JP4760559B2 - 自動販売機 - Google Patents

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本発明は、自動販売機、特に、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または加熱して販売に供する自動販売機に関する。
従来、自動販売機の商品収納庫を冷却するための冷却手段は、冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機により圧縮された冷媒(高圧高温冷媒に同じ)を冷却する放熱器と、該放熱器により冷却された冷媒を膨張する電子膨張弁と、該電子膨張弁により膨張された冷媒(低圧低温冷媒に同じ)を蒸発させる複数の蒸発器と、該複数の蒸発器のうち所定の蒸発器に対して前記冷媒を供給する冷媒分配手段とを有する。
そして、蒸発器は各商品収納庫内に設置され、これに収納された商品を冷却している。なお、商品収納庫内は収納する商品の種類や季節に応じて加熱用として使用されることがあり、このとき、当該商品収納庫は別途設置されるヒータ(通電発熱体)によって加熱されるものである。
また、各商品収納庫内に設置されている蒸発器を放熱器(放熱器に同じ)として機能させ、その蒸発器に高圧高温冷媒を流して高圧高温冷媒(ホットガスに同じ)の温熱を利用して各商品収納庫内を加熱する「ヒートポンプ運転」により、省電力効果を高めた自動販売機の庫内冷却、加熱装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−216111号公報(第4頁、図2)
ところで、前記特許文献1に開示された発明は、ヒータ(通電発熱体)の設置を不要にするという効果を奏する一方で、収納された商品を冷却または加熱する商品収納庫(「ホット/コールド室」に同じ)に設置された熱交換に、低温冷媒(膨張弁において膨張して低圧になっている)または高温冷媒(圧縮機において加圧され高圧になっている、以下、「高圧高温冷媒」と称す場合がある)が、切り替えバルブの操作によって、選択的に供給されるため、以下の問題があった。
(あ)すなわち、ホット/コールド室を冷却する場合には、高温冷媒の供給を停止して、低温冷媒(以下、「低圧低温冷媒」と称す場合がある)を供給している。このため、切り替えバルブが高圧高温冷媒を密閉することができない場合には、高圧高温冷媒の一部が低圧低温冷媒側にリークし、商品を予定通りに冷却することができなくなる。特に、環境にやさしく、また省電力効果が得られるCO2(二酸化炭素)冷媒を採用すると、その特徴である圧縮後の高い圧力のため、かかるリークの問題が顕著になっていた。
(い)また、ホット/コールド室の全室を加熱する際、熱バランスを担保するために庫外に設置された排熱用の熱交換器に低圧低温冷媒が供給される。このため、かかる排熱用の熱交換器に着霜した霜の除霜が必要になり、除霜時に発生するドレン水を処理するための特別の装置の設置や、除霜運転により熱ロスが生じていた。
本発明は上記問題を解決するものであって、高圧高温冷媒の低圧低温冷媒側への侵入(リーク)を防止することができると共に、前記ドレン水を処理するための特別の装置の設置を不要とし、除霜運転による熱ロスの発生を防止することができ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は(請求項1)は、冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機によって圧縮された冷媒が選択的に供給され、該冷媒の熱を放熱する放熱器と、
該圧縮機によって圧縮された冷媒が選択的に供給され、該冷媒を冷却する熱交換器と、
冷媒を膨張させる膨張手段と、
前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器または前記熱交換器の一方を経由して前記膨張手段に供給、もしくは前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器および前記熱交換器の両方を経由して前記膨張手段に供給する高圧分配手段と、
該膨張手段において膨張した冷媒が選択的に供給され、該冷媒を蒸発させる第1蒸発器および第2蒸発器と、
前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1蒸発器または第2蒸発器の一方または両方に供給する低圧分配手段と、を有し、
前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1蒸発器に供給しないで、前記第2蒸発器に供給し、
一方、前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器に供給しないとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1蒸発器または第2蒸発器の一方または両方に供給する冷却加熱装置を具備し、
断熱材によって囲まれ一面に開口部を具備する筐体と、
前記開口部を開閉する断熱扉と、
該筐体を第1商品収納庫および第2商品収納庫に分割する仕切板と、
前記第1商品収納庫および第2商品収納庫のそれぞれに配置され、商品を収納して順次下方に搬出する機能を有する第1商品ラックおよび第2商品ラックと、
前記第1商品収納庫および第2商品収納庫のそれぞれに対して前記断熱扉に形成された第1商品搬出口および第2商品搬出口と、
前記第1商品ラックおよび第2商品ラックから落下した商品をそれぞれ第1商品搬出口および第2商品搬出口に誘導する第1シュータおよび第2シュータと、
前記第1シュータの下方に配置され、前記第1シュータに形成された通気孔を通過して空気を吹き出す第1送風手段と、
前記通気孔を通過して吹き出された空気を前記第1商品ラックの内部を経由して前記第1送風手段に循環させるための第1循環ダクトと、
前記第2シュータの下方に配置され、前記第2シュータに形成された通気孔を通過して空気を吹き出す、または前記第2シュータに形成された通気孔を通過して空気を吸い込む、送風方向を切り替えることができる第2送風手段と、
前記通気孔を通過して吹き出された空気を前記第2商品ラックを経由して前記第2送風手段に戻すため、および前記通気孔を通過して吸い込まれた空気を前記第2商品ラックの上部に送り出すための第2循環ダクトと、
を有し
前記第1シュータの下方に前記放熱器および前記第1蒸発器が配置され、
前記第2シュータの下方に前記第2蒸発器が配置され、
前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器のみに供給し、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第2蒸発器のみに供給するとき、
前記第2送風手段が前記第2蒸発器によって冷却された空気を前記第2循環ダクトを経由して前記第2商品ラックの上部に送り出すことを特徴とする。
(2)本発明に係る自動販売機は(請求項2)は、前記(1)において、前記第2循環ダクトに流路切り替え手段が設置され、
該流路切り替え手段が、前記第2送風手段に戻る空気を前記第2循環ダクトの中間部に流入させ、前記第2商品ラックの上部に送り出す空気を前記第2循環ダクトの上端部から流出することを特徴とする。
(3)本発明に係る自動販売機は(請求項3)は、前記(1)または(2)において 、前記第2蒸発器が複数台であって、
該複数の第2蒸発器の少なくとも1台が、前記第2循環ダクトの内部の上端寄りに配置され、
前記低圧分配手段が、前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1蒸発器または第2蒸発器の少なくとも1台に供給する機能を具備することを特徴とする。
(4)本発明に係る自動販売機は(請求項4)は前記(1)乃至(3)の何れかにおいて、前記第1商品収納庫が複数であって、該複数の第1商品収納庫の一方に後記甲放熱器および後記第1甲蒸発器が配置され、該複数の第1商品収納庫の他方に後記乙放熱器および後記第1乙蒸発器が配置され、
前記冷却加熱装置の圧縮機が、冷媒を圧縮する一段目圧縮部と、該一段目圧縮部において圧縮される圧力よりも高い圧力にまで冷媒を圧縮する二段目圧縮部と、を具備し、
前記冷却加熱装置の放熱器が、甲放熱器と乙放熱器とによって構成され、
前記冷却加熱装置の高圧分配手段が、前記一段目圧縮部において圧縮された冷媒を、前記甲放熱器を経由してまたは前記甲放熱器を経由しないで前記二段目圧縮部に供給する機能の何れかを具備すると共に、前記二段目圧縮部において圧縮された冷媒を前記乙放熱器を経由して前記膨張手段に供給、前記熱交換器を経由して前記膨張手段に供給、または前記乙放熱器および前記熱交換器の両方を経由して前記膨張手段に供給する機能の何れかを具備し、
前記冷却加熱装置の第1蒸発器が、並列に配置された第1甲蒸発器および第1乙蒸発器によって構成され、
前記冷却加熱装置の低圧分配手段が、前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器、前記第1乙蒸発器または前記第2蒸発器の少なくとも1台に供給するものであって、
前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記甲放熱器に供給しないで前記乙放熱器に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を第1乙蒸発器に供給しないで、前記第1甲蒸発器または前記第2蒸発器の一方または両方に供給し、
一方、前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記甲放熱器および乙放熱器の両方に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器および第1乙蒸発器の両方に供給しないで、前記第2蒸発器に供給す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)乃至(4)の何れかにおいて、前記第1商品収納庫が複数であって、該複数の第1商品収納庫の一方に後記甲放熱器および後記第1甲蒸発器が配置され、該複数の第1商品収納庫の他方に後記乙放熱器および後記第1乙蒸発器が配置され、
前記冷却加熱装置の放熱器が、直列に連結された甲放熱器と乙放熱器とによって構成され、
前記甲放熱器の入側と出側とを連通する第1バイパス配管と、前記乙放熱器の入側と出側とを連通する第2バイパス配管と、が設置され、
前記冷却加熱装置の高圧分配手段が、前記二段目圧縮部において圧縮された冷媒を前記甲放熱器または前記乙放熱器若しくは前記熱交換器に選択的に供給する機能を具備し、
前記第1蒸発器が、並列に配置された第1甲蒸発器および第1乙蒸発器によって構成され、
前記冷却加熱装置の低圧分配手段が、前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器、前記第1乙蒸発器または前記第2蒸発器の少なくとも1台に供給するものであって、
前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記甲放熱器または乙放熱器の一方に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器または第1乙蒸発器の一方に供給しないで、前記第1甲蒸発器または第1乙蒸発器の他方若しくは前記第2蒸発器の一方または両方に供給し、
一方、前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記甲放熱器および乙放熱器の両方に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器および第1乙蒸発器の両方に供給しないで、前記第2蒸発器に供給する、ことを特徴とする。
(6)本発明に係る自動販売機(請求項6)は前記(4)または(5)において、前記一段目圧縮部において圧縮された冷媒が供給され、該冷媒を冷却する中圧熱交換器が設置され、
前記高圧分配手段が、前記一段目圧縮部において圧縮された冷媒を、前記中圧熱交換器を経由して前記二段目圧縮部に供給または前記二段目圧縮部に直接供給する機能を具備することを特徴とする。
(7)本発明に係る自動販売機(請求項7)は前記(1)乃至(6)の何れかにおいて、前記膨張手段に流入する前の冷媒と、前記第1蒸発器または第2蒸発器から流出した後の冷媒との間で、熱交換する熱回収手段を有す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、前記構成であるから、第1商品収納庫を商品を加熱または冷却するホット/コールド室に、第2商品収納庫を商品を冷却するコールド室にすることができる。
このとき、圧縮機によって圧縮された冷媒(以下、「高圧高温冷媒」と称す)が流れる配管系(以下「高圧冷媒系」と称す)、膨張手段において膨張した冷媒(以下、「低圧低温冷媒」と称す)が流れる配管系(以下「低圧冷媒系」と称す)とが分離しているから、高圧高温冷媒が低圧低温冷媒側に侵入することがない。よって、第1蒸発器が配置されている第1商品収納庫または第2蒸発器が配置されている第2商品収納庫の冷却が阻害されることがない。
また、第2商品収納庫に設置されている第2送風手段が、送風方向を切り替えることができるから、第2商品収納庫の第2商品ラックに収納された商品を冷却するときには、第2シュータに形成された通気孔を通過して吹き出すように送風し、一方、該商品を冷却しないときは、第2シュータに形成された通気孔を通過して吸い込むように送風することができる。したがって、庫外に排熱用の熱交換器を設置することなく、自動販売機を「ヒートポンプ運転」することが可能になる。
(ii)本発明の請求項2に係る自動販売機は、第2商品収納庫の第2循環ダクトに流路切り替え手段が設置され、第2商品ラックに収納された商品(特に、第2商品ラックの下端寄りに収納された商品)を冷却するときは、第2商品ラックの中間部よりも下方の範囲で空気流れが形成され、一方、第2商品ラックに収納された商品を冷却しないときは、第2蒸発器によって冷却された空気が第2循環ダクトの上端部から流出して第2商品ラックの略全域に下方に向かう空気流れが形成される。
したがって、商品を冷却するときは、第2商品ラックの下端寄りに収納された商品を集中的に効率良く冷却することができると共に、商品を冷却しないときは、前記(i)と同様に効率良く冷熱が放出されから、庫外に排熱用の熱交換器を設置することなく、自動販売機を「ヒートポンプ運転」することが可能になる。
(iii)本発明の請求項3に係る自動販売機は、第2循環ダクトの内部の上端寄りに第2蒸発器が配置され、商品を冷却するときは、第2シュータの下方に配置された第2蒸発器に低圧低温冷媒を供給し、一方、商品を冷却しないときは、第2循環ダクトの内部に配置された第2蒸発器に低圧低温冷媒を供給することができるから、商品を冷却するときは、第2商品ラックの下端寄りに収納された商品を集中的に効率良く冷却することができると共に、商品を冷却しないときは、第2商品ラックの上部に空気を効率良く送り出すことができる。
また、第2送風手段に戻る空気を第2循環ダクトの中間部に流入させれば、第2循環ダクト内に配置される第2蒸発器は前記空気流れの外に位置するから、前記空気流れが阻害されることがない。
(iv)本発明の請求項4に係る自動販売機は、圧縮機が二段圧縮機であって、一段目圧縮部において圧縮された冷媒を甲放熱器を経由して前記二段目圧縮部に供給され、さらに、二段目圧縮部において圧縮された冷媒が乙放熱器に供給されるから、甲放熱器および乙放熱器における放出量を、一段目圧縮部および二段目圧縮部がそれぞれ分担するから、圧縮機の負担が低減し、省エネ効果が得られる。
(v)本発明の請求項5に係る自動販売機は、放熱器が直列に連結された甲放熱器と乙放熱器とによって構成されるから、バイパス配管を閉塞したとき、甲放熱器と乙放熱器とには、同じ量の冷媒が供給される。このため、甲放熱器が配置された第1商品収納庫と乙放熱器が配置された第1商品収納庫との、温熱の放出量の制御が容易になる。なお、上流側に配置される放熱器の方が下流側に配置される放熱器よりも、供給される冷媒の温度が高くなるが、それぞれの放熱器の仕様(放熱特性)を設定することにより、両者の放出量を一致させたり、相違させたりすることができる。
(vi)本発明の請求項6に係る自動販売機は、中圧熱交換器を有するため、放熱器に高圧高温冷媒を供給しないとき、すなわち、第1蒸発器または第2蒸発器の一方または両方に低圧低温冷媒が供給されるとき、一段目圧縮部において圧縮された冷媒を中間的に冷却することができるから、二段目圧縮部における圧縮負荷を低減することができ、冷凍サイクルの運転効率が高まり、省エネ効果が得られる。
なお、放熱器に高圧高温冷媒を供給するときは、中圧熱交換器をバイパスする配管を設けておき、一段目圧縮部において圧縮された冷媒を中間的に冷却しないようにすれば、二段目圧縮部における圧縮負荷を増すことなく、所望の高圧・高温の高圧高温冷媒を得ることできる。
(vii)本発明の請求項7に係る自動販売機は、膨張手段に流入する前の冷媒(温熱を有している)と第1蒸発器または第2蒸発器から流出した後の冷媒(冷熱を有している)との間で、熱交換する熱回収手段(以下、「内部熱交換器」と称する場合がある)を有するから、膨張手段および圧縮機の負担が低減し、冷凍サイクルの運転効率が高まり、省エネ効果が得られる。
以下、実施の形態1〜3として自動販売機の実施の形態1〜3をそれぞれ図を参照して説明する。各図において同一または共通する部材については同一の符号を付し、一部の説明を省略する。また、同様の機能を有する構成部材が複数ある場合、それぞれの符号に添え字「A、B、C」または「a、b・・・・」を付しているが、共通する内容を説明する際にはかかる添え字の記載を省略する。
さらに、冷却加熱装置において、符号jの構成部材と符号kの構成部材とを連通して前者から後者に向けて冷媒を流す配管の符号を「jk」にて示し、「配管jk」に設置された開閉弁および逆止弁の符号をそれぞれ「jkv」および「jkn」とする。また、冷媒の流れている配管を実線で、冷媒の流れていない配管を破線で、それぞれ示している。
なお、以下の実施の形態では、冷媒としてCO2 (二酸化炭素)を使用しているが、本発明はこれに限定するものではない。
[実施の形態1:自動販売機]
(構成)
図1〜図4は本発明の実施の形態1に係る自動販売機を説明するものであって、図1は正面視の断面図、図2は側面視(イ−イ断面)の断面図、図3は側面視(ロ−ロ断面)の断面図、図4はこれに設置された冷却加熱装置の構成図である。
図1において、自動販売機1000は、本体のキャビネット200と、キャビネット200の内部で断熱材300に包囲された商品収納庫401と、商品Sを補充する時に商品収納庫401を開閉する商品補充用扉404と、商品収納庫401と外気を遮断するための内扉405と、自動販売機1000の前扉406と、を有している。商品収納庫401は仕切り板403AB、403BCによって第1甲商品収納庫402A、第1乙商品収納庫402B、および第2商品収納庫402Cに仕切られている。
第1甲商品収納庫402Aおよび第1乙商品収納庫402Bでは収納された商品Sが加熱または冷却され、一方、第2商品収納庫402Cでは収納された商品Sが冷却または温度制御されない(積極的に加熱または冷却されない、これについては別途詳細に説明する)。以下、第1甲商品収納庫402Aおよび第1乙商品収納庫402Bを、第1甲商品室402Aおよび第1乙商品室402Bと、第2商品収納庫402Cを第2商品室402Cと称し、各商品室において共通する内容については添え字「第1甲、第1乙」、「第1、第2」および「A、B、C」の記載を省略する場合がある。
なお、実施の形態1は第1商品室(加熱冷却室)が2室で、第2商品室(冷却専用室)が1室であるが、本発明はこれに限定するものではなく、第1商品室が1室または3室以上で、第2商品室が2室以上であってもよい。
図2および図3において、各商品室402には、商品Sを収納するための商品ラック407と、商品ラック407から自然落下した商品Sを取出すための商品取出し口409と、商品Sを商品取出し口409まで誘導するシュータ408とが設置され、シュータ408の下方が庫内部品収納室410となっている。また、庫内空気を商品ラック407を経由して庫内部品収納室410に循環させるための循環ダクト420が設置されている。
さらに、商品収納庫401の下方には、冷却加熱装置180のコンデンシングユニット470および庫外ファン481を収納するための機械室480と、電装品を収納するための電装品収納室490とが配置されている。
なお、シュータ408は傾斜した板材(いわゆる「すべり台」に同じ)に限定するものではなく、駆動手段を具備するベルトコンベアであってもよい。
(第1甲商品室)
図2の(a)において、第1甲商品室402Aの第1甲庫内部品収納室410Aには、庫内空気を第1甲シュータ408A(通気孔が設けられている)を通過して商品Sに衝突させる第1甲送風手段430Aと、第1甲送風手段430Aの下流側(第1甲循環ダクト420Aから遠い側)に第1甲庫内熱交換器440Aと、第1甲送風手段430Aおよび第1甲庫内熱交換器440Aを収納する第1送風ダクト450Aと、第1送風ダクト450Aに連通して空気を通す第1風洞460Aと、庫内空気の温度を計測する第1庫内温度センサー500Aとが設置されている。
このとき、第1甲庫内熱交換器440Aは甲放熱器2aおよび第1甲蒸発器6aから構成され(これについては別途詳細に説明する)、両者は上鉛直方向または水平方向に並列配置されている。したがって、甲放熱器2aが温熱を放出すれば、庫内空気は加熱され、該加熱された庫内空気は第1送風手段430によって循環され商品Sを加熱し、一方、第1甲蒸発器6aが冷熱を放出すれば、庫内空気は冷却され、該冷却された庫内空気は第1送風手段430によって循環され商品Sを冷却する。かかる「加熱または冷却の切り替え」については別途詳細に説明する。
(第1乙商品室)
図2の(b)において、第1乙商品室402Bの第1乙庫内部品収納室410Bには、庫内空気を第1乙シュータ408B(通気孔が設けられている)を通過して商品Sに衝突させる第1乙送風手段430Bと、第1乙送風手段430Bを挟んで配置された第1乙庫内熱交換器440Bと、第1乙送風手段430Bおよび第1乙庫内熱交換器440Bを収納する第1送風ダクト450Bと、第1送風ダクト450Bに連通して空気を通す第1風洞460Bと、庫内空気の温度を計測する第1庫内温度センサー500Bとが設置されている。
このとき、第1乙庫内熱交換器440Bは第1乙循環ダクト420B寄りに配置された第1甲蒸発器6aおよび第1乙循環ダクト420Bから遠い位置に配置された甲放熱器2aから構成されている(これについては別途詳細に説明する)。したがって、甲放熱器2aが温熱を放出すれば、庫内空気は加熱され、該加熱された庫内空気は第1送風手段430によって循環され商品Sを加熱し、一方、第1甲蒸発器6aが冷熱を放出すれば、庫内空気は冷却され、該冷却された庫内空気は送風手段430によって循環され商品Sを冷却する。かかる加熱または冷却の切り替えについては別途詳細に説明する。
さらに、第1乙商品室402Bは、甲放熱器2aおよび第1甲蒸発器6aが鉛直方向または水平方向で並列配置された第1甲商品室402Aに比較して、第1送風ダクト450Bの空気通路面積を小さくすることができる。また、乙放熱器2b(温熱を放出する)が第1乙送風手段430Bの下流側に配置されているから、第1乙送風手段430B(特に回転軸受部)の加熱が押さえられ故障防止や寿命延長が図られる。
なお、以上は、第1甲商品室402Aおよび第1乙商品室402Bについて、その形態が相違するものを例示しているが、通常は、何れか一方の形態に統一されるものである。
(第2商品室)
図3の(a)および(b)において、第2商品室402Cの第2庫内部品収納室410Cには、第2循環ダクト420C寄りに配置された第2庫内熱交換器440Cと、第2循環ダクト420Cから遠い位置に配置された第2送風手段430Cと、第2庫内熱交換器440Cおよび第2送風手段430Cを収納する第2送風ダクト450Cと、第2送風ダクト450Cに連通して空気を通す第2風洞460Cと、庫内空気の温度を計測する第2庫内温度センサー500Cとが設置されている。
このとき、第2庫内熱交換器440Cは第2蒸発器7から構成されている(これについては別途詳細に説明する)。したがって、第2蒸発器7が冷熱を放出すれば、庫内空気は冷却される。
(HHモード、Hモード)
図3の(a)において、送風手段430Cは第2シュータ408C(通気孔が設けられている)を通過した庫内空気を吸い込み、該庫内空気を第2蒸発器7に供給している(以下、便宜上「送風手段430Cの逆転運転」と称す)。そして、第2蒸発器7によって冷却された庫内空気は、第2循環ダクト420Cを上昇して、その上端(第2商品室402Cの上部に同じ)から第2商品ラック407Cに向かって流入している。
このとき、第2商品室402Cの上部(第2商品ラック407Cの上部に同じ)は比較的高い温度になっているから、第2商品ラック407Cに向かって流れた庫内空気(冷却されている)は、第2商品ラック407Cの上位部に収納された商品Sと熱交換をするものの、該商品Sを積極的に冷却することがなく、自身は温められることになる。
すなわち、第2蒸発器7は、商品Sを積極的に冷却しないで冷熱を放出する「排熱用熱交換器」として機能することになる。したがって、庫外に、特別の排熱用熱交換器を設置することなく、第1甲商品室402Aまたは第1乙商品室402Bの一方または両方において商品を加熱し、一方、第2商品室402Cでは商品Sを加熱も冷却もしない運転モード(「HHモード」、「Hモード」に同じ)を実行することができる。
(HHCモード、HCモード)
図3の(b)において、送風手段430Cは第2循環ダクト420Cを下降したら庫内空気を、第2蒸発器7を経由して吸い込み、該空気を第2シュータ408C(通気孔が設けられている)を通過して商品Sに向けて噴出している(以下、便宜上「送風手段430Cの正転運転」と称す)。
したがって、該噴出した庫内空気は第2商品ラック407Cの下部に収納された商品Sを冷却し、自身は温められて第2循環ダクト420Cを経由して循環することになる。
すなわち、第2蒸発器7は、商品Sを冷却する「冷却用熱交換器」として機能することになる。したがって、第1甲商品室402Aまたは第1乙商品室402Bの一方または両方において商品を加熱し、一方、第2商品室402Cでは商品Sを冷却する運転モード(「HHCモード」、「HCモード」に同じ)を実行することができる。
(冷却加熱装置−Aタイプ)
図4は本発明の実施の形態1に係る自動販売機に設置される冷却加熱装置を説明する構成図である。図4において、冷却加熱装置103は、冷媒を圧縮する圧縮機1と、圧縮機1により圧縮された冷媒(以下「高圧高温冷媒」と称す)を冷却する熱交換器(以下「ガスクーラ」と称す)3と、ガスクーラ3により冷却された冷媒を膨張する膨張手段4(たとえば、キャピラリ)と、膨張手段4により膨張された冷媒(以下「低圧低温冷媒」と称す)を蒸発させる第1甲蒸発器6a、第1乙蒸発器6b、および第2蒸発器7とを有する。さらに、圧縮機1により圧縮された高圧高温冷媒が供給される並列に配置された甲放熱器2aおよび乙放熱器2bが設置されている。
そして、第1甲商品室402Aには甲放熱器2aおよび第1甲蒸発器6aが、第1乙商品室402Bには乙放熱器2bおよび第1乙蒸発器6bが、第2商品室402Cには第2甲蒸発器6aが、それぞれ設置されている。
(高圧冷媒系)
そして、圧縮機1とガスクーラ3とは蒸発パイプ9を経由して連通している。すなわち、圧縮機1と蒸発パイプ9とは開閉弁19vが設置された配管19によって連結され、蒸発パイプ9とガスクーラ3とは配管93によって連結されている。
ガスクーラ3と膨張手段4とは内部熱交換器8を経由して連通している。すなわち、ガスクーラ3と内部熱交換器8を構成する温熱配管8aとは逆止弁38nが設置された配管38によって連通され、温熱配管8aと膨張手段4とは配管84によって連結されている。
さらに、圧縮機1と甲放熱器2aとは、開閉弁12avが設置された配管12aによって、圧縮機1と乙放熱器2bとは、開閉弁12bvが設置された配管12bによって、それぞれ連結されている。また、放熱器2と内部熱交換器8を構成する温熱配管8aとが、逆止弁28nが設置された配管28によって連結されている。
よって、圧縮機1によって圧縮された冷媒は、甲放熱器2aまたは乙放熱器2bを経由して膨張手段4に供給されるか、あるいは、これに替えてガスクーラ3を経由して膨張手段4に供給されることになる。本発明において、圧縮機1から膨張手段4に至る冷媒径路を構成する前記開閉弁等をまとめて「高圧分配手段」と称する。
(低圧冷媒系)
また、膨張手段4と第1甲蒸発器6aとは、開閉弁46avが設置された配管46aによって、膨張手段4と第1乙蒸発器6bとは、開閉弁46bvが設置された配管46bによって、膨張手段4と第2蒸発器7とは、開閉弁47vが設置された配管47によって、それぞれ連結されている。
第2蒸発器7と圧縮機1とは内部熱交換器8を経由して連通している。すなわち、第2蒸発器7と、内部熱交換器8を構成する冷熱配管8bとが配管78に連通し、冷熱配管8bと圧縮機1とは配管81によって連結されている。また、第1甲蒸発器6aと冷熱配管8bとは配管68aによって、第1乙蒸発器6bと冷熱配管8bとは配管68bによって、それぞれ連結されている。
よって、膨張手段4において膨張した冷媒は、第1甲蒸発器6a、第1乙蒸発器6bまたは第2蒸発器7に供給され、その後、圧縮機1に戻ることになる。本発明において、膨張手段4から圧縮機1に至る冷媒径路を構成する前記開閉弁等をまとめて「低圧分配手段」と称する。
したがって、圧縮機1から膨張手段4に流入するまでの配管(以下「高圧冷媒系」と称する場合がある)と、膨張手段4を出てから圧縮機1に戻るまでの配管(以下「低圧冷媒系」と称する場合がある)とが、完全に分離している。したがって、低圧冷媒系に高圧の冷媒が侵入することがない。
なお、配管38と配管28との接合部を位置「A」とする。また、以下の説明において、部材jと部材kとを連結する配管を「配管jk」と称し、配管jkに設置される開閉弁を「開閉弁jkv」と、配管jkに設置される逆止弁を「逆止弁jkn」と称し、説明を省略する。
(運転方法Aの1:HHCモード、HHモード)
図4の(a)において、高圧冷媒系では、開閉弁12v、12av、12bvを開いて開閉弁19vを閉じ、一方、低圧冷媒系では、開閉弁46av、46bvを閉じて開閉弁47vを開いている。したがって、高圧高温冷媒は甲放熱器2aおよび乙放熱器2bに流入して周囲に温熱を放出し、一方、低圧低温冷媒は第1甲蒸発器6aおよび第1乙蒸発器6bには流入しないで、第2蒸発器7に流入して周囲の熱を吸収する。
したがって、第1甲商品室402Aおよび第1乙商品室402Bでは商品Sが加熱され、第2商品室402Cでは庫内空気が冷却される。このとき、送風手段430Cを正転運転すると、商品Sは冷却され、いわゆる「HHCモード」が実行され、一方、送風手段430Cを逆転運転すると、商品Sは冷却されないで、いわゆる「HHモード」が実行される。
(運転方法Aの2:HCモード、Hモード)
図4の(b)において、高圧冷媒系では、開閉弁12avを開いて開閉弁12bvおよび開閉弁19vを閉じ、一方、低圧冷媒系で開閉弁46avおよび開閉弁47vを閉じて開閉弁46bvを開いている。したがって、高圧高温冷媒は甲放熱器2aに流入して周囲に温熱を放出し、乙放熱器2bには流入しない。一方、低圧低温冷媒は第1甲蒸発器6aに流入しないで、第1乙蒸発器6bに流入して周囲の熱を吸収する。
したがって、第1甲商品室402Aでは商品Sが加熱され、第1乙商品室402Bでは商品Sが冷却されるから、いわゆる「HCモード」が実行される。
なお、開閉弁46bvを閉じて開閉弁47vを開き、低圧低温冷媒を第2蒸発器7に流入させてもよい。このとき、送風手段430Cを正転運転すると、第2商品室402において商品Sは冷却され、いわゆる「HCモード」が実行される。一方、送風手段430Cを逆転運転すると、第2商品室402において商品Sは冷却されないから、いわゆる「Hモード」が実行される。
(運転方法Aの3:CCモード、CCCモード、)
図4の(c)において、高圧冷媒系では、開閉弁12vを閉じて(開閉弁12av、12bvを閉じるに同じ)開閉弁19vを開き、一方、低圧冷媒系で開閉弁46av、46bvを開いて開閉弁47vを閉じている。したがって、高圧高温冷媒はガスクーラ3に流入して周囲に温熱を放出し、甲放熱器2aおよび乙放熱器2bには流入しない。一方、低圧低温冷媒は第1甲蒸発器6aおよび第1乙蒸発器6bに流入して周囲の熱を吸収する。
したがって、第1甲商品室402Aおよび第1乙商品室402Bでは商品Sが冷却されるから、いわゆる「CCモード」が実行される。さらに、開閉弁47vを開いて低圧低温冷媒を第2蒸発器7に流入させれば、いわゆる「CCCモード」が実行される。
(冷却加熱装置−Sタイプ)
図5は本発明の実施の形態1に係る自動販売機に設置される冷却加熱装置を説明する構成図である。図5において、冷却加熱装置104は、直列に配置された甲放熱器2aおよび乙放熱器2bと、並列に配置された第1甲蒸発器6aおよび第1乙蒸発器bとを有している。すなわち、圧縮機1と甲放熱器2aとは開閉弁12vが設置された配管12によって連通され、甲放熱器2aと乙放熱器2bとは逆止弁12anが設置された配管12aと開閉弁12bvが設置された配管12bとによって連通され、乙放熱器2bと内部熱交換器8を構成する温熱配管8aとは28によって連通されている。さらに、甲放熱器2aはバイパス逆止弁22anが設置されたバイパス配管22aを具備し、乙放熱器2bはバイパス開閉弁22bvが設置されたバイパス配管22bを具備している。
そして、低圧冷媒系は冷却加熱装置103(Aタイプ)と同じであるから、低圧冷媒系に高圧の冷媒が侵入することがない。
(運転方法Sの1:HHCモード、HHモード)
図5の(a)において、高圧冷媒系では、開閉弁12v、12bvを開いて開閉弁19vおよびバイパス開閉弁22bvを閉じている。一方、低圧冷媒系では、開閉弁46av、46bvを閉じて開閉弁47vを開いている。したがって、高圧高温冷媒は甲放熱器2aおよび乙放熱器2bに流入して周囲に温熱を放出し、一方、低圧低温冷媒は第1甲蒸発器6aおよび第1乙蒸発器6bには流入しないで、第2蒸発器7に流入して周囲の熱を吸収する。
したがって、運転方法Aの1と同様に、送風手段430Cを正転運転すると、いわゆる「HHCモード」が実行され、一方、送風手段430Cを逆転運転すると、いわゆる「HHモード」が実行される。
(運転方法Sの2:HCモード、Hモード、)
図5の(b)において、高圧冷媒系では、開閉弁12vおよびバイパス開閉弁22bvを開いて開閉弁19vおよび開閉弁12bvを閉じている。一方、低圧冷媒系では、開閉弁46av、46bvを閉じて開閉弁47vを開いている。したがって、高圧高温冷媒は甲放熱器2aに流入して凝縮し(周囲に温熱を放出する)、乙放熱器2bに流入しない。一方、低圧低温冷媒は第1甲蒸発器6aに流入しないで第1乙蒸発器6bに流入して蒸発する(周囲の熱を吸収する)。
したがって、運転方法Aの2と同様に、送風手段430Cを正転運転すると、いわゆる「HCモード」が実行される。さらに、開閉弁46bvを閉じて開閉弁47vを閉いて、低圧低温冷媒を第2蒸発器7に流入させて送風手段430Cを逆転運転すると、いわゆる「Hモード」が実行される。
(運転方法Sの3:CCモード、CCCモード、)
図5の(c)において、高圧冷媒系では、開閉弁12vを閉じて(開閉弁12bvおよびバイパス開閉弁22bvを閉じるに同じ)、開閉弁19vを開き、一方、低圧冷媒系で開閉弁46av、46bvを開いて開閉弁47vを閉じている。したがって、高圧高温冷媒はガスクーラ3に流入して凝縮し(周囲に温熱を放出する)、甲放熱器2aおよび乙放熱器2bに流入しない。一方、低圧低温冷媒は第1甲蒸発器6aおよび第1乙蒸発器bに流入して蒸発する(周囲の熱を吸収する)。このとき、低圧低温冷媒は、開閉弁47vを閉じているから第2蒸発器7に流入しないが、開閉弁47vを開いて第2蒸発器7に流入させてもよい。
したがって、運転方法Aの3と同様に、いわゆる「CCモード」が実行される。さらに、開閉弁47vを開いて低圧低温冷媒を第2蒸発器7に流入させれば、いわゆる「CCCモード」が実行される。さらに、開閉弁46bvを閉じて開閉弁47vを閉いて、低圧低温冷媒を第2蒸発器7に流入させて送風手段430Cを正転運転すると、いわゆる「HCード」が実行される。
(冷却加熱装置−Pタイプ)
図6は本発明の実施の形態1に係る自動販売機に設置される冷却加熱装置を説明する構成図である。図6において、冷却加熱装置105では、圧縮器が一段目圧縮部1aと二段目圧縮部1bとを具備し、熱交換器3が一段目圧縮部1aにおいて圧縮された冷媒を冷却する中圧熱交換器3aと、二段目圧縮部1bにおいて圧縮された冷媒を冷却する高圧熱交換器3bとを具備し、直列に配置された甲放熱器2aおよび乙放熱器2bと、並列に配置された第1甲蒸発器6aおよび第1乙蒸発器bとを有している。
すなわち、一段目圧縮部1aと甲放熱器2aとは開閉弁12avが設置された配管12aによって連通され、甲放熱器2aと二段目圧縮部1bとは逆止弁21anが設置された配管21aによって連通され、二段目圧縮部1bと乙放熱器2bとは開閉弁12bvが設置された配管12bとによって連通され、乙放熱器2bと内部熱交換器8を構成する温熱配管8aとは逆止弁21bnが設置された配管21bと開閉弁28vが設置された配管28とによって連通されている(位置Aにおいて配管38に接続している)。
さらに、配管21bは、開閉弁23vが設置された配管23によって中圧熱交換器3aの入口(図中、位置「B」にて示す)に連通され、開閉弁29vが設置された配管29によって蒸発パイプ9の入口(図中、位置「C」にて示す)に連通されている。
また、一段目圧縮部1aと中圧熱交換器3aとは開閉弁13avが設置された配管13aによって連通され、中圧熱交換器3aと二段目圧縮部1bと逆止弁31anが設置された配管31aによって連通されている。さらに、配管13aと配管31aとを連通し、開閉弁(以下、「バイパス開閉弁」と称す)11vが設置されたバイパス配管11(中圧熱交換器3aをバイパスする)が設置されている。
なお、低圧冷媒系については冷却加熱装置103(Aタイプ)、104(Sタイプ)に同じである。
(運転方法Pの1:HHCモード、HHモード)
図6の(a)において、高圧冷媒系では、開閉弁12av、12bvを開いて開閉弁19vおよびバイパス開閉弁11vを閉じている。一方、低圧冷媒系では、開閉弁46av、46bvを閉じて開閉弁47vを開いている。したがって、高圧低温系において、一段目圧縮部1aにおいて圧縮された冷媒は甲放熱器2aにおいて凝縮し、甲放熱器2aを出た後は、二段目圧縮部1bにおいて再度圧縮されて、乙放熱器2bに供給され凝縮する(周囲に温熱を放出する)。一方、低圧低温冷媒は第1甲蒸発器6aおよび第1乙蒸発器6bには流入しないで、第2蒸発器7に流入して蒸発する(周囲の熱を吸収する)。
このとき、甲放熱器2aに流入する冷媒の温度は乙放熱器2bに流入する冷媒の温度よりも低いものの、甲放熱器2aから冷熱を受け取る第1設備の負荷を、乙放熱器2bから冷熱を受け取る第2設備の負荷よりも小さくしておけば、第1設備と第2設備の温度を等しくすることができるし、第1設備の温度よりも第2設備の温度を高くすることもできる。
したがって、運転方法Aの1と同様に、送風手段430Cを正転運転すると、いわゆる「HHCモード」が実行され、一方、送風手段430Cを逆転運転すると、いわゆる「HHモード」が実行される。
(運転方法Pの2:CCCモード、CCモード、Cモード、)
図6の(b)において、高圧冷媒系では、開閉弁12vおよびバイパス開閉弁22bvを開き、開閉弁19vおよび開閉弁12bvを閉じ、開閉弁23vおよび開閉弁29vを閉じている。一方、低圧冷媒系では、開閉弁46av、46bvを閉じて開閉弁47vを開いている。
したがって、高圧低温系において、一段目圧縮部1aにおいて圧縮された冷媒は中圧熱交換器において冷却された後、二段目圧縮部1bにおいて再度圧縮された後、蒸発パイプ9を経由して高圧熱交換器3bに供給されている。すなわち、冷媒は甲放熱器2aおよび乙放熱器2bに供給されることはない。一方、低圧低温冷媒は第1甲蒸発器6aおよび第1乙蒸発器6bに流入して蒸発し(周囲の熱を吸収する)、第2蒸発器7には流入しない。
このとき、甲放熱器2aに供給する温熱は主に一段目圧縮部1aが、乙放熱器2bに供給する温熱は主に二段目圧縮部1bが、それぞれ分担することになるから、圧縮機の圧縮効率が向上し(圧縮比が低下に相当する)、省エネや設備の保全性が向上する。
したがって、運転方法Aの3と同様に、いわゆる「CCモード」が実行される。さらに、開閉弁47vを開いて低圧低温冷媒を第2蒸発器7に流入させれば、いわゆる「CCCモード」が実行される。さらに、開閉弁46bvを閉じて開閉弁47vを閉いて、低圧低温冷媒を第2蒸発器7に流入させて送風手段430Cを正転運転すると、いわゆる「HCード」が実行される。
(冷却加熱装置−Bタイプ)
図7は本発明の実施の形態1に係る自動販売機に設置される冷却加熱装置を説明する構成図である。図7において、冷却加熱装置120は、冷却加熱装置103(Aタイプ)における甲放熱器2aと内部熱交換器8を構成する温熱配管8aとを連通する配管28a、および乙放熱器2bと温熱配管8aとを連通する配管28b(何れも位置Aにおいて配管38に接続している)を撤去して、甲放熱器2aとガスクーラ3とを、逆止弁23anが設置された配管23aによって、乙放熱器2bとガスクーラ3とを、逆止弁23bnが設置された配管23bによって、それぞれ連通したものである(位置「B」において接続している)。
したがって、高圧高温冷媒は甲放熱器2aまたは乙放熱器2bの一方または両方とガスクーラ3との双方で凝縮するから、第2蒸発器において所定の冷却を維持したまま、甲放熱器2aまたは乙放熱器2bの一方または両方における加熱を抑えることが可能になる。
なお、冷却加熱装置104、105(Sタイプ、Pタイプ)に対しても、冷却加熱装置120に準じて配管23a、23b(逆止弁23an、23bnが設置されている)を設置することができる。また、冷却加熱装置103(Aタイプ)と冷却加熱装置120(Bタイプ)の一方に切り替え可能にしてもよい。このとき、各冷却加熱装置の作用効果が、選択的に得られることになる。
(冷却加熱装置−Cタイプ)
図8は本発明の実施の形態1に係る自動販売機に設置される冷却加熱装置を説明する構成図である。図8において、冷却加熱装置103(Aタイプ)における甲放熱器2aと内部熱交換器8を構成する温熱配管8aとを連通する配管28a、および乙放熱器2bと温熱配管8aとを連通する配管28b(何れも位置Aにおいて配管38に接続している)を撤去して、甲放熱器2aと蒸発パイプ9の入口(図中、位置「C」にて示す)とを、逆止弁29anが設置された配管29aによって、乙放熱器2bと蒸発パイプ9の入口(図中、位置「C」にて示す)とを、逆止弁29bnが設置された配管29bによって、それぞれ連通したものである。
したがって、高圧高温冷媒は甲放熱器2aまたは乙放熱器2bの一方または両方、蒸発パイプ9およびガスクーラ3との双方で温熱を放出するから、冷却加熱装置120(Bタイプ)の作用効果に加え、蒸発パイプ9を加熱することができる。すなわち、第1甲蒸発器6a、第1乙蒸発器6bおよび第2蒸発器7に付着した霜を融かした際のドレン水を、蒸発パイプ9の熱によって蒸発させることができる。
なお、冷却加熱装置104、105(Sタイプ、Pタイプ)に対しても、冷却加熱置130に準じて配管29a、29b(逆止弁29an、29bnが設置されている)を設置することができる。また、冷却加熱装置103(Aタイプ)と冷却加熱装置120(Bタイプ)と冷却加熱装置130(Cタイプ)の何れかに切り替え可能にしてもよい。このとき、各冷却加熱装置の作用効果が、選択的に得られることになる。
(冷却加熱装置−Dタイプ)
図9は本発明の実施の形態1に係る自動販売機に設置される冷却加熱装置を説明する構成図である。図9において、冷却加熱装置140は、冷却加熱装置130(Cタイプ)において、ガスクーラ3をバイパスするバイパス配管33(開閉弁33vが設置されている)を具備している。
したがって、開閉弁33vを開いて開閉弁93vを閉じたとき、高圧高温冷媒は放熱器2および蒸発パイプ9に供給され、ガスクーラ3に供給されない。すなわち、冷却加熱装置103の作用効果に加え、蒸発パイプ9を加熱する効果、すなわち、第1蒸発器6および第2蒸発器7に付着した霜を融かした際のドレン水を、蒸発パイプ9の熱によって蒸発させることができる。
なお、冷却加熱装置103〜105(Aタイプ、Sタイプ、Pタイプ)に対しても、冷却加熱装置130に準じて配管29a、29bおよびバイパス配管33(開閉弁33vが設置されている)を設置することができる。また、冷却加熱装置103(Aタイプ)と冷却加熱装置120(Bタイプ)と冷却加熱装置130(Cタイプ)と冷却加熱装置140(Dタイプ)の何れかに切り替え可能にしてもよい。このとき、各冷却加熱装置の作用効果が、選択的に得られることになる。
[実施の形態2:自動販売機]
(構成)
図10は本発明の実施の形態2に係る自動販売機を説明する側面視の断面図である。
図10において、自動販売機2000は、自動販売機1000(実施の形態1)の第2商品室402Cに設置されて循環ダクト420Cの内部に、ダンパ600が設置されたものである。ダンパ600は図示しないアクチュエータによって傾動されるものであって、循環ダクト420Cの側面で鉛直方向の略中間に開口している空気吸い込み口(図示しない)を開閉すると共に、循環ダクト420Cの上方に向かう流路を開閉するものである。
なお、実施の形態1と同じ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、自動販売機2000は自動販売機1000の作用効果を奏するものであって、これに設置される冷却加熱装置は実施の形態1に順次、冷却加熱装置103〜105、120〜140が選定されるものである。
(HHモード、Hモード)
図10の(a)において、送風手段430Cは逆転運転をし、ダンパ600は倒伏して、第2循環ダクト420Cの上方に向かう流路を確保するともに、循環ダクト420Cの側面に開口している空気吸い込み口を塞いでいる。
したがって、第2蒸発器7によって冷却された庫内空気は、確実に第2循環ダクト420Cを上昇して、その上端(第2商品室402Cの上部に同じ)から第2商品ラック407Cに向かって流れている。すなわち、第2商品ラック407Cの中間位置に直接流れ込むことがないから、第2商品ラック407Cに収納されている商品Sを冷却することがない。
(HHCモード、HCモード)
図10の(b)において、送風手段430Cは正転運転をし、ダンパ600は起立して、第2循環ダクト420Cの上方に向かう流路を閉塞するともに、循環ダクト420Cの側面に開口している空気吸い込み口を開放している。
したがって、送風手段430Cによって第2シュータ408Cを通過して商品Sに向けて噴出した庫内空気(冷却されている)は、第2商品ラック407Cの下部に収納された商品Sを冷却した後、循環ダクト420Cの側面の空気吸い込み口を通過して、循環ダクト420C内に流れ込むことになる。よって、庫内空気は、第2商品ラック407Cの下部において循環し、上部に到達することがないから、下部の収納された商品Sを効果的に冷却することができる。
[実施の形態3:自動販売機]
(構成)
図11は本発明の実施の形態3に係る自動販売機を説明する側面視の断面図である。
図11において、自動販売機3000は、第2蒸発器を2台具備するものであって、1台目の第2蒸発器7aが第2庫内部品収納室410Cに、2台目の第2蒸発器7bが第2循環ダクト420Cの内部で上端に近い位置に配置されている。
なお、実施の形態1と同じ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、自動販売機3000は自動販売機1000の作用効果を奏するものであって、これに設置される冷却加熱装置については別途詳細に説明する。
(HHモード、Hモード)
図11の(a)において、送風手段430Cは逆転運転をし、1台目の第2蒸発器7aには冷媒が供給されないで、2台目の第2蒸発器7bに冷媒が供給されている。したがって、2台目の第2蒸発器7bによって冷却された庫内空気は、第2循環ダクト420Cの上端(第2商品室402Cの上部に同じ)から第2商品ラック407Cに向かって流れている。すなわち、実施の形態1と同様に、第2商品ラック407Cに収納されている商品S(特に、第2商品ラック407Cの下端に収納されている商品S)を冷却することがないから、いわゆるHHモードまたはHモードの運転を実行することができる。
このとき、商品収納庫401(第2商品室402Cに同じ)の上部は温かいため、2台目の第2蒸発器7bに霜がつき難い。また、第2蒸発器7a、7bの両方に冷媒を供給しないで、送風手段430Cは運転すれば、庫内空気を用いて容易に2台目の第2蒸発器7bの除霜をすることができるし、除霜によって生じるドレンは1台目の第2蒸発器7aのドレン処理装置に流し込むことができる。よって、特別のドレン処理装置を設置する必要がなく、消費電力も増加しない。
(HHCモード、HCモード)
図11の(b)において、送風手段430Cは正転運転をし、1台目の第2蒸発器7aに冷媒が供給され、2台目の第2蒸発器7bには冷媒が供給されない。したがって、1台目の第2蒸発器7aによって冷却された庫内空気は、第2シュータ408Cの通気孔を通過して噴出している。すなわち、実施の形態1と同様に、主に、第2商品ラック407Cの下端に収納されている商品Sを冷却するから、いわゆるHHCモードまたはHCモードの運転を実行することができる。
なお、自動販売機3000の第2庫内部品収納室410Cの第2循環ダクト420C内に、自動販売機2000(実施の形態2)に準じて、ダンパ600を設置してもよい。そうすると、第2商品ラック407Cの下端に収納されている商品Sをより効率的に冷却することができる。
(冷却加熱装置−Eタイプ)
図12は本発明の実施の形態3に係る自動販売機に設置される冷却加熱装置を説明する構成図である。図12において、冷却加熱装置170は、冷却加熱装置103(Aタイプ)に対し、高圧冷媒系ではBタイプ(図7参照)、Cタイプ(図8参照)、Dタイプ(図9参照)への切り替えを可能にし、低圧冷媒系では第2蒸発器7を2台にしたものである。
すなわち、高圧冷媒系では、冷却加熱装置103における甲放熱器2aおよび乙放熱器2bと内部熱交換器8を構成する温熱配管8aとを連通する配管28(位置Aにおいて配管38に接続している)に開閉弁28vを設置すると共に、甲放熱器2aおよび乙放熱器2bとガスクーラ3の入口(図中、位置「B」にて示す)とを、開閉弁23vが設置された配管23によって連通している。
さらに、甲放熱器2aおよび乙放熱器2bと蒸発パイプ9の入口(図中、位置「C」にて示す)とを、開閉弁29vが設置された配管29によって連通し、ガスクーラ3にバイパス配管33を設置したものである。
また、低圧冷媒系では、膨張手段4と第1甲蒸発器6aとは開閉弁46avが設置された配管46aによって、膨張手段4と第1乙蒸発器6bとは開閉弁46bvが設置された配管46bによって、膨張手段4と1台目の第2蒸発器7aとは開閉弁47avが設置された配管47aによって、膨張手段4と2台目の第2蒸発器7bとは開閉弁47bvが設置された配管47bによって、それぞれ連通している。
そして、甲放熱器2aに高圧高温冷媒が供給されるとき、第1甲蒸発器6aには低圧低温冷媒が供給されないで、甲放熱器2aに高圧高温冷媒が供給されないとき、第1甲蒸発器6aには低圧低温冷媒が供給され、同様に、乙放熱器2bに高圧高温冷媒が供給されるとき、第1乙蒸発器6bには低圧低温冷媒が供給されないで、乙放熱器2bに高圧高温冷媒が供給されないとき、第1乙蒸発器6bには低圧低温冷媒が供給される。
そして、甲放熱器2aまたは乙放熱器2bの一方または両方に高圧高温冷媒が供給され、第2送風手段430Cが正転運転をするとき(HHCモード、HCモードに同じ)、1台目の第2蒸発器7aに低圧低温冷媒が供給され、2台目の第2蒸発器7bには低圧低温冷媒が供給されない。一方、甲放熱器2aまたは乙放熱器2bの一方または両方に高圧高温冷媒が供給され、第2送風手段430Cが逆転運転をするとき(HHモード、Hモードに同じ)、1台目の第2蒸発器7aには低圧低温冷媒が供給されないで、2台目の第2蒸発器7bに低圧低温冷媒が供給される。
なお、冷却加熱装置170は、Aタイプ、Bタイプ、Cタイプ、Dタイプの何れにも切り替えを可能にしているが、本発明はこれに限定するものではなく、何れか1に限定してあるいは何れか2以上を選択的に実行可能にしてもよい。また、甲放熱器2aと乙放熱器2bとを直列に接続(Sタイプ)したり、圧縮機を一段目圧縮部1aと二段目圧縮部1bとを具備する二段式圧縮機(Pタイプ)にしたりしてもよい。
本発明によれば、高圧高温冷媒の低圧低温冷媒側への侵入(リーク)を防止することができると共に、庫外に排熱用の熱交換器を設置する必要がなくなるから、省エネに優れ、かつ構造が簡素な自動販売機が提供される。よって、本発明は各種自動販売機に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説明する正面視の断面図。 図1に示す自動販売機を説明する側面視(イ−イ断面)の断面図。 図1に示す自動販売機を説明する側面視(ロ−ロ断面)の断面図。 図1に示す自動販売機に設置された冷却加熱装置(A)を説明する構成図。 図1に示す自動販売機に設置される冷却加熱装置(S)を説明する構成図。 図1に示す自動販売機に設置される冷却加熱装置(P)を説明する構成図。 図1に示す自動販売機に設置される冷却加熱装置(B)を説明する構成図。 図1に示す自動販売機に設置される冷却加熱装置(C)を説明する構成図。 図1に示す自動販売機に設置される冷却加熱装置(D)を説明する構成図。 本発明の実施の形態2に係る自動販売機を説明する側面視の断面図。 本発明の実施の形態3に係る自動販売機を説明する側面視の断面図。 図11に示す自動販売機に設置された冷却加熱装置を説明する構成図。
符号の説明
1 圧縮機
1a 一段目圧縮部
1b 二段目圧縮部
2 放熱器
2a 甲放熱器
2b 乙放熱器
3 熱交換器(ガスクーラ)
3a 中圧熱交換器
3b 高圧熱交換器
4 膨張手段
6 第1蒸発器
6a 第1甲蒸発器
6b 第1乙蒸発器
7 第2蒸発器
7a 1台目の第2蒸発器
7b 2台目の第2蒸発器
8 内部熱交換器
8a 温熱配管
8b 冷熱配管
9 蒸発パイプ
103 冷却加熱装置(Aタイプ)
104 冷却加熱装置(Sタイプ)
105 冷却加熱装置(Pタイプ)
103 冷却加熱装置(Aタイプ)
120 冷却加熱装置(Bタイプ)
130 冷却加熱装置(Cタイプ)
140 冷却加熱装置(Dタイプ)
200 キャビネット
300 断熱材
401 商品収納庫
402 商品収納庫(商品室)
403 仕切り板
405 内扉
406 前扉
407 商品ラック
408 シュータ
409 商品取出し口
410 庫内部品収納室
420 循環ダクト
430 送風手段
440 庫内熱交換器
450 送風ダクト
460 風洞
470 コンデンシングユニット
480 機械室
481 庫外ファン
490 電装品収納室
500 庫内温度センサー
600 ダンパ
1000 自動販売機
2000 自動販売機
3000 自動販売機

Claims (7)

  1. 冷媒を圧縮する圧縮機と、
    該圧縮機によって圧縮された冷媒が選択的に供給され、該冷媒の熱を放熱する放熱器と、
    該圧縮機によって圧縮された冷媒が選択的に供給され、該冷媒を冷却する熱交換器と、
    冷媒を膨張させる膨張手段と、
    前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器または前記熱交換器の一方を経由して前記膨張手段に供給、もしくは前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器および前記熱交換器の両方を経由して前記膨張手段に供給する高圧分配手段と、
    該膨張手段において膨張した冷媒が選択的に供給され、該冷媒を蒸発させる第1蒸発器および第2蒸発器と、
    前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1蒸発器または第2蒸発器の一方または両方に供給する低圧分配手段と、を有し、
    前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1蒸発器に供給しないで、前記第2蒸発器に供給し、
    一方、前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器に供給しないとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1蒸発器または第2蒸発器の一方または両方に供給する冷却加熱装置を具備し、
    断熱材によって囲まれ一面に開口部を具備する筐体と、
    前記開口部を開閉する断熱扉と、
    該筐体を第1商品収納庫および第2商品収納庫に分割する仕切板と、
    前記第1商品収納庫および第2商品収納庫のそれぞれに配置され、商品を収納して順次下方に搬出する機能を有する第1商品ラックおよび第2商品ラックと、
    前記第1商品収納庫および第2商品収納庫のそれぞれに対して前記断熱扉に形成された第1商品搬出口および第2商品搬出口と、
    前記第1商品ラックおよび第2商品ラックから落下した商品をそれぞれ第1商品搬出口および第2商品搬出口に誘導する第1シュータおよび第2シュータと、
    前記第1シュータの下方に配置され、前記第1シュータに形成された通気孔を通過して空気を吹き出す第1送風手段と、
    前記通気孔を通過して吹き出された空気を前記第1商品ラックの内部を経由して前記第1送風手段に循環させるための第1循環ダクトと、
    前記第2シュータの下方に配置され、前記第2シュータに形成された通気孔を通過して空気を吹き出す、または前記第2シュータに形成された通気孔を通過して空気を吸い込む、送風方向を切り替えることができる第2送風手段と、
    前記通気孔を通過して吹き出された空気を前記第2商品ラックを経由して前記第2送風手段に戻すため、および前記通気孔を通過して吸い込まれた空気を前記第2商品ラックの上部に送り出すための第2循環ダクトと、
    を有し
    前記第1シュータの下方に前記放熱器および前記第1蒸発器が配置され、
    前記第2シュータの下方に前記第2蒸発器が配置され、
    前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記放熱器のみに供給し、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第2蒸発器のみに供給するとき、
    前記第2送風手段が前記第2蒸発器によって冷却された空気を前記第2循環ダクトを経由して前記第2商品ラックの上部に送り出すことを特徴とする自動販売機。
  2. 前記第2循環ダクトに流路切り替え手段が設置され、
    該流路切り替え手段が、前記第2送風手段に戻る空気を前記第2循環ダクトの中間部に流入させ、前記第2商品ラックの上部に送り出す空気を前記第2循環ダクトの上端部から流出することを特徴とする請求項1記載の自動販売機。
  3. 前記第2蒸発器が複数台であって、
    該複数の第2蒸発器の少なくとも1台が、前記第2循環ダクトの内部の上端寄りに配置され、
    前記低圧分配手段が、前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1蒸発器または第2蒸発器の少なくとも1台に供給する機能を具備することを特徴とする請求項1または2記載の自動販売機。
  4. 前記第1商品収納庫が複数であって、該複数の第1商品収納庫の一方に後記甲放熱器および後記第1甲蒸発器が配置され、該複数の第1商品収納庫の他方に後記乙放熱器および後記第1乙蒸発器が配置され、
    前記冷却加熱装置の圧縮機が、冷媒を圧縮する一段目圧縮部と、該一段目圧縮部において圧縮される圧力よりも高い圧力にまで冷媒を圧縮する二段目圧縮部と、を具備し、
    前記冷却加熱装置の放熱器が、甲放熱器と乙放熱器とによって構成され、
    前記冷却加熱装置の高圧分配手段が、前記一段目圧縮部において圧縮された冷媒を、前記甲放熱器を経由してまたは前記甲放熱器を経由しないで前記二段目圧縮部に供給する機能の何れかを具備すると共に、前記二段目圧縮部において圧縮された冷媒を前記乙放熱器を経由して前記膨張手段に供給、前記熱交換器を経由して前記膨張手段に供給、または前記乙放熱器および前記熱交換器の両方を経由して前記膨張手段に供給する機能の何れかを具備し、
    前記冷却加熱装置の第1蒸発器が、並列に配置された第1甲蒸発器および第1乙蒸発器によって構成され、
    前記冷却加熱装置の低圧分配手段が、前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器、前記第1乙蒸発器または前記第2蒸発器の少なくとも1台に供給するものであって、
    前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記甲放熱器に供給しないで前記乙放熱器に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を第1乙蒸発器に供給しないで、前記第1甲蒸発器または前記第2蒸発器の一方または両方に供給し、
    一方、前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記甲放熱器および乙放熱器の両方に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器および第1乙蒸発器の両方に供給しないで、前記第2蒸発器に供給す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. 前記第1商品収納庫が複数であって、該複数の第1商品収納庫の一方に後記甲放熱器および後記第1甲蒸発器が配置され、該複数の第1商品収納庫の他方に後記乙放熱器および後記第1乙蒸発器が配置され、
    前記冷却加熱装置の放熱器が、直列に連結された甲放熱器と乙放熱器とによって構成され、
    前記甲放熱器の入側と出側とを連通する第1バイパス配管と、前記乙放熱器の入側と出側とを連通する第2バイパス配管と、が設置され、
    前記冷却加熱装置の高圧分配手段が、前記二段目圧縮部において圧縮された冷媒を前記甲放熱器または前記乙放熱器若しくは前記熱交換器に選択的に供給する機能を具備し、
    前記第1蒸発器が、並列に配置された第1甲蒸発器および第1乙蒸発器によって構成され、
    前記冷却加熱装置の低圧分配手段が、前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器、前記第1乙蒸発器または前記第2蒸発器の少なくとも1台に供給するものであって、
    前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記甲放熱器または乙放熱器の一方に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器または第1乙蒸発器の一方に供給しないで、前記第1甲蒸発器または第1乙蒸発器の他方若しくは前記第2蒸発器の一方または両方に供給し、
    一方、前記高圧分配手段が前記圧縮機によって圧縮された冷媒を前記甲放熱器および乙放熱器の両方に供給するとき、前記低圧分配手段が前記膨張手段において膨張した冷媒を前記第1甲蒸発器および第1乙蒸発器の両方に供給しないで、前記第2蒸発器に供給する、ことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の自動販売機。
  6. 前記一段目圧縮部において圧縮された冷媒が供給され、該冷媒を冷却する中圧熱交換器が設置され、
    前記高圧分配手段が、前記一段目圧縮部において圧縮された冷媒を、前記中圧熱交換器を経由して前記二段目圧縮部に供給または前記二段目圧縮部に直接供給する機能を具備することを特徴とする請求項4または5記載の自動販売機。
  7. 前記膨張手段に流入する前の冷媒と、前記第1蒸発器または第2蒸発器から流出した後の冷媒との間で、熱交換する熱回収手段を有することを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の自動販売機。
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