JP2010033520A - 自動販売機 - Google Patents

Abstract

【課題】特別の加熱手段を設置することなく、圧縮機に戻る直前の冷媒を加熱することができる自動販売機を提供する。
【解決手段】自動販売機１０００が有する冷凍回路１０００ｓは、圧縮機１と、ガスクーラ２と、全室冷却用膨張手段３Ｃと、左室熱交換器５Ｌ、中室熱交換器５Ｍおよび右室熱交換器５Ｒと、ガスクーラ２と熱交換自在な庫外熱交換器８と、を有す。２室加熱運転モード（ＨＨＣ運転モード）の際、左室熱交換器５Ｌおよび中室熱交換器５Ｍにおいて凝縮した中温高圧冷媒は庫外熱交換器８に流入した後、加熱用膨張手段３Ｈにおいて膨張し、右室熱交換器５Ｒにおいて蒸発して中温低圧冷媒になり、ガスクーラ２を経由して圧縮機１に戻る。このとき、中温高圧冷媒の保有する温熱が中温低圧冷媒に受け渡される。
【選択図】図３

Description

本発明は自動販売機、特に、缶、ビン、パック、ペットボトル等の容器に入れた飲料等の商品を冷却または加熱して販売に供する自動販売機に関する。

従来、自動販売機は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒（高温高圧）を凝縮させる庫外凝縮器と、凝縮された冷媒（中温高圧）を膨張させる膨張手段と、膨張した冷媒（低温低圧）を蒸発させる庫内熱交換器（蒸発器に同じ）と、これらを順次連結して蒸発した冷媒（中温低圧）を圧縮機に戻す冷凍サイクルを有し、商品を収納する各商品収納庫内に庫内蒸発器を設置して、商品を冷却していた。
また、庫内熱交換器に高圧高温冷媒（ホットガスに同じ）を流して、温熱を放出させて（凝縮器と機能させて）商品収納庫内を加熱する「ヒートポンプ運転」を実行する発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２９８２１０号公報（第３−４頁、図１）

しかしながら、前記特許文献１に開示された発明は、加熱しようとする商品収納庫（庫内熱交換器）に高温高圧冷媒を供給し、これを通過した冷媒を膨張して、冷却しようとする商品収納庫（庫内熱交換器）に低温低圧冷媒を供給するものであるため、以下のような問題があった。
すなわち、加熱しようとする商品収納庫の数（庫内熱交換器の負荷に同じ）が、冷却しようとする商品収納庫の数（庫内熱交換器の負担に同じ）よりも大きい場合、冷却しようとする商品収納庫に十分に冷熱が放出されない（低温低圧冷媒が十分な温熱を吸収しないに同じ）ため、液状態の冷媒が圧縮機に戻ることがあった。そうすると、圧縮機の吐出冷媒温度が低下し、加熱能力が低下することになる。さらに、加熱能力の低下を補おうとすると、圧縮機の運転時間が延長され、消費電力が増加していた。

本発明は上記問題を解決するものであって、特別の加熱手段を設置することなく、圧縮機に戻る直前の冷媒を加熱することができる自動販売機を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る自動販売機（請求項１）は、断熱材によって囲まれ一面に開口部を具備する筐体と、
前記開口部を開閉する断熱扉と、
前記筐体内に配置された仕切板によって仕切られた、左室、中室および右室と、
該左室、中室および右室にそれぞれ配置され、その内部の空気と熱交換をする左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器と、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
供給された冷媒と外気との間で熱交換可能、且つ、相互に熱交換可能なガスクーラおよび庫外熱交換器と、
を有し、
前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記ガスクーラを通過して前記膨張手段を通過した後、前記左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器を通過した後、前記圧縮機に戻る全室冷却運転モードと、
前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器および前記中室熱交換器の両方を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記ガスクーラを経由して前記圧縮機に戻る２室加熱運転モードと、
または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、前記中室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記ガスクーラを経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記中室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、前記左室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記ガスクーラを経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
を実行することを特徴とする。

（２）本発明に係る自動販売機（請求項２）は、前記（１）において、前記ガスクーラが、複数枚のガスクーラ放熱板と、該ガスクーラ放熱板を千鳥状に貫通するガスクーラ伝熱管と、を具備し、
前記庫外熱交換器が、複数枚の庫外放熱板と、該庫外放熱板を千鳥状に貫通する庫外伝熱管と、を具備し、
前記ガスクーラ放熱板と前記庫外放熱板とが、接合または一体的に形成されてなることを特徴とする。

（３）本発明に係る自動販売機（請求項３）は、断熱材によって囲まれ一面に開口部を具備する筐体と、
前記開口部を開閉する断熱扉と、
前記筐体内に配置された仕切板によって仕切られた、左室、中室および右室と、
該左室、中室および右室にそれぞれ配置され、その内部の空気と熱交換をする左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器と、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
供給された冷媒と外気との間で熱交換可能、且つ、相互に熱交換可能なガスクーラ、庫外熱交換器および戻り熱交換器と、
供給された冷媒を膨張させる膨張手段と、
を有し、
前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記ガスクーラを通過して前記膨張手段を通過した後、前記左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器を通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る全室冷却運転モードと、
前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器および前記中室熱交換器の両方を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る２室加熱運転モードと、
または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、前記中室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記中室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、前記左室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
を実行することを特徴とする。

（４）本発明に係る自動販売機（請求項４）は、前記（３）において、前記ガスクーラが、複数枚のガスクーラ放熱板と、該ガスクーラ放熱板を千鳥状に貫通するガスクーラ伝熱管と、を具備し、
前記庫外熱交換器が、複数枚の庫外放熱板と、該庫外放熱板を千鳥状に貫通する庫外伝熱管と、を具備し、
前記戻り熱交換器が、複数枚の戻り放熱板と、該戻り放熱板を千鳥状に貫通する戻り伝熱管と、を具備し、
前記ガスクーラ放熱板と前記庫外放熱板と前記戻り放熱板とが、接合または一体的に形成されてなることを特徴とする。

（５）本発明に係る自動販売機（請求項５）は、断熱材によって囲まれ一面に開口部を具備する筐体と、
前記開口部を開閉する断熱扉と、
前記筐体内に配置された仕切板によって仕切られた、左室、中室および右室と、
該左室、中室および右室にそれぞれ配置され、その内部の空気と熱交換をする左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器と、
冷媒を圧縮する圧縮機と、
供給された冷媒と外気との間で熱交換可能、且つ、相互に熱交換可能なガスクーラ、庫外熱交換器および戻り熱交換器と、
供給された冷媒を膨張させる膨張手段と、
前記庫外熱交換器を通過した直後の冷媒が供給される内部高圧側配管と、前記圧縮機に戻る直前の冷媒が供給される内部低圧側配管とを具備する内部熱交換器と、
を有し、
前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記ガスクーラを通過して前記膨張手段を通過した後、前記左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器を通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る全室冷却運転モードと、
前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器および前記中室熱交換器の両方を通過し、前記庫外熱交換器、前記内部高圧側配管、前記膨張手段、および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記内部低圧側配管を経由して前記圧縮機に戻る２室加熱運転モードと、
または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記内部高圧側配管、前記膨張手段、前記中室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記内部低圧側配管を経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記中室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記内部高圧側配管、前記膨張手段、前記左室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記内部低圧側配管を経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
を実行することを特徴とする。

（ｉ）本発明の請求項１および請求項２に係る自動販売機は、相互に熱交換可能なガスクーラおよび庫外熱交換器を有するから、２室加熱運転モードおよび１室加熱運転モードにおいて、圧縮機に戻る直前の冷媒は、ガスクーラに供給され、庫外熱交換器を通過する冷媒の保有する温熱が受け渡されるから、圧縮機に戻る冷媒の温度が上昇する。したがって、液状態の冷媒が圧縮機に吸い込まれることが防止され、加熱能力が維持される。このとき、膨張手段において膨張する前の冷媒が保有する温熱が、圧縮機において圧縮される前の冷媒に受け渡されるだけであるから、特別の加熱手段を設置して、冷媒加熱のための特別のエネルギを供給する必要がないため、製造コストの上昇や消費電力の増加が抑えられる。

（ｉｉ）本発明の請求項３および請求項４に係る自動販売機は、相互に熱交換可能なガスクーラ、庫外熱交換器および戻り熱交換器を有するから、２室加熱運転モードおよび１室加熱運転モードにおいて、圧縮機に戻る直前の冷媒は、戻り熱交換器に供給され、庫外熱交換器を通過する冷媒の保有する温熱が受け渡されるから、圧縮機に戻る冷媒の温度が上昇する。また、全室冷却循環回路において、圧縮機に戻る直前の冷媒は、戻り熱交換器に供給され、ガスクーラを通過する冷媒の保有する温熱が受け渡されるから、圧縮機に戻る冷媒の温度が上昇する。したがって、液状態の冷媒が圧縮機に吸い込まれることが防止され、加熱能力が維持される。このとき、膨張手段において膨張する前の冷媒が保有する温熱が、圧縮機において圧縮される前の冷媒に受け渡されるだけであるから、特別の加熱手段を設置して、冷媒加熱のための特別のエネルギを供給する必要がないため、製造コストの上昇や消費電力の増加が抑えられる。

（ｉｉｉ）本発明の請求項５に係る自動販売機は、内部高圧側配管と内部低圧側配管とを具備する内部熱交換器を有するから、２室加熱運転モードおよび１室加熱運転モードにおいて、圧縮機に戻る直前の冷媒は内部低圧側配管に供給され、内部高圧側配管を通過する冷媒の保有する温熱が受け渡されるから、圧縮機に戻る冷媒の温度が上昇する。したがって、液状態の冷媒が圧縮機に吸い込まれることが防止され、加熱能力が維持される。このとき、膨張手段において膨張する前の冷媒が保有する温熱が、圧縮機において圧縮される前の冷媒に受け渡されるだけであるから、特別の加熱手段を設置して、冷媒加熱のための特別のエネルギを供給する必要がないため、製造コストの上昇や消費電力の増加が抑えられる。

［実施の形態１］
（自動販売機）
図１〜図５は本発明の実施の形態１に係る自動販売機を説明するものであって、図１は模式的に示す正面視の断面図、図２は模式的に示す側面視の断面図、図３はこれに設置された冷凍回路の構成図、図４は冷媒の流れ方を示す冷凍回路構成図、図５は一部（ガスクーラおよび庫外熱交換器）を模式的に示す側面図である。図４において、冷媒の流れ方向矢印で、冷媒が流れる配管を実線で、冷媒が流れない配管を破線で、それぞれ示している。
図１および図２において、自動販売機１０００は、自動販売機１０００の本体のキャビネット２００と、キャビネット２００の内部で断熱材３００に包囲された商品収納庫４００と、商品Ｓを補充する時に商品収納庫４００を開閉する商品補充用扉４０４と、商品収納庫４００と外気を遮断するための内扉４０５と、自動販売機１０００の前扉４０６と、を有している。

商品収納庫４００は仕切り板４０３ＬＭ、４０３ＭＲによって商品室（以下、「左室」と称す）４０Ｌ、商品室（以下、「中室」と称す）４０Ｍ、商品室（以下、「右室」と称す）４０Ｒに仕切られている。
なお、以下の説明において、左室４０Ｌ、中室４０Ｍおよび右室４０Ｒのそれぞれに配置される部材において、共通する内容を説明する場合には、それぞれをまとめてまたはそれぞれを個別に、部材名称を形容する「左室、中室、右室」や、符号の添え字「Ｌ、Ｍ、Ｒ」を省略する場合がある。

各商品収納庫４００には、商品Ｓを収納するための商品収納ラック４０７と、商品収納ラック４０７から自然落下した商品Ｓを取出すための商品取出し口４０９と、商品Ｓを商品取出し口４０９まで誘導する商品誘導板４０８とが設置され、商品誘導板４０８の下方が庫内部品収納室４１０となっている。また、庫内空気を商品収納ラック４０７を経由して庫内部品収納室４１０に循環させるための循環ダクト４２０が設置されている。

そして、庫内部品収納室４１０には、庫内空気を商品誘導板４０８（通気孔が設けられている）を通過して商品Ｓに衝突させる送風手段４３０と、送風手段４３０の下流側（循環ダクト４２０から遠い側）に庫内熱交換器４４０と、送風手段４３０および庫内熱交換器４４０を収納する送風ダクト４５０と、送風ダクト４５０に連通して空気を通す風胴４６０と、が設置されている。
さらに、商品収納庫４００の下方には、コンデンシングユニット４７０および庫外ファン４８１を収納するための機械室４８０と、電装品および制御手段を収納するための電装品収納室４９０とが配置されている。

（冷却用配管系）
図３において、自動販売機１０００が有する冷凍回路１０００ｓは、冷媒を圧縮する圧縮機１と、圧縮機１によって圧縮された冷媒（以下、「高温高圧冷媒」と称す）が選択的に供給され、これを冷却するガスクーラ２と、ガスクーラ２を通過した冷媒（以下、「中温高圧冷媒」と称す）が供給され、これに膨張する全室冷却用膨張手段（キャピラリに同じ）３と、全室冷却用膨張手段３Ｃにおいて膨張された冷媒（以下、「低温低圧冷媒」と称す）が分岐点４において分岐され、選択的に供給される、左室４０Ｌに配置された左室熱交換器５Ｌ、中室４０Ｍに配置された中室熱交換器５Ｍ、および右室４０Ｒに配置された右室熱交換器５Ｒと、左室熱交換器５Ｌ、中室熱交換器５Ｍまたは右室熱交換器５Ｒの何れかを通過した冷媒（以下、「中温低温冷媒」と称す）が供給されるアキュムレータ７とを有している。

そして、圧縮機１と、ガスクーラ２と、全室冷却用膨張手段３Ｃと、左室熱交換器５Ｌ、中室熱交換器５Ｍおよび右室熱交換器５Ｒと、アキュムレータ７と、圧縮機１と、が配管（以下、「冷却用配管系」と称す場合がある）によって順次連結されている。
なお、符号ｊの部材と符号ｋの部材とを連結する配管を符号ｊｋにて示し、配管ｊｋに設置された電磁弁（開閉弁に同じ）を符号ｊｋｖと、配管ｊｋに設置された逆止弁（逆流防止弁に同じ）を符号ｊｋｎと、配管ｊｋに設置されたストレーナを符号ｊｋｓとしている。例えば、ガスクーラ２と全室冷却用膨張手段３Ｃとは配管２３Ｃによって連結され、配管２３Ｃには、電磁弁２３Ｃｖと、逆止弁２３Ｃｎと、ストレーナ２３Ｃｓとが設置されている。

（加熱用配管系）
また、供給された冷媒（中温高圧冷媒に同じ）と外気との間で熱交換可能であって、ガスクーラ２との間で熱交換可能な庫外熱交換器８と、庫外熱交換器８を通過した冷媒を膨張させる加熱用膨張手段（キャピラリに同じ）３Ｈが設置されている。
そして、圧縮機１と左室熱交換器５Ｌとが、電磁弁１５Ｌｖが設置された配管１５Ｌによって連結され、左室熱交換器５Ｌと庫外熱交換器８とが逆止弁５８Ｌｎが設置された配管５８Ｌによって連結されている。同様に、圧縮機１と中室熱交換器５Ｍとが、電磁弁１５Ｍｖが設置された配管１５Ｍによって連結され、中室熱交換器５Ｍと庫外熱交換器８とが逆止弁５８Ｍｎが設置された配管５８Ｍによって連結されている。なお、配管５８Ｌと配管５８Ｍとは共通の配管５８に統合されている。
さらに、庫外熱交換器８と加熱用膨張手段３Ｈとは、ストレーナ８３Ｈｓが設置された配管８３Ｈによって連結され、加熱用膨張手段３Ｈの下流側と全室冷却用膨張手段３Ｃの下流側とは分岐点４の上流側において統合されている。

（戻りバイパス配管系）
左室熱交換器５Ｌとアキュムレータ７とを連結する配管５７Ｌと、中室熱交換器５Ｍとアキュムレータ７とを連結する配管５７Ｍと、右室熱交換器５Ｒとアキュムレータ７とを連結する配管５７Ｒと、は共通の配管５７に統合されている。そして、配管５７は分岐点６において、ガスクーラ２の下流側（配管２３ｃに同じ）に連通し、電磁弁６２ｖが設置された分岐管６２に分岐され、分岐点６の下流側に電磁弁６７ｖが設置されている。
さらに、電磁弁６７ｖとアキュムレータ７との間と、ガスクーラ２の上流側（配管１２に同じ）とが、電磁弁２７ｖが設置されて合流管２７によって連結されている。

（全室冷却運転モード）
図４の（ａ）において、自動販売機１０００が全室冷却運転モード（ＣＣＣ運転モード）を実行する際の冷媒の流れは、圧縮機１によって圧縮された高温高圧冷媒が、配管１２（電磁弁１２ｖが開き、電磁弁１５Ｌｖ、１５Ｍｖが閉じている）を経由してガスクーラ２に流入し、全室冷却用膨張手段３Ｃにおいて膨張して低温低圧冷媒となって、左室熱交換器５Ｌ、中室熱交換器５Ｍおよび右室熱交換器５Ｒに流入する（電磁弁４５Ｌｖ、４５Ｍｖ、４５Ｒｖが開いている）。よって、左室４０Ｌ、中室４０Ｍおよび右室４０Ｒが、冷却される。
そして、中温低圧冷媒は配管５６に流れ込み、開いている電磁弁６７ｖを通過してアキュムレータ７に流入する。
このとき、電磁弁１５Ｌｖ、１５Ｍｖが閉じ、逆止弁５８Ｌｎ、５８Ｍｎが設置されているから、高温高圧冷媒や中温高圧冷媒が庫外熱交換器８や加熱用膨張手段３Ｈに流入することがない。また、電磁弁２７ｖ、６２ｖが閉じているから、高温高圧冷媒や中温高圧冷媒がアキュムレータ７に流入することがない。

（２室加熱運転モード）
図４の（ｂ）において、自動販売機１０００が２室加熱運転モード（ＨＨＣ運転モード）を実行する際の冷媒の流れは、圧縮機１によって圧縮された高温高圧冷媒が、配管１５Ｌ、１５Ｍ（電磁弁１２ｖが閉じ、電磁弁１５Ｌｖ、１５Ｍｖが開いて）を経由して、左室熱交換器５Ｌおよび中室熱交換器５Ｍに流入する。
その後、庫外熱交換器８および加熱用膨張手段３Ｈを経由して分岐点４に到達し、分岐点４において分岐されて配管４５Ｒ（電磁弁４５Ｒｖが開き、電磁弁４５Ｌｖ、４５Ｍｖが閉じている）を経由して右室熱交換器５Ｒに流入する。そして、配管５７Ｃに流入した冷媒（中温低圧冷媒）は、分岐点６において分岐され分岐管６２に流入し、ガスクーラ２を経由した後、アキュムレータ７に供給される。

そうすると、庫外熱交換器８とガスクーラ２との間で熱交換可能であるため、ガスクーラ２に流入した中温低圧冷媒は、庫外熱交換器８を通過する中温高圧冷媒が保有する温熱を受け取って温度が上昇し、さらに、アキュムレータ７において気液が分離され、気相状態で圧縮機１に吸引される。よって、圧縮機１の吐出温度が上昇し、左室４０Ｌおよび中室４０Ｍの加熱が確実になる。
このとき、電磁弁６７ｖが閉じて電磁弁６２ｖおよび電磁弁２７ｖが開いているから、中温低圧冷媒がアキュムレータ７に直接流入することがない。また、電磁弁１２ｖが閉じているから、高温高圧冷媒がガスクーラ２やアキュムレータ７に流入することがなく、電磁弁２３Ｃｖが閉じているから、低温低圧冷媒がガスクーラ２やアキュムレータ７に流入することがない。

（ガスクーラおよび庫外熱交換器）
図５において、ガスクーラ２は複数枚のガスクーラ放熱板２ａとガスクーラ放熱板２ａを千鳥状に貫通するガスクーラ伝熱管２ｂとを具備し、庫外熱交換器８は複数枚の庫外放熱板８ａと、庫外放熱板８ａを千鳥状に貫通する庫外伝熱管８ｂとを具備している。このとき、ガスクーラ放熱板２ａと庫外放熱板８ａとは一体的に形成されて共通のフィンを呈し、かかる共通のフィンは、庫外ファン４８１が形成する吸込空気の風路内に配置されている。
また、ガスクーラ伝熱管２ｂの上側の端部には配管１２が、下側の端部には配管２３Ｃ（配管６２に同じ）が、それぞれ接続されている。また、庫外伝熱管８ｂの上側の端部には配管５８が、下側の端部には配管８３Ｈが、それぞれ接続されている。したがって、前記ＨＨＣ運転モードにおいて、庫外熱交換器８に流入した中温高圧冷媒の保有する温熱は、大気中に放出されると共に、共通のフィンを伝わってガスクーラ伝熱管２ｂに伝達され、これを通過する中温低圧冷媒に受け渡される。
なお、以上は、ガスクーラ２を通過した中温高圧冷媒が供給される全室冷却用膨張手段３Ｃと、左室熱交換器５Ｌまたは中室熱交換器５Ｍの一方または両方を通過した中温高圧冷媒が供給される加熱用膨張手段３Ｈと、が配置されているが、共通の膨張手段（例えば、電子膨張弁）にして、かかる膨張手段の直前において配管２３Ｃと配管８３Ｈとを統合してもよい。

（１室加熱運転モード）
自動販売機１０００が１室加熱運転モード（ＨＣＣ運転モードまたはＣＨＣ運転モード）を実行する際の冷媒の流れは、前記２室加熱運転モード（ＨＨＣ運転モード）における左室熱交換器５Ｌまたは中室熱交換器５Ｍの一方のみに高温高圧冷媒を供給し、左室熱交換器５Ｌまたは中室熱交換器５Ｍの他方のみに低温低圧冷媒を供給するものであるから、前記２室加熱運転モードにおける電磁弁の開閉操作によって実行されるから、説明を省略する。
そして、庫外熱交換器８とガスクーラ２との間で熱交換可能であるため、ガスクーラ２に流入した中温低圧冷媒は、庫外熱交換器８を通過する中温高圧冷媒が保有する温熱を受け取って温度が上昇し、さらに、アキュムレータ７において気液が分離され、気相状態で圧縮機１に吸引される。よって、圧縮機１の吐出温度が上昇し、左室４０Ｌまたは中室４０Ｍの一方の加熱が確実になる。

［実施の形態２］
（自動販売機）
図６〜図８は本発明の実施の形態２に係る自動販売機を説明するものであって、図６はこれに設置された冷凍回路の構成図、図７は冷媒の流れ方を示す冷凍回路構成図、図８は一部（ガスクーラ、庫外熱交換器および戻り熱交換器）を模式的に示す側面図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、図８において、冷媒の流れ方向矢印で、冷媒が流れる配管を実線で、冷媒が流れない配管を破線で、それぞれ示している。
図６において、自動販売機２０００（図示しない）の有する冷凍回路２０００ｓは、中温低圧冷媒が流れる配管５６に戻り熱交換器９を設置したものである。
すなわち、配管５７は分岐点（正確には分岐していない）６において、戻り熱交換器９の入側に連通する分岐管６９に接続され、戻り熱交換器９の出側とアキュムレータ７とが合流管９７によって連結されている。
すなわち、実施の形態１における冷凍回路１０００ｓでは、戻りバイパス配管系において中温低圧冷媒がガスクーラ２に選択的に供給されたのに対し、実施の形態２における冷凍回路２０００ｓでは、中温低圧冷媒が戻り熱交換器９を経由した後、圧縮機１に吸引される。なお、ガスクーラ２と庫外熱交換器８と戻り熱交換器９とは、互いに熱交換可能になっている。

（全室冷却運転モード）
図７の（ａ）において、自動販売機２０００が全室冷却運転モード（ＣＣＣ運転モード）を実行する際の冷媒の流れは、圧縮機１によって圧縮された高温高圧冷媒が、配管１２（電磁弁１２ｖが開き、電磁弁１５Ｌｖ、１５Ｍｖが閉じている）を経由してガスクーラ２に流入し、全室冷却用膨張手段３Ｃにおいて膨張して低温低圧冷媒となって、左室熱交換器５Ｌ、中室熱交換器５Ｍおよび右室熱交換器５Ｒに流入する（電磁弁４５Ｌｖ、４５Ｍｖ、４５Ｒｖが開いている）。よって、左室４０Ｌ、中室４０Ｍおよび右室４０Ｒが、冷却される。
そして、中温低圧冷媒は配管５７に流れ込み、分岐管６９を経由して戻り熱交換器９に流入し、さらに、アキュムレータ７を経由して圧縮機１に吸引される。

したがって、ガスクーラ２と戻り熱交換器９とは互いに熱交換可能になっているから、ガスクーラ２に流入した高温高圧冷媒と、戻り熱交換器９に流入した中温低圧冷媒との間で熱交換される。すなわち、前者の温度は低下し、後者の温度は上昇するから、より過冷却状態（サブクール）において冷媒を膨張したり、より過熱状態（スーパーヒート）において冷媒を圧縮したりすることになるため、圧縮機１の負荷を増すことなく、低温低圧冷媒の最低温度をより低くしたり、高温高圧冷媒の最高温度をより高くしたりすることができる。

（２室加熱運転モード）
図７の（ｂ）において、自動販売機２０００が２室加熱運転モード（ＨＨＣ運転モード）を実行する際の冷媒の流れは、圧縮機１によって圧縮された高温高圧冷媒が、配管１５Ｌ、１５Ｍ（電磁弁１２ｖが閉じ、電磁弁１５Ｌｖ、１５Ｍｖが開いて）を経由して、左室熱交換器５Ｌおよび中室熱交換器５Ｍに流入する。
その後、庫外熱交換器８および加熱用膨張手段３Ｈを経由して分岐点４に到達し、分岐点４において分岐されて配管４５Ｒ（電磁弁４５Ｒｖが開き、電磁弁４５Ｌｖ、４５Ｍｖが閉じている）を経由して右室熱交換器５Ｒに流入する。そして、配管５７Ｃに流入した冷媒（中温低圧冷媒）は、分岐管６９に流入して戻り熱交換器９を経由した後、アキュムレータ７に供給される。

そうすると、庫外熱交換器８と戻り熱交換器９との間で熱交換可能であるため、戻り熱交換器９に流入した中温低圧冷媒は、庫外熱交換器８を通過する中温高圧冷媒が保有する温熱を受け取って温度が上昇し、さらに、アキュムレータ７において気液が分離され、気相状態で圧縮機１に吸引される。したがって、前者の温度は低下し、後者の温度は上昇するから、より過冷却状態（サブクール）において冷媒を膨張したり、より過熱状態（スーパーヒート）において冷媒を圧縮したりすることになるため、圧縮機１の負荷を増すことなく、低温低圧冷媒の最低温度をより低くしたり、高温高圧冷媒の最高温度をより高くしたりすることができる。よって、圧縮機１の吐出温度が上昇し、左室４０Ｌおよび中室４０Ｍの加熱が確実になる。
このとき、電磁弁１２ｖが閉じているから、高温高圧冷媒がガスクーラ２やアキュムレータ７に流入することがなく、電磁弁２３Ｃｖが閉じているから、低温低圧冷媒がガスクーラ２やアキュムレータ７に流入することがない。

（ガスクーラ、庫外熱交換器および戻り熱交換器）
図８の（ａ）において、ガスクーラ２は複数枚のガスクーラ放熱板２ａとガスクーラ放熱板２ａを千鳥状に貫通するガスクーラ伝熱管２ｂとを具備し、庫外熱交換器８は複数枚の庫外放熱板８ａと庫外放熱板８ａを千鳥状に貫通する庫外伝熱管８ｂとを具備し、戻し熱交換器９は複数枚の戻し放熱板９ａと戻し放熱板９ａを千鳥状に貫通する戻し伝熱管９ｂとを具備している。このとき、ガスクーラ放熱板２ａと庫外放熱板８ａと戻し放熱板９ａとは一体的に形成されて共通のフィンを呈し、かかる共通のフィンは、庫外ファン４８１が形成する吸込空気の風路内に配置されている。

また、ガスクーラ伝熱管２ｂの上側の端部には配管１２が、下側の端部には配管２３Ｃ（配管６２に同じ）が、それぞれ接続されている。同様に、庫外伝熱管８ｂの上側の端部には配管５８が、下側の端部には配管８３Ｈが、それぞれ接続されている。戻し伝熱管９ｂの上側の端部には分岐管６９が、下側の端部には合流管９７が、それぞれ接続されている。
図８の（ｂ）においても同様であって、ガスクーラ放熱板２ａと庫外放熱板８ａと戻し放熱板９ａとは一体的に形成されて共通のフィンを呈している。なお、本発明は、ガスクーラ伝熱管２ｂ、庫外伝熱管８ｂおよび戻し伝熱管９ｂの配置を図示する形態に限定するものではない。

（１室加熱運転モード）
自動販売機２０００が１室加熱運転モード（ＨＣＣ運転モードまたはＣＨＣ運転モード）を実行する際の冷媒の流れは、前記２室加熱運転モード（ＨＨＣ運転モード）に準じるから、説明を省略する（実施の形態１参照）。

［実施の形態３］
（自動販売機）
図９〜図１０は本発明の実施の形態３に係る自動販売機を説明するものであって、図９はこれに設置された冷凍回路の構成図、図１０は冷媒の流れ方を示す冷凍回路構成図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、図１０において、冷媒の流れ方向矢印で、冷媒が流れる配管を実線で、冷媒が流れない配管を破線で、それぞれ示している。
図９において、自動販売機３０００（図示しない）の有する冷凍回路３０００ｓは、中温低圧冷媒が流れる配管５６に内部熱交換器１０を設置したものである。
すなわち、配管５７の分岐点（正確には分岐していない）６よりもアキュムレータ７側の範囲である配管６７は、その一部が、内部熱交換器１０を形成する内部低圧側伝熱管１０ｂになっている。また、庫外熱交換器８と加熱用膨張手段３Ｈとを連結する配管８３Ｈの一部が、内部熱交換器１０を形成する内部高圧側伝熱管１０ａになっている。
そして、内部高圧側伝熱管１０ａと内部低圧側伝熱管１０ｂとは伝熱可能に、直接または伝熱体を介して配置されている。

（全室冷却運転モード）
図１０の（ａ）において、自動販売機２０００が全室冷却運転モード（ＣＣＣ運転モード）を実行する際の冷媒の流れは、圧縮機１によって圧縮された高温高圧冷媒が、配管１２（電磁弁１２ｖが開き、電磁弁１５Ｌｖ、１５Ｍｖが閉じている）を経由してガスクーラ２に流入し、全室冷却用膨張手段３Ｃにおいて膨張して低温低圧冷媒となって、左室熱交換器５Ｌ、中室熱交換器５Ｍおよび右室熱交換器５Ｒに流入する（電磁弁４５Ｌｖ、４５Ｍｖ、４５Ｒｖが開いている）。よって、左室４０Ｌ、中室４０Ｍおよび右室４０Ｒが、冷却される。
そして、中温低圧冷媒は配管５７に流れ込み、分岐管６９を経由して戻り熱交換器９に流入し、さらに、アキュムレータ７を経由して圧縮機１に吸引される（実施の形態１に同じ）。

（２室加熱運転モード）
図１０の（ｂ）において、自動販売機２０００が２室加熱運転モード（ＨＨＣ運転モード）を実行する際の冷媒の流れは、圧縮機１によって圧縮された高温高圧冷媒が、配管１５Ｌ、１５Ｍ（電磁弁１２ｖが閉じ、電磁弁１５Ｌｖ、１５Ｍｖが開いて）を経由して、左室熱交換器５Ｌおよび中室熱交換器５Ｍに流入する。
その後、庫外熱交換器８および内部熱交換器１０（正確には、内部高圧側伝熱管１０ａ）を通過して加熱用膨張手段３Ｈに到達し、加熱用膨張手段３Ｈにおいて膨張した冷媒は分岐点４において分岐されて配管４５Ｒ（電磁弁４５Ｒｖが開き、電磁弁４５Ｌｖ、４５Ｍｖが閉じている）を経由して右室熱交換器５Ｒに流入する。そして、配管５７Ｃに流入した冷媒（中温低圧冷媒）は、分岐管６９に流入して内部熱交換器１０（正確には、内部低圧側伝熱管１０ｂ）を経由した後、アキュムレータ７に供給される。

そうすると、内部熱交換器１０の内部高圧側伝熱管１０ａと内部低圧側伝熱管１０ｂとの間で熱交換可能であるため、内部低圧側伝熱管１０ｂに流入した中温低圧冷媒は、内部高圧側伝熱管１０ａを通過する中温高圧冷媒が保有する温熱を受け取って温度が上昇し、さらに、アキュムレータ７において気液が分離され、気相状態で圧縮機１に吸引される。
したがって、前者の温度は低下し、後者の温度は上昇するから、より過冷却状態（サブクール）において冷媒を膨張したり、より過熱状態（スーパーヒート）において冷媒を圧縮したりすることになるため、圧縮機１の負荷を増すことなく、低温低圧冷媒の最低温度をより低くしたり、高温高圧冷媒の最高温度をより高くしたりすることができる。よって、圧縮機１の吐出温度が上昇し、左室４０Ｌおよび中室４０Ｍの加熱が確実になる。
このとき、電磁弁１２ｖが閉じているから、高温高圧冷媒がガスクーラ２やアキュムレータ７に流入することがなく、電磁弁２３Ｃｖが閉じているから、低温低圧冷媒がガスクーラ２やアキュムレータ７に流入することがない。

（１室加熱運転モード）
自動販売機３０００が１室加熱運転モード（ＨＣＣ運転モードまたはＣＨＣ運転モード）を実行する際の冷媒の流れは、前記２室加熱運転モード（ＨＨＣ運転モード）に準じるから、説明を省略する（実施の形態１参照）。

本発明によれば、圧縮機に戻る冷媒の温度が上昇して圧縮機の吐出温度を高めることができる冷凍回路を有するから、ヒートポンプ運転可能な各種自動販売機として広く利用することができる。

本発明の実施の形態１に係る自動販売機を模式的に示す正面視の断面図。 図１に示す自動販売機を模式的に示す側面視の断面図。 図１に示す自動販売機に設置された冷凍回路の構成図。 図３に示す構成図における冷媒の流れ方を示す冷凍回路構成図。 図３に示す冷凍回路を形成する一部部材を模式的に示す側面図。 本発明の実施の形態１に係る自動販売機に設置された冷凍回路の構成図。 図６に示す構成図における冷媒の流れ方を示す冷凍回路構成図。 図６に示す冷凍回路を形成する一部部材を模式的に示す側面図。 本発明の実施の形態１に係る自動販売機に設置された冷凍回路の構成図。 図６に示す構成図における冷媒の流れ方を示す冷凍回路構成図。

符号の説明

１ 圧縮機
２ ガスクーラ
２ａ ガスクーラ放熱板
２ｂ ガスクーラ伝熱管
３Ｃ 全室冷却用膨張手段
３Ｈ 加熱用膨張手段
４ 分岐点
５Ｌ 左室熱交換器
５Ｍ 中室熱交換器
５Ｒ 右室熱交換器
６ 分岐点
７ アキュムレータ
８ 庫外熱交換器
８ａ 庫外放熱板
８ｂ 庫外伝熱管
９ 戻り熱交換器
９ａ 戻り放熱板
９ｂ 戻り伝熱管
１０ 内部熱交換器
１０ａ 内部高圧側伝熱管
１０ｂ 内部低圧側伝熱管
２７ 合流管
４０Ｌ 左室
４０Ｍ 中室
４０Ｒ 右室
６２ 分岐管
６９ 分岐管
９７ 合流管
２００ キャビネット
３００ 断熱材
４００ 商品収納庫
４０３ＬＭ 仕切り板
４０３ＭＲ 仕切り板
４０４ 商品補充用扉
４０５ 内扉
４０６ 前扉
４０７ 商品収納ラック
４０８ 商品誘導板
４０９ 商品取出し口
４１０ 庫内部品収納室
４２０ 循環ダクト
４３０ 送風手段
４４０ 庫内熱交換器
４５０ 送風ダクト
４６０ 風胴
４７０ コンデンシングユニット
４８０ 機械室
４８１ 庫外ファン
４９０ 電装品収納室
１０００ 自動販売機（実施の形態１）
１０００ｓ 冷凍回路（実施の形態１）
２０００ 自動販売機（実施の形態２）
２０００ｓ 冷凍回路（実施の形態２）
３０００ 自動販売機（実施の形態３）
３０００ｓ 冷凍回路（実施の形態３）
Ｓ 商品

Claims (5)

1. 断熱材によって囲まれ一面に開口部を具備する筐体と、
   前記開口部を開閉する断熱扉と、
   前記筐体内に配置された仕切板によって仕切られた、左室、中室および右室と、
   該左室、中室および右室にそれぞれ配置され、その内部の空気と熱交換をする左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器と、
   冷媒を圧縮する圧縮機と、
   供給された冷媒と外気との間で熱交換可能、且つ、相互に熱交換可能なガスクーラおよび庫外熱交換器と、
   供給された冷媒を膨張させる膨張手段と、
   を有し、
   前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記ガスクーラを通過して前記膨張手段を通過した後、前記左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器を通過した後、前記圧縮機に戻る全室冷却運転モードと、
   前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器および前記中室熱交換器の両方を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記ガスクーラを経由して前記圧縮機に戻る２室加熱運転モードと、
   または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、前記中室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記ガスクーラを経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
   または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記中室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、前記左室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記ガスクーラを経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
   を実行することを特徴とする自動販売機。
2. 前記ガスクーラが、複数枚のガスクーラ放熱板と、該ガスクーラ放熱板を千鳥状に貫通するガスクーラ伝熱管と、を具備し、
   前記庫外熱交換器が、複数枚の庫外放熱板と、該庫外放熱板を千鳥状に貫通する庫外伝熱管と、を具備し、
   前記ガスクーラ放熱板と前記庫外放熱板とが、接合または一体的に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の自動販売機。
3. 断熱材によって囲まれ一面に開口部を具備する筐体と、
   前記開口部を開閉する断熱扉と、
   前記筐体内に配置された仕切板によって仕切られた、左室、中室および右室と、
   該左室、中室および右室にそれぞれ配置され、その内部の空気と熱交換をする左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器と、
   冷媒を圧縮する圧縮機と、
   供給された冷媒と外気との間で熱交換可能、且つ、相互に熱交換可能なガスクーラ、庫外熱交換器および戻り熱交換器と、
   供給された冷媒を膨張させる膨張手段と、
   を有し、
   前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記ガスクーラを通過して前記膨張手段を通過した後、前記左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器を通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る全室冷却運転モードと、
   前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器および前記中室熱交換器の両方を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る２室加熱運転モードと、
   または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、前記中室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
   または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記中室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記膨張手段、前記左室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
   を実行することを特徴とする自動販売機。
4. 前記ガスクーラが、複数枚のガスクーラ放熱板と、該ガスクーラ放熱板を千鳥状に貫通するガスクーラ伝熱管と、を具備し、
   前記庫外熱交換器が、複数枚の庫外放熱板と、該庫外放熱板を千鳥状に貫通する庫外伝熱管と、を具備し、
   前記戻り熱交換器が、複数枚の戻り放熱板と、該戻り放熱板を千鳥状に貫通する戻り伝熱管と、を具備し、
   前記ガスクーラ放熱板と前記庫外放熱板と前記戻り放熱板とが、接合または一体的に形成されてなることを特徴とする請求項３記載の自動販売機。
5. 断熱材によって囲まれ一面に開口部を具備する筐体と、
   前記開口部を開閉する断熱扉と、
   前記筐体内に配置された仕切板によって仕切られた、左室、中室および右室と、
   該左室、中室および右室にそれぞれ配置され、その内部の空気と熱交換をする左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器と、
   冷媒を圧縮する圧縮機と、
   供給された冷媒と外気との間で熱交換可能、且つ、相互に熱交換可能なガスクーラ、庫外熱交換器および戻り熱交換器と、
   供給された冷媒を膨張させる膨張手段と、
   前記庫外熱交換器を通過した直後の冷媒が供給される内部高圧側配管と、前記圧縮機に戻る直前の冷媒が供給される内部低圧側配管とを具備する内部熱交換器と、
   を有し、
   前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記ガスクーラを通過して前記膨張手段を通過した後、前記左室熱交換器、中室熱交換器および右室熱交換器を通過した後、前記戻り熱交換器を経由して前記圧縮機に戻る全室冷却運転モードと、
   前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器および前記中室熱交換器の両方を通過し、前記庫外熱交換器、前記内部高圧側配管、前記膨張手段、および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記内部低圧側配管を経由して前記圧縮機に戻る２室加熱運転モードと、
   または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記左室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記内部高圧側配管、前記膨張手段、前記中室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記内部低圧側配管を経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
   または、前記圧縮機において圧縮された冷媒が、まず前記中室熱交換器を通過し、前記庫外熱交換器、前記内部高圧側配管、前記膨張手段、前記左室熱交換器および前記右室熱交換器を順次通過した後、前記内部低圧側配管を経由して前記圧縮機に戻る１室加熱運転モードと、
   を実行することを特徴とする自動販売機。

Images