JP2007003145A - 冷凍車用冷凍機 - Google Patents

Abstract

【課題】 保冷庫の内壁面に結露を発生し難くすることが出来る冷凍車用冷凍機の提供。
【解決手段】 冷凍車用冷凍機は、保冷庫１０の内壁面の温度を検出する壁温度センサ５０を備えており、電子制御装置４０が壁温度センサ５０の検出値に基づいて冷凍ユニット２０、３０を制御して加熱運転を実施する（ステップ１６０〜２００）。したがって、保冷庫１０内の壁面温度が設定温度に近づくようになるので、冷凍ユニット２０、３０が冷却運転から加熱運転に切り替わる際には、従来の冷凍機に比べて、保冷庫１０内の壁面温度を高くすることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、保冷庫内を冷却する冷凍車用冷凍機に関する。

従来、冷凍車用冷凍機においては、冷凍運転から加熱運転に切換可能に構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。以下、このような冷凍車用冷凍機の構成について図４を参照して説明する。

冷凍車用冷凍機は、圧縮機１、凝縮器２、減圧器３、蒸発器４、電子制御装置５、電磁クラッチ６、ホットガスバイパス通路７、電磁弁８、及び温度センサ９を備えている。

圧縮機１は、走行用エンジン１１からの駆動力を電磁クラッチ６を介して得て圧縮動作する。これにより、圧縮機１が蒸発器４から冷媒を吸入して圧縮することになる。

そして、凝縮器２は、圧縮機１から吐出された高温・高圧冷媒を冷却し、減圧器３は、凝縮器２から流出した冷媒を減圧する。蒸発器４は、保冷庫１０内の空気から吸熱して減圧器３から流出した液冷媒を蒸発させる。

また、温度センサ９は保冷庫１０内の空気温度を検出し、電子制御装置５は、温度センサ９の検出温度に応じて、電磁クラッチ６を制御して走行用エンジン１１および圧縮機１の間を接続、或いは遮断する。これにより、圧縮機１が保冷庫１０内の空気温度に応じて、断続的に圧縮動作を行うことになる。

また、ホットガスバイパス通路７は、圧縮機１の吐出側と蒸発器４の上流側との間を直接連通するように設けられており、電磁弁８は、ホットガスバイパス通路７を開閉する。

ここで、冷凍運転時には、電子制御装置７が電磁弁８によりホットバイパス流路９を閉鎖する。このため、圧縮機１→凝縮器２→減圧器３→蒸発器４→圧縮機１の順に冷媒が循環するので、蒸発器４が減圧器３からの液冷媒により保冷庫１０内の空気を冷却する。

また、加熱運転時には、電子制御装置７が電磁弁８を制御してホットバイパス流路９を開放するため、圧縮機１から吐出される高温・高圧冷媒がホットバイパス流路９を通り蒸発器４に流入する。このため、圧縮機１→ホットバイパス流路９→蒸発器４→圧縮機１の順に冷媒が循環し、蒸発器４が、圧縮機１からの高温・高圧冷媒により保冷庫１０内の空気を加熱することができる。

以上のように冷凍車用冷凍機が構成されるので、食品等の貨物を低温状態で輸送する際には冷凍運転を実施する。その後、低温状態を必要とする貨物を降ろして、加熱運転を実施すれば、保冷庫１０内の空気温度を上昇させることができ、常温状態を必要とする貨物を保冷庫１０内に積んで輸送することができる。

すなわち、冷凍運転から加熱運転に切り替えれば、低温状態を必要とする貨物を輸送後に、常温状態を必要とする貨物を輸送することができる。
特開２０００−１１１１９９号公報

ところで、上述の如く、冷凍車用冷凍機を冷凍運転から加熱運転に切り替えれば、保冷庫１０内の空気温度を上昇させることができるものの、保冷庫１０内の内壁と空気との熱容量の違いにより、空気温度の上昇に対して、内壁面の温度の上昇には遅延が生じることがある。

このため、空気温度が設定温度に到達していても、内壁面の温度が設定温度よりも低くなっている場合がある。このため、保冷庫１０の扉を開いて外気が保冷庫１０内に侵入すると、外気に含まれる水分により保冷庫１０の内壁面には結露が生じる場合がある。したがって、冷凍運転から加熱運転に切り替える毎に、作業者が、保冷庫１０の内壁面の結露を払拭する作業が必要になり、作業者の作業効率の低下を招く。

本発明は、上記点に鑑み、保冷庫の内壁面に結露を発生し難くするようにした冷凍車用冷凍機を提供することを目的とする。

本発明は、前記保冷庫内の壁面温度を検出する壁温度センサ（５０）を備えており、前記制御手段は、前記壁温度センサの検出温度に基づいて前記冷却・加熱手段を制御して前記保冷庫内の壁面温度を前記設定温度に近づけるようにすることを第１の特徴とする。

したがって、保冷庫内の壁面温度が設定温度に近づくようになるので、冷却・加熱手段が冷却から加熱に切り替わる際には、特許文献１の従来技術に比べて、保冷庫内の壁面温度を高くすることができる。したがって、保冷庫の内壁面に結露を発生し難くすることができる。

また、本発明は、前記保冷庫内の空気温度を検出する空気温度センサ（２９、３９）と、前記保冷庫内の空気温度と壁面温度との温度差（ΔＴ）分だけ前記設定温度を高くするように設定温度を補正する補正手段（２１０）と、を備えており、前記制御手段は、前記冷却・加熱手段により前記保冷庫内（１０）を加熱するときには、前記空気温度センサの検出温度に基づいて前記冷却・加熱手段を制御して前記保冷庫内の空気温度を前記補正手段により補正された設定温度に近づけるようにすることを第２の特徴とする。

したがって、特許文献１の従来技術に比べて、保冷庫内の空気温度を当該温度差（ΔＴ）分だけ高くすることができるので、壁面温度も特許文献１の従来技術に比べて当該温度差（ΔＴ）分だけ高くすることができる。このため、冷却・加熱手段が冷却から加熱に切り替わる際には、保冷庫の内壁面に結露を発生し難くすることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１に、本発明に係る冷凍車用冷凍機の第１実施形態を示す。図１は冷凍車用冷凍機の概略構成を示す。

冷凍車用冷凍機は、図１に示すように、冷凍車の保冷庫１０内の温度を調節するための前側冷凍ユニット２０および後側冷凍ユニット３０と、前側冷凍ユニット２０および後側冷凍ユニット３０を制御する電子制御装置４０とを備えている。

前側冷凍ユニット２０は、冷凍車の保冷庫１０の車両前側の空気温度を調節するために設けられており、前側冷凍ユニット２０は、圧縮機２１、凝縮器２２、減圧器２３、蒸発器２４、ホットガスバイパス通路２６、電磁弁２８、および空気温度センサ２９を備えている。

前側冷凍ユニット２０の圧縮機２１は、走行用エンジン１１からの駆動力を電磁クラッチ１２を介して得て圧縮動作する。凝縮器２２は、送風ファン２２ａから送風される外気により、圧縮機２１から吐出された高温・高圧冷媒を冷却し、減圧器２３は、凝縮器２２から流出した冷媒を減圧する。

蒸発器２４は、送風ファン２４ａから送風される内気（すなわち、保冷庫１０内の空気）から吸熱して、減圧器２３から流出した液冷媒を蒸発させる。ホットガスバイパス通路２６は、圧縮機２１の吐出側と蒸発器２４の上流側との間を直接連通するように設けられており、電磁弁２８は、ホットガスバイパス通路２６を開閉する。また、庫内空気温度センサ２９は、保冷庫１０の車両前側の空気温度を検出する。

後側冷凍ユニット３０は、冷凍車の保冷庫１０の車両後側の空気温度を調節するために設けられており、後側冷凍ユニット３０は、圧縮機３１、凝縮器３２、減圧器３３、蒸発器３４、ホットガスバイパス通路３６、電磁弁３８、庫内空気温度センサ３９、および壁温度センサ５０を備えている。
圧縮機３１は、走行用エンジン１１からの駆動力を電磁クラッチ１３を介して得て圧縮動作する。凝縮器３２は、送風ファン３２ａから送風される外気により、圧縮機３１から吐出された高温・高圧冷媒を冷却し、減圧器３３は、凝縮器３２から流出した冷媒を減圧する。

蒸発器３４は、送風ファン３４ａから送風される内気（すなわち、保冷庫１０内の空気）から吸熱して、減圧器３３から流出した液冷媒を蒸発させる。ホットガスバイパス通路３６は、圧縮機３１の吐出側と蒸発器３４の上流側との間を直接連通するように設けられており、電磁弁３８は、ホットガスバイパス通路３６を開閉する。

また、庫内空気温度センサ３９は、保冷庫１０の車両後側の空気温度（具体的には、蒸発器３４の上流側空気の温度）を検出し、壁温度センサ５０は、保冷庫１０の内壁面（図１中では床面）の温度を検出する。

電子制御装置４０は、マイクロコンピュータ及びメモリから構成されており、電子制御装置４０は、後述するように、操作部４１により設定される設定温度、および温度センサ２９、３９、５０の検出温度に応じて、冷凍制御処理を実行する。また、操作部４１は、保冷庫内の設定温度を使用者が設定するための温度設定スイッチと、圧縮機２１、３１を使用者が稼働或いは停止するための冷凍スイッチとを備えている。

以下、電子制御装置４０による冷凍制御処理について図２を用いて説明する。図２は、電子制御装置４０の冷凍制御処理を示すフローチャートである。電子制御装置４０は、図２に示すフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。当該コンピュータプログラムは、操作部４１の冷凍スイッチがオンされたときに開始される。

まず、温度センサ２９、３９の検出温度の平均値が操作部４１の設定温度以上であるか否かを判定する（ステップ１００）。温度センサ２９、３９の検出温度の平均値（以下、空気温度平均値という）が操作部４１の設定温度以上であるときには、ＹＥＳと判定して、ステップ１１０に移行して冷凍運転を開始する。また、空気温度平均値が操作部４１の設定温度未満であるときには、ＮＯと判定して、ステップ１６０に移行して加熱運転を開始する。

まず、冷凍運転の制御処理について説明すると、前側冷凍ユニット２０では、電磁クラッチ１２により圧縮機２１および走行用エンジン１１の間を連結するとともに、電磁弁２８によりホットガスバイパス通路２６を閉鎖する。

したがって、圧縮機２１が走行用エンジン１１からの駆動力により圧縮動作し、凝縮器２２は、圧縮機２１から吐出された高温・高圧冷媒を冷却する。このため、減圧器２３が凝縮器２２から流出した冷媒を減圧すると、蒸発器２４は、保冷庫１０内の車両前側の空気から吸熱して、減圧器２３から流出した液冷媒を蒸発させることができる。

その後、蒸発器２４から出た冷媒は圧縮機２１により吸入される。このような冷媒の循環に伴い蒸発器２４が保冷庫１０内の車両前側の空気を冷却することになる。なお、図１中の「ハッチングのある矢印」が冷凍運転持の空気の流れを示す。

また、後側冷凍ユニット３０では、電磁クラッチ１３により圧縮機３１および走行用エンジン１１の間を連結するとともに、電磁弁３８によりホットガスバイパス通路３６を閉鎖する。

したがって、圧縮機３１が走行用エンジン１１からの駆動力により圧縮動作し、凝縮器３２は、圧縮機３１から吐出された高温・高圧冷媒を冷却する。このため、減圧器３３は、凝縮器３２から流出した冷媒を減圧すると、蒸発器３４は、保冷庫１０内の車両後側の空気から吸熱して、減圧器３３から流出した液冷媒を蒸発させることができる。

その後、蒸発器３４から出た冷媒は圧縮機３１により吸入される。このような冷媒の循環に伴い保冷庫１０内の車両後側の空気が冷却されることになる。

その後、空気温度平均値が操作部４１の設定温度未満になると、ステップ１２０でＹＥＳと判定して、電磁クラッチ１２により圧縮機２１および走行用エンジン１１の間を開放するとともに、電磁クラッチ１３により圧縮機３１および走行用エンジン１１の間を開放する（ステップ１３０）。

これにより、圧縮機２１、圧縮機３１には走行用エンジン１１からの駆動力が伝わらなくなり、冷凍ユニット２０、３０による冷凍運転が停止される。

その後、空気温度平均値が「操作部４１の設定温度＋１℃」未満で（ステップ１４０：ＹＥＳ）、かつ、空気温度平均値が「操作部４１の設定温度−１℃」以上であるときには（ステップ１５０：ＮＯ）、冷凍ユニット２０、３０による冷凍運転の停止状態を維持する。

そして、空気温度平均値が「操作部４１の設定温度＋１℃」以上になると、ステップ１４０でＮＯと判定して、ステップ１１０に戻り、上述の如く、冷凍ユニット２０、３０による冷凍運転を開始する。また、何らかの原因で空気温度平均値が「操作部４１の設定温度−１℃」未満になると、ステップ１５０でＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップ１６０に移行して、壁温度センサ５０の検出値に基づいて、冷凍ユニット２０、３０による加熱運転を開始する。

具体的には、前側冷凍ユニット２０では、電磁クラッチ１２により圧縮機２１および走行用エンジン１１の間を連結するとともに、電磁弁２８によりホットガスバイパス通路２６を開放する。

このため、圧縮機２１が圧縮動作して高温・高圧冷媒を吐出すると、この高温・高圧冷媒がホットガスバイパス通路２６を通して蒸発器２４に流入する。すると、蒸発器２４では、高温・高圧冷媒が保冷庫１０内の車両前側の空気により冷却されて、圧縮機２１側に戻る。このような冷媒の循環により保冷庫１０内の車両前側の空気が加熱されることになる。なお、図１中の「白地の矢印」が加熱運転持の空気の流れを示す。

また、後側冷凍ユニット３０では、電磁クラッチ１３により圧縮機３１および走行用エンジン１１の間を連結するとともに、電磁弁３８によりホットガスバイパス通路３６を開放する。

このため、圧縮機３１が圧縮動作して高温・高圧冷媒を吐出すると、この高温・高圧冷媒がホットガスバイパス通路３６を通して蒸発器３４に流入する。すると、蒸発器３４では、高温・高圧冷媒が保冷庫１０内の車両前側の空気により冷却される。すなわち、冷媒により保冷庫１０内の車両後側の空気が加熱されることになる。そして、蒸発器３４で冷却された冷媒が圧縮機３１側に戻ることになる。

その後、壁温度センサ５０の検出値が操作部４１の設定温度以上になると、ステップ１７０でＹＥＳと判定する。そして、電磁クラッチ１２により圧縮機２１および走行用エンジン１１の間を開放するとともに、電磁クラッチ１３により圧縮機３１および走行用エンジン１１の間を開放する（ステップ１８０）。これにより、冷凍ユニット２０、３０による加熱運転が停止されることになる。

その後、壁温度センサ５０の検出値が「操作部４１の設定温度−１℃」以上になると（ステップ１９０：ＹＥＳ）、かつ、壁温度センサ５０の検出値が「操作部４１の設定温度＋１℃」未満の状態であるときには（ステップ２００：ＮＯ）、冷凍ユニット２０、３０による加熱運転の停止状態を維持する。

そして、壁温度センサ５０の検出値が「操作部４１の設定温度−１℃」未満になると、ステップ１９０においてＮＯと判定して、ステップ１６０に戻り、上述の如く、冷凍ユニット２０、３０による加熱運転を開始する。

その後、壁温度センサ５０の検出値が操作部４１の設定温度未満になると（ステップ１７０：ＹＥＳ）、冷凍ユニット２０、３０の加熱運転を停止する（ステップ１８０）。その後、壁温度センサ５０の検出値が「操作部４１の設定温度＋１℃」よりも高くなると、ステップ１９０、２００でそれぞれＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップ１１０に戻って、上述の如く、冷凍ユニット２０、３０による冷凍運転を開始する。

以上のような冷凍ユニット２０、３０の制御が、操作部４１の冷凍スイッチがオフされるまで継続されることになる。

以上説明したように本実施形態によれば、保冷庫１０の内壁面の温度を検出する壁温度センサ５０を備えており、電子制御装置４０が壁温度センサ５０の検出値に基づいて冷凍ユニット２０、３０を制御して加熱運転を実施する。

したがって、保冷庫１０内の壁面温度が設定温度に近づくようになるので、冷凍ユニット２０、３０が冷却運転から加熱運転に切り替わる際には、特許文献１の従来技術に比べて、保冷庫１０内の壁面温度を高くすることができる。したがって、保冷庫１０の内壁面に結露を発生し難くすることができる。
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、加熱運転時には、電子制御装置４０が壁温度センサ５０の検出値に基づいて冷凍ユニット２０、３０を制御して保冷庫１０内の壁面温度を設定温度に近づけるようにした例について説明したが、これに代えて、本第２実施形態では、設定温度を補正してこの補正された設定温度に基づいて冷凍ユニット２０、３０を制御する。

本実施形態の電子制御装置４０による制御処理について図３を用いて説明する。図３は、電子制御装置４０の冷凍制御処理を示すフローチャートである。ここで、図３において、ステップ１００〜１５０は、図２中のステップ１００〜１５０と同一ステップを示している。そこで、本実施形態では、ステップ１００〜１５０の冷凍運転の制御処理の説明を簡略化して、ステップ１６０〜２１０の設定値補正の制御処理について説明する。

まず、ステップ１００において、空気温度平均値（すなわち、温度センサ２９、３９の検出温度の平均値）が操作部４１の設定温度未満であるときにはＮＯと判定して、ステップ１６０に移行して、冷凍ユニット２０、３０による加熱運転を開始する。

次に、温度センサ２９、３９、５０の検出値に基づいて、操作部４１の設定温度を補正する（ステップ２１０）。具体的には、空気温度平均値と壁温度センサ５０の検出値との温度差ΔＴを求め、操作部４１の設定温度を温度差ΔＴだけ高くするように補正する。以下、この補正された設定温度を設定温度Ｈｔという。

その後、空気温度平均値が設定温度Ｈｔ以上になると、ステップ１７０でＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップ１８０に移行して、冷凍ユニット２０、３０による加熱運転を停止する。

その後、空気温度平均値が「設定温度Ｈｔ−１℃」よりも高く（ステップ１９０：ＹＥＳ）、かつ、空気温度平均値が「設定温度Ｈｔ＋１℃」よりも低い状態であるときには（ステップ２００：ＮＯ）、冷凍ユニット２０、３０による加熱運転の停止状態を維持する。

そして、空気温度平均値が「設定温度Ｈｔ−１℃」よりも低くなると、ステップ１９０においてＮＯと判定して、ステップ１６０に戻り、上述の如く、冷凍ユニット２０、３０による加熱運転を開始する。その後、空気温度平均値が「設定温度Ｈｔ＋１℃」と高くなると、ステップ１９０、２００でそれぞれＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップ１１０に戻って、上述の如く、冷凍ユニット２０、３０による冷凍運転を開始する。

以上説明したように本実施形態によれば、電子制御装置４０が、温度センサ２９、３９の検出値に基づいて冷却ユニット２０、３０を制御して保冷庫１０内の空気温度を設定温度Ｈｔに近づけるようにする。

ここで、設定温度Ｈｔは、空気温度平均値と壁温度センサ５０の検出値との温度差ΔＴ分だけ、操作部４１の設定温度を高くした補正値である。したがって、特許文献１の冷凍機に比べて、保冷庫１０内の空気温度を当該温度差（ΔＴ）分だけ高くすることができるので、壁面温度も特許文献１の冷凍機に比べて、当該温度差（ΔＴ）分だけ高くすることができる。このため、冷却ユニット２０、３０が冷却運転から加熱運転に切り替わる際であっても、保冷庫１０の内壁面に結露を発生し難くすることができる。
（その他の実施形態）
上述の第１実施形態では、冷凍ユニット２０、３０により冷凍運転を行うときに庫内空気温度センサ２９、３９の検出値を用い、加熱運転を行うときに壁温度センサ５０の検出値を用いた例について説明したが、これに代えて、冷凍ユニット２０、３０により冷凍運転および加熱運転のいずれを行うときにも、壁温度センサ５０の検出値を用いるようにしてもよい。

上述の第１実施形態では、保冷庫１０の壁面温度として床面温度を用いた例について説明したが、これに限らず、保冷庫１０の壁面温度として側壁の温度を用いるようにしてもよい。

以下、上記実施形態と特許請求項の範囲の構成との対応関係について説明すると、冷却ユニット２０、３０が冷却・加熱手段に相当し、操作部４１が温度設定手段に相当し、電子制御装置４０が請求項１に記載の制御手段に相当し、電子制御装置４０が請求項３に記載の制御手段に相当している。

本発明の冷凍車用冷凍機の第１実施形態の構成を示す模式図である。 第１実施形態の電子制御装置の制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電子制御装置の制御処理を示すフローチャートである。 従来技術の冷凍車用冷凍機の構成を示す模式図である。

符号の説明

１０…保冷庫、２０、３０…冷凍ユニット、２９、３９…空気温度センサ、
４０…電子制御装置、５０…壁温度センサ。

Claims (3)

1. 冷凍車の保冷庫内（１０）に対して冷却および加熱の一方を行うための冷却・加熱手段（２０、３０）と、
   前記保冷庫内の設定温度が使用者によって設定される温度設定手段（４１）と、
   前記保冷庫内に対して冷却および加熱の一方を行って前記保冷庫内の温度を前記設定温度に近づけるように前記冷却・加熱手段を制御する制御手段（４０）と、を備える冷凍車用冷凍機であって、
   前記保冷庫内の壁面温度を検出する壁温度センサ（５０）を備えており、
   前記制御手段は、前記壁温度センサの検出温度に基づいて前記冷却・加熱手段を制御して前記保冷庫内の壁面温度を前記設定温度に近づけるようにすることを特徴とする冷凍車用冷凍機。
2. 前記保冷庫内の空気温度を検出する空気温度センサ（２９、３９）を備えており、
   前記冷却・加熱手段により前記保冷庫内を冷却するときには、前記制御手段が前記空気温度センサの検出温度を用いて前記冷却・加熱手段を制御し、また前記冷却・加熱手段により前記保冷庫内を加熱するときには、前記制御手段が前記壁温度センサの検出温度を用いて前記冷却・加熱手段を制御するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍車用冷凍機。
3. 冷凍車の保冷庫内（１０）に対して冷却および加熱の一方を行うための冷却・加熱手段（２０、３０）と、
   前記保冷庫内の設定温度が使用者によって設定される温度設定手段（４１）と、
   前記保冷庫内に対して冷却および加熱の一方を行って前記保冷庫内の温度を前記設定温度に近づけるように前記冷却・加熱手段を制御する制御手段（４０）と、を備える冷凍車用冷凍機であって、
   前記保冷庫内の空気温度を検出する空気温度センサ（２９、３９）と、
   前記保冷庫内の空気温度と壁面温度との温度差（ΔＴ）分だけ前記設定温度を高くするように前記設定温度を補正する補正手段（２１０）と、を備えており、
   前記制御手段は、前記冷却・加熱手段により前記保冷庫内（１０）を加熱するときには、前記空気温度センサの検出温度に基づいて前記冷却・加熱手段を制御して前記保冷庫内の空気温度を前記補正手段により補正された設定温度に近づけるようにすることを特徴とする冷凍車用冷凍機。

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