JP5011811B2 - vending machine - Google Patents
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Description
本発明は、商品収納庫の内部に収容された商品を冷却加熱する自動販売機に関する。 The present invention relates to a vending machine that cools and heats a product stored in a product storage.
従来の自動販売機の冷凍機においては、例えばR407c等のフロン系ガスが用いられ、そのようなフロン系ガスは大気中に放出されると、温室効果による地球温暖化を助長する。そのため、環境保護の観点からフロン系ガスの使用が世界的に規制される趨勢にある。
そのような背景において、近年、スターリング冷凍機が注目されている。スターリング冷凍機は、外部に圧縮機や凝縮器等を備えていない自己冷却型の冷凍機であり、内部のガスを往復圧縮機で圧縮、膨張させることで、低温の冷熱部と、高温の高熱部とを発生するものである。ここに、ガスとしては、ヘリウムガス等の自然冷媒が用いられており、フロン系ガスを用いないので、スターリング冷凍機は地球環境に優しいものである。
しかしながら、スターリング冷凍機は、ガスの圧縮及び膨張による冷凍効果を利用するものであるため、圧縮・膨張空間の構造に制約があり、冷熱発生部の面積が僅かな部分に限られるという特質を有する。
In a conventional vending machine refrigerator, for example, a fluorocarbon gas such as R407c is used, and when such a fluorocarbon gas is released into the atmosphere, it promotes global warming due to the greenhouse effect. For this reason, the use of CFCs is in a global trend from the viewpoint of environmental protection.
In such a background, in recent years, Stirling refrigerators have attracted attention. A Stirling refrigerator is a self-cooling type refrigerator that does not have an external compressor or condenser. By compressing and expanding the internal gas using a reciprocating compressor, the low-temperature cooling unit and the high-temperature high heat Part. Here, a natural refrigerant such as helium gas is used as the gas, and since a chlorofluorocarbon-based gas is not used, the Stirling refrigerator is friendly to the global environment.
However, since the Stirling refrigerator uses the refrigeration effect due to the compression and expansion of gas, the structure of the compression / expansion space is limited, and the area of the cold heat generating part is limited to a small part. .
そこで、スターリング冷凍機を自動販売機に適用するため、蒸発器を内蔵する容器を各商品収納庫の内部に連通した状態で機械室に配設し、各商品収納庫の内部の空気(内部雰囲気)を、商品収納庫と容器との間で循環させる。そして、スターリング冷凍機で発生した冷熱を容器の内部の蒸発器に移送し、該容器の内部を通過する空気を冷却することにより、各商品収納庫の内部に収容された商品を冷却する。
一方、自動販売機に収容してある商品を加温する場合、容器と商品収納庫との連通をシャッターによって遮断した状態で、加温した空気を商品収納庫の内部に循環することにより、各商品収納庫の内部に収容された商品を加温する(例えば、特許文献1参照)。
On the other hand, when heating a product stored in a vending machine, each of the containers is connected to the product storage box by shutting the communication between the container and the product storage box and circulating the heated air inside the product storage box. A product stored in the product storage is heated (for example, see Patent Document 1).
ところで、各商品収納庫の内部に連通した容器を機械室に配設する自動販売機では、各商品収納庫が容器を通じて連通する。つまり、一の商品収納庫の内部空気は、他の商品収納庫の内部に進入する。そこで、そのような構造を有する自動販売機では、各商品収納庫の商品を効率的に冷却もしくは加熱することが求められている。
なお、ここでは、スターリング冷凍機を使用する場合において、各商品収納庫の内部に連通した容器を備え、容器の内部を通過する空気を冷却することで複数の商品収納庫の商品を冷却する自動販売機で説明した。しかし、スターリング冷凍機を使用せず、各商品収納庫の内部に連通した容器を備え、容器の内部を通過する空気を冷却することで複数の商品収納庫の商品を冷却する自動販売機についても同様のことが求められている。
そこで、本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、スターリング冷凍機で発生した冷熱、温熱を利用して環境にやさしく、各商品収納庫に収容された商品を効率的に冷却もしくは加熱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。
By the way, in the vending machine which arrange | positions the container connected to the inside of each goods storage in a machine room, each goods storage communicates through a container. That is, the internal air of one product storage case enters the inside of another product storage case. Therefore, in the vending machine having such a structure, it is required to efficiently cool or heat the products in each product storage.
Here, in the case where a Stirling refrigerator is used, an automatic is provided that includes a container communicating with the interior of each commodity storage, and cools the products in a plurality of commodity storages by cooling the air passing through the interior of the container. Explained at the vending machine. However, for vending machines that do not use a Stirling refrigerator, have containers that communicate with the interior of each product storage, and cool the products in multiple product storages by cooling the air that passes through the interior of the containers. The same is required.
Therefore, the present invention has been considered in view of the above points, and uses the cooling and heating generated in the Stirling refrigerator to be environmentally friendly and efficiently cool or heat the products stored in each product storage. An object is to provide a vending machine that can.
上記した目的を達成するために、請求項1に係る発明は、複数の商品収納庫と、各商品収納庫の内部に連通した容器と、該容器の内部を通過する内部空気を冷却する冷却手段と、庫内ファンを駆動することにより各商品収納庫へ空気を吐出する送風ダクトと、該送風ダクトの内部を通過する内部空気を加熱する加熱手段と、各商品収納庫の背部に設けた背面ダクトと、前記容器または前記送風ダクトへの流路を分岐する流路切替手段とを備えた自動販売機において、前記流路切替手段が、前記商品収納庫と前記容器との間に形成された開口部を開閉するシャッター板と、その周縁が前記送風ダクトと係合して前記流路の流路断面積を変更する案内板とを具備し、前記シャッター板が前記開口部の一部を開成状態にある時は、前記案内板の上縁が前記送風ダクトと当接し、前記シャッター板が前記開口部を閉成状態にある時は、前記案内板の上縁が前記送風ダクトと離間し、商品収納庫の空気の循環流量を調整するように前記背面ダクトの流体抵抗を変更させることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the invention according to claim 1 includes a plurality of commodity storages, a container communicating with the interior of each commodity storage, and a cooling means for cooling the internal air passing through the interior of the container. And a fan duct that discharges air to each product storage by driving a fan in the cabinet, a heating means that heats the internal air passing through the inside of the air duct, and a back surface provided on the back of each product store In a vending machine comprising a duct and a flow path switching means for branching the flow path to the container or the air duct, the flow path switching means is formed between the commodity storage and the container. A shutter plate that opens and closes the opening; and a guide plate whose peripheral edge engages with the air duct to change the flow path cross-sectional area of the flow path, and the shutter plate opens a part of the opening. When in a state, the upper edge of the guide plate The blower duct abuts, when the shutter plate is the opening in the closed state, as the upper edge of the guide plate is spaced apart from the air duct, to adjust the circulation flow rate of air product storage The fluid resistance of the rear duct is changed.
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、各商品収納庫の内部温度を検知する検知手段と、該検知手段に基づいて前記流路切替手段を駆動させる制御手段とを備え、前記検知手段により検知された検知温度と予め設定された設定温度との温度差により前記流路切替手段を駆動させることで商品収納庫に収容させた商品を所望の温度状態に制御することを特徴とする。 A vending machine according to a second aspect of the present invention is the vending machine according to the first aspect , wherein the detection means for detecting the internal temperature of each commodity storage and the control for driving the flow path switching means based on the detection means. Means for driving the flow path switching means according to a temperature difference between the detected temperature detected by the detecting means and a preset set temperature, so that the product stored in the product storage is brought to a desired temperature state. It is characterized by controlling.
本発明に係る自動販売機によれば、複数の商品収納庫と、各商品収納庫の内部に連通した容器と、該容器の内部を通過する内部空気を冷却する冷却手段と、庫内ファンを駆動することにより各商品収納庫へ空気を吐出する送風ダクトと、該送風ダクトの内部を通過する内部空気を加熱する加熱手段と、各商品収納庫の背部に設けた背面ダクトと、前記容器または前記送風ダクトへの流路を分岐する流路切替手段とを備えた自動販売機において、前記流路切替手段が、前記商品収納庫と前記容器との間に形成された開口部を開閉するシャッター板と、その周縁が前記送風ダクトと係合して前記流路の流路断面積を変更する案内板とを具備し、前記シャッター板が前記開口部の一部を開成状態にある時は、前記案内板の上縁が前記送風ダクトと当接し、前記シャッター板が前記開口部を閉成状態にある時は、前記案内板の上縁が前記送風ダクトと離間し、商品収納庫の空気の循環流量を調整するように前記背面ダクトの流体抵抗を変更させることにより、冷却運転においては、各商品収納庫の空気循環量を適正に配分でき、また、加熱運転においては商品収納庫の空気循環量を調整できるので、各商品収納庫の商品を効率的に冷却もしくは加熱することができる。
また、各商品収納庫の内部温度を検知する検知手段と、該検知手段に基づいて前記流路切替手段を駆動させる制御手段とを備え、前記検知手段により検知された検知温度と予め設定された設定温度との温度差により前記流路切替手段を駆動させることで商品収納庫に収容させた商品を所望の温度状態に制御することにより、庫内温度をより早く所望の温度状態に到達する結果、各商品収納庫に収容された商品を効率的に冷却することができる。
According to the vending machine according to the present invention, a plurality of product storages, containers communicating with the inside of each product storage, cooling means for cooling the internal air passing through the inside of the containers, An air duct that discharges air to each product storage by being driven, a heating means that heats the internal air that passes through the inside of the air duct, a rear duct provided at the back of each product storage, and the container or In a vending machine comprising a flow path switching means for branching a flow path to the air duct, the flow path switching means opens and closes an opening formed between the product storage and the container. A plate and a guide plate whose peripheral edge engages with the air duct to change the flow path cross-sectional area of the flow path, and when the shutter plate is in a state of opening a part of the opening, The upper edge of the guide plate is in contact with the air duct. And, when the shutter plate is the opening in the closed state, the upper edge of the guide plate is spaced apart from the air duct, the fluid of the rear duct to adjust the circulation flow rate of air product storage By changing the resistance, the air circulation amount of each product storage can be properly distributed in the cooling operation, and the air circulation amount of the product storage can be adjusted in the heating operation. Can be efficiently cooled or heated.
Further, the apparatus includes a detection unit that detects an internal temperature of each product storage, and a control unit that drives the flow path switching unit based on the detection unit, and the detection temperature detected by the detection unit is set in advance. Result of reaching the desired temperature state earlier by controlling the product stored in the product storage to a desired temperature state by driving the flow path switching means according to the temperature difference with the set temperature. The products stored in each product storage can be efficiently cooled.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る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〜図17は、本発明に係る実施の形態を説明した図である。図1は本発明に係る実施の形態を示す自動販売機の全体図の斜視図であり、図2は図1に示した自動販売機の断面側面図である。図3は図2の部分拡大図あり、図4は図2における断面A−Aでの平面図であり、図5は図2における断面B−Bでの平面図である。また、図6,9,12,15は、それぞれシャッター機構の開成状態、半開成状態、閉成状態における説明図であり、図7,10,13は、それぞれ図6,9,12の断面A−Aでの模式図であり、図8,11,14,16は、空気の流れを示す模式図である。また、図17はシャッター機構を制御する制御手段の説明図である。
Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
1-17 is a figure explaining embodiment which concerns on this invention. FIG. 1 is a perspective view of an overall view of a vending machine showing an embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional side view of the vending machine shown in FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2, FIG. 4 is a plan view taken along a section AA in FIG. 2, and FIG. 5 is a plan view taken along a section BB in FIG. 6, 9, 12, and 15 are explanatory views of the shutter mechanism in the open state, the semi-open state, and the closed state, respectively, and FIGS. 7, 10, and 13 are cross-sectional views of FIGS. FIG. 8, 11, 14, and 16 are schematic diagrams showing the flow of air. FIG. 17 is an explanatory diagram of control means for controlling the shutter mechanism.
これら図1〜図5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41によって仕切られた3つの独立した商品収納庫40a、40b、40cと、下部に商品収納庫40a、40b、40cを冷却する冷却ユニット60を収納する機械室50と、商品収納庫40a、40b、40cと機械室50を跨いで商品収納庫40a、40b、40c内の冷却もしくは加熱された空気を循環させる冷熱循環手段70と、冷熱循環手段70の内部でその通路の流体抵抗を変更する流路切替手段としてのシャッター機構80と、外扉20の内側に配設され、商品収納庫40a、40b、40c内の温度センサTにより冷却ユニット60、冷熱循環手段70、シャッター機構80を制御する制御装置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Wの見本を展示する商品展示室、販売する商品W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Wを取り出すための商品取出口21等々、商品Wの販売に必要となる構成が配置してある。
1 to 5, the vending machine includes a
More specifically, the
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、内部に断熱体を有する箱型形状の構造体である。
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W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が他の商品収納庫40a、40bより大きな態様で配分されている。その商品収納庫40a,40b,40cには、それぞれ、商品W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W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、排出された商品Wを外扉の販売口21へ搬出する商品搬出シュート42を有している。
商品搬出シュート42は、商品搬出機構から搬出された商品Wを商品取出口21に導くためのものであり、商品収納庫の奥方から手前側に向けて漸次下方に傾斜する態様で商品収納庫40a,40b、40cに固定してあるプレート状部材である。また、冷熱循環手段70から吹出す冷却もしくは加熱された空気を通過させるようにその表面に多数の孔が穿設されている。
次に、冷却ユニット60の構成とその冷却ユニット60内の冷媒により冷却および排熱する動作を説明する。
The
The
The merchandise carry-
Next, the configuration of the
冷却ユニット60は、図3および図5に図示するように、機械室50内に配設されたスターリング冷凍機61と、スターリング冷凍機61の低温部61aより低温部熱交換器62を介して気中配管63a、液配管63bと接続され、冷熱を移送し庫内を冷却する蒸発器64と、スターリング冷凍機61の高温部61bより高温部熱交換器65を介して 第1配管66a、第2配管66bと接続され、温熱をポンプ69で放熱器67まで移送し、その放熱器67から自動販売機の外部に排熱するファン68とを備えて構成されている。
スターリング冷凍機61は、横置きに載置してあり、稼動することにより冷熱を発生する低温部61aと、高温排熱を発生する高温部61bとを有している。また、スターリング冷凍機61は、商品収納庫40a,40b、40cの内部に配設された温度センサTなどにより検知した温度に基づいて制御手段90により制御されるものである。
低温部熱交換器62は、スターリング冷凍機61の低温部61aから冷熱を移送するためのものであり、低温部61aに外周面に接した態様で接続している。この低温部熱交換器62の内部には冷媒を封入してあり、冷媒の通過路となる複数の細管が一列に並ぶ態様で形成してあり、低温部61aで発生した冷熱により各細管を通過する冷媒が凝縮されて凝縮液になる。ここに、冷媒としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、スターリング冷凍機61の低温部61aからの冷熱では凍らないもの(不凍冷媒)が用いられている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
The Stirling
The low temperature
蒸発器64は、低温部熱交換器62から所定の距離だけ下方に離隔した位置に取設され、対応する商品収納庫40a、40b,40cの下方に配設された冷熱容器75(詳細は後述)の内部に収容されている。この蒸発器64は、対応する商品収納庫40a、40b,40cの空気を冷却するためのものである。また、蒸発器64は、いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器の構造であり、チューブ内の冷媒が蒸発をすることによって熱が奪われ、その冷熱がフィン間を流れる空気により商品収納庫40a、40b,40cへ移送される。
気中配管63aは、低温部熱交換器62と蒸発器64とを繋ぐ管路であり、蒸発器64で蒸発した冷媒を気体の状態で蒸発器64から低温部熱交換器62まで移動させるためのものである。
The
The
液配管63bは、蒸発器64と低温部熱交換器62とを繋ぐ管路であり、低温部熱交換器62で凝縮した冷媒を液体の状態で低温部熱交換器62から蒸発器64まで移動させるためのものである。
液配管63bと気中配管63aとの配置関係は、図には明示していないが、気中配管63aが液配管63bの上方に位置するようにしてある。これは、気中配管63aを通過する冷媒の密度が液配管63bを通過する冷媒の密度よりも小さいためである。このような冷媒配管の構成では、冷媒が低温部熱交換器62と蒸発器64との間で相変化を繰り返しながら循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものである。
高温部熱交換器65は、スターリング冷凍機61の高温部61bから温熱を移送するためのものであり、高温部61bに外周面に接した態様で接続している。この高温部熱交換器65の内部には冷媒を封入してあり、冷媒の通過路となる複数の細管が一列に並ぶ態様で形成してあり、高温部61bで発生した温熱と各細管を通過する冷媒との間で熱交換が行われる。ここに、冷媒としては、種々のものを用いることができるが、一例としては、不凍液が用いられる。
The
Although the arrangement relationship between the
The high temperature
放熱器67の構造は蒸発器64と同様のフィンアンドチューブ型であり、その配設位置は機械室50の手前側上部である。ファン68は、放熱器67の近傍に配設され、放熱器67により凝縮された冷媒の凝縮熱を自動販売機の外部に排気するためのものである。
第1配管66aは、放熱器67と高温部熱交換器65とをポンプ69を介して繋ぐ管路であり、放熱器67で吸熱された冷媒をポンプ69により高温部熱交換器65まで移動させるためのものである。
第2配管66bは、高温部熱交換器65と放熱器67とを繋ぐ管路であり、高温部熱交換器65で受熱した冷媒を放熱器67まで移動させるためのものである。
放熱器67と高温部熱交換器65内では冷媒の相変化が起こらないために、第1配管66aと第2配管66bとは、前述のループ型サーモサイフォン式ヒートパイプとは異なり位置的に制約をされることがない。
The structure of the
The
The
Since the refrigerant phase does not change in the
かかる配管の構成において、冷却ユニット60の冷却および放熱の動作を説明する。
スターリング冷凍機61の低温部61aからの冷熱を次のようにして蒸発器64の内部に移送する。低温部61aに熱的に接続している低温部熱交換器62において冷熱を移送された冷媒は、低温部熱交換器62内で凝縮し液となって液配管63bを通じて蒸発器64まで移動する。移動した冷媒は、蒸発器64の外部からの空気と熱交換をして蒸発をし、その蒸発熱はその空気に伝達される。蒸発した冷媒は気中配管63aを通じて低温部熱交換器62に戻され、吸熱して液に戻るというサイクルを繰り返すことになる。
一方、スターリング冷凍機61の高温部61bからの高温排熱は、次のようにして自動販売機の外部に放出される。高温部61bに熱的に接続している高温部熱交換器65において高熱を移送された冷媒は、第2配管66bを通じて放熱器67まで移動し、放熱器67にて放熱される。放熱された熱は、ファン68によって自動販売機の外部に放出される。従って、スターリング冷凍機61の高温部61bからの高温排熱は、放熱器67によって自動販売機の外部に放出される。また、放熱器67で放熱した冷媒は、ポンプ69を介して第1配管66aを通じて高温部熱交換器65まで移動し、この高温部熱交換器65で再び受熱することにより上記サイクルを繰り返すことになる。この冷媒回路においては、相変化が行われず配管内の冷媒は液相状態でポンプ69の作用により循環することになる。
The operation of cooling and heat dissipation of the cooling
The cold heat from the
On the other hand, the high-temperature exhaust heat from the high-
次に、収納庫内の冷却もしくは加熱された空気を循環させる冷熱循環手段70の構成と空気循環の動作の説明をする。
冷熱循環手段70は、図3に図示するように背面ダクト71と、その内部に蒸発器64を収納し、その蒸発器64と仕切壁76とで区画形成された第1室73および第2室74を有する容器75(以下、冷却容器75という)と、庫内ファン78およびヒータ79を有する送風ダクト77と、シャッター機構80とにて構成されている。
背面ダクト71は、商品収納庫40a,40b、40c内の商品Wを冷却または加熱した空気を蒸発器64もしくはヒータ79に戻すための通気流路であり、商品収納庫40a,40b、40cの背面にそれぞれ取設された断面コの字状の板状部材である。背面ダクト71は、上部が前面に向けて開口する吸込口を有し、下部に位置する下部流路72が前面を送風ダクト77に連通し、下方を冷却容器75へと連通する態様で形成されている。
Next, the structure of the cooling / heating circulation means 70 for circulating the cooled or heated air in the storage and the operation of the air circulation will be described.
As shown in FIG. 3, the cold heat circulation means 70 stores a
The
冷却容器75は、断熱材で構成した箱型構造体であり、底板11の下側および機械室50の背面側に配置している。冷却容器75の内部には、蒸発器64の吸込側と吐出側とを仕切るよう断熱性の仕切板76を設けることで、吸込側に面する部分に第1室73を吐出側に面する部分に第2室74を形成している。
なお、底板11には、図3および図4に図示するように商品収納庫40a,40b,40cに対応して開口部に吸込口12a、吐出口13bを有する吸込通路12、吐出通路13が形成されている。また、第1室73は、吸込通路12を介して背面ダクト71の下部流路72に接続してあり、第2室74は、吐出通路13を介して送風ダクト77に接続してある。
送風ダクト77は、上面と側面とで断面をコの字型に形成した板金部材であり、冷却もしくは加熱された空気を収納庫内の商品Wへ吐出するための流路である。送風ダクト77は、冷却もしくは加熱に応じて流入する流路が切替わり、冷却時には送風ダクト77の下方と吸入通路13を介して冷却容器75と連通し、加熱時には送風ダクト77の後部と背面ダクト71とが直接連通する。
The cooling
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
庫内ファン78は、商品収納庫40a,40b,40cの内部の空気を循環させるためのものであり、商品シュート42の下方であって商品収納庫40a,40b,40cごとに送風ダクト77の手前側に配置している。
ヒータ79は、商品収納庫40a,40b,40cの内部の空気を加温するためのものであって、加温した空気を商品収納庫40a,40b,40cの内部に循環できるよう庫内ファン78の近傍に配置してある。
シャッター機構80は、図6に図示すように商品収納庫40a,40b,40cの底板11の上にそれぞれ配置してあり、シャッター板81,案内板82、モータ84,ピニオンギア85,ラックギア86とを備えている。
シャッター板81は、底板11と平行に配設された平板状部材であり、吸入口12aおよび吐出口13aを開閉するためのものである。シャッター板81には、図7に図示するように矩形状の貫通孔81aを形成してあり、その大きさは上述した吐出口13aと同一である。また、貫通孔81aよりも奥側にあるシャッター板81の長さは、吸込口12aと吐出口13aとの配置間隔に対応する長さと同一である。
The
The
As shown in FIG. 6, the
The
案内板82は、送風ダクト77の天板77aおよび側面と係合してスライド移動し、背面ダクト71より流入した空気を冷却容器75もしくは直接送風ダクト77に導入するためのものであり、シャッター板81の奥側終端縁より垂直方向に延在する平板状部材である。案内板82は、吸込口12aの最前方より本体キャビネット10の背面までの全奥行き距離をスライド移動するものである。
モータ84は、稼動することで正回転又は逆回転する駆動軸84aを備えている。駆動軸84aの先端には、ラックギア86に噛合するピニオンギア85を設けてある。このようなモータ84には、ピニオンギア85の回転量を制御することができる例えばステッピングモータを使用している。
ラックギア86は、一端をシャッター板81に取り付けてあり、駆動軸84aの正回転又は逆回転によってシャッター板81、案内板82を手前側又は奥側にスライド移動するものである。
The
The
One end of the
シャッター機構80のスライド位置により冷熱循環手段70内の循環空気は次のように流れる。
まず、冷却運転においては、シャッター板81が最も手前側に位置する状態では、図6,7に図示するように吐出口13aと貫通孔81aとが合致して、案内板82によって背面ダクト71と送風ダクト77との直接の連通を遮断する。
従って、この状態において、商品収納庫40a,40b,40cの内部の空気は、図8に図示すように庫内ファン78によって背面ダクト71、吸込通路12、第1室73、蒸発器64、第2室74、吐出通路13、送風ダクト77で構成される冷却通路を通過して商品収納庫40a,40b,40cの内部に戻る。
吐出口13aと貫通孔81aとが合致するようシャッター板81、案内板82を配置したとき、シャッター板81、案内板82による吐出口13a及び吸込口12aの開口面積(空気が通過する通過面積)は最大であり、且つ開口率は100%である。また、背面ダクト71の下部流路72を通過する通過面積も最大であり、流路抵抗が最も小さい。
Depending on the slide position of the
First, in the cooling operation, in a state where the
Therefore, in this state, the air inside the
When the
この状態から、モータ84を駆動し、ピニオンギア85を正回転することでラックギア86を介してシャッター板81、案内板82を奥側へスライド移動した場合には、吐出口13aに対して貫通孔81aがずれ、吐出口13aの一部がシャッター板81で塞がれ、吐出口13aの開口面積が減少し、吸込通路12の一部も、シャッター板81で塞がれ、吸込口12aの一部もシャッター板81で塞がれる。しかも、背面ダクト71の下部流路72内の通路断面積も減少する。例えば、図9に図示すように、貫通孔81aの左半分と吐出口13aの右半分とが重なるようシャッター板81、案内板82を移動した場合、シャッター板81、案内板82による吐出口13a及び吸込口12の開口率は50%である。また、背面ダクト71の下部流路72の通路断面積が2/3となり、流速が3/2倍になるので、背面ダクト71の下部流路72の流路抵抗は9/4倍となる。
In this state, when the
また、案内板82の上縁と側縁は送風ダクト77の内面に当接しているので、背面ダクト71と送風ダクト77との連通を遮断し続けている。よって、この状態でも、図11に図示するように商品収納庫40a,40b,40cの内部の空気は、庫内ファン78によって冷却容器75を通過しながら、商品収納庫40a,40b,40cの内部に戻る。
その後、さらに、モータ84を駆動し、ピニオンギア85を正回転することでラックギア86を介してシャッター板81、案内板82を奥側へスライド移動した場合、シャッター板81、案内板82による吐出口13a及び吸込口12aの開口率は一層減少する。やがて、貫通孔81aの左端と吐出口13aの右端とが重なるようシャッター板81、案内板82を移動した場合、吐出口13aがシャッター板81で塞がれ、シャッター板81、案内板82による吐出口13aの開口面積が0になり、吸込口12aもシャッター板81で塞がれ、シャッター板81、案内板82による吸込口12aの開口面積も0になる。しかも、案内板82の上縁と側縁は送風ダクト77の内面に当接しているので、背面ダクト71と送風ダクト77との連通を遮断し続けている。よって、この状態での商品収納庫40a,40b,40cの内部の空気は循環をしないことになる。すなわち、冷却運転時においては、シャッター板81が吸込口12a、吐出口13aの開口面積を最大開口面積から零まで移動をする。
Further, since the upper edge and the side edge of the
Thereafter, when the
一方、加熱運転においては、さらに、モータ84を駆動し、ピニオンギア85を正回転することでラックギア86を介してシャッター板81、案内板82を奥側へスライド移動した場合、図12,13に図示するようにシャッター板81により吐出口13aおよび吸入口12aが遮蔽されているので、背面ダクト71から冷却容器75に空気が流れることはない。また、案内板82の上縁が送風ダクト77の天板77aと離間をして背面ダクト71から送風ダクト77にバイパスの通路口71aが形成される。この通路口71aの開口面積により循環する空気量が調整される。
従って、この状態において、商品収納庫40a,40b,40cの内部の空気は、図14に図示すように庫内ファン78によって背面ダクト71より通路口71aを通過し、通電されたヒータ79を内部に有する送風ダクト77で構成される加熱通路を通過して商品収納庫40a,40b,40cの内部に戻る。
On the other hand, in the heating operation, when the
Accordingly, in this state, the air inside the
その後、さらに、モータ84を駆動し、ピニオンギア85を正回転することでラックギア86を介してシャッター板81、案内板82がキャビネット10の背面にまで移動すると、図15に図示すように背面ダクト71と送風ダクト77との間に形成されたバイパスの通路口71aが背面ダクト71の断面積と略同一となる。一方、シャッター板81によって吐出口13a及び吸込口12aが塞がれている状態を維持している。この時、通路口71aの開口面積が最大となり、加熱運転時の循環する空気量が最大となる。
この状態では、商品収納庫40a,40b,40cの内部の空気は、図16に図示すように庫内ファン78によって背面ダクト71、通路口72b、送風ダクト77で構成される加熱通路を最大の流量で商品収納庫40a,40b,40cの内部に戻る。
このようにシャッター機構80は、冷却運転において、シャッター板81、案内板82をスライド移動することにより、背面ダクト71の下部流路72の流体抵抗、および冷却容器75と連通する吸入口12a、吐出口13aの通過面積が変わるので、商品収納庫40a,40b,40cの内部の循環空気量を適宜調整することが出来る。その結果、商品収納庫に対応したファンの選択、回転数の制御など高コストに繋がる調整を行うことなく、各商品収納庫の商品を効率的に冷却することが出来る。また、加熱運転において、シャッター板81により冷却容器75と連通する吸入口12a、吐出口13aへの流入出を遮断しながら、背面ダクト71の下部流路72への通路口71aの通過断面積が変わるので、商品収納庫40a,40b,40cの内部の循環空気量を適宜調整することが出来る。その結果、各商品収納庫の商品を効率的に冷却、加熱することが出来る。
Thereafter, when the
In this state, the air inside the
As described above, the
なお、このようなシャッター板81、案内板82は、シャッター板81及び案内板82に不図示の断熱部材を貼り付けてある。シャッター板81に断熱部材を貼り付けることで、空気が加熱通路を通過する場合に加熱された空気と冷却容器75の内部の空気との間で熱が移動することを抑制する。案内板82に断熱部材を貼り付けることで、空気が冷却通路を通過する場合、背面ダクト71を通過する空気と送風ダクト77を通過する空気との間で熱が移動することを抑制する。
このようにシャッター機構80が商品収納庫の空気の循環流量を調整するように背面ダクト71の流体抵抗を変更することにより、冷却運転においては、冷却容器75内部で各商品収納庫40a、40b、40cへ分配される空気循環量を適正に調整できる。また、加熱運転においては商品収納庫の空気循環量を調整できるので、各商品収納庫の商品を効率的に冷却もしくは加熱することができる。
Note that the
Thus, by changing the fluid resistance of the
また、上述したシャッター機構80によるシャッター板81、案内板82の移動は、次のような制御手段90によって制御している。
制御手段90は、図17に図示すようにメモリ95と主制御部96と庫内温度取得部97と移動距離設定部98と運転指令部99とを備えている。
主制御部96は、例えばROMやRAM等のメモリ95に予め格納してあるプログラム又はデータに基づいて、庫内温度取得部97、移動距離設定部98及び運転指令部99を統括的に制御するものである。
庫内温度取得部97は、各商品収納庫40a,40b,40cの内部にそれぞれ設けた温度検知センサ(温度検知手段)Tに接続してあり、温度検知センサTが検知した各商品収納庫40a,40b,40c内の空気温度を信号に変換して主制御部96へ送信するものである。
Further, the movement of the
As shown in FIG. 17, the control means 90 includes a
The
The internal
上記のような自動販売機は、次のようにして制御手段90を用いて商品収納庫40a,40b,40cに収容してある商品を所望の温度に調節する。ここでは、制御手段90によるシャッター機構80の制御を中心に説明する。また、以下の説明において、すべての商品収納庫40a,40b,40cに収容してある商品を冷却する場合について説明するものとし、その前提として、商品収納庫40a,40b,40cの内部において、庫内ファン78が駆動しているものとして説明する。また、この説明における初期状態では、全ての吸込口12a及び吐出口13aの開口率を100%としている。
制御手段90の主制御部96は、庫内温度取得部97を通じて商品収納庫40a,40b,40cの庫内温度をそれぞれ取得する。
商品収納庫40a,40b,40cの庫内温度を取得した主制御部96は、移動距離設定部98を通じて、各庫内温度と、メモリ95に予め格納してある商品収納庫40a,40b,40cの設定温度とを比較する。
The vending machine as described above uses the control means 90 as follows to adjust the products stored in the
The
The
庫内温度と設定温度とをそれぞれ比較した結果、商品収納庫40a,40b,40cの庫内温度が設定温度に達していないものを特定し、主制御部96は、その中から温度差が最も小さい商品収納庫40a,40b,40cにおける吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を最も小さくするよう設定する。
その後、主制御部96は、運転指令部99を通じて対応するシャッター機構80に対して指令を送信し、モータ84を運転することで、シャッター板81、案内板82による吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を設定されたものに変更する。所定時間経過後、上記動作を繰り返す。
ここで、主制御部96によるシャッター機構80の制御の具体的な一例について説明する。主制御部96は、庫内温度取得部97を通じて商品収納庫40a,40b,40cの庫内温度をそれぞれ取得する。
As a result of comparing the internal temperature and the set temperature, the
After that, the
Here, a specific example of control of the
庫内温度取得部97を通じて取得した庫内温度が、図1中、左側に配置してある商品収納庫40a(以下、左側商品収納庫40aと称する)が4℃、図1中、中央に配置してある商品収納庫40b(以下、中央商品収納庫40bと称する)が3℃、図1中、右側に配置してある商品収納庫40c(以下、右側商品収納庫40cと称する)が6℃であったとする。また、メモリ95に格納してある設定温度が、全ての商品収納庫40a,40b,40cで2℃であったとする。
主制御部96は、移動距離設定部98を通じて、温度差が最も小さい中央商品収納庫40bの吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を最も小さく設定する。これにより、主制御部96は、運転指令部99を通じて対応するシャッター機構80に対して運転指令を送信し、モータ84を運転することで、吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を最も小さくする。
The inside temperature acquired through the inside
The
中央商品収納庫40bの吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を小さくすると、冷却容器75から中央商品収納庫40bへ流れる空気の空気抵抗が大きくなる。それにより、冷却容器75から左側商品収納庫40aへ流れる空気の量が増加するとともに、冷却容器75から右側商品収納庫40cへ流れる空気の量が増加する。従って、左側商品収納庫40a及び右側商品収納庫40cへ流れる空気の量を増加することができるから、庫内温度をより早く低下させて設定温度に近づけることができる。
所定時間経過後、主制御部96は、庫内温度取得部97を通じて、再び各商品収納庫40a,40b,40cの庫内温度を取得する。このときも同様に、庫内温度と設定温度とをそれぞれ比較し、商品収納庫40a,40b,40cの庫内温度が設定温度に達していないものを特定する。そして、主制御部96は、その中から温度差が最も小さい商品収納庫40a,40b,40cにおける吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を最も小さくするよう設定する。以下、所定時間経過後、上記動作を繰り返す。
If the opening area of the
After a predetermined time has elapsed, the
以上のように、吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を適宜変更して空気の量を調整して循環させることにより、商品収納庫40a,40b,40cの内部における空気の温度を効率的に低下させて例えば2℃に保持することができ、これにより、商品を効率よく販売適温となる例えば5℃にすることができる。
一方、上記自動販売機において、例えば右側商品収納庫40cに収容された商品のみを加温する場合には、背面ダクト71の内部に案内板82を移動する旨の指令を主制御部96から運転指令部99を介してシャッター機構80に送信する。
そして、案内板82を背面ダクト71の内部に移動し、背面ダクト71と送風ダクト77とを連通させる。これにより、右側商品収納庫40cと冷却容器75との連通状態が遮断されることになる。このとき、吸込口12a及び吐出口13aはシャッター板81で塞がれるので、冷却容器75の内部で冷却された空気は、右側商品収納庫40cに移動することがない。そして、右側商品収納庫40cのヒータ79を稼働させることにより、ヒータ79で加温された空気は、庫内ファン78の作用により商品シュート42の下側から吹き出されて、右側商品収納庫40cの内部を循環する。
As described above, by changing the opening area of the
On the other hand, in the vending machine, for example, when only the product stored in the
Then, the
加温された空気が商品を通過する際、空気と商品との間で熱交換が行われ、商品が加温されることになる。商品との間で熱交換が行われた空気は、再び背面ダクト71に進入し、加熱通路を通過してヒータ79に至る。そして、ヒータ79で再び加温される。
このように加温された空気が右側商品収納庫40cの内部で循環することにより、商品の温度を販売適温(例えば55℃)にすることができる。
この実施の形態による自動販売機によれば、温度検知センサTにより検知された検知温度と、メモリ95に予め格納してある設定温度とを比較して、温度差が相対的に小さい商品収納庫(例えば中央商品収納庫40b)における吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を小さくすることで空気の循環流量を制御する制御手段90を設けたので、中央商品収納庫40b以外の商品収納庫40a,40cへ流れる空気の量を相対的に増加させることができ、これらの商品収納庫40a,40cの庫内温度をより早く低下させて設定温度に近づけることができる。従って、各商品収納庫40a,40b,40cに収容された商品を効率的に冷却することができる。また、これにより、自動販売機20の運転に要するコストの低減化を図ることができ、省エネルギー化を図ることができる。
When the heated air passes through the product, heat exchange is performed between the air and the product, and the product is heated. The air that has exchanged heat with the product again enters the
The air thus heated circulates inside the
According to the vending machine according to this embodiment, the detected temperature detected by the temperature detection sensor T is compared with the set temperature stored in advance in the
なお、上述した実施の形態では、初期状態として、全ての吸込口12a及び吐出口13aの開口率を100%とし、温度差が最も小さい商品収納庫40a,40b,40cにおける吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を最も小さくすることで空気の循環流量を制御する制御手段90を設けるもので説明した。しかしこの発明はそれに限られず、初期状態として、全ての吸込口12a及び吐出口13aの開口率を例えば50%とし、温度差が最も大きい商品収納庫における吸込口12a及び吐出口13aの開口面積および背面ダクト71の下部流路72の通過面積を最も大きくすることで空気の循環流量を制御する制御手段を設けても、同様の作用・効果を奏することができる。
また、上述した実施の形態では、スターリング冷凍機61を用いるもので説明した。しかし、この発明はそれに限られず、外部に設けた1つの蒸発器で複数の商品収納庫の商品を冷却する自動販売機にも適用することができる。
In the above-described embodiment, as an initial state, the opening ratios of all the
In the above-described embodiment, the
以上のように、本発明に係る冷却装置は、スターリング冷凍機で発生した冷熱を利用して、例えば自動販売機等における複数の商品収納庫に収容された商品を冷却させるのに有用である。 As described above, the cooling device according to the present invention is useful for cooling products stored in a plurality of product storage boxes in, for example, a vending machine, using cold heat generated in a Stirling refrigerator.
10 本体キャビネット
40a 商品収納庫
40b 商品収納庫
40c 商品収納庫
42 シュート
50 機械室
60 冷却ユニット
61 スターリング冷凍機
62 低温部熱交換器
63a 気中配管
63b 液配管
64 蒸発器
65 高温部熱交換器
66a 第1配管
66b 第2配管
67 放熱器
68 ファン
69 ポンプ
70 冷熱循環手段
71 背面ダクト
72 下部流路
72c 通路口
73 第1室
74 第2室
75 容器(冷熱容器)
76 仕切板
77 送風ダクト
77a 天板
78 庫内ファン
79 ヒータ
80 シャッター機構
81 シャッター板
82 案内板
84 モータ
85 ラックギア
86 ピニオンギア
90 制御装置
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76
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