JPH07122541B2 - 低温商品貯蔵ケースの温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は洋菓子の陳列貯蔵等、販売商品の冷凍又は冷蔵
貯蔵を行うに好適な低温商品貯蔵ケースの温度制御装置
に関する。

（ロ）従来の技術 一般に、低温商品貯蔵ケースにおいては、ケース内の温
度を所定温度に保つため、温度コントロール用センサが
設けられている。従来、この温度コントロール用センサ
が異常となった場合、警報用LEDを点灯したデイスプレ
イに表示するに過ぎず、それ以上の異常対策は採られて
いなかった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 このため、上記従来装置においては、温度コントロール
用のセンサが異常となるとケース内の冷却運転が停止
し、ケース内の商品に重大な影響を及ぼすなどの問題が
あった。しかも、温度センサの寿命は他の商品と比べて
それほど長いものではないため、このような問題が度々
発生する不具合があった。

そこで、本発明は、温度コントロール用センサが異常と
なってもケース内の温度制御が正常に行われる信頼性の
高い低温商品貯蔵ケースの温度制御装置即ちフェールセ
ーフを提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、商品を低温貯蔵するケース内の温度をそのケ
ース内に配置される温度コントロール用センサからの検
出信号に基づき温度制御する低温商品貯蔵ケースの温度
制御装置において、前記ケース内の冷気吹出部と吸込部
の２個所に夫々温度コントロール用センサを配置する一
方、正常時にはそれら２個の温度コントロール用センサ
出力の平均値に基づき温度制御する手段と、前記２個の
温度コントロール用センサの異常を判断する手段と、そ
の判断結果に基づき、前記２個の温度コントロール用セ
ンサのどちらか一方が異常となったとき、正常な温度コ
ントロール用センサ出力のみに基づき温度制御する手段
と、前記２個の温度コントロール用センサの双方が異常
となったとき、デフロスト復帰センサの出力に基づき温
度制御する手段と、前記２個の温度コントロール用セン
サの双方が異常で且つデフロスト復帰センサも異常にな
ったとき、タイマに基づく或る時間幅で冷却装置を構成
する冷媒圧縮機の運転・停止を繰り返し行なうデューテ
ィ制御にて温度制御する手段とを備えるようにしたもの
である。

（ホ）作用 上記手段によれば、低温商品貯蔵ケース内の温度コント
ロール用センサの一方が異常となっても、低温商品貯蔵
ケースは他方の温度コントロール用センサにて正常に運
転が継続されて、ケース内は所定温度に保たれると共
に、センサ異常は表示されることから、貯蔵商品に一切
影響を与えることなく、異常センサの交換を行って低温
商品貯蔵ケース元の状態に戻すことができ、しかも２個
の温度コントロール用センサが共に異常となった場合で
も、デフロスト復帰センサにてケース内は所定温度に保
たれると共に、更にデフロスト復帰センサまでも異常と
なった場合でも、異常センサの交換迄の間、デューティ
サイクルにて正常時に近い形の温度制御が行える。

（ヘ）実施例 第１図に本発明の一実施例による低温商品貯蔵ケース
（以下低温ケースという）１の側断面図、第２図にその
低温ケース１の外観斜視図、第３図にその冷却装置の斜
視図を示す。

これらの図において、低温ケース１は生菓子等の商品を
冷却保存するのに適したクローズタイプのもので、その
本体は、貯蔵室２と、この貯蔵室２の真下に位置する冷
却室３と、この冷却室３の真下に位置する機械室４とよ
り構成されている。前記貯蔵室２は前面から上面にわた
って配置された湾曲透明板５と、背面に配置された枠６
内を左右方向引違式に摺動する複数枚の透明扉７と、左
右両側面に夫々配置された透明側板８とから構成され、
内部に仕切板兼用の着脱自在な底板９、棚10及び蛍光灯
11が設けられている。前記底板９は前記貯蔵、冷却両室
2,3を上下に仕切るもので、その後縁に沿って吹出口1
2、前縁に沿って吸入口13が形成され、この吹出、吸入
両口12,13を通して前記貯蔵、冷却両室2,3が連通する構
成となっている。前記冷却室３は前記貯蔵室２を載置支
持する上面を開口した断熱壁14にて構成され、また前記
機械室４は前記断熱壁14の下方に形成されている。前記
断熱壁14は底壁に排水口15を有するもので、金属製の台
脚16と共に基台17を構成する。

20,21は前記冷却室３に配置された第1,第２蒸発器で、
第１蒸発器20が内側、第２蒸発器が外側に位置するよう
露受板兼用の仕切板22を介して上下に重なり前記排水口
15方向に低く傾斜して配置されている。この第1,第２蒸
発器20,21は等間隔に並設された多数枚の板状フィン23
と、左右両管板24と、このフィン及び両管板に直交する
多数本の冷媒管25とからなるプレートフィン形をなすも
のである。前記各フィン23には表面の水分持続力を高め
る撥水性塗料が被膜（Ｈ）として塗布されている。前記
仕切板22はその一端を前記第1,第２蒸発器20,21の空気
入口面よりも前方、即ち後述する送風ファン方向に延ば
した延出部26を形成している。この延出部26には第１蒸
発器20からの露を溜める段落部27と、この段落部27の露
を下方に滴下させる複数の小さな排水穴28が形成されて
いる。この排水穴28は後述する送風ファンの風圧の弱い
部分に形成されることが好ましい。

30,31は常時運転され、前記第1,第２蒸発器20,21を通過
する冷気を第１図矢印の如く冷却室３−吹出口12−貯蔵
室２−吸入口13−冷却室３と強制循環させる対をなす第
1,第２送風ファンで、中央に中仕切板32を備えた箱形の
ファンケース33に双方が取り付けられている。この第1,
第２送風ファン30,31は低温ケース１の長さ、換言すれ
ば第1,第２蒸発器20,21の長さが長くなれば個数が増
し、例えば、第３図に示す如く第1,第２蒸発器20,21の
長さが６尺用のものであれば２対使用される。34は後縁
が前記第１蒸発器20の上面前縁及び第1,第２蒸発器20,2
1の左右両管板24の前縁に重なるように配置され、ビス
等の止め具でもって前記両管板24に止着されるダクト
で、この止着に伴い第1,第２蒸発器20,21の空気入口面
及び仕切板22の延出部26がこのダクト34に覆われ、一方
このダクト内は前記延出部26によって内外即ち上下に仕
切られ第１蒸発器20に相対する第１風路35と、第２蒸発
器21に相対する風路36とに分けられる。このダクト34は
前記第1,第２送風ファン30,31から対応する蒸発器20,21
に向けて送られる冷気が両蒸発器20,21の全幅にわたっ
て拡散されるようにするためのものであり、その前面上
半部の適所には第３図に示す如く第１風路35に相対する
第１開口37が、また前面下半部の適所には第２送風路36
に相対する第２開口38が夫々形成されている。39は前記
ファンケース33をダクト34に上下方向回動自在に取り付
けるヒンジ等の回動具で、この回動具の取り付けに伴い
第１送風ファン30は第１開口37、第１風路35及び第１蒸
発器20により形成される内側ルートに対応し、また第２
送風ファン31は第２開口38、第２風路36及び第２蒸発器
31により形成される外側ルートに対応することになり、
夫々対応する蒸発器20,21に対して貯蔵室２からの帰還
冷気を送る。前記ファンケース33は開放されたときには
第３図左側に示すように前記ダクト34の上面に載置され
ることになり、この状態で第１開口37又は第２開口38を
介して前記延出部26上面の掃除又は断熱壁14の底壁上面
の掃除が行われる一方で、時として第1,第２送風ファン
30,31の保守点検が行われる。なお、ファンケース33を
開放するときには、底板９が取り除かれている。

第４図は冷却装置の冷媒回路を示し、前記第1,第２蒸発
器20,21は相互に並列接続される一方で対応する第1,第
２膨張弁40,41、第1,第２電磁弁42,43と直列接続されて
いる。44は冷媒圧縮機、45は凝縮機、46は受液器、47は
乾燥器であり、前記第1,第２蒸発器20,21、第1,第２膨
張弁40,41、第1,第２電磁弁42,43と共に冷却サイクルを
形成する。なお前記冷媒圧縮機44及び凝縮器45は前記機
械室４に配置される。

第５図は制御装置を示し、低温ケース１の運転制御を実
行するに必要なコントロール基板50、表示基板60、電源
リレー基板70等を備えてなる。

そのコントロール基板50上にはタイマ51Aを有し、各種
演算処理を実行するマイコン51、信号変換を行うA/Dコ
ンバータ52、温度、時間、ディファレンシャル（後述）
等の各種設定を行う設定器53、センサ出力を増幅するオ
ペアンプ54等が設けられ、そのオペアンプ54には温度コ
ントロール用Ａセンサ（以下、温度Ａセンサという）5
5、温度コントロール用Ｂセンサ（以下、温調Ｂセンサ
という）56、デフロスト復帰Ａセンサ57、デフロスト復
帰Ｂセンサ58、フィルターセンサ59等の各種センサが接
続されている。その温調Ａセンサ55は第１図の冷気吹出
口12付近に、温調Ｂセンサ56は冷気吸入口13付近に設置
されている。また、デフロスト復帰Ａセンサ57は第１蒸
発器20に、デフロスト復帰Ｂセンサ58は第２蒸発器21に
設置されている。フィルタセンサ59は凝縮器45のフィル
タに設けられ、フィルタが目詰まりのときに即ち凝縮器
45の温度が異常に上昇したときに警報を出す手段として
使用される。

表示基板60上には、各種指令をマイコン51に入力するス
イッチ部61、マイコン51からの指示に基づき各種状態の
表示を行う表示部62が設けられている。

電源リレー基板70上には、マイコン51からの指令に基づ
き低温ケース１内のコンプレッサ44、第1,第２電磁弁4
2,43、蛍光灯11、A,BヒータH₁,H₂等をON、OFFするリレ
ー部71、コントロール基板50、表示基板60に必要な電源
を供給する電源部72等が形成されている。更に、その電
源部72はトランスを介してAC100Vのコンセントに接続さ
れている。

次に、以上のように構成される低温ケース１の運転制御
を更に第６図〜第８図に示すフローチャート、タイムチ
ャートを参照して説明する。

オペアンプ54を介して得られる各種センサ55〜59の出力
と、設定器53に設定された各種データは、A/Dコンバー
タ52でHEXデータに変換されてマイコン51に入力され
る。マイコン51はこれらのデータを必要に応じて適宜読
み込み、冷却、デフロスト、警報、表示等の制御を行
う。

ここで、設定器53に設定された温調設定値をｍ〔℃〕、
その設定値からの上下限制御幅を示すディファレンシャ
ル設定値をｎ〔℃〕、サイクル時間設定値をｔ〔ｈ〕に
夫々設定し、温調Ａセンサ55からの温度入力をａ
〔℃〕、温調Ｂセンサ56からの温度入力をｂ〔℃〕、デ
フロスト復帰Ａセンサ57からの温度入力ｄ〔℃〕デフロ
ス復帰Ｂセンサ58からの温度入力ｅ〔℃〕とした場合の
動作について述べる。

先ず、マイコン51は、第６図に示すように各種センサか
らの入力データを読み込んで、センサ異常を判断する。
この結果、温調Ａセンサ、温調Ｂセンサが共に正常と判
断された場合は（100,101）、温調データａとｂの平均
値（ａ＋ｂ）/2を算出し（103）、このデータに基づき
温度制御する。

低温ケース１内には第1,第２の２つの蒸発器20,21があ
るので、マイコン51は、設定器53に設定されたサイクル
時間〔ｈ〕を１モードサイクルとして、第７図に示すよ
うに、第１蒸発器20を冷却運転としたら第２蒸発器21は
デフロスト運転とする（Ａモード）。また、次のサイク
ルは蒸発器20をデフロスト運転、蒸発器21を冷却運転と
する（Ｂモード）。このように、ＡモードとＢモードを
交互に繰り返し運転制御を行う。

このため、マイコン51はＡモードでは、電磁弁42をON、
電磁弁43をOFFとする指令をリレー部71に出力する。ま
た、マイコン51は前記温調データ平均値（ａ＋ｂ）/2が
ｍ＋n/2とｍ−n/2の間にあるか否かを監視し、設定値ｍ
を中心とする上下限（±n/2）範囲内に収まるように、
冷媒圧縮機44をON、OFFする指令をリレー部71に出力す
る。この結果、温調データ平均値（ａ＋ｂ）/2は、第８
図に示すように、冷媒圧縮機44のON、OFFに伴い、上下
動する。この時温調データb,aは平均値（ａ＋ｂ）/2に
対して±ｎの差を持って同期変動し、デフロスト復帰セ
ンサ出力d,eは−ｙの差をもって同様に変動する。

このＡモードが終了30分前に達すると、マイコン51はリ
レー部71に指令を出して、蒸発機20,21付近に設けられ
たヒータH₁,H₂をONする。次いで、デフロスト復帰セン
サ出力ｄ又はｅを監視し、これが復帰温度５〔℃〕以上
となったときそのヒータをOFFする。次いでサイクル時
間を調べ、Ｔ〔ｈ〕経過したとき、ＡモードからＢモー
ドに切り換える。

このモード切り換え時において、第７図の＊印に示すよ
うに、一方の蒸発器において、ヒータをONして30分経過
してもデフロスト復帰センサ出力が復帰温度に達しない
場合、30分経過時点で他方の蒸発器側は冷却運転からデ
フロスト運転に切り換えるが、前記一方の蒸発器側はデ
フロスト復帰センサ出力が復帰温度に達するまで冷却運
転に切り換えない。

このように、２個の温調センサ55,56が共に正常なとき
は、それらのセンサ出力平均値（ａ＋ｂ）/2が所定範囲
に収まるように冷媒圧縮機44をON、OFFする。この間、
２個の蒸発機は、一方のみを冷却運転とすることによ
り、他方は送風のみによるデフロスト運転となり、蒸発
機より取り去られた水分は貯蔵室２に運ばれ、内部に湿
り気を与えて商品の乾燥を防ぐ。また、２個の蒸発器は
冷却運転時には常に霜のない状態で運転に入ることがで
き、冷却運転が効率良く行われる。

この間の温調センサ55,56のいずれか一方が以上となっ
たときは、正常な温調センサのみで温調を行う。つまり
第６図に示すように、温調Ａセンサが正常（100）、温
調Ｂセンサが異常（101）の時は温調Ａセンサのみの入
力データで（103）、温調Ｂセンサが正常（104）の時
は、温調Ｂセンサのみの入力データで（105）温調を行
う。温調Ａセンサのみで温調する場合、正常時の庫内温
度より温度差ｈ分だけ高くなり、温調Ｂセンサのみで温
調する場合、温度差ｈ分だけ低くなる。しかし、この温
度差ｈは、それほど大きいものではないので無視して
も、ほぼ正常時に近い庫内温度を保つことができる。

次に、温調センサA,B両方共異常となったときの対応
は、冷却運転中の蒸発器側のデフロスト復帰センサで温
調を行う（106）。この場合の温度差ｙはかなり大きい
ので考慮しないと庫内温度がｙ〔℃〕高くなり、センサ
正常時とだいぶ食い違ってしまう。よって、温度差ｙを
考慮し、デフロスト復帰センサの温度入力ｄまたはｅ＋
ｙがｍ＋n/2になったらコンプレッサをONし、ｍ−n/2に
なったらコンプレッサをOFFする。つまり、このときマ
イコン51は先ず運転モードがＡモードにあるか否かを判
断し（107）、Ａモードにあれば、デフロスト復帰Ａセ
ンサ出力ｄにｙを加えた値（ｄ＋ｙ）を採用する（10
8）。一方、ｂモードのときは、デフロスト復帰センサ
出力ｅにｙを加えた値（ｅ＋ｙ）を採用して（109）、
このデータに基づき温度制御を行う。このような運転制
御を行うことによって、庫内温度を一定に保つことが可
能となる。

一方、このような運転制御中における表示部62への表示
は、センサ正常時はケース内温度として（ａ＋ｂ）/2を
表示する。また、温調55,56のいずれか一方が異常とな
ったときは、センサ異常を表示すると共に、正常側の温
調センサで読んだ温度表示を行う。

又、前記デフロスト復帰センサＡ及びＢが共に及び又は
個々に異常であるとマイコン51が判断した（110）（11
1）した場合には、センサを使用した温度制御ができな
くなる関係上、デューティ制御（112）が行われる。こ
のデューティ制御はマイコン51に内蔵されたタイマ51A
で設定されたデューティオン時間にリレー部71をONさせ
て冷媒圧縮機44を運転、デューティオフ時間にリレー部
71をOFFさせて冷媒圧縮機44を停止して温度制御を行
う。このデューティ制御はデューティオン時間とデュー
ティオフ時間とで１周期となっており、デューティオン
時間＞デューティオフ時間の関係があり、夫々の時間は
予め冷却装置の冷却能力と予め設定された外気（店内空
気）温度との関係で決められ、温調Ａセンサ及び温調Ｂ
センサの正常時に近い形の温度制御が行える。

下表は以上の動作を表にまとめたものである。

なお、以上に説明した実施例では、蒸発器を２個備えた
例について示したが、蒸発器の数はこれに限らない。

また、温度センサ、デフロスト復帰センサの設定数及び
デューティオン及びオフ時間も任意に取り得ることは言
うまでもない。

（ト）発明の効果 上述した本発明では、低温商品貯蔵ケース内の温度コン
トロール用センサの一方が異常となっても、低温商品貯
蔵ケースは他方の温度コントロール用センサにて正常に
運転が継続されて、ケース内は所定温度に保たれると共
に、センサ異常は表示されることから、貯蔵商品に一切
影響を与えることなく、異常センサの交換を行って低温
商品貯蔵ケースを元の状態に戻すことができ、しかも２
個の温度コントロール用センサが共に異常となった場合
でも、デフロスト復帰センサにてケース内は所定温度に
保たれると共に、更にデフロスト復帰センサまでも異常
となった場合でも、異常センサの交換迄の間、デューテ
ィサイクルにて正常時に近い形の温度制御が行えるとい
った効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による低温商品貯蔵ケースの
側（Ａ−Ａ）断面図、第２図はその外観斜視図、第３図
はその冷却装置の斜視図、第４図はその冷却装置の冷媒
回路図、第５図はその制御装置の構成図、第６図は第５
図のマイコンでの処理フロー図、第７図は２つの蒸発器
の運転モードとデフロスト復帰温度との関係図、第８図
は温調時の各センサ出力のタイムチャートである。 20,21……蒸発器、42,43……電磁弁、44……冷媒圧縮
機、50……コントロール基板、51……マイコン、51A…
…タイマ、55〜58……センサ、62……表示部、71……リ
レー部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商品を低温貯蔵するケース内の温度をその
   ケース内に配置される温度コントロール用センサからの
   検出信号に基づき温度制御する低温商品貯蔵ケースの温
   度制御装置において、前記ケース内の冷気吹出部と吸込
   部の２個所に夫々温度コントロール用センサを配置する
   一方、正常時にはそれら２個の温度コントロール用セン
   サ出力の平均値に基づき温度制御する手段と、前記２個
   の温度コントロール用センサの異常を判断する手段と、
   その判断結果に基づき、前記２個の温度コントロール用
   センサのどちらか一方が異常となったとき、正常な温度
   コントロール用センサ出力のみに基づき温度制御する手
   段と、前記２個の温度コントロール用センサの双方が異
   常となったとき、デフロスト復帰センサの出力に基づき
   温度制御する手段と、前記２個の温度コントロール用セ
   ンサの双方が異常で且つデフロスト復帰センサも異常に
   なったとき、タイマに基づく或る時間幅で冷却装置を構
   成する冷媒圧縮機の運転・停止を繰り返し行なうデュー
   ティ制御にて温度制御する手段とを備えることを特徴と
   する低温商品貯蔵ケースの温度制御装置。