JP2006336972A - 温度調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の商品収容庫の内部に収容された商品を効率よく冷却することができる温度調節装置を提供する。
【解決手段】温度調節装置には、商品収容庫と冷却容器との間の通路に設け、内部雰囲気が通過する通過面積を変更するシャッタ機構４８と、各商品収容庫の内部温度を検知する温度検知センサＴと、温度検知センサにより検知された検知温度と、メモリ６５に格納してある設定温度との温度差が相対的に大きい場合、シャッタ機構４８で対応する商品収容庫の通過面積を大きくすることで内部雰囲気の循環流量を制御する制御手段６４とを設けてある。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、温度調節装置に関するものである。

近年、環境保護等の観点から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ユニットであり、内部のガスを往復圧縮機で圧縮、膨張させることで、冷熱発生部に冷熱を発生させ、且つ高熱発生部に高熱を発生させるものである。

しかしながら、スターリング冷凍機は、ガスの圧縮及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、冷熱発生部の面積が僅かな部分に限られるという特質を有する。

そこで、スターリング冷凍機を自動販売機に適用するため、蒸発器を内蔵する容器を各商品収容庫の内部に連通した状態で機械室に配設し、各商品収容庫の内部の空気（内部雰囲気）を、商品収容庫と容器との間で循環させる。そして、スターリング冷凍機で発生した冷熱を容器の内部の蒸発器に移送し、該容器の内部を通過する空気を冷却することにより、各商品収容庫の内部に収容された商品を冷却する。

一方、自動販売機に収容してある商品を加温する場合、容器と商品収容庫との連通をシャッタによって遮断した状態で、加温した空気を商品収容庫の内部に循環することにより、各商品収容庫の内部に収容された商品を加温する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３３５１号公報

ところで、各商品収容庫の内部に連通した容器を機械室に配設する自動販売機では、各商品収容庫が該容器を通じて連通する。つまり、一の商品収容庫の内部空気は、他の商品収容庫の内部に進入する。そこで、そのような構造を有する自動販売機では、各商品収容庫の商品を効率的に冷却することが求められている。

なお、ここでは、スターリング冷凍機を使用する場合において、各商品収容庫の内部に連通した容器を備え、容器の内部を通過する空気を冷却することで複数の商品収容庫の商品を冷却する温度調節装置で説明した。しかし、スターリング冷凍機を使用せず、各商品収容庫の内部に連通した容器を備え、容器の内部を通過する空気を冷却することで複数の商品収容庫の商品を冷却する温度調節装置についても同様のことが求められている。

本発明は、上記実情に鑑みて、各商品収容庫に収容された商品を効率的に冷却することができる温度調節装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、請求項１に係る発明は、複数の商品収容庫のそれぞれの内部に設けた送風ファンを駆動することにより、複数の商品収容庫と各商品収容庫の内部に連通した容器との間で、各商品収容庫の内部雰囲気を循環させる循環手段と、容器の内部を通過する内部雰囲気を冷却する冷却手段とを備え、商品収容庫に収容された商品を所望の温度状態に調整するようにした温度調節装置において、商品収容庫と容器との間の通路に設け、内部雰囲気が通過する通過面積を変更するシャッタ機構と、各商品収容庫の内部温度を検知する検知手段と、検知手段により検知された検知温度と、検知手段により検知された検知温度と、予め設定された設定温度との温度差が相対的に小さい場合、シャッタ機構で対応する商品収容庫の通過面積を小さくすることで内部雰囲気の循環流量を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、複数の商品収容庫のそれぞれの内部に設けた送風ファンを駆動することにより、複数の商品収容庫と各商品収容庫の内部に連通した容器との間で、各商品収容庫の内部雰囲気を循環させる循環手段と、容器の内部を通過する内部雰囲気を冷却する冷却手段とを備え、商品収容庫に収容された商品を所望の温度状態に調整するようにした温度調節装置において、商品収容庫と前記容器との間の通路に設け、内部雰囲気が通過する通過面積を変更するシャッタ機構と、各商品収容庫の内部温度を検知する検知手段と、検知手段により検知された検知温度と、予め設定された設定温度との温度差が相対的に大きい場合、シャッタ機構で対応する商品収容庫の通過面積を大きくすることで内部雰囲気の循環流量を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る温度調節装置は、上記請求項１又は２において、開口面積を変更するシャッタに断熱部材を設けたことを特徴とする。

請求項１に係る温度調節装置によれば、制御手段が、検知手段により検知された検知温度と、予め設定された設定温度との温度差が相対的に小さい商品収容庫の通過面積を小さくすることで内部雰囲気の循環流量を制御するので、容器から、該商品収容庫以外の商品収容庫へ流れる空気の量を相対的に増加させることができる。よって、該商品収容庫以外の商品収容庫の庫内温度をより早く設定温度に近づけることができる。従って、各商品収容庫に収容された商品を効率的に冷却することができる。

請求項２に係る温度調節装置によれば、制御手段が、検知手段により検知された検知温度と、予め設定された設定温度との温度差が相対的に大きい商品収容庫の通過面積を大きくすることで内部雰囲気の循環流量を制御するので、容器から該商品収容庫へ流れる空気の量を相対的に増加させることができ、該商品収容庫の庫内温度をより早く設定温度に近づけることができる。従って、各商品収容庫に収容された商品を効率的に冷却することができる。

請求項３に係る温度調節装置によれば、開口面積を変更するシャッタに断熱部材を設けたので、シャッタで開口を閉じた場合、開口を通して熱が移動することを低減することができる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る温度調節装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、自動販売機を示した断面正面図であり、図２は、図１に示す自動販売機の断面側面図であり、図３は、自動販売機が備える温度調節装置を示す説明図であり、図４は、図２におけるＡ−Ａ線での断面平面図であり、図５は、図２におけるＢ−Ｂ線での断面平面図である。以下、これらの図を参照しながら、温度調節装置を適用した自動販売機の構成について説明する。

ここで例示する自動販売機は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を販売するためのもので、本体キャビネット１０、内扉１１及びメインドア１２を備えている。

本体キャビネット１０は、複数の鋼板を適宜組み合わせることによって構成したもので、前面が開口した直方体状を成している。このような本体キャビネット１０の内部は、断熱部材を取り付けることで、断熱空間と成している。

本体キャビネット１０の内部には、３つの独立した商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃを並べて設けてあるとともに、これら商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの下方となる位置に唯一の機械室１５を設けてある。商品収容庫１４ａと商品収容庫１４ｂとの間、及び商品収容庫１４ｂと商品収容庫１４ｃとの間には、断熱部材１４ｅを取り付けることで、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃを断熱空間と成している。

商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃ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もので、それぞれの上方部にコラム状の商品収容ラック１６を配設してあり、それぞれの下方部に商品シュータ１３を配設してある。なお、図示する自動販売機において、図１中、左側に配置する商品収容庫１４ａには、１列の商品収容ラック１６を形成してあり、中央に配置する商品収容庫１４ｂには、１列の商品収容ラック１６を形成してあり、右側に配置する商品収容庫１４ｃには、２列の商品収容ラック１６を形成してある。

商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの背面側には、図２及び図３に示すように、ダクト形成板１７を設けてあり、そのダクト形成板１７と本体キャビネット１０の背面側の側部１０ａとで、背面ダクト１８を形成し、ダクト形成板１７と商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの底板１４ｄとで、底面ダクト１９を形成してある。背面ダクト１８と底面ダクト１９との間には、底面ダクト１９よりも横断面積の大きなバイパスダクト２２を形成してある。

背面ダクト１８を形成した商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの底板１４ｄには、図４に示すように、吸込口２０を形成してある。さらに、吸込口２０の手前側で、底面ダクト１９を形成した商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの底板１４ｄには、吐出口２１を設けてある。

底板１４ｄの吸込口２０を形成した個所には、機械室１５の内部まで延びる吸込通路（通路）２０ａを形成してあり、底板１４ｄの吐出口２１を形成した個所には、機械室１５の内部まで延びる吐出通路（通路）２１ａを形成してある。

内扉１１及びメインドア１２は、それぞれ本体キャビネット１０の一側縁部に支承させてある。

内扉１１は、本体キャビネット１０に設けた商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの前面を覆うに十分な大きさを有したもので、鋼材によって構成してある。

メインドア１２は、本体キャビネット１０の前面開口を覆うに十分な大きさを有したもので、鋼材により堅牢に構成してある。

このような自動販売機は、本体キャビネット１０の内部に温度調節装置２５を備えている。温度調節装置２５は、図３に示すように、スターリング冷凍機２７と冷却ユニット（冷却手段）３２と放熱ユニット３８と温度調節ユニット（循環手段）４７とシャッタ機構４８とを備えている。

スターリング冷凍機２７は、本体キャビネット１０の機械室１５に横置きに載置してあり、図５に示すように、稼動することにより冷熱を発生する冷熱発生部２８と高熱を発生する高熱発生部２９とを備えている。

冷却ユニット３２は、図３に示すように、機械室１５の内部に配置してある。この冷却ユニット３２は、スターリング冷凍機２７の冷熱発生部２８からの冷熱を、温度調節ユニット４７を構成する冷却容器（容器）５７まで移送して、該冷却容器５７の内部の空気（内部雰囲気）を冷却するものである。

このような冷却ユニット３２は、熱移送手段として、凝縮熱交換器３３、蒸発熱交換器３４、液体供給管３５及び気体供給管３６を備えている。これら凝縮熱交換器３３の内部、蒸発熱交換器３４の内部、液体供給管３５の内部及び気体供給管３６の内部には、冷媒を封入してある。冷媒には、常温では気体であり、且つスターリング冷凍機２７の冷熱発生部２８の冷熱でも液体である二酸化炭素等の不凍冷媒を用いてある。

凝縮熱交換器３３は、スターリング冷凍機２７の冷熱発生部２８に接続してある。凝縮熱交換器３３では、冷熱発生部２８で発生した冷熱によって気体であった冷媒が液化して凝縮液となる。

蒸発熱交換器３４は、凝縮熱交換器３３と断熱部材によって隔てた冷却容器５７の内部に収容してあり、且つ凝縮熱交換器３３よりも相対的に低い位置に配置してある。蒸発熱交換器３４では、蒸発熱交換器３４の内部を通過する冷媒が冷却容器５７の内部の空気から得た熱によって気化する。換言すると、蒸発熱交換器３４の周辺領域である冷却容器５７の内部の空気は、蒸発熱交換器３４の内部を通過する冷媒が気化することによって冷却される。

液体供給管３５は、凝縮熱交換器３３と蒸発熱交換器３４とを管状部材で接続することにより、凝縮熱交換器３３の内部と蒸発熱交換器３４の内部とを接続するものである。一方、気体供給管３６は、液体供給管３５とは別に、凝縮熱交換器３３と蒸発熱交換器３４とを管状部材で接続することにより、凝縮熱交換器３３の内部と蒸発熱交換器３４の内部とを接続するものである。

液体供給管３５及び気体供給管３６は、気体供給管３６が液体供給管３５の上方となるよう配置してある。このように配置すると、気体供給管３６を通る冷媒の密度が、液体供給管３５を通る冷媒の密度よりも小さいため、凝縮熱交換器３３で凝縮した冷媒が、凝縮熱交換器３３から蒸発熱交換器３４まで液体供給管３５の内部を移動し、且つ蒸発熱交換器３４で蒸発した冷媒が、蒸発熱交換器３４から凝縮熱交換器３３まで気体供給管３６の内部を移動することとなる。

このように構成してある冷却ユニット３２の作用を説明する。凝縮熱交換器３３の内部の冷媒は、冷熱発生部２８で発生した低温によって冷却されることで液化する。液化した冷媒は、液体供給管３５を通じて蒸発熱交換器３４へ移動する。蒸発熱交換器３４の内部へ移動した冷媒は、冷却容器５７の内部の空気が有する熱によって気化する。このとき、冷却容器５７の内部の空気は、冷媒によって熱が奪われて冷却される。気化した冷媒は、気体供給管３６を通じて凝縮熱交換器３３へ移動する。凝縮熱交換器３３へ移動した冷媒は、冷熱発生部２８の低温によって再び冷却されて液化する。このようなサイクルを繰り返すことで、冷却容器５７の内部に送り込まれる空気を冷却する。

なお、上述したように、凝縮熱交換器３３と蒸発熱交換器３４との間を、液体供給管３５と気体供給管３６とで接続し、冷媒を重力の作用で循環するものは、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれている。

放熱ユニット３８は、機械室１５の内部に配置してある。この放熱ユニット３８は、スターリング冷凍機２７の高熱発生部２９から発生した高熱を、本体キャビネット１０の外部に放出するためのものである。この放熱ユニット３８は、熱移送手段として、第１熱交換器３９、第２熱交換器４０、第１冷媒供給管４１及び第２冷媒供給管４２を備えているとともに、庫外送風ファン４４を備えている。第１熱交換器３９の内部、第２熱交換器４０の内部、第１冷媒供給管４１の内部及び第２冷媒供給管４２の内部には、冷媒を封入してある。冷媒には、例えば水を用いてある。

第１熱交換器３９は、スターリング冷凍機２７の高熱発生部２９に接続してある。第１熱交換器３９は、内部の冷媒に、高熱発生部２９で発生した高熱を受熱させるものである。

第２熱交換器４０は、スターリング冷凍機２７から一定の距離だけ離れた位置に配置してある。第２熱交換器４０は、内部の冷媒を放熱させるものである。このような第２熱交換器４０の周囲には、庫外送風ファン４４を配置してある。庫外送風ファン４４は、第２熱交換器４０の周囲の空気を本体キャビネット１０の外部に放出するためのものである。

第１冷媒供給管４１は、第１熱交換器３９と第２熱交換器４０とを管状部材で接続し、第１熱交換器３９の内部と第２熱交換器４０の内部とを接続するものである。一方、第２冷媒供給管４２は、第１冷媒供給管４１とは別に、第１熱交換器３９と第２熱交換器４０とを管状部材で接続し、第１熱交換器３９の内部と第２熱交換器４０の内部とを接続するものである。なお、図には明示していないが、第２冷媒供給管４２には循環ポンプを設けてあり、その循環ポンプを稼動することで、第１熱交換器３９の内部、第１冷媒供給管４１の内部、第２熱交換器４０の内部及び第２冷媒供給管４２の内部を冷媒が循環する。

このように構成してある放熱ユニット３８の作用を説明する。第１熱交換器３９の内部の冷媒は、高熱発生部２９で発生した高温を受熱されて加温される。加温された冷媒は、循環ポンプの作用で、第１冷媒供給管４１を通じて第２熱交換器４０へ移動する。第２熱交換器４０の内部へ移動した冷媒は、第２熱交換器４０によって放熱されることで冷却される。このとき、第２熱交換器４０の周囲の空気は、放熱されることによって熱が加えられて加温される。加温された空気は、庫外送風ファン４４によって本体キャビネット１０の外部に放出される。第２熱交換器４０で冷却された冷媒は、第２冷媒供給管４２を通じて第１熱交換器３９へ移動する。第１熱交換器３９へ移動した冷媒は、高熱発生部２９の高温によって再び加温される。このようなサイクルを繰り返すことで、高熱発生部２９で発生する高熱を本体キャビネット１０の外部に放出する。

温度調節ユニット４７は、庫内送風ファン６０と庫内ヒータ６１と冷却容器５７とを備えている。

庫内送風ファン６０は、商品シュータ１３の下方であって底面ダクト１９の手前側に配置してある。庫内送風ファン６０は、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気を循環させるためのものである。

庫内ヒータ６１は、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気を加温するためのものであって、加温した空気を商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部に循環できるよう庫内送風ファン６０の近傍に配置してある。

冷却容器５７は、断熱材で構成した箱体であって、図２に示すように、底板１４ｄの下側であって、機械室１５の背面側に配置してある。冷却容器５７の内部には、蒸発熱交換器３４の吸込側と吐出側とを仕切るよう断熱仕切板５６を設けることで、吸込側に面する部分に第１室５８を構成してあり、吐出側に面する部分に第２室５９を構成してある。

第１室５８は、吸込通路２０ａを通して背面ダクト１８に接続してある。第２室５９は、吐出通路２１ａを通して底面ダクト１９に接続してある。

シャッタ機構４８は、図３に示すように、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの底板１４ｄの上に配置してあり、図６に示すように、駆動モータ４９とラックギヤ５１とシャッタ５２とを備えている。

駆動モータ４９は、稼動することで正回転又は逆回転する駆動軸４９ａを備えている。駆動軸４９ａの先端には、ラックギヤ５１に噛合するピニオンギヤ５０を設けてある。このような駆動モータ４９には、ピニオンギヤ５０の回転量を制御することができる例えばステッピングモータを使用してある。

ラックギヤ５１は、一端をシャッタ５２に取り付けてあり、駆動軸４９ａの正回転又は逆回転によってシャッタ５２を手前側又は奥側にスライド移動するものである。

シャッタ５２は、第１板状部材５２ａと第２板状部材５２ｂとを備えている。シャッタ５２は、第１板状部材５２ａの奥側から上方に延在するよう第２板状部材を配置してあり、側面視が略Ｌ字状を成すよう形成してあって、第１板状部材５２ａが底板１４ｄと平行になり、且つ第２板状部材５２ｂが本体キャビネット１０の背面側の側部１０ａと平行になるよう配置してある。

第１板状部材５２ａには、貫通孔５４を形成してある。貫通孔５４は、矩形状を成しており、大きさが上述した吐出口２１と同一である。貫通孔５４よりも奥側の第１板状部材５２ａの長さは、吸込口２０と吐出口２１との配置間隔に対応する長さと同一である。

第２板状部材５２ｂは、底面ダクト１９よりも横断面積が大きく、バイパスダクト２２の内部を移動し、且つ背面ダクト１８の内部まで移動するものである。

図６及び図７に示すように、吐出口２１と貫通孔５４とが合致するようシャッタ５２を配置した場合、第２板状部材５２ｂによって背面ダクト１８と底面ダクト１９との連通を遮断する。

従って、この状態において、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気は、図８に示すように、庫内送風ファン６０によって背面ダクト１８、吸込通路２０ａ、第１室５８、蒸発熱交換器３４、第２室５９、吐出通路２１ａ、底面ダクト１９で構成される冷却通路を通過しながら、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部に戻る。

吐出口２１と貫通孔５４とが合致するようシャッタ５２を配置したとき、シャッタ５２による吐出口２１及び吸込口２０の開口面積（内部雰囲気が通過する通過面積）は最大であり、且つ開口率は１００％である。

この状態から、駆動モータ４９を駆動し、ピニオンギヤ５０を正回転することでラックギヤ５１を介してシャッタ５２を奥側へスライド移動した場合には、吐出口２１に対して貫通孔５４がずれ、吐出口２１の一部が第１板状部材５２ａで塞がれ、吐出口２１の開口面積が減少する。しかも、吸込口２０の一部も、第１板状部材５２ａで塞がれ、吸込口２０の一部も第１板状部材５２ａで塞がれる。例えば、図９に示すように、貫通孔５４の左半分と吐出口２１の右半分とが重なるようシャッタ５２を移動した場合、シャッタ５２による吐出口２１及び吸込口２０の開口率は５０％である。

図では明示していないが、シャッタ５２による吐出口２１及び吸込口２０の開口率が５０％のとき、第２板状部材５２ｂによって背面ダクト１８と底面ダクト１９との連通を遮断し続けている。よって、この状態でも、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気は、庫内送風ファン６０によって冷却通路を通過しながら、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部に戻る。

その後、さらに、駆動モータ４９を駆動し、ピニオンギヤ５０を正回転することでラックギヤ５１を介してシャッタ５２を奥側へスライド移動した場合、シャッタ５２による吐出口２１及び吸込口２０の開口率は一層減少する。やがて、図１０及び図１１に示すように、貫通孔５４の左端と吐出口２１の右端とが重なるようシャッタ５２を移動した場合、吐出口２１が第１板状部材５２ａで塞がれ、シャッタ５２による吐出口２１の開口面積が０になる。しかも、吸込口２０も第１板状部材５２ａで塞がれ、シャッタ５２による吸込口２０の開口面積も０になる。

貫通孔５４の左端と吐出口２１の右端とが重なるようシャッタ５２を移動したとき、第２板状部材５２ｂによって背面ダクト１８と底面ダクト１９との連通を遮断し続けている。従って、この状態では、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気が冷却通路を通過することがない。もちろん、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気が背面ダクト１８及び底面ダクト１９を通過することもない。

その後、さらに、駆動モータ４９を駆動し、ピニオンギヤ５０を正回転することでラックギヤ５１を介してシャッタ５２を奥側へスライド移動し、第２板状部材５２ｂが背面ダクト１８の内部にまで移動すると、図１２に示すように、バイパスダクト２２を通じて背面ダクト１８と底面ダクト１９とが連通状態となる。

しかも、この状態では、シャッタ５２によって吐出口２１及び吸込口２０が塞がれている。この状態では、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気は、庫内送風ファン６０によって背面ダクト１８、バイパスダクト２２、底面ダクト１９で構成されるバイパス通路を通過しながら、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部を循環する。

このようにシャッタ５２をスライド移動することで、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気を適宜の通路を通過させ、又は通路を通過させないようにする。もちろん、必要に応じて、駆動モータ４９を逆駆動し、ピニオンギヤ５０を逆回転することでラックギヤ５１を介してシャッタ５２を手前側へスライド移動する。

このようなシャッタ５２は、第１板状部材５２ａ及び第２板状部材５２ｂに不図示の断熱部材を貼り付けてある。第１板状部材５２ａに断熱部材を貼り付けることで、空気がバイパス通路を通過する場合、バイパス通路を通過する空気と冷却容器５７の内部の空気との間で熱が移動することを低減する。第２板状部材５２ｂに断熱部材を貼り付けることで、空気が冷却通路を通過する場合、背面ダクト１８を通過する空気と底面ダクト１９を通過する空気との間で熱が移動することを低減する。

上述したシャッタ機構４８によるシャッタ５２の移動は、次のような制御手段６４によって制御している。

制御手段６４は、図１３に示すように、メモリ６５と主制御部６６と庫内温度取得部６７と開口面積設定部６８と運転指令部６９とを備えている。

主制御部６６は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ６５に予め格納してあるプログラム又はデータに基づいて、庫内温度取得部６７、開口面積設定部６８及び運転指令部６９を統括的に制御するものである。

庫内温度取得部６７は、各商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部にそれぞれ設けた温度検知センサ（温度検知手段）Ｔに接続してあり、温度検知センサＴが検知した各商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気の温度を、信号に変換して主制御部６６へ送信するものである。

開口面積設定部６８は、庫内温度取得部６７を通じて取得した庫内温度と、メモリ６５に予め格納してある商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの設定温度とを比較して、シャッタ５２による吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を設定するものである。より詳細には、開口面積設定部６８は、庫内温度取得部６７を通じて取得した庫内温度と、メモリ６５に予め格納してある商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの設定温度とを比較して、最も温度差が小さい商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対応するシャッタ機構４８に指令を送信し、該当する吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を最も小さくするよう設定するものである。

運転指令部６９は、シャッタ機構４８に接続してあり、開口面積設定部６８で設定された開口面積に基づいて、対応するシャッタ機構４８に指令を送信してシャッタ５２をスライド移動し、それによって該当する吐出口２１及び吸込口２０の開口面積を最も小さくするものである。

上記のような自動販売機に適用した温度調節装置２５は、次のようにして商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃに収容してある商品を所望の温度に調節する。ここでは、制御手段６４によるシャッタ機構４８の制御を中心に説明する。また、以下の説明において、すべての商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃに収容してある商品を冷却する場合について説明するものとし、その前提として、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部において、庫内送風ファン６０が駆動しているものとして説明する。また、この説明における初期状態では、全ての吸込口２０及び吐出口２１の開口率を１００％としている。

庫内送風ファン６０によって、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部の空気は冷却通路を通過する。冷却通路を通過することで、空気は、冷却容器５７の内部で合流し、その後、冷却容器５７の内部を通過中に蒸発熱交換器３４によって冷却されてから、吐出通路２１ａを通過することで分割され、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部に戻る。

冷却された空気は、商品収容ラック１６に収容された商品のうち下方に配置された商品の間を通過する。通過する際に、冷却された空気と商品との間で熱交換が行われ、該商品が冷却される。

商品との間で熱交換が行われることにより温められた空気は、再び背面ダクト１８の内部に入り、冷却通路を通過する。このように、空気は、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃと冷却容器５７とを循環する。

このような状況において、制御手段６４は、シャッタ機構４８を次のように制御する。

制御手段６４の主制御部６６は、庫内温度取得部６７を通じて商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの庫内温度をそれぞれ取得する。

商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの庫内温度を取得した主制御部６６は、開口面積設定部６８を通じて、各庫内温度と、メモリ６５に予め格納してある商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの設定温度とを比較する。

庫内温度と設定温度とをそれぞれ比較した結果、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの庫内温度が設定温度に達していないものを特定し、主制御部６６は、その中から温度差が最も小さい商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃにおける吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を最も小さくするよう設定する。

その後、主制御部６６は、運転指令部６９を通じて対応するシャッタ機構４８に対して指令を送信し、駆動モータ４９を運転することで、シャッタ５２による吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を、設定されたものに変更する。所定時間経過後、上記動作を繰り返す。

ここで、主制御部６６によるシャッタ機構４８の制御の具体的な一例について説明する。主制御部６６は、庫内温度取得部６７を通じて商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの庫内温度をそれぞれ取得する。

庫内温度取得部６７を通じて取得した庫内温度が、図中１、左側に配置してある商品収容庫１４ａ（以下、左側商品収容庫１４ａと称する）が４℃、図中１、中央に配置してある商品収容庫１４ｂ（以下、中央商品収容庫１４ｂと称する）が３℃、図中１、右側に配置してある商品収容庫１４ｃ（以下、右側商品収容庫１４ｃと称する）が６℃であったとする。また、メモリ６５に格納してある設定温度が、全ての商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃで２℃であったとする。

主制御部６６は、開口面積設定部６８を通じて、温度差が最も小さい中央商品収容庫１４ｂの吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を最も小さく設定する。これにより、主制御部６６は、運転指令部６９を通じて対応するシャッタ機構４８に対して運転指令を送信し、駆動モータ４９を運転することで、吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を最も小さくする。

中央商品収容庫１４ｂの吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を小さくすると、冷却容器５７から中央商品収容庫１４ｂへ流れる空気の空気抵抗が大きくなる。それにより、冷却容器５７から左側商品収容庫１４ａへ流れる空気の量が増加するとともに、冷却容器５７から右側商品収容庫１４ｃへ流れる空気の量が増加する。従って、左側商品収容庫１４ａ及び右側商品収容庫１４ｃへ流れる空気の量を増加することができるから、庫内温度をより早く低下させて設定温度に近づけることができる。

所定時間経過後、主制御部６６は、庫内温度取得部６７を通じて、再び各商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの庫内温度を取得する。このときも同様に、庫内温度と設定温度とをそれぞれ比較し、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの庫内温度が設定温度に達していないものを特定する。そして、主制御部６６は、その中から温度差が最も小さい商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃにおける吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を最も小さくするよう設定する。以下、所定時間経過後、上記動作を繰り返す。

以上のように、吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を適宜変更して空気の量を調整して循環させることにより、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部における空気の温度を効率的に低下させて例えば２℃に保持することができ、これにより、商品を販売適温となる例えば５℃にすることができる。

一方、上記自動販売機において、例えば左側商品収容庫１４ａに収容された商品のみを加温する場合には、背面ダクト１８の内部に第２板状部材５２ｂを移動する旨の指令を主制御部６６から運転指令部６９を介してシャッタ機構４８に送信する。

そして、第２板状部材５２ｂを背面ダクト１８の内部に移動し、背面ダクト１８と底面ダクト１９とを連通させる。これにより、左側商品収容庫１４ａと冷却容器５７との連通状態が遮断されることになる。このとき、吸込口２０及び吐出口２１は第１板状部材５２ａで塞がれるので、冷却容器５７の内部で冷却された空気は、左側商品収容庫１４ａに移動することがない。そして、左側商品収容庫１４ａの庫内ヒータ６１を稼働させることにより、庫内ヒータ６１で加温された空気は、庫内送風ファン６０の作用により商品シュータ１３の下側から吹き出されて、左側商品収容庫１４ａの内部を循環する。

加温された空気が商品を通過する際、空気と商品との間で熱交換が行われ、該商品が加温されることになる。商品との間で熱交換が行われた空気は、再び背面ダクト１８に進入し、バイパス通路を通過して庫内ヒータ６１に至る。そして、該庫内ヒータ６１で再び加温される。

このように加温された空気が左側商品収容庫１４ａの内部で循環することにより、商品の温度を販売適温（例えば５５℃）にすることができる。

この実施の形態による温度調節装置２０によれば、温度検知センサＴにより検知された検知温度と、メモリ６５に予め格納してある設定温度とを比較して、温度差が相対的に小さい商品収容庫（例えば中央商品収容庫１４ｂ）における吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を小さくすることで空気の循環流量を制御する制御手段６４を設けたので、該中央商品収容庫１４ｂ以外の商品収容庫１４ａ，１４ｃへ流れる空気の量を相対的に増加させることができ、これらの商品収容庫１４ａ，１４ｃの庫内温度をより早く低下させて設定温度に近づけることができる。従って、各商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃに収容された商品を効率的に冷却することができる。また、これにより、温度調節装置２０の運転に要するコストの低減化を図ることができ、省エネルギー化を図ることができる。

さらに、上述した実施の形態による温度調節装置によれば、シャッタ５２に断熱部材を設けたので、シャッタ５２で吸込口２０及び吐出口２１を塞いだとき、冷却容器５７と商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃとの間で熱が移動することを低減することができる。

なお、上述した実施の形態では、初期状態として、全ての吸込口２０及び吐出口２１の開口率を１００％とし、温度差が最も小さい商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃにおける吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を最も小さくすることで空気の循環流量を制御する制御手段６４を設けるもので説明した。しかしこの発明はそれに限られず、初期状態として、全ての吸込口２０及び吐出口２１の開口率を例えば５０％とし、温度差が最も大きい商品収容庫における吸込口２０及び吐出口２１の開口面積を最も大きくすることで空気の循環流量を制御する制御手段を設けても、同様の作用・効果を奏することができる。

また、上述した実施の形態では、スターリング冷凍機２７を用いるもので説明した。しかし、この発明はそれに限られず、外部に設けた１つの蒸発器で複数の商品収容庫の商品を冷却する温度調節装置にも適用することができる。

さらに、上述した実施の形態では、吸込口２０及び吐出口２１の上方にシャッタ５２を設けるもので説明した。しかし、この発明はそれ限られず、商品収容庫１４ａ，１４ｂ，１４ｃと冷却容器５７との間の通路にシャッタを設ければ良い。

本発明の実施の形態に係る温度調節装置を適用した自動販売機の断面正面図である。 図１に示した自動販売機の断面側面図である。 その自動販売機が備える温度調節装置を示した側面図である。 図２におけるＡ−Ａ線での断面平面図である。 図２におけるＢ−Ｂ線での断面平面図である。 その温度調節装置が備えるシャッタ機構の説明図である。 シャッタ機構の動作を示す説明図である。 シャッタ機構の動作を示す説明図である。 シャッタ機構の動作を示す説明図である。 シャッタ機構の動作を示す説明図である。 シャッタ機構の動作を示す説明図である。 シャッタ機構の動作を示す説明図である。 シャッタ機構を制御する制御手段の説明図である。

符号の説明

１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 商品収容庫
２０ａ 吸込通路（通路）
２１ａ 吐出通路（通路）
２５ 温度調節装置
３２ 冷却ユニット（冷却手段）
４７ 温度調節ユニット（循環手段）
４８ シャッタ機構
５２ シャッタ
５７ 冷却容器（容器）
６０ 庫内送風ファン
６４ 制御手段
Ｔ 温度検知センサ（温度検知手段）

Claims (3)

1. 複数の商品収容庫のそれぞれの内部に設けた送風ファンを駆動することにより、複数の商品収容庫と各商品収容庫の内部に連通した容器との間で、各商品収容庫の内部雰囲気を循環させる循環手段と、
   前記容器の内部を通過する内部雰囲気を冷却する冷却手段と
   を備え、
   前記商品収容庫に収容された商品を所望の温度状態に調整するようにした温度調節装置において、
   前記商品収容庫と前記容器との間の通路に設け、内部雰囲気が通過する通過面積を変更するシャッタ機構と、
   各商品収容庫の内部温度を検知する検知手段と、
   前記検知手段により検知された検知温度と、予め設定された設定温度との温度差が相対的に小さい場合、前記シャッタ機構で対応する商品収容庫の通過面積を小さくすることで内部雰囲気の循環流量を制御する制御手段と
   を設けたことを特徴とする温度調節装置。
2. 複数の商品収容庫のそれぞれの内部に設けた送風ファンを駆動することにより、複数の商品収容庫と各商品収容庫の内部に連通した容器との間で、各商品収容庫の内部雰囲気を循環させる循環手段と、
   前記容器の内部を通過する内部雰囲気を冷却する冷却手段と
   を備え、
   前記商品収容庫に収容された商品を所望の温度状態に調整するようにした温度調節装置において、
   前記商品収容庫と前記容器との間の通路に設け、内部雰囲気が通過する通過面積を変更するシャッタ機構と、
   各商品収容庫の内部温度を検知する検知手段と、
   前記検知手段により検知された検知温度と、予め設定された設定温度との温度差が相対的に大きい場合、前記シャッタ機構で対応する商品収容庫の通過面積を大きくすることで内部雰囲気の循環流量を制御する制御手段と
   を設けたことを特徴とする温度調節装置。
3. 通過面積を変更するシャッタに断熱部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の温度調節装置。

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