JPH09245237A - 自動販売機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送風モードの切り替えを適切に行ってより的
確に省エネ運転を実施できる自動販売機を提供する。 【解決手段】 電力需要が集中する昼間の特定時間帯
（１３時≦ｔｔ＜１６時）以外では、Ｔｈ−Ｔｌ＞５℃
と１０℃＜Ｔｏ＜２５℃の両条件を満足するか否かで冷
却時の送風モード（全域送風と部分域送風）とを切り替
えるようにしているので、庫内の熱負荷や外気温度等に
応じて送風モードを適切に切り替えて冷却時の省エネ運
転をより的確に実施することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、省エネ運転を可能
とした自動販売機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】缶飲料等の自動販売機は、一般に冷凍機
とヒータを機内に備えており、販売モードに応じてこれ
ら機器及び送風ファンを作動させることによって、庫内
に収納した缶飲料等の商品を冷却，加熱してこれをコー
ルド，ホット商品として販売している。

【０００３】ちなみに、販売モードがコールドの場合
は、冷凍機を作動させ蒸発器の冷気をファン送風によっ
て強制循環させると共に、庫内温度が低温側の目標温度
（５℃前後）で維持されるようにコンプレッサをオンオ
フ制御している。一方、販売モードがホットの場合は、
ヒータを作動させ該ヒータの熱気をファン送風によって
強制循環させると共に、庫内温度が高温側の目標温度
（６０℃前後）で維持されるようにヒータをオンオフ制
御している。

【０００４】ところで、自動販売機の消費電力は外気温
度と深く関係し、特に外気温度が高い夏期の昼間の特定
時間帯、例えば１３時〜１６時の間は電力消費量がピー
クに達する。これ以外の時間帯における電力消費は一般
家庭や店舗等における電力消費も少ないことからさほど
問題になることもないが、同時間帯では自動販売機のみ
ならず一般家庭，店舗等における電力消費も多いため、
全体の電力需要が集中して給電系等に支障を生じる問題
がある。

【０００５】上記事情に鑑み、最近では、昼間の特定時
間帯に電力需要が集中することを回避するために、同時
間帯における自動販売機の消費電力を低減できるような
試みが成されている。

【０００６】例えば、特開平５−１１４０７７号公報で
は、庫内全域を対象した全域送風と商品搬出側に近い部
分を対象とした部分域送風とを切り替え可能とし、電気
料金の割安な深夜の時間帯では全域送風下で冷却を行っ
て缶飲料等の商品に多くのエネルギーを蓄えておくと共
に、深夜以外の時間帯では部分域送風下で冷却を行うよ
うにして、深夜に蓄えたエネルギーを利用して深夜以外
の時間帯における電力消費を低く抑えるようにしてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示される方法では、冷却時における送風モードの
切り替えが時間によって強制的に制御されているため、
外気温度等との関係で収納商品の熱負荷が低い場合、つ
まり部分域送風下の冷却でも充分な状態でも全域送風下
で冷却が実施されて電力が無題に消費されてしまう問題
点がある。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、送風モードの切り替えを
適切に行ってより的確に省エネ運転を実施できる自動販
売機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、本発明は、庫内に収納された缶飲料等の商品を目標
温度に冷却してこれをコールド商品として販売する自動
販売機において、冷却源の冷気をファン送風により庫内
上部から庫内下部に向かって強制循環させて収納商品全
体を冷却する全域送風手段と、冷却源の冷気をファン送
風により庫内下部に強制循環させて販売間近の商品のみ
を主に冷却する部分域送風手段と、庫内上部の温度を検
出する第１の庫内温度検出手段と、庫内下部の温度を検
出する第２の庫内温度検出手段と、外気温度を検出する
外気温度検出手段と、通常は部分域送風によって収納商
品の冷却を行う一方、庫内上部温度から庫内下部温度を
引いた温度差が予め設定した基準温度差よりも高く、且
つ外気温度が予め設定した基準外気温度範囲内にあると
きに部分域送風を全域送風に切り替える送風域切換手段
とを具備した、ことをその主たる特徴としている。

【００１０】本発明に係る自動販売機では、庫内上部温
度から庫内下部温度を引いた温度差が予め設定した基準
温度差よりも高く、且つ外気温度が予め設定した基準外
気温度範囲内にあるときは、冷却源の冷気がファン送風
によってコラム上部からコラム下部に向かって強制循環
されて、全域送風下で収納商品全体が冷却される。ま
た、これら条件から外れるときは、冷却源の冷気がファ
ン送風によってコラム下部に強制循環され、コラム下部
の収納商品のみ（販売間近の収納商品のみ）が部分域送
風下で主に冷却される。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１には、本発明を適用した自動
販売機の断面構成を示してある。同図において、１は前
面を開口した断熱性の本体、２は本体１の開口を開閉す
る断熱性の内扉、３は商品展示室，商品取出口等を備え
た外扉、４は本体１内に配置された前後４連のサーペン
タインコラム、５はサーペンタインコラム４の下部に配
置された商品搬出装置、６は搬出商品を商品取出口に導
く搬出シュート、７はコラム背部にＬ字形の送風通路Ｄ
を構成するダクト板である。ちなみに搬出シュート６に
は後述する全域送風時と部分域送風時の通風を許容する
多数の通気孔（図示省略）が形成されている。

【００１２】８は送風通路Ｄの下部に配置された冷凍機
の蒸発器、９は蒸発器８に隣接して配置された電熱ヒー
タ、１０は冷気または熱気の強制循環を行う送風ファ
ン、１１は本体下部の機械室に配置された冷凍機のコン
プレッサ、１２は機械室に配置された冷凍機の凝縮器、
１３は凝縮器冷却用の送風ファン、１４はコラム上部に
配置されたサーミスタ等の第１の庫内温度検出器、１５
はコラム下部に配置されたサーミスタ等の第２の庫内温
度検出器、１６は機械室内に配置されたサーミスタ等の
外気温度検出器、Ｓはコラム４内に収納された缶飲料等
の商品であり、第１の庫内温度検出器１４はコラム上部
の庫内温度Ｔｈを、第２の庫内温度検出器１５はコラム
下部の庫内温度Ｔｌを、外気温度検出器１６は外気温度
Ｔｏをそれぞれ検出する。

【００１３】冷凍機は、蒸発器８，コンプレッサ１１及
び凝縮器１２と図示省略の膨張弁等から構成され、コン
プレッサ１１の作動時に蒸発器８で冷気を発生させる。

【００１４】強制循環用の送風ファン１０はプロペラタ
イプやラインフロータイプのファン形状を備え、ファン
モータ１０ａ（図３参照）の正逆回転により双方向送風
を可能としている。この送風ファン１０は、送風通路Ｄ
の端部開口位置に、蒸発器８及び電熱ヒータ９と対峙し
て配置されている。

【００１５】送風通路Ｄを構成するダクト板７の上端位
置にはコラム上部の商品に対応して全域送風の循環方向
を規定するための第１の開口７ａが形成され、また、略
中間高さ位置にはコラム下部の商品に対応して部分域送
風の循環方向を規定するための第２の開口７ｂが形成さ
れ、さらに、下端位置には全域送風時に吸い込み口とな
り部分域送風時には吹き出し口となる端部開口７ｃが形
成されている。

【００１６】また、送風通路Ｄ内の第１の開口７ａと第
２の開口７ｂとの間には、通風方向を制御するシャッタ
ー７ｄを設けられている。図２（ａ）（ｂ）にも示すよ
うに、このシャッター７ｄは樹脂等の軽量材料から形成
されており、一端側を送風通路Ｄの内壁に回動自在に支
持され、他端側を対向壁に設けたストッパ７ｅに当接し
て送風通路Ｄを閉塞している。また、シャッター７ｄの
上面には、該シャッター７ｄの開放角度を規定して自重
復帰を可能とするための突起７ｄ’が設けられている。

【００１７】上記のダクト構造では、送風ファン１０を
所定方向に回転させたときに、図中実線矢印で示すよう
に、シャッター７ｄを風圧によって上方に開放して、送
風通路Ｄの第１の開口７ａからコラム上部の収納商品，
コラム下部の収納商品，端部開口７ｃの向きで流れる全
域送風の循環経路を形成することができる。また、送風
ファン１０をこれと逆方向に回転させたときに、図中破
線矢印で示すように、シャッター７ｄを自重復帰させ
て、端部開口７ｃからコラム下部の収納商品，第２の開
口７ｂの向きで流れる部分域送風の循環経路を形成する
ことができる。

【００１８】尚、図中破線矢印で示す部分域送風を的確
に行うには、コラム上部まで送風が及ばぬように該部分
域送風時の風量を全域送風時のそれよりも小さくするこ
とが望ましく、正逆回転で風量が変化するファン形状の
場合は大風量側の回転方向を全域送風に使用すると良
い。また、正逆回転で風量が変化しないファン形状の場
合は部分域送風時のモータ回転数を全域送風時よりも小
さくして風量を低減させると良く、何れの場合もファン
形状やモータ回転数によって全域送風時と部分域送風時
の夫々の風量を任意に設定することができる。

【００１９】図３には、自動販売機の制御系構成を示し
てある。同図において、２１はＣＰＵ，メモリ，入出力
装置等を備えたマイクロコンピュータ構成の制御回路、
２２はコンプレッサ１１に所定電力を供給するコンプレ
ッサ駆動回路、２３はヒータ９に所定電力を供給するヒ
ータ駆動回路、２４は強制循環用ファン１０のモータ１
０ａに正転用または逆転用の電力を供給するファン駆動
回路、１４，１５，１６は先に説明した第１の庫内温度
検出器と第２の庫内温度検出器と外気温度検出器であ
る。

【００２０】制御回路２１は、コールド，ホット夫々の
温度管理及び送風域切り替えを行うのための制御プログ
ラムをメモリに格納しており、各温度検出器１４，１
５，１６における検出信号に基づいて各駆動回路２２，
２３，２４に制御信号を送出する。

【００２１】以下に、販売モードがコールドの場合にお
ける制御方法を、図４のフローチャートを参照して説明
する。尚、販売モードがホットの場合における制御方法
は従来と同様であるためここでの説明を省略する。

【００２２】まず、制御開始後は、現在の時刻ｔｔが昼
間の特定時間帯（１３時≦ｔｔ＜１６時）に該当するか
否かをチェックする。

【００２３】現在の時刻ｔｔが昼間の特定時間帯から外
れた１６時≦ｔｔ＜１３時の範囲内にあるときには、続
いて、コラム上部の庫内温度Ｔｈとコラム下部の庫内温
度ＴｌとがＴｈ−Ｔｌ＞５℃に該当するか否かをチェッ
クすると共に、外気温度Ｔｏが１０℃＜Ｔｏ＜２５℃に
該当するか否かをチェックする。

【００２４】Ｔｈ−Ｔｌ＞５℃と１０℃＜Ｔｏ＜２５℃
の両条件がともに満たされないとき、或いは一方の条件
が満足されないときは、冷凍機のコンプレッサ１１が運
転されると共に、図１に破線矢印で示した部分域送風が
行える方向で送風ファン１０が回転する。

【００２５】これにより、蒸発器８の冷気がファン送風
によってコラム下部に強制循環され、コラム下部の収納
商品のみ（販売間近の収納商品のみ）が主に冷却され
る。この部分域送風下の冷却時の温度管理は、コラム下
部の温度検出器１５の検出温度Ｔｌに基づいて行われ、
該検出温度Ｔｌが目標温度（５℃前後）で維持されるよ
うにコンプレッサ１１がオンオフ制御される。

【００２６】一方、Ｔｈ−Ｔｌ＞５℃と１０℃＜Ｔｏ＜
２５℃の両条件がともに満たされるときは、冷凍機のコ
ンプレッサ１１が運転されると共に、図１に実線矢印で
示した全域送風が行える方向で送風ファン１０が回転す
る。

【００２７】これにより、蒸発器８の冷気がファン送風
によってコラム上部からコラム下部に向かって強制循環
され、収納商品全体が冷却される。この全域送風下の冷
却時の温度管理は、部分域送風下の冷却時と同様にコラ
ム下部の温度検出器１５の検出温度Ｔｌに基づいて行わ
れ、該検出温度Ｔｌが目標温度（５℃前後）で維持され
るようにコンプレッサ１１がオンオフ制御される。

【００２８】つまり、時刻ｔｔが昼間の特定時間帯から
外れた１６時≦ｔｔ＜１３時の範囲内にあるときは、Ｔ
ｈ−Ｔｌ＞５℃と１０℃＜Ｔｏ＜２５℃の両条件に応じ
て部分域送風下での冷却と全域送風下での冷却とが交互
に繰り返される。詳しくは、コラム上部の収納商品Ｓが
充分に冷えておらず、且つ外気温度が夏期として比較的
低いときには全域送風下で冷却が実施され、また、コラ
ム上部の収納商品Ｓが充分に冷えていて、且つ外気温度
が夏期として高いときには部分域送風下で冷却が実施さ
れる。

【００２９】時間経過によって現在の時刻ｔｔが昼間の
特定時間帯（１３時≦ｔｔ＜１６時）に達したときに
は、続いて、コラム下部の庫内温度ＴｌがＴｌ＜Ｔｓに
該当するか否かをチェックする。ちなみに、条件式のＴ
ｓは上記の目標温度と同一或いは若干高い第２の目標温
度である。

【００３０】Ｔｌ＜Ｔｓの条件が満たされるとき、即
ち、コラム下部の収納商品Ｓが充分に冷えているときに
は、冷凍機のコンプレッサ１１と送風ファン１０が強制
的に停止される。

【００３１】一方、時刻ｔｔが昼間の特定時間帯（１３
時≦ｔｔ＜１６時）に該当していても、Ｔｌ＜Ｔｓの条
件が満たされないとき、即ち、コラム下部の収納商品Ｓ
の温度が必要以上に上昇したときには、冷凍機のコンプ
レッサ１１が運転されると共に、図１に破線矢印で示し
た部分域送風が行える方向で送風ファン１０が回転す
る。これにより、蒸発器８の冷気がファン送風によって
コラム下部に強制循環され、コラム下部の収納商品のみ
（販売間近の収納商品のみ）が主に冷却される。ちなみ
に、この部分域送風下の冷却時の温度管理は先に述べた
部分域送風下の冷却時と同様である。

【００３２】つまり、時刻ｔｔが昼間の特定時間帯（１
３時≦ｔｔ＜１６時）にあるときは、販売間近の収納商
品の温度が必要以上に上昇した場合を除いて、冷凍機の
コンプレッサ１１と送風ファン１０が積極的に停止され
る。

【００３３】このように、本実施形態の自動販売機によ
れば、電力需要が集中する昼間の特定時間帯（１３時≦
ｔｔ＜１６時）以外では、Ｔｈ−Ｔｌ＞５℃と１０℃＜
Ｔｏ＜２５℃の両条件を満足するか否かで冷却時の送風
モード（全域送風と部分域送風）とを切り替えるように
しているので、庫内の熱負荷や外気温度等に応じて送風
モードを適切に切り替えて冷却時の省エネ運転をより的
確に実施することができる。

【００３４】また、電力需要が集中する昼間の特定時間
帯（１３時≦ｔｔ＜１６時）では、冷凍機及び送風ファ
ン１０の運転を積極的に停止して同時間帯における電力
消費を必要最低限まで抑えられると共に、同時間帯に達
する前までに収納商品Ｓに蓄えられたエネルギーを利用
して販売商品の温度が目標温度から外れることを防止で
きる。

【００３５】更に、全域送風時にはコラム上部の収納商
品からコラム下部の収納商品に向かう送風循環方向を取
ることにより、優先的に冷却されるコラム上部及びこれ
に近い収納商品Ｓで主たるエネルギー蓄熱を行って、コ
ラム下部に収納される販売間近の商品Ｓを部分域送風時
と変わらぬ目標温度で維持できるので、全域送風中或い
はその直後に販売要求があった場合でも通常と同じ温度
のコールド商品を販売できる。

【００３６】更にまた、強制循環用の送風ファン１０と
して正逆回転による双方向送風が可能なものを用い、送
風方向の変化によって全域送風と部分域送風の切り替え
を行うようにしたので、送風経路切り替え用のダンパ等
を不要にして装置構成を簡略化できる。

【００３７】更にまた、送風通路Ｄ内に風圧によって開
閉するシャッター７ｄを設けてあるので、部分域送風時
に第１の開口７ａから送風通路Ｄ内にエアが流れ込むよ
うな場合でもこれをシャッター７ｄにより遮断して部分
域送風の循環経路を確実に形成できる。

【００３８】尚、上記の実施形態では、昼間の特定時間
帯を１６時≦ｔｔ＜１３時の範囲に設定したものを例示
したが、同時間帯は電力需要の集中時間帯内で適宜変更
してよい。また、送風モード切り替えのための条件をＴ
ｈ−Ｔｌ＞５℃と１０℃＜Ｔｏ＜２５℃に設定したもの
を例示したが、送風モード切替の基準値となるコラム上
部とコラム下部との温度差及び外気温度範囲は自動販売
機の設置環境等に応じて適宜変更してよい。

【００３９】また、電力需要が集中する昼間の特定時間
帯で冷凍機及び送風ファンを積極的に停止するようにし
たが、該運転停止は必ずしも必要なものではなく、同時
間帯に達した時点で部分域送風に切り替えるだけでも電
力消費量を低減することが可能である。つまり、全域送
風時には収納商品に多くのエネルギーが蓄えられている
ので、これを部分域送風に切り替えたとしても同送風時
における熱負荷はかなり小さく、冷凍機の実質的な作動
時間を抑えてこの時の電力消費量を低減することができ
る。

【００４０】更に、送風通路内に風圧開閉のシャッター
を設けたものをダクト構造として示したが、送風方向の
変化によって送風モードの切り替えを行っているので、
該シャッターを排除したダクト構造でも全域送風と部分
域送風の循環経路をそれぞれ形成することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、通常は部分域送風によって収納商品の冷却を行
う一方、庫内上部温度から庫内下部温度を引いた温度差
が予め設定した基準温度差よりも高く、且つ外気温度が
予め設定した基準外気温度範囲内にあるときに部分域送
風を全域送風に切り替えて冷却を行うようにしているの
で、庫内の熱負荷や外気温度等に応じて送風モードを適
切に切り替えて冷却時の省エネ運転をより的確に実施す
ることができる。

【００４２】請求項２の発明によれば、電力需要が集中
する昼間の特定時間帯では、冷却源の運転を積極的に停
止して同時間帯における電力消費を必要最低限まで抑え
られると共に、同時間帯に達する前までに収納商品に蓄
えられたエネルギーを利用して販売商品の温度が目標温
度から外れることを防止できる。他の効果は請求項１の
発明と同様である。

【００４３】請求項３の発明によれば、強制循環用の送
風ファンとして正逆回転による双方向送風が可能なもの
を用い、送風方向の変化によって全域送風と部分域送風
の切り替えを行うようにしたので、送風経路切り替え用
のダンパ等を不要にして装置構成を簡略化できる。他の
効果は請求項１または２の発明と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した自動販売機の断面構成図

【図２】図１に示したダクト構造の詳細図

【図３】図１に示した自動販売機の制御系構成図

【図４】冷却制御のフローチャート

【符号の説明】

４…サーペンタインコラム、Ｓ…収納商品、Ｄ…送風通
路、７…ダクト板、７ａ…第１の開口、７ｂ…第２の開
口、７ｃ…端部開口、８…蒸発器、１０…送風ファン、
１１…コンプレッサ、１４…第１の庫内温度検出器、１
５…第２の庫内温度検出器、１６…外気温度検出器、２
１…制御回路、２２…コンプレッサ駆動回路、２４…フ
ァン駆動回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 庫内に収納された缶飲料等の商品を目標
   温度に冷却してこれをコールド商品として販売する自動
   販売機において、 冷却源の冷気をファン送風により庫内上部から庫内下部
   に向かって強制循環させて収納商品全体を冷却する全域
   送風手段と、 冷却源の冷気をファン送風により庫内下部に強制循環さ
   せて販売間近の商品のみを主に冷却する部分域送風手段
   と、 庫内上部の温度を検出する第１の庫内温度検出手段と、 庫内下部の温度を検出する第２の庫内温度検出手段と、 外気温度を検出する外気温度検出手段と、 通常は部分域送風によって収納商品の冷却を行う一方、
   庫内上部温度から庫内下部温度を引いた温度差が予め設
   定した基準温度差よりも高く、且つ外気温度が予め設定
   した基準外気温度範囲内にあるときに部分域送風を全域
   送風に切り替える送風域切換手段とを具備した、 ことを特徴とする自動販売機。
2. 【請求項２】 庫内下部温度が予め設定した基準温度よ
   りも低いときは電力需要が集中する昼間の特定時間帯に
   冷却源の運転を停止する運転停止手段を具備した、 ことを特徴とする請求項１記載の自動販売機。
3. 【請求項３】 送風ファンとして正逆回転による双方向
   送風が可能なものを用い、送風方向の変化によって全域
   送風と部分域送風の切り替えを行う、 ことを特徴とする請求項１または２記載の自動販売機。