JP2002333269A

JP2002333269A - 冷却加温装置とそれを用いた自動販売機

Info

Publication number: JP2002333269A
Application number: JP2001139781A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nakatani; 和生中谷; Michiyoshi Kusaka; 道美日下
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】可燃性冷媒を使用しても冷却と加温を安全に
行える冷却加温装置を提供する。【解決手段】略柱形状を成す加温ヒータ２５，２６，
２７のジュール熱による発熱量を、加温ヒータ２５，２
６，２７の有効な伝熱表面積で除した値を略２Ｗ／cm²
以下としたので、送風がない場合にも、加温ヒータ２
５，２６，２７の表面温度が過度に上昇することはな
く、可燃性冷媒が漏洩した場合にも発火する可能性は極
めて低くなる。このとき、可燃性冷媒を、Ｒ６００ａ、
Ｒ２９０の単一冷媒もしくはＲ６００ａとＲ２９０との
混合冷媒のいずれかとすると、可燃性冷媒の入手が容易
になるばかりでなく、発火温度などの特性を容易に特定
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可燃性冷媒を使用
した冷凍サイクルを備えた冷却加温装置とこの装置を用
いた自動販売機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球のオゾン層を保護する観点か
ら、冷却装置の冷凍サイクルに使用されていた冷媒ＣＦ
Ｃ（クロロフルオロカーボン）−１２あるいはＨＣＦＣ
（ハイドロク口口フルオロカーボン）−２２といった塩
素原子を含んだ冷媒の使用が規制され、塩素原子を含ま
ず、オゾン層を破壊しないＨＦＣ（ハイドロフルオロカ
ーボン）冷媒への転換が進行している。

【０００３】また、従来、主にＨＦＣ−２２を用いてい
た自動販売機においては、その代替冷媒としてＨＦＣ冷
媒の混合冷媒であるＲ４０７Ｃが採用され販売されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来用
いられているＲ４０７ＣなどのＨＦＣ冷媒は、オゾン層
破壊はないものの、地球温暖化係数が高いため、地球温
暖化に対しては不十分な冷媒となり、そのため地球温暖
化係数の低い冷媒として、ＨＦＣに代わってＨＣ（ハイ
ドロカーボン）が注目されている。

【０００５】一方、ＨＣ系冷媒は可燃性を有しているた
め、冷却加温装置における冷凍サイクルの冷媒として使
用する場合には可燃性冷媒の漏れに注意を払わなければ
ならず、特に自動販売機等のように物品の収納庫で半密
閉空間内部へ漏れた可燃性冷媒へ引火しないように安全
性を高める必要がある。

【０００６】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、冷凍サイクルの冷媒として可燃性冷媒を使用しても
冷却と加温を安全に行える冷却加温装置とこの装置を用
いた自動販売機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載の冷却加温装置の発明は、庫
内を冷却可能に配置され可燃性冷媒を含む混合冷媒ある
いは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封入した冷凍サイク
ルと、前記庫内を加温可能に配置される略柱形状を成す
加温ヒータとからなり、前記加温ヒータのジュール熱に
よる発熱量を、前記加温ヒータの有効な伝熱表面積で除
した値を略２Ｗ／cm²以下としたものであり、冷却加温
装置の運転異常時などにおいて、ファンによる送風が停
止し、加温ヒータが通電されているような場合において
も、単位表面積当たりの発熱量を規定したので、送風が
ない場合にも、加温ヒータを庫内下部に配置したときは
自然対流による冷却効果とバランスして、加温ヒータの
表面温度が過度に上昇することはなく、可燃性冷媒が漏
洩した場合にも発火する可能性は極めて低くなるという
作用を有する。

【０００８】また、請求項２に記載の冷却加温装置の発
明は、庫内を冷却可能に配置され可燃性冷媒を含む混合
冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封入した冷
凍サイクルと、前記庫内を加温可能に配置される加温ヒ
ータと、前記加温ヒータにより加温される空気を送風す
るファンの回転数を制御する制御装置とからなり、前記
制御装置は、前記加温ヒータの表面温度が前記可燃性冷
媒の発火温度に達しないように前記ファンの回転数を所
定回転数以上で回転させるように構成されたものであ
り、制御装置によりファンは、加温ヒータの表面温度が
可燃性冷媒の発火温度に達しない所定回転数以上で回転
し、ファンにより循環する空気により加温ヒータの表面
が冷却されるため、加温ヒータ表面温度を安全な温度に
制御することができるという作用を有する。

【０００９】また、請求項３に記載の冷却加温装置の発
明は、庫内を冷却可能に配置され可燃性冷媒を含む混合
冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封入した冷
凍サイクルと、前記庫内を加温可能に配置されるＰＴＣ
サーミスタからなる加温ヒータとからなるものであり、
冷却加温装置の運転異常時などにおいて、ファンによる
送風が停止し、加温ヒータのみが通電されているような
場合においても、温度上昇により抵抗値か急激に増加ず
るというＰＴＣサーミスタの特性から、発熱量が増加す
ることがないため、加温ヒータの表面温度が過度に上昇
することはなく、可燃性冷媒が漏洩した場合にも発火す
る可能性は極めて低くなるという作用を有する。

【００１０】また、請求項４に記載の冷却加温装置の発
明は、請求項３記載の発明に加えて、ＰＴＣサーミスタ
により加温される空気を送風するファンの回転数を制御
する制御装量を設けたものであり、ファンの風量を低下
させることにより加温ヒータ表面温度を上昇させ、抵抗
値を上昇させることにより加熱能力を低減することがで
きるので、熱量を多く必要としない時などにおいて加熱
能力を容易に制御できるという作用を有する。

【００１１】また、請求項５に記載の冷却加温装置の発
明は、請求項３または４に記載の発明において、ＰＴＣ
サーミスタのキューリー温度を、可燃性冷媒の発火温度
より低くしたものであり、温度上昇により抵抗値か急激
に増加ずる温度（キューリー点）が、冷媒の発火温度以
下となるので、加温ヒータの表面温度が発火温度以上に
上昇することはなく、可燃性冷媒が漏洩した場合にも発
火する可能性は極めて低くなるという作用を有する。

【００１２】また、請求項６に記載の冷却加温装置の発
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、加温ヒータの少なくとも一部を、冷凍サイクルを
構成する蒸発器のフィンまたは伝熱管に密着する構成と
したものであり、冷却加温装置の運転異常時などにおい
て、ファンによる送風が停止し、加温ヒータのみが通電
されているような場合においても、加温ヒータからの熱
伝導により、加温ヒータの熱量を蒸発器のフィンまたは
伝熱管に伝えることができるので、放熱が促進され、加
温ヒータの表面温度が過度に上昇することはなく、可燃
性冷媒が漏洩した場合にも発火する可能性は極めて低く
なるという作用を有する。

【００１３】また、請求項７に記載の冷却加温装置の発
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、可燃性冷媒を、Ｒ６００ａ、Ｒ２９０の単一冷媒
もしくはＲ６００ａとＲ２９０との混合冷媒のいずれか
とするものであり、可燃性冷媒の入手が容易になるばか
りでなく、発火温度などの特性を容易に特定することが
できるという作用を有する。

【００１４】また、請求項８に記載の自動販売機の発明
は、請求項１から７のいずれか一項に記載の冷却加温装
置を用いたものであり、缶ビン飲料のような販売商品を
加温ヒータを過熱することなく安全に加温でき、もし可
燃性冷媒が漏洩した場合にも、より安全な自動販売機を
提供することができるという作用を有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による冷却加温装置
とそれを用いた自動販売機の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。

【００１６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における冷却加温装置を用いた自動販売機の冷却
加温システムを自動販売機の正面から見た概略構成図で
ある。

【００１７】図において、１は冷却加温装置を用いた自
動販売機の本体で、上部に真中と左右の各庫内２，３，
４と下部に機械室５を有している。各庫内２，３，４は
断熱壁６によって、外部および機械室５から断熱されて
おり、同じく断熱壁７，８によって各庫内２，３，４間
が断熱され所望の温度空間となる。

【００１８】また、冷却加温システムは、圧縮機９、凝
縮器１０、流路の開閉が可能な電磁弁１１，１２，１
３、減圧手段としてのキャピラリ伝熱管１４，１５，１
６、各庫内２，３，４に設けられた蒸発器１７，１８，
１９を配管で環状回路に接続し、ここでは可燃性冷媒の
炭化水素の一種であるＲ６００ａ（イソブタン）を封入
して冷凍サイクルを構成している。

【００１９】２０は凝縮器１０に送風するファン、２
１，２２，２３は各蒸発器１７，１８，１９に送風する
庫内ファンである。２４は各庫内２，３，４に収納され
た缶ビン飲料などの販売商品である。

【００２０】さらに、各庫内２，３，４には略円柱形状
を成す加温ヒータ２５，２６，２７を設けてあり、その
加温ヒータ２５，２６，２７の詳細断面図を図２に示
す。

【００２１】２８はステンレスなどで製造された円筒状
の金属管であり、その内部の円筒中心付近の長手方向に
適度な螺旋状に巻かれたニクロム線２９が挿入されてい
る。ニクロム線２９と金属管２８の間には、電気的な絶
縁物である酸化マグネシウムなどの粉体３０が充填され
て、電気絶縁とニクロム線２９の発熱を金属管２８を介
して外部に熱伝導する役割をなしている。

【００２２】３１は粉体３０を保持するキャップで同じ
く絶縁物よりなり、また、３２はニクロム線２９の電極
であり、この両端に電圧をかけることにより、ニクロム
線２９が発熱する。

【００２３】これらの加温ヒータ２５，２６，２７はそ
れぞれ蒸発器１７，１８，１９と対をなして各庫内２，
３，４の底部に配置され、所定の庫内を冷却または加温
できるように構成されている。

【００２４】ここで、たとえば庫内２を冷却する場合に
は、電磁弁１１を開放、電磁弁１２，１３を閉止するこ
とにより、圧縮機９より吐出した冷媒は矢印のように流
れ、凝縮器１０に流入し、ファン２０により送風された
外気と間接的に熱交換して自らは液化し、さらに開放し
ている電磁弁１１を通過してキャピラリ伝熱管１４によ
り減圧し、蒸発器１７に流入する。

【００２５】ここではファン２１により送風された庫内
２の空間にある空気と間接的に熱交換し、自らは気化し
て、再び圧縮機９に帰還するサイクルを繰り返す。

【００２６】このようにして庫内２の空間にある空気は
徐々に冷却され、その冷却空気と接触する販売商品２４
も徐々に冷却され所望の温度に到達する。この場合には
加温ヒータ２５は停止した状態で、加熱されることはな
く、その表面温度も庫内空気と同様の低い温度になって
いる。

【００２７】なお、庫内３，４の冷却時にも同様な動作
が行われるため、ここでは説明は省略する。

【００２８】一方、庫内２を加温する場合には、電磁弁
１１が閉止され、加温ヒータ２５に通電することによ
り、ジュール熱が発生する。具体的には、電極３２を介
して通電されたニクロム線２９より発生した熱量が、粉
体３０を介して金属管２８を加熱し、ファン２１より送
風された庫内２の空間にある空気と熱交換することによ
り、庫内２の空間にある空気は徐々に加熱され、その加
熱空気と接触する販売商品２４も徐々に加熱されて所望
の温度に到達する。

【００２９】なお、庫内３，４の加熱時にも同様な動作
が行なわれるため、ここでは説明は省略する。

【００３０】ここにおいて、加温ヒータ２５に通電中
に、自動販売機本体１の電気的な故障により、ファン２
１が停止した場合、加温ヒータ２５への送風が停止する
ため、金属管２８から空気への熱伝達は自然対流のみと
なるため悪化し、金属管２８の表面温度は上昇してい
く。

【００３１】この場合、ニクロム線２９のジュール熱量
を金属管２８の表面積で除した値を電力密度と定義する
と、電力密度と加温ヒータ２５表面温度の関係は、およ
そ図３に示すような関係が得られることが実験で確認で
きた。

【００３２】図３において、横軸は電力密度、縦軸は加
温ヒータ２５表面温度、すなわち金属管２８の表面温度
であり、電力密度が約２Ｗ／cm²を超えるＲ６００ａな
どの可燃性冷媒の発火温度になることがわかる。

【００３３】したがって、電力密度を略２Ｗ／cm²以下
とすることで、ファン２１が停止した場合にも、加温ヒ
ータ２５表面温度は冷媒の発火温度を超えることはな
く、万一、可燃性冷媒が蒸発器１７の配管ロー付け部分
などから庫内２に漏れて、庫内２が可燃性冷媒の燃焼範
囲濃度に達したような場合においても、加温ヒータが着
火源となって冷媒が発火するようなことはなく、安全な
自動販売機を提供することができる。

【００３４】なお、電力密度を約２Ｗ／cm²以下にする
方法としては、ニクロム線２９の直径や長さを変更して
抵抗値を調整する方法や金属管２８の直径や長さを調整
する方法などが考えられる。

【００３５】なお、ここでは加温ヒータ２５の形状を略
円柱状としているが、その断面が楕円形状や多角形など
でも同様な効果が得られ、これらも本発明に含まれるも
のである。

【００３６】また、ここにおいて可燃性冷媒はＲ６００
ａやＲ２９０を用いることにより、冷媒の入手が容易に
なると共に、各冷媒の発火温度を容易に特定することが
できる。

【００３７】以上のように本実施の形態の冷却加温装置
は、庫内２，３，４を冷却可能に蒸発器１７，１８，１
９が庫内２，３，４底部に配置され可燃性冷媒を含む混
合冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封入した
冷凍サイクルと、庫内２，３，４を加温可能に庫内２，
３，４底部に配置される略柱形状を成す加温ヒータ２
５，２６，２７とからなり、加温ヒータ２５，２６，２
７のジュール熱による発熱量を、加温ヒータ２５，２
６，２７の有効な伝熱表面積で除した値を略２Ｗ／cm²
以下としたものであり、冷却加温装置の運転異常時など
において、ファン２１，２２，２３による送風が停止
し、加温ヒータ２５，２６，２７が通電されているよう
な場合においても、単位表面積当たりの発熱量を規定し
たので、送風がない場合にも、自然対流による冷却効果
とバランスして、加温ヒータ２５，２６，２７の表面温
度が過度に上昇することはなく、可燃性冷媒が漏洩した
場合にも発火する可能性は極めて低くなる。

【００３８】また、可燃性冷媒を、Ｒ６００ａ、Ｒ２９
０の単一冷媒もしくはＲ６００ａとＲ２９０との混合冷
媒のいずれかとしたことにより、可燃性冷媒の入手が容
易になるばかりでなく、発火温度などの特性を容易に特
定することができる。

【００３９】また、上記冷却加温装置を自動販売機に用
いたことにより、缶ビン飲料のような販売商品を加温ヒ
ータ２５，２６，２７を過熱することなく安全に加温で
き、もし可燃性冷媒が漏洩した場合にも、より安全な自
動販売機を提供することができる。

【００４０】（実施の形態２）以下、本発明による冷却
加温装置とそれを用いた自動販売機の実施の形態２につ
いて、図面を参照しながら説明するが、実施の形態１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。

【００４１】図４は、本発明の実施の形態２における冷
却加温装置を用いた自動販売機の冷却加温システムを自
動販売機の正面から見た概略構成図である。

【００４２】本実施の形態では、各庫内２，３，４を加
温する場合に、加温ヒータ２５，２６，２７をオンオフ
するための加温ヒータ制御装置４０と、加温ヒータ２
５，２６，２７に送風する庫内ファン２１，２２，２３
の回転数を制御する庫内ファン回転数制御装置４１、さ
らに庫内が加温か冷却かを選別し、加温運転の場合、そ
の庫内の加温ヒータ通電を指令する主制御装置４２とを
備えている。

【００４３】ここで、たとえば、庫内２を加温する場合
には、庫内２の加温設定信号が主制御部４２を通して、
加温ヒータ制御装置４０に送られ、ここで加温ヒータ２
５への通電信号が出力されて加温ヒータ２５は通電さ
れ、ジュール熱により発熱する。

【００４４】また、加温ヒータ２５の通電と同時または
それ以前に庫内ファン２１の運転信号が出力されて庫内
ファン２１は運転される。こうすることにより、ジュー
ル熱により加温ヒータ２５が発熱し、庫内ファン２１に
よって送風された空気は加温され、庫内２は徐々に空気
温度が上昇し、販売商品２４が加温される。

【００４５】ここで、庫内ファン２１は、たとえばＤＣ
モータを用いており（図示せず）、ＤＣ電圧を可変する
ことにより、回転数は容易に可変できる。

【００４６】したがって、庫内ファン２１の回転数（ま
たは、ＤＣモータ電圧）と加温ヒータ２５の表面温度と
の関係をあらかじめ把握しておき、庫内ファン２１の回
転数を規定値の範囲内に制御することによって、加温ヒ
ータ２５の表面温度は可燃性冷媒の発火温度より低くな
るように制御することができる。

【００４７】すなわち、これを図５に示した庫内ファン
２１の回転数と加温ヒータ２５の表面温度との関係を用
いて説明すると、庫内ファン２１の回転数が増加すると
加温ヒータ２５の表面温度付近の風速が増加し、加温ヒ
ータ２５の表面から空気中への熱伝達が良くなり、加温
ヒータ表面温度はやや低くなってバランスする。

【００４８】この関係をあらかじめ測定しておけば、図
５のような特性が得られ、たとえば、庫内ファン２１の
回転数をＲ１で運転すると、加温ヒータ２５の表面温度
はＴ１と一義的に定まるため、冷媒の発火温度をＴｅと
すると、加温ヒータ２５の表面温度をＴｅ以下とする庫
内ファン２１の回転数を逆に求めることが可能となる。

【００４９】したがって、庫内ファン２１の回転数をＲ
１以上で運転制御することにより、加温ヒータ２５の表
面温度を発火温度より低くすることができるので、万
一、可燃性冷媒が蒸発器１７の配管ロー付け部分などか
ら庫内２に漏れて、庫内２が可燃性冷媒の燃焼範囲濃度
に達したような場合においても、加温ヒータ２５が若火
源となって冷媒が発火するようなことはなく、安全な自
動販売機１を提供することができる。

【００５０】なお、ここで庫内ファン２１の回転数は、
インバータなどを用いた周波数変化により制御してもよ
い。また、加温ヒータ２５近傍の風速を実際に測定し
て、庫内ファン２１の回転数を制御してもよく、これら
も本発明に含まれるものである。

【００５１】また、ここにおいて可燃性冷媒はＲ６００
ａやＲ２９０を用いることにより、冷媒の入手が容易に
なると共に、各冷媒の発火温度を容易に特定することが
できる。

【００５２】以上のように本実施の形態の冷却加温装置
は、庫内２，３，４を冷却可能に蒸発器１７，１８，１
９が庫内２，３，４底部に配置され可燃性冷媒を含む混
合冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封入した
冷凍サイクルと、庫内２，３，４を加温可能に庫内２，
３，４底部に配置される加温ヒータ２５，２６，２７
と、加温ヒータ２５，２６，２７により加温される空気
を送風するファン２１，２２，２３の回転数を制御する
庫内ファン回転数制御装置４１とからなり、庫内ファン
回転数制御装置４１は、加温ヒータ２５，２６，２７の
表面温度が可燃性冷媒の発火温度に達しないようにファ
ン２１，２２，２３の回転数を所定回転数以上で回転さ
せるように構成されたものであり、庫内ファン回転数制
御装置４１によりファン２１，２２，２３は、加温ヒー
タ２５，２６，２７の表面温度が可燃性冷媒の発火温度
に達しない所定回転数以上で回転し、ファン２１，２
２，２３により循環する空気により加温ヒータ２５，２
６，２７の表面が冷却されるため、加温ヒータ２５，２
６，２７の表面温度を安全な温度に制御することができ
る。

【００５３】また、可燃性冷媒を、Ｒ６００ａ、Ｒ２９
０の単一冷媒もしくはＲ６００ａとＲ２９０との混合冷
媒のいずれかとしたことにより、可燃性冷媒の入手が容
易になるばかりでなく、発火温度などの特性を容易に特
定することができる。

【００５４】また、上記冷却加温装置を自動販売機に用
いたことにより、缶ビン飲料のような販売商品を加温ヒ
ータ２５，２６，２７を過熱することなく安全に加温で
き、もし可燃性冷媒が漏洩した場合にも、より安全な自
動販売機を提供することができる。

【００５５】（実施の形態３）以下、本発明による冷却
加温装置とそれを用いた自動販売機の実施の形態３につ
いて、図面を参照しながら説明するが、実施の形態１ま
たは２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。

【００５６】図６は、本発明の実施の形態３における冷
却加温装置を用いた自動販売機の冷却加温システムを自
動販売機の右側面から見た概略構成図である。

【００５７】本実施の形態では、冷却加温装置を用いた
自動販売機の本体１は、断熱壁６と前面扉５０によって
外部、および機械室５と隔離され、庫内５１を構成して
いる。また、５２は販売商品である。

【００５８】５３は庫内５１にある販売商品５２を加温
するための熱源となる加温ヒータで、庫内フアン２１に
よって送風された空気は図中矢印で示すように、販売商
品５２の隙間を通って循環し、ダクト５４、蒸発器１７
を通って再び庫内ファン２１に帰還する構成となってい
る。

【００５９】また、庫内５１を加温する場合に、加温ヒ
ータ５３をオンオフするための加温ヒータ制御装置５５
と、加温ヒータ５３に送風する庫内ファン２１の回転数
を制御する庫内ファン回転数制御装置５６、さらに庫内
が加温か冷却かを選別し、加温運転の場合、その庫内の
加温ヒータ通電を指令する主制御装置５７とを備えてい
る。

【００６０】ここで加温ヒータ５３は、図７のような構
造としている。図７において、６０はＰＴＣサーミス
タ、６１はＰＴＣサーミスタ６０に熱的に接触したフィ
ン、６２はＰＴＣサーミスタ６０の電極である。

【００６１】ここにおいて、庫内５１を加温する場合
に、加温ヒータ５３に庫内２の加温設定信号が主制御部
５７を通して、加温ヒータ制御装置５５に送られ、ここ
で加温ヒータ５３への通電信号が出力されて加温ヒータ
５３の亀極６２に通電され、ＰＴＣサーミスタ６０がジ
ュール熱により発熱する。

【００６２】また、加温ヒータ５３の通電と同時または
それ以前に庫内ファン２１の運転信号が主制御部５７を
通って、ファン制御装量５６から出力されて庫内ファン
２０は運転される。

【００６３】こうすることにより、ジュール熱によりＰ
ＴＣサーミスタ６０が発熱し、ＰＴＣサーミスタと熱的
に接触したフィン６１に熱伝導で伝わって、庫内ファン
２１によって送風された空気と熱交換して、空気が加温
され、加温された空気は矢印のように販売商品５２を加
温しながらその隙間を流れて、ダクト５４を通り庫内フ
アン２１に帰還する。

【００６４】ここにおいて、庫内ファン２１が何らかの
原因で送風できず、加温ヒータ５３が通電されている場
合には、ＰＴＣサーミスタ６０の温度が上昇していく。
ここではＰＴＣサーミスタ６０の特性より、その表面温
度と電気抵抗の関係は図８で示すようになる。

【００６５】すなわち、ＰＴＣサーミスタ６０の表面温
度が低い場合には、ほぼ安定した抵抗値であるのに対
し、表面温度がＴｃ以上となると点Ａ（キューリー点と
呼ぶ）より温度の高い部分で急激に抵抗が増加する特性
を示す。

【００６６】したがって、電極６２にかかる電圧が一定
の場合、電力は抵抗値に反比例するため、徐々に電力が
低下し、表面温度が低下するため、抵抗値が下がり、表
面温度に対して抵抗値変化が急なＢ点付近でバランスす
る。すなわち、この付近の温度以上にならないことにな
る。

【００６７】すなわち、横軸にファン回転数（すなわち
風量）を、縦軸にＰＴＣサーミスタ６０の表面温度をと
ると、その関係は図９に示すようになり、ファン回転数
がゼロすなわち無風になった場合にも表面温度は、ある
一定値で安定する。

【００６８】ここで、可燃性冷媒の発火温度ＴｅをＢ点
以上の温度にしておくことにより、ＰＴＣサーミスタ６
０の温度は、庫内ファン２１の制御や加温ヒータ５３の
電圧制御など複雑な制御を行なわなくても必ず発火点温
度Ｔｅより低くなるため、万一、可燃性冷媒が蒸発器１
７の配管ロー付け部分などから庫内５１に漏れて、庫内
５１が可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達したような場合に
おいても、加温ヒータ５３が着火源となって冷媒が発火
するようなことはなく、安全な自動販売機１を提供する
ことができる。

【００６９】また、ＰＴＣサーミスタ６０に送風する庫
内ファン２１の回転数を制御する庫内ファン制御装蟹５
５の指令で、風量を低下させることにより、ＰＴＣサー
ミスタ６０の表面温度を上昇させ、抵抗値を上昇させる
ことにより加熱能力を簡単に低減することができるの
で、能力を多く必要としない場合などにおいて、必要な
加熱能力を容易に制御することができる。

【００７０】以上のように本実施の形態の冷却加温装置
は、庫内５１を冷却可能に庫内５１底部に配置され可燃
性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性
冷媒を封入した冷凍サイクルと、庫内５１を加温可能に
配置されるＰＴＣサーミスタ６０からなる加温ヒータ５
３とから構成されているので、冷却加温装置の運転異常
時などにおいて、ファン２１による送風が停止し、加温
ヒータ５３のみが通電されているような場合において
も、温度上昇により抵抗値か急激に増加ずるというＰＴ
Ｃサーミスタ６０の特性から、発熱量が増加することが
ないため、加温ヒータ５３の表面温度が過度に上昇する
ことはなく、可燃性冷媒が漏洩した場合にも発火する可
能性は極めて低くなる。

【００７１】また、ＰＴＣサーミスタ６０により加温さ
れる空気を送風するファン２１の回転数を制御する庫内
ファン回転数制御装置５６を設け、ファン２１の風量を
低下させることにより加温ヒータ５３表面温度を上昇さ
せ、抵抗値を上昇させることにより加熱能力を低減する
ことができるので、熱量を多く必要としない時などにお
いて加熱能力を容易に制御できる。

【００７２】また、ＰＴＣサーミスタ６０のキューリー
温度を、可燃性冷媒の発火温度より低くしたものであ
り、温度上昇により抵抗値か急激に増加ずる温度（キュ
ーリー点Ａ）が、冷媒の発火温度以下となるので、加温
ヒータ５３の表面温度が発火温度以上に上昇することは
なく、可燃性冷媒が漏洩した場合にも発火する可能性は
極めて低くなる。

【００７３】（実施の形態４）以下、本発明による冷却
加温装置とそれを用いた自動販売機の実施の形態４につ
いて、図面を参照しながら説明するが、実施の形態２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。

【００７４】図１０は、本発明の実施の形態４における
冷却加温装置を用いた自動販売機の冷却加温システムを
自動販売機の正面から見た概略構成図である。

【００７５】図１０に示すように、本実施の形態では、
各庫内２，３，４の各蒸発器７０，７１，７２と加温ヒ
ータ７３，７４，７５が熱的に接触している。これを、
図１１を用いて、代表的に蒸発器７０を取り上げて具体
的に示す。

【００７６】図１１において、８０は蒸発器７０を構成
する直管の伝熱管、８１は各伝熱管８０を接続し、流れ
方向を１８０度変えるベンド部、８２は伝熱管８０に接
触したフィンであり、伝熱管８０は、図１１に示すよう
な形態で、孔を有する一定の間隔に配列されたフィン８
２群に挿入されている。

【００７７】７３は加温ヒータで、加温ヒータ本体の直
管部８３がフィン８２群に挿入されている。そして、電
極８４を介して加温ヒータ本体８３に通電される。ま
た、加温ヒータ７３は蒸発器７０の位置的に下部に設け
られている。

【００７８】ここで、たとえば、庫内２を加温する場合
には、庫内２の加温設定信号が主制御部４２を通して、
加温ヒータ制御装置４０に送られ、ここで加温ヒータ７
３への通電信号が出力されて加温ヒータ７３は通電さ
れ、ジュール熱により発熱する。また、加温ヒータ７３
の通電と同時またはそれ以前に庫内ファン２１の運転信
号が出力されて庫内ファン２１は運転される。

【００７９】こうすることにより、庫内ファン２１によ
って送風された空気は加温され、庫内２は徐々に空気温
度が上昇し、販売商品２４が加温される。

【００８０】ここにおいて、庫内ファン２１が何らかの
原因で送風できず、加温ヒータ７３が通電されている場
合には、加温ヒータ７３の温度が上昇していくが、加温
ヒータ本体８３がフィン８２群に挿入されているため、
その熱量はフィン８２群に伝わり、放熱を促進すると共
に、上昇気流により加温ヒータ本体８３から温度の低い
空気が自然対流によって流れ込むため、加温ヒータ７３
の表面温度は過度に上昇することなく、庫内ファン２１
の制御や加温ヒータ７３の電圧制御など複雑な制御を行
なわなくても発火温度より低くすることができ、万一、
可燃性冷媒が蒸発器７０の配管ロー付け部分などから庫
内２に漏れて、庫内２が可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達
したような場合においても、加温ヒータ７３が着火源と
なって冷媒が発火するようなことはなく、安全な自動販
売機１を提供することができる。

【００８１】以上のように本実施の形態の冷却加温装置
は、加温ヒータ７３，７４，７５の少なくとも一部を、
冷凍サイクルを構成する蒸発器７０，７１，７２のフィ
ン８２または伝熱管８０に密着する構成（加温ヒータ７
３，７４，７５の直管部本体８３をフィン８２に挿通さ
せた構成）としたことにより、冷却加温装置の運転異常
時などにおいて、ファン２１，２２，２３による送風が
停止し、加温ヒータ７３，７４，７５のみが通電されて
いるような場合においても、加温ヒータ７３，７４，７
５からの熱伝導により、加温ヒータ７３，７４，７５の
熱量を蒸発器７０，７１，７２のフィン８２（または伝
熱管８０）に伝えることができるので、放熱が促進さ
れ、加温ヒータ７３，７４，７５の表面温度が過度に上
昇することはなく、可燃性冷媒が漏洩した場合にも発火
する可能性は極めて低くなる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に記載の冷却加温装置の発明は、庫内を冷却可能に配置
され可燃性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一冷媒からな
る可燃性冷媒を封入した冷凍サイクルと、前記庫内を加
温可能に配置される略柱形状を成す加温ヒータとからな
り、前記加温ヒータのジュール熱による発熱量を、前記
加温ヒータの有効な伝熱表面積で除した値を略２Ｗ／cm
²以下としたことにより、冷却加温装置の運転異常時な
どにおいて、ファンによる送風が停止し、加温ヒータが
通電されているような場合においても、単位表面積当た
りの発熱量を規定したので、送風がない場合にも、加温
ヒータを庫内下部に配置したときは自然対流による冷却
効果とバランスして、加温ヒータの表面温度が過度に上
昇することはなく、可燃性冷媒が漏洩した場合にも発火
する可能性は極めて低くなる。

【００８３】また、請求項２に記載の冷却加温装置の発
明は、庫内を冷却可能に配置され可燃性冷媒を含む混合
冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封入した冷
凍サイクルと、前記庫内を加温可能に配置される加温ヒ
ータと、前記加温ヒータにより加温される空気を送風す
るファンの回転数を制御する制御装置とからなり、前記
制御装置は、前記加温ヒータの表面温度が前記可燃性冷
媒の発火温度に達しないように前記ファンの回転数を所
定回転数以上で回転させるように構成されたことによ
り、制御装置によりファンは、加温ヒータの表面温度が
可燃性冷媒の発火温度に達しない所定回転数以上で回転
し、ファンにより循環する空気により加温ヒータの表面
が冷却されるため、加温ヒータ表面温度を安全な温度に
制御することができる。

【００８４】また、請求項３に記載の冷却加温装置の発
明は、庫内を冷却可能に配置され可燃性冷媒を含む混合
冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封入した冷
凍サイクルと、前記庫内を加温可能に配置されるＰＴＣ
サーミスタからなる加温ヒータとから構成したことによ
り、冷却加温装置の運転異常時などにおいて、ファンに
よる送風が停止し、加温ヒータのみが通電されているよ
うな場合においても、温度上昇により抵抗値か急激に増
加ずるというＰＴＣサーミスタの特性から、発熱量が増
加することがないため、加温ヒータの表面温度が過度に
上昇することはなく、可燃性冷媒が漏洩した場合にも発
火する可能性は極めて低くなる。

【００８５】また、請求項４に記載の冷却加温装置の発
明は、請求項３記載の発明に加えて、ＰＴＣサーミスタ
により加温される空気を送風するファンの回転数を制御
する制御装量を設け、ファンの風量を低下させることに
より加温ヒータ表面温度を上昇させ、抵抗値を上昇させ
ることにより加熱能力を低減することができるので、熱
量を多く必要としない時などにおいて加熱能力を容易に
制御できる。

【００８６】また、請求項５に記載の冷却加温装置の発
明は、請求項３または４に記載の発明において、ＰＴＣ
サーミスタのキューリー温度を、可燃性冷媒の発火温度
より低くしたことにより、温度上昇により抵抗値か急激
に増加ずる温度（キューリー点）が、冷媒の発火温度以
下となるので、加温ヒータの表面温度が発火温度以上に
上昇することはなく、可燃性冷媒が漏洩した場合にも発
火する可能性は極めて低くなる。

【００８７】また、請求項６に記載の冷却加温装置の発
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、加温ヒータの少なくとも一部を、冷凍サイクルを
構成する蒸発器のフィンまたは伝熱管に密着する構成と
したことにより、冷却加温装置の運転異常時などにおい
て、ファンによる送風が停止し、加温ヒータのみが通電
されているような場合においても、加温ヒータからの熱
伝導により、加温ヒータの熱量を蒸発器のフィンまたは
伝熱管に伝えることができるので、放熱が促進され、加
温ヒータの表面温度が過度に上昇することはなく、可燃
性冷媒が漏洩した場合にも発火する可能性は極めて低く
なる。

【００８８】また、請求項７に記載の冷却加温装置の発
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、可燃性冷媒を、Ｒ６００ａ、Ｒ２９０の単一冷媒
もしくはＲ６００ａとＲ２９０との混合冷媒のいずれか
とすることにより、可燃性冷媒の入手が容易になるばか
りでなく、発火温度などの特性を容易に特定することが
できる。

【００８９】また、請求項８に記載の自動販売機の発明
は、請求項１から７のいずれか一項に記載の冷却加温装
置を用いたことにより、缶ビン飲料のような販売商品を
加温ヒータを過熱することなく安全に加温でき、もし可
燃性冷媒が漏洩した場合にも、より安全な自動販売機を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における冷却加温装置を
用いた自動販売機の冷却加温システムを自動販売機の正
面から見た概略構成図

【図２】同実施の形態の冷却加温装置に用いる加温ヒー
タの構成図

【図３】同実施の形態の冷却加温装置における加温ヒー
タの電力密度と加温ヒータの表面温度との関係を示す特
性図

【図４】本発明の実施の形態２における冷却加温装置を
用いた自動販売機の冷却加温システムを自動販売機の正
面から見た概略構成図

【図５】同実施の形態の冷却加温装置における庫内ファ
ンの回転数と加温ヒータの表面温度との関係を示す特性
図

【図６】本発明の実施の形態３における冷却加温装置を
用いた自動販売機の冷却加温システムを自動販売機の右
側面から見た概略構成図

【図７】同実施の形態の冷却加温装置に用いる加温ヒー
タの構成図

【図８】同実施の形態の冷却加温装置における加温ヒー
タの表面温度と電気抵抗との関係を示す特性図

【図９】同実施の形態の冷却加温装置における庫内ファ
ンの回転数と加温ヒータの表面温度との関係を示す特性
図

【図１０】本発明の実施の形態４における冷却加温装置
を用いた自動販売機の冷却加温システムを自動販売機の
正面から見た概略構成図

【図１１】同実施の形態の冷却加温装置における蒸発器
と加温ヒータを示す概略構成図

【符号の説明】

２，３，４，５１庫内１７，１８，１９，７０，７１，７２蒸発器２１，２２，２３庫内ファン２５，２６，２７，５３，７３，７４，７５加温ヒー
タ４１，５６庫内フアン回転数制御装置６０ＰＴＣサーミスタ８０伝熱管８２フィン

───────────────────────────────────────────────────── 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 １０１Ｇ０７Ｆ 9/10 １０１Ａ１０２１０２ＡＦターム(参考） 3E044 AA01 DB16 DD10 FB11 3L045 AA01 AA02 BA01 CA02 CA09 DA02 EA01 GA07 KA00 LA10 LA13 LA17 MA01 NA09 PA01 PA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】庫内を冷却可能に配置され可燃性冷媒を
含む混合冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封
入した冷凍サイクルと、前記庫内を加温可能に配置され
る略柱形状を成す加温ヒータとからなり、前記加温ヒータのジュール熱による発熱量を、前記加温
ヒータの有効な伝熱表面積で除した値を略２Ｗ／cm²以
下とした冷却加温装置。
【請求項２】庫内を冷却可能に配置され可燃性冷媒を
含む混合冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封
入した冷凍サイクルと、前記庫内を加温可能に配置され
る加温ヒータと、前記加温ヒータにより加温される空気
を送風するファンの回転数を制御する制御装置とからな
り、前記制御装置は、前記加温ヒータの表面温度が前記可燃
性冷媒の発火温度に達しないように前記ファンの回転数
を所定回転数以上で回転させることを特徴とした冷却加
温装置。
【請求項３】庫内を冷却可能に配置され可燃性冷媒を
含む混合冷媒あるいは単一冷媒からなる可燃性冷媒を封
入した冷凍サイクルと、前記庫内を加温可能に配置され
るＰＴＣサーミスタからなる加温ヒータとからなる冷却
加温装置。
【請求項４】ＰＴＣサーミスタにより加温される空気
を送風するファンの回転数を制御する制御装量を設けた
請求項３記載の冷却加温装置。
【請求項５】ＰＴＣサーミスタのキューリー温度を、
可燃性冷媒の発火温度より低くした請求項３または４に
記載の冷却加温装置。
【請求項６】加温ヒータの少なくとも一部を、冷凍サ
イクルを構成する蒸発器のフィンまたは伝熱管に密着す
る構成とした請求項１から５のいずれか一項に記載の冷
却加温装置。
【請求項７】可燃性冷媒を、Ｒ６００ａ、Ｒ２９０の
単一冷媒もしくはＲ６００ａとＲ２９０との混合冷媒の
いずれかとする請求項１から６のいずれか一項に記載の
冷却加温装置。
【請求項８】請求項１から７のいずれか一項に記載の
冷却加温装置を用いた自動販売機。