JP2005351597A

JP2005351597A - ショーケース

Info

Publication number: JP2005351597A
Application number: JP2004175576A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kikuchi; 昭治菊地; Akira Nakama; 彰仲摩; Satoru Mochizuki; 悟望月
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】貯蔵庫内がヒータにより加熱された場合でも、一部の冷凍サイクルの圧力が異常に上昇するのを防止して、冷凍サイクル構成機器の破損がなく安全に運転できるショーケースを提供する。
【解決手段】本ショーケースは、圧縮機、電動膨張弁等を有する冷凍サイクルの運転により貯蔵室内を冷却するか、ヒータにより貯蔵室内を加熱するかを切り替え可能なショーケースにおいて、圧縮機の停止時に、電動膨張弁の開度を大きくする制御手段を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明はショーケースに係り、特に冷凍サイクル及びヒータを具備し、かつ電動膨張弁の開度を制御可能にしたショーケースに関する。

一般に冷凍サイクルを有するショーケースには、圧縮機で圧縮し、凝縮器で放熱、液化された冷媒を減圧装置で減圧され蒸発器おいて蒸発し、冷却室を冷却するようになっており、また、送風機の回転数を制御し、冷却室を所定の温度に制御するようになっている。

さらに、送風機の回転数のみで冷却室を制御できないときは、圧縮機の回転数を制御して所定の温度を維持させている。しかし、圧縮機が停止した後に凝縮器に残留している高温冷媒が減圧装置より蒸発器内へ流入するため、蒸発器温度を上昇させ庫内の熱負荷となる問題があった。

この問題を解決するために、特許文献１に記載のような冷凍装置が提案されている。この特許文献１の冷凍装置は、冷凍サイクル中の膨張弁として電気的に開度が調整可能な減圧装置（電動膨張弁）を設け、圧縮機の停止時には減圧装置を全閉して凝縮器内の高温冷媒が蒸発器に流れ込むのを防止して、蒸発器の温度を低い状態に維持させて冷却効果を得ることで省エネルギーとなるものが示されている。

このため、特許文献１の冷凍装置は、庫内や貯蔵室を冷却するだけの冷凍装置であれば、何ら問題はないが、貯蔵室内を冷却するだけでなく、ヒータに通電して貯蔵室内を加熱するショーケースにおいては、減圧装置を全閉のままにしておくと、冷凍サイクル内の冷媒が貯蔵庫内の加熱によって加熱され、圧力が異常に上昇し、機器の破損を招くおそれがある。特に、冷却、加熱が貯蔵室内の棚毎に設定可能にしたショーケースにおいては、貯蔵室内が加熱と冷却が同時に実施されるため、冷却側でサーモオフした時には加熱側の熱がすぐに冷凍サイクル側に影響を及ぼすため、高圧が上がりやすいという問題点を有し、冷却、加熱が貯蔵室内の棚毎に設定されるショーケースには適さない。
特開２００１−１５３４７７号公報（［００２９］、［００３２］、［００３８］、図１）

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、貯蔵庫内がヒータにより加熱された場合でも、一部の冷凍サイクルの圧力が異常に上昇するのを防止して、冷凍サイクル構成機器の破損がなく安全に運転できるショーケースを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係るショーケースは、冷凍サイクルの運転により貯蔵室内を冷却するか、あるいはヒータにより貯蔵室内を加熱するかの選択的切り替えが可能なショーケースにおいて、前記冷凍サイクルは圧縮機、蒸発器、電動膨張弁、凝縮器が順次配管によって連通されてなり、前記圧縮機の停止時に、前記電動膨張弁の開度を大きくする制御手段を設けたことを特徴とする。

本発明に係るショーケースによれば、貯蔵庫内がヒータにより加熱された場合でも、一部の冷凍サイクルの圧力が異常に上昇するのを防止して、冷凍サイクル構成機器の破損がなく安全に運転できるショーケースを提供することができる。

以下、本発明に係るショーケースの一実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係るショーケースの斜視図、図２はそのショーケースの概念図である。

図１に示すように、本発明に係るショーケース１は、商品例えば缶コーヒーやお茶等のボトル飲料を収納する貯蔵室２を持ち、その内部に棚板３が複数枚例えば４枚設けられ、前面は開放されており、客はその前面から希望するボトルを取り出すことができる構造になっており、貯蔵室２の下部に設けられ、図２に示す冷凍サイクル４が収容された機械室５とから成っている。

図２に示すように、この冷凍サイクル４は、冷媒ガス例えばＲ４１０Ａを圧縮しアキューム６ａを備えた圧縮機６、液冷媒を蒸発させ循環空気を冷却する蒸発器７、冷媒を減圧し開度が制御可能な電動膨張弁８、ガス冷媒を凝縮し２個の凝縮器用ファン９を備えた凝縮器１０が順次配管によって連通されて成っている。

また、図３に示すように、貯蔵室２と機械室５間に形成される冷気循環系内には冷気循環用の多翼ファン１１が設けられている。この多翼ファン１１は、その回転中心にあるモータの周囲から空気を吸い込み回転翼の外周方向に風を吹き出すもので、図３に矢印で示すように最下段の棚板３と庫内底板１９との間に設けられた冷気吸込口１４、隙間から庫内空気を吸い込み、図６に示すドレン受け皿１９ａ近傍のファンケーシング１１ａの外周に設けられた吹出口から蒸発器７に向けて吹き出す。

従って、貯蔵室２の裏面に配置された蒸発器７によって冷却され、庫内ダンパ１２を備えた冷気吹出口１３から吹出される冷気によって、貯蔵室２を冷却し、冷却後、冷気吸込口１４を介して、蒸発器７に戻り、循環するようになっている。

図１に示すように、棚板３は板金製であり、その裏面の各々には棚ヒータ１５が設けられ、商品の加熱時、庫内ダンパ１２により冷気吹出口１３を閉塞して、棚ヒータ１５に通電し、棚板３を介して直接商品を加熱するようになっている。

図４に示すように、ショーケース１には、制御回路１６が設けられており、その制御部１６ａには、ファン制御器１１ｃを介して多翼ファン１１が接続され、インバータ６ｉを介して圧縮機６が接続され、インバータ９ｉを介して凝縮器用ファン９が接続されている。また、制御部１６ａには、棚板３の下部に設けられ、間接的に庫内温度を検知する棚板温度センサ３ａが接続される。さらに、制御部１６ａには、各々設けられた４個のトライアック１５ａを介して、貯蔵室２の４枚の棚板３を各々加熱するために設けられた４個の棚ヒータ１５、４個の冷気制御用ダンパ１４の開閉を各々制御するダンパ制御器１２ａが接続されている。また、本実施形態では、弁の開度を制御する弁制御手段８ａが設けられ、この弁制御手段８ａを介して制御部１６ａと電動膨張弁８が接続され、圧縮機８の停止時に電動膨張弁８の開度を大きくできるようになっている。

さらに、制御部１６ａには、上述の接続機器の各々の動作を制御するための入力手段としてユーザーが手動操作可能な庫内温度設定器１６ｂ、ユーザーが各棚ごとに加熱・冷却を切り替えを行なう加熱・冷却切替スイッチ１６ｃが接続されている。

図５に示すように、冷凍サイクル４が収容された機械室５の底部を形成する基台１７には、その後方（奥行方向後部側）にアキュムレータ６ａを備えた縦型圧縮機６が配置され、アキュムレータ６ａは縦型圧縮機６の奥行方向手前側に配置されている。これにより、基台１７に載置され、ドレン水を蒸発させる蒸発皿１８を、アキュムレータを基台の後方周辺部に配置した従来構造に比べて圧縮機６側に延設でき蒸発量を増大させることができる。また、基台１７には、凝縮器１０が配置され、さらに、凝縮器１０及び蒸発皿１８に対向するように凝縮器用ファン９が配置されている。これにより、蒸発皿１８のドレン水の蒸発が促進される。

また、機械室５の天井部を形成する庫内底板１９は、成形ポリスチロールにウレタン樹脂をコーティングした部材が用いられ、ドレン受け部１９ａ、ドレン排出部１９ｂ、及びドレン口１９ｃが一体成形により形成されている。これにより、成形性が向上し、また、水漏れ等の不具合を改善でき、さらに、重量の軽減化が図れ、また、蒸発器７等の露受け（図示せず）、ドレン受け部１９ａに溜まったドレン水を他の部材を用いることなしに、排水できる成型が可能となる。

庫内底板１９の略中央部には、周囲に略リング状の立上部１９ｄを設けることにより多翼ファン１１が収容されるファン収容部１９ｅが画成されており、図３に示すように、ファンケーシング１１ａに収容され取り付けられるようになっており、また、庫内底板１９の周辺部には排水孔１９ｇが設けられている。これにより、多翼ファン１１のケーシング１１ａが隙間なく容易に取り付けられ、ドレン水の排出構造を容易に成形でき、多翼ファン１１が水に没しない構造が容易に成形できる。

さらに、圧縮機６の配置位置に対向する庫内底板１９の周辺部には、圧縮機６及びアキュムレータ６ａの頭部が収容される膨出部１９ｆが形成されており、また、庫内底板１９の奥行方向後部側には、ドレン排水部１９ｉに連通するドレン受け部１９ａが形成されている。これにより、圧縮機６が縦型の場合でも、機械室５の高さを抑制でき、同一外形でショーケースの収容能力を増大させることができる。なお、ショーケース１の後側に配置された蒸発皿１８を保守点検するために、主枠（図示せず）に点検孔を設けることにより、点検が容易に行なえるようにしてもよい。

なお、上記のように多翼ファン１１を用いることにより、静圧特性に優れているため、省スペース化と風量を確保でき、また、静音化を図ることができ、さらに、ショーケースにおいて、収容能力が向上し、貯蔵室２と機械室４間に設けられるハンドレール部の低床化を図ることができる。

ショーケース１は上記構造を有しており、それぞれの棚板３毎に加熱と冷却が設定できるが、加熱時には棚板３を下側から順に用いる。従って、２棚板加熱、２棚板冷却として使用する場合には、上側２棚板が冷却となり、下側２棚板が加熱となる。春季あるいは秋季において、商品の売れ行きに応じて加熱と冷却の棚板の比率を変更するには、店舗側で加熱・冷却切替スイッチ１６ｃを選択的に切り替えて行なう。

また、冷却時には、図３の冷気吹出口２ｂから冷気が吹出すようになっており、一方、加熱時には冷気吹出口１３が庫内ダンパ１２によって閉じられ、冷気は遮断される。

加熱時には、各棚板の下に取り付けられている棚ヒータ１５に通電がなされ、板金で構成される棚板３を介して商品が直接加熱される。この棚ヒータ１５の通電量は、各棚板３の下側に取り付けられている棚温度センサ１３ａの検出温度によって個別に制御される。

冷却運転では、最上段の棚板３の前側に取り付けられている貯蔵庫温度センサ２ａの温度に基づき圧縮機６を駆動するインバータ６ｉの出力周波数が制御される。貯蔵庫温度センサ２ａの検出温度が設定温度に到達すると圧縮機６は停止し、貯蔵庫温度センサ２ａの検出温度が設定温度を超えると圧縮機６が起動する。

次に本発明に係るショーケースの動作について、図７に示すフローチャートに沿って説明する。

最初に加熱・冷却切替スイッチ１６ｃの設定を読み込み、その状態に基づき加熱要求の有無をチェック（Ｓ１）し、加熱要求のある場合、加熱要求のある棚板３の棚温度センサ３ａの出力からその棚板３の底板に設けられている棚ヒータ１５の通電量制御を行なう（Ｓ２）とともに当該棚板３の庫内ダンパ１２を閉じる（Ｓ３）。

さらに、冷却要求があるかどうか、すなわち冷却要求のある棚板３の有無がチェックされる（Ｓ４）。

冷却要求があれば貯蔵室温度センサ２ａの検出温度に基づき圧縮機６の回転数やＯＮ／ＯＦＦを制御する（Ｓ５）。

ここで、圧縮機６のＯＦＦすなわち、貯蔵庫温度センサ２ａの検出温度が設定温度に到達していることを検出する（Ｓ６のｙｅｓ）と、電動膨張弁８を全開とする（Ｓ７）。

この結果、棚ヒータ１５の熱により冷凍サイクル４の構成部品が棚ヒータ１５の熱的影響を受けたとしても高圧圧力が極端に上昇することは防止できる。この冷凍サイクル４には冷媒としてＲ４１０Ａが使用されており、このＲ４１０Ａは特に温度上昇に対して高圧圧力が上昇しやすい冷媒であるが、電動膨張弁８が全開であるため、冷凍サイクル４全体で圧力は均一化され、高圧上昇は抑えられる。また、Ｓ４にて冷却要求がなければＳ１４で圧縮機６を停止状態に保持して、電動膨張弁８を全開にする。

一方、Ｓ６において圧縮機６が運転中であれば電動膨張弁８は冷凍サイクル４の温度によって開度が最適となるように制御される（Ｓ８）。

最初のＳ１において加熱要求がなければ、冷却要求の有無がチェックされる（Ｓ９）。

ここで冷却要求もなければ機器は運転する必要がない状態であり、全ての運転を停止する（Ｓ１０）。

Ｓ９にて冷却要求があれば、Ｓ５同様に貯蔵室温度センサ２ａの検出温度に基づき圧縮機６の回転数やＯＮ／ＯＦＦを制御する（Ｓ１１）。

ここで、圧縮機のＯＦＦすなわち、貯蔵庫温度センサ２ａの検出温度が設定温度に到達していることを検出する（Ｓ６のｙｅｓ）と、電動膨張弁８を全閉にする（Ｓ１３）。

これにより冷却されている蒸発器７の温度を低温に維持する。この場合には加熱動作している棚板３がないため、電動膨張弁８を全閉にしても問題がなく、冷気が有効に使用できる。

Ｓ１２において圧縮機６が運転中であれば、電動膨張弁８は冷凍サイクル４の温度によって開度が最適となるように制御される（Ｓ８）。

また、冷却動作中からすべての棚板が加熱動作に切り替えられた場合にもＳ４で冷却要求がなくなったことを判断し、Ｓ１４、Ｓ７で圧縮機６を停止するとともに電動膨張弁８を全開にするため冷凍サイクル４中の高圧圧力の上昇が確実に防止できる。

上記のように本実施形態のショーケースによれば、圧縮機の停止時に、電動膨張弁の開度を大きく制御し、貯蔵庫内が棚ヒータにより加熱された場合でも、一部の冷凍サイクルの圧力が異常に上昇することなく、冷凍装置の構成機器の破損をまねくこともなく安全に運転できる。さらに、少なくとも１つの棚が加熱時の圧縮機停止時には、前記電動膨張弁の開度を全開にし、全ての棚が加熱以外の時の圧縮機停止時には、前記電動膨張弁の開度を全閉にすることで冷凍サイクルの高圧上昇が発生し得ない条件では蒸発器の冷気を有効に活用して省エネルギーを図ることもできる。

本発明の一実施形態に係るショーケースの斜視図。本発明の一実施形態に係るショーケースに用いられる冷凍サイクルの概念図。本発明の一実施形態に係るショーケースの縦断面を示す概念図。本発明の一実施形態に係るショーケースの制御回路図。本発明の一実施形態に係るショーケースの機械室の平面を示す概念図。本発明の一実施形態に係るショーケースに用いられる庫内底板の平面図。本発明に係るショーケースの動作のフローチャート。

符号の説明

１…ショーケース、２…貯蔵室、３…棚板、３ａ…棚板温度センサ、４…冷凍サイクル、５…機械室、６…圧縮機、７…蒸発器、８…電動膨張弁、８ａ…弁制御手段、１０…凝縮器、１１…多翼ファン、１２…庫内ダンパ、１３…冷気吹出口、１４…冷気吸込口、１５…棚ヒータ。

Claims

冷凍サイクルの運転により貯蔵室内を冷却するか、あるいはヒータにより貯蔵室内を加熱するかの選択的切り替えが可能なショーケースにおいて、前記冷凍サイクルは圧縮機、蒸発器、電動膨張弁、凝縮器が順次配管によって連通されてなり、前記圧縮機の停止時に、前記電動膨張弁の開度を大きくする制御手段を設けたことを特徴とするショーケース。
前記冷凍サイクル中に用いられる冷媒は、Ｒ４１０Ａであることを特徴とする請求項１に記載のショーケース。
前記貯蔵室は多段の棚を備え、各棚毎に加熱と冷却の切り替えが可能で、前記制御手段は、少なくとも１つの棚が加熱時の圧縮機停止時に、前記電動膨張弁の開度を全開にし、全ての棚が加熱されていない時の圧縮機停止時には、前記電動膨張弁の開度を全閉にしたことを特徴とする請求項１または２に記載のショーケース。