(57)【要約】【課題】冷媒の循環量を良好には調整でき、かつ、熱効率の低下を最小限に抑えることができ、しかも、製造コストの増加も最小限に抑えることができる自動販売機を提供する。【解決手段】冷媒の気化熱と凝縮熱とを利用して商品を冷却または加温させるヒートポンプ（冷却加温装置）１０を有する自動販売機であって、冷媒を貯留する冷媒貯留部２５を有し、この冷媒貯留部２５が、冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐに利用可能な冷媒配管を曲げたもので構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の気化熱と凝縮熱とを利用して商品を冷却または加温させるヒートポンプを有する自動販売機であって、
冷媒を貯留する冷媒貯留部を有し、この冷媒貯留部が、冷媒回路に利用可能な冷媒配管を曲げたもので構成されていることを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
前記冷媒貯留部を構成する冷媒配管が、冷媒回路を構成する冷媒配管と同じ材料で同じ直径の管を曲げた冷媒配管で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
【請求項３】
前記冷媒貯留部が、冷却運転時またはヒートポンプ運転時の何れか一方の際だけ冷媒が循環される冷媒配管に設けられてい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】
前記冷媒貯留部が、冷媒回路に並列に設けられ、冷媒貯留部の入口に開閉弁、出口に逆止弁が設けられ、冷媒貯留部への冷媒の貯留時に前記開閉弁を開放するように構成されてい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５】
前記冷媒貯留部が、冷却加温兼用の商品収納室に配設された庫内熱交換器よりも下流側の冷媒回路に設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の自動販売機。
【請求項６】
前記冷媒貯留部は、庫外に配設されていることを特徴とする請求項３〜５における何れか１項に記載の自動販売機。
【請求項７】
前記冷媒貯留部の冷媒配管に保温材が巻かれていることを特徴とする請求項１〜６における何れか１項に記載の自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動販売機に関し、特に、冷媒の気化熱や凝縮熱を利用して商品を冷却または加温するヒートポンプを備えた自動販売機（いわゆるヒートポンプ式の自動販売機）に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷媒の気化熱や凝縮熱を利用して商品を冷却または加温させるヒートポンプを備えた自動販売機は、いわゆるヒートポンプ式の自動販売機とも称せられて既に知られている。この自動販売機は、冷却専用の商品収納室（但し、ヒータで加熱する商品収納室も含む）と冷却加温兼用の商品収納室とを有し、全ての商品収納室を冷却対象として冷媒の気化熱を利用して商品を冷却する冷却運転と、冷却加温兼用の商品収納室に対して冷媒の凝縮熱を利用して商品加温し他の商品収納室については冷媒の気化熱を利用して商品を冷却するヒートポンプ運転とを切り換えて行うよう構成されている。このヒートポンプを備えた自動販売機では、加温動作をヒータのみで行う自動販売機に比べて、消費電力を少なく抑えることができる利点を有する。なお、冷却加温兼用の商品収納室に配設される庫内熱交換器は、１つの庫内熱交換器が蒸発器または凝縮器として切り換えられる構成である場合の他、蒸発器専用の庫内熱交換器と凝縮器専用の庫内熱交換器との２つの庫内熱交換器が並設されている場合もある。
【０００３】
この種の自動販売機では、全ての商品収納室に対して冷却する冷却運転時の最適冷媒量と、冷却加温兼用の商品収納室に対して加温し、かつ他の商品収納室を冷却するヒートポンプ運転時の最適冷媒量とに差異を生じており、冷却運転時の最適冷媒量がヒートポンプ運転時の最適冷媒量より多くなりやすい。この場合に、いわゆるピークシフト制御（所定時間に冷却運転を行って残りの時間は冷却運転を制限する制御）を行うなど、冷却能力を高めるために、圧縮機として高出力のものを用いたり、蒸発器として用いられる庫内熱交換器や、凝縮器として用いられる庫外熱交換器を大型化したりすると、冷却運転時の最適冷媒量が一層増加し、最適冷媒量の差がより大きくなる。
【０００４】
このような自動販売機において、冷却運転に最適な冷媒量でヒートポンプ運転を行うと、冷媒量が過多となるため、冷媒が蒸発器として機能している庫内熱交換器で蒸発しきれずに液体のままで圧縮機に流入し、圧縮機を破損してしまうおそれがある。また、ヒートポンプ運転に最適な冷媒量で冷却運転を行うと、冷媒が不足して、冷却能力が低下してしまい、商品収納室内を良好には冷却できなくなるおそれがある。
【０００５】
このような不具合を解消する方法として、例えば、特許文献１には、冷媒が庫内熱交換器から圧縮機へ戻る冷媒回路に配設したアキュームレータ（受液器）により、ヒートポンプ運転時に過剰となる冷媒を溜めて、ヒートポンプ運転時や冷却運転時での最適冷媒量に近い状態で運転できるよう図った構成が開示されている。この構成では、ヒートポンプ運転時にはアキュームレータに過剰となる冷媒を溜め、アキュームレータ内で蒸発した冷媒を圧縮機側に吸引している。
【０００６】
また、特許文献２には、ヒートポンプ運転時に過剰となる冷媒を、水分を吸収するドライヤ内に溜めて、ヒートポンプ運転時の冷媒量と、冷却運転時の冷媒量とがそれぞれ最適冷媒量に近づくように図った構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−６６８７８号公報
【特許文献２】特開２００６−１７３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のように冷媒をアキュームレータに溜めたり、特許文献２のようにドライヤに溜めたりする構成では、アキュームレータやドライヤでの冷媒の貯留量調整できないという課題がある。
【０００９】
また、冷媒が過多の状態となると、多くの冷媒がアキュームレータ（受液器）内で気化される分がエネルギーロスとなって熱効率が低下し、ひいては消費電力の増加を招いてしまう課題も有していた。
【００１０】
また、アキュームレータやドライヤは、その大きさなどが決まったものしか製品化されていないため、大きさや形などを変更しようとするとその部品代が高額となってしまい、さらに、自動販売機の製品ごとに異なる貯留量のアキュームレータやドライヤを設ける場合には、さらにその部品代が高額となってしまう。また、冷媒としてＣＯ２（二酸化炭素）を用いる場合には、高圧に耐えられるアキュームレータやドライヤが必要となるため、さらに部品代が高額となってしまい、ひいては、自動販売機の製造コストの増加を招いてしまう。
【００１１】
なお、圧縮機としてインバータ式のものを採用して、ヒートポンプ運転時と冷却運転時とでの運転回転数を調整すれば循環冷媒量をある程度調整することが可能である。しかし、インバータ式の圧縮機は、回転数が一定の圧縮機と比べて高価であるため、自動販売機の製造コストの増加を招いてしまうため、回転数が一定の安価な圧縮機を用いることが好ましい。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するもので、冷媒の循環量を良好に調整でき、かつ、熱効率の低下を最小限に抑えることができ、しかも、製造コストの増加も最小限に抑えることができる自動販売機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】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明は、冷媒の気化熱と凝縮熱とを利用して商品を冷却または加温させるヒートポンプを有する自動販売機であって、冷媒を貯留する冷媒貯留部を有し、この冷媒貯留部が、冷媒回路に利用可能な冷媒配管を曲げたもので構成されていることを特徴とする。ここで、前記冷媒貯留部を構成する冷媒配管を、冷媒回路を構成する冷媒配管と同じ材料で同じ直径の管を曲げた冷媒配管で構成されていると好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、冷媒貯留部を、冷媒回路の冷媒配管として利用できる管体（銅管、真鍮管、アルミ管、等）を曲げたもので構成しており、冷媒貯留部内において、冷媒をそのままの状態で貯留する構成であるため、アキュームレータを用いて貯留する場合のようなエネルギーロスを生じることが殆どない。また、冷媒貯留部に弁などを接続することで、冷媒を完全に停滞させることも容易にでき、冷媒を確実に貯留できる。しかも、この冷媒貯留部の冷媒配管の長さを調整することで、冷媒貯留量を容易に変更でき、製品毎の最適化、効率向上を容易に図ることができる。また、冷媒配管とできる管体を曲げ加工するだけで冷媒貯留部を容易に製作できるため、冷媒貯留部を極めて安価に製造することができ、さらに、冷媒貯留部の形状を任意に形成できるので、レイアウトの自由度が高くなる。また、冷媒回路を構成する冷媒配管と同じ材料で同じ直径の冷媒配管を曲げて冷媒貯留部を構成することで、材料を共通化でき、かつ、冷媒貯留部を高圧側の冷媒回路に容易に適用できる。
【００１５】
また、本発明は、前記冷媒貯留部が、冷却運転時またはヒートポンプ運転時の何れか一方の際だけ冷媒が循環される冷媒配管に設けられていることを特徴とする。
この構成により、冷却運転時またはヒートポンプ運転を切り換えた際に、冷媒貯留部に冷媒を貯留することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記冷媒貯留部が、冷媒回路に並列に設けられ、冷媒貯留部の入口に開閉弁、出口に逆止弁が設けられ、冷媒貯留部への冷媒の貯留時に前記開閉弁を開放するように構成されていることを特徴とする。
この構成により、冷媒貯留部への冷媒の貯留時にのみ冷媒貯留部へ冷媒が流れるので、冷媒貯留部へ冷媒を貯留しない場合の冷却運転またはヒートポンプ運転を安定して行うことができる。
【００１７】
また、前記冷媒貯留部は、冷却加温兼用の商品収納室に配設された庫内熱交換器よりも下流側の冷媒回路に設けられていることを特徴とする。
この構成により、冷媒貯留部に高圧で液体状態の冷媒を貯留できる。したがって、ガス状態で貯留する場合よりも、多くの冷媒をより少ない収容容積で滞留することができる。
【００１８】
また、前記冷媒貯留部は、庫外に配設されていることを特徴とする。
この構成により、冷媒貯留部で貯留される冷媒が低温状態となるので、高温状態の庫内に冷媒貯留部を配設する場合よりも、多くの冷媒をより少ない収容容積で滞留することができる。
【００１９】
また、本発明は、前記冷媒貯留部の冷媒配管に保温材が巻かれていることを特徴とする。この構成により、冷媒貯留部に低圧の冷媒が流れ、外気温よりも低い温度となる場合の冷媒貯留部での結露を防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、冷媒貯留部を、冷媒回路に利用可能な管を曲げたもので構成することにより、アキュームレータを用いて貯留する場合のようなエネルギーロスを生じることが殆どなくて熱効率を向上でき、電気代の削減などが可能となる。また、冷媒貯留部に開閉弁などを接続することで、冷媒を完全に停滞させることも容易にできるため、所定量の冷媒を確実に貯留することができ、信頼性が向上する。しかも、この冷媒貯留部の冷媒配管の長さを調整することで、冷媒貯留量を容易に変更でき、自動販売機の機種毎に冷媒貯留量の最適化、ひいては熱効率の向上に起因する電気代の削減などを容易に図ることができる。また、冷媒配管とできる管体を曲げ加工するだけで冷媒貯留部を容易に製作できるため、冷媒貯留部を極めて安価に製造することができ、さらに、冷媒貯留部の形状を任意に形成できるので、レイアウトの自由度が高くなる。また、冷媒貯留部を、冷媒回路に利用可能な冷媒配管で構成しているため、冷媒を高圧で貯留することが可能となり、比較的多くの冷媒を貯留できる利点もある。また、冷媒回路を構成する冷媒配管と同じ材料で同じ直径の冷媒配管を曲げて冷媒貯留部を構成することで、材料を共通化でき、かつ、冷媒貯留部を高圧側の冷媒回路に容易に適用できる。
【００２１】
また、前記冷媒貯留部を、冷却運転時またはヒートポンプ運転時の何れか一方の際だけ冷媒が循環される冷媒配管に設けることにより、冷却運転時またはヒートポンプ運転を切り換えた際に、冷媒貯留部に冷媒を貯留することができる。また、前記冷媒貯留部を、冷媒回路に並列に設け、冷媒貯留部の入口に開閉弁、出口に逆止弁を設け、冷媒貯留部への冷媒の貯留時に前記開閉弁を開放するように構成することにより、冷媒貯留部へ冷媒を貯留しない場合の冷却運転またはヒートポンプ運転を安定して行うことができる。また、前記冷媒貯留部を、冷却加温兼用の商品収納室に配設された庫内熱交換器よりも下流側の冷媒回路に設けることにより、冷媒貯留部に高圧で液体状態の冷媒を貯留できて、ガス状態で貯留する場合よりも、多くの冷媒をより少ない収容容積で滞留することができる。
【００２２】
また、前記冷媒貯留部の冷媒配管に保温材を巻くことで、冷媒貯留部での結露を防止することができ、これにより自動販売機の信頼性を向上させることができる。
【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の全体正面図である。
【図２】同自動販売機の全体斜視図で、外扉を開けた状態を示す。
【図３】同自動販売機の冷却加熱装置（ヒートポンプ）の構成を示す図である。
【図４】同自動販売機の冷却加熱装置（ヒートポンプ）の庫外に配設されている構成要素を示す斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は同冷却加熱装置（ヒートポンプ）の冷媒貯留部を示す図であり、（ａ）は保温材を巻いていない状態の斜視図、（ｂ）は保温材を巻いている状態の斜視図、（ｃ）は保温材を巻いている状態の側面断面図である。
【図６】同冷却加熱装置（ヒートポンプ）の冷却運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図７】同冷却加熱装置（ヒートポンプ）のヒートポンプ運転時の冷媒の流れを示す図である。
【図８】本発明の他の実施の形態（第２の実施の形態）に係る自動販売機の冷却加熱装置（ヒートポンプ）を示す図である。
【図９】同実施の形態（第２の実施の形態）に係る自動販売機の冷却加熱装置（ヒートポンプ）の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る自動販売機の冷却加熱装置（ヒートポンプ）を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る自動販売機の冷却加熱装置（ヒートポンプ）を示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る自動販売機の冷却加熱装置（ヒートポンプ）を示す図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に係る自動販売機の冷却加熱装置（ヒートポンプ）を示す図である。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に係る自動販売機の冷却加熱装置（ヒートポンプ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係る自動販売機を、図面に基づき説明する。なお、ここで示す実施の形態はあくまでも一例であって、必ずしもこの実施の形態に限定されるものではない。
【００２５】
図１、図２により簡略的に示すように、本発明の実施の形態に係る自動販売機１は、外扉２が開閉自在に支持されている自動販売機本体３の内部（この実施の形態では中央部から上部）に、断熱構造であり商品収納庫としての庫内（庫内空間）４が設けられ、庫内４の前面開口部は断熱性を有する内扉５によって開閉可能とされている。庫内４は、断熱仕切壁６により互いに断熱的に区画された複数（この実施の形態では３つ）の商品収納室７（商品収納室７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）に分けられている。なお、図１における８は、商品収納室７などに収納され、缶や瓶、ペットボトルなどの容器に飲料が入れられてなる商品で、商品８は、冷却状態または加温状態で販売される。また、この実施の形態に係る図１では、収納搬送構造が下方に蛇行して収納・搬送されるサーペンタイン式である場合を示しているが、これに限るものではなく、商品収納室７の少なくとも一部が、直積み式や、チェーンコンベア式などサーペンタイン式以外の収納搬送構造であってもよい。
【００２６】
本発明の実施の形態に係る自動販売機１は、図３に示すようなヒートポンプからなる冷却加温装置１０を備えている。冷却加温装置１０は、自動販売機１の庫内４において、第１の商品収納室７Ａに配設され、場合に応じて蒸発器または凝縮器として機能する第１の庫内熱交換器１１Ａと、第２の商品収納室７Ｂに配設されて、蒸発器として機能する第２の庫内熱交換器１１Ｂと、第３の商品収納室７Ｃに配設されて、蒸発器として機能する第３の庫内熱交換器１１Ｃと、これらの庫内熱交換器１１Ａ〜１１Ｃに対応して設けられた庫内送風ファン１２Ａ〜１２Ｃとなどを有している。また、冷却加温装置１０は、自動販売機１における外部と空気の流通がある庫外（庫外空間）１４において、冷媒を圧縮する圧縮機１５と、庫外凝縮器として機能する容積の大きな第１の庫外熱交換器（ガスクーラーとも称せられる）１６と、庫外凝縮器として機能する容積の小さな第２の庫外熱交換器（ガスクーラーとも称せられる）１７と、第１、第２の庫外熱交換器１６、１７に送風する庫外ファン１８と、一次膨張機構としての一次キャピラリチューブ１９と、２つの流路間で熱交換して冷媒を液状化する内部熱交換器２０と、冷却加温装置１０の各構成要素同士を接続する冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐと、圧縮機１５の冷媒出口に接続された冷媒回路２１Ａに接続され、この冷媒回路２１Ａを２つの冷媒回路２１Ｂ、２１Ｃに対して選択的に接続する三方弁（電磁式の三方弁）２３と、庫内熱交換器１１Ａ〜１１Ｃに対応してそれぞれ設けられた二次膨張機構としての二次キャピラリチューブ１３Ａ〜１３Ｃおよび電磁式二方弁からなる冷媒の開閉弁２２Ａ〜２２Ｃと、第１、第２の庫外熱交換器１６の出口部に接続された冷媒回路２１Ｄ、２１Ｅにそれぞれ設けられた逆止弁２３Ａ、２３Ｂと、第１の商品収納室７Ａに対応して設けられた開閉弁２２Ａと二次キャピラリチューブ１３Ａとの間に設けられた逆止弁２３Ｃとなどを有している。
【００２７】
第１、第２の庫外熱交換器１６、１７の冷媒出口に接続された冷媒回路２１Ｄ、２１Ｅは、逆止弁２３Ａ、２３Ｂの下流側（冷媒回路２１Ｆ）で互いに接続されて合流されている。そして、合流された冷媒回路２１Ｆに、内部熱交換器２０および一次キャピラリチューブ１９が接続され、この後、それぞれ開閉弁２２Ａ〜２２Ｃや二次キャピラリチューブ１３Ａ〜１３Ｃが設けられている冷媒回路２１Ｇ〜２１Ｉに分岐されて、第１〜第３の庫内熱交換器１１Ａ〜１１Ｃにそれぞれ接続されている。また、第１〜第３の庫内熱交換器１１Ａ〜１１Ｃの冷媒出口に接続された冷媒回路２１Ｊ〜２１Ｌは冷媒回路２１Ｍで合流されて、内部熱交換器２０を通過した後、圧縮機１５の戻り用の冷媒回路２１Ｎに接続されている。
【００２８】
また、上述したように、三方弁２３には、後述する冷却運転時に接続される冷媒回路２１Ｂと、後述するヒートポンプ運転時に接続される冷媒回路２１Ｃとに、選択されて切換接続されるが、ヒートポンプ運転時に接続される冷媒回路２１Ｃは、二次キャピラリチューブ１３Ａなどが設けられている冷媒回路２１Ｇとともに、第１の庫内熱交換器１１Ａの冷媒入口に接続されている。また、第１の庫内熱交換器１１Ａの冷媒出口に接続された冷媒回路２１Ｏは途中で冷媒回路２１Ｊと冷媒回路２１Ｐとに分岐され、分岐された一方の冷媒回路２１Ｐは、第２の庫外熱交換器１７の冷媒入口に接続されている。
【００２９】
冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐの内、冷媒回路２１Ｂ、２１Ｄ、２１Ｇ、２１Ｊは、冷却運転時の際だけ冷媒が循環される冷媒回路であり、冷媒回路２１Ｃ、２１Ｐ、２１Ｅは、ヒートポンプ運転時の際だけ冷媒が循環される冷媒回路であり、その他のものは、冷却運転時およびヒートポンプ運転時に冷媒が循環する冷却加熱兼用の冷媒回路である。
【００３０】
上記構成に加えて、第１の庫内熱交換器１１Ａの出口部から分岐する他方の冷媒回路２１Ｊは冷媒戻り用の冷媒回路２１Ｍに接続されており、この冷媒回路２１Ｊには、冷媒を貯留することが可能な冷媒貯留部２５が設けられている。また、冷媒回路２１Ｊにおける冷媒貯留部２５の下流には、この冷媒貯留部２５が設けられている冷媒回路２１Ｊを開閉する開閉弁２６が設けられている。
【００３１】
ここで、冷媒貯留部２５は、図４、図５に示すように、冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐを構成する冷媒配管と同じ冷媒配管を曲げて構成され、第１の商品収納室７Ａから出た庫外（庫外空間）１４に配設されている。例えば、冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐは銅製の管で構成され、冷媒貯留部２５も同じ銅製の管、すなわち、同じ材料の管を折曲して構成されている。また、冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐと同様な直径（外径および内径）の管で構成されている。冷媒貯留部２５を構成する冷媒配管は、他の冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐを構成する冷媒配管と同じく、保温材２９が巻かれている。なお、保温材２９は後から巻いてもよいし、保温材２９が巻かれた冷媒貯留部２５を後から曲げて形成してもよいし、保温材２９で冷媒貯留部２５全体を包むようにしてもよい。また、この実施の形態では、冷媒貯留部２５は、直線状の冷媒配管の端部を所定の長さの箇所で反対側に曲げた折り曲げ形状（つづら折り形状）とされている。
【００３２】
なお、図３における２７、２８は、第１、第２の商品収納室７Ａ、７Ｂ内を補助的に加温する電熱式の補助ヒータであり、これらの補助ヒータ２７、２８は必要に応じて設ければよい。また、第１、第２の商品収納室７Ａ、７Ｂは冷却状態と加温状態とに切換可能とされる一方、第３の商品収納室７Ｃは冷却専用とされる。また、第１の商品収納室７Ａについては、ヒートポンプ運転により加温することも、補助ヒータ２７により加温することも可能とされている一方、第２の商品収納室７Ｂについては、加温は、補助ヒータ２８により加温することのみ可能とされ、ヒートポンプ運転によっては加温することはできない。
【００３３】
また、図示しない制御部により、圧縮機１５の動作並びに、三方弁２３、開閉弁２２Ａ〜２２Ｃ、２６の開閉動作が制御される。また、内部熱交換器２０は、例えば、二重管構造とされ、内側を通る高温・高圧でガス状または液状の冷媒と、外側を通る低温・低圧・液状またはガス状の冷媒と、の熱交換を行い、高温・高圧側の流路を通る冷媒において、未液化状態（ガス状態）の冷媒を液状化させ、低温・低圧側の流路を通る冷媒において、液化状態または気液混合状態の冷媒をガス化させるよう構成されている。
【００３４】
上記構成における、全ての商品収納室７Ａ〜７Ｃ内を冷却させる冷却運転の冷媒の流れと、第１の商品収納室７Ａ内をヒートポンプ（冷媒の凝縮熱）により加温し、残りの第２、第３の商品収納室７Ｂ、７Ｃは冷却するヒートポンプ運転の冷媒の流れについて、図６、図７を参照しながら説明する。なお、図６、図７における矢印は冷媒の流れを示し、矢印の実線は冷媒が液状、矢印の点線は冷媒がガス状であることを簡略的に示している。
【００３５】
図６に示すように、全ての商品収納室７Ａ〜７Ｃ内を冷却させる冷却運転時には、圧縮機１５に接続された共通の冷媒回路２１Ａが、第１の庫外熱交換器１６に接続された冷媒回路（冷却用冷媒回路）２１Ｂに接続されるように三方弁２３が維持される。また、開閉弁２２Ａ〜２２Ｃ、２６は何れも開状態とされる。これにより、圧縮機１５で高温、高圧、ガス状となっている冷媒が、容積が大きい第１の庫外熱交換器１６に導入され、第１の庫外熱交換器１６により冷媒が凝縮されて外部に放熱されることで冷媒の液状化が促進される。
【００３６】
高温、高圧の冷媒は、逆止弁２３Ａを通った後、内部熱交換器２０に導入され、この後さらに一次キャピラリチューブ１９を通った後、３つの冷媒回路２１Ｇ〜２１Ｉに分岐されながら流れる。冷媒は、各冷媒回路２１Ｇ〜２１Ｉに設けられている開閉弁２２Ａ〜２２Ｃおよび逆止弁２３Ｃを通った後、各二次キャピラリチューブ１３Ａ〜１３Ｃで膨張し、低温・低圧の状態となる。そして、冷媒が各庫内熱交換器１１Ａ〜１１Ｃで蒸発されて気化され、これにより、商品収納室７Ａ〜７Ｃ内の熱が吸収されて全ての商品収納室７Ａ〜７Ｃ内が冷却される。
【００３７】
第２、第３の庫内熱交換器１１Ｂ、１１Ｃで気化した冷媒は、冷媒回路２１Ｋ、２１Ｌ、２１Ｍを通って内部熱交換器２０側に流入する。また、冷媒貯留部２５の下流に設けられている開閉弁２６が開けられているため、第１の庫内熱交換器１１Ａで気化した冷媒は、冷媒回路２１Ｏ、２１Ｊおよび冷媒貯留部２５で溜められている冷媒とともに、冷媒回路２１Ｍを通って内部熱交換器２０側に流入する。この後、冷媒は、内部熱交換器２０にて液状部分があった場合でもガス化された状態で、戻り用の冷媒回路２１Ｎを通して、圧縮機１５に吸引される。なお、第１の庫内熱交換器１１Ａの冷媒出口に接続されている冷媒回路２１Ｏには、第２の庫外熱交換器１７に続く冷媒回路２１Ｐにも接続されているが、冷媒貯留部２５が設けられている冷媒回路２１Ｊが接続されている冷媒回路２１Ｍは、内部熱交換器２０を通して圧縮機１５の冷媒入口に接続され、圧力は低いため、この際には、第１の庫内熱交換器１１Ａで気化した冷媒は冷媒回路２１Ｏから冷媒回路２１Ｊに流入して、上記のように冷媒貯留部２５で溜められている冷媒とともに、冷媒回路２１Ｍを通って圧縮機１５側に吸引される。
【００３８】
一方、第１の商品収納室７Ａ内をヒートポンプ（冷媒の凝縮熱）により加温し、残りの第２、第３の商品収納室７Ｂ、７Ｃは冷却するヒートポンプ運転を行う時には、図７に示すように、圧縮機１５に接続された共通の冷媒回路２１Ａが、第１の庫内熱交換器１１Ａに接続された冷媒回路（ヒートポンプ用冷媒回路）２１Ｃに接続されるように三方弁２３が切り換えられる。また、第２、第３の庫内熱交換器１１Ｂ、１１Ｃに接続された開閉弁２２Ｂ、２２Ｃについては開状態とされるが、第１の庫内熱交換器１１Ａに接続された開閉弁２２Ａと、冷媒貯留部２５の下流に設けられている開閉弁２６とは、閉状態とされる。
【００３９】
これにより、圧縮機１５で高温、高圧、ガス状となっている冷媒が、第１の庫内熱交換器１１Ａに導入され、第１の庫内熱交換器１１Ａは凝縮器として機能して外部に放熱し、第１の商品収納室７Ａ内が加温される。第１の庫内熱交換器１１Ａで放熱され、冷媒は、第１の庫内熱交換器１１Ａから冷媒回路２１Ｏ、２１Ｐを通して庫外１４に出た段階で外気（低温）と熱交換することにより液化が進み、低温（常温）・高圧・液状の状態となる。この際に、冷媒貯留部２５の下流に設けられている開閉弁２６が閉状態であるので、冷媒貯留部２５には、低温（常温）・高圧・液状の状態で、多くの冷媒が溜められる。
【００４０】
低温（常温）・高圧・液状の冷媒は、冷媒回路２１Ｐを通して、容積が小さい第２の庫外熱交換器１７に流入する。そして、内部熱交換器２０、一次キャピラリチューブ１９を通った後、開閉弁２２Ｂ、２２Ｃが開けられている冷媒回路２１Ｈ、２１Ｉに分岐して流れ込み、二次キャピラリチューブ１３Ｂ、１３Ｃを通過した後、第２、第３の庫内熱交換器１１Ｂ、１１Ｃで蒸発されて気化される。これにより、第２、第３の商品収納室７Ｂ、７Ｃ内の熱が吸収されて冷却される。
【００４１】
第２、第３の庫内熱交換器１１Ｂ、１１Ｃで気化した冷媒は、冷媒回路２１Ｋ、２１Ｌ、２１Ｍを通って内部熱交換器２０に流入して完全にガス化された後、戻り用の冷媒回路２１Ｎを通して、圧縮機１５に吸引される。
【００４２】
なお、第１の商品収納室７Ａや第２の商品収納室７Ｂが補助ヒータ２７、２８で加温される場合には、加温される商品収納室７Ａ、７Ｂの庫内熱交換器１１Ａ、１１Ｂに接続されている開閉弁２２Ａ、２２Ｂを閉じて、対応する庫内熱交換器１１Ａ、１１Ｂが機能しない状態で運転されるが、その他の開閉弁１１Ｃや三方弁２３は、前記冷却運転時と同様な開閉状態で運転される。
【００４３】
上記構成によれば、冷媒を貯留させる冷媒貯留部２５を設けているため、ヒートポンプ運転時には、冷媒貯留部２５に溜められた冷媒を除いた冷却運転時よりも少ない最適冷媒量で良好にヒートポンプ運転を行うことができる。また、冷却運転時には、冷媒貯留部２５の冷媒も含めたヒートポンプ運転時よりも多い最適冷媒量で良好に冷却運転を行うことができる。このように、最適冷媒量が良好に調整されて、ヒートポンプ運転ならびに冷却運転が良好に行われる。
【００４４】
なお、この最適冷媒量の差は、冷却能力を高めたことによる庫内熱交換器１１Ａ〜１１Ｃの大型化ならびに、これに伴う第１の庫外熱交換器１６の大型化に起因して、冷却運転時に必要とする冷媒量が増えることによる。また、冷却運転時には、冷媒が大きな容積の第１の庫外熱交換器１６を通り、ヒートポンプ運転時は、冷媒が小さい容積の第２の庫外熱交換器１７を通るため、これらの庫外熱交換器１６、１７間の容量差にも影響されて、冷却運転時と比較してヒートポンプ運転時の最適冷媒量が少なめとなる。なお、第２の庫外熱交換器１７の容量を大きくすると、その分だけ、加温するための第１の庫内熱交換器１１Ａでの放熱量（凝縮熱）が減少して良好に加温できないため、第２の庫外熱交換器１７の容積については小さくして、良好に加温できる必要がある。
【００４５】
上記構成によれば、冷媒貯留部２５を、冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐを構成する冷媒配管と同じ構成（同じ材料で同じ直径）の冷媒配管を曲げたもので構成し、冷媒貯留部２５内においてそのままの状態で（すなわち、気化させることなく）冷媒を貯留する構成であるため、アキュームレータを用いて貯留する場合のようなエネルギーロスを生じることがなくて熱効率を向上でき、電気代の削減などが可能となる。また、冷媒貯留部２５に開閉弁２６などを接続することで、冷媒を完全に停滞させることも容易にできるので、所定量の冷媒を確実に貯留することができて、信頼性が向上する。しかも、この冷媒貯留部２５の冷媒配管の長さを調整することで、冷媒貯留量を容易に変更でき、自動販売機１の機種毎に冷媒貯留量の最適化、ひいては熱効率の向上に起因する電気代の削減などを容易に図ることができる。さらに、冷媒貯留部２５を、冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐを構成する冷媒配管と同じ構成であるため、冷媒を高圧で貯留することが可能となり、比較的多くの冷媒を貯留できる利点もある。
【００４６】
なお、冷媒貯留部を設ける方法としては、一部の熱交換器などを冷媒貯留部として設けることが考えられる。しかし、この場合には、冷媒貯留量が最適冷媒量の差よりも大きくて過剰となり易く、冷却運転時に圧縮機にガス化しきれなくなった液状の冷媒が流れ込み、圧縮機を破損するおそれがある。これに対して、本構成によれば、その自動販売機１に合った冷媒貯留量の冷媒貯留部２５を容易に設けることができて、良好な信頼性を維持することができる。
【００４７】
また、上記構成によれば、冷媒配管を曲げ加工するだけで冷媒貯留部２５を容易に製作できるため、冷媒貯留部２５を極めて安価に製造することができ、ひいては、自動販売機１の製造コストの増加を最小限に抑えることができる。なお、この実施の形態では、冷媒配管を端部で反対側に屈曲（折曲）させて冷媒貯留部２５を形成し、冷媒貯留部２５をより小型化できて、比較的少ない設置スペースに冷媒貯留部２５を配設することができる利点を有するが、これに限るものではなく、例えば円環形状に重ねるなど、他の形状となるように冷媒貯留部２５を形成することも可能である。
【００４８】
また、上記構成によれば、冷媒貯留部２５を、冷却加温兼用の第１の商品収納室７Ａに配設された第１の庫内熱交換器１１Ａの冷媒出口から分岐され、冷却運転時だけ冷媒が循環される冷媒回路２１Ｊにおける、庫外１４に配設された箇所に配設している。これにより、冷媒貯留部２５として、冷媒が比較的高圧で液体状態であり、しかも庫外の低温状態となる箇所で貯留している。したがって、冷媒貯留部２５においてガス状態で貯留する場合よりも、多くの冷媒をより少ない収容容積で滞留することができる。また、高温状態や低圧状態で貯留する場合よりも、多くの冷媒をより少ない収容容積で滞留することができる。これにより、比較的多くの冷媒を貯留できながら、冷媒貯留部２５を小型化できる。
【００４９】
また、冷媒貯留部２５の冷媒配管に保温材２９を巻くことで、冷却運転時の冷媒貯留部２５での結露を防止することができ、これにより自動販売機１の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
上記実施の形態（第１の実施の形態）では、冷媒貯留部２５を、第１の庫内熱交換器１１Ａの冷媒出口の冷媒回路２１Ｏから分岐された冷媒回路２１Ｊに配設している場合を述べたが、これに限るものではなく、図８に示すように、冷媒貯留部２５を、第１の庫外熱交換器１７からの冷媒を流す冷媒回路２１Ｄ（より詳しくは、この冷媒回路２１Ｄにおける逆止弁２３Ａの下流箇所）に設けてもよい（第２の実施の形態）。
【００５１】
この構成の場合には、ヒートポンプ運転時に比較的高圧で液体状態の冷媒を冷媒貯留部２５に貯留することができる。冷媒は冷却運転時に冷媒貯留部２５を通ることになるが、冷媒としてＣＯ２（二酸化炭素）を用いる場合には、冷媒貯留部２５の冷却運転時での冷媒の状態（ガス状）とヒートポンプ運転時での冷媒の状態（液状）が相違するため、冷却運転時とヒートポンプ運転時の冷媒量の差を冷媒貯留部２５で調整することができる。
【００５２】
また、この構成では、冷媒回路２１Ｄの配管経路が長くなるため、その分、抵抗となって圧力が低下したりエネルギーロスを生じたりする可能性があるが、これらの要因を無くしたい場合や、ＣＯ２冷媒よりも低圧の冷媒（フロン系冷媒など）の場合は、図９に示すように、冷媒貯留部２５を冷媒回路２１Ｄに並列に配設し、冷媒貯留部２５の入口に開閉弁４１、出口に逆止弁４２を配設して、ヒートポンプ運転時に開閉弁４１を開放して冷媒貯留部２５に冷媒を貯留し、冷却運転時に開閉弁４１を閉じるような構成にしてもよい。また、開閉弁４１に代えて、冷媒貯留部２５の入口箇所（冷媒分岐箇所）に三方弁を設けてもよい。
【００５３】
また、図１０に示すように、冷媒回路２１Ｆから分岐され、冷却運転時だけ冷媒が循環される冷媒回路２１Ｇにおける、庫外１４に配設された箇所に配設してもよい（第３の実施の形態）。なお、この実施の形態では、冷却運転時の各商品収納室の温度制御を適切に行うために、各冷媒回路２１Ｆから分岐する冷媒回路２１Ｇ、２１Ｈ、２１Ｉに流れる冷媒量をほぼ同じとすることが望ましいため、冷媒貯留部２５を冷媒回路２１Ｇに並列に配設し、冷媒貯留部２５の入口に開閉弁３１、出口に逆止弁３２を配設して、ヒートポンプ運転時に開閉弁３１を開放するようにすることが望ましい。
【００５４】
しかしながら、この構成の場合には、冷媒が一次キャピラリチューブ１９を通った直後であるため、若干圧力が低くなる短所がある。また、この構成の場合には、冷媒貯留部２５を設けることにより、開閉弁３１（もしくは三方弁）および逆止弁３２を追加しなければならないため、製造コストが増加する。また、第２の庫外熱交換器１７を通過した後に貯留するため、第２の庫外熱交換器１７を通過する前に貯留する前記の実施の形態と比較して、若干であるが、第２の庫外熱交換器１７での熱交換ロス（エネルギーロス）を生じてしまう短所がある。すなわち、製造コストの増加防止や熱交換ロスの低減の点では、図３に示す冷却加熱装置（ヒートポンプ）１０が好ましい。
【００５５】
なお、上記の実施の形態では、冷媒貯留部２５が、冷却加温兼用の商品収納室７Ａに配設された庫内熱交換器１１Ａよりも下流側で、冷媒が高圧で液体状態となる冷媒回路に設けられていたが、これに限るものではなく、庫内熱交換器１１Ａよりも上流側で冷媒がガス状となる冷媒回路に設けてもよい。例えば、図１１に示すように、冷媒貯留部２５を、ヒートポンプ運転時に三方弁２３を通して冷媒が通過する冷媒回路２１Ｃに設けたり、図１２に示すように、冷却運転時に三方弁２３を通して冷媒が通過する冷媒回路２１Ｂに設けたりする（この場合には開閉弁３５、３６も設けている）ことも可能である（第４、第５の実施の形態）。
【００５６】
また、上記の実施の形態では、圧縮機１５から出た冷媒の流路を切り換える箇所に三方弁２３を設けた場合を述べたが、これに限るものではなく、図１２に示すように、三方弁２３を設ける代わりに、共通の冷媒回路２１Ａから分岐する冷媒回路２１Ｂ、２１Ｃにそれぞれ開閉弁３５、３６を設けて切り換えるよう構成してもよい。
【００５７】
また、上記の実施の形態では、第１の商品収納室７Ａに、蒸発器と凝縮器とに切り換えて使用される庫内熱交換器１１Ａを設けた場合を述べたが、これに限るものではなく、図１３、図１４に示すように、蒸発器として機能する庫内熱交換器１１Ａ’と、凝縮器として機能する庫内熱交換器１１Ａ”とを設けてもよい。
【００５８】
この場合には、図１３に示すように、冷媒貯留部２５を、第１の庫外熱交換器１７からの冷媒を流す冷媒回路２１Ｄ（より詳しくは、この冷媒回路２１Ｄにおける逆止弁２３Ａの下流箇所）に設けたり（第６の実施の形態）、図１４に示すように、冷媒貯留部２５を、蒸発器として機能する庫内熱交換器１１Ａ’に冷媒を供給する冷媒回路２１Ｇに設けたりしてもよい（第７の実施の形態）。
【００５９】
また、上記実施の形態で用いる冷媒として、二酸化炭素（ＣＯ２）が用いられる場合を述べ、この場合には、上記のように、熱交換して冷媒を液状化する内部熱交換器２０を設けることが好適である。しかし、冷媒として他の冷媒を用いてもよく、炭化水素系、アンモニア系などの自然系冷媒を用いたり、フロンや代替フロンなどのフロン系冷媒を用いたりしてもよく、この場合には、必要に応じて内部熱交換器２０を設けるとよい。
【００６０】
また、上記実施の形態では、一次膨張機構としての一次キャピラリチューブ１９と、二次膨張機構としての二次キャピラリチューブ１３Ａ〜１３Ｃとを設けた場合を述べたが、場合によっては、一次膨張機構としての一次キャピラリチューブを省いてもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態では、冷却運転時の最適冷媒量がヒートポンプ運転時の最適冷媒量よりも多い場合について説明したが、これに限るものではなく、ヒートポンプ運転時の最適冷媒量が冷却運転時の最適冷媒量よりも多い場合において、冷却運転時には冷媒が流れず、ヒートポンプ運転時に冷媒が循環する箇所に上記構造の冷媒貯留部を配設してもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態では、補助ヒータ２７、２８が設けられている場合を述べたが、これに限るものではない。また、上記実施の形態では、商品収納室の１つ（商品収納室７Ａ）がヒートポンプ運転により加温される場合を述べたが、これに限るものではなく、複数の商品収納室（例えば商品収納室７Ａと７Ｂ）がヒートポンプ運転により加温される構成であってもよい。また、上記実施の形態では、商品収納室７Ａ〜７Ｃが３つ設けられている場合を述べたが、これに限るものではなく、商品収納室が２つ、あるいは、４つ以上設けられている場合にも適用可能である。また、上記実施の形態では、冷媒貯留部２５を、冷媒回路２１Ａ〜２１Ｐを構成する冷媒配管と同じ材料で同じ直径の管で構成している場合を述べたが、これに限るものではなく、冷媒回路を構成する冷媒配管と異なる材料や異なる直径の管で構成してあってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１      自動販売機
３      自動販売機本体
４      庫内（庫内空間）
７、７Ａ〜７Ｃ    商品収納室
８      商品
１０    冷却加温装置（ヒートポンプ）
１１、１１Ａ〜１１Ｃ    庫内熱交換器
１２    庫内送風ファン
１３Ａ〜１３Ｃ    二次キャピラリチューブ（二次膨張機構）
１４    庫外（庫外空間）
１５    圧縮機
１６    第１の庫外熱交換器（ガスクーラー、庫外凝縮器）
１７    第２の庫外熱交換器（ガスクーラー、庫外凝縮器）
１８    庫外ファン
１９    一次キャピラリチューブ（一次膨張機構）
２０    内部熱交換器
２１Ａ〜２１Ｐ    冷媒回路
２２Ａ〜２２Ｃ、２６    開閉弁
２３Ａ〜２３Ｃ    逆止弁
２５    冷媒貯留部
２９    保温材
【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】
2016125795.tif 000013
【図１２】
2016125795.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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