JP2003287336A - 冷却装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却装置において発生する種々の異常に対し
て迅速且つ的確に対処できるようにする。 【解決手段】 冷却器と熱交換した冷気を内層用送風機
により循環して成るオープンショーケースにおいて、内
層用送風機を駆動するＤＣモータ５６の駆動電流を検出
する電流検出回路６７を備え、マイクロコンピュータは
この電流検出回路６７が検出するＤＣモータ５６の駆動
電流を含む制御データに基づいてオープンショーケース
の異常判定を行う。異常判定には冷却器の霜閉塞が含ま
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばオープンシ
ョーケースやプレハブ冷蔵庫などの冷却装置の制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばスーパーマーケットなどに設置さ
れる従来のオープンショーケースは、例えば特公平７−
１１３５号公報に示される。即ち、この種オープンショ
ーケースにおいては、貯蔵室（商品収納室）の前面開口
に冷却器と熱交換した冷気により冷気エアーカーテン
と、その外側の保護用のエアーカーテンを形成してお
り、この場合、内側の冷気エアーカーテンは複数台の内
層用送風機により形成すると共に、保護用のエアーカー
テンは複数台の外層用送風機にて形成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、係るオープン
ショーケースにおいて例えば冷却器の霜閉塞が発生した
場合などには、熱交換性能の悪化と冷気流通の悪化から
庫内温度が上昇する。従来では係る霜閉塞時にはこの庫
内温度の上昇を温度センサにて検出し、それに基づいて
警報を発するなどしていたが、現実に異常の原因が霜閉
塞であるか否かは、サービスマンなどの作業者が当該オ
ープンショーケースの使用環境などに基づいて判断して
いた。

【０００４】係る判断は作業者の熟練に基づくものであ
り、当該オープンショーケース側で係る異常原因の判断
や異常発生の推測ができれば異常に対する処置の迅速化
と的確化が期待できる。

【０００５】ここで、係るオープンショーケースで冷気
循環などのために使用される上記送風機は、運転状況に
応じてその駆動電流が変化する。従って、異常が発生し
た場合にも当該送風機の駆動電流に変化が現れる。

【０００６】そこで本発明は、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、冷却装置において
発生する種々の異常に対して迅速且つ的確に対処できる
ようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の冷却装置の制御
装置は、冷却器と熱交換した冷気を送風機により循環し
て成る冷却装置において、送風機を駆動するモータの駆
動電流を検出する電流検出手段を備え、この電流検出手
段が検出するモータの駆動電流を含む制御データに基づ
いて冷却装置の異常判定を行うことを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明の冷却装置の制御装置は、
上記においてモータの駆動電流、外気温度及びプルダウ
ン性能に基づき、外気温度が通常でモータの駆動電流が
増加し、プルダウン性能が低下した場合は、冷却器の霜
閉塞異常と判定することを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明の冷却装置の制御装置は、
上記各発明において異常が発生したものと判定された場
合に、所定の警報を発生することを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、冷却器と熱交換した冷気
を送風機により循環して成る冷却装置において、送風機
を駆動するモータの駆動電流を検出する電流検出手段を
備え、この電流検出手段が検出するモータの駆動電流を
含む制御データに基づいて冷却装置の異常判定を行うの
で、例えば請求項２の如く、モータの駆動電流、外気温
度及びプルダウン性能に基づき、外気温度が通常でモー
タの駆動電流が増加し、プルダウン性能が低下した場合
に、冷却器の霜閉塞異常と判定することで、冷却器に生
じた霜閉塞を推定できる。

【００１１】即ち、本発明によれば送風機のモータの駆
動電流を用いて、冷却装置に発生する異常及びその原因
を制御装置側で推測・判定できるようになるので、異常
に対する迅速且つ的確な対処ができるようになるもので
ある。

【００１２】請求項３の発明によれば、上記各発明に加
えて異常が発生したものと判定された場合に、所定の警
報を発生するので、作業者に異常を迅速に報知して対処
を促すことができるようになるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明を適用した冷却装置の実
施例としてのオープンショーケース１の縦断側面図、図
２は図１のオープンショーケース１の制御装置Ｃの電気
回路のブロック図を示している。

【００１４】実施例のオープンショーケース１はスーパ
ーマーケットなどの店舗内に設置される縦型オープンシ
ョーケースであり、断面略コ字状の断熱壁３２と、据え
付け現場においてこの断熱壁３２の両側に取り付けられ
る側板（図示せず）とから構成されている。断熱壁３２
の内側にはそれぞれ間隔を存して外層仕切板３４と内層
仕切板３６が取り付けられており、断熱壁３２と外層仕
切板３４間が外層ダクト３７、内外層仕切板３６、３４
間が内層ダクト３８とされ、内層仕切板３６の内側が貯
蔵室３９とされている。

【００１５】この貯蔵室３９内には複数段の棚４１・・
が架設されると共に、各棚４１・・の下面前部と貯蔵室
３９の天井部、及び、庇３５内には照明灯としての蛍光
灯４０・・が取り付けられている。貯蔵室３９の底部に
はデックパン４２が取り付けられ、このデックパン４２
の下方は前記両ダクト３７、３８に連通した底部ダクト
４３とされている。そして、この底部ダクト４３内には
後述する内層用送風機４５Ａ及び外層用送風機４５Ｂを
それぞれ複数台（実施例では６台ずつ。合計１２台）内
蔵したファンケース４４が設置される。また、貯蔵室３
９の背方に位置する内層ダクト３８内の下部には冷却器
４６が縦設されている。

【００１６】尚、前記庇３５の前面には貯蔵室３９内の
温度表示などを行うための表示部５５が取り付けられて
いる。

【００１７】貯蔵室３９の前面開口部５１の上縁には外
層吐出口５２と内層吐出口５３が前後に並設されてお
り、外層吐出口５２は外層ダクト３７に、内層吐出口５
３は内層ダクト３８にそれぞれ連通している。また、開
口部５１の下縁には吸込口５４が形成され、前記底部ダ
クト４３に連通している。

【００１８】更に、ファンケース４４内は内層用領域と
外層用領域に区画されており、内層用領域は内層ダクト
３８と吸込口５４に連通し、外層用領域は外層ダクト３
７と吸込口５４に連通している。更にまた、前記内層用
送風機４５Ａは前記内層用領域に設けられ、外層用送風
機４５Ｂは前記外層用領域に設けられる。

【００１９】前記ファンケース４４内の内層用送風機４
５Ａが運転されると、吸込口５４からの空気は後方の内
層ダクト３８に向けて吹き出されると共に、外層用送風
機４５Ｂが運転されると、吸込口５４からの空気は後方
の外層ダクト３７に向けて吹き出される。

【００２０】そして、外層ダクト３７においてはそのま
ま吹き上げられると共に、内層ダクト３８においては冷
却器４６と熱交換した後吹き上げられ、開口部５１上縁
の内外層吐出口５２、５３から、下縁の吸込口５４に向
けてそれぞれ吹き出される。

【００２１】これによって、貯蔵室３９の開口部５１に
は内側の冷気エアーカーテンとそれを保護する外側のエ
アーカーテンとが形成され、開口部５１からの外気の侵
入が阻止、若しくは、抑制されると共に、内側の冷気エ
アーカーテンの一部が貯蔵室３９内に循環して貯蔵室３
９内は冷却される。そして、これらの冷気などは吸込口
５４から底部ダクト４３に帰還し、送風機４５Ａ、４５
Ｂに再び吸い込まれることになる。

【００２２】尚、図１において５６は前記内層用送風機
４５Ａを駆動するセンサレスＤＣモータ、５７は前記外
層用送風機４５Ｂを駆動するセンサレスＤＣモータであ
り、実施例のオープンショーケース１では６台のＤＣモ
ータ５６と６台のＤＣモータ５７が取り付けられ、それ
ぞれ６台ずつ（合計１２台）の内層用送風機４５Ａ及び
外層用送風機４５Ｂを駆動する。

【００２３】そして、内層用送風機４５Ａは上記ＤＣモ
ータ５６にプロペラファンを取り付けて構成され、外層
用送風機４５Ｂは上記ＤＣモータ５７にプロペラファン
を取り付けて構成される。

【００２４】次に、図２において、制御装置Ｃは運転制
御部（基板）２とモータ制御部（基板）３とから構成さ
れている。そして、この運転制御部２とモータ制御部３
にはマイクロコンピュータＭＣ１、ＭＣ２がそれぞれ取
り付けられている。各マイクロコンピュータＭＣ１、Ｍ
Ｃ２はワンチップＩＣから構成された汎用マイクロコン
ピュータであり、それぞれ運転制御用のプログラムとモ
ータ制御用のプログラムが予め書き込まれているが、マ
イクロコンピュータＭＣ１においては運転制御用のプロ
グラムが機能し、マイクロコンピュータＭＣ２において
はモータ制御用のプログラムが機能する。

【００２５】運転制御部２には、マイクロコンピュータ
ＭＣ１の他、入力制御手段４Ａ〜４Ｄ、出力制御手段６
Ａ、６Ｂ、送受信手段８、９、時刻に関する制御を行う
ためのリアルタイムクロック５、各種設定値の記憶を行
う不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ１０が取り付けら
れており、基板の配線パターンによりそれぞれマイクロ
コンピュータＭＣ１の所定のポートに配線接続されてい
る。

【００２６】前記入力制御手段４Ａ〜４Ｄには、キース
イッチ１１、ディップスイッチ２７、ＡＣ信号１、２・
・（外部タイマなど）から成るＡＣ信号回路１２や、貯
蔵室３９内の温度（実際には吐出冷気温度）を検出する
温度センサ１や、オープンショーケース１周囲の外気温
度を検出する温度センサ２、冷却器４６の霜取復帰温度
を検出するための図示しない温度センサなどから成るセ
ンサ回路１３の出力がそれぞれ接続されている。

【００２７】前記出力制御手段６Ｂ、６Ａには、オープ
ンショーケース１の冷却器４６への冷媒供給を制御する
電磁弁またはコンプレッサを駆動し、或いは、冷却器４
６の霜取ヒータを通電するためのリレー１、２から成る
リレー回路１４と、ＬＥＤから構成されるデジタル式の
前記表示部５５がそれぞれ接続されている。また、送受
信手段９はオープンショーケース１が所属する集中制御
装置との通信を行い、また、送受信手段８は各モータ制
御部３・・・のマイクロコンピュータＭＣ２と送受信手
段１７を介して通信を行い、マイクロコンピュータＭＣ
１からマイクロコンピュータＭＣ２に各種運転状態・運
転モードに応じたモータの起動・停止指示、回転速度な
どのデータの伝送・通信を行うものである。

【００２８】一方、モータ制御部３には、マイクロコン
ピュータＭＣ２の他、入力制御手段２１及び出力制御手
段２３と、後述するＰＷＭ回路２８（図４）から成る出
力制御手段（１〜３）及びモータ駆動回路２９（図４）
から成る速度制御手段（１〜３）から構成される三つの
ドライバ回路２２Ａ〜２２Ｃが取り付けられており、基
板の配線パターンによりそれぞれマイクロコンピュータ
ＭＣ２の所定のポートに配線接続されている。そして、
各モータ５６、５７は三相の固定子巻線７１が巻設され
た固定子７２とこの固定子巻線７１からの回転磁界によ
り回転すると共に、永久磁石を備えた回転子７３から構
成されており、固定子巻線７１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相それ
ぞれの出力端子７６、７７、７８がモータ駆動回路２９
に接続されている（図４）。

【００２９】前記入力制御手段２１には、設定手段とし
てのディップスイッチ２６が接続されている。前記出力
制御手段２３には、ＬＥＤ表示部１６が接続されてい
る。また、送受信手段１７は運転制御部２のマイクロコ
ンピュータＭＣ１と送受信手段８を介して通信する。

【００３０】そして、前記ドライバ回路２２Ａ〜２２Ｃ
にはそれぞれ前記ＤＣモータ５６（或いは５７）が一台
ずつ接続され、回転速度制御が為される。尚、係るモー
タ制御部３は図３に示す如く一台の運転制御部２に対し
て四つまで接続可能とされている。従って、実施例の合
計１２台のＤＣモータ５６（或いは５７。図３にファン
モータ１〜１２で示す）を運転制御部２で制御可能であ
る。

【００３１】そして、ドライバ回路２２Ａ〜２２ＣがＤ
Ｃモータ５６・・・を制御するか、ＤＣモータ５７・・
・を制御するかはディップスイッチ２６によって設定さ
れる（実施例では図３に示すファンモータ１〜６が内層
用、ファンモータ７〜１２が外層用に設定される）。

【００３２】ここで、前記ドライバ回路２２Ａ（２２
Ｂ、２２Ｃも同様）とマイクロコンピュータＭＣ２の機
能ブロックを図４に示す。この図において、５８はＰＬ
Ｌ制御部、５９は周波数演算部、６１は回転基準周波数
発生部、６２は異常監視部、６３は異常処理部、６４は
短絡検知電流制限部、６６は点弧モード制御部、６７は
ＤＣモータ５６、５７の駆動電流を検出する電流検出回
路、６８は同じく位置検出回路である。

【００３３】マイクロコンピュータＭＣ２は、ＤＣモー
タ５６、５７の回転子整列、開ループ加速、閉ループ速
度制御の起動シーケンスを実行する。回転子７３の整列
及び閉ループ加速の際、起動に必要なトルクを得るため
に大きな起動電流を必要とするが、モータ負荷及び電源
容量を考慮し、必要な起動電流を流す。起動電流の調整
は、ＰＷＭ回路２８によるＰＷＭ制御により駆動電圧の
デューティー比を変化させて実行する。

【００３４】実際にはファンや使用環境などによるモー
タ負荷を考慮し、起動電流を調整する。また、閉ループ
速度制御では、位置検出回路６８によるモータ５６、５
７の位置検出信号から回転速度を演算し、ＰＷＭ制御及
びＰＬＬ制御によって目標回転速度に保つように定速制
御を行う。

【００３５】以上の構成で次にオープンショーケース１
の動作を説明する。制御装置Ｃの運転制御部２のマイク
ロコンピュータＭＣ１は、温調温度の設定値とセンサ回
路１３から送られてくる貯蔵室３９内の温度を比較し、
貯蔵室３９内の温度が上記温調温度の設定値となるよう
にリレー回路１４にて圧縮機或いは電磁弁の動作を制御
する。

【００３６】次に、制御装置Ｃによる内層用送風機４５
Ａ・・・及び外層用送風機４５Ｂ・・・の起動制御を説
明する。尚、以下の説明では一台のモータ制御部３につ
いて説明するが、他のモータ制御部３についても同様で
ある。

【００３７】モータ制御部３のマイクロコンピュータＭ
Ｃ２は、送受信手段８、１７にて運転制御部２のマイク
ロコンピュータＭＣ１から各送風機４５Ａ（４５Ｂ）の
起動データを受信すると、先ず図２（図３）に示したフ
ァンモータ１を起動し、最低回転速度とする。

【００３８】このモータ１の起動から例えば２秒経過す
ると、マイクロコンピュータＭＣ２は次にファンモータ
２を起動し、最低回転速度とする。そして、このモータ
２の起動から２秒経過すると、今度はファンモータ３を
起動し、最低回転速度とする。

【００３９】そして、モータ３の起動から２秒後に全モ
ータの回転速度を上げて加速し、目標回転速度に到達さ
せる。

【００４０】これによって、各ＤＣモータ５６（５７）
の起動時のピーク電流は、極めて低く抑えられるように
なり、電源負担が軽減されて比較的小容量の電源にてＤ
Ｃモータ５６（５７）を駆動できるようになる。

【００４１】次に、オープンショーケース１の冷却器４
６の霜取後の送風機制御を説明する。運転制御部２のマ
イクロコンピュータＭＣ１は、リアルタイムクロック５
に基づき、一日に一回若しくは二回前記霜取ヒータを通
電し、冷却器４６の霜取を行う。そして、その場合は外
層用送風機４５ＢのＤＣモータ５７を停止するデータを
モータ制御部３のマイクロコンピュータＭＣ２に送信す
る。

【００４２】マイクロコンピュータＭＣ２はこれを受け
て外層用送風機４５Ｂ・・のＤＣモータ５７のみを停止
する。即ち、冷却器４６の霜取中は内層用送風機４５Ａ
を通常通り運転すると共に、外層用送風機４５Ｂは停止
するので、冷却器４６の霜取効率が向上する。

【００４３】そして、係る霜取が終了した場合、マイク
ロコンピュータＭＣ１は外層用送風機４５ＢのＤＣモー
タ５７を起動するデータをマイクロコンピュータＭＣ２
に送信する。マイクロコンピュータＭＣ２は係るデータ
を受信すると、先ず運転中の内層用送風機４５ＡのＤＣ
モータ５６の回転速度を低下させる（減速）。その後、
外層用送風機４５ＢのＤＣモータ５７を起動し、所定時
間経過後に全モータの回転速度を上げて加速し、目標回
転速度に到達させる。

【００４４】これによって、ＤＣモータ５７の再起動時
のピーク電流は、極めて低く抑えられるようになり、電
源負担が軽減されて比較的小容量の電源にてＤＣモータ
５６（５７）を駆動できるようになる。

【００４５】次に、図５に示す運転制御部２のマイクロ
コンピュータＭＣ１のフローチャートを参照しながら、
冷却器４６の霜閉塞判定（推測）について説明する。Ｄ
Ｃモータ５６、５７が運転されている間、当該ＤＣモー
タ５６、５７の固定子巻線７１の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ
相）の出力端子７６〜７８間に流れる電流（駆動電流）
は電流検出回路６７により検出されている。そして、電
流検出回路６７からモータ制御部３のマイクロコンピュ
ータＭＣ２の短絡検知電流制限部６４、異常監視部６
２、そして異常処理部６３へと取り込まれ、送受信手段
１７、８にて運転制御部２のマイクロコンピュータＭＣ
１に送信されている。

【００４６】一方、運転制御部２のマイクロコンピュー
タＭＣ１は、図５のステップＳ１で、内層用送風機４５
Ａを駆動するＤＣモータ５６の駆動電流（起動時を除
く）が所定の上限値に増加したか否か判断し、増加して
いたらステップＳ２に進み、今度はセンサ回路１３の外
気温度を検出する温度センサ２の出力に基づき、外気温
度が所定の上限値より高いか低いかを判断する。

【００４７】そして、外気温度が上限値より低く通常の
温度である場合には、ステップＳ３に進み、今度は冷却
器４６によるプルダウン性能が低下したか否か判断す
る。プルダウンに時間がかかるようになり、性能が低下
している場合にはステップＳ４に進む。

【００４８】ここで、冷却器４６に着霜が成長して霜閉
塞状態となると、通風と冷却器４６との熱交換が悪くな
るためプルダウン性能が低下する。また、内層ダクト３
８内の通風抵抗が増大するため、ＤＣモータ５６の駆動
電流が増加する。このＤＣモータ５６の駆動電流は通常
の回転速度制御によっても変動し、例えば外気温度が上
昇して負荷が増大した場合などにも駆動電流は増加する
が、外気温度が通常であるのにＤＣモータ５６の駆動電
流が増加し、しかもプルダウン性能も低下している状況
では冷却器４６の霜閉塞と断定できる。

【００４９】マイクロコンピュータＭＣ１は係る条件が
揃った場合、ステップＳ４で冷却器４６に着霜が成長し
て霜閉塞が発生している可能性があると判定する。マイ
クロコンピュータＭＣ１は係る霜閉塞判定を行った場合
には、表示部５５に冷却器４６の霜閉塞異常が発生して
いる旨の所定の警報表示を行う。これにより、作業者に
オープンショーケース１に発生している異常が冷却器４
６の霜閉塞（原因）である旨を迅速に報知でき、迅速且
つ的確な対処を促すことができるようになる。

【００５０】尚、マイクロコンピュータＭＣ１が判定す
る異常としては上記に限らず、例えば冷却器４６や内層
ダクト３８、ファンケース４４などに成長した霜が内層
用送風機４５Ａに接触した場合にも、ロックする以前に
ＤＣモータ５６の駆動電流が増加する。その場合には、
例えば外気温度が通常であるのにＤＣモータ５６の駆動
電流が増加したことで（且つ、プルダウン性能低下も考
えられる）、内層用送風機４５Ａの障害物接触異常と判
定できる。

【００５１】また、オープンショーケースに限らず、扉
を有するプレハブ冷蔵庫（冷却装置の一例）では扉の閉
め忘れによっても送風機のモータ駆動電流は増加する。
係る扉の閉め忘れが生じると、送風機のモータが高速回
転し、駆動電流が増加したにも係わらす、庫内の冷却特
性が低下する。これを条件として扉の閉め忘れを判定
し、警報すれば、格別な扉スイッチを設けること無く、
扉の閉め忘れを報知できるようになる。

【００５２】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、冷却
器と熱交換した冷気を送風機により循環して成る冷却装
置において、送風機を駆動するモータの駆動電流を検出
する電流検出手段を備え、この電流検出手段が検出する
モータの駆動電流を含む制御データに基づいて冷却装置
の異常判定を行うので、例えば請求項２の如く、モータ
の駆動電流、外気温度及びプルダウン性能に基づき、外
気温度が通常でモータの駆動電流が増加し、プルダウン
性能が低下した場合に、冷却器の霜閉塞異常と判定する
ことで、冷却器に生じた霜閉塞を推定できる。

【００５３】即ち、本発明によれば送風機のモータの駆
動電流を用いて、冷却装置に発生する異常及びその原因
を制御装置側で推測・判定できるようになるので、異常
に対する迅速且つ的確な対処ができるようになるもので
ある。

【００５４】請求項３の発明によれば、上記各発明に加
えて異常が発生したものと判定された場合に、所定の警
報を発生するので、作業者に異常を迅速に報知して対処
を促すことができるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した冷却装置の実施例としてのオ
ープンショーケースの縦断側面図である。

【図２】図１のオープンショーケースの制御装置を構成
する運転制御部並びにモータ制御部の電気回路のブロッ
ク図である。

【図３】同じく図１のオープンショーケースの電気回路
のブロック図である。

【図４】図２及び図３のモータ制御部の電気回路のブロ
ック図である。

【図５】図２の運転制御部における異常判定のフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ オープンショーケース ２ 運転制御部 ３ モータ制御部 １３ センサ回路 １４ リレー回路 ２２Ａ〜２２ｃ ドライバ回路 ４５Ａ 内層用送風機 ４５Ｂ 外層用送風機 ５６、５７ ＤＣモータ ７１ 固定子巻線 ７２ 固定子 ７３ 回転子 ７６〜７８ 出力端子 Ｃ 制御装置 ＭＣ１、ＭＣ２ マイクロコンピュータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却器と熱交換した冷気を送風機により
   循環して成る冷却装置において、 前記送風機を駆動するモータの駆動電流を検出する電流
   検出手段を備え、 該電流検出手段が検出する前記モータの駆動電流を含む
   制御データに基づいて前記冷却装置の異常判定を行うこ
   とを特徴とする冷却装置の制御装置。
2. 【請求項２】 前記モータの駆動電流、外気温度及びプ
   ルダウン性能に基づき、前記外気温度が通常で前記モー
   タの駆動電流が増加し、前記プルダウン性能が低下した
   場合は、前記冷却器の霜閉塞異常と判定することを特徴
   とする請求項１の冷却装置の制御装置。
3. 【請求項３】 前記異常が発生したものと判定された場
   合に、所定の警報を発生することを特徴とする請求項１
   又は請求項２の冷却装置の制御装置。