JP5375333B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、缶飲料などを冷却加温して販売する自動販売機において、圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮する際に生じる潜熱を利用して冷却および加温を行う冷却加温システムとそれを用いた自動販売機に関するものである

近年、自動販売機に対する消費電力削減の要求が高まってきており、消費電力を削減する手段としてヒートポンプで加温を行うシステムを利用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図８は、特許文献１に示す自動販売機の冷媒回路図を示すものである。

図８に示すように、従来の自動販売機は、第１の冷却加温庫１、第２の冷却加温庫２、冷却庫３からなる貯蔵庫を備え、圧縮機２１、第１の冷却加温庫１内に設置された第１の室内熱交換器２２、第２の冷却加温庫２内に設置された第２の室内熱交換器２３、貯蔵室の外に設置された室外熱交換器２４、冷却運転時と加温運転時に冷媒流路を切り替える四方切替弁２５、膨張機構としての第１の膨張弁２６、第２の膨張弁２７とからなり、第１の室内熱交換器２２と第２の室内熱交換器２３には、それぞれ第１の電磁弁２８、第２の電磁弁２９を備え、冷媒配管で環状回路に接続された第１の冷却加温庫１と第２の冷却加温庫２の冷却と加温を行う冷却加温システム３０と、圧縮機３１、第２の冷却加温庫２内に設置された第１の蒸発器３２、冷却庫３内に設置された第２の蒸発器３３、室外熱交換器２４、膨張機構としての第三の膨張弁３４、第四の膨張弁３５とからなり、冷媒配管で環状回路に接続された第２の冷却加温庫２と冷却庫３の冷却を行う冷却専用システム３６を有する。

以上のように構成された自動販売機について、以下その動作・作用を説明する。

まず全ての貯蔵室を冷却する場合について説明する。

冷却加温システム３０で冷却する場合、図８において点線矢印で示したように、圧縮機２１から吐出された冷媒は四方切替弁２５で流路を切り替えられ、室外熱交換器２４へ供給され、室外熱交換器２４にて熱交換を行い凝縮液化する。室外熱交換器２４から出た液冷媒は、第１の膨張弁２６および第２の膨張弁２７で減圧されて、それぞれ第１の室内熱交換器２２および第２の室内熱交換器２３に供給されて蒸発気化し、室内熱交換器２２、２３を出たガス冷媒は合流し、再び四方切替弁２５を経て圧縮機２１へ還流する。

冷却専用システム３６で冷却する場合については、冷却加温システム３０と同様の動作を行うので、その詳細な説明を省略する。

ここで、第２の冷却加温庫２を冷却する場合には冷却加温システム３０と冷却専用システム３６の両方を稼動させ、２つのシステムで冷却を行う。

次に、第１の冷却加温庫１を加温し、第２の冷却加温庫２と冷却庫３を冷却する場合は、冷却加温システム３０で第１の冷却加温庫１を加温し、冷却専用システム３６で第２の冷却加温庫２と冷却庫３の冷却を行う。

冷却加温システム３０で加温する場合、図８において実線矢印で示したように、圧縮機
２１から吐出された冷媒は四方切替弁２５で流路を切り替えられ、第１の室内熱交換器２２へ供給される。このとき、第２の膨張弁２７および第２の電磁弁２９は閉塞し、第２の室内熱交換器２３への冷媒の供給を停止されている。第１の室内熱交換器２２で凝縮液化された液冷媒は、第１の膨張弁２６で減圧され、室外熱交換器２４へ供給され、蒸発気化する。蒸発したガス冷媒は再び四方切替弁２５を経て圧縮機２１へ帰還する。

次に、第１の冷却加温庫１と第２の冷却加温庫２を加温し、冷却庫３を冷却する場合は、冷却加温システム３０で第１の冷却加温庫１と第２の冷却加温庫２の加温を行い、冷却専用システム３６で冷却庫３の冷却を行う。

冷却加温システム３０で２室を加温する場合は、第１の冷却加温庫１を加温する動作に加えて、第２の室内熱交換器２３にも冷媒を供給し、第１の冷却加温庫１および第２の冷却加温庫２の温度に応じて、第１の膨張弁２６および第１の電磁弁２８、あるいは第２の膨張弁２７および第２の電磁弁２９を開閉することで加温する。

さらに、第１の冷却加温庫１および第２の冷却加温庫２内が所定の温度に達すると、圧縮機２１を停止させるとともに、第１の膨張弁２６、第２の膨張弁２７、第１の電磁弁２８、第２の電磁弁は閉塞する。そして、圧縮機２１が再び起動する所定時間前に、第１の膨張弁２６および第１の電磁弁２８、あるいは第２の膨張弁２７および第２の電磁弁２９を開き、冷却加温システム３０内の冷媒を均圧させる。

また、このとき冷却専用システム３６は、第三の膨張弁３４を閉塞し、第１の蒸発器３２への冷媒の供給を停止し、第２の蒸発器３３にのみ冷媒を供給することにより、冷却庫３のみ冷却を行う。

以上のように、従来の自動販売機は、第１の冷却加温庫１と第２の冷却加温庫２とを冷却もしくは加温する冷却加温システム３０と第２の冷却加温庫２と冷却庫３とを有することにより、冷却専用システム３６とは独立して冷却加温システム３０を稼動することができ、それぞれの貯蔵室の負荷にあわせて、それぞれのシステムを最適化することができるので、高負荷時の冷却能力および加温能力を向上することができる。

さらに、第２の冷却加温庫２内に、冷却加温システム３０の第２の室内熱交換器２３と、冷却専用システム３６の第１の蒸発器３２とが設置されており、全ての貯蔵室を冷却する場合には、冷却加温システム３０と冷却専用システム３６を併用して、第２の冷却加温庫２を冷却するとともに、冷却設定の貯蔵室と加温設定の貯蔵室とが混在する場合において、第２の冷却加温庫２を冷却する場合には冷却専用システム３６で冷却し、加温する場合は冷却加温システム３０で加温することにより、年間を通じて設定される割合の多い自動販売機の運転モードに合わせて冷却専用システムと冷却加温システムの能力を最適に設計でき、年間を通じて効率の良い運転ができる。

特開２００７−１０２６８０号公報

しかしながら、上記従来の構成では、第２の冷却加温庫を加温し、第１の冷却加温庫を冷却する条件においては、冷却加温システムは第１の冷却加温庫を冷却するために、第２の冷却加温庫を冷却加温システムにて加温することができなく、ヒータによる加温となるために消費電力量が増大するといった課題がある。また、ひとつの冷却加温システムで２
室を加温するためにそれぞれの冷却加温室を加温する際の庫内熱交換器（凝縮器）の大きさが異なるために最適化が容易でないといった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するために、第１の冷却加温庫を冷却もしくは加温する第１の冷却加温システムに加えて、第２の冷却加温庫に庫内凝縮器と蒸発器とを設置し、冷却庫に蒸発器を設置した第２の冷却加温システムを備えることで、第１の冷却加温庫を冷却し、第２の冷却加温庫を加温する場合においても第２の冷却加温システムでの加温が可能となり、消費電力量を削減することができる。

本発明の自動販売機は、第１の冷却加温庫を冷却し、第２の冷却加温庫を加温する運転条件においても冷却加温システムでの加温が可能となり、ヒータでの加温と比較して消費電力量を削減することができる。

本発明の実施の形態１における自動販売機の構成図、および全室を冷却する際の冷媒回路図 本発明の実施の形態１における自動販売機の第１の冷却加温庫を加温し、第２の冷却加温庫と冷却庫を冷却する際の冷媒回路図 本発明の実施の形態１における自動販売機の第１の冷却加温庫と冷却庫を冷却し、第２の冷却加温庫を加温する際の冷媒回路図 本発明の実施の形態１における自動販売機の第２の冷却加温庫を加温する場合の第２の冷却加温システムの冷媒状態図 本発明の実施の形態１における自動販売機の第１の冷却加温システムと第２の冷却加温システムの動作図 本発明の実施の形態１における自動販売機の第１の冷却加温庫と第２の冷却加温庫を加温し、冷却庫を冷却する場合の冷媒回路図 本発明の実施の形態１における自動販売機の第１の冷却加温システムと第２の冷却加温システムの動作図 従来の自動販売機の冷媒回路図

第１の発明は、商品を収納する複数の収納庫を有する自動販売機において、前記収納庫に設置された庫内熱交換器と商品収納区画の外に設置された第１の圧縮機と庫外熱交換器と膨張機構と冷媒の流路を切り替える第１の切替弁からなる第１の冷却加温システムと前記第１の冷却加温システムとは独立して、前記収納庫に設置された庫内凝縮器と蒸発器と商品収納区画の外に設置された第２の圧縮機と庫外凝縮器と膨張機構と冷媒の流路を切り替える第２の切替弁からなる第２の冷却加温システムとを備え、前記第１の冷却加温システムの前記庫内熱交換器を設置する前記収納庫と前記第２の冷却加温システムの前記庫内凝縮器と蒸発器とを設置する前記収納庫と前記第２の冷却加温システムの前記蒸発器を設置する前記収納庫とを設けているので、異なる収納庫の加温をそれぞれ異なる冷却加温システムで加温することができる。その結果、全ての運転条件にて冷却加温システムによって加温運転を行うことができるので、加温ＣＯＰが１．０を超えることがないヒータで加温する場合と比較して消費電力量を削減することができる。また、それぞれの冷却加温システムで１室のみの加温運転しか行わないので加温運転の最適設計が容易となる。

第２の発明は、第１の発明において、第２の冷却加温システムの庫内凝縮器と庫外凝縮器とを接続する配管に通過する冷媒を減圧する抵抗器を設けることによって庫外凝縮器での凝縮温度を庫内凝縮器での凝縮温度よりも低くすることができるので、庫内凝縮器と庫
外凝縮器との間で凝縮温度に差をつけることができ、そのことによって周囲温度が低い条件でも庫内凝縮器での凝縮温度を高温に維持することができる。

また、庫外凝縮器での凝縮温度を庫内凝縮器よりも下げることで冷媒封入量を削減することができ、可燃性冷媒を用いた際の冷媒漏洩時などにおいて安全性を高めることができる。

第３の発明は、第２の発明において、抵抗器として細径管を用いているために、抵抗器前後の配管容積を削減することができ、さらに冷媒量を削減することが可能となる。

第４の発明は、第１から第３のいずれか１つの発明において、第２の冷却加温システムの庫内凝縮器を第２の圧縮機の吸入配管と接続し、接続する配管に開閉弁を設けることで庫内凝縮器を使用しない冷却運転の際に、庫内凝縮器に滞留した冷媒を回収することができ、庫内凝縮器に冷媒が滞留することによる冷媒不足を防ぐことができる。

第５の発明は、第１から第４のいずれか１つの発明において、同一の収納庫に設置した第２の冷却加温システムの庫内凝縮器と蒸発器のパス配管を共用しないことで、それぞれの熱交換器での最適設計を行うことができる。

第６の発明は、第５の発明において、同一の収納庫に設置した第２の冷却加温システムの庫内凝縮器と蒸発器はフィンを共有した一体型熱交換器とすることで、庫内凝縮器と蒸発器の２台を１台の熱交換器として取り扱うことができるのでユニットを自動販売機に組み込む際の作業性を高めることができる。

第７の発明は、第１から第６のいずれか１つの発明において、第１の冷却加温システムの庫外熱交換器と第２の冷却加温システムの庫外凝縮器をフィンを共有した一体型熱交換器とすることで第１の冷却加温システムが加温運転を行っているときに蒸発器として作用する庫外熱交換器と第２の冷却加温システムの庫外凝縮器とで熱交換を行うことができるので、第１の冷却加温システムを効率の高い高蒸発温度で運転することが可能となる。また、周囲の湿度が高いときの第１の冷却加温システムの庫外熱交換器での結露を防止することができる。

第８の発明は、第７の発明において、一体型熱交換器近傍に設置した熱交換を促進するための庫外ファンと第１の冷却加温システムの第１の圧縮機の吸入配管に設置した温度検知センサを備え、第１の冷却加温システム、第２の冷却加温システムが共に加温運転を行っている際に、前記温度検知センサが所定の温度になるよう、前記庫外ファンの風量を制御することによって、第１の冷却加温システムにおいて液冷媒が第１の圧縮機へと戻らない最低の風量まで庫外ファンの風量を減少することができる。庫外ファンの風量を減少することで第２の冷却加温システムの庫外凝縮器での熱交換量が減少し、そのために庫内凝縮器での熱交換量が増して加温能力を増大させることができる。

第９の発明は、第８の発明において、第１の冷却加温システムの停止中に庫外ファンを減速もしくは停止することによって第２の冷却加温システムの庫内凝縮器での熱交換量が増すので加温能力を増大することができる。

第１０の発明は、第１から第９のいずれか１つの発明において、冷媒として炭化水素系冷媒を用いることによって、地球温暖化係数の低い自然冷媒の中でも、比較的高効率かつ低能力なイソブタンなどの炭化水素系冷媒を用いることで、地球温暖化防止が図れるとともに、システムの高効率化が図れる。

以下、本発明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本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１に本実施の形態における自動販売機の構成図を示す。

図１に示すように、本実施の形態における自動販売機は、商品収納庫５１と商品収納庫５１の下部に配置された機械室（図示せず）とを有する。商品収納庫５１内には内部に断熱材を充填した区画壁５２と５３により３室に区画形成され、区画壁５２の左側に収納する商品を冷却または加温する第１の冷却加温庫５４、区画壁２と３の間に位置する収納する商品を冷却または加温する第２の冷却加温庫５５、区画壁５３の右側に位置する収納する商品を冷却する冷却庫５６とを有する。また、それぞれの庫内には商品収納棚（図示せず）が商品収納庫の上部に吊り下げられており、商品が内部に収納されている。また、第１の冷却加温庫５４の下部には庫内熱交換器６４と加温時に補助として用いる電気ヒータ８２、第２の冷却加温庫５５の下部には庫内凝縮器７３と第１の蒸発器７４と加温時に補助として用いる電気ヒータ８３、冷却庫５６の下部には第２の蒸発器７５を備える。また、冷却加温庫５４、５５、冷却庫５６にはそれぞれ庫内ファン７９、８０、８１が備えられており、強制送風して庫内空気を循環している。

また、本実施の形態の自動販売機は、第１の圧縮機５７と庫外熱交換器５８と庫内熱交換器６４と冷媒の流路を切替える第１の四方弁６５とドライヤ５９と逆止弁６０、６１とキャピラリーチューブ６２、６３とを環状に接続し、冷却加温庫５４の冷却もしくは加温を行う第１の冷却加温システム８４と、第２の圧縮機６８と庫外凝縮器６９と冷媒の流路を切替える三方弁７０と減圧機構であるキャピラリーチューブ７１、７２と庫内凝縮器７３、第１の蒸発器７４と第２の蒸発器７５と冷媒の流路を切替える第２の四方弁７６と抵抗器７７、電磁弁７８を環状に接続し、第２の冷却加温庫５５の冷却もしくは加温と冷却庫５６の冷却を行う第２の冷却加温システム８５とを有する。

ここで、第１の四方弁６５には第１の圧縮機５７の吐出ならびに吸入配管と庫内熱交換器６４と庫外熱交換器５８とが接続され、第１の圧縮機５７の吐出・吸入配管と接続する熱交換器を切替える。

また第１の冷却加温システム８４は膨張機構として冷却時に冷媒を減圧するキャピラリーチューブ６２と加温時に冷媒を減圧するキャピラリーチューブ６３とを備えており、逆止弁６０は冷却時に冷媒が通過するよう庫外熱交換器５８から庫内熱交換器６４の方向に、逆止弁６１は加温時に冷媒が通過するよう庫内熱交換器６４から庫外熱交換器５８へと冷媒が通過する方向に設置することでキャピラリーチューブを冷却運転と加温運転とで切替える。

また、第２の四方弁７６には、第２の圧縮機６８の吐出配管と、庫内凝縮器７３、庫外凝縮器６９とが接続されており、第２の圧縮機６８の吐出配管と接続する凝縮器を切替える。

ここで、抵抗器７７はキャピラリーチューブによって形成されている。

また、庫内凝縮器７３と第１の蒸発器７４とは配管を別にし、フィンを共有する一体型の熱交換器として形成されている。

さらに、庫内凝縮器７３は第２の圧縮機６８の吸入配管と接続されており、接続する配管上に電磁弁７８を設けている。

また、第１の冷却加温システム８４の庫外熱交換器５８と第２の冷却加温システムの庫外凝縮器６９はフィンを共有した一体型熱交換器として形成されている。

また、第１の圧縮機５７の吸入配管には温度を検知する温度検知センサ６７を設置している。

以上のように構成された自動販売機について以下その動作・作用を説明する。

まず全室を冷却する場合の冷媒回路図を図１に示す。

図１に示すように、第１の冷却加温システム８４において、第１の圧縮機５７の吐出配管と庫外熱交換器５８とが連通し、第１の圧縮機５７の吸入配管と庫内熱交換器６４とが連通するよう第１の四方弁６５を動作する。そうすることで、第１の圧縮機５７から吐出された冷媒は第１の四方弁６５を通過して庫外熱交換器５８へと向かい凝縮液化する。凝縮した液冷媒は、ドライヤ５９、逆止弁６０を通過した後にキャピラリーチューブ６２で減圧されてから庫内熱交換器６４で蒸発気化して冷却加温庫５４を冷却し、その後第１の四方弁６５を再び通過して第１の圧縮機５７へと還流する。

また、第２の冷却加温システムにおいて、第２の圧縮機６８の吐出配管と庫外凝縮器６９とが連通し、庫内凝縮器７３の入口と出口の配管とが連通するよう第２の四方弁７６を動作する。そうすることで、第２の圧縮機６８から吐出された冷媒は第２の四方弁７６を通過して庫外凝縮器６９へと向かい凝縮液化する。凝縮された液冷媒は三方弁７０で切替えられてキャピラリーチューブ７１、７２で減圧された後に第１の蒸発器７４、第２の蒸発器７５で蒸発気化して冷却加温庫５５、冷却庫５６を冷却し、その後第２の圧縮機６８へと還流する。

ここで、庫内凝縮器７３は入口と出口とが連通し閉じた回路になっているために、第２の四方弁７６において高低圧間での漏れが発生すると、庫内凝縮器７３へと冷媒が滞留し続け、最終的には冷媒不足になることが懸念されるが、庫内凝縮器７３と第２の圧縮機６８の吸入配管とを接続し、接続する配管上に電磁弁７８を設けて、第２の圧縮機６８が運転している間に電磁弁７８を開放して庫内凝縮器７３と第２の圧縮機６８の吸入配管とを連通することで庫内凝縮器７３に滞留した冷媒を第２の圧縮機６８へと回収することができ、冷媒不足の状態を回避することができる。

また、庫内凝縮器７３と第１の蒸発器７４をフィンを共有化した一体型の熱交換器とすることで２台の熱交換器を１台の熱交換器として取り扱うことができるので冷却加温ユニットを自動販売機に組み込む際の作業性を高めることができる。

次に、第１の冷却加温庫５４を加温し、第２の冷却加温庫５５、冷却庫５６を冷却する場合の冷媒回路図を図２に示す。なお、第２の冷却加温システム８５については図１と同一の動作であるので省略する。

図２に示すように、第１の冷却加温システム８４において、第１の圧縮機５７の吐出配管と庫内熱交換器６４とが連通し、第１の圧縮機５７の吸入配管と庫外熱交換器５８とが連通するよう第１の四方弁６５を動作することで第１の圧縮機５７から吐出された冷媒は第１の四方弁６５を通過して庫内熱交換器６４へと向かい凝縮液化し、冷却加温庫５４を加温する。庫内熱交換器６４を出た液冷媒はキャピラリーチューブ６３で減圧された後に逆止弁６１を通過して庫外熱交換器５８にて蒸発気化し、第１の四方弁６５を通過して第１の圧縮機５７へと還流する。

ここで、第１の冷却加温システム８４の蒸発器として作用する庫外熱交換器５８と第２の冷却加温システムの庫外凝縮器６９とをフィンを共有化した一体型熱交換器を採用することで、庫外熱交換器５８と庫外凝縮器６９との間でフィンを介して熱交換を行うことによって、第１の冷却加温システム８４はより効率の高い高蒸発温度での運転が可能となる。

また、通常、冷却加温庫５５は部屋の幅が狭く、第１の蒸発器７４も部屋の幅に合わせて小型の熱交換器を設置する必要があり、熱交換能力が減少することからキャピラリーチューブ７２の抵抗値を大きくして冷媒循環量を減少させ、そのことによって蒸発温度が低くなり、効率の低い運転となっていたが第１の蒸発器７４と第２の蒸発器７５とを直列に接続することで熱交換能力を向上させることができるのでキャピラリーチューブ７２の抵抗を小さくすることができ、効率の高い運転をすることが可能となる。

次に第１の冷却加温庫５４と冷却庫５６を冷却し、第２の冷却加温庫５５を加温する場合の冷媒回路図を図３に示す。なお、第１の冷却加温システム８４の動作は図１と同一であるので省略する。

図３に示すように、第２の冷却加温システム８５において、第２の圧縮機６８の吐出配管と庫内凝縮器７３とが連通し、庫内凝縮器７３と庫外凝縮器６９とが連通するよう第２の四方弁７６を動作する。そうすることで第２の圧縮機６８から吐出された冷媒は、第２の四方弁７６を通過して庫内凝縮器７３へと向かい凝縮液化して冷却加温庫５５を加温すし、その後、抵抗器７７にて減圧されて四方弁７６を通過して庫外凝縮器６９で再度凝縮される。庫外凝縮器６９を通過した液冷媒は三方弁７０を通過してキャピラリーチューブ７１で減圧されてから第２の蒸発器７５で蒸発気化して冷却庫５６を冷却し、第２の圧縮機６８へと還流する。

このときの、第２の冷却加温システム８５の冷媒の状態は図４のモリエル線図に示した状態となる。図４において、横軸は冷媒のエンタルピ、縦軸は冷媒の圧力をそれぞれ示す。また、図４において、点ａが第２の圧縮機６８の吸入での状態、点ｂが第２の圧縮機６８の吐出での状態、点ｃが庫内凝縮器７３の出口での状態、点ｄは抵抗器７７出口での状態、点ｅは庫外凝縮器６９出口での状態、点ｆがキャピラリーチューブ７１、７２出口での状態を示している。

ここで、図４において圧縮機の仕事量（ｈ１−ｈ２）に対して、冷却仕事（ｈ２−ｈ５）、加温仕事（ｈ１−ｈ３）を同時に行うので、ヒータで加温を行う際の仕事量（ｈ１−ｈ２）よりも、効率の高い運転を行うことができる。また、抵抗器７７を設けることで冷却仕事も（ｈ２−ｈ４）から（ｈ２−ｈ５）へと増大し、さらに効率の良い運転を行うことができる。さらに、抵抗器７７を設けることで庫内凝縮器７３での凝縮圧力Ｐ３と庫外凝縮器６９での凝縮圧力Ｐ２に差を設けることができ、そのことによって庫内凝縮器７３での凝縮温度は高い温度を維持することができ、低外気温度においても効率の高い加温運転を実施できる。

また、抵抗器７７を設けることで庫外凝縮器６９での冷媒滞留量を減少することができるので封入冷媒量を削減することができ、炭化水素系冷媒などの可燃性冷媒を用いた際の冷媒漏洩時における安全性を高めることができる。さらに、抵抗器としてキャピラリーチューブを用いて、庫内凝縮器７３と第２の四方弁７６を接続することによって抵抗器７７前後の配管容積を減少することができ、さらに冷媒量を削減することができる。

また図５に示すように第１の冷却加温システム８４の停止中に庫外ファン６６の風量を
減少もしくは停止することで、第１の冷却加温システム８５の庫外凝縮器６９における熱交換量が減少し、そのことによって庫内熱交換器７３での熱交換量が増すので加温能力が増大し、より効率の高い運転をすることが可能となる。

次に、第１の冷却加温庫５４、第２の冷却加温庫５５を加温し、冷却庫５６を冷却する場合の冷媒回路図を図６に示す。図６に示すように、第１の冷却加温システム８４は図２と同様に運転し、第２の冷却加温システム８５は図３と同様に運転する。

この際に第１の冷却加温庫５４と第２の冷却加温庫５５で部屋の幅が異なるので、庫内熱交換器の大きさが異なってくる。そのために、ひとつの冷却加温システムのみで２室を加温すると庫内熱交換器（凝縮器）が異なる運転を切り替えることで最適化設計が難しくなるが、２室をそれぞれ別の冷却加温システムで加温することで、それぞれの熱交換器に対しての最適化を行うので最適化設計がしやすくなる。

また、この際においても第１の冷却加温システム８４において冷媒を蒸発気化させる庫外熱交換器５８と第２の冷却加温システム８５における庫外凝縮器６９をフィンを共有した一体型熱交換器とすることで庫外凝縮器８６と庫外熱交換器５８との間で熱交換が行われることから第１の冷却加温システム８４の効率を高めることができる。

また、図７に示すように第１、第２の冷却加温システム８４、８５が共に運転している際に第１の圧縮機５７の吸入配管上に設置した温度検知センサ６７が所定の温度まで低下するまで、庫外ファン６６を減速することで第２の冷却加温システム８５の庫外凝縮器６９での熱交換量が減少することから庫内凝縮器７３での熱交換量が増大し、加温能力を高めることができる。なお、所定の温度は第１の圧縮機５７へと液冷媒が還流しない温度であり、一般的に蒸発温度＋１０〜２０℃程度となる。

なお、第１ならびに第２の冷却加温システムは共に冷却運転と加温運転の切替を四方弁を用いて実施したが、電磁弁を複数個組み合わせることでも可能である。ただし、配管が複雑化すること、さらには通電することによって開閉を行う電磁弁の場合、冷温共に複数個の電磁弁に通電する必要があるために四方弁１個よりも消費電力量が高くなる恐れがあるので四方弁を用いる方が望ましい。

また、冷媒としてはフロン系冷媒、二酸化炭素、炭化水素系冷媒のどれでも利用できるが、地球温暖化係数の低い自然冷媒のうち低能力高効率である炭化水素系冷媒のイソブタンを用いることでさらなる高効率運転が可能となる。

以上のように、本発明にかかる自動販売機は、複数の加温庫と冷却庫においてヒートポンプを利用することができるのでヒートポンプを利用する冷温蔵や業務用空調などの用途にも適用できる。

５１ 商品収納庫
５４ 第１の冷却加温庫
５５ 第２の冷却加温庫
５６ 冷却庫
５７ 第１の圧縮機
５８ 庫外熱交換器
６２、６３ 膨張機構
６４ 庫内熱交換器
６５ 第１切替弁
６６ 庫外ファン
６７ 温度検知センサ
６８ 第２の圧縮機
６９ 庫外凝縮器
７１、７２ 膨張機構
７３ 庫内凝縮器
７４ 第１の蒸発器
７５ 第２の蒸発器
７６ 第２切替弁
７７ 抵抗器
７８ 開閉弁
８４ 第１の冷却加温システム
８５ 第２の冷却加温システム

Claims (10)

1. 商品を収納する複数の収納庫を有する自動販売機において、前記収納庫に設置された庫内熱交換器と商品収納区画の外に設置された第１の圧縮機と庫外熱交換器と膨張機構と冷媒の流路を切り替える第１の切替弁からなる第１の冷却加温システムと、前記第１の冷却加温システムとは独立して、前記収納庫に設置された庫内凝縮器と蒸発器と商品収納区画の外に設置された第２の圧縮機と庫外凝縮器と膨張機構と冷媒の流路を切り替える第２の切替弁からなる第２の冷却加温システムとを備え、前記第１の冷却加温システムの前記庫内熱交換器を設置する前記収納庫と前記第２の冷却加温システムの前記庫内凝縮器と蒸発器とを設置する前記収納庫と前記第２の冷却加温システムの前記蒸発器を設置する前記収納庫とを設けたことを特徴とする自動販売機。
2. 第２の冷却加温システムの庫内凝縮器と庫外凝縮器とを接続する配管に通過する冷媒を減圧する抵抗器を設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
3. 抵抗器として細径管を用いたことを特徴とする請求項２に記載の自動販売機。
4. 第２の冷却加温システムの庫内凝縮器を第２の圧縮機の吸入配管と接続し、接続する配管に開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自動販売機。
5. 同一の収納庫に設置した第２の冷却加温システムの庫内凝縮器と蒸発器はパス配管を共用しないことを特徴とした請求項１から４のいずれか１項に記載の自動販売機
6. 同一の収納庫に設置した第２の冷却加温システムの庫内凝縮器と蒸発器はフィンを共有した一体型熱交換器としたことを特徴とする請求項５に記載の自動販売機。
7. 第１の冷却加温システムの庫外熱交換器と第２の冷却加温システムの庫外凝縮器はフィンを共有した一体型熱交換器としたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自動販売機。
8. 一体型熱交換器近傍に設置した熱交換を促進するための庫外ファンと第１の冷却加温システムの第１の圧縮機の吸入配管に設置した温度検知センサを備え、第１の冷却加温システム、第２の冷却加温システムが共に加温運転を行っている際に、前記温度検知センサが所定の温度になるよう、前記庫外ファンの風量を制御することを特徴とする請求項７に記載の自動販売機。
9. 第１の冷却加温システムの停止中に庫外ファンを減速もしくは停止することを特徴とした請求項８に記載の自動販売機。
10. 冷媒として炭化水素系冷媒を用いたことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の自動販売機。