JP2004132584A - 冷却加温装置及び冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫 - Google Patents
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Abstract
【課題】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。
【解決手段】加温ヒータ１９に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、ファン１７が停止した場合、加温ヒータ１９への送風が停止するため、加温ヒータ１９の表面温度は上昇していき、冷却装置１５から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合においても、ヒータボックス１８の天面に通気孔２１を設けているため、ヒータボックス１８の上部の空気を逃し、加温ヒータ１９上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので、安全性を高めることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】加温ヒータ１９に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、ファン１７が停止した場合、加温ヒータ１９への送風が停止するため、加温ヒータ１９の表面温度は上昇していき、冷却装置１５から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合においても、ヒータボックス１８の天面に通気孔２１を設けているため、ヒータボックス１８の上部の空気を逃し、加温ヒータ１９上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので、安全性を高めることができる。
【選択図】 図１
Description
【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却加温装置、及びこの冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化抑制の観点からＨＣ（ハイドロカーボン）系冷媒が注目されてきている。しかしながら、ＨＣ系冷媒は可燃性冷媒であり、漏洩時の発火安全性確保等の点から、冷却加温装置に用いられる加温装置の低温化が重視されるようになってきた。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷温貯蔵庫を説明する。
【０００４】
図１２は、従来の冷温貯蔵庫の縦断面図である。図１３は従来の冷却加温装置の斜視図である。
【０００５】
図１２、図１３に示すように、冷温貯蔵庫１は、商品を冷却または加温保存する収納棚２と、前面扉３と、内側扉４と、一般的にフィンアンドチューブ型熱交換器の冷却器である冷却装置５と、ファンボックス６と、ファンボックス６内に設けられ収納棚２に収納されている商品を温度のバラツキなく冷却または加温する庫内空気を循環させる強制通風用のファン７と、ファンボックス６の前方に位置するヒータボックス８と、ヒータボックス８内部に設けられた一般的にはシーズヒータを蛇行状に曲げ加工し形成された加温ヒータ９とから構成されている。また、収納棚２の背面にはダクト１０が配置され、ダクト１０を介して収納棚２と冷却装置５とファンボックス６とヒータボックス８が連通する構成となっている。
【０００６】
以上のように構成された冷温貯蔵庫について、以下その動作を説明する。
【０００７】
冷却時には、冷却装置５に冷媒を流し蒸発させて周辺空気を冷却する。また、加温時には加温ヒータ９に通電して周辺空気を加熱する。そして、それぞれ冷却、加熱された空気をファン７によって強制的に送風させながら収納棚２内に循環させて収納された物品を冷却または加温し、ダクト１０を通じて冷却装置５、または加温ヒータ９に帰還させる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１８５１３４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、強制通風用のファン７が何らかの故障等で停止すると、加温ヒータ９の放熱は自然対流のみに依存することになる。よって、ヒータボックス８の上部に高温の空気が溜まり、加温ヒータ９上部の表面温度は概ね５００℃超に達して、可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）を越えるため、漏洩した冷媒の濃度によっては発火し、安全性確保に影響を与える場合があるという欠点があった。
【００１０】
本発明は従来の課題を解決するもので、冷却装置内を流れる冷媒を可燃性冷媒とした場合、冷却と加温を安全に行える冷却加温装置とこの冷却加温装置を備えた自動販売機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられた加温ヒータとからなり、前記ヒータボックスの天面に前記ファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたものであり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、ヒータボックス上部の高温の空気を逃し、加温ヒータ上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ表面と周囲空気との熱交換を促進させ、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を高められるという作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられたフィン付き加温ヒータとからなり、前記ヒータボックスの天面に前記ファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたものであり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合、ヒータボックス上部の高温の空気を逃し、フィン付き加温ヒータ上部の周囲の空気温度を下げ、フィン付き加温ヒータ表面と周囲空気との熱交換を促進させ、フィン付き加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下より更に下げることができるので安全性を更に高められるという作用を有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記通気孔は前記ファンによる送風の流れを呼び込まない方向の下向き切り起こし穴としたものであり、強制対流時には上方に空気が逃げるのを抑え、風量減を防ぎ加温能力を維持できるという作用を有する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記通気孔を開閉する封止板と、前記封止板を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とを備えたものであり、強制対流時には通気孔を封止板で閉じることにより上方に空気を逃がさず、加温能力を維持できるという作用を有する。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたものであり、形状記憶合金製のバネは制御装置と駆動源を兼ねるので、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性が高いという作用を有する。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられた加温ヒータと、前記ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、前記加温ヒータと前記ヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなるものであり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、加温ヒータとヒートシンクが熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、加温ヒータ上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ表面と周囲空気との熱交換を促進させ、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を飛躍的に高められるという作用を有する。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられたフィン付き加温ヒータと、前記ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、前記フィン付き加温ヒータと前記ヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなるものであり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合、フィン付き加温ヒータとヒートシンクが熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、フィン付き加温ヒータ上部の周囲の空気温度を下げ、フィン付き加温ヒータ表面と周囲空気との熱交換を促進させ、フィン付き加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に更に下げることができるので安全性を更に飛躍的に高められるという作用を有する。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の発明において、前記駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたものであり、形状記憶合金製のバネは制御装置と駆動源を兼ねるので、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性が高いという作用を有する。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８に記載のいずれか一項に記載の冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫であり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合でも、自然対流による放熱が促進されるので、ヒータボックスに熱がこもらず、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を高められ、発火を避けることができるという作用を有する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による冷却加温装置、及びこの冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫の縦断面図である。図２は、同実施の形態の冷却加温装置の斜視図である。図３は、同実施の形態の冷却加温装置の加温装置の正面図である。図４は、同実施の形態の冷却加温装置の加温装置の斜視図である。図５は、同実施の形態の冷却加温装置の斜視図である。図６は、同実施の形態の冷却加温装置の縦断面図である。
【００２２】
図１、図２に示すように、本実施の形態の冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫である自動販売機１１は、物品を冷却または加温保存する収納棚１２と、前面扉１３と、内側扉１４と、収納棚１２を冷却可能に配置され炭化水素系のプロパン、イソブタンなどの可燃性冷媒を封入した冷却装置１５と、ファンボックス１６と、ファンボックス１６内に設けられ収納棚１２に収納されている物品を温度のバラツキなく冷却または加温する庫内空気を循環させる強制通風用のファン１７と、ファンボックス１６の前方に位置しファン１７と連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックス１８と、ヒータボックス１８内部に設けられたシーズヒータを蛇行状に曲げ加工し形成された加温ヒータ１９とから構成されており、ヒータボックス１８の天面にはファン１７の流れ方向と交わらない通気孔２１を設けている。
【００２３】
また、収納棚１２の背面にはダクト２０が配置され、ダクト２０を介して収納棚１２と冷却装置１５とファンボックス１６とヒータボックス１８が連通する構成となっている。
【００２４】
以上のように構成された冷温貯蔵庫について、以下その動作を説明する。
【００２５】
冷却時には、冷却装置１５に冷媒を流し蒸発させて周辺空気を冷却する。また、加温時には加温ヒータ１９に通電して周辺空気を加熱する。そして、それぞれ冷却、加熱された空気をファン１７によって強制的に送風させながら収納棚１２内に循環させて収納された物品を冷却または加温し、ダクト２０を通じて冷却装置１５、または加温ヒータ１９に帰還させる。
【００２６】
ここにおいて、加温ヒータ１９に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン１７が停止した場合、加温ヒータ１９への送風が停止するため、加温ヒータ１９から空気への放熱は自然対流のみとなるため、ヒータボックス１８の上部に高温の空気が溜まり、加温ヒータ１９の上部の表面温度が過度に上昇する。
【００２７】
この時、万一冷却装置１５から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合においても、ヒータボックス１８の天面に通気孔２１を設けているため、ヒータボックス１８上部の高温の空気を逃し、加温ヒータ１９上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ１９表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ１９の上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができる。
【００２８】
尚、ここでは加温ヒータ１９は放熱用のフィンを設けていないが、放熱用のフィンとして図３に示すような螺旋状のフィン２２を有したフィン付き加温ヒータ２３、あるいは図４に示すようなプレートフィン２４を有したフィン付き加温ヒータ２５を用いた場合、表面温度を更に下げることができるので、更に安全性を高めることができる。
【００２９】
また、通気孔２１は図５に示すように、小穴２６を複数設けることで、強制対流時には上方に空気が逃げるのを抑え、風量減を防ぎ加温能力を維持できる。
【００３０】
また、複数設けた小穴２６は、図６に示すようにファン１７による送風の流れを呼び込まない方向の下向き切り起こし穴２７にすることで、強制対流時には上方に空気が逃げるのを抑え、風量減を防ぎ加温能力を維持できる。また、下向き切り起こし穴２７は、略Ｌ字状に切り起こしを設けても、同様の効果が得られる。
【００３１】
また、複数の小穴２６は加温ヒータ１９のヒータ管の上方に設けることで、煙突効果によりヒータボックス１８上部の高温の空気を効率よく逃すことができるので放熱効果が飛躍的に高まり、加温ヒータ１９上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ１９表面と周囲空気との熱交換を促進させ、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ１９上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に飛躍的に下げることができるので安全性を飛躍的に高めることができる。
【００３２】
（実施の形態２）
以下、本発明による冷却加温装置の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図７は、本発明の実施の形態２による冷却加温装置の縦断面図である。図８は、同実施の形態の冷却加温装置の縦断面図である。
【００３４】
図７に示すように、本実施の形態の冷却加温装置は、冷却可能に配置され炭化水素系のプロパン、イソブタンなどの可燃性冷媒を封入した冷却装置３１と、ファンボックス３２、ファンボックス３２内に設けられ収納棚に収納されている物品を温度のバラツキなく冷却または加温する庫内空気を循環させる強制通風用のファン３３と、ファンボックス３２の前方に位置しファン３３と連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックス３４と、ヒータボックス３４内部に設けられたサーペンタイン状に曲げ加工した加温ヒータ３５と、ヒータボックス３４の天面に設けたファン３３の流れ方向と交わらない通気孔３６と、通気孔３６を開閉する封止板３７と、封止板３７を駆動する駆動装置３８と、駆動装置３８を制御する制御装置３９とを備えている。
【００３５】
尚、封止板３７を駆動する駆動装置３８としては、例えば、ソレノイドを駆動源としたものや、モータを駆動源としたものがある。
【００３６】
以上のように構成された自動販売機の冷却加温装置について、以下その動作を説明する。尚、上記実施の形態１と異なるのは、封止板３７と駆動装置３８と制御装置３９を備えた点であり、この点を中心に説明する。
【００３７】
ここにおいて、加温ヒータ３５に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン３３停止した場合、加温ヒータ３５への送風が停止するため、加温ヒータ３５から空気への熱伝導は自然対流のみとなるため、ヒータボックス３４の上部に高温の空気が溜まり、加温ヒータ３５の上部の表面温度が過度に上昇する。
【００３８】
この時、万一冷却装置３１から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合において、所定温度以上になると制御装置３９により駆動装置３８に通電を行い、破線で示した位置に封止板３７が移動し、通気孔３６を開放した状態になるため、ヒータボックス３４上部の高温の空気を逃し、加温ヒータ３５上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ３５表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ３５の上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができる。
【００３９】
一方、強制対流時には駆動装置３８には通電されず、通気孔３６は実線で示した位置の封止板３７により閉じた状態であるため、上方に空気を逃さず、加温能力を維持できる。
【００４０】
尚、ここでは加温ヒータ３５は放熱用のフィンを設けていないが、放熱用のフィンとして図３に示すような螺旋状のフィン２２を有したフィン付き加温ヒータ２３、あるいは図４に示すようなプレートフィン２４を有したフィン付き加温ヒータ２５を用いた場合、表面温度を更に下げることができるので、更に安全性を高めることができる。
【００４１】
尚、図８において、形状記憶合金製のバネ４０は所定の温度以下では塑性的に自由にかつ容易に変形でき、所定の温度以上に加温されると直ちに記憶している元の状態に自ずと回復するものであり、封止板３７に対して回転力を与える。４１はバイアスバネで、回転力と逆方向の回転力を封止板３７に与える。
【００４２】
図８（ａ）は通気孔３７が封止された状態、図８（ｂ）は通気孔３７が開放された状態を示す。
【００４３】
ここにおいて、形状記憶合金製のバネ４０を加温ヒータ３５と封止板３７に取り付けることで、形状記憶合金製のバネ４０が所定の温度以下の場合は、形状記憶合金製のバネ４０の力は、バイアスバネ４１の力より弱く、封止板３７により通気孔３６は閉じた状態（図８（ａ）参照）であるが、形状記憶合金製のバネ４０が所定の温度以上に達すると、形状記憶合金製のバネ４０の力は、バイアスバネ４１の力より強くなり、通気孔３６は開放した状態（図８（ｂ）参照）となる。
【００４４】
よって、加温ヒータ３５に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン３３が停止し、この時、万一冷却装置３１から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合においても、形状記憶合金製のバネ４０を備えているため、所定の温度以上に達すると、通気孔３６は開放した状態となり、ヒータボックス３４上部の高温の空気を逃し、加温ヒータ３５上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ３５表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ３５の上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができるとともに、形状記憶合金製のバネ４０は制御装置と駆動源を兼ねるので、複雑な制御装置やモータ等の駆動源が不要であるため、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性を高めることができる。
【００４５】
（実施の形態３）
以下、本発明による冷却加温装置の実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。
【００４６】
図９は、本発明の実施の形態３による冷却加温装置の縦断面図である。図１０は、同実施の形態の冷却加温装置の要部縦断面図である。図１１は、同実施の形態の冷却加温装置の縦断面図である。
【００４７】
図９に示すように、本実施の形態の冷却加温装置は、冷却可能に配置され炭化水素系のプロパン、イソブタンなどの可燃性冷媒を封入した冷却装置４２と、ファンボックス４３と、ファンボックス４３内に設けられ収納棚に収納されている物品を温度のバラツキなく冷却または加温する庫内空気を循環させる強制通風用のファン４４と、ファンボックス４３の前方に位置し、ファン４４と連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックス４５と、ヒータボックス４５内部に設けられたサーペンタイン状に曲げ加工した加温ヒータ４６と、ヒータボックス４５の天面の上部に設けたヒートシンク４７と、加温ヒータ４６とヒータボックス４５の天面との間の熱伝導を行う熱伝動装置４８と、熱伝導装置４８を駆動する駆動装置４９と、駆動装置４９を制御する制御装置５０とを備えている。
【００４８】
以上のように構成された自動販売機の冷却加温装置について、以下その動作を説明する。
【００４９】
収納棚に収納された商品を冷却する場合、冷却装置４２の冷却運転を行い、ファン４４により冷却装置４２で冷却された冷気を循環させる。ファン４４により循環された冷気は収納棚に収納された商品を冷却し、再度冷却装置４２へ戻り冷却を繰り返す。
【００５０】
収納棚に収納された商品を加温する場合、加温ヒータ４６に通電を行い、ファン４４により加温された暖気を循環させる。ファン４４により循環された暖気は収納棚に収納された物品を加温し、再度加温ヒータ４６へ戻り加温を繰り返す。
【００５１】
ここにおいて、加温ヒータ４６に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン４４が停止した場合、加温ヒータ４６への送風が停止するため、加温ヒータ４６から空気への熱伝導は自然対流のみとなるため、ヒータボックス４５の上部に高温の空気が溜まり、加温ヒータ４６の上部の表面温度が過度に上昇する。
【００５２】
この時、万一冷却装置４２から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合において、所定温度以上になると、制御装置５０により駆動装置４９に通電を行い、図１０に示すように、破線で示した位置に熱伝動装置４８が移動し、加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導装置４８により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、加温ヒータ４６上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ４６表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ４６上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができる。
【００５３】
一方、強制対流時には駆動装置４９には通電されず、熱伝導装置４８は実線で示した位置であるため、熱伝導装置４８を通じて放熱されることはないことから、加温能力を維持できる。
【００５４】
尚、ここでは加温ヒータ４６は放熱用のフィンを設けていないが、放熱用のフィンとして図３に示すような螺旋状のフィン２２を有したフィン付き加温ヒータ２３、あるいは図４に示すようなプレートフィン２４を有したフィン付き加温ヒータ２５を用いた場合、表面温度を更に下げることができるので、更に安全性を高めることができる。
【００５５】
尚、図１１において、形状記憶合金製のバネ５１は所定の温度以下では塑性的に自由にかつ容易に変形でき、所定の温度以上に加温されると直ちに記憶している元の状態に自ずと回復するものであり、熱伝導装置４８に対して回転力を与える。５２はバイアスバネで、回転力と逆方向の回転力を熱伝導装置４８に与える。
【００５６】
図１１（ａ）は熱伝導装置４８により加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導接触していない状態、図１１（ｂ）は熱伝導装置４８により加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導接触している状態を示す。
【００５７】
ここにおいて、形状記憶合金製のバネ５１を加温ヒータ４６と熱伝導装置４８に取り付けることで、形状記憶合金製のバネ５１が所定の温度以下の場合は、形状記憶合金製のバネ５１の力は、バイアスバネ５２の力より弱く、熱伝導装置４８を通じて放熱されることはないが（図１１（ａ）参照）、所定の温度以上に達すると、形状記憶合金製のバネ５１の力は、バイアスバネ５２の力より強くなり、加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導装置４８により接触熱伝導する（図１１（ｂ）参照）なる。
【００５８】
よって、加温ヒータ４６に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン４４が停止し、この時、万一冷却装置４２から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合においても、形状記憶合金製のバネ５１を備えているため、所定の温度以上に達すると、加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になり、加温ヒータ４６上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ４６表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ４６の上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができるとともに、形状記憶合金製のバネ５１は制御装置と駆動源を兼ねるので、複雑な制御装置やモータ等の駆動源が不要である為、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性を高めることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、ヒータボックスの天面にファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたので、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、ヒータボックス上部の高温の空気を逃し、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を高めることができる。
【００６０】
また、請求項２に記載の発明は、加温ヒータをフィン付き加温ヒータとし、ヒータボックスの天面にファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたので、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合、ヒータボックス上部の高温の空気を逃し、自然対流の放熱が促進されるので、フィン付き加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下より更に下げることができるので安全性を更に高めることができる。
【００６１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明に加えて、通気孔はファンによる送風の流れを呼び込まない方向の下向き切り起こし穴としたので、強制対流時には上方に空気が逃げるのを抑え、風量減を防ぎ加温能力を維持することができる。
【００６２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明に加えて、通気孔を開閉する封止板と、封止板を駆動する駆動装置と、駆動装置を制御する制御装置とを備えたので、強制対流時には通気孔を封止板で閉じることにより上方に空気を逃がさず、加温能力を維持することができる。
【００６３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明に加えて、駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたので、形状記憶合金製のバネは制御装置と駆動源を兼ねるので、複雑な制御装置やモータ等の駆動源が不要であるため、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性を高めることができる。
【００６４】
また、請求項６に記載の発明は、ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、加温ヒータとヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなるもので、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、加温ヒータとヒートシンクが熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を飛躍的に高めることができる。
【００６５】
また、請求項７に記載の発明は、加温ヒータをフィン付き加温ヒータとし、ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、フィン付き加温ヒータとヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなるもので、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合、フィン付き加温ヒータとヒートシンクが熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、自然対流の放熱が促進されるので、フィン付き加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に更に下げることができるので安全性を更に飛躍的に高めることができる。
【００６６】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の発明に加えて、駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたので、形状記憶合金製のバネは制御装置と駆動源を兼ねるので、複雑な制御装置やモータ等の駆動源が不要である為、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性を高めることができる。
【００６７】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８に記載のいずれか一項に記載の冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫であり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合でも、自然対流による放熱が促進されるので、ヒータボックスに熱がこもらず、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を高められ、発火を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態１の冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫の縦断面図
【図２】同実施の形態の冷却加温装置の斜視図
【図３】同実施の形態の冷却加温装置の加温装置の正面図
【図４】同実施の形態の冷却加温装置の加温装置の斜視図
【図５】同実施の形態の冷却加温装置の斜視図
【図６】同実施の形態の冷却加温装置の縦断面図
【図７】本発明による冷却加温装置の実施の形態２の縦断面図
【図８】同実施の形態の冷却加温装置の通気孔が封止された状態を示す縦断面図
【図９】本発明による冷却加温装置の実施の形態３の縦断面図
【図１０】同実施の形態の冷却加温装置の要部縦断面図
【図１１】同実施の形態の冷却加温装置の熱伝導装置が接触熱伝導していない状態を示す縦断面図
【図１２】従来の冷温貯蔵庫の縦断面図
【図１３】従来の冷却加温装置の斜視図
【符号の説明】
１１ 自動販売機（冷温貯蔵庫）
１５、３１、４２ 冷却装置
１６、３２、４３ ファンボックス
１７、３３、４４ ファン
１８、３４、４５ ヒータボックス
１９、３５、４６ 加温ヒータ
２１、３６ 通気孔
２３、２５ フィン付き加温ヒータ
２７ 下向き切り起こし穴
３７ 封止板
３８、４９ 駆動装置
３９、５０ 制御装置
４０、５１ 形状記憶合金製のバネ
４７ ヒートシンク
４８ 熱伝動装置
【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却加温装置、及びこの冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化抑制の観点からＨＣ（ハイドロカーボン）系冷媒が注目されてきている。しかしながら、ＨＣ系冷媒は可燃性冷媒であり、漏洩時の発火安全性確保等の点から、冷却加温装置に用いられる加温装置の低温化が重視されるようになってきた。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の冷温貯蔵庫を説明する。
【０００４】
図１２は、従来の冷温貯蔵庫の縦断面図である。図１３は従来の冷却加温装置の斜視図である。
【０００５】
図１２、図１３に示すように、冷温貯蔵庫１は、商品を冷却または加温保存する収納棚２と、前面扉３と、内側扉４と、一般的にフィンアンドチューブ型熱交換器の冷却器である冷却装置５と、ファンボックス６と、ファンボックス６内に設けられ収納棚２に収納されている商品を温度のバラツキなく冷却または加温する庫内空気を循環させる強制通風用のファン７と、ファンボックス６の前方に位置するヒータボックス８と、ヒータボックス８内部に設けられた一般的にはシーズヒータを蛇行状に曲げ加工し形成された加温ヒータ９とから構成されている。また、収納棚２の背面にはダクト１０が配置され、ダクト１０を介して収納棚２と冷却装置５とファンボックス６とヒータボックス８が連通する構成となっている。
【０００６】
以上のように構成された冷温貯蔵庫について、以下その動作を説明する。
【０００７】
冷却時には、冷却装置５に冷媒を流し蒸発させて周辺空気を冷却する。また、加温時には加温ヒータ９に通電して周辺空気を加熱する。そして、それぞれ冷却、加熱された空気をファン７によって強制的に送風させながら収納棚２内に循環させて収納された物品を冷却または加温し、ダクト１０を通じて冷却装置５、または加温ヒータ９に帰還させる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１８５１３４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、強制通風用のファン７が何らかの故障等で停止すると、加温ヒータ９の放熱は自然対流のみに依存することになる。よって、ヒータボックス８の上部に高温の空気が溜まり、加温ヒータ９上部の表面温度は概ね５００℃超に達して、可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）を越えるため、漏洩した冷媒の濃度によっては発火し、安全性確保に影響を与える場合があるという欠点があった。
【００１０】
本発明は従来の課題を解決するもので、冷却装置内を流れる冷媒を可燃性冷媒とした場合、冷却と加温を安全に行える冷却加温装置とこの冷却加温装置を備えた自動販売機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられた加温ヒータとからなり、前記ヒータボックスの天面に前記ファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたものであり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、ヒータボックス上部の高温の空気を逃し、加温ヒータ上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ表面と周囲空気との熱交換を促進させ、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を高められるという作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられたフィン付き加温ヒータとからなり、前記ヒータボックスの天面に前記ファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたものであり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合、ヒータボックス上部の高温の空気を逃し、フィン付き加温ヒータ上部の周囲の空気温度を下げ、フィン付き加温ヒータ表面と周囲空気との熱交換を促進させ、フィン付き加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下より更に下げることができるので安全性を更に高められるという作用を有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記通気孔は前記ファンによる送風の流れを呼び込まない方向の下向き切り起こし穴としたものであり、強制対流時には上方に空気が逃げるのを抑え、風量減を防ぎ加温能力を維持できるという作用を有する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記通気孔を開閉する封止板と、前記封止板を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とを備えたものであり、強制対流時には通気孔を封止板で閉じることにより上方に空気を逃がさず、加温能力を維持できるという作用を有する。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたものであり、形状記憶合金製のバネは制御装置と駆動源を兼ねるので、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性が高いという作用を有する。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられた加温ヒータと、前記ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、前記加温ヒータと前記ヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなるものであり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、加温ヒータとヒートシンクが熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、加温ヒータ上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ表面と周囲空気との熱交換を促進させ、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を飛躍的に高められるという作用を有する。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられたフィン付き加温ヒータと、前記ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、前記フィン付き加温ヒータと前記ヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなるものであり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合、フィン付き加温ヒータとヒートシンクが熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、フィン付き加温ヒータ上部の周囲の空気温度を下げ、フィン付き加温ヒータ表面と周囲空気との熱交換を促進させ、フィン付き加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に更に下げることができるので安全性を更に飛躍的に高められるという作用を有する。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の発明において、前記駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたものであり、形状記憶合金製のバネは制御装置と駆動源を兼ねるので、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性が高いという作用を有する。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８に記載のいずれか一項に記載の冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫であり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合でも、自然対流による放熱が促進されるので、ヒータボックスに熱がこもらず、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を高められ、発火を避けることができるという作用を有する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による冷却加温装置、及びこの冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫の縦断面図である。図２は、同実施の形態の冷却加温装置の斜視図である。図３は、同実施の形態の冷却加温装置の加温装置の正面図である。図４は、同実施の形態の冷却加温装置の加温装置の斜視図である。図５は、同実施の形態の冷却加温装置の斜視図である。図６は、同実施の形態の冷却加温装置の縦断面図である。
【００２２】
図１、図２に示すように、本実施の形態の冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫である自動販売機１１は、物品を冷却または加温保存する収納棚１２と、前面扉１３と、内側扉１４と、収納棚１２を冷却可能に配置され炭化水素系のプロパン、イソブタンなどの可燃性冷媒を封入した冷却装置１５と、ファンボックス１６と、ファンボックス１６内に設けられ収納棚１２に収納されている物品を温度のバラツキなく冷却または加温する庫内空気を循環させる強制通風用のファン１７と、ファンボックス１６の前方に位置しファン１７と連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックス１８と、ヒータボックス１８内部に設けられたシーズヒータを蛇行状に曲げ加工し形成された加温ヒータ１９とから構成されており、ヒータボックス１８の天面にはファン１７の流れ方向と交わらない通気孔２１を設けている。
【００２３】
また、収納棚１２の背面にはダクト２０が配置され、ダクト２０を介して収納棚１２と冷却装置１５とファンボックス１６とヒータボックス１８が連通する構成となっている。
【００２４】
以上のように構成された冷温貯蔵庫について、以下その動作を説明する。
【００２５】
冷却時には、冷却装置１５に冷媒を流し蒸発させて周辺空気を冷却する。また、加温時には加温ヒータ１９に通電して周辺空気を加熱する。そして、それぞれ冷却、加熱された空気をファン１７によって強制的に送風させながら収納棚１２内に循環させて収納された物品を冷却または加温し、ダクト２０を通じて冷却装置１５、または加温ヒータ１９に帰還させる。
【００２６】
ここにおいて、加温ヒータ１９に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン１７が停止した場合、加温ヒータ１９への送風が停止するため、加温ヒータ１９から空気への放熱は自然対流のみとなるため、ヒータボックス１８の上部に高温の空気が溜まり、加温ヒータ１９の上部の表面温度が過度に上昇する。
【００２７】
この時、万一冷却装置１５から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合においても、ヒータボックス１８の天面に通気孔２１を設けているため、ヒータボックス１８上部の高温の空気を逃し、加温ヒータ１９上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ１９表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ１９の上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができる。
【００２８】
尚、ここでは加温ヒータ１９は放熱用のフィンを設けていないが、放熱用のフィンとして図３に示すような螺旋状のフィン２２を有したフィン付き加温ヒータ２３、あるいは図４に示すようなプレートフィン２４を有したフィン付き加温ヒータ２５を用いた場合、表面温度を更に下げることができるので、更に安全性を高めることができる。
【００２９】
また、通気孔２１は図５に示すように、小穴２６を複数設けることで、強制対流時には上方に空気が逃げるのを抑え、風量減を防ぎ加温能力を維持できる。
【００３０】
また、複数設けた小穴２６は、図６に示すようにファン１７による送風の流れを呼び込まない方向の下向き切り起こし穴２７にすることで、強制対流時には上方に空気が逃げるのを抑え、風量減を防ぎ加温能力を維持できる。また、下向き切り起こし穴２７は、略Ｌ字状に切り起こしを設けても、同様の効果が得られる。
【００３１】
また、複数の小穴２６は加温ヒータ１９のヒータ管の上方に設けることで、煙突効果によりヒータボックス１８上部の高温の空気を効率よく逃すことができるので放熱効果が飛躍的に高まり、加温ヒータ１９上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ１９表面と周囲空気との熱交換を促進させ、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ１９上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に飛躍的に下げることができるので安全性を飛躍的に高めることができる。
【００３２】
（実施の形態２）
以下、本発明による冷却加温装置の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図７は、本発明の実施の形態２による冷却加温装置の縦断面図である。図８は、同実施の形態の冷却加温装置の縦断面図である。
【００３４】
図７に示すように、本実施の形態の冷却加温装置は、冷却可能に配置され炭化水素系のプロパン、イソブタンなどの可燃性冷媒を封入した冷却装置３１と、ファンボックス３２、ファンボックス３２内に設けられ収納棚に収納されている物品を温度のバラツキなく冷却または加温する庫内空気を循環させる強制通風用のファン３３と、ファンボックス３２の前方に位置しファン３３と連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックス３４と、ヒータボックス３４内部に設けられたサーペンタイン状に曲げ加工した加温ヒータ３５と、ヒータボックス３４の天面に設けたファン３３の流れ方向と交わらない通気孔３６と、通気孔３６を開閉する封止板３７と、封止板３７を駆動する駆動装置３８と、駆動装置３８を制御する制御装置３９とを備えている。
【００３５】
尚、封止板３７を駆動する駆動装置３８としては、例えば、ソレノイドを駆動源としたものや、モータを駆動源としたものがある。
【００３６】
以上のように構成された自動販売機の冷却加温装置について、以下その動作を説明する。尚、上記実施の形態１と異なるのは、封止板３７と駆動装置３８と制御装置３９を備えた点であり、この点を中心に説明する。
【００３７】
ここにおいて、加温ヒータ３５に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン３３停止した場合、加温ヒータ３５への送風が停止するため、加温ヒータ３５から空気への熱伝導は自然対流のみとなるため、ヒータボックス３４の上部に高温の空気が溜まり、加温ヒータ３５の上部の表面温度が過度に上昇する。
【００３８】
この時、万一冷却装置３１から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合において、所定温度以上になると制御装置３９により駆動装置３８に通電を行い、破線で示した位置に封止板３７が移動し、通気孔３６を開放した状態になるため、ヒータボックス３４上部の高温の空気を逃し、加温ヒータ３５上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ３５表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ３５の上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができる。
【００３９】
一方、強制対流時には駆動装置３８には通電されず、通気孔３６は実線で示した位置の封止板３７により閉じた状態であるため、上方に空気を逃さず、加温能力を維持できる。
【００４０】
尚、ここでは加温ヒータ３５は放熱用のフィンを設けていないが、放熱用のフィンとして図３に示すような螺旋状のフィン２２を有したフィン付き加温ヒータ２３、あるいは図４に示すようなプレートフィン２４を有したフィン付き加温ヒータ２５を用いた場合、表面温度を更に下げることができるので、更に安全性を高めることができる。
【００４１】
尚、図８において、形状記憶合金製のバネ４０は所定の温度以下では塑性的に自由にかつ容易に変形でき、所定の温度以上に加温されると直ちに記憶している元の状態に自ずと回復するものであり、封止板３７に対して回転力を与える。４１はバイアスバネで、回転力と逆方向の回転力を封止板３７に与える。
【００４２】
図８（ａ）は通気孔３７が封止された状態、図８（ｂ）は通気孔３７が開放された状態を示す。
【００４３】
ここにおいて、形状記憶合金製のバネ４０を加温ヒータ３５と封止板３７に取り付けることで、形状記憶合金製のバネ４０が所定の温度以下の場合は、形状記憶合金製のバネ４０の力は、バイアスバネ４１の力より弱く、封止板３７により通気孔３６は閉じた状態（図８（ａ）参照）であるが、形状記憶合金製のバネ４０が所定の温度以上に達すると、形状記憶合金製のバネ４０の力は、バイアスバネ４１の力より強くなり、通気孔３６は開放した状態（図８（ｂ）参照）となる。
【００４４】
よって、加温ヒータ３５に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン３３が停止し、この時、万一冷却装置３１から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合においても、形状記憶合金製のバネ４０を備えているため、所定の温度以上に達すると、通気孔３６は開放した状態となり、ヒータボックス３４上部の高温の空気を逃し、加温ヒータ３５上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ３５表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ３５の上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができるとともに、形状記憶合金製のバネ４０は制御装置と駆動源を兼ねるので、複雑な制御装置やモータ等の駆動源が不要であるため、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性を高めることができる。
【００４５】
（実施の形態３）
以下、本発明による冷却加温装置の実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。
【００４６】
図９は、本発明の実施の形態３による冷却加温装置の縦断面図である。図１０は、同実施の形態の冷却加温装置の要部縦断面図である。図１１は、同実施の形態の冷却加温装置の縦断面図である。
【００４７】
図９に示すように、本実施の形態の冷却加温装置は、冷却可能に配置され炭化水素系のプロパン、イソブタンなどの可燃性冷媒を封入した冷却装置４２と、ファンボックス４３と、ファンボックス４３内に設けられ収納棚に収納されている物品を温度のバラツキなく冷却または加温する庫内空気を循環させる強制通風用のファン４４と、ファンボックス４３の前方に位置し、ファン４４と連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックス４５と、ヒータボックス４５内部に設けられたサーペンタイン状に曲げ加工した加温ヒータ４６と、ヒータボックス４５の天面の上部に設けたヒートシンク４７と、加温ヒータ４６とヒータボックス４５の天面との間の熱伝導を行う熱伝動装置４８と、熱伝導装置４８を駆動する駆動装置４９と、駆動装置４９を制御する制御装置５０とを備えている。
【００４８】
以上のように構成された自動販売機の冷却加温装置について、以下その動作を説明する。
【００４９】
収納棚に収納された商品を冷却する場合、冷却装置４２の冷却運転を行い、ファン４４により冷却装置４２で冷却された冷気を循環させる。ファン４４により循環された冷気は収納棚に収納された商品を冷却し、再度冷却装置４２へ戻り冷却を繰り返す。
【００５０】
収納棚に収納された商品を加温する場合、加温ヒータ４６に通電を行い、ファン４４により加温された暖気を循環させる。ファン４４により循環された暖気は収納棚に収納された物品を加温し、再度加温ヒータ４６へ戻り加温を繰り返す。
【００５１】
ここにおいて、加温ヒータ４６に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン４４が停止した場合、加温ヒータ４６への送風が停止するため、加温ヒータ４６から空気への熱伝導は自然対流のみとなるため、ヒータボックス４５の上部に高温の空気が溜まり、加温ヒータ４６の上部の表面温度が過度に上昇する。
【００５２】
この時、万一冷却装置４２から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合において、所定温度以上になると、制御装置５０により駆動装置４９に通電を行い、図１０に示すように、破線で示した位置に熱伝動装置４８が移動し、加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導装置４８により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、加温ヒータ４６上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ４６表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ４６上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができる。
【００５３】
一方、強制対流時には駆動装置４９には通電されず、熱伝導装置４８は実線で示した位置であるため、熱伝導装置４８を通じて放熱されることはないことから、加温能力を維持できる。
【００５４】
尚、ここでは加温ヒータ４６は放熱用のフィンを設けていないが、放熱用のフィンとして図３に示すような螺旋状のフィン２２を有したフィン付き加温ヒータ２３、あるいは図４に示すようなプレートフィン２４を有したフィン付き加温ヒータ２５を用いた場合、表面温度を更に下げることができるので、更に安全性を高めることができる。
【００５５】
尚、図１１において、形状記憶合金製のバネ５１は所定の温度以下では塑性的に自由にかつ容易に変形でき、所定の温度以上に加温されると直ちに記憶している元の状態に自ずと回復するものであり、熱伝導装置４８に対して回転力を与える。５２はバイアスバネで、回転力と逆方向の回転力を熱伝導装置４８に与える。
【００５６】
図１１（ａ）は熱伝導装置４８により加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導接触していない状態、図１１（ｂ）は熱伝導装置４８により加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導接触している状態を示す。
【００５７】
ここにおいて、形状記憶合金製のバネ５１を加温ヒータ４６と熱伝導装置４８に取り付けることで、形状記憶合金製のバネ５１が所定の温度以下の場合は、形状記憶合金製のバネ５１の力は、バイアスバネ５２の力より弱く、熱伝導装置４８を通じて放熱されることはないが（図１１（ａ）参照）、所定の温度以上に達すると、形状記憶合金製のバネ５１の力は、バイアスバネ５２の力より強くなり、加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導装置４８により接触熱伝導する（図１１（ｂ）参照）なる。
【００５８】
よって、加温ヒータ４６に通電中に、自動販売機の電気的な故障等により、強制通風用のファン４４が停止し、この時、万一冷却装置４２から可燃性冷媒が漏れて、可燃性冷媒の燃焼範囲濃度に達した場合においても、形状記憶合金製のバネ５１を備えているため、所定の温度以上に達すると、加温ヒータ４６とヒートシンク４７が熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になり、加温ヒータ４６上部の周囲の空気温度を下げ、加温ヒータ４６表面と周囲空気との熱交換を促進させる、すなわち、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ４６の上部の表面温度は可燃性冷媒の発火温度（イソブタン、プロパンで概ね４６０℃〜５００℃）以下にまで低減でき、安全性を高めることができるとともに、形状記憶合金製のバネ５１は制御装置と駆動源を兼ねるので、複雑な制御装置やモータ等の駆動源が不要である為、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性を高めることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、ヒータボックスの天面にファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたので、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、ヒータボックス上部の高温の空気を逃し、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を高めることができる。
【００６０】
また、請求項２に記載の発明は、加温ヒータをフィン付き加温ヒータとし、ヒータボックスの天面にファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたので、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合、ヒータボックス上部の高温の空気を逃し、自然対流の放熱が促進されるので、フィン付き加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下より更に下げることができるので安全性を更に高めることができる。
【００６１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明に加えて、通気孔はファンによる送風の流れを呼び込まない方向の下向き切り起こし穴としたので、強制対流時には上方に空気が逃げるのを抑え、風量減を防ぎ加温能力を維持することができる。
【００６２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明に加えて、通気孔を開閉する封止板と、封止板を駆動する駆動装置と、駆動装置を制御する制御装置とを備えたので、強制対流時には通気孔を封止板で閉じることにより上方に空気を逃がさず、加温能力を維持することができる。
【００６３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明に加えて、駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたので、形状記憶合金製のバネは制御装置と駆動源を兼ねるので、複雑な制御装置やモータ等の駆動源が不要であるため、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性を高めることができる。
【００６４】
また、請求項６に記載の発明は、ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、加温ヒータとヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなるもので、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、加温ヒータとヒートシンクが熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、自然対流の放熱が促進されるので、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を飛躍的に高めることができる。
【００６５】
また、請求項７に記載の発明は、加温ヒータをフィン付き加温ヒータとし、ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、フィン付き加温ヒータとヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなるもので、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合、フィン付き加温ヒータとヒートシンクが熱伝導装置により接触熱伝導するため放熱が良好になることから、自然対流の放熱が促進されるので、フィン付き加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に更に下げることができるので安全性を更に飛躍的に高めることができる。
【００６６】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の発明に加えて、駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたので、形状記憶合金製のバネは制御装置と駆動源を兼ねるので、複雑な制御装置やモータ等の駆動源が不要である為、小型、かつ構造が簡素で、低価格であるとともに、電気的な駆動源がないため故障が少なく信頼性を高めることができる。
【００６７】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８に記載のいずれか一項に記載の冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫であり、可燃性冷媒を使用する場合、何らかの原因で可燃性冷媒が漏洩し、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、フィン付き加温ヒータが通電されているような場合でも、自然対流による放熱が促進されるので、ヒータボックスに熱がこもらず、加温ヒータ上部の表面温度を可燃性冷媒の発火温度以下に下げることができるので安全性を高められ、発火を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態１の冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫の縦断面図
【図２】同実施の形態の冷却加温装置の斜視図
【図３】同実施の形態の冷却加温装置の加温装置の正面図
【図４】同実施の形態の冷却加温装置の加温装置の斜視図
【図５】同実施の形態の冷却加温装置の斜視図
【図６】同実施の形態の冷却加温装置の縦断面図
【図７】本発明による冷却加温装置の実施の形態２の縦断面図
【図８】同実施の形態の冷却加温装置の通気孔が封止された状態を示す縦断面図
【図９】本発明による冷却加温装置の実施の形態３の縦断面図
【図１０】同実施の形態の冷却加温装置の要部縦断面図
【図１１】同実施の形態の冷却加温装置の熱伝導装置が接触熱伝導していない状態を示す縦断面図
【図１２】従来の冷温貯蔵庫の縦断面図
【図１３】従来の冷却加温装置の斜視図
【符号の説明】
１１ 自動販売機（冷温貯蔵庫）
１５、３１、４２ 冷却装置
１６、３２、４３ ファンボックス
１７、３３、４４ ファン
１８、３４、４５ ヒータボックス
１９、３５、４６ 加温ヒータ
２１、３６ 通気孔
２３、２５ フィン付き加温ヒータ
２７ 下向き切り起こし穴
３７ 封止板
３８、４９ 駆動装置
３９、５０ 制御装置
４０、５１ 形状記憶合金製のバネ
４７ ヒートシンク
４８ 熱伝動装置
Claims (9)
- 可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられた加温ヒータとからなり、前記ヒータボックスの天面に前記ファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたことを特徴とする冷却加温装置。
- 可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられたフィン付き加温ヒータとからなり、前記ヒータボックスの天面に前記ファンの流れ方向と交わらない通気孔を設けたことを特徴とする冷却加温装置。
- 前記通気孔は前記ファンによる送風の流れを呼び込まない方向の下向き切り起こし穴としたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷却加温装置。
- 前記通気孔を開閉する封止板と、前記封止板を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷却加温装置。
- 前記駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたことを特徴とする請求項４に記載の冷却加温装置。
- 可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられた加温ヒータと、前記ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、前記加温ヒータと前記ヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなる冷却加温装置。
- 可燃性冷媒を封入した冷却装置と、ファンと、前記ファンと連通して空気を強制的に送風させる入口、出口を有したヒータボックスと、前記ヒータボックス内部に設けられたフィン付き加温ヒータと、前記ヒータボックスの天面の上部に設けたヒートシンクと、前記フィン付き加温ヒータと前記ヒータボックスの天面との間の熱伝導を行う熱伝導装置と、前記熱伝動装置を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御装置とからなる冷却加温装置。
- 前記駆動装置は形状記憶合金製のバネとしたことを特徴とする請求項６または７に記載の冷却加温装置。
- 請求項１から請求項８記載のいずれか一項に記載の冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002296247A JP2004132584A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | 冷却加温装置及び冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002296247A JP2004132584A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | 冷却加温装置及び冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004132584A true JP2004132584A (ja) | 2004-04-30 |
Family
ID=32286280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002296247A Withdrawn JP2004132584A (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | 冷却加温装置及び冷却加温装置を備えた冷温貯蔵庫 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004132584A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150034275A1 (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-05 | Hong Fu Jin Precision Industry (Wuhan) Co., Ltd. | Heat exchanging system of vending machine |
-
2002
- 2002-10-09 JP JP2002296247A patent/JP2004132584A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150034275A1 (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-05 | Hong Fu Jin Precision Industry (Wuhan) Co., Ltd. | Heat exchanging system of vending machine |
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