JP5766000B2

JP5766000B2 - 冷却貯蔵庫

Info

Publication number: JP5766000B2
Application number: JP2011097236A
Authority: JP
Inventors: 周藤　明彦; 明彦周藤; 恩田　良一; 良一恩田
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-04-25
Also published as: JP2012229832A

Description

本発明は、冷却ファンの運転制御を行う冷却貯蔵庫に関する。

従来、例えば冷却ファンの運転制御を行う冷却貯蔵庫として特許文献１に記載のものが知られている。このものは、玄米や野菜等を貯蔵する低温貯蔵庫であって、冷却装置を構成する圧縮機の運転状態を制御することにより庫内温度を設定温度付近に保ち、また、庫内空気を循環供給する冷却ファンの運転状態を制御することにより、庫内の湿度を設定湿度付近に保つものである。このうち、冷却ファンの運転制御に関しては、例えば野菜等の保存に適した高湿モードや、玄米等の保存に適した低湿モードといった複数の運転モードが設定されており、使用者が選択した運転モードに従って冷却ファンの運転が制御される。例えば高湿モードは圧縮機の運転制御に関係なく冷却ファンを連続運転させるものであって、冷却装置を構成する冷却器表面に生じた霜又は結露を圧縮機停止中に冷却ファンを運転することにより気化して庫内に還元することで、貯蔵庫内を高湿に保つことができる。一方、低湿モードは圧縮機の運転及び停止に同期して冷却ファンの運転及び停止を制御するものである。即ち、冷却器表面に生じた霜又は結露を圧縮機停止とともに冷却ファンの運転を停止することにより気化させずに貯蔵庫外へと排出することで、貯蔵庫内を低湿に保つことができる。

特開２００２−２７７１３９号公報

しかしながら、このような構成によると、庫内の設定温度と設定湿度は別々に設定することとなるから、例えば玄米を貯蔵するために、設定温度を玄米に最適な温度（例えば９℃）に設定したとしても、使用者が湿度を調整する冷却ファンの運転モードを切り替え忘れたり、あるいは選択を誤って高湿モードに設定した場合には、庫内が高湿となり、高湿を嫌う玄米にカビが発生したり、害虫が生じる虞がある。このため、少なくとも貯蔵物の品質を良好に保つことが可能となる冷却ファンの運転制御が求められている。

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、冷却ファンの運転制御に関して、貯蔵物の品質を良好に維持可能な冷却貯蔵庫を提供することを目的とする。

本発明は、貯蔵物を収容する貯蔵庫と、前記貯蔵庫内を冷却する冷却器を備えた冷却装置と、前記冷却器により生じた冷気を前記貯蔵庫内に循環させる冷却ファンと、前記貯蔵庫内の設定温度を入力するための温度設定手段と、前記温度設定手段により入力された前記設定温度に維持されるように前記冷却装置の運転状態を制御する冷却運転制御手段と、前記温度設定手段により入力された前記設定温度に基づいて前記冷却ファンの運転状態を制御する冷却ファン運転制御手段と、を備えることに特徴を有する。

このような構成によれば、入力された設定温度に基づいて、冷却装置及び冷却ファンの運転状態を制御することができるから、貯蔵物の品質を良好に維持することが可能となる。つまり、各貯蔵物に最適な設定温度を入力すれば、自動的に湿度が決定されることになるから、例えば設定温度と設定湿度とを個々に設定していた場合と比較して、使用者の設定間違いや、設定のし忘れによる貯蔵物の品質低下を防止することができる。

前記冷却ファン運転制御手段は、前記冷却装置の運転状態に同期して前記冷却ファンの運転及び停止を制御する低湿モードと、前記冷却装置の運転状態に関係なく冷却ファンを連続的に運転させる高湿モードと、を備え、前記設定温度が所定の基準温度以上の場合には前記低湿モードが選択され、前記設定温度が所定の基準温度未満の場合には前記高湿モードが選択される温度準拠モードが設定されていることが望ましい。

このような構成によれば、設定温度が所定の基準温度以上である場合には、低湿モードが選択され、設定温度が所定の基準温度未満である場合には、高湿モードが選択される。よって、例えば玄米等穀物の貯蔵に最適な温度の下限値を所定の基準温度とすれば、温度設定手段により穀物の貯蔵に最適な温度を設定温度として入力するだけで、自動的に低湿モードが選択されることとなり、誤って高湿モードを選択した場合に生じる穀物へのカビや害虫の発生、品質の劣化を未然に防止することができる。また、野菜やその他飲料物の保存に最適な温度は、穀物の最適貯蔵温度よりも一般的に低いから、野菜等の貯蔵に最適な温度を設定温度として入力すると、自動的に高湿モードが選択されることになる。これにより、野菜の乾燥を防ぐことが可能となり、その他飲料物に関しては湿度に品質が左右されることがないから、特段の問題は生じない。このように貯蔵物に最適な貯蔵温度と好ましい湿度の関係を利用して、設定温度を基準として湿度を左右する冷却ファンの運転モードを決定することで、少なくとも各貯蔵物の品質を損なうような湿度となることを防止することが可能である。

本発明によれば、冷却ファンの運転制御に関して、貯蔵物の品質を良好に維持可能な冷却貯蔵庫を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る低温貯蔵庫の正面図同側面図カバーを外した状態の冷却器室の断面図冷却ファン及び圧縮機の制御機構を表すブロック図低湿モードにおける冷却ファン及び圧縮機の動作を示すタイミングチャート高湿モードにおける冷却ファン及び圧縮機の動作を示すタイミングチャート温度準拠モードにおける冷却ファンの運転制御動作を示すフローチャート

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図７によって説明する。
本実施形態の冷却貯蔵庫は、穀物等を貯蔵する低温貯蔵庫に適用した場合を例示している。以下、図１の紙面手前側を前側、紙面奥側を後側として説明する。

まず、図１ないし図３を用いて全体構造を説明する。貯蔵庫本体１０は、前面が開口された縦長の断熱箱体によって形成されており、その内部空間は貯蔵庫１１とされ、底面に配された脚１２によって支持されるとともに、前面の出入口に断熱扉１３が揺動開閉可能に装着されている。

貯蔵庫本体１０の上面には、冷却ユニット２０が設置されている。この冷却ユニット２０は、詳しくは後述するがユニット台２６上の前側に冷却装置３０を構成する凝縮器、凝縮器ファンと圧縮機３１が載置され、後側に残りの冷却器３２及び冷却ファン３３が載置されることで構成されており、冷却器３２及び冷却器ファン３３を含む後側のみが断熱材２１により覆われ貯蔵庫１１内に連通して熱交換を行う断熱性の冷却器室２３が形成されている。そして、ユニット台２６上は、ケース２２により覆われており、ケース２２の前面に設けられた窓孔からは、ユニット台２６上の、詳しくは凝縮器及び凝縮器ファンの手前載置された電装箱（図示せず）の前面壁に設けられた表示部２４が臨むようになっている。ケース２２のうち、前側上部の右側面と左側面には、吸気口２５及び排気口（図示せず）とが形成され、吸気口から凝縮器ファンにより外気をケース２２内へと送り込み、凝縮器及び圧縮機３１を冷却したのちの排熱を排気口から排出する構成とされている。

冷却器室２３の底面となる貯蔵庫本体１０の上面には開口部１４が形成されており、貯蔵庫１１と冷却器室２３とが連通した態様をなしている。この開口部１４を覆うようにして断熱部材を底部に配したユニット台２６が載置されている。ユニット台２６には、図３に示す幅方向略中央部であって、貯蔵庫本体１０の前後方向略中央部から後部にかけた位置にドレンパン２８が設けられており、その右側には吸込口１５、同左側には吹出口１６がそれぞれ開口形成されている。この吸込口１５及び吹出口１６には、ユニット台２６に一体に設けられたルーバ２７が配されており、このうち、吸込口１５側のルーバ２７Ａには庫内サーミスタ１７が設けられている。また、ユニット台２６の下端には、エアガイド２９が取り付けられており、冷却器室２３から吹き出された冷気が貯蔵庫１１内を循環せずにすぐに吸込口１５に吸い込まれてしまうといったショートサイクルが生じるのを防止している。

ドレンパン２８は、全周に周壁を巡らせた平面視方形の底面を有する皿状に形成されており、その底面上に排出口が設けられている。このドレンパン２８上には、冷却装置３０を構成する冷却器３２及び冷却ファン３３が支持台２８Ａにより支持された状態で設置されている。冷却装置３０は、圧縮機３１、凝縮器、ドライヤ、キャピラリーチューブ及び冷却器３２を冷媒配管によって順に連ねた冷凍サイクルを備えている。冷凍サイクルは冷媒配管内の冷媒を圧縮機３１により圧縮し、凝縮器ファンにより凝縮器を空冷して凝縮させ、冷却器３２で蒸発させることにより冷却作用を生じさせる周知の構成である。

貯蔵庫１１内の庫内空気は、図３に示す矢印方向に循環しており、具体的には、冷却ファン３３によって吸込口１５から吸い込まれた庫内空気が、冷却器３２により熱交換が行われることで冷却され、その後吹出口１６より貯蔵庫１１内へと吹き出されることで、貯蔵庫１１内に冷却された庫内空気が循環供給されるようになっている。なお、冷却器３２表面に生じた霜又は結露は、自然に、又は除霜運転により、ドレンパン２８から排出口を経て、貯蔵庫本体１０外へと排出される。

さて、圧縮機３１及び冷却ファン３３を制御するものとして、マイクロコンピュータを備えた運転制御部４０が設けられている（図４参照）。この運転制御部４０は既述した図示しない電装箱に収容され、表示部２４に接続されている。表示部２４には、貯蔵庫内の温度であって、庫内サーミスタ１７により検出された庫内温度ｔを表示する温度表示部２４Ａと、設定温度Ｔを入力可能な温度設定部２４Ｂ（温度設定手段に相当する）と、冷却ファン３３の運転制御モードを選択するためのモード選択部２４Ｃとが設けられている。

即ち、運転制御部４０の入力側には、庫内サーミスタ１７及び表示部２４を構成する温度表示部２４Ａ、温度設定部２４Ｂ、モード選択部２４Ｃが接続され、出力側には、圧縮機３１と冷却ファン３３がそれぞれ接続されている。運転制御部４０には、少なくとも圧縮機３１の運転を制御する圧縮機運転制御部４１（冷却運転制御手段に相当する）と、冷却ファン３３の運転を制御する冷却ファン運転制御部４２とが具備されている。温度設定部２４Ｂは、例えば温度アップボタンと温度ダウンボタンが設けられており、設定温度Ｔを１℃単位で変更できるようにされている。モード選択部２４Ｃには、図５に示す低湿モード、図６に示す高湿モード、設定温度Ｔに応じて低湿モード又は高湿モードが自動的に選択される温度準拠モードが設定されている。なお、本実施形態においては、初期設定は温度準拠モードとされている。

ここで、冷却ファン３３の運転制御モードについて詳しく説明する。
まず、低湿モードは、図５に示すように、圧縮機３１の運転及び停止に同期して冷却ファン３３の運転及び停止を行うものである。圧縮機３１の運転が停止されると、冷却ファン３３の運転も停止され、冷却器３２の表面温度は徐々に上昇する。圧縮機３１及び冷却ファン３３の運転中には、庫内空気中の水蒸気が昇華して冷却器３２表面に着霜し又は結露が生じるが、圧縮機３１及び冷却ファン３３の運転が停止されると、冷却器３２の温度は上昇する一方であるから、表面に生じた霜又は結露は自然に（霜は融解して）ドレンパン２８に滴下し、冷却器室２３（貯蔵庫１１）外へと排出されることとなる。このようにして、庫内空気中の水蒸気の一部は庫外へ排出されてしまうから、貯蔵庫１１内は低湿状態に保たれることとなる。

一方、高湿モードは、図６に示すように、圧縮機３１の運転及び停止に関係なく、冷却ファン３３を連続運転させるものである。圧縮機３１の停止中は、冷却ファン３３を運転し続けても冷却器３２の温度は徐々に上昇し、冷却器３２表面に生じた霜や結露の一部は冷却ファン３３によって送り込まれる空気中に水蒸気として貯蔵庫１１内へと戻されるから、貯蔵庫１１内を高湿状態に保つことができる。なお、本実施形態では、低温貯蔵庫の使用用途として穀物の貯蔵（設定温度Ｔとしては約９℃〜１２℃程度）を主に考慮している。このため、庫内空気を熱交換により冷却する冷却器３２の表面温度は０℃以上である場合が多く、冷却器３２表面には霜よりも、結露が生じやすい。一方、設定温度Ｔを低温（３℃以下）にした場合には、冷却器３２表面において結露よりも霜が発生しやすくなる。しかしながら、着霜又は結露といった冷却器３２表面に生じる態様は異なっても、冷却ファン３３の各運転制御モードによる作用は変わらない。即ち、低湿モードにおいては、庫外へ排出される水分が多くなり、貯蔵庫１１内が低湿に保たれる。また、高湿モードにおいては冷却ファン３３による送風によって貯蔵庫１１内に戻される水蒸気量が多くなり、貯蔵庫１１内が高湿に保たれることとなる。

温度準拠モードは、予め、基準温度Ｔ１が設定されており、詳しくは後述するが、設定温度Ｔが基準温度Ｔ１以上の場合には上記低湿モードが自動的に選択され、設定温度Ｔが基準温度Ｔ１未満の場合には、上記高湿モードが自動的に選択されるように設定されているものである。

さて、圧縮機運転制御部４１は、庫内サーミスタ１７及び温度設定部２４Ｂからの信号を読み取り、その入力値である庫内温度ｔと、上限設定温度（Ｔ＋Ｔ２）及び下限設定温度（Ｔ−Ｔ２）とを比較する。ここで、Ｔ２は１〜２℃程度であるが、その設定値は適宜変更可能とされている。庫内温度ｔが上限設定温度（Ｔ＋Ｔ２）を上回る場合には、圧縮機３１の運転が開始（又は運転状態が継続）され、庫内温度ｔが下限設定温度（Ｔ−Ｔ２）を下回る場合には、圧縮機３１の運転が停止（又は停止状態が継続）される。即ち、圧縮機運転制御部４１から、庫内温度ｔと上下設定温度（Ｔ±Ｔ２）との比較結果に基づいて、運転指示又は運転停止指示の信号が圧縮機３１に出力される。このように、設定温度Ｔから±Ｔ２の範囲で圧縮機３１の運転・停止を制御することで、貯蔵庫１１内の庫内温度ｔを設定温度Ｔ付近に保つ構成とされている。

一方、冷却ファン運転制御部４２は、モード選択部２４Ｃで選択されたモードに基づいて、冷却ファン３３の運転を制御する。低湿モードが選択されている場合には、図５に示すように、圧縮機運転制御部４１の制御に冷却ファン運転制御部４２の制御が連動して、圧縮機３１の運転及び停止指示と同時に、冷却ファン３３の運転及び停止指示がなされる。即ち、圧縮機運転制御部４１からの運転指示（又は停止指示）の信号が圧縮機３１に出力されると同時に、冷却ファン運転制御部４２からは冷却ファン３３へ運転指示（又は停止指示）の信号が出力される。高湿モードが選択されている場合には、図６に示すように、圧縮機運転制御部４１の制御とは関係なく、冷却ファン３３の運転指示がなされる。温度準拠モードが選択されている場合には、まず、設定温度Ｔと基準温度Ｔ１とを比較し、設定温度Ｔが基準温度Ｔ１以上の場合には低湿モードと同様の制御がなされ、設定温度Ｔが基準温度Ｔ１未満の場合には、高湿モードと同様の制御がなされる。

続いて、本実施形態の作用を図７を用いて説明する。
ここでは、冷却ファン３３の運転制御モードとして初期設定の温度準拠モードが設定され、温度準拠モードの基準温度Ｔ１が９℃に設定されている場合を説明する。
電源が投入されると、圧縮機３１及び冷却ファン３３の運転が開始され、貯蔵庫１１内の冷却が開始される。ここで玄米を貯蔵するために、温度設定部２４Ｂにおいて設定温度Ｔを９℃に設定すると（ステップＳ１０）、冷却ファン３３は低湿モードで運転される（ステップＳ１１で「ＹＥＳ」、ステップＳ１２）。このように、設定温度Ｔが基準温度Ｔ１以上であれば、低湿モードが選択されることとなる。よって、玄米の最適貯蔵温度域（約９℃〜１２℃）においては、必ず低湿モードが選択されるから、貯蔵庫１１内が高湿になることなく、玄米にカビが生える、害虫が発生する等して玄米の品質が損なわれることを防止することができる。

一方、野菜や飲料物等を保管するために、温度設定部２４Ｂにおいて設定温度Ｔを８℃に設定すると（ステップＳ１０）、冷却ファン３３は高湿モードで運転される（ステップＳ１１で「ＮＯ」、ステップＳ１３）。このように、設定温度Ｔが基準温度Ｔ１未満であれば、高湿モードが選択されることとなる。よって、玄米の最適貯蔵温度域（約９℃〜１２℃）よりも低い温度を好む野菜や飲料物等は、基準温度Ｔ１を玄米の最適貯蔵温度の下限値である９℃としておけば、基準温度Ｔ１未満に設定温度Ｔを設定することで、自動的に高湿モードとなるから、野菜の乾燥を防ぎ、又は湿度に品質を左右されない飲料物を問題なく保管することができる。

なお、モード選択部２４Ｃにより、初期設定の温度準拠モードを低湿モード又は高湿モードに変更することができる。よって、例えば本実施形態の低温貯蔵庫を玄米等の穀物専用の貯蔵庫として用いる場合には、低湿モードに設定しておけば、例え設定温度を誤ったとしても、少なくとも穀物の品質に大きな影響を与える湿度管理のみは十分に行えることとなる。また、温度準拠モードだけでなくサービスモードとして低湿モード、高湿モードを設け、使用者によって適宜冷却ファン３３の運転制御モードを選択可能なものとすることで、使用者の要望に応じた自由度の高い温度及び湿度設定が可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、温度設定部２４Ｂにおいて入力された設定温度Ｔに基づいて、圧縮機３１及び冷却ファン３３の運転状態を制御することができるから、貯蔵物の品質を良好に維持することが可能となる。即ち、冷却ファン３３の運転制御モードは、初期設定として温度準拠モードが設定されているから、入力した設定温度Ｔが予め設定した基準温度Ｔ１以上である場合には、低湿モードが選択され、入力した設定温度Ｔが基準温度Ｔ１未満である場合には、高湿モードが選択される。よって、玄米等穀物の貯蔵に最適な温度の下限値、例えば９℃を基準温度Ｔ１に設定すれば、温度設定部２４Ｂにおいて穀物の貯蔵に適当な温度、例えば９℃〜１２℃を設定温度Ｔとして入力するだけで、自動的に低湿モードが選択されることとなり、誤って高湿モードを選択した場合に生じる穀物へのカビや害虫の発生、品質の劣化を未然に防止することができる。

また、野菜やその他飲料物の保存に最適な温度は、穀物の最適貯蔵温度（９℃〜１２℃）よりも一般的に低いから、野菜等の貯蔵に好適な温度、例えば８℃を設定温度Ｔとして入力すると、自動的に高湿モードが選択されることになる。これにより、野菜の乾燥を防ぐことが可能となり、又はその他飲料物に関しては湿度に品質が左右されることがないから、特段の問題は生じない。このように貯蔵物に最適な貯蔵温度と好ましい湿度の関係を利用して、設定温度Ｔを基準として湿度を左右する冷却ファン３３の運転制御モードを決定することで、少なくとも各貯蔵物の品質を損なうような湿度となることを防止することが可能である。

＜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）上記した一実施形態では、冷却ファン３３の運転制御モードは、初期設定として温度準拠モードが設定されていたが、これに限られず、例えば初期設定として低湿モードが設定され、サービスモードとして温度準拠モード、高湿モードが選択可能に設けられていてもよい。このような構成とすれば、使用者が初期設定のまま冷却貯蔵庫の使用を開始したとしても、冷却ファンの運転制御モードとして低湿モードが設定されているから、貯蔵庫内は低湿に保たれ、少なくとも穀物を貯蔵した場合には、穀物にカビが生える等の品質低下が生じない。よって、このような構成によっても、冷却ファンの運転制御モードについて、使用者の選択し忘れや設定間違いによる貯蔵物の品質低下を抑え、貯蔵物の品質をより良好に維持することが可能となる。

（２）上記した一実施形態では、冷却ファン３３の運転制御モードは、低湿モード、高湿モード、温度準拠モードの３種類が設定されていたが、これに限られず、より細かい湿度設定を可能にするために、３種類以上の複数の運転制御モードが設定されていてもよい。例えば、低湿モードを細分化して、冷却ファンの運転制御をすべて圧縮機の運転状態に同期させるのではなく、圧縮機の停止のうち数回に一回を冷却ファンの停止としてもよいし、その他圧縮機停止中に所定間隔で間欠運転を行うようなモードが設定されていてもよい。

（３）上記した一実施形態では、圧縮機３１の運転は、庫内温度ｔが上限設定温度（Ｔ＋Ｔ２）を上回る、又は下限設定温度（Ｔ−Ｔ２）を下回ることで、運転開始又は停止が制御されていたが、これに限られず、貯蔵庫外の周囲温度や貯蔵物自体の温度を検知して圧縮機の運転を制御するものであってもよい。上限設定温度（Ｔ＋Ｔ２）を構成するＴ２と下限設定温度（Ｔ−Ｔ２）を構成するＴ２とが必ずしも同一である必要はない。

１０…貯蔵庫本体１１…貯蔵庫１４…開口部１５…吸込口１６…吹出口１７…庫内サーミスタ２０…冷却ユニット２３…冷却器室２４…表示部２４Ａ…温度表示部２４Ｂ…温度設定部２４Ｃ…モード選択部２５…吸気口２６…ユニット台２７…ルーバ２８…ドレンパン２９…エアガイド３０…冷却装置３１…圧縮機３２…冷却器３３…冷却ファン４０…運転制御部４１…圧縮機運転制御部（冷却運転制御手段）４２…冷却ファン運転制御部（冷却ファン運転制御手段）ｔ…庫内温度Ｔ…設定温度Ｔ１…基準温度

Claims

貯蔵物を収容する貯蔵庫と、
前記貯蔵庫内を冷却する冷却器を備えた冷却装置と、
前記冷却器により生じた冷気を前記貯蔵庫内に循環させる冷却ファンと、
前記貯蔵庫内の設定温度を入力するための温度設定手段と、
前記温度設定手段により入力された前記設定温度に維持されるように前記冷却装置の運転状態を制御する冷却運転制御手段と、
前記冷却装置の運転状態に同期して前記冷却ファンの運転及び停止を制御する低湿モード、前記冷却装置の運転状態に関係なく前記冷却ファンを連続的に運転させる高湿モード、及び、前記設定温度が所定の基準温度以上の場合には前記低湿モードが選択され、前記設定温度が所定の基準温度未満の場合には前記高湿モードが選択される温度準拠モードのいずれかの運転制御モードを選択するためのモード選択手段と、
前記モード選択手段で選択された前記運転制御モードで前記冷却ファンの運転状態を制御する冷却ファン運転制御手段と、
を備え、いずれかの前記運転制御モードが初期設定として設定されている冷却貯蔵庫。