JP2008217663A - 自動販売機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却と加温を切り替えて利用する冷却加温サイクルにおいて、機器の省エネルギー化を図ることを目的とする。
【解決手段】圧縮機９と、ホット／コールド切替室１内に設置された切替室蒸発器４および切替室凝縮器５と、コールド室２内に設置された蒸発器６と、商品収納庫の外に設置された室外凝縮器８と、切替室凝縮器５と室外凝縮器８とを接続する配管に設置され、冷媒通過時に減圧する抵抗器１３と、圧縮機出口配管１８と抵抗器出口配管２０と切替室凝縮器入口配管１９と室外熱交換器入口配管２６とを接続する四方弁２５とを備えることにより、ホット／コールド切替室１の冷却と加温を切り替えるための切替弁の数を削減して、コストの削減を図ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、缶飲料などの商品を冷却あるいは加温して販売する自動販売機において、冷却によって生じる廃熱を利用して同時に加温を行う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て同時に加温を行う自動販売機が提案されている（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６は従来の自動販売機の冷媒回路図、図７は従来の自動販売機の冷媒のモリエル線図である。

図６に示すように、従来の自動販売機は、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３からなる貯蔵室を備え、ホット／コールド切替室１内に設置されたフィンチューブ熱交換器である切替室蒸発器４、ホット／コールド切替室１内に設置されたフィンチューブ熱交換器である切替室凝縮器５、コールド専用室２内に設置された蒸発器６、第二のコールド専用室２内に設置された第二の蒸発器７、貯蔵室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システムを有する。

また、膨張弁Ａ１０、膨張弁Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２、抵抗器１３はそれぞれ通過する冷媒の圧力を低下するとともに閉止機能を有したものであり、開閉弁Ａ１４、開閉弁Ｂ１５、開閉弁Ｃ１６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従来の自動販売機について、以下その動作を説明する。

ホット／コールド切替室１を冷却する場合、開閉弁Ａ１４と開閉弁Ｃ１６を開とし、開閉弁Ｂ１５と抵抗器１３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Ａ１０、膨張弁Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２で減圧されて、切替室蒸発器４、蒸発器６、第二の蒸発器７へ供給される。そして、切替室蒸発器４、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、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内、所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁Ａ１０、膨張弁Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２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、ホット／コールド切替室１を加温する場合、開閉弁Ａ１４と開閉弁Ｃ１６および膨張弁Ａ１０を閉とし、開閉弁Ｂ１５と抵抗器１３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、切替室凝縮器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Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２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。

このとき、冷媒は図６のモリエル線図に示した状態となる。図６において、横軸は冷媒のエンタルピー、縦軸は冷媒の圧力である。また、図６において、Ａ点は圧縮機９の吸込み冷媒の状態、Ｂ点は圧縮機９の吐出冷媒の状態、Ｃ点は切替室凝縮器５の出口の状態、Ｄ点は抵抗器１３の出口の状態、Ｅ点は室外熱交換器８の出口の状態、Ｆ点は膨張弁Ｂ１１と膨張弁Ｃ１２の出口の状態である。

ここで、蒸発器６と第二の蒸発器７の圧力はＰ１、切替室凝縮器５の圧力はＰ２、室外熱交換器８の圧力はＰ３であり、並列に接続された蒸発器６と第二の蒸発器７の蒸発温度はほぼ同一となるが、抵抗器１３を介して直列に接続された切替室凝縮器５は、室外熱交換器８よりも高い圧力を維持することができるとともに、過熱蒸気が通過するため高い吹き出し空気温度を実現することができる。

このとき、図６において圧縮機９の仕事量（ｈ３−ｈ２）に対して、冷却仕事（ｈ２−ｈ１）と加温仕事（ｈ３−ｈ４）を同時に行うので、ヒータを用いて加温仕事（ｈ３−ｈ４）を行う場合に比べて、効率の高い運転が実現できる。

また、室外熱交換器８の凝縮圧力を切替室凝縮器５よりも低下させたので、室外熱交換器８の出口のエンタルピーをｈ１’からｈ１に下げることができ、比較的大きい冷却仕事（ｈ２−ｈ１）を実現することでより効率の高い運転が実現できた。

この結果、低外気温時において室外熱交換器８の凝縮圧力が下がった場合でも、切替室凝縮器５は比較的高い凝縮温度や凝縮圧力を維持することができ、ホット／コールド切替室１を効率よく加温することができるので、冬場に低外気温となる地域にも廃熱を利用した効率の高い自動販売機を適用することができる。

また、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内、所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁Ｂ１０、膨張弁Ｃ１１を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機９の運転を停止する。
特開２００５−２２７８３３号公報

しかしながら、上記従来の構成では、ホット／コールド切替室の冷却と加温を切り替えるための開閉弁が３つ必要であり、システムのコストが増加するという課題があった。

本発明は、従来の課題を解決するもので、ホット／コールド切替室の冷却と加温を切り替えるために必要な開閉弁の数を減らすことで、安価な自動販売機を提供することを目的とする。

また、上記従来の構成で、ホット／コールド切替室内に２つのフィンチューブ熱交換器を有していると仮定した場合は、庫内スペースが減少し、商品を収納するスペースが狭くなってしまうという課題があった。

本発明の他の目的は、従来の課題を解決するもので、切替室蒸発器と切替室凝縮器の占めるスペースを小さくすることで、ホット／コールド切替室の商品収納スペースを増加させ、商品収納効率の高い自動販売機を提供することである。

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、複数の商品収納庫を有し、商品収納庫内の内少なくとも１室をコールド専用室とし、商品収納庫内の内少なくとも１室をホット／コールド切替室とした自動販売機において、圧縮機と、ホット／コールド切替室内に設置された切替室蒸発器および切替室凝縮器と、コールド室内に設置された蒸発器と、商品収納庫の外に設置された室外凝縮器と、切替室凝縮器と室外凝縮器とを接続する配管に設置され、冷媒通過時に減圧する抵抗器と、圧縮機の出口配管と切替室凝縮器の入口配管と室外凝縮器の入口配管とを接続する第一切替弁と、切替室凝縮器の出口配管と抵抗器の入口配管と切替室蒸発器とを接続する第二切替弁とを備え、ホット／コールド切替室を冷却する場合には、切替室凝縮器の出口配管と切替室蒸発器を連通するように第二切替弁を開放して、圧縮機から吐出された冷媒を第一切替弁を介して室外凝縮器で凝縮させた後、切替室蒸発器と蒸発器に供給するとともに、ホット／コールド切替室を加温する場合には、切替室凝縮器の出口配管と抵抗器を連通するように第二切替弁を開放して、圧縮機から吐出された冷媒を第一切替弁を介して切替室凝縮器で一部を凝縮させてから、抵抗器を通って室外凝縮器に供給して再度凝縮させた後、蒸発器に流すことを特徴とするものである。

これによって、ホット／コールド切替室の冷却と加温を切り替えるために必要な開閉弁を無くすことができ、システムのコストを低減できる。

また、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、ホット／コールド切替室内に空気を撹拌する切替室ファンと、フィンチューブ熱交換器で構成した切替室蒸発器と、スパイラルフィンチューブ熱交換器で構成した切替室凝縮器を備え、フィンチューブ熱交換器は切替室ファンの吸い込み側に設置し、スパイラルフィンチューブ熱交換器は切替室ファンとフィンチューブ熱交換器の間の吸い込みチャンバー内に設置することを特徴とするものである。

これによって、切替室凝縮器を庫内の吸い込みチャンバー内に設置することができ、庫内スペースの減少を抑制することができる。

本発明の自動販売機は、ホット／コールド切替室の冷却と加温を切り替える場合に必要な弁の数を減らすことで、システムのコストを低減できる。

また、切替室凝縮器を庫内の吸い込みチャンバー内に設置することにより、庫内スペースの減少を抑制することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、複数の商品収納庫を有し、商品収納庫内の内少なくとも１室をコールド専用室とし、商品収納庫内の内少なくとも１室をホット／コールド切替室とした自動販売機において、圧縮機と、ホット／コールド切替室内に設置された切替室蒸発器および切替室凝縮器と、コールド室内に設置された蒸発器と、商品収納庫の外に設置された室外凝縮器と、切替室凝縮器と室外凝縮器とを接続する配管に設置され、冷媒通過時に減圧する抵抗器と、圧縮機の出口配管と切替室凝縮器の入口配管と室外凝縮器の入口配管とを接続する第一切替弁と、切替室凝縮器の出口配管と抵抗器の入口配管と切替室蒸発器とを接続する第二切替弁とを備え、ホット／コールド切替室を冷却する場合には、切替室凝縮器の出口配管と切替室蒸発器を連通するように第二切替弁を開放して、圧縮機から吐出された冷媒を第一切替弁を介して室外凝縮器で凝縮させた後、切替室蒸発器と蒸発器に供給するとともに、ホット／コールド切替室を加温する場合には、切替室凝縮器の出口配管と抵抗器を連通するように第二切替弁を開放して、圧縮機から吐出された冷媒を第一切替弁を介して切替室凝縮器で一部を凝縮させてから、抵抗器を通って室外凝縮器に供給して再度凝縮させた後、蒸発器に流すことを特徴とする自動販売機であるので、ホット／コールド切替室の冷却と加温を切り替える場合に必要な弁の数を減らすことでシステムのコストを低減できる。

本発明の請求項２に記載の発明は、複数の商品収納庫を有し、商品収納庫内の内少なくとも１室をコールド専用室とし、商品収納庫内の内少なくとも１室をホット／コールド切替室とした自動販売機において、圧縮機と、ホット／コールド切替室内に設置された切替室蒸発器および切替室凝縮器と、コールド室内に設置された蒸発器と、商品収納庫の外に設置された室外凝縮器と、切替室凝縮器と室外凝縮器とを接続する配管に設置され、冷媒通過時に減圧する抵抗器と、圧縮機の出口配管と抵抗器の出口配管と切替室凝縮器の入口配管と室外凝縮器の入口配管とを接続する四方弁とを備え、ホット／コールド切替室を冷却する場合には、圧縮機から吐出された冷媒を四方弁を介して室外凝縮器で凝縮させた後、切替室蒸発器と蒸発器に供給するとともに、ホット／コールド切替室を加温する場合には、圧縮機から吐出された冷媒を四方弁を介して切替室凝縮器で一部を凝縮させてから、抵抗器および四方弁を通って室外凝縮器に供給して再度凝縮させた後、蒸発器に流すことを特徴とする自動販売機であるので、ホット／コールド切替室の冷却と加温を切り替える場合に必要な弁の数を減らすことでシステムのコストを低減でき、さらにホット／コールド切替室を冷却するときに、抵抗器から第二切替弁までの配管を低圧に維持でき、冷媒封入量を低減することができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、内部に四方弁内第一流路を構成する四方弁本体と、四方弁本体内部に開口した第一入口配管と、第二入口配管と、第一出口配管と、第二出口配管と、四方弁本体内で移動することにより、第二入口配管と第一出口配管、または第二入口配管と第二出口配管を連通して四方弁内第二流路を構成するとともに、四方弁内第一流路と四方弁内第二流路を仕切るように構成された四方弁内流路とからなる四方弁を備え、第一入口配管と圧縮機の出口配管を接続し、第二入口配管と抵抗器出口配管を接続することを特徴とする自動販売機であるので、ホット／コールド切替室を加温する場合に四方弁の第二流入圧力を第一流入圧力よりも低くすることで、四方弁内第二流路のシール性を向上することができ、四方弁の漏れによる性能低下を防ぐことができる。

本発明の請求項４に記載の発明は、切替室蒸発器と切替室凝縮器を接続する低圧バランス弁を備え、ホット／コールド切替室を加温する場合には、低圧バランス弁を閉塞し、ホット／コールド切替室を冷却する場合には、低圧バランス弁を開放することを特徴とする自動販売機であるので、ホット／コールド切替室を冷却する場合に四方弁の第二流入圧力を第一流入圧力よりも低くすることで、四方弁内第二流路のシール性を確保することができ、四方弁の漏れによる性能低下を防ぐことができる。

本発明の請求項５に記載の発明は、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、ホット／コールド切替室内に空気を撹拌する切替室ファンと、フィンチューブ熱交換器で構成した切替室蒸発器と、スパイラルフィンチューブ熱交換器で構成した切替室凝縮器を備え、フィンチューブ熱交換器は切替室ファンの吸い込み側に設置し、スパイラルフィンチューブ熱交換器は切替室ファンとフィンチューブ熱交換器の間の吸い込みチャンバー内に設置することを特徴とする自動販売機であるので、切替室凝縮器を切替室蒸発器と切替室ファンの間に設置しても、フィンにより風の方向が規制されることはなく、切替室凝縮器全体に風を流すことができ、庫内スペースの減少を抑制することができる。

以下、本発明による自動販売機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、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による自動販売機の冷媒回路図である。

図１に示すように、本実施の形態の自動販売機は、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３からなる貯蔵室を備え、ホット／コールド切替室１内に設置されたフィンチューブ熱交換器である切替室蒸発器４、ホット／コールド切替室１内に設置されたフィンチューブ熱交換器である切替室凝縮器５、コールド専用室２内に設置された蒸発器６、第二のコールド専用室３内に設置された第二の蒸発器７、貯蔵室の外に設置された室外熱交換器（室外凝縮器）８及び圧縮機９で構成された冷却加温システムを有する。

室外熱交換器８と切替室蒸発器４の間には膨脹弁Ａ１０が、室外熱交換器８と蒸発器６の間には膨脹弁Ｂ１１が、室外熱交換器８と第２の蒸発器７の間には膨脹弁Ｃが設置されており、通過する冷媒の圧力を低下させるとともに閉止機能も有している。

第一切替弁１７は圧縮機吐出配管１８と切替室凝縮器入口配管１９と抵抗器出口配管２０を接続してその流路を切り替える。また第二切替弁２１は切替室凝縮器出口配管２２と圧縮機吸込配管２３と抵抗器入口配管２４を接続して流路を切り替える。

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。

ホット／コールド切替室１を冷却する場合、第一切替弁１７を切り替えて圧縮機吐出配管１８と抵抗器出口配管２０を連通させ、第二切替弁２１を切り替えて切替室凝縮器出口配管２２と圧縮機吸込配管２３を連通させる。

この状態で、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Ａ１０、膨張弁Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２で減圧されて、切替室蒸発器４、蒸発器６、第二の蒸発器７へ供給される。そして、切替室蒸発器４、蒸発器６、第二の蒸発器７で蒸発した冷媒が圧縮機９へ環流する。

この時、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内、所定の温度に達した貯蔵室は、該当する膨張弁Ａ１０、膨張弁Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、全ての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機９の運転を停止する。

次にホット／コールド切替室１を加温する場合、第一切替弁１７を切り替えて圧縮機吐出配管１８と切替室凝縮器入口配管１９を連通させ、第二切替弁２１を切り替えて切替室凝縮器出口配管２２と抵抗器入口配管２４を連通させるとともに、膨張弁Ａ１０を閉塞する。

この状態で、圧縮機９から吐出された冷媒は、切替室凝縮器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Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２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へ環流する。

この時、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内、所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２を閉塞して冷媒の供給を停止する。また、ホット／コールド切替室１の温度が所定の温度に達した場合には、第一切替弁１７を切り替えて圧縮機吐出配管１８と抵抗器出口配管２０を連通させ、第二切替弁２１を切り替えて切替室凝縮器出口配管２２と圧縮機吸込配管２３を連通させて、切替室凝縮器５に冷媒が流れないよう回路を切替えて蒸発器６、第二蒸発器７に流れるようにして冷却のみを行うようにしている。さらに、全ての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機９の運転を停止する。

以上のように、本実施の形態においては、従来の自動販売機に比べて切替弁の数を３個から２個に減らすことができる。これにより、切替弁のコストを削減することができる。

従って、システムのコストが低い自動販売機とすることができる。

また、凝縮器を切替室凝縮器５と室外熱交換器８の２つに分けて、内容積の関係は切替室凝縮器５の内容積の方が室外熱交換器８の内容積よりも小さくなるように構成されている。これはホット／コールド切替室１の加温時は、加温商品を約５０〜５５℃に加温する必要がある。したがって切替室凝縮器５の凝縮温度を５０〜７０℃にする必要があり、圧縮機９から吐出される高温高圧の冷媒ガスを切替室凝縮器５で５０〜７０℃に維持できるように切替室凝縮器５を小さくコンパクトに構成することで、室内側で熱交換される熱量を抑制して、凝縮温度を高めに維持させ、商品を５０〜５５℃に加温することができる。

そして下流側の室外熱交換器８で十分に熱交換させることで冷媒を冷却し、蒸発器６、第二蒸発器７での冷却効率を高めることができる。

また、５０〜５５℃に加温される商品はホット／コールド切替室１内の下部に備えた搬出手段（図示しない）に保持される最下部の商品から数段上流側に向かって配置された商品のみであるので、室外熱交換器８よりも小さく構成された切替室凝縮器５によって十分適温に加温することができ、ホット／コールド切替室１内の搬出手段の下方に、蒸発器４と並べて配置することができ、商品の収納スペースを狭めることなく配置することができる。

（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２による自動販売機の冷媒回路図、図３は同実施の形態による自動販売機の四方弁の断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図２に示すように、本実施の形態の自動販売機は、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３からなる貯蔵室を備え、ホット／コールド切替室１内に設置されたフィンチューブ熱交換器である切替室蒸発器４、ホット／コールド切替室１内に設置されたフィンチューブ熱交換器である切替室凝縮器５、コールド専用室２内に設置された蒸発器６、第二のコールド専用室３内に設置された第二の蒸発器７、貯蔵室の外に設置された室外熱交換器８及び圧縮機９で構成された冷却加温システムを有する。

室外熱交換器８と切替室蒸発器４の間には膨脹弁Ａ１０が、室外熱交換器８と蒸発器６の間には膨脹弁Ｂ１１が、室外熱交換器８と第２の蒸発器７の間には膨脹弁Ｃ１２が設置されており、通過する冷媒の圧力を低下させるとともに閉止機能も有している。

図３に示すように四方弁２５は、第一入口配管２７と第二入口配管２８と第一出口配管２９と第二出口配管３０とを有しており、第一入口配管２７及び第二入口配管２８と第一出口配管２９及び第二出口配管３０との連通を、四方弁内流路３１を移動させることにより切り替え、四方弁２５内を、第一入口配管２７から冷媒が流入する四方弁内第一流路３２と第二入口配管２８から冷媒が流入する四方弁内第二流路３３とに分割する。四方弁内流路３１の切り替え動作は、比較的安価な電磁コイル３４によって行われる。

そして、圧縮機吐出配管１８と第一入口配管２７を、抵抗器出口配管２０と第二入口配管２８を、切替室凝縮器入口配管１９と第一出口配管２９を、室外熱交換器（室外凝縮器）入口配管２６と第二出口配管３０を接続して流路を切り替える。

また、切替室凝縮器出口配管２２と圧縮機吸込配管２３の間には開閉弁Ｄ３５が設置されており、切替室凝縮器出口配管２２と圧縮機吸込配管２３の流路を開閉する。

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。

ホット／コールド切替室１を冷却する場合、四方弁２５を切り替えて圧縮機吐出配管１８と室外熱交換器入口配管２６を連通させるとともに、切替室凝縮器入口配管１９と抵抗器出口配管２０を連通させる。さらに開閉弁Ｄ３５を開き、圧縮機吸込配管２３と切替室凝縮器出口配管２２を連通する。

この状態で、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Ａ１０、膨張弁Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２で減圧されて、切替室蒸発器４、蒸発器６、第二の蒸発器７へ供給される。そして、切替室蒸発器４、蒸発器６、第二の蒸発器７で蒸発した冷媒が圧縮機９へ環流する。

そして、ホット／コールド切替室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内、所定の温度に達した貯蔵室は、該当する膨張弁Ａ１０、膨張弁Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、全ての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機９の運転を停止する。

この時、実施の形態一の自動販売機においては、ホット／コールド切替室１が冷却設定の場合には第二切替弁２１から抵抗器１３までの配管は高圧になる。これに対して本実施の形態においては、開閉弁Ｄ３５が開いていることにより、切替室凝縮器５、抵抗器１３を含む配管内は低圧とすることができ、配管内の冷媒密度を小さくすることにより滞留冷媒量を少なくすることができる。

これにより、封入冷媒量を削減でき、冷媒のコストを低減することができるとともに、冷媒にＨＣ系の可燃性冷媒を用いた際にも、万が一漏洩した場合にも漏洩冷媒量を少なくすることができるため、安全性を高めることができる。

また、四方弁内第一流路３２内の圧力に対して四方弁内第二流路３３内の圧力を低くすることができるため、四方弁内第一流路３２と四方弁内第二流路３３のシール性を高めることができる。

これにより、四方弁内第一流路３２から四方弁内第二流路３３への冷媒の漏れを防ぐことができ、室外熱交換器８を流れる冷媒循環量の低下を防ぐことができ、冷却能力の低下を防ぐことができる。

次に、ホット／コールド切替室１を加温する場合、四方弁２５を切り替えて圧縮機吐出配管１８と切替室凝縮器入口配管１９を連通させるとともに、抵抗器出口配管２０と室外熱交換器入口配管２６を連通させる。さらに、膨脹弁Ａ１０、開閉弁Ｄ３５を閉じ、圧縮機吸込配管２３と切替室凝縮器出口配管２２間を閉塞する。

この状態で、圧縮機９から吐出された冷媒は、切替室凝縮器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Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２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へ環流する。

この時、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内、所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁Ｂ１１、膨張弁Ｃ１２を閉塞して冷媒の供給を停止する。また、ホット／コールド切替室１の温度が所定の温度に達した場合には、四方弁２５を切り替えて圧縮機吐出配管１８と室外熱交換器入口配管２６を連通させるとともに、切替室凝縮器入口配管１９と抵抗器出口配管２０を連通させる。そして開閉弁Ｄ３５を開き、圧縮機吸込配管２３と切替室凝縮器出口配管２２を連通する。さらに、全ての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機９の運転を停止する。

この時、四方弁内第一流路３２から切替室凝縮器５を通った冷媒は、抵抗器１３で少なくとも０．０１ＭＰａ以上減圧された後に四方弁内第二流路３３へと流入する構成となっている。このため、四方弁内第一流路３２内の圧力に対して四方弁内第二流路３３内の圧力を低くすることができ、四方弁内第一流路３２と四方弁内第二流路３３のシール性を高めることができる。

これにより、四方弁内第一流路３２から四方弁内第二流路３３への冷媒の漏れを防ぐことができ、切替室凝縮器５及び室外熱交換器８を流れる冷媒循環量の低下を防ぐことができ、冷却、加温能力の低下を防ぐことができる。

従って、システムのコストを低減するとともに、可燃性冷媒を用いた際の安全性を高め、冷却、加温能力の低下を防ぐことにより、安価で安全性が高く、冷却、加温能力の高い自動販売機とすることができる。

なお、本実施の形態においては、切替室凝縮器入口配管１９と第一出口配管２９を、室外熱交換器入口配管２６と第二出口配管３０を接続する構成としたが、切替室凝縮器入口配管１９と第二出口配管３０を、室外熱交換器入口配管２６と第一出口配管２９を接続する構成としても同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３による自動販売機の切替室熱交換器及び切替室ファンの斜視図である。図５は図４の構成を備えた自動販売機で、ホット／コールド切替室の縦断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５に示すように、自動販売機１００は本体１０１の前面開口部に外扉１０２が開閉自在に取付けられ、外扉１０２の下部に商品取出１０３が構成されている。本体１０１内は商品を収納する収納部１０４と、収納部１０４の下方には収納部１０４の商品を搬出手段１２０によって落下させて商品取出口１０３へ運ぶシュート部１０５が本体１０１の後方から前方に向かって傾斜配置されている。

また本体１０１の下部には圧縮機９や室外熱交換器８を収納する機械室１０６が構成され、商品収納部１０４と断熱壁１０７によって上下に区画形成されている。

図５は上記のように、ホット／コールド切替室１の縦断面図であり、その冷却加温室の構成を説明すると、断熱壁１０７の上部に、ホット／コールド切替室１を冷却または加温する冷却加温室１０８が構成され、シュート部１０５によって収納部１０４と冷却加温室１０８が上下に仕切られている。

そして冷却加温室１０８内は、ホット／コールド切替室１内に空気を撹拌する切替室ファン３６を設けており、切替室ファン３６の風の流れに対して上流側に蒸発器として作用するフィンチューブ熱交換器３７を、切替室ファン３６とフィンチューブ熱交換器３７の間に凝縮器として作用するスパイラル熱交換器３８を設置している。実施例では、本体１０１の前方から後方に向かって切替室ファン３６、凝縮器として作用するスパイラル熱交換器３８、蒸発器として作用するフィンチューブ熱交換器３７の順に配置されている。

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。

切替室ファン３６は、より庫内スペースを確保するため小型のものを使用しており、フィンチューブ熱交換器３７よりも、横幅、高さともに小さくなっている。

また、切替室ファン３６の吸い込み側の風はフィンの長手方向の自由度はあるが、パイプの長手方向に風向が規制されるため、切替室ファン３６の吸い込み側の風がフィンチューブ熱交換器３７全体を流れるように、空間部として形成された吸い込みチャンバーを設け、フィンチューブ熱交換器３７との距離をある程度離している。

そして、切替室ファン３６とフィンチューブ熱交換器３７の間の吸い込みチャンバー内にスパイラル熱交換器３８を設置しているが、スパイラル熱交換器３８のフィン部は長手方向に螺旋状になって巻きつき、円状になっているとともに、スパイラル熱交換器３８の構造上パイプの長手方向に隙間が形成されるため、切替室ファン３７の吸込側の風はフィンによって規制されることはなく、スパイラル熱交換器３８の全体から図４の矢印で示したように空気を対流させることができ熱交換効率を高めることができる。

これにより、切替室ファン３６とフィンチューブ熱交換器３７の間の吸い込みチャンバー内にスパイラル熱交換器３８を設置してもフィンチューブ熱交換器３７とスパイラル熱交換器３８の全体に切替室ファン３６の風を流すことができるため、ホット／コールド切替室１内にシュート部１０５の傾斜配置に沿って、本体１０１の前方から切替室ファン３６、切替室ファン３６よりも高さ方向に背の高いスパイラル熱交換器３８、そしてスパイラル熱交換器３８よりも高さ方向と幅方向に大きいフィンチューブ熱交換器３７を前後方向に並べて置くことができるので、シュート部１０５と熱交換器との間の無効空間を低減することができ、天井面をシュート部１０５で傾斜構造に構成された冷却加温室１０８に沿う状態で２つの熱交換器を配置できるので庫内容積の減少を抑制することができる。

従って、商品収納効率の高い自動販売機とすることができる。

なお、本実施の形態に置いては、フィンチューブ熱交換器３７を蒸発器として、スパイラル熱交換器３８を凝縮器として作用させる構成としたが、フィンチューブ熱交換器３７を凝縮器として、スパイラル熱交換器３８を蒸発器として作用させる構成でも同様の効果が得られる。

また、フィンチューブ熱交換器３７は切替室ファン３６の風の流れに対して上流側に設置する構成としたが、フィンチューブ熱交換器３７を切替室ファン３６の風の流れに対して下流側に設置し、間の吸い込みチャンバー内にフィンチューブ熱交換器３８を設置する構成としても同様の効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる自動販売機は、ホット／コールド切替室の冷却と加温をより少ない切替弁で構成でき、切替室熱交換器の熱交換効率を高めることができるので、１つの貯蔵室で冷却と加温を切り替える全ての機器に適用できる。

本発明の実施の形態１による自動販売機の冷媒回路図 本発明の実施の形態２による自動販売機の冷媒回路図 本発明の実施の形態２による自動販売機の四方弁の断面図 本発明の実施の形態３による自動販売機の切替室熱交換器の斜視図 本発明のホット／コールド切替室の縦断面図 従来の自動販売機の冷媒回路図 従来の自動販売機の冷媒のモリエル線図

符号の説明

１ ホット／コールド切替室
２ コールド専用室
３ 第二のコールド専用室
６ 蒸発器
７ 第二の蒸発器
８ 室外熱交換器
９ 圧縮機
１３ 抵抗器
１７ 第一切替弁
１８ 圧縮機吐出配管
１９ 切替室凝縮器入口配管
２０ 抵抗器出口配管
２１ 第二切替弁
２２ 切替室凝縮器出口配管
２３ 圧縮機吸込配管
２４ 抵抗器入口配管
２５ 四方弁
２７ 第一入口配管
２８ 第二入口配管
２９ 第一出口配管
３０ 第二出口配管
３１ 四方弁内流路
３２ 四方弁内第一流路
３３ 四方弁内第二流路
３５ 開閉弁Ｄ
３６ 切替室ファン
３７ フィンチューブ熱交換器
３８ スパイラル熱交換器

Claims (5)

1. 複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫内の少なくとも１室をコールド専用室とし、前記商品収納庫内の少なくとも１室をホット／コールド切替室とした自動販売機において、圧縮機と、前記ホット／コールド切替室内に設置された切替室蒸発器および切替室凝縮器と、前記コールド室内に設置された蒸発器と、前記商品収納庫の外に設置された室外凝縮器と、前記切替室凝縮器と前記室外凝縮器とを接続する配管に設置され、冷媒通過時に減圧する抵抗器と、前記圧縮機の出口配管と前記切替室凝縮器の入口配管と前記室外凝縮器の入口配管とを接続する第一切替弁と、前記切替室凝縮器の出口配管と抵抗器の入口配管と前記切替室蒸発器とを接続する第二切替弁とを備え、前記ホット／コールド切替室を冷却する場合には、前記切替室凝縮器の出口配管と前記切替室蒸発器を連通するように前記第二切替弁を開放し、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記第一切替弁を介して前記室外凝縮器で凝縮させた後、前記切替室蒸発器と前記蒸発器に供給するとともに、前記ホット／コールド切替室を加温する場合には、前記切替室凝縮器の出口配管と前記抵抗器を連通するように前記第二切替弁を開放して、前記圧縮機から吐出された冷媒を第一切替弁を介して前記切替室凝縮器で一部を凝縮させてから、前記抵抗器を通って前記室外凝縮器に供給して再度凝縮させた後、前記蒸発器に流すことを特徴とする自動販売機。
2. 複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫内の少なくとも１室をコールド専用室とし、前記商品収納庫内の少なくとも１室をホット／コールド切替室とした自動販売機において、圧縮機と、前記ホット／コールド切替室内に設置された切替室蒸発器および切替室凝縮器と、前記コールド室内に設置された蒸発器と、前記商品収納庫の外に設置された室外凝縮器と、前記切替室凝縮器と前記室外凝縮器とを接続する配管に設置され、冷媒通過時に減圧する抵抗器と、前記圧縮機の出口配管と前記抵抗器の出口配管と前記切替室凝縮器の入口配管と前記室外凝縮器の入口配管とを接続する四方弁とを備え、前記ホット／コールド切替室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記四方弁を介して前記室外凝縮器で凝縮させた後、前記切替室蒸発器と前記蒸発器に供給するとともに、前記ホット／コールド切替室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒を四方弁を介して前記切替室凝縮器で一部を凝縮させてから、前記抵抗器および四方弁を通って前記室外凝縮器に供給して再度凝縮させた後、前記蒸発器に流すことを特徴とする自動販売機。
3. 内部に四方弁内第一流路を構成する四方弁本体と、前記四方弁本体内部に開口した第一入口配管と、第二入口配管と、第一出口配管と、第二出口配管と、前記四方弁本体内で移動することにより、第二入口配管と第一出口配管、または第二入口配管と第二出口配管を連通して四方弁内第二流路を構成するとともに、四方弁内第一流路と四方弁内第二流路を仕切るように構成された四方弁内流路とからなる四方弁を備え、前記第一入口配管と圧縮機の出口配管を接続し、前記第二入口配管と抵抗器出口配管を接続することを特徴とする請求項２に記載の自動販売機。
4. 切替室蒸発器と切替室凝縮器を接続する低圧バランス弁を備え、ホット／コールド切替室を加温する場合には、前記低圧バランス弁を閉塞し、ホット／コールド切替室を冷却する場合には、前記低圧バランス弁を開放することを特徴とする請求項２または３に記載の自動販売機。
5. ホット／コールド切替室内に空気を撹拌する切替室ファンと、フィンチューブ熱交換器で構成した切替室蒸発器と、スパイラルフィンチューブ熱交換器で構成した切替室凝縮器を備え、前記フィンチューブ熱交換器は前記切替室ファンの吸い込み側に設置し、前記スパイラルフィンチューブ熱交換器は前記切替室ファンと前記フィンチューブ熱交換器の間に設置することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自動販売機。

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