WO2019176513A1 - 冷却装置 - Google Patents

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WO2019176513A1
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信雄 堀本
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Ｐｈｃホールディングス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cooling device.
  • the relay passes a large current through a small area contact. Therefore, there is a possibility that the vicinity of the contact may be welded while being repeatedly turned on and off. If the vicinity of the contact is welded, the relay cannot be turned off. That is, when it becomes necessary to stop the compressor, the compressor cannot be stopped. In this case, the cooling chamber may be excessively cooled.
  • This invention is made in view of such a situation, and makes it a subject to provide the cooling device which can stop a compressor reliably, when the necessity to stop a compressor arises.
  • a cooling device includes a motor that drives a compressor that constitutes a refrigerant circuit that cools a cooling chamber, a first relay and a second relay that are arranged in series on an electric circuit that supplies electric power to the motor, Is provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a cooling device.
  • FIG. 2 is a normal time chart.
  • FIG. 3 is a time chart when the first relay is stuck.
  • FIG. 4 is a notification example informing that the first relay is stuck.
  • FIG. 5 is another notification example informing that the first relay is stuck.
  • FIG. 6 is a time chart when the first relay starts to deteriorate.
  • FIG. 7 is a notification example informing that the first relay has started to deteriorate.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a refrigeration apparatus 1 which is an example of a cooling apparatus according to the present invention.
  • the refrigeration apparatus 1 is, for example, a cool box that refrigerates and stores blood and the like.
  • the refrigeration apparatus 1 includes a heat insulating box 11 that surrounds the cooling chamber R, a door 12 that is attached to the heat insulating box 11 so as to be openable and closable, and a housing 13 that is disposed below the heat insulating box 11.
  • the inside of the housing 13 is a machine room M.
  • the refrigerant circuit 14 includes a compressor 15, an evaporator 16, a condenser and an expansion device (not shown), and the like.
  • the compressor 15 is driven by a motor 17. Electric power for driving the motor 17 is supplied from a power source such as a commercial power source via the plug 18. On the circuit for supplying power to the motor 17, the first relay 21 and the second relay 22 are arranged in series. Note that the number of relays arranged in series may be three or more. Further, the rotation speed of the motor 17 may be controlled by an inverter.
  • a control device 23 is disposed inside the machine room M or the like.
  • the control device 23 outputs a control signal to the first relay 21. Specifically, a first connection signal for instructing to place the first relay 21 in a connected state and a first disconnection signal instructing to place the first relay 21 in a disconnected state are output.
  • the control device 23 outputs a control signal to the second relay 22. Specifically, a second connection signal that instructs the second relay 22 to be in a connected state and a second disconnection signal that instructs the second relay 22 to be in a disconnected state are output.
  • a sensor for detecting a value indicating the state of the refrigeration apparatus 1 is disposed on the circuit for supplying power to the motor 17 or in the vicinity of the circuit.
  • An example of such a sensor is a photocoupler 24 that detects application of a voltage to the motor 17. In addition, it replaces with or in addition to the photocoupler 24 as a sensor which detects the value which shows the state of the refrigeration apparatus 1, The voltmeter which detects the voltage applied to the motor 17, or the electric current which detects the supplied electric current A meter may be placed. The detection values of these sensors are sent to the control device 23.
  • thermometer 25 for detecting the temperature of the cooling chamber R is disposed. The detection value of the thermometer 25 is sent to the control device 23.
  • An operation display panel 26 is attached to the front surface of the door 12.
  • the operation display panel 26 is connected to the control device 23.
  • the operation display panel 26 receives various operations and displays various information such as the temperature of the cooling chamber R.
  • the operation display panel 26 also functions as a notification unit that receives an alarm signal from the control device 23 and notifies that an abnormality has occurred in the state of the refrigeration apparatus 1.
  • the target temperature of the cooling chamber R is T 0 (for example, 4 ° C.), and the temperature of the cooling chamber R is within the range of T 0 ⁇ ⁇ T (for example, 3 ° C.). So that the compressor 15 is controlled to be turned on and off.
  • the compressor 15 is activated (turned on), the refrigerant flows through the refrigerant circuit 14 while changing its state, and the temperature of the cooling chamber R gradually decreases. Further, when the compressor 15 stops (turns off), the refrigerant flow stops, and the internal temperature of the cooling chamber R gradually increases.
  • FIG. 2 shows a time chart when each device is operating normally.
  • the first connection signal is output to the first relay 21 (indicated as “On” in the top chart), and the second connection signal is output to the second relay 22. (Display of “On” in the second chart from the top). That is, the first relay 21 and the second relay 22 are in a connected state. Therefore, a predetermined voltage is supplied to the motor 17 to operate the motor 17 (in the “On” state in the third chart from the top), and the compressor 15 operates. Therefore, the temperature of the cooling chamber R gradually decreases (fourth chart from the top).
  • the control device 23 outputs a second disconnection signal toward the second relay 22 at time t 3 (“Off” in the second chart from the top). display).
  • the second relay 22 is disconnected. Therefore, the power supply to the motor 17 is cut off, the motor 17 stops (the state of “Off” in the third chart from the top), and the compressor 15 stops. Therefore, the temperature of the cooling chamber R does not become lower than T 0 - ⁇ T (fourth chart from the top).
  • the control device 23 outputs the second connection signal to the second relay 22 at time t 4 (“On” in the second chart from the top). display).
  • the second relay 22 is connected. Therefore, the power supply to the motor 17 is resumed, a predetermined voltage is applied to the motor 17, the motor 17 is activated (the state of “On” in the third chart from the top), and the compressor 15 is activated. Therefore, the temperature of the cooling chamber R does not become higher than T 0 + ⁇ T (fourth chart from the top).
  • the control device 23 outputs a first disconnection signal toward the first relay 21 at time t 5 (the display of “Off” in the top chart). ).
  • the first relay 21 is disconnected. Therefore, the power supply to the motor 17 is cut off, the motor 17 stops (the state of “Off” in the third chart from the top), and the compressor 15 stops. Therefore, the temperature of the cooling chamber R does not become lower than T 0 - ⁇ T (fourth chart from the top).
  • the control device 23 After time t 5, the temperature of the cooling chamber R is increased. When the temperature of the cooling chamber R reaches T 0 + ⁇ T, it is necessary to restart the operation of the compressor 15. Since such a temperature is reached at time t 6 , the control device 23 outputs the first connection signal to the first relay 21 at time t 6 (the display of “On” in the top chart). ). When the first connection signal is received, the first relay 21 enters a connected state. Therefore, the power supply to the motor 17 is resumed, a predetermined voltage is applied to the motor 17, the motor 17 is activated (the state of “On” in the third chart from the top), and the compressor 15 is activated. Therefore, the temperature of the cooling chamber R does not become higher than T 0 + ⁇ T (fourth chart from the top).
  • the first relay 21 and the second relay 22 are arranged in series on the electric circuit that supplies power to the motor 17. Therefore, even if one of the relays is fixed, power supply to the motor 17, that is, on / off of the compressor 15 can be controlled by turning on and off the other relay. That is, the temperature of the cooling chamber R can be controlled within the range of the target temperature T 0 ⁇ allowable deviation ⁇ T.
  • the first relay 21 and the second relay 22 are operated alternately.
  • the control device 23 alternately outputs a first disconnect signal that makes the first relay 21 in a disconnected state and a second disconnect signal that makes the second relay 22 in a disconnected state. Therefore, by continuously turning on and off only one of the relays, it is possible to prevent the load from being concentrated on one of the relays and the one relay from adhering in a relatively short period of time.
  • Time chart shown in Figure 3, until time t 5, is exactly the same as the time chart shown in FIG. However, although not shown in the time chart, somewhere in the timing of until the time t 2 after the time t 5, fixing has occurred in the first relay 21.
  • the control device 23 despite sending the first disconnect signal to the first relay 21, the first relay 21 does not become disconnected. That is, the first relay 21 is maintained in the connected state.
  • the time t 5 also continue a predetermined voltage is applied to the motor 17 after the motor 17 and the compressor 15 could continue to operate. That is, as indicated by the broken lines, even after time t 5 the temperature of the cooling chamber R that could continue to drop.
  • control device 23 since the control device 23 should detect that the voltage is not applied to the motor 17 because the first disconnect signal is transmitted, the voltage remains applied even though the photocoupler 24 should detect that the voltage is not applied to the motor 17. Then, it is determined that the first relay 21 is stuck. Then, the control unit 23 transmits a second disconnection signal at time t 5 to the second relay 22.
  • the control device 23 outputs the second connection signal to the second relay 22 at time t 6 (“On” in the second chart from the top). Display of).
  • the second relay 22 is connected. Therefore, the power supply to the motor 17 is resumed, a predetermined voltage is applied to the motor 17, the motor 17 is activated (the state of “On” in the third chart from the top), and the compressor 15 is activated. Therefore, the temperature of the cooling chamber R does not become higher than T 0 + ⁇ T (fourth chart from the top).
  • the first connection signal continues to be transmitted. That is, it is always on. As a result, it is possible to prevent the first relay 21 from being turned off at an unintended timing because the sticking at the contact point is canceled at any time.
  • the control device 23, toward the operation display panel 26, fixed to the first relay 21 outputs an alarm signal indicating that has occurred.
  • the operation display panel 26 includes a temperature display unit 261 that displays the temperature of the cooling chamber R, and an alarm display unit 262 that displays an alarm. It also has an operation input unit (not shown). When no alarm signal is output from the control device 23, nothing is displayed on the alarm display unit 262.
  • the operation display panel 26 causes the alarm display unit 262 to display a message notifying the user of the refrigeration apparatus 1 that the first relay 21 is stuck.
  • the refrigeration apparatus 1 includes the photocoupler 24, and the control apparatus 23 detects that the detection signal of the photocoupler 24 is abnormal after the first disconnection signal is output. Since the alarm signal is output, it is possible to promptly notify the user that the first relay 21 is stuck. It goes without saying that the same applies to the case where the second relay 22 is stuck.
  • the first value is detected when an abnormal value other than 0 is detected at a timing when the voltage value applied to the motor 17 should be 0. It is possible to determine that the relay 21 or the second relay 22 is stuck. Also, when an ammeter for detecting the current supplied to the motor 17 is installed, the first value is detected when an abnormal value that is not 0 is detected at a timing when the current value supplied to the motor 17 should be 0. It is possible to determine that the relay 21 or the second relay 22 is stuck.
  • the refrigeration apparatus 1 includes a thermometer 25. Therefore, the control device 23 may determine that the first relay 21 is stuck when the temperature of the cooling chamber R becomes equal to or lower than a predetermined threshold that is lower than T 0 - ⁇ T. . For example, when the temperature of the cooling chamber R continues to decrease and becomes a predetermined threshold value (for example, 0.5 ° C.) or less even though the first disconnection signal is transmitted when the temperature reaches 1 ° C., The control device 23 may determine that the 1 relay 21 is stuck.
  • a predetermined threshold value for example, 0.5 ° C.
  • thermometer 25 for detecting the temperature of the cooling chamber R can also be used for detection of sticking of the first relay 21 and the second relay 22, there is an advantage that the number of parts can be reduced. .
  • control device 23 can detect an abnormality at a stage before the first relay 21 or the second relay 22 is completely fixed, that is, at a stage where these relays are deteriorated. Control when the first relay 21 starts to deteriorate will be described with reference to FIG. It goes without saying that the same control can be performed when the second relay 22 starts to deteriorate.
  • FIG. 6 is a time chart when the first relay 21 starts to deteriorate. t to 5 are the same as the time chart shown in FIG. At time t 5 , since the temperature of the cooling chamber R has reached T 0 ⁇ T, the control device 23 transmits a first disconnection signal to the first relay 21 (displayed as “Off” in the top chart). .
  • the first relay 21 should not turned off at t 5, it turned off at time t 7 with a slight delay from t 5. Therefore, during the period from t 5 to t 7, the motor 17 a predetermined voltage (outliers) continues to be applied, the motor 17 (the state of "On" in the third chart from the top) continues to operate, during which, The temperature of the cooling chamber R continues to decrease (fourth chart from the top).
  • the interval between t 5 and t 7 is drawn large, and the temperature of the cooling chamber R is greatly reduced between t 5 and t 7 .
  • the time between t 5 and t 7 is a short time (about several ms), and the temperature drop during that time is negligible.
  • the control device 23 until the voltage applied to the motor 17 becomes 0 (normal value) after the first disconnection signal is transmitted (the photocoupler 24 detects that no voltage is applied to the motor 17). If there is a time lag greater than a predetermined value (for example, 0 s), it is determined that the first relay 21 has deteriorated. That is, it is determined that the first relay 21 is sticky. Then, the control device 23 outputs a deterioration notification signal that notifies the operation display panel 26 that the first relay 21 has started to deteriorate.
  • a predetermined value for example, 0 s
  • FIG. 7 is a display example of the operation display panel 26 that has received the deterioration notification signal.
  • the alarm display unit 262 displays a message indicating that the first relay 21 has begun to deteriorate or that there is a suspicion thereof. Needless to say, the contents displayed on the alarm display unit 262 when the deterioration notification signal is received are not limited to those shown in FIG.
  • the refrigeration apparatus 1 it is possible to detect that deterioration has occurred in these relays before the first relay 21 or the second relay 22 is actually fixed. . Therefore, it is possible to arrange a spare relay before sticking occurs, or to replace a deteriorated relay with a spare relay, thereby preventing the operation of the refrigerator 1 from being affected. Can do.
  • the first relay 21 is turned off and the power supply to the motor 17 is cut off, and thereafter the temperature of the cooling chamber R starts to rise. Since the temperature of the cooling chamber R reaches T 0 + ⁇ T at time t 8 , the first connection signal is transmitted to the first relay 21 and the compressor 15 starts to operate again. Therefore, thereafter, the temperature of the cooling chamber R starts to decrease.
  • the control device 23 deteriorates. A notification signal is output.
  • the condition for the control device 23 to output the deterioration notification signal is not limited to this.
  • control device 23 may output a deterioration notification signal when a state in which such a time lag occurs continuously occurs a predetermined number of times. In this case, it is possible to prevent erroneous recognition that one of the relays has started to deteriorate when a time lag has occurred once for some reason even though no deterioration has actually occurred. That is, it can be detected more accurately that the first relay 21 or the second relay 22 starts to deteriorate.
  • condition for outputting the deterioration notification signal indicating that the first relay 21 has started to deteriorate and the condition for outputting the deterioration notification signal indicating that the second relay 22 has started to deteriorate may be different from each other.
  • the condition for outputting a deterioration notification signal indicating that the first relay 21 has started to deteriorate is that a time lag occurs between when the first disconnection signal is output and when the voltage applied to the motor 17 becomes zero. It can be assumed that the state to be generated has occurred continuously for the first threshold value.
  • the condition for outputting the deterioration notification signal indicating that the second relay 22 has started to deteriorate is that there is a time lag between when the second disconnection signal is output and when the voltage applied to the motor 17 becomes zero. It can be set as the case where the state which generate
  • the condition for outputting the deterioration notification signal indicating that the first relay 21 has started to deteriorate is the first length from when the first disconnect signal is output until the voltage applied to the motor 17 becomes zero. It can be set as the time when more than this time passed.
  • the condition for outputting the deterioration notification signal indicating that the second relay 22 has started to deteriorate is the second condition between when the second disconnection signal is output and when the voltage applied to the motor 17 becomes zero. This may be the case when a time longer than the length has elapsed.
  • the value of the second length is larger than the value of the first length.
  • the first relay 21 and the second relay 22 are judged to have started to deteriorate at the same time, for example, when the quality is the same and the use has started at the same time.
  • the connection signal to the other relay it is possible to keep sending the connection signal to the other relay so that only one of the relays is turned on / off while maintaining the other relay in a connected state.
  • the second connection to the second relay 22 is made. You may control on / off of the motor 17 and the compressor 15 by turning on / off only the 1st relay 21 while continuing sending a signal and maintaining the 2nd relay 22 in a connection state.
  • the first relay 21 that has started to deteriorate can be used intensively and forcibly fixed before the second relay 22. That is, the lifetime of the second relay 22 that has not started to deteriorate can be preserved. As a result, even if the first relay 21 is fixed, the second relay 22 still has a sufficiently long life. Therefore, the spare relay must be prepared and the first relay 21 replaced with a sufficient time margin. It can be carried out.
  • only the other relay may be turned on / off while maintaining the relay in a connected state by continuously sending a connection signal to the relay.
  • the first connection to the first relay 21 is made.
  • the on / off state of the motor 17 and the compressor 15 may be controlled by turning on / off only the second relay 22 while keeping sending the signal and maintaining the first relay 21 in the connected state.
  • the cooling device according to the present invention is not limited to a refrigerator, and may be a medical freezer, a showcase, a freezer / refrigerator warehouse, an ice maker, or the like.
  • the target temperature of the cooling chamber R may not be 4 ° C., and the allowable deviation ( ⁇ T) from the target temperature may not be 3 ° C.
  • the ON / OFF of the first relay 21 and the ON / OFF of the second relay 22 do not have to be performed alternately every time.
  • on / off of the first relay 21 and on / off of the second relay 22 may be alternately performed every predetermined plural times. That is, the first cutting signal and the second cutting signal may be alternately output a plurality of times.
  • the first cutting signal may be continuously output two times or less and the second cutting signal may be continuously output two times or less.
  • the first cutting signal is output twice, the second cutting signal is output once, the first cutting signal is output once, and the second cutting signal is output twice in this order.
  • the case where the first cutting signal and the second cutting signal are alternately output corresponds to the case where the first predetermined number of times is one and the second predetermined number of times is one.
  • the ON / OFF of the first relay 21 and the ON / OFF of the second relay 22 may be alternately performed every predetermined time (for example, one hour or one day). Further, when the integrated value of the time that is turned on reaches a predetermined value, the relay that is turned on / off may be changed.
  • the method of notifying that the relay is fixed or that the relay has started to be fixed is not limited to the message display on the operation display panel 26.
  • notification may be made by turning on or blinking a lamp installed in or outside the operation display panel 26, or by sounding by sounding a buzzer or the like.
  • an alarm signal such as a deterioration notification signal may be transmitted to an external terminal connected to the cooling device via a network, for example, a terminal used by a maintenance company.
  • a network for example, a terminal used by a maintenance company.
  • the maintenance contractor can know at an early stage whether the relay is stuck or the like, the relay that has started to stick or deteriorate can be quickly replaced.
  • the cooling device according to the present invention may have two unit refrigerant circuits. In this case, even if the capacity of each refrigerant circuit is somewhat small, a cryogenic temperature can be obtained by operating both refrigerant circuits. Moreover, even if a malfunction occurs in one refrigerant circuit, the minimum necessary refrigerating capacity can be ensured by operating the other refrigerant circuit.
  • the cooling device according to the present invention may include a binary refrigerant circuit.
  • the binary refrigerant circuit circulates two types of refrigerants having different boiling points in independent refrigerant circuits, and obtains an extremely low temperature by exchanging heat between the two types of refrigerants via a cascade heat exchanger. It is a refrigerant circuit. By providing such a binary refrigerant circuit, the cooling device according to the present invention can obtain the cryogenic temperature more reliably.
  • the present invention is suitably used as a cooling device for controlling on / off of a compressor.

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Abstract

圧縮機を停止させる必要が生じた場合に確実に圧縮機を停止させることが可能な冷却装置を提供する。　冷却装置（１）は、冷却室（Ｒ）を冷却する冷媒回路（１４）を構成する圧縮機（１５）を駆動するモータ（１７）と、前記モータ（１７）へ電力供給する電気回路上に直列に配置された第１リレー（２１）及び第２リレー（２２）と、を備える。

Description

冷却装置
　本発明は、冷却装置に関する。
　従来の冷却装置においては、例えば特許文献１に記載されているように、冷媒回路を循環させる圧縮機を駆動するモータへ電力を供給するか否かは、リレーのオンオフによって行われている。
特公平０７－１１８９２２号公報
　このような冷却装置において、リレーは、小面積の接点を介して大電流を流す。そのため、オンオフを繰り返すうちに、接点の近傍部分が溶着する恐れがある。接点の近傍部分が溶着すると、リレーをオフの状態にすることができなくなる。つまり、圧縮機を停止させる必要が生じた場合に、圧縮機を停止させることができなくなる。この場合、冷却室内は過度に冷却されてしまうおそれがある。
　本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、圧縮機を停止させる必要が生じた場合に確実に圧縮機を停止させることが可能な冷却装置を提供することを課題とする。
　本発明に係る冷却装置は、冷却室を冷却する冷媒回路を構成する圧縮機を駆動するモータと、前記モータへ電力供給する電気回路上に直列に配置された第１リレー及び第２リレーと、を備える。
　本発明によれば、圧縮機を停止させる必要が生じた場合に確実に圧縮機を停止させることが可能な冷却装置を提供することができる。
図１は、冷却装置の模式図。 図２は、正常時のタイムチャート。 図３は、第１リレーに固着が生じた際のタイムチャート。 図４は、第１リレーの固着を知らせる報知例。 図５は、第１リレーの固着を知らせる他の報知例。 図６は、第１リレーの劣化が始まったときのタイムチャート。 図７は、第１リレーの劣化が始まったことを知らせる報知例。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１は、本発明に係る冷却装置の一例である冷蔵装置１の模式図である。冷蔵装置１は、例えば、血液等を冷蔵保存する保冷庫である。
　冷蔵装置１は、冷却室Ｒを取り囲む断熱箱体１１、断熱箱体１１に開閉可能に取り付けられた扉１２、及び、断熱箱体１１の下方に配置された筐体１３を有する。筐体１３の内部は機械室Ｍになっている。
　断熱箱体１１及び機械室Ｍの内部には、冷媒が循環する冷媒回路１４が配置されている。冷媒回路１４は、圧縮機１５、蒸発器１６、並びに、図示しない凝縮器及び膨張装置等を有している。
　圧縮機１５は、モータ１７によって駆動される。モータ１７を駆動する電力は、プラグ１８を介して商用電源等の電源から供給される。モータ１７へ電力供給する回路上には、第１リレー２１及び第２リレー２２が直列に配置されている。なお、直列に配置されるリレーの数は、３以上であっても良い。また、モータ１７はインバータによって回転数制御されても良い。
　機械室Ｍの内部等に、制御装置２３が配置されている。
　制御装置２３は、第１リレー２１に制御信号を出力する。具体的には、第１リレー２１を接続状態にすることを指令する第１接続信号と、第１リレー２１を切断状態にすることを指令する第１切断信号を出力する。
　制御装置２３は、第２リレー２２に制御信号を出力する。具体的には、第２リレー２２を接続状態にすることを指令する第２接続信号と、第２リレー２２を切断状態にすることを指令する第２切断信号を出力する。
　また、モータ１７へ電力供給する回路上又は当該回路の近傍には、冷蔵装置１の状態を示す値を検出するセンサが配置されている。そのようなセンサの一例としては、モータ１７への電圧の印加を検出するフォトカプラ２４が挙げられる。なお、冷蔵装置１の状態を示す値を検出するセンサとして、フォトカプラ２４に代えて、または加えて、モータ１７に印加される電圧を検出する電圧計、又は、供給される電流を検出する電流計が配置されても良い。これらのセンサの検出値は、制御装置２３に送られる。
　また、冷却室Ｒ内には、冷蔵装置１の状態を示す値を検出するセンサ、具体的には、冷却室Ｒの温度を検出する温度計２５が配置されている。温度計２５の検出値は、制御装置２３に送られる。
　扉１２の前面には、操作表示パネル２６が取り付けられている。操作表示パネル２６は制御装置２３に接続されている。操作表示パネル２６は各種操作を受け付けるとともに、冷却室Ｒの温度等の各種情報を表示する。また、操作表示パネル２６は、制御装置２３から警報信号を受信し、冷蔵装置１の状態に異常が発生したことを報知する報知部としても機能する。
　以上のように構成された冷蔵装置１においては、冷却室Ｒの目標温度はＴ０（例えば、４℃）とされ、冷却室Ｒの温度がＴ０±ΔＴ（例えば、３℃）の範囲内に収まるように、圧縮機１５がオンオフ制御される。圧縮機１５が作動する（オンになる）と、冷媒回路１４中を冷媒が状態変化しながら流れ、冷却室Ｒの温度は、徐々に低下する。また、圧縮機１５が停止する（オフになる）と、冷媒の流通が停止し、冷却室Ｒの内部温度は徐々に上昇する。
　図２は、各機器が正常に作動しているときのタイムチャートを示している。
　時刻ｔ０においては、第１リレー２１に対して第１接続信号が出力され（１番上のチャートにおける「Ｏｎ」の表示）、第２リレー２２に対して第２接続信号が出力されている（上から２番目のチャートにおける「Ｏｎ」の表示）。すなわち、第１リレー２１及び第２リレー２２が接続状態となっている。よって、モータ１７に所定の電圧が供給されてモータ１７が作動し（上から３番目のチャートにおける「Ｏｎ」の状態）、圧縮機１５が作動する。よって、冷却室Ｒの温度が徐々に低下する（上から４番目のチャート）。
　冷却室Ｒの温度がＴ０－ΔＴ（例えば、４－３＝１℃）に達すると、圧縮機１５の運転を停止させる必要がある。時刻ｔ１でそのような温度に達しているので、制御装置２３は、時刻ｔ１において、第１切断信号を第１リレー２１に向けて出力する（１番上のチャートの「Ｏｆｆ」の表示）。第１切断信号を受信すると、第１リレー２１は切断状態となる。よって、モータ１７への電力供給が絶たれ、モータ１７は停止し（上から３番目のチャートにおける「Ｏｆｆ」の状態）、圧縮機１５は停止する。よって、冷却室Ｒの温度はＴ０－ΔＴよりも低くならない（上から４番目のチャート）。
　時刻ｔ１以降、冷却室Ｒの温度は上昇する。冷却室Ｒの温度がＴ０＋ΔＴ（例えば、４＋３＝７℃）に達すると、圧縮機１５の運転を再開させる必要がある。時刻ｔ２でそのような温度に達しているので、制御装置２３は、時刻ｔ２において、第１接続信号を第１リレー２１に向けて出力する（１番上のチャートの「Ｏｎ」の表示）。第１接続信号を受信すると、第１リレー２１は接続状態となる。よって、モータ１７への電力供給が再開され、モータ１７に所定の電圧が印加されてモータ１７が作動し（上から３番目のチャートにおける「Ｏｎ」の状態）、圧縮機１５が作動する。よって、冷却室Ｒの温度はＴ０＋ΔＴよりも高くならない（上から４番目のチャート）。
　その後、冷却室Ｒの温度がＴ０－ΔＴに達すると、圧縮機１５の運転を停止させる必要がある。時刻ｔ３でそのような温度に達しているので、制御装置２３は、時刻ｔ３において、第２切断信号を第２リレー２２に向けて出力する（上から２番目のチャートの「Ｏｆｆ」の表示）。第２切断信号を受信すると、第２リレー２２は切断状態となる。よって、モータ１７への電力供給が絶たれ、モータ１７は停止し（上から３番目のチャートにおける「Ｏｆｆ」の状態）、圧縮機１５は停止する。よって、冷却室Ｒの温度はＴ０－ΔＴよりも低くならない（上から４番目のチャート）。
　時刻ｔ３以降、冷却室Ｒの温度は上昇する。冷却室Ｒの温度がＴ０＋ΔＴに達すると、圧縮機１５の運転を再開させる必要がある。時刻ｔ４でそのような温度に達しているので、制御装置２３は、時刻ｔ４において、第２接続信号を第２リレー２２に向けて出力する（上から２番目のチャートの「Ｏｎ」の表示）。第２接続信号を受信すると、第２リレー２２は接続状態となる。よって、モータ１７への電力供給が再開され、モータ１７に所定の電圧が印加されてモータ１７が作動し（上から３番目のチャートにおける「Ｏｎ」の状態）、圧縮機１５が作動する。よって、冷却室Ｒの温度はＴ０＋ΔＴよりも高くならない（上から４番目のチャート）。
　続いて、冷却室Ｒの温度がＴ０－ΔＴに達すると、圧縮機１５の運転を停止させる必要がある。時刻ｔ５でそのような温度に達しているので、制御装置２３は、時刻ｔ５において、第１切断信号を第１リレー２１に向けて出力する（１番上のチャートの「Ｏｆｆ」の表示）。第１切断信号を受信すると、第１リレー２１は切断状態となる。よって、モータ１７への電力供給が絶たれ、モータ１７は停止し（上から３番目のチャートにおける「Ｏｆｆ」の状態）、圧縮機１５は停止する。よって、冷却室Ｒの温度はＴ０－ΔＴよりも低くならない（上から４番目のチャート）。
　時刻ｔ５以降、冷却室Ｒの温度は上昇する。冷却室Ｒの温度がＴ０＋ΔＴに達すると、圧縮機１５の運転を再開させる必要がある。時刻ｔ６でそのような温度に達しているので、制御装置２３は、時刻ｔ６において、第１接続信号を第１リレー２１に向けて出力する（１番上のチャートの「Ｏｎ」の表示）。第１接続信号を受信すると、第１リレー２１は接続状態となる。よって、モータ１７への電力供給が再開され、モータ１７に所定の電圧が印加されてモータ１７が作動し（上から３番目のチャートにおける「Ｏｎ」の状態）、圧縮機１５が作動する。よって、冷却室Ｒの温度はＴ０＋ΔＴよりも高くならない（上から４番目のチャート）。
　以降は、これまでに説明した制御が繰り返される。
　このように、本実施形態においては、モータ１７へ電力供給する電気回路上に第１リレー２１と第２リレー２２とが直列に配置されている。よって、一方のリレーが固着しても、他方のリレーをオンオフすることにより、モータ１７への電力供給、すなわち、圧縮機１５のオンオフを制御することができる。つまり、冷却室Ｒの温度を目標温度Ｔ０±許容偏差ΔＴの範囲内に制御することができる。
　しかも、本実施形態においては、第１リレー２１と第２リレー２２とが交互に作動されている。つまり、制御装置２３は、第１リレー２１を切断状態にする第１切断信号と、第２リレー２２を切断状態にする第２切断信号を、交互に出力している。よって、一方のリレーのみを連続的にオンオフすることで、一方のリレーに負荷が集中し、一方のリレーが比較的短期間で固着してしまうことを防ぐことができる。
　次に、図３を参照しながら、第１リレー２１に固着が生じた場合の制御について説明する。なお、第２リレー２２に固着が生じた場合も同様に制御されることは言うまでもない。
　図３に示されるタイムチャートは、時刻ｔ５までは、図２に示されるタイムチャートと全く同じである。ただし、タイムチャートには現れていないが、時刻ｔ２以降時刻ｔ５までの間のどこかのタイミングで、第１リレー２１に固着が発生している。
　よって、時刻ｔ５において、制御装置２３が第１リレー２１に第１切断信号を送信したにも関わらず、第１リレー２１は切断状態にならない。つまり、第１リレー２１は接続状態のまま維持される。この場合、時刻ｔ５以降もモータ１７には所定の電圧が印加され続け、モータ１７及び圧縮機１５は作動し続けかねない。つまり、破線で示されるように、時刻ｔ５以降も冷却室Ｒの温度は低下し続けかねない。
　しかしながら、制御装置２３は、第１切断信号が送信されたのでフォトカプラ２４はモータ１７に電圧が印加されていないことを検出するはずであるにもかかわらず、当該電圧が印加されたままであるので、第１リレー２１に固着が発生していると判断する。すると、制御装置２３は、時刻ｔ５で第２リレー２２に第２切断信号を送信する。
　よって、時刻ｔ５において、当初オフにする予定であった第１リレー２１に代えて、第２リレー２２がオフになる。したがって、モータ１７に印加される電圧は、時刻ｔ５において、何ら支障なく０になる。すなわち、モータ１７及び圧縮機１５は作動を停止する。その結果、冷却室Ｒの温度は、時刻ｔ５以降、上昇し始める。
　さらに、冷却室Ｒの温度がＴ０＋ΔＴに達すると、圧縮機１５の運転を再開させる必要がある。時刻ｔ６でそのような温度に達しているので、制御装置２３は、時刻ｔ６において、第２接続信号を第２リレー２２に向けて出力する（上から２番上のチャートの「Ｏｎ」の表示）。第２接続信号を受信すると、第２リレー２２は接続状態となる。よって、モータ１７への電力供給が再開され、モータ１７に所定の電圧が印加されてモータ１７が作動し（上から３番目のチャートにおける「Ｏｎ」の状態）、圧縮機１５が作動する。よって、冷却室Ｒの温度はＴ０＋ΔＴよりも高くならない（上から４番目のチャート）。
　なお、時刻ｔ５以降、第１リレー２１には、第１接続信号が送信され続ける。つまり、常時オン状態とされる。それにより、何かの拍子に接点における固着が解消されて、第１リレー２１が意図しないタイミングでオフになることを防止することができる。
　以降、第２リレー２２のオンオフを繰り返すことで、第１リレー２１に固着が発生する前の正常状態と同様に、モータ１７及び圧縮機１５を制御することができる。
　また、時刻ｔ５において、制御装置２３は、操作表示パネル２６にむけて、第１リレー２１に固着が発生していることを知らせる警報信号を出力する。
　操作表示パネル２６の表示例を図４に示す。図４に示されるように、操作表示パネル２６は、冷却室Ｒの温度を表示する温度表示部２６１と、何らかの警報を表示する警報表示部２６２を有している。また、図示しない操作入力部も有している。なお、制御装置２３から何ら警報信号が出力されていないときは、警報表示部２６２には何も表示されない。
　上述の警報信号を受信すると、操作表示パネル２６は、警報表示部２６２に、第１リレー２１に固着が発生していることを冷蔵装置１の使用者に知らせるメッセージを表示させる。
　このように、本実施形態に係る冷蔵装置１は、フォトカプラ２４を備えており、制御装置２３は、第１切断信号が出力された後に、フォトカプラ２４の検出信号が異常であった場合に、警報信号を出力するので、第１リレー２１に固着が発生したことを迅速に使用者に知らせることができる。第２リレー２２に固着が発生した場合も同様であることは言うまでもない。
　また、モータ１７に印加される電圧を検出する電圧計が設置された場合も、モータ１７に印加される電圧値が０となるはずのタイミングで０ではない異常値を検出した場合に、第１リレー２１又は第２リレー２２に固着が発生したと判断することが可能である。また、モータ１７に供給される電流を検出する電流計が設置された場合も、モータ１７に供給される電流値が０となるはずのタイミングで０ではない異常値を検出した場合に、第１リレー２１又は第２リレー２２に固着が発生したと判断することが可能である。
　また、本実施形態に係る冷蔵装置１は、温度計２５を備えている。よって、冷却室Ｒの温度がＴ０－ΔＴよりも低い温度である所定の閾値以下となった場合に、制御装置２３は、第１リレー２１に固着が発生していると判断してもよい。例えば、１℃となったときに第１切断信号が送信されたにも関わらず、冷却室Ｒの温度が低下し続け、所定の閾値（例えば０．５℃）以下となった場合に、第１リレー２１に固着が発生していると制御装置２３は判断しても良い。この場合の操作表示パネル２６の表示例を図５に示す。
　この場合、冷却室Ｒの温度を検出するための温度計２５を第１リレー２１及び第２リレー２２の固着検知にも利用することができるので、部品点数を減らすことができるという利点が得られる。
　また、制御装置２３は、第１リレー２１または前記第２リレー２２が完全に固着してしまう前の段階、つまり、これらのリレーが劣化した段階で、異常を検知することができる。第１リレー２１が劣化し始めた場合の制御について、図６を参照しながら説明する。なお、第２リレー２２が劣化し始めた場合も同様に制御することができることは言うまでもない。
　図６は、第１リレー２１が劣化し始めたときのタイムチャートである。ｔ５までは、図２に示されるタイムチャートと同じである。時刻ｔ５において、冷却室Ｒの温度がＴ０－ΔＴに達したので、制御装置２３は、第１リレー２１に第１切断信号を送信する（１番上のチャートの「Ｏｆｆ」の表示）。
　このとき、第１リレー２１に劣化が生じていると、第１リレー２１は、ｔ５においてオフとはならず、ｔ５からわずかに遅れて時刻ｔ７においてオフとなる。よって、ｔ５からｔ７までの間、モータ１７には所定の電圧（異常値）が印加され続け、モータ１７は作動し続け（上から３番目のチャートにおける「Ｏｎ」の状態）、その間、冷却室Ｒの温度は低下し続ける（上から４番目のチャート）。
　なお、図６においては、理解しやすくするために、ｔ５とｔ７の間隔が大きく描かれるとともに、ｔ５とｔ７の間で冷却室Ｒの温度が大きく低下するように描かれている。実際は、ｔ５とｔ７の間は短時間（数ｍｓ程度）であり、その間の温度低下はごくわずかである。
　制御装置２３は、第１切断信号が送信されてから、モータ１７に印加される電圧が０（正常値）になる（フォトカプラ２４がモータ１７に電圧が印加されていないことを検出する）までの間に所定値（例えば０ｓ）よりも大きいタイムラグがあると、第１リレー２１の劣化が発生していると判断する。つまり、第１リレー２１が固着気味であると判断する。すると、制御装置２３は、操作表示パネル２６に、第１リレー２１が劣化し始めたことを知らせる劣化報知信号を出力する。
　図７は、劣化報知信号を受信した操作表示パネル２６の表示例である。警報表示部２６２には、第１リレー２１が劣化し始めていること、又は、その疑いがあることを示すメッセージが表示される。なお、劣化報知信号を受信した場合に警報表示部２６２に表示される内容が、図７に示されるものに限られないことは言うまでもない。
　よって、本実施形態に係る冷蔵装置１では、実際に第１リレー２１または第２リレー２２に固着が発生する前の段階で、これらのリレーに劣化が発生していることを検知することができる。したがって、固着が発生する前に予備のリレーを手配しておいたり、劣化したリレーを予備のリレーと交換したりすることができ、冷蔵装置１の稼働に影響が出ることを未然に防止することができる。
　なお、図６に示されるように、時刻ｔ７において、第１リレー２１はオフとなり、モータ１７への電力供給は遮断されるので、それ以降、冷却室Ｒの温度は上昇し始める。そして、時刻ｔ８において冷却室Ｒの温度がＴ０+ΔＴに達したので、第１リレー２１に第１接続信号が送信され、再び圧縮機１５が作動し始める。よって、それ以降、冷却室Ｒの温度は低下し始める。
　上記制御例では、第１切断信号が出力されてからモータ１７に印加される電圧が０（正常値）になるまでの間にタイムラグがあるという状態が１回発生すると、制御装置２３は、劣化報知信号を出力する。しかしながら、制御装置２３が劣化報知信号を出力する条件はこのようなものには限られない。
　例えば、このようなタイムラグが発生する状態が所定回数連続して発生したときに、制御装置２３は劣化報知信号を出力しても良い。この場合、実際には劣化が生じていないのに、何らかの原因で１回タイムラグが発生してしまったという場合に、いずれかのリレーが劣化し始めたと誤認識することを防止できる。つまり、より正確に、第１リレー２１又は第２リレー２２が劣化し始めたことを検知することができる。
　また、第１リレー２１が劣化し始めたことを示す劣化報知信号を出力する条件と、第２リレー２２が劣化し始めたことを示す劣化報知信号を出力する条件は、互いに異なっても良い。
　例えば、第１リレー２１が劣化し始めたことを示す劣化報知信号を出力する条件は、第１切断信号が出力されてからモータ１７に印加される電圧が０になるまでの間にタイムラグが発生する状態が第１閾値回連続して発生した場合とすることができる。この場合、第２リレー２２が劣化し始めたことを示す劣化報知信号を出力する条件は、第２切断信号が出力されてからモータ１７に印加される電圧が０になるまでの間にタイムラグが発生する状態が第２閾値回連続して発生した場合とすることができる。第２閾値は第１閾値よりも大きな値である。
　また、第１リレー２１が劣化し始めたことを示す劣化報知信号を出力する条件は、第１切断信号が出力されてからモータ１７に印加される電圧が０になるまでの間に第１長さ以上の時間が経過した場合とすることができる。この場合、第２リレー２２が劣化し始めたことを示す劣化報知信号を出力する条件は、第２切断信号が出力されてからモータ１７に印加される電圧が０になるまでの間に第２長さ以上の時間が経過した場合とすることができる。第２長さの値は第１長さの値よりも大きな値である。
　このようにすることで、第１リレー２１と第２リレー２２とが、品質が等しく同時に使用開始されたものである場合等に、同時に劣化し始めたと判断されることを避けることができる。
　上記各例の場合、第１リレー２１が先に劣化し始めたと判断される。よって、第１リレー２１のみを交換することで、冷蔵装置１を異常状態から正常状態に復帰させ、冷蔵装置１の運転を継続させることができる。
　また、一方のリレーが劣化し始めたことが検知された後は、他方のリレーに接続信号を送り続けることで、他方のリレーを接続状態に維持しつつ、一方のリレーのみをオンオフさせてもよい。例えば、第１リレー２１が劣化し始めたことが検知された後、つまり、第１リレー２１が劣化し始めたことを示す劣化報知信号が出力された後は、第２リレー２２に第２接続信号を送り続けて第２リレー２２を接続状態に維持しつつ、第１リレー２１のみをオンオフすることによって、モータ１７及び圧縮機１５のオンオフを制御しても良い。
　このような制御により、先に劣化し始めた第１リレー２１を集中的に使用するとともに強制的に第２リレー２２よりも先に固着させることができる。つまり、劣化し始めていない第２リレー２２の寿命を温存することができる。その結果、第１リレー２１が固着しても、第２リレー２２はまだ十分に長い寿命を有しているので、十分な時間的余裕を持って予備リレーの準備及び第１リレー２１の交換を行うことができる。
　逆に、一方のリレーが劣化し始めたことが検知された後は、当該リレーに接続信号を送り続けることで、当該リレーを接続状態に維持しつつ、他方のリレーのみをオンオフさせても良い。例えば、第１リレー２１が劣化し始めたことが検知された後、つまり、第１リレー２１が劣化し始めたことを示す劣化報知信号が出力された後は、第１リレー２１に第１接続信号を送り続けて第１リレー２１を接続状態に維持しつつ、第２リレー２２のみをオンオフすることによって、モータ１７及び圧縮機１５のオンオフを制御しても良い。
　このような制御により、劣化し始めたリレーによるモータ１７及び圧縮機１５のオンオフ、すなわち、劣化し始めた（つまり、固着気味の）リレーによる、時間遅れを伴う制御を避けることができる。よって、より精密に、モータ１７及び圧縮機１５のオンオフを制御することができ、ひいては、より精密に、冷却室Ｒの温度を制御することができる。
　なお、本発明が、先に説明された実施形態には限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や応用が可能であることは言うまでもない。
　例えば、本発明に係る冷却装置は、保冷庫には限られず、メディカルフリーザ、ショーケース、冷凍冷蔵倉庫又は製氷機等であってもよい。また、冷却室Ｒの目標温度は、４℃でなくてもよいし、目標温度からの許容偏差（ΔＴ）は３℃でなくても良い。
　また、第１リレー２１のオンオフと第２リレー２２のオンオフは１回毎に交互に行われなくても良い。例えば、第１リレー２１のオンオフと第２リレー２２のオンオフは所定の複数回毎に交互に行われても良い。つまり、第１切断信号と第２切断信号は、複数回ずつ交互に出力されても良い。要するに、第１切断信号を第１所定回数以下だけ出力することと、第２切断信号を第２所定回数以下だけ出力することとが切り替えて行われれば良い。例えば、第１切断信号が２回以下連続して出力されることと、第２切断信号が２回以下連続して出力されることが切り替えて行われるようにしてもよい。このような場合として、第１切断信号が２回、第２切断信号が１回、第１切断信号が１回、第２切断信号が２回、この順序で出力されるような場合が例示される。なお、第１切断信号と第２切断信号とが交互に出力される場合は、第１所定回数が１回、第２所定回数が１回の場合に該当する。
　また、第１リレー２１のオンオフと第２リレー２２のオンオフは、所定時間（例えば１時間又は１日）毎に交互に行われても良い。また、オンとしている時間の積算値が所定値に達したときに、オンオフするリレーを交代させても良い。
　また、リレーの固着またはリレーが固着し始めたことを報知する方法は、操作表示パネル２６へのメッセージによる表示には限られない。例えば、操作表示パネル２６の中又は外に設置されたランプを点灯又は点滅させることで報知しても良いし、ブザーを鳴らすこと等によって音で報知しても良い。
　また、劣化報知信号等の警報信号は、冷却装置とネットワークを介して接続された外部の端末、例えばメンテナンス業者が使用する端末に送信されても良い。この場合、リレーの固着等をメンテナンス業者が早期に知ることができるので、固着又は劣化し始めたリレーを迅速に交換することができる。
　さらに、本発明に係る冷却装置は、単元冷媒回路を２つ有していてもよい。この場合、各冷媒回路の能力を多少小さなものとしても、両冷媒回路を作動させることにより極低温を得ることができる。また、一方の冷媒回路に不具合が生じても、他方の冷媒回路を作動させることによって、必要最低限の冷凍能力を確保することができる。
　また、本発明に係る冷却装置は、二元冷媒回路を備えていてもよい。二元冷媒回路とは、互いに沸点が異なる２種類の冷媒を、それぞれ独立した冷媒回路で循環させるとともに、これら２種類の冷媒をカスケード熱交換器を介して熱交換することによって、極低温を得る冷媒回路である。このような二元冷媒回路を備えることで、本発明に係る冷却装置は、より確実に、極低温を得ることができる。
　単元冷媒回路の場合も二元冷媒回路の場合も、蒸発器に向かう冷媒と蒸発器を出た冷媒との間で熱交換が行われ、複数種の冷媒のうち沸点が高いものから順に段階的に凝縮されてもよいことは勿論である。
　２０１８年３月１４日出願の特願２０１８－０４６３１１の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明は、圧縮機をオンオフ制御する冷却装置として好適に利用される。
　１　冷蔵装置
　１１　断熱箱体
　１２　扉
　１３　筐体
　１４　冷媒回路
　１５　圧縮機
　１６　蒸発器
　１７　モータ
　１８　プラグ
　２１　第１リレー
　２２　第２リレー
　２３　制御装置
　２４　フォトカプラ
　２５　温度計
　２６　操作表示パネル
　２６１　温度表示部
　２６２　警報表示部　
　Ｒ　冷却室
　Ｍ　機械室

Claims (11)

  1. 　冷却室を冷却する冷媒回路を構成する圧縮機を駆動するモータと、
    　前記モータへ電力供給する電気回路上に直列に配置された第１リレー及び第２リレーと、
    　を備える、冷却装置。
  2. 　前記第１リレーを切断状態にする第１切断信号を第１所定回数以下だけ出力することと、前記第２リレーを切断状態にする第２切断信号を第２所定回数以下だけ出力することとを切り替えて行う制御装置をさらに備える、
    　請求項１に記載の冷却装置。
  3. 　前記制御装置は、
    　前記第１切断信号と、前記第２切断信号とを、交互に出力する、
    　請求項２に記載の冷却装置。
  4. 　前記冷却装置の状態を示す値を検出するセンサをさらに備え、
    　前記制御装置は、前記第１切断信号または前記第２切断信号が出力された後に、前記センサの検出値が異常であった場合、警報信号を出力する、
    　請求項２又は３に記載の冷却装置。
  5. 　前記センサは、前記モータへの電圧の印加を検出するフォトカプラ、前記モータに印加される電圧を検出する電圧計、または、前記モータに供給される電流を検出する電流計である、
    　請求項４に記載の冷却装置。
  6. 　前記第１切断信号または前記第２切断信号が出力されてから所定時間経過するまでの間、前記検出値が異常であり、且つ、前記第１切断信号または前記第２切断信号が出力されてから前記所定時間経過した後、前記検出値が正常であるという状態が発生したとき、前記制御装置は、前記警報信号として、前記第１リレーまたは前記第２リレーが劣化し始めたことを知らせる劣化報知信号を出力する、
    　請求項５に記載の冷却装置。
  7. 　前記第１リレーまたは前記第２リレーに関して、前記状態が所定回数連続して発生したとき、前記制御装置は、前記劣化報知信号を出力する、
    　請求項６に記載の冷却装置。
  8. 　前記第１リレーが劣化し始めたことを知らせる前記劣化報知信号を出力する条件と、前記第２リレーが劣化し始めたことを知らせる前記劣化報知信号を出力する条件とは、互いに異なる、
    　請求項６または７に記載の冷却装置。
  9. 　前記制御装置は、前記第１リレーが劣化し始めたことを知らせる前記劣化報知信号が出力された後、前記第２切断信号を出力せず、前記第２リレーが劣化し始めたことを知らせる前記劣化報知信号が出力された後、前記第１切断信号を出力しない、
    　請求項６から８の何れかに記載の冷却装置。
  10. 　前記センサは、
    　前記冷却室の温度を検出する温度センサである、
    　請求項４に記載の冷却装置。
  11. 　前記警報信号を受信し、前記冷却装置の状態に異常が発生したことを報知する報知部をさらに備える、
    　請求項４から１０の何れかに記載の冷却装置。
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