JP7321297B2 - ショーケース - Google Patents

Description

本開示は、スーパーマーケットまたはコンビニエンスストアなどの店舗に設置されるショーケースに関するものである。

スーパーマーケットまたはコンビニエンスストアなどの店舗には、冷蔵用あるいは冷凍用のショーケースが設置されている。従来、１台の熱源機と、複数の室内機とを備え、熱源機に冷媒配管を介してそれぞれ室内機が接続された冷凍システムがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、熱源機が冷凍装置として機能し、室内機がショーケースとして機能する。

ここで、平成２７年４月に施工されたフロン排出抑制法では、ショーケースと接続される冷凍装置で用いられる冷媒の地球温暖化係数を２０２５年までに１５００以下にしなければならない旨が規定されている。上記の冷凍システムで用いられる冷媒としてハイドロフルオロカーボン系の混合冷媒、例えばＲ４０４Ａが用いられたものがあるが、Ｒ４０４Ａの地球温暖化係数は３９２０であり、フロン排出抑制法で規定された数値よりも高くなっている。また、上記の冷凍システムで用いられる冷媒としてＲ４１０Ａが用いられたものがあるが、Ｒ４１０Ａの地球温暖化係数は２０９０であり、フロン排出抑制法で規定された数値よりも高くなっている。そのため、地球温暖化係数の総量値の低減を早急に実現する必要がある。

特開平４－２９７７３３号公報

特許文献１の冷凍システムで用いられる冷媒として、Ｒ４０４Ａの代わりに可燃性冷媒であるプロパンを用いた場合、プロパンの地球温暖化係数は３．３であるため、フロン排出抑制法で規定された数値に適合する。しかしながら、特許文献１では、ショーケースとして機能する複数の室内機が熱源機に接続されているため、プロパンの充填量が数十ｋｇになる。プロパンは可燃性冷媒であるため、プロパンの充填量が多くなるにつれて冷媒漏れが発生した場合に冷媒濃度が燃焼下限界を超える可能性が高くなる。また、従来では漏電ブレーカなどの開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段が搭載されたショーケースがあるが、そのショーケースにおいてスイッチ手段が配置されている位置の冷媒濃度が高くなると、スイッチ手段の構成部品が着火源となり得る恐れがあった。

本開示は、以上のような課題を解決するためになされたもので、フロン排出抑制法で規定された数値に適合させつつ、冷媒漏れに対する安全性を向上させることができるショーケースを提供することを目的としている。

本開示に係るショーケースは、圧縮機、凝縮器、絞り装置、および、蒸発器が配管で接続され、地球温暖化係数が１５００以下の冷媒が循環する冷媒回路と、前記蒸発器で生成された冷気を利用して冷却が行われる貯蔵室、および、内部に風路が形成された機械室が内部に設けられた筐体と、開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段と、前記圧縮機を制御する制御装置と、を備え、前記凝縮器は、前記機械室内の前記風路上に配置されており、前記機械室は、前記風路を通過する空気の取込口が形成された第一面と、前記風路を通過した空気の排出口が形成された第二面と、を有し、前記スイッチ手段は、前記機械室内の、前記凝縮器の最も前記第二面側の端部よりも前記第一面側に配置されており、前記制御装置は、前記凝縮器の風下に配置されているものである。

本開示に係るショーケースによれば、冷媒回路に地球温暖化係数が１５００以下の冷媒が用いられているため、フロン排出抑制法で規定された数値に適合させることができる。また、開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段が搭載されており、かつ、そのスイッチ手段が、冷媒濃度が高くなりにくく燃焼下限界を超えづらい位置である、機械室内の、凝縮器の最も第二面側の端部よりも第一面側に配置されている。そのため、冷媒漏れが発生した際にスイッチ手段が着火源となることが抑制され、冷媒漏れに対する安全性を向上させることができる。

実施の形態１に係るショーケースの内部構造を示す模式図である。 実施の形態１に係るショーケースのドレン水蒸発装置を示す模式図である。 実施の形態１に係るショーケースの凝縮器を示す模式図である。 実施の形態１に係るショーケースの凝縮器と凝縮器用送風機との位置的関係および漏電ブレーカの配置を示す模式図である。 実施の形態１に係るショーケースの運転パターンを示す図である。 実施の形態１に係るショーケースから冷媒が漏れた場合における漏電ブレーカの濃度測定位置を示す模式図である。 実施の形態１に係るショーケースから冷媒が漏れた場合における濃度測定点をショーケースの正面側から見た模式図である。 実施の形態１に係るショーケースから冷媒が漏れた場合における濃度測定点をショーケースの上面側から見た模式図である。 実施の形態２に係るショーケースの内部構造を示す模式図である。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本開示が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るショーケース１の内部構造を示す模式図である。図２は、実施の形態１に係るショーケース１のドレン水蒸発装置２２を示す模式図である。図３は、実施の形態１に係るショーケース１の凝縮器３を示す模式図である。

以下、実施の形態１に係るショーケース１の構成について説明する。以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語、例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「背」、などを適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は実施の形態を限定するものではない。また、実施の形態１では、ショーケース１を正面視した状態において、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「背」などを使用する。

実施の形態１に係るショーケース１は、冷凍装置内蔵型である。また、ショーケース１は、図１に示すように縦型のオープンショーケースであり、正面が開口した断熱壁８と、断熱壁８の内側に間隔を空けて設けられた内層仕切板９とを備えており、断熱壁８と内層仕切板９とで筐体７を構成している。断熱壁８の左右両側には、側板（図示せず）が設けられている。また、断熱壁８と内層仕切板９との間には内層ダクト１０が形成されており、内層仕切板９の内側には、庫内である貯蔵室１１が形成されている。

貯蔵室１１内には、商品陳列用の棚１２が複数段、例えば４段設けられている。ここで、最上段である１段目が棚１２ａ、２段目が棚１２ｂ、３段目が棚１２ｃ、４段目が棚１２ｄである。棚１２ａ、１２ｂ、１２ｃの前側下面および貯蔵室１１の天井面には、照明用の蛍光灯などである発光部１３がそれぞれ設けられている。貯蔵室１１の底面の下方には、底部仕切板１９が設けられており、貯蔵室１１の底面と底部仕切板１９との間には、内層ダクト１０に連通した底部ダクト１４が形成されている。つまり、底部仕切板１９は、底部ダクト１４の底面を構成している。

底部ダクト１４内には、庫内送風機１５が設けられている。また、貯蔵室１１よりも背面側に位置する内層ダクト１０内の下部には、蒸発器５が縦向きに設けられている。蒸発器５は、空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発ガス化するものである。この蒸発器５で冷媒に吸熱された空気、つまり蒸発器５で生成された冷気が内層ダクト１０から貯蔵室１１内に吹き出すことにより、貯蔵室１１の冷却が行われる。

貯蔵室１１の前面に形成された前面開口部１６の上縁部には、吹出口１７が形成されており、前面開口部１６の下縁部には、吸込口１８が形成されている。また、底部仕切板１９の下方には、機械室２０が形成されている。なお、図１の細矢印は空気の流れ方向を示している。

底部仕切板１９上には、蒸発器５から生じる除霜水などのドレン水を受けるドレンパン２１が設けられている。このドレンパン２１には、機械室２０内に配置され、ドレン水を蒸発させるドレン水蒸発装置２２に向けて落下させるための排水口２１ａが形成されている。

ドレン水蒸発装置２２は、図２に示すように、排水口２１ａから落下したドレン水を溜める蒸発皿２３と、ドレン水を蒸発させる複数の蒸発板２４と、複数の蒸発板２４を一体的に支持する複数の支持部材２７とを備えている。図２の細矢印は空気の流れ方向を示しており、複数の蒸発板２４は空気の流れ方向と平行になるように配置されている。また、複数の蒸発板２４は、蒸発皿２３上に配置されている。蒸発板２４は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）とガラス繊維とが一体となった不織布、あるいは多孔質の樹脂成形体などで構成されている。

図１に示すように、各棚１２には加熱ヒーター２８が組み込まれている。また、機械室２０には、冷凍装置を構成する、圧縮機２、凝縮器３、絞り装置４、および、凝縮器用送風機６（後述する図４参照）が設けられている。さらに、機械室２０には、制御装置４０と高圧圧力開閉器３０と、漏電ブレーカ３２（後述する図４参照）とが設けられている。

圧縮機２は、低温低圧の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒を吐出する。圧縮機２は、例えば、運転周波数を変化させることにより、単位時間あたりの送出量である容量が制御されるインバーター圧縮機などである。

凝縮器３は、空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化するものである。凝縮器３は、図３に示すように、一定間隔を空けて配置された複数のフィン３ａと、複数のフィン３ａと直交する複数の伝熱管３ｂとを備えている。そして、伝熱管３ｂの一端側にはＵ字状のヘアピン部３ｃが形成され、伝熱管３ｂの他端側には隣接する伝熱管３ｂ同士を接続するＵベント管３ｄが設けられている。ここで、Ｕベント管３ｄは、ろう付けなどにより伝熱管３ｂに接続されている。なお、図３では、凝縮器３の中央部のフィン３ａの記載を省略している。また、図３の細矢印は冷媒の流れ方向を示している。

絞り装置４は、冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置４は、例えば絞りの開度を調整することができる電子式膨張弁である。

制御装置４０は、例えば、専用のハードウェア、または記憶部に格納されるプログラムを実行する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、プロセッサともいう）で構成されている。そして、制御装置４０は、温度センサなどのセンサ類（図示せず）からの入力値を基に所定の演算処理を実行し、圧縮機２および凝縮器用送風機６などの各構成機器を制御する。

高圧圧力開閉器３０は、圧縮機２の吐出側に接続され、圧縮機２から吐出された圧力、つまり高圧圧力が設定値以上になると、保護動作として圧縮機２を停止させる。

ショーケース１は、図１に示すように、圧縮機２、凝縮器３、絞り装置４、および、蒸発器５が順次配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路５０を備えている。冷媒回路５０内の冷媒の流れに関して、圧縮機２から吐出された冷媒は、凝縮器３にて凝縮器用送風機６で送風された外気へ放熱して冷やされ、絞り装置４で減圧される。減圧された冷媒は、蒸発器５で蒸発し、圧縮機２に吸入された後、再び圧縮機２から吐出される。そして、圧縮機２から吐出された圧力、つまり高圧圧力が設定値以上になると、高圧圧力開閉器３０の保護動作によって圧縮機２が停止する。

また、図１に示すように、断熱壁８の前側上部に設けられた庇２５の外側には、ユーザー操作用の操作パネル２６が設けられている。操作パネル２６からは、例えばショーケース１の運転パターンが入力される。なお、運転パターンの詳細については後述する。

図４は、実施の形態１に係るショーケース１の凝縮器３と凝縮器用送風機６との位置的関係および漏電ブレーカ３２の配置を示す模式図である。なお、図４は、機械室２０内を平面視した図である。
凝縮器用送風機６は、凝縮器３を冷却するために送風するものであり、図４に示すように空気をショーケース１の左側面（以下、第一面２０ｂと称する）側から機械室２０内に取り込み、右側面（以下、第二面２０ｃと称する）側から外部に排出する。つまり、凝縮器用送風機６によって機械室２０内に風路２０ａが形成される。そして、凝縮器３は、機械室２０内の風路２０ａ上に配置されている。また、機械室２０の第一面２０ｂには取込口２０ｄが形成されており、第二面２０ｃには排出口２０ｅが形成されている。

機械室２０内には、第一仕切り板３３ａと第二仕切り板３３ｂとで構成される仕切り板３３が設けられている。凝縮器３の正面（以下、第三面２０ｆと称する）側には、第一仕切り板３３ａが設けられており、凝縮器３の背面（以下、第四面２０ｇと称する）側には第二仕切り板３３ｂが設けられている。詳しくは、第一仕切り板３３ａは、ショーケース１の第三面２０ｆから凝縮器３の正面にかけて設けられている。また、第二仕切り板３３ｂは、ショーケース１の第四面２０ｇから凝縮器３の背面にかけて設けられている。このように、仕切り板３３を設けることで、機械室２０内に取り込まれた空気が確実に凝縮器３を通過するようにしている。

また、圧縮機２には吐出管３４が接続されており、吐出管３４は凝縮器３にも接続されている。つまり、圧縮機２から吐出された冷媒は、吐出管３４を通って凝縮器３に流入する。そして、機械室２０は、第一仕切り板３３ａ、凝縮器３、および、第二仕切り板３３ｂによって、吐出管３４のある空間と吐出管３４のない空間とに仕切られており、吐出管３４のない空間では漏れた冷媒が届きづらく冷媒濃度が高くなりづらくなっている。

機械室２０内には、漏電を検知して電気の流れを遮断する漏電ブレーカ３２が設けられている。この漏電ブレーカ３２は、開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段である。図４には三つの漏電ブレーカ３２が示されており、機械室２０内の第三面２０ｆ側かつ第二面２０ｃ側に配置されているのは従来の漏電ブレーカ３２ａであり、機械室２０内の第三面２０ｆ側かつ第一面２０ｂ側に配置されているのは実施の形態１に係る漏電ブレーカ３２ｂであり、機械室２０内の第四面２０ｇ側かつ第一面２０ｂ側に配置されているのは実施の形態１に係る漏電ブレーカ３２ｃである。なお、漏電ブレーカ３２ｂは、第一仕切り板３３ａよりも第二面２０ｃ側に配置されていてもよいし（図４の破線の四角Ｙ１参照）、漏電ブレーカ３２ｃは、第二仕切り板３３ｂよりも第二面２０ｃ側に配置されていてもよい（図４の破線の四角Ｙ２参照）。つまり、漏電ブレーカ３２ｂ、３２ｃの最も第二面２０ｃ側の端部は、どちらも凝縮器３の最も第二面２０ｃ側の端部（図４の破線Ｙ参照）よりも第一面２０ｂ側となるように配置されていればよい。また、漏電ブレーカ３２ａは、ショーケース１の正面下部に設けられている図示省略の正面下パネルを外せば操作できる位置に配置されている。また、図４および後述する図６には漏電ブレーカ３２ａが示されているが、漏電ブレーカ３２ａは上述の通り従来のものであり、実施の形態１に係るショーケース１では不要なものである。

圧縮機２および制御装置４０は、凝縮器３よりも右側面側に配置されている。また、制御装置４０に含まれる部品（図示せず）は、着火源とならない構造になっている。また、漏電ブレーカ３２に関して、主接点の大電流遮断を行った場合に接点開放で発生するアークは、多段の障壁板で引き延ばされて消弧されるが、このときに漏電ブレーカ３２の構成部品が破損しないように構造上隙間が設けられている。そのため、漏電ブレーカ３２を着火源とならないような構造にするのが難しい。また、漏電ブレーカ３２を鋼板製の容器で覆って着火源とならない構造とすることも可能であるが、大きいスペースが必要となるため機械室２０内に収まらない恐れもあり、また、コストが増大してしまう。そのため、別の方法で冷媒漏れに対する安全性を向上させる必要がある。

また、ショーケース１の電源仕様は、単相１００Ｖである。そのため、ショーケース１の設置場所での電気工事がほとんど不要であり、ショーケース１の電源プラグをコンセントに差し込むだけで使用できるため、催事、スポット、改装利用などの使用に便利である。

次に、実施の形態１に係るショーケース１の作動流体である冷媒について説明する。
実施の形態１に係るショーケース１では、冷媒回路５０を循環する冷媒として、地球温暖化係数が１５００以下のＨＣ冷媒である、例えばプロパンおよびイソブタンなどの可燃性冷媒が用いられる。プロパンの地球温暖化係数は３．３であり、イソブタンの地球温暖化係数は４である。なお、当該技術分野において、地球温暖化係数はＧＷＰとも略称される。

実施の形態１に係るショーケース１は、冷凍装置内蔵型であり、冷凍装置と蒸発器５とが一体となっているため、小型化が可能となる。したがって、冷媒の充填量を低減でき、例えば、プロパンの場合は液密度が低いので充填量を５００ｇ程度に低減することができる。ここで、ＩＥＣ（国際電気標準会議）では、家庭用および商業用の冷凍機器における可燃性冷媒の充填上限量が規制緩和され、１５０ｇから５００ｇに拡大された。したがって、プロパンなどの地球温暖化係数が１５００以下の可燃性冷媒を用いた場合であっても、冷媒の漏れに対する安全性の基準を満たしたショーケース１を得ることができる。

次に、実施の形態１に係るショーケース１の動作について説明する。
図１に示すように、庫内送風機１５が駆動すると、底部ダクト１４内の空気は背面側の内層ダクト１０に向けて吹き出され、蒸発器５で熱交換した後、吹き上げられる。吹き上げられた空気は、その後、前面開口部１６の上縁部に形成された吹出口１７から、前面開口部１６の下縁部に形成された吸込口１８に向けて吹き出される。

これにより、貯蔵室１１の前面に形成された前面開口部１６には、冷気エアーカーテンが形成される。そのため、冷気エアーカーテンによって前面開口部１６からの外気の侵入が阻止あるいは抑制されるとともに、冷気エアーカーテンを形成する空気の一部が貯蔵室１１内を循環することで、貯蔵室１１内が冷却される。なお、ショーケース１が設置されている店舗の閉店時には、ショーケース１にナイトカバー３１が掛けられ、ナイトカバー３１によって前面開口部１６は塞がれる。

また、吹出口１７から吹き出された空気は、冷気エアーカーテンを形成し、あるいは、貯蔵室１１内を冷却し、その後、吸込口１８から底部ダクト１４に帰還し、庫内送風機１５に再び吸い込まれる。

ショーケース１の運転中、蒸発器５からの除霜水などのドレン水がドレンパン２１に落下し、その後、排水口２１ａからドレン水蒸発装置２２の蒸発板２４に落下し、蒸発皿２３に溜まる。蒸発皿２３に溜まったドレン水は、毛細管現象により、蒸発板２４によって吸い上げられ、蒸発板２４に含まれる。なお、蒸発板２４にドレン水を含ませる構成として、さらに蒸発皿２３に溜まったドレン水をポンプなどで吸い上げて、蒸発板２４の上方から散水してもよい。

そして、凝縮器用送風機６からの空気が、凝縮器３を通過して温められた後、ドレン水蒸発装置２２に向かって流れる。ドレン水蒸発装置２２に向かって流れた温かい空気は、ドレン水蒸発装置２２の蒸発板２４に当たり、これによって蒸発板２４に含まれたドレン水が蒸発する。

蒸発器５に付着している水は、ショーケース１が運転中、庫内温度が約１０℃以下であると蒸発器５に着霜する。そして、蒸発器５への着霜が進むと、蒸発器５の熱交換量が低下し、蒸発性能が低下するため、蒸発器５への着霜の具合を検知する。蒸発器５への着霜の具合の検知方法としては、例えば、圧縮機２の運転時間などである。その場合、圧縮機２が所定時間運転したら、蒸発器５の除霜を開始する。そして、蒸発器５には図示しないヒーターが設けられ、そのヒーターに所定時間通電することにより除霜が行われる。除霜が行われると、上述のようにドレン水がドレンパン２１に落下し、その後、排水口２１ａからドレン水蒸発装置２２の蒸発板２４に落下し、蒸発皿２３に溜まる。なお、蒸発皿２３には、ドレン水のドレン量を検知するフロートスイッチ（図示せず）が設けられていてもよい。

図５は、実施の形態１に係るショーケース１の運転パターンを示す図である。
１段目の棚１２ａ、２段目の棚１２ｂ、３段目の棚１２ｃ、および、４段目の棚１２ｄは、それぞれホット（加熱）およびコールド（冷却）の両方に対応可能である。制御装置４０は、複数の運転パターンを有する。図５に示すように、運転パターンには、「オールホット」、「２段ホット」、「１段ホット」、および、「オールコールド」の４パターンがある。

「オールホット」では、図５に示すように、全ての棚１２がホットであり、１段目の棚１２ａ、２段目の棚１２ｂ、３段目の棚１２ｃ、および、４段目の棚１２ｄの全てが、各加熱ヒーター２８がＯＮすることによって加熱される。

「２段ホット」、「１段ホット」では、図５に示すように、ホットに対応する棚１２が、それに対応する加熱ヒーター２８がＯＮすることによって加熱され、コールドに対応する棚１２が、蒸発器５で生成された冷気によって冷却される。

「オールコールド」では、図５に示すように、全ての棚１２がコールドであり、１段目の棚１２ａ、２段目の棚１２ｂ、３段目の棚１２ｃ、および、４段目の棚１２ｄの全てが、蒸発器５で生成された冷気によって冷却される。

その他、運転パターンには「停止」もある。「停止」は、圧縮機２の運転を停止させる場合に指示される運転パターンである。

なお、実施の形態１では、棚１２の数が４段である場合について説明したが、それに限定されず、３段あるいは５段など、他の段数でもよい。また、運転パターンの数も棚１２の数により決定される。また、庫内送風機１５は、「オールホット」以外は駆動しており、「オールホット」では停止している。

図６は、実施の形態１に係るショーケース１から冷媒が漏れた場合における漏電ブレーカ３２ａの濃度測定位置を示す模式図である。なお、図６は、機械室２０内を平面視した図である。
次に、実施の形態１に係る吐出管３４からの冷媒漏れ試験について説明する。
図６に示すように、圧縮機２の吐出管３４の漏れ箇所Ｚから許容充填量である５００ｇの冷媒を、漏れ速度を４分全量漏れ速度７．５ｋｇ／ｈとして漏らす。ここで、空気と混合した可燃性ガスが着火によって燃焼を起こす最低濃度を、燃焼下限界（ＬＦＬ）と称する。プロパンの場合、燃焼下限界は２．１ｖｏｌ％である。

吐出管３４からの冷媒漏れ試験では、漏電ブレーカ３２ａ周辺の冷媒濃度が、プロパンの燃焼下限界である２．１ｖｏｌ％以上となることが分かった。漏電ブレーカ３２ａを、プロパンの燃焼下限界以上である４ｖｏｌ％雰囲気において開閉動作させた場合、ショーケース１の負荷電流が５Ａ程度では燃焼が見られなかった。しかし、ショーケース１の負荷電流が５Ａを超えると燃焼が見られ、漏電ブレーカ３２ａ外も燃焼した。一方、漏電ブレーカ３２ｂ、３２ｃの周辺の冷媒濃度が、プロパンの燃焼下限界である２．１ｖｏｌ％未満であることが分かった。そのため、凝縮器３の風下側である漏電ブレーカ３２ａの位置よりも、凝縮器３の風上側である漏電ブレーカ３２ｂ、３２ｃの位置の方がより安全性を向上させることができる。なお、漏電ブレーカ３２ｂ、３２ｃの位置を、凝縮器３の風上側としなくても、凝縮器３の最も第二面２０ｃ側の端部よりも第一面２０ｂ側とすれば、同様に安全性を向上させることができる。また、凝縮器３のＵベント管３ｄはろう付けなどにより伝熱管３ｂに接続されており、Ｕベント管３ｄと伝熱管３ｂとの接続部から冷媒漏れの恐れがある。そのため、漏電ブレーカ３２ｂ、３２ｃを凝縮器３の接続部がないヘアピン部３ｃ側に配置することで、より安全性を向上させることができる。

ここで、機械室２０内において、第一仕切り板３３ａ、凝縮器３、および、第二仕切り板３３ｂを境にして、吐出管３４が配置されている側の空間に漏電ブレーカ３２ａは位置しており、吐出管３４が配置されていない側の空間に漏電ブレーカ３２ｂ、３２ｃは位置している。つまり、漏電ブレーカ３２ａの位置は、吐出管３４の漏れ箇所Ｚに近く、漏れた冷媒が溜まって冷媒濃度が高くなりやすい。一方、漏電ブレーカ３２ｂ、３２ｃの位置は、第一仕切り板３３ａ、凝縮器３、および、第二仕切り板３３ｂによって、吐出管３４のある空間と仕切られており、漏れた冷媒が届きづらく冷媒濃度が高くなりづらい。

上記の通り、内層仕切板９の、蒸発器５の前方に位置する部分には、蒸発器５で冷却された空気を内層ダクト１０から貯蔵室１１内に吹き出すことができるように複数の穴（図示せず）が形成されている。そのため、蒸発器５から冷媒が漏れた場合、漏れた冷媒は、図１の矢印ＥＥおよび矢印ＦＦに示すように、内層仕切板９に形成された複数の穴から貯蔵室１１内に漏れ、さらにそこからショーケース１外に漏れる場合がある。

また、蒸発器５から漏れた冷媒が、ドレンパン２１の排水口２１ａから機械室２０内に漏れる可能性がある。ショーケース１内の部品である、発光部１３、庫内送風機１５、および、加熱ヒーター２８は、着火源とならない構造とすることが可能である。しかしながら、ショーケース１外に漏れた冷媒に関しては、ショーケース１外の、例えばコンセントなどが着火源となる可能性がある。そこで、冷媒漏れが発生した場合でも、ショーケース１外の冷媒濃度を低くすることが重要である。

次に、ショーケース１の冷媒回路５０を循環する冷媒としてプロパンを用いた場合における冷媒漏れ試験を実施した。

図７は、実施の形態１に係るショーケース１から冷媒が漏れた場合における濃度測定点をショーケース１の正面側から見た模式図である。図８は、実施の形態１に係るショーケース１から冷媒が漏れた場合における濃度測定点をショーケース１の上面側から見た模式図である。

図７のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、ＩＥＣ６０３３５－２－８９：２０１９に示された冷媒の濃度測定点を示している。図７のＡＦＶは、ショーケース１の正面を示している。図８のＡＰＢは、ショーケース１の上面を示している。図８のＲは、試験室の壁を示している。図８のＸは、ショーケース１の製造業者が指定する壁Ｒからの距離、および、壁から５０ｍｍのうち、いずれか大きい値を示している。図７のＦＬは、試験室の床を示している。図８のＺは、蒸発器５の冷媒漏れ箇所を示している。

ショーケース１から冷媒が漏れた場合、冷媒回路５０からの冷媒漏れの模擬方法などは、ＪＩＳＣ９３３５－２－２４またはＪＩＳＣ９３３５－２－８９に示される。ＪＩＳＣ９３３５－２－２４またはＪＩＳＣ９３３５－２－８９の方法で冷媒漏れ試験を実施し、ＩＥＣ６０３３５－２－８９：２０１９に示された漏れ濃度が高い濃度測定点Ｅ、Ｃ、Ｄについて冷媒の濃度測定を実施した。なお、運転パターンが、「オールコールド」、「オールホット」、「２段ホット」、「１段ホット」のそれぞれの場合で冷媒の濃度測定を実施した。

また、凝縮器用送風機６には、ブラシ構造を持たず内部に接点構造を持たないＤＣ（Direct Current）ブラシレスモータを搭載するブラシレス送風機を用い、「全速」、「中速」、「停止」のそれぞれの場合で冷媒の濃度測定を実施した。同様に、庫内送風機１５にもＤＣブラシレス送風機を用い、「全速」、「中速」、「停止」のそれぞれの場合で冷媒の濃度測定を実施した。ここで、凝縮器用送風機６および庫内送風機１５の回転速度は、全速＞中速である。

なお、ブラシ構造を持つブラシモータを搭載する送風機は、コイルが回転する過程でそのブラシ部にて電気的に開閉が生じるため、火花が飛ぶ可能性があり、可燃性冷媒を用いる場合は注意を要する。一方、ＤＣブラシレスモータを搭載するＤＣブラシレス送風機は、コイルが回転せず、かつブラシ部を持たないため、電気的に開閉が生じず、可燃性冷媒を用いても安全である。

冷媒量は、ＩＥＣ６０３３５－２－８９：２０１９で改定された可燃性冷媒の許容充填量である５００ｇとし、漏れ速度は４分全量漏れ速度７．５ｋｇ／ｈとしている。また、空気と混合した可燃性ガスが着火によって燃焼を起こす最低濃度を燃焼下限界としている。プロパンの場合、燃焼下限界は２．１ｖｏｌ％である。

運転パターンが「オールホット」の時、貯蔵室１１内を冷却しないので通常は凝縮器用送風機６を停止させているが、凝縮器用送風機６を停止させると、プロパンの燃焼下限界を超える可能性がある。また、蒸発器５から冷媒が漏れた場合、運転パターンが「停止」の時に凝縮器用送風機６を停止させると、濃度測定点Ｅ、Ｃ、Ｄでの冷媒濃度がプロパンの燃焼下限界を超える可能性がある。

凝縮器３から冷媒が漏れた場合も、運転パターンが「オールホット」の時に凝縮器用送風機６を停止させると、濃度測定点Ｅ、Ｃ、Ｄでの冷媒濃度がプロパンの燃焼下限界を超える可能性がある。したがって、運転パターンが「オールホット」または「停止」の時、通常は凝縮器用送風機６を停止させる場合であっても、凝縮器用送風機６を駆動させる必要がある。そして、運転パターンが「オールホット」または「停止」の時、凝縮器用送風機６が駆動している場合は、濃度測定点Ｅ、Ｃ、Ｄでの冷媒濃度がプロパンの燃焼下限界である２．１ｖｏｌ％を下回る。

なお、冷媒が漏れる経路としては、蒸発器５の前方に形成された内層仕切板９の複数の穴（図示せず）からであり、その穴を介して蒸発器５から漏れた冷媒が、図１の矢印ＥＥおよび矢印ＦＦに示すように、貯蔵室１１内からショーケース１外に漏れる場合がある。この場合、凝縮器用送風機６が駆動していると、漏れた冷媒が撹拌され、濃度測定点Ｅ、Ｃ、Ｄでの冷媒濃度が低くなる。ドレンパン２１の排水口２１ａから機械室２０内に漏れる可能性がある冷媒についても、凝縮器用送風機６が駆動していると撹拌される。また、機械室２０内の圧縮機２あるいは凝縮器３から冷媒が漏れた場合も、凝縮器用送風機６により漏れた冷媒が撹拌される。そして、機械室２０を構成する筐体７の隙間から冷媒がショーケース１外に徐々に漏れ出していく。なお、この試験と同時に測定した漏電ブレーカ３２ｂ、３２ｃの位置では、冷媒濃度がプロパンの燃焼下限界である２．１ｖｏｌ％を超えないことが分かった。

以上、実施の形態１に係るショーケース１は、圧縮機２、凝縮器３、絞り装置４、および、蒸発器５が配管で接続され、地球温暖化係数が１５００以下の冷媒が循環する冷媒回路５０と、蒸発器５で生成された冷気を利用して冷却が行われる貯蔵室１１、および、内部に風路２０ａが形成された機械室２０が内部に設けられた筐体７と、開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段と、を備えている。また、凝縮器３は、機械室２０内の風路２０ａ上に配置されており、機械室２０は、風路２０ａを通過する空気の取込口２０ｄが形成された第一面２０ｂと、風路２０ａを通過した空気の排出口２０ｅが形成された第二面２０ｃと、を有している。そして、スイッチ手段は、機械室２０内の、凝縮器３の最も第二面２０ｃ側の端部よりも第一面２０ｂ側に配置されているものである。

実施の形態１に係るショーケース１によれば、冷媒回路５０に地球温暖化係数が１５００以下の冷媒が用いられているため、フロン排出抑制法で規定された数値に適合させることができる。また、開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段が搭載されており、かつ、そのスイッチ手段が、冷媒濃度が高くなりにくく燃焼下限界を超えづらい位置である、機械室２０内の、凝縮器３の最も第二面２０ｃ側の端部よりも第一面２０ｂ側に配置されている。そのため、冷媒漏れが発生した際にスイッチ手段が着火源となることが抑制され、冷媒漏れに対する安全性を向上させることができる。さらに、スイッチ手段が凝縮器３の風路上に配置されていない場合は、スイッチ手段自体が圧力損失となることを抑制することができるとともに、スイッチ手段に埃などが付着することを抑制することができる。

また、実施の形態１に係るショーケース１において、機械室２０内に設けられ、圧縮機２および凝縮器３に接続され、圧縮機２から吐出された冷媒を凝縮器３に流入させる吐出管３４と、機械室２０内を、吐出管３４のある空間と吐出管３４のない空間とに仕切る仕切り板３３と、を備え、スイッチ手段は、吐出管３４のない空間に配置されている。

実施の形態１に係るショーケース１によれば、スイッチ手段は、機械室２０内のより冷媒濃度が高くなりにくく燃焼下限界を超えづらい空間である、吐出管３４のない空間に配置されている。そのため、冷媒漏れが発生した際にスイッチ手段が着火源となることがさらに抑制され、冷媒漏れに対する安全性をさらに向上させることができる。

また、実施の形態１に係るショーケース１において、凝縮器３は、一定間隔を空けて配置された複数のフィン３ａと、複数のフィン３ａと直交する複数の伝熱管３ｂとを備え、伝熱管３ｂの一端側はＵ字状のヘアピン部３ｃが形成され、伝熱管３ｂの他端側は隣接する伝熱管３ｂ同士を接続するＵベント管３ｄが設けられており、スイッチ手段は、凝縮器３のヘアピン部３ｃ側に配置されている。

実施の形態１に係るショーケース１によれば、スイッチ手段が凝縮器３の接続部がないヘアピン部側に配置されているため、より安全性を向上させることができる。

また、実施の形態１に係るショーケース１において、電源仕様は、単相１００Ｖである。実施の形態１に係るショーケース１によれば、電源仕様が単相１００Ｖであるため、設置場所での電気工事がほとんど不要であり、ショーケース１の電源プラグをコンセントに差し込むだけで使用できるため、催事、スポット、改装利用などの使用に便利である。

また、実施の形態１に係るショーケース１において、負荷電流は５Ａ以下である。実施の形態１に係るショーケース１によれば、負荷電流が５Ａ以下であるため、より安全性を向上させることができる。

また、実施の形態１に係るショーケース１は、機械室２０内に設けられ、風路２０ａを形成する凝縮器用送風機６と、貯蔵室１１内に設けられた複数の棚１２と、各棚１２に設けられた加熱ヒーター２８と、加熱ヒーター２８の全てをＯＮさせる「オールホット」、および、圧縮機２を停止させる「停止」の運転パターンを有する制御装置４０と、を備えている。そして、制御装置４０は、「オールホット」、または、「停止」の時、凝縮器用送風機６を駆動させるものである。

実施の形態１に係るショーケース１によれば、「オールホット」、または、「停止」の時でも、凝縮器用送風機６を駆動させることで、冷媒漏れが発生した場合であっても、機械室２０内およびショーケース１外に漏れた冷媒を撹拌することができる。そのため、機械室２０内およびショーケース１外の冷媒濃度が高くなりにくくなり、冷媒漏れに対する安全性を向上させることができる。

なお、実施の形態１では、吐出管３４からの冷媒漏れについて記載したが、圧縮機２に接続され、圧縮機２に冷媒を流入させる吸入管（図示せず）でも同様に冷媒漏れが発生する可能性があり、上記の吐出管３４の記載は吸入管に置き換えることができる。

実施の形態２．
以下、本実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。

実施の形態１では、凝縮器３および凝縮器用送風機６は、図１および図４に示すように冷媒の漏れ方向である矢印ＥＥおよび矢印ＦＦに対して９０°となる方向に配置されている。つまり、凝縮器３および凝縮器用送風機６は、空気をショーケース１側面側から機械室２０内に取り込むように配置されている。このように凝縮器３および凝縮器用送風機６を配置するのは、ショーケース１の正面からドレン水蒸発装置２２をメンテナンス可能とするためである。

図９は、実施の形態２に係るショーケース１の内部構造を示す模式図である。なお、図９の細矢印および機械室２０内の太矢印は空気の流れ方向を示している。
一方、実施の形態２では、凝縮器３および凝縮器用送風機６は、図９に示すように冷媒の漏れ方向である矢印ＥＥおよび矢印ＦＦと同じ方向に配置されている。つまり、凝縮器３および凝縮器用送風機６は、空気をショーケース１の正面側から機械室２０内に取り込むように配置されている。このように凝縮器３および凝縮器用送風機６を配置することで、漏れた冷媒を吸引撹拌しやすくなるため、凝縮器用送風機６の回転数を低減できる可能性がある。また、冷媒の漏れ箇所は機械室２０内および蒸発器５なので、機械室２０および蒸発器５よりも上方に設けられている庇２５の上部に上カバー３５を設け、その内部に開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段である漏電ブレーカ３２ｄを設けてもよい。

以上、実施の形態２に係るショーケース１は、圧縮機２、凝縮器３、絞り装置４、および、蒸発器５が配管で接続され、地球温暖化係数が１５００以下の冷媒が循環する冷媒回路５０と、蒸発器５で生成された冷気を利用して冷却が行われる貯蔵室１１、および、貯蔵室１１の下方に位置し、内部に風路２０ａが形成された機械室２０が内部に設けられた筐体７と、開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段と、を備えている。そして、蒸発器５は、筐体７の貯蔵室１１よりも背面側に形成され、貯蔵室１１に冷気を吹き出す内層ダクト内に配置されており、スイッチ手段は、機械室２０および蒸発器５よりも上方に配置されているものである。

実施の形態２に係るショーケース１によれば、冷媒回路５０に地球温暖化係数が１５００以下の冷媒が用いられているため、フロン排出抑制法で規定された数値に適合させることができる。また、開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段が搭載されており、かつ、そのスイッチ手段が、冷媒濃度が高くなりにくく燃焼下限界を超えづらい位置である、貯蔵室１１および蒸発器５よりも上方に配置されているため、冷媒漏れに対する安全性を向上させることができる。

なお、実施の形態１および２では、ショーケース１が多段オープンショーケースである例を示したが、平形片面タイプ、平形両面タイプ、および、リーチインタイプなどについても同様のことが言える。

１ ショーケース、２ 圧縮機、３ 凝縮器、３ａ フィン、３ｂ 伝熱管、３ｃ ヘアピン部、３ｄ Ｕベント管、４ 絞り装置、５ 蒸発器、６ 凝縮器用送風機、７ 筐体、８ 断熱壁、９ 内層仕切板、１０ 内層ダクト、１１ 貯蔵室、１２ 棚、１２ａ 棚、１２ｂ 棚、１２ｃ 棚、１２ｄ 棚、１３ 発光部、１４ 底部ダクト、１５ 庫内送風機、１６ 前面開口部、１７ 吹出口、１８ 吸込口、１９ 底部仕切板、２０ 機械室、２０ａ 風路、２０ｂ 第一面、２０ｃ 第二面、２０ｄ 吸込口、２０ｅ 排出口、２０ｆ 第三面、２０ｇ 第四面、２１ ドレンパン、２１ａ 排水口、２２ ドレン水蒸発装置、２３ 蒸発皿、２４ 蒸発板、２５ 庇、２６ 操作パネル、２７ 支持部材、２８ 加熱ヒーター、３０ 高圧圧力開閉器、３１ ナイトカバー、３２ａ 漏電ブレーカ、３２ｂ 漏電ブレーカ、３２ｃ 漏電ブレーカ、３２ｄ 漏電ブレーカ、３３ 仕切り板、３３ａ 第一仕切り板、３３ｂ 第二仕切り板、３４ 吐出管、３５ 上カバー、４０ 制御装置、５０ 冷媒回路。

Claims (11)

1. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、および、蒸発器が配管で接続され、地球温暖化係数が１５００以下の冷媒が循環する冷媒回路と、
   前記蒸発器で生成された冷気を利用して冷却が行われる貯蔵室、および、内部に風路が形成された機械室が内部に設けられた筐体と、
   開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段と、
   前記圧縮機を制御する制御装置と、を備え、
   前記凝縮器は、前記機械室内の前記風路上に配置されており、
   前記機械室は、前記風路を通過する空気の取込口が形成された第一面と、前記風路を通過した空気の排出口が形成された第二面と、を有し、
   前記スイッチ手段は、
   前記機械室内の、前記凝縮器の最も前記第二面側の端部よりも前記第一面側に配置されており、
   前記制御装置は、前記凝縮器の風下に配置されている
   ショーケース。
2. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、および、蒸発器が配管で接続され、地球温暖化係数が１５００以下の冷媒が循環する冷媒回路と、
   前記蒸発器で生成された冷気を利用して冷却が行われる貯蔵室、および、内部に風路が形成された機械室が内部に設けられた筐体と、
   開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段と、を備え、
   前記凝縮器は、前記機械室内の前記風路上に配置されており、
   前記機械室は、前記風路を通過する空気の取込口が形成された第一面と、前記風路を通過した空気の排出口が形成された第二面と、を有し、
   前記スイッチ手段は、
   前記機械室内の、前記凝縮器の最も前記第二面側の端部よりも前記第一面側に配置されており、
   前記凝縮器は、一定間隔を空けて配置された複数のフィンと、複数の前記フィンと直交する複数の伝熱管とを備え、伝熱管の一端側はＵ字状のヘアピン部が形成され、伝熱管の他端側は隣接する伝熱管同士を接続するＵベント管が設けられており、
   前記スイッチ手段は、前記凝縮器の前記ヘアピン部側に配置されている
   ショーケース。
3. 前記圧縮機を制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、前記凝縮器の風下に配置されている
   請求項２に記載のショーケース。
4. 前記機械室を正面視して、
   前記第一面は前記機械室の一方の側面であり、前記第二面は前記機械室の他方の側面である
   請求項１～３のいずれか一項に記載のショーケース。
5. 前記機械室内に設けられ、前記圧縮機および前記凝縮器に接続され、前記圧縮機から吐出された冷媒を前記凝縮器に流入させる吐出管と、
   前記機械室内を、前記吐出管のある空間と前記吐出管のない空間とに仕切る仕切り板と、を備え、
   前記スイッチ手段は、前記吐出管のない空間に配置されている
   請求項１～４のいずれか一項に記載のショーケース。
6. 前記機械室内に設けられ、前記風路を形成する凝縮器用送風機と、
   前記貯蔵室内に設けられた複数の棚と、
   各前記棚に設けられた加熱ヒーターと、を備え、
   前記制御装置は、
   前記加熱ヒーターの全てをＯＮさせる「オールホット」、および、前記圧縮機を停止させる「停止」の運転パターンを有するものであり、
   「オールホット」、または、「停止」の時、前記凝縮器用送風機を駆動させる
   請求項１または請求項３に従属する請求項４または５に記載のショーケース。
7. 圧縮機、凝縮器、絞り装置、および、蒸発器が配管で接続され、地球温暖化係数が１５００以下の冷媒が循環する冷媒回路と、
   前記蒸発器で生成された冷気を利用して冷却が行われる貯蔵室、および、前記貯蔵室の下方に位置し、内部に風路が形成された機械室が内部に設けられた筐体と、
   開閉の際に火花が発生しうるスイッチ手段と、
   前記機械室内に設けられ、前記風路を形成する凝縮器用送風機と、
   前記貯蔵室内に設けられた複数の棚と、
   各前記棚に設けられた加熱ヒーターと、
   前記加熱ヒーターの全てをＯＮさせる「オールホット」、および、前記圧縮機を停止させる「停止」の運転パターンを有する制御装置と、を備え、
   前記蒸発器は、前記筐体の前記貯蔵室よりも背面側に形成され、前記貯蔵室に冷気を吹き出す内層ダクト内に配置されており、
   前記スイッチ手段は、前記機械室および前記蒸発器よりも上方に配置されており、
   前記制御装置は、「オールホット」、または、「停止」の時、前記凝縮器用送風機を駆動させる
   ショーケース。
8. 前記スイッチ手段は、
   前記内層ダクト外に配置されている
   請求項７に記載のショーケース。
9. 前記スイッチ手段は、
   前記内層ダクトの上部に設けられた上カバー内に配置されている
   請求項８に記載のショーケース。
10. 電源仕様は、単相１００Ｖである
    請求項１～９のいずれか一項に記載のショーケース。
11. 負荷電流は５Ａ以下である
    請求項１～１０のいずれか一項に記載のショーケース。

Images