JP2017166742A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱器での放熱効率を良好なものとして冷却効率の向上を図ること。【解決手段】蒸発器３４で蒸発した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機３１と、圧縮機３１で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器３２とを備え、放熱器３２で放熱した冷媒を膨張機構３３で断熱膨張させてから蒸発器３４に供給することにより、自動販売機本体１０の内部に設けられた冷却対象部分を冷却する冷却装置２０において、駆動する場合に、自動販売機本体１０の底部１６に設けられた吸込口１６ａを通じて空気を自動販売機本体１０の内部に吸い込み、吸い込んだ空気を自動販売機本体１０の背面１７に設けられた吹出口１７ａを通じて外部に吹き出させる送風ファン４０と、吸込口１６ａより吸い込まれた一部の空気が放熱器３２を直接通過する態様で空気を案内する送風ガイド５０とを備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、冷却装置に関するものである。

従来、例えば自動販売機等に適用される冷却装置として、蒸発器、圧縮機、放熱器及び膨張機構を冷媒管路で順次接続して構成されている。蒸発器は、筐体である自動販売機本体における所定の冷却対象部分に熱交換可能に設けられている。圧縮機は、蒸発器で蒸発した冷媒を吸引して圧縮するものである。放熱器は、圧縮機で圧縮された冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。膨張機構は、放熱器で放熱した冷媒を断熱膨張させて蒸発器に送出するものである。

このような冷却装置では、圧縮機で圧縮した冷媒を放熱器、膨張機構、蒸発器の順に循環させることにより、蒸発器で冷媒が蒸発することで冷却対象部分を冷却している。

そして、上記冷却装置では、放熱器が自動販売機本体の前面に形成された外気吸込口の近傍に設けられ、送風ファンの駆動により、外気吸込口を通じて吸い込まれた外気が放熱器を通過するようにして、放熱器での放熱効率を良好なものとして冷却効率の向上を図っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１７８１００号公報

ところで、選択された飲料を自動販売機本体の内部で調理してカップ等の飲料容器に供給して提供するカップ式自動販売機や飲料ディスペンサ等においては、設置環境等の配慮から接客面である自動販売機本体の前面に吸込口を設けることができず、自動販売機本体の底部に吸込口が設けられ、自動販売機本体の背面に吹出口が設けられるのが一般的である。

このようなカップ式自動販売機等に適用される冷却装置では、安全性等の観点から自動販売機本体の前面や後面、並びに左右両側面から離隔した個所に圧縮機が配置されることが求められており、結果的に、吸込口の上方域に圧縮機が配置され、吹出口の近傍に放熱器が配置されている。尚、放熱器と吹出口との間に送風ファンが設けられている。

そのため、上記冷却装置では、送風ファンの駆動により、吸込口を通じて自動販売機本体の内部に吸い込まれた空気は圧縮機の周囲を通過してから放熱器を通過し、その後に吹出口より自動販売機本体の外部に吹き出されている。つまり、上記冷却装置では、吸込口を通じて吸い込まれた空気は、圧縮機の周囲を通過することで加熱され、加熱された状態で放熱器を通過することとなる。これにより、放熱器での冷媒の放熱が十分に行われずに、冷却効率の低下を招来する虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、放熱器での放熱効率を良好なものとして冷却効率の向上を図ることができる冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る冷却装置は、蒸発器で蒸発した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器とを備え、前記放熱器で放熱した冷媒を膨張機構で断熱膨張させてから前記蒸発器に供給することにより、筐体の内部に設けられた冷却対象部分を冷却する冷却装置において、駆動する場合に、前記筐体の底部に設けられた吸込口を通じて空気を該筐体の内部に吸い込み、かつ吸い込んだ空気を前記筐体の背面に設けられた吹出口を通じて外部に吹き出させる送風手段と、前記吸込口より吸い込まれた少なくとも一部の空気が前記放熱器を直接通過する態様で該空気を案内するガイド部材とを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記冷却装置において、前記ガイド部材は、前記吸込口より吸い込まれた少なくとも一部の空気が前記放熱器における冷媒流路の下流側領域を直接通過する態様で該空気を案内することを特徴とする。

また本発明は、上記冷却装置において、前記送風手段は、前記吹出口の近傍において、前記放熱器における冷媒流路の下流側領域に対向する態様で設けられたことを特徴とする。

また本発明は、上記冷却装置において、前記吸込口の近傍に設けられ、かつ駆動する場合に前記吸込口を通じて前記ガイド部材により案内される空気を吸い込む補助用送風手段を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記冷却装置において、前記筐体の外部温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段を通じて検知された外部温度が予め決められた基準温度未満となる場合に前記送風手段を駆動させる一方、前記温度検知手段を通じて検知された外部温度が前記基準温度以上となる場合に前記送風手段及び前記補助用送風手段を駆動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、送風手段が駆動する場合に、筐体の底部に設けられた吸込口を通じて空気を該筐体の内部に吸い込み、吸い込んだ空気を筐体の背面に設けられた吹出口を通じて外部に吹き出させることができ、しかもガイド部材が、吸込口より吸い込まれた少なくとも一部の空気が放熱器を直接通過する態様で該空気を案内するので、放熱器には圧縮機により加熱されていない空気を送風でき、放熱器での熱交換を良好なものとすることができる。従って、放熱器での放熱効率を良好なものとして冷却効率の向上を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１である冷却装置が適用されたカップ式自動販売機を示す正面図である。 図２は、本発明の実施の形態１である冷却装置が適用されたカップ式自動販売機の内部構造を模式的に示す模式図である。 図３は、本発明の実施の形態１である冷却装置の要部を模式的に示す模式図である。 図４は、本発明の実施の形態２である冷却装置の要部を模式的に示す模式図である。 図５は、本発明の実施の形態２である冷却装置の特徴的な制御系を示すブロック図である。 図６は、図５に示した制御部が実施する送風制御処理の処理内容を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷却装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
図１及び図２は、それぞれ本発明の実施の形態１である冷却装置が適用されたカップ式自動販売機を示すものであり、図１は正面図であり、図２は内部構造を模式的に示す模式図である。

ここで例示するカップ式自動販売機は、前面が開口した直方状の筐体である自動販売機本体１０と、この自動販売機本体１０の前面開口１１を開閉する前面扉１２とを備えている。

かかるカップ式自動販売機は、前面扉１２に設けられた金銭投入口１３より金銭が投入されるとともに該前面扉１２に設けられたいずれかの商品選択ボタン１４が押下操作されることにより、自動販売機本体１０の内部にて選択された商品を調理し、飲料容器であるカップに調理した飲料を供給し、前面扉１２に設けられた商品取出口１５より飲料をカップに入れた状態で提供している。

そして、このようなカップ式自動販売機には、自動販売機本体１０の内部に冷却装置２０が設けられている。冷却装置２０は、図３に示すように、冷媒回路３０と、送風ファン（送風手段）４０と、送風ガイド（ガイド部材）５０とを備えて構成されている。

冷媒回路３０は、圧縮機３１、放熱器３２、膨張機構３３及び蒸発器３４が冷媒管路３５により順次接続されて構成されており、内部に例えば二酸化炭素等の冷媒が封入されている。

圧縮機３１は、駆動する場合に冷媒を吸引して圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出するものである。この圧縮機３１は、自動販売機本体１０の底部１６に形成された吸込口１６ａの上方域において、かかる吸込口１６ａを跨る態様で設けられた支持部材１８に支持されて配置されている。

放熱器３２は、図には明示しないが、冷媒流路が複数並設された扁平な冷媒通路管が左右方向に沿って延在しつつ上下方向に沿って蛇行する態様で延在しており、この冷媒通路管の水平延在部位の相互間にコルゲートフィンが接合されて構成されている。この放熱器３２では、上方に冷媒流路の入口が設けられており、下方に冷媒流路の出口が設けられている。つまり、放熱器３２においては、上方部分が冷媒流路の上流側領域３２ａとされ、下方部分が冷媒流路の下流側領域３２ｂとされている。

このような放熱器３２は、冷媒流路を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する空気とを熱交換させて、該冷媒に放熱させるものである。そして、放熱器３２は、自動販売機本体１０の背面１７に形成された吹出口１７ａの前方側であって、圧縮機３１の後方側となる個所に上下方向に沿って延在するよう載置されている。つまり、放熱器３２は、吹出口１７ａの近傍に設けられている。

膨張機構３３は、電子膨張弁やキャピラリーチューブ等により構成されるもので、放熱器３２で放熱した冷媒（低温高圧の冷媒）を断熱膨張させて低温低圧の状態にさせるものである。

蒸発器３４は、自動販売機本体１０の内部において飲料を構成する水成分を冷却するための冷却水槽１９に設けられている。この蒸発器３４は、膨張機構３３で低温低圧の状態にされた冷媒と、冷却水槽１９に貯留された冷却水とを熱交換させて、該冷媒を蒸発させて冷却水を冷却するものである。この蒸発器３４で蒸発した冷媒は、圧縮機３１に吸引されて再び圧縮されることにより、圧縮機３１、放熱器３２、膨張機構３３、蒸発器３４の循環を繰り返す。

送風ファン４０は、放熱器３２の後方側、すなわち放熱器３２と吹出口１７ａとの間に設けられている。送風ファン４０は、図示せぬ制御部から駆動指令が与えられた場合に駆動するものであり、駆動する場合に、吸込口１６ａから吸い込んだ空気を放熱器３２の周囲を通過させ、かつ吹出口１７ａから外部に吹き出させるよう送風するものである。この送風ファン４０は、放熱器３２の下方部分、すなわち冷媒流路の下流側領域３２ｂに対向する態様で設けられている。

送風ガイド５０は、例えば鋼板等を屈曲等して構成されたものであり、基部５１と、傾斜後延部５２と、後延部５３とを有している。

基部５１は、圧縮機３１の後方側において、上下方向に沿って延在する平板状部分であり、下端部が吸込口１６ａに進入している。この基部５１は、前面の一部が支持部材１８に支持されている。

傾斜後延部５２は、基部５１の上端縁部に連続しており、該上端縁部より上方に向かうに連れて漸次後方に傾斜する態様で延在する平板状部分である。

後延部５３は、傾斜後延部５２の上端縁部に連続しており、該上端縁部より後方に向けて延在する、すなわち放熱器３２に近接するよう延在する平板状部分である。

このような送風ガイド５０においては、後延部５３の高さレベルが放熱器３２の冷媒流路の出口よりも上方となるよう配置されている。かかる送風ガイド５０は、図３中の矢印で示すように、吸込口１６ａより吸い込まれた一部の空気が放熱器３２における冷媒流路の下流側領域３２ｂを直接通過する態様で該空気を案内するものである。

以上のような構成を有する冷却装置２０においては、送風ファン４０が駆動する場合に、吸込口１６ａを通じて外部の空気を該自動販売機本体１０の内部に吸い込み、吸い込んだ空気を吹出口１７ａより外部に吹き出させることができ、しかも送風ガイド５０が、吸込口１６ａより吸い込まれた一部の空気が放熱器３２における冷媒流路の下流側領域３２ｂを直接通過する態様で該空気を案内している。これにより、放熱器３２の冷媒流路の下流側領域３２ｂには圧縮機３１により加熱されていない空気を送風でき、放熱器３２での熱交換を良好なものとすることができる。従って、本発明の実施の形態１である冷却装置２０によれば、放熱器３２での放熱効率を良好なものとして冷却効率の向上を図ることができる。

特に、送風ガイド５０が吸込口１６ａより吸い込まれた一部の空気を放熱器３２の冷媒流路における下流側領域３２ｂに案内するので、放熱器３２での熱交換面積を十分に確保することができ、該放熱器３２での放熱効率を向上させることができる。

また上記冷却装置２０によれば、送風ファン４０が放熱器３２の冷媒流路の下流側領域３２ｂに対向する態様で設けられているので、送風ファン４０の駆動により、吸込口１６ａより吸い込まれた空気を放熱器３２の冷媒流路の下流側部分に集中的に通過させることができ、これによっても放熱器３２での熱交換面積を十分に確保することができ、該放熱器３２での放熱効率を向上させることができる。

＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施の形態２である冷却装置の要部を模式的に示す模式図であり、図５は、本発明の実施の形態２である冷却装置の特徴的な制御系を示すブロック図である。尚、上述した実施の形態１である冷却装置２０と同一の構成要素については同一の符号を付して重複した説明を割愛する。

ここで例示する冷却装置２１は、冷媒回路３０、送風ファン４０及び送風ガイド５０の他、補助用送風ファン（補助用送風手段）６０と、外部温度センサ（検知手段）Ｓ１と、制御部７０とを備えて構成されている。

補助用送風ファン６０は、吸込口１６ａの後方側領域、すなわち送風ガイド５０の基部５１よりも後方側の領域に設けられている。この補助用送風ファン６０は、制御部７０から駆動指令が与えられた場合に駆動するものである。尚、送風ファン４０も制御部７０から駆動指令が与えられた場合に駆動するものである。

外部温度センサＳ１は、自動販売機本体１０の外部温度を検知するものである。この外部温度センサＳ１は、外部温度を検知した場合、検知結果を制御部７０に送出するものである。

制御部７０は、メモリ８０に記憶されたプログラムやデータにしたがって冷却装置２１の動作を統括的に制御するものであり、入力処理部７１、比較判定部７２及び出力処理部７３を有している。尚、制御部７０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

入力処理部７１は、外部温度センサＳ１から送出される検知結果（外部温度）を入力するものである。比較判定部７２は、メモリ８０から該メモリ８０に記憶された基準温度情報を読み出し、基準温度情報に含まれる基準温度と、入力処理部７１を通じて入力された外部温度とを比較判定するものである。ここで基準温度情報は、予めメモリ８０に記憶されており、後述する送風制御処理の閾値となる基準温度（例えば２０℃程度）に関する情報である。出力処理部７３は、送風ファン４０及び補助用送風ファン６０のそれぞれに対して個別に駆動指令又は駆動停止指令を送出するものである。

図６は、図５に示した制御部が実施する送風制御処理の処理内容を示すフローチャートである。かかる送風制御処理の処理内容について説明しながら冷却装置２１の動作について説明する。

送風制御処理において制御部７０は、入力処理部７１を通じて外部温度センサＳ１から外部温度を入力した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、比較判定部７２を通じてメモリ８０より基準温度情報を読み出す（ステップＳ１０２）。

基準温度情報を読み出した制御部７０は、比較判定部７２を通じて外部温度が基準温度未満であるか否かを比較判定する（ステップＳ１０３）。

外部温度が基準温度未満である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御部７０は、出力処理部７３を通じて送風ファン４０に駆動指令を送出するとともに補助用送風ファン６０に駆動停止指令を送出して（ステップＳ１０４，ステップＳ１０５）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

これによれば、吸込口１６ａを通じて空気を該自動販売機本体１０の内部に吸い込み、吸い込んだ空気を吹出口１７ａより外部に吹き出させることができ、しかも送風ガイド５０が、吸込口１６ａより吸い込まれた一部の空気が放熱器３２における冷媒流路の下流側領域３２ｂを直接通過する態様で該空気を案内している。これにより、放熱器３２の冷媒流路の下流側領域３２ｂには圧縮機３１により加熱されていない空気を送風でき、放熱器３２での熱交換を良好なものとすることができる。

一方、外部温度が基準温度未満でない場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、すなわち外部温度が基準温度以上となる場合、制御部７０は、出力処理部７３を通じて送風ファン４０に駆動指令を送出するとともに補助用送風ファン６０に駆動指令を送出して（ステップＳ１０６，ステップＳ１０７）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

これによれば、外部温度が基準温度以上となることで自動販売機本体１０の外部の空気が比較的高温である場合、送風ファン４０だけでなく補助用送風ファン６０も駆動させることで、送風ガイド５０に案内される空気の送風量を増大させることができる。これにより、放熱器３２を通過する空気の送風量が増大して該放熱器３２での熱交換を良好なものとすることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態２である冷却装置２１によれば、放熱器３２での熱交換を良好なものとすることができるので、放熱器３２での放熱効率を良好なものとして冷却効率の向上を図ることができる。

また上記冷却装置２１によれば、制御部７０が、検知された外部温度が基準温度未満となる場合には送風ファン４０のみを駆動させる一方、検知された外部温度が基準温度以上となる場合に送風ファン４０及び補助用送風ファン６０を駆動させるので、外部温度に応じて放熱器３２への送風量を調整することができ、放熱器３２での熱交換を良好なものとすることができる。よって、放熱器３２での放熱効率を良好なものとして冷却効率の向上を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態１及び２について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態１及び２では、送風ガイド５０が吸込口１６ａの一部を通過する空気が放熱器３２を直接通過するよう該空気を案内していたが、本発明においては、ガイド部材が、吸込口を通過するすべての空気が放熱器を直接通過するよう該空気を案内してもよい。

上述した実施の形態１及び２では、放熱器３２が吹出口１７ａの近傍に上下方向に沿って延在するよう載置されていたが、本発明においては、放熱器が上方に向かうに連れて漸次前方に傾斜する態様で載置されてもよい。

上述した実施の形態１及び２では、送風ファン４０が１つ設けてあったが、本発明においては、送風ファンが複数設けられていてもよく、外部温度に応じて駆動する送風ファンの数を増減させるようにしてもよい。

上述した実施の形態１及び２では、蒸発器３４が冷却水槽１９に設けられていたが、本発明においては、蒸発器は冷却水槽だけでなく、例えば製氷機等にも設けられていてもよい。

１０ 自動販売機本体
１６ 底部
１６ａ 吸込口
１７ 背面
１７ａ 吹出口
１９ 冷却水槽
２０ 冷却装置
２１ 冷却装置
３０ 冷媒回路
３１ 圧縮機
３２ 放熱器
３３ 膨張機構
３４ 蒸発器
４０ 送風ファン（送風手段）
５０ 送風ガイド（ガイド部材）
５１ 基部
５２ 傾斜後延部
５３ 後延部
６０ 補助用送風ファン（補助用送風手段）
７０ 制御部
７１ 入力処理部
７２ 比較判定部
７３ 出力処理部
８０ メモリ
Ｓ１ 外部温度センサ（検知手段）

Claims (5)

1. 蒸発器で蒸発した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、
   前記圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と
   を備え、
   前記放熱器で放熱した冷媒を膨張機構で断熱膨張させてから前記蒸発器に供給することにより、筐体の内部に設けられた冷却対象部分を冷却する冷却装置において、
   駆動する場合に、前記筐体の底部に設けられた吸込口を通じて空気を該筐体の内部に吸い込み、かつ吸い込んだ空気を前記筐体の背面に設けられた吹出口を通じて外部に吹き出させる送風手段と、
   前記吸込口より吸い込まれた少なくとも一部の空気が前記放熱器を直接通過する態様で該空気を案内するガイド部材と
   を備えたことを特徴とする冷却装置。
2. 前記ガイド部材は、前記吸込口より吸い込まれた少なくとも一部の空気が前記放熱器における冷媒流路の下流側領域を直接通過する態様で該空気を案内することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記送風手段は、前記吹出口の近傍において、前記放熱器における冷媒流路の下流側領域に対向する態様で設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記吸込口の近傍に設けられ、かつ駆動する場合に前記吸込口を通じて前記ガイド部材により案内される空気を吸い込む補助用送風手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の冷却装置。
5. 前記筐体の外部温度を検知する温度検知手段と、
   前記温度検知手段を通じて検知された外部温度が予め決められた基準温度未満となる場合に前記送風手段を駆動させる一方、前記温度検知手段を通じて検知された外部温度が前記基準温度以上となる場合に前記送風手段及び前記補助用送風手段を駆動させる制御手段と
   を備えたことを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。

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