(57)【要約】【課題】加熱・デフロスト運転時、および冷却運転時での所望の能力を維持すること。【解決手段】ガス冷媒を吸入圧縮する圧縮機２と、冷凍庫１０１の外部に設けられて圧縮機を経た高圧のガス冷媒を凝縮させる第一熱交換器３と、第一熱交換器を経た液冷媒を減圧膨張させる絞り機構４と、冷凍庫の内部に設けられて絞り機構を経た低温の液冷媒を蒸発させる第二熱交換器５と、これらを接続して冷媒を循環させる冷媒配管７と、圧縮機の吐出側から第二熱交換器の上流側に接続されたホットガスバイパス配管８と、ホットガスバイパス配管を開閉するホットガス開閉弁９とを車両１００に設置した輸送用冷凍機１において、第二熱交換器の下流側と圧縮機の吸入側との間に配置された冷媒配管７を流通する冷媒と車両１００のエンジン１０２に接続された温水配管１０にて循環する温水との間で熱交換を行う第三熱交換器６を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、冷凍庫の外部に設けられて前記圧縮機を経た高圧のガス冷媒を凝縮させる第一熱交換器と、前記第一熱交換器を経た液冷媒を減圧膨張させる絞り機構と、前記冷凍庫の内部に設けられて前記絞り機構を経た低温の液冷媒を蒸発させる第二熱交換器と、これらを接続して冷媒を循環させる冷媒配管と、前記圧縮機の吐出側から前記第二熱交換器の上流側に接続されたホットガスバイパス配管と、前記ホットガスバイパス配管を開閉するホットガス開閉弁とを輸送手段に設置した輸送用冷凍機において、
前記第二熱交換器の下流側と前記圧縮機の吸入側との間に配置された前記冷媒配管を流通する冷媒と、前記輸送手段側に接続された温水配管にて循環する温水との間で熱交換を行う第三熱交換器を備えたことを特徴とする輸送用冷凍機。
【請求項２】
前記第三熱交換器を介さずに前記温水を前記温水配管で循環させる温水バイパス配管と、
前記温水バイパス配管への前記温水の流量を調整する温水流量調整手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の輸送用冷凍機。
【請求項３】
前記第三熱交換器と前記圧縮機と間の前記冷媒配管での冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、
前記第三熱交換器と前記圧縮機と間の前記冷媒配管での冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、
目標冷媒過熱度を予め格納し、前記冷媒圧力検出手段から入力した冷媒圧力に応じ、前記冷媒温度検出手段から入力する冷媒温度を前記目標冷媒過熱度となる冷媒温度にする態様で前記温水流量調整手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の輸送用冷凍機。
【請求項４】
前記第三熱交換器を介さずに前記冷媒を前記冷媒配管で循環させる冷媒バイパス配管と、
前記冷媒バイパス配管への前記冷媒の流量を調整する冷媒流量調整手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の輸送用冷凍機。
【請求項５】
前記冷媒バイパス配管の下流側合流部分と前記圧縮機との間の前記冷媒配管での冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、
前記冷媒バイパス配管の下流側合流部分と前記圧縮機との間の前記冷媒配管での冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、
目標冷媒過熱度を予め格納し、前記冷媒圧力検出手段から入力した冷媒圧力に応じ、前記冷媒温度検出手段から入力する冷媒温度を前記目標冷媒過熱度となる冷媒温度にする態様で前記冷媒流量調整手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の輸送用冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などの輸送手段に搭載された冷凍庫に適用される輸送用冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
輸送用冷凍機は、冷却運転および加熱運転を行うことによって、車両などの輸送手段に搭載された冷凍庫の庫内温度を所望の温度に維持するものである。
【０００３】
従来、この種の輸送用冷凍機は、ガス冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、圧縮機を経た高圧のガス冷媒を凝縮させるコンデンサと、庫外熱交換器を経た高温高圧の液冷媒を減圧膨張させる絞り機構と、絞り機構を経た低温の液冷媒を蒸発させるエバポレータとを有し、これらを冷媒配管で順次接続した冷凍サイクルを構成し、冷媒が循環して状態変化を繰り返す冷媒回路を備えている。これにより、輸送用冷凍機は、上記の冷媒回路に冷媒を循環させて冷却運転を行う。一方、輸送用冷凍機は、圧縮機の吐出側から庫内熱交換器の上流側へ高温高圧のガス冷媒（ホットガス）を直接導くバイパス回路を備えている。これにより、輸送用冷凍機は、バイパス回路を介してホットガスをエバポレータに供給して加熱運転やデフロスト運転（エバポレータに付着した霜を溶かす運転）を行う（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２２４３７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、上述した従来の輸送用冷凍機では、加熱運転やデフロスト運転時に、冷媒への投入熱量不足により、液冷媒の一部が圧縮機に戻されて、圧縮機に負担が掛かることになる。そこで、従来では、圧縮機に掛かる負担を低減するため、エバポレータに供給するホットガス量を減少させる対策を講じている。このため、加熱およびデフロストの能力が下がることになる。また、上述した従来の輸送用冷凍機では、冷却運転時に、例えば、庫外温度が著しく低く、コンデンサでの放熱量がエバポレータでの吸熱量に対して過剰となる場合、冷却運転のサイクルのバランスが損なわれ、液冷媒の一部が圧縮機に戻されて、圧縮機に負担が掛かることになる。そこで、従来では、圧縮機に掛かる負担を低減するため、エバポレータの蒸発温度を著しく下げる対策を講じている。このため、冷却能力が下がることになる。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するものであり、加熱運転やデフロスト運転時、および冷却運転時での所望の能力を維持することのできる輸送用冷凍機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】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の輸送用冷凍機は、ガス冷媒を吸入圧縮する圧縮機と、冷凍庫の外部に設けられて前記圧縮機を経た高圧のガス冷媒を凝縮させる第一熱交換器と、前記第一熱交換器を経た液冷媒を減圧膨張させる絞り機構と、前記冷凍庫の内部に設けられて前記絞り機構を経た低温の液冷媒を蒸発させる第二熱交換器と、これらを接続して冷媒を循環させる冷媒配管と、前記圧縮機の吐出側から前記第二熱交換器の上流側に接続されたホットガスバイパス配管と、前記ホットガスバイパス配管を開閉するホットガス開閉弁とを輸送手段に設置した輸送用冷凍機において、前記第二熱交換器の下流側と前記圧縮機の吸入側との間に配置された前記冷媒配管を流通する冷媒と、前記輸送手段側に接続された温水配管にて循環する温水との間で熱交換を行う第三熱交換器を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この輸送用冷凍機によれば、第三熱交換器を設けたことにより、加熱・デフロスト運転時に、第二熱交換器で凝縮された液冷媒に熱が投入され、ガス冷媒となって圧縮機に戻されるため、圧縮機に掛かる負担を低減させつつ、第二熱交換器による加熱・デフロストの所望の能力を維持することができる。さらに、この輸送用冷凍機によれば、第三熱交換器を設けたことにより、冷却運転時に、第二熱交換器で蒸発された冷媒にさらに熱が投入され、ガス冷媒となって圧縮機に戻されるため、圧縮機に掛かる負担を低減させつつ、第二熱交換器による冷却の所望の能力を維持することができる。
【０００９】
また、本発明の輸送用冷凍機では、前記第三熱交換器を介さずに前記温水を前記温水配管で循環させる温水バイパス配管と、前記温水バイパス配管への前記温水の流量を調整する温水流量調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この輸送用冷凍機によれば、第三熱交換器への温水の流通を開閉、または第三熱交換器への温水の流量の増減を行えるので、各サイクルにおいて必要とする第二熱交換器での吸熱量にあわせた運転を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の輸送用冷凍機では、前記第三熱交換器と前記圧縮機と間の前記冷媒配管での冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、前記第三熱交換器と前記圧縮機と間の前記冷媒配管での冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、目標冷媒過熱度を予め格納し、前記冷媒圧力検出手段から入力した冷媒圧力に応じ、前記冷媒温度検出手段から入力する冷媒温度を前記目標冷媒過熱度となる冷媒温度にする態様で前記温水流量調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この輸送用冷凍機によれば、冷媒過熱度を目標として冷媒圧力に応じた冷媒温度に制御することにより、圧縮機への液冷媒の流入防止を担保しつつ、加熱運転やデフロスト運転時、および冷却運転時での所望の能力を維持することができる。しかも、冷媒過熱度を目標とすることで、加熱・デフロスト運転のサイクルおよび冷却運転のサイクルにおいて必要としている第三熱交換器の加熱量を複雑な演算を要せず、かつ過不足なく冷媒回路に付与することができる。
【００１３】
また、本発明の輸送用冷凍機では、前記第三熱交換器を介さずに前記冷媒を前記冷媒配管で循環させる冷媒バイパス配管と、前記冷媒バイパス配管への前記冷媒の流量を調整する冷媒流量調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この輸送用冷凍機によれば、第三熱交換器への冷媒の流通を開閉、または第三熱交換器への冷媒の流量の増減を行えるので、各サイクルにおいて必要とする第二熱交換器での吸熱量にあわせた運転を行うことができる。
【００１５】
また、本発明の輸送用冷凍機では、前記冷媒バイパス配管の下流側合流部分と前記圧縮機との間の前記冷媒配管での冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、前記冷媒バイパス配管の下流側合流部分と前記圧縮機との間の前記冷媒配管での冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、目標冷媒過熱度を予め格納し、前記冷媒圧力検出手段から入力した冷媒圧力に応じ、前記冷媒温度検出手段から入力する冷媒温度を前記目標冷媒過熱度となる冷媒温度にする態様で前記冷媒流量調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この輸送用冷凍機によれば、冷媒過熱度を目標として冷媒圧力に応じた冷媒温度に制御することにより、圧縮機への液冷媒の流入防止を担保しつつ、加熱運転やデフロスト運転時、および冷却運転時での所望の能力を維持することができる。しかも、冷媒過熱度を目標とすることで、加熱・デフロスト運転のサイクルおよび冷却運転のサイクルにおいて必要としている第三熱交換器の加熱量を複雑な演算を要せず、かつ過不足なく冷媒回路に付与することができる。さらに、冷媒への熱移動が不要な条件であっても第三熱交換器に温水が循環しているため、万一、温水が凍結温度以下まで冷媒によって冷却された場合でも、温水が凍結する事態を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、加熱運転やデフロスト運転時、および冷却運転時での所望の能力を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る輸送用冷凍機の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る輸送用冷凍機の構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る輸送用冷凍機の他の概略図である。
【図４】図４は、図２に示す輸送用冷凍機の加熱・デフロスト運転時の作動図である。
【図５】図５は、図４に示す加熱・デフロスト運転時のサイクル説明図である。
【図６】図６は、図２に示す輸送用冷凍機の冷却運転時の作動図である。
【図７】図７は、図６に示す冷却運転時のサイクル説明図である。
【図８】図８は、図２に示す輸送用冷凍機における他の例の構成図である。
【図９】図９は、図８に示す輸送用冷凍機の制御系の構成図である。
【図１０】図１０は、図９に示す輸送用冷凍機の制御を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、図２に示す輸送用冷凍機における他の例の構成図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す輸送用冷凍機の制御系の構成図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す輸送用冷凍機の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係る輸送用冷凍機の概略図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る輸送用冷凍機の構成図である。図１に示すように、輸送用冷凍機１（１Ａ）は、運送手段としての車両１００に搭載された冷凍庫１０１の内部を冷却または加熱するためのものである。この輸送用冷凍機１（１Ａ）は、図１および図２に示すように、圧縮機２と、第一熱交換器３と、絞り機構４と、第二熱交換器５と、第三熱交換器６と、冷媒配管７と、ホットガスバイパス配管８と、ホットガス開閉弁９とを備えている。
【００２１】
輸送用冷凍機１（１Ａ）は、圧縮機２、第一熱交換器３、絞り機構４、第二熱交換器５、および第三熱交換器６を、この順で冷媒配管７により接続されて冷媒を循環させる冷媒回路が形成されている。この冷媒回路において、圧縮機２は、ガス冷媒を吸入圧縮するもので、図１においては、車両１００のエンジン１０２の動力を利用して駆動される形態を示している。すなわち、図１に示す輸送用冷凍機１（１Ａ）では、圧縮機２は、車両１００のエンジンルーム近傍に配置されている。
【００２２】
第一熱交換器３は、圧縮機２を経た高圧のガス冷媒を凝縮させるものである。この第一熱交換器３は、外気と熱交換を行うために冷凍庫１０１の外部に設けられ、圧縮機２に対して冷媒配管７ａにより接続されている。
【００２３】
絞り機構４は、第一熱交換器３を経た液冷媒を減圧膨張させるものである。この絞り機構４は、冷凍庫１０１の外部に設けられ、第一熱交換器３に対して冷媒配管７ｂにより接続されている。
【００２４】
第二熱交換器５は、絞り機構４を経た低温の液冷媒を蒸発させるものである。この第二熱交換器５は、冷凍庫１０１の内部を冷却または加熱するために冷凍庫１０１の内部に設けられ、絞り機構４に対して冷媒配管７ｃにより接続されている。
【００２５】
第三熱交換器６は、第二熱交換器５を経て圧縮機２に至る冷媒と、車両１００のエンジン１０２を冷却した後の温水との間で熱交換を行うものである。この第三熱交換器６は、冷凍庫１０１の外部に設けられ、第二熱交換器５に対して冷媒配管７ｄにより接続されていると共に、圧縮機２に対して冷媒配管７ｅにより接続されている。また、第三熱交換器６は、車両１００におけるエンジン１０２に接続されてエンジン１０２の冷却水（温水）を循環させる温水配管１０に介在されている。
【００２６】
ホットガスバイパス配管８は、圧縮機２で圧縮された高圧のガス冷媒（ホットガス）を、第一熱交換器３および絞り機構４を介さず第二熱交換器５に送るものである。このホットガスバイパス配管８は、圧縮機２の吐出側から第二熱交換器５の上流側を接続する態様で、冷媒配管７ａと冷媒配管７ｃとに接続されている。また、ホットガスバイパス配管８は、その途中にキャピラリチューブなどの絞り部８ａが設けられている。ホットガス開閉弁９は、ホットガスバイパス配管８を開閉するためのものである。
【００２７】
なお、図３は、実施の形態に係る輸送用冷凍機の他の概略図である。この輸送用冷凍機１（１Ｂ）は、上述した図１に示す輸送用冷凍機１（１Ａ）に対し、圧縮機２の駆動において、車両１００のエンジン１０２の動力を利用せず、別途モータなどの動力を利用する。この場合、圧縮機２をエンジンルーム近傍に配置する必要がないため、冷媒配管７および温水配管１０を極力短くするように、圧縮機２および第三熱交換器６を配置でき、輸送用冷凍機１（１Ｂ）の設置効率を向上することが可能である。
【００２８】
上述のように構成された輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）は、ホットガス開閉弁９の開閉により、加熱運転やデフロスト運転、または冷却運転を行う。加熱運転は、冷凍庫１０１の内部を加熱し、冷凍庫１０１の内部に収容した収容物を加熱した状態で輸送するための運転である。また、デフロスト運転は、冷却運転により第二熱交換器５に生じた霜を溶かすための運転である。これら、加熱運転およびデフロスト運転は、輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）において同等の動作であるため、以下、総称して加熱・デフロスト運転という。また、冷却運転は、冷凍庫１０１の内部を冷却し、冷凍庫１０１の内部に収容した収容物を冷却した状態で輸送するための運転である。
【００２９】
図４は、図２に示す輸送用冷凍機の加熱・デフロスト運転時の作動図であり、図５は、図４に示す加熱・デフロスト運転時のサイクル説明図である。図４に示すように、加熱・デフロスト運転は、ホットガス開閉弁９を開放し、ホットガスバイパス配管８に冷媒を流通させることで、冷媒は、圧縮機２で圧縮された後、絞り部８ａで減圧され、その後に冷凍庫１０１の内部の第二熱交換器５で熱交換され、さらにその後に第三熱交換器６で熱交換されて圧縮機２に戻る加熱・デフロストサイクルで運転される。
【００３０】
すなわち、加熱・デフロスト運転時のサイクルは、図５に示すように、圧縮機２を経た高圧のガス冷媒が減圧され（ａ−ｂ）、第二熱交換器５で凝縮され液冷媒となり（ｂ−ｃ）、第三熱交換器６で蒸発されてガス冷媒となって（ｃ−ｄ）、圧縮機２に戻されて圧縮される（ｄ−ａ）。すなわち、第三熱交換器６により圧縮機２に戻される冷媒に熱が投入される。
【００３１】
ここで、従来の輸送用冷凍機では、第三熱交換器６を有していないため、図５に二点鎖線で示すように、第二熱交換器５で凝縮された液冷媒の一部が圧縮機２に戻されてしまい（ｃ−ａ）、圧縮機２に負担が掛かる。この対策として、従来では、第二熱交換器５に供給するホットガス量を減少させ（ｂ−ｃ’）、圧縮機２にガス冷媒を供給することで（ｃ’−ａ）、圧縮機２に掛かる負担を軽減している。しかし、この対策では、第二熱交換器５による加熱・デフロストの能力が下がってしまう。
【００３２】
これに対し、本実施の形態の輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）では、第三熱交換器６を設けたことにより、第二熱交換器５で凝縮された液冷媒に熱が投入され、ガス冷媒となって圧縮機２に戻されるため、圧縮機２に掛かる負担を低減させつつ、第二熱交換器５による加熱・デフロストの所望の能力を維持することが可能になる。
【００３３】
図６は、図２に示す輸送用冷凍機の冷却運転時の作動図であり、図７は、図６に示す冷却運転時のサイクル説明図である。図６に示すように、冷却運転は、ホットガス開閉弁９を閉塞し、ホットガスバイパス配管８に流通する冷媒を止めることで、冷媒は、圧縮機２で圧縮された後、冷凍庫１０１の外部の第一熱交換器３で熱交換された後、絞り機構４で減圧され、その後に冷凍庫１０１の内部の第二熱交換器５で熱交換され、さらにその後に第三熱交換器６で熱交換されて圧縮機２に戻る冷却サイクルで運転される。
【００３４】
すなわち、冷却運転時のサイクルは、図７に示すように、圧縮機２を経た高圧のガス冷媒が第一熱交換器３で凝縮され液冷媒となり（ａ−ｂ）、絞り機構４で減圧され（ｂ−ｃ）、第二熱交換器５で蒸発され（ｃ−ｄ）、かつ第三熱交換器６で熱を投入されて蒸発されてガス冷媒となって（ｄ−ｅ）、圧縮機２に戻されて圧縮される（ｅ−ａ）。すなわち、第三熱交換器６により圧縮機２に戻される冷媒に熱が投入される。
【００３５】
ここで、従来の輸送用冷凍機では、特に、冷凍庫１０１の外部の温度が著しく低く（例えば０℃以下）、冷凍庫１０１の内部の温度をさらに下げる場合では、第一熱交換器３での放熱量が第二熱交換器５での吸熱量に対して過剰となり、冷却サイクルのバランスが損なわれ、図７に二点鎖線で示すように、液冷媒の一部が圧縮機２に戻されてしまい（ｄ−ａ）、圧縮機２に負担が掛かる。この対策として、従来では、第二熱交換器５の蒸発温度を著しく下げることで、圧縮機２に掛かる負担を軽減している。しかし、この対策では、圧縮機２に戻される冷媒の圧力が著しく下がるという、液冷媒の一部が戻るのとはまた別の負担が圧縮機２に掛かってしまう。
【００３６】
これに対し、本実施の形態の輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）では、第三熱交換器６を設けたことにより、第二熱交換器５で蒸発された冷媒にさらに熱が投入され、ガス冷媒となって圧縮機２に戻されるため、圧縮機２に掛かる負担を低減させつつ、第二熱交換器５による冷却の所望の能力を維持することが可能になる。
【００３７】
図８は、図２に示す輸送用冷凍機における他の例の構成図である。図８に示す輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）は、図２に示す輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）に対し、温水バイパス配管１１と、温水流量調整手段１２とを備えている。
【００３８】
温水バイパス配管１１は、温水配管１０の途中を接続し、第三熱交換器６を介さずに温水を温水配管１０で循環させるものである。
【００３９】
温水流量調整手段１２は、温水バイパス配管１１を経由する温水の流量を調整するものである。本実施の形態では、温水流量調整手段１２は、温水バイパス配管１１の上流側において、温水配管１０に接続された部位に設けられた三方弁として構成されている。すなわち、三方弁により、エンジン１０２と第三熱交換器６との間で温水配管１０を介して温水を循環させる形態と、温水バイパス配管１１を介してエンジン１０２にのみ温水配管１０を介して温水を循環させる形態と、エンジン１０２と第三熱交換器６との間で温水配管１０を介して温水を循環させると同時に温水バイパス配管１１にも温水を流通させることで第三熱交換器６を経由する温水の流量を増減させる形態とが得られる。なお、温水流量調整手段１２は、上述した各形態を得られるものであれば、上記の三方弁に限らず、温水バイパス配管１１に設けた流量調整弁や、温水配管１０に設けた流量調整弁であってもよく、または、三方弁を温水バイパス配管１１の下流側の温水配管１０に接続された部位に設けてもよい。
【００４０】
このように、本実施の形態の輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）によれば、温水バイパス配管１１と、温水流量調整手段１２とを備えたことにより、第三熱交換器６への温水の流通を開閉、または第三熱交換器６への温水の流量の増減を行えるので、各サイクルにおいて必要とする第二熱交換器５での吸熱量にあわせた運転を行うことが可能になる。具体的には、加熱・デフロスト運転において、第三熱交換器６を経由する温水の流量を増減することで、図５の（ｃ−ｄ）でのエンタルピ増加量を調整することが可能である。さらに、加熱・デフロスト運転において、第三熱交換器６での加熱を必要としない場合に、第三熱交換器６を経由する温水を止めることで、圧縮機２の消費動力を低減することが可能になる。また、冷却運転において、第三熱交換器６を経由する温水の流量を増減することで、図７の（ｄ−ｅ）でのエンタルピ増加量を調整することが可能である。さらに、冷却運転において、第三熱交換器６での加熱を必要としない場合（例えば、第一熱交換器３での放熱量が第二熱交換器５での吸熱量に対して過剰とならない場合）に、第三熱交換器６を経由する温水を止めることで、圧縮機２の消費動力を低減することが可能になる。
【００４１】
なお、図８に示す輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）は、エンジン１０２の冷却水を循環させる既存の配管に対し、当該配管の途中の二箇所に、第三熱交換器６の上流側および下流側の温水配管１０の各端部を接続するだけで、既存の配管の一部を温水バイパス配管１１として利用することができるので、既存の配管を有効に利用することが可能である。
【００４２】
図９は、図８に示す輸送用冷凍機の制御系の構成図である。図９に示す輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）は、図８に示す輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）に対し、冷媒圧力検出手段１３と、冷媒温度検出手段１４と、制御手段１５とを備えている。
【００４３】
冷媒圧力検出手段１３は、第三熱交換器６と圧縮機２と間の冷媒配管７ｅでの冷媒圧力を検出するものである。
【００４４】
冷媒温度検出手段１４は、第三熱交換器６と圧縮機２と間の冷媒配管７ｅでの冷媒温度を検出するものである。
【００４５】
制御手段１５は、マイコンなどで構成されている。制御手段１５は、ＲＡＭやＲＯＭなどから構成されてプログラムやデータが格納される記憶部（図示せず）が設けられている。記憶部に格納されるデータは、目標冷媒過熱度である。目標冷媒過熱度は、輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）の運転に際して圧縮機２に液冷媒を戻さない過熱度の目標値である。また、制御手段１５は、温水流量調整手段１２の駆動部（モータ）に接続されている。この制御手段１５は、冷媒圧力検出手段１３および冷媒温度検出手段１４からの入力値に基づき、記憶部に格納されたプログラムやデータに従って、冷媒圧力検出手段１３から入力した冷媒圧力に応じ、冷媒温度検出手段１４から入力する冷媒温度を目標冷媒過熱度となる冷媒温度にする態様で温水流量調整手段１２を制御する。
【００４６】
制御手段１５による制御について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
図１０に示すように、まず、制御手段１５は、冷媒圧力検出手段１３から冷媒圧力を入力する（ステップＳ１）。次に、制御手段１５は、入力した冷媒圧力に応じた目標過熱度となる冷媒温度を取得する（ステップＳ２）。次に、制御手段１５は、冷媒温度検出手段１４から冷媒温度を入力する（ステップＳ３）。次に、ステップＳ２で取得した冷媒温度とステップＳ３で入力した冷媒温度とを比較して、双方の冷媒温度が同じであれば（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御手段１５は、本制御を終了する。
【００４８】
また、ステップＳ４において、ステップＳ２で取得した冷媒温度とステップＳ３で入力した冷媒温度とを比較して、双方の冷媒温度が同じでない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御手段１５は、温水流量調整手段１２を制御する（ステップＳ５）。具体的には、ステップＳ３で入力した冷媒温度がステップＳ２で取得した冷媒温度よりも低い場合は、第三熱交換器６を経由する温水の流量を増加させる制御を行う。一方、ステップＳ３で入力した冷媒温度がステップＳ２で取得した冷媒温度よりも高い場合は、第三熱交換器６を経由する温水の流量を減少させる制御を行う。次に、制御手段１５は、ステップＳ３に戻って、冷媒温度検出手段１４から冷媒温度を入力し、ステップＳ２で取得した冷媒温度とステップＳ３で入力した冷媒温度とが同じになるまで、温水流量調整手段１２を制御する。
【００４９】
そして、制御手段１５は、本制御を繰り返し行って、運転中の輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）を常に監視する。
【００５０】
このように、本実施の形態の輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）によれば、冷媒過熱度を目標として冷媒圧力に応じた冷媒温度に制御することにより、圧縮機２への液冷媒の流入防止を担保しつつ、加熱運転やデフロスト運転時、および冷却運転時での所望の能力を維持することが可能になる。しかも、冷媒過熱度を目標とすることで、加熱・デフロスト運転のサイクルおよび冷却運転のサイクルにおいて必要としている第三熱交換器６の加熱量を複雑な演算を要せず、かつ過不足なく冷媒回路に付与することが可能になる。
【００５１】
図１１は、図２に示す輸送用冷凍機における他の例の構成図である。図１１に示す輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）は、図２に示す輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）に対し、冷媒バイパス配管１６と、冷媒流量調整手段１７とを備えている。
【００５２】
冷媒バイパス配管１６は、第二熱交換器５と第三熱交換器６とを接続する冷媒配管７ｄと、第三熱交換器６と圧縮機２とを接続する冷媒配管７ｅとを接続し、第三熱交換器６を介さずに冷媒を冷媒配管７で循環させるものである。
【００５３】
冷媒流量調整手段１７は、冷媒バイパス配管１６を経由する冷媒の流量を調整するものである。本実施の形態では、冷媒流量調整手段１７は、冷媒バイパス配管１６の上流側において、冷媒配管７ｄに接続された部位に設けられた三方弁として構成されている。すなわち、三方弁により、第三熱交換器６を介して冷媒を循環させる形態と、第三熱交換器６を介さずに冷媒バイパス配管１６を介して冷媒を循環させる形態と、第三熱交換器６および冷媒バイパス配管１６に冷媒を流通させる第三熱交換器６を経由する冷媒の流量を増減させる形態とが得られる。なお、冷媒流量調整手段１７は、上述した各形態を得られるものであれば、上記の三方弁に限らず、設ける位置も上記の位置に限らない。上記の三方弁に限らず、冷媒バイパス配管１６に設けた流量調整弁や、冷媒バイパス配管１６が接続された間の冷媒配管７ｄ，７ｅに設けられた流量調整弁であってもよく、または、三方弁を冷媒バイパス配管１６の下流側の冷媒配管７ｅに接続された部位に設けてもよい。
【００５４】
このように、本実施の形態の輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）によれば、冷媒バイパス配管１６と、冷媒流量調整手段１７とを備えたことにより、第三熱交換器６への冷媒の流通を開閉、または第三熱交換器６への冷媒の流量の増減を行えるので、各サイクルにおいて必要とする第二熱交換器５での吸熱量にあわせた運転を行うことが可能になる。具体的には、加熱・デフロスト運転において、第三熱交換器６を経由する冷媒の流量を増減することで、図５の（ｄ）の位置を調整することが可能である。さらに、加熱・デフロスト運転において、第三熱交換器６での加熱を必要としない場合に、第三熱交換器６を経由する冷媒を止めることで、圧縮機２の圧力損失を低減すると共に、圧縮機２の消費動力を低減することが可能になる。また、冷却運転において、第三熱交換器６を経由する冷媒の流量を増減することで、図７の（ｅ）の位置を調整することが可能である。さらに、冷却運転において、第三熱交換器６での加熱を必要としない場合（例えば、第一熱交換器３での放熱量が第二熱交換器５での吸熱量に対して過剰とならない場合）に、第三熱交換器６を経由する冷媒を止めることで、圧縮機２の圧力損失を低減すると共に、圧縮機２の消費動力を低減することが可能になる。
【００５５】
図１２は、図１１に示す輸送用冷凍機の制御系の構成図である。図１２に示す輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）は、図１１に示す輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）に対し、冷媒圧力検出手段１８と、冷媒温度検出手段１９と、制御手段２０とを備えている。
【００５６】
冷媒圧力検出手段１８は、第三熱交換器６と圧縮機２と間の冷媒配管７ｅであって、冷媒バイパス配管１６の下流側合流部分と圧縮機２との間の冷媒配管７ｅでの冷媒圧力を検出するものである。
【００５７】
冷媒温度検出手段１９は、第三熱交換器６と圧縮機２と間の冷媒配管７ｅであって、冷媒バイパス配管１６の下流側合流部分と圧縮機２との間の冷媒配管７ｅでの冷媒温度を検出するものである。
【００５８】
制御手段２０は、マイコンなどで構成されている。制御手段２０は、ＲＡＭやＲＯＭなどから構成されてプログラムやデータが格納される記憶部（図示せず）が設けられている。記憶部に格納されるデータは、目標冷媒過熱度である。目標冷媒過熱度は、輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）の運転に際して圧縮機２に液冷媒を戻さない過熱度の目標値である。また、制御手段２０は、冷媒流量調整手段１７の駆動部（モータ）に接続されている。この制御手段２０は、冷媒圧力検出手段１８および冷媒温度検出手段１９からの入力値に基づき、記憶部に格納されたプログラムやデータに従って、冷媒圧力検出手段１８から入力した冷媒圧力に応じ、冷媒温度検出手段１９から入力する冷媒温度を目標冷媒過熱度となる冷媒温度にする態様で冷媒流量調整手段１７を制御する。
【００５９】
制御手段２０による制御について、図１３のフローチャートを参照して説明する。
【００６０】
図１３に示すように、まず、制御手段２０は、冷媒圧力検出手段１８から冷媒圧力を入力する（ステップＳ１１）。次に、制御手段２０は、入力した冷媒圧力に応じた目標過熱度となる冷媒温度を取得する（ステップＳ１２）。次に、制御手段２０は、冷媒温度検出手段１９から冷媒温度を入力する（ステップＳ１３）。次に、ステップＳ１２で取得した冷媒温度とステップＳ１３で入力した冷媒温度とを比較して、双方の冷媒温度が同じであれば（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御手段２０は、本制御を終了する。
【００６１】
また、ステップＳ１４において、ステップＳ１２で取得した冷媒温度とステップＳ１３で入力した冷媒温度とを比較して、双方の冷媒温度が同じでない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御手段２０は、冷媒流量調整手段１７を制御する（ステップＳ１５）。具体的には、ステップＳ１３で入力した冷媒温度がステップＳ１２で取得した冷媒温度よりも低い場合は、第三熱交換器６を経由する冷媒の流量を増加させる制御を行う。一方、ステップＳ１３で入力した冷媒温度がステップＳ１２で取得した冷媒温度よりも高い場合は、第三熱交換器６を経由する冷媒の流量を減少させる制御を行う。次に、制御手段２０は、ステップＳ１３に戻って、冷媒温度検出手段１９から冷媒温度を入力し、ステップＳ１２で取得した冷媒温度とステップＳ１３で入力した冷媒温度とが同じになるまで、冷媒流量調整手段１７を制御する。
【００６２】
そして、制御手段２０は、本制御を繰り返し行って、運転中の輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）を常に監視する。
【００６３】
このように、本実施の形態の輸送用冷凍機１（１Ａ，１Ｂ）によれば、冷媒過熱度を目標として冷媒圧力に応じた冷媒温度に制御することにより、圧縮機２への液冷媒の流入防止を担保しつつ、加熱運転やデフロスト運転時、および冷却運転時での所望の能力を維持することが可能になる。しかも、冷媒過熱度を目標とすることで、加熱・デフロスト運転のサイクルおよび冷却運転のサイクルにおいて必要としている第三熱交換器６の加熱量を複雑な演算を要せず、かつ過不足なく冷媒回路に付与することが可能になる。さらに、冷媒への熱移動が不要な条件であっても第三熱交換器６に温水が循環しているため、万一、温水が凍結温度以下まで冷媒によって冷却された場合でも、温水が凍結する事態を防止することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明に係る輸送用冷凍機は、加熱運転やデフロスト運転時、および冷却運転時での所望の能力を維持することに適している。
【符号の説明】
【００６５】
１（１Ａ，１Ｂ）  輸送用冷凍機
２  圧縮機
３  第一熱交換器
４  絞り機構
５  第二熱交換器
６  第三熱交換器
７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ）  冷媒配管
８  ホットガスバイパス配管
８ａ  絞り部
９  ホットガス開閉弁
１０  温水配管
１１  温水バイパス配管
１２  温水流量調整手段
１３，１８  冷媒圧力検出手段
１４，１９  冷媒温度検出手段
１５，２０  制御手段
１６  冷媒バイパス配管
１７  冷媒流量調整手段
１００  車両（輸送手段）
１０１  冷凍庫
１０２  エンジン
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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