JP2017218109A - 車両用冷凍装置および冷凍車両 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化を回避しつつ、比較的短時間で荷室の温度を均一な低温状態にすることができる車両用冷凍装置および冷凍車両を提供する。【解決手段】車両用冷凍装置１は、荷室３に取り付けられる筐体１ａと、筐体１ａ内に設けられ、荷室３内の空気を冷却する蒸発器１３と、筐体１ａ内に設けられ、蒸発器１３から荷室３内に向かう風路と、風路に配置され、蒸発器１３を通じて冷却された空気を荷室３内に送風するファンと、を備え、ファンは、クロスフローファン１６であり、クロスフローファン１６の側方には、風路Ｒ１を仕切る仕切板２５が設けられており、仕切板２５は、クロスフローファン１６の軸Ｏ１を含む水平な面を基準面Ｗとして、基準面Ｗから風路Ｒ１を狭める方向にクロスフローファン１６の直径の０．０７５倍から０．１２５倍となる位置に配置されている構成とした。【選択図】図７

Description

本発明は車両用冷凍装置および冷凍車両に関する。

従来、車両に搭載される車両用冷凍装置は、ターボファンやプロペラファンを用いて荷室に冷風を送風している（例えば、特許文献１参照）。一般的に車両用冷凍装置は、運転席の屋根の斜め後方において荷室を構成する前壁等に設置されている。前壁には冷風の導入口が設けられており、導入口を介して車両用冷凍装置に備わるターボファンやプロペラファンからの冷風が荷室に導入される。これにより、荷室の荷物が冷却される。

ところで、車両用冷凍装置に用いられるターボファンは、羽に強度を持たせ易く、ファン自体の性能を安定して発揮することができるものであり、比較的大きな風量を得ることができるという利点を有している。
また、車両用冷凍装置に用いられるプロペラファンは、構造が簡易で価格も手頃であり、風量が比較的大きく騒音も比較的小さいという利点を有している。

特開２００２−２５４９７７号公報

しかしながら、ターボファンを有する車両用冷凍装置では、冷風の吹出し方向が荷室の左側または右側に片寄る傾向にあり、荷室の後部へ向けて真っ直ぐに冷風を送風することが難しかった。例えば、荷室の左側に吹き出された冷風は、荷室の左壁に当たった後、反対側の右壁へ跳ね返り、荷室の後部へ向けて左右の壁間をジグザグに進み易い。このため、荷室内に冷風で冷却されない領域が生じてしまうとともに、荷室の後部まで冷風が行き渡り難く、荷室の温度を均一な低温状態にすることに時間がかかるといった課題があった。特に、荷室の後部にドアがある場合には、ドアの開閉により上昇した荷室の後部の温度を低温状態に戻すまでに時間を要していた。

また、プロペラファンを有する車両用冷凍装置では、冷風に渦が生じ易く、荷室に冷風を均一に送風することが難しかった。また、ファン風量がファン中心部では減少し、冷風の到達距離を確保することが難しいため、荷室の後部まで冷風を均一に送風することができなかった。したがって、プロペラファンを有する車両用冷凍装置においても、荷室の温度を均一な低温状態にすることに時間がかかるといった課題があった。なお、風量を確保するためには、比較的径の大きいプロペラファンを用いる必要があるため、装置が大型化するといった課題が生じる。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、装置の大型化を回避しつつ、比較的短時間で荷室の温度を均一な低温状態にすることができる車両用冷凍装置および冷凍車両を提供することを課題とする。

本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、荷室内に冷風を送風するファンとしてクロスフローファンを用い、クロスフローファンの側方の適正な位置に仕切板を配置して風路を仕切ることにより、比較的短い風路でありながらも冷風を荷室内に真っ直ぐに吹き出すことができることを見出し、本発明を完成するに至った。

上記課題を解決するためになされた本発明の車両用冷凍装置は、荷室に取り付けられる筐体を備えている。前記筐体内には、前記荷室内の空気を冷却する蒸発器が設けられている。前記筐体内には、前記蒸発器から前記荷室内に向かう風路が設けれている。前記風路には、前記蒸発器を通じて冷却された空気を前記荷室内に送風するファンが配置されている。前記ファンは、クロスフローファンであり、前記クロスフローファンの側方には、前記風路を仕切る仕切板が設けられている。前記仕切板は、前記クロスフローファンの軸を含む水平な面を基準面として、前記基準面から前記風路を狭める方向に前記クロスフローファンの直径の０．０７５倍から０．１２５倍となる位置に配置されている。
ここで、水平な面とは、基準となる路面上、例えば水平にされた路面上に車両が停止しているとき等において、路面と平行になる面をいう。

この車両用冷凍装置では、クロスフローファンからの冷風が仕切板で仕切られて、荷室内に向けて真っ直ぐに進むため、荷室の後部へ向けて真っ直ぐに冷風を送風することが可能となる。これにより、荷室全体に冷風を行き渡らせ易く、比較的短時間で荷室の温度を均一な低温状態にすることが可能となる。
また、クロスフローファンを用いているので、同一風量を得るのにターボファンやプロペラファンを用いた場合に比べて省スペース化（小型、薄型化）が可能であり、装置の大型化を回避することができる。さらに、クロスフローファンは、静圧が高く、気密性の高い荷室への送風にも風量が安定しており、比較的短時間で荷室の温度を均一な低温状態にすることに好適である。

また、前記した車両用冷凍装置において、前記クロスフローファンと前記仕切板の端部との水平距離が、前記クロスフローファンの直径の０．１倍以下であるのがよい。このように構成することによって、クロスフローファンからの冷風が仕切板で仕切られて、荷室内に向けて真っ直ぐに進むため、荷室の後部へ向けて真っ直ぐに冷風を送風することが可能となる。

また、前記した車両用冷凍装置において、冷媒を圧縮する電動圧縮機と、前記電動圧縮機から吐出される冷媒を外気と熱交換させて凝縮する凝縮器と、前記凝縮器により冷却された冷媒を減圧する減圧手段と、を備えているのがよい。この場合には、前記電動圧縮機と前記凝縮器と前記減圧手段とが、前記筐体内に設けられているのがよい。このような構成とすることにより、主要構成を筐体内に総て備える一体型（冷媒封入済）の車両用冷凍装置とすることができる。したがって、装置外部に冷媒配管を引き出す必要がなくなり、車両への車両用冷凍装置の取付性が高まる。また、装置内に冷媒配管も収まることから、冷媒配管の配管経路も短くなって冷媒の使用量が減少し、冷却性能も向上する。

また、前記した車両用冷凍装置において、前記クロスフローファンは、軸方向に短く形成された短軸のクロスフローファン組立体を軸方向に複数つなげて形成されているのがよい。このように構成することによって、クロスフローファンの長尺化を容易に図ることができる。長尺化を図ることにより、冷風が吹き出される領域を大きくすることができるので、高風量のクロスフローファンを容易に作成することができる。また、長尺のクロスフローファンを一体成形するときのような高価な成形型を必要とせず、コストの低減を図ることができる。また、つなげる数を変更することによって、種々の大きさの車両用冷凍装置に対応するすることができ、製品のバリエーションを高めることができる。

また、本発明の冷凍車両は、荷室と、前記荷室に設置される前記車両用冷凍装置を備えた冷凍車両である。前記荷室は少なくとも２つの空間に区画されており、前記空間のそれぞれに対応して前記車両用冷凍装置が設置されている。

この冷凍車両では、荷室の各空間を各車両用冷凍装置で冷やすことができる。また、荷室の各空間を異なる温度に設定することが可能である。特に、本発明の車両用冷凍装置は、電動圧縮機を含む主要構成要素が筐体内に一体的に収容されているため、電源配線等を延設するだけで任意の位置に車両用冷凍装置を設置することができる。また、荷室ごとに冷却することができるため、冷却効率もよい。

また、前記した冷凍車両において、１２Ｖ用または２４Ｖ用の発電機を備え、前記車両用冷凍装置が、前記発電機および蓄電池を電源として駆動されるのがよい。このように構成することによって、既存の発電機を用いて、車両用冷凍装置を作動させることができる。

本発明によれば、装置の大型化を回避しつつ、比較的短時間で荷室の温度を均一な低温状態にすることができる車両用冷凍装置および冷凍車両が得られる。

本発明の一実施形態に係る車両用冷凍装置が搭載された冷凍車両を前方左側から見た斜視図である。 車両用冷凍装置の内部構成を一側から示した説明図である。 車両用冷凍装置の内部構成を他側から示した説明図である。 車両用冷凍装置の内部構成を上側から示した説明図である。 車両用冷凍装置の内部構成を後側から示した説明図である。 車両用冷凍装置を荷室の内部から見た後面図である。 クロスフローファンと仕切板で仕切られる風路との関係を示す説明図である。 車両用冷凍装置の冷凍サイクルを示す説明図である。 車両用冷凍装置を駆動するための駆動システムを示したブロック図である。 車両用冷凍装置から吹き出される冷風の流れを示した模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）（ｂ）は複数の荷室が備わる冷凍車両を示す説明図である。 評価試験に係る測定点を示した説明図である。 評価基準を満たす範囲を模式的に示したグラフである。

以下、本発明に係る車両用冷凍装置および冷凍車両の実施形態について図面を参照して説明する。以下では、車両用冷凍装置を冷凍車両としてのトラック型車両に適用した場合を例として説明するが、本発明が適用される車両の種類を限定する趣旨ではない。以下の説明において、「前後」「左右」「上下」を言うときは、図１から図４に示す方向を基準とする。

図１に示すように、車両用冷凍装置１は、キャビン２と荷室３とを備えたトラック型車両の荷室３に対して取り付けられている。キャビン２内のインパネには、車両用冷凍装置１のオンオフ操作や温度調節等を行うためのコントローラ４が備わる。また、トラック型車両の車体には、冷凍機用発電機５が備わる。荷室３には、冷凍食品等の荷物が収容される。荷室３の後部には、荷物を搬入または搬出するための図示しないドア３ｄが設けられている。コントローラ４にはディスプレイや操作スイッチ、操作レバー等が備わる。ディスプレイには、車両用冷凍装置１の作動状態を表示、後記する冷凍機用蓄電池６（図９参照）の充電状態に関する表示、荷室３内の温度表示、車両に関する情報、例えば、燃費等に関する走行情報を表示することも可能である。

車両用冷凍装置１は、キャビン２の上方後方となる荷室３の前壁３ａにブラケット１ｊ（図２〜図５参照）により取り付けられている。つまり、車両走行時の走行風を効率的に受ける位置に車両用冷凍装置１が取り付けられている。車両用冷凍装置１は、図２〜図３に示すように、一つの筐体１ａ内に、電動圧縮機１１、凝縮器１２、蒸発器１３、アキュームレータ１４、凝縮器ファン１５、凝縮器ファンモータ１５ａ、クロスフローファン１６、クロスフローファンモータ１６ａ等の冷凍機を構成する構成要素が備わる。つまり、車両用冷凍装置１は、主要構成を筐体１ａ内に総て備える一体型（冷媒封入済）の装置である。
なお、車両用冷凍装置１は、荷室３内への突出がなく、荷室３の容積を確保することができ積載効率を向上可能である。

筐体１ａ内は、図２，図３に示すように、仕切壁１ｂを介して前室１ｃと後室１ｄに仕切られている。前室１ｃは、側面視で略台形状を呈しており、下面を構成する前室下板１ｃ１が、前部から後部に向けて下る傾斜状をなしている。
前室１ｃ内は、図４に示すように、縦壁１ｅによって左室１ｆと右室１ｇとに分割されている。

左室１ｆ内には、図２に示すように、主として電動圧縮機１１、アキュームレータ１４が収容されている。電動圧縮機１１は、冷媒を吸入し圧縮、吐出する装置である。電動圧縮機１１は、左室１ｆの後部側の高さの大きい部分を利用して配置されている。電動圧縮機１１は、ドライヤ１１ａを有している（図４参照）。アキュームレータ１４は、蒸発器１３から流れてきた冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離する気液分離器である。アキュームレータ１４は、電動圧縮機１１よりも容量および高さ寸法が小さく形成されており、左室１ｆの前部側の高さの小さい部分を利用して配置されている。また、左室１ｆに配設される冷媒配管には、膨張弁１７、高圧センサー１８ａ、低圧センサー１８ｂ、高圧チャージ口１９ａ、および低圧チャージ口１９ｂが備わる。膨張弁１７は、凝縮器１２により冷却された冷媒を減圧する減圧手段として機能する。

右室１ｇ内には、図３に示すように、主として凝縮器１２および凝縮器ファン１５が収容されている。凝縮器１２は、電動圧縮機１１（図２参照）から吐出される冷媒を外気と熱交換させて凝縮する。凝縮器ファン１５は、凝縮器ファンモータ１５ａにより駆動されるプロペラファンである。

右室１ｇの前方において前室下板１ｃ１には、図３に示すように、空気の取入口１ｃ２が形成されている。右室１ｇ内には、前部から後部に向けて上る傾斜状の導風板１ｃ３が設けられている。導風板１ｃ３は、取入口１ｃ２を通じて右室１ｇ内に取り入れられた空気を上方の凝縮器１２に導く役割をなす。導風板１ｃ３の後方内側において、仕切壁１ｂの前面には、制御ボックス２０が設けられている。制御ボックス２０内には、電動圧縮機１１の駆動や、凝縮器ファンモータ１５ａの駆動、クロスフローファンモータ１６ａの駆動を制御する図示しない制御基板や電気部品が収容されている。制御ボックス２０は、例えば−１０℃から−２０℃を維持するために電動圧縮機１１、クロスフローファンモータ１６ａ等を制御する冷凍制御を実行する。

右室１ｇ内において、凝縮器１２は、水平に取り付けられている。なお、凝縮器１２は、水平に取り付けられたものに限られることはなく、傾斜させて取り付けてもよい。

凝縮器ファン１５は、凝縮器１２の上方に配置されている。凝縮器ファンモータ１５ａは、右室１ｇの天板１ｃ４に取り付けられた図示しないブラケット等によって支持されている。凝縮器ファン１５は、凝縮器１２で熱交換された空気を天板１ｃ４の開口部１ｃ５を通じて筐体１ａの外部に放出する。なお、開口部１ｃ５には、異物の侵入を防止するための網材１ｃ６が取り付けられている。また、右室１ｇの前端上部には、上方へ走行風を導くウイング１ｃ７が取り付けられている。

後室１ｄは、図２，図３に示すように、側面視で縦長四角状を呈している。後室１ｄの内面には、断熱材２１が取り付けられている。断熱材２１は、後室１ｄの後板１ｄ５の内面を除く、上側板１ｄ４の内面、仕切壁１ｂの後面、下側板１ｄ３の内面、さらに、図４に示すように、左側板１ｄ７の内面、および右側板１ｄ８の内面を覆っている。

蒸発器１３は、図２に示すように、膨張弁１７からの冷媒を蒸発させて蒸発時の蒸発潜熱によってクロスフローファン１６による送風空気を冷却する熱交換器である。蒸発器１３は、後室１ｄ内において、上下方向の略中央に位置しており、支持部材１３ａによって略水平に取り付けられている。蒸発器１３の下方には、吸込口空間Ｓ１が形成されている。吸込口空間Ｓ１は、図６に示すように、後板１ｄ５に形成された吸込口２３（図６参照）に連通している。後板１ｄ５は、荷室３の前壁３ａを通じて荷室３内に露出しており、クロスフローファン１６の作動によって吸込口２３を通じて荷室３内の空気が吸込口空間Ｓ１に流入するようになっている。吸込口空間Ｓ１の下部にはドレンパン２２が配置されている。ドレンパン２２に溜まったドレン水は、ドレンホース２２ａ（図２参照）を通じて外部に排出される。

クロスフローファン１６は、図２，図３に示すように、蒸発器１３の空気流れ方向の下流側となる蒸発器１３の上方に配置されている。クロスフローファン１６は、蒸発器１３を通じて冷却された空気を後板１ｄ５に設けられた吹出口２６から荷室３内に向けて吹き出す役割をなす。
クロスフローファン１６は、図４に示すように、蒸発器１３の左右方向（長手方向）に沿って、左右方向に長尺に形成されている。本実施形態では、軸方向に短く形成された短軸のクロスフローファン組立体１６０を軸方向に６個つなげて長尺のクロスフローファン１６を構成している。各クロスフローファン組立体１６０は樹脂成形品である。クロスフローファン１６は、クロスフローファン組立体１６０の隣接する対向部同士を接着剤等を用いて接続することにより容易に長尺化可能である。なお、クロスフローファン組立体１６０の軸方向の長さや、つなげる数は、蒸発器１３の大きさ、容量等を考慮して適宜設定することができる。
クロスフローファン１６の左端部は、クロスフローファンモータ１６ａの駆動軸に支持されている。クロスフローファンモータ１６ａは、支持部材１６ｂに支持されている。クロスフローファン１６の右端部には、軸部材１６ｃが取り付けられている。軸部材１６は、軸受１６ｃ１を介して右側の支持部材１６ｂに支持されている。

クロスフローファン１６は、図２に示すように、蒸発器１３から荷室３（吹出口２６）に向かう風路Ｒ１の途中に配置されている。風路Ｒ１はクロスフローファン１６の周方向に沿って配置されたケーシング２４によって形成されている。クロスフローファン１６の側方となる後方には、クロスフローファン１６の下流側の風路Ｒ１を形成する（仕切る）仕切板２５が配置されている。

仕切板２５は、図２〜図４に示すように、平らな板からなる。仕切板２５は、後板１ｄ５の前面（内側面）に取り付けられている。また、仕切板２５の左右両端部は、図４に示すように、左右の支持部材１６ｂに固定されている。なお、仕切板２５は、後板１ｄ５に一体に形成してもよい。
仕切板２５は、図７に示すように、クロスフローファン１６の軸Ｏ１を含む水平な面を基準面Ｗとして、基準面Ｗから風路Ｒ１を狭める方向となる位置（基準面Ｗよりも上側となる位置）に配置されている。

仕切板２５の設置位置（基準面Ｗからの高さＨ１）は、吹出口２６から荷室３内に真っ直ぐ（水平方向後方）に冷風を吹き出させるという観点から、クロスフローファン１６の直径の０．０７５倍から０．１２５倍の範囲となる位置（高さＨ１）であることが好ましい。また、より好ましくは、クロスフローファン１６の直径の０．１倍の前後の微小な範囲となる位置（高さＨ１）に仕切板２５を設置するのがよい。クロスフローファン１６の直径の０．０７５倍よりも小さい範囲では、冷風の吹出し方向がクロスフローファン１６の回転方向（図７中矢印Ｙ１方向、以下同じ）の下向きとなり、冷風が荷室３内に真っ直ぐに吹き出されない。また、クロスフローファン１６の直径の０．１２５倍よりも大きい範囲では、荷室３内に吹き出される冷風の風量を確保することができず（仕切板２５としての機能を確保することができず）、荷室３の後部に向けた冷風の到達距離を確保することが難しい。

クロスフローファン１６の外周と仕切板２５の前端部との水平距離（隙間）Ｌ１は、荷室３内に吹き出される冷風の風量を確保するという観点から、クロスフローファン１６の直径の０．１倍以下であることが好ましい。クロスフローファン１６の直径の０．１倍よりも大きい範囲では、荷室３内に吹き出される冷風の風量を確保することができず（仕切板２５としての機能を確保することができず）、荷室３の後部に向けた冷風の到達距離を確保することが難しい。

さらに、仕切板２５の長さＬ２（クロスフローファン１６の外周から仕切板２５の後端部までの水平距離）は、吹出口２６から荷室３内に真っ直ぐに冷風を吹き出させるという観点から、クロスフローファン１６の直径の０．１５倍〜０．３５倍の範囲であることが好ましい。また、より好ましくは、クロスフローファン１６の直径の０．２５倍となる大きさ（長さＬ２）であるのがよい。クロスフローファン１６の直径の０．１５倍よりも小さい範囲では、吹出口２６から荷室３内に真っ直ぐに冷風を吹き出させることが難しく、荷室３の後部に向けた冷風の到達距離を確保することが難しい。また、クロスフローファン１６の直径の０．３５倍よりも大きい範囲では、風路Ｒ１（吹出口）の長さが長くなるため、製品小型化の観点から好ましくない。

ケーシング２４と仕切板２５とによって仕切られる風路Ｒ１の高さ（開口高さ）Ｈ２は、風量を確保しつつ吹出口２６から荷室３内に真っ直ぐに冷風を吹き出させるという観点から、クロスフローファン１６の直径の０．５倍〜０．７倍の範囲となる大きさであることが好ましい。また、より好ましくは、クロスフローファン１６の直径の０．６倍となる大きさ（高さＨ２）であるのがよい。クロスフローファン１６の直径の０．５倍よりも小さい範囲およびクロスフローファン１６の直径の０．７倍よりも大きい範囲では、荷室３内に吹き出される冷風の風量を確保することができず、荷室３の後部に向けた冷風の到達距離を確保することが難しい。

また、ケーシング２４とクロスフローファン１６の外周とによって仕切られる風路Ｒ１の高さＨ３は、吹出口２６から吹き出される冷風の風量を確保するという観点から、クロスフローファン１６の直径の０．１倍〜０．３倍の範囲となる大きさであることが好ましい。また、より好ましくは、クロスフローファン１６の直径の０．２倍となる大きさ（高さＨ３）であるのがよい。クロスフローファン１６の直径の０．１倍よりも小さい範囲およびクロスフローファン１６の直径の０．３倍よりも大きい範囲では、荷室３内に吹き出される冷風の風量を確保することができず、荷室３の後部に向けた冷風の到達距離を確保することが難しい。

次に本実施形態の車両用冷凍装置１の冷凍サイクルについて図８を参照して説明する。
車両用冷凍装置１は、図８に示すように、筐体１ａの前室１ｃと後室１ｄとが冷媒配管１８，１９によって接続されることで冷却運転可能な冷凍サイクルを構成している。冷凍サイクル内には、熱の授受を行うための作動流体として冷媒が充填されている。冷媒としては、地球温暖化係数の大きいＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系混合冷媒として、Ｒ４０４ＡやＲ４０７Ｃ等が使用されている。

車両用冷凍装置１の運転時には、矢印で示すように、前室１ｃの電動圧縮機１１で圧縮された高温・高圧のガス冷媒が凝縮器１２に流れ、外気（空気）と熱交換することで凝縮し、高圧の液冷媒となる。液冷媒は、膨張弁１７の作用で減圧され、低温低圧の気液二相状態となり、冷媒配管１８を通じて後室１ｄの蒸発器１３に流れる。蒸発器１３で冷媒は、クロスフローファン１６によって荷室３から取り込まれた空気と熱交換することで蒸発する。蒸発器１３で蒸発した冷媒は、冷媒配管１９を通じて、後室１ｄから前室１ｃに戻り、アキュームレータ１４に蓄えられた後に再び電動圧縮機１１で圧縮される。

なお、蒸発器１３には、図２，図３にも示すように、温水コイル３０が取り付けられている。温水コイル３０には、車両のエンジンＥの熱で暖められた水が供給される。温水コイル３０への水の供給は、主として蒸発器１３に付着した霜を除霜する場合のほか、荷室３を加温する場合に行われる。荷室３を加温することで、寒冷地などにおける物流に対しても好適に対応することができる。
なお、温水コイル３０は必ずしも装着する必要はなく、除霜運転を他の方法によって行ってもよい。例えば、蒸発器１３に後記する冷凍機用蓄電池６で駆動する図示しない電気コイルを取り付け、これにより除霜運転を行ってもよい。また、電動圧縮機１１の吐出口に通じる冷媒配管に図示しない冷媒経路分岐用の電磁弁を設け、この電磁弁に蒸発器１３の入口側に通じるバイバス冷媒配管を施設してもよい。この場合には、電磁弁を作動させることにより高温高圧の冷媒を蒸発器１３に直接流入することができ、蒸発器１３の除霜を行うことができる。電磁弁の作動制御は、蒸発器１３等に設置したセンサー等に基づいて、制御ボックス２０により行うことができる。また、温水コイル３０に代えて、前記した電気コイル等を用いたり、四路切替弁等を用いて加温運転（暖房運転）可能な冷凍サイクルを構成したりして、加温を行ってもよい。

次に、車両用冷凍装置１の電源について説明する。図９は車両用冷凍装置を駆動するための駆動システムを示したブロック図である。
図９に示すように、車両用冷凍装置１（図９では電動圧縮機１１として図示）は、冷凍機用発電機５で発電された１２Ｖまたは２４Ｖの電力を冷凍機用蓄電池６に充電し、冷凍機用蓄電池６の電力で駆動される。車両用冷凍装置１は、冷凍機用蓄電池６との間に介設されたコントローラ４の設定に基づいて、オンオフ制御や温度コントロール制御がなされる。なお、冷凍機用蓄電池６を介することなく、冷凍機用発電機５で車両用冷凍装置１を直接駆動するように構成してもよい。

冷凍機用発電機５は、車両のエンジンＥにより駆動されて、１２Ｖまたは２４Ｖを発電する。冷凍機用発電機５は、車載用発電機７と別製品であり、車載用発電機７で発電された電力は、車両用蓄電池８に充電され、車両電源として供される。
なお、車載用発電機７で発電された電力を変圧装置等を介して冷凍機用蓄電池６に充電するように構成してもよい。また、冷凍機用蓄電池６を介することなく、冷凍機用発電機５や車載用発電機７で発電された電力で直接的に車両用冷凍装置１を駆動してもよい。
また、２００Ｖ電源や外部の施設（物流施設、駐車施設等）から電力の供給を受けて車両用冷凍装置１を駆動してもよい。この場合には、冷凍車両の荷室３を保管庫（繁忙期の商品保管庫等）として利用することもできる。

図１０（ａ）（ｂ）に本実施形態の車両用冷凍装置１から吹き出された冷風の様子を模式的に示す。これらの図に示すように、クロスフローファン１６により吹き出された冷風は、荷室３の天井壁３ｂに沿って荷室３の後部に略真っ直ぐに進む。冷風は荷室３の空気よりも重たいため、図１０（ｂ）に示すように、真っ直ぐ吹き出されて後部に進む過程で、その一部が天井壁３ｂ近くから床部３ｃに向けて流れる。この作用により、冷風が後部に向けて到達しつつ荷室３内が好適に冷却されることとなる。

荷室３の後部まで到達した冷風は、後壁３ｄ（ドア）に当たって床部３ｃへ流れ、その後、床部３ｃを伝って前壁３ａに流れ、車両用冷凍装置１に吸い込まれる。このように、車両用冷凍装置１から吹き出された冷風は、荷室３内に行き渡り、荷室３内全体を効果的に冷却する。

以上説明した本実施形態の車両用冷凍装置１では、クロスフローファン１６からの冷風が仕切板２５で仕切られて、荷室３内に向けて真っ直ぐに進むため、荷室３の後部へ向けて真っ直ぐに冷風を送風することが可能となる。これにより、荷室３の全体に冷風を行き渡らせ易く、比較的短時間で荷室３の温度を均一な低温状態にすることが可能となる。
また、クロスフローファン１６を用いているので、同一風量を得るのにターボファンやプロペラファンを用いた場合に比べて省スペース化（小型、薄型化）が可能であり、装置の大型化を回避することができる。さらに、クロスフローファン１６は、静圧が高く、気密性の高い荷室３への送風にも風量が安定しており、比較的短時間で荷室３の温度を均一な低温状態にすることに好適である。

また、クロスフローファン１６と仕切板２５の前端部との水平距離Ｌ１を、クロスフローファン１６の直径の０．１倍以下としたことで、クロスフローファン１６からの冷風が仕切板２５で仕切られて、荷室３内に向けて真っ直ぐに進む。このため、荷室３の後部へ向けて真っ直ぐに冷風を送風することが可能となる。

また、車両用冷凍装置１は、電動圧縮機１１等の主要構成を筐体１ａ内に総て備える一体型（冷媒封入済）とされているので、装置外部に冷媒配管を引き出す必要がなくなり、車両への取付性が高い。また、装置内に冷媒配管も収まることから、冷媒配管の配管経路も短くなって冷媒の使用量が減少し、冷却性能も向上する。

また、クロスフローファン１６は、クロスフローファン組立体１６０を軸方向に複数つなげて形成されているので、クロスフローファン１６の長尺化を容易に図ることができる。長尺化を図ることにより、冷風が吹き出される領域を大きくすることができるので、高風量のクロスフローファン１６を容易に作成することができる。また、長尺のクロスフローファン１６を一体成形するときのような高価な成形型を必要とせず、コストの低減を図ることができる。また、つなげる数を変更することによって、種々の大きさの車両用冷凍装置１に対応するすることができ、製品のバリエーションを高めることができる。

また、冷凍車両において、１２Ｖ用または２４Ｖ用の冷凍機用発電機５を備え、車両用冷凍装置１が、この冷凍機用発電機５および冷凍機用蓄電池６を電源として駆動されるので、新たな設計等による発電機を用いることなく、既存の発電機を用いて、車両用冷凍装置１を作動させることができる。したがって、冷凍車両に対する車両用冷凍装置１の設置性が高い。

図１１（ａ）（ｂ）は複数の荷室が備わる冷凍車両を示す説明図である。図１１（ａ）に示した冷凍車両は、パーテイション３００により荷室３を左右の荷室３０１，３０２（左右２つの空間）に分割したものである。荷室３０１，３０２に対応して計２つの車両用冷凍装置１が備わる。
また、図１１（ｂ）に示した冷凍車両は、パーテイション３０５により荷室３を前後の荷室３０３，３０４（前後２つの空間）に分割したものである。前側の荷室３０３は、前記実施形態と同様の車両用冷凍装置１を有している。前側の荷室３０３は、側壁にドア３ｅが設けられている。後側の荷室３０４は後部上側に車両用冷凍装置１Ａが備わる。この車両用冷凍装置１Ａは、図示しない吸込口および吹出口が下向きに開口している点を除いて、クロスフローファン１６を備える等、前記実施形態の車両用冷凍装置１と略同様の構成を備えている。

以上のような冷凍車両では、荷室３の各空間を各車両用冷凍装置１，１Ａで冷やすことができる。また、荷室３の各空間を異なる温度に設定することが可能である。特に、車両用冷凍装置１，１Ａは、電動圧縮機１１を含む主要構成要素が筐体１ａ内に一体的に収容されているため、電源配線等を延設するだけで任意の位置に車両用冷凍装置１，１Ａを設置することができる。また、荷室３ごとに冷却することができるため、冷却効率もよい。
なお、荷室３を３つ以上の空間に分割して、各空間をそれぞれの車両用冷凍装置１，１Ａで冷やすように（例えば、３温度帯物流に対応するように）構成してもよい。

評価試験
本発明に関連して行われた評価試験について説明する。評価試験は、実施形態で説明したように、後室１ｄの蒸発器１３の上流側に吸込口２３を介して連通する吸込口空間Ｓ１を形成するとともに、下流側のケーシング２４内にクロスフローファン１６を設置して仕切板２５により風路Ｒ１を形成した車両用冷凍装置１を用いて行った。評価方法として、風路Ｒ１を仕切る仕切板２５の設置位置をクロスフローファン１６の軸Ｏ１を含む水平な面を基準面Ｗの下側から上側に移動させて、各位置における吸込口空間Ｓ１の風速値および荷室３の風速値を測定した。

評価項目および評価基準
（１）吸込口空間Ｓ１において測定された風速値の平均が３．５ｍ／ｓ以上であるか否か。
（２）吸込口空間Ｓ１における風速値に基づき風量を算出し、算出した風量が１０００ｍ^３／ｈ以上であるか否か。
（３）吹出口２６から荷室３の後部に向かって６ｍ地点で、風速値が５．０ｍ／ｓ以上であるか否か。
以上の項目を評価し、総ての項目を満たした場合を良好であるとした。

試験条件
（１）吸込口空間Ｓ１内における前後方向の３つのポイントＰ１〜Ｐ３を設定し（図１２参照）、各ポイントＰ１〜Ｐ３ごとに、クロスフローファン１６の軸方向に等間隔となるＡ〜Ｇの７つのポイント（図４参照）について風速値を計測した。ポイントＰ１は吸込口２３から前方に２０ｍｍの位置である。ポイントＰ２は、ポイントＰ１とポイントＰ３との中間位置である。ポイントＰ３は、仕切壁１ｂの後面から後方に１００ｍｍの位置である。
（２）クロスフローファンモータ１６ａの入力電圧はＤＣ２７Ｖ（ＪＩＳ）、定格２７Ｖ５７Ｗ、回転速度は２８００ｒｐｍとした。
（３）クロスフローファン１６は、φ８０ｍｍ、長さ１００ｍｍのクロスフローファン組立体１６０を接着して長尺化し、軸方向長さ６００ｍｍに形成したクロスフローファン１６を用いた。
（４）吸込口２３の寸法は、高さ１２０ｍｍ、長さ６８０ｍｍとした。
（５）風量は次式により算出した。
風量ｍ^３／ｓ＝平均風速値×吸込口の高さ×吸込口の長さ×秒（１ｈ：３６００）

評価試験１として、仕切板２５の位置を、クロスフローファン１６の軸Ｏ１を含む水平な面を基準面Ｗとして、風路Ｒ１が拡がる方向に（下方向に）クロスフローファン１６の直径の０．１倍となる位置に設定した。このときの、クロスフローファンモータ１６ａの電圧は２７Ｖ、電流は２．６５Ａ、回転速度２９６６ｒｐｍであった。
評価試験１では、吹出口２６から吹き出される冷風が下向きとなってしまい、荷室３内に真っ直ぐに冷風が吹き出されることはなかった。吹出口２６から吹き出される冷風の風量および風速は、上記評価項目に挙げた数値に至らなかった。

評価試験２として、仕切板２５の位置を、クロスフローファン１６の軸Ｏ１を含む基準面Ｗ上に設定した。このときの、クロスフローファンモータ１６ａの電圧は２７Ｖ、電流は２．７Ａ、回転速度２９８０ｒｐｍであった。
評価試験２では、評価試験１と同様に、吹出口２６から吹き出される冷風が下向きとなってしまい、荷室３内に真っ直ぐに冷風が吹き出されることはなかった。吹出口２６から吹き出される冷風の風量および風速は、上記評価項目に挙げた数値に至らなかった。

評価試験３として、仕切板２５の位置を、クロスフローファン１６の軸Ｏ１を含む基準面Ｗから上方となる風路Ｒ１が狭まる方向に（上方向に）クロスフローファン１６の直径の０．０５倍となる位置に設定した。このときの、クロスフローファンモータ１６ａの電圧は２７Ｖ、電流は２．７５Ａ、回転速度２９９０ｒｐｍであった。
評価試験３の結果を表１に示す。評価試験３では、各ポイントＰ１〜Ｐ３（ポイントＡ〜Ｇ）における風速値の上昇がみられたが、風速値の平均が３．２ｍ^３／ｓであり、上記評価基準（１）を満たさなかった。また、風量値が９４０ｍ^３／ｈであり、上記評価基準（２）を満たさなかった。

評価試験４として、仕切板２５の位置を、クロスフローファン１６の軸Ｏ１を含む基準面Ｗから上方となる風路Ｒ１が狭まる方向に（上方向に）クロスフローファン１６の直径の０．１倍となる位置に設定した。このときの、クロスフローファンモータ１６ａの電圧は２７Ｖ、電流は２．５Ａ、回転速度２８５０ｒｐｍであった。
評価試験４の結果を表２に示す。評価試験４では、各ポイントＰ１〜Ｐ３（ポイントＡ〜Ｇ）における風速値の上昇がみられ、上記評価基準（１）（２）を満たした。また、荷室３内において吹出口２６より６ｍ地点で０．５５ｍ／ｓとなり、評価基準（３）を満たした。

評価試験５として、仕切板２５の位置を、クロスフローファン１６の軸Ｏ１を含む基準面Ｗから上方となる風路Ｒ１が狭まる方向に（上方向に）クロスフローファン１６の直径の０．１３３倍となる位置に設定した。このときの、クロスフローファンモータ１６ａの電圧は２７Ｖ、電流は２．５Ａ、回転速度２８８０ｒｐｍであった。
評価試験５の結果を表３に示す。評価試験５では、各ポイントＰ１〜Ｐ３（ポイントＡ〜Ｇ）における風速値の上昇がみられたが、風速値の平均が３．２７ｍ^３／ｓであり、上記評価基準（１）を満たさなかった。また、風量値が９６１ｍ^３／ｈであり、上記評価基準（２）を満たさなかった。

以上の評価試験１〜５から、評価試験４が上記評価基準（１）〜（３）を満たしていることが分かる。評価試験４に基づいて仕切板２５の位置を上下にずらして風速値を測定したところ、基準面Ｗから上方となる風路Ｒ１が狭まる方向に（上方向に）、図１３に示すように、クロスフローファン１６の直径の０．０７５倍から０．１２５倍となる位置に仕切板２５を配置した場合に、上記評価基準（１）〜（３）を満たすことが分かった。

１ 車両用冷凍装置
１Ａ 車両用冷凍装置
１ａ 筐体
１ｂ 仕切壁
３ 荷室
３ｅ ドア
４ コントローラ
５ 冷凍機用発電機（発電機）
６ 冷凍機用蓄電池（蓄電池）
１１ 電動圧縮機
１２ 凝縮器
１３ 蒸発器
１６ クロスフローファン
１７ 膨張弁
２３ 吸込口
２５ 仕切板
２６ 吹出口
１６０ クロスフローファン組立体
３０１，３０２ 荷室
３０３，３０４ 荷室
Ｌ１ 水平距離
Ｌ２ 水平距離
Ｏ１ 軸
Ｐ１ ポイント
Ｐ２ ポイント
Ｐ３ ポイント
Ｒ１ 風路
Ｓ１ 吸込口空間
Ｗ 基準面

Claims (6)

1. 荷室に取り付けられる筐体と、
   前記筐体内に設けられ、前記荷室内の空気を冷却する蒸発器と、
   前記筐体内に設けられ、前記蒸発器から前記荷室内に向かう風路と、
   前記風路に配置され、前記蒸発器を通じて冷却された空気を前記荷室内に送風するファンと、を備え、
   前記ファンは、クロスフローファンであり、
   前記クロスフローファンの側方には、前記風路を仕切る仕切板が設けられており、
   前記仕切板は、前記クロスフローファンの軸を含む水平な面を基準面として、前記基準面から前記風路を狭める方向に前記クロスフローファンの直径の０．０７５倍から０．１２５倍となる位置に配置されていることを特徴とする車両用冷凍装置。
2. 前記クロスフローファンと前記仕切板の端部との水平距離は、前記クロスフローファンの直径の０．１倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷凍装置。
3. 冷媒を圧縮する電動圧縮機と、
   前記電動圧縮機から吐出される冷媒を外気と熱交換させて凝縮する凝縮器と、
   前記凝縮器により冷却された冷媒を減圧する減圧手段と、を備え、
   前記電動圧縮機、前記凝縮器および前記減圧手段は、前記筐体内に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用冷凍装置。
4. 前記クロスフローファンは、軸方向に短く形成された短軸のクロスフローファン組立体を軸方向に複数つなげて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用冷凍装置。
5. 荷室と、前記荷室に設置される請求項３または請求項４に記載の車両用冷凍装置を備えた冷凍車両であって、
   前記荷室は少なくとも２つの空間に区画されており、前記空間のそれぞれに対応して前記車両用冷凍装置が設置されていることを特徴とする冷凍車両。
6. １２Ｖ用または２４Ｖ用の発電機と、前記発電機によって充電される蓄電池と、を備え、
   前記車両用冷凍装置は、前記発電機および蓄電池を電源として駆動されることを特徴とする請求項５に記載の冷凍車両。

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