(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
庫内空気を冷却する冷却器と、この冷却器の風路内に配置された冷却器用送風機とを備え、この冷却器用送風機を運転させて冷却器で熱交換した冷気を庫内に循環させ、庫内食品を冷却する食品冷却庫において、
前記食品温度を検出する食品温度センサを備え、
前記食品が庫内に投入されて前記食品温度センサの検出温度が設定温度に到達するまでは、冷却器用送風機を高能力で運転し、食品温度センサの検出温度が設定温度に到達した後は、冷却器用送風機の能力を減じて運転させ、前記食品温度センサの検出温度が設定温度に到達したときに前記冷却器の冷媒温度が前記設定温度を下回っている場合には前記冷却器にホットガスを注入して前記冷却器の温度を前記設定温度に上昇させる制御手段を備えたことを特徴とする食品冷却庫。
【請求項２】
庫内空気を冷却する冷却器と、この冷却器の風路内に配置された冷却器用送風機とを備え、この冷却器用送風機を運転させて冷却器で熱交換した冷気を庫内に循環させ、庫内食品を冷却する食品冷却庫において、
前記食品温度を検出する食品温度センサと、前記庫内温度を検出する庫内センサとを備え、
前記食品温度センサの検出温度と庫内センサの検出温度との温度差、及び、庫内温度の時間に対する変化量により、前記食品が庫内に投入されて前記食品の温度が設定温度に到達することが示されるまでは、冷却器用送風機を高能力で運転し、前記の状態に達した後は、冷却器用送風機の能力を減じて運転させ、前記の状態に達したときに前記冷却器の冷媒温度が前記設定温度を下回っている場合には前記冷却器にホットガスを注入して前記冷却器の温度を前記設定温度に上昇させる制御手段を備えたことを特徴とする食品冷却庫。
【請求項３】
前記食品の温度が設定温度に到達した時、ブザー音を発生させることを特徴とする請求項１又は２記載の食品冷却庫。
【請求項４】
前記ブザー音は所定時間が経過するか、或いは食品冷却庫の扉が開いた時、停止することを特徴とする請求項３項記載の食品冷却庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品冷却庫の冷却器用送風機の能力制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機、凝縮器を含む冷却ユニットと、庫内空気を冷却する冷却器とを配管で接続した冷却回路を備え、冷却ユニットの運転時には冷却器の風路内に配置された冷却器用送風機を運転させて当該冷却器で熱交換した冷気を庫内に循環させ、庫内食品を冷却する食品冷却庫が知られている。
【０００３】
この食品冷却庫の庫内にはスチームコンベクションオーブン等で加熱調理された例えば７０℃程度の高温食品が投入され、これを短時間で所定の温度以下にまで急速冷却し、それ以後所定温度範囲で保冷することが要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、急速冷却時も保冷時も常に冷却器用送風機を高能力で運転させている。この冷却器用送風機を高能力で運転させた場合、送風機の電動モータが過熱して、この熱が庫内に送風され、庫内温度が冷却されにくくなるという問題がある。また、冷却器用送風機を常に高能力で運転させた場合には、無駄な電力を消費するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術が有する課題を解消し、庫内温度制御を容易にし、電力消費量を削減した食品冷却庫を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、庫内空気を冷却する冷却器と、この冷却器の風路内に配置された冷却器用送風機とを備え、この冷却器用送風機を運転させて冷却器で熱交換した冷気を庫内に循環させ、庫内食品を冷却する食品冷却庫において、前記食品温度を検出する食品温度センサを備え、前記食品が庫内に投入されて前記食品温度センサの検出温度が設定温度に到達するまでは、冷却器用送風機を高能力で運転し、食品温度センサの検出温度が設定温度に到達した後は、冷却器用送風機の能力を減じて運転させ、前記食品温度センサの検出温度が設定温度に到達したときに前記冷却器の冷媒温度が前記設定温度を下回っている場合には前記冷却器にホットガスを注入して前記冷却器の温度を前記設定温度に上昇させる制御手段を備えたものである。
【０００７】
この発明では、食品温度が設定温度に到達するまでは、食品の急速冷却の必要性から冷却器用送風機を高能力で運転する。食品温度センサの検出温度が設定温度に到達した後は、冷却器用送風機の能力を減じて運転する。
【０００８】
通常、冷却器用送風機の回転数が上昇する場合には、送風機の電動モータが過熱し、この電動モータの熱が庫内に送風されて庫内温度が上昇し、庫内冷却効率が低下するおそれがある。これを防止するために、食品温度センサの検出温度が設定温度に到達した後は、食品投入時等に比べて冷却器用送風機の回転数を減じて電動モータの過熱を防止したものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、庫内空気を冷却する冷却器と、この冷却器の風路内に配置された冷却器用送風機とを備え、この冷却器用送風機を運転させて冷却器で熱交換した冷気を庫内に循環させ、庫内食品を冷却する食品冷却庫において、前記食品温度を検出する食品温度センサと、前記庫内温度を検出する庫内センサとを備え、前記食品温度センサの検出温度と庫内センサの検出温度との温度差、及び、庫内温度の時間に対する変化量により、前記食品が庫内に投入されて前記食品の温度が設定温度に到達することが示されるまでは、冷却器用送風機を高能力で運転し、前記の状態に達した後は、冷却器用送風機の能力を減じて運転させ、前記の状態に達したときに前記冷却器の冷媒温度が前記設定温度を下回っている場合には前記冷却器にホットガスを注入して前記冷却器の温度を前記設定温度に上昇させる制御手段を備えたものである。
【００１０】
この発明では、食品温度センサの検出温度と庫内センサの検出温度との温度差が所定の温度以下で、かつ庫内温度の時間に対する変化が所定の変化量になるまでは、食品の急速冷却の必要性から冷却器用送風機を高能力で運転する。前記の状態に達した後は、冷却器用送風機の能力を減じて運転する。
【００１１】
通常、冷却器用送風機の回転数が上昇する場合には、送風機の電動モータが過熱し、この電動モータの熱が庫内に送風されて庫内温度が上昇し、庫内冷却効率が低下するおそれがある。これを防止するため、前記の状態に達した後は冷却器用送風機の回転数を減じて電動モータの過熱を防止したものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のものにおいて、前記食品の温度が設定温度に到達した時、ブザー音を発生させるものである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のものにおいて、ブザー音は所定時間が経過するか、或いは食品冷却庫の扉が開いた時、停止するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１において、符号１はブラストチラー（以下、食品冷却庫という。）を示している。この食品冷却庫１は２つの冷却ユニット３ａ、３ｂを備え、この２つの冷却ユニット３ａ、３ｂはそれぞれ冷媒配管５を介して冷却器７ａ、７ｂに接続されている。この冷却器７ａ、７ｂは風路に対し並列に一体形成され、庫内９につながる風路内に配置されている。
【００１６】
そして、この冷却器７ａ、７ｂには、この冷却器７ａ、７ｂで熱交換した冷気を庫内９に循環させるための、３台の冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃが付設されている。これら３台の冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃはそれぞれ調速手段（図示せず）を備えている。
【００１７】
一方の冷却ユニット３ａは定格圧縮機１３を備えている。この定格圧縮機１３の冷媒吐出管１３ａには水冷式凝縮器１５が接続され、この水冷式凝縮器１５には水配管１６が付設されている。１７は水用電磁弁、１８は圧縮機用送風機、１９は圧縮機のオイルクーラを示している。水冷式凝縮器１５の冷媒出口管１５ａにはレシーバタンク２１、ドライコア２２が順に接続され、更に、冷媒配管５を介して膨張弁２３が接続されている。この膨張弁２３には前述した冷却器７ａが接続され、この冷却器７ａには冷媒配管５を介してアキュームレータ２４が接続され、このアキュームレータ２４は定格圧縮機１３の冷媒吸込管１３ｂに接続されている。また、定格圧縮機１３の冷媒吐出管１３ａにはバイパス管２５が接続され、このバイパス管２５はホットガス電磁弁２６を経て膨張弁２３の冷媒出口管２３ａに接続されている。
【００１８】
２つの冷却ユニット３ａ、３ｂの構成は同じであるので、他方の冷却ユニット３ｂの構成の説明は省略する。
【００１９】
この実施形態では、前記したように、一つの食品冷却庫１に対して冷却ユニットと冷却器とを接続する冷却回路が２回路設けられている。食品冷却庫１には、庫内温度を検出する庫内センサ３１と、食品の芯温を検出する芯温センサ（食品温度センサ）３３とが設けられ、冷却器７ａ、７ｂのそれぞれの出口管には、冷媒温度を検出する冷媒温度センサ３２ａ、３２ｂが取り付けられている。
【００２０】
この食品冷却庫１の庫内９には、スチームコンベクションオーブン（図示せず）等で加熱調理された、例えば７０℃程度の高温食品が投入される。この食品のいずれか一つには針状の芯温センサ３３を刺し、この芯温センサ３３によって食品の芯温が検出されている。
【００２１】
つぎに、この制御動作を図２を参照して説明する。
【００２２】
芯温センサ３３の検出温度が設定温度と比較され（Ｓ１）、食品投入時のように食品温度が高い場合、すべての冷却ユニット３ａ、３ｂの定格圧縮機１３が運転されると共に（Ｓ２）、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃが高能力の６０Ｈｚで運転され（Ｓ３）、当該食品温度が短時間で降下する。
【００２３】
Ｓ１で、芯温センサ３３の検出温度が設定温度に到達した場合、一方の冷却ユニット３ａの冷媒温度センサ３２ａの検出温度が、所定の温度（−２℃）と比較される（Ｓ４）。所定の温度よりも低い場合、運転中の冷却ユニット３ａにおける冷却器７ａに定格圧縮機１３からのホットガスが注入されると共に（Ｓ５）、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転が停止される（Ｓ６）。この場合には、図１を参照して、膨張弁２３を全閉し、ホットガス電磁弁２６を開く。これによれば、定格圧縮機１３からのホットガスがバイパス管２５を通じて冷却器７ａに流入するので、冷却器７ａの温度が設定温度近く（図３の点ａで示す設定温度よりも２℃低い温度）まで上昇する。
【００２４】
このホットガス注入は、冷却器７ａによるオーバーシュートで温度降下を起こして、食品を凍らせないために行われる。
【００２５】
なお、芯温センサ３３の検出温度が設定温度に到達した時に、ブザー音を鳴らすように構成することが望ましい。作業者の注意が喚起されるからである。このブザー音は、例えば所定時間が経過するか、或いは食品冷却庫１の扉が開いた時に、停止することが望ましい。
【００２６】
図３はチルドモードの概略動作を示している。
【００２７】
前述したように、食品投入時のように食品温度が高い場合、すべての冷却ユニット３ａ、３ｂの定格圧縮機１３が運転されると共に（Ｓ２）、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃが高能力の６０Ｈｚで運転される（Ｓ３）。これは図３のステップ１００に相当し、この間、芯温センサ３３の検出温度は急激に降下する。この間、運転制御に用いられる検出温度は芯温センサ３３に従う。この芯温センサ３３に従うと、ステップ１０１に移行した場合、冷却器７ａによって食品温度がオーバーシュートして、この食品を凍結させるおそれがある。
【００２８】
そこで、ステップ１０１では、庫内温度センサ３１の検出温度が、設定温度よりも２℃低い温度になるまで、運転中の冷却ユニット３ａにおける冷却器７ａに圧縮機１３からのホットガスを注入する（Ｓ５）。
【００２９】
このホットガス注入によって冷却器７ａの温度が設定温度近くまで上昇するので、食品温度のオーバーシュートが抑制され、短時間の内に、庫内温度が反転上昇するので、食品の凍結が防止される。
【００３０】
図２において、Ｓ６が実行された後、今度は、他方の冷却ユニット３ｂの冷媒温度センサ３２ｂの検出温度が、所定の温度（−２℃）と比較される（Ｓ７）。所定の温度よりも低い場合、運転中の冷却ユニット３ｂにおける冷却器７ｂに定格圧縮機１３からのホットガスが注入されると共に（Ｓ８）、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転が停止される（Ｓ９）。このホットガス注入の目的と効果は前述したものと同じである。
【００３１】
Ｓ４で、一方の冷却ユニット３ａの冷媒温度センサ３２ａの検出温度が、所定の温度（−２℃）よりも高い場合、ここではオーバーシュートが発生していないので、Ｓ１０に移行し、今度は、他方の冷却ユニット３ｂの冷媒温度センサ３２ｂの検出温度が、所定の温度（−２℃）と比較される。所定の温度よりも低い場合、運転中の冷却ユニット３ｂにおける冷却器７ｂに定格圧縮機１３からのホットガスが注入されると共に（Ｓ８）、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転が停止される（Ｓ９）。
【００３２】
要するに、以上の各ステップは冷却ユニット毎に実行され、このステップによって食品温度のオーバーシュートが抑制され、短時間の内に庫内温度が設定温度近くまで反転上昇し、従って、食品凍結が防止される。
【００３３】
以上のステップを経た後は、図３のステップ１０２に移行し、定格圧縮機１３のオン／オフ制御が実行される。
【００３４】
この間の制御は、図２を参照して、６時間が経過したか否かが判定される（Ｓ１１）。６時間が経過していなければ、いずれか一方の冷却ユニット３ａが運転停止され、残りの冷却ユニット３ｂの定格圧縮機１３が設定温度に対して±１℃の範囲でオン／オフ運転される（Ｓ１２）。
【００３５】
この場合、検出温度は庫内センサ３１に従う。そして、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃが定格圧縮機１３のオン／オフ運転に同期して３０Ｈｚに３台等しく能力を減じて運転される（Ｓ１３）。
【００３６】
Ｓ１１で、６時間が経過していれば、６時間経過タイマをセットした後（Ｓ１４）、運転中の冷却ユニット３ｂをデフロスト運転する（Ｓ１５）。この場合には、図１を参照して、膨張弁２３を全閉し、ホットガス電磁弁２６を開く。これによれば、定格圧縮機１３からのホットガスがバイパス管２５を通じて冷却器７ｂに流入し、この冷却器７ｂが除霜される。
【００３７】
つぎに、今まで運転していた冷却ユニット３ｂの運転が停止され、残りの冷却ユニット３ａに切換えて運転が実行される（Ｓ１６）。そして、運転終了スイッチがＯＮで運転終了する（Ｓ１７）。
【００３８】
この実施形態では、除霜運転が行われる毎に冷却ユニットの運転の切換えが行われるが、これに限定されるものではない。例えば、運転中の圧縮機１３の累積運転時間を記憶しておき、ある時間が経過した場合に、停止中の圧縮機１３に運転を切り換えることが可能である。また、運転中の圧縮機１３の運転回数を記憶しておき、ある回数運転した場合に、停止中の圧縮機１３に運転を切り換えることが可能である。いずれにしてもあらかじめ冷却ユニットに運転停止の優先順位を持たせておくことが望ましい。
【００３９】
冷却ユニットに運転停止の優先順位を持たせた場合、いずれかの冷却ユニットが連続運転することがなく、圧縮機の運転時間が均一化され、圧縮機の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
この実施形態では、冷却回路を複数備えることによって庫内９に食品投入時は複数冷却ユニット３ａ、３ｂをすべて運転する制御が可能になり、庫内温度が設定温度に到達し、庫内温度を制御温度域（チルドモード）に維持する場合、一部の冷却ユニットを運転停止させ、残りの冷却ユニットをオン／オフ運転させる制御（Ｓ１２）が可能になる。
【００４１】
これによれば各冷却ユニット３ａ、３ｂは小型化され、庫内温度を制御温度域（チルドモード）に維持する場合、小容量の冷却ユニット３ａ、３ｂのいずれか一方をオン／オフ運転するだけでよいので、温度制御幅を±１℃の範囲に狭くすることができ、制御精度を向上させることができ、従って、冷蔵温度域が正確に維持されるので、これによっても食品を凍らせることがない。インバータ制御による圧縮機を用いないのでコスト高になることがない。
【００４２】
以上、説明したように、この実施形態ではつぎの効果を奏する。
【００４３】
（１）通常、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの回転数が上昇する場合には、送風機の電動モータが過熱し、この電動モータの熱が庫内９に送風されて庫内温度が上昇し、庫内冷却効率が低下する。
【００４４】
この実施形態では、芯温センサ３３の検出温度が設定温度に到達した後は、食品投入時（Ｓ３）に比べて冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの回転数が６０Ｈｚから半分の３０Ｈｚに減少されるので（Ｓ１３）、送風機電動モータの過熱分が減少し、庫内冷却効率を向上させることができる。
【００４５】
（２）芯温センサ３３の検出温度が設定温度に到達した後は、食品投入時（Ｓ３）に比べて冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの回転数が６０Ｈｚから半分の３０Ｈｚに減少されるので（Ｓ１３）、消費電力が削減される。
【００４６】
（３）また、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの各回転数が３台等しく減じられるので、風路内の風量ダウンは均一に生じ、従って、庫内に向かう風量にアンバランスが生じることがなく、温度ムラの発生が防止される。
【００４７】
（４）この実施形態では、チルドモードについて説明しているが、これに限定されず、冷凍モードにも適用が可能である。
【００４８】
（５）この実施形態では、冷却回路が２つ備えられているが、これに限定されず、冷却回路１つの場合にも当然適用が可能である。
【００４９】
別の実施形態として、例えば、芯温センサ３３の検出温度と庫内センサ３１の検出温度との温度差が所定の温度以下で、かつ庫内温度の時間に対する変化が所定の変化量になるまでは冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃを高能力で運転し、前記の状態に達した後は、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの能力を減じて運転させる制御手段を設けることが可能である。
【００５０】
この実施形態では、芯温センサ３３の検出温度と庫内センサ３１の検出温度との温度差が所定の温度以下で、かつ庫内温度の時間に対する変化が所定の変化量になるまでは、食品の急速冷却の必要性から冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃを高能力で運転する。前記の状態に達した後は、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの能力を３台等しく減じて運転する。
【００５１】
通常、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの回転数が上昇する場合には、送風機の電動モータが過熱し、この電動モータの熱が庫内に送風されて庫内温度が上昇し、庫内冷却効率が低下するおそれがある。これを防止するために、前記の状態に達した後は、冷却器用送風機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの回転数を減じて電動モータの過熱を防止したものである。
【００５２】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明らかである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、食品の急速冷却が必要な場合には、冷却器用送風機が高能力で運転されて急速冷却が達成され、それ以外は冷却器用送風機の能力を減じて運転されるので、送風機の電動モータの不必要な過熱が防止され、この熱による庫内温度の上昇が防止され、従って、庫内冷却効率を向上させることができると共に、消費電力の削減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による食品冷却庫の一実施形態を示す回路図である。
【図２】運転制御のフローチャートである。
【図３】チルドモードの概略動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  ブラストチラー（食品冷却庫）
３ａ、３ｂ  冷却ユニット
５  冷媒配管
７ａ、７ｂ  冷却器
９  庫内
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  冷却器用送風機
１３  定格圧縮機
１５  水冷式凝縮器
２３  膨張弁
２５  バイパス管
２６  ホットガス電磁弁
３１  庫内センサ
３２ａ、３２ｂ  冷媒温度センサ
３３  芯温センサ（食品温度センサ）
【図１】
0004121208.tif 000002
【図２】
0004121208.tif 000003
【図３】
0004121208.tif 000004