(57)【要約】【課題】略一定の温度帯で物品を長い時間保冷し続けることができる冷凍・冷蔵ショーケースを提供する。【解決手段】蒸発器８の除霜運転Ｄの間に庫内５を冷却する冷却運転Ｃを行う冷凍・冷蔵ショーケース１であって、冷却運転Ｃは、蒸発器８を冷却する通常冷却パターンＰ１と、除霜運転Ｄよりも低温度帯かつ短時間で行われる着霜抑制冷却パターンＰ２と、を繰り返し行う。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器の除霜運転の間に庫内を冷却する冷却運転を行う冷凍・冷蔵ショーケースであって、
前記冷却運転は、前記蒸発器を冷却する通常冷却パターンと、前記除霜運転よりも低温度帯かつ短時間で行われる着霜抑制冷却パターンと、を繰り返し行うことを特徴とする冷凍・冷蔵ショーケース。
【請求項２】
前記蒸発器は、前記着霜抑制冷却パターンにおいて、該蒸発器内部の圧力が高められることを特徴とする請求項１に記載の冷凍・冷蔵ショーケース。
【請求項３】
前記蒸発器の下流側には、電磁弁が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍・冷蔵ショーケース。
【請求項４】
前記蒸発器は、前記着霜抑制冷却パターンにおいて、該蒸発器の温度を検出する温度センサと、該温度センサの検出した温度が前記低温度帯である時間を所定時間計測する時間計測手段と、を用いて該着霜抑制冷却パターンから前記通常冷却パターンに切換えられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の冷凍・冷蔵ショーケース。
【請求項５】
前記時間計測手段は、−２度〜０度の範囲のいずれかの所定温度から所定時間の計測を開始することを特徴とする請求項４に記載の冷凍・冷蔵ショーケース。
【請求項６】
前記着霜抑制冷却パターンは、前記冷却運転において、所定間隔おきに行われることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の冷凍・冷蔵ショーケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍・冷蔵ショーケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
スーパーマーケットやコンビニエンスストア等には、冷凍食品や生鮮食品等の物品を冷凍または冷蔵しながら陳列するために、冷凍・冷蔵ショーケースが配置されている。冷凍・冷蔵ショーケースは、ケース本体を構成する外箱と内箱との間に通風路が形成されており、該通風路内には冷凍サイクルの一部である蒸発器が送風機と共に備えられている。蒸発器は、内部に流入する冷媒が蒸発する際の気化熱により該蒸発器周辺の空気の熱を奪って冷却できるようになっており、蒸発器で冷却された空気が送風機によりケース本体の庫内に送り出されて、庫内に陳列する物品を冷凍または冷蔵している。
【０００３】
このような冷凍・冷蔵ショーケースにあっては、蒸発器の冷却運転を続けることによって当該蒸発器に着霜が生じるようになり、該着霜が進行すると蒸発器の冷却能力が低下するため、例えば、蒸発器を加温することで着霜した霜を除霜する除霜運転を有する冷凍・冷蔵ショーケースが知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１に示される冷凍・冷蔵ショーケースは、冷却器（蒸発器）の下方に配設されたヒータを加熱し、着霜した霜をすべて溶すことで冷却器を除霜する、いわゆる加熱方式の除霜運転を行うことで、冷却器の冷却能力を保つようにしている。
【０００５】
また、このような冷凍・冷蔵ショーケースでは、物品の出し入れがされない夜間や営業時間外等にナイトカバーを用いて外気が庫内へ流入することを防止して、冷却器を低出力で動作させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公平７−１２８６１号公報（第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の冷凍・冷蔵ショーケースにあっては、適当間隔で除霜運転を行うことにより、冷却器の冷却能力を保てるものの、例えば営業時間が長時間である場合には、営業時間中に除霜運転をすることがあり、大きな熱量を有するヒータを使用して冷却器に着霜した霜を全体的に溶して除霜することで庫内の温度が急激に上昇し、冷凍または冷蔵されている物品の温度も上昇してしまうため、物品が十分に冷却されずに傷んでしまう虞があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、略一定の温度帯で物品を長い時間保冷し続けることができる冷凍・冷蔵ショーケース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】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明の冷凍・冷蔵ショーケースは、
蒸発器の除霜運転の間に庫内を冷却する冷却運転を行う冷凍・冷蔵ショーケースであって、
前記冷却運転は、前記蒸発器を冷却する通常冷却パターンと、前記除霜運転よりも低温度帯かつ短時間で行われる着霜抑制冷却パターンと、を繰り返し行うことを特徴としている。
この特徴によれば、通常冷却パターンと着霜抑制冷却パターンとを交互に行うことで、庫内温度の温度上昇を抑えつつ、蒸発器に着霜する霜の量を低減できることから、除霜運転までの間隔を長くすることができる。これにより、除霜運転における温度帯よりも低い略一定の温度帯で物品を長い時間保冷し続けることができる。
【００１０】
前記蒸発器は、前記着霜抑制冷却パターンにおいて、該蒸発器内部の圧力が高められることを特徴としている。
この特徴によれば、蒸発器内部の圧力を高めることで、蒸発器の温度を高めることができることから、蒸発器の温度制御が容易であるとともに、蒸発器の内部から着霜した部分を昇温することで、全体を溶かすことなく霜を落下させ易いことから、着霜抑制の効率が良い。
【００１１】
前記蒸発器の下流側には、電磁弁が接続されていることを特徴としている。
この特徴によれば、電磁弁を閉鎖することで蒸発器内の圧力が高まり、蒸発器の温度が高まることから、蒸発器の温度制御が容易である。
【００１２】
前記蒸発器は、前記着霜抑制冷却パターンにおいて、該蒸発器の温度を検出する温度センサと、該温度センサの検出した温度が前記低温度帯である時間を所定時間計測する時間計測手段と、を用いて該着霜抑制冷却パターンから前記通常冷却パターンに切換えられることを特徴としている。
この特徴によれば、着霜抑制冷却パターンにおいて、蒸発器が低温度帯にある時間が所定時間計測されることで、該着霜抑制冷却パターンから通常冷却パターンに切換えられることから、物品温度が上がりにくい。
【００１３】
前記時間計測手段は、−２度〜０度の範囲のいずれかの所定温度から所定時間の計測を開始することを特徴としている。
この特徴によれば、蒸発器の温度が０度近傍に保たれて着霜を抑制しつつ、庫内の過度な温度上昇を防止している。
【００１４】
前記着霜抑制冷却パターンは、前記冷却運転において、所定間隔おきに行われることを特徴としている。
この特徴によれば、着霜する霜の量を長時間に亘って抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例における冷凍・冷蔵ショーケースの構造を示す断面図である。
【図２】冷凍サイクルの配管系統の構造を示すブロック図である。
【図３】蒸発器の構造を示す模式図である。
【図４】通常冷却パターンにおける蒸発器、上流側および下流側の電磁弁の構成を示すブロック図である。
【図５】着霜抑制冷却パターンまたは除霜運転における蒸発器、上流側および下流側の電磁弁の構成を示すブロック図である。
【図６】除霜運転における蒸発器、上流側および下流側の電磁弁の構成を示すブロック図である。
【図７】物品温度、庫内温度、吹出口温度および蒸発器の表面温度を示すグラフである。
【図８】着霜抑制冷却パターンにおける物品温度、庫内温度、吹出口温度および蒸発器の表面温度を示すグラフである。
【図９】（ａ）は、着霜抑制パターンにおける蒸発器、伝熱管の表面温度、各電磁弁の動作、各サーモスタット動作、および各タイマ制御の推移を示す表図であり、（ｂ）は、除霜運転における蒸発器、伝熱管の表面温度、各電磁弁の動作、各サーモスタット動作、および各タイマ制御の推移を示す表図である。
【図１０】（ａ）は、伝熱管への霜柱発生期を示す断面図であり、（ｂ）は、伝熱管への霜層成長期を示す断面図であり、（ｃ）は、伝熱管への霜層成熟期を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る冷凍・冷蔵ショーケースを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１７】
実施例に係る冷凍・冷蔵ショーケースにつき、図１から図１０を参照して説明する。以下、図１の紙面左側を冷凍・冷蔵ショーケースの正面側（前方側）とし、その前方側から見たときの上下左右方向を基準として説明する。
【００１８】
図１に示されるように、冷凍・冷蔵ショーケース１は、主に商店やスーパーマーケットやコンビニエンスストア等の食品等の商品（物品）を取り扱う販売店舗に設置され、商品を低温に保ったまま保冷、または冷凍した状態で陳列するために設置されるものであり、正面側が開口された内箱３により囲まれた保冷室５（庫内）には、商品を陳列する棚板６，６，…が上下方向に複数設置され、内箱３の下部に設けられた底部３ｂにも商品を陳列可能になっている。尚、本実施例の冷凍・冷蔵ショーケース１は、商品を冷蔵した状態で陳列する態様を例に挙げ説明する。
【００１９】
冷凍・冷蔵ショーケース１は、前面（図の左方）が開放された略コ字形をなす断熱構造の外箱２と、その内方の、同じく前面が開放された略コ字形の内箱３とからなるケース本体を備え、その内部空間は保冷室５となっている。内箱３の背面部３ａには、前後に延びるブラケット２８，２８，…の後端が取付けられており、ブラケット２８，２８，…の上に棚板６，６，…が配設されている。この各棚板６，６，…と内箱３の底部３ｂとの上面に、商品が陳列されるようになっている。
【００２０】
外箱２と内箱３との間には、通風路７が形成され、この通風路７の垂直部と水平底部には、それぞれ蒸発器８と送風機９が設置されている。後述するように蒸発器８は、その周囲の空気を冷却することができるようになっている。また、蒸発器８の前面側には、断熱材２９が設けられており、蒸発器８と内箱３を介した保冷室５側との熱交換が抑えられている。ケース本体の上部の前端には、通風路７と連通する冷気吹出口１０が下向きに形成され、ケース本体の下部前端の上端には、上方に開口する冷気の吸込口１１が形成されている。
【００２１】
蒸発器８は、通常運転時（営業時間中）における冷却設定温度（吹出口温度）が−２．５度前後となるように設定されており、本実施例の条件下において、庫内温度が０．０度前後、物品温度が２．０度前後となっている（図７参照）。尚、ここでいう庫内温度は、棚板６，６，…付近（商品に近い場所）の温度を指すとともに、冷凍・冷蔵ショーケース１の保冷室５内に陳列される商品に応じて図示しない制御部を操作することで変更することができる。また、ここでいう物品温度は、棚板６，６，…および底部３ｂに陳列された各商品の平均温度を指す。さらに尚、本実施例において説明する各温度については、その温度を限定されるものではなく、適宜変更されればよいものであって、他の数値についても同様である。
【００２２】
送風機９を作動させると、蒸発器８により冷却された冷気は、矢印のように、通風路７内を上方に向かって流れ、冷気吹出口１０より、下方の吸込口１１に向かって吹き出される（以降、このように循環される空気（冷気）を、単に「循環空気」と記載）。これにより、ケース本体の前面の開放面に冷気のエアカーテン１２が形成されるとともに、その冷気の一部が保冷室５内に流入することにより、陳列商品が保冷されるようになる。
【００２３】
次いで、冷凍・冷蔵ショーケース１における蒸発器８について説明する。図３に示されるように、蒸発器８は、その内部に冷媒１６が流れる銅管である伝熱管１５を備え、この伝熱管１５は、複数のフィン３０，３０，…を貫通して蛇行するように延びている。これにより、伝熱管１５と周囲の空気との接触面積が増え、送風機９からの送風が効率よく当たり、冷却効率が向上している。尚、この伝熱管１５は、銅管に限らず、熱伝導率の高い金属製や樹脂製の管であってもよい。
【００２４】
伝熱管１５は、複数のフィン３０，３０，…（説明の便宜上、一部図示）を貫通する複数の直管部１５ａ，１５ａ，…と、隣接する直管部１５ａ，１５ａの端部同士を繋ぐＵベンド部１５ｂ，１５ｂ，…と、から構成されており、組み立てが容易となっている。
【００２５】
伝熱管１５は、構造上、Ｕベンド部１５ｂ，１５ｂ，…が端部に位置しており、Ｕベンド部１５ｂ，１５ｂ，…に対して送風機９からの送風が当たりづらくなっているため、Ｕベンド部１５ｂ，１５ｂ，…には、直管部１５ａ，１５ａ，…に比べて着霜し易くなっている。
【００２６】
また、蒸発器８の伝熱管１５において熱交換が起こりにくいＵベンド部１５ｂ，１５ｂ，…の中でも、通風路７上流側に位置するＵベンド部１５ｂ’は、通風路７内の冷却前の空気と接触するため、着霜が最も大きくなる。このＵベンド部１５ｂ’の上流側に接続される直管部１５ａ’には、上流側に第１温度センサＨ１が、下流側に第２温度センサＨ２が、それぞれ設けられている。
【００２７】
第１温度センサＨ１および第２温度センサＨ２が検出した検出信号（伝熱管１５の表面温度）は図示しない制御部に入力される。制御部は、検出信号と設定された所定温度とを比較しＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するサーモスタットＴ１〜Ｔ４（サーモスタットＴ１，Ｔ３は第１温度センサＨ１に、サーモスタットＴ２，Ｔ４は第２温度センサＨ２に基づいて動作）（図９参照）の機能や、設定された各所定時間の計測を行うタイマＭ１〜Ｍ５（時間計測手段）の機能を有している。また、制御部は、後述する第１電磁弁Ｓ１および第２電磁弁Ｓ２に接続され、これらを開閉制御する。さらに、制御部には、棚板６，６，…の近傍や冷気吹出口１０の近傍に設けられた図示しない複数の温度センサが接続されており、該温度センサが検出した検出信号（庫内温度や蒸発器８を通過した空気の温度）が入力されている。
【００２８】
尚、本実施例では、第１温度センサＨ１および第２温度センサＨ２が伝熱管１５の直管部１５ａ’の上流側および下流側における表面温度を計測する形態を例示したが、伝熱管１５の他の部位の表面温度を１つまたは３つ以上の温度センサで計測するようになっていてもよい。また、各温度センサにより、伝熱管１５の表面温度、蒸発器８を通過した空気の温度、庫内温度、および物品温度を計測していたが、温度センサは、伝熱管１５の表面温度、蒸発器８を通過した空気の温度、庫内温度、または物品温度のうち、少なくとも１箇所を計測できる位置に設けられていればよい。
【００２９】
図２に示されるように、蒸発器８は、冷凍サイクルの配管系統Ｆの一部である。詳しくは、蒸発器８の伝熱管１５の上流側端部には、液化状態の冷媒１６を所定の蒸発圧力となるように減圧して気化状態とする膨張弁１７が設けられているとともに、該膨張弁１７の上流側には第２電磁弁Ｓ２が設けられた供給管１９が接続され、該第２電磁弁Ｓ２の上流側に受液器１８が該供給管１９を介して接続されている。第２電磁弁Ｓ２は、膨張弁１７と受液器１８との間の供給管１９の流路を適宜開閉可能となっている。
【００３０】
また、蒸発器８の伝熱管１５の下流側端部には、第１電磁弁Ｓ１が設けられる導出管２３が接続され、該第１電磁弁Ｓ１の下流側には、蒸発器８内で蒸発した気化状態の冷媒１６を吸い込むとともに、該冷媒１６を圧縮して受液器１８側に送り出す圧縮器２１（ポンプ）が接続されており、該圧縮器２１は、凝縮器２２を介して受液器１８に接続されている。この凝縮器２２は、圧縮器２１により圧縮された高圧気化状態の冷媒１６の熱を外部に放出して冷媒１６を液化状態にするものである。
【００３１】
尚、図２では、液体（液化）状態の冷媒１６を実線で、気体（気化）状態の冷媒１６を破線で示した。また、受液器１８内の液化状態の冷媒１６の温度は、例えば夏場では、３５度から４０度程度となっており、冬場では、２０度程度となっている。
【００３２】
図２および図４〜図６に示されるように、第１電磁弁Ｓ１は、伝熱管１５と導出管２３とを連通させる態様（図４参照）と、伝熱管１５と導出管２３とを遮断する態様（図５，図６参照）と、に切り換え可能となっている。また、第２電磁弁Ｓ２は、供給管１９と伝熱管１５とを連通させる態様（図４，図５参照）と、供給管１９と伝熱管１５とを遮断する態様（図６参照）と、に切り替え可能となっている。
【００３３】
また、第１電磁弁Ｓ１は、通電時において閉状態であり、非通電時において開状態である、いわゆるノーマルオープンの弁であることから、停電等の非通電時には、第１電磁弁Ｓ１が開状態となり、蒸発器８内に冷媒１６が残留することを防止できる。これにより、運転を再開させた際に液バック現象の発生を防ぐことができる。尚、液バック現象の発生を防止するために、第１電磁弁Ｓ１と圧縮器２１との間に、逆止弁を配置してもよい。
【００３４】
本実施例における冷凍・冷蔵ショーケース１は、図７，図９に示されるように、設定された時間（１２時間）毎に蒸発器８の除霜を行うための除霜運転Ｄが行われ、除霜運転Ｄと次の除霜運転Ｄとの間に、保冷室５を冷却するための冷却運転Ｃが行われる。この冷却運転Ｃでは、通常冷却パターンＰ１と着霜抑制冷却パターンＰ２とが繰り返し行われる。次に、これら通常冷却パターンＰ１、着霜抑制冷却パターンＰ２および除霜運転Ｄにおける冷凍サイクルの配管系統Ｆの運転態様について、図４〜図１０を用いて、個別に説明する。尚、本実施例における、着霜抑制（着霜を抑制）とは、霜を大きくしない、霜を減らす、または、霜が完全に取り除かれることを含む。
【００３５】
先ず、冷却運転Ｃの通常冷却パターンＰ１における冷凍サイクルの配管系統Ｆの運転態様について説明する。図２，図４に示されるように、第１電磁弁Ｓ１および第２電磁弁Ｓ２は開状態とされており、伝熱管１５と導出管２３とが、伝熱管１５と供給管１９とがそれぞれ連通されている。圧縮器２１の作動により、受液器１８に貯留された液化状態の冷媒１６が、蒸発器８に向けて供給管１９および膨張弁１７を介して送り出される。この液化状態の冷媒１６は、膨張弁１７によって所定の蒸発圧力となるように減圧され、気化状態となる。蒸発器８の伝熱管１５内に流入した気化状態の冷媒１６が、通風路７内の空気から熱を奪うことにより、通風路７内の空気が冷却される。
【００３６】
また、通常冷却パターンＰ１では、庫内温度を略一定に保持するため、圧縮器２１の出力（回転数）を一定にしながら（圧縮器２１の出力を加減しなくとも）、制御部の制御（例えばＰＷＭ制御）による第２電磁弁Ｓ２の開閉動作により蒸発器８内への冷媒１６の供給と停止を繰り返すことで、蒸発器８による冷却能力を制御することができる。
【００３７】
蒸発器８の伝熱管１５を通過した気化状態の冷媒１６は、伝熱管１５に連通した導出管２３に流入し、圧縮器２１および凝縮器２２を介して受液器１８に戻される。この循環を繰り返すことにより、蒸発器８の通常冷却パターンＰ１が連続して継続される。尚、蒸発器８が通常冷却パターンＰ１における伝熱管１５の表面温度は、伝熱管１５内に流入した気化状態の冷媒１６によって−９度前後となっている（図７参照）。また、上述したように、庫内温度が０．０度前後、物品温度が２．０度前後である（図７参照）。
【００３８】
尚、通常冷却パターンＰ１は、着霜抑制冷却パターンＰ２または除霜運転Ｄの前に必ず行われるように制御されており、十分に保冷室５が冷却された状態で着霜抑制冷却パターンＰ２または除霜運転Ｄが行われることから、庫内温度の過度な上昇を防止することができる。
【００３９】
ここで、通常冷却パターンＰ１の経過時間に応じた伝熱管１５への着霜量について説明する。図１０（ａ）に示されるように、通常冷却パターンＰ１を開始すると、空気中の水分を凝縮した水滴が伝熱管１５の外表面に付着し、そこから霜柱３３，３３，…が発生する（霜柱発生期）。次いで、図１０（ｂ）に示されるように、霜柱３３，３３，…を骨格としてその周囲に氷・空気混合体３４，３４，…が発生する（霜層成長期）。次いで、図１０（ｃ）に示されるように、氷・空気混合体３４，３４，…が時間の経過とともに増加し、霜柱３３，３３，…間の隙間を埋めて密度を高め、凝固して一体の霜層となる（霜層成熟期）。この霜層成熟期に到達すると、蒸発器８の冷却能力が顕著に低下することから、除霜運転（後述する、加熱方式、オフサイクル方式、本実施例の除霜運転Ｄ等）を行う必要がある。
【００４０】
次に、着霜抑制冷却パターンＰ２における冷凍サイクルの配管系統Ｆの運転態様について説明する。尚、蒸発器８が通常冷却パターンＰ１における冷凍サイクルの配管系統Ｆの運転態様の説明と重複する点については説明を省略する。
【００４１】
図８，図９（ａ）に示されるように、通常冷却パターンＰ１が開始されてからタイマＭ２の計測時間が５０分に到達すると、第１電磁弁Ｓ１が閉動作され、着霜抑制冷却パターンＰ２の温度上昇過程α１が開始される。これにより、冷媒１６が蒸発器８内に滞留するとともに、圧縮器２１の作動によって送り出される後続の冷媒１６が蒸発器８内に流入し続けるため（図５参照）、第１電磁弁Ｓ１の閉動作の直後から蒸発器８内の冷媒１６の圧力が急上昇し、伝熱管１５が急速に昇温（図８参照）する。
【００４２】
第１温度センサＨ１および第２温度センサＨ２が個別に測定した温度が共に（伝熱管１５の表面温度が）−１度（所定温度）に到達したことを受けて（図８参照）、サーモスタットＴ１，Ｔ２が共に作動状態（ＯＮ）となり、タイマＭ１による時間の計測が開始され、温度一定過程α２が開始される。尚、温度一定過程α２についても温度上昇過程α１と同様に、第１電磁弁Ｓ１が閉動作かつ第２電磁弁Ｓ２が開動作されているが、説明の便宜上区別している。
【００４３】
温度一定過程α２において、第１温度センサＨ１および第２温度センサＨ２が個別に測定した温度が共に−１度以上であればタイマＭ１は時間の計測を継続し、−１度以上である時間が４分（所定時間）に到達すると、制御部は、第１電磁弁Ｓ１を開動作させ、通常冷却パターンＰ１に移行する。これにより、冷媒１６が蒸発器８内を通過可能となるため、高圧状態にあった蒸発器８から冷媒１６が圧縮器２１に流入していくことで、蒸発器８内の圧力が通常冷却パターンＰ１平常時の圧力に急速に復帰するとともに、蒸発器８の冷却が即座に開始されるため、庫内温度や物品温度への影響を抑えることができる。
【００４４】
一方で、温度一定過程α２において第１温度センサＨ１または第２温度センサＨ２が個別に測定した温度のいずれかが−１度を下回ると、タイマＭ１がリセットされた後、温度上昇過程α１に戻り、次の温度一定過程α２では、再び０からタイマＭ１による時間の計測が行われる。
【００４５】
このように、温度一定過程α２では、氷の融点（０度）に近い−１度以上に伝熱管１５の表面温度が連続して４分間保持されることから、霜の伝熱管１５に付着している部分が該伝熱管１５の内側から直接昇温され、溶かされ易い。加えて、伝熱管１５の表面温度が−１度以上であるため、新たに着霜しにくい。すなわち、温度一定過程α２では、４分間に亘って概ね伝熱管１５の表面温度が０度を下回り、０度以上に到達しにくく、庫内温度の上昇を防止しつつ着霜を抑制している。
【００４６】
また、着霜抑制冷却パターンＰ２は、約６０分に一回行われるため、伝熱管１５に着霜した霜は、概ね霜柱発生期から霜層成長期までの期間である着霜初期段階（霜の密度が疎密な状態）にある（図１０（ａ），（ｂ）参照）ことから、霜柱３３，３３，…の根元が冷媒１６の熱や循環空気の熱（外気より低温）により溶かされれば、霜柱３３，３３，…および氷・空気混合体３４，３４，…が伝熱管１５から落下するため、霜柱３３，３３，…および氷・空気混合体３４，３４，…全体を溶かさなくてもよい。また、通過する循環空気により霜柱３３，３３，…および氷・空気混合体３４，３４，…の熱量が奪われることで霜柱３３，３３，…および氷・空気混合体３４，３４，…の一部を溶かすことができる。これらにより、短時間で着霜を抑制することができる。
【００４７】
ここで、伝熱管１５の表面温度を−１度以上〜０度前後の低温度帯で４分間保持する所定時間は、伝熱管１５の内部から霜に熱伝達される熱量により確実に着霜を抑制する観点と、庫内温度の過度な温度上昇を防止する観点との両観点を満たすように、繰り返し行われた実験により最適化されたものである。また、温度一定過程α２において特に後半（例えば温度一定過程α２開始後３分〜４分の間）であれば庫内温度への影響が小さいことから０度を上回ってもよく、例えば除霜運転Ｄ後の最初の温度一定過程α２において開始後３分間は−１度〜０度の範囲となるように設定しておけばよい。尚、温度一定過程α２の所定時間については、実際に使用される環境に応じて４分未満や５分以上等に適宜変更してもよい。
【００４８】
また、着霜抑制冷却パターンＰ２では、蒸発器８の温度が０度近傍に保たれているとともに、上述したように霜柱３３，３３，…および氷・空気混合体３４，３４，…の熱量を循環空気が奪うため、該蒸発器８を通過した循環空気の吹出口温度が平均０度前後（図８参照）となっている。この循環空気により保冷室５の冷却が継続して行われていることから、保冷室５の過度な温度上昇が防止されている。さらに、着霜抑制冷却パターンＰ２では、後述する加熱方式やオフサイクル方式の除霜運転に比べて着霜抑制にかかる熱量が少ないため、庫内温度に影響を与え難く、冷凍・冷蔵ショーケース１の熱効率が高い。
【００４９】
これらのことから、冷却運転Ｃにおいて、通常冷却パターンＰ１と着霜抑制冷却パターンＰ２とを繰り返し行うことにより、除霜運転Ｄを必要とする霜層成熟期に至るまでの時間（蒸発器８の所望以上の冷却能力）を、前回の除霜運転Ｄが開始されてから１２時間以上（長時間）確保することができる。すなわち、着霜する霜の量を長時間に亘って抑制することができる。
【００５０】
また、図８に示されるように、着霜抑制冷却パターンＰ２において、庫内温度が最高で２．０度前後、物品温度が最高で３．０度前後に上がるものの、通常冷却パターンＰ１よりも着霜抑制冷却パターンＰ２は相対的に短時間であり、上昇温度も小さいことから、冷却運転Ｃ全体を通して考えるとその影響は僅かであるとともに、通常冷却パターンＰ１によりすぐに復旧することができるため、冷却運転Ｃ全体では、庫内温度が平均約０．０度に、物品温度が平均約２．０度に保たれる。
【００５１】
また、着霜抑制冷却パターンＰ２において、蒸発器８が低温度帯（−１度〜０度前後）にある時間が４分間計測されることで、該着霜抑制冷却パターンＰ２から通常冷却パターンＰ１に切換えられることから、物品温度が上がりにくい。
【００５２】
尚、通常冷却パターンＰ１から着霜抑制冷却パターンＰ２に切り換わる時間は、自由に設定変更できるが、約６０分に一回以上の頻度で着霜抑制冷却パターンＰ２を行い、着霜初期段階で着霜抑制冷却パターンＰ２が行われるようにすることが好ましい。他の例として、例えば、除霜運転Ｄ終了後３時間は６０分毎に、その後６時間は５０分毎に、その後３時間は４０分毎に着霜抑制冷却パターンＰ２が行われる等、徐々に着霜抑制冷却パターンＰ２間の時間が短くなるように制御されてもよい。
【００５３】
次に、除霜運転Ｄにおける冷凍サイクルの配管系統Ｆの運転態様について説明する。尚、蒸発器８が通常冷却パターンＰ１または着霜抑制冷却パターンＰ２における冷凍サイクルの配管系統Ｆの運転態様の説明と重複する点については説明を省略する。
【００５４】
図９（ｂ）に示されるように、除霜運転Ｄの温度上昇過程β１は、前回の温度上昇過程β１が開始されてからタイマＭ５の計測時間が１２時間分を経過することで開始され、伝熱管１５の表面温度を＋３度以上に昇温させる（図７参照）こと以外は、着霜抑制冷却パターンＰ２の温度上昇過程α１と同様である。
【００５５】
図７に示されるように、温度上昇過程β１では、伝熱管１５の表面温度が昇温される中、０度前後（±１度程度）において、該昇温が上述したように伝熱管１５の表面に着霜した霜が当該伝熱管１５の熱量を奪うことで停滞する。本実施例では、冷却運転Ｃにおいて通常冷却パターンＰ１と着霜抑制冷却パターンＰ２とが繰り返し行われることから、短時間で昇温の停滞を終わらせることができる。
【００５６】
図９（ｂ）に示されるように、温度一定過程β２は、伝熱管１５の表面温度が連続して＋３度以上である時間がタイマＭ３により７分計測され、温度一定過程β２の後、第２電磁弁Ｓ２が閉動作され、その時間がタイマＭ４により４分計測され、圧力保持過程β３に移行すること以外は、着霜抑制冷却パターンＰ２の温度一定過程α２と同様である。
【００５７】
除霜運転Ｄでは、伝熱管１５の表面温度が０度以上に昇温され、連続して＋３度以上である時間が７分間保持されるため、伝熱管１５の表面に付着する霜が塊（霜層成熟期）であっても、霜の伝熱管１５の表面に接触する部分が次々に融かされていき、霜の塊全体を溶かさなくとも当該霜が落下することから、短時間で除霜を行うことができる。また、霜の付着しやすい上流側の直管部１５ａ’の左右に離間した位置に第１温度センサＨ１および第２温度センサＨ２を配置しているため、伝熱管１５の表面全体の霜を十分に除霜できる。
【００５８】
圧力保持過程β３では、伝熱管１５の表面温度が＋３度以上にある状態で第２電磁弁Ｓ２を閉状態にしていることから、伝熱管１５の過度な昇温が防止されている。また、霜が形成されない状態で４分間保持されるため、霜が溶かされた後、伝熱管１５の表面に付着したままの水を切ることができる。これにより、通常冷却パターンＰ１が再開されても、伝熱管１５の表面に付着したままの水が当該伝熱管１５の表面上で凍結することが防止されている。
【００５９】
図９（ｂ）に示されるように、圧力保持過程β３が開始されてからタイマＭ４の計測時間が４分を経過すると、制御部は、第１電磁弁Ｓ１および第２電磁弁Ｓ２の開動作により通常冷却パターンＰ１を開始する。これにより、着霜抑制冷却パターンＰ２と同様に、庫内温度や物品温度への影響を抑えることができる。
【００６０】
また、除霜運転Ｄにおいては、庫内温度が平均約５．０度、最高１０．０度前後であり、物品温度が平均約３度、最高６．０度前後である。すなわち、後述する加熱方式やオフサイクル方式による除霜運転と比較して、庫内温度の上昇率が低く、陳列商品に与える影響が小さい。
【００６１】
尚、前回の除霜運転Ｄから次回の除霜運転Ｄに切り換わる時間は、自由に設定変更できるが、営業時間外に行われるようにすることが好ましく、例えば、開店時間が１０時であり閉店時間が２１時であれば、２２時と８時とに除霜運転Ｄが行われるようにしてもよい。他の例として、伝熱管１５の表面温度により霜層成熟期（初期状態）であることを検出し、霜層成熟期に除霜運転Ｄが行われるようにしてもよい。
【００６２】
尚、着霜抑制冷却パターンＰ２および除霜運転Ｄが実行される時間が重なる場合には、除霜運転Ｄが優先される。
【００６３】
付言ながら、ヒータ等の外部熱源の輻射熱を利用した加熱方式のみの除霜（以降、「加熱方式の除霜」と表記）と自然昇温や外気によるオフサイクル方式のみの除霜（以降、「オフサイクル方式の除霜」と表記）とについては、先ず本実施例における第２電磁弁Ｓ２を閉状態とするため、圧縮器２１の吸い込みにより伝熱管１５内の冷媒１６の蒸発圧力が急激に下がり、冷媒１６の温度が瞬間的に低下（例えば−２０度）した状態から除霜が行われることから、長い時間を要していた。また、オフサイクル方式の除霜は、時間がかかることから庫内温度が例えば１６〜１８度程度に上昇し、加熱方式の除霜は、ヒータにより蒸発器が加熱されることから庫内温度をオフサイクル方式の除霜以上に上昇する虞がある。
【００６４】
以上説明したように、本実施例の冷凍・冷蔵ショーケース１は、通常冷却パターンＰ１と着霜抑制冷却パターンＰ２とを交互に行うことで、庫内温度の温度上昇を抑えつつ、蒸発器８に着霜する霜の量を低減できることから、除霜運転Ｄまでの間隔を長くすることができる。これにより、除霜運転Ｄにおける温度帯（庫内温度平均約５度）よりも低い略一定の温度帯（庫内温度平均約０度）で物品を長い時間（１２時間以上）保冷し続けることができる。これにより、商品が十分に冷却されるために傷みにくい。
【００６５】
また、蒸発器８内部の圧力を高めることで、蒸発器８の温度を高めることができることから、蒸発器８の温度制御が容易であるとともに、蒸発器８の内部から着霜した部分を昇温することで、全体を溶かすことなく霜を落下させ易いことから、着霜抑制の効率が良い。
【００６６】
また、第１電磁弁Ｓ１を閉鎖することで蒸発器８内の圧力が高まり、蒸発器８の温度が高まることから、蒸発器８の温度制御が容易である。
【００６７】
また、蒸発器８の所望以上の冷却能力を１２時間以上確保できることから、１台の蒸発器８を有する冷凍サイクルで営業時間中の冷却能力を賄うことができる。これにより、例えば複数の蒸発器が並列に接続された冷凍サイクルを用いて、複数の蒸発器を交互に運転させることで営業時間中の冷却能力を保持する必要が無いことから、蒸発器の追加分のコストや、追加分の蒸発器を配置するスペースを省略することができる。
【００６８】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００６９】
例えば、前記実施例では、冷凍サイクルは１台の蒸発器８を有する態様として説明したが、これに限らず、複数の蒸発器が並列に接続されていてもよい。
【００７０】
また、蒸発器８は、第１電磁弁Ｓ１を閉動作させることで、圧力が上昇される態様として説明したが、これに限らず、蒸発器８に送り込まれる冷媒１６の圧力が高められたり、蒸発器８の下流側の流路が狭められたりするなどのように、蒸発器８内の圧力が高められる構成であればよく、限定されるものではない。さらに、蒸発器８や霜の昇温を行うために、別途ヒータ等の外部熱源の輻射熱を利用してもよい。
【００７１】
着霜抑制冷却パターンＰ２は、伝熱管１５の表面温度が−１度に到達したことを受けて温度上昇過程α１から温度一定過程α２に切り替わる態様として説明したが、これに限らず、−２度〜０度の範囲のいずれかの温度（例えば、−２度や−１．５度）に到達したことを受けて切り替わる態様であってもよい。
【００７２】
また、着霜抑制冷却パターンＰ２の低温度帯については、−１度〜０前後であり、０度を上回ってもよい態様として説明したが、これに限らず、第１温度センサＨ１または第２温度センサＨ２が個別に測定した温度のいずれかが０度を上回ると、即座に第１電磁弁Ｓ１を開動作し通常冷却パターンＰ１に移行する態様であってもよく、第２電磁弁Ｓ２を閉動作し（図６参照）、伝熱管１５の昇温を停止する態様であってもよい。これらの態様であれば、より庫内温度および物品温度の上昇を防止することができる。
【００７３】
時間測定手段は、タイマＭ１〜Ｍ５である態様として説明したが、これに限らず、圧縮器２１のモータの所定消費電力における回転数から時間を算出する等、所定時間を計測可能な構成であればよく、限定されるものではない。
【００７４】
除霜運転Ｄでは、第１電磁弁Ｓ１が閉動作されることで、伝熱管１５が＋３度以上に昇温される態様として説明したが、これに限らず、ヒータ方式やオフサイクル方式によって除霜運転される態様であってもよく、例えば＋１度以上または＋５度以上等に昇温される態様であってもよく、限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７５】
１                冷蔵ショーケース
５                保冷室（庫内）
８                蒸発器
Ｃ                冷却運転
Ｄ                除霜運転
Ｍ１〜Ｍ５        タイマ（時間測定手段）
Ｐ１              通常冷却パターン
Ｐ２              着霜抑制冷却パターン
Ｓ１              第１電磁弁
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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