(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に断熱された複数の商品収納室と、商品収納室内を冷却状態に冷却する冷却用ヒートポンプと、商品収納室内を加温状態に加温する加温用ヒートポンプとを備え、
庫外に、冷却用ヒートポンプの凝縮器および圧縮機と、加温用ヒートポンプの蒸発器および圧縮機とが配設された自動販売機の冷却加温装置であって、
庫外における空気の流れ方向に沿って上流側から、冷却用ヒートポンプの凝縮器、少なくとも冷却用ヒートポンプの圧縮機、加温用ヒートポンプの蒸発器の順に配設されている
ことを特徴とする自動販売機の冷却加温装置。
【請求項２】
冷却用ヒートポンプの圧縮機の配設空間を含む、冷却用ヒートポンプの凝縮器から加温用ヒートポンプの蒸発器にかけての空間がカバー部材により覆われている
ことを特徴とする請求項１記載の自動販売機の冷却加温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動販売機の冷却加温装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
商品を冷却状態（ＣＯＬＤと称す）と加温状態（ＨＯＴと称す）とで販売する、缶飲料やＰＥＴボトル飲料などの自動販売機は広く知られている。この種の自動販売機においては、商品が、個別に断熱構造とされた商品収納室内に収納されて、適温（所定温度範囲の冷却状態または加温状態）になるまで調温される。
【０００３】
一般に、この種の自動販売機には、図５、図６に示すように、冷媒流路に沿って複数の蒸発器４（例えば蒸発器４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）が並列に接続された１組の冷却用ヒートポンプ（ヒートポンプサイクルや冷凍サイクルと呼ばれる場合もある）５が備えられており、各商品収納室３に１台ずつ蒸発器４が配設され、冷却対象となる商品収納室３の蒸発器４に冷媒が供給されて商品収納室３内が冷却される。また、加温対象となる商品収納室３（３Ａ、３Ｂ）には加温手段としてシーズヒータ６が配設されており、加温する際には対応する商品収納室３（３Ａ、３Ｂ）のシーズヒータ６に通電されて加温される。なお、図５、図６における７は庫内送風ファン、８は膨張機構としてのキャピラリチューブ、９は圧縮機、１０は凝縮器、１１は庫外ファン、１２は自動販売機における外部と空気の流通がある庫外、１３ａ〜１３ｉは冷媒流路（冷却用冷媒流路）、１４ａ〜１４ｃは電磁弁などからなる冷媒の開閉弁であり、庫内送風ファン７、キャピラリチューブ８は、庫内２の各商品収納室３（３Ａ〜３Ｃ）にそれぞれ配設され、圧縮機９、凝縮器１０、庫外ファン１１は、庫外１２に１つずつ配設される。また、図示しないが、各商品収納室３には各商品収納室３内の温度を検知する温度センサが内蔵されている。
【０００４】
そして、商品収納室３（３Ａ〜３Ｃ）を冷却する際には、冷却対象となる商品収納室３（３Ａ〜３Ｃ）に対応する開閉弁１４ａ〜１４ｃを開けて、蒸発器４（４Ａ〜４Ｃ）に冷媒を導入して蒸発させることで、冷却動作を行わせる。また、商品収納室３（３Ａ〜３Ｃ）を加温する際には、加温対象となる商品収納室３（３Ａ、３B）に対応するシーズヒータ６に通電して加温動作を行わせる。
【０００５】
ここで、加温手段としてのシーズヒータ６は、加温する熱量（出力エネルギー）に対する消費電力（入力エネルギー）が極めて大きいため、自動販売機の省エネルギー化を促進できないという欠点がある。これに対処する方法として、図３に示すように、加温用として、庫外１２で吸熱して庫内２で発熱するいわゆる逆サイクル式（冷媒を一般とは逆方向に流す方式）の加温用ヒートポンプ（ヒートポンプサイクルや冷凍サイクルと呼ばれる場合もある）１５を追加して設けることが考えられる。すなわち、図３に示すように、圧縮機１６、蒸発器１７、膨張機構としてのキャピラリチューブ１８、庫外ファン１１をそれぞれ庫外１２に配設するとともに、所定の商品収納室３（３Ａ）に加温用ヒートポンプ１５の加温用の凝縮器１９を配設し、加温用凝縮器１９で発散した熱により商品収納室３（３Ａ）を加温する。この種の加温用ヒートポンプ１５は出力エネルギーに対する消費電力（入力エネルギー）が小さいため、この加温用ヒートポンプ１５を稼動させて、商品収納室３（３Ａ）を加温することで、シーズヒータ６のみで加熱する場合と比較して、消費電力を抑えることが可能となる。なお、図３における２６ａ〜２６ｃは冷媒流路（加温用冷媒流路）である。
【０００６】
また、この構成に加えて、庫外１２における冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０の空気流れ方向の下流側に加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７を配設することが考えられる。この構成によれば、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０からの排熱を、加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７で回収することができて、蒸発温度が上がって熱効率を向上させることができる。
【０００７】
なお、図３に示すものと同様な構成が特許文献１の図１、図２等に開示されている。この特許文献１においては、図７に示すように、冷却用ヒートポンプの凝縮器７１と加温用ヒートポンプの蒸発器７２とは庫外７０の前側寄り空間に、また、冷却用ヒートポンプの圧縮機７３と加温用ヒートポンプの圧縮機７４とは庫外７０の後側寄り空間に配設されている。
【０００８】
また、特許文献１の図３には、熱効率を向上させる手段として、加温用蒸発器を冷却用の圧縮機に内蔵することが提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１４６７５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図３に示すように、冷却用ヒートポンプ５に加えて加温用のヒートポンプ１５を設けることや、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０の空気流れ方向下流側に加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７を配設することにより、熱効率をある程度は向上させることができるものの、さらにこれ以上、熱効率を向上させることについては困難である。また別途手段として、特許文献１の図３に開示されているように、加温用蒸発器を冷却用の圧縮機に内蔵させようとすると、圧縮機として特注のものを製造しなければならず、製造コストが大幅に増加してしまう難点がある。また、加温用蒸発器に、圧縮機内を循環する油が付着してしまうおそれが高いので、実際には熱効率が却って低下してしまう可能性もある。
【００１０】
なお、図３に示した構成と、上記特許文献１の図３に開示されている、加温用蒸発器を冷却用の圧縮機に内蔵させる技術とを組み合わせることも考えられ、この場合には、加温用蒸発器を内蔵させた冷却用の圧縮機を、冷却用ヒートポンプの凝縮器の空気流れ方向下流側に配設することとなる。しかしこの構造では、冷却用ヒートポンプの凝縮器からの熱が、圧縮機内の加温用ヒートポンプの蒸発器に伝達するとは考え難く、実質的に熱効率を向上させることはできないと思われる。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するもので、製造コストの大幅な増加を招くことなく、熱効率をさらに向上させることが可能な自動販売機の冷却加温装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、個別に断熱された複数の商品収納室と、商品収納室内を冷却状態に冷却する冷却用ヒートポンプと、商品収納室内を加温状態に加温する加温用ヒートポンプとを備え、庫外に、冷却用ヒートポンプの凝縮器および圧縮機と、加温用ヒートポンプの蒸発器および圧縮機とが配設された自動販売機の冷却加温装置であって、庫外における空気の流れ方向に沿って上流側から、冷却用ヒートポンプの凝縮器、少なくとも冷却用ヒートポンプの圧縮機、加温用ヒートポンプの蒸発器の順に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、冷却用ヒートポンプの凝縮器の排熱で加温された空気が、冷却用ヒートポンプの圧縮機に接触することでさらに加温される。したがって、加温用ヒートポンプの蒸発器での蒸発温度を良好に上昇させることができて熱効率を一層向上させることができる。また、この構成によれば、一般的な種類の圧縮機などを使用することができるので、製造コストの大幅な増加を招くことがない。また、冷却用ヒートポンプによる冷却運転は、季節に関わらず通年行われるので、冷却用ヒートポンプの圧縮機により良好に空気を加温することができる。
【００１４】
また、本発明は、冷却用ヒートポンプの圧縮機の配設空間を含む、冷却用ヒートポンプの凝縮器から加温用ヒートポンプの蒸発器にかけての空間がカバー部材により覆われていることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、冷却用ヒートポンプの庫外凝縮器の排熱や冷却用ヒートポンプの圧縮機により加温された空気が、カバー部材によって外部に拡散せずに、良好に加温用ヒートポンプの蒸発器側に流入することとなり、熱効率をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、庫外における空気の流れ方向に沿って上流側から、冷却用ヒートポンプの凝縮器、少なくとも冷却用ヒートポンプの圧縮機、加温用ヒートポンプの蒸発器の順に配設させることにより、加温用ヒートポンプの蒸発器での蒸発温度をさらに上昇させることができて熱効率を一層向上させることができ、ひいては消費電力を低減させることができ、しかも、一般的な種類の圧縮機などを使用することができるので、製造コストの大幅な増加を招くことがない。
【００１７】
また、冷却用ヒートポンプの圧縮機の配設空間を含む、冷却用ヒートポンプの凝縮器から加温用ヒートポンプの蒸発器にかけての空間をカバー部材により覆ったことで、熱効率をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係る自動販売機の冷却加温装置を、図面に基づき説明する。なお、本発明の実施の形態に係る自動販売機の冷却加温装置は、冷媒の回路構成に関しては図３に示すものと同じであり、同機能の構成要素には同符号を付し、その説明は省略する。
【００１９】
この自動販売機の冷却加温装置においても、図３に示すように、個別に断熱された複数の商品収納室３（３Ａ〜３Ｃ）と、商品収納室３（３Ａ〜３Ｃ）内を冷却状態に冷却する冷却用ヒートポンプ５と、商品収納室３（３A）内を加温状態に加温する加温用ヒートポンプ１５とを備え、自動販売機における外部と空気の流通がある庫外１２に、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０および圧縮機９と、加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７などが配設されている。しかし特に、図１、図２に示すように、庫外１２における空気の流れ方向に沿って上流側から、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９、加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７の順に配設されている。
【００２０】
より具体的には、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０が庫外１２の空間における前端部近傍箇所に配設され、そのすぐ後方に、空気を前方から吸い込んで後方に向けて送る庫外ファン１１が横に並んで配設され、この庫外ファン１１の後方に冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９が配設され、さらに、この冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９の後方位置に、加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７が配設されている。なお、加温用ヒートポンプ１５の圧縮機１６は、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９、加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７とは左右方向に若干ずれた位置（この実施の形態では、自動販売機に向かって左寄り位置）に配置されている。
【００２１】
また、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９の配設空間を含む、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０から加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７にかけての空間が、カバー部材４１の上面部および側面部によって覆われている。これにより、庫外ファン１１によって、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０を通して吸引された空気が、外部に拡散することなく、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９の周囲を通って、加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７の配設箇所に良好に流入するよう構成されている。
【００２２】
上記構成によれば、庫外１２においては、庫外ファン１１によって、自動販売機の下部に吸引された空気が後方に送られるが、この際に、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０の排熱で加温された空気が、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９に接触することでさらに加温され、この加温空気が加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７に導入されて加温される。したがって、単に、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０の空気流れ方向下流側に加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７を配設した場合よりも、加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７での蒸発温度をより上昇させることができて加温用ヒートポンプ１５の熱効率を一層向上させることができ、ひいては自動販売機の消費電力を低減させることができる。
【００２３】
上記構成によれば、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９として一般的な種類のものを使用することができるので、加温用蒸発器を冷却用の圧縮機に内蔵させる場合のように製造コストの大幅な増加を招くことはなく、製造コストを抑えることができる。
【００２４】
また、冷却用ヒートポンプ５による冷却運転は、季節に関わらず通年行われるので、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９により良好に空気を加温することができる。すなわち、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９に代えて、加温用ヒートポンプ１５の圧縮機１６を、冷却用ヒートポンプの凝縮器と加温用ヒートポンプの蒸発器との間に配設することも考えられるが、この場合、加温用ヒートポンプの圧縮機の駆動率は、冷却用ヒートポンプの圧縮機よりも低いため、圧縮機による加温時間が少なくなってしまい、ひいては熱効率が低くなるおそれがある。これに対して、上記構成によれば、このような不具合が生じない。
【００２５】
なお、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０と加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７との間に、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９だけでなく、加温用ヒートポンプ１５の圧縮機１６も配設してもよく、この場合には、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０の排熱で加温された空気が、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９だけでなく、加温用ヒートポンプ１５の圧縮機１６によっても加温されるので、加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７での蒸発温度をさらに上昇できる場合があり、加温用ヒートポンプ１５の熱効率を一層向上させることができる。ただし、この場合には、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０と加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７との間に、２つの圧縮機９、１６が配設されることとなるので、送風通路の抵抗があまり大きくならないよう工夫する必要がある。
【００２６】
また、上記のように、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９の配設空間を含む、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０から加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７にかけての空間をカバー部材４１により覆ったことで、熱効率をより向上させることができる。
【００２７】
なお、上記実施の形態では、庫外ファン１１を冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０のすぐ後方に配設した場合を述べたが、これに限るものではなく、冷却用ヒートポンプ５の凝縮器１０、冷却用ヒートポンプ５の圧縮機９、加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７の順に空気を送ることができれば、どの位置に配置してもよい。
【００２８】
また、上記実施の形態では、ヒートポンプ５として各商品収納室３（３Ａ〜３Ｃ）を冷却する冷却機能のみを有する場合について述べたが、これに限るものではない。たとえば、図４に示すように、商品収納室３Ｂに、凝縮器として用いる加温用熱交換器３１を設けるとともに、この加温用熱交換器３１に加温用の冷媒を送るべく、第２の商品収納室３Ｂの加温用熱交換器３１を加温用の凝縮器として用いる際の加温用の冷媒流路３２ａ、３２ｂと、流路の流れ方向を切り換える流路切換手段としての電磁弁などからなる開閉弁３３ａ、３３ｂとを設け、ヒートポンプ３０において、これらの冷媒流路１３ａ〜１３ｉ、３２ａ、３２ｂを、開閉弁３３ａ、３３ｂ等を用いて切り換えることで、ヒートポンプ３０を冷却用として用いる場合と、加温用として用いる場合とに切換可能に構成する（いわゆる排熱型のヒートポンプとして用いる）ものにも、上記配置構成（ヒートポンプ５の凝縮器１０と加温用ヒートポンプ１５の蒸発器１７との間に、ヒートポンプ５の圧縮機９だけでなく、加温用ヒートポンプ１５の圧縮機１６も配設すること）を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動販売機の概略的な側面断面図である。
【図２】同自動販売機の庫外箇所の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態を含めた自動販売機の冷却加温装置の冷媒回路図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る自動販売機の冷却加温装置の冷媒回路図である。
【図５】従来の自動販売機の概略的な側面断面図である。
【図６】従来の自動販売機の冷却加温装置の冷媒回路図である
【図７】他の従来の自動販売機の概略的な要部側面断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２    庫内
３（３Ａ〜３Ｃ）    商品収納室
４（４Ａ〜４Ｃ）    蒸発器
５    冷却用ヒートポンプ
６    シーズヒータ
７    庫内送風ファン
８    キャピラリチューブ（膨張機構）
９    圧縮機
１０    凝縮器
１２    庫外
１５    加温用ヒートポンプ
１６    圧縮機
１７    蒸発器
１８    キャピラリチューブ（膨張機構）
１９、３１    凝縮器
３０    ヒートポンプ
４１    カバー部材
【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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