(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行用エンジンにより駆動される圧縮機を備え、システム内の高圧圧力が規定圧力を超えると、前記圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、該動作が一定時間内に所定回数繰り返されるとシステム異常と見做して前記圧縮機の自動復帰を禁止する直結式の輸送用冷凍装置において、
前記高圧圧力が前記規定圧力以上のとき、前記圧縮機の吸入圧力および吐出冷媒温度の検出値に基づいてシステムの正常、異常を判定し、正常のときは前記圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、異常のときは前記圧縮機の自動復帰を禁止する制御部を備えていることを特徴とする輸送用冷凍装置。
【請求項２】
車両の走行用エンジンにより駆動される圧縮機を備え、システム内の高圧圧力が規定圧力を超えると、前記圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、該動作が一定時間内に所定回数繰り返されるとシステム異常と見做して前記圧縮機の自動復帰を禁止する直結式の輸送用冷凍装置において、
前記高圧圧力が前記規定圧力以上のとき、凝縮器に流通される外気温度の検出値に基づいてシステムの正常、異常を判定し、正常のときは前記圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、異常のときは前記圧縮機の自動復帰を禁止する制御部を備えていることを特徴とする輸送用冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機が車両の走行用エンジンにより駆動される直結式の輸送用冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直結式の輸送用冷凍装置は、車両の走行用エンジンを動力源とし、圧縮機は走行用エンジンによりベルトおよびクラッチを介して駆動される構成とされている。このため、圧縮機の回転数は、走行用エンジンの回転数に依存し、自らコントロールすることができないものとなっている。かかる構成の輸送用冷凍装置では、圧縮機からの吐出冷媒温度が規定温度を超えると、圧縮機の運転を保護停止し、一定時間後に自動復帰させているが、圧縮機の停止、自動復帰の動作が頻繁に繰り返された場合には、システムに異常があると判断し、自動復帰を禁止して圧縮機を異常停止（永久停止）させることにより、冷凍装置の構成機器を保護している。
【０００３】
一方、特許文献１には、冷凍装置専用のエンジンを備え、該専用エンジンにより駆動される発電機で発電された電力を動力源として圧縮機を駆動する方式の輸送用冷凍装置において、冷媒の吸入圧力および吐出圧力を検出し、これらの圧力の少なくとも一方が規定圧力範囲から逸脱したとき、吸入圧力調整弁の開度または圧縮機の回転数を制御し、吸入圧力および吐出圧力を規定範囲に制御することにより、冷凍装置の構成機器を保護しながら運転を継続し、積み荷の損傷を防止できるようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６１６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した直結式の輸送用冷凍装置では、冷凍庫内外の温度および圧縮機の回転速度が高くなる高負荷時、システムが正常であっても吐出冷媒温度が異常上昇して規定温度を超え、圧縮機が停止、自動復帰を繰り返すことがある。このため、システムが正常であるにもかかわらず、圧縮機が異常停止（永久停止）状態に至ることがあり、過酷な運転条件下では、積み荷が温調不適合を起こすというリスクを内包していた。
【０００６】
また、特許文献１に開示された技術は、専用エンジンによって駆動される発電機で発電された電力を動力源とする電動圧縮機を備え、圧縮機の回転数を自らコントロールできるタイプの輸送用冷凍装置に係るものである。従って、このような技術は、圧縮機の回転数が走行用エンジンの回転数に依存し、自らコントロールすることができない直結式の輸送用冷凍装置に採用することはできない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、システムが正常にもかかわらず、圧縮機が異常停止（永久停止）に至るという問題を解消し、積み荷の温調不適合を未然に防止することができる直結式の輸送用冷凍装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の輸送用冷凍装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる輸送用冷凍装置は、車両の走行用エンジンにより駆動される圧縮機を備え、システム内の高圧圧力が規定圧力を超えると、前記圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、該動作が一定時間内に所定回数繰り返されるとシステム異常と見做して前記圧縮機の自動復帰を禁止する直結式の輸送用冷凍装置において、前記高圧圧力が前記規定圧力以上のとき、前記圧縮機の吸入圧力および吐出冷媒温度の検出値に基づいてシステムの正常、異常を判定し、正常のときは前記圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、異常のときは前記圧縮機の自動復帰を禁止する制御部を備えていることを特徴とする。
【０００９】
圧縮機が車両走行用エンジンにより駆動される直結式の輸送用冷凍装置では、圧縮機の回転数は走行用エンジンの回転数に依存していることから、冷凍庫内外の温度および圧縮機の回転速度が高くなる高負荷時、システムが正常であっても吐出冷媒温度が異常上昇して規定温度を超え、圧縮機が停止、自動復帰を繰り返すことがある。このため、システムが正常であるにもかかわらず、圧縮機が異常停止（永久停止）状態に至り、積み荷が温調不適合を起こすというリスクを有している。
本発明によれば、高圧圧力が規定圧力以上のとき、圧縮機の吸入圧力および吐出冷媒温度の検出値に基づきシステムの正常、異常を判定し、正常のときは圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、異常のときは圧縮機の自動復帰を禁止する制御部を備えているため、高圧圧力が異常上昇したとしても、システムが正常のときは圧縮機を停止後自動復帰させて冷凍運転を継続することができる。つまり、運転中の冷媒温度および圧力は、冷媒物性と圧縮機および熱交換器等の性能によって決まり、例えば冷媒封入量が多いと、余剰冷媒が凝縮器内を占有し伝熱面積が減少するため、能力が低下する。同様に凝縮器用ファンが故障して停止すると能力が低下する。この場合、高圧が高くならない条件でも高圧が異常上昇し、吐出温度が高くなるので、圧縮機の吸入圧力と吐出冷媒温度の関数で表される判定式から、システムの正常、異常を適切に判定することができる。従って、システムが正常にもかかわらず、圧縮機が異常停止（永久停止）状態に至るという問題を解消し、積み荷の温調不適合を未然に防止することができる。また、システムが真に異常のときは、自動復帰を禁止して圧縮機を異常停止状態とし、冷凍装置を構成する機器の損傷を防止することができる。
【００１０】
さらに、本発明にかかる輸送用冷凍装置は、車両の走行用エンジンにより駆動される圧縮機を備え、システム内の高圧圧力が規定圧力を超えると、前記圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、該動作が一定時間内に所定回数繰り返されるとシステム異常と見做して前記圧縮機の自動復帰を禁止する直結式の輸送用冷凍装置において、前記高圧圧力が前記規定圧力以上のとき、凝縮器に流通される外気温度の検出値に基づいてシステムの正常、異常を判定し、正常のときは前記圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、異常のときは前記圧縮機の自動復帰を禁止する制御部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、高圧圧力が規定圧力以上のとき、凝縮器に流通される外気温度の検出値に基づいてシステムの正常、異常を判定し、正常のときは圧縮機を停止後自動復帰させるとともに、異常のときは圧縮機の自動復帰を禁止する制御部を備えているため、高圧圧力が異常上昇したとしても、システムが正常のときは圧縮機を停止後自動復帰させて冷凍運転を継続することができる。つまり、凝縮器に流通される外気温度が、例えば縦列駐車で他車の排気ガスが流通される等により一時的に異常上昇した場合、システムが正常であっても高圧圧力が異常上昇する。このように、凝縮器に流通される外気温度が一定温度以上のときに高圧圧力が異常となった場合は、システムは正常と判定し、圧縮機を自動復帰させる。従って、システムが正常にもかかわらず、圧縮機が異常停止（永久停止）状態に至るという問題を解消し、積み荷の温調不適合を未然に防止することができる。また、システムが真に異常のときは、自動復帰を禁止して圧縮機を異常停止状態とし、冷凍装置を構成する機器の損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、高圧圧力が異常上昇して圧縮機が停止しても、システムの正常、異常を適確に判定し、システムが正常のときは圧縮機を自動復帰させて冷凍運転を継続することができるため、システムが正常にもかかわらず、圧縮機が異常停止（永久停止）状態に至るという問題を解消し、積み荷の温調不適合を未然に防止することができる。また、システムが真に異常のときは、自動復帰を禁止して圧縮機を異常停止状態とすることができるため、冷凍装置を構成する機器の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る輸送用冷凍装置を適用した冷凍車両の概略側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る輸送用冷凍装置の冷凍サイクル図である。
【図３】図２に示す輸送用冷凍装置の制御フローチャート図である。
【図４】図２に示す輸送用冷凍装置のシステム正常／異常を判定する際のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図４を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る輸送用冷凍装置３を適用した冷凍車両１の側面図が示されている。冷凍車両１は、キャビン１Ａと走行用エンジン１Ｂとを備え、キャビン１Ａの後部シャーシに冷凍庫２が搭載された構成とされている。冷凍庫２は、断熱構造の箱体により構成され、後面または側面に図示省略の荷物搬出入用扉を備えている。
【００１５】
輸送用冷凍装置３は、コンデンサユニット５とエバポレータユニット６とが一体化された構成を有し、冷凍庫２の前面壁２Ａの上方位置に、その一部がキャビン１Ａの上方へ突出された状態で固定設置されている。このエバポレータユニット６は、冷凍庫２の庫内と連通され、庫内空気がエバポレータユニット６に循環可能に構成されている。また、輸送用冷凍装置３を構成する圧縮機４は、キャビン１Ａ側のエンジンルーム内において走行用エンジン１Ｂの側壁等に設置され、走行用エンジン１Ｂによりベルトおよびクラッチ４Ａ（図２参照）を介して駆動可能とされている。
【００１６】
図２には、輸送用冷凍装置３の冷凍サイクル図が示されている。冷凍サイクル７は、走行用エンジン１Ｂを動力源とし、冷媒ガスを圧縮する上記圧縮機４と、圧縮機４から送られる高温高圧の冷媒ガスを外気と熱交換させて凝縮する凝縮器８と、凝縮器８で凝縮された液冷媒を貯留するレシーバ９と、液冷媒を蒸発器１２からのガス冷媒と熱交換させて過冷却する過冷却器１０と、過冷却された液冷媒を断熱膨張させる膨張弁１１と、断熱膨張された冷媒と冷凍庫２内の空気とを熱交換させる蒸発器１２と、蒸発されたガス冷媒中の液分を分離してガス冷媒のみを圧縮機４に吸入させるアキュームレータ１３と、をこの順に冷媒配管１４により接続して構成されている。
【００１７】
また、冷凍サイクル７には、圧縮機４から吐出されたホットガス冷媒を直接エバポレータ１２に導入するための除霜用ホットガスバイパス配管１５および電磁開閉弁１６，１７と、凝縮器８に対して外気を送風する凝縮器用ファン１８と、蒸発器１２に冷凍庫２内の空気を循環させる蒸発器用ファン１９と、が付設されている。なお、この冷凍サイクル７の構成は、一般的なものである。
【００１８】
上記した冷凍サイクル７を構成する各機器のうち、凝縮器８、レシーバ９、電磁開閉弁１６，１７、および凝縮器用ファン１８等は、コンデンサユニット５に配設され、過冷却器１０、膨張弁１１、蒸発器１２、および蒸発器用ファン１９は、エバポレータユニット６に配設され、アキュームレータ１３は、エバポレータユニット６と圧縮機４とを接続する冷媒配管１４中に配設されている。
【００１９】
さらに、上記冷凍サイクル７には、圧縮機４から吐出される冷媒温度Ｔｄを検出する吐出冷媒温度検出手段２０と、冷媒の吐出圧力（高圧圧力）ＨＰを検出する吐出圧力検出手段２１と、冷媒の吸入圧力（低圧圧力）ＬＰを検出する吸入圧力検出手段２２と、が設けられており、これら各検出手段２０，２１，２２の検出値は、制御部２３に入力されるように構成されている。
【００２０】
制御部２３は、吐出圧力検出手段２１により検出された高圧圧力ＨＰが規定圧力以上の場合、システムの正常、異常を判定する機能を有している。そして、システムが正常であれば、圧縮機４をいったん保護停止し、一定時間後（例えば、１分後）に自動復帰（自動遅延復帰）させ、システムが異常であれば、圧縮機４の自動復帰を禁止して異常停止（永久停止）状態とする構成とされている。以下に、図３に示す制御フローチャートに基づいてそのロジックを説明する。
【００２１】
図３に示されるように、輸送用冷凍装置３の運転が開始されると（異常カウントの初期値＝０）、ステップＳ１１に進み、ここで、吐出圧力検出手段２１により検出された吐出圧力（高圧圧力）ＨＰと圧縮機４が使用可能な許容最大圧力（規定圧力）Ｐｍａｘとが比較され、「ＨＰ＞Ｐｍａｘ」が判定される。その結果、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ１２に移行し、「ＮＯ」であれば、ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、前回異常をカウント後、一定時間Ｔｂ（例えば、５分）が経過しているか否かが判定され、「ＮＯ」であれば、そのままスタート時点に戻り、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ１４に進み、異常カウントを０クリアした後、スタート時点に戻るようになっている。
【００２２】
一方、ステップＳ１１で「ＹＥＳ」と判定され、吐出圧力（高圧圧力）ＨＰが許容最大圧力（規定圧力）Ｐｍａｘを超えたとき、ステップＳ１２では、システムの正常、異常が判定される。ステップＳ１２においては、図４に示されるように、吸入圧力検出手段２２により検出された圧縮機４の吸入圧力ＬＰおよび吐出冷媒温度検出手段２０により検出された吐出冷媒温度Ｔｄが、その関数で表される温度判定式の上側領域にあるか、下側領域にあるかに基づいてシステムの正常、異常が判定される。
【００２３】
つまり、吐出冷媒温度Ｔｄが圧縮機４の使用制限範囲内（図４の破線内）で、かつ温度判定式よりも上側の領域にあれば、システム側に冷媒過剰等の異常があって吐出冷媒温度Ｔｄが異常上昇していると判断できるので、この場合、温度判定式が不成立（ＮＯ）でシステムは異常と判定される。また、吐出冷媒温度Ｔｄが温度判定式よりも下側の領域にあれば、システムが正常で吐出冷媒温度Ｔｄが正常範囲内にあると判断できるので、この場合は、温度判定式が成立（ＹＥＳ）でシステムは正常と判定されるようになっている。
【００２４】
ステップＳ１２において、システムが正常（ＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ１５に進み、クラッチ４Ａをオフにして圧縮機４を保護停止した後、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６においては、圧縮機４の保護停止後の時間がカウントされ、一定時間Ｔａ（例えば、１分）が経過すると、クラッチ４Ａがオンされて圧縮機４が再起動（自動復帰）され、輸送用冷凍装置３の運転が再開されることになる。
【００２５】
また、ステップＳ１２において、システムが異常（ＮＯ）と判定されると、ステップＳ１７に進み、異常カウントに１を加える処理が行われ、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８では、異常カウントがＮ回（例えば、１回）以下か否かが判定され、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ１５に進み、圧縮機４が上記の通り保護停止された後、自動復帰されることになる。一方、Ｎ回を越えている場合は、「ＮＯ」と判定され、圧縮機４は異常停止（永久停止）状態とされるようになっている。この場合、メンテナンスしないと、運転再開ができないこととなる。
【００２６】
以上の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
冷凍庫２内の冷却運転は、冷凍車両１の走行用エンジン１Ｂからクラッチ４Ａを介して圧縮機４に動力を伝達し、圧縮機４を駆動して輸送用冷凍装置３を作動することにより行われる。圧縮機４が駆動されると、冷凍サイクル７内の冷媒がサイクル内を循環され、この間、圧縮機４で圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、冷媒配管１４を経てコンデンサユニット５に送られ、凝縮器８で外気に放熱して凝縮液化される。
【００２７】
凝縮器８で液化された冷媒は、膨張弁１１を経て蒸発器１２に流入し、ここで蒸発器用ファン１９によってエバポレータユニット６に吸い込まれる冷凍庫２内の空気から吸熱して蒸発され、ガス化された冷媒は、アキュームレータ１３を経て再び圧縮機４へと吸入される。一方、蒸発器１２を流通された冷凍庫２内の空気は、冷却され蒸発器用ファン１９を介して冷凍庫２内へと吹き出される。こうして、冷凍庫２内の空気がエバポレータユニット６との間を循環されることにより、冷凍庫２内が設定温度に冷却される。
【００２８】
上記の冷却運転の間、外気温度や冷凍車両１の走行状態等によっては、冷凍庫２内外の温度や圧縮機４の回転速度が高くなる高負荷状態となり、システムが正常であっても圧縮機４からの吐出圧力（高圧圧力）ＨＰが異常上昇して許容最大圧力（規定圧力）Ｐｍａｘを超えることがある。吐出圧力（高圧圧力）ＨＰは、吐出圧力検出手段２１によって検出され、制御部２３に入力されており、制御部２３は、吐出圧力（高圧圧力）ＨＰが許容最大圧力（規定圧力）Ｐｍａｘ以上の場合、システムの正常、異常を判定する。
【００２９】
システムの正常、異常は、吸入圧力検出手段２２によって検出された圧縮機４の吸入圧力ＬＰおよび吐出冷媒温度検出手段２０により検出された吐出冷媒温度Ｔｄが、図４に示されるように、吸入圧力ＬＰおよび吐出温度Ｔｄの関数で表される温度判定式の上側領域にあるか、下側領域にあるかに基づいて判定される。そして、システムが正常と判定された場合およびシステムが異常と判定されても異常カウントがＮ回（１回）以下の場合、圧縮機４は保護停止後、一定時間（本実施形態では、１分）が経過すると自動復帰（自動遅延復帰）され、輸送用冷凍装置３の運転が再開される。
【００３０】
一方、システムが異常と判定され、異常カウントがＮ回を越えると、一定時間後の自動復帰が禁止され、圧縮機４は異常停止（永久停止）状態とされる。なお、本実施形態においては、前回異常カウントされてから一定の時間（本実施形態の場合は、５分）が経過すると、異常カウントが０クリアされるようになっているため、５分以内に２回システム異常と判定されない限り、圧縮機４が異常停止（永久停止）状態に陥ることはない。
【００３１】
しかして、本実施形態によれば、吐出圧力（高圧圧力）ＨＰが異常上昇時、圧縮機４の吸入圧力ＬＰおよび吐出冷媒温度Ｔｄに基づき、システムが正常であるのに吐出圧力（高圧圧力）ＨＰが高いのか、システムが異常のため吐出圧力（高圧圧力）ＨＰが高いのかを判定し、システムが正常のときは、圧縮機４を保護停止後に自動復帰させて冷凍運転を継続できるようにしているため、システムが正常にもかかわらず圧縮機４が異常停止状態に陥るという問題を解消できる。従って、積み荷の温調不適合を未然に防止することができるとともに、システムが真に異常のときは、自動復帰を禁止して圧縮機４を異常停止状態にできるため、冷凍装置３を構成する機器の損傷を防止することができる。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図２および図３を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、高圧圧力異常を外気温度で判定するようにしている点が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態において、制御部２３が、吐出圧力検出手段２１により検出される高圧圧力ＨＰが規定圧力以上の場合、システムの正常、異常を判定し、正常であれば、圧縮機４を保護停止後、自動復帰（自動遅延復帰）させ、異常であれば、圧縮機４の自動復帰を禁止して異常停止（永久停止）状態とする点は第１実施形態と同様である。
【００３３】
本実施形態においては、システムの正常、異常を外気温度に基づいて判定するようにしている。このため、図２に示されるように、凝縮器８に流通される外気温度を検出する外気温度検出手段２４が設けられ、この外気温度検出手段２４の検出値が制御部２３に入力される構成とされている。
【００３４】
しかして、本実施形態によれば、図３に示されるように、ステップＳ１１において、吐出圧力検出手段２１により検出された吐出圧力（高圧圧力）ＨＰと圧縮機４が使用可能な許容最大圧力（規定圧力）Ｐｍａｘとが比較され、「ＨＰ＞Ｐｍａｘ」が判定される。その結果、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳ１２に移行し、「ＮＯ」であれば、ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１２では、システムの正常、異常が外気温度検出手段２４により検出された外気温度に基づいて判定される。
【００３５】
例えば、冷凍車両１が縦列駐車等されることにより、他車の排気ガスが凝縮器用ファン１８を介して凝縮器８に流通され、凝縮器８に流通される外気温度が一時的に異常上昇した場合、システムが正常であっても高圧圧力ＨＰが異常上昇し、規定圧力Ｐｍａｘを超えることがある。こうした場合は、ステップＳ１２において、外気温度が一定温度以上か否かでシステムの正常、異常を判定することができる。
【００３６】
つまり、外気温度が一定温度以上で高圧圧力ＨＰが規定圧力（許容最大圧力）Ｐｍａｘを超えた場合には、システムが正常と判断できるので、圧縮機４は保護停止後、一定時間が経過すると自動復帰され、輸送用冷凍装置３の運転は継続される。一方、外気温度が一定温度以下で高圧圧力ＨＰが規定圧力（許容最大圧力）Ｐｍａｘを超えた場合は、システムが異常と判断できるので、自動復帰が禁止され、圧縮機４は異常停止（永久停止）状態とされることになる。従って、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が奏される。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、コンデンサユニット５とエバポレータユニット６とが一体化された輸送用冷凍装置３について説明したが、このコンデンサユニット５とエバポレータユニット６は、セパレートされた構成の輸送用冷凍装置であってもよいことはもちろんである。この場合、コンデンサユニットは冷凍庫２の下部においてシャーシ等に架装すればよい。
【００３８】
また、上記実施形態において、圧力判定式や温度判定式、一定時間Ｔａ，Ｔｂおよび異常カウント回数等は何れも一例を示しているにすぎず、これに制限されることはなく、適宜変更可能であり、例えば、圧力判定式は、飽和温度に置き換えた式としてもよい。
さらに、本発明は、上記した各実施形態の２以上の実施形態を組み合わせた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  冷凍車両
１Ｂ  走行用エンジン
３  輸送用冷凍装置
４  圧縮機
２０  吐出冷媒温度検出手段
２１  吐出圧力（高圧圧力）検出手段
２２  吸入圧力（低圧圧力）検出手段
２３  制御部
２４  外気温度検出手段
Ｐｍａｘ  許容最大圧力（規定圧力）
ＨＰ  吐出圧力（高圧圧力）
ＬＰ  吸入圧力（低圧圧力）
Ｔｄ  吐出冷媒温度
【図１】
0005606586.tif 000002
【図２】
0005606586.tif 000003
【図３】
0005606586.tif 000004
【図４】
0005606586.tif 000005