JP4911105B2 - 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 冷媒回路にて冷却または加熱して販売に供する自動販売機に関する。

近年の地球温暖化に対して二酸化炭素の排出量削減が課題となっており、自 動販売機も省エネ型が開発されている。その１方式として従来は排熱していた凝 縮器の熱を庫内の加熱に利用するヒートポンプ方式の自動販売機が注目されてい る（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この自動販売機は、庫内側の熱交換器を冷却時には蒸発器とし て使用し、加温時には凝縮器として使用するため、自動販売機の冷却加熱の運転 モードによって、冷媒の流し方を変更させる必要がある結果、冷凍回路の配管が 複雑になりコスト高を招来するという問題がある。
また、ＣＯ₂冷媒を使用して、製造コストを低減させるために１つの商品収納 庫に冷却用熱交換器および加熱用熱交換器の２つの配管回路を設け、庫外に放熱 用の庫外熱交換器を用いて冷媒回路を構成することが知られている（例えば、特 許文献２参照）。
特開２００２−２９８２１０号公報 特開２００６−１１４９３号公報

特許文献２に記載の冷媒回路では、外気温度が低い場合、庫外に設置された凝 縮器内で冷媒は凝縮し易くなり、余剰な冷媒溜りを発生する。その結果、冷凍回 路を循環する冷媒循環量が低減し、加熱能力が低下するため、商品温度を所定の 温度に維持できないという問題がある。
具体的に説明をすると、外気温度が低下すると、亜臨界状態で動作するフロン 冷媒は庫外に設置された凝縮器や庫外熱交換器で冷媒が液化しやすくなり、これ ら熱交換器内の冷媒量が増加する。このため、蒸発器側の冷媒量が少なくなるの で、蒸発側の圧力が低くなり、圧縮機に吸入される冷媒密度が低下する。その結 果、冷媒循環量が低減し、加熱能力が不足する。冷媒が液化しにくくするために は、凝縮器温度を上げることが必要である。
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、外気温度が低い場合であっても好 適に冷媒循環量を維持し、効率の良いヒートポンプ運転す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、冷却加 熱兼用の商品収納庫を有し、冷却加熱の運転モードにより選択的に商品収納庫を 冷却もしくは加熱する自動販売機であって、冷媒を圧縮する圧縮機と、庫外に設 け冷媒を凝縮する凝縮器と、この凝縮器の出口に接続された冷媒を膨張させる膨 張手段と、膨張手段より膨張した冷媒を分配する分配器と、庫内に設け冷媒を蒸 発する複数の蒸発器と、にて冷却循環回路を構成し、前記圧縮機と、前記蒸発器 とともに商品収納庫に配設された加熱熱交換器と、ファンからの送風により放熱 する庫外熱交換器と、圧力調整手段と、前記分配器と、前記蒸発器と、にて加熱 冷却循環回路を構成するとともに、庫内温度を検知する庫内温度検知手段と、こ れらを制御する制御手段を有する自動販売機において、庫外に加熱手段を有し、 かつ、前記庫外熱交換器に凝縮して貯留する冷媒を検知する貯留冷媒検知手段を 設け、当該貯留冷媒検知手段の信号に基づいて、前記ファンにより加熱手段の熱 を前記庫外熱交換器に送風することを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係る自動販売機は、請求項１において、前記貯留冷 媒検知手段が、前記圧縮機が運転時においては、前記庫外熱交換器の凝縮温度を 検知する凝縮度検出手段であることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る自動販売機は、請求項１において、前記貯留冷 媒検知手段が、前記圧縮機が停止時においては、外気温度を検出する外気温度検 知手段であることを特徴とする。
また、本発明の請求項４に係る自動販売機は、請求項１から３のいずれかにお いて、前記圧縮機が前記加熱手段を兼用し、前記ファンが前記圧縮機と前記庫外 熱交換器との間に位置し、当該ファンの送風風向を変えて、前記圧縮機の排熱を 前記庫外熱交換器に送風することを特徴とする。
また、本発明の請求項５に係る自動販売機は、請求項４において、前記ファン が前記凝縮器用のファンを兼用することを特徴とする。

本発明に係る請求項１−３の自動販売機は、圧縮機と、蒸発器とともに商品収 納庫に配設された加熱熱交換器と、ファンからの送風により放熱する庫外熱交換 器と、圧力調整手段と、分配器と、蒸発器と、にて加熱冷却循環回路を構成する 自動販売機において、庫外に加熱手段を有し、かつ、庫外熱交換器に凝縮して貯 留する冷媒を検知する貯留冷媒検知手段を設け、当該貯留冷媒検知手段の信号に 基づいて、ファンにより加熱手段の熱を庫外熱交換器に送風することにより、外 気温度が低い場合であっても、冷媒が庫外熱交換器に凝縮して余剰に貯留するこ となく、好適に冷媒循環量を維持し、効率の良いヒートポンプ運転をすることが できる。
本発明に係る請求項４−５の自動販売機は、前述の構成に加え圧縮機が加熱手 段を兼用し、ファンが凝縮器用のファンを兼用するので、さらに低コストで前述 の効果を奏することができる。

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例を詳細に 説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
（実施例）
まず、本発明の実施例に係る自動販売機について図１―１２を参照しつつ説明 する。図１は本発明の実施例に係る自動販売機を示す斜視図、図２は、図１に示 した自動販売機の断面図であり、図３は本発明の実施例に係る冷媒回路図である 。図４は制御装置のブロック図を示し、図５は庫内の冷却加熱の運転モードを３ 室すべて冷却とするＣＣＣモードの冷媒の流れを示す回路図であり、図６は冷却 加熱の運転モードを１室加熱、２室冷却するＨＣＣモードの冷媒の流れを示す回 路図であり、（ａ）はヒートポンプ運転時、（ｂ）は冷却単独運転時を示す。図 ７は冷却加熱の運転モードを２室加熱、１室冷却するＨＨＣモードの冷媒の流れ を示す回路図である。図８は実施例に係る自動販売機のファン制御のブロック図 であり、図９は実施例に係る自動販売機のファン制御のフローチャートである。 図１０は実施例に係る自動販売機制御の凝縮温度に対するファン風量操作量を示 す動作図であり、図１１は実施例に係る自動販売機制御のヒートポンプ運転時に おける凝縮温度に対するファン風量操作量を示す動作図であり、図１２は実施例 に係る自動販売機制御の冷却単独運転時における凝縮温度に対するファン風量操 作量を示す動作図である。

これら図において、自動販売機は、前面が開口した直方状の断熱体として形成 された本体キャビネット１０と、その前面に設けられた外扉２０および内扉３０ と、本体キャビネット１０の内部を上下２段に底板１１にて区画形成し、上部を 例えば２つの断熱仕切板４０ｗによって仕切られた３つの独立した商品収納庫４ ０ａ、４０ｂ、４０ｃと、下部に商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却もし くは加熱する冷却／加熱ユニット６０を収納する機械室５０と、外扉２０の内側 に配設され、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内の庫内温度センサＴａ、Ｔｂ 、Ｔｃ、および機械室５０内の周温センサＴｏにより自動販売機の冷却、加熱運 転などを制御する制御手段９０と、を有して構成されている。
より詳細に説明すると、外扉２０は、本体キャビネット１０の前面開口を開閉 するためのものであり、図には明示していないが、この外扉２０の前面には、販 売する商品の見本を展示する商品展示室、販売する商品を選択するための選択ボ タン、貨幣を投入するための貨幣投入口、払い出された商品を取り出すための商 品取出口２１等々、商品の販売に必要となる構成が配置してある。
内扉３０は、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃの前面を開閉し、内部の商品 を保温するものであり、上下２段に分割され内部に断熱体を有する箱型形状の構 造体である。上側の内扉３０ａは、一端を外扉２０に枢軸し、他端を外扉２０に 係着して、外扉２０の開放と同時に上側の内扉３０ａを開放させて、商品の補充 を容易にするものである。下側の内扉３０ｂは、一端を本体キャビネット１０に 枢軸し、他端を本体キャビネット１０に不図示の掛金にて掛着して、外扉２０を 開放したときには、閉止した状態であり、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内 の冷気もしくは暖気が流出することを防ぎ、メンテナンス時など必要に応じて開 放できるものである。

商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等 の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのものであり、その収納庫の 容量は商品収納庫４０ｃ、４０ａ、４０ｂの順番に大きな態様で配分されている 。本実施例は、商品収納庫４０ｃを冷却専用とし、商品収納庫４０ａ、４０ｂを 冷却加熱兼用としている。その商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃには、それぞ れ、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納し、販売信号により1個ずつ商品を 排出するための商品搬出機構を備えた商品収納ラックＲ、排出された商品Ｓを内 扉３０ｂに取設された搬出扉３１を介して外扉の販売口２１へ搬出する商品搬出 シュート４２を有している。
冷却／加熱ユニット６０は、冷凍サイクルを構成する圧縮機６１、凝縮器６２ 、膨張弁６３、分流器６４と、底板１１を跨いで庫内の蒸発器６５ａ、６５ｂ、 ６５ｃとを冷媒配管で連結した冷却部と、圧縮機６１、加熱熱交換器６６ａ、６ ６ｂ、庫外熱交換器７６、電子膨張弁７９、蒸発器６５ａ、６５ｂ、とを冷媒配 管で連結した加熱部と、商品収納庫４０ａ、４０ｂに取設された加熱ヒータ８０ ａ、８０ｂとから構成され、庫内に冷風または温風を循環させて商品収納ラック Ｒ内の商品Ｓを冷却または加熱するものである。

圧縮機６１は、循環する冷媒を圧縮して冷媒の温度を上げるためのものであり 、冷媒を圧縮する工程で圧縮機６１内のシリンダが発熱する。発熱する圧縮機６ １を冷却するために、外部より空冷するファンが用いられ、そのファンは、後述 する凝縮器６２用の庫外ファン６２ｆが兼用されている。圧縮機６１の排熱は、 後述する庫外熱交換器７６を加熱するためにも使用され、圧縮機６１は庫外熱交 換器７６を加熱するための加熱手段を兼用している。また、圧縮機６１は、機械 室５０内の中央部に取設されている。なお、加熱手段として、ヒータを別置きし てもよい。
凝縮器６２は、圧縮機６１により圧縮された冷媒を凝縮するためのものであり 、いわゆるフィンアンドチューブ型の構成の熱交換器である。凝縮器６２は、機 械室５０の手前側に取設されて、凝縮器６２の後方側に庫外熱交換器７６が取設 されている。なお、庫外熱交換器７６の配置は、凝縮器６２の上下側に取設され てもても良いし、凝縮器６２の前側に取設されてもよい。
庫外熱交換器７６は、凝縮器６２と一体型に構成された熱交換器でヒートポン プ運転時に蒸発器６５ａ（もしくは６５ｂ）、６５ｃの蒸発量に見合うように加 熱熱交換器６６ａ，６６ｂの放熱量を補うためのものである。なお、庫外熱交換 器７６は、凝縮器６２と一体型に構成することなく個別に構成して機械室５０内 に凝縮器６２と並設をしてもよい。

庫外ファン６２ｆは、凝縮器６２による凝縮熱を排気するためのものであり、 その排気空気を利用して圧縮機６１を冷却するプロペラ型の低圧高風量のファン である。また、庫外ファン６２ｆは、庫外熱交換器７６と圧縮機６１との間に取 設され、庫外熱交換器７６を放熱させるファンも兼用をしている。なお、庫外熱 交換器７６の放熱のためのファンは、凝縮器６２の庫外ファン６２ｆにて兼用を しているが、庫外ファン６２ｆと別置したものでも良い。
庫外ファン６２ｆは、直流モータで駆動され、電流の方向を変えることにより 正逆の回転が可能であり、電流のＯＮ・ＯＦＦの比率（デューティー比）を変え ることにより、回転数および風量を制御することができる。庫外ファン６２ｆが 正方向に回転するときには、図２中の矢印Ａの方向に風が流れ、凝縮器６２、庫 外熱交換器７６の凝縮熱を排気して、圧縮機６１を冷却させる。庫外ファン６２ ｆが逆方向に回転するときには、図２中の矢印Ｂの方向に風が流れ、圧縮機６１ の排気熱を庫外熱交換器７６に供給させる。また、庫外ファン６２ｆは、回転数 を増減させて庫外熱交換器７６の放熱量を制御することができる。
凝縮温度センサＴｎは、庫外熱交換器７６に取設され、庫外熱交換器７６の凝 縮温度を検出し、圧縮機６１が運転中において庫外熱交換器７６に貯留する冷媒 を検知する貯留冷媒検知手段である。凝縮器６２が庫外熱交換器７６と同一の熱 交換器で構成されている場合は、凝縮温度センサＴｎは凝縮器６２の凝縮温度を 検出するセンサとして兼用することができる。凝縮器６２と庫外熱交換器７６と が別置されている場合には、凝縮器６２に別の凝縮温度センサＴｎを設ければよ い。

外気温度センサＴｏは、機械室５０内に取設され、外気温度を検出し、圧縮機 ６１が停止中において庫外熱交換器７６に貯留する冷媒を検知する貯留冷媒検知 手段である。
蒸発器６５ａ、６５ｂ、６５ｃは、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却 するためのものであり、各商品収納庫の下部に取設されている。また、加熱熱交 換器６６ｂ、６６ａは、蒸発器６５ｂ、６５ａの前に取設され、商品収納庫４０ ｂ、４０ａを加熱するためのものである。蒸発器６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、加熱 熱交換器６６ｂ、６６ａは、各商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃにおいて、風 胴６７で囲繞され、その後方には庫内ファン６５ｆおよびダクト６７ｄが取設さ れている。商品収納庫内の冷却加熱は、蒸発器６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、加熱熱 交換器６６ｂ、６６ａにより冷却もしくは加熱された空気を商品収納庫内の商品 Ｓに送風し、ダクト６７ｄより回収することで行われる。
冷却／加熱ユニット６０の冷媒回路構成について図３を用いて詳述する。冷媒 回路構成は、庫内を冷却のみを行う冷却循環回路８１とヒートポンプ運転を行う （庫内の加熱冷却を同時に行う）加熱冷却循環回路８２を有している。

冷却循環回路８１は、圧縮機６１、電磁弁６８、凝縮器６２、逆止弁７１、膨 張弁６３（膨張手段、細管でも良い）を介して、分流器６４に接続し、分流器６ ４より分岐された電磁弁７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、蒸発器６５ａ、６５ｂ、６５ ｃに接続されて、蒸発器６５ａ、６５ｂ、６５ｃからの配管は集合してアキュム レータ６９を介して圧縮機６１に戻る回路である。
一方、加熱冷却循環回路８２は、圧縮機６１から並列に電磁弁６８ａ、６８ｂ を介して加熱熱交換器６６ａ、６６ｂに接続され、加熱熱交換器６６ａ、６６ｂ から逆止弁７１、７１を介して集合し、庫外熱交換器７６から圧力調整手段とし ての電子膨張弁７９を介して分流器６４に接続され、分流器６４より分岐された 電磁弁７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、蒸発器６５ａ、６５ｂ、６５ｃから合流してア キュムレータ６９を介して圧縮機６１に戻る回路である。
なお、図３中の破線は、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを示し、商品収納 庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内に庫内温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃおよび商品収納 庫４０ａ、４０ｂに加熱ヒータ８０ａ、８０ｂが取設されていることを示す。ま た、周温センサＴｏは、収納庫外の機械室５０に取設されていることを示す。

冷媒は、臨界圧力内で使用する冷媒、例えばフロン冷媒でＲ１３４ａを使用し ている。
制御手段９０は、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃの冷却もしくは加熱を制 御するものであり、図４に示すように内部にＣＰＵ、メモリを有し、Ｈ／Ｃ設定 モードＳＷ９１により冷却加熱の運転モードを設定して冷媒回路の電磁弁開閉の 制御を行う。Ｈ／Ｃ設定モードＳＷ９１は、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ の冷却もしくは加熱の運転を設定するためのものであり、冷却の「Ｃ」と加熱の 「Ｈ」の組み合わせで表わし、商品収納庫の左側から順に（４０ａ、４０ｂ、４ ０ｃ）、例えば、すべてが冷却の場合にはＣＣＣモード、左の商品収納庫のみが 加熱の場合にはＨＣＣモードと記す。
制御手段９０は、庫内温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃにより各庫内の温度を検知 して、メモリ内に記憶されたサーモ運転停止温度（以下、サーモＯＦＦ設定温度 という）、およびサーモ運転開始温度（以下、サーモＯＮ設定温度という）と比 較してサーモサイクル運転を行う。具体的には、庫内温度がサーモＯＦＦ設定温 度（例えば、冷却の場合は−２℃、加熱の場合は６５℃、以下冷却ＯＦＦ温度、 加熱ＯＦＦ温度という）になったときにはその庫内の蒸発器、加熱熱交換器に関 する電磁弁を閉止し、または、ヒータを停止する。庫内温度がサーモＯＮ設定温 度（例えば、冷却の場合は８℃、加熱の場合は４１℃、以下冷却ＯＮ温度、加熱 ＯＮ温度という）になったときにはその庫内の蒸発器、加熱熱交換器に関する電 磁弁を開成し、または、ヒータを通電して、庫内を適温に制御する。

また、制御装置９０のメモリ内には、外気温度センサTｏにより外気温度を検 知して、庫外ファン６２ｆを制御するプログラム、および、凝縮温度センサTｎ により庫外熱交換器７６の凝縮温度を検知して、庫外ファン６２ｆを制御するプ ログラムが記憶されている。
かかる構成でＨ／Ｃ設定モードＳＷ９１を操作してＣＣＣモードに設定すると 、制御手段９０は、電磁弁６８、７０ａ、７０ｂ、７０ｃを開成し、電磁弁６８ ｂ、６８ａを閉止して、３室すべてを冷却する冷却単独運転を行う。具体的には 、図５で示すように圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、凝縮器６２に凝縮され 液冷媒となり、膨張弁６３で膨張して低温の気液２相流となり、分流器６４で３ 方に分流され蒸発器６５ａ、６５ｂ、６５ｃで蒸発し、商品収納庫４０ａ、４０ ｂ、４０ｃが冷却される。気体となった冷媒は、液冷媒を貯留するアキュムレー タ６９を介して気液分離させて圧縮機６１に戻る。この冷却は、制御装置９０に て庫内温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃによるサーモサイクル運転により庫内温度が 適温に制御される。
ここで１室、例えば、商品収納庫４０ｃがサーモＯＦＦ設定温度（冷却ＯＦＦ 温度）に達すれば、電磁弁７０ｃを閉止して、２室の冷却単独運転が行われる。

また、Ｈ／Ｃ設定モードＳＷ９１を操作して左の１室を加熱するＨＣＣモード に設定すると、制御手段９０は、電磁弁６８ａ、７０ｂ、７０ｃを開成し、電磁 弁６８、６８ｂ、７０ａを閉止して、１室加熱、２室を冷却するヒートポンプ運 転を行う。具体的には、図６（ａ）で示すように圧縮機６１で圧縮された高温冷 媒は、加熱熱交換器６６ａに流入して凝縮され、商品収納庫４０ａを加熱する。 加熱熱交換器６６ａで凝縮された高温冷媒は、さらに庫外熱交換器７６で凝縮さ れ、電子膨張弁７９で膨張される。電子膨張弁７９で膨張された冷媒は、低温の 気液２相流となり、分流器６４で分流され蒸発器６５ｂ、６５ｃで蒸発し、商品 収納庫４０ｂ、４０ｃが冷却される。蒸発器６５ｂ、６５ｃで気体となった冷媒 は、アキュムレータ６９を介して圧縮機６１に戻る。このヒートポンプ運転も前 述のようにサーモサイクル運転で庫内が適温に維持される。
ここで加熱運転している商品収納庫４０ａがサーモＯＦＦ設定温度（加熱ＯＦ Ｆ温度）に達すれば、商品収納庫４０ｂ、４０ｃの２室の冷却単独運転が行われ る。具体的には、図６（ｂ）に示すように電磁弁６８ａを閉止し、電磁弁６８を 開成して、圧縮機６１、凝縮器６２、膨張弁６３、凝縮器６５ｂ、６５ｃで形成 される冷却循環回路８１を冷媒が循環することにより冷却単独運転が行われる。

また、Ｈ／Ｃ設定モードＳＷ９１を操作して左側と中央の２室を加熱するＨＨ Ｃモードに設定すると、制御手段９０は、電磁弁６８ｂ、６８ａ、７０ｃを開成 し、電磁弁６８、７０ｂ、７０ａを閉止して、２室加熱、１室を冷却するヒート ポンプ運転を行う。具体的には、図７で示すように圧縮機６１で圧縮された高温 冷媒は、加熱熱交換器６６ｂ、６６ａに流入して凝縮され、商品収納庫４０ｂ、 ４０ａを加熱する。加熱熱交換器６６ｂ、６６ａで凝縮された高温冷媒は、さら に庫外熱交換器７６で凝縮され、電子膨張弁７９で膨張される。電子膨張弁７９ で膨張された冷媒は、低温の気液２相流となり、分流器６４を経由して蒸発器６ ５ｃで蒸発し、商品収納庫４０ｃが冷却される。蒸発器６５ｃで気体となった冷 媒は、アキュムレータ６９を介して圧縮機６１に戻り冷凍サイクル運転がされる 。このヒートポンプ運転も前述のようにサーモサイクル運転で庫内が適温に維持 される。
次に、冷却加熱の制御方法について、図８のブロック図、図９のフローチャー ト、図１０−１２の動作図を参照しつつ説明をする。なお、運転モードにより稼 動する蒸発器６５ａ，６５ｂ，６５ｃ、および加熱熱交換器６６ａ、６６ｂはい ずれかまたはすべてであるが、説明の便宜上、代表させて蒸発器６５、加熱熱交 換器６６と記す。

制御装置９０は、図８のブロック図に示すように、外気温度センサＴｏまたは 凝縮温度センサＴｎにより検知した温度により庫外ファン６２ｆの風量を演算し 、風向を決定するファン風量・風向演算処理９２を行い、その結果の風量、風向 をファン風量・風向指令９３により庫外ファン６２ｆを制御する。
具体的には、図９のフローチャートに示すように、まず圧縮機６１が運転中か 停止中かを判定する（Ｓ１１）。圧縮機６１が運転中であれば（Ｓ１１／Ｎｏ） 、凝縮温度センサＴｎにより検出される庫外熱交換器７６の凝縮温度を取り込み 、この凝縮温度に基いて庫外熱交換器７６に余剰冷媒が凝縮していないかを判定 をする（Ｓ１２）。すなわち、凝縮温度が判定値Ｔ１（例えば、１５℃）以下で ある場合には庫外熱交換器７６に余剰冷媒が凝縮しており、凝縮温度が判定値Ｔ １より高い場合には庫外熱交換器７６に余剰に冷媒が凝縮していないことから、 凝縮温度が判定値Ｔ１（例えば、１５℃）以下であれば（Ｓ１２／Ｙｅｓ）、（ 庫外熱交換器７６に余剰冷媒が凝縮していると判定し、）ファンを逆回転させる 方向に設定する（Ｓ１３）。さらに、図１０の動作図に従って、ファンの回転数 を設定する（Ｓ１４）。具体的には、凝縮温度が判定値Ｔ１の時には、初期の設 定値（例えば、１ｍ³／ｍｉｎ）とし、凝縮温度が低いほどファンの風量を増加 させ、凝縮温度が一定値Ｔ０以下（例えば、２５℃）の場合には、最大風量（例 えば、初期の設定値の４．０倍）とする。前記図１０に示した凝縮温度とファン 風量との関係が制御装置９０のメモリに予め記憶されており、凝縮温度に対応す るファン風量を読み出してファンの回転数を設定する。このようにして設定され た風量・風向の指令がファンに出力される（Ｓ１５）ことにより、圧縮機６１の 排熱が庫外熱交換器７６に送風されるので、庫外熱交換器７６内の冷媒の凝縮温 度が高温に維持される。その結果、庫外熱交換器７６に余剰に貯留する冷媒が蒸 発して、冷媒循環量が好適に維持されるので、加熱熱交換器６６の凝縮温度が高 温に維持される結果、加熱熱交換器６６の効率が向上する。なお、図１０の動作 図中である凝縮温度範囲で風量を一定にしているのは、凝縮温度が上がりすぎる と運転効率が低下する場合があるため、運転効率が高い凝縮温度となるようにフ ァン風量を制御するである。

前述したように凝縮温度が判定値Ｔ１より高い場合には庫外熱交換器７６に余 剰に冷媒が凝縮していないことから凝縮温度が判定値Ｔ１より高ければ（Ｓ１２ ／Ｎｏ）、（庫外熱交換器７６に余剰に冷媒が凝縮していないと判定して）庫外 ファン６２ｆの回転を正方向に設定する（ステップＳ１６）。次に、ヒートポン プ運転か冷却単独運転かを判定する（ステップＳ１７）し、ヒートポンプ運転で あれば（Ｓ１７／Ｙｅｓ）、凝縮温度センサＴｎにより庫外熱交換器７６の凝縮 温度を検知して判定をする（Ｓ１８）。凝縮温度が判定値Ｔ３（例えば、５５℃ ）以上であれば（Ｓ１８／Ｙｅｓ）、図１１の動作図に従って、ファンの回転数 を設定する（Ｓ１９）。具体的には、凝縮温度が判定値Ｔ３の時には、初期の設 定値（例えば、１ｍ³／ｍｉｎ）とし、凝縮温度が高いほどファンの風量を増加 させ、凝縮温度が一定値以上（例えば、６０℃）の場合には、最大風量（例えば 、初期の設定値の４．０倍）とする。前記図１１に示した凝温度とファン風量と の関係が制御装置９０のメモリに予め記憶されており、凝縮温度に対応するファ ン風量を読み出してファンの回転数を設定する。このことにより、庫外熱交換器 ７６による放熱が促進されるので、モリエル線図上高圧側の放熱量が増加をし、 それに伴い、低圧側蒸発器の吸熱量が増加をするので、冷却加熱の効率が増加す る。なお、ある凝縮温度範囲で風量を一定にしているのは、ヒートポンプ運転で 運転効率が高い凝縮温度があり、この温度となるようにファン風量を制御したた めである。

ステップＳ１８で凝縮温度が設定値Ｔ３より低い場合には（Ｓ１８／Ｎｏ）、 庫外ファン６２ｆを停止させる（ステップＳ２０）。このことにより、冷却側の 能力は低下をするが、加熱熱交換器６６の凝縮温度を高温に維持させて、加熱側 の効率を向上させる。
また、ステップＳ１７で冷却単独運転の場合には（Ｓ１７／Ｎｏ）、庫外熱交 換器７６を稼動させていない運転であり、凝縮温度センサＴｎにより凝縮器６２ の凝縮温度を検知して判定をする（Ｓ２１）。凝縮温度が判定値Ｔ５（例えば、 ３０℃）以上であれば（Ｓ２１／Ｙｅｓ）、凝縮温度が十分に高いので、蒸発器 の冷却熱量を増加させるため、庫外ファン６２ｆを全速で回転させる設定をする （Ｓ２２）。また、凝縮温度が判定値Ｔ５より低ければ（Ｓ２１／Ｎｏ）、図１ ２の動作図に従って、庫外ファン６２ｆの回転数を設定する（Ｓ２３）。具体的 には、凝縮温度が判定値Ｔ６を通過して判定値Ｔ５以上に上昇した場合には、庫 外ファン６２ｆを全速で回転させる設定をし、凝縮温度が判定値Ｔ５を通過して 判定値Ｔ６（例えば、２０℃）にまで下降したときには、庫外ファン６２ｆを停 止させる。このように、凝縮温度の上昇時と下降時でヒステリシスをもたせるこ とにより、凝縮温度の判定値近傍における変動時に庫外ファン６２ｆの頻繁なＯ Ｎ・ＯＦＦの繰り返しを避け、庫外ファン６２ｆもモータの寿命を延長させるた めである。

また、ステップＳ１１で圧縮機６１が停止しているときには（Ｓ１１／Ｎｏ） 、外気温度センサＴｏで外気温度を検知して、庫外熱交換器７６に余剰冷媒が凝 縮するかを判定値する（ステップＳ２４）。外気温度が判定値Ｔ１０（例えば、 ５℃）より高ければ（Ｓ２４／Ｎｏ）、庫外ファン６２ｆの運転の設定は行わず 、外気温度が判定値Ｔ１０以下であれば（Ｓ２４／Ｎｏ）、次にＨ／Ｃ設定運転 モードがヒートポンプ運転であるか冷却単独運転であるかを判定する（ステップ Ｓ２５）。冷却単独運転であれば（Ｓ２５／Ｎｏ）、庫外ファン６２ｆの運転の 設定は行わず、Ｈ／Ｃ設定運転モードがヒートポンプ運転であれば（Ｓ２５／Ｙ ｅｓ）、次回の圧縮機６１の運転開始時に、庫外ファン６２ｆを逆回転となるよ うに設定をし（ステップＳ２６）、庫外ファン６２ｆの風量を初期設定値として おく（ステップＳ２７）。このことにより、次回の圧縮機６１の運転開始時には 、庫外熱交換器７６に貯留されていると予想させる冷媒を蒸発させることにより 、冷媒回路内の冷媒循環量を適正に確保できるので、高効率なヒートポンプ運転 が行える。
前述のように凝縮温度センサＴｎ、外気温センサＴｏなどの貯留冷媒検知手段 の信号に基づいて、庫外ファン６２ｆにより加熱手段の熱を庫外熱交換器７６に 送風することにより、外気温度が低い場合であっても、冷媒が庫外熱交換器７６ に凝縮して貯留することなく、好適に冷媒循環量を維持し、効率の良いヒートポ ンプ運転をすることができる。

また、圧縮機６１が加熱手段を兼用し、庫外ファン６２ｆが凝縮器用のファン を兼用するので、さらに低コストで前述の効果を奏することができる。

以上のように、本発明に係る自動販売機は、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媒回路にて冷却または加熱するのに適してい る。

本発明の実施例に係る自動販売機を示す斜視図である。 図１に示した自動販売機の断面図である。 本発明の実施例に係る冷媒回路図である。 制御装置のブロック図である。 ＣＣＣモードの冷媒の流れを示す回路図である。 ＨＣＣモードの冷媒の流れを示す回路図である。 ＨＨＣモードの冷媒の流れを示す回路図である。 実施例に係る自動販売機のファン制御のブロック図である。 実施例に係る自動販売機のファン制御のフローチャートである。 実施例に係る自動販売機制御の凝縮温度に対するファン風量操作 量を示す動作図である。 実施例に係る自動販売機制御のヒートポンプ運転時における凝縮 温度に対するファン風量操作量を示す動作図である。 実施例に係る自動販売機制御の冷却単独運転時における凝縮温度 に対するファン風量操作量を示す動作図である。

符号の説明

１０ 本体キャビネット
２０ 外扉
３０ 内扉
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 商品収納庫（左室、中室、右室）
６０ 冷却／加熱ユニット
６１ 圧縮機（加熱手段）
６２ 凝縮器
６２ｆ 庫外ファン
６３ 膨張弁
６５ａ、６５ｂ、６５ｃ 蒸発器
６８ｂ、６８ｃ 電磁弁
８０ｂ、８０ｃ 加熱ヒータ
９０ 制御装置
９１ Ｈ／Ｃ設定モード選択ＳＷ
Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ 庫内温度センサ
Ｔｏ 外気温度センサ（貯留冷媒検知手段）
Ｔｎ 凝縮温度センサ（貯留冷媒検知手段）

Claims (5)

1. 冷却加熱兼用の商品収納庫を有し、冷却加熱の運転モードにより選択的に商品 収納庫を冷却もしくは加熱する自動販売機であって、
   冷媒を圧縮する圧縮機と、庫外に設け冷媒を凝縮する凝縮器と、この凝縮器の出 口に接続された冷媒を膨張させる膨張手段と、膨張手段より膨張した冷媒を分配 する分配器と、庫内に設け冷媒を蒸発する複数の蒸発器と、にて冷却循環回路を 構成し、
   前記圧縮機と、前記蒸発器とともに商品収納庫に配設された加熱熱交換器と、フ ァンからの送風により放熱する庫外熱交換器と、圧力調整手段と、前記分配器と 、前記蒸発器と、にて加熱冷却循環回路を構成するとともに、庫内温度を検知す る庫内温度検知手段と、これらを制御する制御手段を有する自動販売機において 、
   庫外に加熱手段を有し、かつ、前記庫外熱交換器に凝縮して貯留する冷媒を検知 する貯留冷媒検知手段を設け、当該貯留冷媒検知手段の信号に基づいて、前記フ ァンにより加熱手段の熱を前記庫外熱交換器に送風することを特徴とする自動販 売機。
2. 前記貯留冷媒検知手段が、前記圧縮機が運転時においては、前記庫外熱交換器の 凝縮温度を検知する凝縮温度検出手段であることを特徴とする請求項１に記載の 自動販売機。
3. 前記貯留冷媒検知手段が、前記圧縮機が停止時においては、外気温度を検出する 外気温度検知手段であることを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
4. 前記圧縮機が前記加熱手段を兼用し、前記ファンが前記圧縮機と前記庫外熱交換 器との間に位置し、当該ファンの送風風向を変えて、前記圧縮機の排熱を前記庫 外熱交換器に送風することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の自動 販売機。
5. 前記ファンが前記凝縮器用のファンを兼用することを特徴とする請求項４に記載 の自動販売機。
   
   

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