JP5958075B2 - ショーケース - Google Patents

Description

本発明は、商店で食品等を販売する際に、当該食品等を長期間新鮮な状態で保存しておくためのショーケースに関する。

近年、空調業界において環境保護等の観点からオゾン層を破壊しない代替冷媒への移行がすすめられており、ショーケース業界においても新冷媒を使用した開発がすすめられている。

従来の冷媒（例えば、Ｒ４０４ａなど）に変えてＣＯ_２等の新たな冷媒を用いた場合、従来の冷媒に比べて圧力損失が大きくなる恐れがあり、これを抑制するため、従来よりも管径の大きな冷媒配管を使用する必要がある。しかしながら、従来よりも管径の大きな冷媒配管を使用するには、特注品の冷媒配管を用意しなければならず、冷媒配管の管径を拡張させるための拡張設備や冷媒配管を湾曲させるヘアピンヘッダー設備など膨大な設備投資費用が発生してしまう。

そこで、設備投資費用を抑える方法として、既に空調装置で使用されている新冷媒用の管径の大きな冷媒配管を備えた熱交換器の流用が考えられるが、空調装置専用の熱交換器の場合、フィンを通る冷媒配管の間隔が狭いため、霜が付き易く熱交換器の性能が低下するおそれがあるためそのままでは流用することができない。

すなわち、前面側を開口させたオープンショーケースの場合、貯蔵室内に外気が自由に入り込むことになるため、この外気に含まれる水分が熱交換器のフィンまたは冷媒配管と接して冷却され、霜が付くことがある。また、熱交換器のフィンの風下側に比べフィンの風上側の方が水分含有量の多い空気が流れるため霜が付き易い。特に、熱交換器に複数の冷媒配管の直管部分が一部に密集して配置されている場合、直管部分間の隙間が小さくなり、隙間部分を通過する空気が過冷され、霜が付き易くなることで空気が通過できずに熱交換器の性能が低下するおそれがある。

そのため、ショーケース専用の熱交換器は、フィンを通る冷媒配管の間隔を空調装置などの熱交換器に比べて広く取る傾向にあり、空調装置専用の熱交換器を流用する場合、フィンを通る冷媒配管の間隔が狭いため、霜が付き易く熱交換器の性能が低下するといった問題が発生してしまう。

そこで、冷媒配管の直管部分が一部に密集しないよう、冷却される空気の送流方向に対して６０度の角度をなす直線に沿って、穴部が複数の列をなして形成されたフィンに、冷媒配管の直管部分が間をあけて１列おきに点在するように冷媒配管を配置させることで、直管部分間の距離を広げ、空気の過冷を防ぎ、霜を付き難くするショーケースが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１２８５６２号公報（第３頁、図７）

しかしながら、従来のショーケースの冷媒配管の配置では、直管部分間の距離を開けて配置した分、フィンを通る冷媒配管の本数が減るため、取り込まれた空気のぶつかる冷媒配管が減り、熱交換器の熱交換効率性能が低下してしまうという問題があった。この課題を解決する解決策として、冷媒配管の本数を増やす方法も考えられるが、冷媒配管の本数を増やす分フィンの面積を広げなければならず、ショーケース本体が大きくなるおそれもあり、空調装置用の熱交換器を流用し設備投資費用を抑えたにもかかわらず、材料費や加工費など結果的に多額の費用が発生してしまうといった課題が発生してしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、着霜による空気の滞留を防ぐためフィンを通る冷媒配管の間隔を広げて配置したとしても、多大な費用をかけることなく、熱交換器の性能の低下を回避して安定した冷却性能を実現させることができるショーケースを提供することにある。

本発明に係るショーケースは、熱交換器のフィンの風上側に設けられた冷媒配管を粗密に配置させるとともに、フィンの風下側に設けられた冷媒配管をフィンの風上側に設けられた冷媒配管よりも密に配置させたものである。

本発明に係るショーケースは、フィンの風上側に設けられた冷媒配管を粗密に配置させ、フィンの風下側に設けられた冷媒配管を密に配置させることにより、水分含有量の多い空気が流れるフィンの風上側では冷媒配管の間隔を広くとって着霜による空気の滞留を防ぎ、冷媒配管に霜を付けにくい水分含有量の少ない空気が流れるフィンの風下側では冷媒配管の間隔を狭く、冷媒配管の本数を風上側よりも多く配置し空気の熱交換効率を上げることで、多大な費用をかけることなく、熱交換器の性能の低下を回避して安定した冷却性能を実現させることができる。

本発明の実施の形態１に係るショーケースを示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷却器を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷却部を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷却部を拡大した図である。 本発明の実施の形態１に係るショーケースの冷却部の左側面を示す図である。

以下、本発明に係るショーケースの好適な実施の形態について図を参照して説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されることはない。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態に係るショーケースを前方斜め右側から見たもの、図２は本実施の形態に係るショーケースの内部の構成を示すもの、図３は本発明の実施の形態に係るショーケースの冷却器を示すもの、図４〜６は本発明の実施の形態に係るショーケースの冷却部を示すものである。

本実施の形態で説明するショーケース１は、図１〜２に示すように、前面が開放された多段オープン型のものである。ショーケース１は、前面を開口したショーケース本体２と、ショーケース本体２の内部に設けられショーケース本体２の上面、背面及び底面に沿って形成された通風路３と、通風路３内に設けられ通風路３内の空気を上方へ送り出す送風機４と、送風機４の風下に設けられ通風路３内の空気を冷却する冷却器（蒸発器）５とを備えている。

ショーケース本体２は、内部にコ字形状の断熱壁部６で囲われた貯蔵室７が設けられ、貯蔵室７の内壁部８には陳列棚９が取り付けられている。ショーケース本体２の貯蔵室７の下方には前面を開口した機械室１０が設けられ、機械室１０には、圧縮機１１、凝縮器１２、絞り装置１３、放熱用送風機１４、制御装置１５が設けられている。また、機械室１０の前面開口部は、吸気穴が形成された前面パネル１６によって閉塞されている。

通風路３は、断熱壁部６と内壁部８との間に形成されており、通風路３の上側端部には冷気吹出口１７が形成され、通風路３の下側端部には冷気吸込口１８が形成されている。これにより、送風機４で送られた空気が冷却器５で冷却された後に上側へ送流され、冷気吹出口１７から陳列棚９の付近へ放出される一方、陳列棚９の付近の冷気は、冷気吸込口１８から通風路３内へ吸い込まれ、再び送風機４で冷却器５へ送流されるようになっている。この空気循環の流れを、図２に矢印で示す。

冷却器５は、冷媒配管１９を介して機械室１０に設けられた圧縮機１１と接続され、圧縮機１１と冷却器５の間には冷凍サイクルが構成されている。冷凍サイクルは、圧縮機１１、凝縮器１２、絞り装置１３、冷却器５のそれぞれを順次環状接続する冷媒配管１９とで構成され、冷媒配管１９内にはＣＯ２冷媒が循環している。

圧縮機１１から吐出された冷媒は、凝縮器１２にて放熱用送風機１４で送風された空気へ放熱することで冷やされ、絞り装置１３で減圧され、冷却器５で蒸発して再び圧縮機１１に戻ることでショーケースの冷凍サイクルが形成される。このとき放熱用送風機１４は、前面パネル１６の吸気穴から取り込んだ空気によって冷媒を冷却し、熱交換後の空気は、ショーケース本体２と断熱壁部６との間を通過して上方から外部へ排出される。

また、冷却器５は図３〜５に示すように、冷却部２０と冷却部２０の前面に設けられたカバー２１とからなり、冷却部２０は、複数のフィン２２と複数のフィン２２を貫通する冷媒配管２３と、両側部を構成する側面金具２４とを備えたフィン・アンド・チューブ式の熱交換器である。

フィン２２は、各々が平板形状をなしており、図４に示すように、長手方向に沿って略平行に配置されると共に、それぞれが所定の間隔をあけて配置されている。また、フィン２２には、冷媒配管２３が挿通される複数の穴部２５が形成され、複数の穴部２５は、フィンの長手方向に４列に配置されている。

フィン２２に形成された複数の穴部２５は、任意に選定した相互に隣り合う３つの穴部（例えば、図６において、符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で示す）が三角形の頂点を構成するようにそれぞれ配置されており、それぞれの隣り合う穴部２５間の穴ピッチは一定になっている。この穴ピッチは、長尺Ｕ字管２３ａのＵ字形状の直管部分の間隔Ｐ１と一致している。

冷媒配管２３は、冷凍サイクルを構成する冷媒配管１９に接続され、図４に示すように、複数の長尺Ｕ字管２３ａと、複数の短尺Ｕ字管（第１短尺Ｕ字管２３ｂ、第１短尺Ｕ字管２３ｃ）とを溶接で接続してＣＯ２冷媒の流路を形成したものである。

第１短尺Ｕ字管２３ｂは、Ｕ字形状の直管部分の間隔Ｐが長尺Ｕ字管２３ａのＵ字形状の直管部分の間隔Ｐ１と一致しており、第１短尺Ｕ字管２３ｃは、第１短尺Ｕ字管２３ｂに比べてＵ字形状の直管部分の間隔Ｐが長く形成されている。これら第１短尺Ｕ字管２３ｂ、第１短尺Ｕ字管２３ｃを使用することにより、冷媒配管２３は蛇行を繰り返しながら複数のフィン２２を貫通するように構成することができる。

また、冷媒配管２３の管径は、冷媒配管１９の管径と同じであり、一般的な冷媒（例えば、Ｒ４０４ａなど）を用いた回路で使用される冷媒管よりも冷媒管の肉厚の厚いものが使用されている。

冷媒配管２３は、図６に示すように、風下側の冷媒配管２３は、互いに隣り合う２列においてまたがるように長尺Ｕ字管２３ａが挿通され、全ての穴部２５に長尺Ｕ字管２３ａが挿通するよう配置されている。風下側の冷媒配管２３は、通風路３を流れる空気とぶつかり易く、長尺Ｕ字管２３ａの直管部分を密集させて配置させることで、通風路３を流れる空気との抵抗を増やし、空気の熱交換効率を上げることができる。また、長尺Ｕ字管２３ａには、Ｕ字形状の直管部分の間隔Ｐが同じである第１短尺Ｕ字管２３ｂが接続されている。

さらに、風上側の冷媒配管２３は、フィン２２に形成された４列の穴部２５のうち中２列の穴部２５において、長尺Ｕ字管２３ａの直管部分が穴部２５間のピッチよりも長いピッチで挿通されている。フィン２２の中列に風上側から風下側に渡って連続的にフィン２２に長尺Ｕ字管２３ａを挿通させないパス抜き部分を設けることで、着霜耐力が向上し空気が送流される経路が形成されやすくなり、長尺Ｕ字管２３ａの直管部分の表面に霜が付いた場合でも、空気の送流方向と交わる方向に渡る長尺Ｕ字管２３ａ間の隙間を閉塞し風上側から風下側へ流れる空気の送流を塞ぐといった問題を防止することができる。

また、フィン２２に形成された４列の穴部２５のうち、両端の列の穴部２５には、中２列に配置された長尺Ｕ字管２３ａの直管部分と隣接する穴部２５に、長尺Ｕ字管２３ａの直管部分が挿通するよう配置されている。このように、パス抜き部分を設けながらも、通風路３を流れる空気とぶつかり易くなるよう長尺Ｕ字管２３ａの直管部分を密集させて配置させることで、空気が送流される経路を形成させつつ、通風路３を流れる空気との抵抗を増やし、空気の熱交換効率をより上昇させることができる。

なお、フィン２２の風上側の冷媒配管２３については、第１短尺Ｕ字管２３ｂと第１短尺Ｕ字管２３ｃのどちらか一方を長尺Ｕ字管２３ａの直管部分のピッチの長さに合わせて選択し接続させることで、穴部２５間のピッチでも、穴部２５間のピッチよりも長いピッチでも長尺Ｕ字管２３ａの直管部分を配置させることができる。

図６は、図５に示す冷却部２０の左側面図である。側面金具２４には、冷媒配管２３が挿入される複数の穴部２６が形成されており、挿入された冷媒配管２３と側面金具２４とが溶接で固定されている。

次に、図２に基づいて、実施の形態１に係るショーケースの運転時の動作について説明する。
ショーケース１は、運転が開始されると、冷却器５による通風路３内の空気の冷却が行われると共に、送風機４が駆動し、冷気吸込口１８から通風路３へ外気が吸い込まれる。吸い込まれた外気は冷却器５に流れて冷媒配管２３にぶつかり、冷媒配管２３の冷媒によって吸熱されて熱交換し冷気となる。

このとき、フィン２２の風上側のピッチの狭い長尺Ｕ字管２３ａ間の隙間を通過する外気は、狭い距離に置かれた冷媒配管２３の間で過冷却され、外気に含まれている水分が霜となって長尺Ｕ字管２３ａに付着する。穴部２５間のピッチしか離れていない長尺Ｕ字管２３ａ間の狭い隙間は霜によって閉塞される。また、中列にパスとして設けられたピッチの広い長尺Ｕ字管２３ａ間の隙間を通過する外気は、長尺Ｕ字管２３ａ間の距離が広く、過冷却されるおそれがないため、長尺Ｕ字管２３ａ着霜し長尺Ｕ字管２３ａ間の隙間を閉塞させることなく風下側へと流れていく。

そして、フィン２２の風上側を通過した外気はフィン２２の風下側のピッチの狭い長尺Ｕ字管２３ａ間の隙間を通過し、狭い距離に置かれた冷媒配管２３の間で冷却されるが、風下側を流れる外気は、風上側で既に熱交換が行われているため含有する水分量が少なく、冷媒配管に霜となって付着しても多く成長しないため、長尺Ｕ字管２３ａ間の狭い隙間を閉塞させ冷却器５を流れる外気の流れを滞留させるおそれはない。

冷却部５により熱交換された冷気となった外気は、通風路３を通って吹出口１７から陳列棚９付近に向けて吹き出される。吹出口１７から吹き出された冷気により貯蔵室７の開口部には冷気エアーカーテンが形成され、開口部からの外気の侵入が阻止若しくは抑制される。冷気吹出口１７から陳列棚９付近に向けて吹き出された冷気は、再び冷気吸込口１８から通風路３へ吸い込まれ、貯蔵室７内を循環することで貯蔵室７内が冷却される。

以上のように、既に空調装置で使用されている新冷媒用の管径の大きな冷媒配管を備えた熱交換器を流用し、熱交換器のフィンの風上側に設けられた冷媒配管をフィンに形成された穴のピッチよりも広いピッチで設け粗密に配置させるとともに、フィンの風下側に設けられた冷媒配管をフィンに形成された穴のピッチと同じピッチで設けフィンの風上側に設けられた冷媒配管よりも密に配置させたので、フィンの風上側では着霜による空気の滞留を防ぐことができ、フィンの風下側では空気の熱交換効率を上げることができる。

また、熱交換器のフィンの風上側の冷媒配管の配列を、長尺Ｕ字管２３ａの直管部分が、空気の送流方向と交わる方向に渡って並び配管表面に霜が付いた場合に空気の送流方向をふさいでしまわないよう、フィン２２に長尺Ｕ字管２３ａを挿通させないパス抜き部分を中列に、風上側から風下側に渡って連続的に設けられるよう配置させているので、着霜耐力が向上し空気が送流される経路が形成されやすくなり、熱交換器の着霜による空気の滞留を防ぐことができる。

よって、本実施の形態によれば、多大な費用をかけることなく、熱交換器への霜の付着による空気の滞留を防ぎ、熱交換器の性能低下を回避し安定した冷却性能が実現されるショーケースを提供することができる。

なお、本実施の形態において、中列に空気が送流される経路を形成するパスを設けたが、空気の送流方向や熱交換器の性能に応じて空気が送流される経路を形成するパスを設ける位置をずらしても良い。

１ ショーケース、２ ショーケース本体、３ 通風路、４ 送風機、５ 冷却器、６ 断熱壁部、７ 貯蔵室、８ 内壁部、９ 陳列棚、１０ 機械室、１１ 圧縮機、１２ 凝縮器、１３ 絞り装置、１４ 放熱用送風機、１５ 制御装置、１６ 前面パネル、１７ 冷気吹出口、１８ 冷気吸込口、１９ 冷媒配管（冷凍サイクル側）、２０ 冷却部、２１ カバー、２２ フィン、２３ 冷媒配管（冷却器側）、２３ａ 長尺Ｕ字管、２３ｂ 第１短尺Ｕ字管、２３ｃ 第２短尺Ｕ字管、２４ 側面金具、２５ 穴部（フィン側）、２６ 穴部（側面金具側）

Claims (6)

1. 表面に複数の穴部を形成し、相互に間隔をおいて配置された複数の平板状のフィンおよび、前記フィンに形成された穴部に連通される冷媒配管を複数有する冷却器と、
   前記冷却器の前記フィン間に空気を送流させる送風機と、
   を備え、
   前記フィンの風下側に設けられた冷媒配管は密に配置され、
   前記フィンの風上側に設けられた冷媒配管は前記フィンの風下側に形成された冷媒配管よりも広い間隔で配置され、
   前記フィンの風上側には、前記冷媒配管を挿通させない複数の非挿通穴が、前記送風機から流れる空気の送流方向に向かって連続して設けられ、前記複数の非挿通穴の風上側に設けられた前記フィンの穴部には前記冷媒配管が挿通されていることを特徴とするショーケース。
2. 表面に複数の穴部を形成し、相互に間隔をおいて配置された複数の平板状のフィンおよび、前記フィンに形成された穴部に連通される冷媒配管を複数有する冷却器と、
   前記冷却器の前記フィン間に空気を送流させる送風機と、
   を備え、
   前記フィンの風下側に設けられた冷媒配管は前記フィンに形成された穴部のピッチと同等間隔のピッチで配置され、
   前記フィンの風上側に設けられた冷媒配管は前記フィンに形成された穴部のピッチよりも長いピッチで配置され、
   前記フィンの風上側には、前記冷媒配管を挿通させない複数の非挿通穴が、前記送風機から流れる空気の送流方向に向かって連続して設けられ、前記複数の非挿通穴の風上側に設けられた前記フィンの穴部には前記冷媒配管が挿通されていることを特徴とするショーケース。
3. 前記フィンに形成された穴部は、前記送風機からの空気の送流方向に沿って並べて配置され、少なくとも前記フィンの風上側から風下側に渡って連続して並ぶ一列を、前記冷媒配管を挿通させない非挿通穴にすることを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載のショーケース。
4. 前記フィンに形成された穴部は、前記送風機からの空気の送流方向に沿って３列以上並べて配置され、
   前記フィンの風上側に設けられた冷媒配管において、３列以上並べて配置された前記穴部のうち両端の列を除く中央列に設けられた前記冷媒配管は、前記両端の列に設けられた前記冷媒配管よりも広い間隔で配置されていることを特徴と
   する請求項１もしくは３のいずれかに記載のショーケース。
5. 前記フィンに形成された穴部は、前記送風機からの空気の送流方向に沿って３列以上並べて配置され、
   前記フィンの風上側に設けられた冷媒配管において、３列以上並べて配置された前記穴部のうち両端の列を除く中央列に設けられた前記冷媒配管は、前記両端の列に設けられた前記冷媒配管よりも長いピッチで配置されている部分を有することを特徴とする請求項２もしくは３のいずれかに記載のショーケース。
6. 前記フィンに設けられた前記冷媒配管を挿通させない非挿通穴からなる前記穴列は、前記送風機からの空気の送流方向を蛇行するよう設けられていることを特徴とする請求項３〜５に記載のショーケース。

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