面を断熱壁１１によって包囲された貯蔵室１３を有し、貯蔵室１３が仕切壁１８によって３つの貯蔵室に分けられたものである。すなわち、仕切壁１８ａｂによって貯蔵室１３ａ（以下、左室と称す）と貯蔵室１３ｂ（以下、中室と称す）とに区切られ、仕切壁１８ｂｃによって中室１３ｂと貯蔵室１３ｃ（以下、右室と称す）とに区切られている。
以下の説明において、各部位を示す番号の内アルファベットａ、ｂまたはｃはそれぞれ左室１３ａ、中室１３ｂまたは右室１３ｃに配置されたものであること、アルファベットａｂは左室１３ａと中室１３ｂとの間に配置されたものであること、アルファベットｂｃは中室１３ｂと右室１３ｃとの間に配置されたものであること、および部位を示す番号にアルファベットが付記されていないものは、配置位置にかかわらず同じものであることを示す。
【０００３】
貯蔵室１３には、それぞれ、商品を収納して順次下方に移送する商品収納装置１４と、商品収納装置１４から落下した商品を商品搬送口（内扉１２を貫通する開口部として設けられている）に向けて搬送する商品搬送装置１６（以下、シュータと称す）と、シュータ１６の下方に配置された蒸発器５およびヒータ８およびファン９と、商品収納装置１４の内部を経由して蒸発器５に向けて貯蔵室１３内の空気を循環するための吸気ダクト１５とが設置されている。
【０００４】
すなわち、たとえば左室１３ａにおいて蒸発器５ａを作動した場合には、蒸発器５ａにおいて冷却された空気はファン９ａによって送られ、シュータ１６ａに穿設された通気用孔や通気用隙間（図示しない）から上方に吹き出し、商品収納装置１４ａに収容された商品に衝突してこれを冷却し、その後、吸気ダクト１５ａの吸気口（図示しない）から吸気ダクト１５ａに吸引され、吸気ダクト１５ａの排気口（図示しない）から蒸発器５ａに吸い込まれる。
【０００５】
一方、たとえば右室１３ｃにおいてヒータ８ｃを作動した場合には、ヒータ８ｃにおいて加熱された空気はファン９ｃによって送られ、シュータ１６ｃに穿設された通気用孔や通気用隙間（図示しない）から上方に吹き出し、商品収納装置１４ｃに収容された商品に衝突してこれを加熱し、その後、吸気ダクト１５ｃの吸気口（図示しない）から吸気ダクト１５ｃに吸引され、吸気ダクト１５ｃの排気口（図示しない）からヒータ８ｃに吸い込まれる。
【０００６】
図６は、従来の自動販売機における冷却ユニットの構成を示す構成図である。図６において、冷却ユニット８０は、左室１３ａ、中室１３ｂ、右室１３ｃの外部に配置された圧縮機１と凝縮器２とが冷媒配管７によって直列接合されている。そして、冷媒配管７は、凝縮器２の下流で冷媒配管７ａ、７ｂ、７ｃに分岐して、それぞれ左室１３ａ、中室１３ｂ、右室１３ｃ（蒸発器５ａ、５ｂ、５ｃに同じ）に導かれ、さらに、左室１３ａ、中室１３ｂ、右室１３ｃを出た後再度冷媒配管７に統合されている。なお、図４および図５と同じ部分にはこれと同じ符号を付す。
【０００７】
図６に基づいて冷却ユニット８０の動作を説明する。圧縮機１から送り出された冷媒は、冷媒配管７内を流れ、凝縮器２で放熱されて凝縮する。その後、分岐した冷媒配管７ａ、７ｂ、７ｃにそれぞれ設置された電磁弁３ａ、３ｂ、３ｃの開閉によって所定の左室１３ａ、１３ｂ、１３ｃに分配される。
そして、冷媒を分配するための電磁弁３ａ、３ｂ、３ｃと冷媒を膨張させるためのキャピラリチューブ４ａ、４ｂ、４ｃと各貯蔵室内空気を冷却するための蒸発器５ａ、５ｂ、５ｃとが、それぞれ冷媒配管７ａ、７ｂ、７ｃによって直列接合されている。
さらに、蒸発器５ａ、５ｂ、５ｃにおいて吸熱（熱交換）した冷媒は、冷媒配管７に統合されて圧縮機１に戻っている。
【０００８】
このような構成の冷却ユニット８０を有する自動販売機９０は、左室１３ａ、中室１３ｂ、右室１３ｃが商品の種類や季節等に応じて冷却室または加熱室として適宜切り換えて使用されている。たとえば、全室を冷却する場合（以下、ＣＣＣ運転モードと称す）、左室１３ａおよび中室１３ｂを冷却して右室１３ｃを加熱する場合（以下、ＣＣＨ運転モードと称す）、左室１３ａを冷却して中室１３ｂおよび加熱室１３ｃを加熱する場合（以下、ＣＨＨ運転モードと称す）、さらに、全室を加熱する場合（以下、ＨＨＨ運転モードと称す）がある。
【０００９】
そして、前記各運転モードに応じて各貯蔵室の温度が適宜制御されている。たとえば、ＣＣＨ運転モードの場合、加熱される右室１３ｃと並設する中室１３ｂは右室１３ｃからの入熱によって、左室１３ａよりも冷え難いため、以下の運転方法が開示されている。
【００１０】
図７は従来のＣＣＨ運転モードにおける運転方法を模式的に示すタイムチャートである。すなわち、
（イ）左室１３ａおよび中室１３ｂ内の空気温度が何れも所定の上限温度以上になると、電磁弁３ａおよび電磁弁３ｂを共に開く（ｏｎする）。これにより、冷媒が蒸発器５ａと蒸発器５ｂとに流れ、左室１３ａと中室１３ｂとをそれぞれ冷却する（以下、２エバ運転と称す）。
（ロ）中室１３ｂに先行して左室１３ａが所定の下限温度に到達すると、電磁弁３ａのみを閉じて（ｏｆｆし）左室１３ａの冷却を停止し、一方、中室１３ｂは継続して冷却動作を行う（以下、１エバ運転と称す）。
（ハ）そして、中室１３ｂが所定の下限温度に到達すると、圧縮機１を停止（ｏｆｆ）して、電磁弁３ｂを閉じる（ｏｆｆする、以下、エバ停止と称す）。
（二）その後、左室１３ａおよび中室１３ｂ内の空気温度は何れも上昇して前記（イ）に戻る。
よって、省エネルギーが図られるとともに、各貯蔵室の平均室温のバラツキ、ひいては平均商品温度のバラツキが抑えられる（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
すなわち、該運転方法において、２エバ運転から１エバ運転に移行することで、中室１３ｂのキャピラリチューブ４ｂに流れ込む冷媒の量は増し、その抵抗増による膨張の促進によってキャピラリチューブ４ｂの出口における冷媒の温度（蒸発器入口温度に同じ）が下降している。このため、圧縮機１の入口圧力は、２エバ運転時においては、２台のキャピラリチューブ４ａ、４ｂの減圧量となるのに対し、１エバ運転に移行すると、１台のキャピラリチューブ４ｂの減圧量となる。一方、圧縮機１に吸い込まれる量は一定であるから、圧縮機１に流れ込む冷媒の量が減少した分、圧縮機１の入口圧力が低下することになる。
【００１２】
よって、２エバ運転に比較して１エバ運転に移行すると、圧縮機入口圧力も低くなり、これによって循環する冷媒の量もさらに減少し、貯蔵室１３ｂの蒸発器入口温度がさらに低くなる。また、冷凍サイクルの効率（ＣＯＰ＝冷凍性能／圧縮機の所用動力）は蒸発温度の下降に対して略比例的に悪化するため、圧縮機の入口圧力の低下に伴ってＣＯＰが悪化して、電力消費量が増大する。
そこで、２エバ運転と１エバ運転との間の切替に際して冷媒循環量を変更させる目的で、圧縮機１を運転周波数変換手段をもったインバータ圧縮機にする発明が開示されている（たとえば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平０５−３２５００５号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−３３６８４６号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２に開示された発明は、圧縮機を運転周波数変換手段をもったインバータ圧縮機とするものであるため、電力消費量の低減によりランニングコストの低減が可能になる反面、インバータ圧縮機自体が高価であるため、これを設置した自動販売機の価格が高騰する、すなわち、イニシャルコストが上昇するという問題があった。
【００１４】
本発明は、冷媒循環量を変更可能な安価な装置を設置することによって自動販売機のイニシャルコストを低くおさえることができる自動販売機を得ることを目的とする
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）本発明に係る自動販売機は、仕切り材によって互いに隔離された複数の貯蔵室と、
各貯蔵室に設置され、商品を収納して順次下方に移送する商品収納装置と、
該商品収納装置に収納された商品を冷却する冷却ユニットと、
冷却された商品を商品搬送口に搬送する商品搬送装置とを有し、更に、
前記冷却ユニットを構成する圧縮機の印加電圧を調整する電圧調整装置を設けたことを特徴とする。
【００１６】
（２）また、仕切り材によって互いに隔離された複数の貯蔵室と、
該貯蔵室のうちの第一の貯蔵室に設置された第一の蒸発器と、
該第一の蒸発器に直列接合された第一の電磁弁および第一のキャピラリチューブと、
前記第一の貯蔵室と並設する第二の貯蔵室に設置された第二の蒸発器と、
該第二の蒸発器に直列接合された第二の電磁弁および第二のキャピラリチューブと、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機への印加電圧を調整する電圧調整装置と、
前記圧縮機に直列接続された凝縮器と、
該凝縮器を出た冷媒を前記第一の蒸発器および第二の蒸発器に向けて分岐し、且つ前記第一の蒸発器および第二の蒸発器を出た冷媒を統合して前記圧縮機に戻す冷媒配管と、
前記第一の貯蔵室および第二の貯蔵室の室温が何れも所定の上限温度以上になるとき、前記第一の電磁弁および第二の電磁弁を開放して前記圧縮機を所定の印加電圧でもって運転する２エバ運転と、前記第一の貯蔵室の室温が所定の下限温度以下であって第二の貯蔵室の室温が所定の下限温度以上であるとき、前記第一の電磁弁のみを閉鎖して第二の電磁弁を開放して、前記圧縮機を前記所定の印加電圧より低い印加電圧でもって運転する１エバ運転と、第二の貯蔵室の室温が所定の下限温度以下になるとき、前記第二の電磁弁も閉鎖して、前記圧縮機の運転を停止するエバ運転停止とを制御する制御手段とを有していることを特徴とする。
【００１７】
（３）さらに、電圧調整装置が、前記２エバ運転において、前記圧縮機が最大効率になるように印加電圧を自動調整し、さらに、前記１エバ運転においても、前記圧縮機が最大効率になるように印加電圧を自動調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る自動販売機は該圧縮機への印加電圧を調整する電圧調整装置を有するから、圧縮機の吸い込み量を調整することが可能になるため、安価な装置によって消費電力の低減を図ることができる。
すなわち、２エバ運転から１エバ運転に移行する際に圧縮機に印加する印加電圧をより低い値に設定すれば、圧縮機の吸い込み量が低減して圧縮機の入口圧力の低下が防止され、貯蔵室の蒸発器入口温度の低下が防止されるから、ＣＯＰが悪化しない範囲において圧縮機を運転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明の実施の形態に係る自動販売機における冷却ユニットの構成を示す構成図である。なお、図６に示す背景技術におけるものと同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図１において、冷却ユニット１００を構成する圧縮機１に、圧縮機１への印加電圧を調整する電圧調整装置２０が設置されている。したがって、圧縮機１に印加する電圧を、商用電圧に限定されることなく冷媒の量に対応した最適値に設定することが可能になる。
【００２０】
図２は、圧縮機の負荷（運転モード）とモータ特性を示す概念図であって、（ａ）の縦軸は圧縮機モータ効率、（ｂ）の縦軸は圧縮機トルク、横軸はいずれもモータ印加電圧である。
ＣＣＣ運転モードにおいて、左室１３ａ、中室１３ｂおよび右室１３ｃの全室を冷却するときは、大量の冷媒を必要とするため、これを賄うために圧縮機トルクはトルク「イ」にて回転する。このとき、圧縮機モータには電圧「イ」が印加され、モータ効率「イ」を発揮している。
次に、ＣＣＨ運転モードにおいて、左室１３ａおよび中室１３ｂの２室を冷却するときは、前記ＣＣＣ運転モードの場合より少量の冷媒で済むため、これを賄うために圧縮機トルクはトルク「イ」よりも小さいトルク「ロ」にて回転する。このとき、圧縮機モータには電圧「ロ」が印加され、モータ効率は「イ」から「ロ」に向上する。
同様に、ＣＨＨ運転モードにおいて、左室１３ａのみあるいは中室１３ｂのみを冷却するときは、前記ＣＣＨ運転モードの場合より少量の冷媒で済むため、これを賄うために圧縮機トルクはトルク「ロ」よりもさらに小さいトルク「ハ」にて回転する。このとき、圧縮機モータには電圧「ハ」が印加され、モータ効率は「ロ」から「ハ」に向上する。
以上より、各運転モードに応じて、圧縮機モータに印加する印加電圧値を調整すれば、圧縮機のモータ効率を高めることが可能になる。
【００２１】
図３は本発明の実施の形態に係る自動販売機のＣＣＨ運転モードにおける運転方法を模式的に示すタイムチャートである。なお、背景技術（図７）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。すなわち、
（イ）「２エバ運転」のとき、前記ＣＣＨ運転モードに対応した印加電圧「ロ」を印加する。
（ロ）「１エバ運転」のとき、前記ＣＨＨ運転モードに対応した印加電圧「ハ」を印加する。
これによって、「２エバ運転」から「１エバ運転」に切り替えても、冷媒が過剰に供給されることがないため、ＣＯＰが悪化しない範囲において圧縮機の運転を継続することができ、よって、自動販売機における消費電力の低減を図ることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、 たとえば缶ビン飲料などの自動販売機における消費電力の低減対策として活用される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動販売機における冷却ユニットの構成を示す構成図である。
【図２】圧縮機の負荷（運転モード）とモータ特性を示す概念図であって、（ａ）は圧縮機モータ効率、（ｂ）は圧縮機トルクを示す。
【図３】本発明の実施の形態に係る自動販売機のＣＣＨ運転モードにおける運転方法を模式的に示すタイムチャートである。
【図４】従来の自動販売機の構成を示す正面視の断面図である。
【図５】従来の自動販売機の構成を示す側面視の断面図である。
【図６】従来の自動販売機における冷却ユニットの構成を示す構成図である。
【図７】従来のＣＣＨ運転モードにおける運転方法を模式的に示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１：圧縮機、２：凝縮器、３：電磁弁、４：キャピラリチューブ、５：蒸発器、７：冷媒配管、８：ヒータ、９：ファン、１１：断熱壁、１２：内扉、１３：加熱室、１４：商品収納装置、１５：吸気ダクト、１６：シュータ、１７：空気の流れ、１８：仕切壁、２０：電圧調整装置、９０  自動販売機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005063135.tif 000007
【図６】
2005063135.tif 000008
【図７】
2005063135.tif 000009