JPH08285390A - コンテナ用冷凍ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は圧縮機を停止させずに適切な能力制
御運転を維持しながら、かつ、従来の不具合点であった
除湿能力不足を解消したコンテナ用冷凍ユニットを提供
することを目的とする。 【構成】 本発明は冷凍ユニットをホットガスバイパス
方式による能力制御運転することによって、貨物が収納
されるコンテナ庫内温度を設定温度に維持してなるコン
テナ用冷凍ユニットにおいて、圧縮機の出口とエバポレ
ータコイルの途中とを繋ぐバイパス回路と、同バイパス
回路に介装されたモジュレーティングバルブとを具備し
てなることを特徴とするコンテナ用冷凍ユニット、を構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンテナ用冷凍ユニット
に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンテナはその庫内に貨物を収納し、冷
凍ユニットを運転することによって庫内温度を設定温度
に維持しながら船舶、トラック、鉄道車両等に積載され
て運搬される。

【０００３】この種冷凍ユニットの従来例が図３に示さ
れている。

【０００４】冷凍ユニットを運転すると、圧縮機１から
吐出されたガス冷媒は凝縮器２に入り、ここで凝縮器用
送風機３によって送られる外気に放熱することによって
凝縮液化する。この液冷媒は電子膨張弁４で絞られるこ
とによって断熱膨張した後、蒸発器５に入り、ここで蒸
発器用送風機６によって送られる庫内空気を冷却するこ
とによって蒸発気化して圧縮機１に戻る。圧縮機１の出
口と蒸発器５の入口とを繋ぐバイパス回路７にはモジュ
レーティングバルブ８が介装されている。

【０００５】蒸発器５はパイプを幾重にもＵ字状に曲げ
てなるエバポレータコイル５１とこの外周に密接して取
付けられた多数のフィン５２よりなる。なお、エバポレ
ータコイル５１は適当な本数のサーキットに分けられて
おり、各サーキットは冷媒回路に並列に接続されてい
る。また、１０はエバポレータコイル５１に入る冷媒を
各サーキットに分流する分流器である。

【０００６】２０は本冷凍ユニットの運転を制御するコ
ントローラで、図示しないコントロールボックス内に収
納されている。

【０００７】コントローラ２０は庫内温度を設定温度に
維持する温度制御機能、運転状態が異常となったとき、
冷凍ユニットを停止するなどの処置をとる自己診断機
能、表示・記録機能等を有するが、ここでは温度制御機
能についてのみ以下説明する。

【０００８】庫内温度設定器２１から設定温度Ｔｓ及び
庫内温度センサ９から庫内温度Ｔｉがコントローラ２０
に入力されている。コントローラ２０は先ず、自身に記
憶されている所定温度（例えば−５℃）と比較し、運転
モードを決定する。即ち、設定温度Ｔｓが所定温度以上
であれば冷蔵モード、設定温度Ｔｓが所定温度未満であ
れば冷凍モードに決定する。

【０００９】そして、冷凍モード時には、圧縮機１のオ
ン・オフ制御による温度制御に決定し、庫内温度偏差Δ
Ｔ（ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔｉ）が所定の許容範囲（例えば±３
ｄｅｇ℃）に入るように圧縮機１のオン・オフを決定
し、このオン・オフ決定結果は圧縮機１に入力され、圧
縮機１は駆動又は停止される。

【００１０】なお、このとき、モジュレーティングバル
ブ８は全閉とされる。

【００１１】また、冷蔵モード時には、圧縮機１は停止
させず（連続運転）、圧縮機１出口の高圧高温のガス冷
媒をバイパス回路７、モジュレーティングバルブ８を介
してその適当量を、電子膨張弁４で絞られることによっ
て断熱膨張し、低圧低温の気液二相状態となった冷媒に
混入させることで、冷凍ユニットの冷却能力を負荷に見
合うように調節する運転（以下、この運転を能力制御運
転という）に決定する。そして、庫内温度偏差ΔＴ（Δ
Ｔ＝Ｔｓ−Ｔｉ）が所定の許容範囲（例えば±０．２ｄ
ｅｇ℃）に入るようにモジュレーティングバルブ８の開
度を決定し、この決定開度はモジュレーティングバルブ
８に入力され、モジュレーティングバルブ８はその決定
開度に制御される。

【００１２】能力制御運転中における蒸発器５での冷媒
と空気との熱交換による温度変化を図４に示す。

【００１３】図４において、上記電子膨張弁４で絞られ
断熱膨張することによって低圧低温（例えば、ＥＰ＝
１．４７Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ｛０．１４ＭＰａ｝，ＥＴ＝−
２０℃）の気液二相状態となった冷媒に圧縮機１出口の
高圧高温（例えば、ＣＰ＝２２．２Ｋｇ／ｃｍ² ｛２．
２ＭＰａ｝，ＣＴ＝５５℃，ＤＴ＝１１０℃）のガス冷
媒がモジュレーティングバルブ８を介してその適当量が
混入され、この状態で蒸発器５に流入する。

【００１４】この結果、冷却負荷によっては、冷媒は液
分が完全に蒸発した状態（例えば、過熱度ＳＨ＝５ｄｅ
ｇ℃，図４Ａ点）で蒸発器５に流入する。そして、蒸発
器５に導入された庫内空気を冷却することによって一層
ＳＨを増加させて（例えば、ＳＨ＝１５℃，図４Ｂ点）
蒸発器５から流出する。なお、この場合、冷媒は蒸発器
５の入口で液分を含んでいないため、その入口付近では
冷却能力を有するが、蒸発器５の下流大部分は冷媒温度
が高くなっており、冷却能力は殆どなくなっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のコンテナ用
冷凍ユニットには解決すべき次の課題があった。

【００１６】即ち、従来の冷凍ユニットにおいては、そ
の能力制御運転中は、冷却負荷に対応させて冷凍ユニッ
トの冷却能力を調節するため、圧縮機１は停止させず
に、モジュレーティングバルブ８の開度を制御し、適当
量の吐出ガスを蒸発器５の入口にバイパスする方法をと
っている。

【００１７】従って、冷却負荷が小さい場合には、吐出
ガスのバイパス量が増加され、液分を含まない過熱蒸気
の状態となった冷媒が蒸発器５の入口に流入するので、
図４に示すように、蒸発器５内の冷媒温度が高くなる。
この結果、蒸発器５のフィン５２の表面温度も高くな
り、蒸発器５の入口空気の露点温度（例えば０℃）近傍
になる。

【００１８】従って、この場合、フィン５２表面には空
気中の水分が結露することなく、冷凍ユニットの除湿能
力は殆どなくなる。

【００１９】これは、庫内湿度が高く、野菜、果物等の
高湿度を要求する貨物には適するが、低湿度を要求する
球根などの貨物には適さないという問題を有していた。

【００２０】本発明は上記課題を解決したコンテナ用冷
凍ユニットを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、次の（１），（２）に記載のコンテナ用冷
凍ユニットを提供しようとするものである。

【００２２】（１）．冷凍ユニットをホットガスバイパ
ス方式による能力制御運転することによって、貨物が収
納されるコンテナ庫内温度を設定温度に維持してなるコ
ンテナ用冷凍ユニットにおいて、圧縮機の出口とエバポ
レータコイルの途中とを繋ぐバイパス回路と、同バイパ
ス回路に介装されたモジュレーティングバルブとを具備
してなることを特徴とするコンテナ用冷凍ユニット。

【００２３】（２）．上記（１）記載のコンテナ用冷凍
ユニットにおいて、バイパス回路がエバポレータコイル
の入口から４０〜７０％の範囲の箇所に接続されてなる
ことを特徴とするコンテナ用冷凍ユニット。

【００２４】

【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。

【００２５】（１）．上記（１）の構成にあっては圧縮
機の出口とエバポレータコイルの中途とを繋ぐバイパス
回路と、同回路に介装されたモジュレーティングバルブ
とを具えているため、エバポレータコイル入口には膨張
弁で絞られることによって低圧低温の気液二相状態とな
った冷媒が流入し、この冷媒はエバポレータコイル内を
流過する過程で蒸発器に導入された庫内空気を冷却し、
自身は蒸発、気化する。そして、エバポレータコイルの
途中で、この蒸発、気化した低温の冷媒は圧縮機の出口
からバイパス回路、モジュレーティングバルブを介して
高圧、高温のガス冷媒が、流入、混合されることによっ
て、高温化する。この高温ガス冷媒はエバポレータコイ
ル内を流過する過程で上記の冷却された庫内空気を加熱
する。上記の冷却と加熱によって、全体として冷却負荷
に見合った冷却能力を発揮し、従来のものと同等の機能
を有すると共に、エバポレータコイルの途中、バイパス
回路が接続される箇所より上流の冷媒温度が低温に維持
されるため、この部分の蒸発器（フィン）表面温度を蒸
発器入口空気の露点温度より十分低くすることができ、
庫内空気を冷却すると同時に除湿することができる。

【００２６】（２）．上記（２）の構成にあっては上記
（１）の構成のバイパス回路がエバポレータコイルの入
口から４０〜７０％の範囲の箇所に接続されるため、能
力制御運転の機能が適切に果たされると共に除湿能力も
適切に発揮される。

【００２７】

【実施例】本発明の一実施例を図１、図２により説明す
る。なお、従来例の図３と同様の構成部材には同符号を
付し、必要ある場合を除き、説明を省略する。

【００２８】図１は本実施例に係るコンテナ用冷凍ユニ
ットの模式的構成図、図２は本実施例に係る蒸発器の空
気・冷媒の様態変化を示す線図である。

【００２９】図１において、７ａは圧縮機１の出口とエ
バポレータコイル５１の途中とを繋ぐバイパス回路、８
はバイパス回路７ａに介装されたモジュレーティングバ
ルブである。その他の構成、作用は図３に示す従来例と
同様であり、対応する部材には同じ符号が付されてい
る。

【００３０】次に上記構成の作用について説明する。

【００３１】能力制御運転においては、圧縮機１出口の
高圧高温のガス冷媒がエバポレータコイル５１の途中に
流入され、冷却能力が調節される。

【００３２】本実施例における蒸発器５での冷媒と空気
との熱交換による温度変化を図２により説明すると、電
子膨張弁４（図１に示す）で絞られ、断熱膨張すること
によって低圧低温（例えばＥＰ＝１．４７Ｋｇ／ｃｍ²
Ｇ｛０．１４ＭＰａ｝，ＥＴ＝−２０℃）の気液二相状
態となった冷媒は、そのまま蒸発器５に入り、ここで導
入された庫内空気を冷却することによって蒸発気化す
る。そして、エバポレータコイル５１の途中で、この蒸
発気化した冷媒に、圧縮機１出口の高圧高温（例えばＣ
Ｐ＝２２．２Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ｛２．２ＭＰａ｝，（Ｔ＝
５５℃，ＤＴ＝１１０℃）のガス冷媒がモジュレーティ
ングバルブ８を介して、その適当量が流入、混合される
ことによって、冷媒温度が上昇（例えば３０℃，図２Ａ
点）する。これによって蒸発器５の上流で冷却された空
気は、下流で加熱され、全体として従来のものと同等の
冷却能力を発揮する。

【００３３】蒸発器５上流の冷媒温度は低く（例えば−
２０℃）、フィン５２の表面温度は蒸発器５の入口空気
の露点温度（例えば０℃）より十分低くなる。従って、
フィン５２表面には空気中の水分が結露し、庫内空気を
除湿することができ、庫内湿度を低レベルに維持するこ
とができる。

【００３４】なお、上記にて、エバポレータコイル５１
の途中としたバイパス回路７ａの接続位置は、エバポレ
ータコイル５１の入口から４０％乃至７０％とすること
によって、良好な能力制御機能と除湿能力を発揮できる
ことが実験により確認できた。

【００３５】以上の通り、本実施例によればエバポレー
タコイル５１のバイパス回路７ａが接続された位置より
上流では冷媒温度が低いため、蒸発器５に入る空気を十
分に露点温度以下に冷却して除湿し、バイパス回路７ａ
が接続された位置より下流では圧縮機１から吐出された
高温高圧のガス冷媒が適量、混入されるので上記の如く
冷却された庫内空気を適度に温め、全体として冷却負荷
に見合った冷却能力を発揮できるという利点がある。

【００３６】また、上記の通り、上流で適切に庫内空気
が除湿されるので低湿度を求められる球根等の収納にも
適するという利点がある。

【００３７】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。

【００３８】即ち、本発明においては、エバポレータコ
イルの途中にバイパス回路が接続される箇所より上流部
分では冷媒温度が低温に維持されるため、この部分の蒸
発器（フィン）表面温度を蒸発器入口空気の露点温度よ
り十分に低くすることができ、蒸発器に導入された庫内
空気を冷却すると同時に除湿することができる。

【００３９】そして、上記バイパス回路接続箇所より下
流部分の蒸発器によって上記により冷却された庫内空気
を加熱し、この冷却と加熱によって、全体として冷却負
荷に見合った冷却能力を発揮させることができる。

【００４０】このように冷却時に除湿が可能となったの
で、庫内の低湿度維持が可能となり、低湿度を要求する
球根などの貨物にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の模式的構成図、

【図２】上記実施例に係る蒸発器における空気・冷媒の
様態変化を示す線図、

【図３】従来の冷凍ユニットの模式的構成図、

【図４】従来の冷凍ユニットの蒸発器における空気、冷
媒の様態変化を示す線図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ５ 蒸発器 ７ａ バイパス回路 ８ モジュレーティングバルブ ５１ エバポレータコイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍ユニットをホットガスバイパス方式
   による能力制御運転することによって、貨物が収納され
   るコンテナ庫内温度を設定温度に維持してなるコンテナ
   用冷凍ユニットにおいて、圧縮機の出口とエバポレータ
   コイルの途中とを繋ぐバイパス回路と、同バイパス回路
   に介装されたモジュレーティングバルブとを具備してな
   ることを特徴とするコンテナ用冷凍ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコンテナ用冷凍ユニット
   において、バイパス回路がエバポレータコイルの入口か
   ら４０〜７０％の範囲の箇所に接続されてなることを特
   徴とするコンテナ用冷凍ユニット。