JP4552072B2 - 自動販売機 - Google Patents

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却、もしくは加熱して販売に供する自動販売機に関する。

従来、自動販売機は、内部が断熱区画された筐体からなる商品収納庫と、商品収納庫の内部の空気を所定の温度（低温または高温）にするための冷却ユニットとを有している。 商品収納庫の前面壁の下部には、製品取り出し用の商品搬出口が設けられ、これに向かって傾斜したシュータが配置されている。そして、シュータの上方には商品を集積するための商品ラックが配置され、その下方には送風手段および熱交換手段が配置されている。
さらに、商品収納庫の後面壁と略平行に、所定の間隔を設けてダクト板が配置されている。ダクト板の上部には上部に開口する吸い込み口が、下部に熱交換手段に向かって開口する吹き出し口がそれぞれ設けられ、後面壁とダクト板とによって挟まれた空間に循環ダクトが形成されている。なお、商品とは、缶、ビン、ペットボトル等の容器に入れた飲料等の商品であって、商品そのものまたは商品が封入された容器を指している。

したがって、熱交換手段によって冷却または加熱された空気は送風手段によって送り出され、商品ラックの内部を経由して循環ダクトに流れ込み、再度、送風手段に吸引され、商品収納庫内を循環することになる。
このとき、循環ダクトに吸い込まれた空気（商品との熱交換を済ませたもの）は、循環ダクト内で増速して下向きの慣性力を有するため、略水平方向に方向転換して熱交換手段に流入した後も、鉛直方向の下方位置（商品収納庫の床面に近い範囲）に偏る傾向があり、該位置において、流速および流量が大きくなる傾向がある。

このため、以下の問題があった。（あ）熱交換手段の熱交換面積の全域に渡って均一な熱交換をすることが困難になるから、熱交換効率が低下する。（い）熱交換手段を通過しない空気が送風手段に吸引され、余計な空気を循環させることになるから、送風手段の負担が増大すると共に、熱交換された空気が希釈され、商品温度の調整時間が増加する。
そこで、発明者等は、このような偏った空気の流れを均一化することによって、前記問題を解決する自動販売機を開示している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１８７３３号公報（第１０−１１頁、図１）

前記特許文献１に開示された自動販売機は、熱交換手段が送風手段の上流側に配置されたものであって、循環ダクトの内部から熱交換手段を経由して送風手段までの流路の所定位置に、空気の流れを均一化するための風ガイドを設置したものである。たとえば、ダクト板の吹き出し口の下方縁に沿って固定したり、循環ダクトの内部で吹き出し口に対峙して設置したりしている。
そのため、前記偏った空気の流れを略均一化することに成功しているものの、送風手段への熱影響を緩和するため、熱交換手段の上流側に送風手段を配置しようとすると、吹き出し口と送風手段との距離が大きくなるという新たな問題が生じていた。また、循環ダクトの内部に風ガイドを設置したのでは圧力損失が増大するという新たな問題が生じていた。

本発明は上記新たな問題に応えるものであって、圧力損失を増大させることなく、また、吹き出し口と送風手段との距離を大きくすることなく、熱交換手段の上流側に送風手段を配置した、空気の流れの均一化を図る自動販売機を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る自動販売機（請求項１）は、筐体からなる商品収納庫と、
該商品収納庫内に設置され、商品を収納して順次下方に搬出する機能を有した商品ラックと、
前記商品収納庫の前面壁に形成された、商品が通過自在な商品搬出口と、
前記商品ラックから落下した商品を前記商品搬出口に誘導する商品誘導手段と、
該商品誘導手段の下方に設置され、空気の温度を調整する熱交換手段と、
該熱交換手段に隣接して設置され、前記熱交換手段に向けて空気を送り出す送風手段と、
前記商品収納庫の後面壁との間に、前記送風手段によって送られた空気を前記商品ラックの内部を経由して前記送風手段に循環させるための循環ダクトを形成する、上部に吸い込み口を具備するダクト板と、
を有し、
前記ダクト板の前記送風手段に対向する範囲に、前記送風手段に向かって突出する複数の整流板が形成され、
前記ダクト板の前記複数の整流板同士の間に、吹き出し口が形成されていることを特徴とする。

（２）本発明に係る自動販売機（請求項２）は、前記（１）において、前記整流板が正面視において水平方向に形成され、側面視において前記送風手段に近づく程低くなるように突出していることを特徴とする。

（３）本発明に係る自動販売機（請求項３）は、前記（２）において、前記循環ダクトの内部に、前記整流板に向かって空気を分配するための、側面視において前記整流板のうち最も低い位置に形成された整流板に近づく程低くなる風量分配調整板が設置されていることを特徴とする。

（４）本発明に係る自動販売機（請求項４）は、前記（１）において、前記整流板が正面視において水平方向に対して所定の角度だけ傾斜する方向、または正面視において鉛直方向に形成されていることを特徴とする。

（５）本発明に係る自動販売機（請求項５）は、前記（１）において、前記整流板が、互いに平行に配置される複数の矩形板から構成された第１群板材と、互いに平行に配置される複数の矩形板から構成された第２群板材とが井桁状に配置されたものであって、
前記第１群板材を構成する矩形板が、正面視において水平方向に配置または水平方向に対して所定の角度だけ傾斜する方向に配置され、
前記第２群板材を構成する矩形板が、前記第１群板材を構成する矩形板に対して、正面視において垂直に配置または所定の角度だけ傾斜して配置されていることを特徴とする。

（ｉ）本発明の請求項１に係る自動販売機は、熱交換手段に向けて空気を送り出す送風手段とダクト板との間に、送風手段に向かって突出する複数の整流板が形成され、その間に吹き出し口が形成されているから、圧力損失を増大させることなく、また、吹き出し口と送風手段との距離を大きくすることなく、空気の流れの均一化を図ることができる。特に、整流板がファンに近接する場合には、ファンの吸込圧が整流板の間隔毎に分離して形成される結果、均等な風量分配がさらに可能になる。

（ｉｉ）本発明の請求項２に係る自動販売機は、複数の整流板が正面視において水平方向に形成され、側面視において送風手段に近づく程低くなるように突出しているから、前記（ｉ）の効果をより高めることができる。

（ｉｉｉ）本発明に係る自動販売機（請求項３）は、循環ダクトの内部に整流板に向かって空気を分配するための風量分配調整板が設置されている、上下方向の空気流れの偏りが緩和され、前記（ｉ）の効果をより確実に奏することができる。

（ｉｖ）本発明に係る自動販売機（請求項４）は、整流板が正面視において水平方向に対して所定の角度だけ傾斜する方向または鉛直方向に形成されているから、送風手段の回転を考慮した上で、空気流れの均一化を図ることが可能になる。

（ｖ）本発明に係る自動販売機（請求項５）は、記整流板が井桁状に形成されているから、上下方向および左右方向の空気流れの均一化をより確実に図ることができる。

［実施の形態１］
図１〜図３は本発明の実施の形態１に係る自動販売機を模式的に説明するものであって、図１は側面視の全体断面図、図２は部分を拡大して示す側面視の断面図、図３は部分を拡大して示す平面視の平面図である。
図１〜図３において、自動販売機（以下「自販機」と称す）１は、断熱材によって包囲された筐体からなる商品収納庫１０と、商品収納庫内１０に設置され、商品を収納して順次下方に搬出する機能を有した商品ラック２０と、商品収納庫１０の前面壁１１に形成された、商品が通過自在な商品搬出口１２と、商品ラック２０から落下した商品Ｓを商品搬出口１２に誘導するシュータ（商品誘導手段に同じ）１３と、を有している。

シュータ１３の下方には、空気の温度を調整する熱交換器７１および庫内ヒータ７２が設置され、熱交換器７１に隣接して、これに向けて空気を送り出す庫内ファン（送風手段に同じ）６０ａ、６０ｂが、ファンケース６１内に設置されている。
なお、熱交換器７１は冷凍サイクル（図示しない）を構成するものであって、低圧低温冷媒が供給された場合は、蒸発器（冷熱交換手段に同じ）として機能し、高圧高温冷媒が供給された場合（ヒートポンプ運転に同じ）は、加熱熱交換器（温熱交換手段に同じ）として機能するものである。
商品収納庫１０の後面壁１４に対して所定の間隔を空けてダクト板５０が設置されている。ダクト板５０は平面視において断面コ字状であって、ダクト板５０と後面壁１４とによって、庫内ファン６０ａ、６０ｂによって送られた空気を商品ラック２０の内部を経由して庫内ファン６０ａ、６０ｂに循環させるための背面ダクト（循環ダクトに同じ）６０を形成している。

（背面ダクト整流機構）
背面ダクト３０の上部には、空気が流入する吸い込み口５１が形成されている。また、その下部には、庫内ファン６０ａ、６０ｂに向かって突出する、商品収納庫１０の床面１５に平行（水平に同じ）する複数の整流板５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５２ｆが形成されている。そして、整流板５２ａと整流板５２ｂとの間に吹き出し口５３ａが、整流板５２ｂと整流板５２ｃとの間に吹き出し口５３ｂが、整流板５２ｃと整流板５２ｄとの間に吹き出し口５３ｃが、整流板５２ｄと整流板５２ｅとの間に吹き出し口５３ｄが、整流板５２ｅと整流板５２ｆとの間に吹き出し口５３ｅが、それぞれ形成されている。なお、以下の説明において、共通の内容については添え字「ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ」の記載を省略する。

すなわち、複数の整流板５２は平面視において矩形の庇であって、ファンケース６１内に侵入している。したがって、背面ダクト３０内を下降した空気は、複数の吹き出し口５３から吹き出す際、複数の整流板５２によって庫内ファン６０方向に整流されるから、庫内ファン６０への流入部の渦低減により圧損を低減することができる。よって、商品収納庫１０内の空気循環風量が増大し、熱交換手段７０の熱交換効率が向上するから、熱交換手段７０に冷媒を供給する冷凍サイクル（図示しない）の消費電力を低減することができる。なお、下方になる程、風量が多くなる傾向がある。
本発明は、整流板５２の数量や大きさを図示する形態に限定するものではなく、また、整流板５２の形成要領は切り起こしに限定するものではない。なお、以下の説明において、実施の形態１との相違を明瞭にするため、実施の形態１における整流板５２および吹き出し口５３等によって構成される機構を背面ダクト整流機構１００と称す。

［実施の形態２］
図４〜図６は本発明の実施の形態２に係る自動販売機を模式的に説明するものであって、図４はダクト板を示す斜視図、図５はダクト板を示す平面視および側面視の断面図、図６はファンケースが取り付けられたダクト板を示す斜視図である。
図４〜図６において、実施の形態２に係る自動販売機（図示しない）における背面ダクト整流機構２００は、上部に空気が流入する吸い込み口５１ａ、５１ｂが形成されたダクト板５４と、ダクト板５４の下部に形成された開口部（図示しない）を覆うダクト補助板５５と、によって構成されている。そして、ファンケース６１がダクト補助板５５を介してダクト板５４に設置されている。

ダクト補助板５５には、庫内ファン６０ａ、６０ｂに向かって突出する複数の整流板５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅが形成されている。そして、整流板５２ａと整流板５２ｂとの間に吹き出し口５３ａが、整流板５２ｂと整流板５２ｃとの間に吹き出し口５３ｂが、整流板５２ｃと整流板５２ｄとの間に吹き出し口５３ｃが、整流板５２ｄと整流板５２ｅとの間に吹き出し口５３ｄが、それぞれ形成されている。

すなわち、背面ダクト整流機構２００は、整流板５２および吹き出し口５３がダクト補助板５５に形成されている点において、これらがダクト板５０に直接形成されている背面ダクト整流機構１００（実施の形態１）と相違するものの、これを除く点は同じである。したがって、実施の形態１と同じ部分または相当する部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、共通の内容については添え字「ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ」の記載を省略する。

したがって、実施の形態２に係る自動販売機は、自動販売機１（実施の形態１）と同様の作用効果を奏すると共に、整流板５２や吹き出し口５３の形態を容易に変更することが可能になる。すなわち、様々な形態のダクト補助板５５から選択して、これを共通ダクト板５４あるいは既設の従来型のダクト板５４に取り付けることができるから、安価に、商品収納庫１０内の空気循環風量を増大して、熱交換手段７０の熱交換効率の向上、熱交換手段７０に冷媒を供給する冷凍サイクルの消費電力の低減を、図ることが可能になる。

［実施の形態３］
図７は本発明の実施の形態３に係る自動販売機を模式的に説明するものであって、部分を拡大して示す側面視の断面図である。
図７において、実施の形態３に係る自動販売機（図示しない）における背面ダクト整流機構３００は、背面ダクト整流機構１００（実施の形態１）の背面ダクト３０の下部に、風量分配調整板４０を設置したものに同じである。したがって、実施の形態１と同じ部分または相当する部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、共通の内容については添え字「ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ」の記載を省略する。

風量分配調整板４０は、後面壁１４と調整板５２ａ（最も下方に形成されている）の後面寄りの側縁とに跨って設置されている。そして、風量分配調整板４０は、複数の吹き出し口５３のうち中央に位置する吹き出し口５３ｃに相当する位置において、後面壁１４に当接（または接合）し、調整板５２ａに向かって低くなるように傾斜している。
したがって、風量分配調整板４０によって流体抵抗をつけられるから、背面ダクト３０を下降した空気は、下部に集中しようとする風量が分散されることになる。したがって、上下方向の空気流れの偏りが緩和され、均等な風量分配が可能になる。

（実施例）
図８および図９は本発明の実施の形態２に係る自動販売機における背面ダクト整流機構の一実施例を説明するものであって、図８は模式的に示す側面視の断面図、図９は特性図である。
図８において、背面ダクト３０は、ダクト幅が３１２ｍｍ、ダクト奥行が１５ｍｍである。５枚の整流板５２は整流板ピッチ３０ｍｍ毎にダクト板５０を切り起こして形成されている。それぞれの整流板幅（整流板ピッチに同じ）が３０ｍｍ、整流板奥行が９ｍｍで、ダクト板５０に対して、１５°だけ下流側が低くなるように傾斜している。
吹き出し口５３は、ダクト板５０を切り起こした跡として形成される開口部であって、吹き出し口高さは整流板ピッチに同じ３０ｍｍ、吹き出し口奥行が９ｍｍである。
さらに、ファンボックス６１は、ファンボックス幅が２５０ｍｍ、ファンボックス高さが２００ｍｍ、ファンボックス奥行が２０ｍｍであり、２台の庫内ファン６０ａ、６０ｂの回転翼の外径は９２ｍｍである。
また、整流板とファンとの間隔は１ｍｍであり、最下部の整流板５２ａはダクト側水平方向に延在し、後面壁１４に当接している。特に、整流板がファンとの間隔が当接するように近傍に位置しているので、ファンの吸込圧を整流板の間隔毎に分離して形成できる結果、均等な風量分配がさらに可能になる。

図９において、ＰＱ測定結果であって、縦軸は庫内ファン６０入側における静圧［Ｐａ］、横軸は風量［ｍ³／分］である。図９より、四角にて示す現状（背面ダクト整流機構なし）に対し、背面ダクト整流機構は、高い静圧を示している。このため、背面ダクト整流機構を有する実施の形態３に係る自動販売機においては、風量が５％増大している。

（実施例）
図１０は本発明の実施の形態３に係る自動販売機における背面ダクト整流機構の他の実施例を説明するものである。
図１０において、背面ダクト３０は、ダクト幅が３１２ｍｍ、ダクト奥行が１５ｍｍである。８枚の整流板５２は整流板ピッチ３０ｍｍ毎にダクト板５０を切り起こして形成されている。それぞれの整流板幅（整流板ピッチに同じ）が３０ｍｍ、整流板奥行が９ｍｍで、ダクト板５０に対して、１５°だけ下流側が低くなるように傾斜している。
吹き出し口５３は、ダクト板５０を切り起こした跡として形成される開口部であって、吹き出し口高さは整流板ピッチに同じ３０ｍｍ、吹き出し口奥行が９ｍｍである。
さらに、ファンケース６１は、ファンケース幅が２５０ｍｍ、ファンケース高さが２００ｍｍ、２台の庫内ファン６０ａ、６０ｂの回転翼の外径は９２ｍｍである。

［その他の実施の形態］
図１１および図１２は本発明のその他の実施の形態に係る自動販売機における背面ダクト整流機構を模式的に説明する斜視図である。なお、実施の形態１と同じ部分または相当する部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図１１に示す背面ダクト整流機構４００は、背面ダクト３０の下部に、庫内ファン６０（図示しない）に向かって突出する、商品収納庫１０の床面１５に垂直（鉛直に同じ）の複数の整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅが形成されている。そして、整流板５６ａと整流板５６ｂとの間に吹き出し口５７ａが、整流板５６ｂと整流板５６ｃとの間に吹き出し口５７ｂが、整流板５６ｃと整流板５６ｄとの間に吹き出し口５７ｃが、整流板５６ｄと整流板５６ｅとの間に吹き出し口５７ｄが、整流板５６ｅと整流板５６ｆとの間に吹き出し口５７ｅが、それぞれ形成されている。したがって、空気流れは左右方向に対して整流されることになる。

図１２に示す背面ダクト整流機構５００は、背面ダクト３０の下部に、庫内ファン６０（図示しない）に向かって突出する井桁状に配置された整流板を有する。
すなわち、床面１５（図示しない）に平行に配置される複数の整流板５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄから構成された第１群板材と、床面１５（図示しない）に垂直に配置される複数の整流板５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｅ、５６ｅから構成された第２群板材とが井桁状に配置されたものである。なお、共通の内容については添え字「ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ」を省略して図示すると共に、以下に説明する。

そして、井桁状に配置された第１群板材を構成する整流板５２と第２群板材を構成する整流板５６とによって、複数の吹き出し口５８が方眼状に形成されている。
したがって、吹き出し口５８を通過する空気流れは、高さ方向および左右方向の２方向に対して整流されることになる。
なお、背面ダクト整流機構５００を構成する整流板５２および整流板５６の数量や大きさ、あるいは製造方法は限定されるものではなく、たとえば、整流板５２と整流板５６との突出量を相違させたり、整流板５２をダクト板５０を切り起こして形成し、これに、別途矩形状に形成された整流板５７を組み合わせたりしてもよい。

本発明によれば、庫内ファン直前の空気流れが整流され、省エネ効果を奏するから、各種自動販売機として広く利用することができる。

本発明の実施の形態１に係る自動販売機を模式的に説明する側面視の全体断面図。 図１に示す自動販売機の部分を拡大して示す側面視の断面図。 図１に示す自動販売機の部分を拡大して示す平面視の平面図。 本発明の実施の形態２に係る自動販売機におけるダクト板を示す斜視図。 図４に示す自動販売機のダクト板を示す平面視および側面視の断面図。 図４に示す自動販売機におけるファンケースが取り付けられたダクト板を示す斜視図。 本発明の実施の形態３に係る自動販売機を模式的に説明する部分を拡大して示す側面視の断面図。 本発明の実施の形態３に係る自動販売機における背面ダクト整流機構の一実施例を説明する模式的に示す側面視の断面図。 図８に示す背面ダクト整流機構の一実施例を説明する特性図。本発明の実施の形態に係る自動販売機における冷却加熱ユニット（その３）を説明する構成図。 本発明の実施の形態３に係る自動販売機における背面ダクト整流機構の一実施例を説明する模式的に示す側面視の断面図。 本発明のその他の実施の形態に係る自動販売機における背面ダクト整流機構を模式的に説明する斜視図。 本発明のその他の実施の形態に係る自動販売機における背面ダクト整流機構を模式的に説明する斜視図。

符号の説明

１ 自動販売機
１０ 商品収納庫
１１ 前面壁
１２ 商品搬出口
１３ シュータ
１４ 後面壁
１５ 床面
２０ 商品ラック
３０ 背面ダクト
４０ 風量分配調整板（実施の形態３）
４１ ファンケース
５０ ダクト板
５１ 吸い込み口
５２ 整流板
５３ 吹き出し口
５４ ダクト板（実施の形態２）
５５ ダクト補助板（実施の形態２）
５６ 整流板（その他の実施の形態）
５７ 吹き出し口（その他の実施の形態）
５８ 吹き出し口（その他の実施の形態）
６０ 庫内ファン
６１ ファンケース
７０ 熱交換手段
７１ 熱交換器
７２ 庫内ヒータ
１００ 背面ダクト整流機構（実施の形態１）
２００ 背面ダクト整流機構（実施の形態２）
３００ 背面ダクト整流機構（実施の形態３）
４００ 背面ダクト整流機構（その他の実施の形態）
５００ 背面ダクト整流機構（その他の実施の形態）
Ｓ 商品

Claims (5)

1. 筐体からなる商品収納庫と、
   該商品収納庫内に設置され、商品を収納して順次下方に搬出する機能を有した商品ラックと、
   前記商品収納庫の前面壁に形成された、商品が通過自在な商品搬出口と、
   前記商品ラックから落下した商品を前記商品搬出口に誘導する商品誘導手段と、
   該商品誘導手段の下方に設置され、空気の温度を調整する熱交換手段と、
   該熱交換手段に隣接して設置され、前記熱交換手段に向けて空気を送り出す送風手段と、
   前記商品収納庫の後面壁との間に、前記送風手段によって送られた空気を前記商品ラックの内部を経由して前記送風手段に循環させるための循環ダクトを形成する、上部に吸い込み口を具備するダクト板と、
   を有し、
   前記ダクト板の前記送風手段に対向する範囲に、前記送風手段に向かって突出する複数の整流板が形成され、
   前記ダクト板の前記複数の整流板同士の間に、吹き出し口が形成されていることを特徴とする自動販売機。
2. 前記整流板が正面視において水平方向に形成され、側面視において前記送風手段に近づく程低くなるように突出していることを特徴とする請求項１記載の自動販売機。
3. 前記循環ダクトの内部に、前記整流板に向かって空気を分配するための、側面視において前記整流板のうち最も低い位置に形成された整流板に近づく程低くなる風量分配調整板が設置されていることを特徴とする請求項１記載の自動販売機。
4. 前記整流板が正面視において水平方向に対して所定の角度だけ傾斜する方向、または正面視において鉛直方向に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自動販売機。
5. 前記整流板が、互いに平行に配置される複数の矩形板から構成された第１群板材と、互いに平行に配置される複数の矩形板から構成された第２群板材とが井桁状に配置されたものであって、
   前記第１群板材を構成する矩形板が、正面視において水平方向に配置または水平方向に対して所定の角度だけ傾斜する方向に配置され、
   前記第２群板材を構成する矩形板が、前記第１群板材を構成する矩形板に対して、正面視において垂直に配置または所定の角度だけ傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１記載の自動販売機。

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