JP2007219904A

JP2007219904A - 自動販売機

Info

Publication number: JP2007219904A
Application number: JP2006040582A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 陽井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: JP4720534B2

Abstract

【課題】冷却加温サイクルの加温運転時における圧縮機の効率低下を防止して、消費電力量を低減するするとともに低振動化を図る。
【解決手段】冷却サイクル１２６と冷却加温サイクル１１５とに備えられている圧縮機はどちらも、電動圧縮要素が密閉容器に対して弾性支持されているものとし、冷却加温サイクル１１５に備えられる冷温用圧縮機をインバータ駆動方式とすることで、振動増大を防止することができるとともに、冷却加温サイクル１１５の加温時の高効率化が図れ、消費電力量を低減した自動販売機を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、缶飲料などの商品を加温あるいは冷却して販売する自動販売機において、圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮する際に生じる潜熱を利用して加温を行う冷凍装置を備えた自動販売機に関するものである。

近年、自動販売機に対する消費電力量削減の要求が高まってきており、消費電力量削減手段として、冷却によって生じる廃熱を利用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら従来の自動販売機を説明する。

図５は従来の自動販売機の冷媒回路図である。

図５に示すように、従来の自動販売機は、冷却加温切替室１、冷却専用室２、第二の冷却専用室３からなる貯蔵室４を備え、冷却加温切替室１内に設置された室内熱交換器５、冷却専用室２内に設置された蒸発器６、第二の冷却専用室３内に設置された第二の蒸発器７、貯蔵室４の外に設置された室外熱交換器８、圧縮機９で構成された冷却加温サイクル１０を有する。

また、膨張弁Ａ１１、膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３はそれぞれ通過する冷媒の圧力を低下させるとともに閉塞機能を有したものであり、開閉弁Ａ１４、開閉弁Ｂ１５、開閉弁Ｃ１６、開閉弁Ｄ１７はそれぞれ冷媒の流れの有無を制御するものである。

以上のように構成された自動販売機について、以下その動作を説明する。

冷却加温切替室１を冷却する場合、開閉弁Ａ１４と開閉弁Ｄ１７を開とし、開閉弁Ｂ１５と開閉弁Ｃ１６を閉として、圧縮機９を駆動する。圧縮機９から吐出された冷媒は、室外熱交換器８で凝縮された後、それぞれ膨張弁Ａ１１、膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３で減圧されて、室内熱交換器５、蒸発器６、第二の蒸発器７へ供給される。そして、室内熱交換器５、蒸発器６、第二の蒸発器７で蒸発した冷媒が圧縮機９へ還流する。

このとき、冷却加温切替室１、冷却専用室２、第二の冷却専用室３のうち所定の温度に達した貯蔵室４は、当該する膨張弁Ａ１１、膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室４が所定の温度に達すると圧縮機９の運転を停止する。

次に、冷却加温切替室１を加温する場合、開閉弁Ａ１４と開閉弁Ｄ１７および膨張弁Ａ１１を閉とし、開閉弁Ｂ１５と開閉弁Ｃ１６を開として、圧縮機９を駆動する。圧縮機９から吐出された冷媒は、室内熱交換器５で一部が凝縮し、再度室外熱交換器８で凝縮された後、それぞれ膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３で減圧されて、蒸発器６、第二の蒸発器７へ供給される。そして、蒸発器６、第二の蒸発器７で蒸発した冷媒が圧縮機９へ還流する。

また、冷却専用室２、第二の冷却専用室３のうち所定の温度に達した貯蔵室４は、当該する膨張弁Ｂ１２、膨張弁Ｃ１３を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室４が所定の温度に達すると圧縮機９の運転を停止する。

ここで、冷却専用室２および第二の冷却専用室３を冷却する際に生じる冷媒の凝縮廃熱を用いて、冷却加温切替室１を効率よく加温することができるので、電気ヒータなどの別の加熱手段を用いて冷却加温切替室１を加温する場合に比べて、消費電力量を削減することができる。
特開平５−２３３９４１号公報

しかしながら、上記従来の構成では、冷却加温切替室１を加温すると同時に冷却専用室２および第二の冷却専用室３を冷却することになる。一般に、自動販売機の商品設定温度は、コールド飲料は５℃、ホット飲料は５５℃であるため、凝縮温度が６０℃以上でかつ蒸発温度が−１０℃以下を同時に実現する必要があり、このような高圧縮比条件では圧縮機９の効率が悪いという課題を有していた。

また、冷却加温切替室１を加温する場合、冷却専用室２および第二の冷却専用室３の両方が所定の温度に到達すると圧縮機９が停止してしまうため、冷却加温切替室１が所定の温度に到達していなくても加温機能も停止してしまうという課題を有していた。

また、冷却専用室用の冷却サイクルと、冷却加温切替室用の冷却加温サイクルとをそれぞれ別の圧縮機にて運転するということも考えられるが、この場合には、圧縮機の振動が大きいと、複数の圧縮機を近傍に設置した場合には、複数の圧縮機の振動が増幅してしまう場合があり、その際には圧縮機を中心に異常振動が発生し、冷却サイクルおよび冷却加温サイクルの配管の折損等の懸念があるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、加温時の消費電力量を低減するとともに、振動に起因する信頼性の低下を抑制した自動販売機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の自動販売機は、冷却運転を行う冷却用の冷却サイクルと、冷却運転および加温運転とを切替可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却サイクルは前記冷却用圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成し、前記冷却加温サイクルは冷温用圧縮機と室外熱交換器と膨張機構と室内熱交換器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成したものであり、前記冷却用圧縮機および前記冷温用圧縮機は、密閉容器に対して電動圧縮要素が弾性支持されているとともに密閉容器の内部空間が低圧側となる内部低圧型圧縮機とし、前記冷温用圧縮機は複数の運転周波数で運転するインバータ圧縮機としたものである。

これによって、冷却サイクルと冷却加温サイクルをそれぞれ異なる圧縮機で運転することで、それぞれの条件に応じた高効率の圧縮機を備えることができ、自動販売機の消費電力を抑制することができる。

また、２つの圧縮機はどちらも、圧縮機の振動源である電動圧縮要素が密閉容器に対して弾性支持されている為に、電動圧縮要素の振動が直接密閉容器に伝達せず、圧縮機の振動を大きく低減することができるので、２つの圧縮機を近傍に設置した場合でも、振動に起因する冷却サイクルおよび冷却加温サイクルの配管の折損等を防ぐことができる。

さらに、より負荷が大きくなる為に大きな振動が発生しやすくなる冷温用圧縮機は、複数の運転周波数で運転するインバータ圧縮機としたことで、冷温用圧縮機の振動をより低減することが可能となるという作用を有する。

本発明は、消費電力量を低減した上で、信頼性を向上させた自動販売機を提供することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、冷却運転を行う冷却用の冷却サイクルと、冷却運転および加温運転とを切替可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却サイクルは前記冷却用圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成し、前記冷却加温サイクルは冷温用圧縮機と室外熱交換器と膨張機構と室内熱交換器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成したものであり、前記冷却用圧縮機および前記冷温用圧縮機は、密閉容器に対して電動圧縮要素が弾性支持されているとともに密閉容器の内部空間が低圧側となる内部低圧型圧縮機とし、前記冷温用圧縮機は複数の運転周波数で運転するインバータ圧縮機としたものである。

よって、消費電力量を低減した上で、信頼性を向上させた自動販売機を提供することができる。

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、冷却サイクルと冷却加温サイクルとは冷媒流路は独立したままで前記冷却サイクルの凝縮器と前記冷却加温サイクルの室外熱交換器の少なくとも一部を一体化している一体型熱交換器を備えたものである。

これによって、加温時に凝縮器から室外熱交換器への受熱により冷却加温サイクルの蒸発温度が上昇し、圧縮比の低下により冷温用圧縮機の効率が向上するため高効率化が図れ、消費電力量を低減することができる。

特に、従来の自動販売機において一般的に搭載されていた内部高圧型の圧縮機では、電動圧縮要素が密閉容器に直接固着されるため、圧縮に伴う振動が密閉容器へ直接伝達するため、圧縮機の振動が大きくなり、圧縮機に固着された配管の振動も大きくなる傾向がある為に２台の圧縮機を１つの熱交換器で共用するのは難しかったが、請求項１に記載の低振動の圧縮機を用いることで、２台の圧縮機で１つの熱交換器を共用することが可能となった。

特に、圧縮負荷が非常に大きくなる加温条件では、圧縮に伴う振動がより増大するが、本発明の加温に用いる冷温用圧縮機はインバータ駆動されるものであるため、より振動を低減することができ、２台の圧縮機で１つの熱交換器を共用することが可能となった。

よって、一体型熱交換器の振動増大を防止した上で、一体型熱交換器の高効率化を図ることができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、冷却用圧縮機および冷温用圧縮機は、密閉容器内にコイルばねを介して電動圧縮要素を弾性支持するものであって、前記電動圧縮要素はシリンダを形成するブロックと、前記シリンダ内で往復運動するピストンとを備えた往復動型であるものである。

これによって、ロータリ型やスクロール型といった回転式の圧縮機と比較して、低回転時の効率を大幅に向上させることができる為、特に冷却運転時や低負荷運転における消費電力を低減することができるので、一般に戸外に備えられている為に外気温の大きな変動にさらされ、消費電力も大きくなりがちな自動販売機において、夜間等の低負荷運転における消費電力を抑え、省エネルギー化を実現することができる。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、冷却用圧縮機および冷温用圧縮機のピストンの往復動方向が、同一延長線上となることを避けて配置されたものである。

これによって、２台の圧縮機の往復動方向が同一延長線上に位置しない為、振動発生源であるピストンの往復運動に起因する振動が２つの圧縮機で共振もしくは増幅されることを防ぎ、複数の往復動型圧縮機を近傍に配置する場合の異常振動による配管折れ等の信頼性低下を防ぐことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の発明において、冷却用圧縮機および前記冷温用圧縮機の少なくとも一方のピストンの往復動方向が、一体型熱交換器の長手方向と略直交するように配置されたものである。

これによって、冷温用圧縮機や冷却用圧縮機の振動のうち往復動方向の振動が一体型熱交換器に伝達された場合でも、一体型熱交換器の長手方向よりも短い方向の方が弾性を有しているため、振動を吸収することができ、圧縮機から接続された配管等の折損をより防ぐことができる。

また、一般的に熱交換器の長手方向に直角にフィンが配置されるので、フィンの配置方向と圧縮機の往復動方向が略平行方向となり、圧縮機の往復動方向の振動が伝達した場合でも、フィンが振動に伴う周辺の空気抵抗を受けにくく、フィンからの振動や騒音を低減することができる。

本発明の請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、冷却用圧縮機および前記冷温用圧縮機の少なくとも一方に備えられたピストンとシリンダからなる圧縮室は、圧縮機の密閉容器の長手方向における中心線よりも一体型熱交換器から遠い側に配置されたものである。

これによって、圧縮作用を行う為に圧縮機の振動源となる圧縮室を一体型熱交換器からより離すことができるので、一体型熱交換器へと伝達する振動をより低減することができる。

本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、冷却用圧縮機および前記冷温用圧縮機の少なくとも一方は、密閉容器の下部に固設された複数個の脚に備えられた弾性部材を介して弾性的に設置されたものであって、圧縮機の上下方向の重心と前記脚と前記弾性部材との当接面との距離を、圧縮機の上下方向の重心と前記密閉容器の下端面との距離よりも短くしたものである。

これによって、圧縮機の振動の振幅は重心付近が最も小さく重心から離れるにつれて振動が大きくなることから、圧縮機のより重心に近い部分に脚と弾性部材との当接面を位置させることにより、圧縮機全体の振動を低減することができるので、より振動の大きくなりやすい加温条件で運転される冷温用圧縮機から自動販売機への振動伝達を低減できることとなり、不快な振動や、振動に起因する騒音発生の無い高品位の自動販売機を提供することできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒回路図、図２は、同実施の形態における冷凍サイクルを構成する冷凍装置の斜視図、図３（ａ）は、同実施の形態における自動販売機の上方から見た冷温用圧縮機および冷却用圧縮機の平面断面図、図３（ｂ）は、同実施の形態における一体型熱交換器の要部概略図、図４は、同実施の形態における冷温用圧縮機の縦断面図である。

図１から図４において、本発明の自動販売機は、冷却加温切替室１０１、冷却専用室１０２、第二の冷却専用室１０３からなる貯蔵室１０４を備え、断熱カバー１０５内に設置された冷温用圧縮機１０６、冷却加温切替室１０１内に設置された室内熱交換器１０８、貯蔵室１０４の外に設置された室外熱交換器１１０、冷却時と加温時に冷媒流路を切り換える四方弁１１１、膨張機構としての冷却用キャピラリチューブ１１２、加温用キャピラリチューブ１１３、ドライヤ１１４とからなり、冷却加温切替室１０１の冷却と加温を専用に行う冷却加温サイクル１１５を備えるとともに、冷却用圧縮機１２０、冷却専用室１０２内に設置された蒸発器１２１、第二の冷却専用室１０３内に設置された第二の蒸発器１２２、膨張機構としての膨張弁１２３、第二の膨張弁１２４、そして冷却加温サイクル１１５側と一体に形成された凝縮器１２５とからなり、冷却専用室１０２と第二の冷却専用室１０３とを専用に冷却する冷却サイクル１２６を備えている。

ここで、冷却加温サイクル１１５および冷却サイクル１２６には温暖化係数の低い炭化水素系冷媒であるＲ６００ａを封入している。

室外熱交換器１１０および凝縮器１２５は、２パスのフィンチューブ熱交換器で構成され、一方のパスは冷却加温サイクル１１５と連結しており、冷却加温サイクル１１５の加温時は蒸発器として、冷却時は凝縮器として作用し、他方のパスは冷却サイクル１２６と連結している。

また、室内熱交換器１０８と室外熱交換器１１０は２本の配管で連結されており、一方は冷却用キャピラリチューブ１１２と冷却用逆止弁１２７、ドライヤ１１４とが直列に連結され、他方は加温用キャピラリチューブ１１３と加温用逆止弁１２９とが直列に連結されている。

ここで、冷却用逆止弁１２７はドライヤ１１４から冷却用キャピラリチューブ１１２に冷媒が流れる方向を正方向とし、冷却用キャピラリチューブ１１２からドライヤ１１４へ向かう逆方向には冷媒が流れないように設置される。また、加温用逆止弁１２８は加温用キャピラリチューブ１１３から室外熱交換器１１０へ冷媒が流れる方向を正方向とし、室外熱交換器１１０から加温用キャピラリチューブ１１３へ向かう逆方向には冷媒が流れないように設置される。

また、断熱区画された貯蔵室１０４の前面には自動販売機への商品の投入時などに開閉を行う扉１２９を設けている。

次に、冷温用圧縮機１０６の構成について説明する。

圧延鋼板を深絞りにより成形してなるすり鉢状の下容器１３０と逆すり鉢状の上容器１３１を係合し、係合部分を全周溶接して密閉容器１３２が形成される。密閉容器１３２の下部には、冷凍機油１３４として鉱油を貯留しているとともに、電動圧縮要素１４０が配置されている。電動圧縮要素１４０は、密閉容器１３２の底部にコイルばね１４２を介して弾性支持されている。

電動圧縮要素１４０は、ブロック１４４の下方に固定されインバータ駆動回路（図示せず）とつながっている固定子１４６と、永久磁石を内蔵し主軸部１４８の下方に固定された回転子１５０から構成され、インバータ駆動用の電動モータを形成しており、インバータ駆動回路によって、商用電源周波数で運転される冷却用圧縮機１２０とは常に異なる運転周波数で駆動される。

また、電動圧縮要素１４０は、シリンダ１５２を形成するブロック１４４と、シリンダ１５２のボア孔１５３内に往復自在に嵌入されたピストン１５４と、ブロック１４４の軸受１５６に軸支される主軸部１４８と偏芯軸部１５８からなるクランクシャフト１６０と、偏芯軸部１５８とピストン１５４を連結するコンロッド１６２とを備えており、クランクシャフト１６０の回転運動がピストン１５４の往復運動に変換される。

また、ピストン１５４とボア孔１５３内とで形成される圧縮室１６３の空間体積が、ピストン１５４の往復運動により増減変化することで、密閉容器１３２内の内部空間に充満している冷媒は、吸入マフラー１６４の吸入口１６５から吸込まれ、圧縮室１６３内にて吸入、圧縮された後、吐出細管１６９、密閉容器１３２に備えられた吐出配管である吐出チューブ１７０を経て、密閉容器１３２外に吐出される。

また、圧縮室１６３は密閉容器１３２の長手方向の中心線１３２ａよりも一体型熱交換器１９０から離れた位置に配置されている。

また、一体型熱交換器１９０と直結される吐出配管は密閉容器１３２の長手方向の中心線１３２ａに対して圧縮室１６３と逆側に配置されている。

さらに、冷却用圧縮機１２０も冷温用圧縮機１０６と同様に密閉容器１８０の下部には冷凍機油（図示せず）として鉱油を貯留しているとともに、電動圧縮要素１８２が配置されている。電動圧縮要素１８２は、密閉容器１８０の底部にコイルばね（図示せず）を介して弾性支持され、ピストン１８４がシリンダ１８６内を往復自在に嵌入された往復動型の構成としている。

また、冷媒の圧縮作用が行われる圧縮室１８６ａはこのピストン１８４とシリンダ１８６から形成されており、密閉容器１８０の長手方向の中心線１８０ａよりも一体型熱交換器１９０から離れた位置に配置されている。

また、一体型熱交換器１９０と直結される吐出配管は密閉容器１８０の長手方向の中心線１８０ａに対して圧縮室１８６ａと逆側に配置されている。

このように、本実施の形態の冷却用圧縮機１２０および冷温用圧縮機１０６は、密閉容器１３２，１８０の内部空間が冷却加温サイクル１１５および冷却サイクル２２６の低圧側となり、電動圧縮要素によって圧縮が行われた後の冷媒経路が冷却加温サイクル１１０の高圧側となるような内部低圧型の圧縮機である。

ここで、冷温用圧縮機１０６のピストン１５４往復方向と冷却用圧縮機１２０のピストン１８４往復方向は同一延長線上を避けて、たとえば略平行となるようにするとともに、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０のピストン１５４、１８４を自動販売機の背面側に位置するように設置している。

よって、一体型熱交換器１９０のフィンは図３（ｂ）のように長手方向に蛇行して配管が設置されていると共に、配管と直角にフィン１９０ａが配設されているので、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０の往復動方向と一体型熱交換器１９０に備えられたフィン１９０ａとはそれぞれ略平行になるように配置されている。

さらに、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０のピストン１５４、１８４往復方向に対して略直交方向に室外熱交換器１１０および凝縮器１２５からなる一体型熱交換器１９０の長手方向を位置させている。

冷却加温切替室１０１を冷却する場合、図１において点線矢印で示すように、冷温用圧縮機１０６から吐出された冷媒は、四方弁１１１を通り、室外熱交換器１１０で凝縮液化する。室外熱交換器１１０から出た液冷媒はドライヤ１１４、冷却用逆止弁１２７を経て冷却用キャピラリチューブ１１２で減圧されて、室内熱交換器１０８へ供給される。そして、室内熱交換器１０８で蒸発した冷媒が四方弁１１１を通り、冷温用圧縮機１０６へ還流する。

このとき、例えば外気温度３０℃でプルダウンする場合は、通常３００Ｗ程度で冷却する必要がある。この場合、冷温用圧縮機１０６は蒸発温度−３０℃程度、凝縮温度５０℃程度の圧力条件において高回転で連続運転するように制御される。そして冷却加温切替室１０１内の温度が下降するに伴って、冷温用圧縮機１０６の回転数を順次低下させて能力調整を行う。

次に、冷却加温切替室１０１を加温する場合、図１において実線矢印で示すように、冷温用圧縮機１０６から吐出された冷媒は、四方弁１１１で流路を切り換えて室内熱交換器１０８で凝縮液化する。室内熱交換器１０８から出た液冷媒は加温用キャピラリチューブ１１３で減圧されて、加温用逆止弁１２８を経て室外熱交換器１１０へ供給される。そして、室外熱交換器１１０で蒸発した冷媒が四方弁１１１で流路を切り換えて冷温用圧縮機１０６へ還流する。

このとき、例えば外気温度１５℃でプルアップする場合は、通常４００Ｗ程度で加温する必要がある。この場合、冷温用圧縮機１０６は蒸発温度５℃程度、凝縮温度６５℃程度の圧力条件において連続運転するように制御される。そして冷却加温切替室１０１内の温度が上昇するに伴って、冷温用圧縮機１０６の回転数を順次低下させて能力調整を行う。

一方冷却サイクル１２６においては、冷却用圧縮機１２０から吐出された冷媒は、凝縮器１２５で凝縮液化する。凝縮器１２５から出た液冷媒はそれぞれ膨張弁１２３、第二の膨張弁１２４で減圧されて蒸発器１２１、第二の蒸発器１２２へ供給される。そして、蒸発器１２１、第二の蒸発器１２２で蒸発した冷媒が冷却用圧縮機１２０へ還流する。

このとき、冷却専用室１０２、第二の冷却専用室１０３のうち所定の温度に達した貯蔵室１０４は、当該する膨張弁１２３、第二の膨張弁１２４を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室４が所定の温度に達すると冷却用圧縮機１２０の運転を停止する。

ここで、冷温用圧縮機１０６とともに冷却用圧縮機１２０が稼動すると、冷却サイクル１２６と連結しているパス周辺のフィン１９０ａ温度は高温になる。そのため、冷却加温サイクル１１５の加温時と冷却サイクル１２６が同時に稼動した場合には、室外熱交換器１１０および凝縮器１２５のフィンでありすなわち一体型熱交換器１９０のフィン１９０ａを介してカスケード熱交換することができる一体型熱交換器１９０によって熱交換が行われるとともに、凝縮器１２５により暖められた大気を蒸発器として作用する室外熱交換器１１０に吸い込ませることができ、０℃〜１０℃程度の高蒸発温度で冷却加温サイクル１１５を稼動することが可能となる。これにより冷却加温サイクル１１５の圧縮比を低減でき、冷温用圧縮機１０６の効率向上が図れ、消費電力量を削減することができる。

また本実施の形態においては、冷温用圧縮機１０６を断熱カバー１０５内に設置しているため、低外気温時に冷温用圧縮機１０６全体の温度低下を防止することができる。従って、冷温用圧縮機１０６の吸入ガス温度の低下を防ぐことができるため、冷温用圧縮機１０６の効率低下を防止して冷却加温サイクル１１５の高いサイクル効率を維持することができる。

さらに本実施の形態では、図３（ａ）に実線矢印で示すような風路を形成して凝縮器１２５から放熱するようにしているが、冷温用圧縮機１０６は断熱カバー１０５内に設置されているため、風路の影響を受けず全体の温度低下が抑制され、さらに高いサイクル効率を維持することができる。

また、２パスのフィンチューブ熱交換器で構成されている室外熱交換器１１０および凝縮器１２５からなる一体型熱交換器１９０は、フィン１９０ａを介して一体化しているため、冷却加温サイクル１１５および冷却サイクル１２６とそれぞれの配管からの振動の影響を受ける。

特に、従来の自動販売機において一般的に搭載されていたロータリ型やスクロール型といった内部高圧型の圧縮機では、電動圧縮要素が密閉容器に直接固着されるため、圧縮に伴う振動が密閉容器へ直接伝達するため、振動が大きくなり、配管の振動も大きくなる傾向がある為、２台の圧縮機を１つの熱交換器で共用する場合には、これらの振動に起因する配管の折損が懸念されていた。

特に、圧縮負荷が非常に大きくなる加温条件では、圧縮に伴う振動がより増大するため、さらに振動に起因する信頼性の低下が問題となる。

しかしながら本実施の形態によれば、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０は内部低圧型で、電動圧縮要素１３０が密閉容器１２２に対してコイルばね１３２等の弾性部材によって弾性支持されている往復動型圧縮機としたものであり、それぞれのピストン１４４、１８４の往復運動により発生する電動圧縮要素１３０、１８２の振動が密閉容器１３２、１８０へ直接伝播せず、コイルばね１３２により低減できるため、配管への振動伝達を低減できることとなり、２台の圧縮機の配管が一つの室外熱交換器２１０および凝縮器２２５と連結している場合であっても、配管の振動を抑制して配管の折損を防止できるため、振動に起因する信頼性の低下を防ぐことができ、この室外熱交換器２１０および凝縮器２２５からなる一体型熱交換器１９０の高効率面のメリットを十分に生かすことができる。

さらに、本実施の形態の冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０は電動圧縮要素の中でも電動モータが下部で、冷媒の圧縮を行う為に振動が大きくなるピストン１４４、１８４および圧縮室１６３，１８６ａが上部に配置されているため、圧縮機の振動源である圧縮室が電動圧縮要素１３０を密閉容器へ弾性支持するコイルばねからより離れており、さらに振動の低減を図ることが可能となる。

よって、振動に起因する信頼性の低下を防ぎ信頼性が高い自動販売機を提供することができるとともに、高い熱交換能力を実現した高品位の自動販売機を提供することができる。

さらに冷温用圧縮機１０６と冷却用圧縮機１２０はそれぞれのピストン１５４、１８４の往復方向を同一延長線方向を避けて、たとえば略平行となるようにすることで、２台の圧縮機の往復動方向が同一延長線上に位置しない為、振動発生源であるピストン２５４の往復運動に起因する振動が２つの圧縮機で共振もしくは増幅されることを防ぎ、複数の往復動型圧縮機を近傍に配置する場合の異常振動による配管折れ等の信頼性低下を防ぐことができる。

一体型熱交換器１９０のフィン１９０ａは図３（ｂ）のように長手方向に蛇行して配管が設置されていると共に、配管と直角にフィン１９０ａが配設されているので、一体型熱交換器１９０は長手方向に対しては配管が直線的に配置されており、冷温用圧縮機１０６や冷却用圧縮機１２０の振動のうちピストン１５４、１８４の往復動方向の振動が一体型熱交換器１９０に伝達された場合でも、一体型熱交換器１９０の長手方向よりも短い方向の方が弾性を有しているため、振動を吸収することができ、圧縮機から接続された配管等の折損をより防ぐことができる。

また、冷温用圧縮機２０６と冷却用圧縮機２２０のそれぞれのピストン１５４、１８４を自動販売機の背面側に位置するように設置するとともに、ピストン１５４、１８４往復方向に対して略直交方向に室外熱交換器１１０および凝縮器１２５の長手方向を位置させていることで、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０の往復動方向と室外熱交換器１１０からなる一体型熱交換器１９０に備えられたフィン１９０ａとはそれぞれ略平行になるように配置されているため、図３（ａ）の矢印に示した風路のように自動販売機の背面側から扉１２９側への風路が形成しやすく、かつ冷温用圧縮機１０６や冷却用圧縮機１２０の振動のうち往復動方向の振動が伝達された場合でも、フィン１９０ａの配置方向と略平行方向で振動する為、フィン１９０ａが振動に伴う周辺の空気抵抗を受けにくく、フィン１９０ａからの振動や騒音を低減することができる。

また冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０の振動源となる圧縮室１６３，１８６ａは、圧縮機の密閉容器１３２，１８０の長手方向における中心線１３２ａ，１８０ａよりも一体型熱交換器１９０から遠い側に配置されているので、圧縮作用を行う為に圧縮機の振動源となる圧縮室１６３，１８６ａを一体型熱交換器１９０からより離すことができるので、一体型熱交換器１９０へと伝達する振動をより低減することができる。

さらに、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０一体型熱交換器１９０と直結される吐出配管は密閉容器１３２，１８０の長手方向の中心線１３２ａ，１８０ａに対して圧縮室１６３，１８６ａと逆側に配置されているので、振動源である圧縮室１６３，１８６ａから離れている為に、より振動の小さくなる側の密閉容器１３２，１８０に吐出配管を配置することで、冷温用圧縮機１０６および冷却用圧縮機１２０から一体型熱交換器１９０への振動伝達をさらに低減することが可能である。

また、冷媒が圧縮される際に発生する振動が２つのパスを介して室外熱交換器１１０および凝縮器１２５のフィンへ伝達し、フィンの振動に起因する異常音の発生を防止できるので、低騒音、低振動の自動販売機を提供することができる。

加えて、冷温用圧縮機１０６と冷却用圧縮機１２０は常に異なる運転周波数にて運転されるため、常に圧力脈動の主成分となる周波数も異なることになる。従って、冷却加温サイクル１１５と冷却サイクル１２６における配管振動が共振して振動が増大することを防ぐことができ、自動販売機の振動伝達を低減することができる。

さらに、本実施の形態の冷温用圧縮機１０６の脚１７２と弾性部材１７４との当接面Ａは密閉容器１３２の下端面１３２ｂよりも上方に位置しているため、冷温用圧縮機１０６の上下方向の重心Ｂと、冷温用圧縮機１０６の脚１７２と脚１７２を弾性支持する弾性部材１７４との当接面Ａとの距離Ｃは、冷温用圧縮機１０６の上下方向の重心Ｂと密閉容器１３２の下端面１３２ｂとの距離Ｄよりも短くなっている。

これによって、冷温用圧縮機１０６の振動の振幅は、重心Ｂ付近が最も小さく重心Ｂから離れるにつれて振動が大きくなることから、冷温用圧縮機１０６のより重心Ｂに近い部分に脚１７２と弾性部材１７４との当接面Ａを位置させることにより、冷温用圧縮機１０６全体の振動を低減することができるので、さらに、自動販売機への振動伝達を低減できることとなり、不快な振動や、振動に起因する騒音発生の無い高品位の自動販売機を提供することできる。

なお、本実施の形態においては圧縮機の重心と、脚と弾性部材との当接面との位置関係を冷温用圧縮機１０６について規定したが、冷却用圧縮機１２０について同様に規定してもよい。

すなわち、上述のような圧縮機の振動伝達に関わる各低減手段については、載置された２つの圧縮機である冷温用圧縮機１０６、冷却用圧縮機１２０のいずれにも採用することで効果は高まるが、一体型熱交換器１９０との配置関係において、収容設置する機械室のスペースと一体型熱交換器１９０の外形の大きさ等の条件によって、予め直接的な影響が少ない相対配置関係（たとえば、圧縮機のピストンの往復動方向の延長線が、一体型熱交換器１９０の長手方向の延長線とは交わるが、直接の外形範囲内からは外れている場合など）になることも考えられるので、冷温用圧縮機１０６もしくは冷却用圧縮機１２０の少なくとも一方に上述の各低減手段を用いれば合理的な対応が可能である。特に、冷凍能力カバー範囲が大きくなり、発生する振動が量，質ともに多様になりやすい冷温用圧縮機１０６の方に対策を施せばより有効である。

また、本実施の形態では、冷温用圧縮機１０６には冷媒としてＲ６００ａが封入されているので、冷却／加温を単一の圧縮機で実現した場合でも、高圧圧力が非常に小さいＲ６００ａを用いることで、圧縮機内部での耐荷重性や高圧配管の耐久性を確保でき、また圧縮機内部の温度上昇も抑えることができる。

さらに、冷却加温サイクルが加温運転時の最高運転回転数が冷却運転時の最高運転回転数より低いものとすると、冷却加温サイクルの運転条件の中でも最も高圧圧力が高くなる為に圧縮機の信頼性上において厳しい条件となる加温運転時において、インバータ圧縮機の最高運転回転数を、冷却運転時の最高運転回転数より低くすることで、加温運転時における信頼性をより向上させることが可能となる。

また、本実施の形態では、冷温用圧縮機１０６の密閉容器１３２内の圧力が冷却加温サイクル１１５の低圧圧力と同等である内部低圧型としたものであり、密閉容器１３２の内部が高圧型の場合に比べて冷凍機油１３４への冷媒の溶解量を少なくすることができるので、可燃性冷媒であるＲ６００ａの冷却加温サイクル１１５への封入量を抑制することができるため、安全性を高めることができる。

さらに、本実施の形態では、冷却用圧縮機１２０も冷温用圧縮機１０６と同様に内部低圧型としたものであり、冷却サイクル１２６にも可燃性冷媒であるＲ６００ａを適用すれば、Ｒ６００ａの封入量を冷却加温サイクル１１５と同様に抑制できるので、より安全性を高めることができることは言うまでもない。

以上のように、本実施の形態では、適用製品として冷却または加温可能な自動販売機を対象としたが、特徴となる主要構成は加温可能な冷凍装置としての形態であればよく、したがって適用製品も自動販売機に限定されない。さらには、特定の構成と条件を限定すれば圧縮機としても特徴を有するものとなる。

なお、本実施の形態において、冷却加温サイクルという表現は冷却／加温サイクルもしくは冷却・加温サイクルの意味であり、冷却加温切替室という表現は冷却／加温切替室もしくは冷却・加温切替室の意味であり、また、冷温用圧縮機という表現は冷却／加温用圧縮機もしくは冷却・加温用圧縮機という意味である。

以上のように、本発明にかかる自動販売機は、大幅な消費電力低減が図れ、かつ信頼性が高いので、ショーケースやカップ自販機等に適用できる。

本発明の実施の形態１における自動販売機の冷媒回路図同実施の形態における冷凍サイクルを構成する冷凍装置の斜視図（ａ）同実施の形態における自動販売機の上方から見た冷温用圧縮機および冷却用圧縮機の平面断面図（ｂ）同実施の形態における一体型熱交換器の要部概略図同実施の形態における冷温用圧縮機の縦断面図従来の自動販売機の冷媒回路図

符号の説明

１０６冷温用圧縮機
１０８室内熱交換器
１１０室外熱交換器
１１２冷却用キャピラリチューブ
１１３加温用キャピラリチューブ
１１５冷却加温サイクル
１２０冷却用圧縮機
１２１蒸発器
１２３膨張弁
１２５凝縮器
１２６冷却サイクル
１３２，１８０密閉容器
１３２ａ，１８０ａ中心線
１３２ｂ下端面
１６３，１８６ａ圧縮室
１７２脚
１７４弾性部材
１９０一体型熱交換器

Claims

冷却運転を行う冷却用の冷却サイクルと、冷却運転および加温運転とを切替可能な冷却加温サイクルと、前記冷却サイクルに備えられた冷却用圧縮機と、前記冷却加温サイクルに備えられた冷温用圧縮機とを備え、前記冷却サイクルは前記冷却用圧縮機と凝縮器と膨張機構と蒸発器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成し、前記冷却加温サイクルは冷温用圧縮機と室外熱交換器と膨張機構と室内熱交換器とを順に備えて一連の冷媒流路を形成したものであり、前記冷却用圧縮機および前記冷温用圧縮機は、密閉容器に対して電動圧縮要素が弾性支持されているとともに密閉容器の内部空間が低圧側となる内部低圧型圧縮機とし、前記冷温用圧縮機は複数の運転周波数で運転するインバータ圧縮機とした自動販売機。
冷却サイクルと冷却加温サイクルとは冷媒流路は独立したままで前記冷却サイクルの凝縮器と前記冷却加温サイクルの室外熱交換器の少なくとも一部を一体化している一体型熱交換器を備えた請求項１に記載の自動販売機。
冷却用圧縮機および冷温用圧縮機は、密閉容器内にコイルばねを介して電動圧縮要素を弾性支持するものであって、前記電動圧縮要素はシリンダを形成するブロックと、前記シリンダ内で往復運動するピストンとを備えた往復動型である請求項１または２に記載の自動販売機。
冷却用圧縮機および冷温用圧縮機のピストンの往復動方向が、同一延長線上となることを避けて配置された請求項３に記載の自動販売機。
冷却用圧縮機および前記冷温用圧縮機の少なくとも一方のピストンの往復動方向が、一体型熱交換器の長手方向と略直交するように配置された請求項３または４に記載の自動販売機。
冷却用圧縮機および前記冷温用圧縮機の少なくとも一方に備えられたピストンとシリンダからなる圧縮室は、圧縮機の密閉容器の長手方向における中心線よりも一体型熱交換器から遠い側に配置された請求項５に記載の自動販売機。
冷却用圧縮機および前記冷温用圧縮機の少なくとも一方は、密閉容器の下部に固設された複数個の脚に備えられた弾性部材を介して弾性的に設置されたものであって、圧縮機の上下方向の重心と前記脚と前記弾性部材との当接面との距離を、圧縮機の上下方向の重心と前記密閉容器の下端面との距離よりも短くした請求項１から６のいずれか一項に記載の自動販売機。