JP2013253740A - 冷気循環式ショーケース - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の低減，省エネ効果を向上しつつ、除霜運転中における商品の品温上昇を効果的に抑制できるよう除霜方式を改良した冷気循環式ショーケースを提供する。
【解決手段】ケース本体１の底部側に画成した冷気循環ダクト５に冷却器６，ファン７，除霜ヒータ８を配し、保冷運転時には冷却器６から庫内に立設した仕切ダクト３を経て庫内に冷気を送風して商品１４を保冷する冷気循環式のショーケースにおいて、仕切ダクト３に蓄冷体１１を配置するとともに、ケース本体１の底部側には冷却器６を迂回して冷気吸込口４から仕切ダクト３に通じるバイパスダクト９を画成してここに流路切換ダンパ１０を設け、保冷運転時には冷却器６を経由する冷気を利用して蓄冷体１１を蓄冷しておき、除霜運転時には送風経路をバイパスダクト９に切換え、バイパスダクト９を経由して蓄冷体１１の冷熱で冷却した冷気を庫内に送風して商品１４を継続的に保冷する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍，冷蔵商品を保冷する冷気循環式ショーケースに関し、詳しくはその除霜運転方式に関する。

周知のように、頭記の冷気循環式ショーケースは、断熱筐体になるケース本体の外箱と内箱との間に画成した冷気循環ダクトに冷却器，およびファンを配備し、保冷運転時には前記冷却器，ファンを経由して庫内に冷気を循環送風して庫内に陳列した商品を保冷し、除霜運転には冷凍機を運転停止した上で、冷却器に布設した除霜ヒータを通電して冷却器を除霜するようにしている。

すなわち、ショーケースの保冷運転中は庫内を循環する冷気、および周囲から庫内に侵入する外気中の湿気により冷却器に霜が発生し、保冷運転時間の経過とともに冷却器の内部に付着堆積した霜の層が増して冷気の流れを妨げるため、ショーケースの保冷性能が低下するようになる。そこで、通常は一日に２回程度の時間サイクルで冷凍機の運転を一旦停止して冷却器に付着堆積している霜を除霜するようにしている。

この場合に、冷却器の除霜方法としては、冷却器の入口とその上流側（風上側）に配したファンとの間に除霜ヒータを布設し、除霜開始指令により冷凍機を運転停止するとともに、ファンを継続運転した状態で除霜ヒータに通電し、除霜ヒータで加熱した暖気を冷却器の内部に導風して霜を融解させる除霜方法、あるいは冷却器の底部側に除霜ヒータを布設しておき、除霜運転時には冷凍機，およびファンを停止した上で除霜ヒータを通電し、冷却器を直接ヒータ加熱して霜を融解するようにした除霜方法が知られている。

なお、除霜運転の開始，終了、および保冷運転再開の運転制御法につついて、通常はタイマなどにより所定の時刻に除霜を開始し、除霜終了のタイミング判定は冷却器に付設した除霜センサ（温度検出センサ）の温度検知信号を基に行うようにしている。

ところで、前記ファンを継続運転した状態で冷却器の除霜を行うと、除霜運転中は冷却器を通過した暖気（除霜排気）がそのまま冷気循環ダクトを通じて庫内に送風されるため、庫内に陳列した商品の品温が上昇してその品質を劣化させるおそれがある。

そこで、ショーケースの除霜運転中でも庫内温度が保冷設定温度以上に昇温するのを防ぐための手段として、冷却器の下流側（風下側）に蓄冷体（例えば、潜熱型蓄冷剤を使用）を配置し、平時の保冷運転中には冷却器を経由して冷気循環ダクトに通流する冷気により蓄冷体を冷却して蓄冷状態（蓄冷剤が凝固凍結した状態）にしておき、冷凍機を運転停止して除霜ヒータを通電する除霜運転中には、蓄冷体の冷熱（蓄冷体の溶解潜熱）を放出して庫内に送風される気流の温度を極力低く抑えるようにした冷気循環式ショーケースが知られている（例えば、特許文献１（片面平型ショーケース），特許文献２（多段型オープンショーケース）参照）。

特開平４−１８７９７７号公報 特開平８−１３６１０７号公報

ところで、先記の特許文献１，特許文献２に開示されている除霜方式を採用したショーケースでは、除霜運転中に除霜ヒータにより加熱昇温した除霜空気が冷却器を経由して蓄冷体に流れるため、蓄冷体の冷熱が比較的短時間のうちに放出されてしまい、除霜運転の後半になると所定の庫内管理温度以上に昇温した気流が庫内に循環送風されるようになる。なお、この場合に、前もって蓄冷容量（蓄冷剤の比熱，容積）の大きな蓄冷体を用意しておけば、除霜運転が終了するまでの時間に冷気循環ダクトを通じて庫内に循環送風される気流を低温に保って庫内を保冷することが可能になるものの、保冷運転時における冷凍負荷が必要以上に増してショーケースの消費電力が増大するほか、冷気循環ダクト内に配置する蓄冷体が大形化してダクトの気流通路を狭める問題がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は従来方式のショーケースと比べて消費電力の低減，省エネ効果の向上化を図りつつ、除霜運転中における庫内商品の品温上昇を効果的に抑制できるように除霜方式を改良した冷気循環式ショーケースを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、ケース本体の外箱と内箱との間に画成した冷気循環ダクトに冷却器，およびファンを配備し、保冷運転時には前記冷却器，ファンを経由して庫内に冷気を循環送風して陳列商品を保冷し、除霜運転には冷凍機を運転停止した上で、冷却器に布設した除霜ヒータを通電して冷却器を除霜するようにした冷気循環式ショーケースにおいて、
前記冷気循環ダクトの冷却器より下流側に蓄冷体を配置し、かつ前記冷却器を迂回して冷気吸込口側から蓄冷体の上流側に通じるバイパスダクトを画成した上で、保冷運転時には冷却器を経由する循環冷気流を利用して蓄冷体を蓄冷し、除霜運転中は気流の送風経路を冷却器側から前記バイパスダクトに切換え、該バイパスダクトから蓄冷体を経由して冷却した冷気を庫内に循環送風して庫内商品の保冷を継続させるようにする（請求項１）ものとし、その具体的な態様として次記のように構成することができる。
（１）前記バイパスダクトの入口には、気流の循環経路を冷却器側からバイパスダクトに切換える流路切換ダンパを備える（請求項２）
（２）前記の除霜ヒータを冷却器の底部側に布設し、除霜運転時には除霜ヒータを通電して冷却器を直接加熱するようにする（請求項３）。
（３）前記ファンを、冷却器に併設した冷却器用ファンと、バイパスダクトと蓄冷体との間のダクト経路に配置した補助ファンとに分け、除霜運転中は冷却器用ファンを停止した上で補助ファンを運転し、蓄冷体を経て庫内に冷気を循環送風する（請求項４）。
（４）前記蓄冷体は、凝固・融解温度が庫内の保冷管理温度より低い潜熱型蓄冷剤を密閉容器に充填し、かつ該容器の周面に放冷フィンを布設した構成とする（請求項５）。
（５）前記蓄冷体の上流側に除湿剤を配置して、該蓄冷体に通流する空気流を除湿するようにする（請求項６）。

上記ショーケースの構成，除霜運転方式によれば、除霜運転時に庫内に送風する気流通風路を冷却器側からバイパスダクトに切換えるので、除霜ヒータの通電により加熱昇温した除霜空気が庫内に流れ込むことがなく、蓄冷体の冷熱と熱交換して冷却された冷気流だけが庫内に循環送風される。したがって、先記の特許文献１，２に開示されている除霜方式のように、保冷運転中に蓄冷した蓄冷体の冷熱が冷却器の除霜排熱で無駄に消費されることがなくなる。これにより、蓄冷体の冷熱を十分に利用して冷凍機を運転停止した除霜運転中には、庫内を所定の管理温度に維持して陳列商品を継続的に保冷することができ、さらに従来の除霜方式と比べて消費電力の節減効果、および省エネ性の向上が図れる。

そのほか、潜熱型蓄冷剤を充填した蓄冷体の容器周面に放冷フィンを設ける（請求項５）ことにより、冷気循環ダクトを通じて蓄冷体に流れる空気流と蓄冷体との熱交換効率を高めて蓄冷体の蓄冷／放冷性能を向上できる。また、蓄冷体の上流側に除湿剤を配置し（請求項６）、該蓄冷体に流す空気流を除湿するようにしたことで、保冷運転時に蓄冷体の表面に付着堆積する霜の発生を抑制して高い蓄冷，放冷性能を発揮させることができる。

両面平型ショーケースを実施対象とした本発明の実施例によるショーケースの庫内構造，および除霜運転時における冷気循環経路を表す図である。 図１のショーケースの保冷運転時における冷気循環経路を表す図である。 図１における流路切換ダンパの機能，動作の説明図であって、（ａ）はダンパの略示構造図、（ｂ）はダンパの略示外形図である。 図１における蓄冷体の構造図である。 図１，図２の保冷／除霜運転に対応する運転制御のタイムチャートを表す図である。

以下、両面平型ショーケースを例に、本発明の実施の形態を図１〜図５に示す実施例に基づいて説明する。
まず、図１，図２において、１は断熱筐体になる平型ショーケースのケース本体、２は内箱、３は庫内中央に立設した仕切ダクト、３ａは仕切ダクト３の頂部に開口した冷気吹出口、４はケース本体１の左右両側縁部に沿って内箱２との間に開口した冷気吸込口（吸込グリル）、５はケース本体１の底部側に画成した冷気循環ダクト、６は冷気循環ダクト５の中央部に配置した左右一対の冷却器、７は各基の冷却器６に対応してその入口側（風上側）に併設した冷却器用ファン、８は各基の冷却器６の底部側に布設した除霜ヒータである。

また、９は前記冷気循環ダクト５を迂回するように、該冷気循環ダクト５の上側に並行して内箱２の底面との間に画成し、その入口，出口をそれぞれ前記の冷気吸込口４，仕切ダクト３の下部開口端側に連通させたバイパスダクトであり、該バイパスダクト９の入口側には流路切換ダンパ１０を設けている。この流路切換ダンパ１０は、図３（ａ），（ｂ）で示すように、支軸１０ａの回りにフラッパ板を回動可能に支持した構成になり、アクチュエータ（例えば、電磁ソレノイド）１５の操作により図示の実線位置と鎖線位置との間で９０°回転して冷気吸込口４を通じて回収した循環気流の送風経路を冷却器側／バイパスダクト側に切換えるようにしている。なお、この流路切換ダンパ１０は、図示実施例の構造に限定されるものではなく、例えば、板面にスリット状の開口穴を穿孔した２枚のダンパ板を重ね合わせてその一方をン固定し、他方を横方向にスライド操作してバイパスダクト９に通じる通風路を開閉するような構成としてもよい。

さらに、前記仕切ダクト３の内方には、蓄冷体１１，除湿剤１２，および仕切ダクト用ファン（補助ファン）１３が図示のように上下の順に並べて収容配置されている。ここで、蓄冷体１１は、図４で示すように伝熱性の高いアルミニウムなどの金属で作られた密閉容器１１ａに潜熱型蓄冷剤１１ｂを充填した上で、容器１１ａの周面に放冷フィン１１ｃを布設した構造になる。なお、蓄冷剤１１ｂは、その凝固・融解温度が所定の庫内管理温度（保冷商品１４の保冷設定温度）よりも低い温度で、好ましくは前記設定温度より−２℃〜−１０℃程度低い蓄冷剤を用いる。また、蓄冷体１１の蓄冷容量（比熱，容積）は、ショーケースの仕様に合わせてその除霜運転中に庫内に陳列した商品を所定の品温状態に保つのに必要な容量以上、好ましくはこれに安全率１．２をかけた蓄冷容量に設定する。

次に、前記構成になるショーケースの保冷／除霜運転動作を、図５に示す運転制御のタイムチャートを参照して説明する。まず、ショーケースの保冷運転時には、図２で示すように流路切換ダンパ１０を上向きにセットしてバイパスダクト９に通じる流路の入口を閉塞した状態で、冷気循環ダクト５に配置した冷却器６，および冷却器用フィン７を運転する。これにより、左右一対の各冷却器６と熱交換した冷気は図示矢印のように本体ケース１の底部側の冷気循環ダクト５の中央地点で合流して上方に向きを変え、仕切ダクト３を経由してその頂部に開口した冷気吹出口３ａから前方の冷気吸込口４に向け庫内に吹き出して商品１４を保冷する。また、この送風過程で仕切ダクト３を通流する冷気流は、除湿剤１２を通過して蓄冷体１１の周域を流れ、その容器１１ａに充填した蓄冷剤１１ｂを冷却して凍結状態に蓄冷する。

なお、この場合に仕切ダクト３には蓄冷体１１の上流側に除湿剤１２を配置してここを通過する空気流を除湿するようにしているので、蓄冷体１１の容器周面，および放冷フィン１１ｃの着霜を防いで蓄冷剤１１ｂとの熱交換効率を高めることができる。また、仕切ダクト３の下部入口側に配した仕切ダクト用ファン（補助ファン）１３は、図５のタイムチャートで表すように保冷運転中は停止するようにしているが、ショーケースの周囲温度，庫内に陳列した商品の数量などに応じて適宜に運転し、冷却器用ファン７と共同して庫内に吹き出す冷気流を増量，増速するようにしてもよい。

一方、上記の保冷運転状態からタイマ制御などにより除霜指令が与えられると、まず冷却器６，冷却器用ファン７を運転停止した上で、先記した流路切換ダンパ１０を図１の位置に切換えて循環気流の通風経路をバイパスダクト９側に切換えるとともに、仕切ダクト３に配したダクト用ファン（補助ファン）１３を運転し、さらに冷却器６の底部側に布設した除霜ヒータ８を通電して除霜を開始し、冷却器６に付着堆積している霜を除霜ヒータ８の加熱により除霜する。

また、ショーケースが保冷運転から除霜運転に移行すると、冷気吸込口４を通じて庫内側から回収した気流は、図示矢印で表すように冷却器６を配置した底部側の冷気循環ダクト５を迂回してバイパスダクト９をバイパス通流し、その出口から仕切ダクト３を経由して庫内に吹き出すような経路を辿って循環送風される。そして、この送風過程では、仕切ダクト３を通流する気流が蓄冷状態にある蓄冷体１１と熱交換し、その蓄冷剤の融解潜熱により低温化して庫内に吹き出す。

これにより、冷凍機を運転停止した除霜運転中でも、冷却器６の除霜熱の影響を殆ど受けることなしに、蓄冷体１１の蓄冷熱を十分に利用して庫内を継続的に保冷して商品１４を所定の管理温度に維持することかできる。しかも、この除霜運転中は冷却器６を配置した冷気循環ダクト５は流路切換ダンパ１０により閉塞され、かつ冷却器６に併設したファン７も運転停止しているので、先記した特許文献１，２のように、蓄冷体１１の蓄冷熱が冷却器６の除霜熱を受けて消費されることもない。

したがって、蓄冷体１１は、その蓄冷容量を必要以上に増大しておく必要なしに蓄冷状態を長時間保持して庫内の循環気流を冷却し、除霜運転が終了するまで庫内を保冷管理温度に維持して商品１４の品温上昇，品質劣化を効果的に防ぐことができる。また、蓄冷体１１はその蓄冷容量，容積を必要以上に増加しておく必要がないので、これによりショーケースの保冷運転時における冷凍負荷を低減して消費電力低減，およびショーケースの省エネ効果が向上する。

なお、図示実施例は両面平型ショーケースを実施対象として説明したが、本発明を適用するショーケースは平型ショーケースに限定されるものではなく、多段形オープンショーケース、あるいは前面扉付きのリーチイン型ショーケースでも同様に実施適用することが可能である。また、両面平型ショーケースに適用した図示の実施例では、ファンを冷却器用ファン７と仕切ダクト用ファン（補助ファン）１３とに分けて別位置に配置しているが、例えば、冷却器用ファン７を冷却器６の下流側で、かつバイパスダクト９の出口合流地点よりもさらに下流側の地点に配置することで、図示実施例の仕切ダクト用ファン１３を省略することも可能である。

１ ケース本体
２ 内箱
３ 仕切ダクト
３ａ 冷気吹出口
４ 冷気吸込口
５ 冷気循環ダクト
６ 冷却器
７ 冷却器用ファン
８ 除霜ヒータ
９ バイパスダクト
１０ 流路切換ダンパ
１１ 蓄冷体
１１ａ 密閉容器
１１ｂ 蓄冷剤
１１ｃ 放冷フィン
１２ 除湿剤
１３ 仕切ダクト用ファン（補助ファン）
１４ 商品

Claims (6)

1. ケース本体の外箱と内箱との間に画成した冷気循環ダクトに冷却器，およびファンを配備し、保冷運転時には前記冷却器，ファンを経由して庫内に冷気を循環送風して陳列商品を保冷し、除霜運転には冷凍機を運転停止した上で、冷却器に布設した除霜ヒータを通電して冷却器を除霜するようにした冷気循環式ショーケースにおいて、
   前記冷気循環ダクトの冷却器より下流側に蓄冷体を配置し、かつ前記冷却器を迂回して冷気吸込口側から蓄冷体の上流側に通じるバイパスダクトを画成した上で、保冷運転時には冷却器を経由する循環冷気流を利用して蓄冷体を蓄冷し、除霜運転中は気流の送風経路を冷却器側から前記バイパスダクトに切換え、該バイパスダクトから蓄冷体を経由して冷却した冷気を庫内に循環送風して庫内商品の保冷を継続させるようにしたことを特徴とする冷気循環式ショーケース。
2. 請求項１に記載のショーケースにおいて、バイパスダクトの入口には、気流の循環経路を冷却器側からバイパスダクトに切換える流路切換ダンパを備えたことを特徴とする冷気循環式ショーケース。
3. 請求項１または２に記載のショーケースにおいて、除霜ヒータを冷却器の底部側に布設し、除霜運転時には除霜ヒータを通電して冷却器を直接加熱するようにしたことを特徴とする冷気循環式ショーケース。
4. 請求項１ないし３のいずれかの項に記載のショーケースにおいて、冷気循環ファンを、冷却器に併設した冷却器用ファンと、バイパスダクトと蓄冷体との間のダクト経路に配置した補助ファンとに分け、除霜運転中は冷却器用ファンを停止した上で補助ファンを運転し、蓄冷体を経て庫内に冷気を循環送風するようにしたことを特徴とする冷気循環式ショーケース。
5. 請求項１ないし４のいずれかの項に記載のショーケースにおいて、蓄冷体は、凝固・融解温度が庫内の保冷管理温度より低い潜熱型蓄冷剤を密閉容器に充填し、かつ該容器の周面に放冷フィンを布設した構成になることを特徴とする冷気循環式ショーケース。
6. 請求項１ないし５のいずれかの項に記載のショーケースにおいて、蓄冷体の上流側に除湿剤を配置し、前記蓄冷体に通流する空気流を除湿するようにしたことを特徴とする冷気循環式ショーケース。

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