(57)【要約】【課題】  電動膨張弁を用いてより安全且つ的確な運転が可能な冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置１は、圧縮機８、凝縮器９、電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７及び蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路７と、電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７の弁開度を調整して蒸発器１２Ａ、１６における冷媒の過熱度を制御するコントローラ３７Ａ、４４とを備え、このコントローラ３７Ａ、４４は、冷媒回路７の高圧側圧力が上昇した場合、電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７の弁開度を縮小させる。【選択図】図１
2005180815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、前記電動膨張弁の弁開度を調整して前記蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記冷媒回路の高圧側圧力が上昇した場合、前記電動膨張弁の弁開度を縮小させることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、前記電動膨張弁の弁開度を調整して前記蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、外気温度が低下し、前記電動膨張弁の出入口の圧力差が小さくなった場合、前記電動膨張弁の弁開度を拡大させることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、前記電動膨張弁の弁開度を調整して前記蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記蒸発器にて冷却される被冷却空間を冷却するプルダウン時、前記電動膨張弁の弁開度を縮小させて前記蒸発器における冷媒の過熱度を大きし、一時的に蒸発温度を下げることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記被冷却空間の温度、該被冷却空間に吐出される冷気の温度、前記蒸発器の温度、該蒸発器の入口温度、或いは、該蒸発器の出口温度のうちから選択される何れかの温度が所定値に低下した場合、前記電動膨張弁の弁開度を拡大させて前記蒸発器における冷媒の過熱度を小さくすることを特徴とする請求項３の冷却装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記被冷却空間の温度、該被冷却空間に吐出される冷気の温度、前記蒸発器の温度、該蒸発器の入口温度、或いは、該蒸発器の出口温度のうちから選択される何れかの温度が所定の上限値を超えた場合、前記電動膨張弁の弁開度を縮小させて前記蒸発器における冷媒の過熱度を大きくし、蒸発温度を下げると共に、所定の下限値に達した場合は前記電動膨張弁の弁開度を拡大させて前記蒸発器における冷媒の過熱度を小さくすることを特徴とする請求項４の冷却装置。
【請求項６】
圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、前記電動膨張弁の弁開度を調整して前記蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記過熱度が目標値から所定値以上離れた場合、前記電動膨張弁を制御する操作量を大きくすることを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、前記電動膨張弁の弁開度を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記蒸発器にて冷却される被冷却空間の温度若しくは該被冷却空間に吐出される冷気の温度とそれの設定温度との差に基づいて前記電動膨張弁の弁開度を調整することを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
前記冷媒回路は、第１及び第２の電動膨張弁と第１及び第２の蒸発器を備え、前記凝縮器を経た冷媒を分流し、一方は前記第１の電動膨張弁を介して前記第１の蒸発器に流入させ、他方は前記第２の電動膨張弁を介して前記第２の蒸発器に流入させ、前記第１の蒸発器にて第１の被冷却空間を冷却し、前記第２の蒸発器にて前記第１の被冷却空間よりも設定温度の高い第２の被冷却空間を冷却すると共に、
前記制御装置は、前記第１の電動膨張弁の弁開度を調整して前記第１の蒸発器における冷媒の過熱度を制御すると共に、前記第２の被冷却空間の温度若しくは当該第２の被冷却空間に吐出される冷気の温度とそれの設定温度との差に基づいて前記第２の電動膨張弁の弁開度を調整することを特徴とする請求項７の冷却装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記被冷却空間の温度若しくは当該被冷却空間に吐出される冷気の温度が前記設定温度より低くなった場合、前記電動膨張弁の弁開度を縮小させ、高くなった場合は弁開度を拡大させることを特徴とする請求項７又は請求項８の冷却装置。
【請求項１０】
圧縮機と、凝縮器と、冷凍用電動膨張弁及び冷蔵用電動膨張弁と、冷凍ケースの庫内を冷却する冷凍用蒸発器及び冷蔵ケースの庫内を冷却する冷蔵用蒸発器とを備え、前記凝縮器を経た冷媒を分流し、一方は前記冷凍用電動膨張弁を介して前記冷凍用蒸発器に流入させ、他方は前記冷蔵用電動膨張弁を介して前記冷蔵用蒸発器に流入させ、前記冷凍用蒸発器から出た冷媒と前記冷蔵用蒸発器から出た冷媒とを合流させて前記圧縮機に吸い込ませると共に、前記冷凍用蒸発器から出た冷媒を、前記冷蔵用蒸発器から出た冷媒と合流させる以前に昇圧させる昇圧機と前記各電動膨張弁の弁開度を調整して前記各蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを設け、該制御装置は、前記圧縮機若しくは昇圧機が故障した場合、前記冷蔵用電動膨張弁の弁開度を縮小させることを特徴とする冷却装置。
【請求項１１】
複数台の前記冷蔵ケースと各冷蔵ケースの庫内をそれぞれ冷却する複数の前記冷蔵用蒸発器及び冷蔵用電動膨張弁を備え、前記制御装置は、前記圧縮機が故障した場合、前記各冷蔵用電動膨張弁のうちの何れかを開き、他を閉じる制御を各冷蔵用電動膨張弁に対して順次実行することを特徴とする請求項１０の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば低温ショーケースや冷蔵庫などの冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりコンビニエンスストア等の店舗の店内（室内）には商品を陳列販売する冷蔵或いは冷凍用のオープンショーケースや扉付きのショーケースなどの低温ショーケースが設置されており、これらは店舗の機械室などに設置された冷凍機からの冷媒循環によって庫内冷却が行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７４４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この場合、低温ショーケース側に設けられた蒸発器と冷凍機側に設けられた圧縮機や凝縮器は冷媒配管にて環状に接続されると共に、蒸発器の入口側には膨張弁が設けられ、蒸発器における冷媒の過熱度を最適値になるように調整していた。この膨張弁は通常温度式の膨張弁であり、蒸発器の出口側の冷媒温度に応じてベローズが弁開度を調整するものであったため、過熱度の調整のみの役割を果たしていた。
【０００４】
一方で、近年ではステッピングモータなどの駆動装置を用いた電動膨張弁（電子膨張弁とも称される）が開発されており、係る電動膨張弁によれば弁開度の細かい制御を実現可能である。
【０００５】
本発明は、係る従来の状況を踏まえ、電動膨張弁を用いてより安全且つ的確な運転が可能な冷却装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明の冷却装置は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を調整して蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、冷媒回路の高圧側圧力が上昇した場合、電動膨張弁の弁開度を縮小させることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明の冷却装置は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を調整して蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、外気温度が低下し、電動膨張弁の出入口の圧力差が小さくなった場合、電動膨張弁の弁開度を拡大させることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明の冷却装置は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を調整して蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、蒸発器にて冷却される被冷却空間を冷却するプルダウン時、電動膨張弁の弁開度を縮小させて蒸発器における冷媒の過熱度を大きくし、一時的に蒸発温度を下げることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明の冷却装置は、上記において制御装置は、被冷却空間の温度、被冷却空間に吐出される冷気の温度、蒸発器の温度、蒸発器の入口温度、或いは、蒸発器の出口温度のうちから選択される何れかの温度が所定値に低下した場合、電動膨張弁の弁開度を拡大させて蒸発器における冷媒の過熱度を小さくすることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明の冷却装置は、上記において制御装置は、被冷却空間の温度、被冷却空間に吐出される冷気の温度、蒸発器の温度、蒸発器の入口温度、或いは、蒸発器の出口温度のうちから選択される何れかの温度が所定の上限値を超えた場合、電動膨張弁の弁開度を縮小させて蒸発器における冷媒の過熱度を大きくし、蒸発温度を下げると共に、所定の下限値に達した場合は電動膨張弁の弁開度を拡大させて蒸発器における冷媒の過熱度を小さくすることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明の冷却装置は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を調整して蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、過熱度が目標値から所定値以上離れた場合、電動膨張弁を制御する操作量を大きくすることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明の冷却装置は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、蒸発器にて冷却される被冷却空間の温度若しくは被冷却空間に吐出される冷気の温度とそれの設定温度との差に基づいて電動膨張弁の弁開度を調整することを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明の冷却装置は、上記において冷媒回路は、第１及び第２の電動膨張弁と第１及び第２の蒸発器を備え、凝縮器を経た冷媒を分流し、一方は第１の電動膨張弁を介して第１の蒸発器に流入させ、他方は第２の電動膨張弁を介して第２の蒸発器に流入させ、第１の蒸発器にて第１の被冷却空間を冷却し、第２の蒸発器にて第１の被冷却空間よりも設定温度の高い第２の被冷却空間を冷却すると共に、制御装置は、第１の電動膨張弁の弁開度を調整して第１の蒸発器における冷媒の過熱度を制御すると共に、第２の被冷却空間の温度若しくは当該第２の被冷却空間に吐出される冷気の温度とそれの設定温度との差に基づいて第２の電動膨張弁の弁開度を調整することを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明の冷却装置は、請求項７又は請求項８において制御装置は、被冷却空間の温度若しくは被冷却空間に吐出される冷気の温度が設定温度より低くなった場合、電動膨張弁の弁開度を縮小させ、高くなった場合は弁開度を拡大させることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０の発明の冷却装置は、圧縮機と、凝縮器と、冷凍用電動膨張弁及び冷蔵用電動膨張弁と、冷凍ケースの庫内を冷却する冷凍用蒸発器及び冷蔵ケースの庫内を冷却する冷蔵用蒸発器とを備え、凝縮器を経た冷媒を分流し、一方は冷凍用電動膨張弁を介して冷凍用蒸発器に流入させ、他方は冷蔵用電動膨張弁を介して冷蔵用蒸発器に流入させ、冷凍用蒸発器から出た冷媒と冷蔵用蒸発器から出た冷媒とを合流させて圧縮機に吸い込ませると共に、冷凍用蒸発器から出た冷媒を、冷蔵用蒸発器から出た冷媒と合流させる以前に昇圧させる昇圧機と各電動膨張弁の弁開度を調整して各蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを設け、この制御装置は、圧縮機若しくは昇圧機が故障した場合、冷蔵用電動膨張弁の弁開度を縮小させることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１の発明の冷却装置は、上記において複数台の冷蔵ケースと各冷蔵ケースの庫内をそれぞれ冷却する複数の冷蔵用蒸発器及び冷蔵用電動膨張弁を備え、制御装置は、圧縮機が故障した場合、各冷蔵用電動膨張弁のうちの何れかを開き、他を閉じる制御を各冷蔵用電動膨張弁に対して順次実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明の冷却装置によれば、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を調整して蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、冷媒回路の高圧側圧力が上昇した場合、電動膨張弁の弁開度を縮小させるので、冷媒回路の高圧側圧力の上昇によって運転が停止する以前に、電動膨張弁の弁開度を縮小させることにより、蒸発器における冷媒の蒸発温度を下げ、且つ、高圧側圧力が下がるまで冷媒循環量を減らし、高圧側の圧力上昇を抑えることができるようになる。これにより、冷却装置をより安全且つ安定的に運転することが可能となる。
【００１８】
請求項２の発明の冷却装置によれば、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を調整して蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、外気温度が低下し、電動膨張弁の出入口の圧力差が小さくなった場合、電動膨張弁の弁開度を拡大させるので、外気温度の低下によって電動膨張弁前後の高低圧差が小さくなり、電動膨張弁を冷媒が流れ難くなった場合に、電動膨張弁の弁開度を拡大させて冷媒流通を促進させることができるようになる。これにより、冷却装置による冷却効果をより安定的に発揮させることが可能となる。
【００１９】
請求項３の発明の冷却装置によれば、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を調整して蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、蒸発器にて冷却される被冷却空間を冷却するプルダウン時、電動膨張弁の弁開度を縮小させて蒸発器における冷媒の過熱度を大きくし、一時的に蒸発温度を下げるので、プルダウン時には蒸発器における冷媒の蒸発温度を早期に目標値に到達させて冷やし込みを早くすることができるようになる。これにより、冷却装置の冷却能力をより一層改善することが可能となる。
【００２０】
請求項４の発明の冷却装置によれば、上記に加えて制御装置は、被冷却空間の温度、被冷却空間に吐出される冷気の温度、蒸発器の温度、蒸発器の入口温度、或いは、蒸発器の出口温度のうちから選択される何れかの温度が所定値に低下した場合、電動膨張弁の弁開度を拡大させて蒸発器における冷媒の過熱度を小さくするので、プルダウンによる冷やし込みが終了した後は、蒸発器における冷媒の過熱度を小さくし、蒸発器全体を有効に使って冷却運転を行うことができるようになる。
【００２１】
請求項５の発明の冷却装置によれば、上記に加えて制御装置は、被冷却空間の温度、被冷却空間に吐出される冷気の温度、蒸発器の温度、蒸発器の入口温度、或いは、蒸発器の出口温度のうちから選択される何れかの温度が所定の上限値を超えた場合、電動膨張弁の弁開度を縮小させて蒸発器における冷媒の過熱度を大きくし、蒸発温度を下げると共に、所定の下限値に達した場合は電動膨張弁の弁開度を拡大させて蒸発器における冷媒の過熱度を小さくするので、被冷却空間の冷やし込みとその後の蒸発器の有効利用を的確に実現することが可能となる。
【００２２】
請求項６の発明の冷却装置によれば、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を調整して蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、過熱度が目標値から所定値以上離れた場合、電動膨張弁を制御する操作量を大きくするので、蒸発器における冷媒の過熱度が目標値から大きく離れた場合にも、迅速に目標値に戻すことができるようになる。
【００２３】
請求項７の発明の冷却装置は、圧縮機、凝縮器、電動膨張弁及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成る冷媒回路と、電動膨張弁の弁開度を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、蒸発器にて冷却される被冷却空間の温度若しくは被冷却空間に吐出される冷気の温度とそれの設定温度との差に基づいて電動膨張弁の弁開度を調整するので、請求項９の発明の如く制御装置により、被冷却空間の温度若しくは被冷却空間に吐出される冷気の温度が設定温度より低くなった場合、電動膨張弁の弁開度を縮小させ、高くなった場合は弁開度を拡大させるようにすることにより、電動膨張弁にて被冷却空間の温度を的確に制御することができるようになる。
【００２４】
特に請求項８の如く、冷媒回路に第１及び第２の電動膨張弁と第１及び第２の蒸発器を備え、凝縮器を経た冷媒を分流し、一方は第１の電動膨張弁を介して第１の蒸発器に流入させ、他方は第２の電動膨張弁を介して第２の蒸発器に流入させ、第１の蒸発器にて第１の被冷却空間を冷却し、第２の蒸発器にて第１の被冷却空間よりも設定温度の高い第２の被冷却空間を冷却する場合に、制御装置により、第１の電動膨張弁の弁開度を調整して第１の蒸発器における冷媒の過熱度を制御すると共に、第２の被冷却空間の温度若しくは当該第２の被冷却空間に吐出される冷気の温度とそれの設定温度との差に基づいて第２の電動膨張弁の弁開度を調整するようにすることにより、冷媒循環量が大きく変動した場合に生じる第２の電動膨張弁の所謂ハンチングを未然に回避し、第２の被冷却空間の的確な温度制御を実現することができるようになる。
【００２５】
請求項１０の発明の冷却装置によれば、圧縮機と、凝縮器と、冷凍用電動膨張弁及び冷蔵用電動膨張弁と、冷凍ケースの庫内を冷却する冷凍用蒸発器及び冷蔵ケースの庫内を冷却する冷蔵用蒸発器とを備え、凝縮器を経た冷媒を分流し、一方は冷凍用電動膨張弁を介して冷凍用蒸発器に流入させ、他方は冷蔵用電動膨張弁を介して冷蔵用蒸発器に流入させ、冷凍用蒸発器から出た冷媒と冷蔵用蒸発器から出た冷媒とを合流させて圧縮機に吸い込ませると共に、冷凍用蒸発器から出た冷媒を、冷蔵用蒸発器から出た冷媒と合流させる以前に昇圧させる昇圧機と各電動膨張弁の弁開度を調整して各蒸発器における冷媒の過熱度を制御する制御装置とを設け、この制御装置は、圧縮機若しくは昇圧機が故障した場合、冷蔵用電動膨張弁の弁開度を縮小させるようにしたので、圧縮機若しくは昇圧機が故障して何れか一方のみで冷媒循環を行わせる状況に陥ったときに、冷蔵用蒸発器における冷媒の蒸発温度を冷凍用蒸発器における冷媒の蒸発温度に合わせ、冷蔵ケースの庫内を少しでも冷却することが可能となる。これにより、係る異常時におけるフェールセーフを実現可能となる。
【００２６】
請求項１１の発明の冷却装置によれば、上記に加えて複数台の冷蔵ケースと各冷蔵ケースの庫内をそれぞれ冷却する複数の冷蔵用蒸発器及び冷蔵用電動膨張弁を備え、制御装置は、圧縮機が故障した場合、各冷蔵用電動膨張弁のうちの何れかを開き、他を閉じる制御を各冷蔵用電動膨張弁に対して順次実行するので、複数台の冷蔵ケースが存在する場合に、圧縮機若しくは昇圧機が故障して何れか一方のみで冷媒循環を行わせる状況に陥ったときに、各冷蔵ケースを少しでも満遍なく冷却することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の冷却装置１の冷媒回路図であり、図２は冷却装置１の電気回路のブロック図である。実施例の冷却装置１は、例えばコンビニエンスストアの室内（店内）に設置されている冷蔵ケース３Ａ、３Ｂや冷凍ケース４（何れもショーケース）の庫内冷却を実現するものである。
【００２８】
尚、これら冷蔵ケース３、３や冷凍ケース４は、前面や上面が開口するオープンショーケースの他、透明ガラス扉にて開口が開閉自在に閉塞されたショーケースであり、冷蔵ケース３Ａの庫内（被冷却空間）は食材の陳列販売のために例えば平均＋５程の冷蔵温度（設定温度）に冷却され、また、冷蔵ケース３Ｂの庫内（被冷却空間）は弁当などに適した比較的高い例えば平均＋１８℃程の冷蔵温度（設定温度）に冷却されると共に、冷凍ケース４の庫内（被冷却空間）は−１５℃程の冷凍温度（設定温度）に冷却され、冷凍食品やアイスクリームなどの冷菓が陳列されるものである。
【００２９】
この図において、冷却装置１は店外に設置された冷凍機６を備え、この冷凍機６と店内に設置された冷蔵ケース３Ａ、３Ｂ及び冷凍ケース４との間に渡って冷媒回路７が配管構成されている。この冷媒回路７は、冷凍機６側に設置された圧縮機（コンプレッサ）８、凝縮器９、電磁弁１１と、冷蔵ケース３Ａ内に設置されて冷蔵ケース３Ａの庫内を冷却する冷蔵用蒸発器１２Ａ、電動膨張弁１３Ａ（冷蔵用電動膨張弁）、電磁弁１４Ａと、冷蔵ケース３Ｂ内に設置されて冷蔵ケース３Ｂの庫内を冷却する冷蔵用蒸発器１２Ｂ、電動膨張弁１３Ｂ（冷蔵用電動膨張弁）、電磁弁１４Ｂと、冷凍ケース４内に設置されて冷凍ケース４の庫内を冷却する冷凍用蒸発器１６、電動膨張弁１７（冷凍用電動膨張弁）、電磁弁１８、１９、昇圧機２１等から構成されている。
【００３０】
上記電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７は例えばステッピングモータによって駆動される所謂電子膨張弁であり、後述するコントローラ３７Ａ、３７Ｂ、４４により、全閉と全開の間でその弁開度を所定ステップずつ調整可能とされているものである。
【００３１】
圧縮機８の吐出側は凝縮器９の入口に接続されている。尚、電磁弁１１は圧縮機８をバイパスするように並列に接続されている。凝縮器９の出口は、店内に入って実施例では三方に分岐する。分岐した一つの配管は、電磁弁１４Ａを介して冷蔵ケース３Ａの電動膨張弁１３Ａの入口に接続され、電動膨張弁１３Ａの出口は冷蔵用蒸発器１２Ａの入口に接続されている。分岐したもう一つの配管は、電磁弁１４Ｂを介して冷蔵ケース３Ｂの電動膨張弁１３Ｂの入口に接続され、電動膨張弁１３Ｂの出口は冷蔵用蒸発器１２Ｂの入口に接続されている。分岐した残りの配管は、電磁弁１８を介して冷凍ケース４の電動膨張弁１７の入口に接続され、電動膨張弁１７の出口は冷凍用蒸発器１６の入口に接続されている。
【００３２】
冷凍用蒸発器１６の出口は、昇圧機２１の入口に接続されている。この昇圧機２１は前記圧縮機８よりも容量の小さい圧縮機（コンプレッサ）を備え、入口に至った冷媒を圧縮して圧力上昇させた後、出口から吐出する装置であり、この昇圧機２１の出口は圧縮機８の吸込側に接続されている。尚、各冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂの出口は合流した後、昇圧機２１の出口側に接続されている。また、電磁弁１９は各冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂから出た配管が合流した後の箇所と昇圧機２１の入口側の配管との間に接続されている。尚、各冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂが合流した後の配管における電磁弁１９が接続された箇所と昇圧機２１の出口側に接続された箇所との間には図示しない逆止弁が接続され、昇圧機２１の出口側が順方向とされている。
【００３３】
次に図２において、３１は冷凍機９を制御する冷凍機コントローラであり、汎用のマイクロコンピュータにて構成されている。この冷凍機コントローラ３１の入力には、外気温度を検出する外気温度センサ３２、冷媒回路７の低圧側圧力（実際には昇圧機２１の出口から圧縮機８の吸込側に至る冷媒回路７内の圧力）を検出する低圧センサ３３、冷媒回路７の高圧側圧力（実際には圧縮機８の吐出側から各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７の入口までの間の冷媒回路７内の圧力）を検出する高圧センサ３４の出力がそれぞれ接続されている。そして、冷凍機コントローラ３１の出力には圧縮機８、凝縮器９の凝縮器用送風機３６、電磁弁１１が接続されている。
【００３４】
３７Ａ、３７Ｂはそれぞれ冷蔵ケース３Ａ、３Ｂを制御する冷蔵ケースコントローラである。尚、各冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂは回路構成的には何れも同様のものであるので以後は冷蔵ケースコントローラ３７Ａについて説明する。冷蔵ケースコントローラ３７Ａも汎用のマイクロコンピュータにて構成されており、この冷蔵ケースコントローラ３７Ａの入力には、冷蔵ケース３Ａの庫内温度（被冷却空間の温度）を検出する庫内温度センサ３８、冷蔵用蒸発器１２Ａの入口側の温度を検出する蒸発器入口センサ３９、冷蔵用蒸発器１２Ａの出口側の温度を検出する蒸発器出口センサ４１の出力が接続されている。尚、前記庫内温度センサ３８は庫内に吐出される冷気（被冷却空間に吐出される冷気）の温度を検出してもよく、前記蒸発器入口センサ３９は冷蔵用蒸発器１２Ａの温度（冷蔵用蒸発器１２Ａの中間部の温度）を検出してもよい。
【００３５】
そして、冷蔵ケースコントローラ３７Ａの出力には、冷蔵用蒸発器１２Ａと熱交換した冷気を庫内に吐出して循環させるための送風機４２、前記電動膨張弁１３Ａ、電磁弁１４Ａが接続されている（尚、冷蔵ケースコントローラ３７Ｂの場合は、上記冷蔵用蒸発器１２Ａ、電動膨張弁１３Ａ、電磁弁１４Ａが冷蔵用蒸発器１２Ｂ、電動膨張弁１３Ｂ、電磁弁１４Ｂと置き換えられることは云うまでもない）。
【００３６】
４４は冷凍ケース４を制御する冷凍ケースコントローラである。冷凍ケースコントローラ４４も汎用のマイクロコンピュータにて構成されており、この冷凍ケースコントローラ４４の入力には、冷凍ケース４の庫内温度（被冷却空間の温度）を検出する庫内温度センサ４６、冷凍用蒸発器１６の入口側の温度を検出する蒸発器入口センサ４７、冷凍用蒸発器１６の出口側の温度を検出する蒸発器出口センサ４８の出力が接続されている。尚、前記庫内温度センサ４６は庫内に吐出される冷気（被冷却空間に吐出される冷気）の温度を検出してもよく、前記蒸発器入口センサ４７は冷凍用蒸発器１６の温度（冷凍用蒸発器１６の中間部の温度）を検出してもよい。
【００３７】
そして、冷凍ケースコントローラ４４の出力には、冷凍用蒸発器１６と熱交換した冷気を庫内に吐出して循環させるための送風機４９、前記電動膨張弁１７、電磁弁１８、１９、昇圧機２１が接続されている。また、冷凍機コントローラ３１は、冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂ及び冷凍ケースコントローラ４４と通信線にて接続され、それらの間でデータの送受信を行うよう構成されている。
【００３８】
以上の構成で本発明の冷却装置１の動作を説明する。
（１）通常運転
先ず、通常の冷却運転状態について説明する。
冷凍機コントローラ３１は電磁弁１１を閉じ、冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂは電磁弁１４Ａ、１４Ｂをそれぞれ開き、冷凍ケースコントローラ４４は電磁弁１８を開き、電磁弁１９を閉じる。そして、冷凍機コントローラ３１は圧縮機８と凝縮器用送風機３６を運転すると共に、冷凍ケースコントローラ４４は昇圧機２１を運転する。圧縮機８から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器９に入る。この凝縮器９に流入した冷媒はそこで放熱し、凝縮していく。
【００３９】
この凝縮器９を出た冷媒は次に三方に分流され、それぞれ電磁弁１４Ａ、１４Ｂ、１８を通過して電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７に至り、そこで絞られた後（減圧）、冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、冷凍用蒸発器１６にそれぞれ流入してそこで蒸発する。冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂには送風機４２により冷蔵ケース３Ａ、３Ｂの庫内空気が通風・循環されており、冷媒の蒸発による吸熱作用で庫内空気は冷却される。これにより、冷蔵ケース３Ａ、３Ｂの庫内冷却が行われる。冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂを出た低温のガス冷媒は合流した後、昇圧機２１の出口側に至る。
【００４０】
一方、冷凍用蒸発器１６にも送風機４９により冷凍ケース４の庫内空気が通風・循環されており、冷媒の蒸発による吸熱作用で庫内空気は冷却される。これにより、冷凍ケース４の庫内冷却が行われる。冷凍用蒸発器１６を出た低温のガス冷媒は昇圧機２１に至り、そこで、圧縮されて冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂの出口側の圧力まで昇圧された後、昇圧機２１から出て冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂからの冷媒と合流する。この合流した冷媒は圧縮機８の吸込側に吸い込まれる循環を繰り返す。
【００４１】
そして、冷凍ケースコントローラ４４は、蒸発器入口センサ４７及び蒸発器出口センサ４８が検出する冷凍用蒸発器１６の入口／出口冷媒に基づいて冷凍用蒸発器１６にて蒸発する冷媒の過熱度が適正な目標値となるように電動膨張弁１７の弁開度を調整する。この調整は所定のステップずつ行われる。
【００４２】
尚、冷凍ケースコントローラ４４は、冷凍用蒸発器１６における冷媒の過熱度が目標値の上下所定値内にある場合には、例えば１ステップずつ弁開度を拡大／縮小させるものであるが、当該目標値より上下所定値以上離れた場合には、例えば２ステップ若しくは３ステップずつ弁開度を拡大／縮小させる。即ち、冷凍ケースコントローラ４４は冷凍用蒸発器１６における冷媒の過熱度が目標値より所定値以上（上下所定値以上）離れた場合には、その操作量を大きくして早く目標値に戻るようにしている。
【００４３】
また、冷凍ケースコントローラ４４は庫内温度センサ４６の出力に基づき、庫内温度（若しくは吐出冷気の温度。以下、同じ。）が例えば−１４℃に上昇すると電磁弁１８を開き、昇圧機２１を運転すると共に、−１６℃に低下すると電磁弁１８を閉じ、昇圧機２１を停止する。これにより、冷凍ケース４の庫内を平均−１５℃略の冷凍温度（設定温度）に冷却する。
【００４４】
また、冷蔵ケースコントローラ３７Ａも、蒸発器入口センサ３９及び蒸発器出口センサ４１が検出する冷蔵用蒸発器１２Ａの入口／出口冷媒に基づいて冷蔵用蒸発器１２Ａにて蒸発する冷媒の過熱度が適正な目標値となるように電動膨張弁１３Ａの弁開度を調整する。この調整も同様に所定のステップずつ行われる。
【００４５】
また、同様に冷蔵ケースコントローラ３７Ａは、冷蔵用蒸発器１２Ａにおける冷媒の過熱度が目標値の上下所定値内にある場合には、例えば１ステップずつ弁開度を拡大／縮小させるものであるが、当該目標値より上下所定値以上離れた場合には、例えば２ステップ若しくは３ステップずつ弁開度を拡大／縮小させる。即ち、冷蔵ケースコントローラ３７Ａも同様に冷蔵用蒸発器１２Ａにおける冷媒の過熱度が目標値より所定値以上（上下所定値以上）離れた場合には、その操作量を大きくして早く目標値に戻るようにしている。
【００４６】
そして、冷蔵ケースコントローラ３７Ａは庫内温度センサ３８の出力に基づき、庫内温度（若しくは吐出冷気の温度。以下、同じ。）が例えば＋７℃に上昇すると電磁弁１４Ａを開くと共に、＋３℃に低下すると電磁弁１４Ａを閉じる。これにより、冷蔵ケース３Ａの庫内を平均＋５℃略の冷蔵温度（設定温度）に冷却する。
【００４７】
他方、冷蔵ケースコントローラ３７Ｂは、庫内温度センサ３８の出力に基づき、例えば庫内温度（若しくは吐出冷気の温度。以下、同じ。）が例えば＋２０℃に上昇すると電動膨張弁１３Ｂの弁開度を所定ステップ拡大し、＋１６℃に低下すると電動膨張弁１３Ｂの弁開度を所定ステップ縮小させる制御を実行する。尚、電磁弁１４Ｂは開放したままであるが、係る電動膨張弁１３Ｂの制御によっても庫内温度が低下する場合には閉じられる。
【００４８】
ここで、冷蔵ケース３Ｂは冷蔵ケース３Ａよりも設定温度が高く、従って、冷蔵用蒸発器１２Ｂへの冷媒循環量は冷蔵用蒸発器１２Ａへの冷媒循環量よりも少なくなる。このような状況で冷媒回路７内の冷媒循環量が大きく変動すると、電動膨張弁１３Ｂにより上述同様に冷蔵用蒸発器１２Ｂの過熱度制御を行うと、変動に追従できずに電動膨張弁１３Ｂが開／閉を繰り返す、所謂ハンチング状態に陥るが、本発明の如く庫内温度と設定温度の差に基づき、庫内温度が設定温度より高くなったら弁開度を拡大させ、低くなったら弁開度を縮小させる制御を行うことにより、係る異常状態の発生を回避できるようになる。そして、これにより冷蔵ケース３Ａの庫内を平均＋１８℃略の冷蔵温度（設定温度）に冷却する。
【００４９】
冷凍機コントローラ３１は、冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂ及び冷凍ケースコントローラ４４からの通信により、全ての電磁弁１４Ａ、１４Ｂ、１８が閉じられた場合、或いは、低圧センサ３３が検出する冷媒回路７の低圧側圧力が下限値まで低下した場合、圧縮機８を停止する。そして、何れかの電磁弁１４Ａ、１４Ｂ、１８が開放されているときは圧縮機８を運転する。
【００５０】
（２）冷やし込み制御
次に、冷却装置１を設置した後や蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６の霜取り後などの庫内温度が高くなった後のプルダウンにおける冷やし込み制御について説明する。尚、冷蔵ケースコントローラ３７Ａや３７Ｂ、冷凍ケースコントローラ４４は定期的に各電磁弁１４Ａ、１４Ｂ、１８を閉じ、送風機４２や４９のみ運転して各蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６の霜取りを行っている。
【００５１】
そして、各コントローラ３７Ａ、３７Ｂ、４４は庫内温度センサ３８や４６が検出する庫内温度（或いは吐出冷気温度）か、蒸発器入口センサ３９や４７が検出する蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６の入口温度か、蒸発器出口センサ４１や４８が検出する蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６の出口温度の何れか、或いは、それらの組み合わせの何れかが所定の上限値（庫内温度の場合には前述した＋７℃（冷蔵ケース３Ａ）、＋２０℃（冷蔵ケース３Ｂ）或いは−１４℃（冷凍ケース４）よりも高い所定の上限値）を超えた場合、各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１８の弁開度を所定の小さい値に縮小させて各蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６における冷媒の過熱度を大きくし、各蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６における冷媒の蒸発温度を一時的に下げる。
【００５２】
これにより、冷却装置１を設置した後や蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６の霜取り後などの庫内温度が高くなった後のプルダウン時や、何らかの原因によって庫内温度が異常に上昇した場合に、各蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６における冷媒の蒸発温度を早期に目標値に到達させることができるようになり、各ケース３Ａ、３Ｂ、４の庫内の冷やし込みが早くなる。
【００５３】
そして、係る冷やし込みが進み、庫内温度センサ３８や４６が検出する庫内温度（或いは吐出冷気温度）か、蒸発器入口センサ３９や４７が検出する蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６の入口温度、若しくは、冷媒の蒸発温度、蒸発器出口センサ４１や４８が検出する蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６の出口温度の何れか、或いは、それらの組み合わせの何れかが所定の下限値（庫内温度の場合は前述した＋７℃（冷蔵ケース３Ａ）、＋２０℃（冷蔵ケース３Ｂ）或いは−１４℃（冷凍ケース４）よりも低い所定の下限値）に達した場合、各コントローラ３７Ａ、３７ｂ、４４は各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１８の弁開度を所定の大きい値に拡大して各蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６における冷媒の過熱度を小さくし、各蒸発器の全体を冷却に使用する。
【００５４】
そして、例えば庫内温度が前述した＋３℃（冷蔵ケース３Ａ）、＋１６℃（冷蔵ケース３Ｂ）、−１６℃（冷凍ケース４）に達した後、前述した通常の電動膨張弁制御に復帰する。上記により、各ケースの庫内の冷やし込みとその後の蒸発器の有効利用を的確に実現することが可能となる。
【００５５】
（３）高圧側圧力上昇時の制御
外気温が高くなったときや負荷が増大した場合、冷媒回路７の高圧側は上昇していく。冷凍機コントローラ３１は高圧センサ３４の出力に基づき、冷媒回路７の高圧側圧力が所定の危険値に達した場合は保護のために圧縮機８を停止するが、それより低い所定の上限値に達した場合、冷凍機コントローラ３１は高圧異常データを冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂ、冷凍ケースコントローラ４４に送信する。冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂ、冷凍ケースコントローラ４４は係る高圧異常データを冷凍機コントローラ３１から受信すると、各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７の弁開度を例えば所定ステップ縮小させるか、若しくは、所定の小さい値に弁開度を縮小させる。
【００５６】
これにより、各蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６における冷媒の蒸発温度を下げ、且つ、高圧側圧力が下がるまで冷媒循環量を減らし、高圧側の圧力上昇を抑えることができるようになり、危険値に達して圧縮機８が停止する不都合を抑制し、冷却装置１の安全性と安定性を向上できる。
【００５７】
（４）低外気温時の制御
外気温度が低下すると、冷媒回路７の高圧側圧力が上がらなくなり、電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７の出入口の圧力差、即ち、電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７前後の高低圧差が小さくなってそれらを冷媒が流れに難くなる。そこで、冷凍機コントローラ３１は外気温度センサ３２が検出する外気温度が所定の低い値に低下した場合、低外気温データを冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂ、冷凍ケースコントローラ４４に送信する。冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂ、冷凍ケースコントローラ４４は係る低外気温データを冷凍機コントローラ３１から受信すると、各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７の弁開度を例えば所定ステップ拡大させるか、若しくは、全開とする。
【００５８】
これにより、電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７の冷媒流通を促進させることができるようになり、冷却装置１による冷却効果をより安定的に発揮させることが可能となる。
【００５９】
（５）昇圧機故障時の制御
次に、昇圧機２１が故障して停止した場合、冷凍ケースコントローラ４４は電磁弁１９を開放すると共に、各コントローラ３１、３７Ａ、３７Ｂに昇圧機故障発生データを送信する（冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂには冷凍機コントローラ３１経由で送られる）。また、所定の警報を行う。冷凍機コントローラ３１は冷凍ケースコントローラ４４から係る昇圧機故障発生データを受信すると、引き続き圧縮機８を運転する。一方、冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂは電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂの弁開度を所定ステップ縮小若しくは所定の低い値に絞り、そこにおける冷媒の蒸発温度を冷凍用蒸発器１６における冷媒の蒸発温度に合わせる。
【００６０】
これにより、圧縮機８から吐出された冷媒は凝縮器９で凝縮され、分流して電磁弁１４Ａ、１４Ｂ、１８を通過し、各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７で絞られた後、各蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６に流入するようになる。そして、冷凍用蒸発器１６を出た冷媒は電磁弁１９を通って圧縮機８に戻るようになる。
【００６１】
従って、係る昇圧機２１の故障時にも冷媒回路７内には冷媒は循環され、各ケース３Ａ、３Ｂ、４は冷却されるようになる。特に、前述の如く冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂにおける冷媒の蒸発温度を冷凍用蒸発器１６における冷媒の蒸発温度に合わせ、冷蔵ケース３Ａ、３Ｂの庫内を少しでも冷却することが可能となる。これにより、係る異常時におけるフェールセーフを実現可能となる。
【００６２】
（６）圧縮機故障時の制御
次に、圧縮機８が故障して停止した場合、冷凍機コントローラ３１は電磁弁１１を開放すると共に、各コントローラ３７Ａ、３７Ｂ、４４に圧縮機故障発生データを送信する。冷凍ケースコントローラ４４は冷凍機コントローラ３１から係る圧縮機故障発生データを受信すると、引き続き昇圧機２１を運転すると共に、電磁弁１９を開放する。一方、冷蔵ケースコントローラ３７Ａ、３７Ｂは電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂを交互に開閉する。また、電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂを開いたときの弁開度を所定ステップ縮小若しくは所定の低い値に絞り、そこにおける冷媒の蒸発温度を冷凍用蒸発器１６における冷媒の蒸発温度に合わせる。
【００６３】
これにより、昇圧機２１から吐出された冷媒は電磁弁１１を通り、凝縮器９で凝縮され、分流して電磁弁１４Ａ、１４Ｂ、１８を通過し、各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂ、１７で絞られた後、各蒸発器１２Ａ、１２Ｂ、１６に流入するようになる。そして、冷凍用蒸発器１６を出た冷媒は昇圧機２１に戻り、冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂを出た冷媒は電磁弁１９を通って昇圧機２１に戻るようになる。
【００６４】
従って、係る圧縮機８の故障時にも冷媒回路７内には冷媒は循環され、各ケース３Ａ、３Ｂ、４は最低限冷却されるようになる。特に、前述の如く冷蔵用蒸発器１２Ａ、１２Ｂにおける冷媒の蒸発温度を冷凍用蒸発器における冷媒の蒸発温度に合わせ、冷蔵ケースの庫内を少しでも冷却することが可能となる。これにより、係る異常時におけるフェールセーフを実現可能となる。
【００６５】
特にこの場合は、各コントローラ３７Ａ、３７Ｂは各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂを交互に開閉、即ち、各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂのうちの何れかを開き、他を閉じる制御を各電動膨張弁１３Ａ、１３Ｂに対して順次実行することになるので、各冷蔵ケース３Ａ、３Ｂに容量の小さい昇圧機２１から冷媒循環を行わせる状況に陥ったときに、各冷蔵ケース３Ａ、３Ｂを少しでも満遍なく冷却することが可能となる。
【００６６】
尚、実施例では冷蔵ケースを２台のみ示したが、更に多くの冷蔵ケースが設置された場合にも本発明は有効である。また、実施例ではショーケースの冷却制御について説明したが、それに限らず、冷蔵庫や空調機にも本発明は有効である。更に、実施例で示した各値はそれに限定されるものでは無く、使用状況は機器の能力に応じて適宜決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の冷却装置の冷媒回路図である。
【図２】図１の冷却装置の電気回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  冷却装置
３Ａ、３Ｂ  冷蔵ケース
４  冷凍ケース
６  冷凍機
７  冷媒回路
８  圧縮機
９  凝縮器
１２Ａ、１２Ｂ  冷蔵用蒸発器
１３Ａ、１３Ｂ、１７  電動膨張弁
１６  冷凍用蒸発器
２１  昇圧機
３１  冷凍機コントローラ
３７Ａ、３７Ｂ  冷蔵ケースコントローラ
４４  冷凍ケースコントローラ
【図１】
2005180815.tif 000003
【図２】
2005180815.tif 000004