WO2016174898A1 - 車両用冷凍装置 - Google Patents
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- the integration of the refrigerant pipes and the like can be simplified by integration, and the overall apparatus can be made compact, so that the installation space for the compressor unit, the evaporator unit and the condenser unit can be reduced, and the inside of the refrigeration container can be reduced.
- the area occupied by the evaporator unit in the space can be reduced.
- a dedicated battery charged by a dedicated generator is provided, there is no need to drive the refrigeration apparatus using a conventional vehicle engine.
- the operation of the vehicle refrigeration apparatus does not need to depend on the engine. Therefore, even if the engine is stopped when the vehicle is stopped for delivery or the like, the vehicle refrigeration apparatus can continue to operate independently, so that the low temperature state in the refrigeration container can be maintained. That is, since it is not necessary to set the vehicle engine to an idling state even when the vehicle is stopped, an increase in fuel consumption and environmental pollution due to exhaust gas can be avoided.
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Abstract
本発明は、車両の荷室内を冷却するための車両用冷凍装置であって、電動圧縮機を有するコンプレッサユニット、エバポレータユニットおよびコンデンサユニット専用の発電機を備えており、コンプレッサユニットおよびコンデンサユニットを配置する荷室外部側と、エバポレータユニットを配置する荷室内部側と、が荷室隔壁部を介在して隣接した状態で一体化して本体フレームに組付けられ、冷凍車の冷凍コンテナに貫設された取付開口部に本体フレームが嵌め込まれることで、エバポレータユニットを冷凍コンテナの内部に配置した状態で、且つ、荷室隔壁部が冷凍コンテナの取付開口部周辺に当接した状態で冷凍コンテナに取り付けられる。よって、貨物自動車の冷凍車等において、エンジン停止中においても冷凍装置を作動可能とし、且つ、設置スペースの省スペース化を図ると共に、取付作業に要する構成部品、時間および手間を大幅に削減できる。
Description
本発明は、車両用冷凍装置に関し、特に、軽車両を含めた小型貨物自動車等の荷台に搭載される冷凍コンテナ等の荷室内を冷却するのに有効な一体型の車両用冷凍装置に関する。
従来からこの種の車両用冷凍装置を備えた軽トラックや小型トラックなどの小型貨物自動車や中型貨物自動車、大型貨物自動車等による冷凍車では、一般的に車両のエンジンルームに圧縮機(コンプレッサ)が設けられ、凝縮機(コンデンサ)ユニットを冷凍コンテナの外壁等に取り付け、蒸発器(エバポレータ)ユニットを冷凍コンテナ内に設置することで、それぞれ別体で配置されている。そのため、構造が複雑となり、冷媒配管の取り回しも煩雑となっている。また、エンジンルーム内の圧縮機は、エンジンが停止すれば作動を停止するため、冷凍車の利用には大きな制約があった。
ところで、車両寸法がコンパクトであり、都市部の路地等のように狭い道の通行に便利であると共に、駐車スペースも場所を取らない等の特長を備えている軽トラックを用いた冷凍車が注目されている(例えば、特許文献1,2参照)。
しかしながら、かかる冷凍車においては、冷凍コンテナとしての荷室の大きさもコンパクトサイズとなるため、効率的に荷物を積み込む必要がある。そのため、特許文献1,2のように、ユニット化された冷凍装置を荷室内に設置した場合、面倒な配線の架設作業が省け、容易に設置できる反面、当該装置の設置スペース分、荷室内のスペースが狭くなり、積載可能な荷物が減らされる問題があった。
そこで、このような冷凍車において荷室内のスペースを確保するため、冷凍装置を荷室の外壁へ取り付けることで、当該荷室の外側に配置するようにした車両用冷凍装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。
ところが、冷凍車においては、低温性能の向上を図る観点から荷室の断熱壁の厚みを増す要望がある反面、荷室容積の確保を図る観点から断熱壁の厚みをできる限り薄くしたいという要望もあり、二律背反に陥っている。従って、前述のような寸法制限の中で基本的構成要素である荷室(冷凍コンテナ)および冷凍装置をどのような構成でどのように配置するかが課題となっている。そのため、特許文献3の場合、冷凍装置の取付安定性を確保するために断熱壁の厚みを増さなければならず、結果として荷室容積を狭める虞があった。
さらに、車両のエンジンを利用して冷凍装置を駆動する冷凍車では、エンジンを停止すると冷凍装置も停止することとなる。そのため、配達等で停車する場合には、荷室内の温度が変化して低温状態を維持できない場合があった。そこで、停車中においてもアイドリング状態とし、荷室内の低温状態を維持することが行われているが、今度はアイドリング状態における消費燃料の増加や排出ガスにより、燃費や環境面での問題が生じてしまう。
本発明は、上述のような課題に鑑みなされたものであって、エンジン停止中においても冷凍装置を作動可能とし、且つ、設置スペースの省スペース化を図ると共に、取付作業に要する時間と手間を大幅に削減可能な車両用冷凍装置を提供することを目的とする。
上述のような課題を解決するために、本発明に係る車両用冷凍装置は、
車両の荷台に搭載される荷室内を冷却するための車両用冷凍装置であって、
冷媒を圧縮する電動圧縮機を有するコンプレッサユニットと、
前記荷室内の空気を前記冷媒と熱交換させて冷却するエバポレータユニットと、
外気と熱交換することで前記コンプレッサユニットにて圧縮された前記冷媒から熱を放出させるコンデンサユニットと、
前記コンプレッサユニット、前記エバポレータユニットおよび前記コンデンサユニットが一体化して組付けられる本体フレームと、
前記車両のエンジンにより駆動され、前記コンプレッサユニット、前記エバポレータユニットおよび前記コンデンサユニット専用の発電機と、
前記発電機により充電されるバッテリと、
少なくとも前記電動圧縮機の動作を制御する制御部と、
前記バッテリを電源として電力を入力し、当該入力した電力を前記制御部による制御に基づき、前記電動圧縮機を駆動するための電力に変換して供給する電力変換装置と、を備え、
前記荷室には、前記車両の進行方向前方における上方の位置に前記本体フレームに対応する取付開口部が貫設されており、
前記本体フレームは、
前記コンプレッサユニットおよび前記コンデンサユニットを配置する荷室外部側と、
前記エバポレータユニットを配置する荷室内部側と、が荷室隔壁部を介在して隣接した状態で一体化されており、
前記本体フレームが、前記エバポレータユニット側を挿入して前記取付開口部に嵌め込まれることで、当該エバポレータユニットを前記荷室の内部に配置した状態で、且つ、前記荷室隔壁部が前記荷室の前記取付開口部周辺に当接した状態で前記荷室に取り付けられることを特徴とする。
車両の荷台に搭載される荷室内を冷却するための車両用冷凍装置であって、
冷媒を圧縮する電動圧縮機を有するコンプレッサユニットと、
前記荷室内の空気を前記冷媒と熱交換させて冷却するエバポレータユニットと、
外気と熱交換することで前記コンプレッサユニットにて圧縮された前記冷媒から熱を放出させるコンデンサユニットと、
前記コンプレッサユニット、前記エバポレータユニットおよび前記コンデンサユニットが一体化して組付けられる本体フレームと、
前記車両のエンジンにより駆動され、前記コンプレッサユニット、前記エバポレータユニットおよび前記コンデンサユニット専用の発電機と、
前記発電機により充電されるバッテリと、
少なくとも前記電動圧縮機の動作を制御する制御部と、
前記バッテリを電源として電力を入力し、当該入力した電力を前記制御部による制御に基づき、前記電動圧縮機を駆動するための電力に変換して供給する電力変換装置と、を備え、
前記荷室には、前記車両の進行方向前方における上方の位置に前記本体フレームに対応する取付開口部が貫設されており、
前記本体フレームは、
前記コンプレッサユニットおよび前記コンデンサユニットを配置する荷室外部側と、
前記エバポレータユニットを配置する荷室内部側と、が荷室隔壁部を介在して隣接した状態で一体化されており、
前記本体フレームが、前記エバポレータユニット側を挿入して前記取付開口部に嵌め込まれることで、当該エバポレータユニットを前記荷室の内部に配置した状態で、且つ、前記荷室隔壁部が前記荷室の前記取付開口部周辺に当接した状態で前記荷室に取り付けられることを特徴とする。
これによれば、コンプレッサユニットとエバポレータユニットとコンデンサユニットが一体化して組付けられた本体フレームを荷室(冷凍コンテナ)の取付開口部に取り付けるだけで、エバポレータユニットを冷凍コンテナの内部に配置した状態で車両用冷凍装置を取り付けることができる。このため、車両用冷凍装置の取り付けに要する構成部品、時間および手間を大幅に削減することができる。また、冷凍コンテナに本体フレームの形状に応じた取付開口部を用意するだけで、各種の車両に適用することができ、汎用性を高めることができる。さらに、構成要素(コンプレッサユニット・エバポレータユニット・コンデンサユニット等)毎に機能が完結しているため、各要素の設計変更、仕様変更等に柔軟に対応でき、設計の自由度を広げることができる上、メンテナンス性にも優れている。しかも、一体化によって冷媒配管等の配設も簡略化でき、装置全体としてコンパクト化を図ることができるので、コンプレッサユニットとエバポレータユニットとコンデンサユニットの取付スペースを削減することができ、冷凍コンテナ内の空間におけるエバポレータユニットの占有面積を削減することができる。さらに、専用の発電機によって充電される専用のバッテリを備えているので、従来のような車両のエンジンを利用して冷凍装置を駆動する必要がない。換言すれば、車両用冷凍装置の作動をエンジンに依存する必要がない。よって、配達等で停車する場合にエンジンを停止しても、車両用冷凍装置は独立して運転の継続が可能なため、冷凍コンテナ内の低温状態を維持できる。すなわち、停車中においても車両のエンジンをアイドリング状態とする必要がないため、消費燃料の増加や排出ガスによる環境汚染を未然に回避できる。
また、本体フレームにおいて、コンプレッサユニットおよびコンデンサユニットを配置する荷室外部側と、エバポレータユニットを配置する荷室内部側と、が荷室隔壁部を介して区画されており、当該荷室隔壁部が荷室の取付開口部周辺に当接した状態で取り付けられるため、当該取付開口部の周囲を荷室隔壁部によって覆うことができ、この取付開口部から荷室内の冷気が漏れるのを未然に防止でき、密閉性を確保できる。
さらに、本発明において、
前記本体フレームは、
前記荷室隔壁部を中心として、前記荷室外部側と前記荷室内部側とを略均等な重量バランスで配置していることが好ましい。
前記本体フレームは、
前記荷室隔壁部を中心として、前記荷室外部側と前記荷室内部側とを略均等な重量バランスで配置していることが好ましい。
これによれば、コンプレッサユニットおよびコンデンサユニットを配置する荷室外部側と、エバポレータユニットを配置する荷室内部側と、が本体フレームにおいて荷室隔壁部を中心に略均等な重量バランスで配置されているため、荷室に取り付けられた状態において、取付開口部を介して荷室の内側と外側とで重量配分を均等にすることができ、当該取付開口部への曲げモーメントを軽減することができる。
さらに、本発明において、
商用電源から電力を取り込み、交流出力から直流に変換して整流する充電器を更に設け、
前記バッテリは、前記発電機または前記充電器により充電されることが好ましい。
商用電源から電力を取り込み、交流出力から直流に変換して整流する充電器を更に設け、
前記バッテリは、前記発電機または前記充電器により充電されることが好ましい。
これによれば、バッテリを充電する手段として商用電源から電力を取り込む充電器を備えることにより、走行中においてはエンジンによって駆動される専用の発電機を用いてバッテリを充電できると共に、停車中においては商用電源を確保できる場合、車両のエンジンを駆動することなく、当該商用電源から電力を取り込む充電器によりバッテリを充電できる。
このとき、前記コンデンサユニットは、前記本体フレームに設けられるケーシングによって覆われており、前記ケーシングには、前記進行方向前方から前記外気を取り込むための吸気口が設けられていることが好ましい。また、前記コンデンサユニットは、前記本体フレームに設けられるケーシングによって覆われており、前記ケーシングには、前記熱を上方に向けて放出するための放熱部が設けられていることが好ましい。
これによれば、車両前方からの風(外気)を取り込み易く、凝縮器(コンデンサ)の吹き出しをスムーズにさせることができる。よって、放熱性に優れ、凝縮器における熱交換効率の向上を図ることができる。
以上、説明したように、本発明によれば、エンジン停止中においても冷凍装置を作動可能とし、且つ、設置スペースの省スペース化を図ると共に、取付作業に要する構成部品、時間および手間を大幅に削減できる。
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
図1~図6には、本発明による車両用冷凍装置の一実施の形態が示されている。本実施形態の車両用冷凍装置1は、例えば、軽トラックを含めた小型トラックなどの小型貨物自動車の荷台に搭載される荷室としての冷凍コンテナK内を冷却(すなわち、冷凍や冷蔵)する冷凍装置に適用され、設置スペースの省スペース化を図ると共に、取付作業に要する構成部品、時間および手間を大幅に削減するのに有効なものである。なお、以下の説明において、車両の進行方向前方とは図1の紙面における左方の方向を示し、上方とは図1の紙面における上方の方向を示すものとする。また、車両として軽トラックや小型トラックなどの小型貨物自動車を用いた冷凍車Cに適用する場合について述べるが、一例であってこれに限ることはない。但し、前述のような小型貨物自動車に適用することで、小型貨物自動車特有の小さい荷室スペースを有効活用できる利点を得ることができる。
図1~図6には、本発明による車両用冷凍装置の一実施の形態が示されている。本実施形態の車両用冷凍装置1は、例えば、軽トラックを含めた小型トラックなどの小型貨物自動車の荷台に搭載される荷室としての冷凍コンテナK内を冷却(すなわち、冷凍や冷蔵)する冷凍装置に適用され、設置スペースの省スペース化を図ると共に、取付作業に要する構成部品、時間および手間を大幅に削減するのに有効なものである。なお、以下の説明において、車両の進行方向前方とは図1の紙面における左方の方向を示し、上方とは図1の紙面における上方の方向を示すものとする。また、車両として軽トラックや小型トラックなどの小型貨物自動車を用いた冷凍車Cに適用する場合について述べるが、一例であってこれに限ることはない。但し、前述のような小型貨物自動車に適用することで、小型貨物自動車特有の小さい荷室スペースを有効活用できる利点を得ることができる。
<システムの構成について>
図1~図6に示すように、本実施形態の車両用冷凍装置1は、前述の小型貨物自動車を用いた冷凍車Cの冷凍コンテナKに取り付けられるもので、冷凍サイクルを構築するコンプレッサユニット7とコンデンサユニット20とエバポレータユニット10とが、本体フレーム9に対して一体化された状態で組付けられて構成されている。
図1~図6に示すように、本実施形態の車両用冷凍装置1は、前述の小型貨物自動車を用いた冷凍車Cの冷凍コンテナKに取り付けられるもので、冷凍サイクルを構築するコンプレッサユニット7とコンデンサユニット20とエバポレータユニット10とが、本体フレーム9に対して一体化された状態で組付けられて構成されている。
この本体フレーム9には、コンプレッサユニット7とコンデンサユニット20とが配置された荷室外部側と、エバポレータユニット10が配置された荷室内部側と、の境界部位に荷室隔壁部40が介在されており、この荷室隔壁部40を境に、荷室外部側と荷室内部側とが互いの重量バランスを略均等となるように配置されている。また、本体フレーム9は冷凍コンテナKに取り付けられる際に、当該冷凍コンテナKの外壁面に沿うように当接し、本体フレーム9の荷室隔壁部40は、後述する取付開口部30を閉塞するようになっている(図5参照)。
また、車両用冷凍装置1は、冷凍車Cの図示省略するエンジンにより駆動される冷凍装置用発電機4(オルタネータ)と、商用電源(AC100V)から電力を取り込み、交流出力から直流に変換して整流する充電器8と、冷凍装置用発電機4または充電器8により充電される冷凍装置用バッテリ3(サブバッテリ)と、コンプレッサユニット7に設けられたコンプレッサ22の動作を制御する駆動部25と、当該駆動部25による制御に基づき、冷凍装置用バッテリ3を電源として入力される電力(例えば、12Vや24V)を、コンプレッサ22を駆動するための電力(例えば、300V)に変換(昇圧)して供給する電力変換装置としてのDC/DCコンバータ2と、を備えている。
なお、冷凍車Cには、エンジンにより駆動され、車両の各種補機(オーディオ・エアコン等)にて使用される電力を発電したり、車両用バッテリ5(メインバッテリ)を充電したりする車両用の発電機6(オルタネータ)が別途備えられている。
しかしながら、本実施形態の車両用冷凍装置1の場合、冷凍装置用バッテリ3および冷凍装置用発電機4が設けられていると共に、当該冷凍装置用バッテリ3によって駆動されるコンプレッサ22も従来のようなエンジンによって駆動される機械式コンプレッサではないため、エンジンルームに配置されるのではなく、コンプレッサユニット7としてコンデンサユニット20と一緒に本体フレーム9の荷室外部側に配置されている。よって、車両用冷凍装置1の作動に際し、エンジンの駆動・停止に依存することはない。また、コンプレッサユニット7とエバポレータユニット10とコンデンサユニット20とが一体化されているため、冷凍サイクルに係る配管の取り回しも簡略化できる利点を備えている。
しかしながら、本実施形態の車両用冷凍装置1の場合、冷凍装置用バッテリ3および冷凍装置用発電機4が設けられていると共に、当該冷凍装置用バッテリ3によって駆動されるコンプレッサ22も従来のようなエンジンによって駆動される機械式コンプレッサではないため、エンジンルームに配置されるのではなく、コンプレッサユニット7としてコンデンサユニット20と一緒に本体フレーム9の荷室外部側に配置されている。よって、車両用冷凍装置1の作動に際し、エンジンの駆動・停止に依存することはない。また、コンプレッサユニット7とエバポレータユニット10とコンデンサユニット20とが一体化されているため、冷凍サイクルに係る配管の取り回しも簡略化できる利点を備えている。
<エバポレータユニット10の構成>
エバポレータユニット10は、冷凍コンテナKの内部空間(荷室内)を冷却する部分であり、エバポレータ11(蒸発器)およびエバポレータファン12等を有して構成され、冷凍コンテナKに取り付けられる。
エバポレータユニット10は、冷凍コンテナKの内部空間(荷室内)を冷却する部分であり、エバポレータ11(蒸発器)およびエバポレータファン12等を有して構成され、冷凍コンテナKに取り付けられる。
エバポレータ11は、コンデンサユニット20からの冷媒と冷凍コンテナK内の空気とを熱交換することで、冷媒を蒸発させると共に空気を冷却する。エバポレータファン12は、例えばターボファンからなり、エバポレータファンモータ12aによって回転され、エバポレータ11で冷却された空気を冷凍コンテナK内に送出する。第1温度センサ13は、冷凍コンテナK内の温度を検出し、検出温度に応じた信号を後述の制御部16・駆動部25へ送出する。
具体的に、冷凍コンテナKにおける進行方向前方の上方の位置には、本体フレーム9と一体化されたエバポレータユニット10が配置される荷室内部側に対応する取付開口部30が貫設されている。そして、本体フレーム9は、この取付開口部30に対して、エバポレータユニット10側を挿入して荷室隔壁部40を嵌め込むことで、当該エバポレータユニット10を冷凍コンテナKの内部に配置した状態で取り付けられる。
<コンデンサユニット20の構成>
次に、コンデンサユニット20について説明する。コンデンサユニット20は、冷凍コンテナKの外部(室外)で冷媒の熱交換をする部分であり、コンデンサ23(凝縮器)、ファンユニット(コンデンサファン24,コンデンサファンモータ24a)、不図示の膨張弁(エキスパンションバルブ)、第2温度センサ(不図示)等の構成部品によって構成されている。
次に、コンデンサユニット20について説明する。コンデンサユニット20は、冷凍コンテナKの外部(室外)で冷媒の熱交換をする部分であり、コンデンサ23(凝縮器)、ファンユニット(コンデンサファン24,コンデンサファンモータ24a)、不図示の膨張弁(エキスパンションバルブ)、第2温度センサ(不図示)等の構成部品によって構成されている。
コンデンサ23は、高温・高圧の冷媒と外気とを熱交換して冷媒を液体状にする。コンデンサファン24は、コンデンサファンモータ24a(図2,図3参照)によって回転され、コンデンサユニット20の内部空間(図5の紙面下側)から空気を吸い込んで外部(図5の紙面上方)に向かって放出する。
膨張弁は、コンデンサ23にて高温・高圧の状態となった液状の冷媒を噴射させて減圧し、低温・低圧の霧状にすることで、液状の冷媒を気化(蒸発)しやすい状態にする(冷媒の気化を促進する)。
かかるコンデンサユニット20は、本体フレーム9の荷室外部側に配置されており、コンデンサ23の上面が車両前方から後方へ向けて下り傾斜しており、この上面に重ねてコンデンサファン24やコンデンサファンモータ24aからなるファンユニットが取り付けられている。そして、冷凍コンテナKにおける進行方向前方の面の上方側に穿設された取付開口部30周辺に、本体フレーム9が当接した状態で取り付けられる。
<コンプレッサユニット7の構成>
次に、コンプレッサユニット7の構成について説明する。かかるコンプレッサユニット7は、アキュムレータ21、コンプレッサ22(電動圧縮機)等の構成部品によって構成されている。アキュムレータ21は、冷媒の液溜まりとして機能し、気体状の冷媒をコンプレッサ22に戻すための要素である。コンプレッサ22は、車両用冷凍装置1専用の冷凍装置用バッテリ3によって駆動するもので、気体状の冷媒を圧縮して高温・高圧の気体にする。
次に、コンプレッサユニット7の構成について説明する。かかるコンプレッサユニット7は、アキュムレータ21、コンプレッサ22(電動圧縮機)等の構成部品によって構成されている。アキュムレータ21は、冷媒の液溜まりとして機能し、気体状の冷媒をコンプレッサ22に戻すための要素である。コンプレッサ22は、車両用冷凍装置1専用の冷凍装置用バッテリ3によって駆動するもので、気体状の冷媒を圧縮して高温・高圧の気体にする。
かかるコンプレッサユニット7は、本体フレーム9の荷室外部側に配置され、コンデンサユニット20と近接した状態で配設されている。従って、コンプレッサユニット7は、冷凍車Cにおけるキャブ(車室)のルーフ上方に位置するように、本体フレーム9を介して取り付けられている。
なお、ここでは図示省略するが、コンプレッサユニット7およびコンデンサユニット20は、平面が台形をなす直方体状に構成され、上面が車両後方から前方へ向けて下り傾斜した形状に構成されたケーシングによって覆われている。このケーシングには、進行方向前方に位置する前面側に外気を取り込むための吸気口が設けられている。また、このケーシングの上面には送風口が形成されており、熱を上方に向けて放出するための放熱部として機能するようになっている。
この送風口からは、コンデンサファン24およびコンデンサファンモータ24aを備えたファンユニットが臨んでいる。そして、コンプレッサユニット7およびコンデンサユニット20における前述の各種構成部品は、このケーシング内に配置されている。これにより、冷凍車Cにおけるキャブ(車室)のルーフ上方に吸気口が前方を、排気口が上方を向くように本体フレーム9を介して取り付けられている。このため、外気は、吸気口からコンデンサユニット20の内部に取り込まれた後、下面からコンデンサ23の内部を通って送風口に導かれる。そして、送風口を通って冷凍車Cの進行方向後方(冷凍コンテナKの上方)に向けて排出される。このようにして、コンデンサファン24では、空気流を生じさせてコンデンサ23との間で熱交換を行わせることが可能となっている。
このとき、ケーシングは、例えばFRP(Fiberglass Reinforced Plastic:繊維強化プラスチック)樹脂からなり、型抜きが容易な形状が好ましい。さらに、ケーシングは、進行方向前部または後部にヒンジ等の機構を用いて開閉可能な構造とすることが好ましい。これにより、エンジンフードのように開閉が容易な構造とすることができるので、メンテナンス性に優れた構造を実現できる。しかも、このようなケーシングは、前面に吸気口が設けられ、上面に放熱部として機能する送風口が設けられることで、車両前方からの風(外気)を取り込み易く、コンデンサ23の吹き出しをスムーズにさせることが可能となるため、放熱性に優れ、コンデンサ23における熱交換効率の向上を図ることができる。
<その他の構成>
冷凍装置用バッテリ3は、この車両用冷凍装置1の動作用電源として機能する。本実施形態の冷凍装置用バッテリ3は、冷凍車Cに搭載されたエンジンの始動時に電力を供給する車両用バッテリ5とは別体であり、例えばDC12Vの電源電圧に定められた鉛バッテリ等からなる。そして、前述のエバポレータファンモータ12a,コンデンサファンモータ24aは、冷凍装置用バッテリ3の定格電圧に応じたDC12Vで動作する。
DC/DCコンバータ2は、冷凍装置用バッテリ3からのDC12V電源をコンプレッサ22の動作に適した電圧まで昇圧する。本実施形態では、DC12VをDC300Vまで昇圧する。
冷凍装置用バッテリ3は、この車両用冷凍装置1の動作用電源として機能する。本実施形態の冷凍装置用バッテリ3は、冷凍車Cに搭載されたエンジンの始動時に電力を供給する車両用バッテリ5とは別体であり、例えばDC12Vの電源電圧に定められた鉛バッテリ等からなる。そして、前述のエバポレータファンモータ12a,コンデンサファンモータ24aは、冷凍装置用バッテリ3の定格電圧に応じたDC12Vで動作する。
DC/DCコンバータ2は、冷凍装置用バッテリ3からのDC12V電源をコンプレッサ22の動作に適した電圧まで昇圧する。本実施形態では、DC12VをDC300Vまで昇圧する。
なお、ここでは図示省略するが、かかる車両用冷凍装置1は、冷凍車Cにおける車室(キャブ)内(例えば、運転席近傍のダッシュパネル付近)にスイッチ群14、表示部15および制御部16を備えている。スイッチ群14は、例えば、運転開始や運転停止を指示するON/OFFスイッチといった各種のスイッチによって構成されている。また、表示部15は、例えば、車両用冷凍装置1の設定温度や電圧などを表示する。
制御部16は、車両用冷凍装置1における各種操作の制御を行う。例えば、表示部14を制御して各種の情報を表示させたり、第1温度センサ13からの検出信号に基づき、検出温度を認識したり、ファンモータを制御したりする。
駆動部25は、制御部16と通信可能に構成されており、必要な情報を制御部16との間で送受信している。また、駆動部25は、本体フレーム9の荷室外部側に配置され、車両用冷凍装置1における各種の制御を行う。例えば、駆動部25は、制御部16から伝送される制御信号に基づいてコンプレッサ22を駆動制御したり、エバポレータファンモータ12a,コンデンサファンモータ24aの動作を制御したりする。
吸熱後の冷媒はコンプレッサ22に送られて圧縮される。これにより、冷媒は再び高温・高圧の気体になる。この高温・高圧の冷媒をコンデンサ23に導いて外気と熱交換させる。この熱交換によって、冷媒に吸収された熱が外気に放出される。コンデンサ23から送出された液化された冷媒は、膨張弁で減圧され、気化が促進される。そして、膨張弁からの冷媒は、エバポレータ11に送られ、空気の冷却に再度用いられる。
<まとめ>
以上、説明したように、本実施形態の車両用冷凍装置1は、冷凍車Cの荷台に搭載される冷凍コンテナK内の空気を冷媒と熱交換させて冷却するエバポレータユニット10と、冷媒を圧縮するコンプレッサユニット7と、外気と熱交換することでコンプレッサユニット7にて高温高圧となった冷媒から熱を放出させるコンデンサユニット20と、が本体フレーム9に対し、一体化して組付けられてなる。そして、冷凍コンテナKには、車両Cの進行方向前方における上方の位置に本体フレーム9の荷室隔壁部40に対応する取付開口部30が貫設されており、荷室隔壁部40は、取付開口部30に嵌め込まれることで、エバポレータユニット10を冷凍コンテナKの内部に配置した状態で取り付けられるようになっている。
以上、説明したように、本実施形態の車両用冷凍装置1は、冷凍車Cの荷台に搭載される冷凍コンテナK内の空気を冷媒と熱交換させて冷却するエバポレータユニット10と、冷媒を圧縮するコンプレッサユニット7と、外気と熱交換することでコンプレッサユニット7にて高温高圧となった冷媒から熱を放出させるコンデンサユニット20と、が本体フレーム9に対し、一体化して組付けられてなる。そして、冷凍コンテナKには、車両Cの進行方向前方における上方の位置に本体フレーム9の荷室隔壁部40に対応する取付開口部30が貫設されており、荷室隔壁部40は、取付開口部30に嵌め込まれることで、エバポレータユニット10を冷凍コンテナKの内部に配置した状態で取り付けられるようになっている。
これにより、コンプレッサユニット7とエバポレータユニット10とコンデンサユニット20とが一体化して組付けられた本体フレーム9の荷室隔壁部40を冷凍コンテナKの取付開口部30に取り付けるだけで、エバポレータユニット10を冷凍コンテナKの内部に配置した状態で車両用冷凍装置1を取り付けることができる。このため、車両用冷凍装置1の取り付けに要する構成部品、時間および手間を大幅に削減することができる。
また、冷凍コンテナKに本体フレームの形状に応じた取付開口部30を用意するだけで、各種の車両に適用することができ、汎用性を高めることができる。さらに、構成要素(コンプレッサユニット7・エバポレータユニット10・コンデンサユニット20等)毎に機能が完結しているため、各要素の設計変更、仕様変更等に柔軟に対応でき、設計の自由度を広げることができる上、メンテナンス性にも優れている。
しかも、一体化によって冷媒配管が短縮化され、配設も簡略化でき、装置全体としてコンパクト化を図ることができるので、コンプレッサユニット7とエバポレータユニット10とコンデンサユニット20の取付スペースを削減できる。さらに、車両用冷凍装置1は、専用の冷凍装置用発電機4または商用電源から電力を取り込む充電器8によって充電される冷凍装置用バッテリ3を電源として備えているので、従来のような車両のエンジンを利用してコンプレッサを駆動する必要がない。換言すれば、車両用冷凍装置1の作動をエンジンに依存する必要がない。よって、配達等で停車する場合にエンジンを停止しても、車両用冷凍装置1は独立して運転の継続が可能なため、冷凍コンテナK内の低温状態を維持できる。すなわち、停車中においても車両のエンジンをアイドリング状態とする必要がないため、消費燃料の増加や排出ガスによる環境汚染を未然に回避できる。
また、本体フレーム9において、コンプレッサユニット7とコンデンサユニット20とが配置された荷室外部側と、エバポレータユニット10が配置された荷室内部側と、が荷室隔壁部40を介在して隣接した状態で一体化して組付けられることで、本体フレーム9において荷室外部側と荷室内部側とが荷室隔壁部40を介して区画されている。そして、この荷室隔壁部40が冷凍コンテナKの取付開口部30周辺に当接した状態で取り付けられると共に、取付開口部30には当該取付開口部30と略同一形状に形成された荷室隔壁部40が嵌め込まれる。このため、取付開口部30の周囲を本体フレーム9によって覆うことができるので、これら荷室隔壁部40と本体フレーム9とによって取付開口部30を完全に密閉することができ、かくして冷凍コンテナKの密閉性を確保できる。
さらに、本体フレーム9において、コンプレッサユニット7とコンデンサユニット20とが配置された荷室外部側と、エバポレータユニット10が配置された荷室内部側とが、荷室隔壁部40を中心に略均等な重量バランスで配置されているため、冷凍コンテナKに取り付けられた状態において、取付開口部30を介して冷凍コンテナKの内側と外側とで重量配分を均等にすることができ、当該取付開口部30への曲げモーメントを軽減することができる。よって、従来、荷室内部の天井部等に設けられていた補強部材等が不要になる。
さらに、冷凍装置用バッテリ3を充電する手段として商用電源から電力を取り込む充電器8を備えることにより、走行中においてはエンジンによって駆動される専用の冷凍装置用発電機4を用いて冷凍装置用バッテリ3を充電できると共に、停車中においては商用電源を確保できる場合、車両のエンジンを駆動することなく、当該商用電源から電力を取り込む充電器8により冷凍装置用バッテリ3を充電できる。
しかも、コンプレッサユニット7およびコンデンサユニット20は、本体フレーム9に設けられるケーシングによって覆われており、当該ケーシングには、進行方向前方から外気を取り込むための吸気口が設けられている。また、このケーシングには、熱を上方に向けて放出するための放熱部が設けられていることにより、車両C前方からの風(外気)を取り込み易く、コンデンサ23の吹き出しをスムーズにさせることができる。よって、放熱性に優れ、コンデンサ23における熱交換効率の向上を図ることができる。
<変形例>
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、その均等物も含まれる。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、その均等物も含まれる。
例えば、車両は軽トラックや小型トラックなどの小型貨物自動車を用いた冷凍車Cに限定されるものではなく、荷室として冷凍コンテナを搭載可能な車両であれば、例えば、他の大きさの貨物自動車(中型貨物自動車・大型貨物自動車等)や、ピックアップタイプのトラック、バン型車両、キャンピングカー等のレジャー用車両、特殊車両等の他の種類の車両であっても良い。
また、上述した実施形態においては、冷凍装置用バッテリ3として、DC12Vの電源電圧に定められた鉛バッテリ等を適用する場合について述べたが、一例であってこれに限らず、この他、例えば、車種等に応じてDC24Vの電源電圧に定められたものであっても良いことは言うまでもない。
1 車両用冷凍装置
2 DC/DCコンバータ(電力変換装置)
3 冷凍装置用バッテリ(バッテリ)
4 冷凍装置用発電機(発電機)
5 車両用バッテリ
6 車両用発電機
7 コンプレッサユニット
8 充電器
9 本体フレーム
10 エバポレータユニット
20 コンデンサユニット
11 エバポレータ(蒸発器)
12 エバポレータファン
12a エバポレータファンモータ
13 温度センサ
14 スイッチ群
15 表示部
16 制御部
21 アキュムレータ
22 コンプレッサ(圧縮機)
23 コンデンサ(凝縮器)
24 コンデンサファン
24a コンデンサファンモータ
25 駆動部
30 取付開口部
40 荷室隔壁部
C 冷凍車(車両)
K 冷凍コンテナ(荷室)
2 DC/DCコンバータ(電力変換装置)
3 冷凍装置用バッテリ(バッテリ)
4 冷凍装置用発電機(発電機)
5 車両用バッテリ
6 車両用発電機
7 コンプレッサユニット
8 充電器
9 本体フレーム
10 エバポレータユニット
20 コンデンサユニット
11 エバポレータ(蒸発器)
12 エバポレータファン
12a エバポレータファンモータ
13 温度センサ
14 スイッチ群
15 表示部
16 制御部
21 アキュムレータ
22 コンプレッサ(圧縮機)
23 コンデンサ(凝縮器)
24 コンデンサファン
24a コンデンサファンモータ
25 駆動部
30 取付開口部
40 荷室隔壁部
C 冷凍車(車両)
K 冷凍コンテナ(荷室)
Claims (5)
- 車両の荷台に搭載される荷室内を冷却するための車両用冷凍装置であって、
冷媒を圧縮する電動圧縮機を有するコンプレッサユニットと、
前記荷室内の空気を前記冷媒と熱交換させて冷却するエバポレータユニットと、
外気と熱交換することで前記コンプレッサユニットにて圧縮された前記冷媒から熱を放出させるコンデンサユニットと、
前記コンプレッサユニット、前記エバポレータユニットおよび前記コンデンサユニットが一体化して組付けられる本体フレームと、
前記車両のエンジンにより駆動され、前記コンプレッサユニット、前記エバポレータユニットおよび前記コンデンサユニット専用の発電機と、
前記発電機により充電されるバッテリと、
少なくとも前記電動圧縮機の動作を制御する制御部と、
前記バッテリを電源として電力を入力し、当該入力した電力を前記制御部による制御に基づき、前記電動圧縮機を駆動するための電力に変換して供給する電力変換装置と、を備え、
前記荷室には、前記車両の進行方向前方における上方の位置に前記本体フレームに対応する取付開口部が貫設されており、
前記本体フレームは、
前記コンプレッサユニットおよび前記コンデンサユニットを配置する荷室外部側と、
前記エバポレータユニットを配置する荷室内部側と、が荷室隔壁部を介在して隣接した状態で一体化されており、
前記本体フレームが、前記エバポレータユニット側を挿入して前記取付開口部に嵌め込まれることで、当該エバポレータユニットを前記荷室の内部に配置した状態で、且つ、前記荷室隔壁部が前記荷室の前記取付開口部周辺に当接した状態で前記荷室に取り付けられる
ことを特徴とする車両用冷凍装置。 - 前記本体フレームは、
前記荷室隔壁部を中心として、前記荷室外部側と前記荷室内部側とを略均等な重量バランスで配置している
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用冷凍装置。 - 商用電源から電力を取り込み、交流出力から直流に変換して整流する充電器を更に設け、
前記バッテリは、前記発電機または前記充電器により充電される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用冷凍装置。 - 前記コンデンサユニットは、前記本体フレームに設けられるケーシングによって覆われており、
前記ケーシングには、前記進行方向前方から前記外気を取り込むための吸気口が設けられている
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の車両用冷凍装置。 - 前記コンデンサユニットは、前記本体フレームに設けられるケーシングによって覆われており、
前記ケーシングには、前記熱を上方に向けて放出するための放熱部が設けられている
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の車両用冷凍装置。
Applications Claiming Priority (4)
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JP2015-090111 | 2015-04-27 | ||
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JP2015-176503 | 2015-09-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2016174898A1 true WO2016174898A1 (ja) | 2016-11-03 |
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WO (1) | WO2016174898A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0166576U (ja) * | 1987-10-22 | 1989-04-27 | ||
JPH1120460A (ja) * | 1997-06-30 | 1999-01-26 | Zexel Corp | 車両用冷凍装置 |
JP2015052441A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | 富士電機株式会社 | 冷凍車 |
-
2016
- 2016-02-19 WO PCT/JP2016/054826 patent/WO2016174898A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015052441A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | 富士電機株式会社 | 冷凍車 |
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