(57)【要約】 【課題】  運転状況に適したバイアス値に調整可能とする。【解決手段】  庫内温度が検知されていて、設定温度（０℃）付近になると、小さいバイアス値Ｘ＝２．２Ｋが選定され、ブラインの設定温度が高くされ（−２．２℃）、一方、庫内温度が設定温度から離れて高い場合は、大きいバイアス値Ｘ＝１０Ｋが選定され、ブラインの設定温度が低くされる（−１０℃）。例えばポンプをオンオフして庫内を設定温度に維持するコントロール運転を行う場合は、ブラインの設定温度が高くされるから、庫内壁面が冷え過ぎることがなく、設定温度を挟んだ上下の温度差が小さく留められ、また庫内壁面への結露もし難くなって庫内が高湿度に保持される。一方、扉の開閉等に伴って庫内温度が急上昇した場合には、ブラインの設定温度が低くされるから、冷却速度が高められ、すなわち短時間で庫内を設定温度付近まで戻すことができる。【選択図】  図６
2005090793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍装置の一次冷媒と熱交換部で熱交換されることによって一次冷却された液状二次冷媒が、ポンプにより庫内側に循環供給されることで庫内が二次冷却されるものであって、
予め定められた庫内の設定温度から所定のバイアス値だけ低い液状二次冷媒の設定温度と、前記熱交換部で冷媒温度センサにより検知された液状二次冷媒の検知温度とを比較して前記冷凍装置の運転を制御することで、液状二次冷媒の温度を前記設定温度に維持する一方、
前記庫内の設定温度と庫内温度センサで検知された庫内の検知温度とを比較して前記ポンプの運転を制御することで、庫内温度を前記設定温度に維持するようにした保存庫において、
前記庫内温度センサの検知温度と前記庫内の設定温度との差を演算する温度差演算手段と、
この温度差演算手段の演算値に基づいてバイアス値を調整するバイアス値調整手段とが具備されていることを特徴とする保存庫。
【請求項２】
庫外の温度を検知する庫外温度センサを備え、前記バイアス値調整手段は、前記温度差演算手段の前記演算値が所定値未満の場合には、前記庫外の検知温度に対応してさらにバイアス値を調整する機能を備えていることを特徴とする請求項１記載の保存庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、恒温高湿庫のようにブライン等の液状二次冷媒を用いて庫内を冷却するようにした保存庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
恒温高湿庫は、例えば生鮮食品の鮮度を長期にわたって維持できるように、庫内を高湿度に保ちつつ冷却するものであって、例えば特許文献１に記載されている。  
このものは、二次冷媒であるブラインがタンク内に貯留され、冷凍装置の一部をなす蒸発器と熱交換されて一次冷却される一方、このタンクに接続されたブライン管路が庫内壁面（裏面）に沿うように配管され、一次冷却されたブラインがポンプにより冷却管路に循環されることで庫内が二次冷却される。  
より具体的には、庫内の設定温度と、この庫内の設定温度から所定のバイアス値だけ低いブラインの設定温度とが予め定められており、ブライン温度センサで検知されたタンク内のブラインの検知温度と、上記のブラインの設定温度とが比較されて、それに基づいて冷凍装置がオンオフ制御されることでブラインの温度がほぼ設定温度に維持されるとともに、庫内温度センサで検知された庫内の検知温度と、庫内の設定温度とが比較されて、それに基づいてポンプがオンオフ制御されることで庫内がほぼ設定温度に維持されるようになっている。
【特許文献１】特公平３−４５３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで上記した「バイアス値」とは、言い換えると、庫内の設定温度とブラインの設定温度との差であると定義でき、一般にはバイアス値が大きければそれだけブラインの設定温度が低くなって、一種の冷却能力の大きさを示すことになるが、従来では、例えば機種ごとにおいて、庫内の容量や通常使用される庫内の設定温度等の条件を勘案して、適当と思われる一定のバイアス値が選定されていた。  
ここで選定されたバイアス値が大きい、すなわちブラインの設定温度が低いと、例えばポンプのオンオフを制御して庫内を設定温度に維持するコントロール運転を行う際、壁面が冷却され過ぎる嫌いがあり、特に周囲温度が低い時に顕著となる。一方コントロール運転は詳細には、庫内温度が設定温度を境とした上限温度と下限温度との間で行き来しつつ、結果として設定温度付近に維持されるのであるが、上記のように壁面が冷却され過ぎると、特に下限温度が大きく下がり、上限と下限との温度差が大きくなって、保存物の品質に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【０００４】
またブライン管路は、庫内壁面の裏面に例えば蛇行状に走って密着配管されるが、庫内壁面のうちでもブライン管路が直接接触している部分の方が、他の部分よりも低温になりやすく、特にブラインの温度が低いと、庫内壁面の温度分布の差が大きくなる。そうすると、低温の部分で結露が生じやすくなり、結果として庫内の湿度を下げてしまうおそれがあった。  
だからと言って、単にバイアス値を小さくし、すなわちブラインの設定温度を高くしたのでは、今度は扉の開閉等により庫内温度が急上昇したのち、庫内を再度設定温度付近まで戻す場合（いわゆるプルダウン運転）に、冷却速度が遅くなるため、簡単には対応できない。  
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、冷凍装置の一次冷媒と熱交換部で熱交換されることによって一次冷却された液状二次冷媒が、ポンプにより庫内側に循環供給されることで庫内が二次冷却されるものであって、予め定められた庫内の設定温度から所定のバイアス値だけ低い液状二次冷媒の設定温度と、前記熱交換部で冷媒温度センサにより検知された液状二次冷媒の検知温度とを比較して前記冷凍装置の運転を制御することで、液状二次冷媒の温度を前記設定温度に維持する一方、前記庫内の設定温度と庫内温度センサで検知された庫内の検知温度とを比較して前記ポンプの運転を制御することで、庫内温度を前記設定温度に維持するようにした保存庫において、前記庫内温度センサの検知温度と前記庫内の設定温度との差を演算する温度差演算手段と、この温度差演算手段の演算値に基づいてバイアス値を調整するバイアス値調整手段とが具備されている構成としたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、庫外の温度を検知する庫外温度センサを備え、前記バイアス値調整手段は、前記温度差演算手段の前記演算値が所定値未満の場合には、前記庫外の検知温度に対応してさらにバイアス値を調整する機能を備えているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００７】
＜請求項１の発明＞
庫内温度が設定温度付近になると、相対的に小さいバイアス値に調整され、すなわち液状二次冷媒の設定温度が高くされ、一方庫内温度が、設定温度から離れて高い場合は、相対的に大きいバイアス値に調整され、すなわち液状二次冷媒の設定温度が低くされる。  
例えばポンプをオンオフして庫内を設定温度に維持するコントロール運転を行う場合は、液状二次冷媒の設定温度が高くされるから、庫内壁面が冷え過ぎることがなく、設定温度を挟んだ上下の温度差を小さく留めることができる。また、庫内壁面で極端に低温となる部分がなくなり、結露が防止されて庫内を高湿度に保持することができる。  
一方、扉の開閉等に伴って庫内温度が急上昇した場合には、液状二次冷媒の設定温度が低くされるから、冷却速度が高められ、すなわち短時間で庫内を設定温度付近まで戻すことができる。
【０００８】
＜請求項２の発明＞
庫外温度（周囲温度）が高いと熱侵入量が大きいため、バイアス値の大きさ、すなわち液状二次冷媒の設定温度によっては、コントロール運転の際に庫内温度が設定温度に下がるまでに時間が掛かり、極端な場合は設定温度まで下がり切らないことが懸念され、逆に庫外温度が低くて熱侵入量が小さいときには、特に下限温度が下がり過ぎて、設定温度を挟んだ上下の温度差が大きくなるおそれがある。  
その点この発明では、コントロール運転時やそれに近いときには、庫外温度の高低に応じてバイアス値がさらに大小変えられる。例えば庫外温度が高くて熱侵入量が大きいと考えられる場合には、バイアス値が大きくすなわち液状二次冷媒の設定温度が低くされ、いわゆる冷却能力が上げられて、庫内温度が設定温度まで確実にかつ短時間で下げられるようになり、一方、庫外温度が低くて熱侵入量が小さいと考えられる場合には、バイアス値が小さくすなわち液状二次冷媒の設定温度が高く設定され、庫内壁面が冷え過ぎることが規制されて、設定温度を挟んだ上下の温度差を小さく留めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。  
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６に基づいて説明する。この実施形態では、恒温高湿庫を例示している。  
図１において符号１０は恒温高湿庫の本体であって、図２に示すように、外箱１１と内箱１２との間に発泡樹脂等の断熱材１３を充填してなる前面開放の断熱箱体により形成されている。この本体１０の内部が保存室１４とされ、保存室１４の前面には図示しない断熱扉が開閉可能に設けられている。保存室１４内は基本的には、冷凍装置１５により一次冷却されたブラインＢの冷熱を介して二次冷却されるようになっている。  
冷凍装置１５は、圧縮機１６、凝縮器１７、膨張弁１８及び蒸発器１９を一次冷媒配管によって循環接続することにより、公知の冷凍サイクルを構成したものである。
【００１０】
ブラインＢの供給手段としては、ブラインＢを貯留可能なタンク２０が備えられ、その中に冷凍装置１５の蒸発器１９が浸漬状態で装備されている。  
一方、ブライン管路２２が、保存室１４の壁面に沿って配管されている。詳細にはブライン管路２２は、図２に示すように、保存室１４の壁面を構成する内箱１２の裏面に当てられつつ、例えば保存室１４の左側面の手前上部位置から導入されたのち、左右の側面と奥面とにわたって蛇行状に配され、同左側面の手前上部位置から導出されており、導入路２３の入口と導出路２４の出口とが、それぞれタンク２０の出入口に接続されている。このブライン管路２２における導入路２３の途中位置には、ポンプ２５が介設されている。
【００１１】
上記したタンク２０には、貯留されたブラインＢの温度を検知するブライン温度センサ２７が装備されているとともに、保存室１４内には庫内温度を検知する庫内温度センサ２８が装備されており、両温度センサ２７，２８が、図３に示すように、本恒温高湿庫の運転を制御する制御部３０の入力側に接続されている。一方、制御部３０の出力側には、上記した冷凍装置１５の圧縮機１６と、ポンプ２５とが接続されている。  
そして冷却運転時には、詳しくは後記するように、タンク２０内のブラインＢの検知温度が予め定められた設定温度と比較され、検知温度が設定温度よりも高いか低いかによって圧縮機１６のオンオフが制御されることで、ブラインＢがほぼ一定の冷却温度に保持される。また保存室１４内の検知温度が庫内の設定温度と比較され、検知温度が設定温度よりも高いか低いかによってポンプ２５のオンオフが制御され、すなわちブラインＢの循環供給とその停止とが制御されることで、庫内が設定温度に維持されるようになっている。
【００１２】
本実施形態では、庫内温度に応じて、ブラインＢの設定温度の基となる「バイアス値」を切替選定する機能を備えており、以下これについて説明する。  
「バイアス値」とは、庫内の設定温度とブラインＢの設定温度との差であって、例えば庫内の設定温度が０℃の場合において、バイアス値が「Ｘ」Ｋに選定されれば、ブラインＢの設定温度は「−Ｘ」℃となる。  
そのため上記した制御部３０の入力側には、庫内の設定温度を入力する庫内設定温度入力部３２が接続されている。
【００１３】
一方、制御部３０には、庫内温度センサ２８の検知温度と上記した庫内の設定温度との差を演算する温度差演算部３４が備えられているとともに、この温度差演算部３４の演算値Ｔに基づいてバイアス値Ｘを選定するバイアス値選定部３５が備えられている。この実施形態では、図４に示すように、温度差の演算値Ｔが２Ｋ以上である場合には、バイアス値Ｘは「１０Ｋ」に、また演算値Ｔが２Ｋ未満の場合には、バイアス値Ｘは「２．２Ｋ」にそれぞれ選定されるようになっている。
【００１４】
続いて、本実施形態の作用を、図５及び図６のグラフを参照しつつ説明する。まず、庫内設定温度入力部３２から庫内の設定温度が入力され、この実施形態では「０℃」に設定される。  
係る状態で運転が開始されると、庫内温度センサ２８で検知された庫内温度と、上記した庫内の設定温度（０℃）との差が温度差演算部３４で演算され、図５に示すように、初めは庫内温度が高くて演算値Ｔが２Ｋ以上であるから、バイアス値選定部３５によってバイアス値Ｘが１０Ｋに選定され、その結果、ブラインＢの設定温度が−１０℃に定められる。これにより、タンク２０内のブラインＢの温度を−１０℃にするべく、冷凍装置１５（圧縮機１６）が連続駆動され、ブラインＢの温度が次第に低下し、ブラインＢの温度が−１０℃に下がったのちは、タンク２０内のブラインＢの検知温度が設定温度（−１０℃）と比較され、それに基づいて圧縮機１６がオンオフされることで、タンク２０内のブラインＢの冷却温度がほぼ一定（−１０℃）に保持される。  
一方、同様に庫内温度が設定温度（０℃）よりも高いことから、ポンプ２５が連続駆動され、低温のブラインＢが保存室１４側に向けて連続して循環されることで、保存室１４内は急速に二次冷却される。
【００１５】
保存室１４内の温度が下がって２℃を下回ると、温度差演算部３４による演算値Ｔが２Ｋ未満となるから、バイアス値選定部３５によってバイアス値Ｘが２．２Ｋに切り替えて選定され、その結果ブラインＢの設定温度が−２．２℃に定められる。そうすると、冷凍装置１５（圧縮機１６）が停止することで、ブラインＢの温度は次第に上昇する。ブラインＢの温度が−２．２℃まで上昇したのちは、タンク２０内のブラインＢの検知温度が、今度は高い方の設定温度（−２．２℃）と比較され、それに基づいて圧縮機１６がオンオフされることで、タンク２０内のブラインＢの冷却温度がほぼ一定（−２．２℃）に保持される。  
その間、−１０℃〜−２．２℃のブラインＢが保存室１４側に向けて連続して循環されることで、保存室１４内はゆっくりではあるがさらに冷却される。  
保存室１４内の温度が０℃に下がったのち、保存室１４内の検知温度が設定温度（０℃）と比較され、検知温度が設定温度よりも高いか低いかによってポンプ２５のオンオフが制御され、すなわち相対的に高温（−２．２℃）のブラインＢの循環供給とその停止とが制御されることにより、庫内が設定温度に維持される。
【００１６】
このようにコントロール運転が行われている途中で、断熱扉が開放されることにより、図６に示すように、保存室１４内の温度が急激に上昇すると、保存室１４の温度が２℃まで上昇したところで、直ちにバイアス値Ｘは１０Ｋに切り替えられ、すなわちブラインＢの設定温度が−１０℃に定められる。これにより上記と同様に、圧縮機１６が連続駆動されてブラインＢの温度が−１０℃に向けて低下し、その後圧縮機１６の制御運転により−１０℃に保持される。  
それとともに、このような低温のブラインＢが保存室１４側に向けて連続して循環されるために、特に断熱扉が閉じられたのちは、保存室１４内は急速に冷却される。  
保存室１４が２℃まで下がると、バイアス値Ｘが２．２Ｋに切り替えられ、引き続いて−２．２℃のブラインＢによりコントロール運転されることは、既述したとおりである。
【００１７】
以上のように本実施形態によれば、庫内温度が設定温度（０℃）付近になると、バイアス値Ｘは相対的に小さい「２．２Ｋ」が選定され、これによりブラインＢの設定温度が−２．２℃と高くされる。そのため、例えばポンプ２５をオンオフして庫内を設定温度に維持するコントロール運転を行う場合は、庫内壁面が冷え過ぎることが回避され、設定温度を挟んだ上下の温度差を小さく留めることができる。それとともに、庫内壁面で極端に低温となる部分がなくなり、結露が防止されて庫内を高湿度に保持することができる。
【００１８】
また、コントロール運転を行う間、ブラインＢの温度は−２．２℃といった、相対的に高い温度に維持すればよいから、それだけ圧縮機１６の運転率を小さくでき、省エネルギに寄与し得る。さらに、庫内壁面が高く留められて着霜し難くなるから、除霜運転を行う場合に短時間で終えることができる。  
一方、断熱扉の開閉等に伴って庫内温度が急上昇した場合には、バイアス値Ｘが相対的に大きい「１０Ｋ」に選定され、ブラインＢの設定温度が−１０℃と大幅に低く下げられるから、冷却速度が高められ、すなわち短時間で庫内を設定温度付近まで戻すことができる。
【００１９】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７ないし図１０によって説明する。  
上記実施形態１では保存室１４内の温度が２℃を下回ったところで、バイアス値Ｘを一定の２．２Ｋに定めていたところを、この領域では、庫外温度すなわち当該恒温高湿庫の周囲温度に応じてバイアス値Ｘがさらに変更されるようになっている。  
そのため図７に示すように、制御部３０の入力側には、庫外温度を検知する庫外温度センサ３７が接続されている。そして、この実施形態のバイアス値選定部３５Ａは、図８に示すように、庫内温度センサ２８の検知温度と庫内の設定温度（０℃）との差の演算値Ｔが２Ｋ以上である場合には、上記実施形態１と同様にバイアス値Ｘが「１０Ｋ」に選定されるが、演算値Ｔが２Ｋ未満の場合には、庫外の検知温度がさらに勘案され、庫外温度Ｓが３５℃以上のときはバイアス値Ｘが「４．４Ｋ」、庫外温度Ｓが２０℃以上３５℃未満のときはバイアス値Ｘが実施形態１と同じく「２．２Ｋ」、庫外温度Ｓが２０℃未満のときはバイアス値Ｘが「１．７Ｋ」にそれぞれ選定されるようになっている。
【００２０】
この実施形態２では、保存室１４内の温度を設定温度（０℃）に保持するべくポンプ２５のオンオフが制御され、すなわちブラインＢの循環供給とその停止とが制御されるコントロール運転を行う際とその付近において、庫外温度Ｓが２０℃以上３５℃未満のときには、実施形態１の図５に参照して示すように、バイアス値Ｘが「２．２Ｋ」に選定されて、「−２．２℃」の標準温度のブラインＢが循環供給される。  
これに対して、庫外温度Ｓが３５℃以上と高いときには、図９に示すように、バイアス値Ｘが「４．４Ｋ」に選定されて、「−４．４℃」と標準よりも低い温度のブラインＢが循環供給される。逆に、庫外温度Ｓが２０℃未満と低いときには、図１０に示すように、バイアス値Ｘが「１．７Ｋ」に選定されて、「−１．７℃」と標準よりも高い温度のブラインＢが循環供給される。
【００２１】
すなわち実施形態２によれば、コントロール運転時やそれに近いときには、庫外温度Ｓの高低に応じてバイアス値Ｘがさらに大小変えられるようになっており、例えば庫外温度Ｓが高くて熱侵入量が大きいと考えられる場合には、バイアス値Ｘが大きくされて、ブラインＢの設定温度が低くされ（−４．４℃）、いわゆる冷却能力が上げられて、庫内温度が設定温度まで確実にかつ短時間で下げられる。  
一方、庫外温度Ｓが低くて熱侵入量が小さいと考えられる場合には、バイアス値Ｘが小さくされて、すなわちブラインＢの設定温度が高くされ（１．７℃）、庫内壁面が冷え過ぎることが規制され、特に下限温度が上げられて、設定温度を挟んだ上下の温度差を小さく留めることが可能となる。  
また、この周囲温度が低温のとき（２０℃未満）には、ブラインＢの温度は−１．７℃といった、標準よりもさらに高い温度に維持すればよいから、圧縮機１６の運転率をより小さくでき、さらに省エネルギに寄与し得る。
【００２２】
＜関連技術＞
上記のような保存室１４の壁面の裏面上に配管されたブライン管路２２にブラインＢを循環供給して、保存室１４内を冷却する形式のものでは、冷熱の伝わり方は、壁面からの自然放熱であるため、保存室１４の中心部まで十分に冷却するには、庫内温度とブラインＢの温度との差を相応に大きく取らざるを得ない。しかし温度差が大きくなるほど、壁面の温度が低下し、そこに結露しやすくなることで、本来の高湿の機能が損なわれることが懸念される。
【００２３】
そこでこの関連技術では、図１１（Ａ）に示すように、保存室１４内に棚を設ける構造において、棚網４０を銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い素材で形成するとともに、棚網４０の幅を広くして、保存室１４の左右の側面と接触した状態で配設するになっている。  
これにより、壁面の冷熱が棚網４０を通じて保存室１４の中心部まで伝えられ、ブラインＢの温度をさほど低くしなくても保存室１４内の全域を冷却することができる。言い換えるとその分、庫内と壁面との温度差が小さくなり、結露が阻止されて高湿を維持することができる。
【００２４】
また上記と同じ目的で、同図（Ｂ）に示すように、保存室１４の左右の側面と奥面との３面にわたって、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い素材からなるステイ４２を複数段に取り付け、各段のステイ４２上に、同じく熱伝導性の良い素材からなる平板４３を載せることで棚を形成するようにしてもよい。なお、見た目を考慮したり、平板４３上に食品容器がくっつくのを防ぐために、平板４３上に従来の棚網を載せて使用しても良い。
【００２５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。  
（１）上記実施形態に示したバイアス値は一例であって、例えば実施形態１においてコントロール運転時のバイアス値は、庫内の設定温度等の条件に応じて適宜に選択すればよいし、またプルダウン時のバイアス値も、ブラインが凍結しない範囲で選択すればよい。実施形態２において、庫外温度に応じて変更されるバイアス値も任意に選択可能である。
【００２６】
（２）実施形態１において、庫内温度の高低２段階でバイアス値を切替変更するようにしたが、３段階以上に切替調整するようにしてもよい。また実施形態２において、バイアス値を切り替える庫外温度は他の温度にしてもよいし、バイアス値の調整は２段階に抑えたり、逆に４段階以上に分けてもよい。  
（３）上記実施形態ではブライン管路を庫内壁面に沿わせた形式のものを例示したが、ブラインを庫内側に装備した二次冷却器に向けて循環供給し、これと熱交換された冷気を保存室の回りに循環流通させる形式のものにも、本発明は同様に適用することが可能である。  
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態１の概略構成図
【図２】本体の壁部の部分拡大断面図
【図３】運転制御機構のブロック図
【図４】バイアス値の選定のフローチャート
【図５】庫内温度とブライン温度を示すグラフ
【図６】断熱扉の開閉時における同温度のグラフ
【図７】本発明の実施形態２の運転制御機構のブロック図
【図８】バイアス値の選定のフローチャート
【図９】周囲温度が高い場合の庫内温度とブライン温度を示すグラフ
【図１０】周囲温度が低い場合の同温度のグラフ
【図１１】関連技術の正面図
【符号の説明】
【００２８】
Ｂ…ブライン（液状二次冷媒）  Ｘ…バイアス値  １４…保存室  １５…冷凍装置  １９…蒸発器  ２０…タンク（熱交換部）  ２２…ブライン管路  ２５…ポンプ  ２７…ブライン温度センサ（冷媒温度センサ）  ２８…庫内温度センサ  ３０…制御部  ３４…温度差演算部  ３５，３５Ａ…バイアス値選定部  ３７…庫外温度センサ
【図１】
2005090793.tif 000003
【図２】
2005090793.tif 000004
【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】
2005090793.tif 000009
【図８】
2005090793.tif 000010
【図９】
2005090793.tif 000011
【図１０】
2005090793.tif 000012
【図１１】
2005090793.tif 000013