(57)【要約】【課題】冷凍回路で冷媒が漏洩した場合、冷媒を高圧回路部と低圧回路部とに遮断して冷却空間への漏洩量を削減することを特徴とする。【解決手段】  冷凍回路の高圧液管部または低圧液管部に第１遮断装置を設け、低圧ガス管部に第２遮断装置を設けてなり、前記冷凍回路の冷却器は庫内エリア近傍に配置され、その他の圧縮機、凝縮器と、膨張弁とが庫内下部に配置されており、前記冷却器の入口側の低圧管部と出口側の低圧ガス管部にそれぞれ遮断装置を設けてなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性冷媒を用いた冷凍回路を有しており食品類を冷却する閉鎖された庫内エリアを備えた冷却装置において、
冷却回路が、圧縮器と、凝縮器と、膨張弁と、冷却器とからなる冷却サイクルからなっており、
前記冷却器の冷媒入口側に第１遮断装置を設け、冷媒出口側に第２遮断装置を設けて前記冷却回路を高圧回路側と低圧回路側とに遮断してなることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
第１遮断装置が電磁弁からなっており、第２遮断装置が電磁弁または逆止弁からなっており、
第１遮断装置が、膨張弁に近い上流側または下流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
第１および第２遮断装置は、冷却装置の運転が行われない場合、又は冷却装置に電源が投入されていない場合に、冷却回路を遮断するように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
冷却装置に、センサーにより冷媒の漏洩が検出された際に、外気に通じる扉を強制的に開放する扉開放装置と、前記扉に漏洩した冷媒を前記扉から排気するようにガイドするファンおよびガイド手段とを設けてなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫、冷蔵・冷凍ショーケース、自販機などに用いられる冷凍回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の問題が顕著になり、プロパン、ブタン、ＨＦＯ冷媒など温暖化係数の小さい冷媒を使用する方向にある。
一方、このような冷媒は可燃性の問題があり、漏洩時には燃焼、起爆の危険性が問題になっている。
冷凍回路から漏洩が生じた場合、その漏洩する個所によって危険性が大きく異なる。
圧縮機、凝縮器など高圧冷媒をつかさどる回路では、漏洩の際  冷媒の漏れる速度が大きいものの、外気に曝される部分にあるので漏洩した冷媒が拡散しやすく、凝縮器に備わっている送風機で撹拌されるので、可燃濃度になりにくいことが検証されている。                                  
一方、冷蔵庫、冷蔵・冷凍ショーケース、自販機などで冷却器等の低圧冷媒をつかさどる回路は、食品など冷却する閉鎖された空間に設置されているため、冷凍回路が何らかの不具合により破損が発生した場合、可燃性冷媒が充満し発火濃度に達する可能性があり、発火した場合に起爆する可能性が高い。
そのため、冷却器等の低圧冷媒をつかさどる回路部分では、発火や起爆を回避する構造が必要となる。
しかし、現状では、可燃性のある冷媒を使用した冷凍回路においては、冷媒量の使用量を規定しているだけで、発火起爆を回避する構造は取られていない。
特に、プロパン（Ｒ２９０）、ブタン（Ｒ６００）などの使用が先行している燃焼性自然冷媒では、使用量の上限規制以外行っておらず、閉鎖された冷却空間に冷媒が漏洩した場合に燃焼濃度に達する可能性が高い。                    
また、このような冷媒を使用している冷凍装置の冷却運転発停は、圧縮機の発停のみで行われ、冷媒の流れを遮断するような装置は設けられていない。このため冷凍回路内に充填されている冷媒は全て冷却空間に放出される可能性が高い。
一方、冷却運転が行われている冷媒の使用分布は、高圧でありまた液体で冷媒を抱えている高圧回路に多くあり、冷媒が膨張し低圧になり、液ガスの２相状態、またはガス状態で存在する低圧回路には少ない状態であり、その比率は高圧側が７０％〜９０％である。                                              
このため、冷媒を高圧回路部と低圧回路部とを遮断できれば、冷却空間への漏洩量を削減することができる。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６９４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明が解決しようとする問題点は、冷却器等の低圧冷媒をつかさどる回路は、食品など冷却する閉鎖された空間に設置されているため、冷凍回路が何らかの不具合により破損が発生した場合、可燃性冷媒が充満し発火濃度に達する可能性があり、発火した場合に起爆する可能性が高いため、冷媒を高圧回路部と低圧回路部に遮断することで、冷却空間へ漏洩量を削減しうる冷凍回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を達成するために、請求項１の発明では、
可燃性冷媒を用いた冷凍回路を有しており食品類を冷却する閉鎖された庫内エリアを備えた冷却装置において、
冷却回路が、圧縮器と、凝縮器と、膨張弁と、冷却器とからなる冷却サイクルからなっており、
前記冷却器の冷媒入口側に第１遮断装置を設け、冷媒出口側に第２遮断装置を設けて前記冷却回路を高圧回路側と低圧回路側とに遮断してなることを特徴とする。
請求項２の発明では、
前記第１遮断装置が電磁弁からなっており、第２遮断装置が電磁弁または逆止弁からなっており、
第１遮断装置が、膨張弁に近い上流側または下流側に配置されていることを特徴とする。
請求項３の発明では、
前記第１および第２遮断装置は、冷却装置の運転が行われない場合、又は冷却装置に電源が投入されていない場合に、冷却回路を遮断するように設定されていることを特徴とする。
請求項４の発明では、
前記冷却装置に、センサーにより冷媒の漏洩が検出された際に、外気に通じる扉を強制的に開放する扉開放装置と、前記扉に漏洩した冷媒を前記扉から排気するようにガイドするファンおよびガイド手段とを設けてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の冷凍装置では、冷却器の入口側と出口側のそれぞれに冷媒の遮断装置を設けたので、冷媒を冷凍回路の高圧回路側と低圧回路側とに遮断することで、冷却空間へ漏洩量を削減しうる冷却空間への漏洩量を削減できる。 
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】冷蔵ショーケースの模式図である。
【図２】冷蔵ショーケースに漏洩した冷媒の強制排気手段を設けた一例を示す。
【図３】第１遮断装置と第２遮断装置に電磁弁を設けた冷却回路の模式図である。
【図４】第１遮断装置を異なる位置に設けた冷却回路の模式図である。
【図５】第２遮断装置に逆止弁を用いた冷却回路の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下にこの発明の冷却装置を冷蔵ショーケースに適用した好適実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００９】
冷蔵ショーケース１０は、図１に一例を示すように、上面、側面および背面を囲む本体発泡断熱体１１と、下部の前面、側面、底面、背面を囲む下部発泡断熱体１２を有する断熱箱と、前記本体発泡断熱体１１の正面を開閉可能に塞ぐ正面扉１３を有している。
【００１０】
外壁から、隙間を隔てて背面や側面を仕切る仕切板１７と、底面を仕切る底敷１８が取り付けられて庫内が囲われて、食品類を冷却して展示販売する庫内エリア２０を形成されている。
庫内エリア２０は、冷媒が蒸発する冷却器４に、ファン５とモータ６で作られる庫内循環風を当てて、冷却される。
【００１１】
前記庫内エリア２０は、庫内エリアの背面や側面を仕切る仕切板１７と、エリアの底面を仕切る底敷１８が取り付けられて、庫内エリア２０に収納される食品類を展示販売する空間を形成している。
【００１２】
一方、冷凍回路は、冷媒としてプロパン（Ｒ２９０）、ブタン（Ｒ６００）またはＨＦＯなどが使用されている。
そして、前記庫内エリア２０の背面となる仕切板７と外壁となる背壁の間のスペースに前記冷却器４が配置されている。
【００１３】
前記冷却器４に接続される冷凍回路Ｃの他の装置は、前記下部発泡断熱体１２の下の機械室２５に設けられている。
即ち、前記冷却器４から低圧ガス管部８を介して接続された圧縮機１と、該圧縮機１と高圧ガス管部５を介して接続される凝縮器２と、該凝縮器２と高圧液管部６を介して接続された膨張弁（または膨張器）３と、該膨張弁３と前記冷却器４とが低圧液管部または低圧液ガス管部７を介して接続されており冷媒が循環する冷凍回路Ｃを形成している。
前記凝縮器９には通風用のファンＦ及びファンモータＭが設けられている。
【００１４】
この発明では、冷却器４への冷媒の入口側と出口側とにそれぞれ遮断装置を設けていればよい。
そこで、図３で示すように、高圧液管部６に  配管の流れを遮断する第１電磁弁９ａとしての第１電磁弁が設けられ、低圧ガス管部８に第２電磁弁９ｂとしての電磁弁が設けられている。
前記電磁弁９ａ、９ｂは、冷却運転時には開いており、運転停止時には閉じる構造となっている。
【００１５】
そして、閉鎖空間となる庫内エリア２０に、冷媒の漏洩を感知するセンサー１５が設けられている。
これにより、前記センサー１５が冷媒の漏洩を検知すると前記一対の電磁弁９ａ、９ｂが同時に閉じて、冷媒の流れを遮断して、高圧回路部Ｃ１と低圧回路部Ｃ２とが遮断される。
【００１６】
上記遮断により、冷却空間への漏洩量を削減することができる。
即ち、冷却運転が行われている冷媒の使用分布は、高圧で液体の冷媒が流れる高圧回路部Ｃ１に多くあり、冷媒が膨張し低圧になり液ガスの２相状態、またはガス状態で存在する低圧回路Ｃ２には少ない状態であり、その比率は高圧側が７０％〜９０％を占めていることが知られているからである。 
【００１７】
これにより、本実施例の冷凍回路Ｃでは、停止時、又は漏洩センサー１５で冷媒の漏洩を検知すると遮断装置となる電磁弁９ａ，９ｂを閉鎖する事により、漏洩が発生した場合でも冷媒量の少ない冷媒のみを漏らすだけになり、燃焼濃度に達する可能性が下がり、起爆する危険性、その破壊力が著しく低下する。 
【００１８】
図４は図３に示した高圧液管部６に設置した電磁弁９ａを、低圧液（液ガス管）部８に位置を移動した場合の冷凍サイクルを示す。
この場合もより確実に、冷却空間への漏洩量を削減することができる。
【００１９】
図５では、低圧ガス管部８に設けた電磁弁９ｂに代えて、逆止弁９ｂ’を設けており、その他の構成は図４と同様である。
この場合も電磁弁９ｂと同様に、冷媒を遮断することができる。
【００２０】
このように遮断装置９ａ、９ｂを設けることで、低圧管回路部Ｃ２の冷媒のみを遮断し高圧回路部Ｃ１に残留する冷媒の流入を阻止することができる。
蒸発器２等の低圧回路部Ｃ２内は通常、渇き度のある液ガス冷媒で満たされているため、冷凍サイクル内に封入されている冷媒の１０〜３０％程度しか存在していない。
このため冷媒が庫内エリア２０に漏れても、燃焼出来るガス量は少なく、燃焼、起爆してもその能力を小さく押えることができる。
【００２１】
通常の冷却運転時には庫内空気循環用のファンＦにより、漏れた冷媒は空気とまじりあい、庫内に均一の密度で漂うことになる。
庫内の容量は大きいため、少量の冷媒漏れでは、爆発限界には達せず、爆発事故は免れる場合が多い。
【００２２】
しかし、冷媒が漏れた場合には、上記冷凍回路Ｃの遮断に加えて、センサー１５により冷媒漏れが検知されるので、庫内に漏れた冷媒を庫内から強制的に排出する強制排出装置を設けることが好ましい。
通常運転時に庫内の冷気を漏らさないため設けた扉や蓋を強制的に開ける装置を設けたり、冷蔵ショーケースの上部又は下部にファンＦ２、ファンモータＭ２を取付け、冷媒漏れが発生した場合には、上記扉や蓋を強制的に開け、前記ファンＦやＦ２で冷媒を庫外に排出する。
【００２３】
冷蔵ショーケースは商品を展示し、庫内冷却を円滑に行うため、ショーケースの下部発泡断熱体１２と通常は鋼板等による底敷１８を取付けているのが一般的である。
冷凍回路の制御で、庫内通風用のファンを一時的に停止する制御をしている場合や、停電時に通風用のファンが停止している時は冷媒が漏れた場合には密度が空気より重い冷媒はこの底敷きと、ショーケースの下部発泡断熱体１２の間の空間にとどまり、少量の冷媒漏れでも、上記空間容積が小さいために冷媒の爆発限界に達するおそれが考えられる。
【００２４】
そこで、図２のようにガイド手段としてのダクトＤを設け、強制排気用のファンＦ２と、排気扉２１と、排気扉２１を強制開放する装置（図示省略）とを設け、上記空間及び底敷き上部の冷媒・空気の混合気体を、ファンＦ２でダクトＤ内に吸引し、同時に排気扉２１を開放して、排出することにより、爆発の危険性を低く押させることができる。
その他、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要するに、この発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１    圧縮機
２    凝縮器
３    膨張弁（または膨張器）
４    冷却器
５    高圧ガス管部
６    高圧液管部
７    低圧液管部または低圧液ガス管部
８    低圧ガス管部
９ａ  第１電磁弁
９ｂ  第２電磁弁
９ｂ’逆止弁
１０    冷蔵ショーケース
１１    本体発泡断熱体
１２    下部発泡断熱体
１３    正面扉
１５    センサー
１７    仕切板
１８    底敷
２０    庫内エリア
２１    排気扉
２５    機械室
Ｃ    冷凍回路
Ｃ１  高圧回路部
Ｃ２  低圧回路部
Ｄ    ダクト
Ｆ    通風用のファン
Ｆ２  強制排気用のファン
Ｍ    ファンモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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