知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 三菱電機株式会社の特許一覧 ▶ 三菱電機冷熱応用システム株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-06
(45)【発行日】2022-10-17
(54)【発明の名称】ショーケース
(51)【国際特許分類】
F25D 11/00 20060101AFI20221007BHJP
F25D 19/00 20060101ALI20221007BHJP
A47F 3/04 20060101ALI20221007BHJP
【ＦＩ】
F25D11/00 101E
F25D19/00 530D
F25D19/00 510Z
F25D19/00 550C
A47F3/04 H
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021562424
(86)(22)【出願日】2019-12-06
(86)【国際出願番号】 JP2019047869
(87)【国際公開番号】W WO2021111624
(87)【国際公開日】2021-06-10
【審査請求日】2021-12-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】510146137
【氏名又は名称】三菱電機冷熱応用システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001461
【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】杉本 猛
(72)【発明者】
【氏名】大林 誠善
(72)【発明者】
【氏名】実川 賢一
(72)【発明者】
【氏名】保坂 貴司
(72)【発明者】
【氏名】保坂 恵子
【審査官】森山 拓哉
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－１０７８２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／２２４８７０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／１５１１７８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００８－１３８９１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－７４５０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平８－３２７１９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２５Ｄ １１／００
Ｆ２５Ｄ １９／００
Ａ４７Ｆ ３／０４
Ｆ２５Ｂ ４９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、冷媒が循環する冷媒回路と、前記凝縮器に空気を供給する送風機と、
前記圧縮機の前記冷媒の吐出側に設けられ、前記冷媒の吐出圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサによって検出される前記吐出圧力が予め決められた第１閾値以上になると、前記圧縮機を停止する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記送風機によって前記凝縮器に供給される風量が、前記冷媒が燃焼を起こす最低濃度である燃焼下限界よりも、空気中の前記冷媒の濃度を小さくする風量である最低風量に対応する第２閾値と前記第１閾値との大きさを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記第２閾値が前記第１閾値以上と判定され、前記吐出圧力が前記第１閾値に到達すると、前記圧縮機を停止する圧縮機制御手段と、を有する、
ショーケース。
【請求項2】
前記判定手段は、前記蒸発器から漏れる前記冷媒の濃度を前記燃焼下限界よりも小さくする第１風量と、前記凝縮器から漏れる前記冷媒の濃度を前記燃焼下限界よりも小さくする第２風量とのうち、いずれか大きい方の風量を前記最低風量に決定する、
請求項１に記載のショーケース。
【請求項3】
前記制御装置は、前記判定手段によって前記第２閾値が前記第１閾値未満と判定され、前記吐出圧力が前記第２閾値に到達すると、警報を出力する発報手段をさらに有する、
請求項１または２に記載のショーケース。
【請求項4】
前記制御装置は、前記送風機の回転数が目標回転数に一致するように、速度制御用電圧を変えて前記送風機に供給する電圧を制御する送風機制御手段をさらに有し、
前記判定手段は、
前記第２閾値が前記第１閾値未満である場合、前記速度制御用電圧と、前記送風機の風量が前記最低風量と一致するときの前記送風機の負荷トルクに対応する電圧閾値とを比較し、前記速度制御用電圧が前記電圧閾値以上になると、前記発報手段に警報を出力させる、
請求項３に記載のショーケース。
【請求項5】
複数の板によって形成された貯蔵室をさらに有し、前記制御装置は、
前記送風機の回転数が目標回転数に一致するように、速度制御用電圧を変えて前記送風機に供給する電圧を制御する送風機制御手段をさらに有し、
前記圧縮機制御手段は、前記貯蔵室の温度が設定温度に到達すると、前記圧縮機を停止し、
前記送風機制御手段は、前記圧縮機の停止に伴って前記送風機を停止した後、前記送風機を再起動し、
前記判定手段は、前記送風機が再起動した後、前記回転数が前記最低風量に対応する回転数閾値以下である場合、前記発報手段に警報を出力させる、
請求項３または４に記載のショーケース。
【請求項6】
貯蔵物が置かれる棚に設けられた加熱ヒータをさらに有し、前記制御装置は、
前記送風機の回転数が目標回転数に一致するように、速度制御用電圧を変えて前記送風機に供給する電圧を制御する送風機制御手段をさらに有し、
前記圧縮機制御手段は、前記加熱ヒータの動作開始時に前記圧縮機を停止し、
前記送風機制御手段は、前記圧縮機の停止に伴って前記送風機を停止した後、前記送風機を再起動し、
前記判定手段は、前記送風機が再起動した後、前記回転数が前記最低風量に対応する回転数閾値以下である場合、前記発報手段に警報を出力させる、
請求項３～５のいずれか１項に記載のショーケース。
【請求項7】
前記送風機の吸気口が、前記蒸発器によって冷却された空気の流出方向と同じ向きに設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載のショーケース。
【請求項8】
前記送風機の吸気口、前記凝縮器および前記送風機の順に配置されている、請求項１～７のいずれか１項に記載のショーケース。
【請求項9】
圧縮機、凝縮器、絞り装置および蒸発器が配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
前記凝縮器に空気を供給する送風機と、
前記圧縮機の前記冷媒の吐出側に設けられ、前記冷媒の吐出圧力を検出する圧力センサと、
前記送風機および前記圧縮機を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記送風機によって前記凝縮器に供給される風量について、前記冷媒が燃焼を起こす最低濃度である燃焼下限界よりも空気中の前記冷媒の濃度を小さくする風量である最低風量を確保できなくなる前に、前記圧力センサによって検出される前記吐出圧力が予め決められた閾値以上になると、前記圧縮機を停止する、
ショーケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、店舗に設置されるショーケースに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、スーパーマーケットおよびコンビニエンスストア等の店舗には、冷蔵品または冷凍品を貯蔵するショーケースが設置されている。圧縮機および熱源側熱交換器を含むコンデンシングユニットである１台の熱源機と、それぞれが流量制御装置および室内側熱交換器を有する複数のショーケースとが冷媒配管を介して接続された冷凍システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平４－２９７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
冷凍装置においては、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さい冷媒を使用する必要がある。地球温暖化係数が１５００以下の冷媒として、例えば、プロパンがある。プロパンは、地球温暖化係数が３．３であり、規定の条件を満たすが、可燃性冷媒である。特許文献１の冷凍装置は、複数の室内機を有する構成であるため、可燃性冷媒を用いる場合、冷媒の封入量が数十ｋｇになる。可燃性冷媒の封入量が多いほど、冷媒が漏れたとき燃焼に至る可能性が高くなる。空気中の冷媒濃度が燃焼濃度に至ることを防止することが求められている。
【0005】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、空気中の冷媒濃度が燃焼濃度に至ることを防止するショーケースを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明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、冷媒が循環する冷媒回路と、前記凝縮器に空気を供給する送風機と、前記圧縮機の前記冷媒の吐出側に設けられ、前記冷媒の吐出圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサによって検出される前記吐出圧力が予め決められた第１閾値以上になると、前記圧縮機を停止する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記送風機によって前記凝縮器に供給される風量が、前記冷媒が燃焼を起こす最低濃度である燃焼下限界よりも、空気中の前記冷媒の濃度を小さくする風量である最低風量に対応する第２閾値と前記第１閾値との大きさを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記第２閾値が前記第１閾値以上と判定され、前記吐出圧力が前記第１閾値に到達すると、前記圧縮機を停止する圧縮機制御手段と、を有するものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、凝縮器の目詰まりなどに起因して、凝縮器に供給される風量が冷媒の濃度を燃焼下限界よりも小さくする最低風量に低下するまでに、圧縮機が停止する。そのため、圧縮機が吐出圧力の異常によって停止するまで、冷媒回路から冷媒が漏れても、冷媒の濃度が燃焼下限界よりも小さくなるように冷媒を拡散できる風量が確保される。その結果、空気中の冷媒濃度が燃焼濃度に至ることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１に係るショーケースの一構成例を示す模式図である。
【図16】実施の形態２に係るショーケースにおいて、第１送風機の回転数の時系列変化を示す図である。
【図17】実施の形態３に係るショーケースの一構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態１．
本実施の形態１のショーケースの構成を説明する。図１は、実施の形態１に係るショーケースの一構成例を示す模式図である。図２は、図１に示した機械室を上から見たときの一例を示す模式図である。図１において、方向の説明の便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の座標軸を示す。図１に示すショーケース１は冷凍装置内蔵型のショーケースである。図１において、Ｘ軸矢印の反対方向をショーケース１の正面側とし、Ｘ軸矢印方向をショーケース１の背面側とする。図１において、Ｙ軸矢印方向をショーケース１の左側とし、Ｙ軸矢印の反対方向をショーケース１の右側とし、Ｚ軸矢印方向をショーケース１の上面側とする。
本実施の形態１のショーケースの構成を説明する。図１は、実施の形態１に係るショーケースの一構成例を示す模式図である。図２は、図１に示した機械室を上から見たときの一例を示す模式図である。図１において、方向の説明の便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の座標軸を示す。図１に示すショーケース１は冷凍装置内蔵型のショーケースである。図１において、Ｘ軸矢印の反対方向をショーケース１の正面側とし、Ｘ軸矢印方向をショーケース１の背面側とする。図１において、Ｙ軸矢印方向をショーケース１の左側とし、Ｙ軸矢印の反対方向をショーケース１の右側とし、Ｚ軸矢印方向をショーケース１の上面側とする。
【0010】
図１に示すように、ショーケース１は、縦型オープンショーケースである。ショーケース１は、正面側が開口した筐体４０を有する。筐体４０は、前面側の断熱壁８ａと、上面側の断熱壁８ｂと、背面側の断熱壁８ｃと、側板４１ａおよび４１ｂ（図２参照）とを有する。
【0011】
筐体４０の内部は、貯蔵物である商品が置かれる貯蔵室１１と、貯蔵室１１に供給する冷熱を生成する機械室２０と、冷熱の風路の役目を果たすダクト１０とに区分けされている。ダクト１０は、上部ダクト１０ａと、内層ダクト１０ｂと、底部ダクト１０ｃとを有する。内層ダクト１０ｂは、床面から垂直方向（Ｚ軸矢印方向）に伸びている。上部ダクト１０ａは、床面に平行な方向（Ｘ軸矢印方向）に伸びている。
【0012】
貯蔵室１１と上部ダクト１０ａとの間に、上部仕切板９ａが設けられている。貯蔵室１１と内層ダクト１０ｂとの間に、内層仕切板９ｂが設けられている。貯蔵室１１と底部ダクト１０ｃとの間に、底部仕切板９ｃが設けられている。底部ダクト１０ｃと機械室２０との間に、仕切板１９が設けられている。
【0013】
貯蔵室１１は、正面側に開口部１６を有し、上部仕切板９ａと、内層仕切板９ｂと、底部仕切板９ｃと、側板４１ａおよび４１ｂとによって形成される空間である。内層仕切板９ｂには、内層ダクト１０ｂから貯蔵室１１に空気が流れ込めるように複数の孔４３が設けられている。
【0014】
貯蔵室１１には、商品が陳列される４段の棚１２ａ～１２ｂが設けられている。棚１２ａは最上段の棚であり、棚１２ｂは上から２段目の棚であり、棚１２ｃは上から３段目の棚であり、棚１２ｄは最下段の棚である。上部仕切板９ａの下面には、棚１２ａに置かれる商品を照明する蛍光灯１３ａと、貯蔵室１１内の空気の温度を検出する温度センサ４２とが取り付けられている。棚１２ａの下面には、棚１２ａに置かれる商品を加熱する加熱ヒータ２８ａと、棚１２ｂに置かれる商品を照明する蛍光灯１３ｂとが取り付けられている。温度センサ４２の位置は図１に示す位置に限らない。温度センサ４２の数は、１つに限らず、複数であってもよい。
【0015】
棚１２ｂの下面には、棚１２ｂに置かれる商品を加熱する加熱ヒータ２８ｂと、棚１２ｃに置かれる商品を照明する蛍光灯１３ｃとが取り付けられている。棚１２ｃの下面には、棚１２ｃに置かれる商品を加熱する加熱ヒータ２８ｃと、棚１２ｄに置かれる商品を照明する蛍光灯１３ｄとが取り付けられている。棚１２ｄの下面には、棚１２ｄに置かれる商品を加熱する加熱ヒータ２８ｄが取り付けられている。
【0016】
貯蔵室１１の開口部１６の上縁に、上部ダクト１０ａの吹出口１７が形成されている。また、貯蔵室１１の開口部１６の下縁に、底部ダクト１０ｃの吸込口１８が形成されている。内層ダクト１０ｂ内に、蒸発器５が設けられている。蒸発器５は、冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器である。蒸発器５には、除霜用のヒータ（図示せず）が設けられている。本実施の形態１において、蒸発器５は直方体形状であり、図１に示すように、蒸発器５は長手方向が内層ダクト１０ｂと平行になるように配置されている。底部ダクト１０ｃには、第２送風機１５が設けられている。第２送風機１５は、吸込口１８から空気を吸い込んで蒸発器５に送り出す。
【0017】
底部ダクト１０ｃには、蒸発器５において生じる除霜水などのドレン水を受けるドレンパン２１が仕切板１９の上に設置されている。ドレンパン２１の底部には、排水口２１ａが設けられている。排水口２１ａは、仕切板１９に設けられた開口を介して、機械室２０に貫通している。排水口２１ａは、ドレン水を機械室２０に落下させる役目を果たす。
【0018】
機械室２０には、圧縮機２と、凝縮器３と、絞り装置４と、第１送風機６と、制御装置７と、ドレン水蒸発装置２２とが設置されている。凝縮器３は、冷媒と空気とを熱交換させる熱交換器である。絞り装置４は、冷媒を減圧して膨張させる。絞り装置４は、例えば、電子膨張弁である。第１送風機６は、外気を吸い込んで凝縮器３に供給する。第１送風機６および第２送風機１５は、例えば、ブラシ構造を備えておらず、内部に接点構造を備えていないＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）ブラシレスモータ（図示せず）を有する。
【0019】
圧縮機２、凝縮器３、絞り装置４および蒸発器５が冷媒配管１４で接続され、冷媒が循環する冷媒回路６０が構成される。圧縮機２の冷媒吐出口側の冷媒配管１４に圧力センサ３０が設けられている。圧力センサ３０は、圧縮機２から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力Ｐｃを検出する。圧縮機２、絞り装置４、第１送風機６、第２送風機１５、圧力センサ３０および温度センサ４２は、図に示さない信号線を介して制御装置７と接続される。
【0020】
続いて、図１に示した凝縮器３および第１送風機６の位置的関係を、図２を参照して説明する。図２においては、図１に示した圧縮機２、絞り装置４および制御装置７を図に示すことを省略している。第１送風機６は、ショーケース１において、凝縮器３の左側に配置されている。つまり、第１送風機６は、凝縮器３よりも側板４１ａに近い側に配置されている。第１送風機６は、凝縮器３を冷却するために送風する。図２に示す矢印は空気が流れる方向を示す。凝縮器３を通過した空気は、ドレン水蒸発装置２２を流通する。
【0021】
図２に示す機械室２０において、例えば、側板４１ａに吸気口（図示せず）が設けられ、側板４１ｂに排気口（図示せず）が設けられている。ショーケース１の正面側の断熱壁８ａに吸気口が設けられ、背面側の断熱壁８ｂに排気口が設けられていてもよい。図２に示す構成例は、メンテナンス作業者がショーケース１の正面側からドレン水蒸発装置２２をメンテナンスしやすい位置にドレン水蒸発装置２２が配置された構成である。
【0022】
図３は、図２に示したドレン水蒸発装置の一構成例を示す模式図である。図３に示すように、ドレン水蒸発装置２２は、ドレン水を溜める蒸発皿２３と、蒸発皿２３の上に配置される複数の蒸発板２４と、複数の蒸発板２４を一体的に支持する支持部材２７とを有する。蒸発皿２３は、図１に示した排水口２１ａの下に配置され、排水口２１ａから落下するドレン水を受ける。複数の蒸発板２４は、蒸発皿２３の上に配置されている。複数の蒸発板２４は、蒸発皿２３にドレン水が溜まると、ドレン水と接触する位置に配置されている。
【0023】
図３に示す矢印は、空気が流れる方向を示す。複数の蒸発板２４は、空気が流れる方向と平行になるように配置されている。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、および多孔質の樹脂成形体などで構成される。
【0024】
上面の断熱壁８ｂのショーケース１の正面側に庇２５が設けられている。庇２５には、ユーザが制御装置７に指示を入力するための操作パネル２６が取り付けられている。操作パネル２６は、図に示さない信号線を介して制御装置７と接続される。操作パネル２６は、情報を表示する表示装置（図示せず）と、タッチパネル等の入力インタフェース（図示せず）とを有する。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイである。表示装置はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の表示灯を備えていてもよい。操作パネル２６は、スピーカ等の音出力装置を有していてもよい。
【0025】
ユーザが操作パネル２６を操作して、貯蔵室１１内の設定温度を入力すると、設定温度の情報が制御装置７に入力される。ユーザが操作パネル２６を操作して、複数の運転パターンから、いずれか１つの運転パターンを選択すると、選択された運転パターンが制御装置７に入力される。運転パターンについては後述する。
【0026】
次に、本実施の形態１のショーケース１の作動流体である冷媒について説明する。本実施の形態１のショーケース１では、冷媒として、地球温暖化係数が１５００以下のＨＣ冷媒である可燃性冷媒が用いられる。ショーケース１に用いられる冷媒は、例えば、プロパンまたはイソブタンである。プロパンの地球温暖化係数は３．３である。イソブタンの地球温暖化係数は４である。
【0027】
本実態の形態１のショーケース１は、ショーケースに冷凍サイクル装置を含む一体型の装置であるため、冷凍サイクル装置とショーケースとが別々に設けられる装置に比べて、小型化できる。そのため、例えば、冷媒がプロパンの場合、冷媒の液密度が小さいので、冷媒の充填量を５００ｇ程度に低減できる。国際電気標準会議（ＩＥＣ）において、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の規制が緩和され、充填上限量が１５０ｇから５００ｇに変更された。そのため、プロパン等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、空気中の冷媒濃度が燃焼濃度に至ることを防止するショーケース１を提供することができる。
【0028】
【0029】
圧縮機２が、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して、高温高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機２から吐出されたガス冷媒は、凝縮器３に流入する。凝縮器３に流入した冷媒は、凝縮器３において、第１送風機６から供給される空気と熱交換することで凝縮する。凝縮した冷媒は、中温高圧の液冷媒となって、凝縮器３から流出する。凝縮器３から流出した液冷媒は、絞り装置４によって低温低圧の液冷媒になる。液冷媒は、蒸発器５に流入する。蒸発器５に流入した冷媒は、蒸発器５において、内層ダクト１０ｂ内の空気と熱交換することで蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって蒸発器５から流出する。蒸発器５において、冷媒が内層ダクト１０ｂ内の空気から吸熱することで、内層ダクト１０ｂ内の空気が冷却される。蒸発器５から流出した冷媒は、圧縮機２に吸入される。このようにして、圧縮機２から吐出される冷媒が凝縮器３、絞り装置４および蒸発器５を順に流通した後、圧縮機２に戻ることで、冷凍サイクルが繰り返し実行される。
【0030】
次に、ショーケース１の基本的な動作を、図１および図２を参照して説明する。第２送風機１５が運転することで、底部ダクト１０ｃ内の空気が背面側の内層ダクト１０ｂに送り出される。底部ダクト１０ｃから内層ダクト１０ｂに流入した空気は、蒸発器５において冷媒と熱交換することで、冷却される。冷却された空気の一部は、内層仕切板９ｂに設けられた複数の孔４３を経由して、図１の矢印ＣＡＦ１およびＣＡＦ２に示すように、貯蔵室１１に流入する。これにより、貯蔵室１１の棚１２ａ～１２ｄの上に置かれた商品が冷却される。
【0031】
一方、冷却された空気の残りは、第２送風機１５によって生成される気流に押されて、内層ダクト１０ｂから上部ダクト１０ａに送り出される。上部ダクト１０ａに流入した空気は、吹出口１７から吸込口１８に向けて吹き出される。これにより、貯蔵室１１の開口部１６には、冷気エアーカーテンが形成される。冷気エアーカーテンによって、開口部１６を介して貯蔵室１１への外気の流入が抑制される。また、冷気エアーカーテンを形成する気流の一部は、貯蔵室１１内に入り、棚１２ａ～１２ｄの上に置かれた商品を冷却する。そして、冷熱が使用された後の空気は、吸込口１８から底部ダクト１０ｃに入り、第２送風機１５に再び吸い込まれる。なお、ショーケース１が設置される店舗の閉店時に、開口部１６がナイトカバー３１によって覆われてもよい。この場合、外気が貯蔵室１１に流入することが抑制され、圧縮機２の消費電力量を低減できる。
【0032】
次に、図１に示したショーケース１における、蒸発器５の除霜動作について説明する。ショーケース１の運転中、内層ダクト１０ｂ内の温度が、例えば、１０℃以下になると、蒸発器５が着霜する。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。制御装置７は、蒸発性能の低下から蒸発器５の着霜を判定してもよいが、例えば、圧縮機２が予め決められた時間運転すると、蒸発器５に設けられたヒータ（図示せず）を一定時間通電することで除霜を行う。
【0033】
除霜が行われると、蒸発器５に付着した霜が解け、ドレン水となってドレンパン２１に落ちる。ドレン水は、排水口２１ａを経由して機械室２０にあるドレン水蒸発装置２２の蒸発板２４に落ち、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る。そして、第１送風機６から送出される空気が、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に当たる。これにより、蒸発板２４に含まれたドレン水が蒸発する。
【0034】
なお、蒸発板２４にドレン水を含ませる構成として、蒸発皿２３に溜まったドレン水を吸い上げるポンプ（図示せず）が設けられ、吸い上げられたドレン水を蒸発板２４の上方から散水してもよい。また、蒸発皿２３に溜まったドレン水の量を検知するフロートスイッチ（図示せず）が蒸発皿２３に設けられていてもよい。
【0035】
次に、ショーケース１に設定される運転パターンについて説明する。図４は、図１に示したショーケースの複数の棚の状態を設定する運転パターンの一例を示す図である。４つの棚１２ａ～１２ｄの各棚は、商品を加熱するホット状態と、商品を冷却するコールド状態とのうち、いずれの状態にも設定することができる構成である。本実施の形態１においては、ショーケース１の運転パターンが４種類の場合で説明する。４種類の運転パターンは、図４に示すように、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である。
【0036】
オールホットは、棚１２ａ～１２ｄの全てがホット状態の運転パターンである。２段ホットは、棚１２ａ～１２ｄのうち、２段がホット状態で、他の２段がコールド状態の運転パターンである。図４に示す例において、２段ホットは、棚１２ａおよび１２ｂがホット状態で、他の棚１２ｃおよび１２ｄがコールド状態の運転パターンである。１段ホットは、棚１２ａ～１２ｄのうち、１段だけホット状態で、他の３段がコールド状態の運転パターンである。図４に示す例において、１段ホットは、最上段の棚１２ａがホット状態で、他の３段の棚１２ｂ～１２ｄがコールド状態の運転パターンである。オールコールドは、棚１２ａ～１２ｄの全てがコールド状態の運転パターンである。
【0037】
オールホット、２段ホットおよび１段ホットの各運転パターンにおいて、ホット状態に対応する棚に設けられた加熱ヒータがオン状態になる。オールホットでは、全ての加熱ヒータ２８ａ～２８ｄがオン状態になる。運転パターンがホールホット以外の場合、コールド状態の棚が少なくとも１段以上あるので、ショーケース１は、冷媒回路６０に冷媒を循環させる冷却運転を行う。第２送風機１５は、オールホット以外の３つの運転パターンのとき運転するが、運転パターンがオールホットのとき停止する。
【0038】
なお、本実施の形態１においては、貯蔵室１１に設けられる棚が棚１２ａ～１２ｄの４段の場合で説明するが、棚の段数は４段に限らず、３段および５段等の他の棚数であってもよい。また、本実施の形態１においては、運転パターンが４種類の場合で説明したが、運転パターンの種類は図４に示す場合に限らず、棚の段数に対応して決定される。
【0039】
次に、図１に示したショーケース１において発生するおそれのある冷媒漏れを説明する。図１を参照して説明したように、内層仕切板９ｂには、内層ダクト１０ｂから貯蔵室１１に冷風を吹出す複数の孔４３が設けられている。そのため、蒸発器５から冷媒が漏れた場合、漏れた冷媒は複数の孔４３から図１に示した矢印ＣＡＦ１およびＣＡＦ２の方向に流れ、貯蔵室１１から外部に流出するおそれがある。
【0040】
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に流入する場合もある。ショーケース１に設けられた蛍光灯１３ａ～１３ｄ、第２送風機１５および加熱ヒータ２８等の電機部品については、着火源にならない対策を構造的に施すことができる。しかし、ショーケース１の外部に漏れた冷媒については、例えば、電気コンセント等が着火源になるおそれがある。そのため、ショーケース１の外部に漏れる冷媒の空気中の濃度を小さくすることが重要である。
【0041】
次に、プロパンを冷媒に使用したショーケース１について、冷媒が漏れた場合に空気中の冷媒濃度を測定する実験を行ったので説明する。図５は、図１に示したショーケースを正面から見た場合において、冷媒濃度の測定点を示す図である。図６は、図１に示したショーケースを上面から見た場合において、冷媒濃度の測定点を示す図である。
【0042】
図５および図６に示す冷媒濃度の測定点ＭＰ１～ＭＰ５は、ＩＥＣによって発行されたＩＥＣ ６０３３５－２－８９：２０１９の基準書に示された測定点を示している。以下では、この基準書をＩＥＣ基準書と称する。図５のＦＬは試験室の床を示し、図６のＲＷは試験室の壁を示す。図６に示す距離Ｌｘは、ショーケース１の製造業者が指定する壁ＲＷからの距離と、壁ＲＷから５０ｍｍとのいずれか大きい値である。星印は、冷媒漏れ個所を示す。図６は、冷媒漏れ箇所が蒸発器５の場合である。
【0043】
冷媒が漏れた場合に、冷媒回路からの冷媒漏れの模擬方法が、例えば、日本産業標準調査会（ＪＩＳＣ）によって発行されたＪＩＳＣ９３３５－２－２４およびＪＩＳＣ９３３５－２－８９の基準書に示されている。以下では、これらの基準書をＪＩＳＣ基準書と称する。ＪＩＳＣ基準書に示される方法で冷媒漏れ試験を行い、ＩＥＣ基準書に示された漏れ濃度が高い測定点ＭＰ３～ＭＰ５において濃度を測定した。
【0044】
図７は、図１に示したショーケースにおいて、図４に示した運転パターンごとの冷媒濃度測定結果を示す表である。図７に示すように、実験条件として、冷媒漏れの位置が、庫内に配置された蒸発器５の場合、および機械室２０に配置された凝縮器３の場合である。運転パターンは、オールコールド、１段ホット、２段ホットおよびオールホットの場合である。図７において、運転パターンが停止の場合、圧縮機２の停止を意味する。
【0045】
実験においては、第１送風機６のモータ（図示せず）として、ＤＣブラシレスモータが使用された。第１送風機６の動作条件は、全速、中速および停止の３種類である。全速は第１送風機６が最大回転数で回転する場合であり、中速は第１送風機６が最大回転数の半分の回転数で回転する場合である。第２送風機１５のモータ（図示せず）もＤＣブラシレスモータが使用された。第２送風機１５の動作条件は、全速および停止の２種類である。ブラシモータは、コイルが回転する過程でブラシ部にて電気的に開閉が生ずるため、火花が飛ぶおそれがあり、可燃性冷媒を使用する場合は注意する必要がある。一方、ＤＣブラシレスモータは、コイルが回転せず、かつブラシ部が存在しないので、電気的に開閉が生じず、可燃性冷媒を使用しても安全である。
【0046】
図７は、測定結果として、測定点ＭＰ３～ＭＰ５における室内最高濃度（ｖｏｌ％）を示す。冷媒量は、ＩＥＣ基準書によって改定された可燃性冷媒の許容充填量である５００ｇである。漏れ速度は、４方向全量漏れ速度を７．５ｋｇ／ｈである。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は、燃焼下限界ＬＦＬ（Ｌｏｗｅｒ Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ Ｌｉｍｉｔ）と称される。プロパンの場合のＬＦＬは、２．１ｖｏｌ％である。
【0047】
冷媒が漏れる経路として、内層仕切板９ｂの複数の孔４３を介して、蒸発器５から漏れた冷媒が、図１に示した矢印ＣＡＦ１およびＣＡＦ２の方向に、貯蔵室１１から外部に漏れる経路が考えられる。運転パターンがオールホットの場合、ショーケース１は、通常、冷却運転を行わないので第１送風機６を停止する。図７に示すように、蒸発器５から冷媒が漏れた場合、ショーケース１が冷却運転を停止し、第１送風機６を停止すると、漏れた冷媒の空気中の濃度がプロパンのＬＦＬを超えてしまうおそれがある。凝縮器３から冷媒が漏れた場合、運転パターンがオールホットのとき、第１送風機６が停止していると、冷媒の空気中の濃度がプロパンのＬＦＬを超えてしまうおそれがある。
【0048】
そのため、オールホットおよび冷却運転停止の場合において、通常、第１送風機６を停止させる場合であっても、第１送風機６を運転させる必要がある。図７を参照すると、蒸発器５から冷媒が漏れた場合、運転パターンがオールホットにおいて、第１送風機６が中速で運転していると、冷媒漏れ濃度はＬＦＬより小さくなっている。
【0049】
第１送風機６が運転していると、漏れた冷媒が撹拌され、室内の空気中における冷媒の濃度が低くなる。蒸発器５から漏れた冷媒がドレンパン２１の排水口２１ａを介して機械室２０に入る場合にも、第１送風機６が運転していれば、機械室２０内の気体が撹拌される。また、機械室２０内の圧縮機２および凝縮器３等の機器から冷媒が漏れた場合も、第１送風機６が運転していれば、機械室２０内の気体が撹拌される。そして、漏れた冷媒が機械室２０の隙間から外部に少しずつ漏れ出ることで、機械室２０内の冷媒濃度が高くなってしまうことが抑制される。
【0050】
本実施の形態１のショーケース１は、上記の実験結果を基に、冷媒漏れが発生しても空気中の冷媒濃度が燃焼濃度に至ることを防止するようにしたものである。
【0051】
次に、図１に示した制御装置７の構成を説明する。図８は、図１に示した制御装置の一構成例を示す機能ブロック図である。図８に示すように、制御装置７は、判定手段３２、圧縮機制御手段３３、絞り装置制御手段３６、第１送風機制御手段３４、第２送風機制御手段３５、ヒータ制御手段３７および発報手段３８を有する。制御装置７は、マイクロコンピュータなどの演算装置がソフトウェアを実行することにより各種機能が実現される。また、制御装置７は、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで構成されてもよい。
【0052】
判定手段３２は、操作パネル２６を介してユーザによって運転パターンの指示が入力されると、指示された運転パターンを特定する。判定手段３２は、特定した運転パターンに対応して、圧縮機制御手段３３、絞り装置制御手段３６、第１送風機制御手段３４、第２送風機制御手段３５およびヒータ制御手段３７の各手段に制御信号を送信する。
【0053】
運転パターンが２段ホットの場合を一例として、制御信号を具体的に説明する。判定手段３２は、加熱ヒータ２８ａおよび２８ｂをオン状態にする指示を含む制御信号をヒータ制御手段３７に送信する。一定の周期で、判定手段３２は、温度センサ４２の検出値が設定温度に一致するように、圧縮機２の運転周波数の情報を含む制御信号を圧縮機制御手段３３に送信し、絞り装置４の開度の情報を含む制御信号を絞り装置制御手段３６に送信する。一定の周期で、判定手段３２は、第１送風機６の回転数の情報を含む制御信号を第１送風機制御手段３４に送信し、第２送風機１５の回転数の情報を含む制御信号を第２送風機制御手段３５に送信する。
【0054】
また、判定手段３２は、吐出圧力Ｐｃについて、圧縮機２を停止させる圧力である第１閾値Ｐｔｈ１を記憶している。また、判定手段３２は、最低風量Ｑ０に対応する吐出圧力Ｐｃである第２閾値Ｐｔｈ２を記憶している。式（１）は、最低風量Ｑ０［ｍ３／ｍｉｎ］の算出式の一例である。
【0055】
【数1】
【0056】
式（１）において、Ａ０は吹出口の面積［ｍ２］であり、Ｆは係数である。例えば、Ｆ＝０．２５である。ＧはＬＦＬ［ｋｇ／ｍ３］であり、ｈ０は吹出口の中心線の高さ［ｍ］である。ｗは冷媒の漏洩速度［ｋｇ／ｈ］である。
【0057】
判定手段３２は、第１送風機６によって凝縮器３に供給される風量が最低風量Ｑ０に対応する第２閾値Ｐｔｈ２と第１閾値Ｐｔｈ１との大きさを判定する。第２閾値Ｐｔｈ２が第１閾値Ｐｔｈ１以上である場合、判定手段３２は、吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１に到達すると、圧縮機２の停止の指示を含む制御信号を圧縮機制御手段３３に送信する。圧縮機２の吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１のような異常圧力に達したときに圧縮機２を停止させることは、高圧カットと呼ばれている。第２閾値Ｐｔｈ２が第１閾値Ｐｔｈ１未満である場合、判定手段３２は、吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２に到達すると、警報出力の指示を含む制御信号を発報手段３８に送信する。さらに、第２閾値Ｐｔｈ２が第１閾値Ｐｔｈ１未満である場合、判定手段３２は、吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２に到達したとき、圧縮機２の停止の指示を含む制御信号を圧縮機制御手段３３に送信してもよい。
【0058】
また、判定手段３２は、蒸発器５から冷媒が漏れた場合に可燃性域が室内に生成されない第１風量Ｑｒ１と、凝縮器３から冷媒が漏れた場合に可燃性域が室内に生成されない第２風量Ｑｒ２とのうち、大きい方を最低風量Ｑ０に決定してもよい。可燃性域が室内に生成されない風量とは、空気中の冷媒の濃度をＬＦＬよりも小さくする風量である。例えば、図７を参照すると、蒸発器５に冷媒漏れがある場合のオールホットにおいて、第１送風機６の運転が中速でも冷媒濃度がＬＦＬ未満である。しかし、凝縮器３に冷媒漏れがある場合のオールホットにおいて、第１送風機６の運転が全速の場合に、冷媒濃度がＬＦＬ未満になる。このように、運転パターンが同じであっても、蒸発器５から冷媒が漏れた場合と、凝縮器３から冷媒が漏れた場合とで、第１送風機６に必要な風量が異なるので、判定手段３２は、大きい方の風量を最低風量Ｑ０に決定する。
【0059】
絞り装置制御手段３６は、判定手段３２から受信する制御信号にしたがって絞り装置４の開度を制御する。ヒータ制御手段３７は、判定手段３２から受信する制御信号にしたがって加熱ヒータ２８ａ～２８ｄのオン状態およびオフ状態を制御する。圧縮機制御手段３３は、判定手段３２から受信する制御信号にしたがって圧縮機２を制御する。第１送風機制御手段３４は、判定手段３２から受信する制御信号にしたがって第１送風機６を制御する。第２送風機制御手段３５は、判定手段３２から受信する制御信号にしたがって第２送風機１５を制御する。
【0060】
発報手段３８は、警報出力の指示を含む制御信号を判定手段３２から受信すると、操作パネル２６を介して警報を出力する。例えば、発報手段３８は、第１送風機６の風量が低下していることをユーザに警告するメッセージを操作パネル２６の表示装置（図示せず）に表示させる。操作パネル２６にＬＥＤ（図示せず）が設けられている場合、発報手段３８は、ＬＥＤを点滅させてもよい。操作パネル２６にスピーカ（図示せず）が設けられている場合、発報手段３８は、風量低下を警告するメッセージを音声でスピーカに出力させてもよく、ブザー音等の警告音をスピーカに出力させてもよい。
【0061】
ここで、図８に示した制御装置７のハードウェアの一例を説明する。図９は、図８に示した制御装置の一構成例を示すハードウェア構成図である。制御装置７の各種機能がハードウェアで実行される場合、図８に示した制御装置７は、図９に示すように、処理回路７０で構成される。図８に示した、判定手段３２、圧縮機制御手段３３、絞り装置制御手段３６、第１送風機制御手段３４、第２送風機制御手段３５、ヒータ制御手段３７および発報手段３８の各機能は、処理回路７０により実現される。
【0062】
各機能がハードウェアで実行される場合、処理回路７０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものに該当する。判定手段３２、圧縮機制御手段３３、絞り装置制御手段３６、第１送風機制御手段３４、第２送風機制御手段３５、ヒータ制御手段３７および発報手段３８の各手段の機能のそれぞれを処理回路７０で実現してもよい。また、判定手段３２、圧縮機制御手段３３、絞り装置制御手段３６、第１送風機制御手段３４、第２送風機制御手段３５、ヒータ制御手段３７および発報手段３８の各手段の機能を１つの処理回路７０で実現してもよい。
【0063】
また、図８に示した制御装置７の別のハードウェアの一例を説明する。図１０は、図８に示した制御装置の別の構成例を示すハードウェア構成図である。制御装置７の各種機能がソフトウェアで実行される場合、図８に示した制御装置７は、図１０に示すように、プロセッサ７１およびメモリ７２で構成される。判定手段３２、圧縮機制御手段３３、絞り装置制御手段３６、第１送風機制御手段３４、第２送風機制御手段３５、ヒータ制御手段３７および発報手段３８の各機能は、プロセッサ７１およびメモリ７２により実現される。図１０は、プロセッサ７１およびメモリ７２が互いに通信可能に接続されることを示している。
【0064】
各機能がソフトウェアで実行される場合、判定手段３２、圧縮機制御手段３３、絞り装置制御手段３６、第１送風機制御手段３４、第２送風機制御手段３５、ヒータ制御手段３７および発報手段３８の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ７２に格納される。プロセッサ７１は、メモリ７２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各手段の機能を実現する。
【0065】
メモリ７２として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等の不揮発性の半導体メモリが用いられる。また、メモリ７２として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の揮発性の半導体メモリが用いられてもよい。さらに、メモリ７２として、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の着脱可能な記録媒体が用いられてもよい。
【0066】
次に、冷媒漏れが発生したときのショーケース１の動作を説明する。図１１は、図１に示したショーケースの動作手順の一例を示すフローチャートである。制御装置７は、図１１に示すフローチャートを一定の周期で実行する。
【0067】
判定手段３２は、吐出圧力Ｐｃとして圧力センサ３０から検出値を取得する（ステップＳ１０１）。判定手段３２は、第１閾値Ｐｔｈ１と第２閾値Ｐｔｈ２とを比較する（ステップＳ１０２）。第２閾値Ｐｔｈ２が第１閾値Ｐｔｈ１以上である場合、判定手段３２は、吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１以上か否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【0068】
吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１未満である場合、判定手段３２は、ステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０３の判定の結果、吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１以上である場合、判定手段３２は、圧縮機２の停止を圧縮機制御手段３３に指示する。圧縮機制御手段３３は、圧縮機２の停止の指示を判定手段３２から受けると、圧縮機２を停止する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の後、発報手段３８は警報を出力してもよい。
【0069】
一方、ステップＳ１０２の判定の結果、第２閾値Ｐｔｈ２が第１閾値Ｐｔｈ１未満である場合、判定手段３２は、吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２以上か否かを判定する（ステップＳ１０５）。吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２未満である場合、判定手段３２は、ステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０５の判定の結果、吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２以上である場合、判定手段３２は、警報の出力を発報手段３８に指示する。発報手段３８は、警報の出力の指示を判定手段３２から受けると、警報を出力する（ステップＳ１０６）。警報が発せられることで、ユーザは、冷媒漏れが発生した場合に可燃性冷媒の濃度が燃焼濃度に達する可能性があることを認識することができる。
【0070】
なお、図１１に示したステップＳ１０４において、圧縮機制御手段３３が圧縮機２を停止する場合で説明したが、冷媒回路６０に充填されている冷媒の量が決められた値より少ない場合、圧縮機２を停止しなくてもよい。例えば、圧縮機制御手段３３は、冷媒回路６０に充填される冷媒の量が１５０ｇより多い場合、圧縮機２を停止するが、冷媒回路６０に充填される冷媒の量が１５０ｇ以下の場合、圧縮機２を停止させなくてもよい。この場合、ステップＳ１０４において、発報手段３８が警報を出力してもよい。
【0071】
また、図１１に示したステップＳ１０５の判定の結果、吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２以上である場合、判定手段３２は、ステップＳ１０６において、警報の出力を発報手段３８に指示する代わりに、圧縮機２の停止を圧縮機制御手段３３に指示してもよい。さらに、ステップＳ１０６において、判定手段３２は、警報の出力を発報手段３８に指示するとともに、圧縮機２の停止を圧縮機制御手段３３に指示してもよい。
【0072】
図１２は、図１に示したショーケースにおいて、凝縮器に供給される風量および冷媒回路の高圧側圧力の時系列変化の一例を示す図である。図１２の横軸は時間ｔであり、左側縦軸は圧力［Ｍｐａ］であり、右側縦軸は風量［ｍ２／ｍｉｎ］である。図１２においては、左側縦軸に示す冷媒回路６０の高圧側圧力は、圧力センサ３０によって検出される吐出圧力Ｐｃの場合である。時間ｔ１は、吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１に到達したときの時間である。時間ｔ２は、吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２に到達したときの時間である。
【0073】
図１２に示すように、ショーケース１の運転時間の経過に伴って、圧力センサ３０によって検出される吐出圧力Ｐｃは上昇し、凝縮器３に供給される風量は低下する傾向がある。これは、凝縮器３の放熱フィン間の目詰りなどが原因で、凝縮器３に供給される風量が低下し、凝縮器３において、周囲の空気と冷媒との熱交換量が低下するためである。凝縮器３において、空気と冷媒との熱交換量が低下すると、冷凍サイクルの高圧側の圧力が上昇する。その結果、凝縮器３に供給される風量が最低風量Ｑ０まで低下する前に、吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１に到達する。時間ｔがｔ１に到達すると、図１１に示したステップＳ１０４において、圧縮機制御手段３３が圧縮機２を停止する。
【0074】
可燃性冷媒が漏洩した場合に、ＬＦＬを超えない風量を確保できる状態かどうかは通常、風量計を用いて正確に把握する必要がある。本実施の形態１のショーケース１は、基本的には、運転時間の経過に対して、高圧カットの方が風量の最低風量Ｑ０への低下よりも先に発生するように構成され、高圧カットに至るときをきっかけに圧縮機２を停止する。そのため、本実施の形態１のショーケース１において、風量計は必須構成ではない。
【0075】
ショーケース１は、図１２に示すように、凝縮器３に供給される風量が最低風量Ｑ０に到達するまでに、圧力センサ３０によって検出される吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１に到達するように冷凍サイクルが設計されている。そのため、凝縮器３に供給される風量が最低風量Ｑ０に未満にならないように、第１送風機６の風量を監視するための風量計等の検出手段を別途、設ける必要がない。冷凍サイクルの設計において、例えば、凝縮器３の伝熱面積は重要な要素である。そのため、凝縮器３の放熱フィンの枚数およびフィンピッチを設計上、様々な値に変更し、第１閾値Ｐｔｈ１≦第２閾値Ｐｔｈ２になるように、凝縮器を設計すればよい。
【0076】
図１３は、図１に示したショーケースにおいて、凝縮器に供給される風量および冷媒回路の高圧側圧力の時系列変化の別の例を示す図である。図１３の横軸は時間ｔであり、左側縦軸は圧力［Ｍｐａ］であり、右側縦軸は風量［ｍ２／ｍｉｎ］である。図１３の左側縦軸に示す冷媒回路６０の高圧側圧力は、図１２と同様に、圧力センサ３０によって検出される吐出圧力Ｐｃである。また、図１３の横軸に示す時間ｔ１は吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１に到達したときの時間であり、時間ｔ２は吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２に到達したときの時間である。
【0077】
図１３に示すように、ショーケース１の運転時間の経過に伴って、圧力センサ３０によって検出される吐出圧力Ｐｃは上昇し、凝縮器３に供給される風量は低下する傾向があるのは、図１２に示したグラフと同様である。しかし、図１３に示すグラフにおいては、時間ｔ１よりも時間ｔ２が先になっている。つまり、凝縮器３に供給される風量が最低風量Ｑ０まで低下する時間ｔ２よりも、圧縮機２を停止させる時間ｔ１が遅れている。このような現象の原因として、ショーケース１の設置環境が考えられる。例えば、第１送風機６の吸気側に設けられたフィルタ（図示せず）の目詰まりおよび凝縮器３の放熱フィン間の目詰まりのうち、一方または両方が発生しやすい環境にショーケース１が設置されるケースが考えられる。図１３に示す場合、時間ｔ２から時間ｔ１の間、冷媒漏れが発生したとき、凝縮器３に供給される風量が最低風量Ｑ０より小さいため、可燃性域が室内に生成されるおそれがある。
【0078】
運転時間が時間ｔ１と時間ｔ２のどちらかに達すると、基本的にはショーケースとしての寿命となる。したがって、ショーケースとしての製品寿命を考慮すると、できる限り時間ｔ１と時間ｔ２が同じになるように設計しつつ、図１２の関係を満たすことが望ましい。しかし、放熱フィン間の目詰り状況のばらつき等によって、図１３を参照して説明したように、時間ｔ２が時間ｔ１よりも早くなってしまう場合がある。
【0079】
本実施の形態１のショーケース１は、設置環境などが原因で吐出圧力Ｐｃおよび風量の関係が図１３に示すような関係になるケースの対策として、風量計を設ける代わりに、式（１）を用いて風量に対応する吐出圧力を算出し、算出した吐出圧力と第１閾値Ｐｔｈ１との関係を判定するものである。
【0080】
本実施の形態１のショーケース１において、図１３を参照して説明したケースを防ぐための構成および動作を説明する。ショーケース１の設計値から、式（１）を用いて最低風量Ｑ０を算出し、算出した最低風量Ｑ０に対応する第２閾値Ｐｔｈ２を予め算出できるが、必ずしも算出された値と実際の値とが一致するとは限らない。例えば、ショーケース１の使用環境によって、風量および吐出圧力Ｐｃの時系列変化が、図１２に示したグラフのようにならず、図１３に示したグラフのようになる場合がある。そこで、判定手段３２は、第１送風機６の負荷トルクから、第２閾値Ｐｔｈ２を推定する。
【0081】
図１４は、図８に示した第１送風機制御部手段と図１に示した第１送風機とを接続する配線の一例を示す図である。図１４において、第１送風機制御手段３４と、第１送風機６のモータ６５とは、５本の配線で接続されている。第１送風機制御手段３４からモータ６５に駆動用電圧Ｖｓが供給される。駆動用電圧Ｖｓは、例えば、ＤＣ２８０Ｖである。第１送風機制御手段３４からモータ６５の制御基板（図示せず）に、制御用電圧Ｖｃｃおよび速度制御用電圧Ｖｓｐが供給される。制御用電圧Ｖｃｃは、例えば、ＤＣ１５Ｖである。速度制御用電圧Ｖｓｐは、例えば、ＤＣ０～６Ｖの範囲である。
【0082】
また、第１送風機制御手段３４とモータ６５とが、制御用電圧Ｖｃｃおよび速度制御用電圧Ｖｓｐの基準電位となるグランド線ＧＮＤで接続されている。第１送風機６の回転数を示す回転数信号ＦＧがモータ６５から第１送風機制御手段３４にフィードバックされる。第１送風機制御手段３４は、回転数信号ＦＧが示す回転数Ｎを第１送風機６の回転数制御にフィードバックし、速度制御用電圧Ｖｓｐを変化させる。第１送風機制御手段３４は、速度制御用電圧Ｖｓｐを変更すると、速度制御用電圧Ｖｓｐの情報を判定手段３２に送信する。
【0083】
図１５は、図１に示したショーケースにおいて、第１送風機の負荷トルクと第１送風機の速度制御用電圧との相関を示す図である。図１５の横軸は第１送風機６の負荷トルク［ｍＮ・ｍ］であり、図１５の縦軸は速度制御用電圧Ｖｓｐ［Ｖ］である。図１５の縦軸に示すＶｓｐ１は、第１送風機６の最低風量Ｑ０に対応する、第１送風機６の負荷トルクがＴ１になるときの電圧閾値である。判定手段３２は、電圧閾値Ｖｓｐ１を記憶している。
【0084】
凝縮器３の放熱フィン間に目詰りなどが起こると、凝縮器３の通風抵抗が大きくなり、図１５に示すように、第１送風機６の負荷トルクが大きくなる。例えば、第１送風機６の目標回転数を１６００ｒｐｍとすると、凝縮器３の放熱フィン間の目詰りによって通風抵抗が大きくなると、第１送風機６の負荷トルクが大きくなり、第１送風機６の回転数Ｎが低下してくる。
【0085】
第１送風機６の回転数Ｎが低下してくると、第１送風機制御手段３４は、回転数信号ＦＧから第１送風機６の回転数が低下したことを検知し、検知結果を速度制御用電圧Ｖｓｐにフィードバックする。つまり、第１送風機制御手段３４は、回転数信号ＦＧのフィードバックにより、速度制御用電圧Ｖｓｐを大きくして、回転数Ｎが目標回転数に一致するように第１送風機６を制御しようとする。そのため、図１５に示すように、速度制御用電圧Ｖｓｐは、初期状態から時間が経過すると、電圧閾値Ｖｓｐ１に近づく。判定手段３２は、速度制御用電圧Ｖｓｐが電圧閾値Ｖｓｐ１以上になると、発報手段３８に警報を出力させる。
【0086】
このようにして、判定手段３２は、直接、第１送風機６によって凝縮器３に供給される風量を監視しなくても、速度制御用電圧Ｖｓｐを監視することで、凝縮器３に供給される風量が最低風量Ｑ０に到達したか否かを判定できる。図１３に示したように第１閾値Ｐｔｈ１＞第２閾値Ｐｔｈ２の場合でも、判定手段３２は、吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１に到達する前に、凝縮器３に供給される風量が最低風量Ｑ０に到達すると、警報を発報手段３８に出力させることができる。
【0087】
また、判定手段３２は、速度制御用電圧Ｖｓｐの時系列変化を記録すれば、風量が最低風量Ｑ０に到達する時間ｔ２を推測できる。そして、判定手段３２は、図１３に示した吐出圧力Ｐｃの時系列変化を記録しておけば、推測した時間ｔ２および吐出圧力Ｐｃの時系列変化のグラフから第２閾値Ｐｔｈ２を算出できる。
【0088】
本実施の形態１のショーケース１は、冷媒回路６０と、凝縮器３に空気を供給する第１送風機６と、圧縮機２の冷媒の吐出圧力Ｐｃを検出する圧力センサ３０と、吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１以上になると、圧縮機２を停止する制御装置７とを有する。制御装置７は、判定手段３２と、圧縮機制御手段３３と、発報手段３８とを有する。判定手段３２は、第１送風機６によって凝縮器３に供給される風量が燃焼下限界ＬＦＬよりも冷媒濃度を小さくする最低風量Ｑ０に対応する第２閾値Ｐｔｈ２と第１閾値Ｐｔｈ１との大きさを判定する。圧縮機制御手段３３は、判定手段３２によって第２閾値Ｐｔｈ２が第１閾値Ｐｔｈ１以上と判定され、吐出圧力Ｐｃが第１閾値Ｐｔｈ１に到達すると、圧縮機２を停止する。発報手段３８は、判定手段３２によって第２閾値Ｐｔｈ２が第１閾値Ｐｔｈ１未満と判定され、吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２に到達すると、警報を出力する。
【0089】
本実施の形態１によれば、凝縮器３の目詰まりなどに起因して、凝縮器３に供給される風量が冷媒の濃度を燃焼下限界ＬＦＬよりも小さくする最低風量Ｑ０に低下するまでに、圧縮機２が停止する。そのため、圧縮機２が吐出圧力Ｐｃの異常によって停止するまで、冷媒回路６０から冷媒が漏れても、冷媒の濃度が燃焼下限界ＬＦＬよりも小さくなるように冷媒を拡散できる風量が確保される。その結果、空気中の冷媒濃度が燃焼濃度に至ることを防止できる。
【0090】
また、本実施の形態１のショーケース１は、冷凍装置とショーケースと一体になった構成であるため、地球温暖化係数が１５００以下の可燃性冷媒を用いることができる。冷凍装置とショーケースとが別々に設けられる場合に必要な延長配管が設けられていないので、冷媒の充填量を、例えば、５００ｇに低減できる。その結果、地球温暖化係数が１５００以下の可燃性冷媒を用いる場合でも、空気中の冷媒濃度が燃焼濃度に至ることを防止する効果が向上する。
【0091】
また、冷凍装置とショーケースとが別々に設けられる冷凍システムの場合、冷凍装置を建物内に設置しなければならないが、ショーケースが設置される店内とは別の場所に冷凍装置の設置場所を選定しなければならない。冷凍装置の台数を増設する場合には、複数の冷凍装置の設置場所の選定はさらに困難になる。これに対して、本実施の形態１のショーケース１は、冷凍装置内蔵型のショーケースなので、店内に設置される。そのため、ショーケース１の設置場所を容易に選定できる。
【0092】
さらに、本実施の形態１において、制御装置７は、判定手段３２によって第２閾値Ｐｔｈ２が第１閾値Ｐｔｈ１未満と判定され、吐出圧力Ｐｃが第２閾値Ｐｔｈ２に到達すると、警報を出力する発報手段３８を有していてもよい。凝縮器３の目詰まりなどに起因して、圧縮機２が吐出圧力Ｐｃの異常によって停止する前に、凝縮器３に供給される風量が最低風量Ｑ０に低下すると、警報が出力される。警報が発せられることで、ユーザは、冷媒漏れが発生した場合に可燃性冷媒の濃度が燃焼濃度に達する可能性があることを認識することができる。
【0093】
実施の形態２．
本実施の形態２のショーケース１は、第１送風機６を一旦停止させた後、第１送風機６を再起動してから風量が低下しているか否かを判定するものである。本実施の形態２のショーケースは、実施の形態１で説明した構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。本実施の形態２においては、実施の形態１と異なる動作について詳細に説明する。
本実施の形態２のショーケース１は、第１送風機６を一旦停止させた後、第１送風機６を再起動してから風量が低下しているか否かを判定するものである。本実施の形態２のショーケースは、実施の形態１で説明した構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。本実施の形態２においては、実施の形態１と異なる動作について詳細に説明する。
【0094】
本実施の形態２のショーケース１の動作を説明する。図１６は、実施の形態２に係るショーケースにおいて、第１送風機の回転数の時系列変化を示す図である。図１６の横軸は時間ｔであり、縦軸は第１送風機６の回転数［ｒｐｍ］である。図１６の縦軸に示すＮ２は、第１送風機６の風量が最低風量Ｑ０になる時間ｔ２のときの回転数閾値である。判定手段３２は、回転数閾値Ｎ２を記憶している。
【0095】
第１送風機６は、ショーケース１の運転時間の経過に伴って、風量および回転数Ｎが低下するが、実施の形態１で説明したように、第１送風機制御手段３４は、回転数Ｎが目標回転数Ｎ１になるように、速度制御用電圧Ｖｓｐを増加させる。目標回転数Ｎ１は、例えば、１６００ｒｐｍである。第１送風機制御手段３４は、一旦、第１送風機６を停止させた場合、時間ｔ２が経過したときに、第１送風機６の回転数Ｎを回転数閾値Ｎ２から目標回転数Ｎ１になるように制御する。第１送風機制御手段３４は、回転数信号ＦＧが示す回転数Ｎの情報を判定手段３２に送信する。
【0096】
第１送風機６を一時的に停止するタイミングとして、例えば、ショーケース１の冷却運転中に貯蔵室１１内の温度が設定温度に達したことで圧縮機２を停止するサーモ停止の場合がある。サーモ停止のとき、第１送風機制御手段３４は、一旦、第１送風機６を停止する。図７を参照して説明したように、冷媒漏れ対策として、第１送風機６を運転する必要がある。そのため、第１送風機制御手段３４は、第１送風機６を一旦停止した後、第１送風機６を再起動し、回転数信号ＦＧが示す回転数Ｎが目標回転数Ｎ１になるように第１送風機６を制御する。判定手段３２は、第１送風機制御手段３４から受信する回転数Ｎと回転数閾値Ｎ２とを比較し、回転数Ｎが回転数閾値Ｎ２以下である場合、発報手段３８に警報を出力させる。
【0097】
第１送風機６を一時的に停止するタイミングの別の例として、運転パターンがオールホットの場合がある。運転パターンがオールホットに設定されると、ヒータ制御手段３７が加熱ヒータ２８ａ～２８ｄをオン状態にする。そして、圧縮機制御手段３３は圧縮機２を停止し、第１送風機制御手段３４は、一旦、第１送風機６を停止する。その後、冷媒漏れ対策のために、第１送風機制御手段３４は、第１送風機６を再起動し、回転数信号ＦＧが示す回転数Ｎが目標回転数Ｎ１になるように第１送風機６を制御する。判定手段３２は、第１送風機制御手段３４から受信する回転数Ｎと回転数閾値Ｎ２とを比較し、回転数Ｎが回転数閾値Ｎ２以下である場合、発報手段３８に警報を出力させる。
【0098】
なお、判定手段３２は、回転数Ｎが回転数閾値Ｎ２以下になる回数が１回の場合に限らず、回転数Ｎが回転数閾値Ｎ２以下になる回数が予め決められた回数に到達したとき、発報手段３８に警報を出力させてもよい。
【0099】
本実施の形態２のショーケース１は、圧縮機２の停止に伴って第１送風機６を一旦停止した場合、第１送風機６を再起動した後に風量低下の有無を判定する。この場合、冷却運転の時間が一度途切れても、第１送風機６を再起動した後、第１送風機６の風量が低下しているか否かを改めて判定することができる。また、第１送風機６の回転数Ｎが、凝縮器３の目詰まり等の問題ではなく、一時的な不具合があって回転数閾値Ｎ２まで低下したときに、間違って風量が低下したと判定されることを防ぐことができる。
【0100】
実施の形態３．
本実施の形態３のショーケースは、図１および図２に示したショーケース１と比較して、機械室２０に設けられる凝縮器３等の機器の配置が異なるものである。本実施の形態３においては、実施の形態１および２において説明した構成と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施の形態３のショーケースは、図１および図２に示したショーケース１と比較して、機械室２０に設けられる凝縮器３等の機器の配置が異なるものである。本実施の形態３においては、実施の形態１および２において説明した構成と同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0101】
図１に示した構成例においては、矢印ＣＡＦ１およびＣＡＦ２に示す冷媒の漏れ方向と、凝縮器３および第１送風機６の配列方向との成す角は９０°である。そのため、第１送風機６の送風方向が、ショーケース１の背面側から正面側の方向（Ｘ軸矢印の反対方向）になる場合がある。
【0102】
本実施の形態３のショーケースの構成を説明する。図１７は、実施の形態３に係るショーケースの一構成例を示す模式図である。図１７に示すように、ショーケース１ａの機械室２０ａにおいて、正面側の断熱壁８ａに吸気口８１が設けられ、背面側の断熱壁８ｃに排気口８２が設けられている。また、機械室２０ａにおいて、正面側から、凝縮器３、第１送風機６およびドレン水蒸発装置２２の順で配置されている。そのため、第１送風機６が正面側の吸気口８１から空気を吸い込むと、凝縮器３から第１送風機６の方向に空気が流れる。
【0103】
また、蒸発器５から冷媒が漏れた場合、漏れた冷媒は矢印ＣＡＦ１およびＣＡＦ２が示す方向にショーケース１から流出する。蒸発器５から冷媒が漏れても、図１７に示すように、矢印ＣＡＦ１およびＣＡＦ２が示す冷媒の流出方向と同じ向きに吸気口８１が設けられているため、冷媒が吸気口８１から第１送風機６によって吸い込まれ、空気と撹拌される。
【0104】
本実施の形態３のショーケース１ａによれば、凝縮器３および蒸発器５のいずれから冷媒が漏れても、漏れた冷媒は、第１送風機６によって吸引され、撹拌されやすくなる。その結果、最低風量Ｑ０を確保するために、第１送風機６に必要な回転数Ｎおよび風量を低減することができる。
【0105】
なお、実施の形態１～３において、判定手段３２が第１送風機６の風量の低下を、圧力センサ３０によって検出される吐出圧力Ｐｃで判定したが、風量低下の判定に用いるパラメータは圧力センサ３０の検出値に限らない。例えば、凝縮器３のＵベンド部（図示せず）に凝縮温度センサ（図示せず）を設け、凝縮温度センサが検出する冷媒の温度に基づいて、判定手段３２は、第１送風機６の風量を判定してもよい。第１送風機６の風量が低下すると、凝縮温度センサによって検出される冷媒の温度が高くなる傾向がある。
【0106】
また、実施の形態１～３においては、ショーケース１および１ａが多段オープンショーケースの場合で説明したが、ショーケース１および１ａは、平形片面タイプ、平形両面タイプまたはリーチインタイプであってもよい。ショーケース１および１ａが多段オープンショーケース以外のタイプであっても、上述した効果が得られる。
【符号の説明】
【0107】
１、１ａ ショーケース、２ 圧縮機、３ 凝縮器、４ 絞り装置、５ 蒸発器、６ 第１送風機、７ 制御装置、８ａ～８ｃ 断熱壁、９ａ 上部仕切板、９ｂ 内層仕切板、９ｃ 底部仕切板、１０ ダクト、１０ａ 上部ダクト、１０ｂ 内層ダクト、１０ｃ 底部ダクト、１１ 貯蔵室、１２ａ～１２ｄ 棚、１３ａ～１３ｄ 蛍光灯、１４ 冷媒配管、１５ 第２送風機、１６ 開口部、１７ 吹出口、１８ 吸込口、１９ 仕切板、２０、２０ａ 機械室、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、２８ａ～２８ｄ 加熱ヒータ、３０ 圧力センサ、３１ ナイトカバー、３２ 判定手段、３３ 圧縮機制御手段、３４ 第１送風機制御手段、３５ 第２送風機制御手段、３６ 絞り装置制御手段、３７ ヒータ制御手段、３８ 発報手段、４０ 筐体、４１ａ、４１ｂ 側板、４２ 温度センサ、４３ 孔、６０ 冷媒回路、６５ モータ、７０ 処理回路、７１ プロセッサ、７２ メモリ、８１ 吸気口、８２ 排気口、ＣＡＦ１、ＣＡＦ２ 矢印。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】