JP2014059090A - 冷却機器 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機が保護のために停止している事態をユーザーに対して知らせることができるようにする。
【解決手段】圧縮機２１を含む冷凍サイクル２０を備え圧縮機２１の運転により冷却動作が行われ、かつ圧縮機２１を過電流から保護する機能を備えた冷却機器において、圧縮機２１の運転に係る物理量を検知する検知装置２５と、同検知装置２５の検知信号に基づいて圧縮機２１が運転状態にあるか停止状態にあるかを判別し、停止状態にあると判別した場合に判別信号を出力する判別装置３３と、その判別信号を受けて圧縮機２１が停止状態であることを報知する報知装置４０と、が具備されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧縮機を含む冷凍サイクルを備えて冷却動作を行う冷却機器に関する。

例えば冷却庫では、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器等を循環接続した冷凍サイクルを備え、圧縮機を運転することにより蒸発器付近で冷気を生成して、これを庫内ファンにより庫内へ循環供給することにより庫内を冷却するようになっている。
ここで、電源事情が悪くて低電圧であり、冷凍サイクル的に高負荷状態で圧縮機の運転が開始されると、過電流が流れて焼損等を招くおそれがあるため、過電流が流れた場合にそれを検知して、圧縮機への通電を停止しすなわち圧縮機の運転を強制的に停止して保護する手段が講じられている。なお、高負荷状態が解消されれば、圧縮機は再運転される。このような圧縮機の保護手段については、下記特許文献１等に記載されている。

特開平７−２０１２６２号公報

しかるに従来では、圧縮機の保護はなされるものの、保護のために圧縮機の運転が停止していることについては、ユーザーにはフィードバックされない。そのため、圧縮機の運転が長期に亘って停止して貯蔵物に悪影響を与えるほどになったとしてもそれを未然に防止することができず、また、高負荷状態を除去するべく手当を行うタイミングが遅れてしまうといった不具合があり、その対策が切望されていた。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、圧縮機が保護のために停止している事態をユーザーに対して知らせることができるようにするところにある。

本発明は、圧縮機を含む冷凍サイクルを備え前記圧縮機の運転により冷却動作が行われ、かつ前記圧縮機を過電流から保護する機能を備えた冷却機器において、前記圧縮機の運転に係る物理量を検知する検知装置と、同検知装置の検知信号に基づいて前記圧縮機が運転状態にあるか停止状態にあるかを判別し、停止状態にあると判別した場合に判別信号を出力する判別装置と、前記判別信号を受けて前記圧縮機が停止状態であることを報知する報知装置と、が具備されているところに特徴を有する。
圧縮機が運転されるタイミングにおいて、同圧縮機の運転に係る物理量が検知装置で検知され、判別装置ではその検知信号に基づいて圧縮機が運転状態にあるか停止状態にあるかが判別され、停止状態にあると判別された場合には判別信号出力される。報知装置は同判別信号を受けることで圧縮機が停止状態である旨を報知する。
圧縮機が保護のために運転停止の状態にあることをユーザーに知らせることができ、冷却不備に対する対応や、高負荷状態の解消等の対応を迅速に行うことが可能となる。

また、以下のような構成としてもよい。
（１）前記冷却機器が前記圧縮機の運転に伴い庫内を冷却する冷却庫であって、前記物理量が庫内温度であり、前記検知装置は、庫内温度を検知する庫内サーミスタであるとともに、前記判別装置は、前記庫内サーミスタで検知された庫内温度が所定時間内に所定値降下しなかった場合に前記圧縮機が停止状態にあると判別するものである。
圧縮機が運転されるタイミングにおいて庫内温度が検知され、庫内温度が所定時間内に所定値降下しなかった場合には、冷却機能が発揮されていない、すなわち圧縮機が停止状態にあると判別される。

（２）前記物理量が前記圧縮機の両端に印可される電圧であり、前記検知装置は前記電圧を検知する電圧検知部であるとともに、前記判別装置は、前記電圧検知部で検知された電圧値が０であった場合に前記圧縮機が停止状態にあると判別するものである。
圧縮機が運転されるタイミングにおいて同圧縮機の両端に印可される電圧が検知され、検知電圧が無かった場合に圧縮機が停止状態にあると判別される。判別は瞬時に行われる。

（３）前記物理量が前記圧縮機の通電経路を流れる電流であり、前記検知装置は前記電流を検知する電流検知部であるとともに、前記判別装置は、前記電流検知部で検知された電流値が０であった場合に前記圧縮機が停止状態にあると判別するものである。
圧縮機が運転されるタイミングにおいて同圧縮機の通電経路を流れる電流が検知され、検知電流が無かった場合に圧縮機が停止状態にあると判別される。同じく判別は瞬時に行われる。

本発明によれば、圧縮機が保護のために停止している事態をユーザーに対して知らせることができる。

本発明の実施形態１に係る急速冷却庫の内部構造を示す正面図 同平断面図 冷凍サイクルの回路構成図 報知制御系統を示すブロック図 庫内温度の推移を示すタイミングチャート 報知制御のフローチャート 本発明の実施形態２に係る電圧検知回路の回路構成図 報知制御系統を示すブロック図 実施形態３に係る電流検知回路の回路構成図 報知制御系統を示すブロック図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６に基づいて説明する。本実施形態では急速冷却庫を例示している。
急速冷却庫の構造を説明すると、図１及び図２に示すように、機械室１１の上面に断熱箱体製の冷却庫本体１０が載置され、その前面開口部に断熱扉１２が揺動開閉可能に装着されており、本体１０内の正面から見た右側が食品の収納室１３に、左側が冷却ユニット１６の設置室１４となっている。
収納室１３には、左右一対のトレイ受け１５が対向して配設され、食品を入れたトレイＴが複数段にわたって出し入れ可能に収納される。
冷却ユニット１６は、冷却器１７とその前方に配された冷却ファン１８をケーシング１９内に収めてユニット化したものであり、庫内の左側壁との間に間隔を開けた形態で設置室１４内に設置されている。

冷却器１７は、図３に示すように、機械室１１内に装備された圧縮機２１、凝縮器２２及びキャピラリチューブ２３（膨張弁）と冷媒管２４により循環接続され、周知の冷凍サイクル２０が形成されている。
冷却運転は、圧縮機２１と冷却ファン１８とが駆動されることで行われ、図２の矢線に示すように、収納室１３の空気が冷却ユニット１６内に吸引されて冷却器１７を通過する間に冷気が生成され、冷却ユニット１６の背面側に吹き出された冷気が、冷却ユニット１６の手前側と奥側の側面に分かれて回り込んだのち、収納室１３に送り込まれるといった循環流を生じ、トレイＴに入れられた食品が冷却されるようになっている。
冷却運転中は、冷却ユニット１６の奥面に設けられた庫内サーミスタ２５によって庫内温度が検知され、予め設定された庫内設定温度との比較において圧縮機２１の運転と停止とが制御されて、庫内がほぼ設定温度に維持されるようになっている。

当該急速冷却庫の基本的な使用態様は、図５に示すように、加熱調理後の高温の食品をトレイＴに入れて収納室１３に収容したのち、収納室１３に冷気を循環させることでトレイＴに入れられた食品を短時間で冷却する急速冷却運転が実行され、例えば芯温センサ２７（図１）によって食品が所定温度まで冷却されたことが検知されると急速冷却運転が停止され、必要に応じて保冷運転に切り替わる。そののち適当なときに、断熱扉１２を開いてトレイＴが庫外に出され、トレイＴが出されたら断熱扉１２を閉じて次の急速冷却運転が開始されるまで待機するようになっている。

ここで、当該急速冷却庫の冷却運転が開始され、すなわち圧縮機２１が起動される際、電源事情が悪い等で電源電圧が低く、冷凍サイクル的に高負荷状態で圧縮機２１の運転が開始されると、過電流が流れて焼損を招く等のおそれがある。そのため、バイメタル等を有する保護装置を備え、過電流が流れた場合にそれを検知して、圧縮機２１への通電を停止しすなわち圧縮機２１の運転を強制的に停止して保護する手段が講じられている。

さて本実施形態では、上記のように圧縮機２１が保護のために停止している事態をユーザーに報知するべく手段が設けられている。そのため、図４に示す報知制御系統が構築されている。
同制御系統には、マイクロコンピュータを備えて所定のプログラムを実行可能とした制御部３０が設けられている。制御部３０の入力側には、圧縮機２１の運転制御状態を検知する圧縮機制御検知部２６と、庫内温度を検知する上記の庫内サーミスタ２５が接続されている。
一方、出力側には、報知ランプ４０と、圧縮機２１の駆動系統を切断する駆動系統切断部４１とが接続されている。報知ランプ４０は、図１に示すように、冷却庫本体１０の正面上縁部に設けられた操作盤４０Ａに装備されている。

制御部３０には、記憶部３１、第１タイマ部３２及び判別部３３が設けられている。記憶部３１は、所定のタイミング、例えば圧縮機２１の起動時（図５のタイミングＡ）における庫内温度(Ａ)を取り込んで記憶する機能を果たす。第１タイマ部３２は、上記の庫内温度(Ａ)が取り込まれたのち２度目の庫内温度を取り込むまで（タイミングＢ）の時間を規定するものである。
判別部３３は、比較部３４と信号出力部３５とから構成される。比較部３４では、上記した第１タイマ部３２で規定されたタイミングＢで庫内温度(Ｂ)を取り込み、上記の記憶部３１に記憶された庫内温度(Ａ)から庫内温度(Ｂ)を差し引いた温度値と、予め定められた所定の温度降下値αとを比較する。信号出力部３５では、上記の比較結果に基づき、「庫内温度(Ａ)−庫内温度(Ｂ)＜温度降下値α」であった場合に判別信号を出力するようになっている。

上記の判別信号は、報知ランプ４０と駆動系統切断部４１とに出力される。報知ランプ４０が判別信号を受けると点灯制御される。駆動系統切断部４１が判別信号を受けると、圧縮機２１の駆動系統を切断するように機能する。
なお、上記した制御部３０には第２タイマ部３６が設けられており、この第２タイマ部３６は、上記の判別信号が出力されたのち所定の切断時間が経過したら、駆動系統切断部４１に対し切断状態を解除して接続状態に復帰させるべく切断解除信号を送出するように機能する。

続いて、本実施形態の作用の一例を図５のタイミングチャートを参照しつつ図６のフローチャートに基づいて説明する。
この種の急速冷却庫では、加熱調理後の高温の食品を短時間で冷却する急速冷却運転を開始するときが、冷凍サイクル的に高負荷状態になりやすく、すなわち圧縮機２１の保護機能が発揮される可能性が高いことに鑑み、このタイミングを狙って報知制御を実行するようにしている。

すなわち、急速冷却運転が開始されるべく圧縮機２１が起動がされると、その起動時（タイミングＡ）において、庫内サーミスタ２５で検知された庫内温度(Ａ)が記憶部３１に記憶される（ステップＳ１）。引き続き圧縮機２１がオン制御形態にあって（ステップＳ２が「Ｙｅｓ」）、上記のタイミングＡから第１タイマ部３２に設定された規定時間が経過したら（タイミングＢ）、庫内サーミスタ２５の検知温度が庫内温度(Ｂ)として取り込まれる。

そして続くステップＳ４において、上記の記憶部３１に記憶された庫内温度(Ａ)から２度目に検知された庫内温度(Ｂ)を差し引いた温度値と、予め定められた温度降下値αとが比較される。ここで、圧縮機２１の保護機能が発揮されることなく継続して運転されている限りは、図５に示すように、庫内温度(Ｂ)は、庫内温度(Ａ)から所定の温度降下値αを超えて温度降下しているはずであるから、ステップＳ４は「Ｎｏ」となって、引き続き圧縮機２１の運転すなわち急速冷却運転が実行される。

それに対し、圧縮機２１の保護機能が発揮されて圧縮機２１が停止状態にあると、庫内の冷却がなされないから、２度目に検知された庫内温度(Ｂ)は、庫内温度(Ａ)から所定の温度降下値αを超えるまで温度降下しておらず、したがってステップＳ４は「Ｙｅｓ」となって判別信号が出力される。
続いてステップＳ５において、同判別信号を受けて報知ランプ４０が点灯し、すなわち、圧縮機２１が保護のために停止している事態がユーザーに対して報知される。それとともに、ステップＳ６において、同判別信号を受けることで圧縮機２１の駆動系統が切断される。
上記のように報知がなされたら、例えば一旦電源を切っておいて、急速冷却する食品の収納量や収納態様を変えて冷凍サイクルの高負荷状態を改善したのち、改めて急速冷却運転を開始すればよい。

なお、高負荷状態が一時的なものであって、暫く時間が経てば圧縮機保護が解除される場合もあり得る。それを見極めるには、上記のように、報知ランプ４０が点灯したのちもそのままに放置すると、同報知ランプ４０が点灯してから、すなわち圧縮機２１の駆動系統が切断されてから、第２タイマ部３６で設定された切断時間が経過したら（ステップＳ７が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ８において、圧縮機２１の駆動系統が接続される。

そうすると、圧縮機保護が解消された時点で急速冷却運転が再開され、上記に示した報知制御が実行される。高負荷状態が解消されておれば、圧縮機２１の保護機能が発揮されることなく圧縮機２１が継続して運転され、急速冷却運転が実行される。
高負荷状態が未だ解消されていない場合は、圧縮機２１の保護機能が発揮され、かつそれが報知されるから、改めてメンテナンスの時間を取って、電源電圧の供給回路の改善等を行うようにしてもよい。

いずれにしても本実施形態によれば、圧縮機２１が保護のために運転停止の状態にあることをユーザーに知らせることができ、冷却不備に対する対応や、高負荷状態の解消等の対応を迅速に行うことが可能となる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７及び図８によって説明する。この実施形態２では、圧縮機２１が保護のために停止している事態をユーザーに報知するべく報知制御系統として、上記実施形態１とは別の例を示している。以下には、実施形態１との相違点を主に説明し、実施形態１と同じ機能を有する部位や部材については、同一符号を付すことで、説明を省略または簡略化する。

この実施形態２では、圧縮機２１の両端に印可される電圧を見て、圧縮機２１の保護機能が発揮されているか否かを判別している。
図７には、圧縮機２１の通電経路５０が概略的に示されており、同通電経路５０には、圧縮機２１とリレー接点５１とが直列に接続され、交流電源５２と接続されている。
リレー接点５１の入り切りにより、圧縮機２１に対して通電または断電が切り換えられ、すなわち圧縮機２１の運転と停止とが切り換えられるようになっている。また、保護装置は圧縮機２１に内蔵した形で設けられ、圧縮機２１に過電流が流れた場合に保護装置の機能により通電を断ち、すなわち圧縮機２１を停止するようになっている。

そして、報知制御用として、圧縮機２１の両端に印可される電圧を検知する電圧検知部５３が設けられている。この電圧検知部５３は、後記する制御部３０Ａに搭載されたマイクロコンピュータの保護等のために、検知電圧を降圧して出力する機能を備えている。

この実施形態の制御系統は図８に示すようであり、実施形態１の制御系統と比較すると、制御部３０Ａの入力側に、庫内サーミスタ２５に代わって上記した電圧検知部５３が接続されている。制御部３０Ａには、判別部３３Ａと第２タイマ部３６とが設けられている。
判別部３３Ａは、演算部５５と信号出力部５６とから構成される。演算部５５では、圧縮機制御検知部２６により圧縮機２１がオン制御形態にあることが検知されたことを条件に、電圧検知部５３で検知された検知電圧を取り込み、同検知電圧が「０」であるか否かを演算する。信号出力部５６では、上記の演算結果に基づき、「検知電圧＝０」であった場合に判別信号を出力するようになっている。
その他の制御系統は、上記実施形態１と同様である。

実施形態２の作用の要部を説明すると、圧縮機２１がオン制御されている形態において、圧縮機２１の両端の検知電圧が取り込まれ、判別部３３Ａの演算部５５に出力される。ここで、圧縮機２１の保護機能が発揮されることなく継続して運転されている限りは、「検知電圧≠０」であるから、判別信号が出力されることなく、引き続き圧縮機２１の運転が実行される。
それに対し、圧縮機２１の保護機能が発揮されて圧縮機２１が停止状態にあると、「検知電圧＝０」であるから判別信号が出され、同判別信号を受けて報知ランプ４０が点灯し、すなわち圧縮機２１が保護のために停止している事態がユーザーに対して報知され、それとともに圧縮機２１の駆動系統が切断される。
なお、所定の切断時間が経過したら、圧縮機２１の駆動系統が接続されるようになっていることも同様である。

本実施形態２でも同様に、圧縮機２１が保護のために運転停止の状態にあることをユーザーに知らせることができ、冷却不備に対する対応や、高負荷状態の解消等の対応を迅速に行うことが可能となる。特に、判別が瞬時に行える利点がある。
なお、通電経路５０に設けられたリレー接点５１の故障（閉鎖不良）に起因して、圧縮機２１が停止する可能性があるが、同故障についても報知ランプ４０の点灯によって推測し得る。

＜実施形態３＞
図９及び図１０は、本発明の実施形態３を示す。この実施形態３では、圧縮機２１が保護のために停止している事態をユーザーに報知するべく報知制御系統として、さらに別の例を示し、端的には、圧縮機２１の通電経路５０を流れる電流を見て、圧縮機２１の保護機能が発揮されているか否かを判別している。
図９に示す圧縮機２１の通電経路５０において、同通電経路５０を流れる電流を検知する電流検知部６０が設けられている。この電流検知部６０は、例えばシャント抵抗の両端の電位差に基づいて電流値を求める形式のものである。

この実施形態の制御系統は図１０に示すようであり、実施形態２の制御系統と比較すると、制御部３０Ｂの入力側に、電圧検知部５３に代わって上記した電流検知部６０が接続されている。制御部３０Ｂには、判別部３３Ｂと第２タイマ部３６とが設けられている。
判別部３３Ｂは、演算部６２と信号出力部６３とから構成される。演算部６２では、圧縮機制御検知部２６により圧縮機２１がオン制御形態にあることが検知されたことを条件に、電流検知部６０で検知された検知電流を取り込み、同検知電流が「０」であるか否かを演算する。信号出力部６３では、上記の演算結果に基づき、「検知電流＝０」であった場合に判別信号を出力するようになっている。
その他の制御系統は、上記実施形態２と同様である。

実施形態３の作用の要部を説明すると、圧縮機２１がオン制御されている形態において、圧縮機２１の通電経路５０における検知電流が取り込まれ、判別部３３Ｂの演算部６２に出力される。ここで、圧縮機２１の保護機能が発揮されることなく継続して運転されている限りは、「検知電流≠０」であるから、判別信号が出力されることなく、引き続き圧縮機２１の運転が実行される。
それに対し、圧縮機２１の保護機能が発揮されて圧縮機２１が停止状態にあると、「検知電流＝０」であるから判別信号が出され、同判別信号を受けて報知ランプ４０が点灯し、すなわち圧縮機２１が保護のために停止している事態がユーザーに対して報知され、それとともに圧縮機２１の駆動系統が切断される。同じく、所定の切断時間が経過したら、圧縮機２１の駆動系統が接続されるようになっている。

本実施形態３でも、圧縮機２１が保護のために運転停止の状態にあることをユーザーに知らせることができ、冷却不備に対する対応や、高負荷状態の解消等の対応を迅速に行うことが可能となり、同じく判別が瞬時に行える利点がある。また、リレー接点５１の故障（閉鎖不良）の可能性を、報知ランプ４０の点灯によって知り得ることも同様である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）報知装置は、上記実施形態に例示した報知ランプに限らず、報知ブザー等の他の装置であってもよい。
（２）実施形態１において、温度降下を見るタイミングは例示したタイミングに限らず、要は圧縮機が運転している限り相応の温度降下が見込まれるタイミングであれば任意のタイミングでよい。
（３）実施形態１においても、報知ランプの点灯により、圧縮機の通電回路に設けられたリレー接点の故障を推測することができる。

（４）実施形態２または実施形態３において、検知電圧または検知電流と比較する「０」は、厳密な「０」に限らず、「０」に近い小さな値も含むものである。
（５）実施形態２または実施形態３では、電圧または電流の検知値を連続して取り込む場合を例示したが、判別の瞬時性は多少劣るものの、所定のサンプル時間ごとに間欠的に取り込むようにしてもよい。
（６）実施形態２，３に例示した報知制御方式については、急速冷却庫等の庫内を冷却する形式の冷却庫に限らず、製氷機等の、要は圧縮機を含む冷凍サイクルを備えて同圧縮機の運転により冷却動作が行われ、かつ当該圧縮機を過電流から保護する機能を備えた冷却機器についても、同様に適用することができる。

２０…冷凍サイクル ２１…圧縮機 ２５…庫内サーミスタ（検知装置） ２６…圧縮機制御検知部 ３０，３０Ａ，３０Ｂ…制御部 ３１…記憶部 ３２…第１タイマ部 ３３，３３Ａ，３３Ｂ…判別部（判別装置） ３４…比較部 ３５…信号出力部 ４０…報知ランプ（報知装置） ５０…通電回路 ５３…電圧検知部（検知装置） ５５…演算部 ５６…信号出力部 ６０…電流検知部（検知装置） ６２…演算部 ６３…信号出力部

Claims (4)

1. 圧縮機を含む冷凍サイクルを備え前記圧縮機の運転により冷却動作が行われ、かつ前記圧縮機を過電流から保護する機能を備えた冷却機器において、
   前記圧縮機の運転に係る物理量を検知する検知装置と、
   同検知装置の検知信号に基づいて前記圧縮機が運転状態にあるか停止状態にあるかを判別し、停止状態にあると判別した場合に判別信号を出力する判別装置と、
   前記判別信号を受けて前記圧縮機が停止状態であることを報知する報知装置と、
   が具備されていることを特徴とする冷却機器。
2. 前記冷却機器が前記圧縮機の運転に伴い庫内を冷却する冷却庫であって、
   前記物理量が庫内温度であり、
   前記検知装置は、庫内温度を検知する庫内サーミスタであるとともに、
   前記判別装置は、前記庫内サーミスタで検知された庫内温度が所定時間内に所定値降下しなかった場合に前記圧縮機が停止状態にあると判別するものであることを特徴とする請求項１記載の冷却機器。
3. 前記物理量が前記圧縮機の両端に印可される電圧であり、
   前記検知装置は前記電圧を検知する電圧検知部であるとともに、
   前記判別装置は、前記電圧検知部で検知された電圧値が０であった場合に前記圧縮機が停止状態にあると判別するものであることを特徴とする請求項１記載の冷却機器。
4. 前記物理量が前記圧縮機の通電経路を流れる電流であり、
   前記検知装置は前記電流を検知する電流検知部であるとともに、
   前記判別装置は、前記電流検知部で検知された電流値が０であった場合に前記圧縮機が停止状態にあると判別するものであることを特徴とする請求項１記載の冷却機器。

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