JP3649875B2 - 低温ショーケース - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温ショーケースに係り、詳しくは、冷却器への着霜を抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スーパーマーケット等の大規模小売店舗では、精肉や鮮魚を始め、冷凍食品やアイスクリーム等、種々の食品が販売されている。これらの食品は、適切な温度管理を行いながら、顧客が容易に手にとれるように、冷蔵あるいは冷凍ショーケース（以下、低温ショーケースで総称する）内に収納・陳列される。
【０００３】
低温ショーケースは、食品が収納されるショーケース本体と、圧縮機や減圧装置、凝縮器、冷却器等からなる冷凍機とを備えており、ショーケース本体内の食品に冷却器用送風機によって冷気が供給される構造になっている。
【０００４】
この種の低温ショーケースでは、運転中における冷凍機の冷却器に着霜することがある。そのため、ホットガスや除霜ヒータを用いての除霜運転がおこなわれるが、スーパー等の開店時には、可能な限りこの除霜運転を行いたくないというユーザーからの要望がある。この要望に応えるため、冷却器を大型化し、除霜インターバルを可能な限り長くすることが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、除霜インターバルを長くすることはできても、冷却器が大型化する分だけ、除霜運転に要する運転時間が長くなるという問題がある。そこで、例えば、大型化した冷却器を二分割し、この二分割した冷却器のそれぞれに除霜ヒータ等の除霜手段を付設して、除霜運転時間を短縮することが提案される。しかし、二つの冷却器を鉛直方向に延びる冷却ダクト内に上下直列に設置する場合、例えば下流側冷却器の霜や氷が上流側冷却器の上に落下し、上流側冷却器の除霜時間が長くなる等の問題がある。
【０００６】
また、除霜インターバルを長くするため、冷却器の上流側のフィンピッチを粗く形成することが行われている。しかしながら、従来の構成では、液冷媒を冷却器の冷気の下流側に導入し、順に上流側に流して、冷却器の冷気の上流側から導出させるように構成しているので、冷却器の狭いフィンピッチの最も上流側に着霜し、冷却能力を低下させるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、複数の冷却器への着霜の均一化を図ると共に、除霜運転のインターバルを長くすることのできる低温ショーケースを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ショーケース本体の冷却ダクト内に複数の冷却器を直列に配置した低温ショーケースにおいて、上流側冷却器のフィンピッチを下流側冷却器のフィンピッチより粗く形成し、かつ液冷媒を上流側冷却器の上流側に導入し、その下流側から下流側冷却器の下流側に導入し、その上流側から導出させるように構成したものである。
【０００９】
本発明では、上流側冷却器および下流側冷却器を通過した後の暖まった冷媒が、下流側冷却器の上流側から導出されるので、冷却器の狭いフィンピッチの最も上流側のフィン表面温度が上昇するので、この部分への着霜が抑制され、除霜インターバルを長くすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に係る冷蔵ショーケースの縦断面図である。本実施形態の冷蔵ショーケース１は、前面が開放された多段オープン型で、かつ、屋外に設置された冷却ユニットから液冷媒が供給される別置型となっている。ショーケース本体３は、その開口に４段の陳列棚５が設けられると共に、陳列棚５の前部には内層エアカーテン（その流れをＡ方向の矢印で示す）と、外層エアカーテン（その流れをＢ方向の矢印で示す）とが形成されている。
【００１８】
ショーケース本体３には、陳列棚５を囲むかたちで冷却ダクト７が形成されており、冷却ダクト７の下部には冷却器用送風機９が、垂直部には下から順に上流側冷却器１１と下流側冷却器１３とが配置され、これらと冷気吸込口１５および冷気吹出口１７により冷却風循環供給手段が構成されている。
【００１９】
また、ショーケース本体３には、冷却ダクト７を囲むかたちで送風ダクト２１が形成されており、その内部には図示しないエアカーテン用送風機が配設され、これと空気吸込口２３および空気吹出口２５によりエアカーテン生成手段が構成されている。図中、３１は上流側冷却器１１の出口側温度を検出する第１出口側温度センサ（復帰温度検出センサ）であり、３３は下流側冷却器１３の出口側温度を検出する第２出口側温度センサ（復帰温度検出センサ）である。尚、上流側冷却器１１は、その冷却フィンピッチが下流側冷却器１３の冷却フィンピッチより粗く形成されている。
【００２０】
本実施形態の場合、陳列棚５周辺の冷気は、冷却器用送風機９により冷気吸込口１５から冷却ダクト７内に吸い込まれた後、両冷却器１１，１３を通過して所定の温度まで冷却され、冷気吹出口１７から陳列棚５に向けて吹き出される。また、エアカーテンを生成する空気は、エアカーテン用送風機により空気吸込口２３から送風ダクト２１内に吸い込まれた後、空気吹出口２５から空気吸込口２３に向けて吹き出される。
【００２１】
図２は第１実施形態の冷凍サイクルとその制御系統とを示す概略構成図である。同図に示したように、冷凍サイクルは、冷蔵ショーケース１側の両冷却器１１，１３やこれらに対応して設けられた第１，第２電動膨張弁３７，３９の他、冷却ユニット４１側の圧縮機４３、凝縮器４５、受液器４７等から構成されている。図中、４９は冷却ユニット４１内に設置された凝縮器用送風機であり、５１〜５８は液冷媒またはガス冷媒の流通に供される冷媒配管である。符号１００は除霜手段を構成する。圧縮機４３からのホットガスを凝縮器４５をバイパスして両冷却器１１，１３に直接導き、このホットガスにより冷却器１１，１３に付着した霜を除去する。８１，８３は除霜用電動膨張弁である。
【００２２】
冷蔵ショーケース１内には、冷却器用送風機９や第１，第２電動膨張弁３７，３９や除霜用電動膨張弁８１，８３等を駆動制御するショーケース側コントロールユニット（以下、ＥＣＵと記す）６１が設置されている。ショーケース側ＥＣＵ６１は、ＣＰＵを始め、入出力インタフェースやＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマカウンタ等から構成されており、その入力インタフェースには、第１，第２出口側温度センサ３１，３３を始めとして、種々のセンサ類が接続している。
【００２３】
一方、冷却ユニット４１内には、圧縮機４３や凝縮器用送風機４９等を駆動制御する冷却ユニット側ＥＣＵ６３が設置されている。冷却ユニット側ＥＣＵ６３は、ＣＰＵを始め、入出力インタフェースやＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマカウンタ等から構成されている。また、ショーケース側ＥＣＵ６１と冷却ユニット側ＥＣＵ６３とは通信ライン６５により接続されており、相互に信号の授受を行う。
【００２４】
以下、第１実施形態の作用を述べる。冷蔵ショーケース１が冷却ユニット４１に接続され、冷凍サイクルの運転が開始されると、図２に示すように、受液器４７内のガス冷媒が実線矢印で示すように冷媒配管５８を介して圧縮機４３に吸引される。ガス冷媒は、圧縮機４３内で圧縮されて高温・高圧となった後、冷媒配管５１を介して凝縮器４５に流入し、凝縮器４５内を流通する間に凝縮・液化する。しかる後、液冷媒の一部は、冷媒配管５２から冷媒配管５３に分流し、冷媒配管５３に介装された第１電動膨張弁３７により減圧され、上流側冷却器１１に流入する。また、液冷媒の残部は、冷媒配管５２から冷媒配管５５に分流し、冷媒配管５５に介装された第２電動膨張弁３９により減圧され、下流側冷却器１３に流入する。液冷媒は、両冷却器１１，１３内で蒸発・気化した後、冷媒配管５４，５６，５７を介して受液器４７に環流し、受液器４７に貯留された後、再び冷媒配管５８を介して圧縮機４３に吸引される。
【００２５】
両冷却器１１，１３は、その表面温度が液冷媒の気化に伴う気化潜熱により氷点下となり、冷却フィンの間を通過する空気を冷却する。冷却された空気は、冷却器用送風機９によりショーケース本体３内をＡの矢印（図１）で示すように循環し、陳列棚５上に陳列された商品を所定温度に冷却する。
【００２６】
さて、この冷却運転が継続されると、両冷却器１１，１３には霜が付着するので、適当なインターバルで除霜運転が行われる。この除霜運転は、図２を参照して、第１，第２電動膨張弁３７，３９を閉じ、除霜用電動膨張弁８１，８３を開くことにより、点線矢印で示すようにホットガスを流して行われる。
【００２７】
この実施形態では、前記除霜手段１００による除霜運転は、復帰温度検出センサ３１，３３からの出力に従って停止される。下流側冷却器１３の復帰温度検出センサ３３の設定温度は、上流側冷却器１１の復帰温度検出センサ３１の設定温度よりも低く設定され、これによれば下流側冷却器１３の除霜運転は、上流側冷却器１１の除霜運転よりも早く復帰する。すなわち、下流側冷却器１３の設定温度ＴS2は上流側冷却器１１の設定温度ＴS1より所定値（例えば、３℃）だけ低く設定されているので、除霜手段１００によるホットガスの流入により、下流側冷却器１３の温度は設定温度ＴS2に早く到達する。すると、ショーケース側ＥＣＵ６１は復帰温度検出センサ３３からの信号を受け、除霜用電動膨張弁８３を閉じると共に、第２電動膨張弁３９を開く。これによれば下流側冷却器１３の除霜運転は早く終了し、かつ終了と同時に下流側冷却器１３は冷却運転に復帰する。
【００２８】
上流側冷却器１１の設定温度ＴS1は所定値（例えば、３℃）だけ高いので、当該設定温度に到達するまで除霜手段１００によるホットガスの流入が行われる。そして、設定温度に到達すると下流側冷却器１３よりも遅れて除霜運転が終了される。この場合、ショーケース側ＥＣＵ６１は復帰温度検出センサ３１からの信号を受け、除霜用電動膨張弁８１を閉じると共に、第１電動膨張弁３７を開く。これによれば全ての除霜運転が終了して冷却運転に復帰する。
【００２９】
これによれば、上流側冷却器１１の除霜運転時間は長く保たれるので、下流側冷却器１３から比較的多量の霜や氷が上流側冷却器１１に溶融・落下したとしても、上流側冷却器１１をほぼ確実に除霜することができる。
【００３０】
図３は、本発明の第２実施形態に係る冷蔵ショーケースの縦断面図であり、図４は冷凍サイクルとその制御系統とを示す概略構成図である。これらの図に示したように、第２実施形態の冷蔵ショーケース１も、その全体的構成は第１実施形態のものと略同様であるが、ホットガスによる除霜手段は除かれて、両冷却器１１，１３の下部（上流側）にはそれぞれ、ショーケース側ＥＣＵ６１により通電制御される除霜ヒータ７１，７３が付設されている。
【００３１】
以下、第２実施形態の作用を述べる。
【００３２】
本実施形態の場合、第１，第２出口側温度センサ３１，３３は、通常運転時には、第１実施形態と同様、両冷却器１１，１３の温度制御に供されるが、除霜時には復帰温度検出センサとして作用する。冷蔵ショーケース１が所定時間に亘って運転されると、ショーケース側ＥＣＵ６１は、内蔵したタイマの値に基づき両冷却器１１，１３の除霜を開始する。この除霜運転時には、圧縮機４３の運転が停止されて、除霜ヒータ７１，７３が通電される。
【００３３】
本実施形態の場合、両冷却器１１，１３間で復帰温度が異なっている。すなわち、下流側冷却器１３の復帰温度ＴR2は上流側冷却器１１の復帰温度ＴR1より所定値（例えば、３℃）だけ低く設定されている。従って、除霜ヒータ７１，７３への通電により、下流側冷却器１３の温度は復帰温度ＴR2に早く到達する。すると、ショーケース側ＥＣＵ６１は復帰温度検出センサ３３からの信号を受け、除霜ヒータ７３への通電を断つと同時に、圧縮機４３を駆動し、第１電動膨張弁３７を閉じて、第２電動膨張弁３９を開く。これによれば下流側冷却器１３の除霜運転は早く終了し、終了と同時に下流側冷却器１３は冷却運転に復帰する。
【００３４】
上流側冷却器１１の復帰温度ＴR1は所定値（例えば、３℃）だけ高いので、当該復帰温度に到達するまで除霜ヒータ７１への通電が継続される。そして、復帰温度に到達すると下流側冷却器１３よりも遅れて除霜運転が終了される。この場合、ショーケース側ＥＣＵ６１は復帰温度検出センサ３１からの信号を受け、除霜ヒータ７１への通電を断つと同時に、第１電動膨張弁３７を開く。これによれば全ての除霜運転が終了して冷却運転に復帰する。
【００３５】
これによれば、上流側冷却器１１の除霜運転時間は長く保たれるので、下流側冷却器１３から比較的多量の霜や氷が上流側冷却器１１に溶融・落下したとしても、上流側冷却器１１をほぼ確実に除霜することができる。
【００３６】
図５は、本発明の第３実施形態に係る冷蔵ショーケースの縦断面図である。この図に示したように、第３実施形態の冷蔵ショーケース１は、その全体的構成が第２実施形態のものと略同様であるが、両冷却器１１，１３には出口側温度センサが付設されておらず、冷却ダクト７内の冷気吹出口１７近傍に吹出温度センサ（主復帰温度検出センサ）８１が配置され、下流側冷却器１３の下流に補助復帰温度検出センサ８３が配置されている。尚、これら温度センサ８１，８３は、ショーケース側ＥＣＵ６１の入力インタフェースに接続している。
【００３７】
以下、第３実施形態の作用を述べる。
【００３８】
本実施形態の場合、主復帰温度検出センサ８１は、通常運転時における両冷却器１１，１３の温度制御に用いられる。上述したように、冷蔵ショーケース１が所定時間に亘って運転されると、ショーケース側ＥＣＵ６１は、両冷却器１１，１３の除霜を開始し、圧縮機４３の運転を停止すると同時に、除霜ヒータ７１，７３に通電する。そして、ショーケース側ＥＣＵ６１は、補助復帰温度検出センサ８３により検出された下流側冷却器１３の下流温度が所定値に達すると、下流側冷却器１３を除霜から通常運転に復帰させる。ついで、主復帰温度検出センサ８１により検出された温度が所定値に達すると、上流側冷却器１１を除霜から通常運転に復帰させる。この実施形態では、補助復帰温度検出センサ８３の設定温度が主復帰温度検出センサ８１の設定温度よりも低く設定される。このように冷却器１１，１３の温度を検出するセンサを用いずに、冷却ダクト７内を流れる空気の温度を検出することにより、制御することは可能である。
【００３９】
次に、第４実施形態について述べるが、その構成は第３実施形態と同一であるため、図示は省略する。第４実施形態では、ショーケース側ＥＣＵ６１内に遅延タイマ（図示せず）が設けられており、下流側冷却器１３が除霜から通常運転に復帰した後に所定時間が経過すると、上流側冷却器１１も除霜から通常運転に復帰するように構成されている。これにより、第３実施形態と同様に、上流側冷却器１１では、下流側冷却器１３に較べて長時間に亘って除霜が行われるので、入口側冷却フィンに付着した比較的多量の霜や氷も確実に溶融・落下するので、冷却風が円滑に流通するようになる。
【００４０】
図６は、本発明の第５実施形態に係る冷蔵ショーケースの縦断面図であり、図７は冷却器の正面図である。これらの図に示したように、第５実施形態の冷蔵ショーケース１では、冷却ダクト７の垂直部には単一の冷却器９１が配設されている。冷却器９１は、上流側冷却器９３と下流側冷却器９５とに分割されており、上流側冷却器９３のフィンピッチは、下流側冷却器９５のフィンピッチより粗く形成されている。また、冷媒管９７による冷媒は、上流側冷却器９３の上流側９３ａに導入し、その下流側９３ｂから下流側冷却器９５の下流側９５ａに導入し、その上流側９５ｂから導出させるように構成される。
【００４１】
図７の構成に従うと、フィンピッチが狭くなる下流側冷却器９５の上流側に最も多くの霜が付着するのが一般的である。この部分に霜が付着すると、空気の流路を塞ぐことになる。この実施形態では、最も霜が付着するであろう下流側冷却器９５の上流側に、図７に示すように、上流側冷却器９３および下流側冷却器９５を通過した後の暖まった冷媒が、冷媒管９７を通じて流されるので、この部分のフィンの表面温度は上昇する。従ってこの部分への着霜は抑制されるので、除霜インターバルを長くすることができる。
【００４２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限られるものではない。例えば、上記各実施形態は、本発明を多段オープン型の冷蔵ショーケースに適用したものであるが、ガラス扉等を備えた冷蔵あるいは冷凍ショーケース等に適用してもよい。また、第２〜第４実施形態では除霜手段として除霜ヒータを用いたが、ホットガスを冷却器に供給する等の方法を採ってもよい。その他、低温ショーケースの具体的構成や温度センサの配置等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、適宜変更可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明では、上流側冷却器および下流側冷却器を通過した後の暖まった冷媒が、下流側冷却器の上流側から導出されるので、冷却器の狭いフィンピッチの最も上流側のフィン表面温度が上昇するので、この部分への着霜が抑制され、除霜インターバルを長くすることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷蔵ショーケースの縦断面図である。
【図２】第１実施形態における冷凍サイクルと制御系統とを示す概略構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る冷蔵ショーケースの縦断面図である。
【図４】第２実施形態における冷凍サイクルと制御系統とを示す概略構成図である。
【図５】本発明の第３および第４実施形態に係る冷蔵ショーケースの縦断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る冷蔵ショーケースの縦断面図である。
【図７】第５実施形態における冷却器の正面図である。
【符号の説明】
１ 冷蔵ショーケース
３ ショーケース本体
７ 冷却ダクト
９ 冷却器用送風機
１１ 上流側冷却器
１３ 下流側冷却器
３１，３３ 復帰温度検出センサ
６１ ショーケース側ＥＣＵ
７１，７３ 除霜ヒータ
８１ 主復帰温度検出センサ
８３ 補助復帰温度検出センサ

Claims (1)

1. ショーケース本体の冷却ダクト内に複数の冷却器を直列に配置した低温ショーケースにおいて、
   上流側冷却器のフィンピッチを下流側冷却器のフィンピッチより粗く形成し、かつ液冷媒を上流側冷却器の上流側に導入し、その下流側から下流側冷却器の下流側に導入し、その上流側から導出させるように構成したことを特徴とする低温ショーケース。

Images