JP6013805B2 - ショーケース - Google Patents

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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 (2)

  1. 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。
  2. 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。
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