JPH07141556A - 自動販売機の庫内冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電力需要の集中する時間帯に冷凍機を停止する
ピークシフト運転を行いつつ、庫内商品の品温を販売適
温に保冷維持できるようにした簡易な構成の自動販売機
の蓄冷式庫内冷却装置を提供する。 【構成】商品収納庫内に冷凍機のフィン／チューブ形エ
バポレータ７を設置し、該エバポレータと庫内空気との
間で熱交換を行って商品を保冷するものにおいて、商品
収納庫内に前記エバポレータを冷熱源として製氷する貯
氷式蓄冷ユニット１６（エバポレータに隣接してエバポ
レータの蒸発コイル７ａを引き入れた貯氷槽１８）を備
え、ピークシフト運転による冷凍機の停止期間中に蓄冷
ユニットに貯えた氷の冷熱をエバポレータのフィン７ｂ
を介して庫内に放冷し、庫内の商品を販売適温状態に保
冷維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、缶，びん等の飲料商品
をコールド商品として販売に供する自動販売機の庫内冷
却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、頭記したコールド商品の自動販売
機、および自動販売機に搭載した庫内冷却装置の従来構
成を図３，図４により説明する。図３において、１は自
動販売機のキャビネット、２は前面外扉、３は商品取出
口、４は内扉、５はキャビネット１の庫内に収設した商
品ラック、６は商品搬出シュータであり、庫内の底部側
には冷凍機のエバポレータ７，庫内ファン８が設置され
ている。なお、９はコンプレッサ１０，コンデンサ１
１，庫外ファン１２からなる冷凍機のコンデンシングユ
ニットである。なお、ホット・アンド・コールド自動販
売機では、庫内に前記エバポレータと電熱ヒータを併設
し、ホット運転時にはヒータで商品を加熱するようにし
ている。

【０００３】また、前記冷凍機の冷媒回路は図４に示す
ごとくであり、エバポレータ７としては冷媒の蒸発コイ
ル７ａに放冷フィン７ｂを取付けたフィン／チューブ形
のエバポレータが採用さており、冷凍機の運転によりエ
バポレータ７と熱交換した冷気が図３のファン８により
庫内を循環通風して商品ラック１に収納した商品を保冷
する。なお、図４において、１２はキャピラリチュー
ブ、１３は電磁弁、１４は逆止弁、１５はアキュムレー
タである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年における自動販売
機の普及はめざましく、現在、全国各地に据付けて稼働
している自動販売機の台数は、頭記した飲料自動販売機
だけでも大凡２００万台にも達しており、これら自動販
売機の運転で消費する電力は１００万ＫＷ以上にも及ん
でいる。

【０００５】一方、自動販売機に加えて一般家庭での冷
房機器の普及から、特に夏期では電力需要が昼間の時間
帯（午後１時から４時ごろまで）に集中する傾向を示
し、このためにこの電力需要のピークに電力供給が追い
つかない状態になることがあり、このことが社会的な問
題となっている。そこで、電力需要がピークとなる時間
帯に、稼働中の自動販売機の冷凍機を停止して電力需給
の平準化を図るような対策が電力を供給する電気事業者
から提唱され、その対策の促進化について電気事業者側
と自動販売機のメーカとの間で検討が進められている。

【０００６】ところで、周囲温度の高い夏期の昼間の時
間帯に自動販売機の冷凍機を停止すると、このままでは
庫内に収容した商品の品温が上昇して販売適温を維持で
きなくなる。かかる点について、発明者等が試算，およ
び実際にテストしたところによれば、周囲温度条件を３
０℃とすると、冷凍機の運転停止により自動販売機のキ
ャビネット壁を通じて時間当たり約３００Ｗの熱が庫内
に侵入する。このために、冷凍機の運転停止直前の庫内
保冷温度が４℃であれば、1.５〜２時間で商品の品温が
約８℃上昇してコールド商品の販売適温を超えてしまう
ことになる。

【０００７】そこで、前記問題の対策として、自動販売
機の庫内壁面に蓄冷材を布設してここに冷凍機の蒸発コ
イルを配管しておき、電力需要の少ない深夜の時間帯に
冷凍機を運転して蓄冷材に蓄冷するとともに、電力需要
の集中する昼間の時間帯に冷凍機の運転を停止（このよ
うに電力需要の集中する時間帯に自動販売機の冷凍機を
停止することを「ピークシフト運転」と呼んでいる）し
つつ、この時間帯に周囲から庫内に侵入する熱を蓄冷材
で吸収して商品を保冷状態に保つようにした方式のもの
が提案されている。

【０００８】しかしながら、この方式では蓄冷材が庫内
スペースを占有する割合が大きくて商品の収容効率が低
下するほか、蓄冷材の組み込み，および冷凍機の蒸発コ
イルの配管に伴うイニシャルコストが大幅に増加し、こ
れが実用化を妨げる大きな難点となっている。本発明は
上記の点にかんがみなされたものであり、その目的は前
記課題を解決し、庫内での商品収納効率の低下，並びに
イニシャルコストの増加を最小限に押えて電力需要の集
中する時間帯に冷凍機を停止するピークシフト運転を行
いつつ、庫内商品の品温を販売適温に保冷維持できるよ
うにした自動販売機の蓄冷式庫内冷却装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の庫内冷却装置は、商品収納庫内に設置した
冷凍機のエバポレータを冷熱源として製氷する貯氷式蓄
冷ユニットを備え、冷凍機の運転停止期間中に蓄冷ユニ
ットに貯えた氷の冷熱で商品を保冷するよう構成するも
のとする。

【００１０】また、前記の蓄冷ユニットは、具体的に次
記のような構成で実施できる。 （１）蓄冷ユニットを、フィン／チューブ形エバポレー
タに隣接してエバポレータの蒸発コイルを引き入れた貯
氷槽で構成する。 （２）蓄冷ユニットを、フィンとともにエバポレータか
ら引出したヒートパイプに伝熱結合した貯氷槽で構成す
る。

【００１１】

【作用】前記の構成において、電力需要が集中する時間
帯を避けて冷凍機を運転すると、エバポレータとの熱交
換で庫内の収納商品を保冷すると同時に、該エバポレー
タを冷熱源として蓄冷ユニットを構成する貯氷槽内の水
が氷となって蓄冷される。そして、電力需要ピークの時
間帯に冷凍機を停止する（ピークシフト運転）と、この
状態では貯氷槽に貯えた氷の冷熱がエバポレータのフィ
ンに伝熱して庫内に放冷し、庫内に収納した商品（いま
までの冷凍機運転により低温状態に冷却されている）を
コールド商品の販売適温（８℃以下）に保つように保冷
する。なお、貯氷槽に蓄えておいた氷は、冷凍機の停止
時間の経過とともに周囲から侵入した熱を吸収して徐々
に解氷する。

【００１２】また、この場合に特に冷凍機のエバポレー
タと蓄冷ユニットの貯氷槽との間をヒートパイプで伝熱
結合した構成によれば、冷凍機の運転時にはエバポレー
タを冷熱源として、ヒートパイプに封入した作動液の蒸
発／凝縮サイクル（ヒートパイプのエバポレータ側が凝
縮部，貯氷槽側が蒸発部として作動する）により貯氷槽
内では伝熱効率よく製氷される。また、冷凍機の運転停
止時には、前記とは逆に貯氷槽が冷熱源となり、ヒート
パイプ（この状態ではヒートパイプの貯氷槽側が凝縮
部，エバポレータのフィンが放熱部として作動する）を
介して貯氷槽に蓄冷されていた冷熱が効率よくフィンに
伝熱して庫内に放冷し、商品を保冷状態に維持する。

【００１３】しかも、蓄冷ユニットの貯氷槽は庫内底部
にエバポレータと並べて併設するようにしたので、自動
販売機の庫内構造，冷凍機を殆ど変更することなく、か
つ庫内の商品収納スペースを縮小することなく容易に実
施できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、実施例の図中で図４に対応する同一部材に
は同じ符号が付してある。 実施例１：図１は本発明の請求項２に対応する蓄冷式庫
内冷却装置の実施例を示すものであり、図において、フ
ィン／チューブ形エバポレータ７に隣接して蓄冷ユニッ
ト１６が併設されている。この蓄冷ユニット１６は、水
１７を満たした貯氷槽１８としてなり、該貯氷槽１８に
はエバポレータ７の蒸発コイル７ａを延長して引き込
み、槽内の水中に浸漬配管されている。

【００１５】かかる構成で冷凍機を運転すると、エバポ
レータ７を冷熱源として庫内の収納商品を保冷するとと
もに、一方では貯氷槽１８の水１７を氷に変えて蒸発コ
イル７ａの回りに蓄氷させる。なお、先記したピークシ
フト運転に伴って庫内に侵入する熱量の試算結果を基
に、貯氷槽１７の容積は約１リットルに選定しておけば
よい。そして、通常時間帯には冷凍機のＯＮ／ＯＦＦ制
御（サーモ運転制御）により貯氷槽は氷で満たされた状
態に維持される。

【００１６】一方、電力需要の集中する時間帯（夏期に
おける午後１〜３時間の時間帯）に冷凍機の運転を停止
すれば、貯氷槽１８に貯えられていた氷の冷熱が蒸発コ
イル７ａを介してエバポレータ７のフィン７ｂに伝熱
し、ここから庫内に放冷して商品を販売適温（８℃）以
下に保冷維持する。なお、ピークシフト運転時間が過ぎ
て冷凍機の運転を再開すれば、エバポレータを冷熱源と
して通常の保冷運転となり、解氷した貯氷槽１８では製
氷が再び開始される。

【００１７】実施例２：図２は本発明の請求項３に対応
する実施例を示すものであり、図において、エバポレー
タ７はシェル形構造であって、該エバポレータには複数
本（６〜１２本程度）のヒートパイプ１９が水平方向に
引出し配管されており、かつ該ヒートパイプ１９の先端
側には、ヒートパイプの中間領域に取付けたフィン７ｂ
を挟んで蓄冷ユニット１６として実施例１と同様な貯氷
槽１８が伝熱的に結合されており、水中にヒートパイプ
１９の先端が浸漬されている。ここで、ヒートパイプ１
９は、管径８〜１２mm程度のウイック付き銅パイプに少
量の作動液（アルコールなど）を封入したものである。

【００１８】かかる構成で冷凍機を運転すると、ヒート
パイプ１９はエバポレータ７側の端部を凝縮部してフィ
ン７ｂ，貯氷槽１７との間で作動液が蒸発／凝縮サイク
ルを繰り返してエバポレータ７の冷熱がフィン７ｂ，貯
氷槽１８に効率よく伝熱される。これにより、実施例１
と同様に庫内商品を保冷するとともに、貯氷槽１８の内
部では製氷される。

【００１９】一方、ピークシフト運転により電力需要の
集中する時間帯に冷凍機を停止すると、ヒートパイプ１
９は前記とは逆に貯氷槽１８側の端部を凝縮部として作
動し、貯氷槽１８の氷に蓄冷されていた冷熱がヒートパ
イプ１９を介してエバポレータのフィン７ｂに伝熱し、
庫内に放冷して商品を保冷する。しかも、ヒートパイプ
１９を採用したことにより、エバポレータ／フィン／貯
氷槽の相互間での伝熱効率が実施例１と比べて大幅に向
上する。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、商品
収納庫内に冷凍機のエバポレータを冷熱源として製氷す
る貯氷式蓄冷ユニットを備え、冷凍機の運転停止期間中
に蓄冷ユニットに貯えた氷の冷熱で商品を保冷するよう
構成したことにより、冷凍機を含めた自動販売機の庫内
構成を大幅に変更することなく、電力需要の集中する時
間帯に冷凍機の運転を停止するピークシフト運転を行い
つつ、この期間に外部から庫内に侵入した外気熱を吸収
して商品を販売適温に保冷維持できる。

【００２１】また、特にエバポレータと蓄冷ユニットと
の間の伝熱手段としてヒートパイプを採用することによ
り、蓄冷，放冷時の伝熱効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による蓄冷式庫内冷却装置の
構成図

【図２】本発明の実施例２により蓄冷式庫内冷却装置の
構成図

【図３】本発明の実施対象となるコールド商品販売用の
自動販売機の略示構成図

【図４】従来における庫内冷却装置の構成図

【符号の説明】

１ 自動販売機のキャビネット ５ 商品ラック ７ 冷凍機のエバポレータ ７ａ 蒸発コイル ７ｂ フィン ８ 庫内ファン ９ 冷凍機のコンデンシングユニット １６ 蓄冷ユニット １７ 水 １８ 貯氷槽 １９ ヒートパイプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コールド商品を販売する自動販売機の庫内
   冷却装置であり、商品収納庫内に冷凍機のフィン付きエ
   バポレータを設置し、該エバポレータと庫内空気との間
   で熱交換を行って商品を保冷するものにおいて、商品収
   納庫内に前記エバポレータを冷熱源として製氷する貯氷
   式蓄冷ユニットを備え、冷凍機の運転停止期間中に蓄冷
   ユニットに貯えた氷の冷熱で商品を保冷することを特徴
   とする自動販売機の庫内冷却装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の庫内冷却装置において、蓄
   冷ユニットが、フィン／チューブ形エバポレータに隣接
   してエバポレータの蒸発コイルを引き入れた貯氷槽であ
   ることを特徴とする自動販売機の庫内冷却装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の庫内冷却装置において、蓄
   氷ユニットが、フィンとともにエバポレータから引出し
   たヒートパイプに伝熱結合した貯氷槽であることを特徴
   とする自動販売機の庫内冷却装置。