JP4893400B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、冷却熱交換器において吸熱することにより商品を収容する商品収容室の内部を循環する空気を冷却する自動販売機に関するものである。

内部に商品収容室と機械室とを画成し、商品収容室に商品を収容する一方、機械室に冷凍サイクルを構成する蒸発器、圧縮機、凝縮器、減圧器を収容した自動販売機が知られている。商品収容室には、商品収容室から機械室に空気を供給するための第一開口（吸引口）と、機械室から商品収容室に空気を供給するための第二開口（吐出口）とが開口している。一方、機械室には、蒸発器を中央にしてその一側（吸い込み側）から他側（吹き出し側）に延在する風通路が画成してある。

風通路の吸い込み側には吸引室が画成してあり、この吸引室には吸引口が開口している。そして、商品収容室に開口した第一開口と吸引室に開口した吸引口とは吸引ダクトにより接続してあり、商品収容室と吸引室とは吸引ダクトを介して連通するようになっている。このため、商品収容室の内部の空気は吸引室に供給されるようになっている。

一方、風通路の吹き出し側には吐出室が画成してあり、この吐出室には吐出口が開口している。そして、吐出室に開口した吐出口と商品収容室に開口した第二開口とは吐出ダクトにより接続してあり、吐出室と商品収容室とは吐出ダクトを介して連通するようになっている。このため、吐出室の内部の空気は商品収容室に供給されるようになっている。

また、吐出室の内部には、送風ファンが配設してある。送風ファンを駆動すると、商品収容室から吸引室に商品収容室の内部の空気が供給され、吐出室から商品収容室に吐出室の内部の空気が供給され、商品収容室の内部の空気は、蒸発器を経由して循環するようになっている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

ところで、上述した自動販売機において、より効率的な熱交換を行うべく、凝縮器から流出した高温の冷媒と蒸発器から流出した低温の冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を備えたものが知られている。この内部熱交換器は、高温の冷媒が流れる管路（内管）の周りに低温の冷媒が流れる管路（外管）を配設しているために、管路表面に結露が生じることになる。このような結露を防止するため、内部熱交換器を断熱材等で遮蔽していた。

特開平３−２８６２９１号公報 特開平３−２８６２９２号公報

しかしながら、このように内部熱交換器を断熱材で遮蔽するのでは、内部熱交換器のほかに断熱材が必要となり、コストダウンの障害、省スペース化の障害となる。

本発明は、上記実情に鑑みて、断熱材により内部熱交換器を遮蔽することなく、内部熱交換器における結露を抑制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。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る自動販売機は、一方が商品を収納する一の商品収納庫に開口するとともに他方が冷却熱交換器を収容した冷却室に開口し、一の商品収納庫から冷却熱交換器に空気を供給する冷気吸込ダクトと、一方が冷却室に開口するとともに他方が一の商品収納庫に開口し、冷却熱交換器において冷却された空気を一の商品収納庫に供給する冷気吐出ダクトとを備えた自動販売機において、前記冷却熱交換器とともに冷凍サイクルを構成する加熱熱交換器から流出した高温の冷媒と前記冷却熱交換器から流出した低温の冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を前記冷却室に収容したことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る自動販売機は、上記請求項１において、前記内部熱交換器は、高温の冷媒が流れる管路の周りに低温の冷媒が流れる管路を配設したことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る自動販売機は、上記請求項１又は２において、前記冷却室の下方に蒸発皿を配設し、前記冷却室に溜まったドレーン水を蒸発皿に排出することを特徴とする。

本発明に係る自動販売機は、加熱熱交換器から流出した高温の冷媒と冷却熱交換器との間で熱交換を行う内部熱交換器を冷却室に収容したので、内部熱交換器の周囲の温度は低く維持され、内部熱交換器における結露を抑制できる。したがって、内部熱交換器を断熱材で遮蔽する必要がなくなり、コストダウン、省スペースが達成できる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る自動販売機の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明に係る自動販売機の実施の形態である自動販売機の外扉と内扉とを開放した状態を示す正面図、図２は図１に示した自動販売機のII−II断面図、図３は図１に示した自動販売機のIII−III断面図である。

本発明の実施の形態である自動販売機は、缶入り飲料、ペットボトル入り飲料、あるいはビン入り飲料等の商品を冷やした状態で販売したり、温めた状態で販売したりする自動販売機に好適なものである。

図１〜図３に示すように、本実施の形態である自動販売機は、本体キャビネット１を備えている。本体キャビネット１は、複数の鋼材を適宜組み合わせることにより構成したもので、前面が開口した箱状を呈している。

本体キャビネット１の左側縁部には内扉（図示せず）と外扉２とが支承してある。この外扉２の前面には、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品の見本を展示する商品展示室（図示せず）、商品を選択するための選択ボタン（図示せず）、貨幣を投入するための貨幣投入口（図示せず）、払い出された商品を取り出すための商品取出口（図示せず）等、商品の販売に必要となる構成が配置してある。内扉は、断熱材によって構成したもので、本体キャビネット１の前面開口を開閉すべく外扉２と本体キャビネット１との間に配設してある。

本体キャビネット１の内部は、仕切板３（床板）によって商品収容室４と機械室５とに画成されている。商品収容室４は本体キャビネット１の内部上方に画成され、機械室５は本体キャビネット１の内部下方に画成されている。

図１に示すように、商品収容室４は、さらに二つの断熱仕切板４０によって三つの商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃに画成されている。これら三つの商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃは、本体キャビネット１の幅方向に並設されている。以下の説明において、正面向かって左側となる商品収納庫４ａを「左庫４ａ」、中央となる商品収納庫４ｂを「中庫４ｂ」、右側となる商品収納庫４ｃを「右庫４ｃ」と称する。

本実施の形態である自動販売機の左庫４ａと中庫４ｂは、商品を冷やすこともできれば、商品を温めることもできる冷却加温兼用庫であって、右庫４ｃは商品を冷やすことしかできない冷却専用庫となっている。

また、本実施の形態である自動販売機では、図１に示すように、右庫４ｃの幅（容積）が最も大きく、左庫４ａの幅（容積）が右庫４ｃにつづき、中庫４ｂの幅（容積）が最も小さくなるように画成してある。このため、左庫４ａと右庫４ｃとには、本体キャビネット１の幅方向に二列の商品収納ラック６が収容され、中庫４ｂには、本体キャビネット１の幅方向に一列の商品収納ラック６が収納されている。なお、右庫４ｃに収容した商品収納ラック６と左庫４ａに収容した商品収納ラック６とでは、商品収納ラック６の幅が異なるが、これは右庫４ｃに収容した商品収納ラック６に通常の容量よりも大容量となるペットボトル入り飲料等の商品の収納を可能とするためである。

また、図２及び図３に示すように、左庫４ａ、中庫４ｂ、右庫４ｃには、奥行き方向に五列の商品収納通路を画成するように商品収納ラック６が収納されている。したがって、左庫４ａと右庫４ｃとにはそれぞれ１０種類ずつ商品を収納することができ、中庫４ｂには５種類の商品を収納することができる。すなわち、本実施の形態である自動販売機は、２５種類の商品が収納でき、これらを要求に応じて販売することができる。

商品収納ラック６は、蛇行した商品収納通路が内部に画成されたいわゆるサーペンタインラックと称されるものであって、商品収納ラック６の下方部には商品収納ラック６から一つずつ商品を搬出するベンドメックと称される商品搬出装置（図示せず）を備えている。

図２及び図３に示すように、各商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃの内部であって、商品収納ラックの奥方となる部位には、それぞれ背面ダクト４１が取り付けてある。背面ダクト４１は、商品収納ラック６に収納された商品の間を通過した空気を吸い込んで循環させるためのもので、商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃの中程となる位置に吸込口（図示せず）が形成してあり、商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃの下部となる位置に吐出口が形成してある。

また、図４及び図５に示すように、各商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃの下部奥方には、庫内風胴４２ａ，４２ｂ，４２ｃが取り付けてある。庫内風胴４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、奥面と底面とが開口した箱形形状を呈しており、庫内風胴４２ａ，４２ｂ，４２ｃの奥面が背面ダクト４１の吐出口と接続され、庫内風胴４２ａ，４２ｂ，４２ｃの底面が仕切板３（床板）に接続されている。したがって、背面ダクト４１の吸込口（図示せず）から吸い込まれた空気は背面ダクト４１の吐出口を経由して庫内風胴４２ａ，４２ｂ，４２ｃに導かれるようになっている。

図４及び図５に示すように、商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃのうち、左庫４ａ及び中庫４ｂの仕切板３（床板）には、奥方から前方に向けて順番に暖気吸込口４３ａ，４３ｂ、冷気吸込口４４ａ，４４ｂ、冷気吐出口４５ａ，４５ｂ、暖気吐出口４６ａ，４６ｂが開口している。暖気吸込口４３ａ，４３ｂ及び冷気吸込口４４ａ，４４ｂは庫内風胴４２ａ，４２ｂの底面となる部位に開口しており、背面ダクト４１の吸込口（図示せず）から吸い込まれた空気は、背面ダクト４１の吐出口、庫内風胴４２ａ，４２ｂを経由して暖気吸込口４３ａ，４３ｂあるいは冷気吸込口４４ａ，４４ｂから吸い込まれるようになっている。一方、冷気吐出口４５ａ，４５ｂ、暖気吐出口４６ａ，４６ｂは、庫内風胴４２ａ，４２ｂの底面となる部位よりも前方となる部位に開口しており、冷気吐出口４５ａ，４５ｂあるいは暖気吐出口４６ａ，４６ｂから吐出した空気は庫内風胴４２ａ，４２ｂに直接流入することなく左庫４ａあるいは中庫４ｂの庫内に供給されるようになっている。

暖気吸込口４３ａ，４３ｂ、冷気吸込口４４ａ，４４ｂ、冷気吐出口４５ａ，４５ｂ、暖気吐出口４６ａ，４６ｂをそれぞれ閉塞する暖気吸込シャッタ４３ａ１，４３ｂ１、冷気吸込シャッタ４４ａ１，４４ｂ１、冷気吐出シャッタ４５ａ１，４５ｂ１、暖気吐出シャッタ４６ａ１，４６ｂ１が左庫４ａ及び中庫４ｂに設けてある。これらシャッタは断熱材により構成してあり、開口を閉塞するのに十分な面積を有する板状体で構成してある。

暖気吸込シャッタ４３ａ１，４３ｂ１、冷気吸込シャッタ４４ａ１，４４ｂ１、冷気吐出シャッタ４５ａ１，４５ｂ１、暖気吐出シャッタ４６ａ１，４６ｂ１は、連係して開閉するようになっている。すなわち、暖気吸込シャッタ４３ａ１，４３ｂ１と暖気吐出シャッタ４６ａ１，４６ｂ１とが連係し、暖気吸込シャッタ４３ａ１，４３ｂ１が暖気吸込口４３ａ，４３ｂを閉塞した場合には暖気吐出シャッタ４６ａ１，４６ｂ１が暖気吐出口４６ａ，４６ｂを閉塞する一方、冷気吸込シャッタ４４ａ１，４４ｂ１と冷気吐出シャッタ４５ａ１，４５ｂ１とが連係し、冷気吸込シャッタ４４ａ１，４４ｂ１が冷気吸込口４４ａ，４４ｂを閉塞した場合には冷気吐出シャッタ４５ａ１，４５ｂ１が冷気吐出口４５ａ，４５ｂを閉塞するようになっている。

さらに、暖気吸込シャッタ４３ａ１，４３ｂ１と暖気吐出シャッタ４６ａ１，４６ｂ１の組と、冷気吸込シャッタ４４ａ１，４４ｂ１と冷気吐出シャッタ４５ａ１，４５ｂ１の組とにおいても連係して開閉するようになっている。すなわち、暖気吸込シャッタ４３ａ１，４３ｂ１が暖気吸込口４３ａ，４３ｂを閉塞するとともに暖気吐出シャッタ４６ａ１，４６ｂ１が暖気吐出口４６ａ，４６ｂを閉塞した場合に冷気吸込シャッタ４４ａ１，４４ｂ１が冷気吸込口４４ａ，４４ｂを開放するとともに冷気吐出シャッタ４５ａ１，４５ｂ１が冷気吐出口４５ａ，４５ｂを開放する一方、冷気吸込シャッタ４４ａ１，４４ｂ１が冷気吸込口４４ａ，４４ｂを閉塞するとともに冷気吐出シャッタ４５ａ１，４５ｂ１が冷気吐出口４５ａ，４５ｂを閉塞した場合に暖気吸込シャッタ４３ａ１，４３ｂ１が暖気吸込口４３ａ，４３ｂを開放するとともに暖気吐出シャッタ４６ａ１，４６ｂ１が暖気吐出口４６ａ，４６ｂを開放するようになっている。

したがって、左庫４ａを冷却庫とする場合には、暖気吸込口４３ａを閉塞するとともに暖気吐出口４６ａを閉塞する一方、冷気吸込口４４ａを開放するとともに冷気吐出口４５ａを開放することになる。また、左庫４ａを加温庫とする場合には、冷気吸込口４４ａを閉塞するとともに冷気吐出口４５ａを閉塞する一方、暖気吸込口４３ａを開放するとともに暖気吐出口４６ａを開放することになる。

同様に、中庫４ｂを冷却庫とする場合には、暖気吸込口４３ｂを閉塞するとともに暖気吐出口４６ｂを閉塞する一方、冷気吸込口４４ｂを開放するとともに冷気吐出口４５ｂを開放することになる。また、中庫４ｂを加温庫とする場合には、冷気吸込口４４ｂを閉塞するとともに冷気吐出口４５ｂを閉塞する一方、暖気吸込口４３ａを開放するとともに暖気吐出口４６ｂを開放することになる。

商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃのうち、右庫４ｃの仕切板３（床板）には、中程奥方に冷気吸込口４４ｃが開口する一方、中程前方に冷気吐出口４５ｃが開口している。冷気吸込口４４ｃは、左庫４ａ及び中庫４ｂと同様に、庫内風胴４２ｃの底面となる部位に開口しており、背面ダクト４１の吸込口（図示せず）から吸い込まれた空気は、背面ダクト４１の吐出口（図示せず）、庫内風胴４２ｃを経由して冷気吸込口４４ｃから吸い込まれるようになっている。一方、冷気吐出口４５ｃは、庫内風胴４２ｃの底面となる部位よりも前方となる部位に開口しており、冷気吐出口４５ｃから吐出した空気は庫内風胴４２ｃに直接流入することなく右庫４ｃの庫内に供給されるようになっている。

なお、右庫４ｃは冷却専用庫であるので、冷気吸込口４４ｃ、冷気吐出口４５ｃを閉塞する必要がなく、冷気吸込口４４ｃ、冷気吐出口４５ｃを常時開放しておくので、冷気吸込口４４ｃを閉塞する冷気吸込シャッタ、冷気吐出口４５ｃを閉塞する冷気吐出シャッタを右庫４ｃに設ける必要はない。

各商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃの内部であって、商品収納ラック６の下方となる部位には、商品搬出シュータ４７がそれぞれ取り付けてある。商品搬出シュータ４７は、商品収納ラック６から搬出された商品を商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃの奥方から前方に搬送するためのもので、奥方から前方に向けて漸次低くなるように傾斜する態様で取り付けてある。

商品搬出シュータ４７の下面には、それぞれ庫内ファン４８が取り付けてある。庫内ファン４８は冷気吐出口４５ａ，４５ｂ，４５ｃあるいは暖気吐出口４６ａ，４６ｂから空気を吐出させ、商品収納ラック６に収納された商品に空気（冷気あるいは暖気）を供給するためのものである。各商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃに取り付けた庫内ファン４８は、商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃの庫内に配設した温度センサ（図示せず）に基づいて、オン・オフ制御することによって商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃの温度制御を行うようになっている。

図４及び図５に示すように、機械室５の上部、すなわち仕切板３の下面には断熱材によって四つの連絡通路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ（ダクト）が画成してある。連絡通路（ダクト）は商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃの並設方向に延在し、機械室５の奥方から前方に向けて順番に暖気吸込ダクト５ａ、冷気吸込ダクト５ｂ、冷気吐出ダクト５ｃ、暖気吐出ダクト５ｄを構成する。

暖気吸込ダクト５ａは、一方が商品収納庫４ａ，４ｂに開口するとともに他方が後述する加熱熱交換器８３を収容した加熱室８１に開口するものである。具体的には、暖気吸込ダクト５ａの一方（吸込側）が各商品収納庫（左庫４ａ、中庫４ｂ）の暖気吸込口４３ａ，４３ｂに開口する一方、暖気吸込ダクト５ａの他方（吐出側）が加熱熱交換器８３を収容した加熱室８１に開口するようになっている。

冷気吸込ダクト５ｂは、一方が商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃに開口するとともに他方が後述する冷却熱交換器９７を収容した冷却室９１に開口するものである。具体的には、冷気吸込ダクト５ｂの一方（吸込側）が各商品収納庫（左庫４ａ、中庫４ｂ、右庫４ｃ）の冷気吸込口４４ａ，４４ｂ，４４ｃに開口する一方、冷気吸込ダクト５ｂの他方（吐出側）が冷却熱交換器９７を収容した冷却室９１に開口するようになっている。

冷気吐出ダクト５ｃは、一方が冷却室９１に開口するとともに他方が商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃに開口するものである。具体的には、冷気吐出ダクト５ｃの一方（吸込側）が冷却室９１に開口する一方、冷気吐出ダクト５ｃの他方（吐出側）が各商品収納庫（左庫４ａ、中庫４ｂ、右庫４ｃ）の冷気吐出口４５ａ，４５ｂ，４５ｃに開口するようになっている。

暖気吐出ダクト５ｄは、一方が加熱室８１に開口するととともに他方が商品収納庫４ａ，４ｂに開口するものである。具体的には、暖気吐出ダクト５ｄの一方（吸込側）が加熱室８１に開口する一方、暖気吐出ダクト５ｄの他方（吐出側）が各商品収納庫（左庫４ａ、中庫４ｂ）の暖気吐出口４６ａ，４６ｂに開口するようになっている。

機械室５には熱交換ユニット７が着脱可能に取り付けてある。熱交換ユニット７は、図６に示すように、加熱部８と冷却部９とを有している。加熱部８は、熱交換ユニット７の正面向かって左側に位置し、断熱材によって画成された箱状の加熱室８１を有している。

図６に示すように、加熱室８１は、上面が開口しており、暖気吸込ダクト５ａの吐出側と暖気吐出ダクト５ｄの吸込側とが開口している。したがって、暖気吸込口４３ａ，４３ｂが開放されている商品収納庫から加熱室８１に空気が供給され、その後、加熱室８１から暖気吐出口４６ａ，４６ｂが開放されている商品収納庫に空気が供給されることになる。

図７に示すように、加熱室８１には、圧縮機８２、加熱熱交換器８３が収容してある。圧縮機８２は、冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであって、例えば、二回に分けて圧縮作用を行う二段式圧縮機が採用されている。二段式圧縮機は、第一圧縮機８２ａと第二圧縮機８２ｂとから構成され、第一圧縮機８２ａと第二圧縮機８２ｂとの間に中間熱交換器８４（第一凝縮器）が介在するようになっている。

中間熱交換器８４は、冷媒を凝縮させることにより、中間熱交換器８４の周囲から凝縮熱を放熱し、中間熱交換器８４の周囲の空気を加熱するように構成されている。中間熱交換器８４は、例えば、アルミ製の板状体であるアルミフィンを銅製のチューブが貫通したいわゆるフィンアンドチューブタイプの凝縮器で構成される。

圧縮機８２（第二圧縮機８２ｂ）には、加熱熱交換器８３が接続されている。加熱熱交換器８３は、冷媒を凝縮させることにより、加熱熱交換器の凝縮熱を放熱し、加熱熱交換器８３の周囲の空気を加熱するように構成されている。なお、本実施の形態のように冷媒に二酸化炭素（ＣＯ₂冷媒）を用いた場合には、液化することなく超臨界状態となることもある。加熱熱交換器８３は、例えば、アルミ製の板状体であるアルミフィンを銅製のチューブが貫通したいわゆるフィンアンドチューブタイプの凝縮器で構成される。

加熱熱交換器８３には、ガスクーラ８５（第二凝縮器）が接続されている。ガスクーラ８５は、加熱熱交換器８３と同様に、冷媒を凝縮させることにより、ガスクーラ８５の周囲に凝縮熱を放熱するように構成されている。ガスクーラ８５は、例えば、アルミ製の板状体であるアルミフィンを銅製のチューブが貫通したいわゆるフィンアンドチューブタイプの凝縮器で構成される。

なお、加熱熱交換器８３のほかに、圧縮機８２を加熱室８１に収容するのは、加熱熱交換器８３において放熱される熱のほかに、圧縮機８２において発生する熱を回収するためである。

また、加熱室８１には、さらに、加熱ファン８６、ヒータ８７が収容してある。加熱ファン８６は、圧縮機８２と加熱熱交換器８３との間に配設してあり、圧縮機８２から加熱熱交換器８３に向けて空気を流すようになっている。ヒータ８７は、加熱熱交換器８３の手前となる位置に配設してある。ヒータ８７は、加熱ファン８６を可動させた場合に、加熱熱交換器８３の下流側に位置することになり、加熱室８１から暖気吐出口４６ａ，４６ｂが開放されている商品収容庫にヒータで温められた空気が供給されることになる。

冷却部９は、熱交換ユニット７の正面向かって右側に位置し、上面が開口した箱状の冷却室９１と、冷却室９１の下方に配設された蒸発皿９２とを有している。

図６に示すように、冷却室９１は、断熱材により画成されており、冷気吸込ダクト５ｂの吐出側と冷気吐出ダクト５ｃの吸込側とが開口している。したがって、冷気吸込口４４ａ，４４ｂ，４４ｃが開放されている商品収納庫から冷却室９１に空気が供給され、その後、冷却室９１から冷気吐出口４５ａ，４５ｂ，４５ｃが開放されている商品収納庫に空気が供給されることになる。

さらに、底壁の中央部分には前方及び後方から中央に向けて漸次低くなる態様で水受皿９３が形成してある。水受皿９３の最も低くなる部分には、ドレーン９３ａが設けてあり、水受皿９３に溜まったドレーン水は、ドレーン９３ａを介して蒸発皿９２に滴下するようになっている。

図７に示すように、冷却室９１には、内部熱交換器９４、電子膨張弁９５、電磁弁９６、冷却熱交換器９７が収容してある。これら内部熱交換器９４、電子膨張弁９５、電磁弁９６、冷却熱交換器９７は、加熱室８１に収容した圧縮機８２、加熱熱交換器８３のほか、中間熱交換器８４、ガスクーラ８５とともに冷凍サイクルを構成する。本実施の形態では、このように構成した冷凍サイクルを循環する冷媒として、不燃性、安全性、耐腐食性を有し、さらに、オゾン層への影響が少ない二酸化炭素（ＣＯ₂冷媒）を用いている。

内部熱交換器９４は、ガスクーラ８５から電子膨張弁９５に流れる高温の冷媒と冷却熱交換器９７から圧縮機８２に流れる低温の冷媒との間で熱交換を行うものであって、高温の冷媒が流れる冷媒管路９４ａの周りに低温の冷媒が流れる冷媒管路９４ｂが重なるように配設してある。すなわち、内部熱交換器９４の内部において、ガスクーラ８５から電子膨張弁９５に冷媒が流れる冷媒管路９４ａと、冷却熱交換器９７から圧縮機８２に冷媒が流れる冷媒管路９４ｂとが互いに熱交換可能な距離で非接触向流する態様で配設されている。

電子膨張弁９５は、冷媒管路を介して内部熱交換器９４に接続され、ガスクーラ８５において放熱された冷媒を断熱膨張させるものであって、断熱膨張された冷媒は減圧され低温低圧となる。

電磁弁９６は、冷媒管路を介して電子膨張弁９５に接続され、開成状態において冷媒を冷却熱交換器９７に吐出させる一方、閉成状態において冷媒を遮断させるようになっている。

冷却熱交換器９７は、冷媒管路を介して電磁弁９６に接続され、低温低圧の状態に断熱膨張された冷媒を蒸発させることにより、冷却熱交換器９７の周囲から蒸発熱を吸熱し、冷却熱交換器９７の周囲の空気を冷却するものである。冷却熱交換器９７は、例えば、アルミ製の板状体であるアルミフィンを銅製のチューブが貫通したいわゆるフィンアンドチューブタイプの蒸発器で構成してある。

なお、冷却室９１において、内部熱交換器９４と冷却熱交換器９７との間には、遮風部材９１ａが配設してある。遮風部材９１ａは冷却熱交換器９７の周囲から内部熱交換器９７の周囲への空気の流入を抑制するためのもので、遮風部材９１ａの下方において、冷却室９１の内部は連通している。

蒸発皿９２は、滴下したドレーン水を溜めるとともにドレーン水の蒸発を促進させるためのもので、蒸発皿９２には不織布を折り畳んだ蒸発シート９８が配設してある。また、蒸発皿９２の後方となる部位には蒸発促進ファン９９が設けてある。蒸発促進ファン９９は、毛細管現象によって蒸発シート９８に吸い上げられたドレーン水の蒸発を促進することができるようになっている。

上述した熱交換ユニットによれば、圧縮機８２と中間熱交換器８４とにおいて冷媒が圧縮されて高温高圧の状態となる。具体的には、第一圧縮機８２ａにおける一回目（最初）の圧縮作用により圧縮された冷媒は、中間熱交換器８４において冷却された後に、第二圧縮機８２ｂに供給される。したがって、第一圧縮機８２ａから第二圧縮機８２ｂの間、すなわち、中間熱交換器８４において冷媒が冷却されるので、低消費電力で冷媒は所望の高温高圧の状態に圧縮される。

圧縮機８２と中間熱交換器８４とにおいて圧縮されて高温高圧の状態となった冷媒は、加熱熱交換器８３に吐出され、加熱熱交換器８３において放熱し、加熱熱交換器８３の周囲の空気を加熱する。

加熱熱交換器８３において放熱された冷媒は、ガスクーラ８５に吐出され、ガスクーラ８５において更に放熱（排熱）する。ガスクーラ８５で放熱された冷媒は、内部熱交換器９４を経由して電子膨張弁９５に吐出される。内部熱交換器９４ではガスクーラ８５から電子膨張弁９５に吐出する高圧の冷媒と冷却熱交換器９７から圧縮機８２に吐出する低圧の冷媒との間で熱交換が行われる。

電子膨張弁９５に吐出された冷媒は、減圧されて断熱膨張し、低温低圧の状態となる。低温低圧の状態の冷媒は、開成状態にある電磁弁９６を経由して冷却熱交換器９７に吐出することになる。

電子膨張弁９５において低温低圧の状態となった冷媒は、冷却熱交換器９７において蒸発されて気化する。このとき、冷却熱交換器９７の周囲から吸熱し、冷却熱交換器９７の周囲の空気を冷却する。

このように構成された熱交換ユニット７には、左右一対となるポップアップハンドル（図示せず）が設けてある。ポップアップハンドルは、機械室５に収容した熱交換ユニット７をポップアップ（上昇）させるためのもので、ポップアップハンドルを互いに反対方向（左側のポップアップハンドルは反時計回り、右側のポップアップハンドルが時計回り）となるように回動させた場合に、熱交換ユニット７がポップアップ（上昇）するようになっている。

このように構成された熱交換ユニット７は、機械室５に収容された後、ポップアップハンドルが互いに反対方向（左側のポップアップハンドルは反時計回り、右側のポップアップハンドルが時計回り）となるように回動させることにより、熱交換ユニット７をポップアップ（上昇）させると、暖気吸込ダクト５ａの他方（吐出側）と暖気吐出ダクト５ｄの一方（吸込側）が加熱室８１に開口するとともに、冷気吸込ダクト５ｂの他方（吐出側）と冷気吐出ダクト５ｃの一方（吸込側）が冷却室９１に開口する。なお、暖気吸込ダクト５ａ及び暖気吐出ダクト５ｄと加熱室８１の上面開口との間、冷気吸込ダクト５ｂ及び冷気吐出ダクト５ｃと冷却室９１の開口とは密着し、熱交換ユニット７と暖気吸込ダクト５ａ、冷気吸込ダクト５ｂ、冷気吐出ダクト５ｃ、暖気吐出ダクト５ｄとの間で空気が漏れることはない。

図８に示すように、上述した本発明の実施の形態である自動販売機において、全ての商品収納庫４ａ，４ｂ，４ｃにおいて商品を冷やす場合、すなわち、左庫４ａ、中庫４ｂ、右庫４ｃにおいて商品を冷やす場合には（このように自動販売機を設定した状態を「ＣＣＣモード」という）、左庫４ａ及び中庫４ｂの暖気吸込口４３ａ，４３ｂと暖気吐出口４６ａ，４６ｂを閉塞するとともに、左庫４ａ及び中庫４ｂの冷気吸込口４４ａ，４４ｂと冷気吐出口４５ａ，４５ｂを開放する。

そして、商品収納庫の各庫（左庫４ａ、中庫４ｂ、右庫４ｃ）に配設した温度センサ（図示せず）が設定温度（例えば、５°Ｃ）となるまで、庫内ファン４８をオンにする。すると、庫内ファン４８がオンとなった商品収納庫に冷却室９１で冷やされた空気が循環することになり、左庫４ａ、中庫４ｂ、右庫４ｃの全てにおいて商品が冷やされることになる。そして、時間の経過とともに庫内温度が下降し、庫内ファン４８をオフすると時間の経過とともに庫内温度が上昇する。これを繰り返すことにより、庫内の温度が設定温度に保たれる。なお、最初に中庫４ｂの庫内温度が設定温度に到達し、次いで、左庫４ａと右庫４ｃの庫内温度が設定温度に到達する。このため、中庫４ｂの庫内ファン４８がオフになった後に、左庫４ａの庫内ファン４８と右庫４ｃの庫内ファン４８とがオフになる。

一方、左庫４ａにおいて商品を温め、中庫４ｂ及び右庫４ｃにおいて商品を冷やす場合には（このように自動販売機を設定した状態を「ＨＣＣモード」という）、左庫４ａの冷気吸込口４４ａと冷気吐出口４５ａとを閉塞する一方、左庫４ａの暖気吸込口４３ａと暖気吐出口４６ａを開放するとともに、中庫４ｂの暖気吸込口４３ｂと暖気吐出口４６ｂとを閉塞する一方、中庫４ｂの冷気吸込口４４ｂと冷気吐出口４５ｂを開放する。

そして、商品収納庫の各庫（左庫４ａ、中庫４ｂ、右庫４ｃ）に配設した温度センサ（図示せず）が設定温度（例えば、左庫が５５°Ｃ、中庫及び右庫が５°Ｃ）となるまで、庫内ファン４８をオンにする。すると、庫内ファン４８がオンとなった左庫４ａに加熱室８１で温められた空気が循環することになり、左庫４ａにおいて商品が温められることになる。一方、庫内ファン４８がオンとなった中庫４ｂ及び右庫４ｃに冷却室９１で冷やされた空気が循環することになり、中庫４ｂ及び右庫４ｃにおいて商品が冷やされることになる。そして、時間の経過とともに左庫４ａは庫内温度が上昇し、中庫４ｂ及び右庫４ｃは庫内温度が下降する。庫内ファン４８をオフにすると左庫４ａの庫内温度は下降し、中庫４ｂ及び右庫４ｃの庫内温度は上昇する。これを繰り返すことにより、庫内の温度が設定温度に保たれる。なお、最初に右庫４ｃの庫内温度が設定温度に到達し、左庫４ａ、中庫４ｂの順に庫内温度が設定温度に到達する。このため、右庫４ｃの庫内ファン４８、左庫４ａの庫内ファン４８の順にオフになった後、中庫４ｂの庫内ファン４８がオフになる。

なお、自動販売機をＨＣＣモードで稼働する場合には、加熱室８１における加熱と冷却室９１における冷却を同時に開始し、その後、加熱室８１における加熱を中断する一方、冷却室９１におけると冷却を継続するように制御する。

他方、左庫４ａ及び中庫４ｂにおいて商品を温め、右庫４ｃにおいて商品を冷やす場合には（このように自動販売機を設定した状態を「ＨＨＣモード」という）、左庫４ａ及び中庫４ｂの冷気吸込口４４ａ，４４ｂと冷気吐出口４５ａ，４５ｂとを閉塞する一方、左庫４ａ及び中庫４ｂの暖気吸込口４３ａ，４３ｂと暖気吐出口４６ａ，４６ｂを開放する。

そして、商品収納庫（左庫４ａ、中庫４ｂ、右庫４ｃ）に配設した温度センサ（図示せず）が設定温度（例えば、左庫及び中庫が５５°Ｃ、右庫が５°Ｃ）となるまで庫内ファン４８をオンにする。すると、庫内ファン４８がオンとなった左庫４ａ及び中庫４ｂに加熱室８１で温められた空気が循環することになり、左庫４ａ及び中庫４ｂにおいて商品が温められることになる。一方、庫内ファン４８がオンとなった右庫４ｃに冷却室９１で冷やされた空気が循環することになり、右庫４ｃにおいて商品が冷やされることになる。そして、時間の経過とともに左庫４ａ及び中庫４ｂは庫内温度が上昇し、右庫４ｃは庫内温度が下降する。庫内ファン４８をオフにすると左庫４ａ及び中庫４ｂの庫内温度は下降し、右庫４ｃの庫内温度は上昇する。これを繰り返すことにより、庫内の温度が設定温度に保たれる。なお、最初に中庫４ｂと右庫４ｃの庫内温度が設定温度に到達し、次いで、左庫４ａの庫内温度が設定温度に到達する。このため、中庫４ｂの庫内ファン４８と右庫４ｃの庫内ファン４８とがオフになった後に、中庫４ｂの庫内ファン４８がオフになる。

なお、自動販売機をＨＨＣモードで稼働する場合には、加熱室８１における加熱と冷却室９１における冷却を同時に開始し、その後、冷却室９１における冷却を中断する一方、加熱室８１における加熱を継続するように制御する（加熱単独稼働となる）。このとき、圧縮機８２を停止させる一方、ヒータ８７を稼働する。したがって、冷却室９１において余剰に蒸発熱を吸熱することがなく、冷やされた空気を自動販売機の外部に排出する必要はない。

また、中庫４ｂにおいて商品を温め、左庫４ａ及び右庫４ｃにおいて商品を冷やす場合には（このように自動販売機を設定した状態を「ＣＨＣモード」という）、左庫４ａの暖気吸込口４３ａと暖気吐出口４６ａとを閉塞する一方、左庫４ａの冷気吸込口４４ａと冷気吐出口４５ａを開放するとともに、中庫４ｂの冷気吸込口４４ｂと冷気吐出口４５ｂとを閉塞する一方、中庫４ｂの暖気吸込口４３ｂと暖気吐出口４６ｂを開放する。

そして、商品収納庫（左庫４ａ、中庫４ｂ、右庫４ｃ）に配設した温度センサ（図示せず）が設定温度（例えば、中庫が５５°Ｃ、左庫及び右庫が５°Ｃ）となるまで庫内ファン４８をオンにする。すると、庫内ファン４８がオンとなった中庫４ｂに加熱室８１で温められた空気が循環することになり、中庫４ｂにおいて商品が温められることになる。一方、庫内ファン４８がオンとなった左庫４ａ及び右庫４ｃに冷却室９１で冷やされた空気が循環することになり、左庫４ａ及び右庫４ｃにおいて商品が冷やされることになる。そして、時間の経過とともに中庫４ｂは庫内温度が上昇し、左庫４ａ及び右庫４ｃは庫内温度が下降する。庫内ファン４８をオフにすると中庫４ｂの庫内温度は下降し、左庫４ａ及び右庫４ｃの庫内温度は上昇する。これを繰り返すことにより、庫内の温度が設定温度に保たれる。なお、最初に左庫４ａと右庫４ｃの庫内温度が設定温度に到達し、次いで、中庫４ｂの庫内温度が設定温度に到達する。このため、左庫４ａの庫内ファン４８と右庫４ｃの庫内ファン４８とがオフになった後に、中庫４ｂの庫内ファン４８がオフになる。

なお、自動販売機をＣＨＣモードで稼働する場合には、加熱室８１における加熱と冷却室９１における冷却を同時に開始し、その後、冷却室９１における冷却を中断する一方、加熱室８１における加熱を継続するように制御する（加熱単独稼働となる）。このとき、圧縮機８２を停止させる一方、ヒータ８７を稼働する。したがって、冷却室９１において余剰に蒸発熱を吸熱することがなく、冷やされた空気を自動販売機の外部に排出する必要はない。

上述した本実施の形態である自動販売機は、ガスクーラ８５から電子膨張弁９５に流れる高温の冷媒と冷却熱交換器９７から圧縮機に流れる低温の冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器９４を冷却室９１に収容したので、内部熱交換器９４における結露を抑制できる。この結果、内部熱交換器９４を断熱材で遮蔽する必要がなくなり、コストダウン、省スペース化に寄与できる。なお、内部熱交換器９４において結露が生じた場合であっても、水受皿９３、ドレーン９３ａを経由して蒸発皿９２に排出することができる。

また、内部熱交換器９４は、高温の冷媒が流れる冷媒管路の周りに低温の冷媒が流れる冷媒管路を配設する構成としたので、低温の冷媒が流れる冷媒管路の周りに高温の冷媒が流れる冷媒管路を配設する構成とした場合よりも圧力損失を小さくすることができ、効率的な熱交換ができる。

また、冷却室９１を画成する底壁には水受皿９３が形成してあり、水受皿９３に溜まったドレーン水は、ドレーンを介して蒸発皿に滴下するようになっているので、冷却熱交換器９７の除霜運転により生じたドレーン水、内部熱交換器９４に結露した結露水を冷却室９１の外部に放出することができる。

本発明の実施の形態である自動販売機の正面図であって、外扉と内扉とを外した状態を示すものである。 図１においてII−II線で縦断した自動販売機を示す縦断側面図である。 図１においてIII−III線で縦断した自動販売機を示す縦断側面図である。 冷気の循環を説明するための斜視図である。 暖気の循環を説明するための斜視図である。 図１に示した自動販売機に着脱可能に取り付ける熱交換ユニットを示す斜視図である。 図６に示した熱交換ユニットの冷媒回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態である自動販売機の稼働状態を説明する図である。

符号の説明

１ 本体キャビネット
２ 外扉
３ 仕切板
４ 商品収容室
４ａ 左庫（商品収納庫）
４ｂ 中庫（商品収納庫）
４ｃ 右庫（商品収納庫）
４０ 断熱仕切板
４１ 背面ダクト
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 庫内風胴
４３ａ，４３ｂ 暖気吸込口
４３ａ１，４３ｂ１ 暖気吸込シャッタ
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ 冷気吸込口
４４ａ１，４４ｂ１ 冷気吸込シャッタ
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ 冷気吐出口
４５ａ１，４５ｂ１ 冷気吐出シャッタ
４６ａ，４６ｂ 暖気吐出口
４６ａ１，４６ｂ１ 暖気吐出シャッタ
４７ 商品搬出シュータ
４８ 庫内ファン
５ 機械室
５ａ 暖気吸込ダクト
５ｂ 冷気吸込ダクト
５ｃ 冷気吐出ダクト
５ｄ 暖気吐出ダクト
６ 商品収納ラック
７ 熱交換ユニット
８ 加熱部
８１ 加熱室
８２ 圧縮機
８２ａ 第一圧縮機
８２ｂ 第二圧縮機
８３ 加熱熱交換器
８４ 中間熱交換器
８５ ガスクーラ
８６ 加熱ファン
８７ ヒータ
９ 冷却部
９１ 冷却室
９１ａ 遮風部材
９２ 蒸発皿
９３ 水受皿
９３ａ ドレーン
９４ 内部熱交換器
９４ａ 冷媒管路
９４ｂ 冷媒管路
９５ 電子膨張弁
９６ 電磁弁
９７ 冷却熱交換器
９８ 蒸発シート
９９ 蒸発促進ファン

Claims (3)

1. 一方が商品を収納する一の商品収納庫に開口するとともに他方が冷却熱交換器を収容した冷却室に開口し、一の商品収納庫から冷却熱交換器に空気を供給する冷気吸込ダクトと、一方が冷却室に開口するとともに他方が一の商品収納庫に開口し、冷却熱交換器において冷却された空気を一の商品収納庫に供給する冷気吐出ダクトとを備えた自動販売機において、
   前記冷却熱交換器とともに冷凍サイクルを構成する加熱熱交換器から流出した高温の冷媒と前記冷却熱交換器から流出した低温の冷媒との間で熱交換を行う内部熱交換器を前記冷却室に収容したことを特徴とする自動販売機。
2. 前記内部熱交換器は、高温の冷媒が流れる管路の周りに低温の冷媒が流れる管路を配設したことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
3. 前記冷却室の下方に蒸発皿を配設し、前記冷却室に溜まったドレーン水を蒸発皿に排出することを特徴とする請求項１又は２に記載の自動販売機。

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