JP2009079818A - 自動販売機 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲環境や負荷変動によって左右されず、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断できる自動販売機を提供することを目的とする。
【解決手段】商品を貯蔵する貯蔵庫１３と、貯蔵庫１３内に缶飲料などの商品を収納する商品収納コラム２３〜２５と、商品収納コラム２３〜２５の下部に保持され、間接的に販売直前の商品温度として販売可否を決定するコラムサーミスタ３４とを備え、貯蔵庫１３を冷却している時、コラムサーミスタ３４が検知する温度の低下速度が所定値より遅くなった場合に冷媒漏洩と判定することにより、その周囲環境に左右されずに比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断することができる。
【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、冷却あるいは加温システムに使用する炭化水素冷媒が庫内に漏洩した場合に、周辺部品の温度変化から冷媒漏洩を判断する自動販売機に関するものである。

近年、オゾン層保護および地球温暖化防止の観点から、イソブタンやプロパンなどの炭化水素からなる自然冷媒を使用した冷却システムが望まれている。自動販売機などの冷却貯蔵庫において可燃性のある炭化水素を冷媒として使用する際には防爆対応した電気部品などが用いられるが、さらに安全を高めるために自動販売機の貯蔵庫の内外にガスセンサなどの冷媒検知装置を備えて、冷媒漏洩を検知して電力供給を停止するなどの措置を講ずる試みが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ガスセンサなどの冷媒検知装置は周囲環境による感度劣化が懸念されることから、より簡便に冷媒漏洩を検知するために、冷蔵庫の冷却システムの温度や圧力の挙動から冷媒漏洩を判断する試みが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

以下、図面を参照しながら従来の冷蔵庫を説明する。

図６は従来の冷蔵庫に搭載された冷却システムのサイクル図、図７は従来の冷蔵庫に搭載された冷却システムにおける冷媒漏洩を判断するフローチャートである。

図６において、１は圧縮機、２は凝縮器、３はドライヤ、４はキャピラリチューブ、５は蒸発器、６は蒸発器５の入口配管に取り付けられた温度センサ、７は蒸発器５の冷気を冷蔵庫の貯蔵庫（図示せず）に供給する送風ファン、８はアキュームレータである。ここで、従来の冷却システムでは可燃性のあるイソブタンを冷媒として使用している。

圧縮機１で圧縮された冷媒は、貯蔵庫（図示せず）の外に設置された凝縮器２で放熱されて凝縮し、ドライヤ３で水分除去された後、キャピラリチューブ４で減圧されて、蒸発器５で蒸発する。このとき、温度センサ６は蒸発器５の入口温度を検知する。そして、蒸発器５で蒸発した冷媒はアキュームレータで気液分離された後、冷媒ガスが圧縮機１へ還流する。ここで、庫内ファン７は圧縮機１と連動して運転停止しながら、貯蔵庫（図示せず）を適温に保つ。

以上のように構成された従来の冷蔵庫に搭載された冷却システムについて、図７に基づいて冷媒漏洩を判断する動作を以下に説明する。

図７において冷媒漏洩の判定を開始すると、まず圧縮機１が運転中か停止中かを判定（Ｓ１１）する。圧縮機１が停止中には停止時間が４分以上であるか否かを判定（Ｓ１２）し、圧縮機１が４分以上停止中には、温度センサ６で検知した蒸発器５の入口温度が５℃より高いか否かを判定（Ｓ１３）し、圧縮機１が４分以上停止中に蒸発器５の入口温度が５℃より高くなると蒸発器５などからの冷媒漏洩、すなわち低圧側リーク（Ｓ１４）と判定する。

一方、圧縮機１が運転中には積算運転時間が１０時間以下か否かを判定（Ｓ１５）し、圧縮機１が運転中で積算運転時間が１０時間を越えると圧縮機１を一旦４分間停止して蒸発器５の入口温度を判定（Ｓ１３）する。また、圧縮機１が運転中で積算運転時間が１０時間以下では、圧縮機１の運転時間が１０分以上か否かを判定（Ｓ１７）し、圧縮機１の運転時間が１０分以上であれば温度センサ６で検知した蒸発器５の入口温度が−４０℃より低いか否かを判定（Ｓ１８）し、圧縮機１が１０分以上運転中に蒸発器５の入口温度が−４０℃より低くなると凝縮器２などからの冷媒漏洩、すなわち高圧側リーク（Ｓ１９）と判定する。

そして、低圧側リーク（Ｓ１４）あるいは高圧側リーク（Ｓ１９）と判定されると、圧縮機１およびその他の電気部品への通電を停止するとともに、１時間経過後に警報を発する措置（Ｓ２０）を講ずる。

このような方法で低圧側リーク（Ｓ１４）と高圧側リーク（Ｓ１９）を判定するのは、圧縮機１が運転中に大気圧より低い圧力となる蒸発器５やアキュームレータ８およびそれらの接続配管で冷媒漏洩する場合、すなわち低圧側リーク（Ｓ１４）の場合と、圧縮機１が運転中に大気圧より高い圧力となる凝縮気２やドライヤ３およびそれらの接続配管で冷媒漏洩する場合、すなわち高圧側リーク（Ｓ１９）の場合との挙動が異なるためである。

低圧側リーク（Ｓ１４）の場合には、圧縮機１が停止中に冷却システムから外部に冷媒が漏れ出す一方、圧縮機１の運転中には外部から冷却システム内に空気を吸引する。この結果、比較的冷媒漏洩速度が遅く、また冷媒漏洩後も空気を吸入して冷却システム内を循環させるため、圧縮機１の運転中の蒸発器５の入口温度や圧縮機１の入力変化が小さいという特徴がある。また、圧縮機１の停止中には吸入して高圧側に滞留した空気が蒸発器５へ流入するために、蒸発器５の入口温度の上昇が大きくなるという特徴がある。

高圧側リーク（Ｓ１９）の場合には、圧縮機１の停止中にも冷媒が外部に漏れ出すが、圧縮機１の運転中には特に冷却システム内の圧力が上昇して、一気に冷媒が放出される可能性が大きい。この結果、比較的冷媒漏洩速度が速く、冷却システム内が冷媒不足状態となって、圧縮機１の運転中の蒸発器５の入口温度や圧縮機１の入力が急激に低下するという特徴がある。

図７に示した冷媒漏洩を判断する動作は、このような冷却システムの冷媒漏洩挙動に基づくものである。従って、同様の冷却システムを要する自動販売機などの他の冷蔵機器においても、このように温度センサ６により蒸発器５の入口温度を検知して冷媒漏洩の判定方法は有効と考えられる。
特開２００１−９３０３９号公報 特開２００３−１０６７３０号公報

しかしながら、冷却システムの各部の温度変化は、その周囲環境や搭載される冷蔵機器の負荷変動によって大きく変化するため、特定の安定した状態での冷媒漏洩と異なり、実際の使用環境では特定の基準温度で冷媒漏洩を精度よく判定することが困難となる。例えば、基準温度を厳しく設定すると、実際には冷媒漏洩が発生していない時にも冷媒漏洩と判定する誤検知が多発する危険がある一方、基準温度を緩く設定すると、短時間に多量の冷媒が漏れた場合に冷媒漏洩の判定が遅れる危険がある。

一方、他の冷蔵機器とは異なり、自動販売機においてはどのような環境においても商品温度が比較的安定していることから、商品温度に基づいた冷媒漏洩の判定を行うことが望まれる。また、貯蔵庫内が緩い密閉構造である自動販売機においては、比較的漏洩速度が遅い場合には貯蔵庫内に漏洩した冷媒は外部に拡散して高濃度になることがないことから、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断することが特に求められる。

本発明は、従来の課題を解決するもので、自動販売機において比較的安定している商品温度に基づいた冷媒漏洩の判定を行うことで、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断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貯蔵庫を冷却している時に貯蔵庫内に保持された販売直前の商品の温度を検知し、その低下速度に基づいて冷媒漏洩を判断するものである。

これによって、その周囲環境に左右されずに比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断することができる。

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冷却加温システムを停止中に庫内ファンを連続運転して貯蔵庫内に保持された販売直前の商品と庫内熱交換器の温度をほぼ一致させるとともに、貯蔵庫を冷却している時に庫内熱交換器の温度を検知し、その低下速度が所定値を越えない場合に冷媒漏洩と判定するものである。

これによって、その周囲環境や庫内熱交換器の着霜状態などに左右されずに比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断することができる。

本発明の自動販売機は、自動販売機において比較的安定している商品温度に基づいた冷媒漏洩の判定を行うことで、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、商品を貯蔵する貯蔵庫と、前記貯蔵庫内に缶飲料などの商品を収納する商品収納コラムと、前記商品収納コラムの下部に保持され、間接的に販売直前の商品温度として販売可否を決定するコラムサーミスタとを備え、前記貯蔵庫を冷却している時、前記コラムサーミスタが検知する温度の低下速度が所定値より遅くなった場合に冷媒漏洩と判定するので、その周囲環境に左右されずに、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断することができる。

本発明の請求項２に記載の発明は、商品を収納する商品収納コラムを内部に備えた貯蔵庫と、前記商品収納コラムに収納された商品を冷却する冷却システムと、前記商品収納コラムよりも下方に位置した前記冷却システムの庫内熱交換器と、前記庫内熱交換器で生成した冷気を上方に送風する庫内ファンと、前記庫内熱交換器の温度を検出する熱交換器サーミスタとを備え、前記冷却システムの圧縮機停止中に前記庫内ファンを連続運転するとともに、前記貯蔵庫を冷却している時、前記庫内熱交換器が検知する温度の低下速度が所定値より遅くなった場合に冷媒漏洩と判定するので、冷却システムを停止中に庫内熱交換器を除霜しながら比較的安定している商品温度に近づけることで、その周囲環境や庫内熱交換器の着霜状態などに左右されずに、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合により精度よく冷媒漏洩を判断することができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明にさらに、貯蔵室を加温している時、コラムサーミスタが検知する温度の上昇速度が所定値より遅くなった場合に冷媒漏洩と判定するので、冷却加温システムの凝縮熱を用いて貯蔵庫を加温する時でもその周囲環境に左右されずに、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断することができる。

本発明の請求項４に記載の発明は、商品を収納する商品収納コラムを内部に備えた貯蔵庫と、前記貯蔵庫を冷却あるいは加温する冷却加温システムと、前記冷却加温システムの庫内熱交換器と、庫内加温時に前記庫内熱交換器から放熱される暖気を前記商品収納コラムに送風する庫内ファンと、前記庫内熱交換器の温度を検出する熱交換器サーミスタとを備え、前記冷却加温システムの圧縮機停止中に前記庫内ファンを連続運転するとともに、前記庫内熱交換器が検知する温度の上昇速度が所定値より遅くなった場合に冷媒漏洩と判定するので、冷却加温システムを比較的安定している商品温度に近づけることでより大きく温度変化する庫内熱交換器を利用して、冷却加温システムの凝縮熱を用いて貯蔵庫を加温する時でもその周囲環境に左右されずに、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合により精度よく冷媒漏洩を判断することができる。

本発明の請求項５に記載の発明は、商品を収納する商品収納コラムを内部に備えた貯蔵庫と、前記貯蔵庫を冷却あるいは加温する冷却加温システムと、前記冷却加温システムの庫内熱交換器と、前記貯蔵庫内を加温する電熱ヒータを備えた自動販売機において、前記冷却加温システムの庫内熱交換器の放熱作用による前記貯蔵庫の加温を開始した場合、前記電熱ヒータを所定時間通電しないので、電熱ヒータによる温度変化への影響やその周囲環境に左右されずに、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断することができる。また、冷媒漏洩状態となっている場合、電熱ヒータ運転によって爆発する可能性を阻止することができる。

本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、冷媒漏洩を判定する基準となる所定値は、前回の圧縮機運転時のコラムサーミスタあるいは熱交換器サーミスタの温度変化速度を基に決定するので、その周囲環境に合わせた所定値によって判定でき、比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合にさらに精度よく冷媒漏洩を判断することができる。

以下、本発明による冷凍システム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縦断面図、図２は同実施の形態の冷却時の冷媒漏洩を判断するフローチャート、図３は同実施の形態の加温時の冷媒漏洩を判断するフローチャート、図４は同実施の形態の冷却時の温度挙動を示す図、図５は同実施の形態の加温時の温度挙動を示す図である。

図１において、１１は自動販売機の本体、１２はサンプル商品を展示し、金銭授受や商品搬出を行う外扉、１３は飲料缶などの商品を貯蔵する貯蔵庫である。貯蔵庫１３の周囲にはウレタン発泡材などからなる断熱壁として背面パネル１４、上面パネル１５、下面パネル１６、上部内扉１７、下部内扉１８を配置している。そして、下部内扉１８に商品搬出口１９、外扉に商品取り出し口２０を設け、商品販売時には商品搬出口１９を通して貯蔵庫１３に貯蔵している商品をデリバリシュート２１に搬出した後、商品取り出し口２０を介して消費者が搬出された商品を受け取る。また、貯蔵庫１３の内部には商品収納コラム２３，２４，２５が収納され、具体的には、貯蔵庫１３の上部に吊り下げ金具２２を配置し、缶飲料などの商品を保持する複数の商品収納コラム２３〜２５を吊り下げることですべての商品を収納している。

そして、商品収納コラム２３〜２５の下部には冷却加温システムの庫内熱交換器３０、庫内ファン７、電熱ヒータ３１を設置し、貯蔵庫１３の下方には庫外熱交換器３２、庫外ファン３３、圧縮機１を設置した機械室３６が備えられている。また商品収納コラム２３の下部で、下部内扉１８との間には販売直前の商品温度として検知するコラムサーミスタ３４を設置し、この検知温度をもとに販売可否を決定している。庫内熱交換器３０の近傍には庫内熱交換器３０の温度を検知する熱交換器サーミスタ３５を設置している。

ここで、圧縮機１、庫外熱交換器３２、庫内熱交換器３０は環状に接続された冷凍サイクルを形成しており、その冷媒として可燃性冷媒であるイソブタンを用いている。圧縮機１、庫外熱交換器３２、庫内熱交換器３０からなる冷凍サイクルは、庫外熱交換器３２で冷媒を凝縮し庫内熱交換器３０で冷媒を蒸発することで貯蔵室１３を冷却し、庫内熱交換器３０で冷媒を凝縮して放熱し、庫外熱交換器３２で冷媒を蒸発することで貯蔵室１３を加温する。また、前記冷凍サイクルは電熱ヒータ３１と一体で冷却加温システムを構成し、貯蔵室１３を加温する場合には、電熱ヒータ３１を補助的な加温手段として用いる。

このとき、庫内ファン７は庫内熱交換器３０あるいは電熱ヒータ３１で生成した冷風あるいは温風を貯蔵室１３内へ循環させている。庫外ファン３３は外気を導入して庫外熱交換器３２および圧縮機１へ供給し熱交換させる。また、庫内ファン７および庫外ファン３３は圧縮機１の運転停止に関わらず常に連続運転する。そして、コラムサーミスタ３４を用いて圧縮機１の運転と停止を行いながら販売直前の商品の温度を調整し、加温時は約５１℃、冷却時は約３℃に保つ。

ここで、庫内ファン７を連続運転するのは、貯蔵庫１３内の気流を常に一定にすることで販売直前の商品の温度を安定させることと、圧縮機１の停止中に庫内熱交換器３０の温度を販売直前の商品の温度に近づけるためである。これによって、冷却時には庫内熱交換器３０の除霜も同時に行うことができる。また、庫外ファン３３を連続運転するのは、圧縮機１や庫外熱交換器３２の周辺で漏洩した冷媒や、商品搬出口１９を介して貯蔵庫１３内で漏洩した冷媒が圧縮機１や庫外熱交換器３２の周辺に到達した場合に速やかに外部に排出するためである。

また、貯蔵庫１３の内外に設置された電気部品は、自販機工業会自主基準（ＪＶＭＡ ２Ｂ００１、附属書２「冷却ユニットの安全」）に示した要件を満足するように、防爆構造を有している。この防爆構造は、冷却加温システムから冷媒が漏洩した場合に電気部品が着火源とならないようにするものであり、漏洩した冷媒を拡散する構造や表面温度を低く抑える構造、火炎が外部に伝播しない簡易防爆構造などを含む。

以上のように構成された実施の形態１の自動販売機について、図１から図５に基づいて冷媒漏洩を判断する動作を以下に説明する。

図１において商品収納コラム２３の下方に配置された庫内熱交換器３０の冷熱または加熱空気を庫内ファン７によって貯蔵庫１３の後方から前方へ吐出し、下部内扉１８に当って上方に向かって冷熱または加熱空気は上昇する。すなわち下部内扉１８と商品収納コラム２３との間を、この上昇する空気は流れやすく、商品収納コラム２３の下部で、内扉との間に設けたコラムサーミスタ３４を冷媒漏洩を検知する検知手段としても機能させることでいち早く冷媒漏洩を検知することができる。

図２において冷却時に冷媒漏洩の判定を開始すると、まず圧縮機１が運転中か停止中かを判定（Ｐ１１）する。圧縮機１が運転中には運転時間が６分以上であるか否かを判定（Ｐ１２）し、圧縮機１が６分以上運転中には、コラムサーミスタ３４で検知した販売直前の商品の温度が運転開始から２℃以上低下したか否かを判定（Ｐ１３）し、圧縮機１が６分以上運転中コラムサーミスタ３４で検知した販売直前の商品の温度低下が２℃に満たなかった場合、熱交換器サーミスタ３５で検知した庫内熱交換器３０の温度が運転開始から５℃以上低下したか否かを判定（Ｐ１４）し、庫内熱交換器３０の温度低下が５℃に満たなかった場合に冷媒漏洩あり（Ｐ１５）と判定する。

すなわち、庫内冷却時で、圧縮機の運転状態が運転中で、所定時間（６分）以上運転状態にあり、コラムサーミスタ３４および熱交換器サーミスタ３５が所定温度以上低下していない場合は、冷媒漏洩が発生したと判断している。

一方、圧縮機１が６分以上運転中にコラムサーミスタ３４で検知した販売直前の商品の温度が運転開始から２℃以上低下したか、あるいは庫内熱交換器３０の温度が運転開始から５℃以上低下した場合は冷媒漏洩なしと判定して冷媒漏洩の判定を終了（Ｐ１６）する。

ここで、冷媒漏洩あり（Ｐ１５）と判定した場合は、自動販売機の主要部品への電源供給を停止するとともに、商品の販売を停止するなどの措置を講ずる。また、冷媒漏洩なしと判定して冷媒漏洩の判定を終了（Ｐ１６）した場合は、通常の運転を継続するとともに、所定時間経過後に圧縮機１を停止してから再度冷媒漏洩の判定を開始する。

図３において加温時に冷媒漏洩の判定を開始すると、まず圧縮機１が運転中か停止中かを判定（Ｑ１１）する。圧縮機１が運転中には運転時間が１５分以上であるか否かを判定（Ｑ１２）し、圧縮機１が１５分以上運転中には、コラムサーミスタ３４で検知した販売直前の商品の温度が運転開始から２℃以上上昇したか否かを判定（Ｑ１３）し、圧縮機１が１５分以上運転中コラムサーミスタ３４で検知した販売直前の商品の温度上昇が２℃に満たなかった場合、熱交換器サーミスタ３５で検知した庫内熱交換器３０の温度が運転開始から５℃以上上昇したか否かを判定（Ｑ１４）し、庫内熱交換器３０の温度上昇が５℃に満たなかった場合に冷媒漏洩あり（Ｑ１５）と判定する。

一方、圧縮機１の運転時間が１５分に満たない場合は電熱ヒータ３１をＯＦＦしたまま判定を継続する。圧縮機１の運転に対して電熱ヒータ３１の運転を遅らせることで、冷媒漏洩中である場合に、通常、電熱ヒータ３１は補助ヒータの役目であり、ヒータ温度は着火温度未満となっているが、万一の場合に備えて、電熱ヒータ３１が漏れ冷媒の着火源となって、爆発する可能性を阻止することができる。

また、圧縮機１が１５分以上運転中コラムサーミスタ３４で検知した販売直前の商品の温度が運転開始から２℃以上上昇したか、あるいは庫内熱交換器３０の温度が運転開始から５℃以上上昇した場合は冷媒漏洩なしと判定して冷媒漏洩の判定を終了（Ｑ１６）する。

ここで、冷媒漏洩あり（Ｑ１５）と判定した場合は、自動販売機の主要部品への電源供給を停止するとともに、商品の販売を停止するなどの措置を講ずる。また、冷媒漏洩なしと判定して冷媒漏洩の判定を終了（Ｑ１６）した場合は、通常の運転を継続するとともに、所定時間経過後に再度冷媒漏洩の判定を開始する。なお、加温時には、電熱ヒータ３１の影響を避けるため、電熱ヒータ３１と圧縮機１の両方を停止してから冷媒漏洩の判定を開始することが望ましい。

このような方法で冷媒漏洩を判定するのは、コラムサーミスタ３４で検知する販売直前の商品の温度が比較的安定しているとともに、庫内ファン７を連続運転しているため、圧縮機１の停止中に熱交換器サーミスタ３５で検知する庫内熱交換器３０の温度が販売直前の商品の温度とほぼ同等になるためである。

ここで、販売直前の商品の温度が比較的安定しているのは、冷蔵庫などの他の冷蔵機器と異なり、自動販売機では特定の商品を極めて幅の狭い温度に維持するためである。例えば、冷却時には０〜６℃を狙って制御するが、０℃以下では商品が氷結するため、周囲の温度環境や商品の追加投入によらず、主に停止時間を加減しながら細かく断続運転を行って温度調整している。

同様に、加温時には４８〜５５℃を狙って制御するが、５５℃以上では商品の加温劣化が大きくなるため、周囲の温度環境や商品の追加投入によらず、主に停止時間を加減しながら細かく断続運転を行って温度調整している。

従って、冷媒漏洩が発生して比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合、冷凍サイクルの冷却能力あるいは加温能力が大幅に低下して、正常な細かい断続運転が出来なくなる。このとき、特に起動直後の温度変化に大きな違いが見られるので、上記したように起動から５〜１５分程度のコラムサーミスタ３４あるいは熱交換器サーミスタ３５が検知する温度変化から冷媒漏洩を判定することができる。この点について、正常な状態での温度挙動を基に、以下に補足して説明する。

貯蔵室１３を冷却した場合には、図４に示したように、コラムサーミスタ３４が検知する販売直前の商品の温度は２〜５℃の範囲で安定している。冷媒漏洩がない正常な状態では、圧縮機１の運転中に５℃から２℃程度に低下し、圧縮機１の停止中に２℃から５℃程度に上昇する。これは、商品を適温である約３℃近辺に保持するためであり、自動販売機の周囲の環境条件や商品の追加投入によっても大きく変化しない。

従って、圧縮機１の運転開始時におけるコラムサーミスタ３４の検知温度の低下速度が遅くなることによって、急激な冷媒漏洩が発生して冷却加温システムの冷却能力が著しく低下したと判断できる。

同様に、図４に示したように、熱交換器サーミスタ３５が検知する庫内熱交換器３０の温度は−７〜５℃の範囲で安定している。冷媒漏洩がない正常な状態では、圧縮機１の運転中に５℃から−７℃程度に低下し、圧縮機１の停止中に−７℃から５℃程度に上昇する。圧縮機１の停止中に熱交換器サーミスタ３５が検知する庫内熱交換器３０の温度が、販売直前の商品の温度とほぼ等しくなるのは、庫内ファン７を連続運転することにより、庫内熱交換器３０が除霜されるとともに、販売直前の商品の熱によって暖められるためである。

一般に、圧縮機１の停止中における庫内熱交換器３０の温度は、その着霜状態や高圧側からの冷媒の流入、周囲の温度によって変化するため特定することは難しいが、本実施例のように庫内ファン７を連続運転すれば販売直前の商品の温度とほぼ等しくなるので、圧縮機１の起動直後の温度変化を精度よく判定できる。

また、圧縮機１の運転中には商品を冷却する冷気を発生させるため、コラムサーミスタ３４に比べて庫内熱交換器３０の温度は大きく低下する。従って、圧縮機１の運転開始時における熱交換器サーミスタ３５の検知温度の低下速度が遅くなることによって、急激な冷媒漏洩が発生して冷却加温システムの冷却能力が著しく低下したことが容易に判断できる。

なお、本実施の形態１においては、コラムサーミスタ３４の温度低下と熱交換器サーミスタ３５の温度低下の両方が所定値を満たさない場合に冷媒漏洩と判定したが、どちらか一方のみを用いて判定してもよい。

また、図４に示したように、コラムサーミスタ３４の検知温度と熱交換器サーミスタ３５の検知温度の差を用いると、この温度差が冷凍サイクルの冷却能力に比例していることから、コラムサーミスタ３４が検知する販売直前の商品の温度がまだ正常な範囲に達していない電源投入時などの過渡状態においても正しい判定ができる。

また、本実施の形態１においては、コラムサーミスタ３４の温度低下と熱交換器サーミスタ３５の温度低下の判定基準値をそれぞれ２℃、５℃の固定値としたが、前回の冷媒漏洩の判定時に示した温度低下のレベルに合わせて判定基準値を変えてもよい。自動販売機の周囲温度が比較的低い場合は、温度低下の速度が若干大きくなるので、より厳しい判定基準値を設定して冷媒漏洩を感度よく検知することができる。

貯蔵室１３を加温した場合には、図５に示したように、コラムサーミスタ３４が検知する販売直前の商品の温度は４９〜５３℃の範囲で安定している。冷媒漏洩がない正常な状態では、圧縮機１の運転中に４９℃から５３℃程度に上昇し、圧縮機１の停止中に５３℃から４９℃程度に低下する。これは、商品を適温である約５１℃近辺に保持するためであり、自動販売機の周囲の環境条件や商品の追加投入によっても大きく変化しない。

従って、圧縮機１の運転開始時におけるコラムサーミスタ３４の検知温度の上昇速度が遅くなることによって、急激な冷媒漏洩が発生して冷却加温システムの加温能力が著しく低下したと判断できる。

同様に、図５に示したように、熱交換器サーミスタ３５が検知する庫内熱交換器３０の温度は５１〜５９℃の範囲で安定している。冷媒漏洩がない正常な状態では、圧縮機１の運転中に５１℃から５９℃程度に上昇し、圧縮機１の停止中に５９℃から５１℃程度に低下する。圧縮機１の停止中に熱交換器サーミスタ３５が検知する庫内熱交換器３０の温度が、販売直前の商品の温度とほぼ等しくなるのは、庫内ファン７を連続運転することにより、販売直前の商品の熱によって冷やされるためである。

一般に、圧縮機１の停止中における庫内熱交換器３０の温度は、高圧側からの冷媒の流入や周囲の温度によって変化するため特定することは難しいが、本実施例のように庫内ファン７を連続運転すれば販売直前の商品の温度とほぼ等しくなるので、圧縮機１の起動直後の温度変化を精度よく判定できる。

また、圧縮機１の運転中には商品を加温する暖気を発生させるため、コラムサーミスタ３４に比べて庫内熱交換器３０の温度は大きく上昇する。従って、圧縮機１の運転開始時における熱交換器サーミスタ３５の検知温度の上昇速度が遅くなることによって、急激な冷媒漏洩が発生して冷却加温システムの加温能力が著しく低下したことが容易に判断できる。

なお、本実施の形態１においては、コラムサーミスタ３４の温度上昇と熱交換器サーミスタ３５の温度上昇の両方が所定値を満たさない場合に冷媒漏洩と判定したが、どちらか一方のみを用いて判定してもよい。

また、図５に示したように、コラムサーミスタ３４の検知温度と熱交換器サーミスタ３５の検知温度の差を用いると、この温度差が冷凍サイクルの加温能力に比例していることから、コラムサーミスタ３４が検知する販売直前の商品の温度がまだ正常な範囲に達していない電源投入時などの過渡状態においても正しい判定ができる。

また、本実施の形態１においては、コラムサーミスタ３４の温度上昇と熱交換器サーミスタ３５の温度上昇の判定基準値をそれぞれ２℃、５℃の固定値としたが、前回の冷媒漏洩の判定時に示した温度上昇のレベルに合わせて判定基準値を変えてもよい。自動販売機の周囲温度が比較的高い場合は、温度上昇の速度が若干大きくなるので、より厳しい判定基準値を設定して冷媒漏洩を感度よく検知することができる。

以上のように、本発明にかかる自動販売機は、貯蔵庫を冷却している時に貯蔵庫内に保持された販売直前の商品の温度を検知し、その低下速度に基づいて冷媒漏洩を判断することにより、その周囲環境に左右されずに比較的短時間に大量の冷媒が放出された場合に精度よく冷媒漏洩を判断することができるので、可燃性冷媒を使用したショーケースや業務用冷凍冷蔵庫などの冷蔵あるいは冷凍機器において、特定の熱負荷を設定してその温度変化によって冷媒漏洩を判定する場合にも適用できる。

本発明の実施の形態１による自動販売機の縦断面図 本発明の実施の形態１による冷却時の冷媒漏洩を判断するフローチャート 本発明の実施の形態１による加温時の冷媒漏洩を判断するフローチャート 本発明の実施の形態１による冷却時の温度挙動を示す特性図 本発明の実施の形態１による加温時の温度挙動を示す特性図 従来の冷蔵庫に搭載された冷却システムのサイクル図 従来の冷蔵庫に搭載された冷却システムにおける冷媒漏洩を判断するフローチャート

符号の説明

１ 圧縮機
７ 庫内ファン
１３ 貯蔵庫
２３，２４，２５ 商品収納コラム
３０ 庫内熱交換器
３１ 電熱ヒータ
３４ コラムサーミスタ
３５ 熱交換器サーミスタ

Claims (6)

1. 商品を貯蔵する貯蔵庫と、前記貯蔵庫内に缶飲料などの商品を収納する商品収納コラムと、前記商品収納コラムの下部に保持され、間接的に販売直前の商品温度として販売可否を決定するコラムサーミスタとを備え、前記貯蔵庫を冷却している時、前記コラムサーミスタが検知する温度の低下速度が所定値より遅くなった場合に冷媒漏洩と判定することを特徴とする自動販売機。
2. 商品を収納する商品収納コラムを内部に備えた貯蔵庫と、前記商品収納コラムに収納された商品を冷却する冷却システムと、前記商品収納コラムよりも下方に位置した前記冷却システムの庫内熱交換器と、前記庫内熱交換器で生成した冷気を上方に送風する庫内ファンと、前記庫内熱交換器の温度を検出する熱交換器サーミスタとを備え、前記冷却システムの圧縮機停止中に前記庫内ファンを連続運転するとともに、前記貯蔵庫を冷却している時、前記庫内熱交換器が検知する温度の低下速度が所定値より遅くなった場合に冷媒漏洩と判定することを特徴とする自動販売機。
3. 貯蔵室を加温している時、コラムサーミスタが検知する温度の上昇速度が所定値より遅くなった場合に冷媒漏洩と判定することを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
4. 商品を収納する商品収納コラムを内部に備えた貯蔵庫と、前記貯蔵庫を冷却あるいは加温する冷却加温システムと、前記冷却加温システムの庫内熱交換器と、庫内加温時に前記庫内熱交換器から放熱される暖気を前記商品収納コラムに送風する庫内ファンと、前記庫内熱交換器の温度を検出する熱交換器サーミスタとを備え、前記冷却加温システムの圧縮機停止中に前記庫内ファンを連続運転するとともに、前記庫内熱交換器が検知する温度の上昇速度が所定値より遅くなった場合に冷媒漏洩と判定することを特徴とする自動販売機。
5. 商品を収納する商品収納コラムを内部に備えた貯蔵庫と、前記貯蔵庫を冷却あるいは加温する冷却加温システムと、前記冷却加温システムの庫内熱交換器と、前記貯蔵庫内を加温する電熱ヒータを備えた自動販売機において、前記冷却加温システムの庫内熱交換器の放熱作用による前記貯蔵庫の加温を開始した場合、前記電熱ヒータを所定時間通電しないことを特徴とする自動販売機。
6. 冷媒漏洩を判定する基準となる所定値は、前回の圧縮機運転時のコラムサーミスタあるいは熱交換器サーミスタの温度変化速度を基に決定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。