(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱箱体から成る本体内に商品収納庫を構成し、この商品収納庫を複数の庫内に区画すると共に、各庫内に投入された商品をヒートポンプサイクルの利用側熱交換器で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、
前記ヒートポンプサイクルには強燃性若くは弱燃性の冷媒を用い、
圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源側ユニットと、利用側熱交換器を有する複数の利用側ユニットとから成り、前記熱源側熱交換器を圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに切換弁を介して分岐接続する一方、これら両ユニットをつなぐユニット間配管を、前記冷媒吐出管と分岐接続された高圧ガス管、前記冷媒吸込管と分岐接続された低圧ガス管、及び、前記熱源側熱交換器と接続された液管にて構成すると共に、前記各利用側熱交換器を、前記高圧ガス管と低圧ガス管に切換弁を介して分岐接続し、前記液管には冷媒流量制御弁を介して接続して成る冷媒回路を備え、
前記利用側ユニットのうちの特定利用側ユニットの利用側熱交換器は、前記液管と前記低圧ガス管或いは高圧ガス管間に接続されており、この特定利用側ユニットを冷却若しくは加温される庫内に配設し、この特定利用側ユニットを構成する前記利用側熱交換器の容量を、他の利用側ユニットを構成する利用側熱交換器の容量の総和に略等しくしたことを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
冷媒を炭化水素系の自然冷媒としたことを特徴とする請求項１の自動販売機
【請求項３】
冷媒をジフルオロメタンとしたことを特徴とする請求項１の自動販売機。
【請求項４】
冷媒を炭化水素系の自然冷媒とＨＦＣ冷媒とを混合したことを特徴とする請求項１の自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶飲料などの商品を冷却若しくは加温して販売する自動販売機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動販売機は、断熱箱体から成る本体内に商品収納庫を構成し、この商品収納庫を複数の庫内に区画している。そして、冷却する商品を収納する庫内は、周知の冷凍サイクルによって冷却すると共に、加温する商品を収納する庫内は、電気ヒータによって加温していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来では、加温手段として電気ヒータを使用しており、加温に必要な熱量を得るためには、膨大な電気量を必要としていた。特に、冷却する庫内と加温する庫内が混在するため、電気ヒータによる加温側の熱が冷却する庫内にどうしても洩れてしまい、冷凍サイクルにて洩れた熱量分だけ過剰に外部に熱を放出しなければならなかった。これにより、冷凍サイクルは過剰に運転を行わなければならず、必要以上にランニングコストが高騰する問題を招いていた。また、加熱に電気ヒータを用いているため、冷凍サイクルの冷媒に可燃性冷媒を使用すると、漏れた冷媒が電気ヒータによって発火する危険があった。
【０００４】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、冷却によって生じる廃熱を効果的に利用して、ランニングコストの低減を実現すると共に、電気ヒータを不要にして冷媒に強燃性若くは弱燃性冷媒を使用できる自動販売機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の自動販売機は、断熱箱体から成る本体内に商品収納庫を構成し、この商品収納庫を複数の庫内に区画すると共に、各庫内に投入された商品をヒートポンプサイクルの利用側熱交換器で冷却若しくは加温し、販売口より販売するものであって、前記ヒートポンプサイクルに強燃性若くは弱燃性の冷媒を用い、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源側ユニットと、利用側熱交換器を有する複数の利用側ユニットとから成り、前記熱源側熱交換器を圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに切換弁を介して分岐接続する一方、これら両ユニットをつなぐユニット間配管を、前記冷媒吐出管と分岐接続された高圧ガス管、前記冷媒吸込管と分岐接続された低圧ガス管、及び、前記熱源側熱交換器と接続された液管にて構成すると共に、前記各利用側熱交換器を、前記高圧ガス管と低圧ガス管に切換弁を介して分岐接続し、前記液管には冷媒流量制御弁を介して接続して成る冷媒回路を備え、前記利用側ユニットのうちの特定利用側ユニットの利用側熱交換器は、前記液管と前記低圧ガス管或いは高圧ガス管間に接続されており、この特定利用側ユニットを冷却若しくは加温される庫内に配設し、この特定利用側ユニットを構成する前記利用側熱交換器の容量を、他の利用側ユニットを構成する利用側熱交換器の容量の総和に略等しくし、オゾン層を破壊しないようにすると共に、漏れたときに発火しにくくし、かつ、冷媒廃棄時に燃焼させて廃棄できるようにしている。本発明の請求項２は、冷媒を炭化水素系の自然冷媒とし、漏れたときに庫内の商品収納庫の加熱源で発火しないようにすると共に、オゾン層を破壊しないようにしている。
【０００６】
本発明の請求項３は、冷媒をジフルオロメタンとし、漏れたときに庫内の商品収納庫の加熱源で発火しないようにすると共に、オゾン層を破壊しないようにしている。
【０００７】
本発明の請求項４は、冷媒を炭化水素系の自然冷媒とＨＦＣ冷媒とを混合し、漏れたときに庫内の商品収納庫の加熱源で発火しないようにすると共に、オゾン層を破壊しないようにしている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。図１は本発明の実施形態としての自動販売機の正面図、図２は前面扉及び断熱扉を除く自動販売機の正面図、図３は自動販売機の縦断側面図である。
【０００９】
１は自動販売機で、この自動販売機は缶飲料を冷却或いは加温して販売するものであり、前面に開口した断熱箱体から成る本体２と、この本体に一側を回動自在に枢支された開閉自在の前面扉３とから構成されている。この前面扉には、複数の商品見本Ｓ・・が陳列された商品ディスプレイ６が設けられており、商品ディスプレイ６の右下隅には、紙幣投入口７、金銭表示器８、硬貨投入口９、硬貨返却口１１及び返却レバー１２やキー１３が設けられている。また、商品ディスプレイ６の前面には、各商品見本Ｓの下側に対応させて、選択ボタン１４がそれぞれ設けられており、前面扉３の下部には販売口１６が配置されている。
【００１０】
前面扉３の後方には、前面に断熱扉４を有する商品収納庫１７が本体２内に形成されている。商品収納庫１７内は図２に示す如く、内部に断熱材が充填された区画壁１８、１９により左右三室に区画されており、区画壁１８の左側に特定庫１７Ａが形成され、区画壁１８と区画壁１９間に位置した中央に、冷却と加温の何れかを選択して切り替え可能とされた冷却加温庫１７Ｂが形成されると共に、区画壁１９の右側にも冷却加温庫１７Ｃが形成されている。
【００１１】
そして、係る商品収納庫１７内には前後に二列の商品ラック２２・が吊下される。尚、この場合、最も容量の大きい特定庫１７Ａ内には商品ラック２２を左右に二列収納し、特定庫１７Ａの約半分の容量の冷却加温庫１７Ｂ及び１７Ｃ内には商品ラック２２を一列ずつ収納している。
【００１２】
各商品ラック２２内には、外面を構成する側板２３と、内部を前後に仕切る仕切板２４とにより、上下方向に延在する商品通路２６、２６が前後にそれぞれ二列ずつ構成されている。また、各商品通路２６・・・の上端には商品投入口２７・・・がそれぞれ開口形成されており、下端には商品排出口２８がそれぞれ開口形成され、各商品排出口２８には商品搬出装置２９が側板２３或いは仕切板２４にそれぞれ取り付けられている。
【００１３】
尚、上記各商品搬出装置２９はエジェクタメカニズム（或いはベンドメカ）と称され、常には商品通路２６側に保持腕２９Ａを突出させて、当該商品通路２６内の最下端の商品Ｇを保持しており、商品販売時にソレノイドなどの図示しないアクチュエータにより側板２３或いは仕切板２４側に沿うかたちで前記保持腕２９Ａを傾斜駆動し、一個ずつ商品Ｇを下方に落下させるものである。
【００１４】
このような商品ラック２２の下方には、前方に向かって低く傾斜したシュート４１が配置されており、各商品ラック２２から排出された商品Ｇはこのシュート４１上に落下し、転動して断熱扉４の払出口４２から前面扉３の前記販売口１６に導かれるものである。
【００１５】
そして、各シュート４１の下側には特定庫１７Ａ、冷却加温庫１７Ｂ、１７Ｃにそれぞれ対応して、後に詳述する利用側ユニット３０Ａ（特定利用側ユニット）、利用側ユニット３０Ｂ及び利用側ユニット３０Ｃが設けられ、各ユニットにはそれぞれ送風機４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃが設けられている。
【００１６】
他方、本体２の下側（庫外）には機械室５１が構成されており、この機械室内には熱源側ユニット３１及び送風機５４が設けられている。そして、これら熱源側ユニット３１、利用側ユニット３０Ａ〜３０Ｃにて自動販売機１の冷却加温装置が構成される。
【００１７】
次に、図４を参照して本実施例における自動販売機１の冷媒回路Ｈを説明する。熱源側ユニット３１は、圧縮機５２と熱源側熱交換器５３と気液分離器５５などから構成されると共に、利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃは、利用側熱交換器４３Ａ、４３Ｂ及び４３Ｃを有している。そして、熱源側熱交換器５３を圧縮機５２の冷媒吐出管３２と冷媒吸込管３３とに切換弁３４Ａ、３４Ｂを分岐接続する一方、熱源側ユニット３１と利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとを接続するユニット間配管３５を冷媒吐出管３２と分岐接続された高圧ガス管３６と、冷媒吸込管３３と分岐接続された低圧ガス管３７と、液管３８とで構成している。
【００１８】
そして、利用側ユニット３０Ａの利用側熱交換器４３Ａは、低圧ガス管３７と接続されると共に、液管３８には電動膨張弁等の冷媒流量制御弁４７を介して接続されている。また、利用側ユニット３０Ｂ、３０Ｃの利用側熱交換器４３Ｂ、４３Ｃは、高圧ガス管３６と低圧ガス管３７とにそれぞれ切換弁３９Ａ、３９Ｂ、４０Ａ、４０Ｂを介して分岐接続され、液管３８には電動式膨張弁等の冷媒流量制御弁４８、４９を介して接続されている。
【００１９】
尚、５０は液管３８に介在させた電動式膨張弁等の冷媒流量制御弁である。また、本実施例において特定庫１７Ａは冷却のみ行うため、利用側ユニット３０Ａには利用側ユニット３０Ｂ、３０Ｃの如き切換弁３９Ａ、３９Ｂ、４０Ａ、４０Ｂは設けていないが、切換弁を冷媒吐出管３２と冷媒吸込管３３とに分岐接続して、加温も可能としても良い。更に、１７Ａを加温専用庫としても良く、その場合には当然に利用側熱交換器４３Ａは高圧ガス管３６に接続されることになる。ここで、実施例の各熱交換器の容量は、利用側熱交換器４３Ｂの容量を１とした場合、利用側熱交換器４３Ｃの容量が２、利用側熱交換器４３Ａの容量が３、熱源側熱交換器５３の容量は６となるように設定されている。
冷媒回路Ｈには可燃性の冷媒が充填されている。この可燃性の冷媒はメタン、エタン、ペンタン、イソペンタン、ブタン、イソブタン、プロパン等の炭化水素やジフルオロメタン（Ｒ−３２）の弱燃性の冷媒や炭化水素とＨＦＣ冷媒との混合冷媒などを用いている。
【００２０】
以上の構成で次に自動販売機１の動作を説明する。先ず初めに特定庫１７Ａ、冷却加温庫１７Ｂ、１７Ｃの全てを冷却庫として商品を冷却する場合を、図４を参照して説明する。特定庫１７Ａ内、冷却加温庫１７Ｂ、１７Ｃ内で検出された温度が冷却設定温度以上であった場合、熱源側熱交換器５３の冷媒吐出管３２の切換弁３４Ａを開き、冷媒吸込管３３の切換弁３４Ｂを閉じ、且つ、利用側熱交換器４３Ｂ、４３Ｃの高圧ガス管３６の切換弁３９Ａ、４０Ａを閉じ、低圧ガス管３７の切換弁３９Ｂ、４０Ｂを開く。
【００２１】
これにより、圧縮機５２から吐出された冷媒は、冷媒吐出管３２、切換弁３４Ａ、熱源側熱交換器５３と順次流れてここで凝縮液化した後、冷媒流量制御弁５０及び液管３８を経て、各利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの冷媒流量制御弁４７、４８、４９に分配され、ここで減圧される。
【００２２】
尚、冷媒流量制御弁５０は全開とすると共に、冷媒流量制御弁４７、４８、４９は、検出された温度に基づいて絞り量が調節される。然る後、各冷媒流量制御弁４７、４８、４９を経た冷媒は、各利用側熱交換器４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃに流入して蒸発気化した後、利用側熱交換器４３Ｂ、４３Ｃからは、切換弁３９Ｂ、４０Ｂを経て低圧ガス管３７に入り、利用側熱交換器４３Ａからはそのまま低圧ガス管３７に入る。そして、低圧ガス管３７で合流した冷媒は、冷媒吸込管３３、気液分離器５５を順次経て圧縮機５２に吸い込まれる。
【００２３】
このように、この場合には熱源側熱交換器５３は凝縮器として作用し、全利用側熱交換器４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃは蒸発器として作用するので、特定庫１７Ａ、冷却加温庫１７Ｂ及び１７Ｃの全てが同時に冷却されることになる。また、前述の如く熱源側熱交換器５３の容量は、全利用側熱交換器４３Ａ〜４３Ｃの容量の総和に略等しくなるので、蒸発器として作用する利用側熱交換器４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃからの廃熱は、熱源側熱交換器５３にて十分に放散できる。
【００２４】
次に、特定庫１７Ａ及び冷却加温庫１７Ｂを冷却する一方、冷却加温庫１７Ｃは加温する場合について、図５を参照して説明する。例えば特定庫１７Ａ及び冷却加温庫で検出された温度が冷却設定温度以上である場合、熱源側熱交換器５３の切換弁３４Ａを開くと共に、切換弁３４Ｂを閉じ、且つ、冷却する利用側熱交換器４３Ｂの切換弁３９Ａを閉じ、切換弁３９Ｂは開き、且つ、加温する利用側熱交換器４３Ｃの切換弁４０Ａを開き、切換弁４０Ｂは閉じる。
【００２５】
これにより、圧縮機５２から吐出された冷媒の一部は冷媒吐出管３２、切換弁３４Ａを順次経て、熱源側熱交換器５３に流れると共に、残りの冷媒は高圧ガス管３６を経て、加温する利用側ユニット３０Ｃの切換弁４０Ａから利用側熱交換器４３Ｃへと流入する。そして、利用側熱交換器４３Ｃと熱源側熱交換器５３にて凝縮液化される。これら熱交換器４３Ｃ、５３で凝縮液化された冷媒は、液管３８を経て利用側ユニット３０Ａ、３０Ｂの冷媒流量制御弁４７、４８で減圧された後、それぞれの利用側熱交換器４３Ａ、４３Ｂに流入して蒸発気化する。
【００２６】
尚、冷媒流量制御弁４９及び冷媒流量制御弁５０は全開とすると共に、冷媒流量制御弁４７、４８は、検出された温度に基づいて調節される。
【００２７】
利用側熱交換器４３Ａを経た冷媒は低圧ガス管３７に、また、利用側熱交換器４３Ｂを経た冷媒は切換弁３９Ｂを経た後低圧ガス管３７に流入して合流し、冷媒吸込管３３、気液分離器５５を順次経て圧縮機５２に吸い込まれる。このように、この場合には利用側熱交換器４３Ｃは凝縮器として作用するので、冷却加温庫１７Ｃは加温され、蒸発器として作用する利用側熱交換器４３Ａ、４３Ｂにて特定庫１７Ａ及び冷却加温庫１７Ｂは冷却されることになる。
【００２８】
係る冷却加温同時運転時、利用側ユニット３０Ｃの冷媒流量制御弁４９が全開して冷媒圧力損失が生じないようにしているが、液管３８内の液冷媒圧力がアンバランスと成らないように、冷媒流量制御弁５０で圧力調整される。
【００２９】
このように、利用側ユニット３０Ｃでは利用側ユニット３０Ａ及び３０Ｂの冷却時に生じる廃熱を利用して冷却加温庫１７Ｃの加温を行うことができるため、効率的に熱回収及び利用を行うことができ、効率の良い運転を行うことができる。そのため、電気ヒータだけで加温を行っていた従来の自動販売機と比して、電力消費量を減少させることができ、ランニングコストの低減を図ることができる。また、電気ヒータを使用していないので、冷媒に可燃性冷媒を使用しても漏れ冷媒が発火する危険を少なくさせられる。
【００３０】
次に、特定庫１７Ａを冷却すると共に、冷却加温庫１７Ｂ、１７Ｃは加温する場合を、図６を参照して説明する。特定庫１７Ａ内で検出された温度が冷却設定温度以上である場合、熱源側熱交換器５３の切換弁３４Ａ及び３４Ｂを閉じ、且つ、加温する利用側熱交換器４３Ｂの切換弁３９Ａを開き、切換弁３９Ｂを閉じ、利用側熱交換器４３Ｃの切換弁４０Ａを開き、切換弁４０Ｂを閉じる。
【００３１】
これにより、圧縮機５２から吐出された冷媒は冷媒吐出管３２、高圧ガス管３６を経て加温する各利用側ユニット３０Ｂ、３０Ｃの各切換弁３９Ａ、４０Ａ、から各利用側熱交換器４３Ｂ、４３Ｃへと流入し、これら利用側熱交換器４３Ｂ、４３Ｃで凝縮液化されるようになる。そして、これら利用側熱交換器４３Ｂ、４３Ｃで凝縮液化された冷媒は、液管３８を経て利用側ユニット３０Ａの冷媒流量制御弁４７で減圧された後、利用側熱交換器４３Ａで蒸発気化される。
【００３２】
尚、冷媒流量制御弁４８、４９及び冷媒流量制御弁５０を全開とすると共に、冷媒流量制御弁４７は特定庫１７Ａで検出された温度に基づいて調節される。
【００３３】
利用側熱交換器４３Ａを経た冷媒は低圧ガス管３７に流入し、冷媒吸込管３３、気液分離器５５を順次経て圧縮機５２に吸い込まれる。このように、この場合には凝縮器として作用する利用側熱交換器４３Ｂ、４３Ｃで冷却加温庫１７Ｂ、１７Ｃが加温され、蒸発器として作用する利用側熱交換器４３Ａで特定庫１７Ａが冷却されるようになる。
【００３４】
以上の如く、利用側ユニット３０Ｂ、３０Ｃによる加温は、利用側ユニット３０Ａの冷却時に生じる廃熱を利用して行われるため、効率的に熱回収及び利用を行うことができ、効率の良い運転を行うことができる。
【００３５】
ここで、本実施例における各利用側熱交換器４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃのそれぞれの容量は、前述の如く利用側熱交換器４３Ａの容量（比率３）＝利用側熱交換器４３Ｂの容量（比率１）＋利用側熱交換器４３Ｃの容量（比率２）とされている。これにより、利用側熱交換器４３Ａが蒸発器として作用する際の廃熱を全て利用して利用側熱交換器４３Ｂ、４３Ｃを加温することができるため、熱源側熱交換器５３を使用して廃熱処理する必要が無くなり、無駄のない熱回収による効率の良い運転を行うことができる。
従って、この場合にも電気ヒータだけで加温を行っていた従来の自動販売機と比して、電力消費量を削減することができ、ランニングコストの低減を図ることができると共に、可燃性冷媒が加熱側の商品収納庫内に漏れても発火するのを抑えることができるようにされている。
冷媒はブタン、プロパン等の炭化水素やジフルオロメタン（Ｒ−３２）の弱燃性の冷媒や炭化水素とＨＦＣ冷媒との混合冷媒などを用いており、冷媒回収時に燃焼させることで処理することができ、冷媒回収や分解処理等のコストを低減させられるようにされている。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、断熱箱体から成る本体内に商品収納庫を構成し、この商品収納庫を複数の庫内に区画すると共に、各庫内に投入された商品をヒートポンプサイクルの利用側熱交換器で冷却若しくは加温し、販売口より販売するものであって、前記ヒートポンプサイクルに強燃性若くは弱燃性の冷媒を
用い、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源側ユニットと、利用側熱交換器を有する複数の利用側ユニットとから成り、前記熱源側熱交換器を圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに切換弁を介して分岐接続する一方、これら両ユニットをつなぐユニット間配管を、前記冷媒吐出管と分岐接続された高圧ガス管、前記冷媒吸込管と分岐接続された低圧ガス管、及び、前記熱源側熱交換器と接続された液管にて構成すると共に、前記各利用側熱交換器を、前記高圧ガス管と低圧ガス管に切換弁を介して分岐接続し、前記液管には冷媒流量制御弁を介して接続して成る冷媒回路を備え、前記利用側ユニットのうちの特定利用側ユニットの利用側熱交換器は、前記液管と前記低圧ガス管或いは高圧ガス管間に接続されており、この特定利用側ユニットを冷却若しくは加温される庫内に配設し、この特定利用側ユニットを構成する前記利用側熱交換器の容量を、他の利用側ユニットを構成する利用側熱交換器の容量の総和に略等しくしたので、オゾン層を破壊しないようにすると共に、漏れたときに庫内の商品収納庫の加熱源で発火しにくくし、かつ、冷媒廃棄時に燃焼させて廃棄できる。本発明の請求項２によれば、冷媒を炭化水素系の自然冷媒としたので、漏れたときに庫内の商品収納庫の加熱源で発火しないようにすると共に、オゾン層を破壊しないようにでき、しかも地球上に存在する自然物質であって、漏れても環境破壊を防止できる。
【００３７】
本発明の請求項３によれば、冷媒をジフルオロメタンとしたので、漏れたときに庫内の商品収納庫の加熱源で発火しないようにすると共に、オゾン層を破壊しないようにできる。
【００３８】
本発明の請求項４によれば、冷媒を炭化水素系の自然冷媒とＨＦＣ冷媒とを混合したので、漏れたときに庫内の商品収納庫の加熱源で発火しないようにすると共に、オゾン層を破壊しないようにしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の自動販売機の正面図である。
【図２】図１の自動販売機の前面扉と断熱扉を除く正面図である。
【図３】図１の自動販売機の縦断側面図である。
【図４】図１の自動販売機の冷媒回路図である。
【図５】図１の自動販売機の動作を説明するもう一つの冷媒回路図である。
【図６】図１の自動販売機の動作を説明する更にもう一つの冷媒回路図である。
【符号の説明】
１  自動販売機
１７  商品収納庫
１７Ａ  特定庫
１７Ｂ、１７Ｃ  冷却加温庫
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  利用側ユニット
３１  熱源側ユニット
３２  冷媒吐出管
３３  冷媒吸込管
３４Ａ、３４Ｂ、３９Ａ、３９Ｂ、４０Ａ、４０Ｂ  切換弁
３６  高圧ガス管
３７  低圧ガス管
３８  液管
４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ  利用側熱交換器
４６Ａ、４６Ｂ  補助電気ヒータ
４７、４８、４９、５０  冷媒流量制御弁
５２  圧縮機
５３  熱源側熱交換器
５５  気液分離器
【図１】
0004035945.tif 000002
【図２】
0004035945.tif 000003
【図３】
0004035945.tif 000004
【図４】
0004035945.tif 000005
【図５】
0004035945.tif 000006
【図６】
0004035945.tif 000007