(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナの庫内に設置した冷凍ユニットと、
該冷凍ユニットの吸込空気温度を検出する吸込空気温度検出器と、
前記冷凍ユニットの吹出空気温度を検出する吹出空気温度検出器と、
前記吸込空気温度検出器に検出された吸込空気温度とユーザの設定した第１の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、
前記吹出空気温度検出器に検出された吹出空気温度と前記第１の目標温度より所定値だけ低い第２の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第２の制御手段と、
前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とを切り替える切替手段とを具備して前記庫内の空気温度制御を行い、
前記第１の制御手段によって前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達するように前記冷凍ユニットを制御する第１の過程と、
前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達する前に前記吹出空気温度が前記第２の目標温度に到達した場合は、前記切替手段によって前記第２の制御手段に切り替えて前記吹出空気温度が前記第２の目標温度を維持するように前記冷凍ユニットを制御する第２の過程と、
該第２の過程により前記冷凍ユニットを制御した時間が所定時間を経過したとき、または前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達したとき、前記切替手段によって前記第１の制御手段に切り替えて前記冷凍ユニットを制御する第３の過程とを有することを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
【請求項２】
コンテナの庫内に設置した冷凍ユニットと、
該冷凍ユニットの吸込空気温度を検出する吸込空気温度検出器と、
前記冷凍ユニットの吹出空気温度を検出する吹出空気温度検出器と、
前記吸込空気温度検出器に検出された吸込空気温度とユーザの設定した第１の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、
前記吹出空気温度検出器に検出された吹出空気温度と前記第１の目標温度より所定値だけ低い第２の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第２の制御手段と、
前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とを切り替える切替手段とを具備して前記庫内の空気温度制御を行い、
前記第１の制御手段によって前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達するように前記冷凍ユニットを制御する第１の過程と、
該第１の過程により前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達したとき前記吹出空気温度が前記第２の目標温度に到達していない場合は、前記第１の過程により前記冷凍ユニットの制御を継続することを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
【請求項３】
コンテナの庫内に設置した冷凍ユニットの吸込空気温度とユーザの設定した第１の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、前記冷凍ユニットの吹出空気温度と前記第１の目標温度より所定値だけ低い第２の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第２の制御手段と、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とを切り替える切替手段とを具備するコンテナ用冷凍装置の温度制御方法であって、
前記第１の制御手段によって前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達するように前記冷凍ユニットを制御する第１の過程と、
前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達する前に前記吹出空気温度が前記第２の目標温度に到達した場合は、前記切替手段によって前記第２の制御手段に切り替えて前記吹出空気温度が前記第２の目標温度を維持するように前記冷凍ユニットを制御する第２の過程と、
該第２の過程により前記冷凍ユニットを制御した時間が所定時間を経過したとき、または前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達したとき、前記切替手段によって前記第１の制御手段に切り替えて前記冷凍ユニットを制御する第３の過程とを有することを特徴とするコンテナ用冷凍装置の温度制御方法。
【請求項４】
コンテナの庫内に設置した冷凍ユニットの吸込空気温度とユーザの設定した第１の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、前記冷凍ユニットの吹出空気温度と前記第１の目標温度より所定値だけ低い第２の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第２の制御手段と、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とを切り替える切替手段とを具備するコンテナ用冷凍装置の温度制御方法であって、
前記第１の制御手段によって前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達するように前記冷凍ユニットを制御する第１の過程を有し、
該第１の過程により前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達したとき前記吹出空気温度が前記第２の目標温度に到達していない場合は、前記第１の過程により前記冷凍ユニットの制御を継続することを特徴とするコンテナ用冷凍装置の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンテナ用冷凍装置に関し、特に青果物等生鮮食品の輸送用として好適な海上輸送コンテナ用冷凍装置およびその温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海上輸送で使用されるコンテナは、異なる周囲温度条件下で比較的長期間にわたって積荷の品質を保持する必要がある。特に青果物等生鮮食品は、輸送期間中常に０℃付近の温度を保持し、かつ凍結させないことが要求される。
従来、青果物等生鮮食品の海上輸送を行う冷凍コンテナは、図６に示すように圧縮機１、凝縮器２、絞り装置３、および蒸発器４から構成される冷凍ユニットを庫内の一つの壁面に取り付け、この冷凍ユニットの吸込空気６の温度を吸込空気温度検出器８で検出して温度制御器２０によって前記圧縮機１を制御してコンテナ庫内の温度が積荷の保存に適した温度になるように前記冷凍ユニットを制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の方法によって吸込空気温度制御を行っていると、図７に示すように時刻ｔ７０で運転を開始し、吸込空気温度が設定温度に到達する時刻ｔ７１までは冷凍ユニットがフル能力運転を続けるため、吹出空気温度が設定温度より低下してしまい、時刻ｔ７２では吹出部に近い場所にある積荷の温度が目標温度よりも著しく低下してしまうことにより、積荷に低温障害を与えるおそれがあるという課題があった。低温障害とは、生鮮食品が低温下に置かれることで生鮮食品を構成する組織が破壊、もしくは劣化して鮮度が急激に落ちることをいう。
【０００４】
本発明はこのような背景の下になされたもので、吸込空気温度の制御手段と吹出空気温度の制御手段とを切り替えて制御することによって吹出部に近い位置にある積荷の低温障害を回避することができるコンテナ用冷凍装置およびその温度制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成のコンテナ用冷凍装置およびその温度制御方法を採用する。
請求項１記載のコンテナ用冷凍装置は、コンテナの庫内に設置した冷凍ユニットと、該冷凍ユニットの吸込空気温度を検出する吸込空気温度検出器と、前記冷凍ユニットの吹出空気温度を検出する吹出空気温度検出器と、前記吸込空気温度検出器に検出された吸込空気温度とユーザの設定した第１の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、前記吹出空気温度検出器に検出された吹出空気温度と前記第１の目標温度より所定値だけ低い第２の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第２の制御手段と、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とを切り替える切替手段とを具備して前記庫内の空気温度制御を行い、前記第１の制御手段によって前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達するように前記冷凍ユニットを制御する第１の過程と、前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達する前に前記吹出空気温度が前記第２の目標温度に到達した場合は、前記切替手段によって前記第２の制御手段に切り替えて前記吹出空気温度が前記第２の目標温度を維持するように前記冷凍ユニットを制御する第２の過程と、該第２の過程により前記冷凍ユニットを制御した時間が所定時間を経過したとき、または前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達したとき、前記切替手段によって前記第１の制御手段に切り替えて前記冷凍ユニットを制御する第３の過程とを有することを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載のコンテナ用冷凍装置は、コンテナの庫内に設置した冷凍ユニットと、該冷凍ユニットの吸込空気温度を検出する吸込空気温度検出器と、前記冷凍ユニットの吹出空気温度を検出する吹出空気温度検出器と、前記吸込空気温度検出器に検出された吸込空気温度とユーザの設定した第１の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、前記吹出空気温度検出器に検出された吹出空気温度と前記第１の目標温度より所定値だけ低い第２の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第２の制御手段と、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とを切り替える切替手段とを具備して前記庫内の空気温度制御を行い、前記第１の制御手段によって前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達するように前記冷凍ユニットを制御する第１の過程と、該第１の過程により前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達したとき前記吹出空気温度が前記第２の目標温度に到達していない場合は、前記第１の過程により前記冷凍ユニットの制御を継続することを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載のコンテナ用冷凍装置の温度制御方法は、コンテナの庫内に設置した冷凍ユニットの吸込空気温度とユーザの設定した第１の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、前記冷凍ユニットの吹出空気温度と前記第１の目標温度より所定値だけ低い第２の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第２の制御手段と、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とを切り替える切替手段とを具備して前記庫内の空気温度制御を行うコンテナ用冷凍装置の温度制御方法であって、
前記第１の制御手段によって前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達するように前記冷凍ユニットを制御する第１の過程と、
前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達する前に前記吹出空気温度が前記第２の目標温度に到達した場合は、前記切替手段によって前記第２の制御手段に切り替えて前記吹出空気温度が前記第２の目標温度を維持するように前記冷凍ユニットを制御する第２の過程と、
該第２の過程により前記冷凍ユニットを制御した時間が所定時間を経過したとき、または前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達したとき、前記切替手段によって前記第１の制御手段に切り替えて前記冷凍ユニットを制御する第３の過程とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載のコンテナ用冷凍装置の温度制御方法は、コンテナの庫内に設置した冷凍ユニットの吸込空気温度とユーザの設定した第１の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、前記冷凍ユニットの吹出空気温度と前記第１の目標温度より所定値だけ低い第２の目標温度とを比較し、両者が等しくなるように前記冷凍ユニットを制御する第２の制御手段と、前記第１の制御手段と前記第２の制御手段とを切り替える切替手段とを具備して前記庫内の空気温度制御を行うコンテナ用冷凍装置の温度制御方法であって、
前記第１の制御手段によって前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達するように前記冷凍ユニットを制御する第１の過程を有し、
該第１の過程により前記吸込空気温度が前記第１の目標温度に到達したとき前記吹出空気温度が前記第２の目標温度に到達していない場合は、前記第１の過程により前記冷凍ユニットの制御を継続することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、吸込空気温度を検出して冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、吹出空気温度を検出して冷凍ユニットを制御する第２の制御手段とを具備し、これら２つの制御手段を切り替えて冷凍ユニットを制御することによって、吹出空気温度のオーバシュートによる積荷の凍結障害を防止することができる。
【００１１】
この発明によれば、吸込空気温度を検出する第１の制御手段によって冷凍ユニットの運転を開始し、吹出空気温度が第２の目標温度に到達したことを検出して吹出空気温度を検出する第２の制御手段に切り替えて第２の目標温度を維持するように冷凍ユニットを運転して所定時間が経過するか、または吸込空気温度が第１の目標温度に到達すると、吸込空気温度を検出する第１の制御手段に切り替えて第１の目標温度を維持するように冷凍ユニットを運転することによって、コンテナ庫内の空気温度を素早く低下させることができるとともに第２の目標温度より著しく低下することがなくなり、吹出空気温度のオーバシュートによる積荷の凍結障害を防止することができる。
【００１２】
この発明によれば、吸込空気温度を検出する第１の制御手段によって冷凍ユニットの運転を開始し、吸込空気温度が第１の目標温度に到達したとき、吹出空気温度がまだ第２の目標温度に到達していなければ、第１の制御手段による冷凍ユニットの運転を継続することによってコンテナ庫内の空気温度を第１の目標温度と第２の目標温度の間の温度に保つことができる。この様な状態は、積荷の量が少ない場合に生じる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１ないし図５を参照しながら説明する。
図１は海上輸送コンテナ用冷凍装置の構成を示すブロック図である。
この図の圧縮機１、凝縮器２、絞り装置３、および蒸発器４によって冷凍ユニットが構成され、コンテナ庫内の一つの壁面に設置される。この冷凍ユニットの吸込空気６の温度を吸込空気温度検出器８で検出して温度制御器１０に取り込む。また、吹出空気７の温度を吹出温度検出器９で検出して温度制御器１０に取り込む。
温度制御器１０は取り込んだ温度データに基づいて、能力制御弁５の開度を制御する。
【００１４】
図２は前記温度制御器１０の内部構成を示すブロック図である。
この図において、符号８１は前記吸込空気温度検出器８の検出データであり、この検出データと第１の目標温度１０１とを比較回路１０２で比較し、比較出力信号を第１の制御手段１０３に与えて吸込空気温度８１と第１の目標温度１０１とが等しくなるような制御を行う。
また、符号９１は前記吹出空気温度検出器９の検出データであり、この検出データと第２の目標温度とを比較回路２０２で比較し、比較出力信号を第２の制御手段２０３に与えて吸込空気温度９１と第２の目標温度２０１とが等しくなるような制御を行う。
【００１５】
第１の制御手段１０３および第２の制御手段２０３の出力は切替手段３００に入力され、比較回路１０２の比較出力信号と比較回路２０２の比較出力信号とからどちらの制御手段の信号によって冷凍ユニットを制御するかを決定して、前記能力制御弁５を制御する。
【００１６】
次に、図３から図５は上述の構成による海上輸送コンテナ用冷凍装置の動作を説明するための動作特性図であり、これらの図によって各動作モードについて説明する。
【００１７】
［動作モード１］
図３において、横軸は時間を示し、縦軸は庫内温度を示している。庫内温度のうち第１の目標温度は青果物等生鮮食品が長時間鮮度を保つことができる温度、通常０℃前後の温度が選定され、第２の目標温度は前記第１の目標温度よりも低く、かつ前記食品が凍結して低温障害を受けることのない温度、たとえば−１．５℃前後の温度が選定される。
【００１８】
時刻ｔ30において冷凍ユニットの運転を開始すると、まず第１の制御手段１０３による吸込空気温度制御によって能力制御弁５を駆動する（期間Ｔ30）。この期間は吸込空気温度８１と第１の目標温度１０１との間の差が大きいので、能力制御弁５を最大能力付近で制御することになる。
そして吸込空気温度８１が第１の目標温度１０１に到達する前に、吹出空気温度９１が第２の目標温度２０１に到達した時刻ｔ31において、切替手段３００によって制御を第２の制御手段２０３による吹出空気温度制御に切り替えて吹出空気温度９１を第２の目標温度２０１に維持するように能力制御弁５を制御する（期間Ｔ31）。
【００１９】
さらに時刻ｔ32において吸込空気温度８１が第１の目標温度１０１に到達すると、切替手段３００によって制御を第１の制御手段１０３に切り替えて吸込空気温度８１が第１の目標温度１０１を維持するように能力制御弁５を制御する（期間３２）。
この動作モードは、コンテナ庫内への熱負荷が適度な量にあるときにあらわれ、吸込空気温度８１は第１の目標温度を維持することができ、吹出空気温度９１は第１の目標温度１０１と第２の目標温度２０１の中間の温度を維持することができる。
【００２０】
［動作モード２］
図４において、横軸は時間を示し、縦軸は庫内温度を示している。庫内温度のうち第１の目標温度は青果物等生鮮食品が長時間鮮度を保つことができる温度、通常０℃前後の温度が選定され、第２の目標温度は前記第１の目標温度よりも低く、かつ前記食品が凍結して低温障害を受けることのない温度、たとえば−１．５℃前後の温度が選定される。これらの温度設定は［動作モード１］と同一である。
【００２１】
時刻ｔ40において冷凍ユニットの運転を開始すると、まず第１の制御手段１０３による吸込空気温度制御によって能力制御弁５を制御する（期間Ｔ40）。この期間は吸込空気温度８１と第１の目標温度１０１との間の差が大きいので、能力制御弁５を最大能力付近で制御することになる。
そして吸込空気温度８１が第１の目標温度１０１に到達する前に、吹出空気温度９１が第２の目標温度２０１に到達した時刻ｔ41において、切替手段３００によって制御を第２の制御手段２０３による吹出空気温度制御に切り替えて吹出空気温度９１を第２の目標温度２０１に維持するように能力制御弁５を制御する（期間Ｔ41）。
【００２２】
さらに所定時間（この図では３０分）第２の制御手段による能力制御弁５の制御を続けても吸込空気温度８１が第１の目標温度１０１に到達しなければ、時刻ｔ42において切替手段３００によって制御を第１の制御手段１０３に切り替えて吸込空気温度８１が第１の目標温度１０１に到達するように能力制御弁５を制御する（期間Ｔ42）。
この動作モードは、コンテナ庫内への熱負荷が多い場合にあらわれ、時刻ｔ42において制御を第１の制御手段１０３に切り替えたとき、吸込空気温度８１を第１の目標温度に到達させるように動作し、期間Ｔ42では吹出空気温度９１は第２の目標温度２０１より若干低い温度になる。
【００２３】
［動作モード３］
図５において、横軸は時間を示し、縦軸は庫内温度を示している。庫内温度のうち第１の目標温度は青果物等生鮮食品が長時間鮮度を保つことができる温度、通常０℃前後の温度が選定され、第２の目標温度は前記第１の目標温度よりも低く、かつ前記食品が凍結して低温障害を受けることのない温度、たとえば−１．５℃前後の温度が選定される。これらの温度設定は［動作モード１］、または［動作モード２］と同一である。
【００２４】
時刻ｔ50において冷凍ユニットの運転を開始すると、第１の制御手段１０３による吸込空気温度制御によって能力制御弁５を制御する（期間Ｔ50）。この期間は吸込空気温度８１と第１の目標温度１０１との間の差が大きいので、能力制御弁５を最大能力付近で制御することになる。
そして時刻ｔ51において吸込空気温度８１が第１の目標温度１０１に到達したとき、吹出空気温度９１はまだ第２の目標温度２０１に到達していない。従って続く期間Ｔ51においても第１の制御手段による制御を継続して庫内の空気温度制御を行う。
この動作モードは、コンテナ庫内への熱負荷が少ない場合にあらわれる。
【００２５】
なお、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。また、本実施形態においては海上輸送コンテナ用冷凍装置を例に本発明について説明したが、本発明のコンテナ用冷凍装置およびその温度制御方法は海上輸送用のコンテナへの利用を限定するものではなく、あらゆるコンテナに適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
これまでに説明したように、本発明によれば、吸込空気温度を検出して冷凍ユニットを制御する第１の制御手段と、吹出空気温度を検出して冷凍ユニットを制御する第２の制御手段とを具備し、これら２つの制御手段を切り替えて冷凍ユニットを制御することによって、きめ細かにコンテナ庫内の空気温度制御を行うことができる。
【００２７】
また、本発明によれば、吸込空気温度を検出する第１の制御手段によって冷凍ユニットの運転を開始し、吹出空気温度が第２の目標温度に到達したことを検出して吹出空気温度を検出する第２の制御手段に切り替えて第２の目標温度を維持するように冷凍ユニットを運転し、所定時間が経過するか、または吸込空気温度が第１の目標温度に到達すると、吸込空気温度を検出する第１の制御手段に切り替えて冷凍ユニットを運転することによって、コンテナ庫内の空気温度が素早く低下するとともに第２の目標温度より著しく低下することがなくなり、吹出空気温度のオーバシュートによる積荷の凍結障害を防止することができる。
【００２８】
本発明によれば、吸込空気温度を検出する第１の制御手段によって冷凍ユニットの運転を行い、吸込空気温度が第１の目標温度に到達したとき、吹出空気温度が第２の目標温度に到達していなければ、第１の制御手段による冷凍ユニットの運転を継続することによってコンテナ庫内の空気温度を第１の目標温度と第２の目標温度の間の温度に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態による海上輸送コンテナ用冷凍装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１の温度制御器１０の内部構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の一実施の形態による海上輸送コンテナ用冷凍装置の動作特性図（動作モード１）である。
【図４】  本発明の一実施の形態による海上輸送コンテナ用冷凍装置の動作特性図（動作モード２）である。
【図５】  本発明の一実施の形態による海上輸送コンテナ用冷凍装置の動作特性図（動作モード３）である。
【図６】  従来の技術による海上輸送コンテナ用冷凍装置の構成を示すブロック図である。
【図７】  従来の技術による海上輸送コンテナ用冷凍装置の動作特性図である。
【符号の説明】
１      圧縮機
２      凝縮器
３      絞り装置
４      蒸発器
５      能力制御弁
６      吸込空気
７      吹出空気
８      吸込空気温度検出器
９      吹出空気温度検出器
１０    温度制御器
２０    温度制御器
８１    吸込空気温度
９１    吹出空気温度
１０１  第１の目標温度
１０２  比較回路
１０３  第１の制御手段
２０１  第２の目標温度
２０２  比較回路
２０３  第２の制御手段
３００  切替手段
【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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【図７】
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