JP2014115063A - ショーケースの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】商品配置や周辺環境による陳列棚内の温度ムラの抑制を可能とする簡素な構成のショーケースの制御装置を提供する。
【解決手段】商品を陳列する陳列棚にヒータおよび温度センサを設け、温度センサによる検出温度に基づいてヒータを加温制御するショーケースの制御装置であって、ヒータはそれぞれの陳列棚に一個ずつ設けられるものであり、温度センサは、それぞれの陳列棚の中央部に配置される第１センサと、側端部に配置される第２センサとからなり、第１および第２センサによる検出温度Ｔ１、Ｔ２と、これら２つの検出温度の温度差との関係に基づいて、ヒータを制御するようにする。
【選択図】図６

Description

本発明は、加熱した商品および冷却した商品を展示販売に供する冷温蔵用のショーケースの制御装置に関し、特に、商品の陳列棚に加温用のヒータと温度センサを設け、温度センサの検出温度に基づいてヒータを制御するショーケースの制御装置に関するものである。

従来、加熱した商品および冷却した商品を展示販売に供する冷温蔵用のショーケースが知られている。図８は従来の冷温蔵用のショーケースの側断面図である。図８に示すように、このショーケースは断熱壁からなるケース本体１内に前面が開口した商品陳列庫２が区画され、庫内には複数段の商品棚３が設けられている。

商品陳列庫２の外側で商品棚３の後方には通風路４が形成され、冷却手段として通風路４内に冷却器６、通風路４に通じるケース本体１の下部空間５に送風ファン７が設けられている。各商品棚３にはそれぞれ加熱手段としてのヒータ８および温度センサ９が設けられ、これらは図示しないヒータコントローラに接続されている。

このショーケースの冷蔵運転時には、冷却器６に冷媒が供給されると共に送風ファン７が駆動され、通風路４、吹出口１ｂ、商品陳列庫２の前面開口１ａ、吸込口１ｃを通して循環送風され、冷却器６により冷却された冷却風は商品棚３の商品を冷却し、また通風路４を循環する通風は商品陳列庫２の前面開口１ａにエアカーテンを形成し、庫内への外気の進入を遮断する。この冷蔵運転時の商品温度は冷却風の吹出口１ｂに設けられた図示しない温度センサの検出温度に基づいて制御することができる。

一方、温蔵運転においては、各商品棚３のヒータ８にヒータコントローラの加熱電源より給電され、各商品棚３の温度は温度センサ９により検知され、ヒータコントローラで設定された温度に基づいてヒータ８をオン、オフ制御することにより商品の温度を所定の目標値に保温制御する。

この種のショーケースには、以下に示すような商品温度に関する問題点がある。

（１）棚位置に関しては、上段の棚が温まり易いという傾向があり、ショーケース全体における温度設定が同じでも上段の棚の方が品温が高めになる。
（２）商品配置に関しては、前面開口に向かって左右両端に位置する商品は購買客から取り出されないで棚上に滞留し易いという傾向があり、この滞留が続くとその品温が高めになる。この場合、棚中央に配置した温度センサのみで温度制御する方式では、この左右両端の温度は検出されにくい。
（３）商品環境に関して、前面開口からの外気により商品陳列庫内の空気が撹乱され、品温が変わり易いという傾向がある。
（４）販売商品に関して、商品の熱容量の違いや低温商品の補充により、品温がばらつくという傾向がある。特に、商品を補充する際、補充商品の温度は通常低いため販売に供し得る温度に達するまでに時間を要するという問題がある。

このように、冷温蔵用ショーケースにおいては、商品温度に関して、上段が温まり易い、左右両端の商品は滞留が続くと品温が高めになり易い、外気により撹乱され易い、商品の熱容量の違いや低温商品の補充により品温がばらつき易いなどといった問題点がある。こうした問題点を解決し、商品温度を管理制御する技術としては、例えば特許文献１〜６が知られている。

特許文献１（第２〜４ページ、図２）では、商品棚の前部と左右側部に第１のヒータを設けて商品を保温し、さらに商品棚の後部に第２のヒータを設けて商品棚の後部に補充される商品を急速加熱することが提案されている。

特許文献２（第６ページ、図１０）では、保冷手段と加熱手段とを備え、両手段の運転を切り換えることにより冷蔵商品、温蔵商品のいずれか一方の商品を選択して展示販売し得るようにし、その加熱手段は各商品棚のそれぞれ前端側、後端側に略コ字状に配置したヒータと温度センサとからなり、通常は各温度センサの検知温度に基づきヒータのオンオフ制御を行い、後部から商品を補充する場合には通常運転から速熱運転に切り換え、予め設定されたオン時間を経過するまで、前端部のヒータをオフ制御、後端側のヒータをオン制御するショーケースが提案されている。

特許文献３（第２〜３ページ、図１〜図４）では、販売商品の温蔵ケースにおいて、前面側に後部側より発熱量の大きいヒータを設け、外気の影響を受けやすい前面側の発熱量を大にして商品を販売に適した温度まで急速に加熱または加温できるようにしたものが提案されている。

上記の特許文献１〜３のショーケースは、いずれも前部側と後部側にそれぞれ設けたヒータをオンオフ制御することにより後部側の急速加熱に対応するものであり、温蔵ケースにおいても前部側と後部側のヒータの構成を異にして急速加熱に対応するものであるから、ヒータの構造が複雑で、したがってその制御も複雑とならざるを得ない。

これに対し、特許文献４には、ショーケースの各商品棚のヒータの簡単な構成で、必要に応じ商品の急速加熱をなし得る制御装置を提供するために、商品加熱用ヒータと温度センサとを内蔵した商品棚を有するショーケースにおいて、商品の急速プルアップモードを商品棚ごとに起動する手段と、急速プルアップモードが起動されたときヒータ温調温度を所定時間にわたって設定温度より補正温度だけ高い値に補正する手段とを備えた制御装置が提案されている。

特許文献５には、商品陳列棚を加温するためのヒータの容量を棚長手方向に３分割し、分割した各分割区域のヒータ貼付面積を一端部、中央部、他端部で約３：４：３に設定し、各分割区域内でさらに３分割し、前部側、端部側のヒータ密度を密、後部側のヒータ密度を粗、中央部にはヒータなしとした配置とし、３本のヒータは、センサが検出した温度に基づき、コントロールボックスに設けられた一つのヒータ基板により一つのヒータ群として同一制御するようにしたものが提案されている。

特許文献６には、棚上の商品を電気ヒータにて加熱しながら陳列するショーケースにおいて、棚上の端部に陳列された商品の温度が異常に高くなる不都合を解消するものが提案されている。制御装置は、第１および第２のヒータを独立して通電制御するとともに、第１のヒータが所定時間連続して通電された場合は、その後当該第１のヒータへの通電量を削減するので、棚上の中央部に商品が補充され、電気ヒータが連続して通電されるような状況においては、棚の端部に略対応して設けられた第１のヒータが所定時間連続して通電された時点で、その後当該第１のヒータへの通電量が削減されるようになる。これにより、棚上の端部に陳列された商品の加熱量が削減され、当該商品の温度が異常に高くなってしまう不都合を未然に回避することができるようになる。

特開２００３−１８０４９０号公報 特開２００３−１８９９８６号公報 特開２００３−１９００２５号公報 特開２００６−６６０１号公報 特開２００７−２７５４８９号公報 特開２００４−２１５７０４号公報

しかしながら、上記の特許文献１〜３、６はいずれも前部側と後部側に各々設けたヒータをオンオフ制御、特許文献５は３分割した区域に各々設けたヒータをオンオフ制御する構成であり、以下のような問題点がある。

（１）ヒータを分割して設ける方式では、回路数が増え、制御基板や配線が複雑化、電装ボックスが大型化しコストが上昇するおそれがある。
（２）接続用コネクタが増えるため、棚交換をする際の作業が煩雑になるおそれがある。

また、上記の特許文献４は、ヒータ１個と中央のセンサ１個の構成であるが、ヒータ温調温度を所定時間にわたって設定温度より補正温度だけ高い値に補正して急速加熱を行うという急速プルアップ運転に対応したものであり、陳列棚内に生じがちな温度ムラの解消に対応するものではない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、商品配置や周辺環境による陳列棚内の温度ムラの抑制を可能とする簡素な構成のショーケースの制御装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るショーケースの制御装置は、商品を陳列する陳列棚にヒータおよび温度センサを設け、前記温度センサによる検出温度に基づいて前記ヒータを加温制御するショーケースの制御装置であって、前記ヒータはそれぞれの前記陳列棚に一個ずつ設けられるものであり、前記温度センサは、それぞれの前記陳列棚の中央部に配置される第１センサと、側端部に配置される第２センサとからなり、前記第１および第２センサによる検出温度と、これら２つの検出温度の温度差との関係に基づいて、前記ヒータを制御することを特徴とする。

また、本発明に係る他のショーケースの制御装置は、上述した発明において、前記第１および第２センサによる検出温度と、これら２つの検出温度の温度差との関係に基づいて、前記ヒータの運転種別を決定し、決定した運転種別にて前記ヒータを制御することを特徴とする。

また、本発明に係る他のショーケースの制御装置は、上述した発明において、前記ヒータの運転種別は、前記第１および第２センサによる検出温度と、これら２つの検出温度の温度差との関係に対応して予め複数設定してあり、この中から選択した運転種別にて前記ヒータを制御することを特徴とする。

本発明によれば、商品を陳列する陳列棚にヒータおよび温度センサを設け、前記温度センサによる検出温度に基づいて前記ヒータを加温制御するショーケースの制御装置であって、前記ヒータはそれぞれの前記陳列棚に一個ずつ設けられるものであり、前記温度センサは、それぞれの前記陳列棚の中央部に配置される第１センサと、側端部に配置される第２センサとからなり、前記第１および第２センサによる検出温度と、これら２つの検出温度の温度差との関係に基づいて、前記ヒータを制御するので、各陳列棚における温度の変動や温度ムラへの対応を適切に行なうことができる。また、低温商品を補充した時に補充商品を素早く目標温度にする制御を適切に行なうことができる。したがって、商品配置や周辺環境による陳列棚内の温度ムラの抑制を可能とする簡素な構成のショーケースの制御装置を提供することができる。

図１は、本発明に係るショーケースの制御装置の実施例を示す概略構成図である。 図２は、陳列棚におけるヒータと温度センサの配置例を示す平面図である。 図３は、本発明に係るショーケースの制御装置の動作フローチャートの一例を示す図である。 図４は、運転種別決定表（温度差が温度差閾値以下の場合）の一例を示す図である。 図５は、運転種別決定表（温度差が温度差閾値超過の場合）の一例を示す図である。 図６は、２つのセンサの温度と運転種別の関係の一例を示す図である。 図７は、本発明による運転イメージの一例を示す図である。 図８は、従来の一般的なショーケースの側断面図である。

以下に、本発明に係るショーケースの制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係るショーケースの制御装置は、商品を陳列する各陳列棚にヒータおよび温度センサをそれぞれ設け、温度センサによる検出温度に基づいてヒータを加温制御するものである。

図１および図２に示すように、ヒータ１４はそれぞれの陳列棚１２に一個ずつ設けられるものである。温度センサは、それぞれの陳列棚１２の略中央部に配置されるセンサ１（１６ａ）（第１センサ）と、側端部（図では右側の側端部）に分散配置されるセンサ２（１６ｂ）（第２センサ）とからなる。制御装置１０は、センサ１およびセンサ２による検出温度と、これら２つの検出温度の温度差との関係に基づいて、ヒータ１４を制御する。

図２に示すように、陳列棚１２は、ショーケースの前面開口側に配置される前端部と、ショーケース本体奥側に配置される後端部と、ショーケース本体の側部側に配置される側端部とからなる矩形板状に構成してある。また、ヒータ１４は、各陳列棚１２に１個であり、陳列棚１２の外周側に沿って後端部、側端部、前端部の順に密度を高くなるように略左右対称に配置してある。ヒータ１４の両端は陳列棚１２の後端部の中央から外部後方に延出している。

図３は、本発明に係るショーケースの制御装置１０の動作フローチャートを示したものである。図３に示すように、本発明に係るショーケースの制御装置１０では、陳列棚ごとに分散配置してある２つの温度センサ（センサ１、センサ２）の検出温度を定周期で読み込み（ステップＳ１）、読み込んだ２つの検出温度とその温度差との関係からヒータ１４の運転種別を決定する（ステップＳ２）。そして、決定した運転種別にてヒータ１４を運転制御する（ステップＳ３）。運転種別は、２つの検出温度とその温度差との関係に対応して予め複数設定してあり（図３の例では運転種別１〜３の３種類）、この中から選択した運転種別にてヒータ１４を制御することができる（ステップＳ４１、Ｓ４２またはＳ４３）。

上記のフローチャートにおいて、運転種別１として通常運転を、運転種別２としてプルアップ運転を、運転種別３としてデューティ運転を設定することが可能である。ここで、プルアップ運転とは、ヒータ温調温度を所定時間だけ通常運転時の設定温度より所定の補正温度だけ高い値に補正した運転のことをいい、例えば低温商品補充時に補充商品を素早く目標温度にするために用いる。プルアップ運転の具体的方法としては、上記の特許文献４に記載されているような急速プルアップ運転を用いてもよい。また、デューティ運転とは、ヒータの加熱能力を抑制するために、予め設定した一定比の間隔で発停を周期的に繰り返す運転のことをいう。

このように、本発明によれば、１つの陳列棚に対してヒータ１個と温度センサ２個を設けた簡素な構成により、２つの温度センサの検出温度と温度差との関係から、運転種別（例えば通常運転、プルアップ運転、デューティ運転のいずれかを行うか）を決定してヒータを運転制御することで、各陳列棚における温度の変動や温度ムラへの対応を適切に行なうことができる。これにより、商品加熱問題の発生の抑制や、商品の品質保持が可能となる。また、低温商品を補充した時に補充商品を素早く目標温度にする制御（プルアップ運転）を適切に行なうことができる。したがって、本発明によれば、商品配置や周辺環境による陳列棚内の温度ムラの抑制を可能とする簡素な構成のショーケースの制御装置を提供することができる。

次に、ヒータの運転種別の決定方法および運転内容について説明する。
図４は２つのセンサの温度差が温度差閾値以下の場合の運転種別決定表を、図５は２つのセンサの温度差が温度差閾値超過の場合の運転種別決定表を示している。図４および図５において、センサ１による検出温度をＴ１、センサ２による検出温度をＴ２、商品温度の目標温度を適温度として表記している。

［２つのセンサの温度差が温度差閾値以下の場合］
この場合は、温度ムラがない場合、つまり、Ｔ１とＴ２の温度差が予め定めた温度差閾値以下の場合である。図４に示すように、Ｔ１、Ｔ２と適温度の大小比較によりケースＡ、Ｂ、Ｃが考えられる。

（ケースＡ：Ｔ１、Ｔ２ともに適温度に達している場合）
この状態は、既にＴ１、Ｔ２の両方が適温度に達していて、陳列棚内において温度ムラがない望ましい状態であることから、保温すれば良い状態であるため、検出温度が高い方のセンサ値を使用して、通常運転（保温）を行う（通常運転（Ｈ））。例えば、Ｔ１＞Ｔ２の場合にはＴ１を使用して通常運転（Ｈ）を行う。

（ケースＢ：Ｔ１、Ｔ２の一方が適温度に達していない場合）
この状態は、温度差閾値＝５℃、適温度＝５０℃と設定したとき、「５０℃と４５℃」〜「５４℃と４９℃」の範囲となる。温度ムラはないが、一方のセンサ温度が適温度未満のため、検出温度が低い方のセンサ値を使用して、通常運転（少し加温）を行う（通常運転（Ｌ））。例えば、Ｔ１＞Ｔ２の場合にはＴ２を使用して通常運転（Ｌ）を行う。

（ケースＣ：Ｔ１、Ｔ２ともに適温度に達していない場合）
この状態は、商品補充が棚全体で行われた状態と判定されるので、商品を目標温度まで急速に加温する必要がある。２つのＴ１、Ｔ２の平均温度にてプルアップ運転を行う。この場合、上記の特許文献４に記載されているような急速プルアップ運転を行ってもよい。

［２つのセンサの温度差が温度差閾値超過の場合］
この場合は、温度ムラがある場合、つまり、Ｔ１とＴ２の温度差が予め定めた温度差閾値を超過する場合である。図５に示すように、Ｔ１、Ｔ２と適温度の大小比較によりケースＤ、Ｅ、Ｆが考えられる。

（ケースＤ：Ｔ１、Ｔ２ともに適温度に達している場合）
この状態は、既にＴ１、Ｔ２の両方が適温度に達しているが、温度ムラがある望ましくない状態であるため、通常運転ではなく、加熱能力を抑制した運転をする必要がある。予め設定した一定比の間隔で発停を周期的に繰り返すデューティ運転を行う。この場合、ＯＮ時間、ＯＦＦ時間は、予め設定しておくが、後で変更できるようにしても良い。

（ケースＥ：Ｔ１、Ｔ２の一方が適温度に達していない場合）
この状態は、温度ムラがあり、一方のセンサ温度が適温度に未達のため、検出温度が低い方のセンサ値を使用して、通常運転（少し加温）を行う（通常運転（Ｌ））。例えば、Ｔ１＞Ｔ２の場合にはＴ２を使用して通常運転（Ｌ）を行う。

（ケースＦ：Ｔ１、Ｔ２ともに適温度に達していない場合）
この状態は、商品補充が棚全体で行われた状態と判定されるので、商品を目標温度まで急速に加温する必要がある。２つのＴ１、Ｔ２の平均温度にてプルアップ運転を行う。この場合、上記の特許文献４に記載されているような急速プルアップ運転を行ってもよい。

また、上記のケースＡやケースＥで一方のセンサ温度が適温度の上限値（例えば７０℃）を超過した場合（以下、これらを各々ケースＡ１、ケースＥ１と呼ぶ。）は、通常運転ではなく、デューティ運転を行うようにしても良い。

このように、図４および図５の運転種別決定方法を用いて決定した運転種別と運転時使用温度にて、ヒータを運転制御するようにする。

上記のケースＡ〜Ｆの運転制御について図６を参照しながら説明する。
図６に示すように、温度差に関係なく、センサ１、２の検出温度Ｔ１、Ｔ２がともに目標温度未満であれば、その平均値でプルアップ運転をする（ケースＣ、ケースＦ）。この場合、上記の特許文献４に示すようなプルアップ運転と同様にして、補正継続時間だけ目標設定値に補正温度を加えた状態でプルアップ運転をしてもよい。ここで、補正継続時間を０分、補正温度を０℃とすれば、本来の設定温度でのプルアップ運転となる。

温度差に関係なく、Ｔ１、Ｔ２の一方だけ目標温度未満であれば、低い方のセンサ値で、通常運転（Ｌ）をする（ケースＢ、ケースＥ）。このとき、もう一方の温度が適温度の上限値を超過するならば、通常運転ではなくデューティ運転（加熱能力抑制）をする（ケースＥ１）。

Ｔ１、Ｔ２ともに目標温度以上で、その温度差が閾値以下なら、高い方のセンサ値で通常運転（Ｈ）をする（ケースＡ）。このとき、一方の温度が適温度の上限値を超過するならば、通常運転ではなくデューティ運転（加熱能力抑制）をする（ケースＡ１）。また、温度差が閾値を超過するならば、デューティ運転（加熱能力抑制）する（ケースＤ）。

図７は、本発明によるショーケースの運転イメージを示したものである。
図７に示すように、本発明では、以下のような運転制御が行われて、温度の変動や温度ムラへの対応、低温商品補充時の加熱を行なうことができる。

まず、ショーケース運転開始時や商品を大量に補充した時は、プルアップ運転が行われて、目標温度まで加温される（ケースＣ、ケースＦ）。目標温度に到達したら、通常運転（Ｈ）が行われて保温される（ケースＡ）。ここで、左右両端側の商品が購買されずに滞留して温度が上がった場合には、デューティ運転が行われて目標温度に戻される（ケースＤ）。一方、陳列棚の手前側の商品が温度の低い外気の影響を受けて温度が下がった場合には、通常運転（Ｌ）が行われて、少し加温され目標温度に戻される（ケースＢ、ケースＥ）。

このように、本実施例によれば、陳列棚ごとに中央部と側端部に配置した２つのセンサの検出温度とその温度差との関係から、通常運転、プルアップ運転、デューティ運転のいずれかを行うかを決定してヒータを運転制御することで、温度の変動や温度ムラへの対応（商品加熱問題の発生の抑制、商品の品質保持）、低温商品補充時に補充商品を素早く目標温度にするプルアップ運転を適切に行なうことができる。

以上説明したように、本発明によれば、商品を陳列する陳列棚にヒータおよび温度センサを設け、前記温度センサによる検出温度に基づいて前記ヒータを加温制御するショーケースの制御装置であって、前記ヒータはそれぞれの前記陳列棚に一個ずつ設けられるものであり、前記温度センサは、それぞれの前記陳列棚の中央部に配置される第１センサと、側端部に配置される第２センサとからなり、前記第１および第２センサによる検出温度と、これら２つの検出温度の温度差との関係に基づいて、前記ヒータを制御するので、各陳列棚における温度の変動や温度ムラへの対応を適切に行なうことができる。また、低温商品を補充した時に補充商品を素早く目標温度にする制御を適切に行なうことができる。したがって、商品配置や周辺環境による陳列棚内の温度ムラの抑制を可能とする簡素な構成のショーケースの制御装置を提供することができる。

以上のように、本発明に係るショーケースの制御装置は、商品の陳列棚に加温用のヒータと温度センサを設け、温度センサの検出温度に基づいてヒータを制御するショーケースに有用であり、特に、商品配置や周辺環境による陳列棚内の温度ムラの抑制を可能とするのに適している。

１０ ショーケースの制御装置
１２ 陳列棚
１４ ヒータ
１６ａ センサ１（第１センサ）
１６ｂ センサ２（第２センサ）

Claims (3)

1. 商品を陳列する陳列棚にヒータおよび温度センサを設け、前記温度センサによる検出温度に基づいて前記ヒータを加温制御するショーケースの制御装置であって、
   前記ヒータはそれぞれの前記陳列棚に一個ずつ設けられるものであり、
   前記温度センサは、それぞれの前記陳列棚の中央部に配置される第１センサと、側端部に配置される第２センサとからなり、
   前記第１および第２センサによる検出温度と、これら２つの検出温度の温度差との関係に基づいて、前記ヒータを制御することを特徴とするショーケースの制御装置。
2. 前記第１および第２センサによる検出温度と、これら２つの検出温度の温度差との関係に基づいて、前記ヒータの運転種別を決定し、決定した運転種別にて前記ヒータを制御することを特徴とする請求項１に記載のショーケースの制御装置。
3. 前記ヒータの運転種別は、前記第１および第２センサによる検出温度と、これら２つの検出温度の温度差との関係に対応して予め複数設定してあり、この中から選択した運転種別にて前記ヒータを制御することを特徴とする請求項２に記載のショーケースの制御装置。

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