JPH05264157A - オープンショーケース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最適な風速のエアーカーテンを形成すること
によって、最適な冷却運転を行うことができるオープン
ショーケースを提供する。 【構成】 オープンショーケース１の開口部２に送風機
１２によりエアーカーテン１３を形成する。エアーカー
テン１３の吐出空気温度と吸込空気温度の差が最小とな
るように送風機１２の回転数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は開口部を有してこの開口
部にエアーカーテンを形成するオープンショーケースに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種オープンショーケースは、ス
ーパーマーケット等に設置されて食品等を冷却展示販売
するものであるが、食品を陳列する貯蔵室が前方に開放
している関係上、その開口部から温かく且つ湿気を持っ
た外気が自由に侵入する。そのため、開口部には冷却器
と熱交換した冷気を吹き出してエアーカーテンを形成
し、係る外気の侵入を防止若しくは抑制するように構成
されている。

【０００３】即ち、図１において一般的オープンショー
ケース１の構造を概説する。図１はこの種オープンショ
ーケース１の概略縦断側面図を示しており、前方に開口
部２を有する断熱箱体３内には間隔を存して仕切板４が
組み込まれ、この仕切板４内に食品を陳列する貯蔵室６
が形成されている。仕切板４と断熱箱体３間には冷気通
路７が構成され、この冷気通路７は開口部２の上縁に位
置する吐出口８、及び開口部２の下縁に位置する吸込口
９において開放している。冷気通路７内には更に周知の
冷凍サイクルを構成する冷却器１１が設置されると共
に、送風機１２が収納されている。

【０００４】係る構成で送風機１２が運転されると冷却
器１１と熱交換した冷気は冷気通路７内を上昇して吐出
口８から吸込口９に向かって吹き出され、それによって
開口部２に上から下へのエアーカーテン１３が形成され
る。エアーカーテン１３は貯蔵室６への外気の侵入を防
止若しくは抑制すると共に、吐出口８から吐出された冷
気の一部はコアンダー効果によって貯蔵室６内に巻き込
まれ、貯蔵室６内を循環した後、吸込口９から吸い込ま
れることによって貯蔵室６内を所定の冷蔵温度に冷却す
るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のようなオープン
ショーケース１において、外気の侵入を防ぎ、且つ省エ
ネルギーに寄与するための最適なエアーカーテン１３の
風速は、外気温度や負荷の状況、オープンショーケース
１自体の能力等によって異なり、一義的には定まらな
い。即ち、エアーカーテン１３の風速が遅ければ外気の
侵入を防ぐに足るエアーカーテン１３を形成できず、逆
に風速が速すぎると今度はエアーカーテンによる外気の
巻き込み量が増加するため、結局は外気の侵入を許すこ
ととなり、送風機１２自体の消費電力の増加に加え、貯
蔵室６の温度上昇や冷却器１１への着霜量の増大に伴う
入力電力の増加を来す。

【０００６】ところで従来では送風機１２のモータとし
て誘導電動機を用い、一定速度にて回転させていたた
め、最適なエアーカーテン１３を形成するための風速を
得ることが難しく、オープンショーケース１の最適な冷
却運転を行うことができない問題があった。

【０００７】本発明は係る従来の技術的課題を解決する
ために成されたものであり、最適な風速のエアーカーテ
ンを形成することによって、最適な冷却運転を行うこと
ができるオープンショーケースを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１の発明の
オープンショーケース１は、開口部２にエアーカーテン
１３を形成するものであって、冷却器１１と熱交換した
冷気を強制循環してエアーカーテン１３を形成する送風
機１２と、エアーカーテン１３の吐出空気温度と吸込空
気温度とを検出するセンサー（吐出空気温度センサー２
４、吸込空気温度センサー２６）と、送風機１２の回転
数を制御する制御装置２１とを具備しており、この制御
装置２１はセンサー（吐出空気温度センサー２４、吸込
空気温度センサー２６）の出力に基づき、吐出空気温度
と吸込空気温度の差が最小となるように送風機１２の回
転数を制御することを特徴とする。

【０００９】また、請求項２の発明のオープンショーケ
ース１は上記において、制御装置２１は冷却器１１の除
霜開始直前の送風機１２の回転数を記憶すると共に、除
霜終了後の冷却運転開始時には、前記記憶された回転数
よりも高い回転数にて送風機１２を運転することを特徴
とする。

【００１０】

【作用】開口部２からの外気の侵入はエアーカーテン１
３の吐出空気温度と吸込空気温度との差に基づいて把握
することができる。即ち、エアーカーテン１３の風速が
遅すぎる場合には、外気は開口部２より容易に侵入でき
るため、吸込空気温度も高くなり、吐出空気温度と吸込
空気温度の差も大きくなる。逆に、エアーカーテン１３
の風速が速すぎると、今度は外気をより多く巻き込んで
吸い込むことになるため、やはり吐出空気温度と吸込空
気温度の差は大きくなる。請求項１の発明では制御装置
２１がこの差を最小とするように送風機１２の回転数を
制御するので、外気の侵入及びエアーカーテンによる外
気の巻き込みの双方を最小限に抑えることができる最適
な風速を得ることができる。

【００１１】一方、冷却器１１の除霜後の冷却運転開始
時（プルダウン運転）にはできるだけ早く冷却する必要
がある。冷却速度の観点からはエアーカーテン１３の風
速は速い方が良い。請求項２の発明によれば、制御装置
２１が除霜開始直前の送風機１２の回転数を記憶し、除
霜後の冷却運転開始時にはこの回転数よりも高い回転数
にて送風機１２を運転するので内部を迅速に冷却するこ
とができる。

【００１２】

【実施例】次に、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。オープンショーケース１の構造としては図１に示さ
れているので説明を省略する。図２は本発明のオープン
ショーケース１の制御系を含めた冷却装置１６の冷凍サ
イクルの冷媒回路図を示している。冷却装置１６は電動
圧縮機１７、凝縮器１８、電子式の膨張弁１９及び前記
冷却器１１を環状に接続することにより構成されてい
る。制御装置２１は汎用マイクロコンピュータによって
構成されており、制御装置２１には前記冷却器１１の入
口温度を検出する入口温度センサー２２、冷却器１１の
出口温度を検出する出口温度センサー２３、前記冷気通
路７の吐出口８から吐出される吐出空気温度Ｔ１を検出
する吐出空気温度センサー２４及び吸込口９から吸い込
まれる吸込空気温度Ｔ２を検出する吸込空気温度センサ
ー２６の各出力が入力されている。また、制御装置２１
の出力には前記電動圧縮機１７、膨張弁１９及び送風機
１２が接続されている。尚、本発明の場合送風機１２の
駆動モータとしては直流電動機を用いる。

【００１３】制御装置２１は前記吐出空気温度センサー
２４の出力に基づき、吐出空気の設定温度ＴＳが−４℃
であれば図５の如く−１℃と−４℃の間で電動圧縮機１
７を運転・停止（サーモサイクル運転）することにより
貯蔵室６内を所定の冷蔵温度に冷却する。尚、電動圧縮
機１７はインバータによる周波数制御によって所要冷凍
能力を確保するようその回転数を調節しても良い。ま
た、制御装置２１は入口温度センサー２２と出口温度セ
ンサー２３の出力から冷却器１１の出入口温度差である
過熱度を検出し、最も効率よく冷媒を蒸発させることの
できる過熱度となるように膨張弁１９の開度を調節する
ことによって冷却器１１への冷媒流量を調節する。

【００１４】更に、制御装置２１は前記吐出空気温度セ
ンサー２４の出力と吸込空気温度センサー２６の出力に
基づいて、例えば１分間に１回エアーカーテン１３の吐
出空気温度Ｔ１と吸込空気温度Ｔ２の温度差ＴＤ＝Ｔ２
−Ｔ１を算出する。また、この温度差ＴＤの変化に基づ
いて直流チョッパ等により制御装置２１は送風機１２の
回転数Ｎを調節する。

【００１５】ここで、前述の如くオープンショーケース
１の開口部２からの貯蔵室６への外気の侵入及びエアー
カーテン１３による外気の巻き込みはエアーカーテン１
３の吐出空気温度Ｔ１と吸込空気温度Ｔ２との温度差Ｔ
Ｄ＝Ｔ２−Ｔ１に基づいて把握することができる。即
ち、図３の曲線Ｌ１に示す如く送風機１２の回転数Ｎが
遅く、エアーカーテン１３の風速が遅い部分では、外気
は開口部２より容易に貯蔵室６に侵入できるため、吸込
口９から吸い込まれる吸込空気温度Ｔ２も高くなり、吐
出空気温度Ｔ１と吸込空気温度Ｔ２の温度差ＴＤは大き
い。係る回転数Ｎの低い状態から送風機１２の回転数Ｎ
が上昇して行き、外気侵入を防止するに足るエアーカー
テン１３の風速が確保されるようになると、前記温度差
ＴＤも減少して行く。

【００１６】この送風機１２の回転数Ｎの増加に伴い温
度差ＴＤはやがて極小値を通り過ぎて再び上昇し始め
る。これはエアーカーテン１３の風速の増加に伴い、今
度はエアーカーテン１３が外気をより多く巻き込むよう
になり、そのため吸込空気温度Ｔ２が上昇するためであ
る。送風機１２の回転数Ｎが更に増加すると、今度は冷
気通路７内の静圧が保てなくなるため、風速は増加せ
ず、従って温度差ＴＤの変化もなくなる。即ち、エアー
カーテン１３の吐出吸込空気の温度差ＴＤは送風機１２
の回転数Ｎの変化に対して図３の如き極小値４℃（１８
００ｒ．ｐ．ｍ）を有した２次曲線Ｌ１を描く。そし
て、この極小値４℃（１８００ｒ．ｐ．ｍ）で送風機１
２を運転することにより、開口部２からの外気の侵入と
エアーカーテン１３による外気の巻き込みの双方を最小
限に抑えることが可能となることが判る。

【００１７】制御装置２１は送風機１２の回転数Ｎを決
定するに当たり、係る事実に基づいて今回算出した温度
差ＴＤ１と前回（１分前）算出した温度差ＴＤ０とを比
較し、ＴＤ１がＴＤ０よりも小さくなっているか或いは
同一であり、且つ、前回送風機１２の回転数Ｎを増加さ
せたのであれば、同様に今回も増加させ、前回回転数Ｎ
を減少させたのであれば同様に今回も減少させる。逆
に、ＴＤ１がＴＤ０よりも大きくなっており、且つ、前
回送風機１２の回転数Ｎを増加させたのであれば、逆に
今回は減少させ、前回減少させたのであれば、逆に今回
は増加させる。

【００１８】係る操作によって制御装置２１は送風機１
２の回転数Ｎを前記極小値４℃を得る回転数１８００
ｒ．ｐ．ｍに持っていく。また、貯蔵室６内の負荷や外
気温度が変化してこの極小値が変化すれば制御装置２１
は自動的に変化した極小値に回転数Ｎを変更することに
なる。これによって、制御装置２１は最適な風速のエア
ーカーテン１３を開口部２に形成することができるよう
になる。特に、図５の如くオープンショーケース１がサ
ーモサイクル運転を行っている状態では、内部の食品も
充分冷えているから、所要冷凍能力は最も少なく、吐出
口８から吹き出される冷気の風速はエアーカーテン１３
を形成するのに足る最小限で良い。本発明では制御装置
２１が係る最小限の風速にて送風機１２を運転すること
になるので、送風機１２の無駄な電力消費もなくなるこ
とになる。

【００１９】また、エアーカーテン１３による外気の巻
き込み量も減少することにより、冷却器１１に付着する
霜の量も減少するので、除霜に消費される電力も削減す
ることができるようになる。更に、外気の侵入の減少に
より冷却器１１の冷媒の蒸発温度を高くすることができ
るようになるので、電動圧縮機１７の入力電力も削減で
きることになる。

【００２０】しかしながら、やはり冷却器１１には着霜
が成長するため、制御装置２１は例えば所定時間毎に冷
却器１１に設けた図示しない除霜ヒータに通電して発熱
させ、冷却器１１の除霜を実行する。この時、制御装置
２１は電動圧縮機１７を停止させて冷却器１１の冷却作
用を停止する。一方、制御装置２１は除霜開始直前の送
風機１２の回転数Ｎ（例えば１８００ｒ．ｐ．ｍ）を記
憶し、除霜期間ＤＦ中は送風機１２の回転数をこの回転
数Ｎ（１８００ｒ．ｐ．ｍ）に固定して送風機１２を運
転する。

【００２１】図６は除霜期間ＤＦ中の吐出空気温度Ｔ１
の変化を示している。除霜期間ＤＦ中は電動圧縮機１７
が停止するために、吐出空気温度Ｔ１も＋６℃程の高温
度まで上昇する。そして、冷却器１１の所定の除霜終了
温度若しくは除霜時間により除霜を終了して制御装置２
１は再び冷却運転を開始する。

【００２２】ところで、この除霜後の冷却運転開始時に
は吐出空気温度Ｔ１も高く、貯蔵室６内の温度も高いた
め所要冷凍能力も最も大きくなる。そのため、吐出口８
からより多くの量の冷気を吐出する必要があり、従っ
て、除霜終了時の＋６℃から設定温度の−４℃まで吐出
冷気温度Ｔ１が低下するまでの時間をプルダウン時間Ｔ
Ｐとすると、図４に示す如く送風機１２の回転数Ｎの増
加に対してＴＰは単調減少の傾向となる。

【００２３】制御装置２１はこの除霜終了後の冷却運転
開始時には、設定温度−４℃に吐出空気温度Ｔ１が低下
するまで前述の如き１分間に１回の回転数Ｎの調整を中
断し、記憶している除霜開始直前の送風機１２の回転数
Ｎ（１８００ｒ．ｐ．ｍ）に例えば２００ｒ．ｐ．ｍ加
えた回転数Ｎ（２０００ｒ．ｐ．ｍ）にて送風機１２を
運転する。これによって図４に示す如く前記曲線Ｌ１の
温度差ＴＤは極小値（４℃）から６℃に上昇するもの
の、Ｌ２のプルダウン時間ＴＰは短縮方向に向かう。即
ち、図６に示す如く、例えば除霜直前の回転数Ｎである
前記１８００ｒ．ｐ．ｍで送風機１２を運転した場合に
は吐出空気温度Ｔ１の低下が緩慢となりプルダウン時間
がＴＰ２（例えば１５分）必要となるが、制御装置２１
により送風機１２を２０００ｒ．ｐ．ｍで運転すること
により、吐出空気温度Ｔ１の低下は迅速となりＴＰ２よ
りも短いＴＰ１（例えば８分）のプルダウン時間に短縮
できるようになる。それによって、貯蔵室６内に展示し
ている食品の品質劣化を抑制することができる。

【００２４】尚、実施例に示した各数値はそれに限られ
るものではなく、オープンショーケースの容積や能力等
によって異なるものであることは云うまでもない。ま
た、冷気通路７は一層で示したが、冷気通路７及び送風
機１２を増設した多層式のオープンショーケースに対し
ても本発明は有効である。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明では
制御装置がエアーカーテンの吐出空気温度と吸込空気温
度の温度差を最小とするように送風機の回転数を制御す
るので、開口部からの外気の侵入及びエアーカーテンに
よる外気の巻き込みの双方を最小限に抑えることができ
る最適な風速を得ることができる。従って、内部の冷却
能力を損なうことなく、オープンショーケースで消費さ
れるエネルギーを総合的に削減することが可能となり、
オープンショーケースの最適な冷却運転を実現すること
ができるものである。

【００２６】また、請求項２の発明によれば、上記に加
えて制御装置が除霜開始直前の送風機の回転数を記憶
し、除霜後の冷却運転開始時にはこの回転数よりも高い
回転数にて送風機を運転するので、除霜後の内部の冷却
を迅速に行うことができ、冷却器の除霜に起因する展示
品の品質劣化を有効に防止することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】オープンショーケースの概略縦断側面図であ
る。

【図２】オープンショーケースの冷却装置の冷媒回路図
である。

【図３】エアーカーテンの吐出吸込空気温度差と送風機
の回転数の相関関係を示す図である。

【図４】図３にプルダウン時間と送風機の回転数の相関
関係を付加した図である。

【図５】サーモサイクル運転時の吐出空気温度の時間推
移を示す図である。

【図６】冷却器の除霜運転時の吐出空気温度の時間推移
を示す図である。

【符号の説明】

１ オープンショーケース ２ 開口部 ８ 吐出口 ９ 吸込口 １１ 冷却器 １２ 送風機 １３ エアーカーテン ２４ 吐出空気温度センサー ２６ 吸込空気温度センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 恵一 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部にエアーカーテンを形成するオー
   プンショーケースにおいて、冷却器と熱交換した冷気を
   強制循環して前記エアーカーテンを形成する送風機と、
   前記エアーカーテンの吐出空気温度と吸込空気温度とを
   検出するセンサーと、前記送風機の回転数を制御する制
   御装置とを具備して成り、該制御装置は前記センサーの
   出力に基づき、前記吐出空気温度と吸込空気温度の差が
   最小となるように前記送風機の回転数を制御することを
   特徴とするオープンショーケース。
2. 【請求項２】 請求項１において、制御装置は冷却器の
   除霜開始直前の送風機の回転数を記憶すると共に、除霜
   終了後の冷却運転開始時には、前記記憶された回転数よ
   りも高い回転数にて前記送風機を運転することを特徴と
   するオープンショーケース。