(57)【要約】【課題】電気式ヒータＨを使うことなく排水通路３ｂの凍結詰まりを防ぐことのできる冷凍装置を提供する。【解決手段】凝縮水をドレンパン２０から冷凍室２外へと導く排水通路３ｂ内に、ドレンパンヒータ１５ａを流通するホットガスの流れる冷媒配管１５を配設している。  これによれば、除霜時はドレンパンヒータ１５ａにホットガスを導く冷媒配管１５で排水通路３ｂが暖められるため、電気式ヒータを使うことなく排水通路３ｂの凍結詰まりを防ぐことができる。また、冷凍装置の構成を簡素なものとでき、コストを抑えることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（７）、凝縮器（８）、減圧手段（１０）、蒸発器（１１）を環状に接続してなる冷凍サイクルを有して前記蒸発器（１１）にて冷凍室（２）内を冷却する冷凍装置であり、
前記蒸発器（１１）より生じる凝縮水を受けて集めるドレンパン（２０）と、
前記圧縮機（７）から吐出されるホットガスを前記凝縮器（８）と前記減圧手段（１０）とをバイパスして前記蒸発器（１１）に供給する除霜用バイパス回路（ＢＰ）と、
前記除霜用バイパス回路（ＢＰ）に設けられて前記ホットガスにて前記ドレンパン（２０）を加熱するドレンパンヒータ（１５ａ）とを備える冷凍装置において、
前記凝縮水を前記ドレンパン（２０）から前記冷凍室（２）外へと導く排水通路（３ｂ）内に、前記ドレンパンヒータ（１５ａ）に流通する前記ホットガスの流れる冷媒配管（１５）を配設したことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記排水通路（３ｂ）に接続されて前記凝縮水を前記冷凍室（２）外へ排出するドレンホース（２１）を備えるものにおいて、
前記ドレンホース（２１）の少なくとも前記冷凍室（２）内となる部分を前記冷媒配管（１５）にて加熱するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記冷凍装置を冷凍車両の冷凍装置に用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットガス除霜を行う冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６の（ａ）は、従来のクーリングユニット３の側面断面構造図であり、（ｂ）は（ａ）中のＦ視図、（ｃ）は（ｂ）中のＧ視図である。従来、冷凍装置のエバポレータ（冷却用熱交換器）１１およびドレンパン（凝縮水受け）２０に付着した霜の除去は、圧縮機から吐出されるホットガスをドレンパンヒータ（ドレンパン除霜配管）１５ａに流してからエバポレータ１１に流し、両者に付着した霜を融解するホットガス除霜方式が一般的に採用されている。
【０００３】
また、この霜を融解した水が、排水通路３ｂで凍結しないよう、排水通路３ｂ内には電気式ヒータＨを配設し、除霜運転と同時に通電して凍結詰まりを防いでいる。なお、図６で説明しなかった符号は、後述する本発明の実施形態中で説明する符号と対応するため、ここでの説明は省略する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構造は、コストの高い電気式ヒータを使用するため、冷凍装置のコストが高くなるという問題を持っている。本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、電気式ヒータを使うことなく排水通路の凍結詰まりを防ぐことのできる冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項３に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、圧縮機（７）、凝縮器（８）、減圧手段（１０）、蒸発器（１１）を環状に接続してなる冷凍サイクルを有して蒸発器（１１）にて冷凍室（２）内を冷却する冷凍装置であり、
蒸発器（１１）より生じる凝縮水を受けて集めるドレンパン（２０）と、
圧縮機（７）から吐出されるホットガスを凝縮器（８）と減圧手段（１０）とをバイパスして蒸発器（１１）に供給する除霜用バイパス回路（ＢＰ）と、
除霜用バイパス回路（ＢＰ）に設けられてホットガスにてドレンパン（２０）を加熱するドレンパンヒータ（１５ａ）とを備える冷凍装置において、
凝縮水をドレンパン（２０）から冷凍室（２）外へと導く排水通路（３ｂ）内に、ドレンパンヒータ（１５ａ）に流通するホットガスの流れる冷媒配管（１５）を配設したことを特徴としている。
【０００６】
この請求項１に記載の発明によれば、除霜時はドレンパンヒータ（１５ａ）に流通する前記ホットガスの流れる冷媒配管（１５）で排水通路（３ｂ）が暖められるため、電気式ヒータを使うことなく排水通路（３ｂ）の凍結詰まりを防ぐことができる。また、冷凍装置の構成を簡素なものとでき、コストを抑えることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の冷凍装置において、排水通路（３ｂ）に接続されて凝縮水を冷凍室（２）外へ排出するドレンホース（２１）を備えるものにおいて、
ドレンホース（２１）の少なくとも冷凍室（２）内となる部分を冷媒配管（１５）にて加熱するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
ドレンホース（２１）の冷凍室（２）内となる部分も、冷えて凍結詰まりを引き起す可能性があるが、この請求項２に記載の発明によれば、排水通路（３ｂ）と同様にドレンホース（２１）の少なくとも冷凍室（２）内となる部分は除霜時に冷媒配管（１５）で暖められるため、凍結詰まりを防ぐことができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の冷凍装置において、冷凍装置を冷凍車両の冷凍装置に用いたことを特徴としている。この請求項３に記載の発明によれば、凍結詰まりによる排水不良を引き起すことのない冷凍車とすることができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態（請求項１〜３を適用）について添付した図１ないし図４を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係わる冷凍車用冷凍装置１の概略構成を示す斜視図であり、図２は、図１の冷凍装置での冷凍サイクル上の構成を示す模式図である。また、図３の（ａ）は、本発明の一実施形態におけるクーリングユニット３の側面断面構造図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ視図、（ｃ）は（ｂ）中のＢ視図である。
【００１１】
本実施形態では、図1に示すように、冷凍車用冷凍装置１としてトラック型冷凍車に搭載したもので説明する。トラックの荷台には、冷凍室（冷凍庫）２が設けられており、冷凍室２には例えば冷凍食品などの冷凍物が積み込まれる。そして、冷凍室２の後方には、冷凍室２内に冷凍物を積み込む、もしくは冷凍室内の冷凍物を運び出すための搬入・搬出用ドア４が設けられている。
【００１２】
図２に示すように、冷凍サイクルは、圧縮機７、凝縮器８、レシーバー９、減圧手段１０、蒸発器１１、アキュムレータ１２と、これらをつなぐ冷媒配管とからなる周知のものである。まず圧縮機７は、気相冷媒を吸入して高温高圧に圧縮するもので、図示しない車両走行用エンジンによって駆動されるようになっている。
【００１３】
そして、圧縮機７は、駆動力断続手段である周知の電磁クラッチ７ａにて選択的に駆動もしくは停止となるように切り換えられる。なお、この電磁クラッチ７ａは、通電されると上記走行用エンジンの駆動力を圧縮機７に伝達し、通電が遮断されると上記走行用エンジンからの駆動力を遮断するものである。
【００１４】
凝縮器８は、圧縮機７から吐出される冷媒を凝縮させるもので、車両側方下部に立てて設置されており、冷却ファン８ａによって送風される冷却風によって内部の冷媒が冷却されて凝縮される。レシーバー９は、凝縮器８にて凝縮された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を貯留しながら且つ導出するものである。
【００１５】
減圧手段としての膨張弁１０は、レシーバー９からの液相冷媒を減圧するものである。この膨張弁１０は、蒸発器１１の出口冷媒温度を検知する図示しない感温部を有する温度作動式膨張弁であり、蒸発器１１の出口冷媒の過熱度を所定置に維持するように弁開度（冷媒流量）を調整するものである。
【００１６】
蒸発器１１は、膨張弁１０で減圧された冷媒を、冷凍ファン１１ａで循環される冷凍室２内の空気と熱交換させて蒸発させ、その蒸発潜熱によって循環空気を冷却する熱交換器である。アキュムレータ１２は、蒸発器１１を通過した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を貯留しながら気相冷媒を圧縮機７へ導出するものである。
【００１７】
冷凍室２内の車両前方側上方には、冷凍庫２の外壁断熱パネル２ａに孔を空けてクーリングユニット３が取り付けられている（図３（ａ）参照）。このクーリングユニット３は主に、空気通路となる断熱ケース３ａ内に、先の冷凍ファン１１ａ（本実施形態では２つ）と、先の蒸発器１１とを内蔵している。
【００１８】
冷凍ファン１１ａは、断熱ケース３ａの下面側から冷凍室２内の空気を吸い込んで、蒸発器１１を通過させて冷却した後、断熱ケース３ａの車両後方側側面から冷凍室２内へ送風するようになっている。この冷凍ファン１１ａは、冷凍室２内全体に蒸発器１１にて冷却された冷却風を送風し、冷凍室２内を均一な温度分布にするためのものである。
【００１９】
また、蒸発器１１の下方には、蒸発器１１より生じる凝縮水を受けて集めるドレンパン２０が設けられている。このドレンパン２０に集まった凝縮水は、断熱ケース３ａの内部下面に設けられた排水通路３ｂ（本実施形態では車両左右側に２箇所、図３参照）を通り、この排水通路３ｂに接続されたドレンホース２１を通って冷凍室２の外に出て車両床下に排水される（図１参照）。
【００２０】
また、本実施形態における冷凍サイクルには、圧縮機７の吐出側（Ｐ１）と膨張弁１０の下流側かつ蒸発器１１の上流側（Ｐ２）とを連通してホットガスを導く除霜用バイパス回路ＢＰが設けられている（図２参照）。そして、除霜用バイパス回路ＢＰには、開閉手段である電磁弁１６が設置されている。
【００２１】
また、この除霜用バイパス回路ＢＰを形成する冷媒配管１５の一部は、ホットガス除霜時にドレンパン２０を加熱するドレンパンヒータ１５ａを兼ねており、ドレンパン２０の内側表面を這わすようにして設置されている（図３参照）。そして、本実施形態の特徴として、先の排水通路３ｂ内に、ドレンパンヒータ１５ａにホットガスを導く冷媒配管１５が通るようにしている。
【００２２】
また、他端側の排水通路３ｂ内においては、ドレンパンヒータ１５ａの一部を延長した配管部１５ｂが排水通路３ｂ内を通るようにしている。これは、後述するホットガス除霜時に、蒸発器１１やドレンパン２０で融けた霜が水となって排水通路３ｂ内を流れる間に、冷えている断熱ケース３ａ上で凍結して凍結詰まりを起こさぬよう、ホットガスの流れる配管部分で排水通路３ｂも同時に暖めるようにしたものである。
【００２３】
また、凍結詰まりを起こす可能性の有る部分としては、この排水通路３ｂに接続されたドレンホース２１のうち、冷凍室２内を通っている部分がある（図３（ａ）中のＣ部）。図４は、図３（ａ）中のＣ部の構造を示す斜視図である。この図４に示すように、本実施形態では、冷凍室２内を通るドレンホース２１に先の冷媒配管１５を抱き合わせ、それらの外面をウレタンなどの断熱部材２４で覆い、この部分でも凍結詰まりが起こらぬようドレンホース２１を暖めるようにしている。
【００２４】
ちなみに、配管部１５ｂで温める側においても、配管部１５ｂはドレンホース２１の内部まで入り込むよう先端部カ゛断熱ケース３ａから突出する長さとしており、この突出した配管部１５ｂをドレンホース２１内に挿入したうえドレンホース２１の外面を断熱部材２４で覆うようにしている。
【００２５】
制御装置６は、マイクロコンピュータなどのコンピュータ手段を含んで構成されたものであり、入力端子からの入力信号に基づいて演算処理し、上記冷凍サイクルを制御するものである。制御装置６には、入力信号として冷凍室２内の設定温度を設定する温度設定器２２と、冷凍室２での冷凍を開始する冷凍開始スイッチ２３とが接続されている。
【００２６】
なお、温度設定器２２は、例えば可変抵抗などにて構成されており、例えば−１０℃〜−２０℃までの範囲で任意に設定温度が変更可能となっている。一方、制御装置６には、出力信号として上記電磁クラッチ７ａの通電回路と、冷却ファン８ａと、冷凍ファン１１ａと、電磁弁１６とが接続されている。
【００２７】
次に、上記構成の冷凍装置における作動の概要を説明する。制御装置６は、図示しない車両のイグニッションスイッチがＯＮされることで、電力が供給されるようになっている。そして、イグニッションスイッチがＯＮされた状態において、上記冷凍開始スイッチ２３がＯＮ（冷凍室２内の冷却を行う信号を発生する）されると、制御装置６によって冷凍室２内の温度が、上記温度設定器２２にて設定された設定温度（例えば−２０℃）となるように自動的に制御される。
【００２８】
より具体的に言えば、制御装置６は冷凍開始スイッチ２３がＯＮされると電磁クラッチ７ａに通電を施し、上記車両走行用エンジンと圧縮機７とを連結して圧縮機７を駆動（ＯＮ）する。更にこの際、制御装置６は上記冷却ファン８ａと冷凍ファン１１ａとを作動（ＯＮ）させることで、冷凍室２の冷却を開始する。
【００２９】
この後、図示しない冷凍室温度センサが検出する冷凍室内温度が、上記設定温度（−２０℃）となると、電磁クラッチ７ａへの通電を遮断し、上記車両走行用エンジンと圧縮機７との連結を遮断（ＯＦＦ）すると共に、上記冷却ファン８ａおよび冷凍ファン１１ａとを停止（ＯＦＦ）させる。
【００３０】
そして、例えば冷凍室２内の温度が上記設定温度より若干高く、−１８℃となると、上述したように圧縮機７を駆動すると共に、冷却ファン８ａと冷凍ファン１１ａとを作動させる。なお、後述のホットガス除霜を行う時以外、上記電磁弁１６は閉弁状態（ＯＦＦ）となっている。
【００３１】
ところで、上述したように冷凍車においては、冷凍室２内の温度が−２０℃といった極低温となるので、上記蒸発器１１に霜が付着することで、蒸発器１１の冷却能力が低下してしまう。従って、冷凍車においては、蒸発器１１に付着した霜を除去する除霜制御が行われる。そして、本実施形態では、除霜制御として制御装置６によって次のホットガス除霜運転が行われる。
【００３２】
上記イグニッションスイッチがＯＮされた状態にて、冷凍開始スイッチ２３がＯＮされると、冷凍運転が開始されると共に制御装置６内のタイマーがスタートし、所定時間（本実施形態では３時間）経過するとホットガス除霜運転が開始される。具体的には電磁クラッチ７ａはＯＮしたままで電磁弁１６を開弁状態（ＯＮ）とし、圧縮機７にて高温高圧となった気相冷媒（ホットガス）を、除霜用バイパス回路ＢＰを通じて直接蒸発器１１に流す。
【００３３】
そして、冷却ファン８ａと冷凍ファン１１ａは停止させる。これにより、ホットガスの熱にて蒸発器１１に付着した霜を溶かし、効果的に除霜が行われる。このとき、ホットガスの流れる冷媒配管１５・１５ａ・１５ｂによってドレンパン２０・排水通路３ｂ・ドレンホース２１も一緒に暖められるものである。
【００３４】
続いて、上記ホットガス除霜を終了するか否かの判定を行う。具体的には、ホットガス除霜は、図示しない除霜解除センサの検出温が所定温度（本実施形態では３℃）より高くなると終了となる。なお、ホットガス除霜を行うと、当然ながら蒸発器１１の冷媒上流側から順に霜が融けていく。
【００３５】
従って、本実施形態では上記除霜解除センサを蒸発器１１の直下流側に設置しており、蒸発器１１に付着した霜が完全に融けたときに、ホットガス除霜を終了できる。つまり、除霜解除センサの検出温（蒸発器１１の直下流側の配管温度）が３℃より高くなると、蒸発器１１に付着した霜が完全に除去されたものと判定するのである。
【００３６】
ホットガス除霜を終了する条件となったら電磁クラッチ７ａを一旦ＯＦＦすると共に、電磁弁１６を閉弁状態（ＯＦＦ）とする。そして、冷凍ファン１１ａは停止させたまま電磁クラッチ７ａと冷却ファン８ａをＯＮして冷凍サイクルを起動させ、予冷運転を行う。そして、蒸発器１１が所定温度以下の冷風を出せる状態になったら冷凍ファン１１ａをＯＮして冷凍運転を再開する。この時、次の除霜運転までの所定時間を計時するタイマーはリセットして再スタートさせる。
【００３７】
次に、本実施形態での特徴と、その効果について述べる。まず、凝縮水をドレンパン２０から冷凍室２外へと導く排水通路３ｂ内に、ドレンパンヒータ１５ａを流通するホットガスの流れる冷媒配管１５を配設している。これによれば、除霜時はドレンパンヒータ１５ａにホットガスを導く冷媒配管１５で排水通路３ｂが暖められるため、電気式ヒータを使うことなく排水通路３ｂの凍結詰まりを防ぐことができる。また、冷凍装置の構成を簡素なものとでき、コストを抑えることができる。
【００３８】
また、排水通路３ｂに接続されて凝縮水を冷凍室２外へ排出するドレンホース２１を備えるものにおいて、ドレンホース２１の少なくとも冷凍室２内となる部分を冷媒配管１５にて加熱するようにしている。ドレンホース２１の冷凍室２内となる部分も、冷えて凍結詰まりを引き起す可能性があるが、これによれば、排水通路３ｂと同様にドレンホース２１の少なくとも冷凍室２内となる部分は除霜時に冷媒配管１５で暖められるため、凍結詰まりを防ぐことができる。また、本冷凍装置を冷凍車両の冷凍装置に用いている。これによれば、凍結詰まりによる排水不良を引き起すことのない冷凍車とすることができる。
【００３９】
（変形例）
図５の（ａ）は、上記実施形態の変形例におけるクーリングユニット３の側面断面構造図であり、（ｂ）は（ａ）中のＤ視図、（ｃ）は（ｂ）中のＥ視図である。上述した実施形態と異なるのは、片側の排水通路３ｂ・ドレンホース２１は冷媒配管１５で暖め、他方の排水通路３ｂ・ドレンホース２１は電気式ヒータＨを利用して暖めている点である。このように全ての部分を冷媒配管１５だけで暖めるのではなく、他の加熱手段を併用した構成であっても良い。
【００４０】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の冷凍装置を冷凍車に適用した例で説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば定置式の冷凍装置に適用しても良い。また、上述の実施形態では、排水通路３ｂやドレンホース２１の加熱にドレンパンヒータ１５ａ上流側の冷媒配管１５を用いているが、ドレンパンヒータ１５ａ下流側の冷媒配管を用いても良いし、ホットガスをドレンパンヒータ１５ａ用と排水通路３ｂ・ドレンホース２１加熱用と（更に右用・左用など）に分流して用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係わる冷凍車用冷凍装置１の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の冷凍装置での冷凍サイクル上の構成を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態におけるクーリングユニット３の側面断面構造図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ視図、（ｃ）は（ｂ）中のＢ視図である。
【図４】図３（ａ）中のＣ部の構造を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、実施形態の変形例におけるクーリングユニット３の側面断面構造図であり、（ｂ）は（ａ）中のＤ視図、（ｃ）は（ｂ）中のＥ視図である。
【図６】（ａ）は、従来のクーリングユニット３の側面断面構造図であり、（ｂ）は（ａ）中のＦ視図、（ｃ）は（ｂ）中のＧ視図である。
【符号の説明】
【００４２】
２…冷凍室
３ａ…排水通路
７…圧縮機
８…凝縮器
１０…膨張弁（減圧手段）
１１…蒸発器
１５…冷媒配管
１５ａ…ドレンパンヒータ
２０…ドレンパン
２１…ドレンホース
ＢＰ…除霜用バイパス回路
【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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