JP4165373B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、可燃性冷媒を使用した冷却装置を用いた自動販売機に関するものである。

近年、地球のオゾン層を保護する観点から、冷却装置の冷凍サイクルに使用されていた冷媒ＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）−１２あるいはＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）−２２といった塩素原子を含んだ冷媒の使用が規制され、塩素原子を含まず、オゾン層を破壊しないＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒への転換が進行している。

また、従来、主にＨＣＦＣ−２２を用いていた自動販売機においては、その代替冷媒としてＨＦＣ冷媒の混合冷媒であるＲ４０７Ｃが採用され販売されている。

しかしながら、現在用いられているＲ４０７ＣなどのＨＦＣ冷媒は、オゾン層破壊はないものの、地球温暖化係数が高いため、地球温暖化に対しては不十分な冷媒となり、そのため地球温暖化係数の低い冷媒として、ＨＦＣに代わってＨＣ（ハイドロカーボン）等の自然系冷媒が注目されている。

一方、ＨＣ系冷媒は可燃性を有しているため、冷却装置における冷凍サイクルの冷媒として使用する場合には安全性確保が課題であり、冷媒漏れに対する配慮が必要である。

このことから、密閉された庫内に可燃性冷媒を漏らさないようにした例として可燃性冷媒の漏洩が生じても内部への冷媒漏れを少なくし、発火、爆発の危険性を回避できる冷蔵庫について開示したもの（例えば、特許文献１参照）があります。

また、庫内での冷媒の漏れを検知し、ダンパーを設けた排気口より漏洩冷媒を排出させる自動販売機について開示したもの（例えば、特許文献２参照）があります。
特開平９−４２８１７号公報 特開２００１−１３４８２７号公報

しかし、自動販売機等においては、大型の冷却装置が搭載されており、冷却装置への可燃性冷媒の封入量が多く、冷媒の漏れが発生した場合、大量な冷媒が漏洩し爆発濃度に達するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷凍サイクルの冷媒として可燃性冷媒を使用しても、リスクを低減した安全性の高い自動販売機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の自動販売機は、商品を収納する断熱構造の複数の収納室と、各々の収納室を冷却する冷却器を備え、商品を冷却し販売する自動販売機において、収納室と隔離された機械室に各々の冷却器に対し圧縮機と凝縮器と凝縮器ファンと可燃性冷媒とからなる複数の冷却装置を備え、可燃性冷媒検知手段は各々の収納室にそれぞれ備え、前記可燃性冷媒検知手段のいずれかが漏洩検知した場合、各々の冷却装置の圧縮機を停止するとともに、一定時間経過後、前記可燃性冷媒検知手段が漏洩検知した冷却装置を除く冷却装置の圧縮機を運転再開するものであり、万が一冷媒配管から冷媒漏れが起こった場合にも、各々の冷却装置が小型であり漏洩量が少ないため、可燃性ガスの空気中の濃度を低くでき、正常な冷却装置を運転することで販売チャンスも確保できる。

本発明の自動販売機は、万が一冷媒配管から冷媒漏れが起こった場合にも、冷却装置が小型であり漏洩量を少なくしているため、可燃性ガスの空気中の濃度を低くでき、冷媒漏洩時のリスクを低減し安全性を確保することができるとともに、販売チャンスをも確保できる。

請求項１に記載の発明は、商品を収納する断熱構造の複数の収納室と、各々の収納室を冷却する冷却器を備え、商品を冷却し販売する自動販売機において、収納室と隔離された機械室に各々の冷却器に対し圧縮機と凝縮器と凝縮器ファンと可燃性冷媒とからなる複数の冷却装置を備え、可燃性冷媒検知手段は各々の収納室にそれぞれ備え、前記可燃性冷媒検知手段のいずれかが漏洩検知した場合、各々の冷却装置の圧縮機を停止するとともに、一定時間経過後、前記可燃性冷媒検知手段が漏洩検知した冷却装置を除く冷却装置の圧縮機を運転再開するものであり、万が一冷媒配管から冷媒漏れが起こった場合にも、各々の冷却装置が小型であり漏洩量が少ないため、可燃性ガスの空気中の濃度を低くでき、正常な冷却装置を運転することで販売チャンスも確保できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、可燃性冷媒検知手段が可燃性冷媒の漏れを検知した場合は、各々の冷却装置の凝縮器ファンを連続運転するものであり、単独の凝縮器ファンより風量を増加でき可燃性ガスの拡散効果を非常に高めることができ、冷媒漏洩時のリスクを非常に低減し安全性を確保することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、全ての冷却装置の圧縮機が停止時に一定時間毎に凝縮器ファンを交互運転するものであり、凝縮器ファンの寿命を延命できるとともに、可燃性ガスが漏洩時に拡散効果を得ることができ、冷媒漏洩時のリスクを低減し安全性を確保しつつさらに凝縮器ファンの寿命を延命できる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における自動販売機の正面断面図を示すものである。

図１において、収納室１Ａ、１Ｂは断熱材により半密閉構造となっている。収納棚２Ａ、２Ｂは販売される商品を冷却保存するものである。冷却器３Ａ、３Ｂは収納室２Ａ、２Ｂを冷却するものである。機械室４は収納室１Ａ、１Ｂと隔離されており、圧縮機５Ａ、５Ｂと凝縮器６Ａ、６Ｂと凝縮器ファン７Ａ、７Ｂが収納されている。冷却装置８Ａは圧縮機５Ａと凝縮器６Ａと減圧装置（図示せず）と冷却器３Ａを順次接続し、収納室１Ａ内を冷却するものである。冷却装置８Ｂは圧縮機５Ｂと凝縮器６Ｂと減圧装置（図示せず）と冷却器３Ｂを順次接続し、収納室１Ｂ内を冷却するものである。可燃性冷媒９は冷却装置８Ａ、８Ｂに封入されたもので、Ｒ２９０単一冷媒、Ｒ６００ａ単一冷媒もしくはＲ２９０を含む混合冷媒である。庫内ファン１０Ａ、１０Ｂは収納室１Ａ、１Ｂに設けられている。

以上のように構成された自動販売機についてその動作を説明する。

それぞれの収納棚２Ａ、２Ｂに収納された商品を冷却する場合、冷却装置８Ａ，８Ｂの運転を行い、庫内ファン１０Ａ，１０Ｂにより冷却器３Ａ，３Ｂで冷却された冷気を循環させる。庫内ファン１０Ａ，１０Ｂにより冷気は収納棚２Ａ，２Ｂに収納された商品を冷却する。

このとき冷却装置８Ａ，８Ｂに封入された可燃性冷媒９は、圧縮機５Ａ，５Ｂで圧縮され高温高圧ガスとなり、凝縮器６Ａ，６Ｂで凝縮器ファン７Ａ，７Ｂにより冷却されることで液化される。液化した可燃性冷媒９は、減圧装置（図示せず）で減圧され、冷却器３Ａ，３Ｂで蒸発しガス化する。ガス化するとき蒸発潜熱により冷却器３Ａ，３Ｂが冷却され、庫内ファン１０Ａ，１０Ｂにより冷気が循環され商品が冷却される。

可燃性冷媒９は冷却装置８Ａ，８Ｂに封入され密閉されているので、通常使用においては漏れ出すこともなく心配ないが、誤って配管を傷つけたり、配管振動などにより配管が損傷し、機械室４で不測に冷媒が漏れた場合でも、小型の冷却装置８Ａ，８Ｂを２基搭載しているため漏洩量を少なくでき、可燃性ガスの空気中の濃度を早く低下させることができる。

以上のように、本実施の形態においては、収納室１Ａ，１Ｂと、各々の収納室１Ａ，１Ｂを冷却する冷却器３Ａ，３Ｂと、収納室１Ａ，１Ｂと隔離された機械室４に各々の冷却器３Ａ，３Ｂに対し圧縮機５Ａ，５Ｂと凝縮器６Ａ，６Ｂと凝縮器ファン７Ａ，７Ｂと可燃性冷媒９とからなる冷却装置８Ａ，８Ｂを備えたことにより、万が一冷媒配管から冷媒漏れが起こった場合にも、冷却装置８Ａ，８Ｂが小型であり漏洩量を少なくしているため、可燃性ガスの空気中の濃度を低くでき、冷媒漏洩時のリスクを低減し安全性を確保することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における自動販売機の正面断面図を示すものである。図３は、本発明の第２の実施の形態における自動販売機のブロック図である。

図４は、本発明の第２の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図２において、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃはそれぞれ収納室１Ａ，１Ｂと機械室４に取り付けられている。演算制御部１２Ａは、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのいずれかが可燃性冷媒９の漏洩を検知した場合、凝縮器ファン７Ａ，７Ｂを連続運転させ、可燃性冷媒を素早く拡散させる。

以上のように構成された自動販売機についてその動作を説明する。

Ｒ２９０単一冷媒、Ｒ６００ａ単一冷媒もしくはＲ２９０を含む混合冷媒はいずれも空気に対する比重が大きいため、下方に潜るような状態で拡散していく。よって、凝縮器ファン７Ａ，７Ｂにより拡散された可燃性ガスは機械室４の前部と後部の通気孔、機械室４の底面から自動販売機の外部へ排出され、自動販売機の周辺により早く拡散させることができる。

以上のように構成された自動販売機についてその要部動作を図４のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ１において、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知した場合は、ステップ２において、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃからの信号を演算処理部１２Ａにて検知し、凝縮器ファン７Ａ，７Ｂに連続運転を行う信号を出す。ステップ１にて、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知しなかった場合はそのまま運転を続ける。

凝縮器ファン７Ａ，７Ｂにより拡散された可燃性ガスは機械室４の前部と後部の通気孔、機械室４の底面から自動販売機の外部へ排出され、自動販売機の周辺により早く拡散させる。

可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ１１Ｃを備え、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが可燃性冷媒９の漏れを検知した場合は、各々の冷却装置３Ａ，３Ｂの凝縮器ファン７Ａ，７Ｂを連続運転することにより、単独の凝縮器ファンより風量を増加でき可燃性ガスの拡散効果を非常に高めることができ、冷媒漏洩時のリスクを非常に低減し安全性を確保することができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施の形態における自動販売機のブロック図である。図６は、本発明の第３の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１、実施の形態２と同一構成については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図５において、演算制御部１２Ｂは、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのいずれかが可燃性冷媒９の漏洩を検知した場合、冷却装置８Ａ，８Ｂを停止させる。

以上のように構成された自動販売機についてその要部動作を図６のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ３において、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知した場合は、ステップ４において、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃからの信号を演算処理部１２Ｂにて検知し、冷却装置８Ａ，８Ｂに運転停止を行う信号を出す。ステップ３にて、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知しなかった場合はそのまま運転を続ける。

冷却装置８Ａ，８Ｂが停止することにより、発火の原因となる通電を停止する。
可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが可燃性冷媒９の漏れを検知した場合は、各々の冷却装置８Ａ，８Ｂの通電を停止させることにより、漏洩状態での冷却装置８Ａ，８Ｂの運転により高圧圧力が上昇し大量に可燃性ガスが漏洩するのを防止するとともに、冷却装置８Ａ，８Ｂが運転状態であることによる発火の原因となることを防ぎ、冷媒漏洩時のリスクを低減し安全性を確保することができる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の実施の形態における自動販売機のブロック図である。図８は、本発明の第４の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３と同一構成については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図７において、演算制御部１２Ｃは、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのいずれかが可燃性冷媒９の漏洩を検知した場合、冷却装置８Ａ，８Ｂを停止させ、タイマー１３Ａにより冷却装置８Ａ，８Ｂが停止時から計数を開始し、可燃性冷媒９が漏洩後凝縮器ファン９による拡散効果で爆発濃度を十分下回る状態になりえた一定時間後、正常な冷却装置８Ａあるいは８Ｂを運転させる。

以上のように構成された自動販売機についてその要部動作を図８のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップ５において、タイマー１３Ａの計数がある計数を超えると正常な冷却装置８Ａあるいは８Ｂを運転させる計数Ｚを設定する。ステップ６は、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知しなかった場合、通常運転を継続する。ステップ６で、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知した場合、ステップ７で、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃからの信号を演算処理部１２Ｃにて検知し、冷却装置８Ａ，８Ｂに運転停止を行う信号を出し、タイマー１３Ａの計数を開始する。ステップ８にて、タイマー１３Ａの計数があらかじめ設定された計数Ｚ以下の場合、ステップ８に戻り計数を続ける。ステップ８にて、タイマー１３Ａの計数があらかじめ設定された計数Ｚを超えた場合、演算処理部１２Ｃからの信号により、ステップ９にて正常な冷却装置８Ａあるいは８Ｂを運転させる。

可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが可燃性冷媒９の漏れを検知した場合は、各々の冷却装置３Ａ，３Ｂの通電を停止させ、一定時間経過後正常な冷却装置８Ａあるいは８Ｂを運転することにより、可燃性冷媒９が漏洩後凝縮器ファン７Ａ，７Ｂによる拡散効果で爆発濃度を十分下回る状態になりえた後、漏洩状態でない冷却装置８Ａあるいは８Ｂを運転させ、冷媒漏洩時のリスクを低減し安全性を確保しつつ販売チャンスを確保できる。

（実施の形態５）
図９は、本発明の第５の実施の形態における自動販売機のブロック図である。図１０は、本発明の第５の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４と同一構成については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図９において、演算制御部１２Ｄは、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのいずれかが可燃性冷媒９の漏洩を検知した場合、冷却装置８Ａ，８Ｂを停止させ、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの全てが可燃性冷媒９の漏れを検知しなくなった場合、正常な冷却装置８Ａあるいは８Ｂを運転させる。

以上のように構成された自動販売機についてその要部動作を図１０のフローチャートを参照して説明する。

ステップ１０は、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知しなかった場合、通常運転を継続する。ステップ１０で、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知した場合、ステップ１１で、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃからの信号を演算処理部１２Ｄにて検知し、冷却装置８Ａ，８Ｂに運転停止を行う信号を出す。ステップ１２にて、再度可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知し、漏洩を検知した場合、冷却装置８Ａ，８Ｂに運転停止を続ける。ステップ１２にて、再度可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃにより収納室１Ａ，１Ｂと機械室４の可燃性冷媒９の漏洩を検知し、漏洩を検知しなかった場合、演算処理部１２Ｄからの信号により、ステップ１３にて正常な冷却装置８Ａあるいは８Ｂを運転させる。

可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが可燃性冷媒９の漏れを検知した場合は、各々の冷却装置８Ａ，８Ｂの通電を停止させ、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが可燃性冷媒９の漏れを検知しなくなった場合、正常に冷却装置を運転することにより、可燃性冷媒検知手段１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃで可燃性ガスを検知しなくなった爆発濃度を十分下回る状態になりえた後、漏洩状態でない冷却装置８Ａあるいは８Ｂを運転させ、冷媒漏洩時のリスクを低減し安全性を確保しつつさらに精度良く販売チャンスを確保できる。

（実施の形態６）
図１１は、本発明の第６の実施の形態における自動販売機のブロック図である。図１２は、本発明の第６の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施の形態５と同一構成については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１１において、演算制御部１２Ｅは、冷却装置８Ａ，８Ｂが両方とも停止開始から係数を開始するタイマー１３Ｂから一定時間経過毎に信号を受け、凝縮器ファン７Ａ，７Ｂを交互に運転させる。

以上のように構成された自動販売機についてその要部動作を図１２のフローチャートを参照して説明する。

ステップ１４は、タイマー１３Ｂの計数がある計数を超えると演算処理部１２Ｅに信号を送る計数Ｙを設定する。ステップ１５で、冷却装置７Ａ、７Ｂのどちらかが運転の場合、その運転状態を継続する。ステップ１５で、冷却装置７Ａ、７Ｂのどちらとも停止の場合、ステップ１６にて、タイマー１３Ｂの係数を０とし、計数を開始する。ステップ１７で、凝縮器ファン７Ａを運転し、凝縮器ファン７Ｂを停止する。ステップ１８にて、タイマー１３Ｂの係数があらかじめ設定された計数Ｙ以下の場合、ステップ１７に戻る。ステップ１８にて、タイマー１３Ｂの計数があらかじめ設定された計数Ｙを超えた場合、ステップ１９にて、タイマー１３Ｂの計数を０とする。ステップ２０にて、凝縮器ファン７Ａを停止し、凝縮器７Ｂを運転させ、タイマー１３Ｂの計数を開始する信号を演算処理部１２Ｅにより出す。ステップ２１にて、タイマー１３Ｂの計数があらかじめ設定された計数Ｙ以下の場合、ステップ２０に戻る。ステップ２１にて、タイマー１３Ｂの計数があらかじめ設定された計数Ｙを超えた場合、ステップ１５に戻り、再度繰り返す。

冷却装置８Ａ，８Ｂが停止時に一定時間毎に凝縮器ファン７Ａ，７Ｂを交互運転することにより、凝縮器ファン７Ａ，７Ｂの寿命を延命できるとともに、可燃性冷媒９が漏洩時に拡散効果を得ることができ、冷媒漏洩時のリスクを低減し安全性を確保しつつさらに凝縮器ファン７Ａ，７Ｂの寿命を延命できる。

以上のように、本発明にかかる自動販売機は、万が一冷媒配管から冷媒漏れが起こった場合にも、冷却装置が小型であり漏洩量を少なくしているため、可燃性ガスの空気中の濃度を低くでき、冷媒漏洩時のリスクを低減し安全性を確保することが可能となるので、大型の空調設備や冷却器をシリーズ配管している冷却装置等にも適用できる。

本発明の第１の実施の形態における自動販売機の正面断面図 本発明の第２の実施の形態における自動販売機の正面断面図 本発明の第２の実施の形態における自動販売機のブロック図 本発明の第２の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャート 本発明の第３の実施の形態における自動販売機のブロック図 本発明の第３の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャート 本発明の第４の実施の形態における自動販売機のブロック図 本発明の第４の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャート 本発明の第５の実施の形態における自動販売機のブロック図 本発明の第５の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャート 本発明の第６の実施の形態における自動販売機のブロック図 本発明の第６の実施の形態における自動販売機の動作を示すフローチャート

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 収納室
２Ａ，２Ｂ 収納棚
３Ａ，３Ｂ 冷却器
４ 機械室
５Ａ，５Ｂ 圧縮機
６Ａ，６Ｂ 凝縮器
７Ａ，７Ｂ 凝縮器ファン
８Ａ，８Ｂ 冷却装置
９ 可燃性冷媒
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 可燃性冷媒検知手段
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ 演算処理部

Claims (3)

1. 商品を収納する断熱構造の複数の収納室と、各々の収納室を冷却する冷却器を備え、商品を冷却し販売する自動販売機において、収納室と隔離された機械室に各々の冷却器に対し圧縮機と凝縮器と凝縮器ファンと可燃性冷媒とからなる複数の冷却装置を備え、可燃性冷媒検知手段は各々の収納室にそれぞれ備え、前記可燃性冷媒検知手段のいずれかが漏洩検知した場合、各々の冷却装置の圧縮機を停止するとともに、一定時間経過後、前記可燃性冷媒検知手段が漏洩検知した冷却装置を除く冷却装置の圧縮機を運転再開することを特徴とした自動販売機。
2. 可燃性冷媒検知手段が可燃性冷媒の漏れを検知した場合は、各々の冷却装置の凝縮器ファンを連続運転することを特徴とした請求項１に記載の自動販売機。
3. 全ての冷却装置の圧縮機が停止時に一定時間毎に凝縮器ファンを交互運転することを特徴とした請求項１または２に記載の自動販売機。

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