JP2010244171A

JP2010244171A - 自動販売機

Info

Publication number: JP2010244171A
Application number: JP2009090003A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tsuruha; 鶴羽　　健; Masaki Fujinami; 正樹藤波; Kaoru Kura; 馨倉; Makoto Ishida; 真石田
Original assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2029-04-02
Also published as: JP5240017B2

Abstract

【課題】安価な固定式膨張器を使用しも、冷却加熱の設定モードが異なる場合にも適正な冷媒循環量を得て効率的な運転ができる自動販売機を提供する。
【解決手段】圧縮機と、凝縮器電磁弁と、凝縮器と、膨張手段と、冷媒を分配する分配器と、冷却器入口電磁弁と、複数の庫内熱交換器と、冷却器出口電磁弁とにて冷却循環回路を構成するとともに、冷却循環回路に、加熱器電磁弁を介して庫内熱交換器と冷却器入口電磁弁との間に配管接続し、かつ、庫内熱交換器と冷却器出口電磁弁の間より庫外熱交換器、第２膨張手段を経由して分配器に配管接続して加熱冷却循環回路を構成する自動販売機において、
冷却加熱の設定モードを切り替えて運転をするときには、冷却単独運転の設定モードにて所定時間の運転を行った後、選択された設定モードでの運転を行う制御手段を備えた。
【選択図】図８

Description

本発明は、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媒回路にて冷却または加熱して販売に供する自動販売機に関する。

近年の地球温暖化に対して二酸化炭素の排出量削減が課題となっており、自動販売機も省エネ型が開発されている。その１方式として従来は排熱していた凝縮器の熱を庫内の加熱に利用するヒートポンプ方式の自動販売機が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された自動販売機は、複数の商品収納庫にそれぞれ内部熱交換器を設け、商品収納庫外に設けた圧縮機、外部熱交換器と接続して、電動膨張弁の開度調整、電磁弁の切り替えにより、各商品収納庫の冷却もしくは加熱の設定を行い、内部熱交換器を凝縮器として使用するヒートポンプ運転を行っている。また、冷却加熱の設定モードは、商品収納庫の冷却もしくは加熱の運転をＣ、Ｈの記号を用いて示すものであり、正面から見て商品収納庫の左側から順に、例えば、すべてが冷却の場合にはＣＣＣモード、右の商品収納庫のみが加熱の場合にはＣＣＨモードなどと記される。

特開２００２−２９８２１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された自動販売機は、冷媒を膨張させる膨張器に電動膨張弁が使用されているので、コストアップとなるという問題がある。そこで、膨張器にキャピラリのような安価な固定式の膨張器を使用することが望まれているが、各庫内をすべて冷却運転する設定モードＣＣＣと各庫内をヒートポンプ運転にて冷却加熱する設定モードＣＣＨ、ＣＨＣ、ＣＨＨでは、それぞれ適正な冷媒循環量が異なるために、固定式の膨張器では自己調整の範囲に限界があり、その範囲を超えて運転が行われると消費電力が増大するという問題がある。
本発明は、上記実情に鑑みて、上記の課題を解決して、安価な固定式膨張器を使用して、しかも、冷却加熱の設定モードが異なる場合にも適正な冷媒循環量を保持して効率的な冷却加熱運転ができる自動販売機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る自動販売機は、冷却加熱兼用の商品収納庫を有し、冷却加熱の冷却加熱設定モードにより選択的に商品収納庫を冷却もしくは加熱する自動販売機であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、庫外に設け凝縮器電磁弁を介して冷媒を凝縮する凝縮器と、冷媒を膨張させる膨張手段と、膨張手段より膨張した冷媒を分配する分配器と、庫内に設け前記分配器より冷却器入口電磁弁を介して冷媒を蒸発する複数の庫内熱交換器と、蒸発した冷媒を冷却器出口電磁弁を介して合流する合流器と、と、にて冷却循環回路を構成するとともに、前記冷却循環回路に、前記圧縮機から加熱器電磁弁を介して前記庫内熱交換器と前記冷却器入口電磁弁との間に配管接続し、かつ、前記庫内熱交換器と前記冷却器出口電磁弁の間より庫外熱交換器、第２膨張手段を経由して前記分配器に配管接続することにより、前記庫内熱交換器を凝縮器として作用させてヒートポンプ運転を行う加熱冷却循環回路を構成する自動販売機において、冷却加熱の設定モードを切り替えて運転をするときには、冷却単独運転の設定モードにて所定時間の運転を行った後、選択された設定モードでの運転を行う制御手段を有することを特徴とする。

本発明に係る請求項１の自動販売機は、冷却加熱の設定モードを切り替えて運転をするときには、始めに冷却単独運転の設定モードにて所定時間の運転を行うことにより、凝縮器もしくは庫外熱交換器に適正量の冷媒を貯留し、その後、選択された設定モードでの運転を行う制御手段を有することにより、冷却加熱の設定モードに適正な冷媒循環量が保持できるので、安価な固定式膨張器を使用しても、効率的な冷却加熱運転ができる。

本発明の実施例に係る自動販売機を示す斜視図である。図１に示した自動販売機の断面図である。本発明の実施例に係る冷媒回路図である。制御手段のブロック図である。冷却加熱設定モードＣＣＣにおける冷媒の流れを示す回路図である。冷却加熱設定モードＣＨＣにおける冷媒の流れを示す回路図である。冷却加熱設定モードＣＣＨにおける冷媒の流れを示す回路図である。冷却加熱設定モードＣＨＨにおける冷媒の流れを示す回路図である。本発明の実施例に係る冷却加熱設定モードを切り替える時のフローチャートである。冷却加熱設定モードＣＣＨからＣＨＨへ移行するときの冷媒の流れを示す回路図である。冷却加熱設定モードＣＨＨからＣＣＨへ移行するときの冷媒の流れを示す回路図である。冷却加熱設定モードを切り替えた時の冷媒回収量を模式的に示した表である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る自動販売機の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
まず、本発明の実施例に係る自動販売機について図１の斜視図、図２の断面図により説明する。これら図において、自動販売機は、前面が開口した直方状の断熱体として形成された本体キャビネット１０と、その前面に設けられた外扉２０および内扉３０と、本体キャビネット１０の内部を上下２段に底板１１にて区画形成し、上部を例えば２つの断熱仕切板４０ｗによって仕切られた３つの独立した商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃと、下部に商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却もしくは加熱する冷却／加熱ユニット６０を収納する機械室５０と、外扉２０の内側に配設され、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内の温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃにより自動販売機の冷却、加熱運転などを制御する制御手段９０と、を有して構成されている。

より詳細に説明すると、外扉２０は、本体キャビネット１０の前面開口を開閉するためのものであり、図には明示していないが、この外扉２０の前面には、販売する商品の見本を展示する商品展示室、販売する商品を選択するための選択ボタン、貨幣を投入するための貨幣投入口、払い出された商品を取り出すための商品取出口２１等々、商品の販売に必要となる構成が配置してある。
内扉３０は、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃの前面を開閉し、内部の商品を保温するものであり、上下２段に分割され内部に断熱体を有する箱型形状の構造体である。上側の内扉３０ａは、一端を外扉２０に枢軸し、他端を外扉２０に係着して、外扉２０の開放と同時に上側の内扉３０ａを開放させて、商品の補充を容易にするものである。下側の内扉３０ｂは、一端を本体キャビネット１０に枢軸し、他端を本体キャビネット１０に不図示の掛金にて掛着して、外扉２０を開放したときには、閉止した状態であり、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内の冷気もしくは暖気が流出することを防ぎ、メンテナンス時など必要に応じて開放できるものである。

商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのものであり、その収納庫の容量は商品収納庫４０ａ、４０ｃ、４０ｂの順番に大きな態様で配分されている。本実施例は、商品収納庫４０ａを冷却専用とし、商品収納庫４０ｂ、４０ｃを冷却加熱兼用としている。その商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃには、それぞれ、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納し、販売信号により1個ずつ商品を排出するための商品搬出機構を備えた商品収納ラックＲ、排出された商品Ｓを内扉３０ｂに取設された搬出扉３１を介して外扉の販売口２１へ搬出する商品搬出シュート４２を有している。
冷却／加熱ユニット６０は、機械室５０内に圧縮機６１、凝縮器６２、膨張器６３、第２の膨張器７９、アキュムレータ６９、庫外熱交換器７６を取設し、底板１１を跨いで庫内に庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃを有して各機器を冷媒配管で接続されることにより構成されている。冷却／加熱ユニット６０は、冷却加熱の設定モードに応じて、庫内に冷気または暖気を循環させて商品収納ラックＲ内の商品Ｓを冷却または加熱するものである。

冷却加熱用の圧縮機６１は、冷媒を圧縮して回路内を循環させるためのもので、冷却運転時には、蒸発温度が約−１０℃、凝縮温度が約４０℃で使用され、加熱運転時には、蒸発温度が約−１０℃、凝縮温度が約７０℃で使用される。
凝縮器６２は、フィンチューブ型の熱交換器であり、冷却運転時に不要な凝縮熱を排出するためのものである。凝縮器６２の後部にはファン６２ｆが取設され、ファン６２ｆは機械室５０の前面開口部より空気を吸入し、凝縮器６２による凝縮熱を吸入するとともに、圧縮機６１の排熱を吸収して、機械室５０の背面開口部へ排気するためのものである。
膨張器６３は、冷却運転時に通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものであり、たとえばキャピラリ、固定式膨張弁である。また、温度膨張弁、電子膨張弁であってもよい。
分流器６４（図３参照）は、膨張器６３で断熱膨張させられた冷媒を庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃに分配するためのものである。

庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃは、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却するためのものであり、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃは、商品収納庫４０ｂ、４０ｃを加熱する庫内熱交換器を兼用している。庫内熱交換器の容量は、商品収納庫の容量に対応して６５ａ、６５ｃ、６５ｂの順番に大きな態様で配分されている。また、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃは、各商品収納庫の下部に取設され、風胴６７で囲繞され、その後方にファン６５ｆが取設され、その後方にダクト６７ｄが取設されている。商品収納庫内の冷却と加熱は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃにより冷却もしくは加熱された空気を商品収納庫内の商品Ｓに送風し、図２中の矢印で示すようにダクト６７ｄより循環回収することで行われる。
アキュムレータ６９は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃから蒸発された冷媒を流入し、気液分離させて液冷媒を貯留し、気相冷媒を圧縮機６１に戻すための密閉した容器である。また、アキュムレータ６９は、回路の冷媒循環に余った冷媒を貯留するための容器でもある。

庫外熱交換器７６は、フィンチューブ型の熱交換器であり、加熱運転時に不要な凝縮熱を排出するためのものである。
膨張器７９は、加熱運転時に通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものであり、たとえばキャピラリ、固定式膨張弁である。また、温度膨張弁、電子膨張弁であってもよい。
ヒータ６６ｂ、６６ｃ（図３参照）は庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃの前方に取設され、商品収納庫４０ｂ、４０ｃの加熱の補助を行うものである。
庫内温センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃは、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内の風胴６７の上面に取設され、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃの庫内温度を検知するためのものである。
凝縮器電磁弁６８は、圧縮機６１と凝縮器６２間の冷媒通路を開閉するものであり、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃは、圧縮機６１と庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃ間の圧縮された冷媒の通路を開閉するものである。冷却器入口電磁弁７０ａ，７０ｂ，７０ｃは分流器６４と庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃ間の膨張された冷媒の通路を開閉するものであり、冷却器出口電磁弁７２ｂ，７２ｃは、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃと圧縮機６１と間の蒸発された冷媒の通路を開閉するものである。

冷却／加熱ユニット６０の冷媒回路構成について図３の冷媒回路図を用いて詳述する。冷媒回路構成は、庫内を冷却のみを行う冷却循環回路６０Ａと庫内の冷却加熱を同時に行う（ヒートポンプ運転を行う）加熱冷却循環回路６０Ｂを有している。なお、図中の点線の囲いは、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを模式的に示している。
冷却循環回路６０Ａは、圧縮機６１から凝縮器６２、膨張器６３を経由して分流器６４に接続し、分流器６４から庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃに分流したのち集合器６７にて集合し、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る回路である。具体的には、冷却循環回路６０Ａの管路は、圧縮機６１から凝縮器電磁弁６８、凝縮器６２、膨張器６３を経由して分流器６４に接続する管路と、分流器６４より３方に分流して冷却器入口電磁弁７０ａ、７０ｂ、７０ｃに至る管路と、冷却器入口電磁弁７０ａから庫内熱交換器６５ａを経由して集合器６７に至る管路と、冷却器入口電磁弁７０ｂ、７０ｃからそれぞれ逆止弁７１ｂ、７１ｃを介して庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃに至りさらに冷却器出口電磁弁７２ｂ、７２ｃを介して集合部６７に集合する管路と、集合部６７からアキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る管路により構成されている。

一方、加熱冷却循環回路６０Ｂには、冷却循環回路６０Ａに加えて、圧縮機６１より凝縮器電磁弁６８と並列接続されそれぞれ加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃを経由してそれぞれ逆止弁７１ｂ、７１ｃと庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃとの中間点に接続する管路と、庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃと冷却器出口電磁弁７２ｂ、７２ｃとの中間点から逆止弁７１、７１を介して結合し庫外熱交換器７６に接続する管路と、庫外熱交換器７６から第２の膨張器７９を経由して膨張器６３と分流部６４との中間点に接続する管路とが設けられている。なお、逆止弁７１、７１は電磁弁であっても良い。
しかして、加熱冷却循環回路６０Ｂは、圧縮機６１から加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃを経由して庫内熱交換器６５ｃ、６５ｂに接続され、庫内熱交換器６５ｃ、６５ｂから逆止弁７１，７１を介して庫外熱交換器７６、膨張器７９を経由して分配器６４に接続され、分流器６４から冷却器入口電磁弁７０ａを介して庫内熱交換器６５ａに接続され、集合器６７、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る回路である。

冷媒は、臨界圧力以下で使用する冷媒、例えばフロン冷媒でＲ１３４ａを使用している。また、臨界圧力以上で使用する冷媒、例えば二酸化炭素冷媒でもよい。
制御手段９０は、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却加熱の設定モードにより冷却もしくは加熱の制御をするものであり、図４の制御ブロック図に示すように内部にＣＰＵ、メモリを有し、冷却加熱モード設定ＳＷ９１の設定により決まる冷却加熱設定モードに応じて後述する冷媒回路の電磁弁開閉の制御を行う。そして、制御手段９０は、庫内温センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃにより検知した温度が一定温度範囲内になるように、圧縮機６１、凝縮器電磁弁６８、冷却器入口電磁弁７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｂ、７２ｃ、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃなどをＯＮ・ＯＦＦ制御するサーモサイクル運転により庫内温度を適温に維持する。

また、制御手段９０は、冷却加熱設定モードの変更時には、冷媒循環量を調整するため、選択された設定モードでの運転を開始するに先立って所定時間だけ冷却単独モードで運転するポンプダウン制御を有している。冷却単独モードとは、庫内熱交換器６５ａ，６５ｂ，６５ｃのいずれかが冷却運転をし、冷却運転を行わない庫内熱交換器は休止をしているモードである。冷却単独モードには、庫内熱交換器がすべて冷却運転をする場合、２個が冷却運転をする場合、１個のみが冷却運転をする場合がある。
冷却加熱設定モードをＣＣＣモードに設定したときの通常の電磁弁の状態（すべての庫内熱交換器が作動する状態）は、凝縮器電磁弁６８、冷却器入口電磁弁７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｂ、７２ｃを開成し、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃを閉止する状態である。このとき図５の太線で示すように圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、凝縮器６２にて凝縮され液体となり、膨張器６３で膨張して低温の気液二相流となり、分流器６４で三方に分流された後庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃに流入する。流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃで蒸発し、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却し、蒸発した冷媒は集合器６７で集合して液冷媒を貯留するアキュムレータ６９に流入し気液に分離されて気相の冷媒のみ圧縮機６１に戻る。なお、この冷却は、制御手段９０にて庫内温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃによるサーモサイクル運転により庫内温度が適温に制御される。

また、冷却加熱設定モードをＣＨＣモードに設定したときの通常の電磁弁の状態は、加熱器電磁弁６８ｂ、冷却器入口電磁弁７０ａ、７２ｃ、冷却器出口電磁弁（７２aは無し）７２ｃを開成し、凝縮器電磁弁６８、加熱器電磁弁６８ｃ、冷却器入口電磁弁７０ｂ、冷却器出口電磁弁７２ｂを閉止する状態である。このとき図６の太線で示すように圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、加熱器電磁弁６８ｂを経由して1番小さな容量の庫内熱交換器６５ｂに流入する。庫内熱交換器６５ｂに流入した冷媒は凝縮し、商品収納庫４０ｂを加熱し、逆止弁７１を経由して庫外熱交換器７６でさらに凝縮して第２の膨張器７９に流入する。膨張器７９に流入した冷媒は、膨張して低温低圧の気液二相流となり分流器６４、冷却器入口電磁弁７０ａ、７０ｃを経由して庫内熱交換器６５ａ、６５ｃに流入する。庫内熱交換器６５ａ、６５ｃに流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｃで蒸発して商品収納庫４０ａ、４０ｃを冷却し、集合器６７、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る。このヒートポンプ運転も前述のようにサーモサイクル運転で庫内が適温に維持される。

また、冷却加熱設定モードをＣＣＨモードに設定したときの通常の電磁弁の状態は、加熱器電磁弁６８ｃ、冷却器入口電磁弁７０ａ、７２ｂ、冷却器出口電磁弁(７２a無し)７２ｂを開成し、凝縮器電磁弁６８、加熱器電磁弁６８ｂ、冷却器入口電磁弁７０ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｃを閉止する状態である。このとき図７の太線で示すように圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、加熱器電磁弁６８ｃを経由して中間の容量の庫内熱交換器６５ｃに流入する。庫内熱交換器６５ｃに流入した冷媒は凝縮し、商品収納庫４０ｃを加熱し、逆止弁７１を経由して庫外熱交換器７６でさらに凝縮して第２の膨張器７９に流入する。膨張器７９に流入した冷媒は、膨張して低温低圧の気液二相流となり分流器６４、冷却器入口電磁弁７０ａ、７０ｂを経由して庫内熱交換器６５ａ、６５ｂに流入する。庫内熱交換器６５ａ、６５ｂに流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂで蒸発して商品収納庫４０ａ、４０ｂを冷却し、集合器６７、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る。このヒートポンプ運転も前述のようにサーモサイクル運転で庫内が適温に維持される。

また、冷却加熱設定モードをＣＨＨモードに設定したときの通常の電磁弁の状態は、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃ、冷却器入口電磁弁７０ａを開成し、凝縮器電磁弁６８、冷却器入口電磁弁７０ｂ、７０ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｂ、７２ｃを閉止する状態である。このとき図８の太線で示すように圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃを経由して２個の庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃに流入する。庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃに流入した冷媒は凝縮し、商品収納庫４０ｂ、４０ｃを加熱し、逆止弁７１，７１を経由して集合し、庫外熱交換器７６でさらに凝縮して第２の膨張器７９に流入する。膨張器７９に流入した冷媒は、膨張して低温低圧の気液二相流となり分流器６４、冷却器入口電磁弁７０ａを経由して庫内熱交換器６５ａに流入する。庫内熱交換器６５ａに流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ａで蒸発して商品収納庫４０ａを冷却し、集合器６７、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る。このヒートポンプ運転も前述のようにサーモサイクル運転で庫内が適温に維持される。

なお、庫内熱交換器の容量は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｃ、６５ｂの順番で大きいので、冷却加熱設定モードにおける適正な冷媒循環量は、加熱する熱交換器の容量が大きい順番にＣＨＨ、ＣＣＨ、ＣＨＣの順に大きい。すべてを冷却するＣＣＣモードは、凝縮温度が４０℃程度と低いので一番少ない冷媒循環量となる。
次に冷却加熱設定ＳＷ９１を切り替える時のポンプダウン制御を図９のフローチャートを参照しつつ、冷却加熱設定モードをＣＨＨからＣＣＨへ切り替える場合を例にして説明をする。
始めに冷却加熱設定モードが切り替えられたことを検知すると（Ｓ１；Ｙ）、制御手段９０は、ステップＳ２〜Ｓ４で示される冷却単独運転の指令を出す。冷却単独運転の指令では、まず、庫内の冷却要求があるかを判定する（Ｓ２）。具体的には、各商品収納庫内の温度センサの値が冷却の上限値を超えていないかを判定し、超えていればその商品収納庫に関する冷却器入口電磁弁および冷却器出口電磁弁を開成し、超えていなければ閉止をする。ただし、すべての冷却器入口電磁弁とそれに対応した冷却器出口電磁弁が閉止することはないようにする。図１０に示す冷却加熱設定モードをＣＨＨからＣＣＨへ切り替える例では、左室である商品収納庫４０ａは冷却から冷却に維持されるが通常は冷却加熱設定モード変更により商品の交換が行われるので、庫内温度が上昇する結果、庫内の冷却要求有の状態となり、冷却器入口電磁弁７０ａが開成される。中室である商品収納庫４０ｂは加熱から冷却モードに変更となるので、冷却要求有の状態となり、冷却器入口電磁弁７０ｂ、冷却器出口電磁弁７２ｂが開成される。右室である商品収納庫４０ｃは加熱モードが維持されるので、冷却器入口電磁弁７０ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｃの閉止が維持される。次に、制御手段９０は、冷却加熱設定モードに関わらず、凝縮器電磁弁６８を開成し、加熱器電磁弁６８ｂ、６８ｃ閉止する（Ｓ４）。この冷却単独運転のモードは所定時間（例えば９分間）継続する（Ｓ５；Ｎ）。この間、図１０の太線に示すように圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、凝縮器６２にて凝縮され液体となり、膨張器６３で膨張して低温の気液二相流となり、分流器６４で二方に分流された後庫内熱交換器６５ａ、６５ｂに流入する。流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂで蒸発し、集合器６７で集合して液冷媒を貯留するアキュムレータ６９に流入し気液に分離されて気相の冷媒のみ圧縮機６１に戻る。この循環運転によって、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂの冷却に対応した冷媒循環量が回路内に流れ、冷媒は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、凝縮器６２およびアキュムレータ６９内に適正量が配分貯留される。

次に、制御手段９０は、所定時間後に（Ｓ５；Ｙ）前述の冷却加熱設定モード（本例では図７で示すＣＣＨモード）の通常の電磁弁の開閉状態に設定し（Ｓ６）、ポンプダウン制御を終了する。この冷却加熱設定モードの運転では、凝縮器６２内に貯留した冷媒が循環する回路から除かれるので、その分の冷媒循環量が減じられる結果、ＣＨＨモードの冷媒循環量からＣＣＨモードへの適正な冷媒循環量の調整が行われていることとなる。
本発明による冷媒循環量の調整内容を判りやすく説明するため、ここでは庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃの容量を３：１：２とする。ＣＨＨモードからＣＣＨモードへ切り替えられるときには、前述のように庫内熱交換器６５ａ、６５ｂが稼動する冷却単独運転となるので、凝縮器６２には、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂの合計容量「５」に相当する冷媒が貯留する。ＣＣＨモードの運転では、「５」に相当する冷媒量が回路外に貯留することになるので、その分が冷媒循環量から減じられて運転されることになる。

一方、逆にＣＣＨモードからＣＨＨモードへ切り替えられるときの例について図１１の回路図を参照にして説明をする。左室である商品収納庫４０ａは冷却から冷却に維持されるが通常は冷却加熱設定モード変更により商品の交換が行われるので、庫内温度が上昇し庫内の冷却要求有の状態となり、冷却器入口電磁弁７０ａが開成される。中室である商品収納庫４０ｂは冷却から加熱モードに変更となるので、冷却器入口電磁弁７０ｂ、冷却器出口電磁弁７２ｂが閉止される。右室である商品収納庫４０ｃ加熱モードが維持されるので、冷却器入口電磁弁７０ｃ、冷却器出口電磁弁７２ｃの閉止が維持される。よって、この冷却単独運転のモードでは、図中の太線で示すように庫内熱交換器６５ａのみが稼動する循環回路が形成され、凝縮器６２には、庫内熱交換器６５ａの容量に相当する「３」の冷媒が貯留することになる。よって、前述のＣＣＨへの切替時の「５」と比較して「２」だけ貯留量が減少する。そして、ＣＨＨモードで運転されると、この「３」に相当する冷媒量だけが冷媒循環量から減じるので、ＣＣＨモードの場合の「５」と比較すると「２」だけ冷媒循環量が増加することになる。

同様な方法で冷却加熱の設定モードＣＣＣ、ＣＨＣ、ＣＣＨ、ＣＨＨを相互に切り替えた場合の凝縮器６２に貯留する冷媒相当量を求めると図１２に示すような表となる。表中の左欄が切り替え前の設定モードであり、上欄が切り替え後の設定モードであり、表中の数字が凝縮器６２に貯留する冷媒相当量である。例えば、ＣＨＣモードからＣＣＨモードに切り替える場合には、庫内熱交換器６５ａ，６５ｂが駆動することになるので、凝縮器６２に貯留する冷媒相当量は「４」となり、逆にＣＣＨモードからＣＨＣモードに切り替える場合には、庫内熱交換器６５ａ，６５ｃが駆動することになるので、凝縮器６２に貯留する冷媒相当量は「５」となる。したがって、ＣＨＣモードの方がＣＣＨモードよりも凝縮器６２に貯留する冷媒量が多くなるので、ＣＨＣモードの運転時には、凝縮器６２に貯留する冷媒は冷媒循環量から減じられる結果、冷媒循環量が低減され、適正な冷媒循環量で冷却加熱運転が行われることになる。他の冷却加熱の設定モードも同様である。

また、ＣＣＨからＣＣＣモードに切り替える場合には、庫内熱交換器６５ａ，６５ｂ、６５ｃが駆動することになるので、凝縮器６２に貯留する冷媒相当量は「６」となる。ただし、ＣＣＣモードに切り替える場合には、ポンプダウン制御と同じ電磁弁の開閉状態でＣＣＣモードでの運転が継続されるので、不要な冷媒量は庫外熱交換器７６に貯留して、この時点で冷媒循環量が適正値となる。逆にＣＣＣモードからＣＣＨモードに切り替える場合には、庫内熱交換器６５ａ，６５ｂが駆動することになるので、凝縮器６２に貯留する冷媒相当量は「４」となる。ＣＣＨモードの運転では、この「４」相当する冷媒が回路外に貯留する一方、ＣＣＣモード運転時に庫外熱交換器７６に貯留していた冷媒が循環回路に加算されるので、結果としてＣＣＣモード運転時よりも冷媒循環量が増加して、適正な冷媒循環量で冷却加熱運転が行われることになる。

このように、冷却加熱の設定モードを切り替えて運転をするときには、始めに冷却単独運転の設定モードにて所定時間の運転を行うことにより、凝縮器もしくは庫外熱交換器に適正量の冷媒を貯留し、その後、選択された設定モードでの運転を行う制御手段を有することにより、前記の貯留した冷媒を回路外に保持するので、冷却加熱の設定モードに適正な冷媒循環量が得られる結果、安価な固定式膨張器を使用しても、効率的な冷却加熱運転ができる。

１０本体キャビネット
２０外扉
３０内扉
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ商品収納庫
６０冷却／加熱ユニット
６１圧縮機
６２凝縮器
６３、７９膨張器
６４分流器
６５ａ、６５ｂ、６５ｃ庫内熱交換器
６８凝縮器電磁弁
６８ａ、６８ｂ加熱器電磁弁
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ冷却器入口電磁弁
７２ｂ、７２ｃ冷却器出口電磁弁
９０制御手段
９１冷却加熱設定モード選択ＳＷ

Claims

冷却加熱兼用の商品収納庫を有し、冷却加熱の冷却加熱設定モードにより選択的に商品収納庫を冷却もしくは加熱する自動販売機であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、庫外に設け凝縮器電磁弁を介して冷媒を凝縮する凝縮器と、冷媒を膨張させる膨張手段と、膨張手段より膨張した冷媒を分配する分配器と、庫内に設け前記分配器より冷却器入口電磁弁を介して冷媒を蒸発する複数の庫内熱交換器と、蒸発した冷媒を冷却器出口電磁弁を介して合流する合流器と、にて冷却循環回路を構成するとともに、
前記冷却循環回路に、前記圧縮機から加熱器電磁弁を介して前記庫内熱交換器と前記冷却器入口電磁弁との間に配管接続し、かつ、前記庫内熱交換器と前記冷却器出口電磁弁の間より庫外熱交換器、第２膨張手段を経由して前記分配器に配管接続することにより、前記庫内熱交換器を凝縮器として作用させてヒートポンプ運転を行う加熱冷却循環回路を構成する自動販売機において、
冷却加熱の設定モードを切り替えて運転をするときには、冷却単独運転の設定モードにて所定時間の運転を行った後、選択された設定モードでの運転を行う制御手段を有することを特徴とする自動販売機。