JP2015138329A - 自動販売機 - Google Patents
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Abstract
Description
この種の自動販売機では、冷却運転されるすべての商品収納室の室内温度がサーモオフ温度まで冷却されて圧縮機の運転を停止(サーモオフ)した場合、各蒸発器へ冷媒を供給するための開閉弁を閉じることで、蒸発器内に高温高圧の冷媒が流入して商品収納室の室内温度が上昇することを抑えている。一方、商品収納室の室内温度がサーモオン温度まで上昇した場合には、圧縮機の起動(サーモオン)に先だって開閉弁を開放して、冷凍サイクル内の均圧化を図ったものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
図1は、本実施形態にかかる自動販売機の冷媒回路図である。
自動販売機100は、図1に示すように、缶飲料等の商品を収納する商品収納庫1と商品収納庫1の下部に配置された機械室(図示せず)とを有する。商品収納庫1内は3つの区画に区分けされ、収納する商品を冷却もしくは加温する第1冷却加温室2、第2冷却加温室3(ホット/コールド切替商品収納室)、収納する商品を冷却する冷却専用室4(コールド専用商品収納室)を有する。第1冷却加温室2、第2冷却加温室3及び冷却専用室4を特段区別する必要が無い場合には、単に商品収納室または室という。また、それぞれの室内には商品収納棚(図示せず)が上部に吊り下げられており、商品が内部に収納されている。
圧縮機7は、冷凍サイクル5の高圧側で冷媒を超臨界圧力まで圧縮できるインバータ式のロータリコンプレッサであり、冷媒吸込管23から吸い込まれた低圧冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒が冷媒吐出管24に吐出される。
冷媒吐出管24は、ガスクーラ9の入口側に接続され、このガスクーラ9の出口側にはストレーナ11を有する出口側配管26が接続されている。この出口側配管26と、冷媒吸込管23との間には、第1〜第3蒸発器19,20,21が互いに並列に接続されている。第1〜第3蒸発器19,20,21は、それぞれ第1冷却加温室2、第2冷却加温室3、冷却専用室4に配置されている。ストレーナ11と第1〜第3蒸発器19,20,21との間には、冷媒の流れ方向に沿って、第1〜第3電磁弁13,14,15及び第1〜第3キャピラリチューブ16,17,18がそれぞれ直列に設けられている。
また、冷媒吸込管23には、冷媒の逆流を防止する逆止弁25が配置されている。
また、第1冷却加温室2、第2冷却加温室3には、それぞれ室内を加温するための第1〜第2電気ヒータ34,35が配置されている。更に、第1冷却加温室2、第2冷却加温室3、冷却専用室4には、各室内の温度を検出する第1〜第3室内温度検知センサ36,37,38が設けられている。
自動販売機100の各部は、コントローラ40に基づいて運転制御され、冷却専用室4に収納される商品を適正な温度に冷却するとともに、ユーザの設定に応じて、第1冷却加温室2、第2冷却加温室3に収納される商品を適正な温度に冷却または加温する。
まず、全室を冷却するように設定された場合、第1〜第3電磁弁13,14,15をすべて開いて圧縮機7を起動する。第1〜第3電磁弁13,14,15は、同時に開いても良いし、時間をあけて順番に開いても良い。圧縮機7から吐出された冷媒は、冷媒吐出管24を流れてガスクーラ9に流入して冷却される。冷却された液冷媒は、3つに分配され、第1〜第3電磁弁13,14,15を通過し、第1〜第3キャピラリチューブ16,17,18で減圧された後に、第1〜第3蒸発器19,20,21でそれぞれ蒸発気化して周囲の空気を冷却する。蒸発気化した冷媒は、再び合流して冷媒吸込管23を通じて圧縮機7へと還流する。
本実施形態では、冷却時に負荷を軽減するために、第1冷却加温室2、第2冷却加温室3、冷却専用室4のうち、室内温度が高い2つの室の電磁弁を開いて、該2室の冷却を行う。そして、一方の室が目標温度まで低下した場合には、この室の電磁弁を閉じ、他方の室と、冷却運転されなかった残りの室の電磁弁を開いて該2室の冷却を行う。そして、2つの室が目標温度まで冷却された場合には、残りの1室を目標温度まで冷却する。
一方、第1電気ヒータ34に通電され、第1冷却加温室2が所定温度に達するまで加温が実行される。第1蒸発器送風ファン28は運転され、第1電気ヒータ34で加温した熱による第1冷却加温室2内の温度むらを防止している。
第2冷却加温室3、冷却専用室4の冷却動作については、上記した全室を冷却する場合と同様であるため、説明を省略する。
また、第2冷却加温室3を加温し、第1冷却加温室2、冷却専用室4を冷却するように設定された場合には、第2電磁弁14を閉じ,第1電磁弁13及び第3電磁弁15を開いて圧縮機7を起動する。この場合、第2電気ヒータ35に通電して第2冷却加温室3が所定温度に達するまで加温が実行される。また、第2蒸発器送風ファン29は運転される。更に、第1冷却加温室2及び第2冷却加温室3を加温し、冷却専用室4を冷却するように設定された場合には、第1電磁弁13及び第2電磁弁14を閉じ、第3電磁弁15を開いて圧縮機7を起動する。この場合、第1電気ヒータ34及び第2電気ヒータ35に通電して第1冷却加温室2及び第2冷却加温室3がそれぞれ所定温度に達するまで加温が実行される。第1蒸発器送風ファン28及び第2蒸発器送風ファン29は運転される。
コントローラ40は、自動販売機100の動作全般を司る制御部41と、この制御部41の指示に基づいて、圧縮機7、第1電気ヒータ34,35、第1〜第3蒸発器送風ファン28,29,30、第1〜第3電磁弁13,14,15の動作をそれぞれ制御する圧縮機周波数制御部42,ヒータ制御部43,蒸発器送風ファン回転数制御部44,電磁弁制御部45とを備える。
制御部41は、現在時刻を計測する時計部47と、冷却設定されている室の蒸発器のデフロスト等のスケジュールを管理するスケジュール管理部48とを備える。
また、コントローラ40には、自動販売機100の操作部に設けられた冷却加温設定部46、第1〜第3蒸発器温度検知センサ31,32,33、第1〜第3室内温度検知センサ36,37,38、及び外気温度検知センサ39が接続されている。冷却加温設定部46は、ユーザの操作に応じて、第1冷却加温室2及び第2冷却加温室3の冷却または加温動作を設定するもので、制御部41は、これら各室の冷却設定または加温設定に基づいて、各電磁弁の開閉、各ヒータの運転、圧縮機の運転周波数等を制御する。
第1〜第3電磁弁13,14,15をすべて閉じた状態では、冷凍サイクル5内の高圧側(圧縮機7の吐出側)と低圧側(第1〜第3蒸発器19,20,21)との圧力差が生じている。冷凍サイクル5内に圧力差が生じたまま、圧縮機7をサーモオンさせると、圧縮機7の起動時の負荷が大きくなる。このため、圧縮機7の起動に先だって冷凍サイクル5内の圧力を均圧化することが好ましい。
しかしながら、第1冷却加温室2、第2冷却加温室3及び冷却専用室4にそれぞれ並列に配置される第1〜第3蒸発器19,20,21の第1〜第3電磁弁13,14,15を単純にすべて開く構成では、冷凍サイクル5内の圧力差を迅速に解消できるものの、第1〜第3蒸発器19,20,21に高温高圧の冷媒が流入するため、第1冷却加温室2、第2冷却加温室3及び冷却専用室4の室内温度が上昇する。このため、商品収納室の冷却負荷が増大するため、圧縮機7の消費電力量が増大する問題があった。
具体的には、図3に示すように、所定条件として、いずれかの商品収納室(例えば、第2冷却加温室3)の室内温度がサーモオフ温度よりも高い目標室内温度Dに達した時点で、最も室内温度が高い一の商品収納室(すなわち第2冷却加温室3)の電磁弁(第2電磁弁14)のみを開放する。
この構成によれば、高温高圧の冷媒が特定の電磁弁(第2電磁弁14)を通じて、蒸発器(第2蒸発器20)内に流入するだけであるため、冷媒が流入しない商品収納室の室内温度の上昇を抑えることができる。これにより、冷却負荷が必要以上に増大することを防止することができ、圧縮機7の消費電力量を抑制し、省エネルギ化を図ることができる。さらに、作動させる電磁弁の数が少ないため、この電磁弁の作動に要する消費電力量を抑制できる。
また、本実施形態では、いずれかの商品収納室の室内温度がサーモオフ温度(D−2℃)よりも高い目標室内温度Dに達した時点で、最も室内温度が高い一の商品収納室の電磁弁のみを開くため、圧縮機7がサーモオンするまでの間に、冷凍サイクル5内は徐々に均圧下されることにより、圧縮機7の起動時の負荷が過大となることを防止できる。
また、残りの商品収納室(第1冷却加温室2及び冷却専用室4)については、各室の室内温度がサーモオン温度に達した場合、制御部41は、電磁弁制御部45を通じて、随時、電磁弁(第1電磁弁、第3電磁弁)を開放する。本実施形態では、各室の室内温度がサーモオン温度に達して始めて、該室の電磁弁を開放するため、圧縮機7の冷却負荷の増大を抑えることができ、省エネルギ化を実現できる。
例えば、図4に示す別の実施形態では、室内温度の所定条件として、いずれかの商品収納室(例えば、第2冷却加温室3)の室内温度がサーモオフ温度よりも高い目標室内温度Dに達した時点で、最も室内温度が低い一の商品収納室(すなわち冷却専用室4)の電磁弁(第3電磁弁15)のみを開放する構成としても良い。
この実施形態では、最も室内温度が低い冷却専用室4の第3電磁弁15のみを開放するため、冷却専用室4を除いた他の商品収納室(第1冷却加温室2及び第2冷却加温室3)の第1蒸発器19及び第2蒸発器20への冷媒供給が防止される。このため、最も室内温度が高い第2冷却加温室3の第2蒸発器20に冷媒が供給されないことにより、該第2冷却加温室3の室内温度がサーモオン温度(D+2℃)まで上昇するまでの時間を引き延ばすことができ、圧縮機7の消費電力量を抑制できる。
圧縮機7のサーモオン動作、及び、残りの商品収納室(第1冷却加温室2及び第2冷却加温室3)の電磁弁制御については、上記した構成と同様なので、説明を省略する。
また、本実施形態では、例えば、第2冷却加温室3の室内温度が目標室内温度Dに達した時点で、最も室内温度が高い第2冷却加温室3の第2電磁弁14のみを開放するため、圧縮機7がサーモオンするまでの間に、冷凍サイクル5内は徐々に均圧下されることにより、圧縮機7の起動時の負荷が過大となることを防止できる。
図5は、別の実施形態にかかる自動販売機200の冷媒回路図である。この図5において、上記した実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
上記した実施形態との相違点を説明すると、圧縮機7の冷媒吐出管24には、三方弁50が設けられ、この三方弁50には、第1冷却加温室2内に配置される庫内ガスクーラ51の冷媒入口側配管52が接続され、この庫内ガスクーラ51の冷媒出口側配管53は、三方弁50とガスクーラ9との間で冷媒吐出管24に接続される。
庫内ガスクーラ51は、第1蒸発器19とフィンを共用した一体型熱交換器として形成されている。
この庫内ガスクーラ51には、圧縮機7から吐出された高温高圧の冷媒が流入することで、第1冷却加温室2内を加温することができ、この庫内ガスクーラ51が加温部として機能する。
この庫外蒸発器58は、第1冷却加温室2を加温するために、庫内ガスクーラ51に冷媒を流通させた場合の熱バランスを図るための蒸発器であり、庫外電磁弁57を開放して、庫外蒸発器58に冷媒を流通される。
また、上記した実施形態では、冷却運転される商品収納室が3つの場合について説明したが、複数であれば、冷却運転される商品収納室が2つでも4つ以上であっても構わないのは勿論である。
また、上記した実施形態では、開閉弁としての電磁弁と減圧手段としてのキャピラリチューブとを備える構成としているが、開度を自在に変更できる電動膨張弁を設け、この電動膨張弁が開閉弁と減圧手段との機能を合わせもつ構成としてもよい。
3 第2冷却加温室(ホット/コールド切替商品収納室)
4 冷却専用室(コールド専用商品収納室)
5 冷凍サイクル
7 圧縮機
9 ガスクーラ
13 第1電磁弁(開閉弁)
14 第2電磁弁(開閉弁)
15 第3電磁弁(開閉弁)
19 第1蒸発器
20 第2蒸発器
21 第3蒸発器
34 第1電気ヒータ(加温部)
35 第2電気ヒータ(加温部)
40 コントローラ
41 制御部(開閉弁制御部)
45 電磁弁制御部(開閉弁制御部)
100、200 自動販売機
D 目標室内温度(所定温度)
Claims (4)
- 複数の商品収納室にそれぞれ並列に接続配置されて各室内を冷却する冷凍サイクルの蒸発器と、これら蒸発器に冷媒を供給する圧縮機とを備える自動販売機において、
各蒸発器には、それぞれ蒸発器に冷媒を供給するために開閉する開閉弁が接続され、
前記圧縮機がサーモオフした状態で、いずれかの商品収納室の室内温度がサーモオフ温度よりも高い所定温度に達した場合、室内温度が所定条件を満たした一の商品収納室の蒸発器に繋がる開閉弁のみを開放する開閉弁制御部を備えたことを特徴とする自動販売機。 - 前記開閉弁制御部は、前記所定条件として室内温度の最も高い商品収納室の蒸発器に繋がる開閉弁を開放することを特徴とする請求項1に記載の自動販売機。
- 前記開閉弁制御部は、前記所定条件として室内温度の最も低い商品収納室の蒸発器に繋がる開閉弁を開放することを特徴とする請求項1に記載の自動販売機。
- 前記開閉弁制御部は、残りの商品収納室の室内温度が前記所定温度より高いサーモオン温度に達した場合には、当該商品収納室の蒸発器に繋がる開閉弁を随時開放することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の自動販売機。
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