JP2008045831A - 冷熱機器 - Google Patents

Abstract

【課題】水位センサを取付けるときに、冷熱機器に備わっているコントローラの表示部に水位センサからの距離情報を表示することで正確な取付位置を知り、正確な位置に水位センサを設置できて、ドレン水の水位を正確に把握できる冷熱機器方法を得る。
【解決手段】 冷熱機器の運転を制御するコントローラと、ドレン水受け内のドレン水の水面との距離を測定する水位センサとを設置した冷熱機器において、
コントローラは、水位センサが検出した距離情報を表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば冷熱機器としての冷凍冷蔵ショーケースに関するものである。

スーパーマーケットなどの店舗に設置される例えばオープンタイプの縦型冷凍冷蔵ショーケースは、図１４に示すようにショーケース本体の下部に形成される機械室３内に凝縮器２や圧縮機（図示せず）などにより構成される冷凍装置を配設し、ショーケース本体の背面側に設置した冷却器で冷却した冷気で商品収納庫１内に収納した商品を冷却するもので、冷気は循環される。図中５は凝縮器用の送風ファン、６は蒸発板、７はコントローラ制御基板を示す。

冷気は前記のように庫内の空気が循環されるものであるが、商品収納庫１の前面が商品の出入口として開放されているため、ここから暖かい外気が流入し、これに含まれる湿気が冷却器で結露し霜となる。

そして、この着霜により冷却器の能力が低下することを防ぐため、適宜除霜するが、除霜された水分がドレン水として発生する。

このドレン水は、通常は排水用のパイプが接続されてこのパイプで店舗外の排水溝に導かれるが、パイプが固定されるとこの配管によってショーケースの設置位置が固定される。そこで、移動が容易なように圧縮機が組み込まれているショーケースでは、移動性が損われないようドレン水もショーケース内に設置したドレンタンクやドレンパンなどのドレン水受け４に貯留している。

このようにドレン水受け４にドレン水を溜める場合、定期的に排水する必要が生じるが、ドレン水の発生量は天候や、ショーケースのサイズや温度帯、庫内に収納している商品の量などによって左右される。

このため、ドレン水の貯留量を把握して溢水する前に排水する必要があり、超音波センサなどを水位センサ９としてドレン水受け４の上方に設けて貯留量を検出し、満水になるとこれをショーケースの上部前面に設けた満水警報ランプ８で報知するようにしている。図中１０はコントローラ表示・設定基板を示す。

このコントローラ表示・設定基板１０は、図１５に示すように庫内温度などの表示部１１と照明の操作スイッチ１２とを備え、スライド蓋１４を開けば、内部にモード切換え、温度設定、冷非切換えのための操作スイッチ１３が配設されている。

コントローラ制御基板７、コントローラ表示・設定基板１０による設定は、図１６に示す設定モードのように種々の内容があるが、通常運転中にモード切換えと温度設定の２つの操作スイッチ１３を同時に３秒間長押しすることでショーケース機能設定モードに移行する。

ショーケース機能設定モードに移行すれば、モード切換えの操作スイッチ１３を押すことで、表示部１１の表示が図１７に示すようにスクロールしながら変る。この表示は図１６に示す設定モードのモニタ記号を示す。

以上のようにして運転内容をコントローラ表示・設定基板１０の操作スイッチ１３を押すことで設定して運転を行うが、水位センサ９として超音波センサを使用する場合は、この水位センサから発信される超音波がドレン水受け４に溜まったドレン水の水面に反射して戻るまでの時間を計測し、この時間に基いてコントローラ制御基板７で水面と水位センサ９との距離を測定し、さらにこの距離情報をもとにしてドレン水の水面が所定値以上となったときに、満水警報ランプ８に出力して満水状態を報知する。

よって、満水警報ランプ８でドレン水受け４の満水状態が正確に報知されるためには、水位センサ９とドレン水受け４とが正確な距離をもって設置される必要がある。

すなわち、ドレン水受け４の上方に配設する水位センサ９の位置と、ドレン水受け４から水が溢れる位置とが把握されれば、水位センサ９からの出力値によってドレン水の水位があと何ｍｍ上昇すればドレン水受け４からドレン水が溢れるかがコントローラ制御基板７で判定することができる。そのためには、水位センサ９が正確な位置に設置されることが要求される。

前記従来技術は、当業者間で一般に行われているものであり、文献公知発明にかかるものではない。

水位センサの取付位置がずれると、その分だけ検出誤差が生じる。また、取付位置はショーケース等の冷熱機器機体の相違により冷熱機器毎に異なることもあり、これを看過すると間違った位置に取り付けてしまうことになる。

また、ドレン水受けが浅い構造の場合は、許容誤差も少なくなり、取付精度が特に要求され、基本的には水位０の位置にドレン水受けの底部が位置するように設置する必要があるが、水位センサ自体にも個体間にバラツキがあり個体誤差があるために、このバラツキを解消するための調整作業も要して作業には時間と手間を要する。

さらに、個々の冷熱機器で水位センサの正規の取付位置が異なる場合は、装置取付の作業者はショーケース毎に個々に定規などの用具を使用して距離を測定しながら、適切な取付位置を決定する作業が必要となり、作業時間も長時間を要し、間違いによる水漏れなどの発生もある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、水位センサを取付けるときに、ショーケース等の冷熱機器に備わっているコントローラの表示部に水位センサからの距離情報を表示することで正確な取付位置を知り、正確な位置に水位センサを設置できて、ドレン水の水位を正確に把握できる冷熱機器を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、冷熱機器の運転を制御するコントローラと、ドレン水受け内のドレン水の水面との距離を測定する水位センサとを設置した冷熱機器において、
コントローラは、水位センサが検出した距離情報を表示することを特徴とするものである。

以上述べたように本発明の冷熱機器は、冷熱機器に備わっているコントローラの設定操作部で所定の入力操作を行うことにより、コントローラの表示部に水位センサが検出した距離情報が表示されるから、この表示内容に基いて例えば水位センサの取付位置を決定すれば、正確な位置に水位センサを設置できる。これにより、冷熱機器ごとに設置位置が異なっていても、定規などで計測しながら設置する手間が省け、作業性と設置精度を向上できるものである。

以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の冷熱機器の第１実施形態を示す設定モードで、本発明が実施される冷熱機器としてのショーケースは、既に説明したようにドレン水受け４をショーケース内に設置し、水位センサ９として超音波センサを使用し、この超音波センサから発信する超音波がドレン水の水面に反射して戻るまでの時間によりこの間の距離を測定し、この距離情報をもとに水位を測定し、この水位がショーケースごとに設定されている所定の水位以上の値になったときに警報を発するものである。

本発明では、かかるショーケースにおいて、図１６について既に説明した設定モードに加えて、水位センサの取付位置を確認するための設定モードとして水面距離モニタを設けた。

よって、水位センサ９をショーケースに取り付けた後、取付位置を確認し決定するには、図２のフローチャートに示すように、ショーケースの電源をオンし、水位センサ９が接続されていることを確認した上で（ステップ１）、操作スイッチ１３を操作して水面距離モニタに切換えれば、表示部１１のモニタ記号の表示が図１に示すような水面距離モニタに切換わり、ドレン水の距離情報がショーケースコントローラ表示・設定基板１０の表示部１１に、水面までの距離情報としての数値で（第４実施形態）表示される（ステップ２）。

この表示方法は、図３に示すように７セグメントのいずれかを点灯して数値として表示するが、表示部１１は温度表示のために設けたものであるため、２桁表示になっている。このため、１００ｍｍを超える数値を表示したい場合は、マイナスを表示するセグメントを利用し、このマイナス表示のセグメントを点灯させるようにした。
尚、ドレン水受け４は予めサイズは判っており、水位センサ９とドレン水受け４との距離も判っておるので、表示情報としては、水位センサ９とドレン水の液面の距離ではなく、ドレン水が今どれくらいあるかを、例えばリットル表示したり、もしくは、水深表示する切替もプログラムの設定で可能としている。

このようにして水位センサ９とドレン水受け４内の水面との距離が測定され、例えば、操作スイッチ１２，１３を押された（ステップ３）、もしくは吹出温度が５度下がった（ステップ４）、もしくはこの水面位置情報が１分表示されれば（ステップ５）、通常冷却運転の実施に移行し、表示部１１には庫内温度の数値が表示される（ステップ６）。

なお、前記（ステップ１）の段階で、電源がオンし（第２実施形態）、または、電源がオンして水位センサ９が接続されていることが確認されたならば（第３実施形態）、前記のような操作スイッチ１３を操作して水面距離モニタに切換える所定の特別な操作を行わずに、自動的に水位センサ９と水面との距離を測定して水面位置情報を表示部１１に表示することもできる。
尚、ここでの実施例では、ステップ７で電源オンしてから１分間は水位センサ９が接続されるかを待っている。

以上のようにして必要な時に所定の特定操作を行うことで、または、電源投入時に水面位置情報を表示する。

図４は第５実施形態を示す設定モードで、前記第１〜第４実施形態では実際に測定した水面位置情報を表示したが、正常範囲の水面位置情報を、水面と水位センサ９との距離として、また、水面の警報開始位置として、予め初期設定により入力しておき、測定された水面位置情報がこの正常範囲にあるか否かのみを判定するようにした。これにより、水位センサ９の取付位置確認が容易になる。

図５は第５実施形態の水位センサ９が所定位置にあるか否かの判断動作を示すフローチャートで、ショーケース電源がオンし、水位センサが接続されている状態で（ステップ１）、測定された水位センサ９と水面との距離が初期位置の±２ｍｍの範囲内にあれば（ステップ２）、正規の位置に水位センサ９が取付けられたものと判断して、ドレン水の距離情報をコントローラ表示・設定基板１０の表示部１１に出力しその旨を例えば１分間表示し（ステップ３）（ステップ４）し、その後は通常冷却運転の実施に移行し、表示部１１も庫内温度の表示を行う。

前記（ステップ２）の段階で測定された水位センサ９と水面との距離が初期位置の±２ｍｍの範囲内にない場合は、ドレン水の距離情報をコントローラ表示・設定基板１０の表示部１１に点滅出力しその旨を例えば１分間表示し（ステップ３）（ステップ４）し、その後は通常冷却運転の実施に移行し、表示部１１も庫内温度の表示を行う。

以上のようにして水面位置情報の表示を数字情報ではなく、予めコントローラに記憶させておいた設定値に比較して正常範囲か否かの情報で表示する。これにより水位センサの取付時の精度を緩和できる。

図６は第６実施形態を示し、ドレン水受け４の底置認知モードとして、ドレン水受け４の取付時に、ドレン水受け４の底までの距離を予め基準距離として記憶させておき、この基準距離から水面が例えば１０〜１００ｍｍ上昇したならば満水報知するように、水位センサ警報開始する水位上昇値を設定しておく。そして、水位センサ９からの出力に基いて、この距離だけ水位が上昇すれば満水報知する。
尚、ドレン水受け４は予めサイズは判っており、水位センサ９とドレン水受け４との距離も判っておるので、設定情報としては、水位上昇距離ではなく、ドレン水が今どれくらいあるかを、例えばリットル表示したりする切替も可能としている。

この場合は、水位センサ９の取付位置に多少の誤差があっても、また、水位センサ９個体にバラツキがあっても、ドレン水受け４の底部からの水位上昇値により満水を判定するから、前記水位センサ９側のバラツキなどを吸収でき、設置作業も容易である。

図７、図８は第７実施形態を示し、図８に示すようにドレン水受け４の例えばドレン水が溢れる口縁に基準距離調整用の板１５（板厚１ｍｍ程度）を設けておき、水位センサ９から発信される超音波をこの板１５で反射させてこの位置と水位センサ９との距離を基準距離としてコントローラ制御基板７に予め設定しておく。

さらに、この基準距離から例えば１０ｍｍ程度下方の位置を満水の警報開始を行う位置として設定する。このように水位センサ９の取付時には、水位センサ９と水面との距離を具体的に計測することなく、計測した基準距離と満水警報開始の位置のみを設定しておくことで、通常運転時には満水を正確に報知できる。よって、水位センサ９取付時の取付精度を得るための作業を簡略化できる。
尚、ドレン水受け４は予めサイズは判っており、水位センサ９とドレン水受け４との距離も判っておるので、表示情報としては、水位センサ９とドレン水の液面の距離ではなく、ドレン水が今どれくらいあるかを、例えばリットル表示したり、もしくは、水深表示する切替も可能としている。

図９、図１０、図１１は第８実施形態を示し、前記のようにして取得できる水位センサ９の取付位置の距離情報は取付時の温度情報をもとに補正するようにした。そのための構成として図９に示すようにコントローラ制御基板７に接続用ケーブル１７でショーケース外に設けた温度計としての検査装置１６を接続する。

距離情報は前記のように超音波式の水位センサ９を使用して音波が発信されて戻るまでの時間をもとにして距離を算出する場合、空気中の音の速度は温度が高いほど速くなるので、温度値を考慮して補正する必要があり、一般に用いられているセシ温度（Ｔ）による音速（Ｖ）を求める式は下記の通りである。
Ｖ＝３３１．５＋０．６１Ｔｍ／ｓｅｃ

よって、距離は音速が速くなると近いと判断するので、温度が高くなると距離を近く判定する。このため、ここではセシ０℃を基準にして、かりに２０℃の時の時間をｔ２０とするならば、０℃での戻り時間ｔ０はｔ０＝ａ２０（１＋０．６１／３３１．５×２０）で算出できる。そして、このｔ０を基にして距離換算する。

通常ショーケースの使用領域は０℃〜５０℃で、同じ距離であっても０℃が距離を一番遠いと判断するので、ここを基準距離にすれば、以後、通常の使用で距離を近いと判断するので、温度影響でドレン水が溢れることはなく、７０ｍｍ（超音波式の水位センサで計測可能な水位センサと水面との最短距離とされる）の往復範囲で温度が５０℃であっても影響は７ｍｍ程度であり、事実上許容範囲とすることができる。
しかし、基準距離測定と冷却運転中でのドレン水測定で、温度が異なると倍の１４ｍｍ程度はなれる危険が出るので、少なくとも基準距離での誤差をなくせば、以後の温度誤差を容認範囲にいれることが可能となる。

次に図１１のフローチャートについて温度補正の動作を説明する。電源を投入したとき（ステップ１）、ファン５などの全ての電気機器は停止状態として水面に波が立つなどして距離測定に影響が出ない状態としておく。

そして、水位センサ９の取付位置の基準距離を設定する場合（ステップ２）、基準距離を測定する（ステップ３）。これはドレン水の水面との距離を測定して、この状態を基に以後、ドレン水上昇の判断を行うためのものである。

この距離測定に際し、図１０に示すように検査装置１６に設けてある温度センサ１６ａから周囲温度の温度データを入手する（ステップ４）。そして、この温度データをもとにして基準距離を０℃換算値に換算してＥＥＰＲＯＭに記憶する（ステップ５）。これにより基準距離を温度により補正する。以後は通常冷却運転を実施する（ステップ６）

前記は温度データをショーケース外部の検査装置１６から得たが、これに限定されるものではなく、図１２のフローチャートに示すようにショーケースの庫内温度の温度管理用のものとしてショーケースに通常設置されている温度センサとして例えばショーケース吹出し口の温度を検出する吹出しセンサからの温度データ（ステップ４）を利用することもできる。

なお、ショーケースに通常設置されている温度管理用の温度センサを使用する場合の温度センサは、図１２のフローチャートに示した吹出しセンサに限定されるものではなく、吸込みセンサ、除霜センサ、またはこれらの組合わせとすることもできる。

また、図１３のフローチャートに示すように温度データを例えば吹出しセンサと除霜センサとから得る場合（ステップ４）、両センサの温度データの差が±３℃以内にある場合（ステップ５）にのみ、この温度データを補正のための周囲温度データとして採用する。温度差が±３℃以外の場合は、温度が一致していないことを表示する（ステップ８）。

なお、図１３のフローチャートで、温度センサの組合わせを吹出しセンサと除霜センサとしたが、これに限定されるものではなく、他のセンサの採用も可能であり、また、温度差も３℃以内に限定されるものではない。

なお、前記実施形態は縦型の冷凍冷蔵オープンショーケースに実施した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、上面を開口に形成した平型の冷凍冷蔵ショーケースや、冷凍専用、冷蔵専用のショーケースにも実施可能であり、ショーケースでなくとも、除湿機や、エアコン、乾燥機などの冷熱機器にも実施できる。
また、実施例で使用されている距離、時間、記号、点滅か点灯、表示についての選定は最初の決め方によるので、そのことだけに限定するものではなく、例えば距離情報であれば、単位はｍｍでなくとも、ｃｍであってもよく、異常時を点灯にしてもかまわない。
更に設定範囲も、機種ごと形状が異なるので、使用する機種に併せて適時に変えることは、当然のことである。
基準値の決め方も、温度補正では０℃への換算を行っているが、他の温度を用いて換算してもかまわない。

本発明冷熱機器の第１実施形態を示す設定モード図である。 本発明の冷熱機器の第１、第２、第３実施形態を示す取付動作のフローチャートである。 本発明の冷熱機器の第１、第２、第３、第４、実施形態を示す表示部の正面図である。 本発明の冷熱機器の第５実施形態を示す設定モード図である。 本発明の冷熱機器の第５実施形態を示す取付動作のフローチャートである。 本発明の冷熱機器の第６実施形態を示す設定モード図である。 本発明の冷熱機器の第７実施形態を示す設定モード図である。 本発明の冷熱機器の第７実施形態を示す水位センサとドレン水受けとの関係を示す正面図である。 本発明の冷熱機器の第８実施形態を示すショーケースの斜視図である。 本発明の冷熱機器の第８実施形態を示す制御ブロック図である。 本発明の冷熱機器の第８実施形態の取付動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の冷熱機器の第８実施形態の取付動作の第２例を示すフローチャートである。 本発明の冷熱機器の第８実施形態の取付動作の第３例を示すフローチャートである。 冷熱機器の代表例であるショーケースの斜視図である。 冷熱機器のコントローラ表示・設定基板の正面図である。 冷熱機器の設定モード図である。 冷熱機器の表示部の表示状態を示す正面図である。

符号の説明

１ 商品収納庫 ２ 凝縮器
３ 機械室 ４ ドレン水受け
５ ファン ６ 蒸発板
７ コントローラ制御基板
８ 満水警報ランプ ９ 水位センサ
１０ コントローラ表示・設定基板
１１ 表示部 １２ 操作スイッチ
１３ 操作スイッチ １４ スライド蓋
１５ 板 １６ 検査装置
１６ａ 温度センサ １７ 接続用ケーブル
１８ 棚 １９ 庫内底部
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 水位センサ
２１ 流路

Claims (12)

1. 冷熱機器の運転を制御するコントローラと、ドレン水受け内のドレン水の水面との距離を測定する水位センサとを設置した冷熱機器において、コントローラは、水位センサが検出した距離情報を表示することを特徴とする冷熱機器。
2. 冷熱機器の運転を制御するコントローラと、ドレン水受け内のドレン水の水面との距離を測定する水位センサとを設置した冷熱機器において、電源投入後の所定の時間、もしくは、コントローラに所定の入力が入るまで前記水位センサが検出した距離情報を表示することを特徴とする冷熱機器。
3. 電源投入後任意の時間内に水位センサがコントローラに接続されているか否かを判断し表示することを特徴とする請求項2記載の冷熱機器。
4. 前記表示は、水位センサで計測された水位センサとドレン水水面までの間の距離データを水量を示す数値に変換して表示する請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷熱機器。
5. 電源投入後任意の時間内にコントローラは水位センサが所定位置に設置されたか否かを判断することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の冷熱機器。
6. 冷熱機器の運転を制御するコントローラと、ドレン水受け内のドレン水の水面との距離を測定する水位センサと報知手段を設置した冷熱機器において、前記ドレン水の報知する量は、任意に設定できることを特徴とする冷熱機器。
7. 冷熱機器の運転を制御するコントローラと、ドレン水受け内のドレン水の水面との距離を測定する水位センサと報知手段を設置した冷熱機器において、前記ドレン水の報知する量は、このドレン水底の位置からの上昇値として設定することを特徴とする冷熱機器。
8. 冷熱機器の運転を制御するコントローラと、ドレン水受け内のドレン水の水面との距離を測定する水位センサと報知手段を設置した冷熱機器において、ドレン水受けの保持容量をコントローラに記憶させ、この容量に基いて水面が上昇したときの報知水位を定めることを特徴とする冷熱機器。
9. 前記ドレン水底の位置からの上昇値と前記ドレン水受けの保持容量は温度情報をもとに補正することを特徴請求項７および請求項８記載の冷熱機器。
10. 前記温度情報は、冷熱機器外に設けた温度計から取得することを特徴とする請求項９記載の冷熱機器。
11. 前記温度情報は、冷熱機器内の温度管理用の温度センサからの温度データを用いることを特徴とする請求項９記載の冷熱機器。
12. 前記温度情報は、複数の温度センサから取得され、かつ、取得された温度データの差が所定の範囲内にあることを条件とすることを特徴とする請求項１１記載の冷熱機器。

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