JP2009042886A - Vending machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、缶飲料などの商品を加温また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冷却および加温を行う冷却加温システムを有した自動販売機に関するものである。 The present invention relates to a cooling and heating system that uses a latent heat generated when a refrigerant compressed by a compressor condenses in a vending machine that sells products such as canned beverages that are heated or cooled. The present invention relates to a vending machine having a system.
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あるいは外気の熱を利用して商品が保管された貯蔵室を加温するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, demands for reducing power consumption in vending machines have increased, and as a means for reducing power consumption, heating storage rooms that store products using waste heat generated by cooling or heat from the outside air Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
以下、図面を参照しながら従来の自動販売機を説明する。 Hereinafter, a conventional vending machine will be described with reference to the drawings.
図5は従来の自動販売機の冷媒回路図である。 FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram of a conventional vending machine.
図5に示すように、従来の自動販売機は、商品を保管する貯蔵室1,2,3を備えるとともに、図面に向かって貯蔵室1、2、3は具体的には、右室1、中室2、左室3を構成し、右室1内には室内熱交換器4、中室2内には室内熱交換器5と蒸発器6が別々のパス配管で形成され、左室3内には蒸発器7が配置されている。
As shown in FIG. 5, the conventional vending machine includes
また貯蔵室1〜3の下方には機械室が構成され、内部には室内熱交換器4、5と接続される圧縮機8と、蒸発器6、7と接続される圧縮機9が備えられている。そして右室1および中室2を冷却または加温する冷却加温システムは圧縮機8、四方切替弁10、室外熱交換器11、右室1の冷却時の右室膨張弁12、中室2の冷却時の中室膨張弁13、右室1への冷媒の流路を開閉する右室電磁弁14、中室2への冷媒の流路を開閉する中室電磁弁15、そして室内熱交換器4、5が図5のように接続されている。
A machine room is formed below the
また中室2および左室3を冷却する冷却システムは、圧縮機9、凝縮器16、中室2の冷却時の中室膨張弁17、蒸発器6、左室3の冷却時の左室膨張弁18、蒸発器7を図5のように接続されている。そして凝縮器16と室外熱交換器11はフィンを共有した一体型熱交換器として形成されている。また左室3は冷却専用室であり、蒸発器7で冷却される。
The cooling system for cooling the
ここで、貯蔵室1、2は冷却と加温の切り換えが可能であり、貯蔵室1、2を冷却する場合は四方切替弁10を切替えて、冷媒は圧縮機8、室外熱交換器11を通って並列に接続された右室膨張弁12と中室膨張弁13とで減圧されて、蒸発器として作用する室内熱交換器4、5によって冷却され約3℃の冷蔵温度に保ち、加温する場合は四方切替弁10を切替えて、冷媒は圧縮機8、並列に接続された右室電磁弁14と中室電磁弁15を通って凝縮器として作用する室内熱交換器4、5によって加温され約54℃の高温に保つ。
Here, the
貯蔵室3は冷却専用であり、冷却システムによって約3℃の冷蔵温度に保つ。
The
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。 The operation of the conventional vending machine configured as described above will be described below.
全ての貯蔵室1〜3を冷却する場合、中室2は冷却加温システムと冷却システムの両方のシステムによって冷却される。
When all the
次に、右室1を加温しながら中室2と左室3を冷却する場合、中室電磁弁15を閉じて室内熱交換器5へ冷媒が流れるのを遮断し、右室電磁弁14を開放して室内熱交換器4へ冷媒が流れるように冷却加温システムの冷媒回路を形成する。
Next, when the
これによって、右室1は凝縮器として作用する室内熱交換器4によって加温され、中室2は冷却システムの蒸発器6によって、左室3は蒸発器7によって冷却される。
As a result, the
このように、冷却加温システムを備えた自動販売機においては右室1および中室2を加温する際に、庫外熱交換器11を用いて凝縮器16で発生する冷却システムの排熱と外気の熱を吸熱することで右室1と中室2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貯蔵室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。
しかしながら、上記従来の構成では、右室1を加温し、中室2と左室3を冷却する場合、中室2に備えた室内熱交換器5には冷媒が流れないように電磁弁15を閉じて不使用熱交換器としているが、このまま長時間運転していると閉塞中の電磁弁15から冷媒が漏れて冷却時に使用しない加温用の室内熱交換器5内に冷媒が滞留して、右室1の室内熱交換器4に必要な冷媒が不足し、右室1を適温に加温できないという問題が発生する。
However, in the conventional configuration, when the
また、中室2はコールド室として蒸発器6によって冷却されているため、同じ空間に配置されている不使用の室内熱交換器5は蒸発器6と同じくらい若しくは冷却時の庫内温度約3℃程度まで冷却されているため、室内熱交換器5は膨張機構13後に低圧配管となって圧縮機8に連結されていても、室外熱交換器11は凝縮器16で発生する冷却システムの排熱と外気の熱を吸熱しているので約5〜10℃程度になっており、吸入圧力が庫内圧力より低くならない場合があり、室内熱交換器5内に滞留する冷媒を回収することができない。
Further, since the
本発明は、従来の課題を解決するもので、冷却中の室内に設置され、冷却時に使用しない加温用の室内熱交換器内に冷媒が滞留することを防ぐことで、加温効率の著しい低下を防止する自動販売機を提供することを目的とする。 The present invention solves the conventional problem, and is installed in a cooling room and prevents the refrigerant from staying in a heating indoor heat exchanger that is not used during cooling, so that the heating efficiency is remarkable. It aims at providing the vending machine which prevents a fall.
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、冷却システムに対して独立するとともに、加温用膨張機構と逆止弁を介して室内熱交換器を低圧側に接続する低圧配管とを備えた加温システムを有するものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the vending machine of the present invention is independent of the cooling system and has a low pressure that connects the indoor heat exchanger to the low pressure side via a heating expansion mechanism and a check valve. And a heating system provided with piping.
これによって、冷却または加温可能な収納室で、冷却中の収納室内に設置され、冷却に使用しない加温用の室内熱交換器内に冷媒が滞留し続けることを防ぐことで、別の冷却または加温可能な収納室の加温時の加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温効率の著しい低下を防止することができる。 As a result, the storage room can be cooled or heated, installed in the cooling room, and kept in the indoor heat exchanger for heating that is not used for cooling. Alternatively, it is possible to secure a sufficient amount of refrigerant for operating the heating system at the time of heating of the storage chamber that can be heated, and to prevent a significant decrease in heating efficiency.
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、加温システムに対して独立するとともに、収納室内に設置された蒸発器と、収納室外に設置された凝縮器と、収納室内に設置された第二の凝縮器と、第二の凝縮器に接続された高低圧バランス弁と、高低圧バランス弁を介して第二の凝縮器を低圧側に接続する低圧配管とを備えた冷却システムを有するものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the vending machine of the present invention is independent of the heating system, and has an evaporator installed in the storage room, a condenser installed outside the storage room, A second condenser installed in the storage chamber, a high-low pressure balance valve connected to the second condenser, and a low-pressure pipe connecting the second condenser to the low-pressure side via the high-low pressure balance valve. It has a cooling system equipped.
これによって、加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温システムの著しい効率低下を防止することができるとともに、冷却システムの第二の凝縮器を用いて加温することで加温効率の著しい低下を防止することができる。 As a result, the amount of refrigerant necessary for operating the heating system can be secured to prevent a significant decrease in efficiency of the heating system, and heating can be performed using the second condenser of the cooling system. A significant decrease in heating efficiency can be prevented.
本発明の自動販売機は、冷却中の収納室内に設置され、冷却に使用しない加温用の室内熱交換器内に冷媒が滞留することを防ぐことで加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温効率の著しい低下を防止し、ヒートポンプシステムによる複数室の加温および冷却を適温に行うことができ、電気ヒータなどの別の加熱手段を用いて収納室を加温するのに比べて、消費電力量を削減することができる。 The vending machine of the present invention is installed in a storage room that is being cooled, and is necessary for operating a heating system by preventing refrigerant from remaining in a heating indoor heat exchanger that is not used for cooling. The amount of refrigerant can be secured to prevent a significant decrease in heating efficiency, and multiple chambers can be heated and cooled at an appropriate temperature by the heat pump system, and the storage chamber can be heated using another heating means such as an electric heater. It is possible to reduce the amount of power consumption as compared with the case of doing so.
また可燃性冷媒の場合、室内熱交換器内の滞留を低減できるので必要冷媒量を最小限に設定でき、可燃性冷媒の少冷媒化を実現でき、安全性を確保できる。 In the case of a flammable refrigerant, stagnation in the indoor heat exchanger can be reduced, so that the required amount of refrigerant can be set to a minimum, the amount of flammable refrigerant can be reduced, and safety can be ensured.
請求項1に記載の発明は、上部に商品を収納する複数の収納室、下部に機械室を有し、前記収納室内の下方に冷却システムの蒸発器、加温システムの室内熱交換器を配置し、前記機械室内に前記蒸発器に接続する凝縮器および圧縮機と、前記室内熱交換器に接続する室外熱交換器および圧縮機とを備え、前記冷却システムと前記加温システムとを独立して備えた自動販売機において、前記加温システムは複数の前記収納室にそれぞれ第1室内熱交換器と第2室内熱交換器を分岐配管して配置され、第1収納室内に少なくとも前記第1室内熱交換器を配置し、第2収納室内に冷却システムの蒸発器と前記第2室内熱交換器とを配置し、前記第1収納室は前記加温システムの圧縮機駆動で前記第1室内熱交換器によって加温され、前記第2収納室は前記冷却システムの圧縮機駆動で前記蒸発器によって冷却し、前記第2収納室を冷却運転している期間中に、使用しない前記第2室内熱交換器内に冷媒が滞留しないように、前記第2室内熱交換器の下流側に逆止弁を接続して前記加温システムを構成したことにより、冷却中の収納室内に設置された冷却に使用しない加温用の室内熱交換器の内容積が封入冷媒量に対して相対的に大きい場合でも当該室内熱交換器内に冷媒が滞留し続けることを防ぐことで、加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温効率の著しい低下を防止することができる。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明にさらに、逆止弁に高低圧バランス弁を並列接続し、前記高低圧バランス弁を開放することで室内熱交換器に滞留した冷媒を加温システムの圧縮機に回収することにより、冷却中の収納室内に設置された冷却に使用しない室内熱交換器の温度が下がる前に当該室内熱交換器内に滞留した冷媒を回収することで、特に商品の入れ替えにより負荷が増大する運転モードの切換直後に加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温効率の著しい低下を防止することができる。
The invention according to
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、加温システムの圧縮機の回転数を高めることで、前記加温システムの室外熱交換器の温度を、使用しない第2室内熱交換器の温度よりも低い蒸発温度に保つことにより、冷却中の収納室内に設置された冷却に使用しない加温用の室内熱交換器内の冷媒を必要に応じて回収することで、特に商品追加などに対応して加温能力を増大する際に加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温効率の著しい低下を防止することができる。
The invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、加温用膨張機構を絞って、加温システムの室外熱交換器の温度を、使用しない第2室内熱交換器の温度よりも低い蒸発温度に保つことにより、必要に応じて冷却中の収納室内に設置された冷却に使用しない加温用の室内熱交換器内の冷媒を回収することで、特に外気温の低下に対応して加温能力を増大する際に加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温効率の著しい低下を防止することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the temperature of the outdoor heat exchanger of the warming system is set to be the same as that of the second indoor heat exchanger that is not used by restricting the warming expansion mechanism. By keeping the evaporation temperature lower than the temperature, it is possible to recover the refrigerant in the indoor heat exchanger for heating that is not used for cooling installed in the cooling storage room, if necessary. When the heating capacity is increased correspondingly, the amount of refrigerant necessary for operating the heating system can be secured to prevent a significant decrease in heating efficiency.
請求項5に記載の発明は、上部に商品を収納する複数の収納室、下部に機械室を有し、前記収納室内の下方に冷却システムの蒸発器、冷却加温システムの室内熱交換器を配置し、前記機械室内に前記蒸発器に接続する凝縮器および圧縮機と、前記室内熱交換器に接続する室外熱交換器および圧縮機とを有し、前記冷却システムと前記冷却加温システムとを独立して備えた自動販売機において、前記冷却加温システムは第1収納室および第2収納室にそれぞれ第1室内熱交換器と第2室内熱交換器を分岐配管して配置し、冷媒流路を切替ることで第1収納室および第2収納室を冷却または加温可能に構成され、前記冷却システムの蒸発器は冷却専用室に、前記冷却システムの室内凝縮器を前記第2収納室に有し、前記蒸発器の戻り配管と前記室内凝縮器の下流側配管とを開閉可能な弁機構を介して接続したことで、冷却加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して冷却加温システムの著しい効率低下を防止することができるとともに、冷却システムの室内凝縮器を用いて加温することで加温効率の著しい低下を防止することができ、電気ヒータなどの別の加熱手段を用いて収納室を加温するのに比べて、消費電力量を削減することができる。
The invention according to
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明にさらに、第2収納室が第2室内熱交換器の蒸発作用によって冷却されている場合、室内凝縮器は不使用状態であり、前記室内凝縮器に接続された弁機構を常に開放することにより、室内凝縮器内に冷媒が滞留することを防ぐことができ、冷却システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して冷却効率の著しい低下を防止することができる。
The invention according to
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、加温システムあるいは冷却加温システムに使用されている冷媒は可燃性冷媒であることにより、室内熱交換器内での冷媒滞留を防止し、加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保できるので余分に可燃性冷媒を充填する必要がなく、省冷媒化を図ることができ安全性を高めることができる。 According to a seventh aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the refrigerant used in the heating system or the cooling and heating system is a flammable refrigerant. Refrigerant stagnation in the exchanger can be prevented, and the amount of refrigerant necessary to operate the heating system can be secured, so there is no need to add extra flammable refrigerant, saving refrigerant and increasing safety. Can be increased.
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が、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。なお、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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same configurations as those of the conventional example or the embodiments described above, and detailed descriptions thereof will be omitted. The present invention is not limited to the embodiments.
(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本体の正面図である。図2は図1のA−A断面図、図3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である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a front view of a vending machine main body according to
図1において、自動販売機本体20内には商品を冷却または加温する収納室21,22,23,24が左右方向に区画形成されている。具体的には右収納室21、右中収納室22、左中収納室23、左収納室24が図1のように区画形成され、冷却又は加温可能な左収納室24(第1収納室ともいう)と左中収納室23(第2収納室ともいう)は断熱区画壁25で左右に仕切られ、左中収納室23と冷却専用の右中収納室22は断熱区画壁26で、右中収納室22と右収納室21は断熱部材を有さない仕切板27で区画形成されている。
In FIG. 1,
左収納室24内には商品を収納する収納部24aが着脱可能に収納され、収納部24aの下部で左収納室24空間内に冷却加温室28が構成されている。冷却加温室28内には左収納室24を加温する凝縮器29(第1室内熱交換器ともいう)と左収納室24を冷却する蒸発器30が配管を共有せず別々に備えられ、冷却加温室28内で、自動販売機本体20の前後方向に凝縮器29と蒸発器30とが配置されている。実施例では自動販売機本体20の前方側に蒸発器30、後方に凝縮器29を配置し、収納室21〜24の後方に備えた戻りダクト20aから遠い方に蒸発器30を設置している。
A
このため上下方向に形成された戻りダクト20aを上方から下方に向かって冷却加温室28内に帰還した空気は、ほぼ水平方向に向きを変えて凝縮器29や蒸発器30と熱交換する。このため戻りダクト20aに蒸発器30が近いと上部から下降してきた空気は蒸発器30の上部側を通過しやすくなるため、蒸発器30の下部を通過せず熱交換がほとんどされない。
For this reason, the air that has returned to the cooling
このため熱交換されないままの空気がファン31によって庫内を冷却することになり冷却効率が低下する虞がある。実施例では冷却時よりも加温時の方が効率良く設計されている(後述するように圧縮機43は断熱カバー部材69で囲って冷却性能を落として加温性能を向上している)ため、戻りダクト20a側に凝縮器29を配置し、その前方に蒸発器30を配置した方が、より蒸発器30と熱交換されるので冷却効率を向上できる。そして冷却加温室28の凝縮器29および蒸発器30の前方には空気を強制循環させるファン31が配置している。
For this reason, the air that has not been heat-exchanged cools the inside of the cabinet by the
また同様に、左中収納室23内には収納部23aが着脱可能に収納され、収納部23aの下部には冷却加温室32が構成され、左中収納室23を加温する凝縮器33(第2室内熱交換器ともいう)と、冷却する蒸発器34が冷却加温室32内に前後方向に配置されている。また右中収納室22内には収納部22aが、右収納室21内には収納部21aが着脱可能に収納され、それぞれの下部には冷却室35、36が形成され、冷却室35内には蒸発器37、冷却室36内には蒸発器38が構成されている。
Similarly, a
また冷却加温室28と同様に、冷却加温室32、冷却室35、36内にはそれぞれファン39、40、41が構成されている。
Similarly to the cooling
収納室21〜24の下部には機械室42があり、収納室21〜24と上下方向に断熱区画して形成されている。機械室42内には左収納室24と左中収納室23を加温するインバータ圧縮機43、左収納室24、左中収納室23、右中収納室22そして右収納室21を冷却する圧縮機44が配置されている。さらに圧縮機43と接続される室外熱交換器45、圧縮機44と接続される凝縮器46が備えられ、室外熱交換器45と凝縮器46はフィンを共有する一体型熱交換器47として構成されている。そしてファン48を一体型熱交換器47の後方に配置し、機械室42の前方から取入れた空気を一体型熱交換器47で熱交換させて後方あるいは機械室42内に備えた蒸発皿42aへ通風して蒸発促進している。
There is a
すなわち自動販売機本体20には左収納室24と左中収納室23とを加温する加温システムと、左収納室24、左中収納室23、右中収納室22そして右収納室21を冷却する冷却システムが構成されており、加温システムは圧縮機43から分岐して、凝縮器29への冷媒回路を開閉する開閉弁49と凝縮器33への冷媒回路を開閉する開閉弁50とを圧縮機43とに並列接続し、開閉弁49の下流側に凝縮器29、膨張機構51(例えばキャピラリチューブ)、逆止弁52が接続され、開閉弁50の下流側に凝縮器33、膨張機構53(例えばキャピラリチューブ)、逆止弁54が接続されている。
That is, the
また膨張機構51および逆止弁52と並列に高低圧をバランスさせるバランス弁55(弁機構)が接続されている。また膨張機構53および逆止弁54と並列に高低圧をバランスさせるバランス弁56(弁機構)が接続されている。
A balance valve 55 (valve mechanism) that balances high and low pressures is connected in parallel with the
そして開閉弁49の配管系と開閉弁50の配管系は低圧配管57に接続し、室外熱交換器45を通って圧縮機43に接続される。
The piping system of the on-off
また冷却システムは圧縮機44に凝縮器46が接続され、凝縮器46の下流側で分岐して三方切替弁58と三方切替弁59を並列接続し、さらに三方切替弁58に膨張機構(例えばキャピラリチューブ)60と膨張機構(例えばキャピラリチューブ)61が並列接続され、膨張機構60の下流に左収納室24を冷却する蒸発器30、膨張機構61の下流に左中収納室23を冷却する蒸発器34を接続し、互いの出口配管が合流して低圧配管64に接続する。
In the cooling system, a
また三方切替弁59に膨張機構62と膨張機構63が並列接続されて膨張機構62の下流に右中収納室22を冷却する蒸発器37、膨張機構63の下流に右収納室21を冷却する蒸発器38を接続し、さらに蒸発器37の出口配管37aは蒸発器38の入口配管38aに合流するように接続され、上流側に蒸発器37、下流側に蒸発器38となるように直列接続されている。そして蒸発器38の出口配管38bと、低圧配管64とが合流し圧縮機44に接続される。また蒸発器37は蒸発器38よりも内容積が小さく構成されている。
In addition, an
また、凝縮器46と室外熱交換器45は同一風路内に設置され、室外熱交換器45を用いて凝縮器46で発生する冷却システムの排熱と外気の熱を吸熱することで収納室23、24を加温することができる。
In addition, the
以上のように構成された本発明の自動販売機について、以下その動作を説明する。 The operation of the vending machine of the present invention configured as described above will be described below.
全ての収納室21〜24を冷却する場合、三方切換弁58、59の流路を開とし、圧縮機44を駆動する。圧縮機44から吐出された冷媒は、凝縮器46で凝縮された後、三方切換弁58、59を経由してそれぞれ冷却用の膨張機構60〜63で減圧されて、蒸発器30、34、37、38へ供給される。そして、蒸発器30、34、37、38で蒸発した冷媒が圧縮機44へ還流する。
When cooling all the
このとき、収納室21〜24の内、所定の温度に達した収納室は、該当する三方切換弁58、59の流路を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、全ての収納室21〜24が所定の温度に達すると圧縮機の運転を停止する。
At this time, the storage chamber that has reached a predetermined temperature among the
次に、収納室23、24を加温しながら収納室21、22を冷却する場合、開閉弁49、50および三方切換弁59の流路を開、三方切替弁50の流路を閉として高低圧バランス弁55、56を閉とし、圧縮機43および圧縮機44を駆動する。圧縮機43から吐出された冷媒は、開閉弁49、50を経由して凝縮器29、33で凝縮された後、それぞれ加温用膨張機構51、53で減圧されて、逆止弁52、54を通って低圧配管57から室外熱交換器45へ供給される。そして、室外熱交換器45で蒸発した冷媒が圧縮機43へ還流する。
Next, when the
また、圧縮機44から吐出された冷媒は、凝縮器46で凝縮された後、三方切換弁59を経由してそれぞれ冷却用膨張機構62、63で減圧されて、蒸発器37、38へ供給される。そして、蒸発器37、38で蒸発した冷媒が圧縮機44へ還流する。
The refrigerant discharged from the
このとき、収納室23、24の内、所定の加温温度に達した収納室は、該当する開閉弁50または開閉弁49の流路を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、収納室23、24が所定の温度に達すると圧縮機43の運転を停止する。また、収納室21、22の内、所定の冷却温度に達した収納室は、該当する三方切換弁59の流路を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、収納室21、22が所定の温度に達すると圧縮機44の運転を停止する。
At this time, among the
次に、収納室24を加温しながら他の収納室21〜23を冷却する場合、開閉弁49を開とし、開閉弁50を閉とし、三方切換弁58のうち蒸発器34流路を開放し蒸発器30に流れる流路を閉じ、三方切替弁59から膨張機構62を通って蒸発器37、蒸発器38の順に流れる冷媒回路を開放し、高低圧バランス弁55、56を閉とし、圧縮機43および圧縮機44を駆動する。圧縮機43から吐出された冷媒は、開閉弁49を経由して凝縮器29で凝縮された後、加温用の膨張機構51で減圧されて、逆止弁52と低圧配管57から室外熱交換器45へ供給される。
Next, when the
そして、室外熱交換器45で蒸発した冷媒が圧縮機43へ還流する。また、圧縮機44から吐出された冷媒は、凝縮器46で凝縮された後、三方切換弁58、59を経由してそれぞれ冷却用膨張機構61、62、63で減圧されて、蒸発器34、37、38へ供給され、圧縮機44へ還流する。
Then, the refrigerant evaporated in the
ここで、約3℃の冷蔵温度で冷却された収納室23内に設置された凝縮器33は、加温用膨張機構53と逆止弁54を介して低圧配管57に接続されており、外気温度が低く室外熱交換器45の温度が凝縮器33よりも低温になる場合、すなわち吸入圧力が庫内圧力より低くなる場合は、凝縮器33に滞留した冷媒が加温用膨張機構53と逆止弁54を介して低圧配管57に回収されるが、外気温度が高く室外熱交換器45の温度が凝縮器33よりも高温になる場合は、低圧配管57から冷媒が逆流して冷媒を回収できない虞がある。このため逆止弁54およびバランス弁56を閉じることで凝縮器33に冷媒が滞留することを防止する。
Here, the
しかし、それぞれの収納室21〜24が一旦上記のような冷却および加温に設定されると、自動販売機の場合、数ヶ月そのままの設定で運転される場合が多いために逆止弁54、閉塞されているバランス弁56または開閉弁50から冷媒が漏れ出し凝縮器33に冷媒が溜まってしまう。
However, once the
この冷媒滞留を解消するために、圧縮機43を起動した際に高低圧バランス弁56を所定時間だけ開放する。これによって、外気温度が高い場合などに低圧配管57内の冷媒が閉塞した逆止弁54、バランス弁56を逆流して徐々に凝縮器33側へ漏洩して凝縮器33に滞留した冷媒や閉塞した開閉弁50を通過して凝縮器33に滞留した冷媒を、バランス弁56を介するバイパス配管56aを通って低圧配管57に回収することができる。
In order to eliminate this refrigerant stagnation, the high / low
これは、圧縮機43の起動直後には凝縮器29の凝縮温度および室外熱交換器45の蒸発温度が十分上昇しておらず、室外熱交換器45の温度が凝縮器33よりも低温となるためである。なお、室外熱交換器45の温度をさらに低下させるため、高低圧バランス弁56を開放する時に圧縮機43を高速回転で運転してもよい。
This is because immediately after the
また、外気温度が5℃以下の時には、圧縮機43の運転時は高低圧バランス弁56を開放し、圧縮機43の停止時は高低圧バランス弁56を閉塞する。これによって、外気温度が高い場合などに冷媒が逆流して閉塞した逆止弁54から徐々に漏洩して凝縮器33に滞留した冷媒を低圧配管57に回収することができる。
When the outside air temperature is 5 ° C. or lower, the high / low
これは、外気温度が5℃以下で圧縮機43が運転中には室外熱交換器45の温度が不使用状態にある凝縮器33よりも低温となるためである。なお、圧縮機43が停止中には収納室24の高温の凝縮器29に滞留した冷媒が低圧配管57からバイパス配管56a、高低圧バランス弁56を介して、または逆止弁54を介して凝縮器33に逆流する恐れがあるため、高低圧バランス弁56を閉塞することが望ましい。
This is because the temperature of the
また、収納室24の加温能力が不足した時には、圧縮機43の運転中に所定時間だけ高温用膨張機構53を絞って高低圧バランス弁56を開放する。これによって、外気温度が高い場合などに逆止弁54を逆流した冷媒が徐々に漏洩して凝縮器33に滞留した冷媒を低圧配管57を通って圧縮機43に回収することができる。これは、加温能力不足の一因として冷媒量不足が考えられるため、高温用膨張機構53を絞って室外熱交換器45の温度が凝縮器33よりも低温にして、不使用の凝縮器33の滞留冷媒を回収するものである。
Further, when the heating capacity of the
また、加温システムの圧縮機43の回転数を高回転に高めることで、加温システムの室外熱交換器45の温度を、収納室23内の冷却時の雰囲気温度とほぼ同じ温度になっている使用しない第2室内熱交換器33の温度よりも低い蒸発温度に保つことで、冷却中の収納室23内に設置された冷却時に使用しない加温用の第2室内熱交換器33内の冷媒を必要に応じて回収することで、特に商品追加などに対応して加温能力を増大する際に加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温効率の著しい低下を防止することができる。
Further, by increasing the number of rotations of the
なお、圧縮機43を起動する直前に、冷却中の当該高低圧バランス弁34を閉塞したまま、加温中の当該高低圧バランス弁33を開放して高低圧をバランスさせることが望ましい。これによって、左中収納室23の冷却中に不使用の凝縮器33に冷媒が滞留することを防止しながら、高低圧をバランスさせて圧縮機43の起動時の負荷を低減することができ、圧縮機43の耐久性の低下を抑制することができる。
Note that it is desirable to balance the high and low pressures by opening the high and low
以上のように、本発明の自動販売機においては収納室23、24を加温する際に、庫外熱交換器45を用いて凝縮器46で発生する冷却システムの排熱と外気の熱を吸熱することで収納室23、24を効率よく加温することができるとともに、冷却中の収納室内に設置され、冷却時に使用しない加温用の室内熱交換器内に冷媒が滞留し続けることを防ぐことで、加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温効率の著しい低下を防止するので、電気ヒータなどの別の加熱手段を用いて収納室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。
As described above, in the vending machine of the present invention, when the
また収納室24を加温室、その他の収納室を冷却室として説明したが、収納室24を冷却室、収納室23を加温室と設定した場合でも、収納室24の不使用となる凝縮器29に対して上記と同様にバランス弁55、逆止弁52を動作させることで収納室23の凝縮器33の加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温効率の著しい低下を防止することができる。
Further, although the
また、冷媒が可燃性冷媒であれば、滞留する冷媒量分を換算して余分に冷媒量を設定することはなく、必要最小限の冷媒量に設定することができ、安全性を高めることができる。また圧縮機43を断熱カバー部材69で覆うことで、圧縮機43から放熱妨害された熱は、吐出冷媒ガス温度を上昇させて室内熱交換器29、33に運ばれるため室内側で熱交換される熱量が増加し、加温能力を上昇させることができる。
In addition, if the refrigerant is a flammable refrigerant, the amount of refrigerant that remains is not converted and the amount of refrigerant is not set excessively, and can be set to the minimum amount of refrigerant, which increases safety. it can. In addition, by covering the
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2における自動販売機の冷媒回路図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram of the vending machine according to the second embodiment of the present invention.
自動販売機本体20は図1,図2と同様に構成されており、左収納室104(第2収納室ともいう)には室内熱交換器70と第2凝縮器71とがそれぞれパス配管を専用にして構成されている。左中収納室103(第1収納室ともいう)には室内熱交換器72が配置され、右中収納室102には蒸発器73、右収納室101には蒸発器74が形成されている。室内熱交換器と蒸発器の配置構成は実施の形態1と同様に冷却加温室または冷却室内に備えられ、各々のファンによって収納室へ強制送風している。
The vending machine
収納室の下部には機械室42があり、機械室42内には左収納室104と左中収納室103を冷却または加温するインバータ圧縮機75を有し、右中収納室102と右収納室101を冷却し、第2凝縮器71(室内凝縮器ともいう)によって左収納室104を加温する一定速の圧縮機76が配置されている。
There is a
さらに冷却加温システムの圧縮機75に接続される室外熱交換器77、室内熱交換器70、72への冷媒流路を切替える四方弁78を備え、さらに左収納室24と左中収納室23の冷却時に室外熱交換器77の下流に液冷媒を貯留するレシーバ84を接続し、レシーバ84に高圧配管85が接続され、室内熱交換器70と72への冷媒流路を切替える三方弁79、三方弁79に室内熱交換器70の冷却用の膨張機構80(例えばキャピラリチューブ)と室内熱交換器72の冷却用の膨張機構81(例えばキャピラリチューブ)とが並列に接続されて、室内熱交換器70と72が蒸発器として作用している。
Further, an
そして左収納室104と左中収納室103の加温時には、四方弁78の下流側で室内熱交換器70と72とが並列接続され、室内熱交換器70と72とが凝縮器として作用した後、冷却用膨張機構80、81とは別の加温用の膨張機構82、83が室内熱交換器70と72の出口配管に接続され、低圧配管86に合流する。低圧配管86には逆止弁87が接続され、低圧配管86の逆止弁87の下流側と高圧配管85のレシーバ84の上流側とで配管が合流し室外熱交換器77に接続されて冷却加温システムが構成されている。逆止弁87は収納室103、104が冷却時に膨張機構82、83への逆流を防止することができる。
When the
一方、冷却システムの圧縮機76には第2凝縮器71、蒸発器73、74への冷媒流路を切替える四方弁88、室外に設置された凝縮器89が備えられている。
On the other hand, the
左収納室104を冷却する場合、すなわち第2凝縮器71に冷媒を流さない場合、圧縮機76から吐出した冷媒は四方弁88を切替えて凝縮器89で凝縮され、凝縮器89の下流に備えた三方弁90に蒸発器73、74の膨張機構91、92(例えばキャピラリーチューブ)が並列に接続され、蒸発器73の出口配管は蒸発器74の入口配管に合流するように直列配管93が構成されている。
When the
そして、蒸発器74の出口配管である低圧配管94が圧縮機76に接続されている。また、左収納室104を加温する場合、すなわち第2凝縮器71に冷媒を流す場合、圧縮機76から吐出した冷媒は四方弁88を切替えて第2凝縮器71で凝縮され、第2凝縮器71と第2凝縮器71の下流となる凝縮器89とをつなぐ接続配管95を通って四方弁88を介して凝縮器89で再度凝縮され、三方弁90を介して膨張機構91、92で減圧されて蒸発器73、74によって右中収納室102、右収納室101を冷却して圧縮機に戻るように構成されている。また接続配管95と低圧配管94とは高低圧バランス弁96(弁機構)で接続されている。
A low-
高低圧バランス弁96は収納室104を冷却設定とする場合に第2凝縮器71に冷媒が流れないように四方弁88を切り換えた時に開放して、接続配管95を通じて第2凝縮器71を蒸発器73、74に連通するものである。
The high / low
ここで、収納室104、103は冷却と加温の切り換えが可能であり、冷却する場合は冷却加温システムの四方弁78を切り換えて室内熱交換器70、72で冷媒を蒸発することによって約3℃の冷蔵温度に保ち、加温する場合は冷却加温システムの四方弁78を切り換えて室内熱交換器70、72で冷媒を凝縮することによって約54℃の高温に保つ。
Here, the
また、収納室104を加温しながら収納室103を冷却する場合は、冷却システムの流路切換弁88を切り換えて第2凝縮器71で冷媒を凝縮することによって約54℃の高温に保つとともに、冷却加温システムの四方弁78を切り換えて室内熱交換器72で冷媒を蒸発することによって約3℃の冷蔵温度に保つ。またこのとき、三方弁79によって室内熱交換器70には冷媒が流れないようしている。
When cooling the
収納室102、101は冷却専用であり、冷却システムによって約3℃の冷蔵温度に保つ。従って、第2凝縮器71を用いて収納室104を冷却システムで加温する場合、収納室102、101を冷却する時に生じる廃熱を利用して効率的に加温することができる。また、凝縮器89と庫外熱交換器77は同一風路内に設置されているため、四方弁78を切り換えて収納室103、104を冷却加温システムで加温する場合、庫外熱交換器77を用いて凝縮器89で発生する冷却システムの廃熱と外気の熱を吸熱しながら効率的に収納室103、104を加温することができる。
The
以上のように構成された本発明の自動販売機について、以下その動作を説明する。 The operation of the vending machine of the present invention configured as described above will be described below.
全ての収納室101〜104を冷却する場合、冷却加温システムにおいては三方切換弁79の流路を開とし、四方弁78を冷却側に切り換えて圧縮機75を駆動する。圧縮機75から吐出された冷媒は、庫外熱交換器77で凝縮された後、一部の液冷媒を貯留するレシーバ84と三方切換弁79を経由してそれぞれ冷却用膨張機構80、81で減圧されて、室内熱交換器70、72へ供給される。
When all the
そして、室内熱交換器70、72で蒸発した冷媒が圧縮機75へ還流する。一方、冷却システムにおいては三方切換弁90と高低圧バランス弁96の流路を開とし、第2凝縮器71に冷媒が流れないように流路切換弁88を切り換えて圧縮機76を駆動する。
Then, the refrigerant evaporated in the
圧縮機76から吐出された冷媒は、凝縮器89で凝縮された後、三方切換弁90を経由してそれぞれ冷却用膨張機構91、92で減圧されて、蒸発器73、74へ供給される。通常は冷却用膨張機構91で減圧されて蒸発器73、直列配管93を通り蒸発器74へ供給されるが、収納室102が適温になって収納室101が適温になっていない場合は収納室101のみに冷媒が流れるように三方弁90を切替えて膨張機構92で減圧して蒸発器74へ供給する。そして、蒸発器73、74で蒸発した冷媒が圧縮機76へ還流する。
The refrigerant discharged from the
このとき、冷媒を循環させず使用していない第2凝縮器71はほぼ収納室104の冷蔵温度となっており、収納室104の冷蔵温度よりも低い温度となっている蒸発器73、74に第2凝縮器71は連通しているので、第2凝縮器の内部に冷媒が滞留することはない。
At this time, the
そして、収納室101〜104の内、所定の温度に達した収納室は、該当する三方切換弁79あるいは三方切換弁90の流路を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、収納室103、104すべてが所定の温度に達すると圧縮機75の運転を停止し、収納室101、102すべてが所定の温度に達すると圧縮機76の運転を停止する。このとき、圧縮機76の停止と連動して高低圧バランス弁96の流路を閉塞することが望ましい。これによって、使用していない第2凝縮器71は閉塞された冷媒回路となり、その内部に冷媒が滞留しない状態を維持することができる。
Of the
次に、収納室103、104を加温しながら収納室101、102を冷却する場合、冷却加温システムにおいては三方切換弁79の流路を閉塞し、四方弁78を加温側に切り換えて圧縮機75を駆動する。圧縮機75から吐出された冷媒は、室内熱交換器70、72で凝縮された後、それぞれ加温用膨張機構82、83で減圧され、逆止弁87を経由して庫外熱交換器77へ供給される。
Next, when the
そして、庫外熱交換器77で蒸発した冷媒が圧縮機75へ還流する。一方、冷却システムにおいては三方切換弁90と高低圧バランス弁96の流路を開放とし、第2凝縮器71を使用しないように(冷媒が流れないように)流路切換弁88を切り換えて圧縮機76を駆動する。圧縮機76から吐出された冷媒は、凝縮器89で凝縮された後、三方切換弁90を経由してそれぞれ冷却用膨張機構91、92で減圧されて、蒸発器73、74へ供給される。そして、蒸発器73、74で蒸発した冷媒が圧縮機76へ還流する。このとき、使用していない第2凝縮器71は高温となる収納室1よりも低い温度となる蒸発器73、74に連通しており、その内部に冷媒が滞留することがない。
Then, the refrigerant evaporated in the
そして、収納室103、104の内、所定の温度に達した収納室は、該当する室内熱交換器70、72の暖気を収納室103、104内へ循環する送風機31、39を停止し、収納室103、104すべてが所定の温度に達すると圧縮機75の運転を停止する。また、収納室101、102の内、所定の温度に達した収納室は、該当する三方切換弁90の流路を閉塞して冷媒の供給を停止し、収納室101、102すべてが所定の温度に達すると圧縮機76の運転を停止する。
In the
このとき、圧縮機76の停止と連動して高低圧バランス弁96の流路を閉塞することが望ましい。これによって、第2凝縮器41は閉塞された冷媒回路となり、その内部に冷媒が滞留しない状態を維持することができる。
At this time, it is desirable to block the flow path of the high / low
次に、収納室104を加温しながら他の収納室101〜103を冷却する場合、冷却加温システムにおいては三方切換弁79の流路の内、室内熱交換器70に冷媒が流れないように閉塞し、室内熱交換器72を開放とし、四方弁78を冷却側に切り換えて圧縮機75を駆動する。
Next, when the
圧縮機75から吐出された冷媒は、庫外熱交換器77で凝縮された後、一部の液冷媒を貯留するレシーバ49と三方切換弁45を経由して冷却用膨張機構81で減圧されて、室内熱交換器72へ供給される。そして、室内熱交換器72で蒸発した冷媒が圧縮機75へ還流する。このとき、冷媒を循環させず使用しない室内熱交換器70は高温となる収納室104よりも温度の低い室内熱交換器72に連通しており、その内部に冷媒が滞留することがない。
The refrigerant discharged from the
一方、冷却システムにおいては高低圧バランス弁96の流路を閉塞し、第2凝縮器71に冷媒が循環するように流路切換弁88を切り換えて圧縮機76を駆動する。圧縮機76から吐出された冷媒は、第2凝縮器71でその一部が凝縮され、凝縮器89で冷媒の残部が凝縮された後、三方切換弁90を経由してそれぞれ冷却用膨張機構91、92で減圧されて、蒸発器73、74へ供給される。そして、蒸発器73、74で蒸発した冷媒が圧縮機76へ還流する。
On the other hand, in the cooling system, the flow path of the high / low
このとき、冷却システムには使用しない配管経路はなく、冷媒が無駄に滞留することがない。なお、圧縮機76から吐出された冷媒は、第2凝縮器71と凝縮器89の両方で凝縮するため、凝縮能力が過多にならないように、凝縮器89と庫外熱交換器77に外気を供給する送風機48の風量を低下させることが望ましい。
At this time, there is no pipe path not used in the cooling system, and the refrigerant does not stay wastefully. The refrigerant discharged from the
そして、収納室103が所定の温度に達すると圧縮機75の運転を停止する。収納室104が所定の温度に達すると、第2凝縮器71に冷媒が循環しないように流路切換弁88を切り換えるとともに、高低圧バランス弁43を開放とし、第2凝縮器71内に滞留する冷媒を回収する。
Then, when the
また、収納室102、101の内、所定の温度に達した収納室は、該当する三方切換弁90の流路を閉塞して冷媒の供給を停止し、すべての室が所定の温度に達すると圧縮機76の運転を停止する。このとき、収納室104が所定の温度より乖離が大きいまま、収納室101〜103すべてが所定の温度に達した場合は、電気ヒータ(図示せず)を用いて収納室104を加温してもよい。収納室104が冷却設定から加温設定に切り換えた直後などは、収納室101、102を冷却する時に生じる凝縮器89での排熱よりも収納室104の熱負荷の方が大きくなるため、電気ヒータ(図示せず)を用いることで収納室104の販売開始を早めることができる。
Further, among the
以上のように、本発明の自動販売機においては収納室103、104を加温する際に、庫外熱交換器77を用いて凝縮器89で発生する冷却システムの排熱と外気の熱を吸熱することで収納室103、104を効率よく加温することができるとともに、収納室104のみを加温する場合でも、冷却加温システムを冷却運転に切り換えることで加温システムを稼動するために必要な冷媒量を確保して加温システムの著しい効率低下を防止することができるとともに、冷却システムの第2凝縮器を用いて加温することで加温効率の著しい低下を防止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収納室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。
As described above, in the vending machine of the present invention, when the
以上のように、本発明にかかる自動販売機は、複数の収納室を効率的に加温あるいは冷却することが可能であると共に、加温に使用しない室内熱交換器への冷媒滞留による効率低下を防止できるので、ホット飲料とコールド飲料を切り換えて保存するショーケースなどの加温および冷却運転時の省エネルギー化が要求される用途にも適用できる。 As described above, the vending machine according to the present invention can efficiently heat or cool a plurality of storage chambers, and the efficiency decreases due to the refrigerant remaining in the indoor heat exchanger that is not used for heating. Therefore, it can also be applied to applications that require energy saving during heating and cooling operations such as showcases that switch between hot drinks and cold drinks.
20 自動販売機本体
21,22,23,24 収納室
29 凝縮器(第1室内熱交換器)
30,34,37,38,73,74 蒸発器
33 凝縮器(第2室内熱交換器)
42 機械室
43,75 インバータ圧縮機(圧縮機)
44,76 圧縮機
51,53,82,83 加温用膨張機構
52,54 逆止弁
55,56 高低圧バランス弁(弁機構)
71 第2凝縮器(室内凝縮器)
96 高低圧バランス弁(弁機構)
20
30, 34, 37, 38, 73, 74
42
44, 76
71 Second condenser (indoor condenser)
96 High / low pressure balance valve (valve mechanism)
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