CN102411810A - 自动售货机的改进 - Google Patents

Abstract

一种自动售货机系统，包括用于控制冷却系统的控制模块。所述冷却系统包括蒸发器以及(可以省略的)为蒸发器除霜的加热元件。在运行中，控制模块基于所需要的设定温度使蒸发器风扇和压缩机一起循环，以帮助保持产品处于指定范围内。在一实施例中，蒸发器风扇和压缩机基本上在相同时间接通和断开。在另一实施例中，在压缩机接通和断开之后和蒸发器相应地接通和断开之前具有一段预定延时。本发明也公开了其它变化。

Description

自动售货机的改进

本申请是申请号为200810175419.5、申请日为2008年11月12日、名称为“自动售货机的改进”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及自动售货系统的领域，特别是涉及被配置成提供冷却货物的自动售货机的领域。

背景技术

自动售货机允许消费者能够全天候地购买相对便宜的货物，代表销售货物的人员处理交易，而无需支付昂贵费用安排一个人站在那里。因此，自动售货机已经取得了成功，因为它们有能力为消费者提供更多便利，并且自动售货机允许处理交易而无需顾及可能的交易费用。自动售货机具有用于多种产品的多种配置。一个常见的标准是对于特定的产品存在这样的需求，即产品被交付给消费者时需要是经过冷却的。例如，通常认为对于消费者而言一瓶冷却的水的需求大于一瓶热水的需求，尤其是在夏季的几个月中。

当冷却能够增强特定产品的需求被很好地接受时，出现了一个问题，即如何在合理的成本范围提供适宜的冷却产品。例如，放置在大型商店的自动售货机在夏季的几个月中将承受相当数量的热负荷。当能源使用已经接近极限时这种情况显著地转化为增加的运行成本和更多的能源需求。因此，它将有助于自动售货机的经营者、也有助于整个公共场所减少为把存储在自动售货机中产品维持在适宜的温度所需的能源需求。

当然，在绝缘和组件设计上的改进能够提供一定程度的效能改进；然而，空间限制、材料成本和材料属性都限制了通过这样的方式可能获得的能效改进量。更进一步，随着绝缘和组件效能获得改进，额外改进提供逐渐减少的回报率。因此，改进自动售货系统能效的其他方法很值得期待。

发明内容

本发明公开了一种自动售货机系统和操作方法。自动售货机系统包括腔室。腔室通过制冷系统得到冷却，所述冷却系统包括蒸发器、位于腔室内的蒸发器风扇、以及位于腔室外部的压缩机和冷凝器。冷却系统可能省略用于蒸发器除霜的加热元件。提供一控制模块，以使蒸发器风扇和压缩机循环，并测量制冷剂设备。对于控制配置，控制模块基于所需的设置温度控制着压缩机的启动和停止以保持腔室和产品在所要求规格之内。在一实施例中，压缩机和蒸发器风扇基本上同时地启动和断开。在压缩机根据传感信号停止后，蒸发器风扇可能还会在动能作用下继续运行一小段时间。发送信号给控制器的传感器位于蒸发器表面以准确捕获所需冷却负载。对于直接连接，蒸发器风扇直接连接到压缩机上以便和其同步启动和停止。在控制模块配置和直接配置中，位于蒸发器上的传感器可根据所需温度发送信号来启动或停止压缩机。

这里提供的发明内容以简化的方式介绍了概念的选择，在下文的详细描述中将对其进一步描述。所述发明内容不用于确定权利要求主题的关键特征或本质特征，也不用于限制权利要求主题的范围。

附图说明

通过实施例描述本发明，但本发明不局限于附图，附图中相同附图标记表示相似的部件，其中：

图1示出了自动售货机的实施例的等距视图。

图2示出了自动售货机系统的实施例的示意图。

图3示出了用于自动售货机的控制系统的实施例的局部示意图。

图4示出了用于自动售货机的冷却系统的实施例的示意图。

图5示出了根据本发明的一个或多个方面的提供冷却饮料的方法。

图6示出了根据本发明的实施例的自动售货机布线图，其中蒸发器风扇和压缩机同步运行。

具体实施方式

因为放置的灵活性以及不需要安排专人来完成交易，使得自动售货机具有有益的服务。因而，由于在交易中的效率，使得自动售货机具有有用的经济利益，导致消费者支出成本降低。例如，饮料自动售货机允许使用者快速支付并接受使用者选择，提供冷饮。这种灵活性具有潜在的副作用。放置自动售货机在一位置，使消费者的便利性最大化，这就有可能使得自动售货机遭受非常大的热负荷。为了在自动售货机中存储商品，诸如充满饮料的容器，热负荷又需要大量能量输入，以便使商品保持在所需温度。因此在仍然提供灵活便利的放置同时需要减少能量需求。

图1-4描述了一种装满饮料容器的自动售货系统的实施例。这样的系统很适合为消费者提供例如碳酸饮料或营养补剂，但不局限于此。更进一步，这样的自动售货系统能配置成带有各种不同类型的饮料容器进行工作，例如塑料瓶和铝制罐头。但是值得注意的是，自动售货系统被设计成不仅仅用来销售充满饮料容器，也能够利用这里介绍的其他方面，因此这些公开内容不局限于这些方面。

如图示，自动售货系统10包括壳体50，在所述壳体50上具有用户界面100和饮料交付模块150。用户界面100包括支付模块110和位于选择模块120上的多个选择元件122，从而用户可以进行支付并选择选定的饮料。分配模块170将选定的充满饮料的容器交付给饮料交付模块150，所述饮料交付模块150具有开口155，该开口155允许用户在充满饮料的容器放置在保持部分158中时接触到该充满饮料的容器。可包括门(图中未示出)来防止在使用过程中灰尘之类进入到开口155中。

为控制充满饮料的容器的交付，提供控制模块200。在支付之前按下选择元件122将不会产生效果(除非自动售货机已经被设置成无需支付并且用户被预先认证来进行选择)。当然，如果用户首先提供现金或一些电子支付形式给支付模块110，则用户可以选择并接收到充满饮料的容器。一旦确认已经支付(这可能完全由支付模块110完成或通过支付模块110和控制模块200的预处理步骤联合完成)，控制模块200接受通过验证的下一个用户选择并提供合适的相应信号给分配模块170，这样所需充满饮料的容器就可交付给饮料交付模块150。

控制模块200包括处理模块202和存储模块204。处理模块202可以是常规的微处理器并可能包含计时元件(例如实时时钟)，其未在图中示出。存储模块可以是不同类型的存储器的组合并且可能是只读的、可编程的或者两者的组合。应该值得注意的是，虽然这些特征是独立显示出的，但是它们可被结合到既包含处理能力也包含存储的单个模块中。在一可选实施例中，不同的特征可以分成多个系统，因而图2中描述的实施例更注重的是逻辑结构而不是描述物理设计。还示出的是可选的通讯模块206。在一实施例中，关于自动售货系统10使用的统计可存储在存储模块204中，并在适宜的基础上提供给经过认证的用户。能够理解的是，可选的通讯模块206取决于系统要求可以使用无线通讯或者使用线路连接。

为了将充满饮料的容器保持在所需温度，存储在自动售货机中的充满饮料的容器的至少一部分被放置在制冷模块220中。分配模块170被配置成用以从制冷模块220中选择一充满饮料的容器并以所需方式将其交付给饮料交付模块150。在这一点上应该注意，充满饮料的容器如何从第一个位置移动到第二个位置存在大量的变化，因此这里披露的内容不限制在这个方面。更进一步，在图3和图4中描述的仅仅是典型实施例的描述，并且可预期到相对于其他组件的各种组件位置的变化。

为保持充满饮料的容器冷却，冷却系统230如图示放置在制冷模块220中。冷却模块230从制冷模块220上除去热量并将热量散布给散热模块250。然后散热模块250引导热量远离自动售货系统10。

进行多种变化是可行的，图4示出了冷却模块220和散热模块250的实施例的不同部件的示意性布局。制冷模块220包括腔室225并且可以包括位于腔室225的内部229的温度传感器227。在一实施例中，温度传感器227可提供对应于腔室225内部温度的信号。

如图示，冷却模块230放置在腔室225内并具有蒸发器(或第一热交换器)235、可以位于蒸发器235上或邻近蒸发器235的可选的传感器237、蒸发器风扇240以及驱动蒸发器风扇240的风扇发动机245。传感器237可以是任意型号的可以用于测定蒸发器是否被冻住的传感器，例如是常规的温度传感器。但是值得注意的是，为蒸发器235除霜的加热元件没有示出。这是因为至少在一些实施例中没有包含加热元件以降低系统成本。关于这些省略内容在下文中还要更详细叙述。

在运行中，冷却液体(通常由一些类型的常规制冷剂构成)被直接导入蒸发器中。蒸发器风扇240引导空气朝向和吹过蒸发器235，来自空气的热量被吸收并用于将蒸发器内的液体转换成气体。这一相变吸收了相当数量的热量从而使得冷却流过蒸发器的空气。因而，结果是蒸发器风扇240将冷却空气直接带离蒸发器235并进入腔室225中，在所述腔室225，其保持腔室的内部处于所需的温度。根据冷却系统的种类，排出蒸发器235的制冷剂将绝大部分或全部是气体形态。

能够认识到，这样可允许从腔室225除去热量，从而使得放置在腔室225中的饮料能够保持在所需要的冷却温度。但是为了冷却系统有效，热量随即必须从系统中排出以便来自腔室的额外热量能够被吸收。

为排出热量，提供散热模块250。冷却的气体制冷剂被直接引向压缩机255。压缩机255将制冷剂压缩成高压气体，在过程中使其温度升高，然后将热气体导向冷凝器(或者第二热交换器)260。冷凝器260允许高温气体将热量散发到大气(例如系统外部)中并在此过程中将制冷剂冷凝成液态。随即将该暖/热高压液体被导向膨胀阀265。压力的降低导致液体冷却。冷却的液体随即进入蒸发器235并重复整个过程。

如图所示，散热模块250包括可选的由马达275驱动的风扇270。能够认识到，风扇270的使用能够使冷凝器260的尺寸减小，如果只用被动散热技术则必须采用更大的冷凝器来散发充分的热量。此外，风扇的使用也有助于将热空气导出并远离壳体50，如果冷凝器260包含在壳体50中则尤其有用。传感器262可以包含在冷凝器上用于检测所需的运行参数，例如冷凝器260的温度。

图5示出了一种可用于向消费者提供冷却饮料的方法。首先在步骤510中，执行在腔室225中需要额外冷却的决定。能够认识到，这可以基于从放置在腔室225中的传感器227接收到的信号。或者，也可以采用一些其他方法决定是否需要冷却，例如使用一种基于结合外部温度的算法的时间，或者使用位于腔室外部但是非常接近腔室的传感器。

然后在步骤515中，接通压缩机255和蒸发器风扇240，这是循环的第一部分。因而，如这里所述，循环是指驱动或接通压缩机和/或蒸发器风扇然后将它们断开。从而，组件的循环包含将组件切换到接通状态并随后将组件切换到断开状态。值得注意的是接通状态可能包括一些间歇停止和启动，但是通常连续接通一段时间。因此，在步骤515中，压缩机255和蒸发器风扇240被切换到接通状态。

在一实施例中，压缩机255和蒸发器风扇240在接通和断开状态之间的切换是基本上同步的。在一可选实施例中，蒸发器风扇240在启动前将有一个预设延迟。在另一实施例中，蒸发器风扇240将在压缩机255接通之后接通，但是蒸发器风扇240启动的精确定时将取决于温度传感器(或者其他类型的传感器)，所述传感器指示蒸发器235的温度，表明应该发生状态改变。例如，在一实施例中蒸发器风扇240将延迟到蒸发器235冷却到低于腔室内部229的温度后再接通。

接下来在步骤520中，断开压缩机255和蒸发器风扇240，这是循环的第二部分。在一实施例中，蒸发器风扇240的断开和压缩机255的断开基本上同时。在一可选实施例中，蒸发器风扇240可在压缩机255断开后断开。延迟可以是预设延迟或者可以是基于从传感器接收的信号产生延迟。例如，蒸发器风扇240可以在蒸发器235的温度接近或者等于腔室内部229的温度时断开。

因而，蒸发器风扇240的循环和压缩机255的循环相关联(例如直接基于)。能够认识到，这种方法使能量的消耗最小化，因为蒸发器风扇240不需要始终保持旋转。在这点上，特定的实施例中缺少用于为蒸发器235除霜的加热元件的是很重要的，因为通常情况可以相信，为了循环蒸发器风扇240和压缩机255才需要使用加热元件来为蒸发器235除霜。这里已经发现，系统的温度允许系统足够发挥功能而不需要为蒸发器235除霜。此外，任何除霜需求都可以通过周期性的循环蒸发器风扇240来实现。从而，向系统添加最低限度热量以及用于连续不断运行蒸发器风扇240的能量需求都可以避免，这有益于取得显著的效能收益。例如，根据选定的自动售货系统10的配置，有可能减少大约30％的能源消耗。

接下来在步骤525中，接收到购买物品的请求。通常这将包括用户直接使用某些类型现金进行支付，或者通过信用卡或其他关联使用者账户的途径进行电子支付。能够认识到，用户界面110可包括屏幕，在所述屏幕上提示已经收到支付并且可以进一步提示用户进行选择。一旦用户提供支付，就可以进行选择。通常选择过程包含用户启动选择元件122，例如按钮，所述按钮与显示在壳体上的图案关联。

然后在步骤530中，分配物品。如上文中提到的，特别是在如何才能完成交付充满饮料的容器中存在变化。例如，基于重力的分配系统和基于传送器的分配系统是典型的用于分配充满饮料的容器的方法。然而，如果有除充满饮料容器之外的物品要进行分配，分配系统需要进行适当的配置。因而，将一物品从制冷腔室传送到用户可以够得着的位置所要求的技术并不苛刻，并且这里的公开不限于这方面。

图6示出了一自动售货机的布线图，其中蒸发器风扇602与压缩机604同步运行。现有的系统包括点606和608之间的连接并且不包括在点612和614之间的导体610。在现有的系统中，蒸发器风扇602的控制独立于压缩机604的控制。将点606和608之间的连接断开并且在点612和614之间提供一导体610以将动力同时提供给蒸发器风扇602和压缩机604。将蒸发器风扇602和压缩机604同步运行可以在无需在蒸发器上建立冷却而节省能源。在特定的实施例中，也可通过无需加热冷却腔室和冷却腔室内的产品但同时可保持产品要求来节省能源。

本发明已经根据这里的优选和典型实施例进行描述。本领域技术人员根据所公开的内容在不脱离所附权利要求的范围和精神的情形下可以形成多个其它实施例、做出改进和变化。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

(a)确定腔室的内部需要冷却；以及

(b)使蒸发器风扇与压缩机的循环协同地循环，所述循环包括切换到接通状态以及然后切换到断开状态，其中蒸发器风扇的循环基于腔室的内部的温度与蒸发器的温度之间的比较进行控制。

2.如权利要求1所述的方法，其中，蒸发器风扇的循环包括切换到风扇接通状态以及然后切换到风扇断开状态，压缩机的循环包括切换到压缩机接通状态以及然后切换到压缩机断开状态，其中风扇接通状态与压缩机接通状态基本上同时开始。

3.如权利要求2所述的方法，其中，蒸发器风扇断开状态在压缩机断开状态开始之后开始。

4.如权利要求2所述的方法，其中，一旦蒸发器的温度接近或等于腔室的内部的温度，则蒸发器风扇的循环关掉蒸发器风扇。

5.如权利要求2所述的方法，其中，蒸发器风扇断开状态响应从温度传感器接收到的信号而开始。

6.如权利要求1所述的方法，其中，蒸发器风扇的循环包含切换到风扇接通状态以及然后切换到风扇断开状态，压缩机的循环包含切换到压缩机接通状态以及然后切换到压缩机断开状态，其中，风扇接通状态开始于压缩机接通状态开始之后，风扇断开状态开始于压缩机断开状态开始之后。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：(c)接收包含在腔室内的物品的确认选择；其中，在(c)中的接受步骤包括：

(i)确定已进行支付；以及

(ii)响应于已进行支付的确定，接受与物品选择相关的用户输入。

8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

(c)接收包含在腔室内的物品的确认选择；并且

(d)自动提供处于冷却状态的所选物品，其中，所述物品是充满碳酸饮料的饮料容器。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

(c)在一预设时间段后让蒸发器风扇循环一时间间隔，用以防止在蒸发器上结冰。

10.一种系统，包括：

壳体；

制冷模块，该制冷模块至少部分放置在壳体中并且被配置成保持一个或更多产品处于被冷却的状态，该制冷模块包括腔室、第一风扇、蒸发器、用于指示腔室内的温度的第一温度传感器以及用于指示蒸发器的温度的第二温度传感器，所述第一风扇被配置成将空气引导通过蒸发器；

散热模块，包括与蒸发器流体连通的压缩机和冷凝器；以及

控制模块，被配置成使第一风扇与压缩机的循环协同地循环，

其中第一风扇的循环基于由第一温度传感器所指示的制冷模块的腔室内的温度与由第二温度传感器所指示的蒸发器的温度之间的比较由控制模块控制。

11.如权利要求10所述的系统，其中，制冷模块不包括用来加热蒸发器的加热元件。

12.如权利要求10所述的系统，其中，第一风扇的循环包括切换到风扇接通状态以及然后然后切换到风扇断开状态，压缩机的循环包括切换到压缩机接通状态以及然后切换到压缩机断开状态，其中控制模块被配置成使风扇接通状态和压缩机接通状态基本上同时开始。

13.如权利要求12所述的系统，其中，控制模块被配置成使得风扇断开状态与压缩机断开状态基本上同时开始。

14.如权利要求12所述的系统，其中，控制模块被配置成使得风扇断开状态在压缩机断开状态开始之后开始。

15.如权利要求12所述的系统，其中，风扇断开状态开始于压缩机断开状态之后的一预设时间段。

16.如权利要求12所述的系统，其中，风扇断开状态响应于从传感器接收的信号而开始。

17.如权利要求10所述的系统，其中，散热模块进一步包括第二风扇，所述第二风扇被配置成用于将空气引导通过冷凝器。

18.如权利要求10所述的系统，其中，所述循环包括接通状态和断开状态，控制模块被配置成使第一风扇的接通状态在压缩机的接通状态之后开始。

19.如权利要求10所述的系统，其中，控制模块被配置成基本上与启动和停止压缩机同时地启动和停止第一风扇。

20.一种热交换系统，包括：

蒸发器，其位于需要被冷却的腔室中，该系统不包括用于为蒸发器除霜的加热元件；

用于将空气导向蒸发器的风扇；

与蒸发器流体连通的压缩机；

与蒸发器和压缩机流体连通的冷凝器；

用于指示腔室内的温度的第一温度传感器；

用于指示蒸发器的温度的第二温度传感器；

位于冷凝器和蒸发器之间且与它们流体连通的膨胀阀；以及

控制模块，其被配置成响应于由第一温度传感器以及第二温度传感器提供的信号控制压缩机以及风扇的循环，其中所述风扇的循环基于所述腔室内的温度与所述蒸发器的温度之间的比较进行控制。

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