JP6013805B2

JP6013805B2 - ショーケース

Info

Publication number: JP6013805B2
Application number: JP2012148845A
Authority: JP
Inventors: 茂雄宮崎; 肇佐野; 誠半田
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2016-10-25
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: JP2014009928A

Description

本発明の実施形態は、ショーケースに関する。

従来、この種のショーケースの一例としては、所要の商品等を冷却可能に収容し陳列する冷却室と、この冷却室を冷却する冷凍サイクルを収容する機械室と、を具備したものが知られている。

また、この種の冷凍サイクルの一例としては、その冷却器である蒸発器で発生するドレン水の発生を抑制するために、圧縮機の運転周波数を低下させて蒸発器の温度を高い温度に昇温させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−９８６２７号公報

しかしながら、このような従来のショーケースでは、ドレン水の発生を抑制するために、圧縮機の運転周波数を低下させ、蒸発器の温度を上昇させるので、冷却性能が低下する。このために、冷却室の温度も上昇してしまう、という課題がある。

本発明が解決しようとする課題は、冷却性能を低下させずにドレン水の発生を抑制し、ドレン皿に貯留されたドレン水の蒸発を促進できるショーケースを提供することにある。

実施形態のショーケースは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を順次冷媒配管により接続した冷凍サイクルを備え、前記蒸発器で発生したドレン水をドレン皿に貯留し、このドレン皿に貯留されたドレン水を前記冷凍サイクル中の冷媒の凝縮熱により蒸発させるショーケースにおいて、このショーケースが設置される空間の湿度を検出する湿度センサと、前記ドレン皿内のドレン水の水位を検出する水位センサと、この湿度センサにより検出された湿度検出値が予め設定された設定値よりも高いときに、前記膨張弁の開度を制御して前記圧縮機の吐出温度を高める制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水位センサが所定のドレン水位を検出したときに、前記膨張弁の開度を絞り前記圧縮機の吐出温度を高めるように構成されていると共に、前記湿度センサが所定の湿度設定値よりも高い湿度を検出した場合に、前記水位センサが前記所定の水位を検出していないときは、前記膨張弁の開度を拡大させて前記蒸発器の温度を高くするように制御することを特徴とする。

実施形態のショーケースの冷凍サイクル及び制御回路を示すブロック図。図１で示すショーケースの外観斜視図。図２で示すショーケースの概略側断面図。図１〜３で示すショーケースの制御フローチャート。

以下、実施形態のショーケースを、図面を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。

（第１の実施形態）
図１は実施形態に係るショーケースの冷凍サイクル及び制御回路を示すブロック図、図２は同ショーケースの外観斜視図、図３は図２の概略側断面図である。

これら図２，図３に示すように、ショーケース１は、断熱材により所要の箱形状、例えば縦長角筒状等のケース本体２を具備している。

ケース本体２は、その上部に、商品を陳列し冷蔵保存する冷却室３を配設する一方、その下部に機械室４を配設している。

冷却室３は、その前面に、所要の商品を出入するための開口５を有し、その開口５の下端部に、この開口５を開閉するナイトカバー（図示省略）を引き出し、巻込み可能にロール巻きした状態で収納するナイトカバー収納部５ａを設けている。また、冷却室３内には複数の陳列棚６，６，…を図中上下方向に複数段並設している。

図３に示すように冷却室３は、図中、最上段の陳列棚６の上方の内側に形成された内側上面パネル７、陳列棚６，６，…の背面に形成された内側背面パネル８、底部内側に形成された内側底面パネル９により囲まれた内方に形成されている。これら内側上面パネル７、内側背面パネル８および内側底面パネル９は、断熱材により形成され、これら内側上面パネル７と内側背面パネル８の背面側に、図中、矢印方向に空気（冷気）を循環させる空気循環路１０を画成している。また、内側上面パネル７には、冷気（空気）を冷却室３内へ吹き出す冷気吹出口１１を形成し、内側底面パネル９の開口５近くには、冷却室３内の冷気を吸い込む冷気吸込口１２を形成し、これら冷気吹出口１１と冷気吸込口１２は空気循環路１０を介して連通している。

空気循環路１０の途中には、その図中下部に、図１で示す冷凍サイクル１３の一部を構成する冷却器としての蒸発器１４と蒸発器用送風機１５（図３参照）を配設している。

図１に示すように冷凍サイクル１３は、圧縮機１７、圧縮機１７の吐出口１７ａ、ドレン水蒸発装置１８の加熱用配管１９、凝縮器用送風機２０を有する凝縮器２１、ステップモータ等により駆動される膨張弁２２、蒸発器用送風機１５を有する蒸発器１４、圧縮機１７の吸込口１７ｂを順次、図中太線で示す冷媒配管２３により接続し、冷媒を循環させるように構成されている。圧縮機１７は、運転周波数を制御することにより圧縮機１７の所定時間当りの回転数（回転速度）を制御するインバータ１６により駆動される。

上記インバータ１６、圧縮機１７、ドレン水蒸発装置１８、凝縮器用送風機２０、凝縮器２１、膨張弁２２は、ケース本体２下部の機械室４内に配設される。機械室４は、その例えば前面に、外気に連通する通気孔４ａを形成している。

そして、蒸発器１４には、この蒸発器１４で発生したドレン水を受けるドレン水受皿１４ａとこのドレン水受皿１４ａからのドレン水を受けるドレン水蒸発皿１８ａを配設している。

ドレン水蒸発装置１８は、ドレン水蒸発皿１８ａの例えば外底面に、一平面上で蛇管状に折曲形成された加熱用配管１９を添設し、圧縮機１７から吐出された高温高圧のガス状冷媒を加熱用配管１９内に通すことにより、ドレン水蒸発皿１８ａを介してドレン水を加熱し、蒸発させる。

ドレン水蒸発皿１８ａには、そのドレン水位を検出するフロートスイッチ等からなる水位センサ２４を設け、冷却室３には、庫内温度を検出する庫内温度センサ２５を設けている。さらに、ショーケース１の外側には、ショーケース１が設置される空間の湿度を検出する湿度センサ２６が配設されている。

これら水位センサ２４、庫内温度センサ２５および湿度センサ２６は、図１中、一点鎖線で示す信号線によりマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）等からなる制御器２７に電気的に接続されている。

さらに、制御器２７は、配線を介して凝縮器用送風機２０のファンモータ、蒸発器用送風機１５のファンモータ、膨張弁２２、インバータ１６、ナイトカバースイッチ２８と電気的に接続される。そして、制御器２７は、凝縮器用送風機２０のファンモータ、蒸発器用送風機１５のファンモータ、膨張弁２２、インバータ１６等の電気機器の運転を制御する。

図示省略のナイトカバーは、ショーケース１が設置される店舗が夜間等により閉店しているときに、冷却室３の前面の開口５を閉じて冷気が外部にリークしないようにするために使用されるビニール等で形成された可とう性のある巻き取り収納可能な幕である。ナイトカバースイッチ２８は、例えばナイトカバーが巻き取られて収納されるナイトカバー収納部５ａに配設され、ナイトカバー収納部５ａからナイトカバーが引き出されたときにオンし、ナイトカバー使用中を検出するリミットスイッチである。または、ナイトカバーが冷却室３の前面の開口５を閉じる位置に係止される等、ナイトカバーにより前面の開口５が閉じられたときに、使用中としてオン（ＯＮ）するリミットスイッチ等から構成してもよい。

制御器２７は、全体を制御するＣＰＵ、制御プログラム等を記録するＲＯＭ、データ等を一時保存しＣＰＵの作業領域等を形成するＲＡＭを有し、ＲＯＭに記録された制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、ショーケース１の運転が制御される。

ＲＯＭは図４のフローチャートで示す制御プログラムを記録している。この制御プログラムはショーケース１の運転状態に応じて、ドレン水蒸発皿１８ａとドレン水受皿１４ａのドレン水の量を制御するものである。図４中、記号Ｓに数字を付記した符号は、フローチャートのステップをそれぞれ示す。

すなわち、図４に示すように制御器２７は、起動（ＳＴＡＲＴ）すると、まずＳ１で、図示しない電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦを読み込む等により、冷凍サイクル１３が運転中であるか否かを判断し、Ｎｏの場合は、Ｓ２で、圧縮機１７等の冷凍サイクル１３の機器の運転を停止させる。

一方、このＳ１で、Ｙｅｓの場合、すなわち、冷凍サイクル１３が運転中であると判断したときは、次のＳ３で、ナイトカバースイッチ２８の動作状態を読み込む。ナイトカバースイッチ２８がオンであることを検出したときは、ナイトカバーが使用中であると判断し、ナイトカバースイッチ２８がオフであるときは不使用中であると判断する。

このＳ３において、ナイトカバーが夜間等の閉店のために使用中である場合は、Ｙｅｓと判断され、冷凍サイクル１３を予め設定してある夜間中最低の冷凍能力により運転するとともに次のＳ４で膨張弁スーパーヒート制御を行う。すなわち、夜間等、冷却室３内の商品を最低の冷凍能力で引き続き冷却運転するために蒸発器１４の温度が予め設定された温度で一定となるように膨張弁２２の開度を制御する。この後、再び上記Ｓ１へ戻り、以下繰り返す。

一方、Ｓ３でＮｏの場合、すなわち、ナイトカバーが使用中でないときは、次のＳ５へ進み、ここで湿度センサ２６の湿度検出値Ｈａを読み込む。この湿度検出値Ｈａが予め設定してある湿度設定値Ｈｓの所要値（例えば７０％）以上に達しているか否かを判断する。

このＳ５でＮｏの場合、すなわち、湿度検出値Ｈａ＞湿度設定値Ｈｓが不成立の場合は庫内温度センサ２５により検出された冷却室３内の温度に応じて最適な冷却能力が得られるようにインバータ１６の出力周波数を制御しつつ、Ｓ４において、冷却効率の良い膨張弁の開度を適切に保つスーパーヒート制御を行う。

一方、Ｓ５でＹｅｓの場合、すなわち湿度検出値Ｈａ＞湿度設定値Ｈｓが成立する場合は、冷却室３内に高湿度の外気が蒸発器１４の外表面に接触して結露し、ドレン水が発生する発生量が増大する可能性が高い。そこで、次のステップＳ６へ進み、ここで、ドレン水蒸発皿１８ａの水位センサ２４がＯＮ（オン）しているか否か判断する。水位センサ２４は予め設定した所定のドレン水位を検出するとＯＮ信号を出力する。

このＳ６で、Ｙｅｓの場合、すなわち、水位センサ２４が所定の水位を検出しているときは、沢山のドレン水がドレン水蒸発皿１８ａに溜まっていることを意味し、この状態を放置すると、ドレン水蒸発皿１８ａ内のドレン水が溢水するので、次のＳ７で、制御器２７は膨張弁２２の開度を所定開度に減少（絞る）させる開度減少指示信号を膨張弁２２に与え、上記Ｓ４の膨張弁のスーパーヒート制御を停止させる。なお、この場合でもインバータ装置１６の出力周波数は、Ｓ５でＮｏの場合と同じで、庫内温度センサ２５により検出された冷却室３内の温度に応じて制御される。

これにより、冷却能力は低下することなく、圧縮機１７から加熱用配管１９へ吐き出される高温高圧のガス冷媒がさらに高温高圧となる。この高温高圧ガスにより加熱されるドレン水蒸発皿１８ａの温度が昇温するので、このドレン水蒸発皿１８ａ内のドレン水の蒸発量を増大させることができる。このために、ドレン水位が低下し、溢水を予防できる。この後、再びＳ１へ戻り、以下繰り返す。したがって、ドレン水蒸発皿１８ａ内のドレン水位が水位センサ２４の検知高さよりも低下するまでドレン水の蒸発量を増大させる。

一方、上記Ｓ６でＮｏの場合、すなわち、水位センサ２４が所定の水位以上を検出せずにＯＮしていない状態では、Ｓ８で膨張弁２２に、その開度を、予め設定されている所定開度に拡大させて蒸発器１４の温度を少し高い温度に昇温させる開度拡大制御信号を与えて蒸発温度上昇制御を行う。

この結果、膨張弁２２の開度が拡大するので、スーパーヒート制御を実施中の場合に比べ、蒸発器１４の温度が高い温度に上昇する。これにより、蒸発器１４で結露してなるドレン水の発生量を抑制できる。なお、このような蒸発温度上昇制御では、さらに、蒸発器１４の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサの検出温度が予め設定した設定温度よりも低いことを検出したときには、蒸発器１４で発生するドレン水の発生量が増加する可能性が増大するので、その場合には膨張弁２２の開度を拡大させる制御信号を与え、蒸発器１４の温度を通常よりも上昇させることにより、蒸発器１４で発生するドレン水の発生を抑制するように構成してもよい。

以上説明したように本実施形態は、Ｓ７において、膨張弁２２の開度を適宜制御することにより、冷凍能力を低下させることなく、ドレン水蒸発皿１８ａでのドレン水蒸発量を増大させてドレン水位を低下させることができ冷却室３の庫内温度の昇温を抑制できる。また、Ｓ８において、蒸発器１４の温度を通常よりも高くなるように制御することにより、ドレン水の発生量の抑制と着霜量の低減を図ることができる。

なお、上記実施形態では、ドレン水蒸発皿１８ａの外底面に、蛇管状の加熱用配管１９を添設することにより、ドレン皿に貯留されたドレン水を圧縮機１７からの吐出冷媒の凝縮熱により直接加熱して蒸発させる方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばドレン水蒸発皿１８ａに吸水材を設け、この吸水材に、凝縮器用送風機２０により凝縮器２１を通過して加温された温風を吹き当ててドレン水の蒸発を促進させるような冷媒の凝縮熱を間接的に利用する方法も含む。この場合、Ｓ７において、膨張弁２２の開度を適宜制御することで圧縮機１７の吐出ガス冷媒の温度ひいては凝縮器２１の温度が高くなるため、凝縮器２１を通過した温風の温度が上昇し、この温風が吹きつけられる吸水材からのドレン水の蒸発量が増加することになる。

また、本実施形態においては、図４のステップＳ６における水位センサの検出状態によって、ステップＳ７とＳ８の制御を切り替えるようにしたが、水位センサの検出状態にかかわらず、検出湿度が高い場合（ステップＳ５のＹＥＳ）には、常にステップＳ８の蒸発温度上昇制御を実行するようにしても良い。この場合、ステップＳ７の制御は実施しないこととなる。

また、水位センサ２４は、予め設定された水位よりも高い水位を検出したときに、オン動作するフロートスイッチにより構成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば設定水位以上でも連続的に水位を検出し、この水位検出値が設定値以上に上昇したことを制御器２７により検出するように構成してもよい。

以上、本実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、実施形態の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…ショーケース、３…冷却室、１３…冷凍サイクル、１４…蒸発器、１４ａ…ドレン水受皿、１７…圧縮機、１８…ドレン水蒸発装置、１８ａ…ドレン水蒸発皿、１９…加熱用配管、２１…凝縮器、２２…膨張弁、２３…冷媒配管、２４…水位センサ、２６…湿度センサ、２７…制御器、２８…ナイトカバースイッチ。

Claims

圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を順次冷媒配管により接続した冷凍サイクルを備え、前記蒸発器で発生したドレン水をドレン皿に貯留し、このドレン皿に貯留されたドレン水を前記冷凍サイクル中の冷媒の凝縮熱により蒸発させるショーケースにおいて、
このショーケースが設置される空間の湿度を検出する湿度センサと、
前記ドレン皿内のドレン水の水位を検出する水位センサと、
この湿度センサにより検出された湿度検出値が予め設定された設定値よりも高いときに、前記膨張弁の開度を制御して前記圧縮機の吐出温度を高める制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記水位センサが所定のドレン水位を検出したときに、前記膨張弁の開度を絞り前記圧縮機の吐出温度を高めるように構成されていると共に、前記湿度センサが所定の湿度設定値よりも高い湿度を検出した場合に、前記水位センサが前記所定の水位を検出していないときは、前記膨張弁の開度を拡大させて前記蒸発器の温度を高くするように制御することを特徴とするショーケース。
前記蒸発器により冷却される冷却室の開口をナイトカバーにより閉じたときは、前記湿度センサにより検出された湿度検出値が予め設定された設定値よりも高いときに、前記膨張弁の開度を制御して前記圧縮機の吐出温度を高める前記制御を行なわないことを特徴とする請求項１に記載のショーケース。