JPH04291492A - 自動販売機の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷凍サイクルを用い
た冷却装置であって、とくに複数の商品室をそれぞれ効
率よく冷却できる自動販売機の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例について図６を参照しながら説明
する。図６（ａ）は従来例の側面図、図６（ｂ）　は同
じくその蒸発室の平面図である。この従来例では、冷却
すべき商品が収納される四つの商品室が、それぞれ冷却
に係る設定値を目標に温度制御され、冷却は圧縮機を用
いた冷凍サイクル方式による。図６（ａ），（ｂ）　に
おいて、各商品室５Ａ，５Ｂの組が、共通な蒸発室５Ｃ
と一つの空間を構成し、この三つの各室間は各壁５ａ，
５ｂ，５ｃによって連通可能に区画される。スライダ５
４が、壁５ｃの孔を開閉できるように設けられる。各商
品室６Ａ，６Ｂについても同様である。すなわち、符号
５の代わりに符号６にした各部材で構成される。冷却装
置の構成は、圧縮機４１と凝縮器４２とを共通にし、各
蒸発室５Ｃ，６Ｃに対応するものとして、電磁弁５１，
毛細管５２，蒸発器５３の組と、電磁弁６１，毛細管６
２，蒸発器６３の組とからなる。各蒸発室５Ｃ，６Ｃに
、それぞれ各蒸発器５３，６３が設置される。

【０００３】温度制御はサーモスタット５７、サーモス
タット６７によっておこなわれる。サーモスタット５７
、サーモスタット６７は、各蒸発室５Ｃ，６Ｃに設置さ
れた各蒸発器５３，６３の入口部に設けられる。各商品
室５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂの室温に係る制御は次のとお
りである。商品室５Ａで代表して説明する。室温が設定
値以上であれば、電磁弁５１が開かれる。その結果、冷
媒が流れて蒸発器５３は蒸発室５Ｃを冷却する。壁５ａ
の両側の空隙を通しての、蒸発室５Ｃと商品室５Ａとを
含む空間の冷風循環によって、商品室５Ａの室温が低下
する。商品室５Ａの室温が低下するにつれて蒸発器５３
の蒸発温度も低下し、サーモスタット５７の低温設定温
度以下になるとサーモスタット５７の接点は開状態とな
り、電磁弁５１が閉じられる。この後、蒸発器５３の蒸
発温度が上昇してサーモスタット５７の高温設定温度以
上になると、再び電磁弁５１が開かれる。この運転を繰
り返すことにより蒸発温度は一定に保たれる。その結果
、商品室５Ａの温度は蒸発温度付近で一定に保たれるこ
とになる。なお、このとき壁５ｃの孔はスライダ５４に
よって閉鎖される。商品室５Ｂについても同様である。 なお、図６（ｂ）　で冷風は送風機５５によって図の下
部では上昇し、上部では下降するように短い矢印と方向
図記号で示す道順で循環する。また、各商品室５Ａ，５
Ｂの室温を同時に冷却する場合は手動操作形、スライダ
５４で壁５ｃの孔が開放され、蒸発器５３を通過した冷
風を送風機５６によって、図６（ｂ）　の長い矢印と方
向図記号で示す道順でも流すことによって可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したような従
来例では、たとえば各商品室５Ａ，５Ｂの室温が同時に
設定値以上になったときに、スライダ５４で壁５ｃの孔
を開放しないと同時に各商品室５Ａ，５Ｂの冷却を並行
的に行えないから、冷却の速応性が悪い。その対策とし
て、各商品室５Ａ，５Ｂにそれぞれ蒸発器を設置すれば
よいが、膨脹弁として毛細管を用いているために動作範
囲が狭く、多くの蒸発器へ冷媒を最適量だけ分配するこ
とが難しいという問題がある。また、各商品室に蒸発器
を設置するために、マルチエアコンで用いられている方
式がある。すなわち膨脹弁として電子膨脹弁、たとえば
パルスモータ駆動のリニア膨脹弁を用い、蒸発器の過熱
度、つまり飽和蒸気と過熱蒸気との温度差、言いかえれ
ば、蒸発器出口と入口との温度差を一定にするように電
子膨脹弁の開度制御をおこなうわけである。しかし自動
販売機の場合には、マルチエアコンの場合に比べて冷却
能力が小さく、したがって冷媒の量が少ないため、電子
膨脹弁の製作が非常に難しく、同時にコストが増大する
等の問題がある。また別の対策として、リニア膨脹弁の
代りにオン・オフ弁を用い、蒸発器の過熱度が一定にな
るようにパルス幅制御する方式がある。この方式には、
最適制御のために、オン・オフ弁を制御する周波数をシ
ステムの時定数に比べて十分小さい値に選ぶ必要があり
、そのためにオン・オフ弁の寿命が短くなるという問題
がある。

【０００５】この発明の課題は、従来の技術がもつ以上
の問題点を解消し、複数の商品室をそれぞれ効率よく冷
却できる、具体的には商品室温度を外気温度から設定温
度まで低下させるに要する時間、つまりプルダウン時間
を短縮でき、また冷凍サイクルの運転率の低減、ひいて
は省エネルギー化が図れる自動販売機の冷却装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１に係る自動販売機の冷却装置は、圧縮機を
用い冷媒の液化，蒸発を繰り返させて低温を得る冷却装
置において、前記圧縮機に並列接続され、冷却すべき商
品を格納する商品室の１個または２個以上の内部に共用
で設置される蒸発器と；前記各商品室に設けられる上限
作動形の第１のサーモスタットと；前記各蒸発器に付設
される、前記第１サーモスタットより低温度での上限作
動形の第２のサーモスタットと；前記各蒸発室に対応す
る各商品室に設けられる第１サーモスタットと、前記第
２サーモスタットとのオン・オフ状態に基づいてその蒸
発器への冷媒の流れをオン・オフさせる制御部と；を備
える。請求項２に係る自動販売機の冷却装置は、請求項
１に記載の装置において、制御部が、各蒸発室に対応す
る各商品室に設けられる第１サーモスタットの並列回路
と、第２サーモスタットとに係る直列回路のオン・オフ
状態に基づいてその蒸発器への冷媒の流れをオン・オフ
させる。請求項３に係る自動販売機の冷却装置は、請求
項１に記載の装置において、制御部が、各蒸発室に対応
する各商品室に設けられる第１サーモスタットと、第２
サーモスタットとに係る並列回路のオン・オフ状態に基
づいてその蒸発器への冷媒の流れをオン・オフさせる。 請求項４に係る自動販売機の冷却装置は、請求項１また
は３に記載の装置において、商品室と蒸発器とが、１対
１に対応する。

【０００７】

【作用】請求項１ないし３のいずれかに係る自動販売機
の冷却装置では、制御部によって、各蒸発室に対応する
複数個の商品室、たとえば請求項２によるように、１対
１で対応する商品室のそれぞれに設けられる第１サーモ
スタットと、第２サーモスタットとのオン・オフ状態に
基づいてその蒸発器への冷媒の流れがオン・オフされる
。とくに請求項２に係る自動販売機の冷却装置では、制
御部によって、各蒸発室に対応する各商品室に設けられ
る第１サーモスタットの並列回路と、第２サーモスタッ
トとに係る直列回路のオン・オフ状態に基づいてその蒸
発器への冷媒の流れがオン・オフされる。とくに請求項
３に係る自動販売機の冷却装置では、制御部によって、
各蒸発室に対応する各商品室に設けられる第１サーモス
タットと、第２サーモスタットとに係る並列回路のオン
・オフ状態に基づいてその蒸発器への冷媒の流れがオン
・オフされる。

【０００８】

【実施例】本発明に係る自動販売機の冷却装置の第１，
第２の各実施例について、以下に図を参照しながら説明
する。なお、第１実施例と第２実施例との違いは、その
制御方式にある。図１は第１，第２の各実施例に共通な
構成に関し、（ａ）　はその側面図、（ｂ）　はその蒸
発室の平面図である。なお、ここには制御部の図示を省
略してある。図１において、各実施例が従来例と異なる
のは、各商品室５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂに各々サーモス
タット１，２，３，４が設置され、各スライダ５４，６
４によって各壁５ｃ，６ｃの孔が常に開放状態にあるこ
とである。この各サーモスタット１，２，３，４と、各
蒸発器５３，６３に付設される各サーモスタット５７，
６７とによって構成される制御回路は、第１実施例と第
２実施例とで異なり、図２が第１実施例の制御回路図、
図３が第２実施例の制御回路図である。

【０００９】第１実施例では、図２において、各商品室
５Ａ，５Ｂに対応して、各サーモスタット１，２が並列
接続され、これにサーモスタット５７と電磁弁５１とが
直列接続され、その両端に電源電圧が印加される。各商
品室６Ａ，６Ｂについても同様の回路構成になる。した
がって、各商品室５Ａ，５Ｂの場合で代表して説明する
と、各サーモスタット１，２の少なくともいずれかがオ
ン、つまり設定温度以上になり、かつサーモスタット５
７もオンになるとき、電磁弁５１が作動して蒸発器５３
（図１参照）に冷媒が流れて冷却能力が発揮される。

【００１０】第１実施例における動作の状況について、
図４の各種信号のタイムチャートを参照しながら説明す
る。図４において、Θｒ，Θｅはたとえば商品室５Ａ，
蒸発器５３の温度、Ｓｒ，Ｓｅはたとえばサーモスタッ
ト１，５７の動作状態信号、Ｄは電磁弁５１の動作状態
信号である。 （１）　初期にΘｒ，Θｅとも対応する設定値を超えた
状態であるから、Ｓｒ，Ｓｅは共にオン状態にあり、し
たがって、Ｄがオン状態になって蒸発器５３の冷却能力
が発揮される。 （２）　一般にΘｒが下側の設定値（２℃）に達するよ
り先に、Θｅが下側の設定値（−１５℃）に達するから
、これに達したときＳｅがオフされるとともに、Ｄもオ
フされる。その状態は、Θｅが上昇し、上側の設定値（
−５℃）に達するまで継続される。以降、Θｅは−５℃
〜−１５℃の範囲を変動し、それに応じてＳｅはオン・
オフを繰り返し、Θｒは多少変動しながら低下していく
。なお、Ｓｒはオン状態を継続する。 （３）　Θｒが下側の設定値（２℃）に達すると、Ｓｒ
がオフ状態になり、このときＳｅはオン状態であるが、
Ｄはオフされる。その状態は、Θｒが上昇し、上側の設
定値（７℃）に達するまで継続される。以降、Θｅは時
折、−５℃を上側に逸脱するがほぼ−５℃〜−１５℃の
範囲を変動し、Θｒは７℃〜２℃の範囲を変動し、それ
に応じてＳｅ，Ｓｒはオン・オフを繰り返し、いずれか
がオフしたときＤはオフされる。

【００１１】第２実施例では、図３において、各商品室
５Ａ，５Ｂに対応して、各サーモスタット１，２，５７
が並列接続され、これに電磁弁５１が直列接続され、そ
の両端に電源電圧が印加される。各商品室６Ａ，６Ｂに
ついても同様の回路構成になる。したがって、各商品室
５Ａ，５Ｂの場合で代表して説明すると、各サーモスタ
ット１，２，５７の少なくともいずれかがオン、つまり
対応する設定温度以上になるとき、電磁弁５１が作動し
て蒸発器５３（図１参照）に冷媒が流れて冷却能力が発
揮される。

【００１２】第２実施例における動作の状況について、
図５の各種信号のタイムチャートを参照しながら説明す
る。図５において、Θｒ，Θｅ，Ｓｒ，Ｓｅ，Ｄの各記
号は第１実施例におけるのと同じである。 （１）　初期にΘｒ，Θｅとも対応する設定値を超えた
状態であるから、Ｓｒ，Ｓｅは共にオン状態にあり、し
たがって、Ｄがオン状態になって蒸発器５３（図１参照
）の冷却能力が発揮される。 （２）　一般にΘｒが下側の設定値（２℃）に達するよ
り先に、Θｅが下側の設定値（−１５℃）に達し、Ｓｅ
はオフされるが、Θｒが下側の設定値（２℃）に達する
まで、Ｓｒがオン状態であるからＤはオン状態が継続さ
れる。Θｒが下側の設定値（２℃）に達して、Ｓｒがオ
フされ、Ｄがオフされる。それまでΘｅは低下し続け、
下側の設定値（−１５℃）以下にある。Ｄがオフされる
と、Θｒ，Θｅともに上昇し、先にΘｅが上側の設定値
（−５℃）に達して、Ｓｅがオンされ、再びＤがオンさ
れる。以降、同様なことを繰り返し、Θｅは−５℃〜−
１５℃の範囲を変動し、対応してＳｅがオン・オフされ
る。Θｒは多少変動しながら上昇していくが、Ｓｒはオ
フ状態を継続したままである。

【００１３】以上の説明で明らかなように、第１実施例
と第２実施例との動作上の違いは、次のとおりである。 第１実施例では、Ｓｒ，Ｓｅがともにオン状態になった
ときに、Ｄがオン状態になるから、冷凍サイクルの運転
率の低減、ひいては省エネルギー化が図れるが、Θｒ，
Θｅの各設定値の選び方によっては、Θｒ，Θｅの内と
くにΘｒが対応する設定値を部分的に超え、商品の適温
維持が阻害される場合が起こるおそれがある。これに対
して、第２実施例では、Ｓｒ，Ｓｅのいずれかがオン状
態になると、Ｄがオン状態になるから、冷凍サイクルの
運転率の低減、ないし省エネルギー化よりも、またΘｅ
が設定値以下になる（過剰冷却状態になる）ことよりも
、少なくともΘｒが設定値を超えないように、商品室の
確実な適温維持をより指向した運転がおこなわれる。

【００１４】

【発明の効果】請求項１ないし３のいずれかに係る自動
販売機の冷却装置では、制御部によって、各蒸発室に対
応する複数個の商品室、たとえば請求項２によるように
、１対１で対応する商品室のそれぞれに設けられる第１
サーモスタットと、第２サーモスタットとのオン・オフ
状態に基づきその蒸発器への冷媒の流れがオン・オフさ
れる。したがって、■蒸発器の蒸発温度と、商品温度と
の各設定温度の差を大きくとれるから、蒸発器の冷却能
力を高めることができ、商品室温度を外気温度から設定
温度まで低下させるに要する時間、つまりプルダウン時
間を短縮できる、たとえば設定温度差を従来の５℃から
、実施例の約１４℃にすることによって、プルダウン時
間を半分にできる、■前項に関連して、冷凍サイクルの
運転率の低減、ひいては省エネルギー化が図れる、たと
えば前記の場合で従来の半分に低減できる──という効
果がある。とくに請求項２に係る自動販売機の冷却装置
では、制御部によって、各蒸発室に対応する各商品室に
設けられる第１サーモスタットの並列回路と、第２サー
モスタットとに係る直列回路のオン・オフ状態に基づい
てその蒸発器への冷媒の流れがオン・オフされる。した
がって、第１サーモスタットと、第２サーモスタットと
がともにオン状態になったときだけに蒸発器への冷媒が
流れるため、冷凍サイクルの運転率がさらに低減でき、
ひいては省エネルギー化が図れる。とくに請求項３に係
る自動販売機の冷却装置では、制御部によって、各蒸発
室に対応する各商品室に設けられる第１サーモスタット
と、第２サーモスタットとに係る並列回路のオン・オフ
状態に基づいてその蒸発器への冷媒の流れがオン・オフ
される。したがって、第１サーモスタットと、第２サー
モスタットといずれかがオン状態になると蒸発器への冷
媒が流れるため、冷凍サイクルの運転率低減よりも商品
室の確実な適温維持の方をより指向した運転がおこなわ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１，第２の各実施例に共通な構
成に関し、（ａ）　はその側面図、（ｂ）　はその蒸発
室の平面図

【図２】第１実施例における制御回路図

【図３】第２実
施例における制御回路図

【図４】第１実施例における各
種信号のタイムチャート

【図５】第２実施例における各
種信号のタイムチャート

【図６】従来例に関し、（ａ）
　はその側面図、（ｂ）　はその蒸発室の平面図

【符号の説明】

１　　　　サーモスタット ２　　　　サーモスタット ３　　　　サーモスタット ４　　　　サーモスタット ５Ａ　　商品室 ５Ｂ　　商品室 ６Ａ　　商品室 ６Ｂ　　商品室 ５３　　　　蒸発器 ６３　　　　蒸発器 ５７　　　　サーモスタット ６７　　　　サーモスタット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機を用い冷媒の液化，蒸発を繰り返さ
   せて低温を得る冷却装置において、前記圧縮機に並列接
   続され、冷却すべき商品を格納する商品室の１個または
   ２個以上の内部に共用で設置される蒸発器と；前記各商
   品室に設けられる上限作動形の第１のサーモスタットと
   ；前記各蒸発器に付設される、前記第１サーモスタット
   より低温度での上限作動形の第２のサーモスタットと；
   前記各蒸発室に対応する各商品室に設けられる第１サー
   モスタットと、前記第２サーモスタットとのオン・オフ
   状態に基づいてその蒸発器への冷媒の流れをオン・オフ
   させる制御部と；を備えることを特徴とする自動販売機
   の冷却装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の装置において、制御部は
   、各蒸発室に対応する各商品室に設けられる第１サーモ
   スタットの並列回路と、第２サーモスタットとに係る直
   列回路のオン・オフ状態に基づいてその蒸発器への冷媒
   の流れをオン・オフさせる構成にしたことを特徴とする
   自動販売機の冷却装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の装置において、制御部は
   、各蒸発室に対応する各商品室に設けられる第１サーモ
   スタットと、第２サーモスタットとに係る並列回路のオ
   ン・オフ状態に基づいてその蒸発器への冷媒の流れをオ
   ン・オフさせる構成にしたことを特徴とする自動販売機
   の冷却装置。
4. 【請求項４】請求項１または３に記載の装置において、
   商品室と蒸発器とが１対１に対応することを特徴とする
   自動販売機の冷却装置。