JP2005055164A - Cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却装置に関し、より詳細には、自動販売機の商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device, and more particularly to a cooling device for cooling a product stored in a product storage unit of a vending machine.
図17は、一般的な自動販売機を示した正面断面図であり、図18は、図17に示した自動販売機の側断面図である。これら図17および図18において、自動販売機は、本体キャビネット1を備えている。
17 is a front sectional view showing a general vending machine, and FIG. 18 is a side sectional view of the vending machine shown in FIG. 17 and 18, the vending machine includes a
本体キャビネット1は、前面が開口した直方状の断熱筐体として形成されたものである。この本体キャビネット1には、その前面に外扉2と内扉3とが設けられており、その内部に例えば2つの断熱仕切板4a,4bによって仕切られた3つの独立した商品収容庫5a,5b,5cが左右に並んだ態様で設けられている。より詳細に説明すると次のようになる。外扉2は、本体キャビネット1の前面開口1aを開閉するためのものである。内扉3は、商品収容庫5a,5b,5cの前面を開閉するためのものである。商品収容庫5a,5b,5cは、飲料缶やペットボトルを所望の温度に維持した状態で収容するためのものである。
The
商品収容庫5a,5b,5cには、それぞれ、商品収納ラック6、搬出機構7および商品搬出シュータ8が設けられている。商品収納ラック6は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品Wを上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構(搬出手段)7は、商品収納ラック6の下部に設けられており、この商品収納ラック6に収納された商品群のうち最下部にある商品Wを一つずつ搬出するためのものである。商品搬出シュータ8は、搬出機構7から搬出された商品Wを外扉2に設けた商品取出口2aに導くためのものである。
The product storage racks 5a, 5b, and 5c are provided with a
上記本体キャビネット1の内部において商品収容庫5a,5b,5cの外部となる機械室9には、冷凍機の構成機器である圧縮機51、庫外送風ファン52、凝縮器(庫外熱交換器)53および膨張機構54等が設けられている。商品収容庫5a,5b,5cの内部には、それぞれ、同冷凍機の構成機器である蒸発器(庫内熱交換器)55、庫内送風ファンFが設けられているとともに、該蒸発器55の背面側に循環ダクト56が設けられている。また、商品収容庫5a,5b,5cには、加熱用のヒータHが設けられている。
Inside the
そのような自動販売機では、次のようにして商品Wを冷却することができる。ヒータHをオフにした後、冷凍機および庫内送風ファンFを駆動させる。これにより、蒸発器55に熱交換されて得られた冷気は、庫内送風ファンFで商品搬出シュータ8の下側から吹き出され、図中の矢印のように循環することになる。つまり、冷気は、商品収納ラック6の下部にある商品Wを冷却した後、循環ダクト56を経て蒸発器55に戻ることになる。このように冷気が商品収容庫5a,5b,5cの内部で循環するよう冷凍機および庫内送風ファンFを断続的に駆動させることにより、商品収納ラック6の商品Wの温度を販売適温(約5℃)に冷却することができる。
In such a vending machine, the product W can be cooled as follows. After turning off the heater H, the refrigerator and the internal fan F are driven. Thereby, the cold air obtained by heat exchange with the
ところで、上述のような従来の自動販売機の冷凍機においては、例えばR407c等のフロン系ガスが用いられていた。そのようなフロン系ガスは大気中に放出されると、温室効果による地球温暖化を助長する。そのため、環境保護の観点からフロン系ガスの使用が世界的に規制される趨勢にある。 By the way, in the refrigerator of the conventional vending machine as described above, for example, a fluorocarbon gas such as R407c has been used. When such CFCs are released into the atmosphere, they contribute to global warming due to the greenhouse effect. For this reason, the use of CFCs is in a global trend from the viewpoint of environmental protection.
そのような背景において、近年、スターリング冷凍機が注目されている。スターリング冷凍機は、外部に圧縮機や凝縮器等を備えていない自己冷却型の冷凍機であり、内部のガスを往復圧縮機で圧縮、膨張させることで、低温の低温部(冷熱部)と、高温の高温部(高熱部)とを発生するものである。ここに、ガスとしては、ヘリウムガス等の自然冷媒が用いられており、フロン系ガスを用いないので、スターリング冷凍機は地球環境に優しいものである。また、スターリング冷凍機は小型であり、高エネルギー効率を有することも周知である。 In such a background, in recent years, Stirling refrigerators have attracted attention. A Stirling refrigerator is a self-cooling type refrigerator that does not have an external compressor or condenser. By compressing and expanding the internal gas using a reciprocating compressor, A high temperature part (high heat part) is generated. Here, a natural refrigerant such as helium gas is used as the gas, and since a chlorofluorocarbon-based gas is not used, the Stirling refrigerator is friendly to the global environment. It is also well known that Stirling refrigerators are small and have high energy efficiency.
ところが、スターリング冷凍機は、ガスの圧縮および膨張による冷凍効果を利用するものであるため、圧縮・膨張空間の構造に制約があり、低温部の面積が僅かな部分に限られている。そのため、かかるスターリング冷凍機を利用して商品収容庫の内部の商品を冷却する場合に、スターリング冷凍機の低温部から得た冷熱を各商品収容庫の内部に効率よく伝達し、商品を冷却するための手段が求められている。 However, since the Stirling refrigerator uses the refrigeration effect due to the compression and expansion of gas, the structure of the compression / expansion space is limited, and the area of the low temperature part is limited to a small part. Therefore, when cooling the product inside the product storage using such a Stirling refrigerator, the cooling heat obtained from the low temperature part of the Stirling refrigerator is efficiently transmitted to the inside of each product storage and the product is cooled. There is a need for means.
本発明は、上記実情に鑑みて、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる冷却装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the cooling device which can cool the goods accommodated in the inside of a goods accommodating part favorably using the cold heat | fever from a Stirling refrigerator in view of the said situation.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る冷却装置は、商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、前記商品収容部の内部雰囲気を、該商品収容部の内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段と、前記商品収容部の外部に配設された複数のスターリング冷凍機と、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を利用して、前記内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却する冷却手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a cooling device according to
また、本発明の請求項2に係る冷却装置は、商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、前記商品収容部の内部雰囲気を、該商品収容部の内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段と、前記商品収容部の外部に配設された複数のスターリング冷凍機と、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を一元化し、該一元化した冷熱を利用して、前記内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却する冷却手段とを備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a cooling device for cooling a product accommodated in a product accommodating portion, wherein the interior atmosphere of the product accommodating portion is changed between the inside and outside of the product accommodating portion. The internal atmosphere circulating means for circulation between the plurality of Stirling refrigerators disposed outside the product storage unit, and the cooling heat generated from each of the plurality of Stirling refrigerators, and the unified cooling heat And a cooling means for cooling the internal atmosphere circulated by the internal atmosphere circulation means.
また、本発明の請求項3に係る冷却装置は、商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、冷熱を発生する冷熱部が前記商品収容部の内部に位置した態様で配設されたスターリング冷凍機と、前記冷熱部で発生した冷熱を利用して、前記商品収容部の内部雰囲気を冷却する内部冷却手段とを備えたことを特徴とする。
Moreover, the cooling device according to
また、本発明の請求項4に係る冷却装置は、上記の請求項1または請求項2のいずれかにおいて、前記内部雰囲気循環手段は、前記冷却手段によって冷却された内部雰囲気を、前記商品収容部の内部まで移動させるための第1ダクトと、前記商品収容部の内部雰囲気を、前記冷却手段によって冷却される個所まで移動させるための第2ダクトとを備え、前記第1ダクトおよび前記第2ダクトを介して前記内部雰囲気を循環させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the cooling device according to any one of the first or second aspect, wherein the internal atmosphere circulating means converts the internal atmosphere cooled by the cooling means into the commodity accommodating portion. A first duct for moving to the inside of the product and a second duct for moving the internal atmosphere of the commodity accommodating portion to a place cooled by the cooling means, the first duct and the second duct The internal atmosphere is circulated through the air.
また、本発明の請求項5に係る冷却装置は、上記の請求項1、請求項2または請求項4において、前記内部雰囲気循環手段は、前記商品収容部の内部と外部との間における前記内部雰囲気の移動を遮断するための遮断手段を備えたことを特徴とする。
The cooling device according to claim 5 of the present invention is the cooling device according to
また、本発明の請求項6に係る冷却装置は、複数のスターリング冷凍機を用いて商品収容部の内部に収容された商品を冷却するための冷却装置において、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するための高温排熱放出手段を備えたことを特徴とする。
A cooling device according to
また、本発明の請求項7に係る冷却装置は、上記請求項6において、前記高温排熱放出手段は、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれに対応して設けられ、該スターリング冷凍機から発生した高温排熱を内部に封入した作動流体に熱伝達させて輸送する複数の高温排熱輸送手段を備えて成り、各高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出することを特徴とする。
The cooling device according to
また、本発明の請求項8に係る冷却装置は、上記請求項7において、前記複数の高温排熱輸送手段は、共通のポンプにより前記作動流体を移動させて高温排熱を輸送するものであることを特徴とする。
The cooling device according to
また、本発明の請求項9に係る冷却装置は、上記請求項7において、前記複数の高温排熱輸送手段は、前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部との間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したものであることを特徴とする。
The cooling device according to
また、本発明の請求項10に係る冷却装置は、上記請求項7において、前記複数の高温排熱輸送手段は、前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部との間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したものであることを特徴とする。
The cooling device according to claim 10 of the present invention is the cooling device according to
また、本発明の請求項11に係る冷却装置は、上記請求項1〜5のいずれか一つにおいて、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するための高温排熱放出手段を備えたことを特徴とする。 A cooling device according to an eleventh aspect of the present invention is the cooling device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the high temperature exhaust heat generated from each of the plurality of Stirling refrigerators is unified, and the unified high temperature exhaust heat is obtained. A high-temperature exhaust heat release means for releasing heat to the outside is provided.
また、本発明の請求項12に係る冷却装置は、上記請求項11において、前記高温排熱放出手段は、前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれに対応して設けられ、該スターリング冷凍機から発生した高温排熱を内部に封入した作動流体に熱伝達させて輸送する複数の高温排熱輸送手段を備えて成り、各高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出することを特徴とする。 The cooling device according to claim 12 of the present invention is the cooling device according to claim 11, wherein the high-temperature exhaust heat release means is provided corresponding to each of the plurality of Stirling refrigerators and is generated from the Stirling refrigerator. It is equipped with multiple high-temperature exhaust heat transporting means that transfers high-temperature exhaust heat by transferring it to the working fluid encapsulated inside, and discharges the high-temperature exhaust heat transported by each high-temperature exhaust heat transport means in an integrated discharge section. It is characterized by doing.
また、本発明の請求項13に係る冷却装置は、上記請求項12において、前記複数の高温排熱輸送手段は、共通のポンプにより前記作動流体を移動させて高温排熱を輸送するものであることを特徴とする。 The cooling device according to claim 13 of the present invention is the cooling device according to claim 12, wherein the plurality of high-temperature exhaust heat transport means transports the high-temperature exhaust heat by moving the working fluid by a common pump. It is characterized by that.
また、本発明の請求項14に係る冷却装置は、上記請求項12において、前記複数の高温排熱輸送手段は、前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部との間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したものであることを特徴とする。 The cooling device according to claim 14 of the present invention is the cooling device according to claim 12, wherein the plurality of high-temperature exhaust heat transport means evaporates the working fluid by the high-temperature exhaust heat generated in the Stirling refrigerator. High-temperature exhaust heat is transported by circulating the working fluid while changing the phase between the condenser and the condensing unit that condenses the working fluid evaporated in the evaporation unit that flows in the meandering flow path. In the integrated discharge part, the flow path of the condensing part in each high-temperature exhaust heat transporting means is arranged along the vertical direction in a manner parallel to the flow of outside air. And
また、本発明の請求項15に係る冷却装置は、上記請求項12において、前記複数の高温排熱輸送手段は、前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部との間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したものであることを特徴とする。 The cooling device according to claim 15 of the present invention is the cooling device according to claim 12, wherein the plurality of high-temperature exhaust heat transport means evaporates a working fluid by high-temperature exhaust heat generated in the Stirling refrigerator, High-temperature exhaust heat is transported by circulating the working fluid while changing the phase between the condenser and the condensing unit that condenses the working fluid evaporated in the evaporation unit that flows in the meandering flow path. In the integrated discharge part, the flow path of the condensing part in each high-temperature exhaust heat transport means is alternately arranged along the vertical direction in a manner parallel to the flow of the outside air. It is characterized by.
本発明の請求項1に記載の発明によれば、内部雰囲気循環手段が、商品収容部の内部雰囲気を商品収容部の内部と外部との間で循環させ、冷却手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を利用して、内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却するので、かかる冷却された内部雰囲気で商品収容部の内部に収容された商品を冷却することができる。従って、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる。また、複数のスターリング冷凍機から発生した冷熱を利用して冷却するので、一つのスターリング冷凍機の冷却負荷を低減させることができ、そのため、それぞれのスターリング冷凍機の冷凍出力の変化幅を小さくすることができる。従って、それぞれのスターリング冷凍機を、冷却効率が最大となる冷却効率最大点近傍で運転させることが可能になる結果、商品の冷却効率を高くすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the internal atmosphere circulation means circulates the internal atmosphere of the product accommodating portion between the inside and the outside of the product accommodating portion, and the cooling means includes a plurality of Stirling refrigerators. Since the internal atmosphere circulated by the internal atmosphere circulation means is cooled using the cold heat generated from each of the above, the commodity accommodated in the commodity accommodating portion can be cooled in the cooled internal atmosphere. Therefore, it is possible to satisfactorily cool the product stored in the product storage unit using the cold heat from the Stirling refrigerator. In addition, since cooling is performed by using the cold generated from a plurality of Stirling refrigerators, the cooling load of one Stirling refrigerator can be reduced, and therefore the change width of the refrigeration output of each Stirling refrigerator is reduced. be able to. Therefore, each Stirling refrigerator can be operated in the vicinity of the maximum cooling efficiency point at which the cooling efficiency is maximized. As a result, the product cooling efficiency can be increased.
本発明の請求項2に記載の発明によれば、内部雰囲気循環手段が、商品収容部の内部雰囲気を商品収容部の内部と外部との間で循環させ、冷却手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれからの冷熱を一元化し、該一元化した冷熱を利用して、内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却するので、かかる冷却された内部雰囲気で商品収容部の内部に収容された商品を冷却することができる。従って、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる。また、複数のスターリング冷凍機から発生した冷熱を利用して冷却するので、一つのスターリング冷凍機の冷却負荷を低減させることができ、そのため、それぞれのスターリング冷凍機の冷凍出力の変化幅を小さくすることができる。従って、それぞれのスターリング冷凍機を、冷却効率が最大となる冷却効率最大点近傍で運転させることが可能になる結果、商品の冷却効率を高くすることができる。更に、複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を一元化して利用するので、部品点数の削減を図ることができる。
According to invention of
本発明の請求項3に記載の発明によれば、スターリング冷凍機が、その冷熱部が商品収容部の内部に位置した態様で配設され、内部冷却手段が該冷熱部で発生した冷熱を利用して商品収容部の内部雰囲気を冷却するので、かかる冷却された内部雰囲気で商品収容部の内部に収容された商品を冷却することができる。従って、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる。また、スターリング冷凍機の冷熱部が商品収容部の内部に位置しているので、商品収容部の内部雰囲気を直接に冷却することができ、そのため、冷熱部で発生した冷熱を有効に利用することができる。
According to the invention described in
本発明の請求項4に記載の発明によれば、内部雰囲気循環手段が、商品収容部の内部雰囲気を、第1ダクトおよび第2ダクトを介して商品収容部の内部と外部との間で循環させ、冷却手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれからの冷熱を利用して、内部雰囲気循環手段によって商品収容部の外部にある内部雰囲気を冷却するので、かかる冷却された内部雰囲気で商品収容部の内部に収容された商品を冷却することができる。従って、スターリング冷凍機からの冷熱を利用して商品収容部の内部に収容された商品を良好に冷却することができる。
According to the invention described in
本発明の請求項5に記載の発明によれば、遮断手段が、前記商品収容部の内部と外部との間における内部雰囲気の移動を遮断するので、所定の商品収容部の内部と外部との間で内部雰囲気を循環させることはない。従って、そのような所定の商品収容部の内部にある商品を例えばヒータで加熱することができ、商品の加熱に供することができる。 According to the invention described in claim 5 of the present invention, the blocking means blocks the movement of the internal atmosphere between the inside and the outside of the product housing portion. There is no circulation of the internal atmosphere between them. Therefore, the product inside such a predetermined product storage unit can be heated by, for example, a heater and can be used for heating the product.
本発明の請求項6に記載の発明によれば、高温排熱放出手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するので、部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the high temperature exhaust heat release means unifies the high temperature exhaust heat generated from each of the plurality of Stirling refrigerators, and releases the integrated high temperature exhaust heat to the outside. Therefore, the number of parts can be reduced, and thus the cost can be reduced.
本発明の請求項7に記載の発明によれば、複数の高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出するので、部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。
According to the invention described in
本発明の請求項8に記載の発明によれば、複数の高温排熱輸送手段が、共通のポンプにより作動流体を移動させて高温排熱を輸送するので、ポンプの駆動・停止の回数を低減させることができ、これにより、ポンプの使用寿命を増大させることができ、信頼性の向上を図ることができる。
According to the invention described in
本発明の請求項9に記載の発明によれば、統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したので、略等しい温度の外気が統合放出部の内部を通過することになり、これにより、放熱効率の偏りをなくすことができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the flow path of the condensing unit in each high-temperature exhaust heat transporting unit in the integrated discharge unit is arranged along the vertical direction in a manner parallel to the flow of outside air. As a result, outside air having substantially the same temperature passes through the inside of the integrated discharge section, thereby eliminating the bias of the heat dissipation efficiency.
本発明の請求項10に記載の発明によれば、統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したので、略等しい温度の外気が統合放出部の内部を通過することになり、これにより、放熱効率の偏りをなくすことができる。 According to the invention described in claim 10 of the present invention, in the integrated discharge section, the flow paths of the condensing sections in the respective high-temperature exhaust heat transport means are alternately arranged along the vertical direction in a manner parallel to the flow of the outside air. Therefore, the outside air having substantially the same temperature passes through the integrated discharge section, thereby eliminating the bias of the heat dissipation efficiency.
本発明の請求項11に記載の発明によれば、高温排熱放出手段が、複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するので、部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the high-temperature exhaust heat releasing means unifies the high-temperature exhaust heat generated from each of the plurality of Stirling refrigerators and releases the integrated high-temperature exhaust heat to the outside. Therefore, the number of parts can be reduced, and thus the cost can be reduced.
本発明の請求項12に記載の発明によれば、複数の高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出するので、部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。 According to the invention described in claim 12 of the present invention, the high-temperature exhaust heat transported by the plurality of high-temperature exhaust heat transport means is unified and released by the integrated discharge section, so that the number of parts can be reduced. Thus, the cost can be reduced.
本発明の請求項13に記載の発明によれば、複数の高温排熱輸送手段が、共通のポンプにより作動流体を移動させて高温排熱を輸送するので、ポンプの駆動・停止の回数を低減させることができ、これにより、ポンプの使用寿命を増大させることができ、信頼性の向上を図ることができる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, the plurality of high-temperature exhaust heat transport means transports the high-temperature exhaust heat by moving the working fluid by a common pump, so that the number of times the pump is driven and stopped is reduced. Accordingly, the service life of the pump can be increased and the reliability can be improved.
本発明の請求項14に記載の発明によれば、統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したので、略等しい温度の外気が統合放出部の内部を通過することになり、そのため、放熱効率の偏りをなくすことができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, the flow path of the condensing unit in each high-temperature exhaust heat transporting unit in the integrated discharge unit is arranged in the vertical direction in a manner parallel to the flow of outside air. As a result, outside air having substantially the same temperature passes through the inside of the integrated discharge section, so that it is possible to eliminate unevenness in heat dissipation efficiency.
本発明の請求項15に記載の発明によれば、統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したので、略等しい温度の外気が統合放出部の内部を通過することになり、そのため、放熱効率の偏りをなくすことができる。 According to the fifteenth aspect of the present invention, in the integrated discharge section, the flow path of the condensing section in each high-temperature exhaust heat transporting means is alternated along the vertical direction in a manner parallel to the flow of outside air. Therefore, the outside air having substantially the same temperature passes through the inside of the integrated discharge part, and therefore, the bias of the heat radiation efficiency can be eliminated.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷却装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、以下においては、説明の便宜上、自動販売機に適用される冷却装置について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a cooling device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following, for convenience of explanation, a cooling device applied to a vending machine will be described.
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷却装置が適用された自動販売機の正面断面図であり、図2は、図1に示した自動販売機の側断面図である。尚、以下において、図17および図18に示した自動販売機と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。
<
1 is a front sectional view of a vending machine to which a cooling device according to
図1および図2において、自動販売機は冷却装置20を備えている。冷却装置20は、複数のスターリング冷凍機10a,10bと、これらスターリング冷凍機10a,10bに応じた、冷却器21a,21b、放熱器22a,22b、熱交換ダクト23a,23b、送気ダクト24a,24bおよび吸気ダクト25a,25bとを備えて構成してある。
1 and 2, the vending machine includes a
スターリング冷凍機10a,10bは、ともに本体キャビネット1の機械室9に横置きに載置されており、稼動することにより発生する低温の低温部(冷熱部)11a,11bと、高温の高温部(高熱部)12a,12bとをそれぞれ有している。
The
冷却器21a,21bは、ともに本体キャビネット1の機械室9の内部に配設してある。冷却器21aは、スターリング冷凍機10aの低温部11aからの冷熱を熱交換ダクト23aまで伝達して、該熱交換ダクト23aの内部の空気を冷却するものである。一方、冷却器21bは、スターリング冷凍機10bの低温部11bからの冷熱を熱交換ダクト23bまで伝達して、該熱交換ダクト23bの内部の空気を冷却するものである。これら冷却器21a,21bは、より詳細に説明すると次のようなものである。
The
冷却器21a,21bは、それぞれ熱輸送手段としてのヒートパイプを有している。ヒートパイプは、その内部に冷媒(作動流体)を封入してあり、凝縮部211a,211bと、蒸発部212a,212bと、液体流路213a,213bと、蒸気流路214a,214bとを備えて構成してある。ここに、冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機10a,10bの低温部11a,11bからの冷熱では凍らないもの(不凍冷媒)が用いられている。
The
凝縮部211aは、スターリング冷凍機10aの低温部11aに熱的に接続してある。この凝縮部211aでは、低温部11aから得た冷熱により冷媒が凝縮して凝縮液になる。蒸発部212aは、凝縮部211aから所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この蒸発部212aでは、詳細は後述するが、外部から得た熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、蒸発部212aの周辺領域は、冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり、冷却される。液体流路213aは、凝縮部211aと蒸発部212aとを繋ぐ流路である。この液体流路213aは、凝縮部211aで凝縮した冷媒を、該凝縮部211aから蒸発部212aまで移動させるためのものである。蒸気流路214aは、上記液体流路213aとは別個に、凝縮部211aと蒸発部212aとを繋ぐ流路である。この蒸気流路214aは、蒸発部212aで蒸発した冷媒を、該蒸発部212aから凝縮部211aまで移動させるためのものである。液体流路213aと蒸気流路214aとの配置関係は、蒸気流路214aが液体流路213aの上方に位置するようになっている。これは、蒸気流路214aを通る冷媒の密度の方が、液体流路213aを通る冷媒の密度よりも小さいためである。このようなヒートパイプは、上述のように、液体流路213aと蒸気流路214aとが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
The condensing
凝縮部211bは、スターリング冷凍機10bの低温部11bに熱的に接続してある。この凝縮部211bでは、低温部11bから得た冷熱により冷媒が凝縮して凝縮液になる。蒸発部212bは、凝縮部211bから所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この蒸発部212bでは、詳細は後述するが、外部から得た熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、蒸発部212bの周辺領域は、冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり、冷却される。液体流路213bは、凝縮部211bと蒸発部212bとを繋ぐ流路である。この液体流路213bは、凝縮部211bで凝縮した冷媒を、該凝縮部211bから蒸発部212bまで移動させるためのものである。蒸気流路214bは、上記液体流路213bとは別個に、凝縮部211bと蒸発部212bとを繋ぐ流路である。この蒸気流路214bは、蒸発部212bで蒸発した冷媒を、該蒸発部212bから凝縮部211bまで移動させるためのものである。液体流路213bと蒸気流路214bとの配置関係は、蒸気流路214bが液体流路213bの上方に位置するようになっている。これは、蒸気流路214bを通る冷媒の密度の方が、液体流路213bを通る冷媒の密度よりも小さいためである。かかるヒートパイプも、液体流路213bと蒸気流路214bとが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
The condensing
放熱器22a,22bは、ともに本体キャビネット1の機械室9の内部に配設してある。これら放熱器22a,22bは、それぞれスターリング冷凍機10a,10bの高温部12a,12bから得た高温排熱を自動販売機の外部に放出するためのものであり、熱輸送手段であるヒートパイプと、放出用送風ファン225a,225bとを有している。
Both the
ヒートパイプは、その内部に冷媒を封入してあり、蒸発部221a,221bと、凝縮部222a,222bと、蒸気流路223a,223bと、液体流路224a,224bとを備えて構成してある。ここに、冷媒としては、例えば水等のように常温では液体であって、スターリング冷凍機10a,10bの高温部12a,12bからの高温排熱で蒸発するものが用いられている。
The heat pipe has a refrigerant sealed therein, and includes
蒸発部221aは、スターリング冷凍機10aの高温部12aに熱的に接続してある。この蒸発部221aでは、高温部12aからの高温排熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。凝縮部222aは、蒸発部221aから所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この凝縮部222aでは、詳細は後述するが、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部222aの周辺空気は、高温排熱により加熱される。蒸気流路223aは、蒸発部221aと凝縮部222aとを繋ぐ流路である。この蒸気流路223aは、蒸発部221aで蒸発した冷媒を、該蒸発部221aから凝縮部222aまで移動させるためのものである。液体流路224aは、上記蒸気流路223aとは別個に、蒸発部221aと凝縮部222aとを繋ぐ流路である。この液体流路224aは、凝縮部222aで凝縮した冷媒を、該凝縮部222aから蒸発部221aまで移動させるためのものである。蒸気流路223aと液体流路224aとの配置関係は、蒸気流路223aが液体流路224aの上方に位置するようになっている。これは、蒸気流路223aを通る冷媒の密度の方が、液体流路224aを通る冷媒の密度よりも小さいためである。このようなヒートパイプは、上述のように、蒸気流路223aと液体流路224aとが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
The
蒸発部221bは、スターリング冷凍機10bの高温部12bに熱的に接続してある。この蒸発部221bでは、高温部12bからの高温排熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。凝縮部222bは、蒸発部221bから所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この凝縮部222bでは、詳細は後述するが、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部222bの周辺空気は、高温排熱により加熱される。蒸気流路223bは、蒸発部221bと凝縮部222bとを繋ぐ流路である。この蒸気流路223bは、蒸発部221bで蒸発した冷媒を、該蒸発部221bから凝縮部222bまで移動させるためのものである。液体流路224bは、上記蒸気流路223bとは別個に、蒸発部221bと凝縮部222bとを繋ぐ流路である。この液体流路224bは、凝縮部222bで凝縮した冷媒を、該凝縮部222bから蒸発部221bまで移動させるためのものである。蒸気流路223bと液体流路224bとの配置関係は、蒸気流路223bが液体流路224bの上方に位置するようになっている。これは、蒸気流路223bを通る冷媒の密度の方が、液体流路224bを通る冷媒の密度よりも小さいためである。かかるヒートパイプも、蒸気流路223bと液体流路224bとが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
The
放出用送風ファン225aは、凝縮部222aの周辺領域における所定の個所に配設してある。この放出用送風ファン225aは、凝縮部222aで冷媒が凝縮することによって加熱された空気を自動販売機の外部に放出するためのものである。一方、放出用送風ファン225bは、凝縮部222bの周辺領域における所定の個所に配設してある。この放出用送風ファン225bは、凝縮部222bで冷媒が凝縮することによって加熱された空気を自動販売機の外部に放出するためのものである。
The
熱交換ダクト23aは、冷却器21aの蒸発部212aを包囲する態様で配設した管路であり、その内部を流れる空気を冷却するものである。より詳細に説明すると、熱交換ダクト23aは、蒸発部212aで冷媒が蒸発することにより、その内部を流れる空気を冷却するものである。
The
熱交換ダクト23bは、冷却器21bの蒸発部212bを包囲する態様で配設した管路であり、その内部を流れる空気を冷却するものである。より詳細に説明すると、熱交換ダクト23bは、蒸発部212bで冷媒が蒸発することにより、その内部を流れる空気を冷却するものである。また、熱交換ダクト23a,23bの内部には、循環用送風ファン26a,26bが配設してある。これら循環用送風ファン26a,26bについての説明は後述する。
The
送気ダクト(第1ダクト)24a,24bは、熱交換ダクト23a,23bと、商品収容庫(商品収容部)5a,5b,5cの内部とを繋ぐ管路である。より詳細に説明すると、送気ダクト24aは、熱交換ダクト23aで冷却された空気を各商品収容庫5a,5bの内部まで移動させるためのものである。この送気ダクト24aは、熱交換ダクト23aに接続され、かつ本体キャビネット1の機械室9において商品収容庫5a,5bに対応する部分に延設された第1送気管路241aと、この第1送気管路241aに接続され、各商品収容庫5a,5bの内部における前面側(開閉側)の下部に臨むよう延設された複数の第2送気管路242aとを備えてなるものである。
The air supply ducts (first ducts) 24a and 24b are conduits that connect the
送気ダクト24bは、熱交換ダクト23bで冷却された空気を商品収容庫5cの内部まで移動させるためのものである。この送気ダクト24bは、熱交換ダクト23bに接続され、かつ本体キャビネット1の機械室9においてその幅方向に延設された第1送気管路241bと、この第1送気管路241bに接続され、商品収容庫5cの内部における前面側(開閉側)の下部に臨むよう延設された第2送気管路242bとを備えてなるものである。
The
各第2送気管路242aには、その上端部分にガス吹出口2421aが配設してあるとともに、第1送気管路241aとの接続部分に送気ダクトシャッタ(遮断手段)2422aが配設してある。ガス吹出口2421aは、熱交換ダクト23aからの冷却された空気を吹き出すための開口である。送気ダクトシャッタ2422aは、開閉自在なものであり、該送気ダクトシャッタ2422aが開状態の場合には、各商品収容庫5a,5bの内部と熱交換ダクト23aとの連通状態を保持するものであり、該送気ダクトシャッタ2422aが閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
Each of the second
第2送気管路242bには、その上端部分にガス吹出口2421bが配設してあるとともに、第1送気管路241bとの接続部分に送気ダクトシャッタ(遮断手段)2422bが配設してある。ガス吹出口2421bは、熱交換ダクト23bからの冷却された空気を吹き出すための開口である。送気ダクトシャッタ2422bは、開閉自在なものであり、該送気ダクトシャッタ2422bが開状態の場合には、商品収容庫5cの内部と熱交換ダクト23bとの連通状態を保持するものであり、該送気ダクトシャッタ2422bが閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
The second air supply line 242b is provided with a gas outlet 2421b at the upper end portion thereof, and an air supply duct shutter (blocking means) 2422b is provided at a connection portion with the first air supply line 241b. is there. The gas outlet 2421b is an opening for blowing out the cooled air from the
吸気ダクト(第2ダクト)25a,25bは、商品収容庫5a,5b,5cの内部と、熱交換ダクト23とを繋ぐ管路である。より詳細に説明すると、吸気ダクト25aは、各商品収容庫5a,5bの内部にある空気(内部雰囲気)を熱交換ダクト23aまで移動させるためのものである。この吸気ダクト25aは、各商品収容庫5a,5bの内部の背面側に配設された複数の第1吸気管路251aと、本体キャビネット1の機械室9において各第1吸気管路251aと熱交換ダクト23aとを繋ぐ第2吸気管路252aとを備えてなるものである。
The intake ducts (second ducts) 25 a and 25 b are pipelines that connect the interiors of the
吸気ダクト25bは、商品収容庫5cの内部にある空気(内部雰囲気)を熱交換ダクト23bまで移動させるためのものである。この吸気ダクト25bは、商品収容庫5cの内部の背面側に配設された第1吸気管路251bと、本体キャビネット1の機械室9において第1吸気管路251bと熱交換ダクト23bとを繋ぐ第2吸気管路252bとを備えてなるものである。
The
各第1吸気管路251aは、各商品収容庫5a,5bの下部から商品収納ラック6に収納された商品群の所定の高さに対応する位置、すなわち該商品群の略中間領域に対応する位置まで延設してある。また、各第1吸気管路251aには、その上端部分にガス吸込口2511aが配設してあるとともに、第2吸気管路252aとの接続部分に吸気ダクトシャッタ(遮断手段)2512aが配設してある。ガス吸込口2511aは、商品収容庫5a,5bの内部の空気を吸込むための開口である。吸気ダクトシャッタ2512aは、開閉自在なものであり、該吸気ダクトシャッタ2512aが開状態の場合には、各商品収容庫5a,5bの内部と熱交換ダクト23aとの連通状態を保持するものであり、該吸気ダクトシャッタ2512aが閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
Each
また、各第1吸気管路251aには、その下部の前面側に前面開口部2513aが形成してある。換言すると、前面開口部2513aは、第1吸気管路251aのヒータHと対向する部分に形成してある。そして、各第1吸気管路251aには、前面開口部2513aを開閉するための吸気切換シャッタ2514aが配設してある。吸気切換シャッタ2514aは、開閉自在なものであり、該吸気切換シャッタ2514aが開状態の場合には、前面開口部2513aを開口状態に保持するものであり、該吸気切換シャッタ2514aが閉状態の場合には、該前面開口部2513aを閉口状態にするものである。
Each
第1吸気管路251bは、商品収容庫5cの下部から商品収納ラック6に収納された商品群の所定の高さに対応する位置、すなわち該商品群の略中間領域に対応する位置まで延設してある。また、第1吸気管路251bには、その上端部分にガス吸込口2511bが配設してあるとともに、第2吸気管路252bとの接続部分に吸気ダクトシャッタ(遮断手段)2512bが配設してある。ガス吸込口2511bは、商品収容庫5cの内部の空気を吸込むための開口である。吸気ダクトシャッタ2512bは、開閉自在なものであり、該吸気ダクトシャッタ2512bが開状態の場合には、商品収容庫5cの内部と熱交換ダクト23bとの連通状態を保持するものであり、該吸気ダクトシャッタ2512bが閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
The first intake pipe 251b extends from the lower part of the
また、第1吸気管路251bには、その下部の前面側に前面開口部2513bが形成してある。換言すると、前面開口部2513bは、第1吸気管路251bのヒータHと対向する部分に形成してある。そして、第1吸気管路251bには、前面開口部2513bを開閉するための吸気切換シャッタ2514bが配設してある。吸気切換シャッタ2514bは、開閉自在なものであり、該吸気切換シャッタ2514bが開状態の場合には、前面開口部2513bを開口状態に保持するものであり、該吸気切換シャッタ2514bが閉状態の場合には、該前面開口部2513bを閉口状態にするものである。 The first intake pipe 251b has a front opening 2513b on the lower front side. In other words, the front opening 2513b is formed in a portion facing the heater H of the first intake pipe 251b. The first intake pipe 251b is provided with an intake switching shutter 2514b for opening and closing the front opening 2513b. The intake air switching shutter 2514b is openable and closable. When the intake air switching shutter 2514b is open, the front opening 2513b is held in the open state, and when the intake air switching shutter 2514b is closed. In this case, the front opening 2513b is closed.
上記冷却装置20においては、送気ダクト24a,24bおよび吸気ダクト25a,25bを介して商品収容庫5a,5b,5cのそれぞれの内部と、該商品収容庫5a,5b,5cの外部にある熱交換ダクト23a,23bとの間で空気が循環するための空気循環流路が形成してある。また、上述したように、熱交換ダクト23a,23bの内部には、循環用送風ファン26a,26bが配設してある。
In the
循環用送風ファン26a,26bは、商品収容庫5a,5b,5cの内部にある空気を、上記空気循環流路を通じて図2中の矢印の方向に循環させるためのものである。より詳細に説明すると、循環用送風ファン26aは、商品収容庫5a,5bの内部にある空気を、吸気ダクト25aを通じて熱交換ダクト23aまで移動させ、この熱交換ダクト23aで冷却された空気を、送気ダクト24aを通じて商品収容庫5a,5bの内部に移動させるためのものである。また、循環用送風ファン26bは、商品収容庫5cの内部にある空気を、吸気ダクト25bを通じて熱交換ダクト23bまで移動させ、この熱交換ダクト23bで冷却された空気を、送気ダクト24bを通じて商品収容庫5cの内部に移動させるためのものである。
The
以上のような構成を有する冷却装置20は、次のようにして商品収容庫5a,5b,5cに収容された商品Wを冷却する。尚、以下においては、説明の便宜上、まず商品収容庫5a,5bに収容された商品Wの冷却について説明する。ここでは、送気ダクトシャッタ2422aおよび吸気ダクトシャッタ2512aは、ともに開状態になっており、吸気切換シャッタ2514aは、閉状態になっているものとして説明する。
The
冷却装置20の冷却器21aでは、スターリング冷凍機10aの低温部11aからの冷熱を次のようにして熱交換ダクト23aに伝達して、該熱交換ダクト23aの内部の空気を冷却する。低温部11aに熱的に接続している凝縮部211aにおいて急激に冷却されて凝縮液になった冷媒が、その重力により液体流路213aを通じて蒸発部212aまで移動する。この蒸発部212aにおいて、冷媒は、該蒸発部212aを包囲する熱交換ダクト23aの内部の熱により蒸発して蒸気になる。つまり、熱交換ダクト23aの内部の空気は熱が奪われることになり、これにより、熱交換ダクト23aの内部の空気は冷却される。ところで、蒸発部212aにおいて蒸発して蒸気になった冷媒は、蒸気流路214aを通じて凝縮部211aまで移動し、該凝縮部211aで再び凝縮液になって上記サイクルを繰り返すことになる。
In the cooler 21a of the
一方、冷却装置20の放熱器22aでは、スターリング冷凍機10aの高温部12aからの高温排熱を次のようにして自動販売機の外部に放出する。高温部12aに熱的に接続している蒸発部221aにおいて蒸発して蒸気になった冷媒が、蒸気流路223aを通じて凝縮部222aまで移動する。この凝縮部222aにおいて、冷媒は、該凝縮部222aの周辺領域からの熱により冷却されて凝縮液になる。つまり、凝縮部222aの周辺領域の空気は、冷媒から熱が与えられて加熱される。そして、加熱された空気は、放出用送風ファン225aによって自動販売機の外部に放出されることになる。従って、スターリング冷凍機10aの高温部12aからの高温排熱は、放熱器22aによって自動販売機の外部に放出される。ところで、凝縮部222aにおいて冷却されて凝縮液になった冷媒は、液体流路224aを通じて蒸発部221aまで移動し、該蒸発部221aで再び蒸気になって上記サイクルを繰り返すことになる。
On the other hand, in the
商品収容庫5a,5bの内部にある空気(内部雰囲気)は、図2中の矢印で示したように、循環用送風ファン26aの作用により、吸気ダクト25a、熱交換ダクト23a、送気ダクト24aおよび商品収容庫5a,5bの内部を循環する。より詳細に説明すると次のようになる。
As shown by the arrows in FIG. 2, the air (internal atmosphere) inside the
商品収容庫5a,5bの内部にある空気は、循環用送風ファン26aの作用により、ガス吸込口2511aから吸気ダクト25aに進入し、該吸気ダクト25aを通じて熱交換ダクト23aまで移動し、この熱交換ダクト23aにおいて冷却される。
The air inside the
冷却された空気は、送気ダクト24aの第1送気管路241aおよび第2送気管路242aを通じて各商品収容庫5a,5bまで移動し、該各商品収容庫5a,5bの内部において、その前面側の下部にあるガス吹出口2421aからその背面側にあるガス吸込口2511aに向かって吹き出す態様で移動する。つまり、冷却された空気は、商品収納ラック6に収納された商品群を通過する態様で、より詳しくは、商品収納ラック6に収納された商品群のうち下方にある商品群を通過する態様で移動する。このように冷却された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、冷却された空気と商品Wとの間で熱交換が行われ、該商品Wが冷却されることになる。
The cooled air moves through the first
商品Wとの間で熱交換が行われて暖められた空気は、再びガス吸込口2511aから第1吸気管路251aに進入して、この第1吸気管路251aおよび第2吸気管路252aを通じて熱交換ダクト23aまで移動する。そして、該熱交換ダクト23aにおいて再び冷却され、上述した循環を繰り返す。
The air heated by the heat exchange with the product W again enters the
このように、熱交換ダクト23aと、各商品収容庫5a,5bの内部との間で空気を循環させることにより、各商品収容庫5a,5bの内部における空気の温度を例えば0℃に保持することができ、これにより、商品Wを販売適温となる例えば5℃にすることができる。
Thus, by circulating air between the
次に、商品収容庫5cの内部に収容された商品Wの冷却について簡単に説明する。ここでは、送気ダクトシャッタ2422bおよび吸気ダクトシャッタ2512bは、ともに開状態になっており、吸気切換シャッタ2514bは、閉状態になっているものとして説明する。
Next, cooling of the product W accommodated in the
冷却装置20の冷却器21bでは、スターリング冷凍機10bの低温部11bからの冷熱を熱交換ダクト23bに伝達して、該熱交換ダクト23bの内部の空気を冷却する。
In the cooler 21b of the
商品収容庫5cの内部にある空気(内部雰囲気)は、図2中の矢印で示したものと同じように、循環用送風ファン26bの作用により、吸気ダクト25b、熱交換ダクト23b、送気ダクト24bおよび商品収容庫5cの内部を循環する。つまり、商品収容庫5cの内部にある空気は、循環用送風ファン26bの作用により、ガス吸込口2511bから吸気ダクト25bに進入し、該吸気ダクト25bを通じて熱交換ダクト23まで移動し、この熱交換ダクト23において冷却される。
The air (internal atmosphere) in the
冷却された空気は、送気ダクト24bの第1送気管路241bおよび第2送気管路242bを通じて商品収容庫5cまで移動し、該商品収容庫5cの内部において、ガス吹出口2421bからガス吸込口2511bに向かって、商品収納ラック6に収納された商品群を通過する態様で移動する。このように冷却された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、冷却された空気と商品Wとの間で熱交換が行われ、該商品Wが冷却されることになる。
The cooled air moves to the
商品Wとの間で熱交換が行われた空気は、再びガス吸込口2511bから第1吸気管路251bに進入して、この第1吸気管路251bおよび第2吸気管路252bを通じて熱交換ダクト23bまで移動し、該熱交換ダクト23bにおいて再び冷却され、上述した循環を繰り返す。
The air that has undergone heat exchange with the product W again enters the first intake pipe 251b from the gas suction port 2511b, and passes through the first intake pipe 251b and the second intake pipe 252b to form a heat exchange duct. It moves to 23b, is cooled again in this
このように、熱交換ダクト23bと、商品収容庫5cの内部との間で空気を循環させることにより、商品収容庫5cの内部における空気の温度を例えば0℃に保持することができ、これにより、商品Wを販売適温となる例えば5℃にすることができる。
Thus, by circulating air between the
一方、商品収容庫5a,5b,5cのいずれかに収容された商品Wを加熱する場合には、冷却装置20は、次のようにして商品Wの加熱に供することができる。以下においては、商品収容庫5aに収容された商品Wを加熱対象商品として説明する。
On the other hand, when heating the product W accommodated in any of the
冷却装置20を次のような状態にする。商品収容庫5aに通じる第2送気管路242aの送気ダクトシャッタ2422aを閉状態にする。これにより、送気ダクト24aを通じての商品収容庫5aの内部と熱交換ダクト23aとの連通状態を遮断することになる。また、商品収容庫5aの内部の背面側に配設された第1吸気管路251aにある吸気ダクトシャッタ2512aを閉状態にする。これにより、吸気ダクト25aを通じての商品収容庫5aの内部と熱交換ダクト23aとの連通状態を遮断することになる。更に、第1吸気管路251aにある吸気切換シャッタ2514aを開状態にする。これにより、第1吸気管路251aの前面開口部2513aを開口状態にすることになる。
The
このような状態の冷却装置20においては、商品収容庫5aの内部と熱交換ダクト23aとが連通していない。そのため、熱交換ダクト23aで冷却された空気が商品収容庫5aの内部まで移動することがない。そして、商品収容庫5aの内部のヒータHをオンにするとともに、庫内送風ファンFを駆動させる。これにより、ヒータHに加熱された空気は、図3に示したように、庫内送風ファンFの作用により商品搬出シュータ8の下側から吹き出され、図3中の矢印に示したように循環する。より詳細に説明すると次のようになる。加熱された空気は、商品収納ラック6に収納された商品群のうち下方にある商品群を通過する態様で移動する。
In the
加熱された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、加熱された空気と商品Wとの間で熱交換が行われ、該商品Wが加熱されることになる。商品Wとの間で熱交換が行われた空気は、ガス吸込口2511aから第1吸気管路251aに進入し、前面開口部2513aを通ってヒータHに移動する。そして、該ヒータHに再び加熱され、上述した移動を繰り返して循環することになる。
When the heated air moves so as to pass through the product group, heat exchange is performed between the heated air and the product W, and the product W is heated. Air that has undergone heat exchange with the product W enters the
このように、加熱された空気が商品収容庫5aの内部を循環するようヒータHをオンにするとともに、庫内送風ファンFを断続的に駆動させることにより、商品Wの温度を販売適温(例えば55℃)にすることができる。
In this way, the heater H is turned on so that the heated air circulates inside the
上記冷却装置20を総括して説明すると、熱交換ダクト23a,23b、送気ダクト24a,24b、吸気ダクト25a,25bおよび循環用送風ファン26a,26bが、商品収容庫5a,5b,5cの内部の空気を、該商品収容庫5a,5b,5cの内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段を構成している。また、冷却器21a,21bおよび熱交換ダクト23a,23bが、複数のスターリング冷凍機10a,10bからの冷熱を利用して空気を冷却する冷却手段を構成している。
The
以上のような本発明の実施の形態1に係る冷却装置20によれば、吸気ダクト25a,25bおよび送気ダクト24a,24bを介して該商品収容庫5a,5b,5cの内部と、その外部にある熱交換ダクト23a,23bとの間で、商品収容庫5a,5b,5cの内部にある空気を循環させ、該熱交換ダクト23a,23bにおいて冷却器21a,21bによって伝達された複数のスターリング冷凍機10a,10bの冷熱で該空気を冷却するので、かかる冷却された空気で商品収容庫5a,5b,5cの内部にある商品Wを冷却することができる。従って、複数のスターリング冷凍機10a,10bの低温部11a,11bからの冷熱を利用して商品収容庫5a,5b,5cの内部に収容された商品Wを良好に冷却することができる。
According to the
上記冷却装置20によれば、複数のスターリング冷凍機10a,10bから発生した冷熱を利用して冷却するので、一つのスターリング冷凍機における冷却負荷を低減させることができる。ここで、スターリング冷凍機は、通常、電圧制御によって冷凍出力を変化させて冷却負荷に対応した冷凍運転を行うものである。そのため、一つのスターリング冷凍機の冷却負荷を低減させることができると、それぞれのスターリング冷凍機10a(10b)の冷凍出力の変化幅を小さくすることができる。従って、それぞれのスターリング冷凍機10a(10b)を、冷却効率が最大となる冷却効率最大点近傍で冷凍運転させることがより確実に可能になり、その結果、商品Wの冷却効率を高くすることができる。また、複数のスターリング冷凍機10a,10bを用いたので、1台のスターリング冷凍機を用いた場合に比して、一つ一つのスターリング冷凍機10a(10b)の冷却容量を小さくすることができる。そのため、スターリング冷凍機10a,10bが配設される機械室9を必要最小限の大きさにすることができる。
According to the
また、上記冷却装置20によれば、放熱器22a,22bがスターリング冷凍機10a,10bの高温部12a,12bからの高温排熱を自動販売機の外部に放出するので、自動販売機(本体キャビネット1)の内部において、スターリング冷凍機10a,10bの低温部11a,11bからの冷熱が前記高温排熱により緩和されてしまう虞れがない。従って、スターリング冷凍機10a,10bの低温部11a,11bからの冷熱を有効に利用することができる。
Further, according to the
更に、上記冷却装置20によれば、送気ダクトシャッタ2422a,2422bおよび吸気ダクトシャッタ2512a,2512bを必要に応じて閉状態にすることにより、商品収容庫5a,5b.5cの内部と、熱交換ダクト23a,23bとの連通状態を遮断することができる。そのため、熱交換ダクト23a,23bで冷却された空気を所定の商品収容庫の内部との間で循環させることがない。従って、そのような所定の商品収容庫の内部にある商品WをヒータHで加熱することができ、商品Wの加熱に供することができる。よって、上記冷却装置20を備えた自動販売機では、商品収容庫5a,5b,5c毎に商品Wの冷却と加熱とを同時に行うことができる。
Further, according to the
<実施の形態2>
図4は、本発明の実施の形態2に係る冷却装置が適用された自動販売機の正面断面図であり、図5は、図4に示した自動販売機の側断面図である。尚、以下において、図17および図18に示した自動販売機と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上述の実施の形態1に係る冷却装置20と同一の構成を有するものについても、同一の符号を付してその説明を省略する。
<
4 is a front cross-sectional view of a vending machine to which the cooling device according to
図4および図5において、自動販売機は冷却装置30を備えている。冷却装置30は、複数のスターリング冷凍機10a,10bと、これらに応じた、冷却器21a,21b、放熱器22a,22b、熱交換ダクト33、送気ダクト34および吸気ダクト35とを備えて構成してある。
4 and 5, the vending machine includes a
熱交換ダクト33は、図6にも示したように、冷却器21aの蒸発部212aと、冷却器21bの蒸発部212bとを包囲する態様で配設した管路であり、その内部を流れる空気を冷却するものである。より詳細に説明すると、熱交換ダクト33は、蒸発部212a,212bで冷媒が蒸発することにより、その内部を流れる空気を冷却するものである。
As shown in FIG. 6, the
送気ダクト34は、熱交換ダクト33と、商品収容庫5a,5b,5cのそれぞれの内部とを繋ぐ管路である。より詳細に説明すると、送気ダクト34は、熱交換ダクト33で冷却された空気を各商品収容庫5a,5b,5cの内部まで移動させるためのものである。この送気ダクト34は、熱交換ダクト33に接続され、かつ本体キャビネット1の機械室9においてその幅方向に延設された第3送気管路341と、この第3送気管路341に接続され、各商品収容庫5a,5b,5cの内部における前面側(開閉側)の下部に臨むよう延設された複数の第4送気管路342とを備えてなるものである。
The
各第4送気管路342には、その上端部分にガス吹出口3421が配設してあるとともに、第3送気管路341との接続部分に送気ダクトシャッタ(遮断手段)3422が配設してある。ガス吹出口3421は、熱交換ダクト33からの冷却された空気を吹き出すための開口である。送気ダクトシャッタ3422は、開閉自在なものであり、該送気ダクトシャッタ3422が開状態の場合には、各商品収容庫5a,5b,5cの内部と熱交換ダクト33との連通状態を保持するものであり、該送気ダクトシャッタ3422が閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
Each fourth
吸気ダクト35は、商品収容庫5a,5b,5cの内部と、熱交換ダクト33とを繋ぐ管路である。より詳細に説明すると、吸気ダクト35は、各商品収容庫5a,5b,5cの内部にある空気(内部雰囲気)を熱交換ダクト33まで移動させるためのものである。この吸気ダクト35は、各商品収容庫5a,5b,5cの内部の背面側に配設された複数の第3吸気管路351と、本体キャビネット1の機械室9において各第3吸気管路351と熱交換ダクト33とを繋ぐ第4吸気管路352とを備えてなるものである。
The
各第3吸気管路351は、各商品収容庫5a,5b,5cの下部から商品収納ラック6に収納された商品群の所定の高さに対応する位置、すなわち該商品群の略中間領域に対応する位置まで延設してある。また、各第3吸気管路351には、その上端部分にガス吸込口3511が配設してあるとともに、第4吸気管路352との接続部分に吸気ダクトシャッタ(遮断手段)3512が配設してある。ガス吸込口3511は、商品収容庫5a,5b,5cの内部の空気を吸込むための開口である。吸気ダクトシャッタ3512は、開閉自在なものであり、該吸気ダクトシャッタ3512が開状態の場合には、各商品収容庫5a,5b,5cの内部と熱交換ダクト33との連通状態を保持するものであり、該吸気ダクトシャッタ3512が閉状態の場合には、該連通状態を遮断するものである。
Each of the
また、各第3吸気管路351には、その下部の前面側に前面開口部3513が形成してある。換言すると、前面開口部3513は、第1吸気管路351のヒータHと対向する部分に形成してある。そして、各第3吸気管路351には、前面開口部3513を開閉するための吸気切換シャッタ3514が配設してある。吸気切換シャッタ3514は、開閉自在なものであり、該吸気切換シャッタ3514が開状態の場合には、前面開口部3513を開口状態に保持するものであり、該吸気切換シャッタ3514が閉状態の場合には、該前面開口部3513を閉口状態にするものである。
Each
上記冷却装置30においては、送気ダクト34および吸気ダクト35を介して商品収容庫5a,5b,5cのそれぞれの内部と、該商品収容庫5a,5b,5cの外部にある熱交換ダクト33との間で空気が循環するための空気循環流路が形成してある。また、熱交換ダクト33の内部には、循環用送風ファン26が配設してある。
In the
循環用送風ファン26は、商品収容庫5a,5b,5cの内部にある空気を、上記空気循環流路を通じて図5中の矢印の方向に循環させるためのものである。より詳細に説明すると、循環用送風ファン26は、商品収容庫5a,5b,5cの内部にある空気を、吸気ダクト35を通じて熱交換ダクト33まで移動させ、この熱交換ダクト33で冷却された空気を、送気ダクト34を通じて商品収容庫5a,5b,5cの内部に移動させるためのものである。
The circulation blower fan 26 circulates the air inside the
以上のような構成を有する冷却装置30は、次のようにして商品収容庫5a,5b,5cに収容された商品Wを冷却する。ここでは、送気ダクトシャッタ3422および吸気ダクトシャッタ3512は、ともに開状態になっており、送気切換シャッタ3514は、閉状態になっているものとして説明する。
The
商品収容庫5a,5b,5cの内部にある空気(内部雰囲気)は、図5中の矢印で示したように、循環用送風ファン26の作用により、吸気ダクト35、熱交換ダクト33、送気ダクト34および商品収容庫5a,5b,5cの内部を循環する。より詳細に説明すると次のようになる。
As shown by the arrows in FIG. 5, the air (internal atmosphere) inside the
商品収容庫5a,5b,5cの内部にある空気は、循環用送風ファン26の作用により、ガス吸込口3511から吸気ダクト35に進入し、該吸気ダクト35を通じて熱交換ダクト33まで移動する。そして、この熱交換ダクト33において、空気は,冷却器21a,21bのそれぞれから伝達された冷熱により冷却される。
The air inside the
冷却された空気は、送気ダクト34を通じて各商品収容庫5a,5b,5cまで移動し、該各商品収容庫5a,5b,5cの内部において、該送気ダクト34の第3送気管路341のガス吹出口3421からガス吸込口3511に向かって吹き出す態様で移動する。つまり、冷却された空気は,商品収納ラック6に収納された商品群を通過する態様で移動する。このように冷却された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、冷却された空気と商品Wとの間で熱交換が行われ、該商品Wが冷却されることになる。
The cooled air travels through the
商品Wとの間で熱交換が行われて暖められた空気は、再びガス吸込口3511から第3吸気管路351に進入して、この第3吸気管路351および第4吸気管路352を通じて熱交換ダクト33まで移動する。そして、該熱交換ダクト33において再び冷却され、上述した循環を繰り返す。
The air heated by the heat exchange with the product W again enters the
このように、熱交換ダクト33と、各商品収容庫5a,5b,5cの内部との間で空気を循環させることにより、各商品収容庫5a,5b,5cの内部における空気の温度を例えば0℃に保持することができ、これにより、商品Wを販売適温となる例えば5℃にすることができる。
Thus, by circulating air between the
一方、商品収容庫5a,5b,5cのいずれかに収容された商品Wを加熱する場合には、冷却装置30は、次のようにして商品Wの加熱に供することができる。以下においては、商品収容庫5aに収容された商品Wを加熱対象商品として説明する。
On the other hand, when heating the product W accommodated in any of the
冷却装置30を次のような状態にする。商品収容庫5aに通じる第4送気管路342の送気ダクトシャッタ3422を閉状態にする。これにより、送気ダクト34を通じての商品収容庫5aの内部と熱交換ダクト33との連通状態を遮断することになる。また、商品収容庫5aの内部の背面側に配設された第3吸気管路351にある吸気ダクトシャッタ3512を閉状態にする。これにより、吸気ダクト35を通じての商品収容庫5aの内部と熱交換ダクト33との連通状態を遮断することになる。更に、第3吸気管路351にある吸気切換シャッタ3514を開状態にする。これにより、第3吸気管路351の前面開口部3513を開口状態にすることになる。
The
このような状態の冷却装置30においては、商品収容庫5aの内部と熱交換ダクト33とが連通していない。そのため、熱交換ダクト33で冷却された空気が商品収容庫5aの内部まで移動することがない。そして、商品収容庫5aの内部のヒータHをオンにするとともに、庫内送風ファンFを駆動させる。これにより、ヒータHに加熱された空気は、図7に示したように、庫内送風ファンFの作用により商品搬出シュータ8の下側から吹き出され、図7中の矢印に示したように循環する。より詳細に説明すると次のようになる。加熱された空気は、商品収納ラック6に収納された商品群のうち下方にある商品群を通過する態様で移動する。
In the
加熱された空気が商品群を通過する態様で移動することにより、加熱された空気と商品Wとの間で熱交換が行われ、該商品Wが加熱されることになる。商品Wとの間で熱交換が行われた空気は、ガス吸込口3511から第3吸気管路351に進入し、前面開口部3513を通ってヒータHに移動する。そして、該ヒータHに再び加熱され、上述した移動を繰り返して循環することになる。
When the heated air moves so as to pass through the product group, heat exchange is performed between the heated air and the product W, and the product W is heated. The air that has undergone heat exchange with the product W enters the
このように、加熱された空気が商品収容庫5aの内部を循環するようヒータHをオンにするとともに、庫内送風ファンFを断続的に駆動させることにより、商品Wの温度を販売適温(例えば55℃)にすることができる。
In this way, the heater H is turned on so that the heated air circulates inside the
以上のような本発明の実施の形態2に係る冷却装置30によれば、上述の実施の形態1に係る冷却装置20の奏する作用効果に加え、次のような作用効果を奏することができる。すなわち、熱交換ダクト33が冷熱器21a,21bを包囲した態様で配設しているので、複数のスターリング冷凍機10a,10bのそれぞれからの冷熱を一元化することができ、この一元化した冷熱を利用して冷却を行うので、部品点数の削減を図ることができる。
According to the
また、実施の形態2に係る冷却装置30は、図8に示すように変形することもできる。この図8において、冷却装置30′は、複数のスターリング冷凍機10a,10bと、これらに応じた、冷却器31、放熱器22、熱交換ダクト33、送気ダクト34および吸気ダクト35とを備えて構成してある。
Further, the
冷却器31は、スターリング冷凍機10a,10bのそれぞれの低温部11a,11bからの冷熱を熱交換ダクト33まで伝達して、該熱交換ダクト33の内部の空気を冷却するものである。この冷却器31は、熱輸送手段としてのヒートパイプを有している。ヒートパイプは、その内部に冷媒を封入してあり、凝縮部311a,311bと、蒸発部312と、液体流路313a,313bと、蒸気流路314a,314bとを備えて構成してある。
The cooler 31 transmits the cold heat from the
凝縮部311aは、スターリング冷凍機10aの低温部11aに熱的に接続してあり、凝縮部311bは、スターリング冷凍機10bの低温部11bに熱的に接続してある。これら凝縮部311a,311bでは、低温部11a,11bから得た冷熱により冷媒が凝縮して凝縮液になる。蒸発部312は、凝縮部311a,311bの双方から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。この蒸発部312では、外部から得た熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。換言すると、蒸発部312の周辺領域は、冷媒が蒸発することによって熱が奪われることになり、冷却される。液体流路313aは、凝縮部311aと蒸発部312とを繋ぐ流路であり、液体流路313bは、凝縮部311bと蒸発部312とを繋ぐ流路である。これら液体流路313a,313bは、凝縮部311a,311bのそれぞれで凝縮した冷媒を、蒸発部312まで移動させるためのものである。蒸気流路314aは、凝縮部311aと蒸発部312とを繋ぐ流路であり、蒸気流路314bは、凝縮部311bと蒸発部312とを繋ぐ流路である。これら蒸気流路314a,314bは、蒸発部312で蒸発した冷媒を、凝縮部311a,311bのそれぞれまで移動させるためのものである。
The condensing
このような冷却装置30′によっても、冷却器31が複数のスターリング冷凍機10a,10bの双方からの冷熱を熱交換ダクト33まで伝達するので、該冷熱を一元化することができ、この一元化した冷熱を利用して冷却を行うので、部品点数の削減を図ることができる。
Also with such a
<実施の形態3>
図9は、本発明の実施の形態3に係る冷却装置が適用された自動販売機の正面断面図であり、図10は、図9に示した自動販売機の側断面図である。尚、以下において、図17および図18に示した自動販売機と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上述の実施の形態1および実施の形態2に係る冷却装置20,30と同一の構成を有するものについても、同一の符号を付してその説明を省略する。
<
FIG. 9 is a front sectional view of a vending machine to which the cooling device according to
図9および図10において、自動販売機は冷却装置40を備えている。冷却装置40は、複数のスターリング冷凍機10a,10cと、冷却器21aと、放熱器22a,22bと、熱交換ダクト23aと、送気ダクト24aと、吸気ダクト25aと、内部熱交換ダクト48bとを備えて構成してある。
9 and 10, the vending machine includes a
スターリング冷凍機10cは、それが稼動することにより発生する低温の低温部11cと、高温の高温部12cとを有している。そして、このスターリング冷凍機10cは、その低温部11cが商品収容庫5aの下部を臨むよう立設してある。低温部11cの側周面には、例えば真空断熱材等の断熱部材47が配設してある。
The
内部熱交換ダクト(内部冷却手段)48は、商品収容庫5aの内部において、スターリング冷凍機10cの低温部11cの上面に配設してある。この内部熱交換ダクト48は、例えばヒートシンク等のようなものであり、スターリング冷凍機10cの低温部11cからの冷熱で商品収容庫5aの内部の空気(内部雰囲気)を冷却するものである。
The internal heat exchange duct (internal cooling means) 48 is disposed on the upper surface of the
以上のような構成を有する冷却装置40では、内部熱交換ダクト48が、スターリング冷凍機10cの低温部11cからの冷熱により商品収容庫5aの内部の空気と熱交換を行い、その結果、該空気を冷却する。冷却された空気は、庫内送風ファンFの作用により商品搬出シュータ8の下側から吹き出され、図10中の矢印に示したように循環する。より詳細に説明すると、冷却された空気は、商品収納ラック6に収納された商品群のうち下方にある商品群を通過する態様で移動し、循環ダクト56を経て内部熱交換ダクト48に戻ることになる。これにより、商品収納ラック6に収納された商品Wを冷却することができる。
In the
一方、商品収容庫5aに収容された商品Wを加熱する場合には、スターリング冷凍機10cの稼動を停止させ、ヒータHをオンにするとともに、庫内送風ファンFを駆動させる。これにより、ヒータHで加熱された空気は、庫内送風ファンFの作用により、商品搬出シュータ8の下側から商品収納ラック6に収納された商品群を通過する態様で移動する。これにより、商品収納ラック6に収納された商品Wを加熱することができる。
On the other hand, when heating the product W stored in the
以上のような本発明の実施の形態3に係る冷却装置40によれば、上述の実施の形態1に係る冷却装置20の奏する作用効果に加え、次のような作用効果を奏することができる。すなわち、スターリング冷凍機10cが、その低温部11cを商品収容庫5aの内部に位置する態様で立設してあるので、内部熱交換ダクト48を介して商品収容庫5aの内部の空気を直接に冷却することができる。そのため、低温部11からの冷熱を熱移動させることにより生ずるいわゆる熱交換ロスを発生させることはない。従って、低温部11cで発生した冷熱を有効に利用して商品Wを冷却することができる。
According to the
<実施の形態4>
図11は、本発明の実施の形態4に係る冷却装置を概念的に示した概念図である。尚、以下において、図17および図18に示したものと同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上述の実施の形態1〜3と同一の構成を有するものについても、同一の符号を付してその説明を省略する。
<
FIG. 11 is a conceptual diagram conceptually showing the cooling apparatus according to
図11において、冷却装置50は、複数のスターリング冷凍機10a,10bと、これらに応じた、冷却器21a,21b、放熱器(高温排熱放出手段)52、熱交換ダクト33、送気ダクト34および吸気ダクト35とを備えて構成してある。
In FIG. 11, the
放熱器52は、スターリング冷凍機10a,10bのそれぞれの高温部12a,12bから得た高温排熱を自動販売機の外部に放出するためのものである。この放熱器52は、高温排熱輸送手段としてのヒートパイプと、放熱用ファン525と、循環用ポンプ526a,526bとを有している。
The
ヒートパイプは、その内部に例えば水等の冷媒(作動流体)を封入してあり、蒸発部521a,521bと、凝縮部522a,522bと、蒸気流路523a,523bと、液体流路524a,524bとを備えて構成してある。
The heat pipe has a refrigerant (working fluid) such as water sealed therein, and evaporates 521a and 521b,
蒸発部521aは、スターリング冷凍機10aの高温部12aに熱的に接続してあり、蒸発部521bは、スターリング冷凍機10bの高温部12bに熱的に接続してある。これら蒸発部521a,521bでは、高温部12a,12bから得た高温排熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。
The
凝縮部522aは、スターリング冷凍機10a,10bの双方から所定の距離だけ離間した位置にある統合熱交換器(統合放出部)527の内部に配設してある。この凝縮部522aでは、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部522aの周辺空気は、高温排熱により加熱される。凝縮部522bも上記凝縮部521aと同様に統合熱交換器527の内部に配設してある。この凝縮部522bでは、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部522bの周辺空気は、高温排熱により加熱される。
The condensing
蒸気流路523aは、蒸発部521aと凝縮部522aとを繋ぐ流路であり、蒸気流路523bは、蒸発部521bと凝縮部522bとを繋ぐ流路である。これら蒸気流路523a,523bは、蒸発部521a,521bのそれぞれで蒸発した冷媒を、凝縮部522a,522bまで移動させるためのものである。
The
液体流路524aは、蒸発部521aと凝縮部522aとを繋ぐ流路であり、液体流路524bは、蒸発部521bと凝縮部522bとを繋ぐ流路である。これら液体流路524a,524bは、凝縮部522a,522bのそれぞれで凝縮した冷媒を、蒸発部521a,521bまで移動させるためのものである。
The
放熱用ファン525は、外気を統合熱交換器527の内部に送り込むためのものである。循環用ポンプ526a,526bは、それぞれ液体流路524a,524bの途中に設けてあり、冷媒を循環させるためのものである。統合熱交換器527は、上述のように、内部に凝縮部522a,522bを配設してある。より詳細に説明すると、図12および図13に示したように、凝縮部522a,522bは、それぞれ蛇行した形態の流路5221a,5221bを有している。そして、これら流路5221a,5221bが互いに統合熱交換器527の内部に進入する外気の流れに対して平行になる態様で、上下方向に沿って配設してある。また、図12および図13中の符号528は、熱交換用フィンである。
The
上記構成の冷却装置50においては、循環ポンプ526a,526bを稼動させると、冷媒が、蒸発部521a,521b、蒸気流路523a,523b、凝縮部522a,522bおよび液体流路524a,524bを循環することになる。より詳細に説明すると、冷媒は、蒸発部521a,521bでスターリング冷凍機10a,10bからの高温排熱により蒸発して蒸気になり、蒸気流路523a,523bを通って凝縮部522a,522bまで至り、該凝縮部522a,522bで凝縮して凝縮液になって、液体流路524a,524bを通って蒸発部521a,521bに至る。つまり、冷媒は、相変化を繰り返しながら循環することになる。このように冷媒が循環することにより、スターリング冷凍機10a,10bのそれぞれで発生した高温排熱は、凝縮部522a,522bが配設された統合熱交換器527まで輸送されることになる。そして、統合熱交換器527において、冷媒と外気(冷気)との間で熱交換が行われて、スターリング冷凍機10a,10bの高温排熱は、外気と共に自動販売機の外部に放出されることになる。
In the
以上のような冷却装置50によれば、上述の実施の形態1に係る冷却装置20の奏する作用効果に加え、次のような作用効果を奏することができる。すなわち、放熱器52が、複数のスターリング冷凍機10a,10bの双方からの高温排熱を統合熱交換器527で一元化し、この一元化した高温排熱を自動販売機の外部に放出するので、放熱ファンや熱交換用フィン等の部品点数の削減を図ることができ、これにより、コストの低減を図ることができる。
According to the
上記冷却装置50によれば、各ヒートパイプの凝縮部522a,522bを統合熱交換器527の内部に配設して一個所に集中させるため、凝縮部が異なる個所に配設してある場合に比して、熱交換用の伝熱面積を拡大することが可能になり、これにより、スターリング冷凍機10a,10bで発生した高温排熱を放出する放熱効率を向上させることができる。このような放熱効率の向上は、スターリング冷凍機10a,10bの冷却効率の向上の要因となり、省エネルギー運転を行うことができる。また、凝縮部522a,522bを一個所に集中させたために、統合熱交換器527の内部に外気を送り込むための放熱用ファン525の径を拡大することも可能になり、そのため、該統合熱交換器527の内部に送り込む風量を増大させることができ、これによっても放熱効率の向上を図ることができる。このように伝熱面積および放熱用ファン525の径を拡大させることにより、例えば複数のスターリング冷凍機10a,10bのうち一台のみが運転する場合(スターリング冷凍機10bのみが運転する場合)であっても放熱効率の向上を図ることができる。
According to the
また、上記冷却装置50によれば、凝縮部522a,522bの流路5221a,5221bを、外気の流れに対して平行になる態様で、上下方向に沿って配設したので、略等しい温度の外気が統合熱交換器527の内部を通過することになり、そのため、どの個所でも良好に熱交換を行うことができ、放熱効率の偏りをなくすことができる。
Further, according to the
上記実施の形態4に係る冷却装置50は、図14および図15に示したように変形することもできる。すなわち、凝縮部522a,522bのそれぞれの蛇行した形態の流路5221a,5221bが、統合熱交換器527の内部に進入する外気の流れに対して平行になる態様で、上下方向に沿って交互に配設してある。このような構成によっても、略等しい温度の外気が統合熱交換器527の内部を通過することになり、そのため、どの個所でも良好に熱交換を行うことができ、放熱効率の偏りをなくすことができる。
The
<実施の形態5>
図16は、本発明の実施の形態5に係る冷却装置を概念的に示した概念図である。尚、以下において、図17および図18に示したものと同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。また、上述の実施の形態1〜4と同一の構成を有するものについても、同一の符号を付してその説明を省略する。
<Embodiment 5>
FIG. 16 is a conceptual diagram conceptually showing the cooling apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In the following description, the same components as those shown in FIGS. 17 and 18 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Also, those having the same configuration as those of the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図16において、冷却装置60は、複数のスターリング冷凍機10a,10bと、これらに応じた、冷却器21a,21b、放熱器(高温排熱放出手段)62、熱交換ダクト33、送気ダクト34および吸気ダクト35とを備えて構成してある。
In FIG. 16, the
放熱器62は、スターリング冷凍機10a,10bのそれぞれの高温部12a,12bから得た高温排熱を自動販売機の外部に放出するためのものである。この放熱器62は、熱輸送手段としてのヒートパイプ(高温排熱輸送手段)と、放熱用ファン625とを有している。
The
ヒートパイプは、その内部に例えば水等の冷媒を封入してあり、蒸発部621a,621bと、凝縮部622a,622bと、蒸気流路623a,623bと、液体流路624a,624bとを備えて構成してある。
The heat pipe has a refrigerant such as water sealed therein, and includes
蒸発部621aは、スターリング冷凍機10aの高温部12aに熱的に接続してあり、蒸発部621bは、スターリング冷凍機10bの高温部12bに熱的に接続してある。これら蒸発部621a,621bでは、高温部12a,12bから得た高温排熱により冷媒が蒸発して蒸気になる。
The
凝縮部622aは、スターリング冷凍機10a,10bの双方から所定の距離だけ離間した位置にある統合熱交換器(統合放出部)627の内部に配設してある。この凝縮部622aでは、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部622aの周辺空気は、高温排熱により加熱される。凝縮部622bも上記凝縮部621aと同様に統合熱交換器627の内部に配設してある。この凝縮部622bでは、冷媒は、周囲空気へ高温排熱を放熱し、凝縮して凝縮液になる。換言すると、凝縮部622bの周辺空気は、高温排熱により加熱される。
The condensing
蒸気流路623aは、蒸発部621aと凝縮部622aとを繋ぐ流路であり、蒸気流路623bは、蒸発部621bと凝縮部622bとを繋ぐ流路である。これら蒸気流路623a,623bは、蒸発部621a,621bのそれぞれで蒸発した冷媒を、凝縮部622a,622bまで移動させるためのものである。
The
液体流路624aは、蒸発部621aと凝縮部622aとを繋ぐ流路であり、液体流路624bは、蒸発部621bと凝縮部622bとを繋ぐ流路である。これら液体流路624a,624bは、凝縮部622a,622bのそれぞれで凝縮した冷媒を、蒸発部621a,621bまで移動させるためのものである。より詳細に説明すると、液体流路624aは、第一流路6241aと、第二流路6242と、第三流路6243aとを有して成り、液体流路624bは、第一流路6241bと、第二流路6242と、第三流路6243bとを有して成る。つまり、液体流路624a,624bは、互いに第二流路6242を共用している。第一流路6241a,6241bは、それぞれ凝縮部622a,622bで凝縮した冷媒を第二流路6242まで移動させるためのものであり、第三流路6243a,6243bは、それぞれ第二流路6242から蒸発部621a,621bまで冷媒を移動させるためのものである。第二流路6242には、冷媒を循環させるための循環用ポンプ626が配設してある。この循環用ポンプ626は、各ヒートパイプで冷媒を良好に循環させるのに必要な冷凍能力を有しており、すなわち、各ヒートパイプ毎に個別に設けられるポンプよりも大きい流量能力を有するものである。第三流路6243a,6243bには、それぞれの流路を開閉するための電磁弁629a,629bが配設してある。
The
放熱用ファン625は、外気を統合熱交換器627の内部に送り込むためのものである。統合熱交換器627は、上述のように、内部に凝縮部622a,622bを配設してある。
The
上記構成の冷却装置60において、例えば複数のスターリング冷凍機10a,10bのうち一台のみが運転する場合(スターリング冷凍機10bのみが運転する場合)には、循環ポンプ626を稼動させながら、電磁弁629aを閉成状態にすることにより、冷媒が、蒸発部621b、蒸気流路623b、凝縮部622bおよび液体流路624bを循環することになる。より詳細に説明すると、冷媒は、蒸発部621bでスターリング冷凍機10bからの高温排熱により蒸発して蒸気になり、蒸気流路623bを通って凝縮部622bまで至り、該凝縮部622bで凝縮して凝縮液になって、液体流路624bを通って蒸発部621bに至る。つまり、冷媒は、相変化を繰り返しながら循環することになる。このように冷媒が循環することにより、スターリング冷凍機10bで発生した高温排熱は、凝縮部622bが配設された統合熱交換器627まで輸送されることになる。そして、統合熱交換器627において、冷媒と外気(冷気)との間で熱交換が行われて、スターリング冷凍機10bの高温排熱は、外気と共に自動販売機の外部に放出されることになる。
In the
一方、スターリング冷凍機10aのみが運転する場合には、循環ポンプ626を稼動させながら、電磁弁629bを閉成状態にすることにより、冷媒が、蒸発部621a、蒸気流路623a、凝縮部622aおよび液体流路624aを循環することになる。そして、統合熱交換器627において、冷媒と外気(冷気)との間で熱交換が行われて、スターリング冷凍機10aの高温排熱は、外気と共に自動販売機の外部に放出されることになる。
On the other hand, when only the
以上のような冷却装置60によれば、上述の実施の形態1,4に係る冷却装置20,50の奏する作用効果に加え、次のような作用効果を奏することができる。すなわち、複数のスターリング冷凍機10a,10bのうち一台のみを運転する場合においても、循環ポンプ626を停止させずに電磁弁629a,629bの開閉動作のみで高温排熱を輸送するので、循環ポンプ626の駆動・停止の回数を低減させることができ、これにより、循環ポンプ626の使用寿命を増大させることができ、信頼性の向上を図ることができる。
According to the
また、上記冷却装置60によれば、循環ポンプ626は、各ヒートパイプで冷媒を良好に循環させるのに必要な流量能力を有しているので、スターリング冷凍機10a,10bを一台のみ運転させる場合において、一のヒートパイプを循環する冷媒の流量を大きくすることができ、これにより、放熱効率の向上を図ることができ、結果として冷却効率の向上を図ることができる。
Further, according to the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。本発明では、商品収容庫の内部に移動する冷却された空気の移動量を適宜調整することができる調整手段を設けても良い。このような調整手段を設けることにより、商品収容庫の内部の商品を急冷する場合には、空気の移動量を大きくすることができる。従って、商品の急冷に要する時間の短縮化を図ることができる。また、上述の実施の形態では、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプを用いていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、熱交換用フィン等を用いても良い。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. In this invention, you may provide the adjustment means which can adjust suitably the moving amount | distance of the cooled air which moves to the inside of goods storage. By providing such an adjusting means, the amount of air movement can be increased when rapidly cooling the product inside the product storage. Therefore, it is possible to shorten the time required for rapid cooling of the product. In the above-described embodiment, the loop type thermosiphon heat pipe is used. However, the present invention is not limited to this, and heat exchange fins or the like may be used.
以上のように、本発明にかかる冷却装置は、商品収容部の内部に収容された商品の冷却に有用である。 As described above, the cooling device according to the present invention is useful for cooling the commodity accommodated in the commodity accommodating portion.
10a,10b,10c スターリング冷凍機
11a,11b,11c 低温部
12a,12b,12c 高温部
20,30,40,50,60 冷却装置
21a,21b 冷却器
211a,211b 凝縮部
212a,212b 蒸発部
213a,213b 液体流路
214a,214b 蒸気流路
22a,22b 放熱器
221a,221b 蒸発部
222a,222b 凝縮部
223a,223b 蒸気流路
224a,224b 液体流路
225a,225b 放出用送風ファン
23a,23b 熱交換ダクト
24a,24b,34 送気ダクト
241a,241b 第1送気管路
242a,242b 第2送気管路
2421a,2421b ガス吹出口
2422a,2422b 送気ダクトシャッタ
25a,25b,35 吸気ダクト
251a,251b 第1吸気管路
2511a,2511b ガス吸込口
2512a,2512b 吸気ダクトシャッタ
2513 前面開口部
2514 吸気切換シャッタ
252a,252b 第2吸気管路
26a,26b 循環用送風ファン
521a,521b,621a,621b 蒸発部
522a,522b,622a,622b 凝縮部
523a,523b,623a,623b 蒸気流路
524a,524b,624a,624b 液体流路
525,625 放熱用ファン
526a,526b,626 循環用ポンプ
527,627 統合熱交換器
10a, 10b,
Claims (15)
前記商品収容部の内部雰囲気を、該商品収容部の内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段と、
前記商品収容部の外部に配設された複数のスターリング冷凍機と、
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を利用して、前記内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却する冷却手段と
を備えたことを特徴とする冷却装置。 In the cooling device for cooling the product stored in the product storage unit,
An internal atmosphere circulating means for circulating the internal atmosphere of the commodity accommodating portion between the inside and the outside of the commodity accommodating portion;
A plurality of Stirling refrigerators disposed outside the commodity storage unit;
A cooling device comprising: cooling means for cooling the internal atmosphere circulated by the internal atmosphere circulation means by using cold heat generated from each of the plurality of Stirling refrigerators.
前記商品収容部の内部雰囲気を、該商品収容部の内部と外部との間で循環させる内部雰囲気循環手段と、
前記商品収容部の外部に配設された複数のスターリング冷凍機と、
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した冷熱を一元化し、該一元化した冷熱を利用して、前記内部雰囲気循環手段によって循環させた内部雰囲気を冷却する冷却手段と
を備えたことを特徴とする冷却装置。 In the cooling device for cooling the product stored in the product storage unit,
An internal atmosphere circulating means for circulating the internal atmosphere of the commodity accommodating portion between the inside and the outside of the commodity accommodating portion;
A plurality of Stirling refrigerators disposed outside the commodity storage unit;
A cooling unit that unifies the cooling heat generated from each of the plurality of Stirling refrigerators, and that cools the internal atmosphere circulated by the internal atmospheric circulation unit using the integrated cooling heat. Cooling system.
冷熱を発生する冷熱部が前記商品収容部の内部に位置した態様で配設されたスターリング冷凍機と、
前記冷熱部で発生した冷熱を利用して、前記商品収容部の内部雰囲気を冷却する内部冷却手段と
を備えたことを特徴とする冷却装置。 In the cooling device for cooling the product stored in the product storage unit,
A Stirling refrigerator disposed in such a manner that a cooling unit for generating cooling is located inside the commodity storage unit;
An internal cooling means that cools the internal atmosphere of the product storage unit using the cold generated in the cold heat unit.
前記冷却手段によって冷却された内部雰囲気を、前記商品収容部の内部まで移動させるための第1ダクトと、
前記商品収容部の内部雰囲気を、前記冷却手段によって冷却される個所まで移動させるための第2ダクトと
を備え、
前記第1ダクトおよび前記第2ダクトを介して前記内部雰囲気を循環させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷却装置。 The internal atmosphere circulating means is
A first duct for moving the internal atmosphere cooled by the cooling means to the inside of the commodity accommodating portion;
A second duct for moving the internal atmosphere of the commodity accommodating portion to a place cooled by the cooling means,
The cooling device according to claim 1 or 2, wherein the internal atmosphere is circulated through the first duct and the second duct.
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれから発生した高温排熱を一元化し、該一元化した高温排熱を外部に放出するための高温排熱放出手段を備えたことを特徴とする冷却装置。 In the cooling device for cooling the product stored inside the product storage unit using a plurality of Stirling refrigerators,
A cooling device comprising high-temperature exhaust heat release means for unifying high-temperature exhaust heat generated from each of the plurality of Stirling refrigerators and releasing the integrated high-temperature exhaust heat to the outside.
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれに対応して設けられ、該スターリング冷凍機から発生した高温排熱を内部に封入した作動流体に熱伝達させて輸送する複数の高温排熱輸送手段を備えて成り、
各高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出することを特徴とする請求項6に記載の冷却装置。 The high temperature exhaust heat release means is
A plurality of high-temperature waste heat transporting means are provided corresponding to each of the plurality of Stirling refrigerators, and transport high-temperature exhaust heat generated from the Stirling refrigerator by transferring the heat to a working fluid enclosed therein. ,
7. The cooling apparatus according to claim 6, wherein the high-temperature exhaust heat transported by each high-temperature exhaust heat transporting means is discharged by unifying at the integrated discharge section.
前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、
前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と
の間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、
前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したものであることを特徴とする請求項7に記載の冷却装置。 The plurality of high-temperature exhaust heat transport means includes
An evaporator that evaporates the working fluid by the high-temperature exhaust heat generated in the Stirling refrigerator;
A high-temperature exhaust heat is transported by circulating the working fluid while changing the phase between it and a condensing part that condenses the working fluid evaporated in the evaporation part that flows in the meandering flow path. Is what
8. The flow path of the condensing part in each high-temperature exhaust heat transporting means in the integrated discharge part is disposed along the vertical direction in a manner parallel to the flow of outside air. The cooling device according to 1.
前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、
前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と
の間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、
前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したものであることを特徴とする請求項7に記載の冷却装置。 The plurality of high-temperature exhaust heat transport means includes
An evaporator that evaporates the working fluid by the high-temperature exhaust heat generated in the Stirling refrigerator;
A high-temperature exhaust heat is transported by circulating the working fluid while changing the phase between it and a condensing part that condenses the working fluid evaporated in the evaporation part that flows in the meandering flow path. Is what
In the integrated discharge part, the flow path of the condensing part in each high-temperature exhaust heat transport means is alternately arranged along the vertical direction in a manner parallel to the flow of outside air. Item 8. The cooling device according to Item 7.
前記複数のスターリング冷凍機のそれぞれに対応して設けられ、該スターリング冷凍機から発生した高温排熱を内部に封入した作動流体に熱伝達させて輸送する複数の高温排熱輸送手段を備えて成り、
各高温排熱輸送手段により輸送した高温排熱を統合放出部で一元化して放出することを特徴とする請求項11に記載の冷却装置。 The high temperature exhaust heat release means is
A plurality of high-temperature waste heat transporting means are provided corresponding to each of the plurality of Stirling refrigerators, and transport high-temperature exhaust heat generated from the Stirling refrigerator by transferring the heat to a working fluid enclosed therein. ,
The cooling apparatus according to claim 11, wherein the high-temperature exhaust heat transported by each high-temperature exhaust heat transporting unit is unified and released by the integrated discharge unit.
前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、
前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と
の間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、
前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って配設したものであることを特徴とする請求項12に記載の冷却装置。 The plurality of high-temperature exhaust heat transport means includes
An evaporator that evaporates the working fluid by the high-temperature exhaust heat generated in the Stirling refrigerator;
A high-temperature exhaust heat is transported by circulating the working fluid while changing the phase between it and a condensing part that condenses the working fluid evaporated in the evaporation part that flows in the meandering flow path. Is what
13. The flow path of the condensing part in each high-temperature exhaust heat transport means in the integrated discharge part is arranged along the vertical direction in a manner parallel to the flow of outside air. The cooling device according to 1.
前記スターリング冷凍機で発生した高温排熱により作動流体を蒸発させる蒸発部と、
前記統合放出部に設けられ、蛇行した態様の流路を流れる前記蒸発部で蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と
の間で、前記作動流体を相変化させながら循環させて高温排熱を輸送するものであり、
前記統合放出部においてそれぞれの高温排熱輸送手段における凝縮部の流路を、外気の流れに対して平行になる態様で上下方向に沿って交互に配設したものであることを特徴とする請求項12に記載の冷却装置。 The plurality of high-temperature exhaust heat transport means includes
An evaporator that evaporates the working fluid by the high-temperature exhaust heat generated in the Stirling refrigerator;
A high-temperature exhaust heat is transported by circulating the working fluid while changing the phase between it and a condensing part that condenses the working fluid evaporated in the evaporation part that flows in the meandering flow path. Is what
In the integrated discharge part, the flow path of the condensing part in each high-temperature exhaust heat transport means is alternately arranged along the vertical direction in a manner parallel to the flow of outside air. Item 13. The cooling device according to Item 12.
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JP2008106999A (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | Cooling device |
JP2008117141A (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Fuji Electric Retail Systems Co Ltd | Vending machine |
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