(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫の少なくとも１室をコールド室、前記商品収納庫の少なくとも１室をホット／コールド切換室とした自動販売機において、圧縮機と、前記ホット／コールド切換室内に設置された蒸発器および室内熱交換器と、前記コールド室内に設置された第二の蒸発器と、前記商品収納庫の外に設置された室外熱交換器とを配管接続した冷却加温サイクルと、前記室外熱交換器と前記圧縮機との間に前記室外熱交換器を空冷する冷却ファンとを備え、前記冷却ファンは第一冷却ファンと第二冷却ファンとで構成され、前記第一冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置した前記圧縮機に送風し、前記第二冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置し、前記蒸発器および前記第二の蒸発器の除霜水を貯める蒸発皿に送風するように、前記第一冷却ファンと前記第二冷却ファンとの間にガイド部材を備え、前記ホット／コールド切換室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室外熱交換器を通って、前記蒸発器と前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室内熱交換器、前記室外熱交換器の順に通って、前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合、外気温度の低下によって前記第一冷却ファンを停止または低回転で運転することにより前記冷却ファンの風量を低下させることを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫の少なくとも１室をコールド室、前記商品収納庫の少なくとも１室をホット／コールド切換室とした自動販売機において、圧縮機と、前記ホット／コールド切換室内に設置された蒸発器および室内熱交換器と、前記コールド室内に設置された第二の蒸発器と、前記商品収納庫の外に設置された室外熱交換器とを配管接続した冷却加温サイクルと、前記室外熱交換器と前記圧縮機との間に前記室外熱交換器を空冷する冷却ファンとを備え、前記冷却ファンは第一冷却ファンと第二冷却ファンとで構成され、前記第一冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置した前記圧縮機に送風し、前記第二冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置し、前記蒸発器および前記第二の蒸発器の除霜水を貯める蒸発皿に送風するように、前記第一冷却ファンと前記第二冷却ファンとの間にガイド部材を備え、前記ホット／コールド切換室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷
媒は前記室外熱交換器を通って、前記蒸発器と前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室内熱交換器、前記室外熱交換器の順に通って、前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合、前記第一冷却ファンを停止または低回転で運転することにより前記ホット／コールド切換室を冷却する場合よりも前記冷却ファンの風量を低下させることを特徴とする自動販売機。
【請求項３】
冷却加温サイクルに封入される冷媒は非共沸混合冷媒であることを特徴とする請求項１または２に記載の自動販売機。
【請求項４】
高沸点冷媒に少量の低沸点冷媒を配合した非共沸混合冷媒を使用したことを特徴とする請求項３に記載の自動販売機。
【請求項５】
室内熱交換器の温度を検出する前段室内熱交換器温度センサを備え、前記前段室内熱交換器温度センサの検出温度を所定値に維持するように冷却ファンの風量を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶飲料などの商品を加温または冷却して販売する自動販売機において、冷却によって生じる廃熱を利用して同時に加温を行う冷却加温システムを有し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として、冷却によって生じる廃熱あるいは外気の熱を利用して商品が保管された貯蔵庫を加温するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら従来の自動販売機を説明する。
【０００４】
図１２は従来の自動販売機の冷媒回路図、図１３は従来の自動販売機の機械室の模式図、図１４は従来の自動販売機の単体冷媒のモリエル線図である。
【０００５】
図１２において、１はホット／コールド切換室、２はコールド専用室、３は第二のコールド専用室、４はホット／コールド切換室１内に設置された蒸発器、５はコールド専用室２内に設置された第二の蒸発器、６は第二のコールド専用室３内に設置された第二の蒸発器、７は自動販売機下部の機械室（図示せず）に設置された室外凝縮器、８は圧縮機である。
【０００６】
また、９，１０，１１は、それぞれ通過する冷媒の圧力を低下するとともに閉塞機能を有した膨張弁、１２は室外凝縮器７を空冷する冷却ファンである。また、２０はホット／コールド切換室１内に設置された凝縮器であり、２１，２２は圧縮機８の吐出冷媒の流路を切り換える開閉弁、２３は凝縮器２０の出口に設けられた三方弁である。そして、冷媒としては、イソブタン１００重量％の単体冷媒を使用している。
【０００７】
また、図１３において、２４は自動販売機下部の機械室（図示せず）に設置され、室外凝縮器７や圧縮機８をその上に配置したユニットベース、２５は蒸発器４および第二の蒸発器５、第二の蒸発器６の除霜水を貯める蒸発皿、２６は冷却ファン１２から排出される外気を導いて圧縮機８を冷却する空冷ダクトである。ここで、室外凝縮器７あるいは圧縮機８の廃熱によってユニットベース２４全体が外気よりも暖められることで、蒸発皿２５に貯められた除霜水は自然に蒸発する。
【０００８】
以上のように構成された従来の自動販売機について、以下その動作を説明する。
【０００９】
ホット／コールド切換室１を冷却する場合、開閉弁２１を開、開閉弁２２を閉とし、三方弁２３を圧縮機８の吸入側配管へ接続して、圧縮機８と冷却ファン１２を駆動する。圧縮機８から吐出された冷媒は、室外凝縮器７で凝縮された後、それぞれ膨張弁９、膨張弁１０、膨張弁１１で減圧されて、蒸発器４、第二の蒸発器５、第二の蒸発器６へ供給される。そして、蒸発器４、第二の蒸発器５、第二の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。
【００１０】
このとき、ホット／コールド切換室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁９、膨張弁１０、膨張弁１１を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機８と冷却ファン１２の運転を停止する。
【００１１】
次に、ホット／コールド切換室１を加温する場合、開閉弁２１を閉、開閉弁２２を開とし、三方弁２３を室外凝縮器７に繋がる配管へ接続して、膨張弁９を閉じ、圧縮機８と冷却ファン１２を駆動する。このとき、冷却ファン１２は冷却時と同様に同じ出力電圧でファンを運転している。圧縮機８から吐出された冷媒は、凝縮器２０で一部が凝縮した後、さらに再度室外凝縮器７で凝縮された後、それぞれ膨張弁１０、膨張弁１１で減圧されて、第二の蒸発器５、第二の蒸発器６へ供給される。そして、第二の蒸発器５、第二の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。また、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内所定の温度に達した貯蔵室は、対応する膨張弁１０あるいは膨張弁１１を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機８と冷却ファン１２の運転を停止する。
【００１２】
このとき、冷媒は図１４のモリエル線図に示した状態となる。図１４において、横軸は冷媒のエンタルピー、縦軸は冷媒の圧力、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５はそれぞれ温度Ｔ１〜Ｔ５の等温線である。また、図１４において、ｐ点は圧縮機８の吸込み冷媒の状態（圧力Ｐ１、エンタルピーｈ１）、ｑ点は圧縮機８の吐出冷媒の状態（同Ｐ２、ｈ２）、ｒ点は凝縮器２０の出口の状態（同Ｐ２、ｈ３）、ｓ点は室外凝縮器７の出口の状態（同Ｐ２、ｈ４）、ｔ点は膨張弁１０と膨張弁１１の出口の状態（同Ｐ１、ｈ４）である。
【００１３】
ここで、並列に接続された第二の蒸発器５と第二の蒸発器６の圧力はＰ１、直列に接続された凝縮器２０および室外凝縮器７の圧力はＰ２となる。通常、ホット／コールド切換室１内に貯蔵するホット飲料を約５５℃に保持するため、凝縮器２０の凝縮温度Ｔ５は６５℃近傍に維持する必要がある。
【００１４】
従って、図１４におけるＰ２は凝縮温度Ｔ５の飽和圧力に相当する。また、室外凝縮器７の出口温度は外気温度より１０℃高いＴ１近傍まで低下し、室外凝縮器７の出口の状態ｓ点において大きな過冷却が発生する。通常、外気温度が低い時期にホット飲料が望まれることから、過冷却すなわちＴ１とＴ５の温度差は少なくとも４０℃以上と大きくなる。
【００１５】
このとき、図１４において圧縮機８の仕事量（ｈ２−ｈ１）に対して、冷却仕事（ｈ１−ｈ４）と加温仕事（ｈ２−ｈ３）を同時に行うので、ヒータを用いて加温仕事（ｈ２−ｈ３）を行う場合に比べて、効率の高い運転が実現できる。
【００１６】
なお、図１２に示した従来例では蒸発器４とは独立してホット／コールド切換室１内に凝縮器２０を設置したが、冷媒流路を切り換えて蒸発器４を凝縮器２０として使用しても同様の効果が得られる。
【特許文献１】特開平５−２３３９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来の構成では、ホット／コールド切換室１を加温する際に凝縮器２０と室外凝縮器７を同時に使用するため、室外凝縮器７内の出口側で大きな過冷却が発生することで液冷媒の割合が大きくなり、室外凝縮器７内に冷媒が過剰に滞留する、すなわち過凝縮状態となるため冷凍サイクルを循環する冷媒が不足して十分な冷却能力および加温能力が得られないという問題が発生する。
【００１８】
通常この問題を解決するには、アキュームレータなどに冷媒を貯留して必要に応じて冷凍サイクル内に供給すればよいが、これによって封入冷媒量が増加することで冷媒漏洩時の地球温暖化への影響や、可燃性冷媒を用いた場合の安全性への影響が懸念される。また、ホット／コールド切換室１を加温する際に凝縮器２０のみを使用すれば過凝縮の問題は回避されるが、極小のホット／コールド切換室１を１室のみ加温する場合に凝縮器２０の能力に対して圧縮機８の能力が過多となり、凝縮温度が異常に上昇して圧縮機８の耐久性に悪影響を与える懸念が生じる。
【００１９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、室外熱交換器内での過凝縮を抑制し、冷媒循環量不足による冷却能力および加温能力の低下を防止する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】
【００２０】
上記従来の課題を解決するために、本発明の自動販売機は、複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫の少なくとも１室をコールド室、前記商品収納庫の少なくとも１室をホット／コールド切換室とした自動販売機において、圧縮機と、前記ホット／コールド切換室内に設置された蒸発器および室内熱交換器と、前記コールド室内に設置された第二の蒸発器と、前記商品収納庫の外に設置された室外熱交換器とを配管接続した冷却加温サイクルと、前記室外熱交換器と前記圧縮機との間に前記室外熱交換器を空冷する冷却ファンとを備え、前記冷却ファンは第一冷却ファンと第二冷却ファンとで構成され、前記第一冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置した前記圧縮機に送風し、前記第二冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置し、前記蒸発器および前記第二の蒸発器の除霜水を貯める蒸発皿に送風するように、前記第一冷却ファンと前記第二冷却ファンとの間にガイド部材を備え、前記ホット／コールド切換室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室外熱交換器を通って、前記蒸発器と前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室内熱交換器、前記室外熱交換器の順に通って、前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合、外気温度の低下によって前記第一冷却ファンを停止または低回転で運転することにより前記冷却ファンの風量を低下させるものである。
【００２１】
これによって、ホット／コールド切換室を加温する場合、外気温度が低下するに従い、圧縮機に送風する第一冷却ファンを停止または低回転で運転することにより室外熱交換器を空冷する冷却ファンの風量を低下させることにより、圧縮機の冷却を抑制して吐出冷媒の温度を上昇することで室内熱交換器での加温仕事を増大して加温効率を高めると共に、蒸発皿における除霜水の蒸発能力を維持しながら、室外熱交換器出口の過冷却を外気温度
に関係なく略一定とし、室外熱交換器内での過凝縮を防止して、冷媒循環量不足による冷却能力および加温能力の低下を防止することができる。
【００２２】
また、本発明の自動販売機は、複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫の少なくとも１室をコールド室、前記商品収納庫の少なくとも１室をホット／コールド切換室とした自動販売機において、圧縮機と、前記ホット／コールド切換室内に設置された蒸発器および室内熱交換器と、前記コールド室内に設置された第二の蒸発器と、前記商品収納庫の外に設置された室外熱交換器とを配管接続した冷却加温サイクルと、前記室外熱交換器と前記圧縮機との間に前記室外熱交換器を空冷する冷却ファンとを備え、前記冷却ファンは第一冷却ファンと第二冷却ファンとで構成され、前記第一冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置した前記圧縮機に送風し、前記第二冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置し、前記蒸発器および前記第二の蒸発器の除霜水を貯める蒸発皿に送風するように、前記第一冷却ファンと前記第二冷却ファンとの間にガイド部材を備え、前記ホット／コールド切換室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室外熱交換器を通って、前記蒸発器と前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室内熱交換器、前記室外熱交換器の順に通って、前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合、前記第一冷却ファンを停止または低回転で運転することにより前記ホット／コールド切換室を冷却する場合よりも前記冷却ファンの風量を低下させるものであり、これによって、ホット／コールド切換室を加温する場合、圧縮機に送風する第一冷却ファンを停止または低回転で運転することによりホット／コールド切換室を冷却する場合よりも室外熱交換器を空冷する冷却ファンの風量を低下させることにより、蒸発皿における除霜水の蒸発能力は維持しながら、圧縮機の冷却を抑制して吐出冷媒の温度を上昇することで室内熱交換器での加温仕事を増大して加温効率を高めるとともに、室外熱交換器の放熱能力を抑制して過冷却を低減し、冷媒循環量不足になることを防止することができる。
【００２３】
また、上記従来の課題を解決するために、本発明の自動販売機は、非共沸混合冷媒を使用したものである。
【００２４】
これによって、例えば少量の低沸点冷媒を配合した非共沸混合冷媒を使用することにより、特に室外熱交換器の凝縮温度に温度すべりを発生させ、室外熱交換器の出口近傍の液冷媒の割合を低下し、室外熱交換器内での過凝縮を防止して、冷媒循環量不足による冷却能力および加温能力の低下を防止するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の自動販売機は、外気温度の変動などの環境変化によらず、室外熱交換器内での過凝縮を防止して、冷媒循環量不足による冷却能力および加温能力の低下を防止するとともに、圧縮機の冷却を抑制して吐出冷媒の温度を上昇することで室内熱交換器での加温仕事を増大して加温効率を高めることができる。また、ホット／コールド切換室を加温する際に室外熱交換器および圧縮機からの廃熱が低下した場合でも蒸発皿における除霜水の蒸発能力を維持することができるので、加温効率を高めながら蒸発能力不足による問題を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
請求項１に記載の発明は、複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫の少なくとも１室をコールド室、前記商品収納庫の少なくとも１室をホット／コールド切換室とした自動販売機において、圧縮機と、前記ホット／コールド切換室内に設置された蒸発器および室内熱交換器と、前記コールド室内に設置された第二の蒸発器と、前記商品収納庫の外に設置された室外熱交換器とを配管接続した冷却加温サイクルと、前記室外熱交換器と前記圧縮機との間に前記室外熱交換器を空冷する冷却ファンとを備え、前記冷却ファンは第一冷却ファンと第二冷却ファンとで構成され、前記第一冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置した前記圧縮機に送風し、前記第二冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置し、前記蒸発器および前記第二の蒸発器の除霜水を貯める蒸発皿に送風するように、前記第一冷却ファンと前記第二冷却ファンとの間にガイド部材を備え、前記ホット／コールド切換室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室外熱交換器を通って、前記蒸発器と前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室内熱交換器、前記室外熱交換器の順に通って、前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合、外気温度の低下によって前記第一冷却ファンを停止または低回転で運転することにより前記冷却ファンの風量を低下させるものであり、これによって、ホット／コールド切換室を加温する場合、外気温度が低下するに従い、圧縮機に送風する第一冷却ファンを停止または低回転で運転することにより室外熱交換器を空冷する冷却ファンの風量を低下させることにより、圧縮機の冷却を抑制して吐出冷媒の温度を上昇することで室内熱交換器での加温仕事を増大して加温効率を高めると共に、蒸発皿における除霜水の蒸発能力を維持しながら、室外熱交換器出口の過冷却を外気温度に関係なく略一定とし、室外熱交換器内での過凝縮を防止して、冷媒循環量不足による冷却能力および加温能力の低下を防止することができる。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫の少なくとも１室をコールド室、前記商品収納庫の少なくとも１室をホット／コールド切換室とした自動販売機において、圧縮機と、前記ホット／コールド切換室内に設置された蒸発器および室内熱交換器と、前記コールド室内に設置された第二の蒸発器と、前記商品収納庫の外に設置された室外熱交換器とを配管接続した冷却加温サイクルと、前記室外熱交換器と前記圧縮機との間に前記室外熱交換器を空冷する冷却ファンとを備え、前記冷却ファンは第一冷却ファンと第二冷却ファンとで構成され、前記第一冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置した前記圧縮機に送風し、前記第二冷却ファンによって吸込み側に配置した前記室外熱交換器から吐出側に配置し、前記蒸発器および前記第二の蒸発器の除霜水を貯める蒸発皿に送風するように、前記第一冷却ファンと前記第二冷却ファンとの間にガイド部材を備え、前記ホット／コールド切換室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室外熱交換器を通って、前記蒸発器と前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒は前記室内熱交換器、前記室外熱交換器の順に通って、前記第二の蒸発器に供給され、前記ホット／コールド切換室を加温する場合、前記第一冷却ファンを停止または低回転で運転することにより前記ホット／コールド切換室を冷却する場合よりも前記冷却ファンの風量を低下させるものであり、室外熱交換器出口の過冷却の増大を抑制し冷媒循環量不足を防止するとともに、夏場のように外気温度が高く、ホット／コールド切換室がコールド室として設定されて庫内を冷却される場合よりも、ホット／コールド切換室がホット室として設定されて庫内を加温する場合は、圧縮機に送風する第一冷却ファンを停止または低回転で運転することによりホット／コールド切換室を冷却する場合よりも室外熱交
換器を空冷する冷却ファンの風量を低下させることにより、蒸発皿における除霜水の蒸発能力は維持しながら、圧縮機からの放熱作用を低減し、圧縮機から吐出される冷媒ガスの温度低下を阻止し、ホット／コールド切換室に運ばれる熱量の減少を抑え、凝縮器（室内熱交換器）の加温能力を高めることができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、冷却加温サイクルに封入される冷媒を非共沸混合冷媒とするものであり、室外熱交換器の温度に温度すべりを発生させることにより、冷却ファンの風量を調整することなく、室外熱交換器の出口近傍の液冷媒の割合を低下し、室外熱交換器内での過凝縮を防止して、冷媒循環量不足に伴う冷却能力および加温能力の不足を防止することができる。例えば、ホット／コールド切換室の室内温度と外気温度との差に相当する３０〜４０℃の温度すべりが生じる非共沸混合冷媒を選定することで、室外熱交換器の出口近傍の液冷媒の割合を低下し、室外熱交換器内での過凝縮を防止して、冷媒循環量不足に伴う冷却能力および加温能力の不足を防止することができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、高沸点冷媒に少量の低沸点冷媒を配合した非共沸混合冷媒を使用するものであり、室内熱交換器の温度の温度すべりを抑制してホット／コールド切換室を加温する能力を維持するとともに、室外熱交換器の温度に温度すべりを発生させることにより、冷却ファンの風量を調整することなく室外熱交換器の出口近傍の液冷媒の割合を低下し、室外熱交換器内での過凝縮を防止して、冷媒循環量不足に伴う冷却能力および加温能力の不足を防止することができる。例えば、高沸点冷媒Ｒ６００ａと低沸点冷媒Ｒ７４４の自然冷媒からなる非共沸混合冷媒であって、Ｒ７４４の混合比率を２〜１０重量％とすれば、室内熱交換器に比べて室外熱交換器の凝縮温度の温度すべりを大きく発生させることができ、室内熱交換器の加温仕事を維持しながら室外熱交換器内の出口近傍の液冷媒の割合を低下し、室外熱交換器内での過凝縮を防止することができる。また、高沸点冷媒Ｒ２３６ｆａと低沸点冷媒Ｒ２３からなるＨＦＣ系非共沸混合冷媒であって、Ｒ２３の混合比率を５〜１５重量％とすれば、室内熱交換器に比べて室外熱交換器の凝縮温度の温度すべりを大きく発生させることができ、室内熱交換器の加温仕事を維持しながら室外熱交換器内の出口近傍の液冷媒の割合を低下し、室外熱交換器内での過凝縮を防止することができる。
【００３１】
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において、室内熱交換器の温度を検出する前段室内熱交換器温度センサを備え、前記前段室内熱交換器温度センサの検出温度を所定値に維持するように冷却ファンの風量を制御する自動販売機であるので、より高精度に室外熱交換器内での過凝縮を防止し、冷媒循環量不足に伴う冷却能力および加温能力の不足を防止することができる。例えば、埃などの付着によって室外熱交換器の能力が経年劣化した時に、システム挙動の変化を精度よく検知して室外熱交換器での凝縮能力を調整することで循環冷媒量過多による室内熱交換器の過昇温を防止することができる。
【００３２】
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が、従来例と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。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。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における自動販売機の本体の正面から見た内部構成を示す構成図、図２は図１のａ−ａ断面図、図３は、本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒回路図、図４は同実施の形態１の自動販売機の機械室の模式図、図５，図６，図７，図８，図９，図１０，図１１は同実施の形態１の自動販売機の単体冷媒、および冷媒Ａ，冷媒Ｂ，冷媒Ｃ，冷媒Ｄ，冷媒Ｅ，冷媒Ｆのモリエル線図である。
【００３４】
図１、図２において、自動販売機１００は缶飲料商品を冷却あるいは加温販売するものであり、全面に開口した断熱箱体からなる本体１０１と、この本体１０１に片側を回動自在に枢支された開閉自在の外扉１０２から構成されている。外扉１０２の下部には販売口１０３が配置されている。
【００３５】
この外扉１０２の後方には、前面に断熱扉１０４を有する商品収納庫１０５が本体１０１内に形成されている。この商品収納庫１０５内は、図１のように、内部に真空断熱材が充填された区画壁１０６，１０７により左右３室に区画されており、区画壁１０６の左側に商品収納室３（冷却専用室）が形成され、区画壁１０６と区画壁１０７間に位置した中央にも商品収納室２（冷却室）が形成され、区画壁１０７の右側には冷却と加温のいずれかを選択して切り替え可能な商品収納室１（冷却加温室）が形成されている。
【００３６】
また、それぞれの収納室１，２，３内には、収納棚１０８が商品収納庫１０５の上部に吊り下げられており、商品が内部に収納されている。そして収納棚１０８の下部には選択された商品を搬出する搬出装置１０９が配置され、商品を１個ずつ下方に落下させる。搬出装置１０９の下方には販売口１０３に向かって傾斜したシュート１１０が配置されており、各収納棚１０８から排出された商品は、このシュート１１０上に落下し、転動して販売口１０３に導かれるものである。
【００３７】
シュート１１０の下側には、商品収納室１，２，３にそれぞれ対応して冷却加温室１１１，冷却室１１２，１１３が備えられている。冷却加温室１１１内には商品収納室１を冷却するときに冷媒を流す蒸発器４と、加温するときに冷媒を流す室内熱交換器２０を備えている。
【００３８】
また図２より、冷却加温室１１１内は、冷却時に冷却された空気あるいは加温時に加温された空気を収納棚１０８へ強制送風する庫内ファン１１８が備えられ、また加温時において低外気温時や設定された加温温度に加温安定するまでの負荷が大きい過渡期状態時に通電する電気ヒータ１１５を備えている。
【００３９】
そして図２のように、蒸発器４と室内熱交換器２０は庫内ファン１１８に対して吸込み側に、電気ヒータ１１５は吐出側に配置されている。蒸発器４と室内熱交換器２０とは共にフィンチューブ熱交換器で構成され、フィンを介してカスケード熱交換することができる構成で、自動販売機本体１０１の奥行方向に並べて配置されている。
【００４０】
また冷却室１１２内には蒸発器５、収納室２を加温する場合は加温時に通電する電気ヒータ１１４を備えている。また、冷却専用室１１３内には、第二の蒸発器６を備えている。また各室２，３には商品収納室１と同様に、それぞれ庫内ファン１１８があり、強制送風して庫内を強制的に循環させ、各室１，２，１０それぞれの収納棚１０８の下方に備えた庫内センサー１１９によって庫内を適温に制御する。また、外扉１０２の内側下方で、機械室１１７の前方に外気温度センサ１２０が備えられている。
【００４１】
本体１０１の下方には、商品収納庫１０５の下部に備えた区画壁１１６によって区画された機械室１１７を形成している。
【００４２】
次に機械室１１７内の構成について説明する。
【００４３】
図１、図２に示すように、本実施の形態の自動販売機は、各商品収納室に設けた蒸発器４，５，６と、商品収納室１内に備えた室内熱交換器２０と、蒸発器４〜６の膨張機構９，１０，１１と、機械室１１７に配置された圧縮機８、室外熱交換器７とは配管で接続された冷却加温サイクルを形成している。また機械室１１７の前面側に配置した室外熱交換器７の後方に庫外ファンである第１冷却ファン３０と第２冷却ファン３１とを左右に並べて配置し室外熱交換器７での放熱作用を促進し、放熱された空気を吸込んで圧縮機８に吐出して、圧縮機８が高温になるのを阻止して信頼性を確保し、あるいは蒸発皿２５に吐出して除霜水の蒸発促進を図る。
【００４４】
また第１冷却ファン３０と第２冷却ファン３１とは、印加電圧により回転数が可変できるＤＣモータを採用したＤＣファンである。
【００４５】
また、商品収納室１の冷却あるいは加温によって冷媒流路の回路を切り替える開閉弁２１，２２を有し、圧縮機８と室内熱交換器２０との間に開閉弁２２、圧縮機８と室外熱交換器７との間に開閉弁２１を接続している。
【００４６】
また図４の機械室１１７内のユニットベース２４には、第一冷却ファン３０と第二冷却ファン３１とは室外熱交換器７の後方に左右に並べて配置され、第一冷却ファン３０と第二冷却ファン３１の後方に圧縮機８を配置し、ユニットベース２４の片側側方に蒸発皿２５が奥行方向に向かって形成されている。
【００４７】
すなわち、第一冷却ファン３０と第二冷却ファン３１の吸込み側に室外熱交換器７、吐出側に圧縮機８と蒸発皿２５がある。そして第一冷却ファン３０と第二冷却ファン３１の間にはガイド部材３３が形成され、第一冷却ファン３０から吐出される空気は圧縮機８へ、第二冷却ファン３１から吐出される空気は蒸発皿２５へ導かれるようにガイド部材３３でガイドされ、区画されている。
【００４８】
図３において、１はホット／コールド切換室（商品収納室１ともいう）、２はコールド室（商品収納室２ともいう）、３は第二のコールド専用室（商品収納室３ともいう）、４はホット／コールド切換室１内に設置された蒸発器、５はコールド専用室２内に設置された第二の蒸発器、６は第二のコールド室２内に設置された第二の蒸発器、７は自動販売機下部の機械室に設置された室外凝縮器（室外熱交換器７ともいう）、８は圧縮機である。また、９、１０、１１、はそれぞれ通過する冷媒の圧力を低下するとともに閉塞機能を有した膨張弁、３０と３１はそれぞれ室外凝縮器７を空冷する第一冷却ファンと第二冷却ファンである。
【００４９】
また、２０はホット／コールド切換室１内に設置された凝縮器（室内熱交換器２０ともいう）であり、２１、２２は圧縮機８の吐出冷媒の流路を切り換える開閉弁、２３は凝縮器２０の出口に設けられた三方弁、３２は室内熱交換器２０の出口側温度を検知する前段室内熱交換器温度センサであり、商品収納室１内に配置されている。
【００５０】
また、図４において、２４は自動販売機下部の機械室に設置され、室外凝縮器７や圧縮機８をその上に配置したユニットベース、２５は蒸発器４および第二の蒸発器５、第二の蒸発器６の除霜水を貯める蒸発皿、３３は第一冷却ファン３０から排出される外気を導いて圧縮機８を冷却するとともに、第二冷却ファン３１から排出される外気を導いて蒸発皿２５内の除霜水の蒸発を促進するガイド部材である。
【００５１】
そして、冷媒としては、イソブタン１００重量％の単体冷媒あるいは、イソブタンと二酸化炭素からなる自然冷媒系非共沸混合冷媒、Ｒ２３６ｆａとＲ２３からなるＨＦＣ系非共沸混合冷媒を使用している。
【００５２】
以上のように構成された本発明の実施の形態１における自動販売機について、以下その動作を説明する。
【００５３】
ホット／コールド切換室１を冷却する場合、開閉弁２１を開、開閉弁２２を閉とし、三方弁２３を圧縮機８の吸入側配管へ接続して、圧縮機８と第一冷却ファン３０、第二冷却ファン３１を駆動する。
【００５４】
第一冷却ファン３０および第二冷却ファン３１はＤＣファンであり、直流電源の出力電圧１２Ｖであり、冷却時は駆動電圧を出力電圧と同じ１２Ｖで運転している。
【００５５】
圧縮機８から吐出された冷媒は、室外凝縮器７で凝縮された後、それぞれ膨張弁９、膨張弁１０、膨張弁１１で減圧されて、蒸発器４、第二の蒸発器５、第二の蒸発器６へ供給される。そして、蒸発器４、第二の蒸発器５、第二の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。
【００５６】
このとき、ホット／コールド切換室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁９、膨張弁１０、膨張弁１１を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機８と第一冷却ファン３０、第二冷却ファン３１の運転を停止する。
【００５７】
ここで、圧縮機８の運転と同期して第一冷却ファン３０と第二冷却ファン３１の両方を運転することで、特に貯蔵室の冷却負荷が大きい高外気温時に室外凝縮器７の凝縮能力を最大限に引き出すと同時に、圧縮機８を冷却して過昇温を防止することができる。
【００５８】
また、室外凝縮器７の廃熱を用いて蒸発皿２５内の除霜水を効率よく蒸発させることで、梅雨時などの高湿条件において除霜水が蒸発皿２５から溢れることを防止することができる。
【００５９】
次に、ホット／コールド切換室１を加温する場合、開閉弁２１を閉、開閉弁２２を開とし、三方弁２３を室外凝縮器７に繋がる配管へ接続して、圧縮機８と第二冷却ファン３１を駆動する。圧縮機８から吐出された冷媒は、凝縮器２０で一部が凝縮した後、さらに再度室外凝縮器７で凝縮された後、それぞれ膨張弁１０、膨張弁１１で減圧されて、第二の蒸発器５、第二の蒸発器６へ供給される。そして、第二の蒸発器５、第二の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。
【００６０】
そして、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁１０、膨張弁１１を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機８と第二冷却ファン３１の運転を停止する。
【００６１】
ここで、ホット室１の加温時の第一冷却ファン３０と第二冷却ファン３１の動作について説明する。
【００６２】
外気温度センサ１２０が外気温が１５℃以上を検知している場合は、圧縮機８の運転と同期して、第一冷却ファン３０と第二冷却ファン３１とは両方とも運転されているが、１５℃以下の低外気温になったのを検知した場合、第一冷却ファン３０を停止し、圧縮機８の運転と同期して第二冷却ファン３１のみを運転するように制御している。
【００６３】
第一冷却ファン３０と第二冷却ファン３１の間にあるガイド部材３３によって第一冷却ファン３０の吐出空気は圧縮機８へ導かれ、第二冷却ファン３１の吐出空気は圧縮機８に導かれないように形成されているので、特にホット／コールド切換室１の加温負荷が大きい低外気温時に、第一冷却ファン３０の運転を停止することで、圧縮機８の冷却を停止することができ、圧縮機８からの放熱作用を低減し、圧縮機８から吐出される冷媒ガスの温度低下を阻止し、ホット／コールド切換室１に運ばれる熱量の減少を抑え、凝縮器（室内熱交換器）２０の加温能力を高めることができるとともに、室外熱交換器７の凝縮能力を抑制して過冷却を防止して冷媒循環量不足になることを抑制できる。
【００６４】
また、上記のような低外気温時以外に、自動販売機１００の電源投入時で、ホット／コールド切替室１の加温時で、庫内温度センサ１１９の検知による室内温度が低い場合も第１冷却ファン３０を停止して第二冷却ファン３１のみ運転するように制御することで、低外気温時と同様に、圧縮機８からの放熱作用を低減し、圧縮機８から吐出される冷媒ガスの温度低下を阻止し、ホット／コールド切換室１に運ばれる熱量の減少を抑え、凝縮器（室内熱交換器）２０の加温能力を高めることができるとともに、室外熱交換器７の凝縮能力を抑制して過冷却を防止して冷媒循環量不足になることを抑制できる。
【００６５】
また、上記のような低外気温時や電源投入時など、設定された加温温度に加温安定するまでの負荷が大きい過渡期状態時（プルアップ時）に、冷却加温室１１１内に設置された電気ヒータ１１５を通電することで、電気ヒータ１１５と凝縮器２０とによって加温能力をアップし、所定温度まで早く加温することができる。
【００６６】
また、室外凝縮器７の廃熱を用いて蒸発皿２５内の除霜水を効率よく蒸発させることで、雨や雪などの高湿条件において除霜水が蒸発皿２５から溢れることを防止することができる。
【００６７】
さらに、ホット／コールド切換室１を加温する場合、圧縮機８の駆動中に前段室内熱交換器温度センサ３２の検知温度が所定値を越えた場合、外気温度が１５℃以下でも、第一冷却ファン３０を駆動する。これによって、埃などの付着によって室外凝縮器７の能力が経年劣化した時に、室外凝縮器７での凝縮能力を増加することで循環冷媒量過多による凝縮器２０の過昇温を防止することができる。ここで、凝縮器２０の出口側凝縮温度を検知する前段室内熱交換器温度センサ３２で循環冷媒量過多を判定するのは、ホット／コールド切換室１内に貯蔵するホット飲料の設定温度が約５５℃とほぼ一定であるため、凝縮器２０の出口側凝縮温度もほぼ一定となるので、室外凝縮器７の経年劣化を精度よく判定できるためである。
【００６８】
したがって、ホット／コールド切換室１を冷却する場合は、第一冷却ファン３０と第二冷却ファン３１の両方を運転し、ホット／コールド切換室１を加温する場合は、第二冷却ファン３１のみ運転して、冷却する場合よりも加温する場合に庫外ファンの風量を低下させて、室外熱交換器７の凝縮能力を抑制して冷媒循環量不足になるのを防止して、庫内熱交換器２０の凝縮温度（放熱温度）を維持して適温に加温維持を図ることができる。
【００６９】
上記加温時に、第１冷却ファン３０を停止するとしたが、外気温や庫内負荷状態によっては、第１冷却ファン３０と第２冷却ファン３１はＤＣファンであるため、ホット／コールド切換室１の加温時には、ファンモータの出力電圧を低下させて、例えば駆動電圧を８Ｖとして、第１冷却ファン３０を低回転で運転してもよい。または第１冷却ファン３０と第２冷却ファン３１の両方ともを低回転で運転してもよい。また直流電源の出力電圧を１２Ｖとしたが、１５Ｖや２４Ｖのように、ファンの仕様に合わせた任意の電圧でよい。
【００７０】
図５は、冷媒としてイソブタン１００重量％の単体冷媒を用いた場合のモリエル線図である。図５において、横軸は冷媒のエンタルピー、縦軸は冷媒の圧力、Ｔ１〜Ｔ５はそれぞれ温度Ｔ１〜Ｔ５の等温線である。また、図５において、ａ点は圧縮機８の吸込み冷媒の状態（圧力Ｐ０１、エンタルピーｈ０１）、ｂ点は圧縮機８の吐出冷媒の状態（同Ｐ０２、ｈ０２）、ｃ点は凝縮器２０の出口の状態（同Ｐ０２，ｈ０３）、ｄ点は室外凝縮器７の出口の状態（同Ｐ０２、ｈ０４）、ｅ点は膨張弁１０と膨張弁１１の出口の状態（同Ｐ０１、ｈ０４）である。
【００７１】
ここで、並列に接続された第二の蒸発器５と第二の蒸発器６の圧力はＰ０１、直列に接続された凝縮器２０および室外凝縮器７の圧力はＰ０２となる。通常、ホット／コールド切換室１内に貯蔵するホット飲料を約５５℃に保持するため、凝縮器２０の凝縮温度Ｔ５は６５℃近傍に維持する必要がある。
【００７２】
従って、図５におけるＰ０２は凝縮温度Ｔ５の飽和圧力に相当する。また、第１冷却ファン３０の運転を停止したので、室外凝縮器７の出口温度は凝縮能力を外気温度より２０℃程度高いＴ２近傍に留まる。このとき、室外凝縮器７の出口の状態ｄ点における過冷却すなわちＴ２とＴ５の温度差は３０℃程度となり、従来に比べて若干小さくなる。この結果、室外凝縮器７に滞留する液冷媒の割合が減少して、冷媒循環量が増大するとともに、従来に比べて圧縮機８の吸込み冷媒の圧力Ｐ０１が若干上昇し、圧縮比の過大を阻止し、圧縮機の信頼性を確保して効率のよい自動販売機を提供できる。
【００７３】
また、可燃性冷媒であるイソブタンの液冷媒の滞留を低減できるので、冷媒封入量の少冷媒化を図ることができ、可燃性冷媒の防爆性を向上できる。
【００７４】
次に、ホット／コールド切換室１を加温する場合の冷媒組成による庫内熱交換器の凝縮温度（あるいは放熱温度）適温維持について説明する。
【００７５】
図６は、冷媒としてイソブタン９８重量％と二酸化炭素２重量％からなる自然冷媒系非共沸混合冷媒Ａを用いた場合のモリエル線図である。図において、横軸は冷媒のエンタルピー、縦軸は冷媒の圧力、Ｔ１〜Ｔ５はそれぞれ温度Ｔ１〜Ｔ５の等温線である。また、図６において、ａ点は圧縮機８の吸込み冷媒の状態（圧力Ｐ１１、エンタルピーｈ１１）、ｂ点は圧縮機８の吐出冷媒の状態（同Ｐ１２、ｈ１２）、ｃ点は凝縮器２０の出口の状態（同Ｐ１２、ｈ１３）、ｄ点は室外凝縮器７の出口の状態（同Ｐ１２、ｈ１４）、ｅ点は膨張弁１０と膨張弁１１の出口の状態（同Ｐ１１、ｈ１４）である。
【００７６】
ここで、並列に接続された第二の蒸発器５と第二の蒸発器６の圧力はＰ１１、直列に接続された凝縮器２０および室外凝縮器７の圧力はＰ１２となる。通常、ホット／コールド切換室１内に貯蔵するホット飲料を約５５℃に保持するため、凝縮器２０の入口側凝縮温度Ｔ５は６５℃近傍に維持する必要がある。
【００７７】
従って、図６におけるＰ１２は凝縮温度Ｔ５の気相飽和圧力に相当する。そして、凝縮器２０内で混合冷媒が凝縮するとともに凝縮温度が低下して出口側凝縮温度Ｔ４近傍となり、室外凝縮器７内ではさらに大きく凝縮温度が低下してＴ３とＴ４の中間近傍まで低下し、若干の過冷却が生じて室外凝縮器７の出口の状態ｄ点に到達する。
【００７８】
このとき、過冷却は１５℃程度となり、従来に比べて大幅に改善される。この結果、室外凝縮器７に滞留する液冷媒の割合が減少して、冷媒循環量が増大するとともに、従来に比べて圧縮機８の吸込み冷媒の圧力Ｐ１１が大きく上昇する。
【００７９】
上記のように、非共沸混合冷媒は、温度すべりと呼ばれる単一冷媒にはない特性を有する。温度すべりは、非共沸混合冷媒が一定圧力下で凝縮、蒸発の相変化をする場合、開始時と終了時の温度が異なって一定にならない現象である。一般に、非共沸混合冷媒は、ある圧力における飽和ガス温度と飽和液温度との間に温度差を有するものとなる。
【００８０】
このように、横軸のエンタルピー変化に対して凝縮器２０での温度変化が小さく、室外凝縮器７での温度変化が大きくなるのは、高沸点冷媒であるイソブタンに対して低沸点冷媒である二酸化炭素を少量配合したためである。すなわち、凝縮器２０では主成分のイソブタンが主として凝縮するために温度変化が小さく、室外凝縮器７では二酸化炭素の凝縮量が徐々に増加するために温度変化が大きくなる。この結果、凝縮器２０の凝縮温度は略一定に高く保たれて凝縮能力が維持されるとともに、室外凝縮器７では温度低下に伴って過冷却が低減され、室外凝縮器内の出口近傍の液冷媒の割合が減少して冷媒循環量不足を抑制することができる。
【００８１】
図７、図８は、それぞれ冷媒としてイソブタン９５重量％と二酸化炭素５重量％からなる自然冷媒系非共沸混合冷媒Ｂ、イソブタン９０重量％と二酸化炭素１０重量％からなる自然冷媒系非共沸混合冷媒Ｃを用いた場合のモリエル線図である。図６と同様に、図７、図８において、横軸は冷媒のエンタルピー、縦軸は冷媒の圧力、Ｔ１〜Ｔ５はそれぞれ温度Ｔ１〜Ｔ５の等温線である。また、ａ点は圧縮機８の吸込み冷媒の状態、ｂ点は圧縮機８の吐出冷媒の状態、ｃ点は凝縮器２０の出口の状態、ｄ点は室外凝縮器７の出口の状態、ｅ点は膨張弁１０と膨張弁１１の出口の状態を示す。
【００８２】
図６と同様に、図７、図８においても横軸のエンタルピー変化に対して凝縮器２０での温度変化が小さく、室外凝縮器７での温度変化が大きくなることで、凝縮器２０の凝縮温度は略一定に高く保たれて凝縮能力が維持されるとともに、室外凝縮器７の出口の状態ｄ点における過冷却は解消され、室外凝縮器７に滞留する液冷媒の割合が適正となり十分な冷媒循環量を確保することができる。
【００８３】
しかしながら、二酸化炭素の組成比を大きくするに伴い、凝縮温度Ｔ５の気相飽和圧力がＰ１２からＰ２２，Ｐ３２へと増大するとともに、凝縮器２０での温度変化が大きくなるに伴い加温仕事量が小さくなり、加温効率が低下する。従って、効率よく室外凝縮器７の過冷却を低減して冷媒循環量不足を抑制するためには、イソブタンと二酸化炭素からなる自然冷媒系非共沸混合冷媒においては二酸化炭素２〜１０重量％の組成比が望ましい。
【００８４】
図９は、冷媒としてＲ２３６ｆａを９５重量％とＲ２３を５重量％配合してなるＨＦＣ系非共沸混合冷媒Ｄを用いた場合のモリエル線図である。
【００８５】
図９において、横軸は冷媒のエンタルピー、縦軸は冷媒の圧力、Ｔ１〜Ｔ５はそれぞれ温度Ｔ１〜Ｔ５の等温線である。また、図９において、ｆ点は圧縮機８の吸込み冷媒の状態（圧力Ｐ４１、エンタルピーｈ４１）、ｇ点は圧縮機８の吐出冷媒の状態（同Ｐ４２、ｈ４２）、ｈ点は凝縮器２０の出口の状態（同Ｐ４２、ｈ４３）、ｉ点は室外凝縮器７の出口の状態（同Ｐ４２、ｈ４４）、ｊ点は膨張弁１０と膨張弁１１の出口の状態（同Ｐ４１、ｈ４４）である。
【００８６】
ここで、並列に接続された第二の蒸発器５と第二の蒸発器６の圧力はＰ４１、直列に接続された凝縮器２０および室外凝縮器７の圧力はＰ４２となる。通常、ホット／コールド切換室１内に貯蔵するホット飲料を約５５℃に保持するため、凝縮器２０の入口側凝縮温度Ｔ５は６５℃近傍に維持する必要がある。
【００８７】
従って、図９におけるＰ４２は凝縮温度Ｔ５の気相飽和圧力に相当する。そして、凝縮器２０内で混合冷媒が凝縮するとともに凝縮温度が低下して出口側凝縮温度Ｔ４となり、室外凝縮器７内ではさらに大きく凝縮温度が低下してＴ３近傍まで低下し、若干の過冷却が生じて室外凝縮器７の出口の状態ｉ点に到達する。この時、過冷却は８℃程度となる。
【００８８】
このように、横軸のエンタルピー変化に対して凝縮器２０での温度変化が小さく、室外凝縮器７での温度変化が大きくなるのは、高沸点冷媒であるＲ２３６ｆａに対して低沸点冷媒であるＲ２３を少量配合したためである。
【００８９】
すなわち、凝縮器２０では主成分のＲ２３６ｆａが主として凝縮するために温度変化が小さく、室外凝縮器７ではＲ２３の凝縮量が徐々に増加するために温度変化が大きくなる。この結果、凝縮器２０の凝縮温度は略一定に高く保たれて凝縮能力が維持されるとともに、室外凝縮器７では温度低下に伴って過冷却が低減され、室外凝縮器内の出口近傍の液冷媒の割合が減少して冷媒循環量不足を抑制することができる。
【００９０】
図１０、図１１は、それぞれ冷媒としてＲ２３６ｆａを９０重量％とＲ２３を１０重量％配合してなるＨＦＣ系非共沸混合冷媒Ｅ、Ｒ２３６ｆａを８５重量％とＲ２３を１５重量％配合してなるＨＦＣ系非共沸混合冷媒Ｆを用いた場合のモリエル線図である。
【００９１】
図９と同様に、図１０、図１１において、横軸は冷媒のエンタルピー、縦軸は冷媒の圧力、Ｔ１〜Ｔ５はそれぞれ温度Ｔ１〜Ｔ５の等温線である。また、ｆ点は圧縮機８の吸込み冷媒の状態、ｇ点は圧縮機８の吐出冷媒の状態、ｈ点は凝縮器２０の出口の状態、ｉ点は室外凝縮器７の出口の状態、ｊ点は膨張弁１０と膨張弁１１の出口の状態を示す。
【００９２】
図９と同様に、図１０、図１１においても横軸のエンタルピー変化に対して凝縮器２０での温度変化が小さく、室外凝縮器７での温度変化が大きくなることで、凝縮器２０の凝縮温度は略一定に高く保たれて凝縮能力が維持されるとともに、室外凝縮器７の出口の状態ｄ点における過冷却は解消され、室外凝縮器７に滞留する液冷媒の割合が適正となり十分な冷媒循環量を確保することができる。
【００９３】
しかしながら、Ｒ２３の組成比を大きくするに伴い、凝縮温度Ｔ５の気相飽和圧力が増大するとともに、凝縮器２０での温度変化が大きくなり加温仕事量が小さくなり、加温効率が低下する。
【００９４】
従って、効率よく室外凝縮器７の過冷却を低減して冷媒循環量不足を抑制するためには、Ｒ２３６ｆａとＲ２３からなる自然冷媒系非共沸混合冷媒においてはＲ２３を５〜１５重量％配合する組成比が望ましい。
【００９５】
なお、本実施の形態においては、第二冷却ファン３１の駆動中の風量を一定としたが、例えば、埃などの付着によって室外凝縮器７の能力が経年劣化した時に、前段室内熱交換器温度センサ３２が凝縮器２０の出口温度の変化を精度よく検知して、出口温度に合わせて直流モータの電圧制御を行って風量調整して、室外凝縮器７での凝縮能力を調整することで循環冷媒量過多による凝縮器の過昇温を防止してもよい。また、複数の第二冷却ファンを用いて駆動する個数を変化させて風量調整してもよい。
【００９６】
また、本実施の形態においては、前段凝縮温度センサ（前段室内熱交換器温度センサ３２）が検知する温度を凝縮器（室内熱交換器）２０の出口温度としたが、温度すべりが小さい混合冷媒や単体冷媒を使用した場合は、凝縮器（室内熱交換器）２０の平均温度としてもよい。
【００９７】
以上のように、本発明の自動販売機においては、ホット／コールド切換室１を加温する場合に冷却ファン３０，３１の風量を低下させることにより、室外凝縮器７の熱交換能力を低下させることで出口の過冷却を小さくして室外凝縮器７内での液冷媒の割合を減少させ、室外凝縮器７内に冷媒が過剰に滞留することを防止することができる。これによって、冷媒循環量不足に伴う冷却能力および加温能力の不足を回避することができる。
【００９８】
また、本発明の自動販売機においては、非共沸混合冷媒を使用して特にホット／コールド切換室１を加温する場合に室外凝縮器７の凝縮温度に温度すべりを発生させ、室外凝縮器７の出口近傍の温度を低下させることで出口の過冷却を小さくして室外凝縮器７内での液冷媒の割合を減少させ、室外凝縮器７内に冷媒が過剰に滞留することを防止することができる。これによって、冷媒循環量不足に伴う冷却能力および加温能力の不足を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上のように、本発明にかかる自動販売機は、冷却ファンの風量を低下させることや非共沸混合冷媒を使用することにより、室外凝縮器内に冷媒が過剰に滞留することを防止して、冷媒循環量不足に伴う冷却能力および加温能力の不足を回避することができるので、ホット飲料とコールド飲料を切り換えて保存するショーケースなどで冷却と同時に加温運転するシステムにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１における自動販売機の本体の正面から見た内部構成を示す構成図
【図２】図１のａ−ａ断面図
【図３】本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒回路図
【図４】本発明の実施の形態１における自動販売機の機械室の模式図
【図５】本発明の実施の形態１における自動販売機の単体冷媒のモリエル線図
【図６】本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒Ａのモリエル線図
【図７】本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒Ｂのモリエル線図
【図８】本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒Ｃのモリエル線図
【図９】本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒Ｄのモリエル線図
【図１０】本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒Ｅのモリエル線図
【図１１】本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒Ｆのモリエル線図
【図１２】従来の自動販売機の冷媒回路図
【図１３】従来の自動販売機の機械室の模式図
【図１４】従来の自動販売機の単体冷媒のモリエル線図
【符号の説明】
【０１０１】
１    ホット／コールド切換室
４    蒸発器
５    第二の蒸発器
６    第二の蒸発器
７    室外凝縮器（室外熱交換器）
８    圧縮機
２０  凝縮器（室内熱交換器）
２５  蒸発皿
３０  第一冷却ファン
３１  第二冷却ファン
３２  前段室内熱交換器温度センサ
３３  ガイド部材
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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