JPH10141780A - 輸送用冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エバポレータの吹出し空気温度の変動を少な
くしてその温度精度を向上せしめるとともに、ユーザ等
の要求に応じた運転モードの選択が可能な輸送用冷凍装
置を提供する。 【解決手段】 圧縮機、コンデンサ、膨張弁、エバポレ
ータ等からなる輸送用冷凍装置において、上記膨張弁を
電動膨張弁となすと共に、上記コンデンサ及び電動膨張
弁に対して並列に電動弁を備えるバイパス回路を設け、
上記電動膨張弁の開度を上記エバポレータ出口の冷媒ガ
スの過熱度が一定となるように制御すると共に、上記電
動弁の開度を上記エバポレータからの吹出し空気温度に
応じて制御して連続運転を行わしめる制御装置を備え
る。また制御装置により圧縮機のオンオフ運転と連続運
転とを選択的に切り換え可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は輸送用冷凍装置、特
に陸上走行用の陸上輸送用冷凍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３には陸上輸送用冷凍装置の要部概略
構成が、図４には従来の陸上輸送用冷凍装置の１例の構
成図が夫々示されている。図３において、１００は車両
に搭載された冷凍庫、１は同冷凍庫１００の下方部位に
設置されたコンデンシングユニット、２は上記冷凍庫１
００内の前部に設置されたエバポレータユニットであ
り、上記コンデンシングユニット１とエバポレータユニ
ット２とは高圧冷媒配管３０及び低圧冷媒配管４０によ
り接続されている。

【０００３】図４において、上記コンデンシングユニッ
ト１には、エンジン２０、同エンジンにより駆動される
コンプレッサ（圧縮機）３、同コンプレッサ３からの加
圧冷媒ガスを凝縮、液化するコンデンサ４、コンデンサ
ファン５、電動三方弁１２、レシーバ６、サクションプ
レッシャレギュレータ１３、電磁弁５０等が装備されて
いる。また上記エバポレータユニット２には、上記コン
デンサ４からの冷媒を断熱膨張させる温度式の膨張弁
８、同膨張弁８を経た冷媒を蒸発気化せしめることによ
り、庫内の循環空気を冷却するエバポレータ９、エバポ
レータファン１０、アキュムレータ１１、エバポレータ
吸込空気温度センサ１４等が装備されている。２１はマ
イクロコンピュータを備えたコントローラである。

【０００４】上記従来の陸上輸送用冷凍装置の運転時に
おいて、上記コンデンシングユニット１のコンプレッサ
３がエンジン２０によって駆動されると、同コンプレッ
サ３により圧縮された高圧高温のガスは、冷凍運転時に
電動三方弁１２によって、コンデンサ４に送られ、同コ
ンデンサファン５によって導入された外気によって冷却
され凝縮、液化する。この液冷媒はコンデンサ４を出る
と、レシーバ６を経てコンデンシングユニット１とエバ
ポレータユニット２とを接続する高圧冷媒配管３０を経
て、エバポレータユニット２に配設された温度式膨張弁
８に送られ、ここで断熱膨張した後、エバポレータ９に
入る。そして同冷媒は、エバポレータ９内の配管を流過
する過程で、エバポレータファン１０によってエバポレ
ータ９に送り込まれた冷凍庫１００内の循環空気と熱交
換し、この循環空気を冷却する。

【０００５】上記エバポレータ９により冷却された空気
は、エバポレータファン１０によって冷却風として、吹
出口２３から冷凍庫１００内に吹き出され、冷凍庫１０
０内を冷却する。一方、エバポレータ９にて冷凍庫１０
０内の循環空気と熱交換した冷媒は、蒸発気化してアキ
ュムレータ１１に送られる。そして、上記冷媒は、エバ
ポレータユニット２とコンデンシングユニット１とを接
続する低圧冷媒配管４０を経て、コンプレッサ３の吸入
圧力が一定圧力以上になってコンプレッサがオーバーロ
ードにならない様調節するサクションプレッシャレギュ
レータ１３を経て、コンプレッサ３に戻される。上記エ
バポレータユニット２の吸込み空気温度はエバポレータ
吸込空気温度センサ１４にて検出し、上記コントローラ
２１に入力される。

【０００６】上記コントローラ２１においては、上記温
度センサ１４からのエバポレータ吸込み空気温度の検出
値が設定された温度に達したとき、コンプレッサ３の運
転を停止させる。また上記コントローラ２１は、エバポ
レータ９がフロストしたり、除霜のための加熱運転を行
うときにはコンプレッサ３の吸入側配管５１に設けられ
た電磁弁５０を開として吐出側配管５２との間で所定差
圧を得て電動三方弁１２を切り換える。これにより、同
電動三方弁１２はコンプレッサ３からの吐出冷媒ガスを
コンデンサ４に流さずに、バイパス管５３を経てエバポ
レータユニット２へと流す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４に示される従来の
陸上輸送用冷凍装置においては、上記のように、吸込空
気温度センサ１４によりエバポレータ９の吸込み空気温
度を検出して、コンプレッサ３の運転をオン、オフさせ
るため、通常、上記吸込み空気温度の制御の精度は±
１．５℃程度である。然るに、近年は、上記冷凍庫１０
０内の積荷の温度の精度向上、及びエバポレータユニッ
ト２からの吹出し空気が直接当たる部位に置かれた積荷
の凍結防止のため、上記吹出し空気温度で±０．５℃程
度になるように精度を向上することが要求されるように
なってきているが、かかる要求に対しては、図４に示さ
れる従来の冷凍装置はこれに対応することが困難という
問題点がある。一方、上記従来の冷凍装置はコンプレッ
サ３の運転をオン、オフさせるため、簡単で効率のよい
制御方法であるが、ユーザ等により運転モードを選択し
たいという要求がある際には、その構成上かかる運転モ
ードの選択は不可能であるという課題も抱えている。

【０００８】本発明の目的は、エバポレータの吹出し空
気温度の変動を少なくしてその温度精度を向上せしめる
とともに、ユーザ等の要求に応じた運転モードの選択が
随時に可能な輸送用冷凍装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする第１の手段は冷凍庫外に
設置され、エンジンにより駆動される圧縮機、コンデン
サ及びコンデンサファンを備えたコンディンシングユニ
ットと、冷凍庫内に設置され、膨張弁、エバポレータ及
びエバポレータファンを備えたエバポレータユニットと
を冷媒配管で接続してなる輸送用冷凍装置において、上
記膨張弁を電動膨張弁となすと共に、上記コンデンサ及
び電動膨張弁に対して並列に電動弁を備えたバイパス回
路を設け、上記電動膨張弁の開度を上記エバポレータ出
口の冷媒ガスの過熱度が一定となるように制御すると共
に、上記電動弁の開度を上記エバポレータからの吹出し
空気温度に応じて制御して連続運転を行わしめる制御装
置を備えてなることにある。

【００１０】上記手段によれば、冷凍運転時において、
圧縮機によって圧縮された高圧の冷媒ガスは電動弁を備
えたバイパス回路とコンデンサ及び電動膨張弁を備えた
冷媒回路の２回路に供給される。制御装置においては、
電動弁の開度をエバポレータ吹出し温度の検出温度が設
定温度よりも低い時に開、高い時閉になるように制御す
る。

【００１１】また上記制御装置においては、エバポレー
タ出口の冷媒圧力及び温度の検出値に基づき冷媒ガスの
過熱度を算出し、この過熱度が設定値よりも過大のと
き、電動膨張弁を開き、設定値よりも過少のとき、電動
膨張弁を閉じる指令を出すことにより、コンデンサで液
化される冷媒ガスの流量を電動膨張弁の開度により制御
し、電動膨張弁の開度をエバポレータ出口の冷媒ガスの
過熱度が約５℃程度の適正値に保持されるように制御す
る。

【００１２】このように、制御装置により電動弁及び電
動膨張弁の開度を制御することによって、従来のものの
ような、圧縮機をオンオフ運転させる制御手段よりも大
幅にエバポレータ吹出し空気温度の変動を少くして、そ
の精度を向上せしめることができる。

【００１３】また本発明の第２の手段は、上記輸送用冷
凍装置において、上記膨張弁を電動膨張弁となすと共
に、上記コンデンサ及び電動膨張弁に対して並列に電動
弁を備えたバイパス回路を設け、さらに上記電動膨張弁
の開度を上記エバポレータ出口の冷媒ガスの過熱度が一
定となるように制御すると共に上記電動弁の開度を上記
エバポレータからの吹出し空気温度に応じて制御する連
続運転制御部と、上記エバポレータの吸込み空気温度を
検出して上記圧縮機をオンオフ制御するオンオフ運転制
御部と、上記連続運転制御部又はオンオフ運転制御部の
使用を選択的に切り換える切り換え手段とを有する制御
装置を備えてなることにある。

【００１４】上記手段によれば、ユーザ等の要求により
エバポレータ吹出し空気温度を高精度に制御する連続運
転を行う際には、制御装置においては、切り換え手段に
よって連続運転制御部を作動させ、同連続運転制御が上
記電動膨張弁及び電動弁の開度を上記第１の手段と同様
に制御して高精度の吹出し空気温度制御をなさしめる。

【００１５】また、高効率の圧縮機のオンオフ運転を行
う際には、制御装置は、切り換え手段によってオンオフ
運転制御部を作動させる。これによってオンオフ運転制
御部は、エバポレータ出口の冷媒圧力及び温度に基づき
算出した冷媒の過熱度が設定値になるように電動弁及び
電動膨張弁の開度を制御するとともに、エバポレータ吸
込み空気温度が設定値以下になったとき圧縮機を停止し
設定値を超えると運転するというオンオフ運転をなさし
める。

【００１６】従って、かかる第２の手段によれば、ユー
ザ等の要求により、高精度の温度制御がなされる連続運
転モードと高効率運転がなされるオンオフ運転モードと
を、随時選択することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図１〜図２を参照して、本発
明の実施形態につき詳細に説明する。図１には本発明の
実施の第１形態に係る陸上輸送用冷凍装置の構成図、図
２には本発明の実施の第２形態に係る陸上輸送用冷凍装
置の構成図が夫々示されている。

【００１８】図１において、１はコンデンシングユニッ
ト、２はエバポレータユニットであり、両ユニット１、
２は高圧冷媒配管３０及び低圧冷媒配管４０によって接
続されている。

【００１９】上記コンデンシングユニット１には、エン
ジン２０、同エンジン２０により駆動されるコンプレッ
サ（圧縮機）３、同コンプレッサ３からの加圧冷媒ガス
を凝縮、液化するコンデンサ、コンデンサファン５、レ
シーバ６、電動三方弁１２、サクションプレッシャレギ
ュレータ１３、電動弁１６が装備されている。

【００２０】かかる構成は図４に示される従来のものと
同様であるが、この実施形態においては上記に加えて、
後述するコントローラ２１によって開閉制御される電動
弁１６が設置されている。５４は上記電動三方弁１２と
エバポレータ９の冷媒入口とを接続するバイパス回路で
あり、同バイパス回路５４に上記電動弁１６が設置さ
れ、同回路を開閉するようになっている。

【００２１】また、上記エバポレータユニット２には、
図４に示される従来のものと同様に後述する電子膨張弁
１２からの冷媒を蒸発気化せしめることにより庫内空気
を冷却するエバポレータ９、エバポレータファン１０、
アキュムレータ１１等が装備されている。

【００２２】さらにこの実施形態においては、上記エバ
ポレータユニット２に、コントローラ２１（詳細は後
述）により開閉制御されて上記コンデンサ４からのガス
冷媒を減圧、膨張せしめる電子膨張弁１７、エバポレー
タ出口の冷媒の圧力を検出する圧力センサ１９、エバポ
レータ９の吹出し空気温度を検出する吹出空気温度セン
サ１５、エバポレータ９出口の冷媒ガス温度を検出する
冷媒ガス温度センサ１８等が装備されている。

【００２３】２１はマイクロコンピュータを内蔵したコ
ントローラであり、上記圧力センサ１９から冷媒圧力の
検出信号が、冷媒ガス温度センサ１８からエバポレータ
出口の冷媒ガス温度の検出信号が、吹出空気温度センサ
１５からエバポレータ９の吹出し空気温度の検出信号が
夫々入力され、これらの検出信号に基づき回線５５を介
して上記電動弁１６を開閉制御し、また。回線５６を介
して上記電子膨張弁１７を開閉制御する。

【００２４】上記冷凍装置（図１）の運転時において、
上記コンプレッサ３にて圧縮された冷媒ガスは電動三方
弁１２に送られ、同三方弁１２はこの冷媒ガスをコンデ
ンサ４及び電動弁１６の２系路に導く。上記コンデンサ
４にて凝縮、液化された冷媒はレシーバ６を経て電子膨
張弁１７に送られ、ここで断熱膨張した後エバポレータ
９に送られ、同エバポレータ９にて従来のものと同様蒸
発、気化し、冷凍庫１００内の循環空気を冷却する。一
方、電動弁１６に導かれた冷媒は同電動弁１６が開放さ
れると、コンデンサ４をバイパスに冷媒ガスの状態でバ
イパス回路５４を通って上記エバポレータ９へ送られ
る。

【００２５】ここで上記コントローラ２１は、上記圧力
センサ１９にて検出されたエバポレータ出口の冷媒の圧
力、冷媒ガス温度センサ１８にて検出されたエバポレー
タ出口の冷媒ガスの温度の各検出信号に基づき冷媒ガス
の過熱度を算出し、この過熱度が設定された過熱度（目
標値）よりも大きいときに電子膨張弁１７を開、小さい
ときは電子膨張弁１７を閉となるように制御する。

【００２６】しかして上記コンデンサ４にて凝縮、液化
される冷媒の流量は上記電子膨張弁１７の開度によって
決まるので、上記コントローラ２１はエバポレータ９出
口の冷媒ガスの過熱度が適正値即ち約５℃程度になるよ
うに電子膨張弁１７の開度を調整する。

【００２７】また上記コントローラ２１は、吹出空気温
度センサ１５にて検出されたエバポレータ９の吹出し空
気温度の検出信号即ち検出温度が、設定温度よりも高い
とき電動弁１６を閉、低いとき電動弁１６を開となるよ
うに制御する。

【００２８】従ってエバポレータ９の吹出し空気温度が
設定温度よりも高くなると電動弁１６が閉じて、冷媒の
全量がコンデンサ４を流れ冷凍負荷が大きくなって吹出
し空気温度を設定温度まで低下させ、上記吹出し空気温
度が設定温度よりも低くなると電動弁１６が開いて、コ
ンデンサ４を流れる冷媒の量が少なくなり冷凍負荷が減
じられてエバポレータ吹出し空気温度を設定温度に近づ
ける。

【００２９】上記のように、この実施形態においてはコ
ントローラ２１によって電子膨張弁１７及び電動弁１６
の開度を相関連させて制御してコンデンサ４を流れる冷
媒の量を調整することによってエバポレータの吹出し空
気温度を目標温度に高い精度で以って適合させることが
できる。

【００３０】図２に示す本発明の実施の第２形態は、コ
ントローラ２１に連続運転モード部２１１、オンオフ運
転モード部２１２及びモード切換手段２１３を設けると
ともに、モード切換スイッチ２２を上記モード切換手段
２１３に接続し、さらにエバポレータの吸込み空気温度
を検出する吸込空気温度センサ１４の検出温度を上記コ
ントローラ２１に入力するように構成されている。その
他の構成は図１に示される第１形態と同様である。

【００３１】かかる第２形態において、ユーザ等の要求
により、効率、省エネルギを重視した「オンオフ運転モ
ード」が選択されると、モード切換スイッチ２２により
コントローラ２１のモード切換手段２１３に上記「オン
オフ運転モード」が入力され、同モード切換手段２１３
によってオンオフ運転モード部２１２が作動せしめら
れ、この制御信号が回線５７を介してコンプレッサ３
に、また回線５６を介して電子膨張弁１７に伝送され
る。

【００３２】即ち、上記「オンオフ運転モード」が選択
されるとコントローラのオンオフ運転モード部２１２は
圧力センサ１９からのエバポレータ出口の冷媒圧力、冷
媒ガス温度センサ１８からのエバポレータ出口冷媒ガス
温度の各検出信号に基づき冷媒過熱度を算出し、これが
設定値（目標値）になるように電子膨張弁１７の開度を
調整するとともに、回線５５を介して電動弁１６を閉に
せしめる。

【００３３】また、上記オンオフ運転モード部２１２
は、上記吸込空気温度センサ１４からのエバポレータの
吸込み空気温度検出信号が設定温度以下の低温になった
ら、回線５７を介してエンジン２０の運転を停止せし
め、吸込み空気温度が上記設定温度を超えるとエンジン
２０を起動しコンプレッサ３を作動させる。

【００３４】また、エバポレータ９の吹出し空気温度の
高精度な制御が要求される際において、「連続運転モー
ド」が上記モード切換スイッチ２２からコントローラ２
１のモード切換手段２１３に入力されると、同モード切
換手段２１３は連続運転モード部２１１を作動させる。
すると、上記連続運転モード部２１１は電子膨張弁１７
及び電動弁１６を上記第１形態と同様な制御方法によっ
て開閉制御する。

【００３５】上記のように、この第２形態においては、
モード切換スイッチ２２により、オンオフ運転モード及
び連続運転モードの切換信号をコントローラ２１に入力
するのみで、ユーザ等の要求に即応して高効率オンオフ
運転あるいは高精度の空気温度での連続運転を選択する
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項１の発明によればエバポレータ吹出し温度、エバ
ポレータ出口の冷媒温度と圧力等の検出信号に基づき、
制御装置によって電動弁及び電動膨張弁の開度を連続的
に制御することによって、従来の手段のようなエバポレ
ータ吸込み温度を検出し、これに基づいて圧縮機の運転
をオンオフさせる制御手段に較べ、大幅にエバポレータ
吹出し空気温度の変動を少なくして、その精度を向上せ
しめることができる。

【００３７】また、請求項２の発明によれば、エンジン
で駆動される圧縮機の運転をオンオフする高効率のオン
オフ運転モードと電動弁及び電動膨張弁の開度を連続制
御してエバポレータ吹出し空気温度を高精度に制御する
連続運転モードとを、ユーザ等の要求に応じて随時選択
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る陸上輸送用冷凍
装置の構成図。

【図２】本発明の実施の第２形態を示す図１応当図。

【図３】陸上輸送用冷凍装置の概略を示す全体斜視図。

【図４】従来の陸上輸送用冷凍装置を示す図１応当図。

【符号の説明】

１ コンデンシングユニット ２ エバポレータユニット ３ コンプレッサ（圧縮機） ４ コンデンサ ５ コンデンサファン ９ エバポレータ １０ エバポレータファン １１ アキュムレータ １２ 電動三方弁 １３ サクションプレッシャレギュレータ １４ 吸込空気温度センサ １５ 吹出空気温度センサ １６ 電動弁 １７ 電子膨張弁 １８ 冷媒ガス温度センサ １９ 圧力センサ ２０ エンジン ２１ コントローラ ２２ モード切換スイッチ ３０ 高圧冷媒配管 ４０ 低圧冷媒配管 ５４ バイパス回路 １００ 冷凍庫 ２１１ 連続運転モード部 ２１２ オンオフ運転モード部 ２１３ モード切換手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍庫外に設置され、エンジンにより駆
   動される圧縮機、コンデンサ及びコンデンサファンを備
   えたコンディンシングユニットと、冷凍庫内に設置さ
   れ、膨張弁、エバポレータ及びエバポレータファンを備
   えたエバポレータユニットとを冷媒配管で接続してなる
   輸送用冷凍装置であって、上記膨張弁を電動膨張弁とな
   すと共に、上記コンデンサ及び電動膨張弁に対して並列
   に電動弁を備えたバイパス回路を設け、上記電動膨張弁
   の開度を上記エバポレータ出口の冷媒ガスの過熱度が一
   定となるように制御すると共に、上記電動弁の開度を上
   記エバポレータからの吹出し空気温度に応じて制御して
   連続運転を行わしめる制御装置を備えてなることを特徴
   とする輸送用冷凍装置。
2. 【請求項２】 冷凍庫外に設置され、エンジンにより駆
   動される圧縮機、コンデンサ及びコンデンサファンを備
   えたコンディンシングユニットと、冷凍庫内に設置さ
   れ、膨張弁、エバポレータ及びエバポレータファンを備
   えたエバポレータユニットとを冷媒配管で接続してなる
   輸送用冷凍装置であって、上記膨張弁を電動膨張弁とな
   すと共に、上記コンデンサ及び電動膨張弁に対して並列
   に電動弁を備えたバイパス回路を設け、さらに上記電動
   膨張弁の開度を上記エバポレータ出口の冷媒ガスの過熱
   度が一定となるように制御すると共に上記電動弁の開度
   を上記エバポレータからの吹出し空気温度に応じて制御
   する連続運転制御部と、上記エバポレータの吸込み空気
   温度を検出して上記圧縮機をオンオフ制御するオンオフ
   運転制御部と、上記連続運転制御部又はオンオフ運転制
   御部の使用を選択的に切り換える切り換え手段とを有す
   る制御装置を備えてなることを特徴とする輸送用冷凍装
   置。