(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍車に設置されたエバポレータユニットと、コンデンシングユニットとを冷媒配管で接続し、上記コンデンシングユニットには、エンジンによりクラッチを介して駆動されるコンプレッサと、上記エンジンにより駆動される直流電源供給用のオルタネータと、商用電源に接続可能にされて上記コンプレッサを駆動する電動モータと、上記コンプレッサからの冷媒を冷却するコンデンサ及びこれの冷却ファンとを設けてなる輸送用冷凍装置において、上記オルタネータ用回路は、充電励磁端子とバッテリとの間に設けられて上記エンジンを起動する第１のスイッチと上記バッテリよりも昇圧した電源を付加可能にされた昇圧電源と、充電検知端子と上記バッテリとの間に設けられて、上記充電検知端子と上記バッテリあるいは昇圧電源との接続を切り換える第２のスイッチとを備え、上記第１のスイッチをオンとしてエンジンを起動したとき上記第２のスイッチが上記昇圧電源と充電検知端子とを接続し、エンジン起動後所定時間経過後に上記第２のスイッチが上記バッテリと充電検知端子とを接続するように構成されたことを特徴とする輸送用冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷凍装置を車両に搭載して輸送する陸上輸送用冷凍装置等の、輸送用冷凍装置に関し、特にこれのオルタネータの電気回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陸上輸送用冷凍装置（以下冷凍装置と略称する）は、主としてトラックに設置され、冷却運転、加熱運転等を行うことによって、トラックに搭載された冷凍庫の庫内温度を所定の温度に維持するものである。図３及び図４には、かかる冷凍装置の１例が示されており、図３は全体装備図、図４は上記コンデンシングユニットの構成機器の概略及びその配置状態を示す平面図である。
【０００３】
図３において、上記冷凍装置は、冷凍庫１００の外側下部に設置されたコンデンシングユニット１と、冷凍庫１００内に設置されたエバポレータユニット３０とが冷媒配管４０で接続されて構成される。
【０００４】
上記コンデンシングユニット１は、図４に示されるように、そのケーシング２内に走行用エンジンとは別個に設けられたエンジン５、遠心クラッチ１１、同エンジン５によって駆動されるコンプレッサ６、商用電源によって上記コンプレッサ６を駆動する電動モータ７、及びコンデンサ８とラジエータ９に外気を導入し、これらを冷却する冷却ファン１０、及びオルタネータ１３がそれぞれ駆動軸を平行にして配設されている。上記ケーシング２の正面２ａには、外気の導入口となる複数のルーバ群を有する吸込口３が設けられるとともに、後面２ｂには排出口１２が設けられている。
【０００５】
上記エンジン５の動力は、遠心クラッチ１１及び伝導ベルトを介して、電動モータ７を中継しコンプレッサ６に伝達されるとともに、冷却ファン１０及びオルタネータ１３にも伝達される。車両の走行中においては、エンジン５が使用され、同エンジン５から遠心クラッチ１１を介して伝達される動力により、コンプレッサ６及び冷却ファン１０及びオルタネータ１３が駆動される。
【０００６】
一方、車両の停車中で商用電源の利用が可能な際には、上記電動モータ７が使用され、同電動モータ７によって、コンプレッサ６及び冷却ファン１０及びオルタネータ１３が駆動される。尚、この際において、上記エンジン５の駆動軸端に装備されている上記遠心クラッチ１１はＯＦＦ状態となっており、電動モータ７の動力のエンジン５側への伝達が遮断されている。
【０００７】
上記オルタネータ１３で発電された電力は、エンジン５のスタータ、制御用負荷、バッテリ（充電）等の電装品に使用される。
【０００８】
上記冷凍装置において、エンジン５又は電動モータ７によってコンプレッサ６が駆動されると同コンプレッサ６で圧縮された高圧、高温のガス冷媒は、コンデンサ８に送られ、ここで冷却ファン１０によって導入された外気により冷却されて凝縮液化する。この液冷媒は、冷媒配管４０（図３参照）を経て、エバポレータユニット３０（図３参照）に送られ、ここで冷凍庫１００の庫内空気を冷却し、蒸発、気化される。そして、このガス冷媒は冷媒配管４０を経てコンプレッサ６に戻り、同コンプレッサ６で圧縮される。
【０００９】
一方、上記のように冷却ファン１０が駆動され、外気は、吸込口３を経てケーシング２内に導入され、コンデンサ８でコンプレッサ６から吐出された高温、高圧のガス冷媒を冷却した後、ラジエータ９でエンジン５の冷却水を冷却して排出口１２から外部へ排出される。
【００１０】
図５には上記オルタネータ１３の電気回路図が示されている。図５において、２９は３相交流発電機、２８は同発電機２９によって発電された電流を直流に整流する３相全波整流器、２７は回路を制御するコントローラである。また、３０はフィールドコイル、２６はコンデンサ、２４は充電検知端子、２５は充電励磁端子、２３は抵抗である。２２はエンジン５のキースイッチ、２１はバッテリである。
【００１１】
上記オルタネータ１３の電気回路において、エンジン５の起動時、キースイッチ２２をオンとすると、バッテリ２１からの電流がフィールドコイル３０に流れ、上記エンジン５によって３相交流発電機２９が回転せしめられる。同発電機２９からの電流（交流）は上記３相全波整流器２８にて直流に整流され、その電圧が上昇すると、オルタネータ１３は自力で発電を続ける。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図６は、上記冷凍装置におけるエンジン５のトルク、コンプレッサ６及び冷却ファン１０、及びオルタネータ１３夫々の駆動トルク（負荷トルク）、並びにこれら各機器６，１０，１３の合計駆動トルクを示している。同図に示されるように、オルタネータ１３の駆動トルクはエンジン５の駆動立ち上がり時の遠心クラッチ１１オン（ＯＮ）直後のエンジン回転数１０００rpm 近傍でピークとなる。このためオルタネータ１３を含む各機器の駆動トルクも上記の低回転域で大きくなり、エンジン５のトルクもかかる低回転域でのピークトルクを考慮して大きく採らざるを得なくなる。
【００１３】
通常エンジン５のトルクは、上記のような各機器の合計駆動トルクに１．２〜１．５程度の安全率を乗じた値をとることから、かかる低回転域でのピークトルクに対して上記安全率を加味すると、エンジン５のトルクは高回転域において余裕があっても上記低回転域でのピークトルクのために容量（出力）の大きいエンジン５を必要とする。このため、かかる従来の冷凍装置では、エンジン５が大型化し、装置コストの上昇が避けられないという問題点がある。
【００１４】
本発明の目的は、エンジン駆動のオルタネータを有する輸送用冷凍装置において、エンジン起動後の立ち上がり時での低回転域におけるオルタネータ駆動のピークトルクの発生を回避して、エンジンの容量を小型化し、装置コストを低減することにある。
【００１５】
【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、その要旨とする手段は、冷凍車に設置されたエバポレータユニットと、コンデンシングユニットとを冷媒配管で接続し、上記コンデンシングユニットには、エンジンによりクラッチを介して駆動されるコンプレッサと、上記エンジンにより駆動される直流電源供給用のオルタネータと、商用電源に接続可能にされて上記コンプレッサを駆動する電動モータと、上記コンプレッサからの冷媒を冷却するコンデンサ及びこれの冷却ファンとを設けてなる輸送用冷凍装置において、上記オルタネータ用回路は、充電励磁端子とバッテリとの間に設けられて上記エンジンを起動する第１のスイッチと上記バッテリよりも昇圧した電源を付加可能にされた昇圧電源と、充電検知端子と上記バッテリとの間に設けられて、上記充電検知端子と上記バッテリあるいは昇圧電源との接続を切り換える第２のスイッチとを備え、上記第１のスイッチをオンとしてエンジンを起動したとき、上記第２のスイッチが上記昇圧電源と充電検知端子とを接続し、エンジン起動後所定時間経過後に上記第２のスイッチが上記バッテリと充電検知端子とを接続するように構成されたことを特徴とする輸送用冷凍装置にある。
【００１６】
上記手段によれば、第１のスイッチ（キースイッチ）をオンとしてエンジンを起動すると第２のスイッチがバッテリ電圧よりも高い昇圧電源と充電検知端子とを接続するとともにバッテリとの接続を遮断し、充電検知端子には昇圧電源がかけられ、このときオルタネータの発電電圧よりもバッテリ電圧の方が高いと判断してオルタネータは無負荷状態とされる。
【００１７】
そして、上記起動後、数十秒程度の所定時間を経過して、第２のスイッチをバッテリ側に切り替え、昇圧電源を遮断し、オルタネータは正規な発電状態となる。
【００１８】
上記のようにエンジン起動後の所定時間、つまり起動後の立ち上がり時間にはオルタネータが無負荷状態となるので、従来のもののような上記立ち上がり時における１０００rpm 程度の低回転域でのオルタネータ負荷トルクのピーク状態の発生が回避される。
【００１９】
これによって各機器を合計した負荷トルク、即ちエンジンの駆動トルクの上記低回転域でのピークが無くなり、エンジンの小容量化（小出力化）が実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下図１〜図２、及び図４を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る陸上輸送用冷凍装置におけるオルタネータの電気回路図、図２はエンジン及び各機器のトルク線図である。
【００２１】
図４は本発明が適用される陸上輸送用冷凍装置の配置図であり、図４において１はコンデンシングユニットであり、同コンデンシングユニット１は、そのケーシング２内に走行用エンジンとは別個に設けられたエンジン５、遠心クラッチ１１、同エンジン５によって駆動されるコンプレッサ６、商用電源によって上記コンプレッサ６を駆動する電動モータ７、及びコンデンサ８とラジエータ９に外気を導入し、これらを冷却する冷却ファン１０、及びオルタネータ１３がそれぞれ駆動軸を平行にして配設されている。上記ケーシング２の正面２ａには、外気の導入口となる複数のルーバ群を有する吸込口３が設けられるとともに、後面２ｂには排出口１２が設けられている。
【００２２】
上記エンジン５の動力は、遠心クラッチ１１及び伝導ベルト９ａを介して、電動モータ７を中継しコンプレッサ６に伝達されるとともに、冷却ファン１０及びオルタネータ１３にも伝達される。車両の走行中においては、エンジン５が使用され、同エンジン５から遠心クラッチ１１を介して伝達される動力により、コンプレッサ６及び冷却ファン１０及びオルタネータ１３が駆動される。
【００２３】
一方、車両の停車中で商用電源の利用が可能な際には、上記電動モータ７が使用され、同電動モータ７によって、コンプレッサ６及び冷却ファン１０及びオルタネータ１３が駆動される。尚、この際において、上記エンジン５の駆動軸端に装備されている上記遠心クラッチ１１はＯＦＦ状態となっており、電動モータ７の動力のエンジン５側への伝達が遮断されている。
【００２４】
上記オルタネータ１３で発電された電力は、エンジン５のスタータ、制御用負荷、バッテリ（充電）等の電装品に使用される。以上に示す冷凍装置の基本構成は従来のものと同様である。
【００２５】
本発明においては上記オルタネータの電気回路を改良している。
即ち図１において、２９は３相交流発電機、２８は同発電機２９によって発電された電流を直流に整流する３相全波整流器、２７は回路を制御するコントローラ、３０はフィールドコイル、２６はコンデンサである。２２はエンジン５のキースイッチ（第１のスイッチ）、２１はバッテリである。２５は上記キースイッチ２２とコントローラ２７との間に設けられた充電励磁端子、２３は抵抗である。２４は上記バッテリ２１とコントローラ２７との間に設けられた充電検知端子である。
【００２６】
４１は上記バッテリ２１よりも高電圧の昇圧電源、４２はスイッチ（第２のスイッチ）である。同スイッチ４２は上記昇圧電源４１側の接続端子Ｂ又は上記バッテリ２１側の接続端子Ａと、上記充電検知端子２４側回路との接続を切り換えるものである。
【００２７】
上記のように構成されたオルタネータ用回路を有する陸上輸送用冷凍装置において、エンジン５の起動時にキースイッチ２２をオンとするとき、スイッチ４２は昇圧電源４１側のＢ接点側にあり（バッテリ２１側のＡ接点は遮断）、これによって充電検知端子２４には高電圧の昇圧電源４１がかけられる。このとき、コントローラ２７は、上記充電検知端子を介してエンジン５によって回転されているオルタネータ１３の発電電圧よりもバッテリ２１の電圧の方が高いと判断して、オルタネータ１３を無発電状態とせしめる。
【００２８】
エンジン５の起動開始後、数十秒経過したとき、コントローラ２７からの指令によりスイッチ４２をＢ接点からＡ接点に切り替えると、充電検知端子２４の昇圧電源４１からの高い印加電圧は解除され、オルタネータ１３は正規な発電状態となる。以上の動作時におけるオルタネータ１３の駆動トルクは図２の点線で示す。
【００２９】
即ち、エンジン５を起動して数十秒間つまりエンジン起動立ち上がり時間には、上記のようにオルタネータ１３は無発電状態であり、負荷トルク（駆動トルク）はゼロ（０）となる。そして、上記時間経過後スイッチ４２をＢ接点からＡ接点に切り換えることにより、オルタネータ１３は正規運転となり、従来のものと同レベルの負荷トルク（駆動トルク）となるが、上記のようにエンジン５起動後の立ち上がり期間にはスイッチ４２がＢ接点に接続されオルタネータ１３は無発電状態であり、負荷トルクもゼロ（０）であるので、従来のもののようなエンジン５の１０００rpm 程度の低回転域におけるピークトルクは除去される。
【００３０】
従って各機器を合計した駆動トルクも上記低回転域（１０００ｒｐｍ程度）での駆動トルクのピークが除去され、従来のもののように、かかるピークトルクに対応してエンジン５のトルクを大きく設定する必要が無くなる。これによって、図２においてエンジントルクをＴ1 からＴ2 に減少でき、エンジン５を小容量（小出力）化、小型化することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、本発明によれば、エンジン起動後の立ち上がり時の低回転域に昇圧電源を充電検知端子にかけてオルタネータを無負荷状態とするので、かかる低回転域におけるオルタネータ駆動トルクのピークが無くなり、これによるエンジンの出力増大が不要となる。従ってエンジンの小容量化が実現でき、装置を小型化できるとともに装置コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る陸上輸送用冷凍装置のオルタネータの電気回路図。
【図２】上記実施形態におけるエンジン及び各機器のトルク線図。
【図３】陸上輸送用冷凍装置の全体構成図。
【図４】陸上輸送用冷凍装置におけるコンデンシングユニット内の配置図。
【図５】従来のオルタネータの電気回路図。
【図６】従来の冷凍装置における図２応当図。
【符号の説明】
１      コンデンシングユニット
５      エンジン
６      コンプレッサ
７      電動モータ
８      コンデンサ
１０    冷却ファン
１３    オルタネータ
２１    バッテリ
２２    キースイッチ
２４    充電検知端子
２５    充電励磁端子
２７    コントローラ
２８    ３相全波整流器
２９    ３相交流発電機
３０    フィールドコイル
４１    昇圧電源
４２    スイッチ（第２のスイッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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