JP2002092714A - 自動販売機およびその庫内冷却用冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】代替冷媒として可燃性のＨＣ系冷媒などを用い
る冷凍機を搭載した自動販売機を対象に、冷媒漏れを検
知して冷凍機を停止させた後、冷凍機の修理，安全を確
認しない限り運転再開できないように規制して安全性を
高める。 【解決手段】自動販売機の本体ケースに冷媒漏洩検知用
のガスセンサ１４、および庫内空気の排気手段を備え、
ガスセンサの検知信号を基に、冷凍機の冷媒ガスが庫内
に漏出した場合には冷凍機を運転停止するととも、庫内
に漏れ出た冷媒を庫内空気と一緒に外部に排気させるよ
うにしたものにおいて、冷凍機のコンプレッサ９ａの電
源回路を、ガスセンサによる冷媒漏れ無し確認の信号と
冷媒漏れ箇所の修理完了を確認して手動で投入する再起
動スイッチ１５のＯＮ動作とのＡＮＤ条件で冷凍機を運
転再開させるセルフホールド回路として安全の確認なし
にコンプレッサが勝手に始動するのを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系冷媒，
アンモニアなどの自然作動冷媒を用いた冷凍機を搭載
し、缶，壜，パックなどの商品をコールド商品として販
売する自動販売機に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、頭記した自動販売機の基本構成を
図３に示す。図において、１は断熱筐体としてなる本体
ケース、２は前面外扉、２ａは外扉２に設けた商品取出
口、３は断熱内扉であり、本体ケース１の庫内には例え
ばサーペンタイン式の商品収納ラック４，および前記商
品取出口２ａに通じる商品搬出シュータ５のほか、庫内
底部には庫内ファン６と冷凍機の蒸発器７を組み合わせ
た冷却ユニット８が設置されており、前記蒸発器７は本
体ケース１のベース側に設置した冷凍機コンデンシング
ユニット９と組み合わせて冷凍サイクルを構成してい
る。なお、９ａは冷凍機のコンプレッサ、９ｂは凝縮
器、９ｃはコンプレッサ９ａ，凝縮器９ｂ，蒸発器７の
相互間を接続する冷媒配管である。

【０００３】かかる構成になる自動販売機の販売，保冷
動作は周知であり、商品１０は商品収納ラック４に収納
して販売適温に保冷され、販売指令に基づき商品収納ラ
ック４から払出し、シュータ５を経由して商品取出口２
ａに送出される。また、冷凍機の保冷運転時には庫内空
気が本体ケース１の庫内後部側に仕切った吸込ダクト１
１を通じて冷却ユニット８に吸い込まれ、ここで蒸発器
７との熱交換により冷却された冷気がファン６を経て庫
内上部に向けて吹出し、商品収納ラック４に収納した商
品１０を保冷する。

【０００４】一方、近年になり、地球のオゾン層破壊，
温暖化の問題から、冷凍機の冷媒としてフロンに代わる
代替冷媒の採用が求められており、その代替冷媒として
炭化水素系の冷媒（プロパン，イソブタンなど），ある
いはアンモニアを採用した冷凍機，およびこの冷凍機を
搭載した自動販売機の開発が進められている。ところ
で、炭化水素系冷媒は総じて可燃性があり、またアンモ
ニアは弱燃性，毒性がある。そのために、冷凍機の運転
中に庫内側の蒸発器７，および蒸発器７に接続した冷媒
配管９ｃのパイプ亀裂，接続不良などが原因で庫内に冷
媒漏れが生じた場合に冷媒漏れをそのまま放置すると、
冷凍機の保冷機能が喪失するほか、殆ど密閉された本体
ケースの庫内に充満した可燃性の冷媒ガスが何らかの原
因で引火，爆発するおそれがあって危険である。

【０００５】そこで、自動販売機の庫内に冷媒漏洩検知
センサ、および庫内空気を本体ケースより外部に排気す
る排気手段を装備し、冷媒漏洩検知センサの検知信号を
基に、運転中に冷媒の漏れが生じた場合には冷凍機を運
転停止するととも、庫内に漏出した冷媒ガスを庫内空気
とともに庫外へ排気，拡散させるような安全策を施した
自動販売機が本発明と同一出願人より特願平１１−３１
６４１９号として先に提案されている。

【０００６】すなわち、図３において、本体ケース１の
背面にはダンパ１２ａ付きの排気口１２，およびダンパ
１３ａ付きの外気吸入口１３を設けるとともに、庫内に
は冷媒ガスの漏洩を検知するガスセンサ（例えば接触燃
焼式ガスセンサ）１４を備えている。そして、運転中に
冷凍機の冷媒ガスが庫内に漏れ出たことをガスセンサ１
４が検知すると、その検知信号によりコンプレッサ９ａ
の電源回路をＯＦＦにして冷凍機コンデンシングユニッ
ト９を運転停止するとともに、冷却ユニット８の庫内フ
ァン６を逆転させてその風圧でダンパ１２ａを外側に押
し開き、庫内に漏出した冷媒ガスを庫内空気と一緒に排
気口１２を通じて外部に強制排気させる。なお、この排
気に伴い庫内側が負圧となるので外気吸入口１３のダン
パ１３ａが開いて外気が庫内に流入するようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記提案を
実用化するには、自動販売機としての安全性確保の面か
ら冷凍機の運転管理について次記のような対応が必要で
ある。すなわち、冷凍機の運転中に不測な冷媒漏れが生
じて冷凍機を停止させた場合には、庫内に充満した冷媒
を排気手段により庫外に強制排気してガスセンサが冷媒
の漏れを検知しない状態に復帰しても、冷媒漏れ箇所の
修理が済むまでは冷凍機を運転停止のまま保持し、自動
販売機のロケーション先に出向いたサービスマンが冷媒
漏れの生じた冷凍機の冷媒配管を交換するなどの修理作
業を完了してその安全を確認しない限りは冷凍機が運転
再開できないようにする必要がある。さもないと、冷凍
機の点検，冷媒漏れ箇所の修理を行う以前に冷凍機が冷
媒不足のまま勝手に始動するおそれがある。

【０００８】また、前記方式は本体ケースの庫内に漏れ
出た冷媒ガスを庫内に配備したガスセンサで検知すると
ともに、漏れ出た冷媒ガスを庫内空気と一緒に庫外に強
制排気するようにしているが、庫内，庫外側に限らず冷
凍機の冷媒配管（冷媒配管は接続部の不良，パイプ亀裂
などが生じ易い）から冷媒漏れが生じた場合に、冷媒ガ
スが周囲に逸散することがないように密閉スペースに封
じ込めたままガスセンサで冷媒漏れをいち早く検知でき
るようにすれば、冷凍機の冷媒漏れに対する自動販売機
の安全性をより一層高めることが可能である。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、代替冷媒として炭化水素系冷媒，あるいはアンモニ
アを使用する冷凍機を搭載した自動販売機を対象に、第
１の目的は運転中に冷媒漏れを検知して冷凍機を強制停
止させた場合に、サービスマンが冷凍機の冷媒漏れ箇所
を修理した上でその安全を確認しない限りは冷凍機を運
転再開できないように規制し、また第２の目的は冷凍機
の冷媒配管から漏れた冷媒ガスを周囲に逸散させずに系
内に封じ込めたままいち早く検知できるようにして安全
性を高めた自動販売機，およびその庫内冷却用冷凍機の
配管構造を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明によれば、断熱筐体としてなる本体ケ
ースの庫内に商品収納ラック、および冷媒に炭化水素系
冷媒あるいはアンモニアを用いた冷凍機の蒸発器と庫内
ファンを組み合わせた冷却ユニットを装備し、該冷却ユ
ニットを経由して庫内に冷気を循環通風して商品収納ラ
ックの収納商品を保冷するようにした自動販売機であっ
て、本体ケースの庫内に配した冷媒漏洩検知用のガスセ
ンサ、および庫内空気を外部に強制排出する排気手段を
備え、前記ガスセンサの検知信号を基に、庫内に冷凍機
の冷媒ガスが漏出した場合には冷凍機を運転停止すると
とも、庫内に漏れ出た冷媒を庫内空気と一緒に外部に排
気させるようにしたものにおいて、前記冷凍機のコンプ
レッサ電源回路に、ガスセンサによる冷媒漏れ無し確認
の信号と冷媒漏れ箇所の修理完了を確認して手動で投入
する再起動スイッチのＯＮ動作とのＡＮＤ条件で冷凍機
を運転再開させるセルフホールド回路を備えるものとす
る（請求項１）。

【００１１】上記により、ガスセンサが冷媒漏れの発生
を検知して冷凍機のコンプレッサを強制停止した場合に
は、庫内に漏出した冷媒ガスを排気手段により外部に排
気してガスセンサが検知しない状態に復帰しても、サー
ビスマンが冷媒漏れ箇所の修理を行って安全を確認した
上で、再起動スイッチを投入しない限りは冷凍機のコン
プレッサが勝手に始動することはなく、これにより冷凍
機の運転トラブルを回避して安全性を確保できる。

【００１２】また、第２の目的を達成するために、本発
明によれば、冷凍機の冷媒配管を冷媒が通流する内管
と、該内管を囲繞して気密シールした保護外管からなる
内外二重管となした上で、保護外管をガスセンサを備え
たセンサユニットに連通させ、冷媒配管の内管から漏出
した冷媒をガスセンサで検知するようにし（請求項
２）、具体的には前記のセンサユニットは独立した気密
封止形のユニットケースにガスセンサを収容し、かつ前
記ユニットケースから引出したガス導管を介して冷媒配
管の保護外管に連通接続する構成とする（請求項３）。

【００１３】かかる構成によれば、冷凍機の冷媒配管か
ら冷媒の漏れが生じても、漏れた冷媒ガスは保護外管の
中に封じ込められて庫内などの周囲に拡散することがな
く、また内管から保護外管側に漏出した冷媒ガスは、保
護外管の管内スペースと連通するセンサユニットに備え
たガスセンサでいち早く検知し、このガスセンサの検知
信号で冷凍機を停止させるなどの対応措置をとることか
でき、これにより冷媒の漏洩に対してより一層高い安全
性を確保できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
１，図２に示す実施例で説明する。なお、実施例の図中
で図３に対応する部材には同じ符号を付してその説明は
省略する。 〔実施例１〕図１は本発明の請求項１に対応した実施例
を示し、(a) 図は冷媒ガスの漏れ発生時における冷凍機
の運転動作を表すフローチャート、(b) 図はコンプレッ
サ電源回路の(a) 図の動作に対応したシーケンス制御の
原理図である。

【００１５】すなわち、図１(b) において、冷凍機のコ
ンプレッサ９ａの電源回路には、電磁接触器１６の励磁
コイルと直列に図３で述べたガスセンサ１４の検知信号
で作動するリレー接点（常閉接点）１４ａおよび手動で
投入する自動復帰形の再起動スイッチ（押釦スイッチ）
１５が接続されている。なお、リレー接点１４ａは、ガ
スセンサ１４が冷媒ガス漏れを検知しない状態では接点
ＯＮ，冷媒ガスの漏れを検知すると接点ＯＦＦになる。
また、１６ａは再起動スイッチ１５に対する自己保持接
点、１６ｂはコンプレッサ９ａをＯＮ／ＯＦＦする開閉
接点である。さらに、図示実施例ではガスセンサ１４の
電源回路には電磁リレー１７を接続し、そのリレー接点
（ａ接点）１７ａを前記した電磁接触器１６の励磁コイ
ルと直列に接続している。

【００１６】かかる構成で、ガスセンサ１４は常時使用
状態に維持し、冷凍機の運転中に冷媒配管のジョイント
不良，パイプの亀裂などが原因で冷媒漏れが発生し、そ
の冷媒漏れをガスセンサ１４を検知してリレー接点１４
ａが開くと、電磁接触器１６がＯＦＦ動作してコンプレ
ッサ９ａを強制停止するとともに、図３で述べた排気手
段が作動して自動販売機の庫内に漏出した冷媒ガスを庫
内空気と一緒に外部に強制排気する。また、電磁接触器
１６のＯＦＦ動作により自己保持接点１６ａも開いて自
己保持機能も停止する。さらに、ガス漏れ監視中にガス
センサ１４の電源回路が故障してガスセンサ１４への通
電が絶たれてガス漏れ検知が行えない状態になった場合
には、電磁リレー１７のリレー接点１７ａが開き，電磁
接触器１６がＯＦＦ動作してコンプレッサ９ａを安全の
ために緊急停止する。

【００１７】この場合に、強制排気により庫内の冷媒ガ
ス濃度が低レベルに低下してガスセンサ１４の出力信号
が“冷媒漏れなし”となってリレー接点１４ａがＯＮに
復帰しても、この時点では自己保持接点１６ａはＯＦＦ
のままであり、したがって電磁接触器１６の励磁コイル
には通電せず、コンプレッサ９ａは停止の状態を維持し
ている。

【００１８】ここで、サービスマンがロケーション先の
自動販売機に出向いて冷凍機を点検し、不良な蒸発器，
冷媒配管を交換するなどして冷媒漏れ箇所の修理を行っ
て運転再開可能と判断した上で、サービスマンが押釦を
押して再起動スイッチ１５をＯＮにすると、電磁接触器
１６のコイルが励磁されてコンプレッサ９ａが始動す
る。また、同時に自己保持接点１６ａはＯＮとなるの
で、再起動スイッチ１５が自動復帰してＯＦＦになって
もコンプレッサ９ａは運転を継続する。

【００１９】つまり、冷凍機の運転再開に際しては、ガ
スセンサ１４と再起動スイッチ１５とのＡＮＤ条件で安
全を確認しない限りはコンプレッサ９ａを起動させるこ
とができず、これにより冷凍機の運転トラブルを防いで
高い安全性を確保できる。 〔実施例２〕次に、本発明の請求項２に対応する実施例
の構成を図２で説明する。この実施例においては、図３
に示した冷凍機の冷媒配管９ｃを冷媒が通流する内管９
ｃ-1と、該内管９ｃ-1を囲繞してその両端を気密シール
した保護外管９ｃ-2からなる内外二重管となした上で、
保護外管９ｃ-2をガスセンサ１４を備えたセンサユニッ
ト１６にガス導管１７を介して連通接続し、冷媒配管の
内管９ｃ-1から保護外管９ｃ-2に漏出した冷媒をガスセ
ンサ１４で検知するようにしている。

【００２０】ここで、前記のセンサユニット１６は気密
構造のユニットケース１６ａにガスセンサ１４を収容し
てそのリード線１４ａをハーメチックシール部１６ｂよ
り引出し、ユニットケースのマニホールド管部１６ｃか
ら分岐して引出したガス導管１７を冷凍機回路の各区間
（コンプレッサ−凝縮器，凝縮器−蒸発器，および蒸発
器−コンプレッサの各区間）に対応する冷媒配管９ｃの
保護外管９ｃ-2に連通接続するようにしている。なお、
センサユニット１６のユニットケース１６ａの内部空
間，および該ケースに連通する冷媒配管９ｃの内管９ｃ
-1と保護外管９ｃ-2との間の空間には、ガスセンサ１４
が接触燃焼式センサである場合に空気（大気圧）が封入
されている。また、ガスセンサ１４の故障に対応して冗
長性を高めるために、センサユニット１６には予備のガ
スセンサも一緒に組付けておくのがよい。

【００２１】かかる構成で、冷凍機の運転中に冷媒配管
９ｃに冷媒漏れが発生して内管９ｃ-1から保護外管９ｃ
-2に冷媒ガスが流出すると、冷媒ガスは内管９ｃ-1と保
護外管９ｃ-2との間の空間からガス導管１７を通じてセ
ンサユニット１６のユニットケース内に拡散し、ガスセ
ンサ１４にていち早く検知される。そして、ガスセンサ
１４が冷媒漏れを検知すると、冷媒配管９ｃから“冷媒
漏れあり”と判断して自動販売機に知らせるとともに、
実施例１と同様に冷凍機のコンプレッサを運転停止して
安全の確保を図る。

【００２２】この実施例によれば、冷媒配管９ｃの内管
９ｃ-1から漏出した冷媒ガスは周囲に逸散することな
く、二重管の保護外管９ｃ-2との間の空間に閉じ込めた
状態でガスセンサ１４により冷媒ガス漏れを検知するこ
とができ、それだけ高い安全性が確保できる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、代替冷媒として炭化
水素系冷媒，あるいはアンモニアを用いた庫内冷却用の
冷凍機を搭載した自動販売機を対象に、本発明によれば
次記の効果を奏する。 (1) 請求項１の発明によれば、運転中に冷媒漏れを検知
して冷凍機を強制停止させた場合に、サービスマンが冷
凍機の冷媒漏れ箇所を修理した上でその安全を確認しな
い限りは冷凍機を運転再開できないように規制したこと
により、庫内に漏出した冷媒ガスを外部に排気してガス
センサが検知しない状態に復帰しても、サービスマンが
冷媒漏れ箇所の修理を行って安全を確認した上で、再起
動スイッチを投入しない限りは冷凍機のコンプレッサが
勝手に始動することはなく、これにより冷凍機の運転再
開を安全な状態で行うことができる。

【００２４】(2) また、請求項２，３の発明によれば、
冷凍機の冷媒配管から漏れた冷媒ガスを周囲に逸散させ
ずに系内に封じ込めたままガスセンサにより冷媒漏れを
いち早く検知することができ、これにより冷媒の漏洩に
対してより一層高い安全性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に対応した説明図であり、
(a) は冷媒ガスの漏れ発生時における冷凍機の運転動作
を表すフローチャート、(b) は(a) 図の動作に対応した
コンプレッサの電源回路図

【図２】本発明の実施例２に対応した冷凍機の冷媒配管
系の構造図

【図３】冷凍機から庫内に漏出した冷媒ガスの検知，お
よび排気手段を装備した自動販売機の構成断面図

【符号の説明】

１ 本体ケース ４ 商品収納ラック ６ 庫内ファン ７ 冷凍機の蒸発器 ８ 冷却ユニット ９ 冷凍機のコンデンシングユニット ９ａ コンプレッサ １０ 商品 １４ ガスセンサ １５ 再起動スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０７Ｆ 9/10 １０１ Ｇ０７Ｆ 9/10 １０１Ｂ (72)発明者 萩野 憲三 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 井下 尚紀 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3E044 AA01 CC10 DB16 FB11 FB12 3L045 AA02 BA01 CA02 DA02 EA01 GA07 HA01 KA08 KA11 LA05 LA17 MA00 NA03 PA03 PA04 PA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断熱筐体としてなる本体ケースの庫内に商
   品収納ラック、および冷媒に炭化水素系冷媒あるいはア
   ンモニアを用いた冷凍機の蒸発器と庫内ファンを組み合
   わせた冷却ユニットを装備し、該冷却ユニットを経由し
   て庫内に冷気を循環通風して商品収納ラックの収納商品
   を保冷するようにした自動販売機であって、本体ケース
   の庫内に配した冷媒漏洩検知用のガスセンサ、および庫
   内空気を外部に強制排出する排気手段を備え、前記ガス
   センサの検知信号を基に、庫内に冷凍機の冷媒ガスが漏
   出した場合には冷凍機を運転停止するととも、庫内に漏
   れ出た冷媒を庫内空気と一緒に外部に排気させるように
   したものにおいて、前記冷凍機のコンプレッサ電源回路
   に、ガスセンサによる冷媒漏れ無し確認の信号と冷媒漏
   れ箇所の修理完了を確認して手動で投入する再起動スイ
   ッチのＯＮ動作とのＡＮＤ条件で冷凍機を運転再開させ
   るセルフホールド回路を備えたことを特徴とする自動販
   売機。
2. 【請求項２】断熱筐体としてなる本体ケースの庫内に商
   品収納ラック，およびファン付き冷却ユニットを装備
   し、該冷却ユニットを経由して庫内に冷気を循環通風し
   て商品収納ラックの収納商品を保冷するようにした自動
   販売機の庫内冷却用冷凍機であり、該冷凍機の冷媒とし
   て炭化水素系冷媒もしくはアンモニアを用いたものにお
   いて、冷凍機の冷媒配管を冷媒が通流する内管と、該内
   管を囲繞して気密シールした保護外管からなる内外二重
   管となした上で、保護外管をガスセンサを備えたセンサ
   ユニットに連通させ、冷媒配管の内管から漏出した冷媒
   をガスセンサで検知するようにしたことを特徴とする自
   動販売機の庫内冷却用冷凍機。
3. 【請求項３】請求項２記載の冷凍機において、センサユ
   ニットが独立した気密封止形のユニットケースにガスセ
   ンサを収容し、かつ前記ユニットケースから引出したガ
   ス導管を介して冷媒配管の保護外管に連通接続したこと
   を特徴とする自動販売機の庫内冷却用冷凍機。