JP5321241B2 - 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開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された自動販売機は、複数の商品収納庫にそれぞれ内部熱交換器を設け、商品収納庫外に設けた圧縮機、外部熱交換器と接続して、電動膨張弁の開度調整、電磁弁の切り替えにより、各商品収納庫の冷却もしくは加熱の設定を行い、内部熱交換器を凝縮器として使用するヒートポンプ運転を行っている。
しかしながら、この種の自動販売機は複数の内部熱交換器を並列に接続をしているため、各内部熱交換器への冷媒の分流に偏りが生じて冷却性能が低下する、配管長が長くなることによるコストの上昇などの課題を有している。

一方、これらの課題に対処するため、複数の内部熱交換器を直列に接続する自動販売機が知られている（例えば、特許文献２参照）。この種の自動販売機は、商品収納庫内に内部熱交換器とは別に電気ヒータを取設して、加熱運転を行っている。各商品収納庫の冷却加熱の設定モードは、商品収納庫の冷却もしくは加熱の運転をＣ、Ｈの記号を用いて示すものであり、正面から見て商品収納庫の左側から順に、例えば、すべてが冷却の場合にはＣＣＣモード、右の商品収納庫のみが加熱の場合にはＣＣＨモードなどと記される。

特開２００１−１０９９４２号公報 特開２００１−１６７３４１号公報

しかしながら、特許文献２に記載された自動販売機は、配管構成が単純になるものの加熱運転を行う場合には庫内熱交換器を休止させて、同室に取設した電気ヒータにより加熱を行うものである。このため、ヒートポンプ運転での加熱運転と比較すると大幅に消費電力が増加するという課題がある。
また、庫内熱交換器を直列に配管接続をしているので、上流側を蒸発器とし、下流側を凝縮器として使用する運転が困難であり、その結果ヒートポンプ運転を利用できないという課題がある。
本発明は上記に鑑みなされたもので、庫内熱交換器を直列に接続した構成の自動販売機においても、ヒートポンプ運転を行い、消費電力を低減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、冷却専用の商品収納庫と複数の冷却加熱兼用の商品収納庫を有し、冷却加熱の設定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、冷媒を膨張させる膨張手段と、各庫内に設け冷媒を蒸発もしくは凝縮される庫内熱交換器と、にて冷却循環回路を構成するとともに、庫内熱交換器を直列に配管接続し、凝縮器と各庫内熱交換器との間にそれぞれ膨張手段を配管接続した自動販売機において、凝縮器の出入口に接続して、電磁弁を介してバイパスさせる第1のバイパス管路と、膨張手段の出入口に接続して、電磁弁を介してバイパスさせる第２のバイパス管路と、最下流より上流側の膨張手段の入口と庫内熱交換器の出口に接続して、電磁弁を介してバイパスさせる第３のバイパス管路と、最下流に設けられた庫内熱交換器の出入口に接続して、電磁弁にてバイパスさせる第４のバイパス管路と、最下流に設けられた庫内熱交換器の出口側と圧縮機の入口側との間で、電磁弁にてバイパスさせ、そのバイパス管路の中間に冷媒を蒸発させる庫外熱交換器を接続させた第５のバイパス管路と、を設けたことを特徴とする。

本発明の請求項２に係る自動販売機は、請求項１にかかる自動販売機において、庫外熱交換器が凝縮器に近傍に取設したことを特徴とする。
本発明の請求項３に係る自動販売機は、請求項１または2にかかる自動販売機において、上流側の庫内熱交換器に冷媒を流して冷却運転し、下流側の庫内熱交換器に冷媒を流して加熱運転する場合に、いずれか一方の庫内熱交換器に冷媒を流さずに運転を休止させ、次に当該休止させた庫内熱交換器に冷媒を流して冷却もしくは加熱運転することを特徴とする。

本発明に係る請求項１の自動販売機は、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、冷媒を膨張させる膨張手段と、各庫内に設け冷媒を蒸発もしくは凝縮される庫内熱交換器と、にて冷却循環回路を構成するとともに、庫内熱交換器を直列に配管接続し、凝縮器と各庫内熱交換器との間にそれぞれ膨張手段を配管接続した自動販売機において、凝縮器の出入口に接続して、電磁弁を介してバイパスさせる第1のバイパス管路と、膨張手段の出入口に接続して、電磁弁を介してバイパスさせる第２のバイパス管路と、最下流より上流側の膨張手段の入口と庫内熱交換器の出口に接続して、電磁弁を介してバイパスさせる第３のバイパス管路と、最下流に設けられた庫内熱交換器の出入口に接続して、電磁弁にてバイパスさせる第４のバイパス管路と、最下流に設けられた庫内熱交換器の出口側と圧縮機の入口側との間で、電磁弁にてバイパスさせ、そのバイパス管路の中間に冷媒を蒸発させる庫外熱交換器を接続させた第５のバイパス管路と、を設けたことにより、冷却加熱運転にて電気ヒータを使用せずに
ヒートポンプ運転を行うことができるので、消費電力を低減することができる。

また、本発明に係る請求項２の自動販売機は、請求項１にかかる自動販売機において、庫外熱交換器が凝縮器に近傍に取設したことにより、庫外熱交換器の蒸発効率が向上するので、消費電力を低減することができる。
また、本発明に係る請求項３の自動販売機は、請求項１または2にかかる自動販売機において、上流側の庫内熱交換器に冷媒を流して冷却運転し、下流側の庫内熱交換器に冷媒を流して加熱運転する場合に、いずれか一方の庫内熱交換器に冷媒を流さずに運転を休止させ、次に当該休止させた庫内熱交換器に冷媒を流して冷却もしくは加熱運転することより、上流側の庫内熱交換器が冷却で下流側の庫内熱交換器が加熱であっても、ヒートポンプ運転を行うことができるので、消費電力を低減することができる。

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。 各設定モードにおける制御テーブルを示す図表である。 本発明の実施例に係るサーモサイクル運転制御の要部フローチャートである。 冷却加熱の設定モードＣＣＣにおける冷媒の流れを示す回路図である。 冷却加熱の設定モードＨＨＣにおける冷媒の流れを示す回路図である。 冷却加熱の設定モードＣＨＣにおける冷媒の流れを示す回路図である。 冷却加熱の設定モードＣＨ−における冷媒の流れを示す回路図である。 本発明の別の実施例に係る冷媒回路図である。

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。
まず、本発明の実施例に係る自動販売機について図１の斜視図、図２の断面図により説明する。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４０ａ、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内の温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃにより自動販売機の冷却、加熱運転など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４０ａ、４０ｃ、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を介して外扉の商品取出口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、機械室５０内に圧縮機６１、凝縮器６２、膨張器６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、庫外熱交換器６８、アキュムレータ６９を取設し、底板１１を跨いで庫内に庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃを有して各機器を冷媒配管で接続されることにより構成されている。冷却／加熱ユニット６０は、冷却加熱の設定モードに応じて、庫内に冷気または暖気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、冷媒を圧縮して回路内を循環させるためのもので、冷却運転時には、蒸発温度が約−１０℃、凝縮温度が約４０℃で使用され、加熱運転時には、蒸発温度が約−１０℃、凝縮温度が約７０℃で使用される。
凝縮器６２は、フィンチューブ型の熱交換器であり、冷却運転時に不要な凝縮熱を排出するためのものである。凝縮器６２の後部にはファン６２ｆが取設され、ファン６２ｆは機械室５０の前面開口部より空気を吸入し、凝縮器６２による凝縮熱を吸入するとともに、圧縮機６１の排熱を吸収して、機械室５０の背面開口部へ排気するためのものである。
膨張器６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、冷却運転時に通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものであり、たとえばキャピラリ、固定式膨張弁である。また、温度膨張弁、電子膨張弁であってもよい。

庫内熱交換器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、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂは、商品収納庫４０ａ、４０ｂを加熱する庫内熱交換器を兼用している。庫内熱交換器の容量は、商品収納庫の容量に対応して６５ｃ、６５ａ、６５ｂの順番に大きな態様で配分されている。また、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃは、各商品収納庫の下部に取設され、風胴６７で囲繞され、その後方にファン６５ｆが取設され、その後方にダクト６７ｄが取設されている。商品収納庫内の冷却と加熱は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃ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、図２中の矢印で示すようにダクト６７ｄより循環回収することで行われる。
庫外熱交換器６８は、フィンチューブ型の熱交換器であり、ヒートポンプ運転時に不要な蒸発熱を排出するためのものである。

アキュムレータ６９は、庫内熱交換器６５ａ、６５ｂ、６５ｃから蒸発された冷媒を流入し、気液分離させて液冷媒を貯留し、気相冷媒を圧縮機６１に戻すための密閉した容器である。また、アキュムレータ６９は、回路の冷媒循環に余った冷媒を貯留するための容器でもある。
庫内温センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃは、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃ内の風胴６７の上面に取設され、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃの庫内温度を検知するためのものである。
三方電磁弁Ｖ４は、凝縮器６２への冷媒の流入を制御するものであり、三方電磁弁Ｖ５は、庫外熱交換器６８への冷媒の流入を制御するものであり、三方電磁弁Ｖ３２は、庫内熱交換器６５ｃへの冷媒の流入を制御するものである。これらは、三方電磁弁の構成でなく電磁弁を組み合わせたものであっても良い。

電磁弁Ｖ１１、Ｖ２１、Ｖ３１は膨張器６３ａ、６３ｂ、６３ｃへの冷媒の流入を制御するものであり、電磁弁Ｖ１２は膨張器６３ａおよび庫内熱交換器６５ａへの冷媒の流入を制御するものであり、電磁弁Ｖ２２は膨張器６３ｂおよび庫内熱交換器６５ｂへの冷媒の流入を制御するものである。
冷却／加熱ユニット６０の冷媒回路６０Ａの構成について、図３の冷媒回路図を用いて詳述する。なお、図中の点線の囲いは、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを模式的に示している。
冷媒回路６０Ａの主回路は、図中の太線で示すように圧縮機６１から三方電磁弁Ｖ４を介して凝縮器６２に至り、凝縮器６２より膨張器６３ａ、庫内熱交換器６５ａ、膨張器６３ｂ、庫内熱交換器６５ｂ、膨張器６３ｃ、庫内熱交換器６５ｃと直列に配管接続され、三方電磁弁Ｖ５、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る回路である。

また、冷媒回路６０Ａは主回路に対して図中の細線で示すように、凝縮器６２の出入口に接続して、三方電磁弁V4を介してバイパスさせる第1のバイパス管路Ｂ４と，膨張器６３ａ、６３ｂ、６３ｃ出入口にそれぞれ接続して、電磁弁Ｖ１１、Ｖ２１、Ｖ３１を介してバイパスさせる第２のバイパス管路Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ３１と、膨張器６３ａの入口と庫内熱交換器６５ａの出口に接続して、電磁弁Ｖ１２を介してバイパスさせる第３のバイパス管路Ｂ１２と、膨張器６３ｂの入口と庫内熱交換器６５ｂの出口に接続して、電磁弁Ｖ２２を介してバイパスさせる第３のバイパス管路Ｂ２２と、最下流に設けられた庫内熱交換器６５ｃの出入口に接続して、三方電磁弁Ｖ３２にてバイパスさせる第４のバイパス管路Ｂ３２と、最下流に設けられた前庫内熱交換器６５ｃの出口側と圧縮機６１の入口側との間で、三方電磁弁Ｖ５にてバイパスさせ、そのバイパス管路の中間に冷媒を蒸発させる庫外熱交換器６８を接続させた第５のバイパス管路Ｂ５とを有している。

冷媒は、臨界圧力以下で使用する冷媒、例えばフロン冷媒でＲ１３４ａを使用している。また、臨界圧力以上で使用する冷媒、例えば二酸化炭素冷媒でもよい。
制御装置９０は、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを冷却加熱の設定モードにより冷却もしくは加熱の制御をするものであり、図４の制御ブロック図に示すように内部にＣＰＵ、メモリを有し、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃの冷却加熱を設定する冷却加熱モード設定ＳＷ９１の設定により冷却加熱の制御を行う。そして、制御装置９０は、庫内温センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃにより検知した温度が一定温度範囲内となるように、圧縮機６１、三方電磁弁Ｖ４、Ｖ５、Ｖ３２、電磁弁Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ３１などをＯＮ・ＯＦＦ制御するサーモサイクル運転により庫内温度を適温に維持する。
サーモサイクル運転は、庫内温度がサーモＯＦＦ温度（例えば、冷却の場合は−２℃、加熱の場合は６１℃）になったときにはその商品収納庫内の庫内熱交換器に流入する冷媒を遮断するように電磁弁を開閉し、庫内温度がサーモＯＮ温度（例えば、冷却の場合は８℃、加熱の場合は４１℃）になったときにはその商品収納庫内の庫内熱交換器に冷媒が流入するように電磁弁を開閉することにより回路内に循環する冷媒の経路を適宜切り替えて、庫内を適温に制御するものである。すなわち、庫内温度とサーモＯＦＦ温度、サーモＯＮ温度とを比較して、各庫内の運転モードを冷却運転、加熱運転、休止の３つの状態に切り替えてサーモサイクル運転を行う。

具体的には、制御装置９０は、図５で示す制御テーブルを利用して、図６で示す要部フローチャートにて制御を行う。図５の左欄は冷却加熱の設定モードを示し、次の３列は庫内の運転モードで冷却、加熱、休止を示し、「−」は、運転モードで休止モードを示す。この表では、商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃを左室、中室、右室を表記し、以下の説明も左室４０ａ、中室４０ｂ、右室４０ｃで行う。次列は電磁弁の動作モードを符号で示したものであり、具体的な電磁弁の動作状態は次列からの表で示している。表中の「直」「迂」は三方電磁弁の冷媒の通過方向を示し、「直」は図３で示す主回路（直線方向）を通過する方向に開通する状態を示し、「迂」は各バイパス管路に迂回する態様で通過する方向に開通する状態を示す。
また、冷却加熱の設定モードＣＨＣにおいて、上流側の庫内熱交換器６５ａに冷媒を流して冷却運転し、下流側の庫内熱交換器６５ｂに冷媒を流して加熱運転、さらに下流側の庫内熱交換器６５ｃに冷媒を流して冷却運転する場合には、第１から第３までの複数の電磁弁動作モードＭ４１ａ、Ｍ４１ｂ、Ｍ４１ｃが設定されている。また、上流側の庫内熱交換器６５ａに冷媒を流して冷却運転し、下流側の庫内熱交換器６５ｂに冷媒を流して加熱運転、さらに下流側の庫内熱交換器６５ｃは休止する場合にも、第１から第２までの複数の電磁弁動作モードＭ４４ａ、Ｍ４４ｂが設定されている。これら、上流側の庫内熱交換器に冷媒を流して冷却運転し、下流側の庫内熱交換器に冷媒を流して加熱運転する場合を加熱後順モードと称し、この場合には凝縮の前に蒸発を行うので、通常の冷凍サイクルを形成することができない。そこで、これら、加熱後順モードにおいては、運転すべき庫内熱交換器の一を休止させて運転を行う電磁弁動作モードを複数設け、庫内温度に対応して順次電磁弁動作モードを切替えるで、ヒートポンプ運転を行う。図５の表では、上流側の庫内熱交換器を優先して庫内が適温になるように制御を行っている。

次に、図６に示すフローチャートを参照にしつつ制御方法の説明をする。始めに制御装置９０は、温度センサＴａ、Ｔｂ、Ｔｃにより各商品収納庫の庫内温度を検出して（Ｓ１）、各収納庫内の温度がサーモ温度に達したか、すなわち、サーモＯＦＦ温度に達したか、または、サーモＯＮ温度の達したかを判定する（Ｓ２）。もし、収納庫の温度がサーモ温度に達していなければ（Ｓ２；Ｎ）、運転を継続して庫内温度の検出（Ｓ１）に戻る。収納庫の温度がサーモ温度に達してしていれば（Ｓ２；Ｙ）、庫内温度の状態に対応して運転モードが決定され、図５に示す制御テーブルに基づいて電磁弁の動作モードが選択される（Ｓ３）。その電磁弁の動作モードが複数のモードを有する加熱後順モードでなければ（Ｓ４；Ｎ）、選択された動作モードにより電磁弁の開閉指令が行われ（Ｓ５）、運転モードが切替えられて庫内温度の検出（Ｓ１）に戻る。

選択された電磁弁の動作モードが複数のモードを有する加熱後順モードであれば（Ｓ４；Ｙ）、第１の電磁弁の動作モードによる電磁弁の開閉が指令される（Ｓ６）。さらに、庫内温度の検出（Ｓ７）が行われ、稼動している庫内熱交換器に関する庫内温度がサーモ温度になったかを比較し（Ｓ８）、サーモ温度に到達していなければ（Ｓ８；Ｎ）、運転を継続して庫内温度の検出（Ｓ７）が行われる。サーモ温度に到達すれば（Ｓ８；Ｙ）、電磁弁の動作モードが最終であるかを判定し（Ｓ９）、電磁弁の動作モードが最終でなければ（Ｓ９；Ｎ）、次の電磁弁の動作モードが選択され、そのモードに対応した電磁弁の開閉操作が指令される（Ｓ１０）。電磁弁の動作モードが最終であれば（Ｓ９；Ｙ）、既に各庫内が適温に達したことになるので、その後に手順をリターンさせる。
例えば、冷却加熱モード設定ＳＷ９１をＣＣＣモードに設定してあり、３室の商品収納庫４０ａ、４０ｂ、４０ｃがサーモ温内の以上であるときには、運転モードを３室ともに冷却モードとし、電磁弁の動作モードにＭ１１を選択して、三方電磁弁Ｖ４、Ｖ３２、Ｖ５を主回路に開通する方向に設定し、電磁弁Ｖ２１、Ｖ３１を開成し、電磁弁Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２２を閉止する。このとき図７の太線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にて凝縮され液体となり、膨張器６３ａで膨張して低温低圧の気液二相流となり、庫内熱交換器６５ａに流入して蒸発し、商品収納庫４０ａを冷却する。庫内熱交換器６５ａより流出した冷媒は、バイパス管路Ｂ２１より庫内熱交換器６５ｂに流入して蒸発し、商品収納庫４０ｂを冷却する。庫内熱交換器６５ｂより流出した冷媒は、バイパス管路Ｂ３１より庫内熱交換器６５ｃに流入してさらに蒸発し、商品収納庫４０ｃを冷却し、庫内熱交換器６５ｃより流出した冷媒は、液冷媒を貯留するアキュムレータ６９に流入し気液に分離されて気相の冷媒のみ圧縮機６１に戻る。

また、冷却加熱モード設定ＳＷ９１をＨＨＣモードに設定してあり、左室４０ａがサーモＯＮ以下の温度であり、中室４０ｂがサーモ温度内であり、右室４０ｃがサーモＯＮ以上の温度であるときには、左室４０ａは加熱モード、中室４０ｂは休止モード、右室４０ｃを冷却モードとして電磁弁の動作モードをＭ３２に選択する。この時、三方電磁弁Ｖ４を主回路より迂回する方向に開通する設定し、三方電磁弁Ｖ３２、Ｖ５を主回路に開通する方向に設定し、電磁弁Ｖ１１、Ｖ２２を開成し、電磁弁Ｖ１２、Ｖ２１、Ｖ３１を閉止する。このとき図８の太線で示す回路内を冷媒が循環し、圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、三方電磁弁Ｖ４より凝縮器６２を迂回し、さらに膨張器６３ａを迂回してバイパス管路Ｂ１１より庫内熱交換器６５ａに流入する。庫内熱交換器６５ａに流入した冷媒は、凝縮して商品収納庫４０ａを加熱し、庫内熱交換器６５ａに流出した冷媒は、膨張器６３ｂ、庫内熱交換器６５ｂを迂回してバイパス管路Ｂ２２より膨張器６３ｃに流入する。膨張器６３ｃに流入した冷媒は膨張して低温低圧の気液二相流となり庫内熱交換器６５ｃに流入する。庫内熱交換器６５ｃに流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ｃで蒸発して商品収納庫４０ｃを冷却し、三方電磁弁Ｖ５よりアキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る。このヒートポンプ運転もサーモサイクル運転で庫内が適温に維持される。

また、冷却加熱モード設定ＳＷ９１をＣＨＣモードに設定してあり、左室４０ａ、右室４０ｃがサーモＯＮ以上の温度であり、中室４０ｂがサーモＯＮ以下の温度であるときには、運転モードを左室４０ａ、右室４０ｃが冷却モード、中室４０ｂが加熱モードとして電磁弁の動作モードを最初に第１のＭ４１ａに選択する。第１の動作モードＭ４１ａは、上流にある庫内熱交換器６５ａを冷却運転、その下流にある庫内熱交換器６５ｂを休止し、最下流の庫内熱交換器６５ａを冷却運転する。この時、制御装置９０は、三方電磁弁Ｖ４、Ｖ３２、Ｖ５を主回路に開通する方向に設定し、電磁弁Ｖ１２、Ｖ２１、Ｖ３１を開成し、電磁弁Ｖ１１、Ｖ２２を閉止する。このとき図９（ａ）の太線で示す回路内を冷媒が循環し、圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、凝縮器６２にて凝縮をし、膨張器６３ａにて膨張して低温低圧の気液二相流となり庫内熱交換器６５ａに流入する。庫内熱交換器６５ａに流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ａで蒸発して商品収納庫４０ｃを冷却し、膨張器６３ｂ、庫内熱交換器６５ｂを迂回してバイパス管路Ｂ２２を通過し、膨張器６３ｃを迂回してバイパス管路Ｂ３１に流入したのち、庫内熱交換器６５ｃに流入する。庫内熱交換器６５ｃに流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ｃでさらに蒸発して商品収納庫４０ｃを冷却し、三方電磁弁Ｖ５、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る。

そして、左室４０ａの庫内温度がサーモＯＦＦ温度になれば、制御装置９０は、電磁弁の次の動作モードＭ４１ｂを選択する。次の動作モードＭ４１ｂは、上流にある庫内熱交換器６５ａを休止し、その下流にある庫内熱交換器６５ｂを加熱し、最下流の庫内熱交換器６５ａを冷却するヒートポンプ運転を行う。三方電磁弁Ｖ４を主回路より迂回する方向に開通させ、三方電磁弁Ｖ３２、Ｖ５を主回路に開通する方向に設定し、電磁弁Ｖ１２、Ｖ２１を開成し、電磁弁Ｖ１１、Ｖ２２，Ｖ３１を閉止する。左室を休止、中室を加熱モード、右室を冷却モードとするヒートポンプ運転を行う。このとき図９（ｂ）の太線で示す回路内を冷媒が循環し、圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、凝縮器６２を迂回してバイパス管路Ｂ４を通過し、さらに、膨張器６３ａ、庫内熱交換器６５ａを迂回してバイパス管路Ｂ１２を通過し、膨張器６３ｂを迂回してバイパス管路Ｂ２１を通過し、庫内熱交換器６５ｂに流入して凝縮をし、中室４０ｂを加熱する。庫内熱交換器６５ｂで凝縮した冷媒は、膨張器６３ｃにて膨張して低温低圧の気液二相流となり庫内熱交換器６５ｃに流入する。庫内熱交換器６５ｃに流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ｃで蒸発して右室４０ｃを冷却し、三方電磁弁Ｖ５、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る。

そして、中室４０ｂの庫内温度が上昇をしてサーモＯＦＦ温度になれば、制御装置９０は、電磁弁の最後の動作モードＭ４１ｃを選択する。このとき、三方電磁弁Ｖ４、Ｖ３２、Ｖ５を主回路に開通する方向に設定し、電磁弁Ｖ１２、Ｖ２２を開成し、電磁弁Ｖ１１、Ｖ２１、Ｖ３１を閉止する。右室４０ｃのみの冷却運転を行う。このとき図９（ｃ）の太線で示す回路内を冷媒が循環し、圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、凝縮器６２にて凝縮をし、膨張器６３ａ、庫内熱交換器６５ａ、膨張器６３ｂ、庫内熱交換器６５ｂを迂回してバイパス管路Ｂ１２、Ｂ２２を通過し、膨張器６３ｃ流入して膨張して低温低圧の気液二相流となり庫内熱交換器６５ｃ流入にする。庫内熱交換器６５ｃに流入した冷媒は、三方電磁弁Ｖ５、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る。
また、冷却加熱モード設定ＳＷ９１をＣＨＣモードに設定してあり、左室４０ａがサーモＯＮ以上の温度であり、中室４０ｂがサーモＯＮ以下の温度であり、右室４０ｃがサーモ温度内にあるときには、左室４０ａを冷却モード、中室４０ｂを加熱モード、右室４０ｃを休止モードとして電磁弁の動作モードを最初にＭ４４ａを選択する。最初の動作モードＭ４４ａは、上流にある庫内熱交換器６５ａを冷却運転し、その下流にある庫内熱交換器６５ｂ、６５ｃを休止する。

この時、制御装置９０は、三方電磁弁Ｖ４、Ｖ３２、Ｖ５を主回路に開通する方向に設定し、電磁弁Ｖ２２、Ｖ３１を開成し、電磁弁Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２１を閉止する。このとき図１０（ａ）の太線で示す回路内を冷媒が循環し、圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、凝縮器６２にて凝縮をし、膨張器６３ａにて膨張して低温低圧の気液二相流となり庫内熱交換器６５ａに流入する。庫内熱交換器６５ａに流入した冷媒は、庫内熱交換器６５ａで蒸発して商品収納庫４０ｃを冷却する。庫内熱交換器６５ａで蒸発した冷媒は、膨張器６３ｂ、庫内熱交換器６５ｂ、膨張器６３ｃ、庫内熱交換器６５ｃを迂回してバイパス管路Ｂ２２、Ｂ３１、Ｂ３２を通過し、三方電磁弁Ｖ５、アキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る。
そして、左室４０ａの庫内温度が低下してサーモＯＦＦ温度になれば、制御装置９０は、電磁弁の動作モードを次のＭ４４ｂを選択する。次の動作モードＭ４４ｂは、庫内熱交換器６５ｂと庫外熱交換器６８とでヒートポンプ運転を行うモードである。制御装置９０は、三方電磁弁Ｖ４、Ｖ３２、Ｖ５を主回路より迂回する方向に開通させ、電磁弁Ｖ１２、Ｖ２１、Ｖ３１を開成し、電磁弁Ｖ１１、Ｖ２２を閉止する。このとき図１０（ｂ）の太線で示す回路内を冷媒が循環し、圧縮機６１で圧縮された高温冷媒は、凝縮器６２を迂回してバイパス管路Ｂ４を通過し、さらに、膨張器６３ａ、庫内熱交換器６５ａ、膨張器６３ｂを迂回してバイパス管路Ｂ１２、Ｂ２１を通過し庫内熱交換器６５ｂに流入して凝縮をし、中室４０ｂを加熱する。庫内熱交換器６５ｂで凝縮した冷媒は、膨張器６３ｃにて膨張して低温低圧の気液二相流となり、庫内熱交換器６５ｃを迂回してバイパス管路Ｂ３２を通過して、三方電磁弁Ｖ５を迂回して、庫外熱交換器６８にて蒸発をしてアキュムレータ６９を経由して圧縮機６１に戻る。

このように、加熱運転を行うモードにおいて、電気ヒータを使用せずにヒートポンプ運転を行うことができるので、消費電力を低減することができる。
また、上流側の庫内熱交換器に冷媒を流して冷却運転し、下流側の庫内熱交換器に冷媒を流して加熱運転する場合においても、一の運転する庫内熱交換器に冷媒を流さずに運転を休止させ、次に当該休止させた庫内熱交換器に冷媒を流して冷却もしくは加熱運転することより、上流側の庫内熱交換器が冷却で下流側の庫内熱交換器が加熱であっても、ヒートポンプ運転を行うことができるので、消費電力を低減することができる。
別の実施例を図１１に示す。この実施例は、前述の実施例と比較をすると、庫外熱交換器６８ａが凝縮器６２の近傍に配設されている点であり、その他は前述の実施例と実質的に同一であるので、同じ符号を付してその説明を省略する。

庫外熱交換器６８ａは、凝縮器６２のファン６２ｆの下流側に配設している。かかる構成によれば、凝縮器６２の熱がファン６２ｆにより庫外熱交換器６８ａに送風されるので、庫外熱交換器６８ａの冷媒を効率良く蒸発させることができる。また、庫外熱交換器６８ａと凝縮器６２の放熱フィンを共通に使用しても良い。この場合には、ファン６２ｆの送風による熱伝達に加えて放熱フィンによる熱伝導にて熱移送が行われるので、より一層効率良く庫外熱交換器６８ａの冷媒を蒸発させることができる。その結果、消費電力を低減することができる。

１０ 本体キャビネット
２０ 外扉
３０ 内扉
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 商品収納庫
６０ 冷却／加熱ユニット
６１ 圧縮機
６２ 凝縮器
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ 膨張器
６５ａ、６５ｂ、６５ｃ 庫内熱交換器
６８ 庫外熱交換器
９０ 制御装置
９１ 冷却加熱モード設定ＳＷ
Ｂ４ 第１のバイパス管路
Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ３１ 第２のバイパス管路
Ｂ１２、Ｂ２２ 第３のバイパス管路
Ｂ３２ 第４のバイパス管路
Ｂ５ 第５のバイパス管路
Ｖ４、Ｖ５、Ｖ３２ 三方電磁弁
Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ３１ 電磁弁

Claims (3)

1. 冷却専用の商品収納庫と複数の冷却加熱兼用の商品収納庫を有し、冷却加熱の設定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、冷媒を膨張させる膨張手段と、各庫内に設け冷媒を蒸発もしくは凝縮される庫内熱交換器と、にて冷却循環回路を構成するとともに、
   前記庫内熱交換器を直列に配管接続し、前記凝縮器と前記各庫内熱交換器との間にそれぞれ前記膨張手段を配管接続した自動販売機において、
   前記凝縮器の出入口に接続して、電磁弁を介してバイパスさせる第1のバイパス管路と、
   前記膨張手段の出入口に接続して、電磁弁を介してバイパスさせる第２のバイパス管路と、
   最下流より上流側の前記膨張手段の入口と前記庫内熱交換器の出口に接続して、電磁弁を介してバイパスさせる第３のバイパス管路と、
   最下流に設けられた前記庫内熱交換器の出入口に接続して、電磁弁にてバイパスさせる第４のバイパス管路と、
   最下流に設けられた前記庫内熱交換器の出口側と前記圧縮機の入口側との間で、電磁弁にてバイパスさせ、そのバイパス管路の中間に冷媒を蒸発させる庫外熱交換器を接続させた第５のバイパス管路と、を設けたことを特徴とする自動販売機。
2. 前記庫外熱交換器が前記凝縮器に近傍に取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. 上流側の前記庫内熱交換器に冷媒を流して冷却運転し、下流側の前記庫内熱交換器に冷媒を流して加熱運転する場合に、いずれか一方の前記庫内熱交換器に冷媒を流さずに運転を休止させ、次に当該休止させた庫内熱交換器に冷媒を流して冷却もしくは加熱運転する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。