JP4666956B2 - 冷却貯蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、例えば低温ショーケースや冷蔵庫などの冷却貯蔵庫に関するものである。

従来より例えばコンビニエンスストアやスーパーマーケットに据え付けられる低温ショーケースにおいては、断熱壁内に商品を陳列する貯蔵室と、その外側にダクトを形成すると共に、このダクト内には蒸発器（冷却器）と送風機を設置して、この蒸発器と熱交換した冷気を送風機により貯蔵室内に循環している（例えば、特許文献１参照）。

このとき、蒸発器には冷媒回路の膨張弁にて減圧した冷媒を流して蒸発させるものであるが、係る冷却運転によって蒸発器には着霜が成長するため、例えば定期的に蒸発器への冷媒供給を停止し、送風機のみを運転させて蒸発器に送風し、当該蒸発器の着霜を融解除去するようにしていた。
特開平９−２６９１７９号公報

ここで、係る蒸発器の除霜は時間によって終了させる場合と、蒸発器が所定温度に上昇したことで終了させる場合があるが、何れにしても着霜をできるだけ完全に除去しなければ、着霜が蓄積されていって何れは霜閉塞を引き起こすことになる。

一方、係る冷媒回路で最も温度が低くなる箇所は、冷媒の蒸発が開始される膨張弁の出口配管である。従って、この膨張弁の出口配管に最も着霜が成長し易くなるが、従来では係る膨張弁の出口配管の着霜について何ら配慮が成されておらず、除霜時にこの出口配管に霜残りが生じ、結果として除霜に要する時間が著しく長くなって貯蔵室の冷却能力に悪影響が及ぶ問題が生じていた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、膨張弁の出口配管への着霜による除霜時間の延長を効果的に回避できる冷却貯蔵庫を提供することを目的とする。

請求項１の発明の冷却貯蔵庫は、膨張弁にて減圧した冷媒を蒸発器に流して蒸発させ、この蒸発器と熱交換した冷気を送風機によりダクトを介して貯蔵室内に循環すると共に、蒸発器の除霜を行うものであって、蒸発器からの除霜水が流下する箇所に、膨張弁の出口配管を配置したことを特徴とする。

請求項２の発明の冷却貯蔵庫は、上記において蒸発器からの除霜水を排出するためのドレン口と、このドレン口を開閉する開閉手段を備え、蒸発器の除霜中に開閉手段にてドレン口を閉じることを特徴とする。

請求項３の発明の冷却貯蔵庫は、上記各発明において蒸発器への冷媒供給を停止して当該蒸発器の除霜を行うと共に、膨張弁を複数設け、蒸発器の除霜後に切り換えて何れかの膨張弁に冷媒を流すことを特徴とする。

請求項１の発明では、膨張弁にて減圧した冷媒を蒸発器に流して蒸発させ、この蒸発器と熱交換した冷気を送風機によりダクトを介して貯蔵室内に循環すると共に、蒸発器の除霜を行う冷却貯蔵庫において、蒸発器からの除霜水が流下する箇所に、膨張弁の出口配管を配置したので、除霜中に蒸発器からの除霜水を膨張弁の出口配管に接触させることができるようになる。これにより、着霜が生じ易い膨張弁の出口配管の着霜を迅速に融解し、蒸発器の除霜に要する時間を著しく短縮して除霜による貯蔵室内の冷却能力の悪化を最小限に抑えることができるようになる。

この場合、請求項２の如く蒸発器からの除霜水を排出するためのドレン口を開閉する開閉手段を設け、蒸発器の除霜中に開閉手段にてドレン口を閉じるようにすれば、除霜中に除霜水を溜めて膨張弁の出口配管を浸し、着霜の融解を一層促進することができるようになる。

また、請求項３の如く、蒸発器への冷媒供給を停止して当該蒸発器の除霜を行うと共に、膨張弁を複数設け、蒸発器の除霜後に切り換えて何れかの膨張弁に冷媒を流すようにすれば、着霜を複数の膨張弁の出口配管に分散させ、且つ、着霜は冷媒を流していない期間中に融解させることができるようになる。これにより、着霜が生じ易い膨張弁の出口配管の着霜を効果的に除去して、蒸発器の除霜に要する時間を著しく短縮し、除霜による貯蔵室内の冷却能力の悪化を最小限に抑えることができるようになる。

次に、図面に基づき本発明の一実施形態を詳述する。
（参考例１）

図１は本発明を適用した冷却貯蔵庫の一実施例としての低温ショーケース１の縦断側面図、図２は低温ショーケース１の透視背面図、図３は低温ショーケース１の蒸発器１６部分の平面図を示している。実施例の低温ショーケース１は、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの店舗内に据え付けられる縦型のオープンショーケースであり、断面略コ字状の断熱壁２と、据え付け現場においてこの断熱壁２の両側に取り付けられる側板３とから構成されている。断熱壁２の内側には間隔を存して仕切板４が取り付けられており、断熱壁２と仕切板４の間がダクト８とされ、仕切板４の内側が被冷却空間としての貯蔵室９とされている。

この貯蔵室９内には複数段の棚１１・・が架設されると共に、貯蔵室９の底部にはデッキパン１２が取り付けられ、このデッキパン１２の下方は送風機７を内蔵したファンケース１４が設置されると共に、その後方のダクト８内には冷却装置の冷媒回路を構成する蒸発器１６が縦設されている。ファンケース１４とダクト８間には上壁及び左右壁から成る蒸発器下カバー１３が設置され、送風機７の吐出側におけるファンケース１４とダクト８下端（蒸発器１６の空気流入側）とを連通している。

また、貯蔵室９の前面開口部２１の上縁には、吐出口２３が設けられており、この吐出口２３はダクト８の上前端に連通している。また、開口部２１の下縁には吸込口２４が形成され、前記デッキパン１２下方のファンケース１４内に設けられた送風機７の吸込側に連通している。これによって、貯蔵室９の下方から後方及び上方に渡る冷気循環用の一連のダクトが構成される。

そして、前記ファンケース１４内の送風機７が運転されると、デッキパン１２下方の送風機７吸込側から空気が吸い込まれ、蒸発器下カバー１３を経て後方のダクト８に向けて吹き出される。そして、蒸発器１６内を通過して熱交換しながら吹き上げられ、蒸発器１６の空気流出側（上端）から流出して上昇し、開口部２１上縁の吐出口２３から下縁の吸込口２４に向けて吹き出されることになる。

これによって、貯蔵室９の開口部２１には冷気エアーカーテンが形成され、開口部２１からの外気の侵入が阻止若しくは抑制されると共に、冷気エアーカーテンの一部が貯蔵室９内に循環して貯蔵室９内は冷却される。そして、冷気は吸込口２４からデッキパン１２下方に流入し、送風機７に再び吸い込まれることになる。

ここで、前記蒸発器１６は所謂プレートフィン型のエバポレータであり、蛇行状に屈曲された冷媒配管３２に複数枚のフィン３４を取り付けて構成されている。３３はこれらフィン３４の両側部において冷媒配管３２を保持する管板であり、冷媒配管３２はこの管板３３の外側でＵ字状に屈曲される。

また、３２Ａは冷媒入口配管であり、管板３３の上部から外側に引き出されている。更に、３２Ｂは冷媒出口配管であり、蒸発器１６の下部から管板３３外側に引き出されている。２６は膨張弁（この実施例では電動膨張弁を使用する）であり、その出口配管４１は蒸発器１６の冷媒入口配管３２Ａに接続されている。この場合、膨張弁２６の出口配管４１は蒸発器下カバー１３の右側壁１３Ａの外側に沿って設けられ、右側壁１３Ａにはこの出口配管４１に対応した透孔２０が、出口配管４１の長手方向に沿って複数（実施例では２箇所）形成されている。

そして、膨張弁２６の入口はこれも図示しないコンデンシングユニット（店舗の機械室などに設置され、複数台の低温ショーケース１の蒸発器１６が冷媒供給を受ける）の高圧配管に接続されると共に、冷媒出口配管３２Ｂは上記コンデンシングユニットの低圧配管に接続される。

以上の構成で、図示しない制御装置により前記コンデンシングユニットの図示しない圧縮機が運転されると、圧縮機から吐出された高温のガス冷媒はこれも図示しない凝縮器で凝縮される。そして、膨張弁２６に至り、ここで減圧された後、出口配管４１を経て冷媒入口配管３２Ａから蒸発器１６に入る。冷媒は膨張弁２６を出てから蒸発を始めるため、出口配管４１から蒸発器１６に至る冷媒回路は低温となる。そして、冷媒はガス化し、蒸発器１６の冷媒出口配管３２Ｂから出てコンデンシングユニットの前記圧縮機に吸い込まれる循環を繰り返す。

そして、送風機７が運転されると、前述の如くデッキパン１２下方の送風機７吸込側から空気が吸い込まれ、蒸発器下カバー１３を経て後方のダクト８に向けて吹き出される。そして、蒸発器１６内と熱交換して冷却された冷気は、開口部２１上縁の吐出口２３から下縁の吸込口２４に向けて吹き出され、冷気エアーカーテンを形成しながら貯蔵室９内を冷却することになる。

このような冷却運転で蒸発器１６には循環空気中の湿気が霜となって付着成長する。特に、膨張弁２６の出口配管４１は最も低温となるために最も着霜が成長する。そこで、制御装置は例えば定期的に蒸発器１６の除霜運転を行う。この除霜運転では膨張弁２６を全閉とすると共に（これによって、蒸発器１６への冷媒供給は停止する）、送風機７は引き続き運転される。このように冷媒供給を停止した状態での通風によって蒸発器１６の温度は徐々に上昇していき、着霜は融解されていく。

この場合、蒸発器下カバー１３の右側壁１３Ａには透孔２０、２０が形成されているので、前述した冷却運転中の他、係る除霜運転中にも送風機７から吐出された空気が透孔２０、２０から吹き出される。そして、この吹き出された空気は膨張弁２６の出口配管４１に吹き当てられるので、係る出口配管４１に成長した着霜も迅速に融解されていく。

ここで、前記制御装置は蒸発器１６の温度が所定の除霜終了温度に達した時点で係る除霜運転を終了し、冷却運転を再開するが、膨張弁２６の出口配管４１の着霜が残っていると、蒸発器１６の温度上昇も遅れると共に、残った着霜が成長していってやがては蒸発器１６内も霜閉塞を起こす危険性がある。

しかしながら、本発明では前述の如く最も着霜が成長し易い出口配管４１を迅速に除霜できるため、蒸発器１６の除霜に要する時間、即ち、上記除霜終了温度に達するまでの時間も著しく短縮されることになる。これにより、除霜による貯蔵室９内の冷却能力の悪化を最小限に抑えることができるようになる。また、霜残りも解消できるので霜閉塞の発生も効果的に防止できる。

特に、送風機７の吐出側から蒸発器１６に至るダクトを構成する蒸発器下カバー１３の右側壁１３Ａに透孔２０、２０を形成し、この透孔２０、２０を膨張弁２６の出口配管４１に対応させているので、比較的簡単な構成で送風機７からの風を膨張弁２６の出口配管４１に効果的に当てて除霜時の着霜の融解を促進することができるようになる。
（参考例２）

次に、図４は本発明の他の参考例を示している。この場合は、送風機７の吐出側から蒸発器１６に至る蒸発器下カバー１３（ダクトを構成する）内に、膨張弁２６の出口配管４１を引き入れて配置している。このように、送風機７の吐出側から蒸発器１６に至るダクト内に出口配管４１を配置することにより、膨張弁２６の出口配管４１を送風機７からの風に晒し、除霜時の着霜を効果的に融解することができるようになる。
（参考例３）

また、図５は本発明のもう一つの他の参考例を示している。この場合は、蒸発器１６の上側の空気流出側に、膨張弁２６の出口配管４１を配置している。このように蒸発器１６の空気流出側に出口配管４１を配置すれば、冷却運転中は蒸発器１６を経て乾燥した冷気が膨張弁２６の出口配管４１に当たり、当該出口配管４１への着霜を抑えることができるようになる。そして、除霜運転中は膨張弁２６の出口配管４１が送風機７からの風に晒されることになるので、最も着霜し易い出口配管４１を効果的に除霜が行われるようになる。

次に、図６は本発明の低温ショーケース１下部の断面図を示している。デッキパン１２下方の断熱壁２には、ファンケース１４の前側に位置してドレン口３６が形成されている。断熱壁２の底面２Ａはこのドレン口３６に向けて低く傾斜しており、更にこのドレン口３６には、ソレノイド３７により駆動されて当該ドレン口３６を開閉する開閉手段としての栓３８が設けられている。そして、この場合は膨張弁２６の出口配管４１が、蒸発器１６下方からドレン口３６に至る断熱壁２の底面２Ａ上に沿って配置されている（図６）。尚、他の構造は前記図１及び図２と同様である。

次に、動作を説明する。前記制御装置は前記冷却運転中は前記ソレノイド３７により栓３８を引き下げ、ドレン口３６を閉じている。そして、前記除霜運転が開始されると、蒸発器１６から除霜水が滴下し、底面２Ａを流れてドレン口３６に向かうため、膨張弁２６の出口配管４１はこの流下する除霜水に接触することになる。従って、着霜が生じ易い膨張弁２６の出口配管４１の着霜は迅速に融解していく。

前記制御装置は、係る除霜運転を開始してもドレン口３６は開かない。従って、断熱壁２の底面２Ａ上には除霜中に生じた除霜水が溜められ、膨張弁２６の出口配管４１はこの除霜水中を浸ることになる。これにより、着霜の融解は一層促進されるので、出口配管４１の着霜は迅速に融解され、蒸発器１６の除霜に要する時間が著しく短縮されて除霜による貯蔵室９内の冷却能力の悪化は最小限に抑えられるようになる。尚、前記制御装置は除霜運転を終了する直前にソレノイド３７によって栓３８を押し上げ、ドレン口３６を開放して除霜水を排出する。

次に、図７は更にもう一つの本発明の低温ショーケース１の冷媒回路の一部を示している。この場合は、複数（実施例では２個）の膨張弁２６Ａ、２６Ｂを設け、これらを冷媒回路中に相互に並列接続している。そして、各膨張弁２６Ａ、２６Ｂの出口配管４１Ａ、４１Ｂが合流して蒸発器１６の冷媒入口配管３２Ａに接続される構成とされている。

次に、この場合の動作を説明する。前記制御装置は前記冷却運転中は何れかの膨張弁２６Ａ、若しくは、２６Ｂを使用する。例えば、現在の冷却運転は膨張弁２６Ｂは全閉とし、膨張弁２６Ａの弁開度を調整して蒸発器１６に冷媒を供給するものとすると、除霜運転の開始から膨張弁２６Ａも全閉とする。そして、当該除霜運転の終了後、冷却運転を再開すると今度は膨張弁２６Ｂを開き、その弁開度を調整しながら蒸発器１６に冷媒を供給する。尚、このときは膨張弁２６Ａは全閉とされる。以後は、これを繰り返して除霜の度に膨張弁２６Ａ、２６Ｂを切り換えて使用する。

このように、膨張弁２６Ａ、２６Ｂを複数設け、蒸発器１６の除霜後に切り換えて何れかの膨張弁２６Ａ若しくは２６Ｂに冷媒を流すようにすれば、着霜を複数の膨張弁２６Ａ、２６Ｂの出口配管４１Ａ、４１Ｂに分散させることができるようになる。また、前回使用していた膨張弁（前述の場合は２６Ａ）の出口配管（前述の場合は４１Ａ）に付着した霜は、次回冷媒を流していない期間中（即ち、膨張弁２６Ｂに冷媒を流している期間中）に融解する。これにより、着霜が生じ易い膨張弁の出口配管の着霜を効果的に除去して、蒸発器１６の除霜に要する時間を著しく短縮し、除霜による貯蔵室９内の冷却能力の悪化を最小限に抑えることができるようになる。

尚、上記各実施例では膨張弁として電動膨張弁を使用したが、温度式の膨張弁を用い、蒸発器に冷媒を供給するか否かは液電磁弁で制御するようにしても本発明は有効である。また、実施例ではオープンショーケースに本発明を適用したが、それに限らず、家庭用・業務用冷蔵庫やクローズドタイプのショーケース等にも有効である。更に、実施例の除霜運転では送風機による送風によって蒸発器の除霜を行ったが、それに加えて電気ヒータ等で蒸発器を加熱してもよい。

本発明を適用した冷却貯蔵庫の一実施例としての低温ショーケースの縦断側面図である。 図１の低温ショーケースの透視背面図である。 図１の低温ショーケースの蒸発器部分の平面図である（参考例１）。 本発明の参考例２の低温ショーケースの蒸発器部分の平面図である。 本発明の参考例３の低温ショーケースの蒸発器部分の正面図である。 本発明の実施例１の低温ショーケース下部の縦断側面図である。 本発明の実施例２の低温ショーケースの膨張弁部分の冷媒回路図である。

１ 低温ショーケース
２ 断熱壁
２Ａ 底面
４ 仕切板
７ 送風機
８ ダクト
９ 貯蔵室
１３ 蒸発器下カバー
１４ ファンケース
１６ 蒸発器
２０ 透孔
２６、２６Ａ、２６Ｂ 膨張弁
３６ ドレン口
３７ ソレノイド
３８ 栓
４１、４１Ａ、４１Ｂ 出口配管

Claims (3)

1. 膨張弁にて減圧した冷媒を蒸発器に流して蒸発させ、該蒸発器と熱交換した冷気を送風機によりダクトを介して貯蔵室内に循環すると共に、前記蒸発器の除霜を行う冷却貯蔵庫において、
   前記蒸発器からの除霜水が流下する箇所に、前記膨張弁の出口配管を配置したことを特徴とする冷却貯蔵庫。
2. 前記蒸発器からの除霜水を排出するためのドレン口と、該ドレン口を開閉する開閉手段を備え、前記蒸発器の除霜中に前記開閉手段にて前記ドレン口を閉じることを特徴とする請求項１の冷却貯蔵庫。
3. 前記蒸発器への冷媒供給を停止して当該蒸発器の除霜を行うと共に、
   前記膨張弁を複数設け、前記蒸発器の除霜後に切り換えて何れかの前記膨張弁に冷媒を流すことを特徴とする請求項１又は請求項２の冷却貯蔵庫。

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