JP5151378B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、缶飲料などの商品を冷却あるいは加温して販売する自動販売機において、冷却あるいは加温システムに使用する炭化水素冷媒が庫内に漏洩した場合に、冷媒漏洩を検知する自動販売機に関するものである。

近年、オゾン層保護および地球温暖化防止の観点から、イソブタンやプロパンなどの炭化水素からなる自然冷媒を使用した冷却システムが望まれている。自動販売機などの冷却貯蔵庫において、可燃性のある炭化水素を冷媒として使用する際には、防爆対応した電気部品などが用いられるが、さらに安全を高めるために、冷媒の漏洩を検知して冷却器を遮断することによって、漏洩量を抑制するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら従来の自動販売機を説明する。

図４は従来の自動販売機の前から見た内部構成を示す概略図である。

図４において、自動販売機本体１内に断熱構造の複数の貯蔵庫２を備え、各貯蔵庫２の下方には機械室４が配置されている。各貯蔵庫２内には、蒸発器５、庫内ファン６がそれぞれ設けられ、各蒸発器５は冷凍回路に接続されている。機械室４には、冷凍回路を構成する圧縮機７、凝縮器８が配置され、圧縮機７の吐出側には凝縮器８の一端側が接続されている。さらに、凝縮器８の他端側は膨張弁９を介して第２の電磁弁１１の一端側にそれぞれ接続されている。

貯蔵庫２内には、それぞれ商品収納コラム３が設置されている。また、貯蔵庫２は冷媒漏洩検知センサ１２をそれぞれ蒸発器５の空気の下流側に有している。機械室４内の冷媒漏洩検知センサ１２は室内を流通する空気の圧縮機７及び凝縮器８の下流側に配置され、冷媒を検知すると制御部に検知信号を出力されるようになっている。

また、前記自動販売機は冷媒漏洩検知センサ１２の検知信号に基づいて冷凍回路の第１の電磁弁１０及び圧縮機７をそれぞれ制御する制御部を備えている。制御部は、冷媒漏洩検知センサ１２の検知信号が出力されると、各第１の電磁弁１０と第２の電磁弁１１とを閉鎖させて冷凍回路を複数に遮断するようになっている。

以上のように構成された自働販売機について、以下にその動作を説明する。

貯蔵庫２内で冷凍回路から冷媒が漏洩した場合、蒸発器５の下流側に配置した冷媒漏洩検知センサ１２が漏洩を検知して、検知信号を制御部へと出力する。制御部は検知信号が出力されると、第１の電磁弁１０および第２の電磁弁１１を閉鎖して、冷凍回路を複数に遮断する。このことによって、冷媒が漏洩した際の漏洩量を最小限にすることができる。
特開２００３−１７８３６１号公報

しかしながら、自動販売機において貯蔵庫２は冷却だけでなく加温される場合もあり、貯蔵庫２内に漏洩検知センサ１２を配置することで、高温の環境下におかれることによってセンサが劣化するといった課題があった。また、自動販売機の貯蔵庫２内で断熱材の固定などに用いるシール剤から発生するガスによって冷媒漏洩検知センサ１２が被毒することで性能が低下するといった課題があった。また、各貯蔵庫２内に冷媒漏洩検知センサ１２を配置することで貯蔵庫２の数と同じだけの冷媒漏洩検知センサ１２が必要となり、コストが高くなるといった課題もある。

本発明は、従来の課題を解決するもので、より低コストでの冷媒漏洩検知と漏洩検知センサの劣化防止を可能にする自動販売機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の自動販売機は、貯蔵庫の外側に冷媒の漏洩検知セ
ンサを設けると共に、貯蔵庫内で漏洩した冷媒を前記漏洩検知センサで検知できるように前記貯蔵庫内と前記漏洩検知センサの周囲の空間とを内扉の商品搬出口よりも低い位置に配置した導管で連通させ、前記漏洩検知センサを前記導管の出口部の下方位置に配置し、前記貯蔵庫内で漏洩した冷媒が庫内ファンの運転により前記導管の方に導かれて前記貯蔵庫の外部に排出されるように構成したのである。

これによって、貯蔵庫内で冷媒が漏洩した時、導管を通じて、貯蔵庫の隙間から外部へと冷媒が漏れるよりも早く貯蔵庫から庫外へと冷媒を導く事ができるので、より早く確実に漏洩した冷媒を漏洩検知センサで検知することができる。また、貯蔵庫内に漏洩検知センサを配置した場合、約５０〜６０℃の庫内加温の高温度環境下で生じる、または庫内にて発生するガスによって被毒するなどの理由による漏洩検知センサの劣化を防止することができる。また、導管入口部を貯蔵庫ごとに複数備えて導管出口部を集約すれば、１個の冷媒漏洩検知センサで全ての貯蔵庫における冷媒漏洩を検知することができる。

本発明の自動販売機は、貯蔵庫内で冷媒が漏洩した時、導管を通じて、貯蔵庫の隙間から外部へと冷媒が漏れるよりも早く貯蔵庫から庫外へと冷媒を導く事ができるので、より早く確実に漏洩した冷媒を漏洩検知センサで検知することができる。また、貯蔵庫内に漏洩検知センサを配置した場合、約５０〜６０℃の庫内加温の高温度環境下で生じる、または庫内にて発生するガスによって被毒するなどの理由による漏洩検知センサの劣化を防止することができる。また、導管入口部を貯蔵庫ごとに複数備えて導管出口部を集約すれば、１個の冷媒漏洩検知センサで全ての貯蔵庫における冷媒漏洩を検知することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、商品を貯蔵する商品収納コラムを有した複数の貯蔵庫と、前記貯蔵庫の前面を覆う外扉と、前記貯蔵庫と前記外扉の間にあって、前記商品収納コラムの前面に配置した内扉と、前記貯蔵庫内を冷却する冷却システムとを備えた自動販売機において、前記貯蔵庫の外側に冷媒の漏洩検知センサを設けると共に、前記貯蔵庫内で漏洩した冷媒を前記漏洩検知センサで検知できるように前記貯蔵庫内と前記漏洩検知センサの周囲の空間とを前記内扉の商品搬出口よりも低い位置に配置した導管で連通させ、前記漏洩検知センサを前記導管の出口部の下方位置に配置し、前記貯蔵庫内で漏洩した冷媒が庫内ファンの運転により前記導管の方に導かれて前記貯蔵庫の外部に排出されるように構成したものであり、貯蔵庫内で冷媒が漏洩した時、導管を通じて、貯蔵庫の隙間から外部へと冷媒が漏れるよりも早く貯蔵庫から庫外へと冷媒を導く事ができるので、より早く確実に漏洩した冷媒を漏洩検知センサで検知することができ、貯蔵庫内に漏洩検知センサを配置した場合、約５０〜６０℃の庫内加温の高温度環境下で生じる、または庫内にて発生するガスによって被毒するなどの理由による漏洩検知センサの劣化を防止すること
ができる。

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、漏洩検知センサが冷媒漏洩を検知すると内扉の上部に設けた吸入ファンを運転させて外気を貯蔵庫内へと導入するものであり、冷媒漏洩を検知したときに、外気導入による庫内空気置換を効率よく行って、貯蔵室内の冷媒濃度を低下させることができる。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、貯蔵庫から搬出された商品を受ける商品取出し口の底部に開口部を備え、導管出口部の位置を前記開口部よりも高い位置にしたものであり、漏洩冷媒が開口部を通過して下方の機械室へ拡散する前に検知することができる。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、導管入口部が貯蔵庫ごとに複数備えられ、導管出口部が１つに集約されているものであり、貯蔵室が複数あっても漏洩検知センサを１個にすることができ、設置空間を最小限に抑えられるので、搬出される商品取出し口の無効空間を低減できる。

本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、冷媒が可燃性冷媒であるものであり、可燃性冷媒は空気より重いという物性を活かした冷媒排気構成を形成することで、安全性を高めることができる。

以下、本発明による自動販売機の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における自動販売機を左右に切断して左側の切断面を右から見た場合の縦断面図、図２は同実施の形態の自動販売機を上下に切断して下側の切断面を上から見た場合の平面断面図を示す。また、図３は図１の自動販売機の前方上部を示す要部縦断面図を示す。

図１と図２において、自動販売機本体２１の前面には、サンプル商品を展示し、金銭授受や商品搬出を行う外扉２２が開閉自在に配置され、自動販売機本体２１の内部には飲料缶などの商品を貯蔵する貯蔵庫２３がある。貯蔵庫２３と自動販売機本体２１との間で、貯蔵庫２３の周囲にはウレタン発泡材などからなる断熱壁として背面パネル２４、上面パネル２５、下面パネル２６を配置している。

貯蔵庫２３の前面の断熱壁として、上下に分割された上部内扉２７と下部内扉２８とを備え、貯蔵庫２３の前面をそれぞれ独立して開閉自在に構成されている。また下部内扉２８には庫内と連通する商品搬出口２９が設けられている。

また外扉２２には商品取出し口３０が備えられ、商品搬出口２９の前方に配置している。貯蔵庫２３内の上部には吊り下げ金具３２を配置し、缶飲料などの商品を収納する複数の商品収納コラム３３，３４，３５を吊り下げることですべての商品を収納している。そして商品販売時には商品収納コラム３３〜３５の下方に配置し、商品搬出口２９に向かって傾斜配置したシュート３１上を商品が転がって商品搬出口２９を通って商品取出し口３０に至り、利用者は搬出された商品を受け取る。

商品収納コラム３３〜３５の下方で、シュート３１に区画されて冷却加温室５０があり、冷却加温室５０には電気ヒータ３６、庫内ファン３７、室内熱交換器３８を設置している。具体的には貯蔵庫２３の後方から前方に向かって室内熱交換器３８、庫内ファン３７、電気ヒータ３６の順にほぼ直線上に配置している。また貯蔵庫２３の下方には機械室５１が配置され、内部には圧縮機３９、機械室ファン４０、室外熱交換器４１の冷却システムが備えられている。

そして圧縮機の運転により、貯蔵庫２３内の商品の冷却を行い、商品の冷却は約３℃に設定される。また電気ヒータの通電や冷媒回路の切替えにより室内熱交換器３８を放熱器として使用することで庫内の加温は約５０〜６０℃に加温されている。

このような冷却加温システムの冷媒としては、可燃性冷媒であるイソブタンを使用している。また、機械室ファン４０は冷却加温システムの冷媒が機械室内で漏洩した際に備えて常時連続運転としている。

そして、下部内扉２８には導管４２が埋設されている。導管４２は商品搬出口２９よりも低い位置で、貯蔵庫２３内と外部とを連通するように埋設されている。また導管４２は冷却加温室５０内の庫内ファン３７の延長線上になるように配置している。

またイソブタンは空気よりも比重が重いので導管４２よりも低い位置に漏洩検知センサ４３を備えている。図１に示すように漏洩検知センサ４３は下部内扉２８の貯蔵庫２３外側、すなわち外扉２２側で商品取出し口３０内に面する位置に取付けられている。

本実施の形態では、貯蔵庫２３内で漏洩した冷媒（イソブタン）を漏洩検知センサ４３で検知できるように貯蔵庫２３内と漏洩検知センサ４３の周囲の空間とを導管４２で連通させたのである。

また貯蔵庫２３内は区画壁２３ａによって左右方向に複数室に断熱区画されており、導管４２の導管入口部４２ａは各室の前面に対応して各室の数に対応して複数個設けられている。そして区画壁２３ａに左右に区画された複数の貯蔵庫２３のそれぞれに冷却加温室５０が備えられている。

また本実施の形態の場合、３室なので導管入口部４２ａは各貯蔵庫２３の前方下部に３箇所備えられている。そして下部内扉２８の内部で導管入口部４２ａは連結管４２ｂによって接続され、１つの導管出口部４２ｃに接続されて導管４２を構成している。下部内扉２８に埋設されている導管入口部４２ａ、連結管４２ｂ、導管出口部４２ｃは下部内扉２８内に略直線状に構成されている。そして導管出口部４２ｃの下方位置に漏洩検知センサ４３を配置している。

また、商品取出し口３０の下面には開口部３０ａがあり、開口部３０ａを通して機械室５１に連通している。

また図３において、上部内扉２７に外気吸入口４４、吸入ファン４５を備えている。また、外気吸入口４４の庫内側にシート状部材４６とその周囲にシール材４７を備え、気密性を高めた構造としている。シート状部材４６としては、例えばポリエチレンシート、軟質塩ビシートやＰＥＴフィルム等軽量で安価な部材を使用することができる。また、シール材４７としては両面テープその他のテープを用いることもできるし、マグネット材で板金との間でシールすることもできる。

ここで、外気吸入口４４、吸入ファン４５は上部内扉２７に設けているが、これは、貯蔵庫２３の中で、配管の溶接箇所があり最もガスリーク箇所として可能性が高い蒸発器３８と対角の最も離れた場所であり、外気導入と完全な庫内空気置換に最も適している。さらに、上部内扉２７は外扉２２で保護されているため、防犯上の心配がなく、軽量で簡単な構造で外気吸入口４４を形成することができる。

また、自動販売機の販売商品（缶飲料などの商品）は複数の商品収納コラム３３〜３５に収納され、販売は下方から順次行われる。一般的には省エネのため、庫内の下部のみ適正な温度に冷却や加温を行うように制御されている。また、特に加温の場合は、中身商品の品質確保の観点から商品収納コラムの上部においては、常温に近い保存状態が好ましいとされている。

したがって、外気吸入口４４を貯蔵庫２３の上部となる上部内扉２７に設けることで、貯蔵庫２３の断熱性能への影響を抑えることができる。また、外気吸入口４４の庫内側にシート状部材４６とその周囲にシール材４７を備え、気密性を高めた構造としているため、虫の侵入を防止し、外気侵入による結露防止、熱負荷増大を抑制し貯蔵庫の断熱性能を損なうこともない。

ここで、貯蔵庫２３の内外に設置された電気部品は、自販機工業会自主基準（ＪＶＭＡ ２Ｂ００１、附属書２「冷却ユニットの安全」）に示した要件を満足するように、防爆構造を有している。この防爆構造は、冷却加温システムから冷媒が漏洩した場合に電気部品が着火源とならないようにするものであり、漏洩した冷媒を拡散する構造や表面温度を低く抑える構造、火炎が外部に伝播しない簡易防爆構造などを含む。

以上のように構成された実施の形態１の自動販売機について、以下にその動作を説明する。

冷却加温室５０内に配置された冷却システムあるいは冷却加温システムの配管などが破損して冷媒が漏洩すると、イソブタンの比重は空気よりも重いために、貯蔵庫２３の下部、すなわち冷却加温室５０の底部を這うようにして拡散する。そして漏洩冷媒は冷却加温室５０の前方の下部内扉２８に埋設した導管４２の導管入口部４２ａから連結管４２ｂを通って導管出口部４２ｃから下部内扉２８の外部へと流出する。

導管出口部４２ｃは１箇所に集約されて配置しているので、商品取出し口３０内の設置空間を最小限に抑えられるので、搬出される商品取出し口３０の無効空間を低減できる。

そして下部内扉２８の外部へと流出した冷媒は、導管出口部４２ｃの前方に形成される商品取出し口３０内へ導かれ、さらに商品取出し口３０の底部に形成された開口部３０ａを通って、下方の機械室５１へと拡散する。そして導管出口部４２ｃよりも下方の位置に配置した漏洩検知センサ４３によって冷媒漏洩が検知される。

漏洩検知センサ４３が冷媒漏洩を検知すると上部内扉２７に設けた吸入ファン４５を運転させて外気を貯蔵庫２３内へと導入する。吸入ファン４５によって取込まれた外気は冷却加温室５０の底部に滞留している漏洩冷媒に上方から吐出されて混ぜ合わさり、冷媒濃度を低下させながら、外部と連通した導管４２の方へ押し出され貯蔵庫２３の外部へと排出する。

ここで、下部内扉２８の商品搬出口２９よりも低い位置に導管４２を埋設することで商品搬出口２９の隙間から外部へと冷媒が漏れるよりも早く貯蔵庫２３から庫外へと冷媒を導く事ができるので、より早く確実に検知する事ができる。

また、導管４２よりも低い位置に漏洩検知センサ４３を配置することでイソブタンのように空気よりも比重の大きい冷媒の場合は下方へと拡散するのでより早く検知することができる。

また開口部３０ａよりも導管出口部４２ｂは高い位置に設置されているので、漏洩冷媒が開口部３０ａを通過して下方の機械室５１へ拡散する前に検知することができる。

機械室５１へと到達した漏洩冷媒は、機械室ファン４０によって外気と混合しながら室外熱交換器４１に吸込まれ、機械室５１内を通って、機械室５１の背面に形成された通気孔５１ａから外部へと排出される。

漏洩検知センサ４３で冷媒が検知されたとき庫内ファン３７を連続運転してもよい。庫内ファン３７を運転することで滞留する漏洩冷媒を、より早く導管４２の方へ導くことができると共に、商品搬出口２９と下部内扉２８との間からも外部へ冷媒を排出することができる。

また、導管４２で各貯蔵庫２３と漏洩検知センサ４３近傍とを連通することで、貯蔵庫２３外に設けた１個の漏洩検知センサ４３で全ての貯蔵庫２３での冷媒漏洩を検知することができるので、各貯蔵庫２３に漏洩検知センサ４３を配置するよりもより低コストで冷媒漏洩検知ができると共に、約５０〜６０℃に加温された貯蔵庫２３内に漏洩検知センサ４３を配置することによっておこる漏洩検知センサ４３の劣化や、貯蔵庫２３内で庫内の背面パネル２４や上面パネル２５、下面パネル２６の固定に用いているシリコン系のシール剤による被毒での漏洩検知センサ４３の劣化を防止することができる。

また、漏洩検知センサ２３が冷媒漏洩を検知した後に、上部内扉２７に配置した吸入用ファン４５を運転し、吸入ファン４５の動圧で外気吸入口４４の気密性を高めているシート状部材４６とシール材４７を押して、外気吸入口４４を開放し外気を導入することで、貯蔵庫２３内の圧力が上昇して、庫内に滞留する冷媒を導管４２や商品排出口２９などから貯蔵庫２３外へと排出し、庫内の空気を連続的に置換することで漏洩した冷媒の濃度をすばやく可燃下限濃度以下に抑えて安全性を高めることができる。

また、開口部３０ａを設けて機械室ファン４０を運転することによって、貯蔵庫２３外へと排出された冷媒を商品取出し口３０に滞留させることなく速やかに自動販売機本体２１の外部へと排出する事ができ、貯蔵庫２３外での冷媒の濃度上昇を抑制することができる。

また、本実施の形態においては、貯蔵庫２３外に配置された冷却加温システムの配管などが破損して冷媒が漏洩した場合に備えて、機械室ファン４０を常時連続運転としたが、漏洩検知センサ４３が冷媒漏洩を検知した場合のみ機械室ファン４０を運転してもよい。

また、本実施の形態においては、ヒータ３６を用いて貯蔵庫２３を加温する構成としたが、貯蔵庫２３内に凝縮機４１を配置して凝縮機４１の廃熱で貯蔵庫２３を加温する構成（ヒートポンプ方式）としても、凝縮機４１近傍で漏洩した冷媒をより早く検知する同様の効果が期待できる。

また、本実施の形態においては、上部内扉２７に設けた外気吸入口４４をシート状部材４６とシール材４７で塞ぐことで気密性を高めるとしたが、開閉可能なダンパーもしくはシャッターを用いても同様の効果が期待できる。

また、本実施の形態においては、吸入ファン４５を用いて冷媒漏洩時に外気を導入することで貯蔵庫２３内に滞留する冷媒を貯蔵庫２３外へと排出するとしたが、吸入ファン４５の代わりに、貯蔵庫２３外部に設けた空気を圧送するポンプから貯蔵庫２３へと空気を供給する方式を用いても良い。例えば自動販売機において、仮にイソブタンを５０ｇ封入し、その８０％にあたる４０ｇが１０分で漏洩したとすると、その漏洩速度は２Ｌ／分程度であり、なおかつイソブタンは比重が空気よりも重たいために漏洩した冷媒は貯蔵庫２３の底部に滞留する。このような場合において、静圧９０ｋＰａ、流量１０〜２０Ｌ／分のポンプで貯蔵庫２３内に空気を圧送することで冷媒を商品搬出口２９の隙間から速やかに排出する事ができる。また、ポンプの静圧はファンよりも高いのでポンプと貯蔵庫２３とを接続するホースの直径を小さくすることができ、外気吸入口４４を吸入ファン４５よりも小さくできるので貯蔵庫２３の断熱性能への影響を小さくできる。

以上のように、本発明にかかる自動販売機は、貯蔵庫前方の内扉に設けた商品搬出口よりも低い位置に導管を埋設し、内扉外面の導管よりも低い位置に漏洩検知センサを配置することで、貯蔵庫内部で冷媒が漏洩した際に、貯蔵庫の外部に配置した漏洩検知センサで貯蔵庫内部での冷媒漏洩をより早く検知することができるので、可燃性冷媒を使用したショーケースや業務用冷凍冷蔵庫などの冷蔵あるいは冷凍機器における冷媒漏洩検知にも適用可能である。

本発明の実施の形態１における自動販売機を左右に切断した場合の縦断面図 同実施の形態の自動販売機を上下に切断した場合の平面断面図 図１の要部縦断面図 従来の自動販売機の前から見た内部構成を示す概略図

符号の説明

２２ 外扉
２３ 貯蔵庫
２８ 下部内扉
２９ 商品搬出口
３０ 商品取出し口
３０ａ 開口部
３３，３４，３５ 商品収納コラム
４２ 導管
４２ａ 導管入口部
４２ｃ 導管出口部
４３ 漏洩検知センサ

Claims (5)

1. 商品を貯蔵する商品収納コラムを有した複数の貯蔵庫と、前記貯蔵庫の前面を覆う外扉と、前記貯蔵庫と前記外扉の間にあって、前記商品収納コラムの前面に配置した内扉と、前記貯蔵庫内を冷却する冷却システムとを備えた自動販売機において、前記貯蔵庫の外側に冷媒の漏洩検知センサを設けると共に、前記貯蔵庫内で漏洩した冷媒を前記漏洩検知センサで検知できるように前記貯蔵庫内と前記漏洩検知センサの周囲の空間とを前記内扉の商品搬出口よりも低い位置に配置した導管で連通させ、前記漏洩検知センサを前記導管の出口部の下方位置に配置し、前記貯蔵庫内で漏洩した冷媒が庫内ファンの運転により前記導管の方に導かれて前記貯蔵庫の外部に排出されるように構成したことを特徴とした自動販売機。
2. 漏洩検知センサが冷媒漏洩を検知すると内扉の上部に設けた吸入ファンを運転させて外気を貯蔵庫内へと導入することを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
3. 貯蔵庫から搬出された商品を受ける商品取出し口の底部に開口部を備え、導管出口部の位置を前記開口部よりも高い位置にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動販売機。
4. 導管入口部は貯蔵庫ごとに複数備えられ、導管出口部は１つに集約されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の自動販売機。
5. 冷媒は可燃性冷媒であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自動販売機。