JP3465450B2 - 自動販売機の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、複数の商品用格
納室の一部が冷却用で他が加熱用のとき、販売時商品温
度の適温化と、熱エネルギーの有効利用による省エネル
ギー化を図るとともに、圧縮機起動時の冷却格納室の冷
却過渡特性を改善し、もって省エネルギー化を図る自動
販売機の運転方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来例について、図２ないし図８を参照
しながら説明する。図８は、後述する発明に係る実施例
と共通な従来例の構成図である。図８において、各格納
室１，２が隣り合う形で配置され、それぞれに対応して
各室内熱交換器11,12 が装備される。この各室内熱交換
器11,12 と、圧縮機３と、室外熱交換器４とを主要部と
して、後述するように冷凍サイクルが構成される。加熱
用受具50は、加熱用格納室で予備温度に加熱された商品
を販売直前に販売適温まで追加的に最終加熱する手段
で、詳しくは後述する。なお、各室内熱交換器11,12 と
室外熱交換器４に対応する各送風機および電磁弁などは
図示を省略してある。 【０００３】図７は加熱用受具に関し、(a) はその側面
図、(b) はその平面図である。これらの図において、加
熱用受具50は、高周波誘導加熱装置の一部をなすコイル
で、矩形の渦巻状に形成された後、その長辺に沿って円
弧状に湾曲成形され、その引出し線が右上に伸びる形で
設けられる。コイルには、図示してない高周波電源が接
続されて高周波電流が流され、その周囲に交流磁界が形
成される。この交流磁界によって、電磁誘導の法則に基
づく渦電流が商品である缶10の内部に流れ、この電流に
よるジュール熱で缶10の全体が加熱される。このジュー
ル熱は、磁界の変化の速さ、つまり高周波電流の周波数
に比例し、熱効率が80% と非常に高く、しかもクリーン
なのが特長である。さて、格納室1(図８参照) で予備温
度約38℃（予備温度の変動範囲は35℃〜40℃）に予熱さ
れた後に移送された一点鎖線表示の缶10が、加熱用受具
50の湾曲凹部内面上に載置され、ここで販売適温60℃に
最終加熱される。ところで、販売適温60℃の最終加熱
は、正確には缶10の温度をその都度測定し、これに基づ
いてフィードバック制御すべきであるが、温度上昇幅が
約38℃から60℃と一定であるから、実際には加熱時間に
よって決める簡単な方法がとられる。 【０００４】従来例で、一方の格納室が冷却用で他方が
加熱用のときの動作について、図２の第１運転方式の動
作図と、図３の第２運転方式の動作図を参照しながら説
明する。なお、図２，図３は後述する発明に係る実施例
と共通である。第１運転方式は、冷凍サイクルに基づい
て運転中に加熱用格納室１の温度が予備温度未満の場合
に、第２運転方式は、同じくその予備温度以上の場合に
とられる。 【０００５】図２，図３において、冷凍サイクルの構成
は、各室内熱交換器11,12 をそれぞれ装備する各格納室
１，２、圧縮器３、逆止弁８、アキュムレータ９、凝縮
器として働く室外熱交換器４、各電磁弁61〜66,69 、お
よび各キャピラリチューブ81〜83により、矢印によって
熱媒体の流れが示される。図２で、加熱用格納室１
（〔Ｈ〕と表記）の室内熱交換器11と、冷却用格納室２
〔Ｃ〕の室内熱交換器12を直列接続し、矢印のように熱
媒体を流す。そのために、加熱用格納室１の室温が予備
温度未満であることに基づき、図示してない制御部によ
って、各電磁弁62,64,66が閉じられ (その他は開かれ)
、室外熱交換器４には熱媒体は流れない。この冷凍サ
イクルのもとで、室内熱交換器11は凝縮器として、室内
熱交換器12は蒸発器として働く。冷却用格納室２は、図
示してない制御部によってオン・オフされる電磁弁69を
介し、熱媒体の流量オン・オフに基づき販売適温に温度
制御される。一方の加熱用格納室１は、その流量オン・
オフにしたがって加熱される。しかも、加熱用格納室１
は、流量オフ時には、ヒータ31のオン・オフによって予
備温度に温度制御される。なお、第１運転方式に基づく
運転中に、室外熱交換器４内の熱媒体は、キャピラリチ
ューブ83を介して冷凍サイクルに回収される。さらに、
前述したように加熱用格納室１の商品 (缶10)は、販売
投出の前に、高周波誘導加熱装置を代表して図示した加
熱用受具50（図８参照）によって販売適温まで追加加熱
される。 【０００６】図３で、冷却用格納室２〔Ｃ〕の室内熱交
換器12と、室外熱交換器４とを直列接続し、矢印のよう
に熱媒体を流す。そのために、加熱用格納室１の室温が
予備温度以上であること（言い換えれば、予備温度に達
し、または超えたこと）に基づき、図示してない制御部
によって、各電磁弁61,64,69が閉じられ (その他は開か
れ) 、加熱用格納室１の室内熱交換器11には熱媒体は流
れない。この冷凍サイクルのもとで、室外熱交換器4 は
凝縮器として、室内熱交換器12は蒸発器として働く。冷
却用格納室２は、図示してない制御部によってオン・オ
フされる電磁弁65を介し、熱媒体の流量オン・オフに基
づき販売適温に温度制御される。一方の加熱用格納室１
は、室温がそれに応じて下降に転じる。なお、第２運転
方式に基づく運転中に、加熱格納室１の室内熱交換器11
内の熱媒体は、キャピラリチューブ82を介して冷凍サイ
クルに回収される。さらに前と同様に、加熱用格納室１
の商品が販売投出の前に高周波誘導加熱装置によって追
加加熱される。 【０００７】従来例で二格納室の一方が冷却用、他方が
加熱用のときの各室温変化と、圧縮機、室内，室外熱交
換器およびヒータの各動作の関連について、図４のタイ
ムチャートを参照しながら説明する。なお、図４のタイ
ムチャートは実施例におけるものとも共通である。加熱
用格納室の予備温度は、オン・オフ制御の幅があり、下
限値35、上限値40℃( 平均値37.5℃) であり、冷却用格
納室の温度は、下限値１、上限値８℃( 平均値4.5 ℃)
になるように制御される。ここで、加熱商品の最終温度
(販売適温) は既に述べたように60℃である。 【０００８】図４において、の段階では、格納室１
〔Ｈ〕の室温が予備温度の上限値40℃と下限値35℃の中
間にあるが、それ以前に予備温度の上限値40℃に達した
経過があり、かつ格納室２〔Ｃ〕の室温が８℃に達する
から、第１運転方式をとって、格納室１〔Ｈ〕と格納室
２〔Ｃ〕が直列接続される（図２参照）とともに、圧縮
機３が起動され、冷凍サイクルに基づいて格納室２の室
温が下降に転じ、これに応じて格納室１の室温が上昇し
始める。さて、と、後述するの各段階の開始時にお
ける格納室２の冷却過渡特性（円Ａで囲んだ箇所）が、
従来例と実施例で異なるが、これについては詳しく後述
する。なお、各格納室１，２の室温の傾向線とともに、
商品温度の傾向線を名称矢印付きで示してある。各室温
の傾向線の変動が激しいのに比べて、熱伝導の遅れまた
は平均化のため、商品温度の傾向線の変化は緩慢であ
る。 【０００９】の段階で、格納室１の室温が上限値40℃
に達したことで、第２運転方式に変換されて、格納室２
は格納室１の室内熱交換器11に代えて室外熱交換器４と
接続変更される（図３参照）。したがって、室内熱交換
器11が停止し、代わって室外熱交換器４が起動される。
圧縮機３と室内熱交換器12は動作継続中であるから、格
納室２の室温は下降を継続する。 【００１０】の段階で、格納室２の室温が下限値１℃
に達すると、圧縮機３が停止し、同時に室内熱交換器12
と室外熱交換器４も停止して格納室２の冷却機能が止ま
る。したがって、格納室２の室温は上昇に転じるととも
に、格納室１の室温は下降を続ける。の段階で、格納
室１の室温が下限値35℃に達すると、第１運転方式に接
続変換される。しかし、圧縮機３は停止したままで実際
に運転されるわけではなく、室温をそれ以下に低下する
のを阻止して予備温度内に戻すため、冷凍サイクルに基
づかないで、格納室１に装備のヒータ31がオンする。そ
の結果、格納室１の室温は下限値35℃から上昇に転じ
る。一方の格納室２の室温は上昇を続ける。 【００１１】の段階で、格納室１の室温が上限値40℃
に達すると、これが冷凍サイクルに基づかないから、第
２運転方式に変換されることなく、それ以上の上昇を停
止するためにヒータ31がオフする。その結果、格納室１
の室温は上限値40℃から下降に転じる。一方の格納室２
の室温は、の段階以降に特に冷却機能が働いていない
ので、その段階から依然上昇を続ける。 【００１２】の段階で、格納室１の室温が下限値35℃
に達することで、先のの段階と同様に、室温を予備温
度内に戻すためにヒータ31がオンする。その結果、格納
室１の室温は下限値35℃から上昇に転じる。一方の格納
室２の室温は、の段階以降に特に冷却機能が働いてい
ないので依然上昇を続ける。の段階で、格納室１の室
温が再び上限値40℃に達すると、先のの段階と同様
に、ヒータ31がオフする。その結果、格納室１の室温は
上限値40℃から下降に転じる。一方の格納室２の室温
は、の段階以降に特に冷却機能が働いていないので依
然上昇を続け、次第に格納室２の上限値８℃に接近す
る。 【００１３】の段階で、格納室１の室温は下降を続け
ていて、第１運転方式の接続のままである。格納室２の
室温が上限値８℃に達したことで、冷凍サイクルに基づ
き圧縮機３が起動される。したがって、冷却機能が働き
始めて格納室２の室温が下降に転じ、これに応じて格納
室１の室温が上昇に転じる。の段階で、格納室１の室
温が上限値40℃に達したことで、第２運転方式に接続変
換され、格納室２は格納室１の室内熱交換器11に代えて
室外熱交換器４と接続変更される。したがって、室内熱
交換器11に代わって室外熱交換器４が室内熱交換器12に
接続され、圧縮機３と室内熱交換器12は動作継続中であ
るから、格納室２の室温は下降を継続するとともに、格
納室１の室温は予備温度の上限値40℃から下降に転じ
る。 【００１４】(10)の段階では、先のと同じ状態にな
り、格納室２の室温は下限値１℃から上昇に転じて販売
適温範囲内に復帰し、一方の格納室１の室温は段階か
ら引き続き下降を続ける。(11)の段階では、先のと同
じ状態になり、格納室２のヒータ31がオンする。その結
果、格納室１の室温は下限値35℃から上昇に転じて予備
温度範囲内に復帰し、一方の格納室２の室温は(10)段階
から引き続き上昇を続ける。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】従来例には次のような
欠点がある。この欠点について、図５(b) の従来例にお
ける第１運転方式に基づく運転開始時の冷却用格納室室
温に関する冷却過渡特性図と、図６の従来例の第２運転
方式に基づく運転の停止後における冷媒の状態図を参照
しながら説明する。 【００１６】図６において、配管で太い実線で表示した
部分には高圧冷媒があることを、また通常の太さの実線
で表示した部分には低圧冷媒があることを示す。しか
も、加熱格納室１の室内熱交換器11内の冷媒は、第２運
転方式に基づく運転中に、キャピラリチューブ82を介し
て冷凍サイクルに回収され、ほとんど存在しない。した
がって、第１運転方式に基づく運転が開始するとき、つ
まり圧縮機３が起動するときに、冷却用格納室２の室内
熱交換器12内の冷媒が一時的に不足し、冷却用格納室２
の室内熱交換器12の冷却能力が当初低下する。 【００１７】その結果、図５(b) に示すように、冷却用
格納室２の室温の冷却過渡特性が悪くなる。すなわち、
室温は上限値８℃から低下するときの、その冷却過渡特
性は矢印Ｑで示したように緩慢な低下傾向になる。この
緩慢な低下傾向は、冷媒の補充とともに解消して正規の
低下傾向に復帰する。したがって、その緩慢になった分
だけ室温が下限値１℃に達するまでの圧縮機３の運転時
間、つまり図４の段階から段階まで、または段階
から段階(10)までの時間が長くなる。 【００１８】この発明が解決すべき課題は、従来の技術
がもつ以上の問題点を解消し、第１運転方式に基づく運
転起動時の冷却格納室の室温の冷却過渡特性を改善して
冷凍サイクルの運転時間の短縮、ひいては運転の省エネ
ルギー化を図るとともに、併せて販売商品温度の適温化
と、熱エネルギーの有効利用による省エネルギー化を図
る自動販売機の運転方法を提供することにある。 【００１９】 【課題を解決するための手段】この発明は、第２運転方
式に基づく運転の停止後に、加熱用格納室の室内熱交換
器を並列接続したものと室外熱交換器とを直列に接続す
るとともに、圧縮機の吐出側と室外熱交換器の入口側と
を連通させて、室内熱交換器に熱媒体を充満させる、と
いう方法である。 【００２０】したがって、この発明では、第１運転方式
に基づく運転開始時つまり圧縮機の起動時に、加熱用格
納室の室内熱交換器に既に熱媒体が充満しているから、
従来例と異なって冷却用格納室の室内熱交換器に一時的
な熱媒体の不足が起こらず、冷却用格納室の室温の冷却
過渡特性が改善される。 【００２１】 【発明の実施の形態】この発明の実施の形態として、実
施例を以下の図を参照しながら説明する。この実施例が
従来例と異なる点について、図１の実施例の第２運転方
式に基づく運転の停止後における冷媒の状態図と、図５
(a) の実施例における第１運転方式に基づく運転開始時
の冷却用格納室室温の冷却過渡特性図、を参照しながら
説明する。なお実施例は、その他の点については従来例
と同じで、先の図２ないし図４で説明したとおりであ
る。 【００２２】図１において、第２運転方式に基づく運転
の停止後に、電磁弁61,62 が開かれて、加熱用格納室１
の室内熱交換器11と、室外熱交換器４とが直列に接続さ
れるとともに、圧縮機３の吐出側と室外熱交換器４の入
口側が連通されて、太い実線で表示したように、室内熱
交換器11に高圧の冷媒が充満される。もちろん、第２運
転方式に基づく運転によって、冷却用格納室２の室内熱
交換器12には、通常の太さの実線で表示したように低圧
冷媒が、また室外熱交換器４には、高圧冷媒がそれぞれ
存在する。したがって、１運転方式に基づく運転開始
時、つまり圧縮機の起動時に、加熱用格納室１の室内熱
交換器11に既に冷媒が充満しているから、従来例と異な
って冷却用格納室２の室内熱交換器12に一時的な熱媒体
の不足は起こらない。 【００２３】したがって、図５(a) に示すように冷却用
格納室２の室温の冷却過渡特性が改善される。すなわ
ち、室温は上限値８℃から低下するときの、その冷却過
渡特性は矢印Ｐで示したように急速な低下傾向になる。
この急速な低下傾向の後に、冷媒の補充とともに正規の
低下傾向に復帰する。したがって、その急速になった分
だけ、室温が下限値１℃に達するまでの圧縮機３の運転
時間、つまり図４の段階から段階まで、または段階
から段階(10)までの時間が、従来例におけるより短縮
され（たとえば、約１分）、運転の省エネルギー化が図
られる。 【００２４】 【発明の効果】この発明によれば、次のような優れた効
果が期待できる。 (1) 冷却用格納室の室温の冷却過渡特性が改善され、つ
まり従来と異なって急速な冷却がおこなわれ、その結
果、冷凍サイクルの運転時間の短縮、ひいては運転の省
エネルギー化が図られる。その理由は、第２運転方式に
基づく運転の停止後に、加熱用格納室の室内熱交換器を
並列接続したものと室外熱交換器とが直列に接続される
とともに、圧縮機の吐出側と室外熱交換器の入口側とが
連通されて、第１運転方式に基づく運転開始時つまり圧
縮機の起動時に、加熱用格納室の室内熱交換器に既に高
圧の熱媒体が充満しているから、従来例と異なって冷却
用格納室の室内熱交換器に一時的な熱媒体の不足が起こ
らないことによる。 (2) 併せて、熱エネルギーの有効利用による省エネルギ
ー化が図れるとともに、冷却用格納室主導の室温制御と
補助のヒータと高周波誘導加熱装置の併用によって、冷
却，加熱の各商品はそれぞれの販売適温になって、十分
に顧客の満足を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明に係る実施例の第２運転方式に基づく
運転の停止後における冷媒の状態図 【図２】この発明に係る実施例と従来例の共通な第１運
転方式における動作図 【図３】同じくその共通な第２運転方式における動作図 【図４】実施例と従来例における共通な冷却，加熱の各
格納室の温度変化と各機器の動作との関連を示すタイム
チャート 【図５】第１運転方式に基づく運転開始時における冷却
用格納室の室温に関し、(a) は実施例における冷却過渡
特性図、(b) は従来例における冷却過渡特性図 【図６】従来例の第２運転方式に基づく運転の停止後に
おける冷媒の状態図 【図７】高周波加熱誘導装置における加熱用受具に関
し、(a) はその側面図、(b) はその平面図 【図８】実施例と従来例の共通な構成図 【符号の説明】 １ 格納室（加熱用） ２ 格納室（冷却用） ３ 圧縮機 ４ 室外熱交換器 ８ 逆止弁 ９ アキュムレータ １０ 缶 １１，１２ 室内熱交換器 ３１ ヒータ ５０ 加熱用受具 ６１〜６６，６９ 電磁弁 ８１〜８３ キャピラリチューブ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−282346（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−341724（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−115464（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−147674（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−169884（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G07F 9/10 102

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】凝縮器または蒸発器として働く室内熱交換
   器を装備する商品用格納室の複数個と、凝縮器として働
   く室外熱交換器とを備え、これらの室内熱交換器および
   室外熱交換器を選択的に含む蒸気圧縮式冷凍サイクルに
   基づき格納室を温度制御する場合、格納室の一部が冷却
   用で他が加熱用のときには、補助のヒータを装備した加
   熱用格納室で予め設定された予備温度に加熱された商品
   を、販売投出の前段箇所で高周波誘導加熱装置によって
   販売適温まで追加加熱し、しかも加熱用格納室の温度が
   予備温度未満の場合に第１の運転方式を、予備温度以上
   の場合に第２の運転方式をそれぞれとるものとし、その
   第１運転方式は、冷却用格納室の蒸発器として働く室内
   熱交換器を並列接続したものと、加熱用格納室の凝縮器
   として働く室内熱交換器を並列接続したものとを直列接
   続し、冷却用格納室を対応する熱媒体の流量オン・オフ
   によって適温に温度制御するとともに、その熱媒体の流
   量オフ時には加熱用格納室の温度をヒータのオン・オフ
   によって予備温度に温度制御する方式であり、その第２
   運転方式は、冷却用格納室の蒸発器として働く室内熱交
   換器を並列接続したものと、室外熱交換器とを直列接続
   し、冷却用格納室を対応する熱媒体の流量オン・オフに
   よって適温に温度制御する方式である自動販売機の運転
   方法であって、第２運転方式に基づく運転の停止後に、
   加熱用格納室の室内熱交換器を並列接続したものと室外
   熱交換器とを直列に接続するとともに、圧縮機の吐出側
   と室外熱交換器の入口側とを連通させて、室内熱交換器
   に熱媒体を充満させる、ことを特徴とする自動販売機の
   運転方法。