(57)【要約】【課題】システム効率が高く、消費電力量が削減できる加温システムとそれを用いた自動販売機を提供することを目的とする。【解決手段】商品収納庫を冷却可能に配置された冷却システム１５０と、商品収納庫を加温可能に配置されるものとして、インバータ圧縮機２１０とレシーバタンク２３０を備え、Ｒ６００ａを封入した加温システム２００によって構成することにより、冷却システム１５０と加温システム２００のそれぞれに最適な熱交換器形状を設計することが可能となるとともに、Ｒ６００ａを使用することにより、システム効率を高めることができ、自動販売機の消費電力量を削減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫内に投入された商品を冷却若しくは加温し、販売口より販売する自動販売機において、前記商品収納庫内を冷却可能に配置した冷却システムと、少なくとも一つの前記商品収納庫内を加温可能に配置した加温システムとを有し、冷媒として炭化水素冷媒を用いるとともに、入口と出口が近接するように構成された凝縮器を備えた加温システムとそれを用いた自動販売機。
【請求項２】
冷媒滞留量を調節する手段を備えた請求項１に記載の加温システムとそれを用いた自動販売機。
【請求項３】
圧縮機が運転周波数変換手段を備えたインバータ圧縮機である請求項１または２に記載の加温システムとそれを用いた自動販売機。
【請求項４】
庫内を冷却可能に配置された冷却システムの凝縮器と加温システムの蒸発器を近接させて配置した請求項１から３のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項５】
炭化水素冷媒を、Ｒ６００ａ若しくはＲ６００ａを主成分とする混合冷媒のいずれかとする請求項１から４のいずれか一項に記載の加温システムとそれを用いた自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素冷媒を使用した加温システムとそれを用いた自動販売機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動販売機に対する消費電力量削減の要求が高まってきており、消費電力量削減手段の一つとして、冷却によって生じる廃熱を利用した冷却加温システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の自動販売機の冷却加温システムを説明する。
【０００４】
図３は、従来の自動販売機の冷却加温システムの冷媒回路図である。図３に示すように、圧縮機１０と熱源側熱交換器２０を有する熱源側ユニット２２と、利用側熱交換器３０、３２、３４を有する利用側ユニット３６、３８、４０からなり、熱源側熱交換器２０が圧縮機１０の冷媒吐出管５０と冷媒吸込管５２に切替弁５４、５６を介して分岐接続されている。冷媒吐出管５０と分岐接続された高圧ガス管６０、冷媒吸込管５２と分岐接続された低圧ガス管６２および熱源側熱交換器２０と接続された液管６４が設けられている。利用側熱交換器３２、３４がそれぞれ高圧ガス管６０と低圧ガス管６２に切替弁７０、７２、７４、７６を介して分岐接続され、利用側ユニット３６、３８、４０がそれぞれ自動販売機の各庫内に配設されている。
【０００５】
以上のように構成された自動販売機の冷却加温システムについて、以下その動作を説明する。
【０００６】
まず、すべての庫内を冷却する場合には、切替弁５４、７２、７６を開き、切替弁５６、７０、７４を閉じることにより、圧縮機１０から吐出された冷媒は、冷媒吐出管５０を経て凝縮器として作用する熱源側熱交換器２０を流れた後、液管６４を経て蒸発器として作用する各利用側熱交換器３０、３２、３４に分配されて流れ、再び低圧ガス管６２で合流し、冷媒吸込管５２を経て圧縮機１０に吸い込まれる。これにより、すべての庫内が冷却される。次に、利用側ユニット３６、３８が配設された庫内を冷却し、利用側ユニット４０が配設された庫内を加温する場合には、切替弁５４、７２、７４を開き、切替弁５６、７０、７６を閉じることによって、圧縮機１０から吐出された冷媒の一部は冷媒吐出管５０を経て凝縮器として作用する熱源側熱交換器２０を流れるとともに、残りの冷媒は高圧ガス管６０を経て凝縮器として作用する利用側熱交換器３４を流れ、各熱交換器で凝縮した冷媒は、液管６４を経て蒸発器として作用する利用側熱交換器３０、３２に流れ、再び低圧ガス管６２で合流し、冷媒吸込管５２を経て圧縮機１０に吸い込まれる。これにより、利用側ユニット３６、３８が配設された庫内は冷却され、利用側ユニット４０が配設された庫内は加温される。
【特許文献１】特開２００１−８４４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の構成は、利用側熱交換器を冷却時には着霜しながら蒸発温度で利用する一方、加温時には凝縮温度よりも高い加熱蒸気の温度で使用するため、熱交換器の最適設計が困難であるとともに、圧縮機の能力と熱交換器の能力をバランスさせることが困難であり、システム効率が低下するという課題があった。
【０００８】
本発明は、従来の課題を解決するもので、システム効率が高く、消費電力量が削減できる加温システムとそれを用いた自動販売機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】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の加温システムとそれを用いた自動販売機は、 商品収納庫内を冷却可能に配置した冷却システムと、少なくとも一つの前記商品収納庫内を加温可能に配置した加温システムとを有し、冷媒として炭化水素冷媒を用いたものであり、入口と出口が近接するように構成された凝縮器を備えた加温システムである。
【００１０】
これによって、加温システムに最適な熱交換器を設計することが可能となり、熱交換効率を高めることができるとともに、冷媒として炭化水素冷媒を用いることにより、高いシステム効率が得られ、消費電力量が削減でき、かつ、入口と出口が近接するように構成された凝縮器を備えることにより、入口側の凝縮温度よりも高い加熱蒸気と、出口側の液冷媒との間で熱交換されるため、少ない冷媒量で効果的に凝縮することができ、可燃性である炭化水素冷媒のシステム封入量を削減することが可能となり、システムの安全性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の加温システムとそれを用いた自動販売機は、熱交換器の熱交換効率を高めることができるとともに、炭化水素冷媒を使用することにより高いシステム効率が得られ、消費電力量が削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫内に投入された商品を冷却若しくは加温し、販売口より販売する自動販売機において、前記商品収納庫内を冷却可能に配置した冷却システムと、少なくとも一つの前記商品収納庫内を加温可能に配置した加温システムとを有し、加温システムに最適な熱交換器を設計することが可能となり、熱交換効率を高めることができるとともに、冷媒として炭化水素冷媒を用いることにより、高いシステム効率が得られ、消費電力量が削減でき、かつ、入口と出口が近接するように構成された凝縮器を備えることにより、入口側の凝縮温度よりも高い加熱蒸気と、出口側の液冷媒との間で熱交換されるため、少ない冷媒量で効果的に凝縮することができ、可燃性である炭化水素冷媒のシステム封入量を削減することが可能となり、システムの安全性を高めることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の加温システムとそれを用いた自動販売機において、冷媒滞留量を調節する手段を備えることにより、庫内温度の上昇に伴い低下する熱交換器能力に合わせて冷媒滞留量を減らすことができ、凝縮器出口の乾き度を安定させることが可能となり、システム効率が向上し、消費電力量を削減することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明の加温システムとそれを用いた自動販売機において、圧縮機が運転周波数変換手段を備えたインバータ圧縮機であることにより、庫内温度の上昇に伴い低下する熱交換器能力に合わせて運転周波数を低下させ、冷媒循環量を減少させることにより、凝縮器出口の乾き度を安定させることが可能となり、システム効率が向上し、消費電力量を削減することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明の自動販売機において、庫内を冷却可能に配置された冷却システムの凝縮器と加温システムの蒸発器を近接させて配置したことにより、冷却システムの廃熱を利用し、加温システムの蒸発温度を上げることが可能となり、システム効率を向上させ、消費電力量を削減することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明の加温システムとそれを用いた自動販売機において、炭化水素冷媒を、Ｒ６００ａ若しくはＲ６００ａを主成分とする混合冷媒のいずれかとすることにより、高凝縮温度、高蒸発温度の条件下で運転することが可能となり、システム効率を向上させ、消費電力量を削減することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における加温システムとそれを用いた自動販売機の概略構成図である。
【００１９】
図２は、同実施の形態における加温システムの凝縮器の配管パターン図である。
【００２０】
図１において、自動販売機１１０は、上部左側に冷却専用の商品収納庫１２０と上部の真ん中と右側に冷却と加温が切替可能な商品収納庫１２２、１２４と、下部に機械室１２６を有している。各商品収納庫１２０、１２２、１２４は断熱壁１３０によって、外部および機械室１２６から断熱されており、同じく断熱壁１３２、１３４によって各商品収納庫１２０、１２２、１２４間が断熱され所望の温度空間となる。各商品収納庫１２０、１２２、１２４には缶ビン飲料などの販売商品１４０が収納されている。
【００２１】
また、冷却システム１５０は、圧縮機１５２、凝縮器１５４、流路の開閉が可能な電磁弁１６０、１６２、１６４、減圧手段としてのキャピラリ伝熱管１７０、１７２、１７４、各商品収納庫内１２０、１２２、１２４に配設された蒸発器１８０、１８２、１８４を配管で環状回路に接続し、冷却サイクルを構成している。凝縮器１５４と各蒸発器１８０、１８２、１８４の側には送風ファン１９０、１９２、１９４、１９６を設けている。
【００２２】
さらに、加温システム２００は、インバータ圧縮機２１０、凝縮器２２０、冷媒滞留量を調節可能なレシーバタンク２３０、減圧手段としてのキャピラリ伝熱管２４０、蒸発器２５０を配管で環状回路に接続し、Ｒ６００ａを封入して加温サイクルを構成している。
【００２３】
また、商品収納庫１２２内下部には、ヒーター２６０が設置されている。
【００２４】
さらに、凝縮器１５４と蒸発器２５０は近接して配置されている。
【００２５】
また、図２に示すように、凝縮器２２０は入口と出口が近接するように構成されている。
【００２６】
以上のように構成された加温システムとそれを用いた自動販売機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２７】
まず、商品収納庫１２０を冷却する場合には、電磁弁１６０を開き、電磁弁１６２、１６４を閉じることにより、圧縮機１５２より吐出した冷媒は矢印のように流れ、凝縮器１５４に流入し、ファン１９０により送風された外気と間接的に熱交換して自らは液化し、さらに開いている電磁弁１６０を通過してキャピラリ伝熱管１７０により減圧し、蒸発器１８０に流入する。
【００２８】
ここでは、ファン１９２により送風された商品収納庫１２０内の空間にある空気と間接的に熱交換し、自らは気化して、再び圧縮機１５２に帰還するサイクルを繰り返す。
【００２９】
このようにして商品収納庫１２０内の空間にある空気は徐々に冷却され、その冷却空気と接触する販売商品１４０も徐々に冷却され所望の温度に到達する。
【００３０】
なお、商品収納庫１２２、１２４の冷却時にも同様な動作が行われるため、ここでは説明は省略する。
【００３１】
一方、商品収納庫１２４を加温する場合には、圧縮機２１０より吐出した冷媒は矢印のように流れ、凝縮器２２０に流入し、送風ファン１９６により送風された商品収納庫１２４内の空気と間接的に熱交換し、自らは液化し、キャピラリ電熱管２４０により減圧され、蒸発器２５０に流入する。ここでは、送風ファン１９０により送風された外気と熱交換し、自らは気化し、再び圧縮機２１０に帰還するサイクルを繰り返す。
【００３２】
このようにして商品収納庫１２４内の空間にある空気は徐々に加温され、その加温空気と接触する販売商品１４０も徐々に加温され所望の温度に到達する。
【００３３】
ここで、商品収納庫１２４内の空気温度が上昇すると凝縮器２２０の熱交換能力が低下し、冷媒は完全に液化しきれなくなる。そのため、レシーバタンク２３０によって、余剰冷媒を貯留することにより、加温システム２００内の冷媒滞留量を減少させ、凝縮器２２０で完全に液化できるようになる。
【００３４】
また、商品収納庫１２２の加温時には、ヒーター２６０により商品収納庫１２２内の空間にある空気が加温されることにより、同様の効果を得る。
【００３５】
以上のように、本実施の形態においては、冷却と加温をそれぞれ独立したシステムにより行うことで、それぞれの熱交換器形状を最適に設計することが可能になり、熱交換器能力の高めることができ、システム効率の向上が図れる。
【００３６】
また、本実施の形態において、加温システム２００の冷媒に使用したＲ６００ａは、家庭用冷蔵庫で広く使用されているＲ１３４ａと比較して同一温度における圧力が約半分になるという特性を有していることから、Ｒ１３４ａ用圧縮機とＲ６００ａの組み合わせで加温システム２００を構成することにより、高凝縮温度、高蒸発温度での運転が可能となり、低能力、高効率の加温システムを実現できるとともに、高い吹出し空気温度を得ることができ、販売商品１４０を十分に加温することができる。
【００３７】
さらに、本実施の形態では、加温システム２００の凝縮器２２０の入口と出口を近接させて構成することにより、入口側の凝縮温度よりも高い加熱蒸気と、出口側の液冷媒との間で熱交換されるため、少ない冷媒量で効果的に凝縮することができ、可燃性冷媒であるＲ６００ａの封入量を低減することが可能となり、漏洩した場合においても爆発しない冷媒封入量とすることにより、安全性を高めることができる。
【００３８】
また、本実施の形態において、冷却システム１５０の凝縮器１５４と加温システムの蒸発器２５０を近接させて配置したことにより、冷却システム１５０の廃熱を利用して、加温システム２００の蒸発温度を上げることができ、システム効率を向上することができるとともに、蒸発器２５０の除霜も効果的に行うことができるようになる。
【００３９】
また、本実施の形態において、加温システム２００に冷媒滞留量を調節可能なレシーバタンク２３０を備えたことにより、商品収納庫１２４内の温度が上昇して凝縮器２２０の熱交換能力が低下した場合に、冷媒滞留量を減少させ、凝縮器２２０出口の乾き度を安定させることができ、システム効率を向上することができる。
【００４０】
さらに、本実施の形態では、圧縮機２１０を運転周波数変換手段を持ったインバータ圧縮機としたことにより、商品収納庫１２４内の温度が上昇して凝縮器２２０の熱交換能力が低下した場合に、運転周波数を低下させ、冷媒循環量を減少させることで、凝縮器２２０出口の乾き度を安定させることができ、システム効率を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかる加温システムとそれを用いた自動販売機は、冷却と加温のそれぞれに最適な熱交換器形状が選択できるとともに、システム効率が高く、高い吹き出し空気温度が得られるので、ホット飲料とコールド飲料を同時に保存するショーケースなどの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態における加温システムとそれを用いた自動販売機の概略構成図
【図２】同実施の形態における加温システムの凝縮器の配管パターン図
【図３】従来の自動販売機の冷却加温システムの冷媒回路図
【符号の説明】
【００４３】
１１０    自動販売機
１２０、１２２、１２４    商品収納庫
１５０    冷却システム
１５４    凝縮器
２００    加温システム
２１０    インバータ圧縮機
２２０    凝縮器
２３０    レシーバタンク
２５０    蒸発器
【図１】
2005115824.tif 000003
【図２】
2005115824.tif 000004
【図３】
2005115824.tif 000005