(57)【要約】物品陳列冷凍機（１００）は、物品陳列領域（１２５）を画成する前面が解放された直立型の遮断されたキャビネット（１１０）を含み、物品陳列領域（１２５）は、空気循環路（１１２，１１４，１１６）を介して区画（１２０）と空気的に連通している。区画（１２０）に配置された蒸発器（４０）のコイル（４６）を通る冷媒の流れが、物品陳列冷凍機の物品陳列領域からの空気流を冷却する。
2007519879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品陳列冷凍機用の蒸発器であって、
冷媒入口と冷媒出口とを含むとともに、第１のフィン密度を有する第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルと、
冷媒入口と冷媒出口とを含むとともに、第１のフィン密度よりも大きい第２のフィン密度を有する第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルと、を有し、第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルの入口が、第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルの出口と冷媒が連通するように接続されていることを特徴とする物品陳列冷凍機用の蒸発器。
【請求項２】
第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルは、１インチ当たりのフィンが６個より少ない密度を有することを特徴とする請求項１記載の物品陳列冷凍機用の蒸発器。
【請求項３】
第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルは、１インチ当たりのフィンが少なくとも６個であるフィン密度を有することを特徴とする請求項１記載の物品陳列冷凍機用の蒸発器。
【請求項４】
物品陳列冷凍機用の蒸発器であって、
冷媒入口と冷媒出口とを含むとともに、フィンを含まないチューブ式コイル熱交換器である第１の熱交換器と、冷媒入口と冷媒出口とを含む第２の熱交換器と、を有し、第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルの入口が、第１の熱交換器の出口と冷媒が連通するように接続されており、第２の熱交換器は１インチ当たりのフィンが少なくとも６個であるフィン密度を有するフィン−チューブ式熱交換器コイルであることを特徴とする物品陳列冷凍機用の蒸発器。
【請求項５】
物品陳列領域を定めるキャビネットを含むとともにこの物品陳列領域から独立した区画を有する物品陳列冷凍機であって、空気循環路が前記物品陳列領域と前記区画とを空気が連通するように接続しており、前記区画には蒸発器と空気循環ファンが協働するように配置され、前記蒸発器を通過する空気流が該蒸発器を通過する冷媒と熱交換するように導かれており、前記蒸発器は、
冷媒入口と冷媒出口とを含むとともに、比較的低いフィン密度を有する第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルと、
冷媒入口と冷媒出口とを含むとともに、比較的高いフィン密度を有する第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルと、を有し、第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルの入口が、第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルの出口と冷媒が連通するように接続されていることを特徴とする物品陳列冷凍機。
【請求項６】
第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルは、１インチ当たりのフィンが６個より少ないフィン密度を有することを特徴とする請求項５記載の物品陳列冷凍機。
【請求項７】
第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルは、１インチ当たりのフィンが少なくとも６個であるフィン密度を有することを特徴とする請求項５記載の物品陳列冷凍機。
【請求項８】
第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルは、前記蒸発器を通過する空気流に対して第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルの上流に配置されていることを特徴とする請求項５記載の物品陳列冷凍機。
【請求項９】
第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルにおいて、冷媒が、該熱交換器コイルを通過する空気流に対して物理的に平行でかつ熱力学的に向流として導かれていることを特徴とする請求項５記載の物品陳列冷凍機。
【請求項１０】
第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルにおいて、冷媒が、該熱交換器コイルを通過する空気流に対して物理的に平行でかつ熱力学的に向流として導かれていることを特徴とする請求項５記載の物品陳列冷凍機。
【請求項１１】
第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルは、１インチ当たりのフィンが６〜１５個であるフィン密度を有することを特徴とする請求項５記載の物品陳列冷凍機。
【請求項１２】
物品陳列冷凍機の運転方法であって、該物品陳列冷凍機は、物品陳列領域を定めるキャビネットを含むとともにこの物品陳列領域から独立した区画を有し、空気循環路が前記物品陳列領域と前記区画とを空気が連通するように接続しており、前記区画にはフィン−チューブ式熱交換器コイル型蒸発器と空気循環ファンが協働するように配置され、前記蒸発器を通過する空気流が前記蒸発器および該蒸発器と動作的に関連する冷凍装置を通過する冷媒と熱交換するように導かれており、前記運転方法は、
前記冷凍装置からの冷媒を前記蒸発器の第１の部分を通過するように導き、
前記蒸発器の第１の部分からの冷媒を該蒸発器の第２の部分を通過するように導き、
前記蒸発器の第２の部分からの冷媒を前記冷凍装置に戻るように導き、
前記物品陳列領域からの空気を、前記蒸発器の第２の部分を通過してから該蒸発器の第１の部分を通って前記物品陳列冷凍機の物品陳列領域に戻るように循環させ、
前記蒸発器の第２の部分を３２°Ｆより高い温度に維持することを含むことを特徴とする物品陳列冷凍機の運転方法。
【請求項１３】
前記蒸発器の第２の部分に１インチ当たりのフィンが少なくとも６個であるフィン密度を提供するとともに、該蒸発器の第１の部分に１インチ当たりのフィンが６個より少ないフィン密度を提供することを特徴とする請求項１２記載の物品陳列冷凍機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、物品陳列冷凍システムに関し、特に、食品および／または飲料製品用の中温型物品陳列冷凍システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、本出願人が有する継続中の米国出願第０９／８４９，２０９号、名称「中温型物品陳列冷凍機」の一部継続出願である。
【０００３】
一般的に、スーパーマーケットやコンビニエンスストアにはディスプレイケースが備えられ、これらディスプレイケースは、新鮮な食料や飲料製品を冷却された状態に維持しつつ、これらの新鮮な食料や飲料製品を客に見せるように、開放されているか、またはドアが設けられている。典型的には、客の視界から外れるようにディスプレイケース内における物品陳列領域から離れた場所に配設される蒸発器コイルの熱交換表面上を通流することによって、低温、多湿となった空気が、各ディスプレイケースの物品陳列領域へ供給される。例えばＲ−４０４Ａ冷媒のような好適な冷媒が、蒸発器コイルの熱交換管を通過する。冷媒が蒸発器コイル内で蒸発すると、蒸発器の周囲を通過する空気から熱が奪われ、空気の温度が低くなる。
【０００４】
冷凍システムは、冷媒を施設内のディスプレイケースの蒸発器コイルへ適切な状態で供給するように、スーパーマーケットやコンビニエンスストアに設置される。全ての冷凍システムは、少なくとも以下の構成要素、すなわち、圧縮機と、凝縮器と、ディスプレイケースに関連して設けられる少なくとも一つの蒸発器と、感熱膨張弁と、これらの装置を閉循環路として接続する適切な冷媒管路と、を含んでいる。感熱膨張弁は、液体冷媒を膨張させるために、蒸発器の入口の冷媒流れに対して上流側で冷媒管路内に配置される。この膨張弁は、液体冷媒を、蒸発器へ流入する前に、特定の冷媒に対して選択された所望の低い圧力となるように計量するとともに膨張させるように動作する。この膨張の結果として、液体冷媒の温度も大幅に低下する。この低圧、低温の液体冷媒は、蒸発器の管を通過する際に、蒸発器の表面上を通過する空気から熱を吸収するに従って蒸発する。典型的には、スーパーマーケットや食品店の冷凍システムは、複数のディスプレイケースに配置される複数の蒸発器と、圧縮機ラックと呼ばれる複数の圧縮機のアセンブリと、一つまたはそれ以上の凝縮器と、を有している。
【０００５】
加えて、特定の冷凍システムでは、蒸発器圧力調整（ＥＰＲ）弁が冷媒管路内における蒸発器の出口に配設されている。このＥＰＲ弁は、蒸発器内の圧力を、使用される特定の冷媒に対して予め設定された目標圧力値を越える状態に維持するように動作する。水の冷却に用いられる冷凍システムでは、蒸発器内の冷媒を水の凝固点を越える温度に維持するように、ＥＰＲ弁を設定することが知られている。例えば、冷媒としてＲ−１２を用いる水冷却用の冷凍システムでは、ＥＰＲ弁は、好ましくは３４°Ｆの冷媒温度に相当する３２ｐｓｉｇ（ｐｏｕｎｄｓ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｉｎｃｈ，ｇａｇｅ）に設定される。
【０００６】
従来の手法では、一般的に、食品陳列冷凍システムの蒸発器が水の霜点よりも低い冷媒温度で作動しており、蒸発器の表面上を通過する冷却空気中の水分が蒸発器の表面に触れると、霜が運転中の蒸発器の表面上に形成される。農産物、牛乳や他の乳製品、および飲料全般などの陳列に一般に使用される中温型の冷凍ディスプレイケースでは、冷却する特定の食品によって、冷却食品を一般に３２〜４１°Ｆの温度範囲に保つ必要がある。例えば、中温型の農産物用ディスプレイケースに関しては、商用冷凍の分野における従来の手法は、管を通過する冷媒が約２１°Ｆで沸騰する蒸発器の管上に、循環する冷却空気を通過させて、冷却空気温度を約３１〜３２°Ｆに保つことである。また、例えば中温型の乳製品用ディスプレイケースに関しては、商用冷凍の分野における従来の手法は、管を通過する冷媒が約２１°Ｆで沸騰する蒸発器の管上に、循環する冷却空気を通過させて、冷却空気温度を約２８〜２９°Ｆに保つことである。このような冷媒温度では、管壁の外側面が霜点より低い温度になる。蒸発器の表面に霜が堆積すると、蒸発器の性能が低下するとともに、蒸発器を通過する空気の自由な流れが制限され、極端な場合には流れが停滞してしまう。
【０００７】
商用冷凍産業の蒸発器として一般に使用される、単純でかつ平らなフィンを冷媒管路に取り付けたタイプのフィン−チューブ式熱交換器コイルは、特徴としてフィン密度が低く、一般に１インチ当たり２〜４個のフィンを有する。中温型ディスプレイケースでは、通常、ディスプレイケースの物品領域に冷却空気を供給するために蒸発器と複数の軸流ファンが強制空気式の構成で設けられている。最も一般的には、これらのファンは、蒸発器の空気流に対して上流にすなわち強制通風モードで物品陳列領域の下方の区画内に配置されており、物品陳列機の長さ４フィートにつき１つのファンが設けられている。つまり、一般に、長さ４フィートの物品陳列機は、１つのファンを備え、長さ８フィートの物品陳列機は、２つのファンを備え、長さ１２フィートの物品陳列機は、３つのファンを備える。
【０００８】
動作時には、蒸発器を通るようにファンによって空気が強制的に導かれ、この空気はフィン−チューブ式熱交換器コイルの管上を通過して管を通る冷媒と熱交換を行う。従来は、冷媒が空気流に対して向流として物理的に通過するようになっており、つまり冷媒は蒸発器の空気側出口において熱交換器に流入するとともに管を通って蒸発器の空気側入口に配置された冷媒出口まで流れる。蒸発器からの冷却空気は、物品陳列機ハウジングの背面に設けられた後部フローダクトを通ってから、物品陳列機ハウジングの頂部に設けられたフローダクトを通って製品陳列領域へと流れ込むように循環される。前面が解放されたディスプレイケースの構造では、上方のフローダクトから流出する冷却空気が、物品陳列領域の前面にわたって実質的に下向きに流れて物品陳列領域と店内の周囲の環境とを分離するエアカーテンを形成し、物品陳列領域への周囲の空気の侵入を減少させる。冷却空気が後部フローダクトから物品陳列領域に直接流入するように、後部フローダクトの内側壁に孔を設けることもできる。
【０００９】
上述したように、商用冷凍産業における従来の手法では、中温用途の蒸発器に関してフィン密度が低い熱交換器のみを使用してきた。この手法は、蒸発器の熱交換器表面に霜が堆積するという予測と、必要な除霜作業の間の期間を延長するという希望により行われている。霜が堆積するに従って、隣接するフィンの間を通過する空気の流れのための有効な空間が徐々に小さくなり、極限状態ではこの空間が霜で埋まってしまう。霜の堆積により、熱交換器の性能が低下するとともに、物品陳列領域への十分に冷却された空気の流れが減少し、除霜サイクルの起動が必要となる。さらに、フィン密度が低い蒸発器コイルを通した圧力降下が比較的低いので、このような低い圧力降下と上述したファンの間の比較的広い離間距離との組み合わせによって、蒸発器コイルを通る空気速度にかなりの変動が生じ、このため蒸発器コイルの長さにわたってコイルから流出する空気の温度に望ましくない変動が生じてしまう。８インチ程度の小さい範囲にわたる温度変化が、６°Ｆ程度に高いこともまれではない。冷却空気温度におけるこのような層の形成は、物品温度に大きな影響を与えるおそれがあり、これにより、物品陳列領域内において望ましくない物品温度の変動が生じうる。
【００１０】
蒸発器コイル上に霜が形成されるときには、初めに空気流速度が低い領域に堆積する傾向がある。このため、空気流の分布がさらに悪くなり、温度分布がさらに偏ってしまう。蒸発器を通した空気流の分配は、従来通り離間された複数の軸流ファンによって生じる固有の空気流速度プロファイルによっても偏る。各ファンは、それぞれベルカーブ状の速度流を発生させるので、空気流速度プロファイルは、特徴として波状のパターンを有し、空気流速度は、各ファンの中心線の近傍でピークに達するとともに隣接するファンの間で最小値まで低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ベハに付与された米国特許第５，７４３，０９８号は、所定の長さの複数のモジュール式蒸発器を含むモジュール式の空気冷却および循環手段を備える食品陳列冷凍機を開示しており、各蒸発器は、関連する個別の空気移動手段を有している。これらの蒸発器は、物品陳列機の物品陳列領域の下方の区画内に端と端が接するように水平でかつ離間されて配置されている。物品陳列領域に関連するゾーンから蒸発器コイルを通して空気を循環させて冷却するとともに、物品陳列領域に関連するゾーンに戻るように空気を循環させるために、別の軸流ファンの対が各蒸発器と関連して設けられている。各々の蒸発器は、複数のフィン−チューブ式コイルを含む。
【００１２】
本発明の目的は、改善された蒸発器性能を有する改善された中温型物品陳列機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
物品陳列領域を画成する遮断されたキャビネットと、物品陳列領域から分離されているとともに蒸発器と少なくとも１つの空気循環用軸流ファンが内部に配置された区画と、を有する物品陳列冷凍機が提供される。蒸発器は、冷媒入口と冷媒出口とを有する第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルと、冷媒入口と冷媒出口とを有する第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルと、を含み、第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルの入口は、第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルの出口と冷媒が連通するように接続されている。第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルは、第１のフィン密度を有し、第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルは、第１のフィン密度よりも大きい第２のフィン密度を有する。第１のフィン−チューブ式熱交換器コイルは、１インチ当たりのフィンが６個より少ないフィン密度を有することが有利である。第２のフィン−チューブ式熱交換器コイルは１インチ当たりのフィンが少なくとも６個であるフィン密度を有することが有利であり、かつ１インチ当たりのフィンが６〜１５個であるフィン密度を有することが最も有利である。
【００１４】
本発明の方法の形態では、物品陳列冷凍機は、蒸発器の第２の熱交換器コイルを３２°Ｆより高い温度に維持するように運転され、物品陳列冷凍機の物品陳列領域から蒸発器に流入する空気に含まれる水分の一部が第２の熱交換器コイルの熱交換面上に凝縮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１，図２に示した冷凍システムは、物品陳列冷凍機と関連する単一の蒸発器と、単一の凝縮器と、単一の圧縮機と、を有するものとして示されている。しかしながら、本発明の物品陳列冷凍機が、１つの物品陳列冷凍機につき１つまたはそれ以上の蒸発器、単一または複数の凝縮器、および／または単一または複数の圧縮機を備える単一または複数の物品陳列冷凍機を有する商用冷凍システムの様々な実施例に適用できることは、理解されるであろう。
【００１６】
図１および図２を参照すると、物品陳列冷凍システム１０は、５つの基本要素、すなわち、圧縮機２０、凝縮器３０、物品陳列冷凍機１００と関連する蒸発器４０、膨張装置５０、および蒸発器圧力調整装置６０を有し、これらは全て閉冷媒循環路として冷媒管路１２，１４，１６および１８を介して接続されている。さらに、システム１０は、制御装置９０を含んでいる。しかしながら、冷凍システムが、さらに追加の部品、制御装置および付属品を含みうることは、理解されるであろう。圧縮機２０の出口つまり高圧側は、冷媒管路１２を介して凝縮器３０の入口３２に接続している。凝縮器３０の出口３４は、冷媒管路１４を介して膨張装置５０の入口に接続している。膨張器５０の出口は、冷媒管路１６を介して、ディスプレイケース１００内に配置される蒸発器４０の入口４２に接続している。蒸発器４０の出口４４は、一般的に吸入管路と呼ばれる冷媒管路１８を介して、圧縮機２０の吸入口すなわち低圧側へ戻るように接続している。
【００１７】
一般にディスプレイケースと呼ばれる物品陳列冷凍機１００は、物品陳列領域１２５を定める遮断されたキャビネット１１０を含み、このキャビネット１１０は、直立型でかつ前面が解放されている。フィン−チューブ式熱交換器コイルである蒸発器４０は、物品陳列冷凍機１００内で物品陳列領域１２５とは独立した区画１２０内に配置され、区画１２０は、図示の実施例では物品陳列領域１２５の下方に位置する。しかし、区画１２０は、物品陳列領域の上方または背面に所望のように設けることができる。従来と同様に、物品陳列領域１２５の棚１３０に貯蔵された物品を所望の温度に保つように、空気が区画１２０内に設けられた空気循環手段、例えば１つまたは複数のファン７０によって、キャビネット１１０の壁に形成された空気流路１１２，１１４，１１６を通して物品陳列領域１２５へと循環される。冷却空気の一部は、空気流路１１６から陳列領域１２５の前面にわたって実質的に下向きに流出し、冷却された物品陳列領域１２５とディスプレイケース１００に近い店内領域における周囲空気との間にエアカーテンを形成する。
【００１８】
膨張装置５０は、一般に蒸発器４０に近接してディスプレイケース１００内に配設されているが、冷媒管路１４内の任意の位置に取り付けても良く、蒸発器４０への液体冷媒の流れの正確な量を計量するように機能する。従来と同様に、蒸発器４０は、液体冷媒が吸入管路１８へ吐出されることなく可能な限り液体冷媒で満たされた状態のときに、最も効率的に機能する。一般的な膨張装置のあらゆる形式を用いることができるが、最も好適には、膨張装置５０は、蒸発器４０の出口４４の下流側の吸入管路１８と熱的に接触するように取り付けられた感温筒５４のような感温部を備えた感熱膨張弁（ＴＸＶ）５２により構成される。感温筒５４は、一般的な毛細管路５６を通して元の感熱膨張弁５２に接続している。
【００１９】
蒸発器圧力調整装置６０は、ステップモータによって制御される吸込圧力調整器または一般的な蒸発器圧力調整弁（総称してＥＰＲＶ）により構成され、吸入管路１８を通して蒸発器から吐出される冷媒の流れを調整することによって、蒸発器内の圧力を、予め選択された所望の圧力に維持するように動作する。蒸発器内の圧力を上記所望の圧力に維持することによって、蒸発器４０内で液体から気体へ膨張する冷媒が、蒸発器を通過する特定の冷媒に応じた特定の温度に維持される。
【００２０】
次に図３を参照すると、物品陳列冷凍機１００の前面が解放されるとともに遮断されたキャビネット１１０は、複数のディスプレイ棚１３０を含む物品陳列領域１２５を画成する。蒸発器４０と軸流ファン７０などの１つまたは複数の空気循環手段は、物品陳列機１００の区画１２０内に協動するように設けられており、区画１２０は、遮断されたキャビネット１１０の壁に設けられたフローダクト１１２，１１４，１１６を介して物品陳列領域と空気流循環路として接続されている。
【００２１】
続いて、図４，図５、および図６を参照すると、蒸発器４０は、第１のフィン−チューブ式熱交換器コイル４０Ａと、第２のフィン−チューブ式熱交換器コイル４０Ｂと、を含み、これらは複数の蛇行したチューブ式コイルに複数のフィンが取り付けられたタイプのものである。第１のフィン−チューブ式熱交換器コイル４０Ａは、平行に離間されているとともに蒸発器４０Ａを通る空気流に対してほぼ軸方向に整列して設けられた複数のプレートを備えるフィンパックを構成する複数のフィン４８Ａを有する。第２のフィン−チューブ式熱交換器コイル４０Ｂは、平行に離間されているとともに蒸発器４０Ｂを通る空気流に対してほぼ軸方向に整列して設けられた複数のプレートを備えるフィンパックを構成する複数のフィン４８Ｂを有する。フィン４８Ａ，４８Ｂは、平らなプレート、波形のプレート、または熱交換が向上する他の所望の形状とすることができる。各々のチューブ式コイル４６Ａ，４６Ｂは、従来と同様に蛇行して平行なフィンを備える対応するフィンパックを通り、これにより、各々のチューブ式コイルはフィンパックを通って横方向に延在するよう接続された複数のチューブの列を形成する。各熱交換器コイルは、２つのチューブ式コイルのみを有するように図示されているが、各々の熱交換器コイルは所望の数のチューブ式コイルを有することができる。循環空気は、循環ファン７０の影響を受けて物品陳列領域から蒸発器４０を通って従来通り流れて冷却される。図４，図５、および図６では、蒸発器を通る空気流の方向は、右から左である。よって、物品陳列領域から戻って冷却される比較的高温の空気流は、まず第２の熱交換器コイル４０Ｂを通過してから第１の熱交換器コイル４０Ａを通過する。
【００２２】
冷凍システムからの冷媒は、管路１４，１６を通って冷媒入口ヘッダ４１を介して蒸発器４０の第１の熱交換器コイル４０Ａに流入し、続いてコイル４６Ａを通って冷媒出口ヘッダ４３まで流れる。冷媒は、続いて、冷媒出口ヘッダ４３から第２の熱交換器コイル４０Ｂの入口ヘッダ４７まで流れ、コイル４６Ｂを通過して冷媒出口ヘッダ４９まで流れる。そして、冷媒は、冷媒出口ヘッダ４９から管路１８を介して冷凍装置に戻る。
【００２３】
図４に示した蒸発器４０の実施例おいて、第１の熱交換器コイル４０Ａ内では、冷媒が冷媒入口ヘッダ４１から第１の熱交換器コイルを通過する空気流に対して最も上流のチューブ列に流れ、チューブ４６Ａを通過し、第１の熱交換器コイルを通過する空気流に対して最も下流のチューブ列を通ってチューブ４６Ａから流出して冷媒出口ヘッダ４３に流入する。図６に示す蒸発器４０の実施例においては、第１の熱交換器コイル４０Ａでは、冷媒が冷媒入口ヘッダ４１から第１の熱交換器コイル４０Ａを通過する空気流に対して最も下流のチューブ列に流入し、コイル４６Ａを通過し、第１の熱交換器コイルを通過する流れに対して最も上流の列を通ってチューブ４６Ａから流出して冷媒出口ヘッダ４３に流入する。
【００２４】
いずれの実施例でも、第１の熱交換器コイル４０Ａを出る冷媒は、第１の熱交換器コイル４０Ａの冷媒出口ヘッダ４３から第２の熱交換器コイル４０Ｂの冷媒入口ヘッダ４７まで流れる。冷媒入口ヘッダ４７からは、冷媒は第２の熱交換器コイル４０Ｂを通過する空気流に対して最も下流のチューブ列に流入し、第２の熱交換器コイル４０Ｂを通過する空気流に対して最も上流のチューブ列を通って冷媒出口ヘッダ４９すなわち第２の熱交換器コイル４０Ｂから流出する。このように、蒸発器４０を通過する冷媒は、第２の熱交換器コイル４０Ｂから流出するときに最も高温であり、蒸発器４０を通過する循環空気も第２の熱交換器コイル４０Ｂに流入するときに最も高温である。
【００２５】
従って、冷媒および空気は、共に蒸発器４０の上流すなわち第２の熱交換器コイル４０Ｂ内で相対的に最も高い温度にある。よって、第２の熱交換器コイル４０Ｂの表面は、第１の熱交換器コイル４０Ａの表面よりも高温である。このため、第２の熱交換器コイル４０Ｂのフィンおよびチューブの熱交換面は、３２°Ｆよりも高い温度に有利に維持することができる。第２の熱交換器コイル４０Ｂのフィンおよびチューブの表面温度を３２°Ｆより高く維持することにより、物品陳列領域から蒸発器に流入する比較的高温の循環空気内の水分が第２の熱交換器コイルの表面に凝縮するとともに従来の方法でここから排水される。循環空気が第２の熱交換器コイル４０Ｂを通過するときに、上記のように少なくともいくらかの水分がこの循環空気から取り除かれるので、第１の熱交換器コイル４０Ａの比較的低温の熱交換面の着霜の量が減少する。
【００２６】
第２の熱交換器コイル４０Ｂの熱交換面が水の凝固点より高い温度に有利に維持されるので、第２の熱交換器コイル４０Ｂでは着霜は問題にならない。よって、第２の熱交換器コイル４０Ｂは、冷媒と循環空気との間の熱交換を向上または最適化するために比較的高いフィン密度を有してもよく、つまり１インチ当たりのフィンが少なくとも６個であるフィン密度を有することができる。着霜は第１の熱交換器コイル４０Ａの比較的低温の熱交換面に生じやすいので、第１の熱交換器コイルは比較的低いフィン密度を有し、つまり１インチ当たりのフィンが６個より少ないフィン密度を有する。第１の熱交換器コイル４０Ａは、フィンを含まない裸のチューブ式コイルとすることもでき、この場合のフィン密度はゼロとなる。低フィン密度を有する場合には、蒸発器性能を大幅に低下させることなく霜がより大きな範囲まで堆積可能となる。
【００２７】
蒸発器４０の第２の熱交換器コイル４０Ｂは、比較的高いフィン密度を有するとともに圧力降下が比較的高いフィン−チューブ式熱交換器を含み、このフィン密度は、１インチ当たりのフィンが６〜２５個であることが有利であり、１インチ当たりのフィンが６〜１５個であることがさらに有利である。比較的高いフィン密度を有する熱交換器は、フィン密度の低い従来の蒸発器の動作に比べて冷媒温度と空気温度との差がかなり小さい状態で動作可能である。
【００２８】
特定の冷媒はそれぞれ特有の温度−圧力曲線を有しているので、制御装置９０によって、使用される特定の冷媒に対して予め定められる最低圧力設定値にＥＰＲＶ６０の設定点を調整することにより、蒸発器４０の第２の熱交換器コイル４０Ｂの霜のない運転を提供することが理論的には可能である。このようにして、冷却空間内の湿った空気と触れる蒸発器４０Ｂの全ての外側熱交換面が着霜温度を超える温度となるように、第２の熱交換器コイル４０Ｂ内の冷媒温度を効果的に維持することができる。例えば、第２の熱交換器コイル４０Ｂの熱交換面の温度を水の凝固点より高く維持することは、２４〜３１°Ｆのコイル飽和温度、３５〜４５°Ｆの空気流入温度、２〜１５°Ｆの第２の熱交換器コイルにおける過熱の増加、および約５ｐｓｉより小さいコイル内の圧力降下の条件を維持することによって達成することができる。
【００２９】
制御装置９０は、蒸発器４０と関連づけられた少なくとも１つのセンサから入力信号を受信して、蒸発器４０内における冷媒の沸騰温度を示す蒸発器４０の動作パラメータを感知する。このセンサは、蒸発器４０の出口４４に近接して吸込管路１８に設けられ、蒸発器出口圧力を感知するように動作可能な圧力変換器９２を含むことができる。圧力変換器９２からの信号９１は、蒸発器４０内の冷媒の動作圧力を示し、よって、使用される特定の冷媒について、この冷媒の蒸発器４０内における沸騰温度を示す。選択的に、センサは、蒸発器４０のコイル上に設けられ、蒸発器コイルの外側面の動作温度を感知するよう動作可能な温度センサ９４を含むことができる。温度センサ９４からの信号９３は、蒸発器コイルの外側面の動作温度を示し、よって、蒸発器４０内における冷媒の沸騰温度を示す。好適には、圧力変換器９２と温度センサ９４の両方を設置して、制御装置９０が両方のセンサからの入力信号を受信するようにすることができ、これにより、１つのセンサが運転中に故障した場合にセーフガード機能が提供される。
【００３０】
本発明の好適実施例を説明および図示したが、当業者であれば他の変更が考えられよう。従って、本発明の範囲は、請求項の範囲によってのみ限定される。例えば、第１および第２の熱交換器コイルは、隣接していても離間されていてもよい。いくつかのフィンは、第１および第２の熱交換器に共通のものとすることもできる。また、第１および第２の熱交換器コイルは、異なるフィン設計および異なるチューブ寸法を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】中温型食品陳列冷凍機を有する商用冷凍システムの概略説明図である。
【図２】図１に示した商用冷凍システムの典型的な構成の立面図である。
【図３】本発明の物品陳列冷凍機の好適実施例の一部断面を示す側面図である。
【図４】本発明の蒸発器の実施例の斜視図である。
【図５】図３の４−４線に沿った蒸発器の平面図である。
【図６】本発明の蒸発器の他の実施例の斜視図である。
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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