JP6111066B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機を備え、室内熱交換器にて冷媒を放熱させて商品収納室内を加熱し、冷媒を蒸発させて冷却する自動販売機に関するものである。

従来よりこの種自動販売機には冷却専用の冷却専用室と、冷却及び加熱の切り換えが可能な冷温切換室等の複数の商品収納室が構成されており、このうち冷温切換室内を加熱する際、当該冷温切換室内に設けた室内熱交換器にて高温でも凝縮する冷媒を放熱（凝縮：気相から液相の潜熱を活用）させ、一方、冷却専用室に設けた室内熱交換器や室外に設けた室外熱交換器では冷媒を蒸発させて吸熱するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１７０４４１号公報

ここで、近年の地球環境問題に対する関心の高まりから、自動販売機においても自然冷媒でオゾン破壊の危険性が無い二酸化炭素を使用することが期待されている。しかしながら、二酸化炭素を使用して一般的な自動販売機の商品（缶飲料やペットボトル飲料）加熱温度である＋５５℃を実現するためには、超臨界となった冷媒を活用しなければならず、この超臨界状態では前述のような潜熱を活用できないため、運転効率（ＣＯＰ）が悪化する問題がある。

一方で、冷温切換室内を加熱した後、室内熱交換器から出た冷媒は、未だ＋６０℃程の温度を有している。従って、外気温度が例えば＋１５℃であるものとすると、前述した高温でも凝縮する冷媒の場合には、図２３のｐ−ｈ線図にＸ１で示すように外気温度よりも高く、且つ、冷温切換室の加熱には使用していない熱量が残存している。

そして、二酸化炭素冷媒の場合は、図２４にＸ２で示すように図２３の場合よりも更に大量の熱量が残存している。冷温切換室を出た冷媒の温度は当該冷温切換室内を適温に維持できる程高くは無いが、外気温度よりは高い。この冷媒が有する熱量を利用できれば大幅な運転効率の改善が期待できる（尚、図２３の理論ＣＯＰは３．６５、図２４は１．８３。図２３、図２４の室内熱交換器出口冷媒温度は＋６０℃、冷却専用室の室内熱交換器での冷媒蒸発温度は−５℃。図２３の圧縮機入口冷媒過熱度は内部熱交換器により２５Ｋに設定）。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、商品収納室内の加熱を行った後の冷媒が有する熱量を有効に利用して運転効率の改善を図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。

本発明の自動販売機は、本体内に複数構成された商品収納室と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させて商品収納室内を加熱する第１の室内熱交換器と、冷媒を蒸発させて商品収納室内を冷却する第２の室内熱交換器とを備えたものであって、蓄熱手段と、第１の室内熱交換器を出た冷媒と蓄熱手段とを熱交換させる蓄熱用熱交換器と、この蓄熱用熱交換器に流入する冷媒を膨張させる膨張手段と、制御装置とを備え、この制御装置は、膨張手段により冷媒を膨張させること無く第１の室内熱交換器を出た冷媒により蓄熱用熱交換器にて蓄熱手段に蓄熱する蓄熱モードと、膨張手段により蓄熱用熱交換器にて冷媒を蒸発させ、圧縮機により圧縮して第１の室内熱交換器に流入させる吸熱モードとを有することを特徴とする。

請求項２の発明の自動販売機は、上記発明において制御装置は、蓄熱モードにおける蓄熱手段への蓄熱が完了した場合、吸熱モードに移行し、この吸熱モードにおいて蓄熱手段から吸熱し切った場合、蓄熱モードに移行することを特徴とする。

請求項３の発明の自動販売機は、請求項１又は請求項２の発明において商品収納室の外部に設けられた室外熱交換器を備え、制御装置は、蓄熱モードにおいて第２の室内熱交換器、及び／又は、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させ、第１の室内熱交換器を出た冷媒により蓄熱用熱交換器にて蓄熱手段に蓄熱することを特徴とする。

請求項４の発明の自動販売機は、上記発明において制御装置は、室外熱交換器にて冷媒を放熱させており、第２の室内熱交換器での冷媒の蒸発のみでは吸熱量が不足する場合、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させることを特徴とする。

請求項５の発明の自動販売機は、上記発明において第１の室内熱交換器を出た冷媒と蓄熱用熱交換器を出た冷媒とを熱交換させる第１の内部熱交換器と、第２の室内熱交換器に向かう冷媒と当該第２の室内熱交換器を出た冷媒とを熱交換させる第２の内部熱交換器を備えたことを特徴とする。

請求項６の発明の自動販売機は、請求項３乃至請求項５の発明において制御装置は、吸熱モードから蓄熱モードに移行する場合、室外熱交換器をバイパスするバイパスモードを実行した後、蓄熱モードに移行することを特徴とする。

請求項７の発明の自動販売機は、請求項３乃至請求項６の発明において室外熱交換器に外気を送風する送風手段を備え、制御装置は、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる蓄熱モードから吸熱モードに移行したとき、室外熱交換器の温度が所定値の低い値であり、且つ、外気温度が所定の高い値である場合、送風手段を運転することを特徴とする。

請求項８の発明の自動販売機は、請求項３乃至請求項７の発明において制御装置は、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる蓄熱モードから吸熱モードに移行したとき、室外熱交換器の温度が所定の低い値であり、且つ、外気温度も所定の低い値である場合、第１の室内熱交換器を出た冷媒を室外熱交換器に流した後、蓄熱用熱交換器にて蒸発させることを特徴とする。

請求項９の発明の自動販売機は、上記各発明において第１の室内熱交換器により加熱される商品収納室内を、蓄熱手段を用いて断熱することを特徴とする。

請求項１０の発明の自動販売機は、上記発明において蓄熱手段と熱交換した２次媒体により商品収納室内を断熱することを特徴とする。

請求項１１の発明の自動販売機は、請求項９又は請求項１０の発明において蓄熱手段及び蓄熱用熱交換器を複数備え、何れかの蓄熱手段により商品収納室内を断熱すると共に、吸熱モードでは他の蓄熱手段の蓄熱用熱交換器にて冷媒を蒸発させることを特徴とする。

請求項１２の発明の自動販売機は、上記各発明において制御装置は、夜間は蓄熱モードを実行し、吸熱モードは昼間に実行することを特徴とする。

請求項１３の発明の自動販売機は、上記各発明において設置される他の機器の廃熱により蓄熱手段に蓄熱することを特徴とする。

請求項１４の発明の自動販売機は、上記各発明において第１の室内熱交換器は、冷却及び加熱の切り換えが可能な商品収納室としての冷温切換室に設けられ、冷媒を放熱させて当該冷温切換室内を加熱し、冷媒を蒸発させて冷温切換室内を冷却すると共に、第２の室内熱交換器は、冷却専用の商品収納室としての冷却専用室に設けられて当該冷却専用室内を冷却することを特徴とする。

請求項１５の発明の自動販売機は、上記各発明において冷媒として二酸化炭素を使用することを特徴とする。

本発明によれば、本体内に複数構成された商品収納室と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させて商品収納室内を加熱する第１の室内熱交換器と、冷媒を蒸発させて商品収納室内を冷却する第２の室内熱交換器とを備えた自動販売機において、蓄熱手段と、第１の室内熱交換器を出た冷媒と蓄熱手段とを熱交換させる蓄熱用熱交換器とを備えているので、第１の室内熱交換器で放熱し、商品収納室内を加熱した後の冷媒が有する熱量を、蓄熱用熱交換器にて蓄熱手段に蓄えることができるようになる。

特に、蓄熱用熱交換器に流入する冷媒を膨張させる膨張手段と、制御装置を設け、この制御装置が、膨張手段により冷媒を膨張させること無く第１の室内熱交換器を出た冷媒により蓄熱用熱交換器にて蓄熱手段に蓄熱する蓄熱モードと、膨張手段により蓄熱用熱交換器にて冷媒を蒸発させ、圧縮機により圧縮して第１の室内熱交換器に流入させる吸熱モードとを実行するようにしたので、蓄熱モードにて第１の室内熱交換器を出た冷媒の熱量を蓄熱手段に蓄え、この蓄えた熱を吸熱モードにて蓄熱用熱交換器で冷媒を蒸発させることにより吸い上げ、第１の室内熱交換器による商品収納室内の加熱源として利用することができるようになる。

即ち、第１の室内熱交換器を出た商品収納室内を適温に加熱できる程高くは無いが、外気温度よりは高い冷媒が有する熱量を利用して商品収納室内を加熱することが可能となるので、自動販売機の運転効率（ＣＯＰ）を大幅に改善することができるものである。特に、請求項１５の如く二酸化炭素を冷媒として使用する場合には、大量の熱を蓄熱手段の蓄熱に利用することができるようになり、極めて有効である。

この場合、請求項２の発明の如く制御装置が、蓄熱モードにおける蓄熱手段への蓄熱が完了した場合、吸熱モードに移行し、この吸熱モードにおいて蓄熱手段から吸熱し切った場合、蓄熱モードに移行するようにすれば、蓄熱手段に効率よく蓄熱し、この蓄えた熱量を効率よく吸い上げて利用することができるようになる。

また、請求項３の発明の如く商品収納室の外部に室外熱交換器を設け、制御装置が、蓄熱モードにおいて第２の室内熱交換器、及び／又は、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させ、第１の室内熱交換器を出た冷媒により蓄熱用熱交換器にて蓄熱手段に蓄熱するようにすれば、請求項４の発明の如く室外熱交換器にて冷媒を放熱させており、第２の室内熱交換器での冷媒の蒸発のみでは吸熱量が不足する場合、室外熱交換器にて冷媒を蒸発さ、第２の室内熱交換器にて冷却される商品収納室内からの吸熱に加えて外気からも吸熱し、或いは、それらによる吸熱を切り換えて行い、第１の室内熱交換器による商品収納室内の加熱と蓄熱手段への蓄熱に供することができるようになるので、第２の室内熱交換器による商品収納室からの吸熱だけでは不足する場合や、当該商品収納室内を冷却していない場合にも、支障無く第１の室内熱交換器による商品収納室内の加熱と蓄熱手段への蓄熱を行うことが可能となる。

また、請求項５の発明の如く第１の室内熱交換器を出た冷媒と蓄熱用熱交換器を出た冷媒とを熱交換させる第１の内部熱交換器と、第２の室内熱交換器に向かう冷媒と当該第２の室内熱交換器を出た冷媒とを熱交換させる第２の内部熱交換器とを設ければ、第１の内部熱交換器で行う蓄熱用熱交換器を出た冷媒の加熱と、第２の内部熱交換器において行う第２の室内熱交換器に向かう冷媒の過冷却の各熱交換量をそれぞれ好適に設定することができるようになる。

この場合、吸熱モード終了近くでは蓄熱用熱交換器の温度は低く、その状態で蓄熱モードに移行し、室外熱交換器に冷媒が流れると、外気温度の方が高く、冷媒は放熱すること無く逆に外気によって暖められてしまうことになるが、請求項６の発明の如く制御装置が、吸熱モードから蓄熱モードに移行する場合、室外熱交換器をバイパスするバイパスモードを実行した後、蓄熱モードに移行するようにすれば係る不都合を解消し、省エネルギーに寄与することができるようになる。

また、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる蓄熱モードでは外気中の湿気が霜となって室外熱交換器に成長し、熱交換が阻害されるようになるが、請求項７の発明の如く制御装置が、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる蓄熱モードから吸熱モードに移行したとき、室外熱交換器の温度が所定値の低い値であり、且つ、外気温度が所定の高い値である場合、室外熱交換器に外気を送風する送風手段を運転するようにすれば、送風によって室外熱交換器の霜取を行うことができるようになる。

更に、請求項８の発明の如く制御装置が、室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる蓄熱モードから吸熱モードに移行したとき、室外熱交換器の温度が所定の低い値であり、且つ、外気温度も所定の低い値である場合、第１の室内熱交換器を出た冷媒を室外熱交換器に流した後、蓄熱用熱交換器で蒸発させるようにすれば、第１の室内熱交換器を出た冷媒の熱により室外熱交換器の霜取を行うことができるようになる。

また、請求項９の発明の如く第１の室内熱交換器により加熱される商品収納室内を、蓄熱手段を用いて、或いは、請求項１０の発明の如く蓄熱手段と熱交換した２次媒体により断熱するようにすれば、第１の室内熱交換器により加熱される商品収納室の断熱に蓄熱手段を用いることができるようになり、商品収納室内を効率よく加熱して運転効率の更なる改善を図ることが可能となる。特に２次媒体を用いる場合には、蓄熱用熱交換器の位置を商品収納室の断熱のために変更する必要がなくなり、生産性が向上する。

この場合、請求項１１の発明の如く蓄熱手段及び蓄熱用熱交換器を複数設け、何れかの蓄熱手段により商品収納室内を断熱すると共に、吸熱モードでは他の蓄熱手段の蓄熱用熱交換器にて冷媒を蒸発させることにより、第１の室内熱交換器により加熱される商品収納室内の断熱と、蓄熱手段への第１の室内熱交換器を出た冷媒による蓄熱／吸熱利用の双方を実行することができるようになる。

また、請求項１２の発明の如く制御装置によって夜間は蓄熱モードを実行し、吸熱モードは昼間に実行することにより、電気料金の安価な深夜電力を用いて蓄熱手段に蓄熱しておき、昼間その蓄えた熱量を利用して第１の室内熱交換器により商品収納室内を加熱することができるようになるので、電力の平準化とランニングコストの低減を図ることが可能となる。

また、請求項１３の発明の如く設置される他の機器の廃熱により蓄熱手段に蓄熱することにより、自動販売機に設けられるインバータ等の他の発熱部品からの廃熱を利用して蓄熱手段に蓄熱することが可能となり、更なる運転効率の改善を図ることが可能となる。

そして、請求項１４の発明の如く第１の室内熱交換器を冷却及び加熱の切り換えが可能な商品収納室としての冷温切換室に設け、冷媒を放熱させて当該冷温切換室内を加熱し、冷媒を蒸発させて冷温切換室内を冷却すると共に、第２の室内熱交換器を冷却専用の商品収納室としての冷却専用室に設け、当該冷却専用室内を冷却することにより、自動販売機における商品の加熱及び冷却販売に極めて有効なものとなる。

本発明を適用した一実施例の自動販売機の正面図である。 図１の自動販売機の外扉を開いた状態の斜視図である。 図１の自動販売機の一実施例の冷媒回路図である（実施例１）。 図３の制御装置による室内吸熱蓄熱モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 図３の制御装置による室内外吸熱蓄熱モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 図３の制御装置による外気吸熱蓄熱モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 図３の制御装置による蓄熱材吸熱モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 図７の蓄熱材吸熱モードにおける冷媒回路のｐ−ｈ線図である。 図３の制御装置によるバイパスモードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 一方の冷温切換室を冷却する場合の図３の制御装置による室内吸熱蓄熱モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 図３の制御装置による全室冷却モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 本発明の自動販売機の他の実施例の冷媒回路図である（実施例２）。 本発明の自動販売機の更に他の実施例の冷媒回路図である（実施例３）。 図１３の制御装置による室内吸熱蓄熱モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 図１３の制御装置による外気吸熱蓄熱モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 図１３の制御装置による蓄熱材吸熱モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 図１３の制御装置による全室冷却モードを説明する自動販売機の冷媒回路図である。 本発明の自動販売機の更に他の実施例の冷媒回路図である（実施例４）。 本発明の自動販売機の更に他の実施例の冷媒回路図である（実施例５）。 本発明の自動販売機の更に他の実施例の冷媒回路図である（実施例６）。 本発明の自動販売機の更に他の実施例の冷媒回路図である（実施例７）。 本発明の自動販売機の更に他の実施例の冷媒回路図である（実施例１０）。 高温で凝縮する冷媒を用いた自動販売機の冷媒回路のｐ−ｈ線図である。 二酸化炭素を冷媒として用いた自動販売機の冷媒回路のｐ−ｈ線図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。図１及び図２において、実施例の自動販売機１は、鋼板製の外面材２Ａとその内側に設けられた断熱材（図示せず）から構成された前面が開口する断熱箱体である本体２と、この本体２の前面を開閉自在に閉塞するよう一側（実施例では向かって左側）が本体２に回動自在に枢支された外扉３を備えている。

この外扉３の前面上部には商品サンプル室４が構成されており、この商品サンプル室４内に陳列された複数の各商品サンプルに対応して複数の商品選択スイッチ６が配置されている。また、商品サンプル室４の下側の外扉３前面には、広告パネル５が構成されており、この広告パネル５の下側の外扉３前面下部には商品取出口７が構成されている。

更に、外扉３前面の向かって右側（非枢支側）中央部には化粧パネル８が取り付けられており、この化粧パネル８内に位置して硬貨投入口９、返却レバー１１が設けられている。また、この化粧パネル８の向かって左側の外扉３前面には、金額表示器１２が取り付けられている。更に、この金額表示器１２の下側の外扉３前面には紙幣識別装置（ビルバリ）１４が取り付けられており、商品取出口７の向かって右側の外扉３前面には硬貨返却口１３が構成されている。

一方、本体２内の上部には上面、左右面及び後面が前記断熱材で囲繞され、前面が開口した商品収納部１６が構成されている。この商品収納部１６は断熱性の収納部仕切板１７によって左右方向三つの商品収納室に仕切られており、向かって右側から二つが冷温切換室１５（商品収納室）とされ、向かって左側が冷却専用室２０（商品収納室）とされている。尚、この冷却専用室２０は各冷温切換室１５よりも容積が大きい。これは冷却して販売する商品のほうが、加熱して販売する商品よりも一般的に多いからである。この仕切板１７で仕切られた冷温切換室１５、１５、及び、冷却専用室２０には、販売する商品が蛇行状の商品通路に収納されるサーペンタイン式の商品収納コラム１８が前後方向及び左右方向にそれぞれ設けられている。

商品収納部１６の前面には、それぞれ断熱性を有し、商品収納部１６の前面開口の上部側を開閉するための上部側内扉２１と、商品収納部１６の前面開口の下部側を開閉するための下部側内扉２２が設けられている。この下部側内扉２２は本体２に回動自在に枢支されている。

また、下部側内扉２２の下部には商品収納部１６の各冷温切換室１５及び冷却専用室２０側と外扉３側とを連通する商品搬出口２３が左右方向に並設されている。各商品搬出口２３には開閉自在の搬出扉２４が上縁を中心して回動自在に取り付けられており、前方に案内される商品に押されて回転し、商品搬出口２３を開放して商品を商品取出口７に搬出する構成とされている。

他方、上部側内扉２１は外扉３の商品サンプル室４の後側に対応して当該外扉３に取り付けられており、外扉３を開閉することにより、上部側内扉２１によって商品収納部１６の前面開口の上部側が開閉される構成とされている。更に、上部側内扉２１は外扉３を開放した状態で、当該外扉３から独立して後方に開閉自在とされ、上部側内扉２１を外扉３から後方に開いた状態で、商品サンプル室４内に陳列される商品サンプルを交換できるように構成されている。また、本体２内の下部には機械室２６が形成されている。

次に、図３は自動販売機１の一実施例の冷媒回路を示している。この図において、２７は冷媒を圧縮する圧縮機であり、機械室２６内に設置されている。圧縮機２７の吐出側の配管２８は配管２９と３０に分岐し、分岐した一方の配管２９は更に配管３１と３２に分岐し、配管３１は電磁弁３３を介して中央の冷温切換室１５内に設けられた第１の室内熱交換器としての中央の切換室熱交換器３４の入口に接続され、配管３２は電磁弁３６を介して右端の冷温切換室１５内に設けられた第１の室内熱交換器としての右端の切換室熱交換器３７の入口に接続されている。

切換室熱交換器３７の出口は配管３８と３９に分岐している。切換室熱交換器３４の出口は配管４１と４２に分岐し、一方の配管４１は逆止弁４３を介して前記切換室熱交換器３７の出口から分岐した一方の配管３８に合流している。両配管３８、４１の合流点は更に配管４４と４６に分岐し、一方の配管４４は第１の内部熱交換器４７を経て膨張手段としての膨張弁４８の入口に接続され、他方の配管４６は電磁弁４９の入口接続されている（逆止弁４３は膨張弁４８方向が順方向）。

膨張弁４８と電磁弁４９の出口は配管５１にて合流し、この配管５１は蓄熱用熱交換器５２に接続されている。この蓄熱用熱交換器５２には蓄熱手段としての蓄熱材５３が熱交換関係に設けられており、自動販売機１の本体２の前記断熱材内や機械室２６内に設置される。実施例の場合、蓄熱材５３は＋３０℃で潜熱を蓄熱できる相変化物質（ＰＣＭ）を採用する。尚、蓄熱材としては係る相変化を伴うものに限らず、熱を蓄えられる材料であれば、本願の蓄熱材として採用可能である。

蓄熱用熱交換器５２の出口側の配管５５は配管５４と５６に分岐し、一方の配管５４は更に配管５７と５８に分岐し、配管５７は電磁弁５９を介して室外熱交換器６１の一端に接続されている。この室外熱交換器６１は機械室２６内に設置されると共に、機械室２６内には更にこの室外熱交換器６１に外気を送風するための送風手段とし送風機６２が設置されている。尚、圧縮機２７の吐出側の配管２８から分岐した配管３０は、電磁弁６０を介して室外熱交換器６１の一端に接続されている。

室外熱交換器６１の他端の配管６３は、逆止弁６４、第２の内部熱交換器６６を経て膨張手段としての膨張弁６７の入口に接続されている。尚、逆止弁６４は内部熱交換器６６方向が順方向とされており、前記配管５８は電磁弁６８を介してこの逆止弁６４と内部熱交換器６６の間の配管６３に接続されている。また、内部熱交換器６６と膨張弁６７の間の配管６３は、配管６９により膨張手段としての膨張弁７１を介して電磁弁５９と室外熱交換器６１の間の配管５７に接続されている。

内部熱交換器６６と膨張弁６７の間の配管６３は更に配管７４、７６に分岐し、配管７４は膨張手段としての膨張弁７７を介して前記冷却専用室２０内に設けられた第２の室内熱交換器としての専用室用熱交換器７８の入口に接続されており、配管７６は膨張手段としての膨張弁７９を介して前記切換室用熱交換器３７の入口に接続されている。

切換室用熱交換器３４及び３７の出口から分岐した配管４２及び３９はそれぞれ電磁弁８１、８２を介して専用室用熱交換器７８の出口の配管８３と合流しており、この合流点は配管８４に接続され、この配管８４は内部熱交換器６６を介して圧縮機２７の吸込側に接続されている。蓄熱用熱交換器５２の出口側の配管５５から分岐した一方の配管５６は、電磁弁７２及び内部熱交換器４７を経て内部熱交換器６６と前記合流点の間（内部熱交換器６６の上流側）の配管８４に接続されている。また、室外熱交換器６１の他端も配管８６により電磁弁７４を介して内部熱交換器６６と前記合流点の間の配管８４に接続されている。

尚、前記内部熱交換器（第１の内部熱交換器）４７は切換室熱交換器３４、３７を出て配管４４を流れる冷媒と蓄熱用熱交換器５２を出て配管５６を流れる冷媒とを熱交換させるものであり、内部熱交換器（第２の内部熱交換器）６６は配管６３を流れて最終的に専用室熱交換器７８に向かう冷媒と当該専用室熱交換器７８を出て配管８４を流れる冷媒とを熱交換させるものである。そして、この冷媒回路内には冷媒として二酸化炭素が所定量封入されている。

また、図３においてＣは汎用マイクロコンピュータから構成された制御装置であり、前記各冷温切換室１５、冷却専用室２０内の温度を検出する図示しない温度センサ等や、蓄熱用熱交換器５２の出口側の配管５５の温度を検出する温度センサ８７、室外熱交換器６１の温度を検出する温度センサ１０１、外気温度を検出する外気温度センサ１０２の出力に基づき、圧縮機２７や送風機６２の運転を制御すると共に、各膨張弁４８、６７、７１、７７、７９の弁開度を制御し、各電磁弁３３、３６、４９、５９、６０、６８、７２、７３、８１、８２を開閉制御する。特に、制御装置Ｃはインバータを用いて圧縮機２７の回転数を制御する。

（１）室内吸熱蓄熱モード
以上の構成で、次に図４乃至図１１を参照しながらこの実施例の動作を説明する。尚、各図において、塗りつぶしで示す電磁弁や膨張弁は閉又は全閉状態であり、白抜きで示す電磁弁や膨張弁は開又は弁開度制御状態である。今、両冷温切換室１５、１５を加熱する使用状態であるものとすると、制御装置Ｃは図４に示す室内吸熱蓄熱モードを実行する。この室内吸熱蓄熱モードでは、制御装置Ｃは膨張弁６７、７１、７９の弁開度を全閉とし、電磁弁６０、６８、７２、７３、８２、８１を閉じる。また、電磁弁３３、３６、４９、５９を開き、膨張弁７７を開いてその弁開度を制御する。尚、膨張弁４８は全閉でも開いていてもよい。

そして、制御装置Ｃは圧縮機２７及び送風機６２を運転する。圧縮機２７は運転されて二酸化炭素冷媒を超臨界状態まで圧縮し、配管２８に吐出する。この圧縮機２７から吐出された＋１００℃以上の高温高圧の冷媒（ガス）は、図４に矢印で示す如く配管２９、電磁弁３３、３６を経て配管３１、３２から両切換室熱交換器３４、３７に流入し、そこで放熱する。これにより、各冷温切換室１５、１５内の商品は＋５５℃程に加熱される。各切換室熱交換器３４、３７で放熱し＋６０℃程の温度まで低下した冷媒ガスは、それらから流出し、配管３８、４１を経て電磁弁４９を通過し、蓄熱用熱交換器５２に流入する。

この蓄熱用熱交換器５２に流入した＋６０℃程の温度の冷媒は、それに設けられた蓄熱材５３と熱交換することにより、その熱が蓄熱材５３に蓄えられていく。尚、蓄熱材５３は前述したように＋３０℃で潜熱を蓄えるものであるので、蓄熱材５３の蓄熱が完了するまでは、蓄熱材用熱交換器５２で蓄熱材５３と熱交換した冷媒の温度は＋３５℃程の温度まで低下して出て行く。この蓄熱用熱交換器５２を出た冷媒は配管５５、５４を経て電磁弁５９を通過し、配管５７から室外熱交換器６１に流入する。室外熱交換器６１には送風機６２により外気が送風されているので、冷媒はここで更に冷却される。そして、配管６３に流出し、逆止弁６４、内部熱交換器６６を通過した後、配管７４から膨張弁７７に至る。

ここで冷媒は減圧されて膨張する。減圧される過程で冷媒は気液混合状態となって専用室熱交換器７８に流入する。専用室熱交換器７８に流入して冷媒は蒸発する。このときの吸熱作用で冷却専用室２０内を冷却する。専用室熱交換器７８内で蒸発して冷却専用室２０内から吸熱した冷媒は配管８３から８４に流入し、内部熱交換器６６を経て圧縮機２７に吸い込まれる循環を繰り返す。内部熱交換器（第２の内部熱交換器）６６では配管８４を通過する低温冷媒により配管６３を通過して膨張弁７７に向かう冷媒（専用室熱交換器７８に向かい、最終的にそこで蒸発する冷媒）が過冷却されるので効率の改善が図られる。

（２）室内外気吸熱蓄熱モード
このような室内吸熱蓄熱モードで冷温切換室１５、１５の加熱のために専用室熱交換器７８で冷却専用室２０から吸い上げられる熱量が不足するようになり、圧縮機２７の回転数が最大値まで上昇した場合、制御装置Ｃは図５の室内外気吸熱蓄熱モードに遷移する。この室内外気吸熱蓄熱モードでは、制御装置Ｃは図４の状態から電磁弁５９を閉じ、電磁弁６８、７３を開く。また、膨張弁７１を開いてその弁開度を制御する（送風機６２は運転）。

これにより、配管５４を流れる冷媒は図５中矢印で示すように配管５８に向かい、電磁弁６８、内部熱交換器６６を経てその一部が配管６９から膨張弁７１に流入するようになる。膨張弁７１では冷媒が減圧されて膨張し、その過程で冷媒は気液混合状態となって室外熱交換器６１に流入する。室外熱交換器６１に流入して冷媒は蒸発するので、送風機６２により送風されている外気中から吸熱を行うようになる。尚、室外熱交換器６１から出た冷媒は電磁弁７３を経て配管８６から配管８４に合流し、圧縮機２７に吸い込まれる。

即ち、この室内吸熱蓄熱モードでは専用室熱交換器７８による冷却専用室２０内からの吸熱に加えて、室外熱交換器６１による外気からの吸熱も行われるようになるので、切換室熱交換器３４、３７による冷温切換室１５、１５内の加熱能力が確保される。また、この室内外気吸熱蓄熱モードにおいても、各切換室熱交換器３４、３７から出た冷媒の温度により、蓄熱用熱交換器５２にて蓄熱材５３に蓄熱が行われていく。

（３）外気吸熱蓄熱モード
また、図４の室内吸熱蓄熱モードにおいて、冷却専用室２０の温度が所定の下限値まで低下した場合、制御装置Ｃは図６の外気吸熱蓄熱モードに遷移する。この外気吸熱蓄熱モードでは、制御装置Ｃは図４の状態から電磁弁５９を閉じ、電磁弁６８、７３を開く。また、膨張弁７７を全閉とし、膨張弁７１を開いてその弁開度を制御する（送風機６２は運転）。

これにより、配管５４を流れる冷媒は図６中矢印で示すように配管５８に向かい、電磁弁６８、内部熱交換器６６を経て全てが配管６９から膨張弁７１に流入するようになる。膨張弁７１では冷媒が減圧されて膨張し、その過程で冷媒は気液混合状態となって室外熱交換器６１に流入する。室外熱交換器６１に流入して冷媒は蒸発するので、送風機６２により送風されている外気中から吸熱を行うようになる。尚、室外熱交換器６１から出た冷媒は電磁弁７３を経て配管８６から配管８４に合流し、圧縮機２７に吸い込まれる。また、膨張弁７７は閉じているので、専用室熱交換器７８への冷媒の流入は阻止され、冷却専用室２０内の冷却は停止される。

即ち、この外気吸熱蓄熱モードでは専用室熱交換器７８による冷却専用室２０内からの吸熱に代えて、室外熱交換器６１による外気からの吸熱が行われるようになるので、冷却専用室２０からの吸熱が行われない場合にも、支障無く切換室熱交換器３４、３７による冷温切換室１５、１５内の加熱を行うことができる。また、この外気吸熱蓄熱モードにおいても、各切換室熱交換器３４、３７から出た冷媒の温度により、蓄熱用熱交換器５２にて蓄熱材５３に蓄熱が行われていく。

（４）蓄熱材吸熱モード
尚、上記室内外気吸熱蓄熱モード（図５）において圧縮機２７の回転数が所定値に低下した場合、また、上記外気吸熱蓄熱モード（図６）において冷却専用室２０の温度が所定の上限値まで上昇した場合、制御装置Ｃは室内吸熱蓄熱モード（図４）に復帰するものであるが、このような各蓄熱モードを実行している間、温度センサ８７が検出する蓄熱材５３から出る冷媒の温度は前述したように＋３５℃程まで低下する。そして、係る各蓄熱モードを実行することで蓄熱材５３への蓄熱が完了し、蓄熱材５３の相変化が終了してそれ以上の蓄熱はできなくなると、例えば図６の状態で温度センサ８７が検出する蓄熱用熱交換器５２を出た冷媒の温度は高くなっていく。

制御装置Ｃは温度センサ８７が検出する冷媒の温度が＋３５℃より高い所定の蓄熱完了値になった場合、蓄熱材５３への蓄熱が完了したものと判断して図７の蓄熱材吸熱モードに遷移する。この蓄熱材吸熱モードでは、制御装置Ｃは図６の状態から電磁弁４９、６８を閉じ、電磁弁７２を開く（送風機６２は停止するが、詳細は後述する）。

これにより、配管３８、４１を流れる冷媒は図７中矢印で示すように配管４４から内部熱交換器４７に向かい、次に、膨張弁４８に流入するようになる。膨張弁４８では冷媒が減圧されて膨張し、その過程で冷媒は気液混合状態となって蓄熱用熱交換器５２に流入する。蓄熱用熱交換器５２に流入して冷媒は蒸発するので、それと熱交換関係に設けられている蓄熱材５３に蓄えられた熱を吸い上げるようになる。

蓄熱用熱交換器５２で蓄熱材５３から吸熱した冷媒は、配管５５から電磁弁７２を通過し、内部熱交換器４７を経て配管８４に流入し、圧縮機２７に吸い込まれて圧縮され、再び高温高圧のガス冷媒となって配管２８、２９、電磁弁３３、３６、配管３１、３２を通過し、切換室熱交換器１５に流入することになる。即ち、蓄熱材５３に蓄えられた熱が各切換室熱交換器１５に搬送されて冷温切換室１５の加熱に利用されることになるので、運転効率（ＣＯＰ）が大幅に向上する。

図８は図７の場合の蓄熱材吸熱モードにおける冷媒回路のｐ−ｈ線図を示している。図中Ｘ３で示す部分が蓄熱材５３からの吸熱を示しており、Ｘ４で示す部分は切換室熱交換器３４、３７における放熱を示す。尚、内部熱交換で示す部分は内部熱交換器４７における熱交換を示している。制御装置Ｃはこの蓄熱材吸熱モードにおいて、膨張弁４８の弁開度を制御して蓄熱用熱交換器５２における冷媒の蒸発温度を＋２５℃とするので、蓄熱材５３からの吸熱は＋２５℃で行われる。このときの運転効率（ＣＯＰ）は３．６９となり、図２３の場合を凌駕した。

また、内部熱交換器４７では切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒により蓄熱用熱交換器５２を出た冷媒が加熱されるので、圧縮機２７の吐出冷媒温度が低くなり過ぎることが防止される。

（４−１）外気による室外熱交換器の霜取制御
尚、上記のように実施例の蓄熱材吸熱モードにおいては室外熱交換器６１には冷媒は流れないので、前述の如く基本的に制御装置Ｃは送風機６２を停止するものであるが、前記外気吸熱蓄熱モード（図６）や室内外気吸熱蓄熱モード（図５）では、室外熱交換器６１で冷媒が蒸発して低温となるため、室外熱交換器６１には外気中の水分が霜となって付着するようになる。着霜が成長すると室外熱交換器６１を流れる冷媒と外気との熱交換が阻害されるようになる。

そこで、制御装置Ｃは温度センサ１０１が検出する室外熱交換器６１の温度に基づき、室外熱交換器６１の温度が所定の低い値、例えば、０℃以下である場合、室外熱交換器６１に着霜が生じているものと判断する。次に、外気温度センサ１０２が検出する外気温度が所定の高い値、例えば０℃以上である場合、蓄熱材吸熱モードに移行した後も、引き続き送風機６２を運転する。

即ち、室外熱交換器６１の温度が所定の低い値であり、且つ、外気温度が所定の高い値である場合、外気吸熱蓄熱モードや室内外気吸熱蓄熱モードから蓄熱材吸熱モードに移行した後も、送風機６２を引き続き運転する。これにより、比較的温度の高い外気が室外熱交換器６１に送風されるので、それに成長した霜が融解除去される。尚、この送風機６２の運転による霜取制御は、室外熱交換器６１の温度が所定の高い値（０℃より高い値）に上昇した時点で終了され、送風機６２は停止する。

（５）バイパスモード
尚、このような蓄熱材吸熱モードにより蓄熱材５３から吸熱している間、蓄熱用熱交換器５２から出る冷媒の温度は＋２５℃程となるが、蓄熱材５３から吸熱し切った場合（蓄熱材５３に蓄えられた熱が枯渇）、冷媒は蓄熱用熱交換器５２においてそれ以上蒸発できなくなるので、当該蓄熱用熱交換器５２から出る冷媒の温度が＋２５℃より低くなってくる。制御装置Ｃは温度センサ８７が検出する冷媒の温度が＋２５℃より低い所定の吸熱終了値になった場合、蓄熱材５３からこれ以上吸熱できないと判断し、蓄熱材吸熱モードを終了して図４〜図６の何れかの蓄熱モードに遷移するものであるが、図４の室内吸熱蓄熱モードに遷移する場合、その前に図９のバイパスモードを実行する。

このバイパスモードでは制御装置Ｃは、例えば図４の状態に対して電磁弁５９を閉じ、電磁弁６８を開く。これにより、配管５４を流れる冷媒は図９中矢印で示す如く配管５８に向かい、電磁弁６８、内部熱交換器６６を経て全て膨張弁７７に向かうようになる。即ち、室外熱交換器６１をバイパス（迂回）して冷媒は膨張弁７７から専用室熱交換器７８に流入することになる。

ここで、図７の蓄熱材吸熱モード終了時の蓄熱用熱交換器５２の温度は＋２５℃より低い温度である。このような状態で図４の室内吸熱蓄熱モードに遷移すると、外気温度が＋２５℃より高い環境では、室内吸熱蓄熱モードで室外熱交換器６１に蓄熱用熱交換器５２を出た冷媒を流した場合、冷媒は逆に外気により暖められてしまうことになり、膨張弁７７に流入する冷媒の温度を却って上げてしまうことになるが、図９のバイパスモードを実行することにより係る不都合が解消され、省エネルギーとなる。

制御装置Ｃは、例えば温度センサ８７が検出する冷媒の温度が例えば＋２８℃等の所定のバイパス終了値まで上昇した場合、バイパスモードを終了して図４の室内吸熱蓄熱モードに遷移するものである。

尚、図１０は中央の冷温切換室１５を冷却する場合の図４に相当する室内吸熱蓄熱モードの冷媒の流れを示している。この場合、制御装置Ｃは図４の状態に対して電磁弁３３を閉じ、電磁弁８１を開く。また、膨張弁６７を開き、その弁開度を制御する。これにより、圧縮機２７から吐出された高温冷媒は図１０中矢印で示す如く配管３２から切換室熱交換器３７のみに流入するようになり、配管６３を流れる冷媒は膨張弁６７と７７に分流して流入し、専用室熱交換器７８と切換室熱交換器３４にて蒸発するようになる。

これにより、中央の冷温切換室１５は冷却されるようになる。切換室熱交換器３４を出た冷媒は電磁弁８１を経て専用室熱交換器７８から出た冷媒と合流し、配管８４を経て圧縮機２７に吸い込まれることになる。また、この場合にも蓄熱材５３には蓄熱が行われる。

（６）全室冷却モード
また、図１１は両冷温切換室１５、１５を冷却する場合、即ち、自動販売機１の全ての商品収納室を冷却する全室冷却モードの冷媒の流れを示している。この場合、制御装置Ｃは電磁弁６０、７２、８１、８２を開き、電磁弁３３、３６、４９、５９、６８、７３を閉じる。また、膨張弁４８、７１は全閉とし、膨張弁７７、６７、７９を開いて弁開度を制御する。

これにより、圧縮機２７から吐出された冷媒は図１１中矢印の如く配管３０を経て電磁弁６０を通り、室外熱交換器６１に流入して放熱するようになる。そして、冷媒は配管６３から逆止弁６４、内部熱交換器６６を経て分流され、各膨張弁７７、６７、７９で減圧された後、専用室熱交換器７８、切換室熱交換器３４、３７に流入して蒸発する。そして、配管８３、４２、３９を経て合流した後、配管８４から圧縮機２７に吸い込まれるようになる。

次に、図１２は本発明の自動販売機１の他の実施例の冷媒回路図を示している。この図において、図３と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとして説明を省略する。この実施例の場合は、図３の実施例の冷媒回路から内部熱交換器６６が削除されている。従って、配管６３はそのまま膨張弁６７に接続され、配管８４もそのまま圧縮機２７の吸込側に接続されている。

図３の内部熱交換器６６を削除すると専用室熱交換器７８や切換室熱交換器３４、３７、室外熱交換器６１で冷媒を蒸発させる際に、配管８４を通る冷媒によりそれら熱交換器に流入する冷媒の過冷却を行えなくなるが、蓄熱材５３を利用した運転効率の改善については同様に達成することが可能であると共に、配管構成を簡素化できる利点がある。

以上のように本発明では蓄熱材５３と、切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒と蓄熱材５３とを熱交換させる蓄熱用熱交換器５２とを備えているので、切換室熱交換器３４、３７で放熱し、冷温切換室１５内を加熱した後の冷媒が有する熱量を、蓄熱用熱交換器５２にて蓄熱材５３に蓄えることができるようになる。

そして、制御装置Ｃが膨張弁４８により冷媒を膨張させること無く切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒により蓄熱用熱交換器５２にて蓄熱材５３に蓄熱する室内吸熱蓄熱モード、室内外気吸熱蓄熱モード、外気吸熱蓄熱モード（本発明における蓄熱モード）と、膨張弁４８により蓄熱用熱交換器５２にて冷媒を蒸発させ、圧縮機２７により圧縮して切換室熱交換器３４、３７に流入させる蓄熱材吸熱モード（本発明における吸熱モード）とを実行するので、各蓄熱モードにて切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒の熱量を蓄熱材５３に蓄え、この蓄えた熱を蓄熱材吸熱モードにて蓄熱用熱交換器５２で冷媒を蒸発させることにより吸い上げ、切換室熱交換器３４、３７による冷温切換室１５内の加熱源として利用することができるようになる。

即ち、切換室熱交換器３４、３７を出た冷温切換室１５内を適温に加熱できる程高くは無いが、外気温度よりは高い冷媒が有する熱量を利用して冷温切換室１５内を加熱することが可能となるので、自動販売機１の運転効率（ＣＯＰ）を大幅に改善することができるようになる。特に、二酸化炭素を冷媒として使用する場合には、大量の熱を蓄熱材５３の蓄熱に利用することができるようになり、極めて有効である。

この場合、制御装置Ｃは各蓄熱モードにおける蓄熱材５３への蓄熱が完了した場合、蓄熱材吸熱モードに移行し、この蓄熱材吸熱モードにおいて蓄熱材５３から吸熱し切った場合、各蓄熱モードに移行するので、蓄熱材５３に効率よく蓄熱し、この蓄えた熱量を効率よく吸い上げて利用することができるようになる。

また、各室１５、２０外の機械室２６に室外熱交換器６１を設け、制御装置Ｃが各蓄熱モードにおいて専用室熱交換器７８、及び／又は、室外熱交換器６１にて冷媒を蒸発させ、切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒により蓄熱用熱交換器５２にて蓄熱材５３に蓄熱すると共に、室外熱交換器６１にて冷媒を放熱させており（室内吸熱蓄熱モード）、専用室熱交換器７８での冷媒の蒸発のみでは吸熱量が不足する場合、室外熱交換器６１にて冷媒を蒸発させ、専用室熱交換器７８にて冷却される冷却専用室２０内からの吸熱に加えて外気からも吸熱し（室内外気吸熱蓄熱モード）、或いは、それらによる吸熱を切り換えて行い（外気吸熱蓄熱モード）、切換室熱交換器３４、３７による冷温切換室１５内の加熱と蓄熱材５３への蓄熱に供することができるようになるので、専用室熱交換器７８による冷却専用室２０からの吸熱だけでは不足する場合や、当該冷却専用室２０内を冷却していない場合にも、支障無く切換室熱交換器３４、３７による冷温切換室１５内の加熱と蓄熱材５３への蓄熱を行うことが可能となる。

この場合、蓄熱材吸熱モード終了近くでは蓄熱用熱交換器５２の温度は低く、その状態で室内吸熱蓄熱モードに移行し、室外熱交換器６１に冷媒が流れると、外気温度の方が高く、冷媒は放熱すること無く逆に外気によって暖められてしまうことになるが、制御装置Ｃが蓄熱材吸熱モードから室内吸熱蓄熱モードに移行する場合、室外熱交換器６１をバイパスするバイパスモードを実行した後に移行するので、係る不都合を解消して省エネルギーに寄与することができるようになる。

また、室外熱交換器６１にて冷媒を蒸発させる室内外気吸熱蓄熱モードや外気吸熱蓄熱モードから蓄熱材吸熱モードに移行したとき、室外熱交換器６１の温度が所定値の低い値であり、且つ、外気温度が所定の高い値である場合、制御装置Ｃは室外熱交換器６１に外気を送風する送風機６２を運転するので、送風によって室外熱交換器６１の霜取を行うことができる。

次に、図１３〜図１７は本発明の自動販売機１の更に他の実施例の冷媒回路図を示している。尚、各図において図３〜図１１中と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この実施例は前述した室内外気吸熱蓄熱モード、即ち、室外熱交換器６１と専用室熱交換器７８の双方において同時に冷媒を蒸発させ、外気と冷却専用室２０から同時に吸熱する機能を削除している。それにより、図３の実施例から配管５７、５８、６９、電磁弁５９、６８、逆止弁６４、内部熱交換器６６を削除することができ、構成が簡素化される。

この場合、配管５４は直接膨張弁７１を介して室外熱交換器６１の一端に接続され、室外熱交換器６１の他端の配管６３はそのまま膨張弁６７に接続されている。また、配管８６は配管６３から分岐し、電磁弁７３を介して配管８４に接続された構成とされている。その他は図３の実施例と同様である。

図１３の場合の実施例における室内吸熱蓄熱モード、外気吸熱蓄熱モード、蓄熱材吸熱モード、及び、全室冷却モードの冷媒の流れを図１４〜図１７にそれぞれ示す。図３の実施例と異なる点のみを説明すると、図１４の室内吸熱蓄熱モードでは、制御装置Ｃは配管５４を流れる冷媒をそのまま室外熱交換器６１に流入させるために、膨張弁７１の弁開度を全開とする。また、室外熱交換器６１で放熱した冷媒は配管６３から配管７４を経て膨張弁７７に至り、減圧されて膨張し、専用室熱交換器７８に流入して蒸発することになる。蓄熱用熱交換器５２では前述（図４）同様に蓄熱材５３に蓄熱が行われる（図１４では電磁弁３３、３６、４９は開、膨張弁７１は全開、膨張弁７７は開いて弁開度制御、電磁弁６０、７２、７３、８１、８２は閉、膨張弁６７、７９は全閉）。

また、図１５の外気吸熱蓄熱モードでは、制御装置Ｃは膨張弁７１の弁開度を制御して配管５４を流れる冷媒を減圧し、膨張させる。減圧された冷媒は室外熱交換器６１に流入して蒸発し、外気から吸熱する。その後、配管６３、電磁弁７３を経て配管８４から圧縮機２７に吸い込まれ、圧縮されて配管２８、２９、３１、３２から電磁弁３３、３６を経て各切換室熱交換器３４、３７に流入し、各冷温切換室１５を加熱することになる。この場合も蓄熱用熱交換器５２では前述（図６）同様に蓄熱材５３に蓄熱が行われる（図１５では電磁弁３３、３６、４９、７３は開、膨張弁７１は開いて弁開度制御、電磁弁６０、７２、８１、８２は閉、膨張弁６７、７７、７９は全閉）。

また、図１６の蓄熱材吸熱モードは前述（図７）と変わりなく、蓄熱材５３に蓄えられた熱が各切換室熱交換器３４、３７に搬送され、同様に蓄熱材５３の熱を利用して各室の加熱が行われることになる（図１６では電磁弁３３、３６、７２は開、膨張弁４８は開いて弁開度制御、電磁弁４９、６０、７３、８１、８２は閉、膨張弁６７、７７、７９は全閉）。また、全室冷却モードも内部熱交換器６６を通過しないこと以外、前述（図１１）と同様である（図１７では電磁弁６０、７２、８１、８２は開、膨張弁６７、７７、７９は開いて弁開度制御、電磁弁３３、３６、４９、７３は閉、膨張弁４８、７１は全閉）。

また、室内吸熱蓄熱モード（図１４）及び外気吸熱蓄熱モード（図１５）の各蓄熱モードから蓄熱材吸熱モード（図１６）への遷移、及び、蓄熱材吸熱モードから各蓄熱モードへの遷移も制御装置Ｃにより前記図３の実施例の場合と同様に実行される。

このように室外熱交換器６１と専用室熱交換器７８を同時に用いて外気及び冷却専用室２０から吸熱する室内外気吸熱蓄熱モードは行えないものの、この場合の実施例においても前述した実施例同様に切換室熱交換器３４、３７で放熱し、冷温切換室１５内を加熱した後の冷媒が有する熱量を、蓄熱用熱交換器５２にて蓄熱材５３に蓄えることができるようになる。

そして、制御装置Ｃが膨張弁４８により冷媒を膨張させること無く切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒により蓄熱用熱交換器５２にて蓄熱材５３に蓄熱する室内吸熱蓄熱モード、外気吸熱蓄熱モード（本発明における蓄熱モード）と、膨張弁４８により蓄熱用熱交換器５２にて冷媒を蒸発させ、圧縮機２７により圧縮して切換室熱交換器３４、３７に流入させる蓄熱材吸熱モード（本発明における吸熱モード）とを実行するので、各蓄熱モードにて切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒の熱量を蓄熱材５３に蓄え、この蓄えた熱を蓄熱材吸熱モードにて蓄熱用熱交換器５２で冷媒を蒸発させることにより吸い上げ、切換室熱交換器３４、３７による冷温切換室１５内の加熱源として利用することができるようになる。

即ち、切換室熱交換器３４、３７を出た冷温切換室１５内を適温に加熱できる程高くは無いが、外気温度よりは高い冷媒が有する熱量を利用して冷温切換室１５内を加熱することが可能となるので、前述同様に自動販売機１の運転効率（ＣＯＰ）を大幅に改善することができるようになる。特に、二酸化炭素を冷媒として使用する場合には、大量の熱を蓄熱材５３の蓄熱に利用することができるようになり、極めて有効である。

この場合も同様に制御装置Ｃは各蓄熱モードにおける蓄熱材５３への蓄熱が完了した場合、蓄熱材吸熱モードに移行し、この蓄熱材吸熱モードにおいて蓄熱材５３から吸熱し切った場合、各蓄熱モードに移行する。従って、この実施例でも同様に蓄熱材５３に効率よく蓄熱し、この蓄えた熱量を効率よく吸い上げて利用することができるようになる。

また、各室１５、２０外の機械室２６に室外熱交換器６１を設け、制御装置Ｃが各蓄熱モードにおいて専用室熱交換器７８、又は、室外熱交換器６１にて冷媒を蒸発させ、切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒により蓄熱用熱交換器５２にて蓄熱材５３に蓄熱すると共に、室外熱交換器６１にて冷媒を放熱させており（室内吸熱蓄熱モード）、冷却専用室２０の冷却を行わない場合には、室外熱交換器６１による外気からの吸熱に切り換え（外気吸熱蓄熱モード）、切換室熱交換器３４、３７による冷温切換室１５内の加熱と蓄熱材５３への蓄熱に供することができるようになるので、冷却専用室２０内を冷却していない場合にも、支障無く切換室熱交換器３４、３７による冷温切換室１５内の加熱と蓄熱材５３への蓄熱を行うことが可能となる。

そして、特にこの実施例の場合には図３の実施例に比して冷媒回路の構成が著しく簡素化される利点がある。

次に、図１８は本発明の自動販売機１の更に他の実施例の冷媒回路図を示している。尚、この図において図３と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この実施例では配管４４、内部熱交換器４７、膨張弁４８、配管５６、電磁弁７２は削除されている。従って、蓄熱材５３から吸熱する蓄熱材吸熱モードは実行できないが、その代わり、蓄熱用熱交換器５２により蓄熱材５３に蓄えた熱を利用して、冷温切換室１５を断熱することができるようにしている。

そのために、実施例ではヒートパイプ８８を設ける。このヒートパイプ８８中には液体等の２次媒体（作動流体）が封入されており、一端には蓄熱用熱交換器５２と熱交換関係に設けられた吸熱部８９を備え、他端には放熱部９１を備えている。この放熱部９１は冷温切換室１５の外側に対応する位置の自動販売機１の本体２の外面材２Ａの内側や断熱材中、若しくは、断熱材の外側や内側（冷温切換室１５側）、又は、商品収納コラム１８の外側における冷温切換室１５内に配置される。

ヒートパイプ８８内の２次媒体は、吸熱部８９において蓄熱材５３に蓄えられた熱を吸収して放熱部９１に移動し、そこで熱を放出する。この熱により冷温切換室１５は加熱され、外部から断熱されることになる。即ち、前述した各蓄熱モードで蓄熱材５３に蓄えた熱を冷温切換室１５の断熱に利用することができるようになり、運転効率（ＣＯＰ）の改善が図られる。特にこの場合は、２次媒体が封入されたヒートパイプ８８を用いて蓄熱材５３に蓄えた熱を冷温切換室１５の断熱のために本体２の外面材２Ａ等に搬送するので、冷媒回路に接続される蓄熱用熱交換器５２を外面材２Ａ等に設ける必要がなくなり、生産性が向上する。

尚、図１８のヒートパイプ８８の下側に示すヒートパイプ８８Ａはループ状のヒートパイプの例であり、その下側に示すヒートパイプ８８Ａの場合には、それに加えてポンプ９２を追加した例である。最下部の例の場合は制御装置Ｃによりポンプ９２は運転され、媒体をヒートパイプ８８Ａ内に循環させて冷温切換室１５の断熱を行うものである。

次に、図１９は本発明の自動販売機１の更に他の実施例の冷媒回路図を示している。尚、この図において図３と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この実施例では図３の蓄熱用熱交換器５２及び蓄熱材５３に代えて、高温蓄熱用熱交換器５２Ａ及びそれと熱交換関係に設けられた高温蓄熱材５３Ａと、低温蓄熱用熱交換器５２Ｂ及びそれと熱交換関係に設けられた低温蓄熱材５３Ｂが設けられる。

また、高温蓄熱材５３Ａとしては実施例では＋４０℃で潜熱を蓄熱できる相変化物質（ＰＣＭ）が採用され、低温蓄熱材５３Ｂとしては前述の蓄熱材５３と同様の＋３０℃で潜熱を蓄熱できる相変化物質（ＰＣＭ）が採用される。また、冷媒回路上の位置としては、図３の蓄熱用熱交換器５２の位置に高温蓄熱用熱交換器５２Ａが接続され、低温蓄熱用熱交換器５２Ｂは配管５５の下流側で分岐した一方の配管５４に介設されている。

そして、低温蓄熱用熱交換器５２Ｂ及び低温蓄熱材５３Ｂは、冷温切換室１５に対応する本体２の外面材２Ａや断熱材内、断熱材外面、或いは、断熱材内面に配置される。切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒の温度は＋６０℃、高温蓄熱材５３Ａは＋４０℃、それを出る冷媒の温度は＋４５℃、低温蓄熱材５３Ｂは３０℃、それを出る冷媒の温度は＋３５℃になる。

そして、高温蓄熱用熱交換器５２Ａ及び高温蓄熱材５３Ａ、低温蓄熱用熱交換器５２Ｂ及び低温蓄熱材５３Ｂを用いて前述同様に各蓄熱モードを実行し（高温蓄熱材５３Ａでは＋４０℃）、高温蓄熱用熱交換器５２Ａ及び高温蓄熱材５３Ａを用いて蓄熱材吸熱モードを実行するが、低温蓄熱用熱交換器５２Ｂ及び低温蓄熱材５３Ｂを、冷温切換室１５に対応する本体２の外面材２Ａ等に配置することで、各蓄熱モードで低温蓄熱材５３Ｂに蓄えた熱を冷温切換室１５の断熱に利用することができるようになる。

即ち、高温蓄熱材５３Ａで蓄熱材吸熱モードを実行しながら、低温蓄熱材５３Ｂにより冷温切換室１５の断熱を行うことが可能となるので、自動販売機１の運転効率（ＣＯＰ）を効果的に改善することができるようになる。尚、この場合、低温蓄熱材５３Ｂは相変化を伴う蓄熱材で無くてもよく、熱を蓄えられる材料であればよい。

次に、図２０は本発明の自動販売機１の更に他の実施例の冷媒回路図を示している。尚、この図において図３と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この実施例でも図３の蓄熱用熱交換器５２及び蓄熱材５３に代えて、高温蓄熱用熱交換器５２Ａ及びそれと熱交換関係に設けられた高温蓄熱材５３Ａと、低温蓄熱用熱交換器５２Ｂ及びそれと熱交換関係に設けられた低温蓄熱材５３Ｂが設けられる。

また、高温蓄熱材５３Ａとしては実施例では＋４０℃で潜熱を蓄熱できる相変化物質（ＰＣＭ）が採用され、低温蓄熱材５３Ｂとしては前述の蓄熱材５３と同様の＋３０℃で潜熱を蓄熱できる相変化物質（ＰＣＭ）が採用される。また、冷媒回路上の位置としては、図３の蓄熱用熱交換器５２の位置に低温蓄熱用熱交換器５２Ｂが接続され、高温蓄熱用熱交換器５２Ａは配管４１が合流した後で、配管４４、４６に分岐する前の配管３８に介設されている。

そして、高温蓄熱用熱交換器５２Ａ及び高温蓄熱材５３Ａは、冷温切換室１５に対応する本体２の外面材２Ａや断熱材内、断熱材外面、或いは、断熱材内面に配置される。切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒の温度は＋６０℃、高温蓄熱材５３Ａは＋４０℃、それを出る冷媒の温度は＋４５℃、低温蓄熱材５３Ｂは３０℃、それを出る冷媒の温度は＋３５℃になる。

そして、高温蓄熱用熱交換器５２Ａ及び高温蓄熱材５３Ａ、低温蓄熱用熱交換器５２Ｂ及び低温蓄熱材５３Ｂを用いて前述同様に各蓄熱モードを実行し（高温蓄熱材５３Ａでは＋４０℃）、低温蓄熱用熱交換器５２Ｂ及び低温蓄熱材５３Ｂを用いて蓄熱材吸熱モードを実行するが、高温蓄熱用熱交換器５２Ａ及び高温蓄熱材５３Ａを、冷温切換室１５に対応する本体２の外面材２Ａ等に配置することで、各蓄熱モードで高温蓄熱材５３Ａに蓄えた熱を冷温切換室１５の断熱に利用することができるようになり、運転効率（ＣＯＰ）の改善が図られる。

即ち、低温蓄熱材５３Ｂで蓄熱材吸熱モードを実行しながら、高温蓄熱材５３Ａにより冷温切換室１５の断熱を行うことが可能となるので、自動販売機１の運転効率（ＣＯＰ）を効果的に改善することができるようになる。尚、この場合、高温蓄熱材５３Ａは相変化を伴う蓄熱材で無くてもよく、熱を蓄えられる材料であればよい。

次に、図２１は本発明の自動販売機１の更に他の実施例の冷媒回路図を示している。尚、この図において図３と同一符号で示すものは同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この実施例では、図３の内部熱交換器４７を経た配管４４は、配管９２と配管９８に分岐している。そして、配管９２には電磁弁９３が介設され、その下流側は更に配管９４と配管９７に分岐し、配管９４に前記膨張弁４８が接続され、その下流側で配管４６と共に配管５１に接続されている。また、配管９８には電磁弁９９が介設された後、室外熱交換器６１の一端に連通接続されている。更に、配管９６には電磁弁９７が介設された後、室外熱交換器６１の他端に連通接続されている。

前述したように外気吸熱蓄熱モード（図２１の場合は電磁弁９７、電磁弁９９は閉）や室内外気吸熱蓄熱モード（同様）では、室外熱交換器６１で冷媒が蒸発して低温となるため、室外熱交換器６１には外気中の水分が霜となって付着するようになる。着霜が成長すると室外熱交換器６１を流れる冷媒と外気との熱交換が阻害されるようになる。

しかしながら、前述した外気による室外熱交換器６１の霜取は、外気温度が０℃より低い場合には実行できない。そこで、制御装置Ｃは外気吸熱蓄熱モードから蓄熱材吸熱モードに遷移した際、温度センサ１０１が検出する室外熱交換器６１の温度に基づき、室外熱交換器６１の温度が所定の低い値、例えば、０℃以下である場合、室外熱交換器６１に着霜が生じているものと判断する。次に、外気温度センサ１０２が検出する外気温度が所定の低い値、例えば０℃より低い場合、図２１の電磁弁７３を閉じ、それに加えて電磁弁９３も閉じ、電磁弁９９及び電磁弁９７を開く。

これにより、図２１中矢印の如く、切換室熱交換器３４、３７から出た冷媒は、内部熱交換器４７を経た後、電磁弁９９を通って配管９８から室内熱交換器６１に流入し、室内熱交換器６１を加熱した後、配管９６を通って電磁弁９７を通り、膨張弁４８に流入して膨張され、蓄熱用熱交換器５２で蒸発するようになる。即ち、室外熱交換器６１の温度が所定の低い値であり、且つ、外気温度も所定の低い値である場合、外気吸熱蓄熱モードや室内外気吸熱蓄熱モードから蓄熱材吸熱モードに移行した後に、切換室熱交換器３４、３７を経た未だ温度の比較的高い冷媒を室外熱交換器６１に流入させ、それに成長した霜を融解除去する。即ち、外気温度が低い環境下でも、比較的温度の高い冷媒で室外熱交換器６１を霜取することが可能となる。

尚、係る室外熱交換器６１の霜取制御は、室外熱交換器６１の温度が所定の高い値（０℃より高い値）に上昇した時点で終了され、電磁弁９７、９９は閉じられ、電磁弁９３は開放される。これにより、切換室熱交換器３４、３７を出た冷媒は電磁弁９３を経て膨張弁４８に流入するようになる。

また、前記実施例では蓄熱材５３の蓄熱完了と吸熱終了を温度センサ８７が検出する冷媒の温度で判断し、各蓄熱モードと蓄熱材吸熱モードとを切り換えたが、時間帯で各モードを切り換えても良い。例えば、蓄熱材５３の容量を十分大なるものとし、夜間の深夜電力割引時間帯に各蓄熱モードを実行し、蓄熱用熱交換器５２により蓄熱材５３に蓄熱しておく。そして、昼間の時間帯に前記蓄熱材吸熱モードを実行する。

このように電気料金の安価な夜間の時間帯に蓄熱材５３への蓄熱を行い、昼間に蓄熱材５３に蓄えた熱量を利用して冷温切換室１５の加熱を行うことで、ランニングコストを低減することができるようになると共に、電力消費の平準化にも寄与することができるようになる。

また、圧縮機２７の回転数を制御する前記インバータ等、自動販売機１に設置される冷媒回路以外の他の部品（機器）から生じる熱を、例えば前述したヒートパイプ等で蓄熱材５３に搬送し、蓄熱してもよい。これにより、自動販売機１に設けられる他の発熱部品からの廃熱を利用して蓄熱材５３に蓄熱することが可能となり、更なる運転効率の改善を図ることが可能となる。

また、前述した如く図３等の内部熱交換器４７は、蓄熱材吸熱モードにおいて圧縮機２７の吐出冷媒温度が低くなり過ぎることを防止するために有効なものであるが、図２２に示すように、もう一方の内部熱交換器６６と兼用する構成としてもよい。係る構成にすることで、冷媒回路をより簡素化し、小型化も図ることが可能となる。

即ち、図２２では配管４４を内部熱交換器６６の上流側の配管６３に連通し（図２２のＡ）、内部熱交換器６６の下流側の配管６３を膨張弁４８の入口に連通させている（図２２のＢ）。また、配管５６は内部熱交換器６６の上流側の配管８４に連通している。これにより、蓄熱材吸熱モードでは配管４４を流れる冷媒が内部熱交換器６６に流れた後、膨張弁４８に入り、配管５６を経た冷媒は配管８４に流れてこの内部熱交換器６６において配管４４を流れる冷媒と熱交換することになる。

但し、図３等に示すように内部熱交換器４７と内部熱交換器６６を別々に設けておけば、各内部熱交換器４７、６６における冷媒の熱交換量をそれぞれ設定することができる利点がある。例えば、図３の冷媒回路において各蓄熱モードや全室冷却モードで膨張弁７７に向かう冷媒を過冷却する内部熱交換器６６の熱交換量は大きい方が過冷却が大きくなって好適である。しかしながら、熱交換量が大きい内部熱交換器６６を兼用した場合、今度は外気温度が低いとき等に圧縮機２７の吐出冷媒温度が上がり過ぎてしまう危険性があるが、内部熱交換器６６と内部熱交換器４７を別々に設けておけば係る不都合も解消することができる。

１ 自動販売機
２ 本体
２Ａ 外面材
１５ 冷温切換室（商品収納室）
１８ 商品収納コラム
２０ 冷却専用室（商品収納室）
２７ 圧縮機
３４、３７ 切換室熱交換器（第１の室内熱交換器）
４７、６６ 内部熱交換器
４８、７１ 膨張弁
５２、５２Ａ、５２Ｂ 蓄熱用熱交換器
５３、５３Ａ、５３Ｂ 蓄熱材
６１ 室外熱交換器
６２ 送風機
７８ 専用室熱交換器（第２の室内熱交換器）
８８ ヒートパイプ
Ｃ 制御装置

Claims (15)

1. 本体内に複数構成された商品収納室と、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を放熱させて前記商品収納室内を加熱する第１の室内熱交換器と、冷媒を蒸発させて前記商品収納室内を冷却する第２の室内熱交換器とを備えた自動販売機において、
   蓄熱手段と、前記第１の室内熱交換器を出た冷媒と前記蓄熱手段とを熱交換させる蓄熱用熱交換器と、
   該蓄熱用熱交換器に流入する冷媒を膨張させる膨張手段と、
   制御装置とを備え、
   該制御装置は、前記膨張手段により冷媒を膨張させること無く前記第１の室内熱交換器を出た冷媒により前記蓄熱用熱交換器にて前記蓄熱手段に蓄熱する蓄熱モードと、
   前記膨張手段により前記蓄熱用熱交換器にて冷媒を蒸発させ、前記圧縮機により圧縮して前記第１の室内熱交換器に流入させる吸熱モードとを有することを特徴とする自動販売機。
2. 前記制御装置は、前記蓄熱モードにおける前記蓄熱手段への蓄熱が完了した場合、前記吸熱モードに移行し、該吸熱モードにおいて前記蓄熱手段から吸熱し切った場合、前記蓄熱モードに移行することを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
3. 前記商品収納室の外部に設けられた室外熱交換器を備え、
   前記制御装置は、前記蓄熱モードにおいて前記第２の室内熱交換器、及び／又は、前記室外熱交換器にて冷媒を蒸発させ、前記第１の室内熱交換器を出た冷媒により前記蓄熱用熱交換器にて前記蓄熱手段に蓄熱することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動販売機。
4. 前記制御装置は、前記室外熱交換器にて冷媒を放熱させており、前記第２の室内熱交換器での冷媒の蒸発のみでは吸熱量が不足する場合、前記室外熱交換器にて冷媒を蒸発させることを特徴とする請求項３に記載の自動販売機。
5. 前記第１の室内熱交換器を出た冷媒と前記蓄熱用熱交換器を出た冷媒とを熱交換させる第１の内部熱交換器と、前記第２の室内熱交換器に向かう冷媒と当該第２の室内熱交換器を出た冷媒とを熱交換させる第２の内部熱交換器とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の自動販売機。
6. 前記制御装置は、前記吸熱モードから前記蓄熱モードに移行する場合、前記室外熱交換器をバイパスするバイパスモードを実行した後、前記蓄熱モードに移行することを特徴とする請求項３乃至請求項５のうちの何れかに記載の自動販売機。
7. 前記室外熱交換器に外気を送風する送風手段を備え、
   前記制御装置は、前記室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる前記蓄熱モードから前記吸熱モードに移行したとき、前記室外熱交換器の温度が所定値の低い値であり、且つ、外気温度が所定の高い値である場合、前記送風手段を運転することを特徴とする請求項３乃至請求項６のうちの何れかに記載の自動販売機。
8. 前記制御装置は、前記室外熱交換器にて冷媒を蒸発させる前記蓄熱モードから前記吸熱モードに移行したとき、前記室外熱交換器の温度が所定の低い値であり、且つ、外気温度も所定の低い値である場合、前記第１の室内熱交換器を出た冷媒を前記室外熱交換器に流した後、前記蓄熱用熱交換器で蒸発させることを特徴とする請求項３乃至請求項７のうちの何れかに記載の自動販売機。
9. 前記第１の室内熱交換器により加熱される前記商品収納室内を、前記蓄熱手段を用いて断熱することを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の自動販売機。
10. 前記蓄熱手段と熱交換した２次媒体により前記商品収納室内を断熱することを特徴とする請求項９に記載の自動販売機。
11. 前記蓄熱手段及び蓄熱用熱交換器を複数備え、何れかの前記蓄熱手段により前記商品収納室内を断熱すると共に、前記吸熱モードでは他の前記蓄熱手段の前記蓄熱用熱交換器にて冷媒を蒸発させることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の自動販売機。
12. 前記制御装置は、夜間は前記蓄熱モードを実行し、前記吸熱モードは昼間に実行することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうちの何れかに記載の自動販売機。
13. 設置される他の機器の廃熱により前記蓄熱手段に蓄熱することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちの何れかに記載の自動販売機。
14. 前記第１の室内熱交換器は、冷却及び加熱の切り換えが可能な前記商品収納室としての冷温切換室に設けられ、冷媒を放熱させて当該冷温切換室内を加熱し、冷媒を蒸発させて該冷温切換室内を冷却すると共に、
    前記第２の室内熱交換器は、冷却専用の前記商品収納室としての冷却専用室に設けられて当該冷却専用室内を冷却することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のうちの何れかに記載の自動販売機。
15. 冷媒として二酸化炭素を使用することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のうちの何れかに記載の自動販売機。
    

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