(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍ユニットを制御することによって冷凍庫内の温度を設定温度に近づける冷凍装置であって、前記冷凍ユニットの運転開始後、第１の所定時間が経過してから第２の所定時間が経過するまでの冷凍庫内の温度変化を検出する温度変化検出手段と、該温度変化検出手段の検出した温度変化が所定変化量以下のときに異常が発生したと判定する異常判定手段とを具備し、
前記温度変化検出手段は、前記第１の所定時間が経過したときの庫内温度と設定温度との差が基準値以上である場合にのみ、前記第２の所定時間が経過したときの庫内温度をデータとして格納し、前記基準値を前記所定変化量として前記異常判定手段が判定を行うことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
冷凍ユニットを制御することによって冷凍庫内の温度を設定温度に近づける冷凍装置の異常検出方法であって、前記冷凍ユニットの運転開始後、第１の所定時間が経過したときの庫内温度と設定温度との差が基準値以上である場合にのみ、前記第１の所定時間が経過してから第２の所定時間が経過するまでの冷凍庫内の温度変化を検出し、検出した温度変化が前記基準値以下のときに異常が発生したと判定することを特徴とする冷凍装置の異常検出方法。
【請求項３】
前記第１の所定時間が５分以内であり、前記第２の所定時間が１時間以内であることを特徴とする請求項２記載の冷凍装置の異常検出方法。
【請求項４】
前記所定温度が、外気温度の関数で与えられることを特徴とする請求項２または３記載の冷凍装置の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒ガス漏れ等の原因により冷凍（または加温）性能が低下した場合にそれを早期に発見できるようにした冷凍装置に係り、特に輸送用コンテナなどに用いられる冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４はこの種の冷凍装置の例として示すコンテナ用冷凍装置の概略構成図である。この冷凍装置は、冷凍庫であるコンテナ１の内部温度を、積荷Ｆを保管するのに適した−３０℃〜＋２５℃程度の範囲の所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ものである。
【０００３】
図において、２はコンテナ１内を冷却および加温する冷凍ユニットであり、コンプレッサ３、コンデンサ４、コンデンサファン５、エバポレータ６、エバポレータファン７、図示略の膨張弁等より構成されている。冷却器ユニット２はコンテナ１の端壁に設けられ、仕切壁８によって庫内Ｓと隔てられている。仕切壁８と端壁の間には、コンテナ１の底面の吹出室９に通じる通風路９が設けられ、その通風路９にエバポレータ６およびエバポレータファン７が配置されている。また、エバポレータ６の吸込側と吹出側にそれぞれ吸込温度センサ１１と吹出温度センサ１２が設けられている。
【０００４】
この冷凍装置では、図示しないコントローラにて設定温度を入力して運転スイッチをＯＮすると、コントローラが冷凍ユニット２を制御して、庫内温度を設定温度に近づけるように運転する。即ち、コントローラが吸込温度センサ１１あるいは吹出温度センサ１２の検出する庫内温度と設定温度の差に基づいて冷凍ユニット２を比例制御することにより、庫内温度を設定温度に近づける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の冷凍装置では、冷媒ガス漏れ等による異常が生じた場合に庫内の冷え具合や温まり具合が甘くなることがあるが、従来装置はそのような異常が生じた場合でも異常状態を知らせる手段を持たなかったので、そのまま運転を継続してしまうことにより、長時間経過しても庫内温度が設定温度に到達しないという事態を発生し、その結果、積荷にダメージを与えるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、性能の異常を早期に発見することにより、積荷へのダメージを最小限に抑えることのできる冷凍装置およびその異常検出方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、次のような構成の冷凍装置およびその異常検出方法を採用する。すなわち本発明に係る請求項１記載の冷凍装置は、冷凍ユニットを制御することによって冷凍庫内の温度を設定温度に近づける冷凍装置であって、前記冷凍ユニットの運転開始後、第１の所定時間が経過してから第２の所定時間が経過するまでの冷凍庫内の温度変化を検出する温度変化検出手段と、該温度変化検出手段の検出した温度変化が所定変化量以下のときに異常が発生したと判定する異常判定手段とを具備し、前記温度変化検出手段は、前記第１の所定時間が経過したときの庫内温度と設定温度との差が基準値以上である場合にのみ、前記第２の所定時間が経過したときの庫内温度をデータとして格納し、前記基準値を前記所定変化量として前記異常判定手段が判定を行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の冷凍装置の異常検出方法は、冷凍ユニットを制御することによって冷凍庫内の温度を設定温度に近づける冷凍装置の異常検出方法であって、前記冷凍ユニットの運転開始後、第１の所定時間が経過したときの庫内温度と設定温度との差が基準値以上である場合にのみ、前記第１の所定時間が経過してから第２の所定時間が経過するまでの冷凍庫内の温度変化を検出し、検出した温度変化が前記基準値以下のときに異常が発生したと判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の冷凍装置の異常検出方法は、請求項２記載の冷凍装置の異常検出方法において、前記第１の所定時間が５分以内であり、前記第２の所定時間が１時間以内であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の冷凍装置の異常検出方法は、請求項２または３記載の冷凍装置の異常検出方法において、前記所定温度が、外気温度の関数で与えられることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、第１の所定時間が経過してから第２の所定時間が経過するまでの庫内の温度変化を監視し、その温度変化が所定温度よりも小さいときに、冷媒ガス漏れ等の異常が発生しているために冷え具合や温まり具合が甘くなっていると判断する。つまり、この種の冷凍装置の場合、運転開始後の初期の段階においては、ある一定以上の温度勾配で庫内温度が降下または上昇するのが普通であり、外気温度等に応じて若干の差異はあるものの、おおよその温度変化の予想がつくものである。
【００１２】
そこで、本発明では、運転開始後、第１の所定時間が経過してから第２の所定時間が経過するまでの間で、ある一定以上の温度勾配があるかどうかを監視するようにしている。そして、その間に、冷凍ユニットが正常であれば当然達成し得るであろう温度勾配を実際には達成し得ていない場合に、冷媒ガス漏れ等の異常が発生していると判定するのである。
【００１３】
したがって、早期の段階で異常を発見することができ、異常がある場合には適切な対策を容易に講じることができるようになる。この場合、特に温度勾配のきつい運転開始直後の段階で温度変化を監視するのが有効であり、そうすることによりダメージが大きくなる前に異常事態に対する対策を講じることができる。
【００１４】
異常判定のための温度勾配の監視を適切に行うには、運転が安定していないといけない。そこで、運転スイッチをＯＮした後、運転が安定するまでの数十秒〜数分（第１の所定時間＝５分以内）を待ち、それから温度変化の測定に入る。測定時間は、第１の所定時間が経過してから第２の所定時間が経過するまでとし、第２の所定時間として１時間以内の任意の時間を設定する。この第２の所定時間としては、冷凍ユニットが正常な場合に庫内温度が設定温度に到達するまでの予想所要時間の数分の１程度に設定するのが望ましいが、異常の早期発見という観点からはできるだけ早い方がよい。そこで、数十分〜１時間の間の任意の時間に設定するのがよい。
【００１５】
異常判定のためのしきい値としての温度変化量は５℃程度が望ましいが、外気温度によって条件が変わることを考慮して、請求項３の発明では、所定温度を外気温度の関数で与えるものとしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は一例として、外気温度が約３０℃のときに庫内温度を約−１８℃に冷却する場合の運転スイッチＯＮからの庫内温度Ｔの変化を示す図である。実線は正常時の温度変化、波線は冷媒ガス漏れ等が発生した異常時（性能が１００％発揮できない時）の温度変化を示している。図２は異常検出のためにコントローラで実行される制御ルーチンを示すフローチャート、図３は実施形態の冷凍装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１７】
図３に示すように、コントローラ２０は、温度設定器２１の入力信号、吸込温度センサ１１の検出信号、吹出温度センサ１２の検出信号等を適当なタイミングで読み取り、それらのデータに基づいて冷凍ユニット２を制御し、必要に応じて表示装置２２の表示を制御する。また、コントローラ２０は、冷凍ユニット２の運転開始後、第１の所定時間（後述するＡ１）が経過してから第２の所定時間（同じく後述するＡ２）が経過するまでの冷凍庫内の温度変化を検出する温度変化検出手段２０ａと、温度変化検出手段２０ａの検出した温度変化が所定温度以下のときに異常が発生したと判定する異常判定手段２０ｂとを備えており、運転開始スイッチがＯＮされると、図２のフローチャートに示す異常検出のためのルーチンを実行する。
【００１８】
図１および図２を参照しながら異常検出機能を説明する。
運転開始スイッチのＯＮにより図２の処理がスタートすると、最初のステップ１０１で、温度設定器によって設定された設定温度Ｔｓを読み取る。次に経過時間をカウントするタイマＡをスタートし、第１の所定時間であるＡ１時間が経過するのを待つ（ステップ１０３）。このＡ１時間は、運転が安定するまでの時間であり、数秒から数分の間の適当な時間を設定する。おおよそ５分以内、好ましくは２〜３分に設定すればよい。
【００１９】
運転開始からＡ１時間が経過したら、ステップ１０４に進み、異常判定のためのしきい値としてΔＴ（所定温度）を設定する。このΔＴは、予め固定的（例えば５℃）に設定しておいてもよいが、外気温度に応じて変化させてもよい。外気温度に応じて変化させる場合は、予め外気温度の関数として与えるのがよい。
【００２０】
次にステップ１０５に進んで庫内温度Ｔを読み取る。庫内温度Ｔとしては、吸込温度センサ１１または吹出温度センサ１２の検出値を用いる。庫内温度Ｔを読み込んだら、ステップ１０６で庫内温度Ｔと設定温度Ｔｓとの差｜Ｔ−Ｔｓ｜が一定（ΔＴ＋α）以上であるかどうかをチェックする。このステップ１０５を設けたのは、庫内温度Ｔと設定温度Ｔｓとの差｜Ｔ−Ｔｓ｜が、少なくとも温度変化量を比較するための基準値ΔＴ以上ないと、この処理自体が無意味となるからである。また、庫内温度Ｔと設定温度Ｔｓが近い状態では、この処理を行う意味がないからである。つまり、ステップ１０６では、本処理の有効・無効を判断している。なお、αは余裕を持たせるための値であり、ΔＴよりもかなり小さい値を用いる。
【００２１】
ステップ１０６で、庫内温度Ｔと設定温度Ｔｓとの差｜Ｔ−Ｔｓ｜がΔＴ＋α以上であると判断した場合は、ステップ１０７、１０８、１０９に進み、そうでない場合は、本ルーチンを終了する。ステップ１０８においては、Ａ１時点の庫内温度データＴをＴ１として格納する。Ｔ１の値は次の処理で通過する時に更新しないようにするため、ステップ１０９でフラグＦを立てて、ステップ１０７でフラグＦの値をチェックするようにしている。
【００２２】
Ａ１時点の庫内温度データＴをＴ１として記憶したら、次にステップ１１０で第２の所定時間であるＡ２時間が経過するのを待つ。Ａ２時間は、数十分〜１時間程度の間の任意の時間に設定する。Ａ２時間の経過を待つ間は、庫内温度Ｔを適当なタイミング（１秒毎）で読み取り、ステップ１０６で庫内温度Ｔが無効範囲に入っていないかを確認する。フラグＦの設定によりステップ１０７からステップ１１０に進み、Ａ２時間の経過を待つ。そして、Ａ２時間が経過したら、ステップ１１１にてその時点の庫内温度データＴをＴ２として格納する。
【００２３】
次いでステップ１１２で、予め記憶してあるＴ１とＴ２の差｜Ｔ１−Ｔ２｜（温度変化量）がΔＴより大きいかどうかをチェックする。温度変化がΔＴより大きければ、ステップ１１３で性能に問題なしとする判定結果を出し、温度変化がΔＴより小さければ、ステップ１１４で性能に問題ありとする判定結果を出し、この結果を表示装置２２に出力する。なお、このように異常判定した場合でも、この場合の異常は、故障とまで言うべきものではなく、単なる性能低下と言うべきものであるので、必ずしも冷凍ユニット２の運転を停止するまで行わなくてもよく、運転は継続しておいてもよい。
【００２４】
以上の処理を行うことにより、運転開始後の温度勾配がきつい段階で、異常がある場合は異常を早期に発見することができる。したがって、庫内の積荷に与えるダメージを最小限に留めることができる。
【００２５】
なお、上記においては、冷却運転の場合を述べたが、加温運転の場合も同様の処理を行うことで、冷媒ガス漏れ等の異常を早期に発見することができる。その場合も、図２のフローチャートにしたがって処理を進めればよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、冷凍装置の運転後、早期に異常を知らせることができるので、装置の点検・修復が容易に可能であり、積荷へのダメージを小さくすることができる。また、時間を設定することにより、その効果をより確実にして積荷へのダメージを最小限に抑えることができる。さらに、異常判定のためのしきい値を決めることで、実情に即して正確に異常判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の説明図であり、正常時と異常時の庫内温度変化の違いを示す特性図である。
【図２】同実施形態の冷凍装置で行う処理の内容を示すフローチャートである。
【図３】同実施形態の冷凍装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】従来のコンテナ用冷凍装置の概略説明図である。
【符号の説明】
２      冷凍ユニット
１１    吸込温度センサ
１２    吹出温度センサ
２０    コントローラ
２０ａ  温度変化検出手段
２０ｂ  異常判定手段
２２    表示装置
【図１】
0003600588.tif 000002
【図２】
0003600588.tif 000003
【図３】
0003600588.tif 000004
【図４】
0003600588.tif 000005