JPH05118707A - 冷気循環形シヨーケースの冷却器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱交換能力および着霜耐量の高い冷気循環形シ
ョーケースの冷却器を提供する。 【構成】冷気循環通風路に収設した前後段に並ぶ２基の
フィン付き蒸発コイル１０，１１からなり、かつ各蒸発
コイルにおける冷媒パイプ１０ｂ，１１ｂの配列パター
ンを前段では碁盤目状，後段では千鳥状とした冷却器に
対し、 （１）前段側の蒸発コイル１０のフィンピッチF1を大，
後段側の蒸発コイル１１のフィンピッチF2を小に定め
る。 （２）蒸発コイル１０について、最前列の冷媒パイプ１
０ｂからフィン１０ａの先端までの長さ寸法P2を、パイ
プ配列ピッチP1の１／２以上に定める。 （３）各蒸発コイルに供給する冷媒を、庫内循環空気の
通風方向に対して蒸発コイル１０ではカウンタフロー，
蒸発コイル１１ではパラレルフローとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍，冷蔵オープンシ
ョーケースを実施対象とした冷気循環形ショーケースの
冷却器に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、頭記した冷凍，冷蔵オープンショ
ーケースの一般構成を図２に示す。図において、１は前
面を開放したショーケースの本体ケース、２は庫内の商
品陳列室３に設置した陳列棚、４，５は商品陳列室３を
取り囲んで本体ケース１の内部に仕切った冷気循環用の
インナダクト，アウタダクトであり、インナダクト４の
底部にインナファン６，および背面ダクト部に冷却器７
が、アウタダクト５にはアウタファン８がそれぞれ収設
されている。また、冷却器７は冷凍機の蒸発コイルとし
てコンデンシングユニット９に接続して冷凍サイクルを
構成している。なお、９ａは冷却器７の入口側に接続し
た膨張弁である。

【０００３】かかる構成で、ショーケースの保冷時には
冷凍機のコンデンシングユニット９およびファン６，８
を運転する。これにより、庫内には冷却器７との熱交換
により冷やされた冷気が矢印Ｐのように循環通風し、ケ
ース前面に冷気エアカーテンを吹出し形成して外気の侵
入を防止しつつ陳列棚２に並べた商品を保冷する。

【０００４】また、前記の保冷運転状態では、庫内循環
空気に含まれている水分が基で冷却器の表面に霜を発生
し、保冷運転時間の経過とともに着霜量が増大して冷却
器の表面を覆うようになる。しかも着霜量が多くなると
冷却器７の熱交換性能が低下するのみならず、冷却器７
の通風路が目詰まりして庫内を循環する冷気風量が減少
し、ショーケースの保冷性能が低下するようになる。そ
こで、通常は所定時間ごとに保冷運転を中断して除霜を
行い、冷却器７に付着している霜を融解除去するように
している。なお、この場合の除霜方式としては、ヒータ
除霜，ホットガス除霜などの各種除霜方式が周知であ
る。

【０００５】一方、前記した着霜による目詰まり，風量
ダウンを抑えて冷却器の保冷性能維持を図ることを狙い
として、図３のように冷却器７をインナダクト４内で上
下に並べた２基のフィン付き蒸発コイル１０，１１（イ
ンナダクト内を上方へ流れる循環空気流に対しては、下
側に並ぶ蒸発コイル１０が前段，上側に並ぶ蒸発コイル
１１が後段となる）に二分し、着霜の生じ易い前段の蒸
発コイル１０では冷媒パイプの配列パターンを碁盤目状
にして霜による目詰まりを防ぎ、着霜の少ない後段の蒸
発コイル１１については冷媒パイプの配列パターンを千
鳥状にして高い熱交換性能を得るようにした冷却器が従
来より実施されており、同じ構成のものが例えば特公平
２−５２１９５号公報にて公知である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
に冷媒パイプの配列パターンをそれぞれ碁盤目状，千鳥
状にした２基のフィン付き蒸発コイルを前後段に並べて
組合わせた基本構成の冷却器では、なお熱交換能力およ
び着霜，除霜性の面で解決すべき問題点が残る。 （１）前段に並ぶ蒸発コイルのパイプ配列パターンを碁
盤目することで着霜による目詰まりを抑えて風量ダウン
を軽減できるとは言え、そのフィンピッチを必要以上に
狭めると庫内循環空気が流入する入口側端部に着霜した
霜でフィン間の通風路が目詰まりを引き起こし、後段の
蒸発コイルに流れる風量が大きくダウンして冷却性能が
十分に発揮できなくなる。また、逆に着霜による目詰ま
り防止を優先にして前後段に並ぶ各蒸発コイルのフィン
ピッチを共に大きく設定すると、熱交換性能を重要視し
てパイプ配列パターンを千鳥状にした後段蒸発コイル全
体でのフィン表面積が小さくなって熱交換能力が十分に
発揮されなくなる。

【０００７】（２）一方、ショーケースの保冷時には、
庫内温度調整用サーモスタットの動作で冷凍機を運転，
停止制御するようにしており、また、冷却器に対する除
霜制御は一般にタイマにより保冷運転を中断して除霜運
転を開始し、通風路内で冷却器の下流側に配した除霜終
了検知用サーモスタットの検知動作で除霜運転を終了す
る方式を採用している。

【０００８】この場合に、図２で示すように上下に並べ
てインナダクト４内に収設した２基の蒸発コイル１０，
１１に対し、コンデンシングユニット９から送られて来
た冷媒を蒸発コイル１１の最上段（空気出口側端）より
導入するようにした従来の方式では、冬期などの周囲温
度が低い低負荷条件で冷凍機が頻繁にＯＮ，ＯＦＦを繰
り返すと、冷媒の導入端に近い蒸発コイル１１の最上段
にのみに局部的に着霜が生じるようになる。しかもこの
状態で除霜運転を開始すると、霜の付着してない部分を
通過した除霜空気（高温状態）を感知して除霜終了検知
用サーモスタットが動作し、実際には除霜が未了（冷却
器に溶け残りの霜が残留している）にもかかわらず、除
霜運転が終了する早切れとなることがある。このように
除霜運転を早切れすると、その後の保冷運転時に溶け残
りの霜が大きなアイスバンクと呼ばれる氷塊に成長して
冷却器の能力を極端に低下させる。

【０００９】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記の問題点を解決して熱交換能力
および着霜，除霜性の改善が図れるようにした冷気循環
形ショーケースの冷却器を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の冷却器においては、前後段に並べて配備し
た２基のフィン付き蒸発コイルに対し、各蒸発コイルの
パイプ配列パターンを前段では碁盤目状，後段では千鳥
状とし、かつ前段蒸発コイルのフィンピッチを大，後段
蒸発コイルのフィンピッチを小に定めて構成するものと
する。

【００１１】また、前記の構成の実施に際しては、少な
くとも前段の蒸発コイルについて、フィンを貫通する最
前列の冷媒パイプからフィンの先端までの寸法をパイプ
配列ピッチの１／２以上に定め、さらに前後段の各蒸発
コイルに供給する冷媒を、庫内循環空気の通風方向に対
して前段蒸発コイルではカウンタフロー，後段蒸発コイ
ルではパラレルフローとするのがよい。

【００１２】

【作用】上記の構成において、通常の周囲条件では、保
冷運転で冷却器に発生する霜はその大半が前段に並ぶ蒸
発コイルに着霜し、該蒸発コイルを通過した庫内循環空
気は除湿された状態で後段の蒸発コイルに流入する。こ
のために後段側の蒸発コイルに生じる着霜量は前段側の
蒸発コイルと比べて極端に少い。したがって、冷媒パイ
プの配列パターンを碁盤目状とした前段蒸発コイルのフ
ィンピッチを大，パイプ配列パターンを千鳥状とした後
段蒸発コイルのフィンピッチを小に設定することによ
り、前段の蒸発コイルで着霜によるフィン間の目詰まり
を抑制しつつ、後段の蒸発コイルでは大きなフィン表面
積を生かして高い熱交換効率が確保でき、これにより着
霜に対する耐量，並びに冷却性能の高い冷却器が得られ
る。しかも、着霜に対する耐量が高まった分だけ１日の
除霜回数を減らして庫内陳列商品の品質安定維持が図れ
る。

【００１３】また、少なくとも前段の蒸発コイルについ
て、フィンを貫通する最前列の冷媒パイプからフィンの
先端までの長さ寸法をパイプ配列ピッチの１／２以上に
定めてフィン先端部の温度低下を多少抑えぎみにするこ
とで、着霜がフィンの先端部分に集中発生するのを避け
てフィン全面域に分散して着霜させることができ、これ
によりフィン間の局部的な早期目詰まり，および目詰ま
りに起因する極端な風量ダウンが防げる。

【００１４】さらに、前後段の各蒸発コイルに供給する
冷媒を、庫内循環空気の通風方向に対して前段蒸発コイ
ルではカウンタフロー，後段蒸発コイルではパラレルフ
ロー、つまり後段の蒸発コイルでは冷媒を空気入口側に
近い位置から導入することにより、特に冬期のように低
負荷条件で冷凍機が頻繁にＯＮ，ＯＦＦを繰り返す場合
でも着霜が冷媒導入端部分にのみ集中して発生すること
かなくなるので、これにより除霜運転時に除霜終了感知
サーモスタットの早切れ，およびこれに伴う冷却器内部
での霜の溶け残りが生じるのを効果的に防げる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の実施例による冷却器の構成を
示すものであり、（ａ）図は冷却器全体の正面図、
（ｂ）図は冷却器の各蒸発コイルにおける冷媒パイプの
配列パターンを表す図である。図において、冷却器７は
矢印Ｐで表す庫内循環空気の通風方向に沿い前後に並べ
て直列に接続された前段側のフィン付き蒸発コイル１０
と、後段側のフィン付き蒸発コイル１１との組合わせか
らなり、前記の蒸発コイル１０，１１は左右一対の端板
１２を介して一体に組立てた上で図２で示すようにショ
ーケース内のインナダクト４に配備されいる。ここで、
前段側の蒸発コイル１０は、通風路と平行に並ぶ多数枚
のフィン１０ａと直交してフィンを貫通する冷媒パイプ
１０ｂが（ｂ）図で表すように碁盤目状の配列パターン
で蛇行配管されているのに対し、後段側の蒸発コイル１
１では、多数枚のフィン１１ａに対して冷媒パイプ１１
ｂが千鳥状の配列パターンで蛇行配管されている。ま
た、蒸発コイル１０と１１の冷媒パイプ１０ｂと１１ｂ
とは直列に接続されており、かつ冷凍機のコンデンシン
グユニット９より膨張弁９ａを通じて供給される冷媒は
後段側に並ぶ蒸発コイル１１の冷媒パイプ１１ｂに導入
され、その終端から前段に並ぶ蒸発コイル１０の冷媒パ
イプ１０ｂを経由した後再びコンデンシングユニット９
に還流する。

【００１６】さらに、前記の構成において、前段側の蒸
発コイル１０におけるフィン１０ａの間隔ピッチF1と、
後段側の蒸発コイル１１におけるフィン１１ａの間隔ピ
ッチF2とは、F1＞F2となるようにフィンピッチが設定さ
れている。また、特に前段側の蒸発コイル１０について
は、前後列に並ぶ冷媒パイプ１０ｂの相互間の間隔ピッ
チをP1、通風路に対するフィン１０ａの先端と最前列に
並ぶ冷媒パイプとの間の長さ寸法をP2として、P2＞（１
／２）P1となるように定めてある。なお、従来の冷却器
ではP2＝（１／２）P1となるように設計していた。一
方、前後段の蒸発コイル１０，１１に対する冷媒の通流
方向は、図示のように蒸発コイル１０ではカウンタフロ
ー，蒸発コイル１１ではパラレルフローとなるようにし
ている。すなわち、図示の矢印Ｐで表す循環空気の流れ
に対して、蒸発コイル１０では冷媒を空気出口側から導
入して蛇行配管した冷媒パイプ１０ｂを通流させる。こ
れに対して、蒸発コイル１１では空気入口側から導入し
て冷媒パイプ１１ｂを通流させるように定めてある。

【００１７】

【発明の効果】本発明による冷気循環形ショーケースの
冷却器は、以上説明したように構成されているので、次
記の効果を奏する。 （１）ショーケースの保冷運転状態で庫内循環空気が冷
却器を通過する際には、空気中に含まれる水分の大半が
前段側の蒸発コイルに着霜して除湿され、後段側の冷却
器では殆ど着霜の発生なしに効率よく冷却されて商品陳
列室内に吹き出す。ここで、前後段の各蒸発コイルにつ
いてのパイプ配列パターンを前段では碁盤目状，後段で
は千鳥状とし、かつフィンピッチを前段では大に，後段
では小に設定するとともに、特に前段側蒸発コイルにつ
いては、空気入口側でフィンの張り出し寸法を冷媒パイ
プの配列ピッチの１／２以上に設定したことにより、着
霜に起因する前段蒸発コイルでのフィン間の局部的な目
詰まり，風量ダウンを効果的に抑制して着霜に対する耐
量を高めつつ、後段蒸発コイルでは循環空気と効率よく
熱交換して冷却性能を大幅に改善できる。しかも、着霜
に対する耐量が高まることで、ショーケースの１日の稼
働で必要な除霜回数を減らすことができ、これにより庫
内陳列商品の品質安定維持が図れる。

【００１８】（２）また、ショーケースの除霜運転時に
は、除霜開始時点でも冷却器の内部には除霜空気の通流
する通路が十分に確保されているので、前後段の蒸発コ
イルに対する除霜が同時進行して短時間のうちに除霜を
完了させることができる。しかも、除霜終了検知サーモ
スタットに近い後段側の蒸発コイルについて、特に冷媒
をパラレルフローとして冷媒を空気入口側から導入する
ことにより、冬期のような周囲温度の低い低負荷条件で
冷凍機が頻繁にＯＮ，ＯＦＦを繰り返す場合で、除霜終
了検知サーモスタットの早切り動作による霜の溶け残り
発生を回避して正常な除霜運転が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による冷却器の構成図であり、
（ａ）は冷却器全体の正面図、（ｂ）は冷却器の各蒸発
コイルにおける冷媒パイプの配列パターンを表す図

【図２】本発明の実施対象となる冷気循環形オープンシ
ョーケースの構成断面図

【符号の説明】

７ 冷却器 ９ 冷凍機のコンデンシングユニット １０ 前段側の蒸発コイル １０ａ フィン １０ｂ 冷媒パイプ １１ 後段側の蒸発コイル １１ａ フィン １１ｂ 冷媒パイプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ショーケースの冷気循環ダクトに収設して
   庫内循環空気と熱交換を行う冷却器であり、前後段に二
   分して直列に接続した２基のフィン付き蒸発コイルの組
   合わせからなり、かつ各蒸発コイルのパイプ配列パター
   ンを前段では碁盤目状，後段では千鳥状としたものにお
   いて、前段蒸発コイルのフィンピッチを大，後段蒸発コ
   イルのフィンピッチを小に定めて構成したことを特徴と
   する冷気循環形ショーケースの冷却器。
2. 【請求項２】請求項１記載の冷却器において、少なくと
   も前段の蒸発コイルについて、フィンを貫通する最前列
   の冷媒パイプからフィンの先端までの寸法をパイプ配列
   ピッチの１／２以上に定めたことを特徴とする冷気循環
   形ショーケースの冷却器。
3. 【請求項３】請求項１記載の冷却器において、前後段の
   各蒸発コイルに供給する冷媒を、庫内循環空気の通風方
   向に対して前段蒸発コイルではカウンタフロー，後段蒸
   発コイルではパラレルフローとしたことを特徴とする冷
   気循環形ショーケースの冷却器。