(57)【要約】  【課題】冷却加温サイクルの加温運転時における圧縮機の効率低下を防止して、消費電力量を低減する。  【解決手段】冷却サイクル１２５に備えられた冷却用圧縮機１２０と、冷却加温サイクル１１５に備えられた冷温用圧縮機１０６とを備え、冷温用圧縮機１０６は、冷却時の最高回転数よりも加温時の最高回転数が低いものとすることで、冷却／加温を単一の圧縮機で実現した上で、冷温用圧縮機の信頼性を向上させることができ、自動販売機の消費電力量を大幅に低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】
冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であり、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷却加温サイクルが加温運転時の最高運転回転数が冷却運転時の最高運転回転数より低いものである自動販売機。
【請求項２】
加温運転時の最高運転回転数における冷媒循環量が、冷却運転時の最高運転回転数における冷媒循環量と近似する程度に、加温運転時の最高運転回転数を冷却運転時の最高運転回転数よりも低くした請求項１に記載の自動販売機。
【請求項３】
加温運転時における冷温用圧縮機の電動圧縮要素に備えられたバルブ機構に付加される応力もしくは衝撃を緩和する程度に、前記冷温用圧縮機の加温運転時の最高運転回転数を冷却運転時の最高運転回転数よりも低くした請求項１に記載の自動販売機。
【請求項４】
冷温用圧縮機の加温運転時の最高運転回転数を、冷却運転時の最高運転回転数に対して、その比率が０．５以上０．９以下となるように低くした請求項１から３のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項５】
冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であって、電動圧縮要素に備えられた吸入リードの板厚を前記冷却用圧縮機の吸入リードの板厚に対して、その比率が１．２以上２．０以下となるように厚くした自動販売機。
【請求項６】
冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であって、電動圧縮要素に備えられた吸入リードのバネ定数を前記冷却用圧縮機の吸入リードのバネ定数に対して、その比率が１．５以上３．０以下となるように大きくした自動販売機。
【請求項７】
冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であって、電動圧縮要素に備えられた吐出リードの耐衝撃疲労強度を前記冷却用圧縮機の吐出リードの耐衝撃疲労強度に対して、その比率が１．２以上となるように高めた自動販売機。
【請求項８】
冷却用圧縮機の電動圧縮要素に備えられた吐出リードの材料にバルブ鋼を用い、冷温用圧縮機の電動圧縮要素に備えられた吐出リードの材料にステンレスバルブ鋼を用いた請求項７に記載の自動販売機。
【請求項９】
冷温用圧縮機の電動モータが冷却運転時の最高回転数で運転している状態において、前記電動モータのトルクが、少なくとも冷却用圧縮機の電動モータが最高回転数で運転している状態におけるトルクよりも大きくなるように設定することで冷温用圧縮機の加温運転時の冷媒循環量増大による負荷に抗するようにした請求項１から４のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項１０】
冷却用圧縮機は、機械室ファンによって機械室内の強制冷却を行う風路上に設置されているとともに、冷温用圧縮機は前記風路上以外の場所に設置されている請求項１から９のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項１１】
冷温用圧縮機の密閉容器の外側には、前記密閉容器を覆うカバーが備えられた請求項１から１０のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項１２】
冷却用冷却サイクルに、冷媒としてＲ６００ａが封入された請求項１から１１のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項１３】
冷却用圧縮機および冷温用圧縮機の密閉容器内の圧力を低圧型とした請求項１から１２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あるいは冷却して販売する自動販売機において、圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮する際に生じる潜熱を利用して加温を行う加温可能な冷凍装置を備え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を利用した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１０は従来の自動販売機の冷媒回路図である。
【０００５】
図１０に示すように、従来の自動販売機は、冷却加温切替室１、冷却専用室２、第二の冷却専用室３からなる貯蔵室４を備え、冷却加温切替室１内に設置された室内熱交換器５、冷却専用室２内に設置された蒸発器６、第二の冷却専用室３内に設置された第二の蒸発器７、貯蔵室４の外に設置された室外熱交換器８、圧縮機９で構成された冷却加温サイクル１０を有する。
【０００６】
また、膨張弁Ａ１１、膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３はそれぞれ通過する冷媒の圧力を低下させるとともに閉塞機能を有したものであり、開閉弁Ａ１４、開閉弁Ｂ１５、開閉弁Ｃ１６、開閉弁Ｄ１７はそれぞれ冷媒の流れの有無を制御するものである。
【０００７】
以上のように構成された自動販売機について、以下その動作を説明する。
【０００８】
冷却加温切替室１を冷却する場合、開閉弁Ａ１４と開閉弁Ｄ１７を開とし、開閉弁Ｂ１５と開閉弁Ｃ１６を閉として、圧縮機９を駆動する。圧縮機９から吐出された冷媒は、室外熱交換器８で凝縮された後、それぞれ膨張弁Ａ１１、膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３で減圧されて、室内熱交換器５、蒸発器６、第二の蒸発器７へ供給される。そして、室内熱交換器５、蒸発器６、第二の蒸発器７で蒸発した冷媒が圧縮機９へ還流する。
【０００９】
このとき、冷却加温切替室１、冷却専用室２、第二の冷却専用室３のうち所定の温度に達した貯蔵室４は、当該する膨張弁Ａ１１、膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３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４が所定の温度に達すると圧縮機９の運転を停止する。
【００１０】
次に、冷却加温切替室１を加温する場合、開閉弁Ａ１４と開閉弁Ｄ１７および膨張弁Ａ１１を閉とし、開閉弁Ｂ１５と開閉弁Ｃ１６を開として、圧縮機９を駆動する。圧縮機９から吐出された冷媒は、室内熱交換器５で一部が凝縮し、再度室外熱交換器８で凝縮された後、それぞれ膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３で減圧されて、蒸発器６、第二の蒸発器７へ供給される。そして、蒸発器６、第二の蒸発器７で蒸発した冷媒が圧縮機９へ還流する。
【００１１】
また、冷却専用室２、第二の冷却専用室３のうち所定の温度に達した貯蔵室４は、当該する膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３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４が所定の温度に達すると圧縮機９の運転を停止する。
【００１２】
ここで、冷却専用室２および第二の冷却専用室３を冷却する際に生じる冷媒の凝縮廃熱を用いて、冷却加温切替室１を効率よく加温することができるので、電気ヒータなどの別の加熱手段を用いて冷却加温切替室１を加温する場合に比べて、消費電力量を削減することができる。
【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】
【００１３】
しかしながら、上記従来の構成では、冷却飲料の温度が約５℃、加温飲料の温度が約５５℃の自動販売機において、冷却加温切替室を単一の圧縮機で実現するためには、蒸発温度−４０℃〜＋１０℃でかつ凝縮温度４０℃〜７０℃の範囲といった厳しい条件の下で使用可能な圧縮機を新たに開発する必要があるという課題を有していた。
【００１４】
また、上記課題に加え、自動販売機という戸外に設置する冷却加温サイクルに搭載する為、十分に信頼性が高く、かつ近年の地球温暖化を抑制する為に省エネルギー化を実現できるよう消費電力を低減した圧縮機および冷凍システムを開発する必要があるという課題を有していた。
【００１５】
また、従来用いられていた冷媒である低沸点冷媒であるＲ４０７ＣやＲ２９０やＣＯ２といった冷媒を用いて単一の圧縮機で冷却加温サイクルを実現しようとすると、加温時の高圧圧力および圧縮機の内部の温度が非常に高くなり、圧縮機内部での耐荷重性や高圧配管の耐久性の低下、または内部部品の温度劣化等が発生しやすくなることから圧縮機の信頼性を確保することが難しかった。こういった信頼性の確保の課題は、特に戸外に設置される為に外気温度の大きな変動下に設置される自動販売機に搭載される場合には、より顕著となる。一方で、高沸点冷媒として冷蔵庫等に一般的に使用されているＲ１３４ａを用いた場合でも、Ｒ６００ａと比較すると倍程度の高圧圧力となり、圧縮機の内部温度も高くなるものであった。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷却／加温を同一の圧縮機で実現する為に圧縮機の運転条件に着目して信頼性を向上させ、加温時の消費電力量を削減でき、省エネルギー化を実現する圧縮機および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】
【００１７】
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、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であり、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷却加温サイクルが加温運転時の最高運転回転数が冷却運転時の最高運転回転数より低いものである。
【００１８】
これによって、冷却／加温を単一の圧縮機で実現した場合でも、高圧圧力が非常に小さいＲ６００ａを用いることで、圧縮機内部での耐荷重性や高圧配管の耐久性を確保でき、また圧縮機内部の温度上昇も抑えることができる。
【００１９】
さらに、冷却加温サイクルの運転条件の中でも最も高圧圧力が高くなる為に圧縮機の信頼性上において厳しい条件となる加温運転時において、インバータ圧縮機の最高運転回転数を、冷却運転時の最高運転回転数より低くすることで、加温運転時における信頼性をより向上させることが可能となる。
【００２０】
また、電気ヒータなどの加温効率が１程度の加熱手段に比べて２倍程度の加温効率を実現することができ、さらに冷却運転時および加温運転時のどちらの運転条件においてもインバータ駆動によって圧縮機が運転されることで、高負荷時には高い回転数で運転して冷凍能力の増大を図った上で、低負荷時には低い回転数で連続運転でき、消費電力の大幅な低減を図ることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の自動販売機は、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であって、電動圧縮要素に備えられた吸入リードの板厚を前記冷却用圧縮機の吸入リードの板厚に対して、その比率が１．２以上２．０以下となるように厚くしたものである。
【００２２】
これによって、冷却用圧縮機と比較して、特に加温運転時に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機において、冷媒循環量の影響が大きい吸入リードの負荷が大きくなる技術課題に着目して、吸入リードの剛性向上による信頼性の向上を図ることで、冷却時に比べて冷媒循環量が増加する加温時においても吸入リードの開度が過大となることを防止できるため、冷温用圧縮機の信頼性の向上を図ることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【００２３】
また、本発明の自動販売機は、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であって、電動圧縮要素に備えられた吸入リードのバネ定数を前記冷却用圧縮機の吸入リードのバネ定数に対して、その比率が１．５以上３．０以下となるように大きくしたものである。
【００２４】
これによって、冷却用圧縮機と比較して、特に加温運転時に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機において、冷媒循環量の影響により吐出リードが他部品への衝突する際の衝撃力による吐出リードへの負荷が大きくなる技術課題に着目して、冷却時に比べて冷媒循環量が増加する加温時における吐出リードの耐衝撃強度の向上を図ることで、吐出リードの信頼性を向上させることで冷温用圧縮機の信頼性を向上させることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【００２５】
また、本発明の自動販売機は、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であって、電動圧縮要素に備えられた吐出リードの耐衝撃疲労強度を前記冷却用圧縮機の吐出リードの耐衝撃疲労強度に対して、その比率が１．２以上となるように高めたものである。
【００２６】
これによって、冷却用圧縮機と比較して、特に加温運転時に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機において、冷媒循環量の影響により吐出リードが他部品への衝突する際の衝撃力による吐出リードへの負荷が大きくなる技術課題に着目して、冷却時に比べて冷媒循環量が増加する加温時における吐出リードの耐衝撃強度の向上を図ることで、吐出リードの信頼性を向上させることで冷温用圧縮機の信頼性を向上させることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の自動販売機は、冷却／加温を単一の圧縮機で実現した上で、冷温用圧縮機の信頼性を向上させることができ、自動販売機の消費電力量を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
請求項１に記載の発明は、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であり、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷却加温サイクルが加温運転時の最高運転回転数が冷却運転時の最高運転回転数より低いものである。
【００２９】
これによって、冷却／加温を単一の圧縮機で実現した場合でも、高圧圧力が非常に小さいＲ６００ａを用いることで、圧縮機内部での耐荷重性や高圧配管の耐久性を確保でき、また圧縮機内部の温度上昇も抑えることができる。
【００３０】
さらに、冷却加温サイクルの運転条件の中でも最も高圧圧力が高くなる為に圧縮機の信頼性上において厳しい条件となる加温運転時において、インバータ圧縮機の最高運転回転数を、冷却運転時の最高運転回転数より低くすることで、加温運転時における信頼性をより向上させることが可能となる。
【００３１】
また、電気ヒータなどの加温効率が１程度の加熱手段に比べて２倍程度の加温効率を実現することができ、さらに冷却運転時および加温運転時のどちらの運転条件においてもインバータ駆動によって圧縮機が運転されることで、高負荷時には高い回転数で運転して冷凍能力の増大を図った上で、低負荷時には低い回転数で連続運転でき、消費電力の大幅な低減を図ることが可能となる。
【００３２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、加温運転時の最高運転回転数における冷媒循環量が、冷却運転時の最高運転回転数における冷媒循環量と近似する程度に、加温運転時の最高運転回転数を冷却運転時の最高運転回転数よりも低くしたものである。
【００３３】
これによって、蒸発温度が高い加温運転で冷媒循環量が増大して電動圧縮要素に備えられたバルブにかかる応力やバルブの開閉距離が大きくなり、バルブへの負担が増大することに加え、多量の冷媒を圧縮する為に圧縮時の負荷が増大することでクランクシャフトや軸受等の摺動条件が厳しくなることが避けられ、信頼性の高い冷却加温サイクルを提供することができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、加温運転時における冷温用圧縮機の電動圧縮要素に備えられたバルブ機構に付加される応力もしくは衝撃を緩和する程度に、前記冷温用圧縮機の加温運転時の最高運転回転数を冷却運転時の最高運転回転数よりも低くしたものである。
【００３５】
これによって、電動圧縮要素に備えられたバルブ機構である吸入リードや吐出リードに付加される応力もしくは衝撃がその耐久信頼性を確保できる程度に緩和され、冷温用圧縮機の信頼性を向上させることができ、信頼性の高い冷却加温サイクルを提供することができる。
【００３６】
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において、冷温用圧縮機の加温運転時の最高運転回転数を、冷却運転時の最高運転回転数に対して、その比率が０．５以上０．９以下となるように低くしたものである。
【００３７】
これによって、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えてより安定した範囲で冷温用圧縮機の信頼性を向上させることができ、信頼性の高い冷却加温サイクルを提供することができる。
【００３８】
請求項５に記載の発明は、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であって、電動圧縮要素に備えられた吸入リードの板厚を前記冷却用圧縮機の吸入リードの板厚に対して、その比率が１．２以上２．０以下となるように厚くして、加温運転時の冷媒循環量増大による吸入リードの応力耐性を高めたものである。
【００３９】
これによって、冷却用圧縮機と比較して、特に加温運転に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機において、冷媒循環量の影響が大きい吸入リードの負荷が大きくなる技術課題に着目して、吸入リードの剛性向上による信頼性の向上を図ることで、冷却時に比べて冷媒循環量が増加する加温時においても吸入リードの開度が過大となることを防止できるため、冷温用圧縮機の信頼性の向上を図ることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【００４０】
請求項６に記載の発明は、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であって、電動圧縮要素に備えられた吸入リードのバネ定数を前記冷却用圧縮機の吸入リードのバネ定数に対して、その比率が１．５以上３．０以下となるように大きくして、加温運転時の冷媒循環量増大による吸入リードの応力耐性を高めたものである。
【００４１】
これによって、冷却用圧縮機と比較して、特に加温運転時に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機において、冷媒循環量の影響が大きい吸入リードの負荷が大きくなる技術課題に着目して、吸入リードの剛性向上による信頼性の向上を図ることで、冷却時に比べて冷媒循環量が増加する加温時においても吸入リードの開度が過大となることを防止できるため、冷温用圧縮機の信頼性の向上を図ることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【００４２】
請求項７に記載の発明は、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却加温サイクルには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有するとともに複数の回転数で運転されるインバータ圧縮機であって、電動圧縮要素に備えられた吐出リードの耐衝撃疲労強度を前記冷却用圧縮機の吐出リードの耐衝撃疲労強度に対して、その比率が１．２以上となるように高めて、加温運転時の冷媒循環量増大による吐出リードの衝撃耐性を高めたものである。
【００４３】
これによって、冷却用圧縮機と比較して、特に加温運転時に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機において、冷媒循環量の影響により吐出リードが他部品への衝突する際の衝撃力による吐出リードへの負荷が大きくなる技術課題に着目して、冷却時に比べて冷媒循環量が増加する加温時における吐出リードの耐衝撃強度の向上を図ることで、吐出リードの信頼性を向上させることで冷温用圧縮機の信頼性を向上させることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【００４４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、冷却用圧縮機の電動圧縮要素に備えられた吐出リードの材料にバルブ鋼を用い、冷温用圧縮機の電動圧縮要素に備えられた吐出リードの材料にステンレスバルブ鋼を用いたものである。
【００４５】
これによって、冷却用圧縮機と比較して、特に加温運転時に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機において、冷媒循環量の影響により吐出リードが他部品への衝突する際の衝撃力による吐出リードへの負荷が大きくなる技術課題に着目して、冷却時に比べて冷媒循環量が増加する加温時における吐出リードの耐衝撃強度の向上を構造面に大きな変更を加えずに材料面より図ることができ、吐出リードの信頼性を向上させることで冷温用圧縮機の信頼性を向上させることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【００４６】
請求項９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、冷温用圧縮機の電動モータが冷却運転時の最高回転数で運転している状態において、前記電動モータのトルクが、少なくとも冷却用圧縮機の電動モータが最高回転数で運転している状態におけるトルクよりも大きくなるように設定することで冷温用圧縮機の加温運転時の冷媒循環量増大による負荷に抗するようにしたものである。
【００４７】
これによって、冷却用圧縮機と比較して、特に加温運転時に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機において、冷媒循環量の増加に伴って電動モータの負荷が大きくなった場合でも、より高負荷時のトルクが大きくなる電動モータを冷温用圧縮機に備えることで、冷温用圧縮機の信頼性をより向上させることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【００４８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の発明において、冷却用圧縮機は、機械室ファンによって機械室内の強制冷却を行う風路上に設置されているとともに、冷温用圧縮機は前記風路上以外の場所に設置されているものである。
【００４９】
これによって、特に、冷温用圧縮機が加温運転を行う低外気温時に冷温用圧縮機の吸入ガス温度の低下を防止することができるため、加温運転時の冷却加温サイクルのサイクル効率を高めることができ、自動販売機の消費電力を低減することができる。
【００５０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発明において、冷温用圧縮機の密閉容器の外側には、前記密閉容器を覆うカバーが備えられたものである。
【００５１】
これによって、特に、冷温用圧縮機が加温運転を行う低外気温時に冷温用圧縮機の吸入ガス温度の低下を防止することができるため、加温運転時の冷却加温サイクルのサイクル効率を高めることができ、自動販売機の消費電力を低減することができる。
【００５２】
請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の発明において、冷却用冷却サイクルに、冷媒としてＲ６００ａが封入されたものである。
【００５３】
これによって、地球温暖化防止に一層寄与する環境対応型の自動販売機を提供することができ、冷却加温サイクルと同冷媒を適用する製造上、サービス上の利点もある。
【００５４】
また、冷却サイクルと冷却加温サイクルの二つの独立した回路に分離したシステムで自動販売機の冷却加温を行わせるものであるので、万一の可燃性冷媒の漏洩時にも全ての冷媒が漏洩対象とならず、可燃性冷媒を適当した自動販売機の防爆安全性に一定の安全率を見込むこともできる。
【００５５】
請求項１３に記載の発明は、請求項１から１２のいずれか一項に記載の発明において、冷却用圧縮機および冷温用圧縮機の密閉容器内の圧力を低圧型としたものである。
【００５６】
これによって、密閉容器内が高圧型の場合に比べて冷凍機油への冷媒の溶解量を少なくすることができるので、特に可燃性冷媒であるＲ６００ａの冷却サイクルおよび冷却加温サイクルへの封入量を抑制することができるため、万一の冷媒漏洩時の絶対量を低減でき、システム内に保持される可燃性冷媒量も少なくでき、防爆安全性を高めることができる。
【００５７】
また、冷却サイクルと冷却加温サイクルの二つの独立した回路に分離したシステムで自動販売機の冷却加温を行わせるものであるので、万一の可燃性冷媒の漏洩時にも全ての冷媒が漏洩対象とならず、可燃性冷媒を適当した自動販売機の防爆安全性に一定の安全率を見込むこともできる。
【００５８】
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、従来例または先に説明した実施の形態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。また、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。
【００５９】
（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冷媒回路図、図２は、同実施の形態における冷凍サイクルを構成する冷凍装置の斜視図、図３は、同実施の形態における自動販売機の上方から見た冷温用圧縮機および冷却用圧縮機の平面断面図、図４は、同実施の形態における冷温用圧縮機の縦断面図である。
【００６０】
図１から図４において、本発明の自動販売機は、冷却加温切替室１０１、冷却専用室１０２、第二の冷却専用室１０３からなる貯蔵室１０４を備え、カバー１０５内に設置された冷温用圧縮機１０６、冷却加温切替室１０１内に設置された室内熱交換器１０８、貯蔵室１０４の外に設置された室外熱交換器１１０、冷却時と加温時に冷媒流路を切り換える四方弁１１１、膨張機構としての冷却用キャピラリチューブ１１２、加温用キャピラリチューブ１１３、ドライヤ１１４とからなり、冷却加温切替室１０１の冷却と加温を専用に行う冷却加温サイクル１１５を備えるとともに、冷却用圧縮機１２０、冷却専用室１０２内に設置された蒸発器１２１、第二の冷却専用室１０３内に設置された第二の蒸発器１２２、膨張機構としての膨張弁１２３、第二の膨張弁１２４、そして冷却加温サイクル１１５側と一体に形成された凝縮器１２５とからなり、冷却専用室１０２と第二の冷却専用室１０３とを専用に冷却する冷却サイクル１２６を備えている。
【００６１】
ここで、冷却加温サイクル１１５および冷却サイクル１２６には温暖化係数の低い炭化水素系冷媒であるＲ６００ａを封入している。
【００６２】
室外熱交換器１１０および凝縮器１２５は、２パスのフィンチューブ熱交換器で構成され、一方のパスは冷却加温サイクル１１５と連結しており、冷却加温サイクル１１５の加温時は蒸発器として、冷却時は凝縮器として作用し、他方のパスは冷却サイクル１２６と連結している。
【００６３】
また、室内熱交換器１０８と室外熱交換器１１０は２本の配管で連結された一体型熱交換器１１９であり、一方は冷却用キャピラリチューブ１１２と冷却用逆止弁１２７、ドライヤ１１４とが直列に連結され、他方は加温用キャピラリチューブ１１３と加温用逆止弁１２９とが直列に連結されている。
【００６４】
ここで、冷却用逆止弁１２７はドライヤ１１４から冷却用キャピラリチューブ１１２に冷媒が流れる方向を正方向とし、冷却用キャピラリチューブ１１２からドライヤ１１４へ向かう逆方向には冷媒が流れないように設置される。また、加温用逆止弁１２８は加温用キャピラリチューブ１１３から室外熱交換器１１０へ冷媒が流れる方向を正方向とし、室外熱交換器１１０から加温用キャピラリチューブ１１３へ向かう逆方向には冷媒が流れないように設置される。
【００６５】
また、断熱区画された貯蔵室１０４の前面には自動販売機への商品の投入時などに開閉を行う扉１２９を設けている。
【００６６】
次に、冷温用圧縮機１０６の構成について説明する。
【００６７】
圧延鋼板を深絞りにより成形してなるすり鉢状の下容器１３０と逆すり鉢状の上容器１３１を係合し、係合部分を全周溶接して密閉容器１３２が形成される。密閉容器１３２の下部には、冷凍機油１３４として鉱油を貯留しているとともに、電動圧縮要素１４０が配置されている。電動圧縮要素１４０は、密閉容器１３２の底部にコイルばね１４２を介して弾性支持されている。
【００６８】
電動圧縮要素１４０は、ブロック１４４の下方に固定されインバータ駆動回路（図示せず）とつながっている固定子１４６と、永久磁石を内蔵し主軸部１４８の下方に固定された回転子１５０から構成され、インバータ駆動用の電動モータを形成しており、インバータ駆動回路によって、商用電源周波数で運転される冷却用圧縮機１２０とは常に異なる運転周波数で駆動される。
【００６９】
また、電動圧縮要素１４０は、シリンダ１５２を形成するブロック１４４と、シリンダ１５２のボア孔１５３内に往復自在に嵌入されたピストン１５４と、ブロック１４４の軸受１５６に軸支される主軸部１４８と偏芯軸部１５８からなるクランクシャフト１６０と、偏芯軸部１５８とピストン１５４を連結するコンロッド１６２とを備えており、クランクシャフト１６０の回転運動がピストン１５４の往復運動に変換される。
【００７０】
また、ピストン１５４とボア孔１５３内とで形成される圧縮室１６３の空間体積が、ピストン１５４の往復運動により増減変化することで、密閉容器１３２内の内部空間に充満している冷媒は、吸入マフラー１６４の吸入口１６５から吸込まれ、圧縮室１６３内にて吸入、圧縮された後、吐出細管１６９、密閉容器１３２に備えられた吐出配管である吐出チューブ１７０を経て、密閉容器１３２外に吐出される。
【００７１】
さらに、冷却用圧縮機１２０も冷温用圧縮機１０６と同様に密閉容器１８０の下部には冷凍機油（図示せず）として鉱油を貯留しているとともに、電動圧縮要素１８２が配置されている。電動圧縮要素１８２は、密閉容器１８０の底部にコイルばね１８１を介して弾性支持され、ピストン１８４がシリンダ１８６内を往復自在に嵌入された往復動型の構成としている。
【００７２】
このように、本実施の形態の冷却用圧縮機１２０および冷温用圧縮機１０６は、密閉容器１３２，１８０の内部空間が冷却加温サイクル１１５および冷却サイクル１２６の低圧側となり、電動圧縮要素によって圧縮が行われた後の冷媒経路が冷却加温サイクル１１５の高圧側となるような内部低圧型の圧縮機である。
【００７３】
ここで、冷温用圧縮機１０６のピストン１５４往復方向と冷却用圧縮機１２０のピストン１８４往復方向は略平行となるようにするとともに、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０のピストン１５４、１８４を自動販売機の背面側に位置するように設置している。
【００７４】
よって、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０および室外熱交換器１１０からなる一体型熱交換器１１９に備えられたフィン（図示せず）とはそれぞれ略平行になるように配置されている。
【００７５】
さらに、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０のピストン１５４、１８４往復方向に対して略鉛直方向に室外熱交換器１１０および凝縮器１２５からなる一体型熱交換器１１９の長手方向を位置させている。
【００７６】
以上のように構成された自動販売機について、以下その動作を説明する。
【００７７】
冷却加温切替室１０１を冷却する場合、図１において点線矢印で示すように、冷温用圧縮機１０６から吐出された冷媒は、四方弁１１１を通り、室外熱交換器１１０で凝縮液化する。室外熱交換器１１０から出た液冷媒はドライヤ１１４、冷却用逆止弁１２７を経て冷却用キャピラリチューブ１１２で減圧されて、室内熱交換器１０８へ供給される。そして、室内熱交換器１０８で蒸発した冷媒が四方弁１１１を通り、冷温用圧縮機１０６へ還流する。
【００７８】
このとき、例えば外気温度３０℃でプルダウンする場合は、通常３００Ｗ程度で冷却する必要がある。この場合、冷温用圧縮機１０６は蒸発温度−３０℃程度、凝縮温度５０℃程度の圧力条件において高回転で連続運転するように制御される。そして冷却加温切替室１０１内の温度が下降するに伴って、冷温用圧縮機１０６の回転数を順次低下させて能力調整を行う。
【００７９】
次に、冷却加温切替室１０１を加温する場合、図１において実線矢印で示すように、冷温用圧縮機１０６から吐出された冷媒は、四方弁１１１で流路を切り換えて室内熱交換器１０８で凝縮液化する。室内熱交換器１０８から出た液冷媒は加温用キャピラリチューブ１１３で減圧されて、加温用逆止弁１２８を経て室外熱交換器１１０へ供給される。そして、室外熱交換器１１０で蒸発した冷媒が四方弁１１１で流路を切り換えて冷温用圧縮機１０６へ還流する。
【００８０】
このとき、例えば外気温度１５℃でプルアップする場合は、通常４００Ｗ程度で加温する必要がある。この場合、冷温用圧縮機１０６は蒸発温度５℃程度、凝縮温度６５℃程度の圧力条件において連続運転するように制御される。そして冷却加温切替室１０１内の温度が上昇するに伴って、冷温用圧縮機１０６の回転数を順次低下させて能力調整を行う。
【００８１】
一方冷却サイクル１２６においては、冷却用圧縮機１２０から吐出された冷媒は、凝縮器１２５で凝縮液化する。凝縮器１２５から出た液冷媒はそれぞれ膨張弁１２３、第二の膨張弁１２４で減圧されて蒸発器１２１、第二の蒸発器１２２へ供給される。そして、蒸発器１２１、第二の蒸発器１２２で蒸発した冷媒が冷却用圧縮機１２０へ還流する。
【００８２】
このとき、冷却専用室１０２、第二の冷却専用室１０３のうち所定の温度に達した貯蔵室１０４は、当該する膨張弁１２３、第二の膨張弁１２４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４が所定の温度に達すると冷却用圧縮機１２０の運転を停止する。
【００８３】
ここで、冷温用圧縮機１０６とともに冷却用圧縮機１２０が稼動すると、冷却サイクル１２６と連結しているパス周辺のフィン温度は高温になる。そのため、冷却加温サイクル１１５の加温時と冷却サイクル１２６が同時に稼動した場合には、室外熱交換器１１０および凝縮器１２５のフィンを介してカスケード熱交換することができるとともに、凝縮器１２５により暖められた大気を蒸発器として作用する室外熱交換器１１０に吸い込ませることができ、０℃〜１０℃程度の高蒸発温度で冷却加温サイクル１１５を稼動することが可能となる。これにより冷却加温サイクル１１５の圧縮比を低減でき、冷温用圧縮機１０６の効率向上が図れ、消費電力量を削減することができる。
【００８４】
このように、冷却加温切替室１０１を加温する場合は、冷却加温切替室１０１を冷却する場合に比べて蒸発温度が高いため、冷媒の密度も高くなり冷却加温サイクル１１５中の冷媒循環量が増大する。このように冷媒循環量が増大すると、例えば冷温用圧縮機１０６内の冷媒流路に備えられた吸入側のバルブである吸入リードや吐出側のバルブである吐出リードなどのバルブ機構（図示せず）にかかる応力や衝撃、バルブの開閉距離も大きくなり、バルブへの負担が増大することに加え、多量の冷媒を圧縮する為に圧縮時の負荷が増大することでクランクシャフト１５０や軸受１４６等の摺動条件が厳しくなり、より信頼性の低下が懸念される。
【００８５】
しかしながら本実施の形態においては、高圧圧力が大幅に低減できるＲ６００ａ冷媒を用いた上で、さらに冷温用圧縮機１０６の冷却運転時の最高運転回転数に対する加温運転時の最高運転回転数を低く設定し、さらにこれらの比率を冷媒循環量の増加の比率に合わせて０．７から０．９の範囲とし、冷却加温サイクル１１５中の冷媒循環量の過大化を防ぐことで、シリンダヘッド１５４の内部に設けられたバルブ等の摺動部品の破損を防止して冷温用圧縮機１０６の信頼性を向上させることができる。
【００８６】
具体的には、例えば冷却運転時の回転周波数が最高回転数で７２ｒｐｓとした場合でも、加温運転時の最高回転周波数は冷却運転時の最高回転数７２ｒｐｓの８０％（冷却運転時の最高回転数に対する加温運転時の最高回転数の比率は０．８）である６０ｒｐｓ以下である例えば５４ｒｐｓ程度としたことで、冷媒循環量の過大化を防ぐことが可能である。この場合望ましくは、加温運転時の最高回転周波数は冷却運転時の最高回転数の８０％以下とした方が信頼性上好ましいが、設計上の条件等で、冷却運転時の最高回転数も抑えた場合等では９０％（冷却運転時の最高回転数に対する加温運転時の最高回転数の比率は０．９）以下でも信頼性の確保ができる。
【００８７】
また、冷媒循環量があまりにも少なくなると、加温時の高負荷条件における冷凍能力が確保できなくなり、加温運転時に十分な加温ができなくなるのを避けるため、冷却運転時の最高回転数に対する加温運転時の最高回転数の比率の下限は０．７程度にすることが望ましく、少なくとも０．５以上は確保する必要がある。
【００８８】
また、加温時の最低回転数に対する最高回転数の比率は２．０以下にすることが望ましく、例えば本実施の形態のように加温時の最低回転数を２９ｒｐｓとした場合には、最高回転数は最低回転数の２倍の５８ｒｐｓ以下で運転することが望ましい。
【００８９】
なお、加温運転時の最高運転回転数の設定に関して、加温運転時の最高運転回転数における冷媒循環量が、冷却運転時の最高運転回転数における冷媒循環量に近くなるように、加温運転時の最高運転回転数を冷却運転時の最高運転回転数よりも低くしていくと、蒸発温度が高い加温運転により冷媒循環量が増大して電動圧縮要素に備えられたバルブにかかる応力、衝撃やバルブの開閉距離が大きくなり、バルブへの負担が増大することに加え、多量の冷媒を圧縮する為に圧縮時の負荷が増大することでクランクシャフトや軸受等の摺動条件が厳しくなることが回避され、信頼性の高い冷却加温サイクルを提供することができる。
【００９０】
このように、必ずしも加温運転時の最高運転回転数における冷媒循環量と冷却運転時の最高運転回転数における冷媒循環量を設計上近似範囲に調整する必要はないが、理論的には冷媒循環量をほぼ同等となる範囲に維持できるのであれば、加温運転時の負荷増大に備えて予め圧縮機内部のバルブ機構や摺動機構の負荷耐性の高い設計にする配慮が不要となって、コスト面でも設計の標準化面でも好都合となる。
【００９１】
冷媒循環量を近似させる程度については、加温運転時の最高運転回転数における冷媒循環量と冷却運転時の最高運転回転数における冷媒循環量との差が、冷却運転時の最高運転回転数における冷媒循環量の±１０％の範囲内であれば、上述の信頼性と加温能力のバランスを良好に維持する観点からは好都合である。
【００９２】
以上のように、本実施の形態においては、冷却と加温を単一の冷温用圧縮機１０６で実現した場合でも、高圧圧力が非常に小さいＲ６００ａを用いることで、冷温用圧縮機１０６の内部での耐荷重性や高圧配管の耐久性を確保でき、また冷温用圧縮機１０６内部の温度上昇も抑えることができる。
【００９３】
さらに、冷却加温サイクル１１５の運転条件の中でも最も高圧圧力が高くなる為に冷温用圧縮機１０６の信頼性上において厳しい条件となる加温運転時において、インバータ駆動によって、冷温用圧縮機１０６の最高運転回転数を、冷却運転時の最高運転回転数より低くすることで、加温運転時における信頼性をより向上させることが可能となる。
【００９４】
また、電気ヒータなどの加温効率が１程度の加熱手段に比べて２倍程度の加温効率を実現することができ、さらに冷却運転時および加温運転時のどちらの運転条件においてもインバータ駆動によって冷温用圧縮機１０６が運転されることで、高負荷時には高い回転数で運転して冷凍能力の増大を図った上で、低負荷時には低い回転数で連続運転でき、消費電力の大幅な低減を図ることが可能となる。
【００９５】
また本実施の形態においては、冷温用圧縮機１０６をカバー１０５内に設置しているため、低外気温時に冷温用圧縮機１０６全体の温度低下を防止することができる。従って、冷温用圧縮機１０６の吸入ガス温度の低下を防ぐことができるため、冷温用圧縮機１０６の効率低下を防止して冷却加温サイクル１１５の高いサイクル効率を維持することができる。
【００９６】
さらに本実施の形態では、図３に実線矢印で示すような風路を形成して凝縮器１２５から放熱するようにしているが、冷温用圧縮機１０６はカバー１０５内に設置されているため、風路の影響を受けず全体の温度低下が抑制され、さらに高いサイクル効率を維持することができる。
【００９７】
また、２パスのフィンチューブ熱交換器で構成されている室外熱交換器１１０および凝縮器１２５は、フィンを介して一体化しているため、冷却加温サイクル１１５および冷却サイクル１２６とそれぞれの配管からの振動の影響を受ける。
【００９８】
特に、従来の自動販売機において一般的に搭載されていたロータリ型やスクロール型といった内部高圧型の圧縮機では、電動圧縮要素が密閉容器に直接固着されるため、圧縮に伴う振動が密閉容器へ直接伝達するため、振動が大きくなり、配管の振動も大きくなる傾向がある為、２台の圧縮機を１つの熱交換器で共用する場合には、これらの振動に起因する配管の折損が懸念されていた。
【００９９】
特に、圧縮負荷が非常に大きくなる加温条件では、圧縮に伴う振動がより増大するため、さらに振動に起因する信頼性の低下が問題となる。
【０１００】
しかしながら本実施の形態によれば、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０は内部低圧型で、電動圧縮要素１４０，１８２が密閉容器１３２，１８０に対してコイルばね１４２，１８１等の弾性部材によって弾性支持されている往復動型圧縮機としたものであり、それぞれのピストン１５４、１８４の往復運動により発生する電動圧縮要素１３０、１８２の振動が密閉容器１３２、１８０へ直接伝播せず、コイルばね１３２により低減できるため、配管への振動伝達を低減できることとなり、２台の圧縮機の配管が一つの室外熱交換器１１０および凝縮器１２５と連結している場合であっても、配管の振動を抑制して配管の折損を防止できるため、振動に起因する信頼性の低下を防ぐことができ、この室外熱交換器１１０および凝縮器１２５からなる一体型凝縮器の高効率面のメリットを十分に生かすことができる。
【０１０１】
さらに、本実施の形態の冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０は電動圧縮要素の中でも電動モータが下部で、冷媒の圧縮を行う為に振動が大きくなるピストン１５４、１８４および圧縮室１６３，１８７が上部に配置されているため、圧縮機の振動源である圧縮室１６３，１８７が電動圧縮要素１３０を密閉容器へ弾性支持するコイルばねからより離れており、さらに振動の低減を図ることが可能となる。
【０１０２】
よって、振動に起因する信頼性の低下を防ぎ信頼性が高い自動販売機を提供することができるとともに、高い熱交換能力を実現した高品位の自動販売機を提供することができる。
【０１０３】
さらに冷温用圧縮機１０６と冷却用圧縮機１２０はそれぞれのピストン１５４、１８４往復方向を略平行となるようにすることで、２台の圧縮機の往復動方向が同一延長線上に位置しない為、振動発生源であるピストン１５４の往復運動に起因する振動が２つの圧縮機で共振もしくは増幅されることを防ぎ、複数の往復動型圧縮機を近傍に配置する場合の異常振動による配管折れ等の信頼性低下を防ぐことができる。
【０１０４】
また、冷温用圧縮機１０６と冷却用圧縮機１２０のそれぞれのピストン１５４、１８４を自動販売機の背面側に位置するように設置するとともに、ピストン１５４、１８４往復方向に対して略鉛直方向に室外熱交換器１１０および凝縮器１２５の長手方向を位置させていることで、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０および室外熱交換器１１０からなる一体型熱交換器１１９に備えられたフィン１１９ａとはそれぞれ略平行になるように配置されているため、図３の矢印に示した風路のように自動販売機の背面側から扉１２９側への風路が形成しやすく、かつ冷温用圧縮機１０６や冷却用圧縮機１２０の振動のうち往復動方向の振動が伝達された場合でも、フィン１１９ａの配置方向と略平行方向で振動する為、フィン１１９ａが振動に伴う周辺の空気抵抗を受けにくく、フィン１１９ａからの振動や騒音を低減することができる。
【０１０５】
また、冷媒が圧縮される際に発生する振動が２つのパスを介して室外熱交換器１１０および凝縮器１２５からなる一体型熱交換器１１９のフィン１１９ａへ伝達し、フィン１１９ａの振動に起因する異常音の発生を防止できるので、低騒音、低振動の自動販売機を提供することができる。
【０１０６】
加えて、冷温用圧縮機１０６と冷却用圧縮機１２０は常に異なる運転周波数にて運転されるため、常に圧力脈動の主成分となる周波数も異なることになる。従って、冷却加温サイクル１１５と冷却サイクル１２６における配管振動が共振して振動が増大することを防ぐことができ、自動販売機の振動伝達を低減することができる。
【０１０７】
さらに、本実施の形態の冷温用圧縮機１０６の脚１７２と弾性部材１７４との当接面Ａは密閉容器１３２の下端面１３２ａよりも上方に位置しているため、冷温用圧縮機１０６の上下方向の重心Ｂと、冷温用圧縮機１０６の脚１７２と脚１７２を弾性支持する弾性部材１７４との当接面Ａとの距離Ｃは、冷温用圧縮機１０６の上下方向の重心Ｂと密閉容器１３２の下端面１３２ａとの距離Ｄよりも短くなっている。
【０１０８】
これによって、冷温用圧縮機１０６の振動の振幅は、重心Ｂ付近が最も小さく重心Ｂから離れるにつれて振動が大きくなることから、冷温用圧縮機１０６のより重心Ｂに近い部分に脚１７２と弾性部材１７４との当接面Ａを位置させることにより、冷温用圧縮機１０６全体の振動を低減することができるので、さらに、自動販売機への振動伝達を低減できることとなり、不快な振動や、振動に起因する騒音発生の無い高品位の自動販売機を提供することできる。
【０１０９】
なお、本実施の形態においては圧縮機の重心と、脚と弾性部材との当接面との位置関係を冷温用圧縮機１０６について規定したが、冷却用圧縮機１２０について同様に規定してもよい。
【０１１０】
また、本実施の形態では、冷温用圧縮機１０６の密閉容器１３２内の圧力が冷却加温サイクル１１５の低圧圧力と同等である内部低圧型としたものであり、密閉容器１３２の内部が高圧型の場合に比べて冷凍機油１３４への冷媒の溶解量を少なくすることができるので、可燃性冷媒であるＲ６００ａの冷却加温サイクル１１５への封入量を抑制することができるため、万一の冷媒漏洩時の絶対量を低減でき、システム内に保持される可燃性冷媒量も少なくできるため、防爆安全性を高めることができる。
【０１１１】
さらに、本実施の形態では、冷却用圧縮機１２０も冷温用圧縮機１０６と同様に内部低圧型としたものであり、冷却サイクル１２６へのＲ６００ａの封入量を冷却加温サイクル１１５と同様に抑制できるので、より安全性を高めることができることは言うまでもない。
【０１１２】
なお、冷却サイクル１２６にも可燃性冷媒であるＲ６００ａを封入すれば、地球温暖化防止に一層寄与する環境対応型の自動販売機を提供することができ、冷却加温サイクル１１５と同冷媒を適用する製造上、サービス上の利点もある。
【０１１３】
また、冷却サイクル１２６と冷却加温サイクル１１５の二つの独立した回路に分離したシステムで自動販売機の冷却加温を行わせるものであるので、万一の可燃性冷媒の漏洩時にも全ての冷媒が漏洩対象とならず、可燃性冷媒を適当した自動販売機の防爆安全性に一定の安全率を見込むこともできる。
【０１１４】
以上のように、本実施の形態では、適用製品として冷却または加温可能な自動販売機を対象としたが、特徴となる主要構成は加温可能な冷凍装置としての形態であればよく、したがって適用製品も自動販売機に限定されない。さらには、特定の構成と条件を限定すれば圧縮機としても特徴を有するものとなる。
【０１１５】
なお、本実施の形態において、冷却加温サイクルという表現は冷却／加温サイクルもしくは冷却・加温サイクルの意味であり、冷却加温切替室という表現は冷却／加温切替室もしくは冷却・加温切替室の意味であり、また、冷温用圧縮機という表現は冷却／加温用圧縮機もしくは冷却・加温用圧縮機という意味である。
【０１１６】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における冷却用圧縮機の縦断面図であり、図６は同実施の形態の冷温用圧縮機の縦断面図であり、図７は同実施の形態の冷温用圧縮機の吸入リードおよび吐出リード周辺の分解斜視図であり、図８は同実施の形態の吸入リードの板厚と応力の相関関係を示す図であり、図９は同実施の形態の吐出リードの耐衝撃疲労強度の比較を示す図である。
【０１１７】
なお、本実施の形態では実施の形態１で説明した冷却サイクル１２６および冷却加温サイクル１１５に備えられた冷却用圧縮機および冷温用圧縮機の内部構造を詳細に説明するので、実施の形態１と重複する内容については詳細な説明を省略する。
【０１１８】
図において、冷却用圧縮機１２０は密閉容器１８０の下部には冷凍機油（図示せず）として鉱油を貯留しているとともに、内部空間１８０ａには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、密閉容器１８０に対して弾性的に電動圧縮要素１８２が配置されている。電動圧縮要素１８２は、密閉容器１８０の底部にコイルばね１８１を介して弾性支持され、ピストン１８４がシリンダ１８６内を往復自在に嵌入された往復動型の構成としている。
【０１１９】
また、電動圧縮要素１８２は、ブロック１９０の下方に固定された固定子１９２と、主軸部１９３ａの下方に固定された回転子１９４から構成され、一定速で駆動するインダクション用の電動モータを形成しており、商用電源周波数と同一の運転周波数で運転される。
【０１２０】
また、電動圧縮要素１８２は、シリンダ１８６を形成するブロック１９０と、シリンダ１８６のボア孔１８６ａ内に往復自在に嵌入されたピストン１８４と、ブロック１９０の軸受１９５に軸支される主軸部１９３ａと偏芯軸部１９３ｂからなるクランクシャフト１９３と、偏芯軸部１９３ｂとピストン１８４を連結するコンロッド１８５とを備えており、クランクシャフト１９３の回転運動がピストン１８４の往復運動に変換される。
【０１２１】
また、ピストン１８４とボア孔１８６ａ内とで形成される圧縮室１８７の空間体積が、ピストン１８４の往復運動により増減変化することで、密閉容器１８０内の内部空間１８０ａに充満している冷媒は、吸入マフラー１９６の吸入口（図示せず）から吸込まれ、吸入バルブ１９７を経て圧縮室１８７内にて吸入、圧縮された後、吐出バルブ１９８を経て、吐出細管１９９、密閉容器１８０に備えられた吐出配管である吐出チューブ２００を経て、密閉容器１３２外に吐出される。
【０１２２】
このように、本実施の形態の冷却用圧縮機１２０は、密閉容器１８０の内部空間１８０ａが冷却サイクル１２６の低圧側となり、電動圧縮要素１８２によって圧縮が行われた後の冷媒経路が冷却サイクル１２６の高圧側となるような内部低圧型の圧縮機である。
【０１２３】
次に、冷温用圧縮機１０６の構成について説明する。
【０１２４】
圧延鋼板を深絞りにより成形してなるすり鉢状の下容器１３０と逆すり鉢状の上容器１３１を係合し、係合部分を全周溶接して密閉容器１３２が形成される。密閉容器１３２の下部には、冷凍機油１３４として鉱油を貯留しているとともに、内部空間１３２ｂには冷媒としてＲ６００ａが封入されており、密閉容器１３２に対して弾性的に電動圧縮要素１４０が配置されている。電動圧縮要素１４０は、密閉容器１３２の底部にコイルばね１４２を介して弾性支持されている。
【０１２５】
電動圧縮要素１４０は、ブロック１４４の下方に固定されインバータ駆動回路（図示せず）とつながっている固定子１４６と、永久磁石を内蔵し主軸部１４８の下方に固定された回転子１５０から構成され、インバータ駆動用の電動モータを形成しており、インバータ駆動回路によって、商用電源周波数を上回る運転周波数を含む複数の運転周波数で駆動される。
【０１２６】
また、電動圧縮要素１４０は、シリンダ１５２を形成するブロック１４４と、シリンダ１５２のボア孔１５３内に往復自在に嵌入されたピストン１５４と、ブロック１４４の軸受１５６に軸支される主軸部１４８と偏芯軸部１５８からなるクランクシャフト１６０と、偏芯軸部１５８とピストン１５４を連結するコンロッド１６２とを備えており、クランクシャフト１６０の回転運動がピストン１５４の往復運動に変換される。
【０１２７】
また、ピストン１５４とボア孔１５３内とで形成される圧縮室１６３の空間体積が、ピストン１５４の往復運動により増減変化することで、密閉容器１３２内の冷媒は、吸入マフラー１６４の吸入口１６５から吸込まれ、バルブプレート２０１の吸入穴２０２を経て吸入リード１６７を介して圧縮室１６３内にて吸入され、ピストン１５４の往復運動によって圧縮された後、バルブプレート２０１の吐出穴２０３を経て吐出リード１６８を介して吐出細管１６９、密閉容器１３２に備えられた吐出配管である吐出チューブ１７０を経て、密閉容器１３２外に吐出される。
【０１２８】
ここで、冷温用圧縮機１０６の吸入リード１６７の板厚は０．２５４ｍｍとし、冷却用圧縮機１２０の吸入リード１９７の板厚０．２０３ｍｍに対する比率は１．２５としている。また、この時、冷却用圧縮機１２０の吸入リード１９７のバネ定数が約２９０Ｎ／ｍであるのに対して冷温用圧縮機１０６の吸入リードのバネ定数は約５７０Ｎ／ｍであって、おおよそ２．０倍程度としている。
【０１２９】
また、吐出リード１６８は、吐出リード１６８の開き量を規制する弾性を有するスプリングリード２０４および弾性を有さず高い剛性を有したストッパ２０５と共にバルブプレート２０１にカシメピン２０６によって固着されるとともに、バルブプレート２０１の吐出穴２０３周りに形成された吐出弁座２０８と当接してシールしている。さらに、この冷温用圧縮機１０６の吐出リード１６８は、冷却用圧縮機１２０の吐出リード１９８よりも耐衝撃疲労強度を高めており、本実施の形態においては、冷却用圧縮機１２０の吐出リード１９８の材料はバルブ鋼を使用しているのに対して冷温用圧縮機１０６の吐出リード１６８はステンレスバルブ鋼を用いることで、冷温用圧縮機１０６の吐出リード１６８の耐衝撃疲労強度は、冷却用圧縮機１２０の吐出リード１９８と比較しておよそ２５％程度向上させている。
【０１３０】
このバルブ鋼とステンレスバルブ鋼の組成については（表１）に示している。
【０１３１】
【表１】
2007219905.tif 000003
【０１３２】
（表１）に示すように、ステンレスバルブ鋼は、バルブ鋼が含有していないクロムとモリブデンを含有していることが最大の特徴であり、この材料の違いによる引っ張り強さについては、ほぼ同等であるが、図９に示すように疲労破壊に対する衝撃速度すなわち耐衝撃疲労強度がステンレスバルブ鋼の方がおよそ２５％程度高い。
【０１３３】
このように、本実施の形態の圧縮機では、加温運転を行う際の吐出リード１６８の信頼性向上を図る為に考えられる複数の項目の中でも耐衝撃疲労強度に着目し、耐衝撃疲労強度を高めるような材料を冷温用圧縮機１０６の吐出リード１６８に用いている。
【０１３４】
以上のように構成された自動販売機について、以下その動作を説明する。本実施の形態においては、冷却サイクル１２６による冷却運転と、冷却加温サイクル１１５による加温運転とが同時に可動した場合を一例として説明する。
【０１３５】
冷温用圧縮機１０６とともに冷却用圧縮機１２０が稼動すると、冷却サイクル１２６と連結している室外熱交換器１１０のパスは凝縮器として作用し、パス周辺のフィン温度は高温になる。そのため、冷却加温サイクル１１５の加温時と冷却サイクル１２６が同時に稼動した場合には、室外熱交換器１１０のフィンを介してカスケード熱交換することができるとともに、凝縮器により暖められた大気を蒸発器に吸い込ませることができ、０℃〜１０℃程度の高蒸発温度で冷却加温サイクル１１５を稼動することが可能となる。これにより冷却加温サイクル１１５の圧縮比を低減でき、冷温用圧縮機１０６の効率向上が図れ、消費電力量を削減することができる。
【０１３６】
また、冷却加温切替室１０１を加温する場合は、冷却加温切替室１０１を冷却する場合に比べて蒸発温度が高いため、冷媒の密度も高くなり冷却加温サイクル１１５中の冷媒循環量が増大する。さらに、冷温用圧縮機１０６は商用電源を上回る高運転周波数においても駆動されるため、冷却加温サイクル１１５中の冷媒循環量が増大する。
【０１３７】
このように、冷媒循環量が増大すると、圧縮室１６３に冷媒が吸い込まれる際に吸入リード１６７の開き量が大幅に増加し、吸入リード１６７にかかる応力が増大し、吸入リード１６７の信頼性が低下するが、本実施の形態においては、冷媒循環量の影響が大きい吸入リードの負荷が大きくなる技術課題に着目して、冷温用圧縮機１０６の吸入リード１６７の板厚の冷却用圧縮機１２０の吸入リード１９７の板厚に対する比率を１．２５としている。
【０１３８】
これによって、図８に示すように、冷却用圧縮機１２０で用いている吸入リード１９７の板厚０．２０３ｍｍの冷却時の最大応力を１．０（「冷却用冷却時／冷温用冷却時／リードｔ０．２０３」の部分の最上部の箇所）とした場合に、同じ０．２０３ｍｍの板厚のリードで加温運転に用いると、図８の「冷温用加温時リード／ｔ０．２０３」に示すように吸入リードにかかる最大応力が１．２倍程度まで増大し、吸入リードの信頼性が低下する。
【０１３９】
これに対して、吸入リードの板厚を０．２５４ｍｍとした本実施の形態の冷温用圧縮機１０６の吸入リード１６７では、図８の右下部の「冷温用加温時／リードｔ０．２５４」のように加温時の最大応力を冷却時の最大応力よりも低減することができる。
【０１４０】
このように、本実施の形態では冷温用圧縮機１０６の吸入リード１６７の板厚は０．２５４ｍｍとし、冷却用圧縮機１２０の吸入リード１９７の板厚０．２０３ｍｍに対する比率は１．２５としており、また、この時、冷却用圧縮機１２０の吸入リード１９７のバネ定数が約２９０Ｎ／ｍであるのに対して冷温用圧縮機１０６の吸入リードのバネ定数は約５７０Ｎ／ｍであって、おおよそ２．０倍程度としていることで、冷却運転よりも冷媒循環量が増大する為に、吸入リードへの負荷が増大する加温運転時であっても、吸入リード１６７に発生する最大応力を低減し、吸入リード１６７の折損を防止して冷温用圧縮機１０６の信頼性を向上させることができる。
【０１４１】
なお、本実施の形態においては、冷却用圧縮機１２０の吸入リード１９７の板厚に対する冷温用圧縮機１０６の吸入リード１６７の板厚は比率は１．２５としたが、吸入リードへの負荷の増大を考慮すると、冷却用圧縮機１２０に対して少なくとも１．２０倍とすることで、吸入リード１６７の信頼性を確保することができる。ただし、板厚を厚くすることに伴って、吸入リード１６７の応答性は低下する傾向があり、このように応答性が低下したいわゆる開き難い吸入リード１６７では、冷媒の吸入効率が低下し、圧縮機の能力が低下する懸念があるので、冷温用圧縮機１０６の吸入リード１６７の板厚は、冷却用圧縮機１２０の吸入リード１９７に対して少なくとも２．０倍以下とすれば応答追随性に致命的な影響を与えることが避けられて所期の目的が達成でき、さらに、応力耐性と応答追随性とをバランスを保ちながら両立させようとすれば１．５倍以下とすることがより望ましいことを確認している。
【０１４２】
なお、冷却用圧縮機１２０の吸入リード１９７のバネ定数に対する冷温用圧縮機１０６の吸入リード１６７のバネ定数の比率はおおよそ２．０倍程度としたが、吸入リードへの負荷の増大を考慮すると、冷却用圧縮機１２０に対して少なくとも１．５倍とすることで、吸入リード１６７の信頼性を確保することができる。また、このバネ定数の上限に関しては、上述の板厚と同様の考え方で、バネ定数が大きくなるに従って吸入リード１６７の応答性は低下する傾向があり、このように応答性が低下したいわゆる開き難い吸入リード１６７では、冷媒の吸入効率が低下し、圧縮機の能力が低下する懸念があるので、冷温用圧縮機１０６の吸入リード１６７の板厚は、冷却用圧縮機１２０の吸入リード１９７に対して少なくとも３．０倍以下とすれば応答追随性に致命的な影響を与えることが避けられて所期の目的が達成でき、さらに、応力耐性と応答追随性とをバランスを保ちながら両立させようとすれば２．５倍以下とすることがより望ましいことを確認している。
【０１４３】
また、このバネ定数に関しては、板厚を厚くすることで、バネ定数を増加させることも可能であるし、吸入リード１６７の形状を工夫することで、バネ定数を増加させることも可能である。
【０１４４】
また、吐出リード１６８は、開き量の規制がない吸入リード１６７とは異なり、スプリングリード２０４およびストッパ２０５によって、開き量が規制されている。
【０１４５】
よって、加温運転時に冷媒循環量が増大すると、単位時間辺りに吐出穴２０３を通過する冷媒の量が増える為、吐出リード１６８がスプリングリード２０４および開き量を規制するストッパ２０５に衝突する衝撃力および吐出リード１６８が閉じる際に吐出弁座２０８に衝突する衝撃力が大きくなるが、本実施の形態においては、この冷温用圧縮機１０６の吐出リード１６８は、冷却用圧縮機１２０の吐出リード１９８よりも耐衝撃疲労強度を高めており、冷却用圧縮機１２０の吐出リード１９８の材料はバルブ鋼を使用しているのに対して冷温用圧縮機１０６の吐出リード１６８はステンレスバルブ鋼を用いることで、冷温用圧縮機１０６の吐出リード１６８の耐衝撃疲労強度は、冷却用圧縮機１２０の吐出リード１９８と比較しておよそ２５％程度向上させている。
【０１４６】
よって、冷媒循環量の増大にともなう吐出リード１６８の開き量規制手段であるスプリングリード２０４およびストッパ２０５に衝突する衝撃力および吐出リード１６８が閉じる際に吐出弁座２０８に衝突する衝撃力が大きくなった場合でも、吐出リード１６８の信頼性を確保することができる。
【０１４７】
なお、実質的には、ステンレスバルブ鋼の材料組成であるクロム，モリブデンの含有量を調整するなどして耐衝撃疲労強度を冷却用圧縮機１２０の吐出リードのそれと比較して概ね２０％以上向上させることによって所期の効果が得られる。
【０１４８】
このように、特に加温運転に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機１０６において、冷媒循環量の影響により吐出リード１６８が他部品への衝突する際の衝撃力による吐出リード１６８への負荷が大きくなるといった技術課題に着目して、冷却時に比べて冷媒循環量が増加する加温時における吐出リード１６８の耐衝撃強度の向上を図ることで、吐出リード１６８の信頼性を向上させることで冷温用圧縮機１０６の信頼性を向上させることができる。
【０１４９】
なお、本実施の形態では、吐出リード１６８の開き量規制手段として、弾性を有するスプリングリード２０４および弾性を有さないストッパ２０５の２つを用いたが、スプリングリード２０４は吐出リード１６８のストッパ２０５への衝撃力を緩和するとともに吐出リード１６８の閉じ遅れを改善し応答性を向上させる為に備えているので、必ずしも必要とはしない。吐出リード１６８の開き量規制手段としては、ストッパ２０５だけでも行うことが可能である。
【０１５０】
冷却用圧縮機１２０，冷温用圧縮機１０６ともにスプリングリード２０４を採用しない組み合わせであれば、スプリングリード２０４の吐出リード１６８の衝撃力を緩和する働きが期待できないため、実質的には２０％を相当上回る耐衝撃疲労強度の向上策が要求されることとなる。
【０１５１】
以上のように、本実施の形態では、冷温用圧縮機１０６に設けられた吸入リード１６７および吐出リード１６８等のバルブ機構まわりの応力耐性や耐衝撃疲労強度を高めて摺動部品の破損を防止し、冷温用圧縮機１０６の信頼性を向上させることができる。
【０１５２】
また、さらにこの加温運転時の冷媒循環量の増加に伴う吸入リード１６７および吐出リード１６８の信頼性の低下を防ぐ為に、冷温用圧縮機１０６においては、冷却運転時の最高回転数よりも加温運転時の最高運転回転数を低く設定することも有効な手段である。
【０１５３】
具体的には、例えば冷却運転時の回転周波数が最高回転数で７２ｒｐｓとした場合でも、加温運転時の最高回転周波数は冷却運転時の最高回転数７２ｒｐｓの８０％（冷却運転時の最高回転数に対する加温運転時の最高回転数の比率は０．８）である６０ｒｐｓ以下である例えば５４ｒｐｓ程度のとしたことで、冷媒循環量の過大化を防ぐことが可能である。この場合望ましくは、加温運転時の最高回転周波数は冷却運転時の最高回転数の８０％以下とした方が信頼性上好ましいが、設計上の条件等で、冷却運転時の最高回転数も抑えた場合等では９０％（冷却運転時の最高回転数に対する加温運転時の最高回転数の比率は０．９）以下でも信頼性の確保ができる。
【０１５４】
また、冷媒循環量があまりにも少なくなると、加温時の高負荷条件における冷凍能力が確保できなくなり、加温運転時に十分な加温ができなくなるのを避けるため、冷却運転時の最高回転数に対する加温運転時の最高回転数の比率の下限は０．７程度にすることが望ましく、少なくとも０．５以上は確保する必要がある。
【０１５５】
また、加温時の最低回転数に対する最高回転数の比率は２．０以下にすることが望ましく、例えば本実施の形態のように加温時の最低回転数を２９ｒｐｓとした場合には、最高回転数は最低回転数の２倍の５８ｒｐｓ以下で運転することが望ましい。
【０１５６】
また、本実施の形態においては、冷却用圧縮機１２０は、機械室ファン２１０によって機械室内の強制冷却を行う風路（図３の実線矢印で示している風路）上に設置されているとともに、冷温用圧縮機１０６はこの風路上以外の場所に設置されているので、特に、冷温用圧縮機１０６が加温運転を行う低外気温時に冷温用圧縮機１０６の吸入ガス温度の低下を防止することができるため、加温運転時の冷却加温サイクルのサイクル効率を高めることができ、自動販売機の消費電力を低減することができる。
【０１５７】
さらに本実施の形態においては、冷温用圧縮機１０６をカバー１０５内に設置しているため、低外気温時に冷温用圧縮機１０６全体の温度低下を防止することができる。従って、冷温用圧縮機１０６の吸入ガス温度の低下を防ぐことができるため、冷温用圧縮機１０６の効率低下を防止して冷却加温サイクル１１５の高いサイクル効率を維持することができる。
【０１５８】
なお、本実施の形態では、冷温用圧縮機１０６を覆うカバー１０５の材料は特に限定しなかったが、このカバー１０５を断熱性を有する断熱カバーとすることで、低外気温時に冷温用圧縮機１０６全体の温度低下をより高度に防止することができる。従って、冷温用圧縮機１０６の吸入ガス温度の低下を防ぐことができるため、冷温用圧縮機１０６の効率低下を防止して冷却加温サイクル１１５の効率をより向上させることができる。
【０１５９】
また、本実施の形態においては、冷温用圧縮機１０６が冷却運転時の最高回転数で運転している状態において、冷温用圧縮機１０６に備えられたインバータ用の電動モータのトルクは、冷却用圧縮機１２０が最高回転数で運転している状態において、冷却用圧縮機１２０に備えられたインダクション用の電動モータのトルクよりも大きくしたことよって、冷却用圧縮機１２０と比較して、特に加温運転に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機１０６において、冷媒循環量の増加に伴って電動モータの負荷が大きくなった場合でも、より高負荷時のトルクが大きくなる電動モータを冷温用圧縮機１０６に備えることで、冷温用圧縮機１０６の信頼性をより向上させることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【０１６０】
なお、このような冷温用圧縮機１０６のトルクを上げる手段として、固定子の巻線を流れる電流値を上げる為に、例えば固定子の巻線長さを短くすることで電流値を上げ、トルクを増大させる方法が一般的であるが、巻線長さを短くすると電動モータの効率が低下してしまう傾向がある為、本実施の形態では、インバータ運転において高負荷時にのみより大きい電流を流すように制御することでトルクの増大を行っている。
【０１６１】
以上のように、本実施の形態では、適用製品として冷却または加温可能な自動販売機を対象としたが、特徴となる主要構成は加温可能な冷凍装置としての形態であればよく、したがって適用製品も自動販売機に限定されない。さらには、特定の構成と条件を限定すれば圧縮機としても特徴を有するものとなる。
【０１６２】
なお、本実施の形態において、冷却加温サイクルという表現は冷却／加温サイクルもしくは冷却・加温サイクルの意味であり、冷却加温切替室という表現は冷却／加温切替室もしくは冷却・加温切替室の意味であり、また、冷温用圧縮機という表現は冷却／加温用圧縮機もしくは冷却・加温用圧縮機という意味である。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
以上のように、本発明にかかる自動販売機は、大幅な消費電力低減が図れ、かつ信頼性が高いので、ショーケースやカップ自販機等の加温可能な冷凍装置を有する機器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】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２】同実施の形態における冷凍サイクルを構成する冷凍装置の斜視図
【図３】同実施の形態における自動販売機の上方から見た冷温用圧縮機および冷却用圧縮機の平面断面図
【図４】同実施の形態における冷温用圧縮機の縦断面図
【図５】本発明の実施の形態２における冷却用圧縮機の縦断面図
【図６】同実施の形態の冷温用圧縮機の縦断面図
【図７】同実施の形態の冷温用圧縮機の吸入リードおよび吐出リード周辺の分解斜視図
【図８】同実施の形態の吸入リードの板厚と応力の相関関係を示す図
【図９】同実施の形態の吐出リードの耐衝撃疲労強度の比較を示す図
【図１０】従来の自動販売機の冷媒回路図
【符号の説明】
【０１６５】
１０５  カバー
１０６  冷温用圧縮機
１１５  冷却加温サイクル
１２０  冷却用圧縮機
１２６  冷却サイクル
１３２，１８０  密閉容器
１６７，１９７  吸入リード
１６８，１９８  吐出リード
１４０，１８２  電動圧縮要素
２１０  機械室ファン
【図１】
2007219905.tif 000004
【図２】
2007219905.tif 000005
【図３】
2007219905.tif 000006
【図４】
2007219905.tif 000007
【図５】
2007219905.tif 000008
【図６】
2007219905.tif 000009
【図７】
2007219905.tif 000010
【図８】
2007219905.tif 000011
【図９】
2007219905.tif 000012
【図１０】
2007219905.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月16日(2007.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷媒としてＲ６００ａを封入した冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有し、前記電動圧縮要素はピストンの往復運動により圧縮された前記冷媒を開閉動作により流通させる吐出リードと前記吐出リードの開き量を衝突により規制するストッパとを備えるとともにインバータ駆動回路によって商用電源周波数を上回る周波数を含む複数の回転数で運転されるインバータ駆動の往復動圧縮機であって、前記電動圧縮要素に備えられた吐出リードの材料にステンレスバルブ鋼を用い、かつ加温運転時の最高運転回転数と冷却運転時の最高運転回転数との比率を０．５以上で０．９以下の範囲に収めることによって前記吐出リードの前記ストッパへの衝突による耐衝撃信頼性を高めた自動販売機。
【請求項２】
吐出リードは、弾性を有するスプリングリードを介してストッパにより開き量を規制される請求項１に記載の自動販売機。
【請求項３】
加温運転時の最高運転回転数と最低運転回転数との比率を２．０以下とした請求項１または２に記載の自動販売機。
【請求項４】
冷温用圧縮機は、冷却用圧縮機とは常に異なる運転周波数で運転される請求項１から３のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項５】
冷却用圧縮機は、機械室ファンによって機械室内の強制冷却を行う風路上に設置されているとともに、冷温用圧縮機は前記風路上以外の場所に設置されている請求項１から４のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項６】
冷温用圧縮機の密閉容器の外側には、前記密閉容器を覆うカバーが備えられた請求項１から５のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項７】
冷却用冷却サイクルに、冷媒としてＲ６００ａが封入された請求項１から６のいずれか一項に記載の自動販売機。
【請求項８】
冷却用圧縮機および冷温用圧縮機の密閉容器内の圧力を低圧型とした請求項１から７のいずれか一項に記載の自動販売機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
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、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷媒としてＲ６００ａを封入した冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有し、前記電動圧縮要素はピストンの往復運動により圧縮された前記冷媒を開閉動作により流通させる吐出リードと前記吐出リードの開き量を衝突により規制するストッパとを備えるとともにインバータ駆動回路によって商用電源周波数を上回る周波数を含む複数の回転数で運転されるインバータ駆動の往復動圧縮機であって、前記電動圧縮要素に備えられた吐出リードの材料にステンレスバルブ鋼を用い、かつ加温運転時の最高運転回転数と冷却運転時の最高運転回転数との比率を０．５以上で０．９以下の範囲に収めることによって前記吐出リードの前記ストッパへの衝突による耐衝撃信頼性を高めたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項１に記載の発明は、冷却運転を行う冷却用冷却サイクルと、冷却運転と加温運転を切替え可能な冷媒としてＲ６００ａを封入した冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷温用圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器の内部に備えられた電動圧縮要素とを有し、前記電動圧縮要素はピストンの往復運動により圧縮された前記冷媒を開閉動作により流通させる吐出リードと前記吐出リードの開き量を衝突により規制するストッパとを備えるとともにインバータ駆動回路によって商用電源周波数を上回る周波数を含む複数の回転数で運転されるインバータ駆動の往復動圧縮機であって、前記電動圧縮要素に備えられた吐出リードの材料にステンレスバルブ鋼を用い、かつ加温運転時の最高運転回転数と冷却運転時の最高運転回転数との比率を０．５以上で０．９以下の範囲に収めることによって前記吐出リードの前記ストッパへの衝突による耐衝撃信頼性を高めたものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
さらに、冷却加温サイクルの運転条件の中でも最も高圧圧力が高くなる為に圧縮機の信頼性上において厳しい条件となる加温運転時において、インバータ圧縮機の最高運転回転数を、冷却運転時の最高運転回転数より低くすることで、加温運転時における信頼性をより向上させることが可能となる。
また、蒸発温度が高い加温運転で冷媒循環量が増大して電動圧縮要素に備えられたバルブにかかる応力やバルブの開閉距離が大きくなり、バルブへの負担が増大することに加え、多量の冷媒を圧縮する為に圧縮時の負荷が増大することでクランクシャフトや軸受等の摺動条件が厳しくなることが避けられ、信頼性の高い冷却加温サイクルを提供することができる。
また、冷却用圧縮機と比較して、特に加温運転時に冷媒循環量が増える冷温用圧縮機において、冷媒循環量の影響により吐出リードが他部品への衝突する際の衝撃力による吐出リードへの負荷が大きくなる技術課題に着目して、冷却時に比べて冷媒循環量が増加する加温時における吐出リードの耐衝撃強度の向上を構造面に大きな変更を加えずに材料面より図ることができ、吐出リードの信頼性を向上させることで冷温用圧縮機の信頼性を向上させることができるので、信頼性をより向上させた自動販売機を提供することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
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、冷却用圧縮機は、機械室ファンによって機械室内の強制冷却を行う風路上に設置されているとともに、冷温用圧縮機は前記風路上以外の場所に設置されているものである。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、冷温用圧縮機の密閉容器の外側には、前記密閉容器を覆うカバーが備えられたものである。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、冷却用冷却サイクルに、冷媒としてＲ６００ａが封入されたものである。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明において、冷却用圧縮機および冷温用圧縮機の密閉容器内の圧力を低圧型としたものである。