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。
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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)
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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 |
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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 |
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Country | Link |
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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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