JP2017015387A - 蒸気サイクル・システムを有する乗物用冷蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗物内で使用される食品及び飲料を冷却するための冷蔵ユニットを更にエネルギー効率の良いものにする。【解決手段】一実施形態によれば、区画を冷却する冷蔵システムは、コンプレッサと、コンデンサと、コンデンサ・ファンと、コンデンサ・ファン・モータと、エバポレータと、エバポレータ・ファンと、エバポレータ・ファン・モータと、コンプレッサからコンデンサへ次にエバポレータへ更にもう一度コンプレッサに戻る循環順序で冷蔵システム内において冷却剤を移送するように適合させた配管と、を含む。エバポレータ・ファンは、エバポレータへの吸気経路内に位置決めすることができる。エバポレータ・ファン・モータは、エバポレータの冷気巡回の外側に位置することができる。【選択図】図１

Description

（関連特許出願に対する相互参照）
[0001] 本特許出願は、２０１２年３月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／６１４，１９９号の恩恵を請求するものである。

[0002] 諸実施形態は冷蔵装置（refrigeration equipment）に関する。より具体的には、諸実施形態は、ある区画（compartment）内に貯蔵された調理室用食品及び飲料の温度を所望の食品貯蔵温度に維持するために航空機調理室用食品サービス・システム（aircraft galley food service system）に冷気（chilled air）を提供し再循環させるための装置に関する。

[0003] 航空機及びその他の調理室用食品サービス・システムなど、乗物内で使用される食品及び飲料を冷却するための従来の冷蔵ユニットは、食品及び飲料を貯蔵する区画内で循環用の空気を冷却するために流体冷却剤（fluid refrigerant）を使用する蒸気サイクル・システム（vapor cycle system）を含む。一般に、冷蔵ユニット用の蒸気サイクル・システムは、定常状態熱負荷に必要な設定温度を維持するように設計される。

[0003] 乗物内で使用される食品及び飲料を冷却するための冷蔵ユニットを更にエネルギー効率の良いものにすることができれば、当技術分野にとって重要な貢献が達成されるであろう。

[0004] 一実施形態により、区画を冷却する冷蔵システムは、コンプレッサと、コンデンサと、コンデンサ・ファンと、コンデンサ・ファン・モータと、エバポレータと、エバポレータ・ファンと、エバポレータ・ファン・モータと、コンプレッサからコンデンサへ次にエバポレータへ更にもう一度コンプレッサに戻る循環順序で冷蔵システム内で冷却剤を移送するように適合させた配管とを含む。エバポレータ・ファンは、エバポレータへの吸気経路内に位置決めすることができる。エバポレータ・ファン・モータは、エバポレータの冷気巡回（chilled air circuit）の外側に位置することができる。

[0005] 模範的な諸実施形態は添付図面に示されている。これらの図面は以下の通りである。

[0006]一実施形態による冷蔵装置のコンポーネントの斜視図を示している。 [0007]一実施形態による図１の冷蔵装置のコンポーネントの底面図を示している。 [0008]一実施形態による蒸気サイクル冷蔵システムの概略図である。 [0009]一実施形態による冷蔵装置又は冷蔵システム用のコントローラのブロック図である。 [0010]一実施形態による航空機調理室用冷蔵装置の斜視図を示している。

[0011] 以下の諸実施形態は航空機調理室内の区画を冷却するための冷蔵装置に関連して記載されているが、これは限定するものと解釈してはならない。また、諸実施形態は、船舶、バス、トラック、自動車、列車、レクリエーション用車両、及び宇宙船などのその他の乗物内、或いは事業所、店舗、家庭、丸太小屋などの陸上設定内の区画を冷却するために使用することもできる。また、諸実施形態は冷蔵庫の区画も含むことができる。

[0012] 図１は、一実施形態による冷蔵装置１００のコンポーネントの斜視図を示している。冷蔵装置１００は、食品飲料ワゴン又は食品カート（図示せず）などの区画又は調理室用冷蔵装置と動作可能に結合して、食品飲料ワゴン、食品カート、又は調理室用冷蔵装置内に貯蔵された食品及び飲料を冷却することができる、筐体１１０を含む。筐体１１０は空冷コンデンサ１１５を含む。コンデンサ１１５は、冷蔵装置１００の蒸気サイクル・システム内の流体冷却剤を凝縮するように動作可能である。コンデンサ１１５によって凝縮された流体冷却剤はコンプレッサ１３５から受け取られる。コンデンサ１１５は、コンデンサ・ファン・モータ１３０によって駆動されるコンデンサ・ファン１２５によって提供されるコンデンサ１１５を通る空気流によって冷却される。コンデンサ・ファン１２５によって提供されるコンデンサ１１５を通る空気流は、コンデンサ１１５の効率の良い冷却を保証するために、コンデンサ・ファン・シュラウド１２０によって誘導され向けられる。また、コンデンサ・ファン１２５によって提供されるコンデンサ１１５を通る空気流は、冷蔵装置排気口１７５から空気流を提供する。コンデンサ・ファン１２５は、コンデンサ１１５、コンデンサ・ファン・シュラウド１２０、筐体１１０の内部を通って空気流を引き寄せ、それを冷蔵装置排気口１７５から排出することができる。また、コンデンサ・ファン１２５によって提供される空気流は、コンプレッサ１３５、コンデンサ・ファン・モータ１３０、及びエバポレータ・ファン・モータ１６５を含む、冷蔵装置１００の内部コンポーネントを冷却するように動作可能なものにすることもできる。

[0013] エバポレータ１５０は、コンデンサ１１５から流体冷却剤を受け取り、その流体冷却剤を使用して、エバポレータ１５０を通過するようにエバポレータ・ファン・シュラウド１５５によって誘導され、エバポレータ・ファン１６０によって提供される空気を冷却する。流体冷却剤は、エバポレータ１５０を出ると、コンプレッサ１３５に戻り、もう一度圧縮され、蒸気サイクル・システム内を流れ続ける。

[0014] エバポレータ・ファン１６０は、エバポレータ・ファン・ドライブ・ベルト１７０を介してエバポレータ・ファン・モータ１６５によって駆動される。冷気は、エバポレータ１５０を出ると、エバポレータ・エアダクト１４５によって、その行き先冷却又は冷蔵区画に向けられる。冷気は、エバポレータ・ファン１６０、エバポレータ・ファン・シュラウド１５５、エバポレータ１５０、エバポレータ・エアダクト１４５、様々なその他のダクト、並びにエバポレータ・エアダクト１４５が冷気を提供する諸要素を通過し、その後、エバポレータ・ファン１６０に戻ることにより、冷気巡回を形成することができる。

[0015] 図２は、図１の冷蔵装置１００の底面図を示しており、装置のコンポーネントの観察を可能にするために筐体の底面が除去されている。図１に示されている冷蔵装置１００のコンポーネントと同様の参照文字で図２に示されている冷蔵装置１００のコンポーネントは、図１に示されているものと同じである。加えて、図２は、冷蔵装置排気口１７５とは反対側の冷蔵装置１００の一方の側にあるエバポレータ・ファン排気口１４０から冷気がエバポレータ・エアダクトを出ることを示している。冷気は、冷蔵装置１００から供給される冷気によって冷却する予定の調理室用食品飲料ワゴン、食品カート、冷蔵装置、又はその他のエリア又は区画の内部に向けることができる。冷蔵装置１００が航空機調理室用空気再循環システムと結合された時に筐体１１０の底面上にエバポレータ・ファン排気口１４０を位置決めすることにより、航空機調理室用空気再循環システム内の圧力低下を低減することができる。

[0016] 図１及び図２に示されているように、エバポレータ・ファン１６０は、冷気移動装置としてエバポレータ１５０の上流に位置決めされる。換言すれば、エバポレータ・ファン１６０はエバポレータ１５０の吸気口側に位置決めされるが、これは、エバポレータ・ファンによって発生された空気流がエバポレータへの取り入れ口に入る前に空気中を移動する時にファン・ブレードによって発生された熱の大部分が放散されるように排気口側に位置決めされるのとは対照的なものである。この結果、エバポレータ１５０内の冷却剤の蒸発温度が上昇し、その結果、冷蔵システムの効率が高まる。冷蔵システムの消費電力は、この配置を使用することにより、例えば、約２％増加する可能性がある。

[0017] 加えて、エバポレータ・ファン・モータ１６５は、冷蔵装置排気口１７５を介して筐体１１０を離れる前にコンデンサ・ファン１２５からの空気流が通過する筐体１１０の一方の側に位置決めされる。エバポレータ・ファン・モータ１６５は、エバポレータ・ファン・モータがエバポレータの外側にあり、エバポレータ取り入れ口から間隔を開けられるように、エバポレータ・ファン・ドライブ・ベルト１７０を介してエバポレータ・ファン１６０と動作可能に結合される。その結果、モータが発生する熱は、エバポレータ・ファンによって発生された空気流がエバポレータへの取り入れ口に入る前に放散される。様々な諸実施形態では、エバポレータ・ファン・モータ１６５は、同じく又は代わって、エバポレータ取り入れ口から分離していると同時にそこから間隔を開けられており、エバポレータの外側にある限り、延長駆動軸又は歯車駆動を介してエバポレータ・ファン１６０と結合することができる。例えば、モータは、ファンから少なくとも１５ｃｍの間隔を開けることができ、ファンから例えば３０ｃｍ以上の間隔を開けることもできる。その結果、エバポレータ１５０に到達するエバポレータ・ファン・モータ１６５からの熱は、エバポレータ・ファン・モータ１６５がエバポレータ・ファン１６０に直接取り付けられている場合と比較して低減される。この構成の結果、必要なコンプレッサの排気量は、例えば、約１４％減少し、その結果、全体的な消費電力は、例えば、更に８％低減することができる。

[0018] エバポレータ・ファン１６０及びコンデンサ・ファン１２５を駆動するために別々のモータを備えることは、いくつかの重要な動作上の利点を提供する。第一に、冷蔵装置１００の始動時に、特に、周囲温度が高い状態では、エバポレータ１５０は温かくなる。従って、コンデンサ・ファン・モータ１３０の始動に対してエバポレータ・ファン・モータ１６５の始動は遅延され、エバポレータ・ファン排気口１４０からの空気を受け取る食品カート或いはその他の冷却又は冷蔵区画への温風の再循環を防止することになる。その間、コンデンサ１１５に対して冷却を提供するために、コンデンサ・ファン・モータ１３０が作動する。しかも、コンデンサ・ファン・モータ１３０は、コンプレッサの過熱保護を提供するために、コンプレッサがオフになった後のある期間の間、作動し続けることになる。しかし、この冷蔵装置１００では、コンプレッサが動作していない場合、エバポレータ・ファン・モータ１６５はオフになり、コンデンサ・ファン・モータ１３０は動作し続け、コンデンサ１１５とエバポレータ１５０との圧力差のために熱蒸気及び温かい液体冷却剤が移動してエバポレータ１５０に戻る。このようにして、温風は、エバポレータから冷却する予定のエリア内に吹き込まれない。従って、冷蔵装置１００の性能は、エバポレータ１５０及びコンデンサ１１５を通る空気流を独立して調整し制御することにより、最適化することができる。

[0019] 表１は、エバポレータ・ファンがエバポレータの排気口側に位置決めされている従来技術の冷蔵装置（ケース１）と、エバポレータ・ファンがエバポレータ１５０の吸気口側に位置決めされている２つの実施形態（ケース２及びケース３）との性能の差を示している。３つのケースはいずれも、７０００ＢＴＵ／ｈという同じ冷却能力を有する冷蔵装置を伴う。ケース１では、エバポレータ・ファン・モータからの熱の５０％が冷気巡回に伝達される。これは、冷蔵装置の有効性及び効率を低減するものである。ケース２の実施形態は、ケース１の従来の冷蔵装置に改良を加えるものである。しかし、ケース２では、エバポレータ・ファン・モータからの熱の５０％が依然として冷気巡回に伝達される。ケース３の実施形態は、ケース１の従来の冷蔵装置に更に改良を加えるものであり、エバポレータ・ファン・モータが冷気巡回の外側に取り付けられているので、エバポレータ・ファン・モータからの熱の１０％のみが冷気巡回に伝達される。

[0020] ケース２及びケース３はいずれもケース１より良好な性能を提供する。例えば、ケース２及びケース３の冷蔵装置はいずれも、より高い蒸発圧力（表１の行２２）、より小さいコンプレッサ（表１の行１８）、コンプレッサ及び冷蔵装置に関するより低い消費電力（表１の行３７、４０）、エバポレータ及びコンデンサのより小さいサイズ（表１の行２４及び３０）、航空機環境へのより小さいヒート・リジェクション（表１の行３１）、並びにより高い効率又は成績係数（ＣＯＰ）（表１の行３８）を有する。

[0021] 表１：従来の冷蔵装置（ケース１）と２通りの改良された実施形態（ケース２及びケース３）との性能の比較

[0022] 図３は、冷蔵装置１００の一実施形態になり得る蒸気サイクル冷蔵システム３００の概略図である。冷蔵システム３００は、複数のセンサから受信した通信に応答してコントローラによって制御されるモータ及びバルブを有する蒸気サイクル・システムを含む。冷蔵システム３００の蒸気サイクル・システムは、コンプレッサ３０２、空冷コンデンサ３０８、コンデンサ・ファン３１０、サブクーラー３１６、膨張弁３２２、エバポレータ３２６、エバポレータ・ファン３３０、及び冷却剤熱交換器３４７という従来のコンポーネントを含む冷却剤循環ループを含む。加えて、冷蔵システム３００は、サブクーラー３１６と膨張弁３２２との間の冷却剤循環ループ内に液体サービス・ブロック／サイトグラス３１８と冷却剤フィルタ＆ドライヤ３２０とを含む。

[0023] コンプレッサ３０２、コンデンサ３０８、サブクーラー３１６、サイトグラス３１８、フィルタ＆ドライヤ３２０、膨張弁３２２、エバポレータ３２６、及び冷却剤熱交換器３４７は、冷却剤を収容し、冷却剤が冷却サイクルの経過につれて蒸気サイクル・システム・コンポーネント間を移動するのを容易にする冷却剤配管によって接続される。冷却剤は、好ましくは、Ｒ−１３４ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ２３６ｆａ、及びＲ１２３４ｙｆのうちの１つであるが、当技術分野で知られているか又は開発された蒸気サイクル・システムに適した任意の冷却剤にすることができる。

[0024] 動作時に、冷却剤は低温低圧蒸気としてコンプレッサ３０２に入る。蒸気形式の冷却剤はコンプレッサ３０２内で圧縮されるので、冷却剤が周囲温度で凝縮できるように、冷却剤の温度及び圧力が著しく上昇する。コンプレッサ３０２を出ると、冷却剤は、過熱蒸気形式で、コンデンサ３０８に向かって冷却剤配管内を移動する。コンデンサ３０８内で、冷却剤からの熱がリジェクトされ、冷却剤は高圧飽和液体に凝縮される。

[0025] コンデンサ３０８は、好ましくは、冷蔵システム３００及び筐体１１０からコンデンサの空気を排出するコンデンサ・ファン３１０の使用によって空冷される。筐体１１０（又は冷蔵システム３００を密閉するその他の筐体）は、コンデンサ３０８（例えば、図１及び図２のコンデンサ１１５）を冷却するための循環用に筐体１１０内に新鮮な空気を引き込むようにコンデンサ・ファン３１０（例えば、図１及び図２のコンデンサ・ファン１２５）によって生成された負圧を促進するための１つ又は複数のコンデンサ・ベントも含むことができる。コンデンサ３０８を出ると、冷却剤は冷却剤配管の高温／高圧エリアを通過する。

[0026] サブクーラー３１６は、冷却剤をサブクールするためにコンデンサ３０８の出力後に冷却剤配管の高温／高圧部分に配置することができる。この領域内の冷却剤配管の温度は、周囲温度より華氏で約２０〜３５度高くなる可能性がある。サブクーラー３１６は、その中の高温冷却剤を冷却し、膨張弁３２６に入る前に冷却剤を効果的に予冷し、コンデンサの有効性を高めることができる。サブクーラー３１６は、一方の側の熱電低温側流体熱交換器及びもう一方の側の空冷熱電高温側ヒートシンクと結合される１つ又は複数の熱電素子（ＴＥＤ）を含むことができる。ＴＥＤは、サーマル・インターフェース・マテリアルを使用して、熱電低温側流体熱交換器及び／又は空冷熱電高温側ヒートシンクと結合することができる。ＴＥＤは、２つの異なる導体間に電圧又はＤＣ電流が加えられ、それにより、電荷担体の移動方向に熱を伝達する電気回路を作成する、ペルティエ効果の原理を使用して機能することができる。ＴＥＤによる熱伝達の方向は、ＴＥＤ間の電圧の極性によって制御される。

[0027] サブクーラー３１６がＴＥＤを含む場合、サブクーラー３１６はＴＥＤ電源から電圧又はＤＣ電流を受け取ることができる。ＴＥＤ電源は、ＴＥＤサブクーラー３１６をオン又はオフにするか或いはＴＥＤサブクーラー３１６の動作値を設定するように制御することができる。例えば、ＴＥＤ電源は、コントローラの制御下でパルス幅変調を使用してＴＥＤサブクーラー３１６の動作値を設定することができる。

[0028] コントローラは、冷蔵システム３００の選択されたモード及び温度設定点に応じてＴＥＤサブクーラー３１６の動作を制御することができる。ＴＥＤサブクーラー３１６は、オン／オフ電圧制御波形、可変電圧制御波形、又はパルス幅変調（ＰＷＭ）電圧制御波形を使用して制御することができる。ＴＥＤサブクーラー３１６は、所望の被制御波形をＴＥＤサブクーラー３１６に提供するようにＴＥＤ電源を制御することにより、被制御波形が提供される可能性がある。

[0029] サブクールした冷却剤は、サブクーラー３１６を出た後、好ましくは、サイトグラス及びフィルタ／ドライヤ・アセンブリ３２０を含むサービス・ブロック３１８を通過する。フィルタ／ドライヤ・アセンブリ３２０は、冷却剤から水分及び固体汚染物質を除去する。

[0030] 次に、保冷剤は追加のサブクールのために冷却剤熱交換器３４７を通過し、そこでフィルタ／ドライヤ・アセンブリ３２０から膨張弁３２２に移行する液体冷却剤とエバポレータ３２６及びコンプレッサ３０２から移行する冷却剤蒸気との間で熱が交換される。特に、冷却剤熱交換器３４７は液体冷却剤サブクール及び冷却剤蒸気過熱プロセスを実行し、それにより、冷却剤熱交換器３４７を介してフィルタ／ドライヤ・アセンブリ３２０から膨張弁３２２に移行する冷却剤は、エバポレータ３２６からコンプレッサ３０２に移行する冷却剤に熱を伝達する。コンプレッサ３０２に入る前に冷却剤を過熱することにより、小滴がコンプレッサ３０２に入るのを防止することができる。

[0031] 冷却剤熱交換器３４７に続いて、サブクールした冷却剤は膨張弁３２２を通過する。膨張弁３２２は、冷却剤の圧力を、冷蔵システム３００のユーザ選択動作状態及び温度設定点に対応する圧力まで低下させる。また、膨張弁３２２は、液体冷却剤の圧力の急激な低下も引き起こし、それにより、液体冷却剤の一部分のフラッシュ蒸発を引き起こす。

[0032] 膨張弁３２２は、例えば、内部感知電球を備えたブロック形膨張弁を含むことができる。また、膨張弁３２２は、熱膨張遠隔電球３２４と結合することもできる。遠隔電球３２４は、エバポレータ３２６を離れる冷却剤の温度を感知するために、膨張弁３２２と遠隔電球３２４との間で作業ガスを伝達する毛管によって、膨張弁３２２と結合することができる。従って、膨張弁３２２は、温度調整膨張弁として働き、エバポレータ３２６を離れる冷却剤の温度に応じてエバポレータ３２６内への冷却剤の流れを制御するように動作することができる。低温の液体／蒸気混合物が膨張弁３２２を出た後、冷却剤は冷却剤配管内を移動し、エバポレータ３２６に入る。

[0033] 低温低圧冷却剤がエバポレータ３２６内を移動するので、冷却剤はエバポレータから熱を吸収し、エバポレータ・フィンの温度を低下させ、次にそのフィンがエバポレータ・ファン３３０の動作によりフィンを通過して循環する空気を冷却する。エバポレータ・ファン３３０によって循環される冷気は、冷蔵システム３００（例えば、図１及び図２の冷蔵装置１００）が結合される区画の内部を冷却する冷気源３３４になる。温めた空気は、還気３３８として区画の内部を出ることができ、次にエバポレータ・ファン３３０（例えば、エバポレータ・ファン１６０）はエバポレータ・フィン（例えば、エバポレータ１５０）により還気３３８を循環して冷却され、もう一度、冷気源３３４になる。エバポレータ３２６は、好ましくは、エバポレータ（例えば、エバポレータ・ファン排気口１４０）を出る冷気に関する行き先（例えば、食品カート内の冷蔵食品貯蔵区画）に隣接して位置し、エアダクト（例えば、エバポレータ・エアダクト１４５）が効率良く冷気源３３４を行き先に経路指定し、還気３３８を行き先から元に経路指定できるようになっている。

[0034] エバポレータ・フィンを過ぎて循環する還気３３８と、エバポレータ３２６内を流れる冷却剤と、の間の熱エネルギーの伝達により、液体冷却剤が蒸気に変換され、次にその蒸気は、蒸気サイクル・システムが動作し続ける時に、コンプレッサ３０２によって圧縮される。

[0035] 温かい還気３３８がエバポレータ３２６の冷たい表面の上を通過する時に、空気中の水分は復水の形でエバポレータ・フィン上に凝縮する。この復水は、復水ドレン３２８によって冷蔵システムから排出され廃棄される。

[0036] 冷蔵システム３００が除霜モードになると、高温ガス除霜弁３４６は、エバポレータ３２６のエバポレータ・フィンを除霜するために、熱蒸気冷却剤の少なくとも一部分を、直接、コンプレッサ３０２の出力からエバポレータ３２６の吸気口に選択的に経路指定するように制御することができる。高温ガス除霜弁３４６は、コントローラ２００によって制御されるソレノイド制御のバルブを含むことができる。

[0037] 冷蔵システム３００は、コントローラと連絡している複数のモータ、センサ、及びバルブ・アクチュエータを含む。モータ及び関連の電流センサとしては、コンデンサ・ファン３１０を回転させるファン・モータ、コンデンサ・ファン３１０用のファン・モータの電流を測定するファン電流センサ３１２、エバポレータ・ファン３３０を回転させるファン・モータ、エバポレータ・ファン３３０用のファン・モータの電流を測定するファン電流センサ３３２、コンプレッサ３０２を駆動するコンプレッサ・モータ、及びコンプレッサ３０２を駆動するコンプレッサ・モータの電流を測定するコンプレッサ電流センサ３０４を含む。

[0038] 温度センサとしては、様々な位置で冷蔵システム３００を通る空気流の温度をモニターするセンサを含む。温度センサとしては、サーミスタ、熱電対、又は温度を測定し報告するために当技術分野で知られている任意の適切なデバイスを含むことができる。冷蔵システム３００の温度センサとしては、冷却すべき区画に入る冷気源３３４の温度を測定する給気温度センサ３３６と、エバポレータ３２６によってもう一度冷却すべき区画を離れる還気３３８の温度を測定する還気温度センサ３４０と、を含むが、これらに限定されない。

[0039] もう１組のセンサは、冷蔵システム３００内を循環する冷却剤の温度及び／又は圧力をモニターする。圧力センサとしては、圧力変換器、圧力スイッチ、又は流体圧力を感知するために当技術分野で知られている任意の適切なデバイスを含むことができる。冷蔵システム３００の圧力センサとしては、コンプレッサ３０２への入力で冷却剤の圧力を感知する低温側圧力スイッチ３４２及び低温側圧力変換器３４４と、コンプレッサ３０２の出力で冷却剤の圧力を感知する高温側圧力変換器３０６と、コンデンサ３０８の出力で冷却剤の圧力を感知する高温側圧力スイッチ３１４と、を含む。低温側圧力スイッチ３４２は、低温側冷却剤圧力が１０ｐｓｉｇ未満である時に冷蔵システム３００をオフにし、高温側圧力スイッチ３１４は、高温側冷却剤圧力が３２５ｐｓｉｇより上である時に冷蔵システム３００をオフにする。

[0040] 冷蔵システム３００は、区画の温度が典型的にすでにほぼ所望の温度設定点であるか又は少なくとも周囲温度より所望の温度設定点にかなり近い時に、通常、定常状態動作中に必要な期間よりかなり短い期間でかなり大きい量だけ、区画の内部の温度を低下させるために使用することができる。冷蔵システム３００が最初に操作される場合、熱負荷は典型的に定常状態熱負荷より大きい。この大きい熱負荷に対処する際に、サブクーラー３１６は、可能な限り迅速に区画の内部の温度を低下させるために、蒸気サイクル・システムの残りの部分と連携して動作させることができる。サブクーラー３１６は、液体冷却剤のサブクールを増加し、それにより、還気３３８から熱を除去し、冷気源３３４を冷却する際にエバポレータ３２６の性能を高める。従って、冷蔵システム３００の冷却能力は蒸気サイクル・システムを単独で動作させる場合と比較して高くなり、区画の内部をより迅速に冷却することができる。区画が目標温度設定点に到達すると、サブクーラー３１６をオフにすることができ、冷蔵システム３００の蒸気サイクル・システムは区画の定常状態熱負荷に対処するために単独で動作することができる。

[0041] 図４は、一実施形態による冷蔵装置１００又は冷蔵システム３００用のコントローラ４００のブロック図である。コントローラ４００は、入出力インターフェース４３０を介してコントロール・パネル４４０と結合することができる。コントローラ４００は冷蔵システム３００と結合することができる。コントローラ４００は、冷蔵システムをオン又はオフにすること、動作モードを選択すること、冷蔵区画の所望の温度を設定することなど、入力装置を介してユーザから入力コマンドを受け取ることができる。コントローラ４００は、表示パネルを使用して、冷蔵システムの動作状況（例えば、動作モード、除霜サイクルの起動、冷蔵システム３００の冷蔵区画及び／又はコンポーネントの温度過昇条件による遮断など）に関する情報をユーザに出力することができる。コントローラ４００は、シールド付きツイスト・ケーブルを使用して入力装置及び表示パネルと結合することができ、その電気的に頑強な特性によりＲＳ−２３２通信プロトコルを使用して入力装置及び／又は表示パネルと通信することができる。同様の表示パネル及び入力装置は、コントローラ４００と結合することができる、冷蔵装置、空気冷却器、及び冷蔵庫の諸実施形態に存在する可能性もある。代わって、同様の表示パネル及び入力装置は、コントローラ４００と結合することができる、冷蔵装置、空気冷却器、及び冷蔵庫の諸実施形態から遠く離れて取り付けることもできる。

[0042] コントローラ４００は、プログラム命令に応じて計算を実行するプロセッサ４１０と、プロセッサ４１０によって使用又は生成される計算命令及びその他のデータを記憶するメモリ４２０と、イーサネット、ギャレー・データ・バス（ＧＡＮ）、又はコントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）などのデータ通信ネットワーク４９０へのインターフェースを取るためのデータ通信回路を含むネットワーク・インターフェース４５０と、を含むことができる。プロセッサ４１０は、マイクロプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、特定用途向け集積回路、又はカスタム超大規模集積回路チップ、又は制御機能を実行するその他の電子回路を含むことができる。また、プロセッサ４１０は状態機械も含むことができる。また、コントローラ４００は、１つ又は複数の電子回路及びプリント回路基板も含むことができる。プロセッサ４１０、メモリ４２０、及びネットワーク・インターフェース４５０は、１つ又は複数のデータ・バス４８０を使用して相互に結合することができる。コントローラ４００は、制御インターフェース４６０を介して冷蔵システム３００の様々なセンサ及びアクチュエータ４７０と通信し、それらを制御することができる。

[0043] コントローラ４００はアルミニウム・シャーシ又はシートメタル・ボックス上に又はそれとともに構成することができ、そのシャーシ又はボックスは接地し、高周波エネルギー伝達に対して概ね不伝導性のものにすることができる。冷蔵システム３００内に又は冷蔵システム３００から高電圧及び／又は高周波信号を搬送するワイヤは、ＲＦ放射、感受性、及びＥＭＩを低減するためにツイスト及び／又はシールド付きにすることができる。低周波及び低電圧搬送ワイヤは、典型的に、コントローラのプリント回路基板でフィルタリングして、高周波ノイズを地面にバイパスすることができる。

[0044] コントローラ４００は、航空機に搭載されたものなどの集中型コンピューティング・システムによって制御するか又はそれと通信することができる。コントローラ４００は、適合しているＡＲＩＮＣ８１０物理インターフェース上に適合しているＡＲＩＮＣ８１２論理通信インターフェースを実現することができる。コントローラ４００は、ギャレー・データ・バス（例えば、ギャレー・ネットワーク化ＧＡＮバス）を介して通信し、ギャレー・ネットワーク・コントローラ（例えば、ＡＲＩＮＣ８１２規格に記載されているマスターＧＡＩＮ制御ユニット）とデータを交換することができる。ＡＲＩＮＣ８１２規格により、コントローラ４００は、ネットワーク・モニタリング、動力制御、遠隔操作、故障モニタリング、及びデータ転送機能を提供することができる。コントローラ４００は、ＧＮＣタッチパネル表示装置上に提示するためにギャレー・ネットワーク・コントローラ（ＧＮＣ）から受け取ったメニュー定義要求を実現し、適切に応答するために関連のボタン・プッシュ・イベントを処理することができる。コントローラ４００は、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）又は携帯情報端末（ＰＤＡ）との通信など、ＲＳ−２３２通信インターフェース及び／又は赤外線データ・ポートを使用して、追加の通信を可能にすることができる。このような追加の通信は、冷蔵システム３００の動作のリアルタイム・モニタリング、長期データ検索、及び制御システム・ソフトウェア・アップグレードを含むことができる。加えて、制御インターフェース４６０は、コントローラ４００と冷蔵システム３００内のモータ・コントローラとの間で通信するために使用できるシリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）バスを含むことができる。

[0045] 冷蔵システム３００は、冷蔵システム３００が動作可能に取り付けられる冷却又は冷蔵区画内に置かれている飲料及び／又は食料製品を冷蔵するように構成することができる。冷蔵システム３００は、冷蔵、飲料冷却、及び冷凍を含む、いくつかのモードのうちの１つ又は複数で動作することができる。ユーザは、コントロール・パネル４４０を使用して、冷蔵区画について所望の温度を選択することができる。冷蔵システム３００とともに含まれるコントローラ４００は、所望の温度に応じて高レベルの精度で冷蔵区画内の温度を制御することができる。従って、冷蔵区画内に貯蔵された食品の品質は、冷蔵システム３００のユーザ選択動作モードに応じて維持することができる。

[0046] 様々な実施形態では、冷蔵システム３００は、いくつかの前もってプログラムされた温度のうち、ユーザが選択可能なオプションに応じて、或いは特定のユーザ入力温度に応じて、冷蔵区画内の温度を維持することができる。例えば、飲料冷却器モードは、約９℃、１２℃、又は１６℃というユーザが選択可能な温度で冷蔵区画内部の温度を維持することができる。冷蔵庫モードでは、冷蔵区画内部の温度は、約４℃又は７℃というユーザが選択可能な温度で維持することができる。冷凍庫モードでは、冷蔵区画内部の温度は、約−１８℃〜０℃というユーザが選択可能な温度で維持することができる。

[0047] コントローラ４００は固定最低レートでセンサに対してポーリングすることができ、冷蔵システム３００内の１つ又は複数の冷却系統のリアルタイム動作に間に合うように冷蔵システム３００の性能を制御するのに必要なすべてのデータをコントローラ４００によって入手できるようになっている。ポーリングされた値は、コントローラ４００によってＲＳ−２３２又は赤外線インターフェースを介してパーソナル・コンピュータ又はＰＤＡに報告することができ、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）バスにより報告することができる。また、ポーリングされた値は、コントローラ４００によって制御アルゴリズムで使用することもでき、その後の検索及び分析のために長期メモリ又はデータ記憶媒体に記憶することができる。

[0048] コントローラ４００は、温度過昇条件、過剰圧力条件、過電流条件などの異常な外部及び／又は内部イベントによる冷蔵システム３００及びその構成コンポーネントに対する損害から保護し、異常なイベントに応じて冷蔵システム３００及び／又はその構成コンポーネントのうちの１つ又は複数を停止するための自衛方式を提供することができる。この自衛方式は、重要なシステム・センサをモニターし、センサからモニターしたデータが自衛アクションの起動を必要とする問題を示す時に適切な自衛アクションを行うことを含むことができる。このような自衛アクションは、冷蔵システム３００及び／又はその構成コンポーネントが損害を受けるか又は危険条件を引き起こすのを防止することができる。また、自衛アクションは、モニターした問題、自衛アクション、及び／又は任意の必要な関連メンテナンスについて、表示パネルを介して適切な通知を提供することができる。コントローラの自衛方式は、同じく冷蔵システム３００内に配備可能な機械的保護装置に取って代わるのではなく、それを補うことができる。自衛停止をトリガした異常なイベントが終了するか又は重大度が低減された後に、コントローラ４００は、センサからモニターしたデータを使用して、インテリジェントに冷蔵システム３００を再始動し、所望の動作モードを再起動することができる。

[0049] 冷蔵システム３００は、コントローラ４００に関連する電子制御システムによって制御することができる。コントローラ４００のメモリ４２０は、プロセッサ４１０によって実行可能な冷蔵システム３００を制御する方法を実行するためのプログラムを記憶することができる。電子制御システムによって実行される、冷蔵システム３００を制御する方法はフィードバック制御システムを含むことができ、冷蔵システム３００は、冷蔵システム３００が結合されている食品飲料貯蔵区画内で規定の温度を自動的に維持できるようになっている。

[0050] 図５は、一実施形態による航空機調理室用冷蔵装置５００の斜視図を示している。航空機調理室用冷蔵装置５００は、ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）にすることができ、航空機が地上にある間と飛行中のいずれでも冷蔵機能を提供することができる。この冷蔵は、図１〜図４に示されている冷却系統を使用して提供することができる。冷蔵装置５００はＡＲＩＮＣ８１０規格に応じて設計することができる。冷蔵装置５００は、３６０〜９００Ｈｚの周波数で３相１１５又は２００ボルトの交流（ＡＣ）などの電源を使用して動作するように構成することができる。冷蔵装置５００は、ＡＣ／ＤＣ電力変換を使用して、予測可能で一貫した電源をモータ及び／又はバルブ・アクチュエータに提供することができる。また、冷蔵装置５００は、冷蔵装置５００を結合できる機体電力分配システム内に戻る冷蔵装置５００から反射された電流の高調波を低減するために、多相変成器（例えば、１５パルス変成器）も含むことができる。

[0051] 冷蔵装置５００は、コンデンサ吸気口５２０と排気ポート５３０及び５３５とを有する筐体５１０（例えば、シャーシ）を含むことができる。コンデンサ吸気口５２０は、エアフィルタ及び取り付け装置（図示せず）を含むことができる。筐体５１０は、内部で発生した高周波エネルギーを収容しながら外部電磁干渉（ＥＭＩ）の影響から冷蔵装置５００を遮蔽するのを助けるためのファラデー遮蔽を提供するように接地することができる。また、冷蔵装置５００の様々な実施形態は、伝導ＥＭＩ及びＥＭＩ放出に対する感受性を低減するためのＥＭＩフィルタも含むことができる。また、筐体５１０は、取り付けレール、取り外し可能エアフィルタ、ベゼル、及びホイールも含むことができる。排気ポート５３０は上部排気ダクト・オプションのために設計され、排気ポート５３５は側面排気ダクト・オプションのために設計される。４本のねじが付いた排気口カバー５３６は、冷蔵装置５００の動作中に単一の排気ポートのみを使用する場合に排気ポート５３０又は５３５のうちの一方を覆うために使用される。

[0052] 冷蔵装置５００は、１つ又は複数の入力装置（例えば、制御ボタン又はスイッチ）５５０と表示パネル（例えば、ＬＣＤディスプレイ又はＬＥＤ）５６０とを有するコントロール・パネル５４０も含むことができる。表示パネル５６０はユーザ・インターフェース・ディスプレイを提供することができる。表示パネル５６０は、ＲＦ放出を低減するために接地したバックプレーン上に取り付けることができる。表示パネル５６０のディスプレイ・ガラスの後ろにインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）オンポリマー層を使用して、ＲＦエネルギー放射をブロック又は低減することができる。

[0053] 出版物、特許出願、及び特許を含む、本明細書で引用するすべての参考文献は、それぞれの参考文献が参照により組み込まれるものであると個別的かつ具体的に示され、その全体が本明細書に明記されるのと同じ程度まで、参照により本明細書に組み込まれる。

[0054] 本発明の原理の理解を促進するために、図面に示されている諸実施形態が参照されており、これらの諸実施形態を記述するために特定の言語が使用されている。しかし、この特定の言語によって本発明の範囲のいかなる限定も意図されておらず、本発明は、通常、当業者にとって思い浮かぶと思われるすべての実施形態を包含するものと解釈しなければならない。本明細書で使用する用語は、特定の諸実施形態を記述するためのものであり、本発明の模範的な諸実施形態を限定するためのものではない。

[0055] 本明細書に記載されている装置は、プロセッサと、プロセッサによって実行すべきプログラム・データを記憶するためのメモリと、ディスク・ドライブなどの永久記憶装置と、外部デバイスとの通信を処理するための通信ポートと、ディスプレイ、キーなどを含むユーザ・インターフェース・デバイスと、を含むことができる。ソフトウェア・モジュールを伴う場合、これらのソフトウェア・モジュールは、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、磁気テープ、ハードディスク、フロッピーディスク、及び光学データ記憶装置などの非一時的コンピュータ可読媒体上に、プロセッサによって実行可能なプログラム命令又はコンピュータ可読コードとして記憶することができる。また、コンピュータ可読記録媒体は、コンピュータ可読コードが分散方式で記憶され実行されるように、ネットワーク結合の複数のコンピュータ・システム間に分散させることもできる。この媒体は、コンピュータによって読み取り、メモリ内に記憶し、プロセッサによって実行することができる。

[0056] また、本明細書の開示内容を使用すると、本発明が関係する当技術分野の通常の技量を有するプログラマは、本発明を作成し使用するための機能プログラム、コード、及びコード・セグメントを容易に実現することができる。

[0057] 本発明は、機能ブロック・コンポーネント及び様々な処理ステップに関して記載することができる。このような機能ブロックは、指定の機能を実行するように構成された任意の数のハードウェア及び／又はソフトウェア・コンポーネントによって実現することができる。例えば、本発明は、様々な集積回路コンポーネント、例えば、メモリ素子、処理要素、論理素子、ルックアップ・テーブルなどを使用することができ、これらは1つ又は複数のマイクロプロセッサ又はその他の制御デバイスの制御下で様々な機能を実行することができる。同様に、本発明の諸要素がソフトウェア・プログラミング又はソフトウェア要素を使用して実現される場合、本発明は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ、アセンブラなどの任意のプログラミング又はスクリプト言語によって実現することができ、様々なアルゴリズムはデータ構造、オブジェクト、プロセス、ルーチン、又はその他のプログラミング要素の任意の組み合わせによって実現される。機能的態様は、１つ又は複数のプロセッサ上で実行されるアルゴリズムとして実現することができる。更に、本発明は、電子機器構成、信号処理及び／又は制御、データ処理などに関する任意の数の従来の技法を使用することができる。最後に、本明細書に記載されているすべての方法のステップは、本明細書に他の指示がないか又はそれ以外に文脈による明確な矛盾がない限り、任意の適切な順序で実行することができる。

[0058] 簡潔にするために、システム（及びシステムの個別動作コンポーネントのコンポーネント）の従来の電子機器、制御システム、ソフトウェア開発及びその他の機能的態様については、詳細に記載されていない可能性がある。更に、提示されている様々な図に示されている接続線又はコネクタは、様々な要素間の模範的な機能関係及び／又は物理的或いは論理的結合を表すためのものである。多くの代替又は追加の機能関係、物理的接続或いは論理的接続が実用的な装置内に存在する可能性があることに留意されたい。「メカニズム」及び「要素」という単語は、広く使用され、機械的又は物理的実施形態に限定されないが、プロセッサなどと併せてソフトウェア・ルーチンを含むこともできる。

[0059] 本明細書に提供される任意かつすべての例或いは模範的な言語（例えば、「など（such as）」）の使用は、単に本発明をより適切に解明するためのものであり、他の主張がない限り、本発明の範囲に制限を課すものではない。多数の変更例及び適応例は、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲を逸脱せずに、当業者にとって容易に明らかになるであろう。従って、本発明の範囲は、本発明の詳細な説明ではなく、以下の特許請求の範囲によって定義され、範囲内のすべての相違点は本発明に含まれるものと解釈されることになる。

[0060] その要素が具体的に「不可欠（essential）」又は「重大（critical）」であると記載されていない限り、いかなる項目又はコンポーネントも本発明の実践に不可欠なものではない。また、本明細書で使用する「含む（comprises）」、「含む（comprising）」、「含む（includes）」、「含む（including）」、有する「（has）」、及び「有する（having）」という用語は、具体的には、幅広い解釈が可能な専門用語として読むべきものであることも認識されるであろう。本発明を記述する文脈における（特に以下の特許請求の範囲の文脈における）「a」、「an」、及び「the」という用語並びに同様の指示物の使用は、その文脈が明確に他の指示を示さない限り、単数形及び複数形の両方を含むものと解釈すべきである。加えて、「第１」、「第２」などの用語は様々な要素を記述するために本明細書で使用することができるが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではなく、ある要素と他の要素を区別するためにのみ使用されることを理解されたい。更に、本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書に他の指示がない限り、その範囲内に入るそれぞれ別個の値を個別に参照する簡略な方法として機能するためのものであり、それぞれ別個の値は、本明細書に個別に列挙されている場合と同様に本明細書に組み込まれるものである。

Claims (18)

1. 区画を冷却するための冷蔵システムであって、
   コンプレッサと、
   コンデンサ、コンデンサ・ファン及びコンデンサ・ファン・モータと、
   エバポレータ、エバポレータ・ファン及び前記エバポレータ・ファンを駆動するためのエバポレータ・ファン・モータと、を備え、
   前記エバポレータ・ファンは、前記エバポレータへの取り入れ口の外側かつそれに隣接して位置しており、
   前記コンプレッサから前記コンデンサへ次に前記エバポレータへ更に前記コンプレッサに戻るように前記冷蔵システム内で冷却剤を循環させるための配管を備える、冷蔵システム。
2. 前記システムは、前記エバポレータ・ファン、エバポレータ及びエバポレータ・エアダクトを通過して前記エバポレータ・ファンに戻る冷気巡回を含み、
   前記エバポレータ・ファン・モータは、前記冷気巡回の外側に位置する、請求項１に記載の冷蔵システム。
3. 前記エバポレータ・ファン・モータは、前記エバポレータの外側に位置し、前記エバポレータ取り入れ口から間隔を開けられている、請求項１に記載の冷蔵システム。
4. 前記エバポレータ・ファンからの前記エバポレータ・ファン・モータの間隔は、ファンベルト、駆動軸及び歯車駆動からなるグループから選択されたエバポレータ・ファン・ドライブによって確立される、請求項３に記載の冷蔵システム。
5. 食品飲料ワゴン、食品カート及び冷蔵庫からなるグループから選択された区画に前記エバポレータから冷気を移送するために、前記エバポレータの排気口にエアダクトを備える、請求項１に記載の冷蔵システム。
6. 前記冷蔵システムが、航空機調理室の上に位置決めされた筐体内に位置し、
   前記冷蔵システムが、前記航空機調理室の空気再循環システムに結合され、
   前記冷蔵システムの動作による前記航空機調理室内の圧力低下を低減するために、前記排気口が前記筐体の底面にある、請求項５に記載の冷蔵システム。
7. 前記エバポレータ及びコンデンサ・ファン・モータが、別々に制御される、請求項１に記載の冷蔵システム。
8. 区画を冷却するための冷蔵システムであって、
   コンプレッサと、
   コンデンサ、コンデンサ・ファン及びコンデンサ・ファン・モータと、
   エバポレータ、エバポレータ・ファン及び前記エバポレータ・ファンを駆動するためのエバポレータ・ファン・モータと、を備え、
   前記エバポレータ・ファンは、前記エバポレータへの取り入れ口の外側かつそれに隣接して位置しており、
   前記コンプレッサから前記コンデンサへ次に前記エバポレータへ更に前記コンプレッサに戻るように前記冷蔵システム内で冷却剤を循環させるための配管を備え、
   前記エバポレータ・ファン・モータは、前記エバポレータの外側に位置し、前記エバポレータ取り入れ口から間隔を開けられている、冷蔵システム。
9. 前記エバポレータ・ファンからの前記エバポレータ・ファン・モータの間隔は、ファンベルト、駆動軸及び歯車駆動からなるグループから選択されたエバポレータ・ファン・ドライブによって確立される、請求項８に記載の冷蔵システム。
10. 食品飲料ワゴン、食品カート及び冷蔵庫からなるグループから選択された区画に前記エバポレータから冷気を移送するために、前記エバポレータの排気口にエアダクトを備える、請求項８に記載の冷蔵システム。
11. 食品飲料ワゴン、食品カート及び冷蔵庫からなるグループから選択された区画に前記エバポレータから冷気を移送するために、前記エバポレータの排気口にエアダクトを備える、請求項８に記載の冷蔵システム。
12. 区画への冷気に関する始動要求に応答して区画を冷却する方法であって、
    コンプレッサと、コンデンサと、コンデンサ・ファンと、コンデンサ・ファン・モータと、エバポレータと、エバポレータ・ファンと、別々に制御されるエバポレータ及びコンデンサ・ファン・モータと、前記コンプレッサから前記コンデンサへ次に前記エバポレータへ更に前記コンプレッサに戻るように冷蔵システム内で冷却剤を循環させるための配管と、を含む冷蔵システムを提供することと、
    前記始動要求の受け取り時に前記コンプレッサ及び前記コンデンサ・ファン・モータを起動して、前記冷却剤からの蒸気を圧縮し、前記エバポレータからの温風の再循環を低減するために前記エバポレータ・ファンを遊休状態のままにしながら前記コンデンサに対して冷却を提供して冷却することと、
    前記冷却圧縮された液体冷却剤が前記エバポレータに入った時に、前記エバポレータ・ファンを起動して、冷気を前記区画に提供することと、
    を含む、方法。
13. 冷気に関する前記要求が終了した時に、前記エバポレータ・ファン及びコンプレッサへの電力が遮断されるが、コンプレッサ過熱保護を提供するために十分な期間の間、前記コンデンサ・ファンが電力供給され続ける、請求項１２に記載の方法。
14. 前記エバポレータ・ファン・モータは、前記エバポレータの外側に位置し、前記エバポレータ取り入れ口から間隔を開けられている、請求項１２に記載の方法。
15. 前記エバポレータ・ファンからの前記エバポレータ・ファン・モータの間隔は、ファンベルト、駆動軸及び歯車駆動からなるグループから選択されたエバポレータ・ファン・ドライブによって確立される、請求項１４に記載の方法。
16. 食品飲料ワゴン、食品カート及び冷蔵庫からなるグループから選択された区画に前記エバポレータから冷気を移送するために、前記エバポレータの排気口にエアダクトを備える、請求項１２に記載の方法。
17. 前記冷蔵システムが、航空機調理室の上に位置決めされた筐体内に位置し、
    前記冷蔵システムが、前記航空機調理室の空気再循環システムに結合され、
    前記冷蔵システムの動作による前記航空機調理室内の圧力低下を低減するために、前記排気口が前記筐体の底面にある、請求項１６に記載の方法。
18. 前記エバポレータ及びコンデンサ・ファン・モータが、別々に制御される、請求項１２に記載の方法。