(57)【要約】【課題】  太陽光で発電した電気エネルギーを利用して二酸化炭素冷媒を用いた冷媒回路を備えた冷温熱発生装置を作動し、冷温熱発生装置で発生する冷熱を利用して冷凍庫内の冷却を行うとともに、温熱も利用して全体のエネルギー利用効率を向上した太陽光発電装置搭載冷凍車の提供。【解決手段】  車両２に設けられた冷凍庫３と、冷凍庫３の外面に設けられた太陽電池パネル４を備えた太陽光発電装置５と、太陽光発電装置５で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路を有する冷温熱発生装置６と冷温熱発生装置６で発生した冷温熱を利用するための装置７を備えた太陽光発電装置搭載冷凍車１により課題を解決できる。【選択図】  図１
2006200820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた冷凍庫と、前記冷凍庫の外面に設けられた太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路を有する冷温熱発生装置と、前記冷温熱発生装置で発生した冷温熱を利用するための装置を備えたことを特徴とする太陽光発電装置搭載冷凍車。
【請求項２】
前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーを蓄える蓄電池を備え、前記蓄電池の電気エネルギーにより前記冷温熱発生装置の冷媒回路を作動させることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置搭載冷凍車。
【請求項３】
前記太陽電池パネルを、前記冷凍庫の天井より間隔をあけて配置したことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の太陽光発電装置搭載冷凍車。
【請求項４】
前記太陽電池パネルでの発電と前記蓄電池からの給電のうち太陽電池での発電を優先的に作動電力として用いる制御装置を備えたたことを特徴とする請求項２あるいは請求項３記載の太陽光発電装置搭載冷凍車。
【請求項５】
前記制御装置に、前記太陽電池パネルでの発電量と前記蓄電池からの給電量との総量が不十分と判断した場合、冷凍車のバッテリーおよび／または冷凍車の発電機からの電力を使用する機能を備えたことを特徴とする請求項４記載の太陽光発電装置搭載冷凍車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光で発電する太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置搭載冷凍車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラックなどの車両の荷台に冷凍コンテナを積載し、この冷凍コンテナの外側壁面に太陽電池パネルを設置し、太陽光で発電した電気エネルギーにより冷媒回路の電動圧縮機を駆動して前記冷凍コンテナ内を冷却するようにした車載用冷却装置の電源装置（特許文献１参照）が提案されている。
【０００３】
一方、冷凍回路には、冷媒としてフロン（Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３４ａなど）が一般的に用いられていた。しかしながら、フロンは大気中に放出されると大きな温暖化効果やオゾン層破壊などの問題を有している。このため、近年、環境に与える影響の少ない他の自然冷媒、例えば、酸素（Ｏ2 ）、二酸化炭素（ＣＯ2）、ハイドロカーボン（ＨＣ）、アンモニア（ＮＨ3 ）、水（Ｈ2 Ｏ）を冷媒として用いる研究が行われている。
これら自然冷媒の内、酸素と水は、圧力が低くて冷凍回路の冷媒としては用いることが困難であり、アンモニアやハイドロカーボンは可燃性であるため、取り扱いが難しい問題がある。このため、二酸化炭素（ＣＯ2 ）を冷媒として用いた冷却装置が開発されてきている（特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開平６−１３５２２２号公報
【特許文献２】特開平１０−１９４０１号公報
【特許文献３】特公平７−１８６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の車載用冷却装置の電源装置は、太陽光で発電した電気エネルギーを利用して圧縮機を運転するか、冷凍車のエンジンによって圧縮機を運転し、もっぱら冷凍コンテナ内を冷却するための用途に用いられるものであった。
【０００５】
本発明の目的は、太陽光で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素冷媒を用いた冷媒回路を備えた冷温熱発生装置を用い、冷温熱発生装置で発生する冷熱を利用して冷凍庫内の冷却を行うとともに、温熱も利用して全体のエネルギー利用効率を向上した太陽光発電装置搭載冷凍車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解消するための本発明の請求項１に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、車両に設けられた冷凍庫と、前記冷凍庫の外面に設けられた太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路を有する冷温熱発生装置と、前記冷温熱発生装置で発生した冷温熱を利用するための装置を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、請求項１記載の太陽光発電装置搭載冷凍車において、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーを蓄える蓄電池を備え、前記蓄電池の電気エネルギーにより前記冷温熱発生装置の冷媒回路を作動させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、請求項１あるいは請求項２記載の太陽光発電装置搭載冷凍車において、前記太陽電池パネルを、前記冷凍庫の天井より間隔をあけて配置したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、請求項２あるいは請求項３記載の太陽光発電装置搭載冷凍車において、前記太陽電池パネルでの発電と前記蓄電池からの給電のうち太陽電池での発電を優先的に作動電力として用いる制御装置を備えたたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項５に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、請求項４記載の太陽光発電装置搭載冷凍車において、前記制御装置に、前記太陽電池パネルでの発電量と前記蓄電池からの給電量との総量が不十分と判断した場合、冷凍車のバッテリーおよび／または冷凍車の発電機からの電力を使用する機能を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記課題を解消するための本発明の請求項１に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、車両に設けられた冷凍庫と、前記冷凍庫の外面に設けられた太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路を有する冷温熱発生装置と、前記冷温熱発生装置で発生した冷温熱を利用するための装置を備えたことを特徴とするものであり、
太陽光で発電した電気エネルギーを利用して作動する冷温熱発生装置で発生する冷熱を利用して冷凍庫内の冷却を行うとともに、温熱も利用して運転室内の冷暖房をしたり、給湯などをできるようにしたので、環境にやさしく、全体のエネルギー利用効率を向上できるという、顕著な効果を奏する。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、請求項１記載の太陽光発電装置搭載冷凍車において、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーを蓄える蓄電池を備え、前記蓄電池の電気エネルギーにより前記冷温熱発生装置の冷媒回路を作動させるようにしたので、夜間、雨や曇りの日にも前記冷温熱発生装置で発生した冷熱を利用するための装置を用いて冷凍、冷房などを行うことができ、前記冷温熱発生装置で発生した温熱を利用するための装置を用いて暖房、給湯などを行うことができるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、請求項１あるいは請求項２記載の太陽光発電装置搭載冷凍車において、前記太陽電池パネルを、前記冷凍庫の天井より間隔をあけて配置したことを特徴とするものであり、
太陽電池パネルを冷却して、発電効率を向上できるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、請求項２あるいは請求項３記載の太陽光発電装置搭載冷凍車において、前記太陽電池パネルでの発電と前記蓄電池からの給電のうち太陽電池での発電を優先的に作動電力として用いる制御装置を備えたたことを特徴とするものであり、
蓄電、放電の際にロスのある蓄電池の使用を抑えて太陽電池での発電した電力を優先的に使用できるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の太陽光発電装置搭載冷凍車は、請求項４記載の太陽光発電装置搭載冷凍車において、前記制御装置に、前記太陽電池パネルでの発電量と前記蓄電池からの給電量との総量が不十分と判断した場合、冷凍車のバッテリーおよび／または冷凍車の発電機からの電力を使用する機能を備えたことを特徴とするものであり、
夜間、雨天時のように、太陽電池パネルでの発電量と蓄電池からの給電量との総量が不十分の場合でも、冷凍車のバッテリーおよび／または冷凍車の発電機からの電力で冷温熱発生装置を作動して冷温熱利用装置を利用できるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に本発明を図を用いて実施の形態に基づいて詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の１例の側面を模式的に説明する説明図である。
図２は、図１に示した本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の平面説明図である。
図３は、図１に示した本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の冷媒回路を有する冷温熱発生装置の１例を説明する説明図である。
【００１７】
図１、２に示したように本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車１は、車両２に設けられた冷凍庫３を備えており、冷凍庫３の外面上部には太陽電池パネル４が設置されている。
太陽光発電装置搭載冷凍車１には、太陽電池パネル４で発電した直流電力を図示しないケーブルを介して図示しないパワーコンデイショナーに入力してそこで交流電力に変換するか、あるいは直流電力のまま利用する太陽光発電装置５が設けられており、そして太陽光発電装置５で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路を有する冷温熱発生装置６と、冷温熱発生装置６で発生した冷温熱を利用するための装置７が備えられている。
本発明で用いる太陽電池パネル２、図示しないパワーコンデイショナー、装置７などは市販品を用いることができる。
【００１８】
そして、太陽光発電装置５で発電した電気エネルギーは、冷温熱発生装置６の圧縮機１０や各ファン１５１、１５２など、冷温熱利用装置７の各駆動源に入力されて、図示しない制御装置によりそれぞれの目的に合わせて制御して作動するようになっている。
【００１９】
図３において、二酸化炭素（ＣＯ2 ）を冷媒として使用する内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリ圧縮機１０は冷媒回路を有する冷温熱発生装置６の一部を構成する。
圧縮機１０は、例えばアルミニウム系金属からなる円筒状の密閉容器１２内の電動要素１４とこの電動要素１４の回転軸１６で駆動される下段の回転圧縮要素３２および上段の回転圧縮要素３４を備えて構成されており、密閉容器１２は底部を各摺動部へ潤滑油を送って潤滑するための潤滑油の溜めとなっている。
圧縮機１０は冷媒導入管９４から吸い込まれた冷媒ガスを１段目の下段の回転圧縮要素３２で圧縮して、密閉容器１２内に吐出し、この密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスを冷媒導入管９２から一旦中間冷却回路１５０に吐出し、中間冷却用熱交換器（インタークーラ）（温熱発生装置）１５９を通過することにより、冷媒ガスはファン１５１により空冷され、２段目の上段の回転圧縮要素３４に吸い込まれて圧縮され、２段目の圧縮にて高圧となった冷媒ガスは、冷媒吐出管９６から吐出され、ファン１５１によりガスクーラ（温熱発生装置）１５４で空冷される。
【００２０】
ファン１５１により送風され中間冷却用熱交換器（インタークーラ）１５９およびガスクーラ１５４に接触して熱交換して加熱された空気は温風として冷温熱利用装置７の一つである図１、２に示した空調装置７−１に送られ運転室内の空調に制御して利用される。
二酸化炭素を冷媒として用いたので、例えば冷媒圧力は高圧側で約１０ＭＰａに達し、外部に吐出された冷媒ガスの温度は例えば約１３０℃となる。
【００２１】
このガスクーラ１５４から出た冷媒は、第１熱交換器１６０にて蒸発器（冷熱発生装置）１５７を出た冷媒と熱交換した後、膨張弁１５６を経て蒸発器１５７に入り、蒸発し、冷却作用を発揮する。
そしてファン１５２により送風され蒸発器１５７に接触して熱交換して冷却された空気は冷風として冷凍庫３内の冷却に利用されるとともに、一部は前記空調装置７−１に送られ運転室内の空調に制御して利用される。
蒸発した冷媒は、再度内部熱交換器１６０を経て、前記高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受け、完全に気体の状態となって冷媒導入管９４から下段の回転圧縮要素３２に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００２２】
この場合の動作を図４のｐ−ｈ線図を参照して説明する。
下段の回転圧縮要素３２で圧縮されて（エンタルピーをΔｈ３得て）中間圧となり、密閉容器１２内に吐出された冷媒は（図４の（２）の状態）、冷媒導入管９２から出て中間冷却回路１５０に流入する。そして、この中間冷却回路１５０が通過する中間冷却用熱交換器１５９に流入し、そこで空冷方式により放熱される（図４の（３）の状態）。ここで中間圧の冷媒は中間冷却用熱交換器１５９にて図４に示すようにエンタルピーをΔｈ１失う。
その後、上段の回転圧縮要素３４に吸い込まれて２段目の圧縮が行われて高圧高温の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管９６より外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている（図４の（４）の状態）。
【００２３】
冷媒吐出管９６から吐出された冷媒ガスはガスクーラ１５４に流入し、そこで空冷方式により放熱された後（図４の（５’）の状態）、第１熱交換器１６０を通過する。冷媒はそこで低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される（図４の（５）の状態）（エンタルピーをΔｈ２失う）。その後冷媒は膨張弁１５６にて減圧され、その過程でガス／液混合状態となり（図４の（６）の状態。）、次に、蒸発器１５７に流入して蒸発する（図４の（１’）の状態）。蒸発器１５７から出た冷媒は第１熱交換器１６０を通過し、そこで前記高圧側の冷媒から熱を奪って加熱される（図４の（１）の状態）（エンタルピーをΔｈ２得る）。
そして、第１熱交換器１６０で加熱された冷媒は冷媒導入管９４からロータリ圧縮機１０の下段の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００２４】
回転軸１６にはその中央に圧縮要素３２、３４や軸受などの各摺動部に潤滑油を供給する図示しない給油孔が設けられているとともに、回転軸１６の下端に前記給油孔に連通するオイルピックアップが取付けられており、その下端を潤滑油溜の潤滑油中に浸漬させてある。オイルピックアップはオイル供給能力を向上させる図示しないパドルと一体に形成されている。
回転軸１６が回転されると潤滑油溜中の潤滑油は回転軸１６の回転により生じる遠心力により回転軸１６の下端に取付けられたオイルピックアップから前記給油孔を経て軸受や圧縮要素３２、３４の各摺動部に供給され、各摺動部を潤滑した後、潤滑油溜中に戻り、循環して使用される。
一方、冷媒吐出管９６から吐出された冷媒ガス中に同伴された潤滑油は冷媒とともに冷媒回路を経て冷媒導入管９４から圧縮機１０の下段の回転圧縮要素３２内に吸い込まれ摺動部を潤滑する。
【００２５】
上記説明においては２段圧縮式ロータリ圧縮機について説明したが、圧縮機の形式は特に限定されず、具体的には、レシプロ式圧縮機、振動式圧縮機、マルチベーン式ロータリ圧縮機、スクロール式圧縮機などであってもよく、また圧縮段数は少なくとも１段以上であればよい。
【００２６】
また上記説明においては蒸発器を出た冷媒を第１熱交換器を通過させて高圧側の冷媒と熱交換させることで完全に気体の状態とする例について説明したが、第１熱交換器を用いる代わりに蒸発器の出口側と圧縮機の吸込側との間の低圧側にレシーバタンクを配設してもよい。
【００２７】
［第２の実施の形態］
図５は、第２の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の冷媒回路を有する冷温熱発生装置の例を説明する説明図である。
図５に示したように、第２の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車は、ガスクーラ１５４に水を供給し、ガスクーラ１５４に接触して熱交換して加熱されて熱湯となった水は経路１６１を経て給湯装置２２に送られ、給湯装置２２の熱湯は経路１６２を経て外部に取り出して利用することができ、また給湯装置２２の熱湯は経路１６３を経て貯湯器２３に蓄えることができ、貯湯器２３に蓄えた熱湯を経路１６４を経て外部に取り出して利用することができるようにした以外は、第１の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車１と同様になっている。
第２の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車は太陽光で発電した電気エネルギーを利用して作動する冷温熱発生装置６で発生する冷熱を利用して冷凍庫３内の冷却を行うとともに、冷温熱を利用して運転室内の冷暖房をしたり、温熱を利用して給湯、貯湯などができる。
【００２８】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車は、図示しないが第１の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車において、太陽光発電装置５で発電した電気エネルギーを蓄える図示しない蓄電池を備えたものである。
前記蓄電池の電気エネルギーにより冷温熱発生装置６の冷媒回路を作動させるようにすれば、夜間、雨や曇りの日にも冷温熱発生装置６で発生した冷温熱を利用して冷凍、冷暖房、給湯、貯湯などを行うことができる。
【００２９】
［第４の実施の形態］
図６は、第４の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の天井に設置した太陽電池パネルを模式的に説明する説明図である。
図６に示したように、本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車１Ａは、太陽電池パネル４が冷凍庫３の天井８より間隔ａをあけて配置されている以外は、第１の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車１と同様になっている。
４０は固定具であり、その足部が天井８に固定されており、その上部に太陽電池パネル４が全体として天井８に平行になるように固定して装着されている。
そして太陽電池パネル４の前部には、一端部が太陽電池パネル４の前部に固定され、他端部が太陽電池パネル４の前部より前方に位置するように天井８に固定された傾斜板４１が装着されている。この傾斜板４１には横方向に並んで複数の風孔４２が貫通して設けられている。
本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車１Ａは、第１の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車１と同様の効果を奏するとともに、本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車１Ａの走行時などには、風が矢印でしめしたように風孔４２から太陽電池パネル４と天井８の間に入り、そして後部から外部に排出されるため、太陽電池パネル４が冷却され、発電効率を向上できる。
【００３０】
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車は、太陽電池パネル４での発電と図示しない前記蓄電池からの給電のうち太陽電池での発電を優先的に作動電力として用いる図示しない制御装置を備えたものである。
蓄電、放電の際にロスのある蓄電池の使用を抑えて太陽電池で発電した電力を優先的に使用できるので、エネルギー利用効率が向上する。
【００３１】
［第６の実施の形態］
第６の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車は、図示しない前記制御装置に、太陽電池パネル４での発電量と図示しない前記蓄電池からの給電量との総量が不十分と判断した場合、本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車のバッテリーおよび／または本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の発電機からの電力を使用する機能を備えたものである。
夜間、雨天時のように、太陽電池パネル４での発電量と図示しない前記蓄電池からの給電量との総量が不十分の場合でも、本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車のバッテリーおよび／または本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の発電機からの電力で冷温熱発生装置６を作動して冷温熱利用装置７を利用できる。
【００３２】
なお、上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車は、車両に設けられた冷凍庫と、前記冷凍庫の外面に設けられた太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路を有する冷温熱発生装置と、前記冷温熱発生装置で発生した冷温熱を利用するための装置を備えたことを特徴とするものであり、  太陽光で発電した電気エネルギーを利用して作動する冷温熱発生装置で発生する冷熱を利用して冷凍庫内の冷却を行うとともに、温熱も利用して運転室内の冷暖房をしたり、給湯、貯湯などを行うことができ、環境にやさしく、全体のエネルギー利用効率を向上できるという、顕著な効果を奏するので、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の１例の側面を模式的に説明する説明図である。
【図２】図１に示した本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の平面説明図である。
【図３】図１に示した本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の冷媒回路を有する冷温熱発生装置の１例を説明する説明図である。
【図４】図３の冷媒回路のｐ−ｈ線図である。
【図５】第２の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の冷媒回路を有する冷温熱発生装置の例を説明する説明図である。
【図６】第４の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷凍車の天井に設置した太陽電池パネルを模式的に説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
ａ  間隔
１、１Ａ  太陽光発電装置搭載冷凍車
２  車両
３  冷凍庫
４  太陽電池パネル
５  太陽光発電装置
６  冷温熱発生装置
７  冷温熱利用装置
７−１  空調装置
８  天井
２２  給湯装置
２３  貯湯器
【図１】
2006200820.tif 000003
【図２】
2006200820.tif 000004
【図３】
2006200820.tif 000005
【図４】
2006200820.tif 000006
【図５】
2006200820.tif 000007
【図６】
2006200820.tif 000008