JP2002106983A - 冷却装置とこの冷却装置を使用した自動販売機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍サイクルの冷媒として可燃性冷媒を使用
しても、その量を少なくして安全対策を容易にできるよ
うにする冷却装置としての自動販売機を提供する。 【解決手段】 圧縮機８、凝縮器９、減圧手段１０〜１
２、蒸発器１３〜１５を配管で環状回路に接続し、可燃
性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一成分からなる可燃性
冷媒を前記環状回路に封入してなる冷凍サイクルを構成
し、前記蒸発器を所定置が冷却できるように配置し、前
記圧縮機にはレシプロコンプレッサを、前記減圧手段に
は開成度を可変にした電動膨張弁をそれぞれ使用してな
るものである。従って、可燃性冷媒の量を通常より少な
くでき、かつ冷却負荷に応じて冷却制御が可能になり、
更に可燃性冷媒の量を少なくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可燃性冷媒を使用
した冷凍サイクルの冷却装置とこの装置を使用した自動
販売機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球のオゾン層を保護する観点か
ら冷却装置の冷凍サイクルに使用されていた冷媒ＣＦＣ
（クロロフルオロカーボン）−１２あるいはＨＣＦＣ
（ハイドロクロロフルオロカーボン）−２２といった塩
素原子を含んだ冷媒の使用が規制され、オゾン層の破壊
能力のない冷媒に切替える必要がある。そして、オゾン
層の破壊能力のない冷媒として、ＨＦＣ（ハイドロフル
オロカーボン）が考えられ、ＨＣＦＣ−２２の冷媒が使
用されていた自動販売機における冷凍サイクルの代替冷
媒としては、沸点の近いＲ４０７Ｃが第１候補に挙げら
れ採用されつつある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術では、オゾン層保護の目的は達成できるが、地球の
温暖化防止の観点からは、冷媒としての冷凍サイクル効
率が高く、かつ地球温暖化係数の小さい冷媒が望まれ
る。そこで、オゾン層の破壊能力が無く、かつ地球温暖
化係数の小さい冷媒としては、ＨＣ（ハイドロカーボ
ン）系の冷媒が考えられる。しかし、ＨＣ系冷媒は可燃
性を有しているので、冷却加温装置における冷凍サイク
ルの冷媒として使用する場合には可燃性冷媒の漏れに注
意を払わなければならなく、特に自動販売機等のように
物品の収納庫で半密閉空間内部へ漏れた可燃性冷媒に引
火しないように安全性を高める必要がある。

【０００４】本発明は、従来の課題を解決するもので、
冷凍サイクルの冷媒として可燃性冷媒を使用しても冷却
を安全に行える冷却装置とこの装置を使用した自動販売
機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器を配管で
環状回路に接続し、可燃性冷媒を含む混合冷媒あるいは
単一成分からなる可燃性冷媒を前記環状回路に封入して
なる冷凍サイクルに構成し、前記蒸発器を所定置が冷却
できるように配置し、前記圧縮機にはレシプロコンプレ
ッサを、前記減圧手段には開成度を可変にした電動膨張
弁をそれぞれ使用してなるものである。

【０００６】上記手段によれば、レシプロコンプレッサ
の使用により、圧縮機のシェル内が低圧になり、圧縮機
内の冷凍機油への冷媒の溶け込み量が少なくなり、かつ
低圧の方が冷媒ガスの密度も小さいため、環状回路に封
入した可燃性冷媒の量を通常より少なくできる。そし
て、電動膨張弁の使用により、冷却負荷に応じた冷媒流
量制御が可能となり、最大必要冷媒量を少なくして更に
可燃性冷媒の必要量を少なくできる作用を有する。ま
た、蒸発器が冷却できるように配置されている所定置
が、例えば自動販売機の収納庫であって、蒸発器より誤
って可燃性冷媒が収納庫内に漏れたとしても、その量を
少なくできる作用を有する。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１の記載
において、レシプロコンプレッサは容量制御式にしてな
るものである。

【０００８】上記手段によれば、容量制御式レシプロコ
ンプレッサの使用により、冷却負荷に応じて冷却制御が
可能になり、レシプロコンプレッサと電動膨張弁の使用
による冷凍サイクルの環状回路での可燃性冷媒の必要量
を少なくできる作用を有する。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２の記載において、凝縮器は可燃性冷媒の流れる
管を、蒸発器の管より細くしてなるものである。

【００１０】上記手段によれば、凝縮器を構成する管が
細くなり、凝縮器での可燃性冷媒の滞留が少なくできる
作用を有する。また、例えばフィン式熱交換器で凝縮器
を構成した際には、蛇行する管と管の間が通常のものよ
り広くすることが可能になり、前記の間に流通する気体
による塵詰まりを軽減する作用を有する。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のいずれか一項の記載において、蒸発器と凝縮器へ
空気を流通させる送風機を設け、この送風機を可変速に
してなるものである。

【００１２】上記手段によれば、冷却負荷に応じて送風
機を可変速することが可能になり、請求項１〜請求項３
のいずれかの作用に加え、冷却負荷に応じて送風機の回
転を制御可能になり、更に冷凍サイクルの環状回路での
可燃性冷媒の必要量を少なくできる作用を有する。

【００１３】請求項５に記載の発明は、圧縮機、凝縮
器、それぞれが電動膨張弁を有する複数の蒸発器を配管
で環状回路に接続し、可燃性冷媒を含む混合冷媒あるい
は単一成分からなる可燃性冷媒を前記環状回路に封入し
てなる冷凍サイクルに構成するとともに前記蒸発器を所
定置が冷却できるように配置し、前記封入冷媒量と冷却
負荷より演算して運転可能な前記蒸発器を選択し運転せ
しめる制御手段を設けてなるものである。

【００１４】上記手段によれば、制御手段により封入冷
媒量を基準として冷却負荷に応じられる運転可能な蒸発
器を選択することが可能になり、少ない量の可燃性冷媒
であっても冷媒不足にならない効率的な運転による冷却
作用を有する。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項５の記載
において、運転は最大二つの蒸発器に設定してなるもの
である。

【００１６】上記手段によれば、制御手段により封入冷
媒量を基準として冷却負荷に応じられる運転可能な蒸発
器を最大二つに選択することが可能になり、少ない量の
可燃性冷媒であっても冷媒不足にならない効率的な冷却
作用を有する。

【００１７】請求項７に記載の発明は、圧縮機、凝縮
器、減圧手段、補助熱交換器を配管で環状回路に接続
し、可燃性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一成分からな
る可燃性冷媒を前記環状回路に封入してなる冷凍サイク
ルのユニットに構成し、前記補助熱交換器と熱交換した
２次冷媒を循環させて所定置を冷却できるように配置し
た熱交換器により前記冷凍サイクルを２次冷媒方式に
し、前記冷凍サイクルのユニットを外気へ連通した位置
に設けてなるものである。

【００１８】上記手段によれば、可燃性冷媒が循環する
のは冷凍サイクルのユニット内だけで、２次冷媒回路に
は可燃性冷媒を使用していないから、その分だけ全体と
しての可燃性冷媒の量を少なくできる作用を有する。ま
た、熱交換器より可燃性冷媒が収納庫内に漏れる恐れが
無くなり、例えば加温ヒータ、庫内ファン等による引火
が起こらないように作用する。また、冷凍サイクルのユ
ニットから可燃性冷媒が誤って漏れたとしても前記ユニ
ットが外気へ連通した位置にあるので、外気へ通じる気
体の作用で拡散される作用を有する。

【００１９】請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求
項７のいずれか一項に記載の冷却装置を備えた自動販売
機なので、請求項１〜請求項７に記載の作用により冷凍
サイクルの環状回路に封入した可燃性冷媒の量を少なく
して安全に、かつ効率的な冷却運転を可能にする作用を
有する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の冷却加温装置とこの
冷却加温装置を使用した自動販売機につき、図面に従い
説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１は本発明の請求項１
および請求項２、請求項３、請求項４、請求項８に記載
する発明に対応する一実施形態における冷却加温装置で
ある自動販売機の冷却加温システムを示した外観図、図
２は同自動販売機の制御ブロック図である。

【００２２】１は冷却加温装置としての自動販売機の本
体で、上部に真中と左右の各収納庫２、３、４と下部に
機械室５を有している。前記収納庫２、３、４は外郭と
区画壁をなす内壁６ａ、外壁６、その間の独立気泡の発
泡断熱体７からなる断熱構造体である。そして、自動販
売機の本体1は冷却加温システムを、圧縮機８、凝縮器
９、減圧手段としての電動膨張弁１０、１１、１２、蒸
発器１３、１４、１５を配管で環状回路に接続し、可燃
性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一成分からなる可燃性
冷媒を前記環状回路に封入してなる冷凍サイクルと、加
温ヒータ１６、１７、１８とで構成する。

【００２３】すなわち、蒸発器１３、１４、１５と加温
ヒータ１６、１７、１８は、対をなして収納庫２、３、
４の底部に配置され、所定置としての収納庫を冷却と加
温できるように配置してあり、そして、各収納庫の冷凍
サイクルの環状回路は同じなので収納庫２の例を以って
説明する。圧縮機８より吐出された圧縮冷媒は、矢印の
ように流れ凝縮器９に流入して凝縮され、電動膨張弁１
０で減圧されて蒸発器１３に流入して蒸発し、矢印のよ
うに流れ圧縮機８に吸引される冷却作用の循環回路をな
すように構成されている。

【００２４】圧縮機８は、シェル内が低圧で冷凍機油へ
の冷媒の溶け込みを少なくでき、かつ低圧の方が冷媒ガ
スの密度が小さくなるため、シェル内の冷媒量を少なく
できるレシプロコンプレッサを使用し、かつ周波数制御
による容量制御式にして冷却負荷に応じて効率的な制御
を可能ならしめ、冷凍サイクルの環状回路に封入した可
燃性冷媒の量を、他の形式の圧縮機を使用した場合より
も少なくする構成にしている。

【００２５】また、凝縮器９は、その管内径を蒸発器１
３〜１５の管内径よりも細く構成し、凝縮器９での可燃
性冷媒の滞留を少なくし、かつ圧力損失も少なくして、
上記説明した冷凍サイクルの環状回路に少なく封入した
可燃性冷媒を、更に少しでも少なくできるようにしてい
る。また、減圧手段として使用した電動膨張弁１０〜１
２は、それぞれ冷却負荷に応じて開成度合いを調節可能
にして冷媒流量の制御が可能となり、最大必要冷媒量を
少なくして効率的な冷却運転を可能ならしめて、冷凍サ
イクルの環状回路に封入した可燃性冷媒の量を、更に少
なくできるようにしている。

【００２６】以上説明した冷却システムの冷凍サイクル
を構成する圧縮機８、凝縮器９、電動膨張弁１０〜１
２、そして蒸発器１３〜１５を含む各配管との多数の溶
接部１９と圧縮機８、凝縮器９は、通気口２０、２１を
通じて外気へ常に通じている機械室５に配置している。

【００２７】２２、２３、２４は各収納庫２〜４の底部
に設けたそれぞれの庫内ファンで、モールドモータを使
用して漏れた可燃性冷媒に引火しないようにし、蒸発器
１３〜１５と熱交換した冷気と、加温ヒータ１６〜１８
と熱交換した暖気を各収納庫２〜４に強制的に循環させ
る。２５は機械室５に設けた庫外ファンで、モールドモ
ータを使用して漏れた可燃性冷媒に引火しないように
し、かつ通気口２０、２１を通じて圧縮機８、凝縮器９
の熱を放散するものである。

【００２８】庫内ファン２２〜２４および庫外ファン２
５は、冷却負荷に応じて速度を調節可能にし、環状回路
に封入した少ない量の可燃性冷媒の冷凍サイクルであっ
ても、冷却負荷の大きさに応じて効率的な冷却運転を可
能ならしめるようにしている。

【００２９】２６は図２に示すように、自動販売機を制
御する主制御部で、２７は主制御部２６を介して各収納
庫２〜４を冷却庫または加温庫に設定する冷却加温設定
部で、２８は収納庫に設けた冷却負荷検出手段としての
庫内温度センサ２９の検出温度に基づき、圧縮機８の容
量、電動膨張弁１０〜１２の開成度合い、加温ヒータ１
６〜１８、庫内ファン２２〜２４、庫外ファン２５をオ
ンオフ制御する冷却加温制御部で、これ等はマイクロコ
ンピュータ等で構成している。

【００３０】３０は収納庫２〜４に設けた異常温度セン
サで、加温ヒータ１６〜１８が故障で異常に温度上昇し
た時に、この温度を検出して冷却加温制御部２８に送信
し、そして冷却加温制御部２８により故障した加温ヒー
タ１６〜１８への通電を停止させる。なお、図中３１は
自動販売機本体１の断熱構造体よりなる前面扉、３２は
各収納庫２〜４の販売棚に積んだ商品、３３は前面扉３
１の表に設けた商品選択釦、３４は前面扉３１の裏側に
設けたキーボードで、各種データの入力設定を行う。ま
た、電動膨張弁１０〜１２は、減圧機能と開閉機能を備
えているものである。

【００３１】上記実施形態において、自動販売機におけ
る収納庫２〜４の冷却と加温につき説明する。すなわ
ち、収納庫２〜４の全部を冷却庫とするときは、冷却加
温設定部２７により全部冷却と設定する。そして、冷却
加温制御部２８により庫内ファン２２〜２４、庫外ファ
ン２５、圧縮機８をそれぞれ運転すると、圧縮冷媒は凝
縮器９にて凝縮し、次に各電動膨張弁１０〜１２に分流
して減圧される。続いて、減圧された冷媒は、各蒸発器
１３〜１５にて蒸発して、それぞれ合流し圧縮機８に戻
る。各蒸発器１３〜１５により冷却された収納庫２〜４
の空気は、庫内ファン２２〜２４により強制的に循環す
る。

【００３２】特に本発明では、圧縮機８にレシプロコン
プレッサを使用しているので、冷凍サイクルの環状回路
に封入した可燃性冷媒の量を少なくすることができる。
一般に、冷媒は圧縮機内に入っている冷凍機油に溶け込
むが、この溶け込み量は圧力が高いほど、そして温度が
高いほど多くなり、冷凍サイクルの冷却作用が低下する
ので、定格能力を発揮させるため通常は多めに冷媒を封
入している。

【００３３】しかし、冷凍サイクルの環状回路に可燃性
冷媒を封入している場合は、誤って漏れた事故を考えた
場合に、単純に冷媒量を多くするわけにはいかないので
ある。そこで、本発明ではシェル内が低圧であるレシプ
ロコンプレッサを使用して冷凍機油への可燃性冷媒の滞
留冷媒（溶け込み量）が少なくなり、かつ低圧の方が冷
媒ガスの密度が小さいため、全体の使用する冷媒量を少
なくしたのである。従って、各蒸発器１３〜１５と加温
ヒータ１６〜１８が冷却と加温できるように配置されて
いる所定置としての自動販売機の収納庫２〜４におい
て、誤って可燃性冷媒が漏れた場合でも、漏れた可燃性
冷媒に引火するのを防止する対策も比較的に容易にでき
るとともに、地球温暖化の防止を図ることができる。

【００３４】また、本発明では、冷凍サクルの減圧手段
として開成度合いを調節可能にした電動膨張弁１０〜１
２を使用しているので、冷却負荷に応じた冷媒流量制御
が可能となり、最大必要冷媒量を少なくして効率的な冷
却運転を可能ならしめて、冷凍サイクルの環状回路に封
入した可燃性冷媒の必要量を、更に少なくできる。すな
わち、収納庫内の商品である缶の負荷や外気温度によっ
て冷凍サイクルの必要能力が変化し、必要冷媒量や適正
減圧量も変化する。そして、減圧手段がキャピラリーチ
ューブのように減圧量が固定されている場合は一般に、
圧縮機も含め大負荷に対応する仕様になっている。

【００３５】然るに本発明では、開成度合いを調節可能
にした電動膨張弁１０〜１２を使用し、かつ庫内温度セ
ンサ２９が検出した各収納庫の実際の温度信号が冷却加
温制御部２８を介して主制御部２６に取り込まれ、これ
と予め主制御部２６に記憶してある負荷の基準設定温度
に基づき演算された信号と蒸発器１３〜１５の過熱度
（蒸発器の出口の冷媒状態）を検出した信号により算出
した冷却負荷の大きさの信号を冷却加温制御部２８より
受けて電動膨張弁１０〜１２のそれぞれが負荷に応じた
最適な絞りに開成度合いが調節される。従って、このよ
うに負荷に応じた最適な絞りが可能となって、ある程度
の能力制御もできるため、必要冷媒量の制御によって全
体の可燃性冷媒量の削減ができるとともに、コンプレッ
サも小型化でき、かつコンプレッサの小型化によるシェ
ル内の冷媒量も少なくなり、そして冷凍サイクルにおけ
る配管の細管化も可能となって可燃性冷媒の量を削減で
きる。

【００３６】また、本発明では、冷凍サイクルに使用し
たレシプロコンプレッサが容量制御式（インバータコン
プレッサ）にしているので、上記説明したと同じように
庫内温度センサ２９が検出した各収納庫の実際の温度信
号が冷却加温制御部２８を介して主制御部２６に取り込
まれ、これと予め主制御部２６に記憶してある負荷の基
準設定温度に基づき演算された信号と蒸発器１３〜１５
の過熱度（蒸発器の出口の冷媒状態）を検出した信号に
より算出した冷却負荷の大きさの信号に従い冷却加温制
御部２８が圧縮機８の能力を負荷に応じて周波数制御す
ることができる。従って、このように負荷に応じて圧縮
機８の能力制御が可能になり、必要冷媒量の制御によっ
て全体の可燃性冷媒量の削減ができる。

【００３７】また、本発明では凝縮器９を、その管内径
が蒸発器１３〜１５の管内径よりも細く構成しているの
で、冷凍サイクルの環状回路に少なく封入した可燃性冷
媒を、更に少しでも少なくできる。すなわち、凝縮器は
一般に冷媒保有量が多いのであるが、凝縮器９では蒸発
器より細管を使用しているため、凝縮器９での可燃性冷
媒の滞留が少なくなり、かつ圧力損失も少なくなり、全
体の可燃性冷媒量の削減ができる。そして、例えばフィ
ン式熱交換器で凝縮器９を構成した際には、蛇行する細
管と細管の間が通常のものより広くすることが可能にな
り、前記の間に流通する気体による塵詰まりを軽減する
こともできる。

【００３８】また、本発明では庫内ファン２２〜２４お
よび庫外ファン２５は、速度を調節可能にしているの
で、冷却負荷に応じて効率的な冷却運転を可能ならしめ
る。すなわち、上記説明したと同じように庫内温度セン
サ２９が検出した各収納庫の実際の温度信号が冷却加温
制御部２８を介して主制御部２６に取り込まれ、これと
予め主制御部２６に記憶してある負荷の基準設定温度に
基づき演算された信号と蒸発器１３〜１５の過熱度（圧
力）（蒸発器の出口の冷媒状態）を検出した信号により
算出した冷却負荷の大きさの信号に従い冷却加温制御部
２８が庫内ファン２２〜２４および庫外ファン２５の回
転速度を負荷に応じて制御することができる。従って、
このように負荷に応じて庫内ファン２２〜２４および庫
外ファン２５の回転速度が制御可能になり、少ない冷媒
量でも効率的な冷却運転ができる。

【００３９】以上のように本発明では、圧縮機にはレシ
プロコンプレッサを、前記減圧手段には開成度を可変に
した電動膨張弁をそれぞれ使用してなるもので、圧縮機
内が低圧となって冷凍機油への滞留冷媒量を少なくで
き、かつ低圧の方が冷媒ガスの密度も小さいため、全体
の可燃性冷媒の必要量を少なくできるとともに、電動膨
張弁の開成度の制御による冷媒流量の制御が可能とな
り、最大必要冷媒量を少なくして最大冷却負荷への対応
が容易となり、圧縮機を小型にできることから冷凍機油
の削減や蒸発器および凝縮器の小型化も可能になり、可
燃性冷媒の封入量を少なくできる。

【００４０】なお、上記実施形態において、蒸発器１３
〜１５の冷凍サイクルを構成する環状回路に接続した溶
接部、その他の溶接部１９の全てを、通気口２０、２１
を介して常に外気へ連通している位置として機械室５に
配置しているので、蒸発器１３〜１５と加温ヒータ１６
〜１８が冷却と加温できるように配置されている所定置
である自動販売機の収納庫２〜４において、可燃性冷媒
が収納庫内に漏れる恐れの高い部分が無くなり、収納庫
２〜４における可燃性冷媒への引火が無くなり安全性を
高めることができる。そして、前記溶接部１９より誤っ
て可燃性冷媒が漏れたとしても、庫外ファン２５による
流通、または自然対流により流通する外気による拡散で
熱源等による引火が起こらないようにできる。また、機
械室５に可燃性冷媒が漏れたときは、これをガスセンサ
で検知し、この検知信号により冷却加温制御部２８によ
り庫外ファン２５を強制的に運転して機械室５外に排出
するようにするとともに、これを含めた上記の可燃性冷
媒が漏れた際には前面扉３１に表示するようにしても良
い。

【００４１】（実施の形態２）図３は本発明の請求項５
および請求項６、請求項８に記載する発明に対応する一
実施形態における冷却加温装置である自動販売機の冷却
加温システムの制御ブロック図で、冷却加温システム全
体の外観は図１を利用して説明する。

【００４２】この実施形態の発明は、冷凍サイクルの環
状回路における封入冷媒量と冷却負荷より演算して運転
可能な蒸発器を選択し運転せしめる制御手段を設けてい
る点が、上記実施の形態１の発明と異なるだけなので、
同一構成および作用効果を奏する部分には同じ符号を付
して詳細な説明を省き、異なる部分を中心に説明する。

【００４３】制御手段としての主制御部２６ａおよび冷
却加温制御部２８は、予め記憶部に負荷の大きさとこれ
に対応して必要な冷凍サイクルの冷媒量のマトリクス等
でのデータを持っておき、実施の形態１で説明したよう
に庫内温度センサ２９が検出した各収納庫の実際の温度
信号が冷却加温制御部２８を介して主制御部２６ａに取
り込まれ、これと予め主制御部２６ａに記憶してある負
荷の基準設定温度に基づき演算された信号と各蒸発器１
３〜１５の過熱度（蒸発器の出口の冷媒状態）を検出し
た信号により算出した各収納庫の冷却負荷の大きさの信
号に従い前記データの中から、この冷却システムに封入
した少ない冷媒量で対応できる処の運転可能な蒸発器１
３〜１５のうち、最大二つを選択して冷却加温制御部２
８により運転する構成にしてある。

【００４４】上記実施形態において、自動販売機におけ
る収納庫２〜４の冷却と加温の動作については、実施の
形態１での説明と同じである。

【００４５】そして、冷却運転をしている時に、例えば
収納庫２において商品３２が少なくなり補給をした結
果、収納庫２内の温度が上昇し庫内温度センサ２９の検
出した信号に基づき主制御部２６ａが演算した冷却負荷
は大きくなる。そして、これまで収納庫２〜４の全部を
冷却運転していたのが、収納庫２の冷却負荷の大によ
り、３個の収納庫の同時運転はできなくなり、この冷凍
サイクルの封入冷媒量からして収納庫２だけが運転可能
とデータに基づき主制御部２６ａが判断して冷却加温制
御部２８により圧縮機８を運転し収納庫２に対応する冷
凍サイクルの回路を制御する。この間、収納庫３、４に
対応する冷凍サイクルの回路には、冷媒の循環を停止
し、かつ滞留している冷媒を回収して収納庫２に対応す
る冷凍サイクルの回路に全てを循環させる。

【００４６】この冷却運転により、収納庫２の冷却負荷
が小さくなり、この冷却負荷と他の収納庫３、４の冷却
負荷を合わせた負荷が、収納庫２〜４の全部を冷却運転
できる冷却負荷になれば、再び収納庫２〜４の全部を冷
却運転することになる。なお、このような運転可能な蒸
発器を選択して制御する時には、運転しない収納庫の冷
凍サイクルの回路における蒸発器の入口と出口にそれぞ
れ電動開閉弁を接続して開閉の制御を冷却加温制御部２
８により行うものである。

【００４７】以上のように本発明では、制御手段として
の主制御部２６ａ、冷却加温制御部２８により封入冷媒
量を基準として冷却負荷に応じられる運転可能な蒸発器
を、最大二つまで選択することが可能になり、少ない量
の可燃性冷媒であっても冷媒不足にならない効率的な冷
却運転をすることができる。特に、冷凍サイクルの環状
回路に可燃性冷媒を封入している冷却システムでは、可
燃性冷媒を少なくして誤って冷媒漏れした際の可燃性冷
媒に引火するのを防止する対策も比較的に容易にできる
とともに、地球温暖化の防止を図ることができる。

【００４８】（実施の形態３）図４は本発明の請求項７
および請求項８に記載する発明に対応する一実施形態に
おける冷却加温装置である自動販売機の冷却加温システ
ムを示した外観図である。この実施形態の発明は、冷凍
サイクルを２次冷媒方式にして収納庫に通じて設けた熱
交換器に可燃性冷媒を循環させないようにした点が、上
記実施の形態１の発明と異なるだけなので、同一構成お
よび作用効果を奏する部分には同じ符号を付して詳細な
説明を省き、異なる部分を中心に説明する。

【００４９】冷凍サイクルのユニットは、圧縮機８、凝
縮器９、電動膨張弁３５、間接式の補助熱交換器３６を
配管で環状回路に接続し、可燃性冷媒を含む混合冷媒あ
るいは単一成分からなる可燃性冷媒を前記環状回路に封
入している。１３ａ、１４ａ、１５ａは各収納庫２、
３、４に通じて庫内を冷却する熱交換器で、各電動流量
制御弁１０ａ、１１ａ、１２ａ、共通の循環ポンプ３
７、前記補助熱交換器３６と配管により接続し、前記各
熱交換器１３ａ、１４ａ、１５ａにそれぞれ対応する環
状の２次冷媒回路を構成し、不凍液の冷媒を封入してい
る。また、加温ヒータ１６、１７、１８は可燃性冷媒へ
の引火防止を考慮することのない、発熱容量に制限を受
けない構成にしている。また、本冷凍サイクルの管回路
に封入している可燃性冷媒の量は、直接に熱交換器１３
ａ〜１５ａの２次冷媒回路に循環する量を必要としない
分だけ少ない量にしてある。

【００５０】上記実施形態において、収納庫２〜４を冷
却庫とするときは、冷却加温設定部２７で全部冷却と設
定し、冷却加温制御部２８により圧縮機８、循環ポンプ
３７を運転する。そして、圧縮機８より吐出された圧縮
冷媒は凝縮器９で凝縮し電動膨張弁３５で減圧され、次
に補助熱交換器３６で蒸発して圧縮機８に戻る循環にな
る。一方、２次冷媒回路にある各熱交換器１３ａ〜１５
ａには循環ポンプ３７により冷媒が循環しており、この
循環する冷媒が補助熱交換器３４で蒸発熱により冷却さ
れ各熱交換器１３ａ〜１５ａにて放熱して庫内を冷却す
る。

【００５１】また、収納庫２〜４を加温庫とするとき
は、冷却加温設定部２７で全部加温と設定し、冷却加温
制御部２８により各加温ヒータ１６、１７、１８に通電
して庫内を暖める。

【００５２】特に本発明では、熱交換器１３ａ〜１５ａ
と加温ヒータ１６〜１８が冷却加温できるように配置さ
れている所定置である自動販売機の収納庫２〜４におい
て、熱交換器１３ａ〜１５ａは冷凍サイクルの２次冷媒
回路にあって不凍液の冷媒を封入しているので、熱交換
器１３ａ〜１５ａより誤って収納庫内に冷媒が漏れても
可燃性冷媒のような問題が起こらないから極めて安全に
できるとともに、加温ヒータ１６〜１８も可燃性冷媒に
引火するのを抑制することを考慮する必要がないので、
加温のみ考慮した設計が可能となり、収納庫の効率的な
加温ができるとともに、地球温暖化防止を図ることがで
きる。

【００５３】また、冷凍サイクルのユニットは、通気口
２０、２１を介して外気へ通じている機械室５にあっ
て、可燃性冷媒の量は、直接、熱交換器１３ａ〜１５ａ
の管回路にも循環する量を考慮する必要のない冷凍サイ
クルの２次冷媒方式なので、万一、可燃性冷媒が漏れた
場合であっても量が少ないから外気へ通じる気体の作用
で拡散される引火防止の対策を容易にできる。

【００５４】なお、本実施形態では、熱交換器１３ａ〜
１５ａを使用して収納庫を冷却する説明をしたが、冷凍
サイクルをヒートポンプ方式に切替えられるようにして
加温することもできる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明は、圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器を配管で環状
回路に接続し、可燃性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一
成分からなる可燃性冷媒を前記環状回路に封入してなる
冷凍サイクルを構成し、前記蒸発器を所定置が冷却でき
るように配置し、前記圧縮機にはレシプロコンプレッサ
を、前記減圧手段には開成度を可変にした電動膨張弁を
それぞれ使用してなるもので、圧縮機内が低圧となり、
かつ電動膨張弁の開成度の制御が可能になり、冷凍サイ
クルの回路へ封入した可燃性冷媒の量を少なくできる。
また、蒸発器が冷却できるように配置されている所定置
が、例えば自動販売機の収納庫であって、蒸発器より誤
って可燃性冷媒が漏れたとしても量の少なさから引火防
止の対応策を容易にできる。

【００５６】請求項２に記載の発明は、請求項１の記載
において、レシプロコンプレッサは容量制御式にしてな
るもので、冷却負荷に応じて冷却制御が可能になり、冷
凍サイクルの回路へ封入した可燃性冷媒の量を更に少な
くできる。

【００５７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２の記載において、凝縮器は、可燃性冷媒の流れ
る管を、蒸発器の管より細くしてなるもので、凝縮器で
の可燃性冷媒の滞留と圧力損失が少なくなり、冷凍サイ
クルの可燃性冷媒の量を少なくできる。また、例えばフ
ィン式熱交換器で凝縮器を構成した際には、蛇行する管
と管の間が通常のものより広くなり、前記の間に流通す
る気体による塵詰まりを軽減できる。

【００５８】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のいずれか一項の記載において、蒸発器と凝縮器へ
空気を流通させる送風機を設け、この送風機を可変速に
してなるもので、冷却負荷に応じて送風機を可変速する
ことが可能になり、冷凍サイクルの環状回路への可燃性
冷媒の封入量をさらに少なくできる。

【００５９】請求項５に記載の発明は、圧縮機、凝縮
器、それぞれが電動膨張弁を有する複数の蒸発器を配管
で環状回路に接続し、可燃性冷媒を含む混合冷媒あるい
は単一成分からなる可燃性冷媒を前記環状回路に封入し
てなる冷凍サイクルに構成するとともに前記蒸発器を所
定置が冷却できるように配置し、前記封入冷媒量と冷却
負荷より演算して運転可能な前記蒸発器を選択し運転せ
しめる制御手段を設けてなるもので、冷却運転は常に封
入冷媒量を基準として冷却負荷に応じられる運転可能な
蒸発器を選択することが可能になり、冷凍サイクルへ封
入した少ない量の可燃性冷媒であっても冷媒不足になら
ない効率的な冷却運転ができる。

【００６０】請求項６に記載の発明は、請求項５の記載
において、運転は最大二つの蒸発器に設定してなるもの
で、運転可能な蒸発器を最大二つに選択することが可能
になり、少ない量の可燃性冷媒であっても冷媒不足にな
らない効率的な冷却運転ができる。

【００６１】請求項７に記載の発明は、圧縮機、凝縮
器、減圧手段、補助熱交換器を配管で環状回路に接続
し、可燃性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一成分からな
る可燃性冷媒を前記環状回路に封入してなる冷凍サイク
ルのユニットに構成し、前記補助熱交換器と熱交換した
２次冷媒を循環させて所定置を冷却できるように配置し
た熱交換器により前記冷凍サイクルを２次冷媒方式に
し、前記冷凍サイクルのユニットを外気へ連通した位置
に設けてなるもので、熱交換器を有する２次冷媒回路を
循環する分だけ可燃性冷媒量を少なくできるとともに地
球温暖化の防止を図ることができる。また、冷凍サイク
ルのユニットから可燃性冷媒が誤って漏れたとしても、
外気へ通じる気体の作用で拡散され引火防止の対策を容
易にできる。

【００６２】請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求
項７のいずれか一項に記載の冷却装置を備えた自動販売
機なので、請求項１〜請求項７に記載の発明の効果が得
られ、可燃性冷媒を使用して地球温暖化の防止を図りな
がら効率的な冷却運転可能な自動販売機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明冷却装置の実施の形態１における自動販
売機の冷却加温システムを示した外観図

【図２】同冷却装置である自動販売機の制御ブロック図

【図３】本発明冷却装置の実施の形態２における自動販
売機の制御ブロック図

【図４】本発明冷却装置の実施の形態３における自動販
売機の冷却加温システムを示した外観図

【符号の説明】

２，３，４ 収納庫（所定置） ５ 機械室（外気へ連通している位置） ８ 圧縮機 ９ 蒸発器 １３，１４，１５ 蒸発器 １３ａ，１４ａ，１５ａ 熱交換器 １９ 溶接部 ２０，２１ 通気口 ２６，２６ａ 主制御部（制御手段） ２８ 冷却加温制御部（制御手段） ３６ 補助熱交換器 ３７ 循環ポンプ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧手段、蒸発器を配
   管で環状回路に接続し、可燃性冷媒を含む混合冷媒ある
   いは単一成分からなる可燃性冷媒を前記環状回路に封入
   してなる冷凍サイクルを構成し、前記蒸発器を所定置が
   冷却できるように配置し、前記圧縮機にはレシプロコン
   プレッサを、前記減圧手段には開成度を可変にした電動
   膨張弁をそれぞれ使用してなる冷却装置。
2. 【請求項２】 レシプロコンプレッサは容量制御式にし
   てなる請求項１に記載の冷却装置。
3. 【請求項３】 凝縮器は、可燃性冷媒の流れる管を、蒸
   発器の管より細くしてなる請求項１または請求項２に記
   載の冷却装置。
4. 【請求項４】 蒸発器と凝縮器へ空気を流通させる送風
   機を設け、この送風機を可変速にしてなる請求項１〜請
   求項３のいずれか一項に記載の冷却装置。
5. 【請求項５】 圧縮機、凝縮器、それぞれが電動膨張弁
   を有する複数の蒸発器を配管で環状回路に接続し、可燃
   性冷媒を含む混合冷媒あるいは単一成分からなる可燃性
   冷媒を前記環状回路に封入してなる冷凍サイクルに構成
   するとともに前記蒸発器を所定置が冷却できるように配
   置し、前記封入冷媒量と冷却負荷より演算して運転可能
   な前記蒸発器を選択し運転せしめる制御手段を設けてな
   る冷却装置。
6. 【請求項６】 運転は最大二つの蒸発器に設定してなる
   請求項５に記載の冷却装置。
7. 【請求項７】 圧縮機、凝縮器、減圧手段、補助熱交換
   器を配管で環状回路に接続し、可燃性冷媒を含む混合冷
   媒あるいは単一成分からなる可燃性冷媒を前記環状回路
   に封入してなる冷凍サイクルのユニットに構成し、前記
   補助熱交換器と熱交換した２次冷媒を循環させて所定置
   を冷却できるように配置した熱交換器により前記冷凍サ
   イクルを２次冷媒方式にし、前記冷凍サイクルのユニッ
   トを外気へ連通した位置に設けてなる冷却装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記
   載の冷却装置を備えた自動販売機。