JP6923095B1 - ショーケース - Google Patents

Abstract

【課題】ショーケースの通常運転時に蒸発器の伝熱管の折り返し部分で発生した冷媒漏洩を迅速に検知可能なショーケースを提供する。【解決手段】ショーケース１００は、貯蔵室３と貯蔵室３内に通じる貯蔵室風路７０とが形成された筐体１と、貯蔵室風路７０中に設けられ空気より重い冷媒が内部に流通する伝熱管６１を有する蒸発器６０と、貯蔵室風路７０中に蒸発器６０を下から上に通過する向きの空気流を生成する蒸発器ファン１６と、冷媒の漏洩を検知するための冷媒センサ４０とを備える。伝熱管６１は、複数の直状部と直状部同士を接続するＵ字状部とを備える。貯蔵室風路７０の蒸発器６０を通過する部分は、伝熱管６１の直状部を通過する第１風路７１と、伝熱管６１のＵ字状部を通過する第２風路７２とに分岐される。冷媒センサ４０は、貯蔵室風路７０中における伝熱管６１のＵ字状部の上方に配置される。【選択図】図２

Description

本開示は、ショーケースに関するものである。

ショーケースにおいては、前面に開口を有する商品陳列室と、この商品陳列室を取り囲んで形成される冷気通路と、この冷気通路内に配置され冷凍サイクルを構成する蒸発器と、商品陳列室の前面下部に設けられ、商品陳列室の空気を冷気通路に導く冷気吸込口と、商品陳列室の前面上部に設けられ、蒸発器を流れる冷媒と熱交換した冷気を商品陳列室に吹き出す冷気吹出口とを備え、冷媒は空気より重く、冷気吸込口と蒸発器との間の冷気吸込口側に冷媒の漏れを検出するセンサを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−５０５６４号公報

しかしながら、特許文献１に示されるようなショーケースにおいては、商品陳列室（貯蔵室）の下部に設けられた冷気吸込口と蒸発器との間の冷気吸込口側に冷媒の漏れを検出するセンサを設けている。このため、ファンの動作中に蒸発器から漏洩した冷媒は、ファンによる循環気流に運ばれ、冷気通路及び貯蔵室上部の吹出口から貯蔵室内に入り、貯蔵室下部にまで到達してはじめてセンサにより検出される。したがって、ファンの動作中に蒸発器からの冷媒漏洩が発生した場合、冷媒漏洩が検出されるまでに時間がかかる。

また、蒸発器の一般的な構成として、蒸発器の両側においては冷媒が流通する伝熱管がＵ字状に折り返されている。このような伝熱管の折り返し部分は、伝熱管同士の接合部でもあり冷媒漏洩が発生しやすい一方で、ファンによる空気流が通過しにくい。このため、特許文献１に示されるようなショーケースにおいては、蒸発器の伝熱管の折り返し部分で冷媒漏洩が発生した場合に、漏洩した冷媒がファンによる循環気流に運ばれセンサにより検出されるまで、特に時間がかかってしまう。

本開示は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、ショーケースの通常運転時に、蒸発器における伝熱管の折り返し部分で発生した冷媒漏洩を迅速に検知することが可能であるショーケースを提供することにある。

本開示に係るショーケースは、貯蔵室と前記貯蔵室内に通じる貯蔵室風路とが形成された筐体と、前記貯蔵室風路中に設けられ、空気より重い冷媒が内部に流通する伝熱管を有する蒸発器と、前記貯蔵室風路中に前記蒸発器を下から上に通過する向きの空気流を生成する蒸発器ファンと、前記冷媒の漏洩を検知するための冷媒センサと、を備え、前記伝熱管は、複数の直状部と、前記直状部同士を接続するＵ字状部とを備え、前記貯蔵室風路は、前記伝熱管の前記直状部を通過する第１風路と、前記伝熱管の前記Ｕ字状部を通過する第２風路とを含み、前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方において前記第１風路と前記第２風路とを仕切る遮蔽板をさらに備え、前記冷媒センサは、前記貯蔵室風路中における前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方に配置されている。

または、本開示に係るショーケースは、貯蔵室と前記貯蔵室内に通じる貯蔵室風路とが形成された筐体と、前記貯蔵室風路中に設けられ、空気より重い冷媒が内部に流通する伝熱管を有する蒸発器と、前記貯蔵室風路中に前記蒸発器を下から上に通過する向きの空気流を生成する蒸発器ファンと、前記冷媒の漏洩を検知するための冷媒センサと、を備え、前記伝熱管は、複数の直状部と、前記直状部同士を接続するＵ字状部とを備え、前記筐体内には、前記貯蔵室風路の前記蒸発器を通過する部分の上流側と通じ、前記伝熱管の前記Ｕ字状部を通過する風路が形成され、前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方において前記貯蔵室風路と前記風路とを仕切り、前記風路を前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方において閉塞する遮蔽板をさらに備え、前記冷媒センサは、前記風路中における前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方に配置されている。

本開示に係るショーケースによれば、ショーケースの通常運転時に、蒸発器における伝熱管の折り返し部分で発生した冷媒漏洩を迅速に検知することが可能であるという効果を奏する。

実施の形態１に係るショーケースの全体構成を模式的に示す図である。 実施の形態１に係るショーケース背面側の風路構成を模式的に示す図である。 実施の形態１に係るショーケースの制御系統の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るショーケースの動作例を示すフロー図である。 実施の形態１に係るショーケースの構成の変形例を模式的に示す図１相当図である。 実施の形態１に係るショーケースの構成の変形例を模式的に示す図２相当図である。 実施の形態１に係るショーケースの構成の変形例を模式的に示す図２相当図である。 実施の形態１に係るショーケースの構成の変形例を模式的に示す図２相当図である。 実施の形態１に係るショーケースの構成の変形例を模式的に示す図２相当図である。 実施の形態１に係るショーケースの動作の別例を示すフロー図である。

本開示に係るショーケースを実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。なお、本開示は以下の実施の形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

実施の形態１．
図１から図１０を参照しながら、本開示の実施の形態１について説明する。図１はショーケースの全体構成を模式的に示す図である。図２はショーケース背面側の風路構成を模式的に示す図である。図３はショーケースの制御系統の構成を示すブロック図である。図４はショーケースの動作例を示すフロー図である。図５はショーケースの構成の変形例を模式的に示す図１相当図である。図６から図９は、それぞれショーケースの構成の別の変形例を模式的に示す図２相当図である。図１０はショーケースの動作の別例を示すフロー図である。

この実施の形態に係るショーケース１００は、スーパー、コンビニエンスストア等に設置されて飲料や食品等を貯蔵陳列するクローズド（リーチイン）ショーケースである。なお、ショーケース１００は、貯蔵室を開閉する戸を備えないオープンショーケースであってもよい。

図１に示すように、ショーケース１００は、筐体１を備えている。筐体１は、全体として直方体の箱状を呈する。筐体１には、貯蔵室３及び機械室２が形成されている。貯蔵室３は、筐体１における上側に配置されている。筐体１の下側は、機械室２になっている。なお、ここで説明する構成例は、１つの筐体１に貯蔵室３及び機械室２が設けられているいわゆる一体型のショーケースと呼ばれるものである。しかし、この構成に限られず、貯蔵室３と機械室２とが、それぞれ別の筐体に設けられていてもよい。

貯蔵室３は、その内部に冷却対象となる飲料、生鮮食品等の貯蔵物を収納可能な空間である。貯蔵室３には、生鮮食品等を陳列するための複数の陳列棚４が、上下方向に配列されて取り付けられている。貯蔵室３の少なくとも１つの面には、開口が形成されている。そして、この開口を通じて陳列棚４上に食品を出し入れできる。ここで説明する構成例では、貯蔵室３の前面に開口がある。すなわち、貯蔵室３は、筐体１の前面で開口されている。貯蔵室３の前面には、開口を開閉する戸５が設けられている。

ショーケース１００は、冷媒回路を備えている。図１に示すように、冷媒回路は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３及び蒸発器６０が、この順序で循環的に冷媒配管１７により接続されて構成されている。冷媒配管１７等を含む冷媒回路には、冷媒が封入されている。

冷媒回路に封入される冷媒は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さいものを用いることが地球環境保護上の観点からいって望ましい。また、冷媒回路に封入される冷媒は可燃性である。この冷媒は空気よりも平均分子量が大きい。すなわち、冷媒は、空気よりも密度が大きく、大気圧下で空気より重い。したがって、冷媒は、空気中では重力方向の下方へと沈んでいく性質を持っている。

このような冷媒として、具体的に例えば、テトラフルオロプロペン（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２：ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２：Ｒ３２）、プロパン（Ｒ２９０）、プロピレン（Ｒ１２７０）、エタン（Ｒ１７０）、ブタン（Ｒ６００）、イソブタン（Ｒ６００ａ）、１．１．１．２−テトラフルオロエタン（Ｃ２Ｈ２Ｆ４：Ｒ１３４ａ）、ペンタフルオロエタン（Ｃ２ＨＦ５：Ｒ１２５）、１．３．３．３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＣＦ３−ＣＨ＝ＣＨＦ：ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）、二酸化炭素（ＣＯ２：Ｒ７４４）等の中から選ばれる１つ以上の冷媒からなる（混合）冷媒を用いることができる。

圧縮機１１は、冷媒を圧縮して当該冷媒の圧力及び温度を高める。圧縮された冷媒は、圧縮機１１から吐出される。圧縮機１１は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、レシプロ圧縮機等を用いることができる。

凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された冷媒と周囲の空気との間で熱交換させ、冷媒を放熱させて凝縮させる。凝縮器ファン１５は、凝縮器１２により加熱された空気を送り出すとともに、凝縮器１２の周囲に新たな空気を送り込むことで、凝縮器１２における熱交換を促進する。

膨張弁１３は、凝縮器１２で凝縮された冷媒を膨張させ、当該冷媒を減圧する。ここで説明する構成例では、膨張弁１３は、リニア電子膨張弁（ＬＥＶ：Ｌｉｎｅａｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｖａｌｖｅ）である。したがって、膨張弁１３を閉じることで、冷媒の流通を阻止できる。

蒸発器６０は、膨張弁１３で減圧された冷媒と周囲の空気との間で熱交換させ、冷媒に吸熱させて蒸発させる。この際、冷媒と熱交換を行った空気は冷却される。すなわち、蒸発器６０は冷却器として働く。蒸発器ファン１６は、冷却器としての蒸発器６０により冷却された空気を送り出すとともに、蒸発器６０の周囲に新たな空気を送り込むことで、蒸発器６０における熱交換を促進する。

以上のように構成された冷媒回路を冷媒が循環することで、蒸気圧縮冷凍サイクルが実現される。この冷媒回路により実現された冷凍サイクルは、蒸発器６０側と凝縮器１２側との間で熱を移動させるヒートポンプとして働く。なお、蒸発器ファン１６及び凝縮器ファン１５は、例えばプロペラファン、ラインフローファン（登録商標）、シロッコファン等である。

機械室２の内部には、圧縮機１１、凝縮器１２、凝縮器ファン１５及び膨張弁１３が収容されている。機械室２には、給気口及び排気口が形成されている。給気口は、機械室２内に外気を導入するための開口である。排気口は、凝縮器１２を通過した空気を機械室２外に排出するための開口である。ここで説明する構成例では、給気口は、貯蔵室３の開口と同じ側、すなわち、筐体１の前面に配置されている。排気口は、給気口の反対側、すなわち、筐体１の背面に配置されている。

機械室２の内部には、給気口から排気口まで通じる機械室風路が形成されている。凝縮器１２及び凝縮器ファン１５は、この機械室風路中に配置されている。そして、凝縮器ファン１５は、機械室風路中に凝縮器１２を通過する空気流を生成するファンである。

貯蔵室３内には吹出口２２及び吸込口２１が形成されている。筐体１には、吸込口２１から吹出口２２に至る貯蔵室風路７０が設けられている。この貯蔵室風路７０は、仕切り部材６により貯蔵室３とは区画されている。貯蔵室風路７０中には、蒸発器６０及び蒸発器ファン１６が収容されている。すなわち、蒸発器６０は、吹出口２２を介して貯蔵室３の内部と通じた貯蔵室風路７０中に配置されている。そして、蒸発器ファン１６は、貯蔵室風路７０中に蒸発器６０を下から上に通過する向きの空気流を生成する。図示の構成例では、蒸発器ファン１６は、貯蔵室風路７０中における蒸発器６０の上方に配置されている。

蒸発器ファン１６が駆動されると、蒸発器６０を通過して生成された冷気が吹出口２２から貯蔵室３内に吹き出される。吹出口２２は、貯蔵室３の上側の内壁面の前端部において、貯蔵室３に臨むようにして下側に向かって開口している。吹出口２２から吹き出された冷気は、戸５に沿って降下する。これにより、貯蔵室３の開口には、冷気のエアカーテンが形成される。貯蔵室３内の空気の一部は、吸込口２１から吸い込まれる。吸込口２１から吸い込まれた空気は、貯蔵室風路７０を通る際に蒸発器６０で冷却されて、吹出口２２から再び貯蔵室３内に吹き出される。

この実施の形態のショーケース１００は、逆止弁１８を備えている。逆止弁１８は、蒸発器６０と圧縮機１１との間の冷媒配管１７に設けられている。逆止弁１８は、一方向のみ冷媒の流通が可能である。この実施の形態では、冷媒は、蒸発器６０から圧縮機１１へのみ冷媒の流通が可能である。すなわち、逆止弁１８は、蒸発器６０から圧縮機１１へと向かう冷媒の流通を許可する。そして、逆止弁１８は、圧縮機１１から蒸発器６０へと向かう冷媒の流通を禁止する。このような逆止弁１８を備えることで、圧縮機１１の動作が停止して、冷媒回路内の冷媒の流れが停止していても、圧縮機１１から蒸発器６０へと冷媒は流れない。

前述したように、膨張弁１３を閉じることで冷媒の流通を阻止できる。すなわち、膨張弁１３は、冷媒の流通を阻止可能な阻止手段を構成している。より詳しく言えば、この実施の形態においては、膨張弁１３は阻止手段を兼ねている。阻止手段としての膨張弁１３は、凝縮器１２と蒸発器６０との間の冷媒配管１７に設けられている。なお、阻止手段として、膨張弁１３とは別の閉止弁を凝縮器１２と蒸発器６０との間の冷媒配管１７に設けてもよい。

図２に示すように、蒸発器６０は、伝熱管６１及びフィン６２を備えている。伝熱管６１は冷媒配管１７と例えば溶接等により接続されている。伝熱管６１の内部には、冷媒配管１７を通じて冷媒が流通する。伝熱管６１は、蒸発器６０の両側において折り返されている。伝熱管６１は、直状部６３、第１Ｕ字状部６４及び第２Ｕ字状部６５を備えている。直状部６３は、直線状を呈する。直状部６３は、複数設けられる。複数の直状部６３は、互いに平行に、かつ、鉛直方向に並べられて配置される。それぞれの直状部６３は、その長手方向が水平となるように配置されている。

フィン６２は、複数設けられる。それぞれのフィン６２は、平板状の金属板である。複数のフィン６２は、間隔をあけて互いに平行になるように並べて配置される。それぞれのフィン６２は、その長手方向が鉛直となるように配置されている。伝熱管６１の直状部６３は、これら複数のフィン６２を貫通して設けられる。

第１Ｕ字状部６４及び第２Ｕ字状部６５は、Ｕ字状に屈曲している。第１Ｕ字状部６４及び第２Ｕ字状部６５は、隣合う直状部６３の端部同士を接続している。第１Ｕ字状部６４は、直状部６３の一端側に設けられる。直状部６３と第１Ｕ字状部６４との接続部分は、例えば、ろう付けにより接合されている。すなわち、直状部６３と第１Ｕ字状部６４との接合部は、ろう付け部である。第２Ｕ字状部６５は、直状部６３の他端側に設けられる。第２Ｕ字状部６５は、１本の管がＵ字状に屈曲されることで２つの隣り合う直状部６３と一続きに形成されている。

図２に示すように、貯蔵室風路７０の蒸発器６０を通過する部分は、第１風路７１と、第２風路７２とに分岐している。第１風路７１は、蒸発器６０における伝熱管６１の直状部６３を通過する風路である。第２風路７２は、蒸発器６０における伝熱管６１のＵ字状部を通過する風路である。図示の構成例では、第２風路７２は、伝熱管６１のＵ字状部のうちの特に第１Ｕ字状部６４を通過するように形成されている。

第２風路７２は、蒸発器６０の第１Ｕ字状部６４が設けられた側の側方における、蒸発器６０の下端から上端にわたって配置されている。蒸発器６０の下端部分における第１Ｕ字状部６４の側の側方には、第２風路７２の入口開口部７３が形成されている。また、蒸発器６０の上端部分における第１Ｕ字状部６４の側には、遮蔽板８０が設けられている。そして、遮蔽板８０には、第２風路７２の出口開口部８１が形成されている。

蒸発器ファン１６が駆動されると、貯蔵室３内の空気の一部が、吸込口２１か貯蔵室風路７０内に吸い込まれる。貯蔵室風路７０内に吸い込まれた空気は、蒸発器６０の下側において、第１風路７１を通るものと第２風路７２を通るものとに分かれる。第１風路７１を通る空気流は、蒸発器６０における伝熱管６１の直状部６３及びフィン６２を通過する際に冷却される。第２風路７２を通る空気流は、蒸発器６０における伝熱管６１の第１Ｕ字状部６４及びその側方を通過する。第１風路７１を通った空気流と第２風路７２を通った空気流とは、蒸発器６０の上側において合流する。そして、合流した空気流は、冷気として吹出口２２から貯蔵室３内に吹き出される。

この実施の形態のショーケース１００は、冷媒センサ４０を備えている。図１及び図２に示すように、冷媒センサ４０は、貯蔵室風路７０中における伝熱管６１の第１Ｕ字状部６４の上方に配置されている。これらの図に示す構成例では、遮蔽板８０は、貯蔵室風路７０中における伝熱管６１の第１Ｕ字状部６４の上方にまで延びて箱状に配置されている。出口開口部８１は、箱状の上面にあたる遮蔽板８０に形成されている。そして、冷媒センサ４０は、遮蔽板８０により箱状に囲われた空間の内側すなわち出口開口部８１の下方で、かつ、第１Ｕ字状部６４の直上に配置されている。

冷媒センサ４０は、少なくとも、冷媒配管１７及び伝熱管６１に封入されたものと同種の冷媒を検知可能である。冷媒センサ４０は、例えば、接触燃焼式、半導体式、熱伝導式、低電位電解式及び赤外線式などの各方式のセンサを用いることができる。また、冷媒センサ４０として酸素センサを用いることもできる。酸素センサを用いた場合には、センサ出力に基づいて酸素濃度を求め、酸素濃度の低下分は流入ガスによるものであるとして流入ガスの濃度を逆算することで、流入ガスすなわち冷媒の濃度を間接的に検出することができる。酸素センサとしては、例えば、ガルバニ電池式、ポーラロ式及びジルコニア式等の各方式を用いることができる。

この実施の形態に係るショーケース１００の制御系統の構成を図３に示す。同図に示すように、この実施の形態に係るショーケース１００は、制御装置５０を備えている。制御装置５０は、ショーケース１００の動作制御に係る信号を処理し、ショーケース１００の運転動作全般を制御する。具体的には、制御装置５０は、圧縮機１１、凝縮器ファン１５及び蒸発器ファン１６の動作を制御する。さらに、制御装置５０は、前述した阻止手段としての膨張弁１３の動作も制御する。

制御装置５０は、ハードウェアとして、例えば、プロセッサ及びメモリを備えたコンピュータから構成されている。プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータあるいはＤＳＰともいう。メモリには、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、又は、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク及びＤＶＤ等が該当する。

制御装置５０のメモリには、ソフトウェアとしてのプログラムが記憶される。そして、制御装置５０は、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することによって予め設定された処理を実施し、ハードウェアとソフトウェアとが協働した結果として、後述する機能を実現する。

なお、制御装置５０の回路は、例えば、専用のハードウェアとして形成されてもよい。制御装置５０の回路の一部が専用のハードウェアとして形成され、かつ、当該回路にプロセッサ及びメモリが備えられていてもよい。一部が専用のハードウェアとして形成される回路には、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

ショーケース１００は、通常の冷蔵又は冷凍運転（以下、単に「通常運転」ともいう）が可能である。通常運転とは、貯蔵室３内の貯蔵物を冷却する運転である。通常運転を行う時には、制御装置５０は、膨張弁１３を開き、圧縮機１１、凝縮器ファン１５及び蒸発器ファン１６を動作させる。

この実施の形態に係るショーケース１００は、冷媒センサ４０の検知結果を利用して、蒸発器６０からの冷媒漏洩の発生を検知する。前述したように、冷媒センサ４０は、直接的又は間接的に冷媒配管１７及び伝熱管６１に封入された冷媒を検知可能である。そして、冷媒センサ４０は、検知した冷媒の濃度に応じた検知信号を出力する。

冷媒センサ４０から出力された検知信号は、制御装置５０に入力される。制御装置５０は、冷媒センサ４０からの検知信号の示す冷媒濃度が基準値以上であるか否かを判定する。基準値は、予め設定された値である。予め設定された基準値は、例えば制御装置５０のメモリに記憶されている。制御装置５０は、基準値と冷媒センサ４０からの検知信号の示す冷媒濃度とを比較して判定を行う。そして、冷媒センサ４０からの検知信号の示す冷媒濃度が基準値以上である場合、制御装置５０は、蒸発器６０から冷媒漏洩が発生したと判定する。

以上のように構成されたショーケース１００において、蒸発器６０の伝熱管６１から冷媒が漏洩した場合を考える。前述したように、ここで用いられる冷媒は、空気より平均分子量が大きく、すなわち、大気圧下において空気より密度が大きい。よって、この冷媒は、空気中で鉛直下方に沈降していく性質を持っている。したがって、冷媒漏洩の発生箇所の周囲に空気流がなければ、漏洩した冷媒は、漏洩箇所から鉛直下方へと流れていく。

ここで、伝熱管６１の折り返し部である第１Ｕ字状部６４及び第２Ｕ字状部６５には曲げ応力が加わるため、伝熱管６１の破損等による冷媒漏洩が発生しやすい。さらに、特にろう付け部がある第１Ｕ字状部６４では、ろう付け部の不良により、ろう付け部からの冷媒漏洩が発生しやすい。ろう付け部の不良により冷媒が漏洩する場合、冷媒漏洩が生じる孔の大きさが大きくなりやすく、冷媒の漏洩速度が速くなる傾向がある。

この実施の形態のショーケース１００においては、貯蔵室風路７０は、蒸発器６０の伝熱管６１の直状部６３を通過する第１風路７１だけでなく、第１Ｕ字状部６４を通る第２風路７２を含んでいる。したがって、蒸発器ファン１６を動作中には、第１風路７１内に下から上に向かう空気流が存在するとともに、第２風路７２内にも下から上に向かう空気流が存在する。すなわち、第１Ｕ字状部６４の周囲に下から上に向かう空気流が存在する。このため、蒸発器ファン１６を動作中に第１Ｕ字状部６４で冷媒漏洩が発生した場合、漏洩した冷媒は空気より重いにもかかわらず第２風路７２内の空気流により漏洩箇所から上方に運ばれる。そして、この実施の形態のショーケース１００においては、冷媒センサ４０が伝熱管６１の第１Ｕ字状部６４の上方に配置されている。したがって、第２風路７２内の空気流により運ばれた漏洩冷媒は、第１Ｕ字状部６４の直上に配置された冷媒センサ４０に至り、冷媒センサ４０はこの漏洩冷媒を検知する。そして、冷媒センサ４０が検知した冷媒濃度が前述した基準値以上になると、制御装置５０により蒸発器６０から冷媒漏洩が発生したと判定される。

このように、この実施の形態に係るショーケース１００によれば、ショーケース１００の通常運転時すなわち蒸発器ファン１６の動作時に、蒸発器６０における伝熱管６１の第１Ｕ字状部６４から空気より重い冷媒が漏洩した場合であっても、第２風路７２内に存在する下から上に向かう空気流により、漏洩した冷媒は第１Ｕ字状部６４の直上の冷媒センサ４０に短時間で到達する。したがって、ショーケース１００の通常運転時に、蒸発器６０における伝熱管６１の折り返し部分で発生した冷媒漏洩を迅速に検知することが可能である。

なお、第２風路７２の出口開口部８１の風路断面積は、第２風路７２の入口開口部７３の風路断面積よりも小さくするとよい。前述したように、基本的に第１風路７１を通る空気流と蒸発器６０との間で熱交換が行われ、第２風路７２を通る空気流は蒸発器６０と熱交換を行わない。そこで、第２風路７２の出口開口部８１を入口開口部７３より狭くすることで、第２風路７２の圧力損失を大きくし、通常運転時における第２風路７２を通過する風量を低減し、第１風路７１を通過する風量を増加させることができる。このため、通常運転時における熱交換効率の低下を抑制しつつ、蒸発器６０の第１Ｕ字状部６４で冷媒漏洩が発生した場合に、第２風路７２内の空気流により漏洩した冷媒を冷媒センサ４０にまで導くことができる。

また、遮蔽板８０を第１Ｕ字状部６４の上方にまで延ばして箱状に配置することで、蒸発器６０の第１Ｕ字状部６４で漏洩した冷媒を箱状に配置された遮蔽板８０の内側に滞留させやすくできる。そして、冷媒センサ４０を、遮蔽板８０の出口開口部８１より下方すなわち箱状に配置された遮蔽板８０の内側に配置することで、冷媒センサ４０により漏洩した冷媒を検知しやすくすることが可能である。

さらに、この実施の形態のショーケース１００は、前述した通常運転に加えて回収運転が可能である。回収運転とは、冷媒回路中の冷媒を、冷媒回路の機械室２側に回収する運転である。回収運転においては、制御装置５０は、まず、前述の阻止手段により冷媒の流通を阻止させる。ここで説明する構成例では、制御装置５０は膨張弁１３を閉止させる。そして、制御装置５０は圧縮機１１を動作させる。これにより、貯蔵室３の蒸発器６０側の冷媒は、圧縮機１１に吸い出される。

圧縮機１１から吐出された高温の気相の冷媒は、凝縮器１２を通過して空気と熱交換される。この熱交換により気相の冷媒は液化する。液化した冷媒は凝縮器１２を抜け、膨張弁１３に到達する。この時、膨張弁１３は閉止されているため、液相の冷媒は、主に、圧縮機１１と凝縮器１２との間の冷媒配管１７内、凝縮器１２と膨張弁１３との間の冷媒配管１７内、及び、凝縮器１２に回収される。

そして、制御装置５０は、回収運転を開始してから予め設定した基準時間が経過した場合に、圧縮機１１の動作を停止させて当該回収運転を終了させる。この際の基準時間は、冷媒回路に封入された冷媒の充填量及び圧縮機１１の能力等のショーケース１００の仕様に基づいて、冷媒を機械室２側に移動させるために必要な時間を考慮することで決定できる。

前述したように、ここで説明した構成例では逆止弁１８が設けられている。このため、回収運転の終了後に圧縮機１１を停止したままにしても、圧縮機１１から蒸発器６０に冷媒が逆流しない。なお、圧縮機１１の内部には、逆流を防止する弁等の構造が備えられていることが一般的である。したがって、そのような場合には逆止弁１８を省略してもよい。ただし、より確実に機械室２側に回収した冷媒の逆流を防止するという観点からは、逆止弁１８を設けることが望ましい。

この実施の形態のショーケース１００においては、制御装置５０は、蒸発器６０から冷媒漏洩が発生したと判定した場合に、ショーケース１００の通常運転を停止させる。そして、制御装置５０は、冷媒の回収運転を行う。このようにすることで、蒸発器６０からの冷媒漏洩が発生した際に、蒸発器６０側の冷媒量を少なくすることができ、冷媒漏洩量の低減を図ることが可能である。なお、この場合、専門の保守員等による点検、補修作業が完了するまでは、制御装置５０は、ショーケース１００を通常運転に復帰させないようにするとよい。

次に、この実施の形態におけるショーケース１００の動作の一例を図４のフロー図を参照しながら説明する。ショーケース１００の通常運転が開始されると、まず、ステップＳ１１において、制御装置５０は、蒸発器ファン１６及び凝縮器ファン１５を運転させる。続くステップＳ１２において、制御装置５０は、冷媒センサ４０により検知された冷媒濃度が前述した基準値以上であるか否かを判定する。冷媒センサ４０により検知された冷媒濃度が基準値以上でない場合、制御装置５０はステップＳ１１に戻って処理を継続する。一方、冷媒センサ４０により検知された冷媒濃度が基準値以上である場合、制御装置５０は次にステップＳ１３の処理を行う。ステップＳ１３においては、制御装置５０は、蒸発器６０で冷媒漏洩が発生したと判定する。ステップＳ１３の処理が完了すると、一連の動作は終了となる。

なお、図５に示すように、箱状に配置された遮蔽板８０の一部を、貯蔵室３と貯蔵室風路７０とを仕切る仕切り部材６と兼用にしてもよい。図５に示す構成例では、仕切り部材６に、窓部７及び扉８が設けられている。仕切り部材６の窓部７は、遮蔽板８０により箱状に囲われた空間の内側と通じている。扉８は、窓部７を開閉する。前述したように、冷媒センサ４０は、遮蔽板８０により箱状に囲われた空間の内側に設けられている。図５に示す構成例によれば、保守作業者等は、窓部７を通じて冷媒センサ４０に容易にアクセスできるため、冷媒センサ４０の検査、交換作業の効率向上を図ることが可能である。

なお、この場合、冷媒センサ４０は、箱状に配置された奥側、もしくは、右側又は左側の遮蔽板８０に設置するとよい。貯蔵室３は筐体１の手前側にあり、貯蔵室風路７０は筐体１の奥側にあることから、窓部７は、遮蔽板８０により箱状に囲われた空間の手前側に配置される。したがって、冷媒センサ４０を、箱状に配置された奥側、右側又は左側の遮蔽板８０に設置することで、手前側の窓部７から冷媒センサ４０に容易にアクセスできる。

図６から図９に示すのは、この実施の形態のショーケース１００の変形例である。まず、図６を参照しながら、この実施の形態のショーケース１００の第１の変形例を説明する。図１及び図２に示す構成例では、第２風路７２の出口開口部８１を、箱状の上面にあたる遮蔽板８０に形成していた。これに対し、この第１の変形例では、出口開口部８１を、箱状の側面にあたる遮蔽板８０に形成している。そして、冷媒センサ４０は、遮蔽板８０により箱状に囲われた空間の内側で、出口開口部８１の側方又は上方、かつ、第１Ｕ字状部６４の直上に配置されている。このような第１の変形例によっても、図１及び図２に示す構成例と同様に、通常運転時に第２風路７２を通過する風量を抑制して、熱交換効率の低下を抑制しつつ、蒸発器６０の第１Ｕ字状部６４で冷媒漏洩が発生した場合には、第２風路７２内の空気流により漏洩した冷媒を冷媒センサ４０にまで導いて検知することができる。

次に、図７を参照しながら、この実施の形態のショーケース１００の第２の変形例を説明する。図１及び図２に示す構成例では、遮蔽板８０を、第１Ｕ字状部６４の上方にまで延ばして箱状に配置していた。これに対し、この第２の変形例では、遮蔽板８０を蒸発器６０の上端部分から第１Ｕ字状部６４の側に水平に延ばして配置している。遮蔽板８０には、第２風路７２の出口開口部８１が設けられている。そして、冷媒センサ４０は、遮蔽板８０の出口開口部８１の直上に配置されている。このような第２の変形例によっても、図１及び図２に示す構成例と同様に、通常運転時に第２風路７２を通過する風量を抑制して、熱交換効率の低下を抑制しつつ、蒸発器６０の第１Ｕ字状部６４で冷媒漏洩が発生した場合には、第２風路７２内の空気流により漏洩した冷媒を冷媒センサ４０にまで導いて検知することができる。また、遮蔽板８０の構成を簡潔にすることが可能である。

次に、図８を参照しながら、この実施の形態のショーケース１００の第３の変形例を説明する。この第３の変形例でも、図１及び図２に示す構成例と同じく、遮蔽板８０を第１Ｕ字状部６４の上方にまで延ばして配置している。ただし、第３の変形例は、図１及び図２に示す構成例のように箱状に遮蔽板８０を配置するのではなく、出口開口部８１に近づくにつれて次第に風路断面積が小さくなるテーパ状に遮蔽板８０を配置している。そして、冷媒センサ４０は、遮蔽板８０の出口開口部８１の直上に配置されている。このような第３の変形例によっても、図１及び図２に示す構成例と同様に、通常運転時に第２風路７２を通過する風量を抑制して、熱交換効率の低下を抑制しつつ、蒸発器６０の第１Ｕ字状部６４で冷媒漏洩が発生した場合には、第２風路７２内の空気流により漏洩した冷媒を冷媒センサ４０にまで導いて検知することができる。また、遮蔽板８０をテーパ状に配置することで、蒸発器６０の第１Ｕ字状部６４で漏洩した冷媒を、より円滑に冷媒センサ４０にまで導くことが可能である。

次に、図９を参照しながら、この実施の形態のショーケース１００の第４の変形例を説明する。この第４の変形例でも、図１及び図２に示す構成例と同じく、遮蔽板８０を第１Ｕ字状部６４の上方にまで延ばして箱状に配置している。ただし、第４の変形例は、遮蔽板８０に出口開口部８１が形成されていない。すなわち、この第４の変形例では、筐体１内に、第２風路７２に代えて分岐風路７４が形成されている。分岐風路７４は、前述した風路の蒸発器６０を通過する部分の上流側で分岐され、伝熱管６１の第１Ｕ字状部６４を通過する風路である。そして、この分岐風路７４は、伝熱管６１の第１Ｕ字状部６４の上方において閉塞されている。また、冷媒センサ４０は、分岐風路７４中における第１Ｕ字状部６４の上方に配置されている。このような第４の変形例では、分岐風路７４が第１Ｕ字状部６４の上方において閉塞されているため、通常運転時において分岐風路７４に流入する空気流量が抑制される。したがって、第４の変形例によっても、図１及び図２に示す構成例と同様に、通常運転時に分岐風路７４に流入する空気流量を抑制して、熱交換効率の低下を抑制しつつ、蒸発器６０の第１Ｕ字状部６４で冷媒漏洩が発生した場合には、分岐風路７４内の空気流により漏洩した冷媒を冷媒センサ４０にまで導くとともに、漏洩した冷媒を分岐風路７４内に滞留させて冷媒センサ４０で検知できる。

この実施の形態のショーケース１００においては、前述したように、冷媒センサ４０の検知結果に基づいて、蒸発器６０で冷媒漏洩が発生しているかを判定している。この冷媒センサ４０の検知結果に基づく冷媒漏洩の判定についての別例を次に説明する。この別例においては、制御装置５０は、冷媒センサ４０により検知された冷媒の濃度が第１基準値以上の場合、まず、蒸発器ファン１６の動作を停止させる。第１基準値は、予め設定された値である。冷媒センサ４０により検知された冷媒の濃度が前述の第１基準値以上となって蒸発器ファン１６を停止させてから予め設定された判定時間の経過後に、制御装置５０は再び冷媒センサ４０の検知結果を取得する。

そして、制御装置５０は、前述した判定時間が経過した後に冷媒センサ４０により検知された冷媒の濃度を、今度は第２基準値と比較する。第２基準値は、前述した第１基準値以下の値に予め設定されている。制御装置５０は、前述した判定時間が経過した後に冷媒センサ４０により検知された冷媒の濃度が前述した第２基準値以下になった場合に、蒸発器６０で冷媒漏洩が発生したと判定する。一方、制御装置５０は、前述した判定時間が経過した後に冷媒センサ４０により検知された冷媒の濃度が前述した第２基準値以下にならなかった場合には、冷媒センサ４０の劣化であると判定する。

冷媒センサ４０により検知された冷媒の濃度が第１基準値以上になった場合に、蒸発器ファン１６の動作を停止させると、第２風路７２内の空気流は消失する。したがって、実際に蒸発器６０の第１Ｕ字状部６４で冷媒漏洩が発生していれば、漏洩した冷媒が冷媒センサ４０に運ばれにくくなるため、冷媒センサ４０により検知される冷媒濃度が低下すると考えられる。そこで、冷媒センサ４０により検知された冷媒の濃度が第１基準値以上になっても直ちに冷媒漏洩であると判定せずに、蒸発器ファン１６の動作を一旦停止させ、その後の冷媒センサ４０の検知結果が冷媒濃度低下を示すものであれば、冷媒センサ４０は正常であって、蒸発器６０で冷媒漏洩が発生したと判定する。

一方、冷媒センサ４０の劣化等による誤検知であれば、蒸発器ファン１６の動作を停止させても冷媒センサ４０の検知結果は冷媒濃度が高い状態を示し続けると考えられる。そこで、蒸発器ファン１６の動作を停止させても冷媒センサ４０の検知結果が冷媒濃度低下を示さなければ、冷媒センサ４０の劣化等による誤検知であると判定する。このようにすることで、冷媒センサ４０の劣化等による誤検知を抑制できる。

なお、前述した判定時間が経過した後に冷媒センサ４０により検知された冷媒の濃度が前述した第２基準値以下にならず、冷媒センサ４０の劣化であると判定した場合、制御装置５０は、ショーケース１００を通常運転に復帰させ、蒸発器ファン１６の動作を再開させるようにしてもよい。このようにすることで、冷媒センサ４０の劣化等による誤検知の際に、貯蔵室３内の温度が上昇して収納された食品等の品質が低下してしまうことを抑制できる。

次に、この別例におけるショーケース１００の動作の一例を図１０のフロー図を参照しながら説明する。ショーケース１００の通常運転が開始されると、まず、ステップＳ２１において、制御装置５０は、蒸発器ファン１６及び凝縮器ファン１５を運転させる。続くステップＳ２２において、制御装置５０は、冷媒センサ４０により検知された冷媒濃度が前述した第１基準値以上であるか否かを判定する。冷媒センサ４０により検知された冷媒濃度が第１基準値以上でない場合、制御装置５０はステップＳ２１に戻って処理を継続する。一方、冷媒センサ４０により検知された冷媒濃度が第１基準値以上である場合、制御装置５０は次にステップＳ２３の処理を行う。

ステップＳ２３においては、制御装置５０は、蒸発器ファン１６を停止させる。続くステップＳ２４において、制御装置５０は、前述の判定時間以上が経過したか否かを判定する。前述の判定時間以上が経過していなければ、制御装置５０はステップＳ２３に戻って処理を継続する。一方、前述の判定時間以上が経過すれば、制御装置５０は、次にステップＳ２５の処理を行う。

ステップＳ２５においては、制御装置５０は、冷媒センサ４０の検知結果を再度取得し、冷媒センサ４０により検知された冷媒濃度が前述した第２基準値以下にまで低下したか否かを判定する。冷媒センサ４０により検知された冷媒濃度が第２基準値以下に低下した場合、制御装置５０は次にステップＳ２６の処理を行う。ステップＳ２６においては、制御装置５０は、蒸発器６０で冷媒漏洩が発生したと判定する。ステップＳ２６の処理が完了すると、一連の動作は終了となる。

一方、ステップＳ２５で冷媒センサ４０により検知された冷媒濃度が第２基準値以下に低下してない場合、制御装置５０は次にステップＳ２７の処理を行う。ステップＳ２７においては、制御装置５０は、冷媒センサ４０が劣化していると判定する。ステップＳ２７の処理が完了すると、一連の動作は終了となる。

なお、以上においては、第１Ｕ字状部６４の側に第２風路７２を設ける場合について説明したが、第２Ｕ字状部６５の側に第２風路７２に相当する同様の風路を設けてもよい。この場合、第２Ｕ字状部６５の側にも冷媒センサ４０を設けてもよいし、第２Ｕ字状部６５の側から第１Ｕ字状部６４の側の冷媒センサ４０に漏洩冷媒を誘導するガイドを設けてもよい。このようにすることで、ろう付け部がある第１Ｕ字状部６４だけでなく、第２Ｕ字状部６５からの冷媒漏洩も検知できる。

また、第２風路７２の入口開口部７３に、下から上に通過する向きの空気流を許容し、上から下に通過する向きの空気流を禁止する弁を設けてもよい。この弁としては、例えば、入口開口部７３を挟む上側と下側との圧力差により開閉する圧力弁、蒸発器ファン１６の動作に連動して開閉する電磁弁等を用いることが考えられる。このような弁を入口開口部７３に設けることで、蒸発器ファン１６の停止時には入口開口部７３が閉じられる。したがって、第１Ｕ字状部６４で冷媒の漏洩が発生した場合に、漏洩した冷媒は第２風路７２内に滞留し、この滞留した冷媒を冷媒センサ４０により検知できる。このため、蒸発器ファン１６の運転中のみならず停止中にも、第１Ｕ字状部６４での冷媒漏洩発生を検知することが可能である。

なお、以上で説明したショーケース１００の各構成例において、膨張弁１３として通電が無い場合に閉止する電磁弁としてもよい。これにより、停電時に冷媒回路の貯蔵室３側で冷媒漏洩が発生した場合に、膨張弁１３及び逆止弁１８よりも機械室２側の冷媒回路中の冷媒が漏洩することを阻止し、蒸発器６０に折損や腐食等が発生すると、冷媒回路内の冷媒が全量漏洩してしまうが、無通電時に閉止する電磁弁を設置することで、漏洩する冷媒量の低減を図ることができる。

１ 筐体
２ 機械室
３ 貯蔵室
４ 陳列棚
５ 戸
６ 仕切り部材
７ 窓部
８ 扉
１１ 圧縮機
１２ 凝縮器
１３ 膨張弁
１５ 凝縮器ファン
１６ 蒸発器ファン
１７ 冷媒配管
１８ 逆止弁
２１ 吸込口
２２ 吹出口
４０ 冷媒センサ
５０ 制御装置
６０ 蒸発器
６１ 伝熱管
６２ フィン
６３ 直状部
６４ 第１Ｕ字状部
６５ 第２Ｕ字状部
７０ 貯蔵室風路
７１ 第１風路
７２ 第２風路
７３ 入口開口部
７４ 分岐風路
８０ 遮蔽板
８１ 出口開口部
１００ ショーケース

Claims (11)

1. 貯蔵室と前記貯蔵室内に通じる貯蔵室風路とが形成された筐体と、
   前記貯蔵室風路中に設けられ、空気より重い冷媒が内部に流通する伝熱管を有する蒸発器と、
   前記貯蔵室風路中に前記蒸発器を下から上に通過する向きの空気流を生成する蒸発器ファンと、
   前記冷媒の漏洩を検知するための冷媒センサと、を備え、
   前記伝熱管は、複数の直状部と、前記直状部同士を接続するＵ字状部とを備え、
   前記貯蔵室風路は、前記伝熱管の前記直状部を通過する第１風路と、前記伝熱管の前記Ｕ字状部を通過する第２風路とを含み、
   前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方において前記第１風路と前記第２風路とを仕切る遮蔽板をさらに備え、
   前記冷媒センサは、前記貯蔵室風路中における前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方に配置されたショーケース。
2. 前記第２風路の出口開口部の風路断面積は、前記第２風路の入口開口部の風路断面積よりも小さい請求項１に記載のショーケース。
3. 前記遮蔽板には、前記第２風路の前記出口開口部が設けられ、
   前記遮蔽板は、前記貯蔵室風路中における前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方にまで延びて、前記出口開口部に近づくにつれて次第に風路断面積が小さくなるテーパ状に配置され、
   前記冷媒センサは、前記出口開口部の上方に配置された請求項２に記載のショーケース。
4. 前記遮蔽板は、前記貯蔵室風路中における前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方にまで延びて箱状に配置され、
   前記冷媒センサは、前記出口開口部の下方の前記第２風路中に配置された請求項２に記載のショーケース。
5. 箱状に配置された前記遮蔽板の一部は、前記貯蔵室と前記貯蔵室風路とを仕切る仕切り部材と兼用され、
   前記仕切り部材には、前記箱状の内側と通じる窓部が形成され、
   前記窓部を開閉する扉をさらに備えた請求項４に記載のショーケース。
6. 前記冷媒センサは、前記箱状に配置された奥側の前記遮蔽板に設置された請求項５に記載のショーケース。
7. 前記冷媒センサは、前記箱状に配置された右側又は左側の前記遮蔽板に設置された請求項５に記載のショーケース。
8. 貯蔵室と前記貯蔵室内に通じる貯蔵室風路とが形成された筐体と、
   前記貯蔵室風路中に設けられ、空気より重い冷媒が内部に流通する伝熱管を有する蒸発器と、
   前記貯蔵室風路中に前記蒸発器を下から上に通過する向きの空気流を生成する蒸発器ファンと、
   前記冷媒の漏洩を検知するための冷媒センサと、を備え、
   前記伝熱管は、複数の直状部と、前記直状部同士を接続するＵ字状部とを備え、
   前記筐体内には、前記貯蔵室風路の前記蒸発器を通過する部分の上流側と通じ、前記伝熱管の前記Ｕ字状部を通過する風路が形成され、
   前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方において前記貯蔵室風路と前記風路とを仕切り、前記風路を前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方において閉塞する遮蔽板をさらに備え、
   前記冷媒センサは、前記風路中における前記伝熱管の前記Ｕ字状部の上方に配置されたショーケース。
9. 前記蒸発器ファンの動作を制御する制御装置をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記冷媒センサにより検知された前記冷媒の濃度が、予め設定された第１基準値以上の場合、前記蒸発器ファンの動作を停止させ、
   前記冷媒センサにより検知された前記冷媒の濃度が前記第１基準値以上となってから予め設定された判定時間の経過後に前記冷媒センサにより検知された前記冷媒の濃度が、前記第１基準値以下の値に予め設定された第２基準値以下となった場合に、冷媒漏洩が発生したと判定する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のショーケース。
10. 前記制御装置は、前記冷媒センサにより検知された前記冷媒の濃度が前記第１基準値以上となってから予め設定された判定時間の経過後に前記冷媒センサにより検知された前記冷媒の濃度が、前記第２基準値以下とならない場合に、通常運転に復帰させる請求項９に記載のショーケース。
11. 前記冷媒が封入された冷媒配管により、圧縮機と凝縮器と膨張弁と前記蒸発器とが順に接続された冷媒回路と、
    前記凝縮器と前記蒸発器との間の前記冷媒配管に設けられ、前記冷媒の流通を阻止可能な阻止手段と、をさらに備え、
    前記制御装置は、前記圧縮機及び前記阻止手段をさらに制御し、
    前記圧縮機及び前記凝縮器は、機械室内に配置され、
    前記制御装置は、冷媒漏洩が発生したと判定した場合に、前記阻止手段により前記冷媒の流通を阻止させた状態において前記圧縮機を動作させて前記冷媒を前記冷媒回路の前記機械室側に回収する回収運転を行う請求項９又は請求項１０に記載のショーケース。

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