JP5560920B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、缶飲料などの商品を加温または冷却して販売する自動販売機において、冷却によって生じる廃熱を利用して同時に加温を行う冷却加温システムを有し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量削減の要求が高まってきており、消費電力量削減手段として、冷却によって生じる廃熱あるいは外気の熱を利用して商品が保管された貯蔵庫を加温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７は従来の自動販売機の冷媒回路図、図８は従来の自動販売機の機械室の模式図である。

図７において、１はホット／コールド切換室、２はコールド専用室、３は第二のコールド専用室、４はホット／コールド切換室１内に設置された蒸発器、５はコールド専用室２内に設置された第二の蒸発器、６は第二のコールド専用室２内に設置された第三の蒸発器、７は自動販売機下部の機械室（図示せず）に設置された室外熱交換器、８は圧縮機である。また、９、１０、１１、はそれぞれ通過する冷媒の圧力を低下するとともに閉塞機能を有した膨張弁、１２は室外凝縮器７を空冷する冷却ファンである。また、２０はホット／コールド切換室１内に設置された凝縮器であり、２１、２２は圧縮機８の吐出冷媒の流路を切換える開閉弁、２３は凝縮器２０の出口に設けられた三方弁である。

以上のように構成された従来の自動販売機について、以下その動作を説明する。

ホット／コールド切換室１を冷却する場合、開閉弁２１を開、開閉弁２２を閉とし、三方弁２３を圧縮機８の吸入側配管へ接続して、圧縮機８と冷却ファン１２を駆動する。圧縮機８から吐出された冷媒は、室外熱交換器７で凝縮された後、それぞれ膨張弁９、膨張弁１０、膨張弁１１で減圧されて、蒸発器４、第二の蒸発器５、第三の蒸発器６へ供給される。そして、蒸発器４、第二の蒸発器５、第三の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。

このとき、ホット／コールド切換室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁９、膨張弁１０、膨張弁１１を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機８と冷却ファン１２の運転を停止する。

次に、ホット／コールド切換室１を加温する場合、開閉弁２１を閉、開閉弁２２を開とし、三方弁２３を室外熱交換器７に繋がる配管へ接続して、圧縮機８と冷却ファン１２を駆動する。圧縮機８から吐出された冷媒は、凝縮器２０で一部が凝縮した後、さらに再度室外凝縮器７で凝縮された後、それぞれ膨張弁１０、膨張弁１１で減圧されて、第二の蒸発器５、第三の蒸発器６へ供給される。そして、第二の蒸発器５、第三の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。また、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内所定の温度に達した貯蔵室は、当該する膨張弁１０、膨張弁１１を閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機８と冷却ファン１２の運転を停止する。

特開平５−２３３９４１号公報

しかしながら、上記従来の構成では、ホット／コールド切換室内に蒸発器と凝縮器を設置しており、設置スペースの効率化から蒸発器と凝縮器を一体化して形成している。このように、蒸発器と凝縮器を一体化して形成する場合のそれぞれの配管接続部は集約化されるので、組立時の溶接等の作業性が悪化するという課題を有していた。

本発明は、従来の課題を解決するもので、蒸発器と凝縮器を一体化して形成する場合の組立性と作業性を高める自動販売機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の自動販売機は、複数の商品収納庫と、前記商品収納庫の下部に断熱材で仕切られた機械室を有し、前記商品収納庫の内少なくとも１室をコールド専用室とし、前記商品収納庫の内少なくとも１室をホット／コールド切換室とした自動販売機において、前記ホット／コールド切換室内に設置された蒸発器および凝縮器と、前記コールド室内に設置された第二の蒸発器と、前記機械室に設置された圧縮機と、室外熱交換器と、圧縮機から吐出される冷媒の流路切換機構とを備え、前記ホット／コールド切換室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器で凝縮させた後、前記蒸発器と前記第２の蒸発器に供給するとともに、前記ホット／コールド切換室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記凝縮器で一部を凝縮させた後、前記第２の蒸発器に冷媒を供給するもので、前記蒸発器と前記凝縮器とを一体型熱交換器を用いて一体で形成し、前記一体型熱交換器の蒸発器側と凝縮器側とで接続配管の出代を異なる寸法としたものである。

これによって、熱交換効率と設置スペースの向上を図りながら、蒸発器と凝縮器を一体化して形成する場合の組立性と作業性を高めることができる。

本発明の自動販売機は、ホット／コールド切換室に備えた蒸発器と凝縮器とを一体型熱交換器を用いて一体で形成し、一体型熱交換器の蒸発器側と凝縮器側とで接続配管の出代を異なる寸法としたので、熱交換効率と設置スペースの向上を図りながら、蒸発器と凝縮器を一体化して形成する場合の組立性と作業性を高めることができ、信頼性と低コスト化を図ることができる。

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ユニット斜視図 本発明の実施の形態１における自動販売機のユニット平面図 本発明の実施の形態１における自動販売機の一体型熱交換器周りの斜視図 本発明の実施の形態１における自動販売機のユニット正面図 本発明の実施の形態１における自動販売機の４方向切換弁周りの斜視図 従来の自動販売機の冷媒回路図

請求項１に記載の発明は、複数の商品収納庫と、前記商品収納庫の下部に断熱材で仕切られた機械室を有し、前記商品収納庫の内少なくとも１室をコールド専用室とし、前記商品収納庫の内少なくとも１室をホット／コールド切換室とした自動販売機において、前記
ホット／コールド切換室内に設置された蒸発器および凝縮器と、前記コールド専用室内に設置された第二の蒸発器と、前記機械室に設置された圧縮機と、室外熱交換器と、圧縮機から吐出される冷媒の流路切換機構とを備え、前記ホット／コールド切換室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器で凝縮させた後、前記蒸発器と前記第２の蒸発器に供給するとともに、前記ホット／コールド切換室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記凝縮器で一部を凝縮させた後、前記第２の蒸発器に冷媒を供給するもので、前記蒸発器と前記凝縮器とを一体型熱交換器を用いて一体で形成し、前記一体型熱交換器の蒸発器側と凝縮器側とで接続配管の出代を異なる寸法としたものであり、熱交換効率と設置スペースの向上を図りながら、蒸発器と凝縮器を一体化して形成する場合の組立性と作業性を高めることができ、信頼性と低コスト化を図ることができる。

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、一体型熱交換器の蒸発器側と凝縮器側の接続配管を同一方向に配置するものであり、例えば、バンディングチューブなどを用いて、蒸発器側と凝縮器側の接続配管を一体にすることができ、溶接姿勢が安定するため、溶接時の溶接外れを防止するとともに、溶接時間を短縮することができる。

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、前記一体型熱交換器の凝縮器側と室外熱交換器とを接続する加温用サクション配管の前記室外熱交換器との溶接部と、前記室外熱交換器の流路切換機構との溶接部とを、機械室のユニットベース上の片側に集約配置したものであり、溶接姿勢が安定するため、溶接時の溶接外れを防止するとともに、溶接時間を短縮することができ、ユニットベースをよりコンパクトにすることができる。

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、一体型熱交換器の蒸発器側と圧縮機の吸入配管とを接続する冷却用サクション配管の前記吸入配管との溶接部と、前記一体型熱交換器の凝縮器側と室外熱交換器とを接続する加温用サクション配管の前記室外熱交換器との溶接部とを、機械室のユニットベース上の上部に集約配置したものであり、溶接姿勢が安定するため、溶接時の溶接外れを防止するとともに、溶接時間を短縮することができ、さらにユニットベースをよりコンパクトにすることができる。

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、室外熱交換器で凝縮された冷媒の圧力を低下させる複数のキャピラリ配管と、前記室外熱交換器と複数の前記キャピラリ配管とを接続する配管経路内に設けられ冷媒の流路を切換える４方向切換弁とを備え、前記キャピラリ配管と前記４方向切換弁との溶接部を、機械室のユニットベース上の前部に集約したものであり、溶接姿勢が安定するため、溶接時の溶接外れを防止するとともに、溶接時間を短縮することができ、さらにユニットベースをよりコンパクトにすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、機械
室での４方向切換弁とキャピラリ配管との溶接部の挿入形状を各商品収納庫毎に相違したものであり、溶接時の挿入間違いを確実に防止することができる。

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が、従来例と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。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の冷媒回路図、図２は同実施の形態１の自動販売機のユニット斜視図、図３は同実施の形態１の自動販売機のユニット平面図、図４は同実施の形態１の自動販売機の一体型熱交換器周りの斜視図、図５は同実施の形態１の自動販売機のユニット正面図、図６は同実施の形態１の自動販売機の４方向切換弁周りの斜視図である。

図１において、ホット／コールド切換室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室
３を備え、一体型熱交換器３０はホット／コールド切換室１内に設置され、３列程度の熱交換器を用いて、１列を凝縮器として使用し、残り２列を蒸発器として使用することで蒸発器側３０ａと凝縮器側３０ｂが一体となって構成されたものである。第二の蒸発器５はコールド専用室２内に設置され、第三の蒸発器６は第二のコールド専用室３内に設置されている。室外熱交換器７および圧縮機８は自動販売機下部の機械室に設置されている。また、キャピラリ３１、３２、３３、はそれぞれ通過する冷媒の圧力を低下させる細径管からなる。また、流路切換弁３４は圧縮機８から吐出される冷媒の流路切換機構である。抵抗器３５は凝縮器側３０ｂと室外熱交換器７とをつなぐ配管経路内に設置され、通過する冷媒の圧力を低下させる細径管である。開閉弁３６は凝縮器側３０ｂと圧縮機８の吸入側とを接続する配管経路内に設置している。

また、図２、図３において、ユニットベース２４は自動販売機下部の機械室に設置され、室外熱交換器７や圧縮機８をその上に配置している。４方向切換弁３７は室外熱交換器７とキャピラリ３１、３２、３３とを接続する配管経路内に設け、冷媒の流路を切換えるものである。冷却用サクション配管３８は蒸発器側３０ａと圧縮機８の吸入配管とを接続し、加温用サクション配管３９は凝縮器側３０ｂと室外熱交換器７とを接続している。ここで、室外熱交換器７、圧縮機８をユニットベース２４の中央に配置し、室外熱交換器７と流路切換弁３４やキャピラリ３１、３２、３３、冷却用サクション配管３８、加温用サクション配管３９の溶接部（図示Ａ部）をユニットベース２４上の左右どちらかに集約させる。また、キャピラリ３１、３２、３３と４方向切換弁３７との溶接部（図示Ｂ部）をユニットベース２４上で自動販売機の正面側である、前部に集約させる。また、冷却用サクション配管３８と加温用サクション配管３９は、同一方向に平行に設置させたもので、例えば、バンディングチューブなどを用いて、一体にすることで、作業性を向上することができる。

また、図４において、一体型熱交換器３０の冷却用サクション配管３８との冷却用サクション配管溶接用出代３０ｃと加温用サクション配管との加温用サクション配管溶接用出代３０ｄは出代の長さを異なる寸法としている。

また、図５において、機械室に設けられた冷却用サクション配管３８、加温用サクション配管３９の溶接部（図示Ｃ部）をユニットベース２４上の上部に集約させている。

また、図６において、４方向切換弁３７とキャピラリ３１、３２、３３との溶接部の挿入形状を４方向切換弁３７側に長さや曲げ角度等の形状の異なったジョイントパイプ４０を接続することで、各キャピラリ３１、３２、３３毎に相違させたものである。

以上のように構成された本発明の実施の形態１における自動販売機について、以下その動作を説明する。

ホット／コールド切換室１を冷却する場合、圧縮機８の吐出配管と室外熱交換器７とが連通するとともに凝縮器側３０ｂの出入口が連通して閉ループとなるように流路切換弁３４を動作して、圧縮機８を駆動する。圧縮機８から吐出された冷媒は、室外熱交換器７で凝縮された後、それぞれキャピラリ３１、キャピラリ３２、キャピラリ３３で減圧されて、蒸発器側３０ａ、第二の蒸発器５、第三の蒸発器６へ供給される。そして、蒸発器側３０ａ、第二の蒸発器５、第三の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。

このとき、ホット／コールド切換室１、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内、所定の温度に達した貯蔵室は、当該するキャピラリ３１、キャピラリ３２、キャピラリ３３を４方向切換弁３７の動作により閉塞して冷媒の供給を停止する。

このとき、圧縮機８を停止し、高低圧のバランスのためにキャピラリ３１、キャピラリ３２、キャピラリ３３を４方向切換弁３７の動作により、開放する際に開閉弁３６を開放して凝縮器側３０ｂと圧縮機吸入配管とを接続し、高低圧がバランスした後にキャピラリ３１、キャピラリ３２、キャピラリ３３を閉塞する際に開閉弁３６も閉塞する。このことによって、圧縮機８の停止中に冷却運転で使用しない凝縮器側３０ｂへと余剰な冷媒を貯留する事ができるので、冷却運転中における冷媒量過多を防止することが可能となる。また、圧縮機８が停止するたびに毎回、開閉弁３６を開放することで、流路切換弁３４で冷媒が漏れることによって凝縮器側３０ｂへと冷媒が貯留され続けて冷媒不足状態に陥ることを防ぐことができる。

なお、ホット／コールド切換室１を加温運転から冷却運転に切換えた時や高外気温度でのイニシャルプルダウン時など庫内の温度が高く、大きな冷凍能力を必要とする場合においては、圧縮機８の運転・停止にかかわらず常に開閉弁３６を開放して、凝縮器側３０ｂと圧縮機８の吸入側とを接続することで、全冷媒も冷却運転に利用できるので大きな冷凍能力を得る事ができ、プルダウン時間を短縮することが可能となる。

次に、ホット／コールド切換室１を加温する場合、圧縮機８の吐出配管と凝縮器側３０ｂとが連通し、凝縮器側３０ｂと室外熱交換器７とが連通するよう流路切換弁３４を動作し、圧縮機８を駆動する。圧縮機８から吐出された冷媒は、凝縮器側３０ｂで一部が凝縮した後、抵抗器３５で減圧された後にさらに再度、室外熱交換器７で凝縮され、その後それぞれキャピラリ３２、キャピラリ３３で減圧されて、第二の蒸発器５、第三の蒸発器６へ供給される。そして、第二の蒸発器５、第二の蒸発器６で蒸発した冷媒が圧縮機８へ還流する。また、コールド専用室２、第二のコールド専用室３の内所定の温度に達した貯蔵室は、当該するキャピラリ３２、キャピラリ３３を、４方向切換弁３７の動作により閉塞して冷媒の供給を停止する。さらに、すべての貯蔵室が所定の温度に達すると圧縮機８の運転を停止する。

ここで、凝縮器側３０ｂと室外熱交換器７との間に抵抗器３５を設けて冷媒を減圧することで、凝縮器側３０ｂと室外熱交換器７の凝縮温度に差をつけることができ、低外気時において室外凝縮器７の凝縮温度や凝縮圧力が下がった場合でも、凝縮器側３０ｂは高い凝縮温度を維持することができ、ホット／コールド切換室１を効率よく加温する事ができるので、冬場に低外気温となる地域でも効率の高い加温運転を実施できる。

さらに、３列程度の一体型熱交換器３０を用いて、１列を凝縮器側３０ｂとして使用し、残りを蒸発器側３０ａとして使用しているので、空気の循環に対して、十分な風量を得ることができ、蒸発不足による圧縮機８の耐久性低下を防止することができる。

ここで、一体型熱交換器３０の蒸発器側３０ａと凝縮器側３０ｂで配管の出代３０ｃ、３０ｄの寸法を異なるものとしているので、冷却用サクション配管３８、加温用サクション配管３９の溶接時に一方の溶接時に、他方の溶接部に溶接トーチの炎が当るのを防止することができるため、溶接外れを防止することができ、さらに、冷却用サクション配管３８と加温用サクション配管３９を同一方向に平行に設置させているので、例えば、バンディングチューブなどを用いて、冷却用サクション配管３８と加温用サクション配管３９を一体にすることができ、溶接姿勢が安定するため、溶接時の溶接外れを防止するとともに、溶接時間を短縮することができる。

また、ユニットベース２４上の片側に室外熱交換器７と流路切換弁３４やキャピラリ３１、３２、３３、冷却用サクション配管３８、加温用サクション配管３９の溶接部（図示Ａ部）を集約させるとともに、機械室に設けられた冷却用サクション配管３８、加温用サクション配管３９の溶接部（図示Ｃ部）をユニットベース２４上の上部に集約させるため
、溶接姿勢が安定し、溶接時の溶接外れを防止するとともに、機械室に設けられたキャピラリ３１、３２、３３の溶接部をユニットベース２４上の前部に集約することで、溶接時間を短縮することができ、ユニットベース２４をよりコンパクトにすることができる。

ここで、機械室に設けられたキャピラリ３１、３２、３３の溶接部の挿入形状を各商品収納庫毎に相違させたもので、溶接時の挿入し間違いを確実に防止することができる。

以上のように、本発明の自動販売機は、ホット／コールド切換室に備えた蒸発器と凝縮器とを一体型熱交換器を用いて一体で形成し、一体型熱交換器の蒸発器側と凝縮器側とで接続配管の出代を異なる寸法としたので、熱交換効率と設置スペースの向上を図りながら、蒸発器と凝縮器を一体化して形成する場合の組立性と作業性を高めることができ、信頼性と低コスト化を図ることができる。

以上のように、本発明にかかる自動販売機は、熱交換効率と設置スペースの向上を図りながら、蒸発器と凝縮器を一体化して形成する場合の組立性と作業性を高めることができ、信頼性と低コスト化を図ることができるので、冷却、加温切換え可能に蒸発器と凝縮器を一体化したあらゆる冷却加温機能を有する機器に適用できる。

１ ホット／コールド切換室
２ コールド専用室
２４ ユニットベース
３０ 一体型熱交換器
３０ａ 蒸発器側
３０ｂ 凝縮器側
３０ｃ 冷却用サクション配管溶接用出代
３０ｄ 加温用サクション配管溶接用出代
３４ 流路切換弁
３６ 開閉弁
３７ ４方向切換弁
３８ 冷却用サクション配管
３９ 加温用サクション配管

Claims (6)

1. 複数の商品収納庫と、前記商品収納庫の下部に断熱材で仕切られた機械室を有し、前記商品収納庫の内少なくとも１室をコールド専用室とし、前記商品収納庫の内少なくとも１室をホット／コールド切換室とした自動販売機において、前記ホット／コールド切換室内に設置された蒸発器および凝縮器と、前記コールド専用室内に設置された第二の蒸発器と、前記機械室に設置された圧縮機と、室外熱交換器と、圧縮機から吐出される冷媒の流路切換機構とを備え、前記ホット／コールド切換室を冷却する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記室外熱交換器で凝縮させた後、前記蒸発器と前記第２の蒸発器に供給するとともに、前記ホット／コールド切換室を加温する場合には、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記凝縮器で一部を凝縮させた後、前記第２の蒸発器に冷媒を供給するもので、前記蒸発器と前記凝縮器とを一体型熱交換器を用いて一体で形成し、前記一体型熱交換器の蒸発器側と凝縮器側とで接続配管の出代を異なる寸法としたことを特徴とする自動販売機。
2. 一体型熱交換器の蒸発器側と凝縮器側の接続配管を同一方向に配置することを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
3. 前記一体型熱交換器の凝縮器側と室外熱交換器とを接続する加温用サクション配管の前記室外熱交換器との溶接部と、前記室外熱交換器の流路切換機構との溶接部とを、機械室のユニットベース上の片側に集約配置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. 一体型熱交換器の蒸発器側と圧縮機の吸入配管とを接続する冷却用サクション配管の前記吸入配管との溶接部と、前記一体型熱交換器の凝縮器側と室外熱交換器とを接続する加温用サクション配管の前記室外熱交換器との溶接部とを、機械室のユニットベース上の上部に集約配置した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. 室外熱交換器で凝縮された冷媒の圧力を低下させる複数のキャピラリ配管と、前記室外熱交換器と複数の前記キャピラリ配管とを接続する配管経路内に設けられ冷媒の流路を切換える４方向切換弁とを備え、前記キャピラリ配管と前記４方向切換弁との溶接部を、機械
   室のユニットベース上の前部に集約した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。
6. 機械室での４方向切換弁とキャピラリ配管との溶接部の挿入形状を各商品収納庫毎に相違したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の自動販売機。