(57)【要約】      （修正有）【課題】店舗照明用ＬＥＤの効果的な且つ店舗内環境の悪化を招かない冷却システムを提供する。【解決手段】冷却システムは圧縮機1と凝縮器２と、膨張弁3とカスケードコンデンサ４とを相互に連結した回路にアンモニアなどの自然系冷媒を循環させる冷却装置5とブライン循環ポンプ6とカスケードコンデンサ4と複数のショウーケスの電磁弁7と熱負荷を形成する吸熱用熱交換器8とを相互に連結し、不凍液を循環させるブライン回路9とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却装置と、冷却装置で冷却したブラインを熱負荷に循環させるブライン回路と、ブライン回路の一部が形成するジャケットに取り付けられたＬＥＤとを備えることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
ブライン回路のジャケットを形成する前記一部は熱負荷の下流に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
複数のジャケットが並列に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却システム。
【請求項４】
ジャケット内のブラインの流れが下降流であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の冷却システム。
【請求項５】
ブライン回路のジャケットを形成する一部は熱負荷に直列に接続され、ブライン回路のジャケットを形成する一部を迂回するバイパス流路と、ブライン回路のジャケットを形成する一部へのブラインの流入流量を可変制御する手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の冷却システム。
【請求項６】
ＬＥＤへの電力供給を可変制御する手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ冷却機能を有する冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤによる店舗照明技術が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２５９８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＬＥＤには、自己発熱による光度低下と寿命低下の問題があり、効果的な冷却手段を設ける必要がある。また冷却手段は店舗内環境の悪化を招かないことが慣用である。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、店舗照明用ＬＥＤの効果的な且つ店舗内環境の悪化を招かない冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明においては、冷却装置と、冷却装置で冷却したブラインを熱負荷に循環させるブライン回路と、ブライン回路の一部が形成するジャケットに取り付けられたＬＥＤとを備えることを特徴とする冷却システムを提供する。
ＬＥＤの冷却手段として、ＬＥＤを取り付けたジャケットに、店舗が備える空調装置や冷蔵ショーケースの冷媒を流すことが考えられる。しかし、従来の空調装置や冷蔵ショーケースは一般に炭化水素系冷媒を使用しており、蒸発器より下流の冷媒は一般に比熱が小さく且つジャケット周壁からの熱伝達率が低い気体なので、ＬＥＤの熱が冷媒に放出され難くＬＥＤが効果的に冷却されないおそれがある。また万一冷媒がジャケットから漏洩した場合、店舗空間の環境悪化を招くおそれがある。本願の発明者は、プロピレンゴリコール、エチレンゴリコール、エタノール等と水との混合物を代表例とする不凍液（ブライン）を冷媒として使用する冷却システムが、食品の高鮮度管理や店舗内環境保全の観点から注目されており、今後一般化する可能性が高いことに着目して、冷却用のブライン回路の一部をＬＥＤの冷却ジャケットとして利用することを着想した。ブラインは液体であり、気化した炭化水素系冷媒に比べて一般に比熱が大きく且つジャケット周壁からの熱伝達率が高いので、効果的にＬＥＤを冷却することができる。また万一ジャケットから漏洩しても炭化水素系冷媒に比べて店舗内環境の悪化を招き難い。
【０００５】
本発明の好ましい態様においては、ジャケットを形成するブライン回路の一部は熱負荷の下流に配設されている。
ジャケットを形成するブライン回路の一部が熱負荷の下流に配設されていれば、ブライン回路の本来的機能である熱負荷冷却機能を損なわない。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、複数のジャケットが並列に配設されている。
複数のジャケットを配設する場合、これらを直列に接続すると下流側のジャケットを流れるブラインの温度が上昇し、下流側のジャケットに取り付けられたＬＥＤの温度が上昇し光度が低下する。他方、複数のジャケットを並列に接続すれば、ジャケット毎のブライン温度のばらつきが発生せず、ジャケット毎のＬＥＤ光度のばらつきが発生しない。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、ジャケット内のブラインの流れが下降流である。
ジャケット内のブラインの流れが下降流であれば、ブライン循環ポンプの負荷が減少するので、当該ポンプの小型化が可能になる。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、ブライン回路のジャケットを形成する一部は熱負荷に直列に接続され、冷却システムは更に、ブライン回路のジャケットを形成する一部を迂回するバイパス流路と、ブライン回路のジャケットを形成する一部へのブラインの流入流量を可変制御する手段とを備える。
店舗照明の必要性は、日中は低く夜間は高い。従って、ＬＥＤの光度は、日中は低くても良く、夜間は高いことが必要である。ブライン回路のジャケットを形成する一部を熱負荷に直列に接続し、ブライン回路のジャケットを形成する一部を迂回するバイパス流路を配設し、ブライン回路のジャケットを形成する一部へのブラインの流入流量を可変制御して、日中には前記流量を小に、夜間には前記流量を大にすれば、ＬＥＤ冷却効果が昼間は減少し夜間に増加するので、ＬＥＤへの電力供給を可変制御することなく、ＬＥＤの光度を日中には低く、夜間には高くすることができる。また日中にはＬＥＤの冷却に寄与するブラインの流量が減少するので、ブライン冷却装置の負荷が軽減される。また。日中にはブライン回路のジャケットを形成する一部を流れるブラインの流量が減少して、ブライン回路全体の圧力損失が減少するので、ブライン循環ポンプの負荷も軽減される。
【０００９】
本発明の好ましい態様においては、冷却システムは、ＬＥＤへの電力供給を可変制御する手段を備える。
ＬＥＤへの電力供給を可変制御して日中には電力供給を小にし、夜間には電力供給を大にする。これに同期して日中にはジャケットへのブライン供給を小にし、或いは零にし、夜間にはジャケットへのブライン供給を大にする。日中には電力供給が小なのでＬＥＤの光度が低下し、夜間には電力供給が大なのでＬＥＤの光度が増加する。日中はＬＥＤの発熱が小なので、ジャケットへのブライン供給が小でも、ＬＥＤは十分に冷却される。ジャケットへのブライン供給が零でも、ＬＥＤは空冷で十部に冷却される。この結果ＬＥＤの耐久性が向上する。夜間はＬＥＤの発熱が大になるが、ジャケットへのブラインの供給が大なのでＬＥＤは十分に冷却される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、店舗照明用ＬＥＤの効果的な且つ店舗内環境の悪化を招かない冷却システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１実施例に係る冷却システムを説明する。
図１に示すように、冷却システムＡは、圧縮機１と、凝縮器２と、膨張弁３と、カスケードコンデンサー４とを相互に連結した回路にアンモニアやＣＯ２等の自然系冷媒を循環させる冷却装置５と、ブライン循環ポンプ６とカスケードコンデンサー４と複数の冷蔵ショーケースの電磁弁７と熱負荷を形成する吸熱用熱交換器８とを相互に連結し、プロピレンゴリコール、エチレンゴリコール、エタノール等と水との混合物を代表例とする不凍液（ブライン）を循環させるブライン回路９とを備えている。
ブライン回路９の一部がジャケット１０を形成し、ジャケット１０の外面に複数の店舗照明用ＬＥＤ１１が取り付けられている。ジャケットを形成するブライン回路９の一部は、ブライン回路９内のブラインの流れに関して吸熱用熱交換器８の下流に配設され、吸熱用熱交換器８に直列に接続されている。
ジャケット１０内のブラインの流れは下降流を形成している。
冷却装置５は店舗外に配設されており、ブライン回路９の電磁弁７、吸熱用熱交換器８、ジャケット１０、ＬＥＤ１１は店舗内に配設されている。
【００１２】
冷却システムＡにおいては、冷却装置５のカスケードコンデンサー４を流れる自然系冷媒とブラインとの間で熱交換が行われて、ブラインが冷却される。冷却装置５で冷却されたブラインは、冷蔵ショーケースの吸熱用熱交換器８で冷蔵ショーケース内の空気と熱交換し、前記空気を冷却し、ひいては冷蔵ショーケース内の食品を冷却する。
吸熱用熱交換器８を通過したブラインは、ブライン回路９の一部が形成するジャケット１０を通過し、ジャケット１０に取り付けられたＬＥＤを冷却した後、冷却装置５のカスケードコンデンサー４へ還流する。
ＬＥＤ１１が冷却されることにより、ＬＥＤの光度低下と寿命低下とが防止される。
ブラインは液体であり、一般に比熱が大きく且つジャケット１０からの熱伝達率が高いので、効果的にＬＥＤを冷却することができる。また万一ジャケット１０からブラインが漏洩しても、炭化水素系冷媒に比べて店舗内環境の悪化を招き難い。
ジャケット１０を形成するブライン回路９の一部が、ブラインの流れに関して、熱負荷である冷蔵ショーケースの吸熱用熱交換器８の下流に配設されているので、ＬＥＤ１１を冷却しても、ブライン回路９の本来的機能である熱負荷冷却機能を損なわず、冷蔵ショーケース内の商品はＬＥＤの熱によって加熱されたブラインの影響を受けない。
ジャケット１０内のブラインの流れが下降流なので、ブライン循環ポンプ６の負荷が減少する。この結果、ブライン循環ポンプ６の小型化が可能になる。
【００１３】
本発明の第２実施例に係る冷却システムを説明する。
図２に示すように、冷却システムＢは、圧縮機２１と、凝縮器２２と、膨張弁２３と、カスケードコンデンサー２４とを相互に連結した回路にアンモニアやＣＯ２等の自然系冷媒を循環させる冷却装置２５と、ブライン循環ポンプ２６とカスケードコンデンサー２４と電磁弁２７と熱負荷を形成する空調装置の吸熱用熱交換器２８とを相互に連結し、プロピレンゴリコール、エチレンゴリコール、エタノール等と水との混合物を代表例とする不凍液（ブライン）を循環させるブライン回路２９とを備えている。
ブライン回路２９の一部がジャケット３０を形成し、ジャケット３０の外面に複数の店舗照明用ＬＥＤ３１が取り付けられている。ジャケットを形成するブライン回路２９の一部は、ブライン回路２９内のブラインの流れに関して吸熱用熱交換器２８の下流に配設され、吸熱用熱交換器２８に直列に接続されている。
ジャケット３０内のブラインの流れは下降流を形成している。
冷却装置２５は店舗外に配設されており、ブライン回路２９の電磁弁２７、吸熱用熱交換器２８、ジャケット３０、ＬＥＤ３１は店舗内に配設されている。
冷却システムＢにおいても、冷却システムＡと同様の作用効果が得られる。
【００１４】
冷却システムＡ、Ｂにおいて、ジャケット１０、３０を複数配設する場合には、図１、２に一点鎖線で示すように、複数のジャケット１０、３０を並列に配設するのが望ましい。複数のジャケット１０、３０を直列に接続すると下流側のジャケットを流れるブラインの温度が上昇し、下流側のジャケットに取り付けられたＬＥＤ１１、３１の温度が上昇し光度が低下する。他方、複数のジャケット１０、３０を並列に接続すれば、ジャケット毎のブライン温度のばらつきが発生せず、ジャケット毎のＬＥＤ１１、３１光度のばらつきが発生しない。
【００１５】
図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、ブライン回路９、２９のジャケット１０、３０を形成する一部を迂回するバイパス流路９’、２９’を配設し、ブライン回路９、２９のジャケット１０、３０を形成する一部へのブラインの流入流量を可変制御する手段、即ちブライン回路９、２９のジャケット１０、３０を形成する一部とバイパス流路９’、２９’との分岐点に取り付けた３方弁４１、４２や、ブライン回路９、２９のジャケット１０、３０を形成する一部とバイパス流路９’、２９’とに取り付けた開閉弁４３、４４や、ブライン回路９、２９のジャケット１０、３０を形成する一部に取り付けた流量調整弁４５を配設しても良い。
店舗照明の必要性は、日中は低く夜間は高い。従って、ＬＥＤ１１、３１の光度は、日中は低くても良く、夜間は高いことが必要である。３方弁４１、４２、開閉弁４３、４４、流量調整弁４５を用いてブライン回路９、２９のジャケット１０、３０を形成する一部へのブラインの流入流量を可変制御し、日中には前記流量を小に、夜間には前記流量を大にすれば、ＬＥＤ１１、３１の冷却効果が昼間は減少し夜間に増加するので、ＬＥＤ１１、３１への電力供給を可変制御することなく、ＬＥＤ１１、３１の光度を日中には低く、夜間には高くすることができる。また日中にはＬＥＤ１１、３１の冷却に寄与するブラインの流量が減少するので、冷却装置５の負荷が軽減される。また。日中にはブライン回路９、２９のジャケットを形成する一部を流れるブラインの流量が減少し、前記一部よりも短いバイパス流路９’、２９’を流れるブラインの流量が増加するので、ブライン回路全体の圧力損失が減少し、ブライン循環ポンプ６の負荷が軽減される。
【００１６】
図３の構成に加えて、ＬＥＤ１１、３１への電力供給を可変制御するインバータ制御装置や、可変抵抗器を配設しても良い。
ＬＥＤ１１、３１への電力供給を可変制御して日中には電力供給を小にし、夜間には電力供給を大にする。これに同期して日中にはジャケット１０、３０へのブライン供給を小にし、或いは零にし、夜間にはジャケット１０、３０へのブライン供給を大にする。日中には電力供給が小なのでＬＥＤ１１、３１の光度が低下し、夜間には電力供給が大なのでＬＥＤ１１、３１の光度が増加する。日中はＬＥＤ１１、３１の発熱が小なので、ジャケット１０、３０へのブライン供給が小でも、ＬＥＤ１１、３１は十分に冷却される。ジャケット１０、３０へのブライン供給が零でも、ＬＥＤ１１、３１は空冷で十部に冷却される。この結果ＬＥＤ１１、３１の耐久性が向上すると共に、日中の冷却装置５とブライン循環ポンプ６の負荷が減少する。夜間はＬＥＤ１１、３１の発熱が大になるが、ジャケット１０、３０へのブラインの供給が大なのでＬＥＤ１１、３１は十分に冷却される。
【００１７】
ＬＥＤ１１、３１は店舗内を照明するものでも良く、店舗外を照明するものでも良く、或いは冷蔵ショーケース内を照明するものでも良い。
ジャケット１０、３０の形状には特に限定は無い。ブライン流路を形成するものであって、外面にＬＥＤ１１、３１を取り付けることができるものであれば良い。
ジャケット１０、３０は横置きでも縦置きでも良い。直列に連結した複数のジャケットから成るジャケット組立体を複数並列に接続しても良い。ジャケットが単一の場合には、或いは単一のジャケットを複数並列に配設する場合には、当該ジャケットの入口よりも出口を下方に配設し、直列に連結した複数のジャケットから成るジャケット組立体を配設する場合にはジャケット組立体の入口よりも出口を下方に配設して、ジャケット内のブラインの流れを下降流にするのが、ブライン循環ポンプ６の負荷軽減の観点から望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例に係る冷却システムのブロック図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る冷却システムのブロック図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る冷却システムの部分ブロック図である。
【符号の説明】
【００１９】
Ａ、Ｂ  冷却システム
１、２１  圧縮機
２、２２  凝縮器
３、２３  膨張弁
４、２４  蒸発器
５、２５  冷却装置
６、２６  ブライン循環ポンプ
７、２７  電磁弁
８、２８  吸熱用熱交換器
９、２９  ブライン回路
９’、２９’  バイパス流路
１０、３０  ジャケット
１１、３１  ＬＥＤ
４１、４２  ３方弁
４３、４４  開閉弁
４５  流量調整弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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