(57)【要約】【課題】車載冷凍冷蔵庫において、冷却器の表面に付着した霜の除霜を確実に、しかも、安価な構成で行う。【解決手段】冷凍室２と、冷凍室２に連通路４を介して連通された冷蔵室３と、冷凍室２内を冷却する冷却器５と、冷凍室２内の冷気を連通路４を通して冷蔵室３内に送風する冷蔵室用ファン７と、冷却器５の表面に付着した霜を除霜するヒーター８と、ヒーター８に対する通電状態を制御する制御部１５と、制御部１５に接続され、ヒーター８に対して通電する操作を行う臨時除霜操作部２２と、を有し、制御部１５は、ヒーター８に対して定時に通電する定時通電時間を記憶した定時除霜タイマ１７と、臨時除霜操作部２２が操作された場合におけるヒーター８に対する通電継続時間を記憶した臨時除霜タイマ１８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍室と、
前記冷凍室に連通路を介して連通された冷蔵室と、
前記冷凍室内を冷却する冷却器と、
前記冷凍室内の冷気を前記連通路を通して前記冷蔵室内に送風する冷蔵室用ファンと、
前記冷却器の表面に付着した霜を除霜するヒーターと、
前記ヒーターに対する通電状態を制御する制御部と、
前記制御部に接続され、前記ヒーターに対して通電する操作を行う臨時除霜操作部と、
を有し、
前記制御部は、
前記ヒーターに対して定時に通電する定時通電時間を記憶した定時除霜タイマと、
前記臨時除霜操作部が操作された場合における前記ヒーターに対する通電継続時間を記憶した臨時除霜タイマと、
を備えることを特徴とする車載冷凍冷蔵庫。
【請求項２】
前記定時除霜タイマに記憶された定時通電時間は、日中は短時間で夜間は長時間であることを特徴とする請求項１記載の車載冷凍冷蔵庫。
【請求項３】
前記定時除霜タイマは、停電補償機能を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の車載冷凍冷蔵庫。
【請求項４】
前記冷蔵室用ファンは、前記冷却器が始動された後の所定時間経過後に始動されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車載冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両等に設置される車載冷凍冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、新幹線等の鉄道車両には車載冷凍冷蔵庫が設置されている。このような車載冷凍冷蔵庫は、循環する冷媒を蒸発させることにより冷凍室内や冷蔵室内を冷却する冷却器（蒸発器ともいう）と、その冷却器の表面に付着した霜を除霜するヒーターとを備えている。冷却器の表面に付着した霜をヒーターを用いて除霜する装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された除霜装置は、冷却器による冷却が停止した後に、冷凍室内の温度と冷却器の表面温度とを測定し、その温度差に基づいて冷却器の表面への着霜状態を判定し、着霜していると判定した場合にはヒーターに通電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６４２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された除霜装置では、冷却器による冷却が停止した後に、冷凍室内の温度と冷却器の表面温度とを測定して比較し、その比較結果に応じて除霜するか否かを決定するため、冷却器による冷却が継続している間は冷却器の除霜が行われない。このため、冷却器による冷却が長時間継続した場合には、冷却器に過度の着霜が生じ、その過度の着霜が原因となって冷却器の冷却性能が低下する場合がある。
【０００５】
また、この除霜装置では、冷凍室内の温度を測定する温度センサ、冷却器の表面温度を測定する温度センサ、二つの温度センサの測定結果を比較する比較器、比較器での比較結果に基づいて除霜を行うか否かを判定する判定器等が必要であり、除霜装置が複雑で高価なものとなっている。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却器の表面に付着した霜の除霜を確実に、しかも、安価な構成で行うことができる車載冷凍冷蔵庫を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車載冷凍冷蔵庫は、冷凍室と、前記冷凍室に連通路を介して連通された冷蔵室と、前記冷凍室内を冷却する冷却器と、前記冷凍室内の冷気を前記連通路を通して前記冷蔵室内に送風する冷蔵室用ファンと、前記冷却器の表面に付着した霜を除霜するヒーターと、前記ヒーターに対する通電状態を制御する制御部と、前記制御部に接続され、前記ヒーターに対して通電する操作を行う臨時除霜操作部と、を有し、前記制御部は、前記ヒーターに対して定時に通電する定時通電時間を記憶した定時除霜タイマと、前記臨時除霜操作部が操作された場合における前記ヒーターに対する通電継続時間を記憶した臨時除霜タイマと、を備える。
【０００８】
また、前述の本発明に係る車載冷凍冷蔵庫において、前記定時除霜タイマに記憶された定時通電時間は、日中は短時間で夜間は長時間であることが望ましい。
【０００９】
また、前述の本発明に係る車載冷凍冷蔵庫において、前記定時除霜タイマは、停電補償機能を備えることが望ましい。
【００１０】
また、前述の本発明に係る車載冷凍冷蔵庫において、前記冷蔵室用ファンは、前記冷却器が始動された後の所定時間経過後に始動されるが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る車載冷凍冷蔵庫は、定時除霜タイマに記憶された定時通電時間になるとヒーターに対して通電されるので、冷却器の表面に付着した霜の除霜を定時に自動的に行うことができ、これにより、冷却器の表面における過度の着霜を防止することができ、過度の着霜が原因となる冷却器の冷却性能低下を防止することができる。さらに、臨時除霜操作部を操作することにより、臨時除霜タイマに記憶された通電継続時間の間ヒーターに対して通電されるので、定時通電時間以外の時間であっても冷却器の表面に付着した霜を必要に応じて適宜除霜することができ、冷却器の表面における過度の着霜が原因となる冷却器の冷却性能低下をより一層防止することができる。
【００１２】
また、定時通電時間は、日中は短時間で夜間は長時間であるので、車載冷凍冷蔵庫の使用頻度が高い日中においては、定時通電時間を短くすることにより冷凍室内や冷蔵室内の温度上昇を抑えて車載冷凍冷蔵庫の性能を維持することができる。一方、車載冷凍冷蔵庫の使用頻度が低い夜間においては、定時通電時間を長くしても冷凍室内や冷蔵室内の温度上昇を抑えて車載冷凍冷蔵庫の性能を維持することができるとともに、冷却器の表面に付着した霜の除霜を夜間中に確実に行うことかできる。
【００１３】
また、定時除霜タイマは停電補償機能を備えることにより、停電が発生してその停電が復旧した後において、停電が発生しなかった場合と同様にヒーターに対して定時に通電を行うことができ、停電が発生した後であっても冷却器の表面に付着した霜の除霜を確実に行うことができる。
【００１４】
また、冷蔵室用ファンは、冷却器が始動された後の所定時間経過後に始動されるので、冷却器が始動された直後は冷凍室内のみが冷却されることになり、冷却器の負荷を抑えることができるとともに冷凍室内の冷却を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の車載冷凍冷蔵庫の構成を示す模式図である。
【図２】車載冷凍冷蔵庫の運転及び冷却器の除霜について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態の車載冷凍冷蔵庫について、図面に基づいて説明する。図１は、新幹線等の鉄道車両に搭載される車載冷凍冷蔵庫１を示す模式図である。この車載冷凍冷蔵庫１は、冷凍室２と、冷凍室２の下方に位置する冷蔵室３とを備えている。冷凍室２と冷蔵室３とは、一対の連通路４を介して連通されている。これらの連通路４は、開閉蓋（図示せず）により開放状態と閉止状態とに切替え可能とされている。
【００１７】
冷凍室２内には、冷却器５と、冷凍室用ファン６と、冷蔵室用ファン７と、ヒーター８と、冷却器用温度センサ９とが設置されている。
【００１８】
冷却器５は、冷媒を利用して熱交換を行う冷凍サイクル１０の一部を構成している。この冷凍サイクル１０は、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器１２と、凝縮された冷媒を断熱膨張させる膨張器１３と、断熱膨張された冷媒を蒸発させる冷却器５とを備え、これらの各機器を冷媒が流れるパイプ１４で接続することにより構成されている。圧縮機１１に対して通電されることにより冷凍サイクル１０が駆動され、冷媒がパイプ１４内を循環する。冷凍サイクル１０が駆動されて冷媒がパイプ１４内を循環した場合、冷却器５内では冷媒が蒸発し、冷媒が蒸発することにより冷凍室２内の空気から気化熱が奪われ、冷凍室２内が冷却される。
【００１９】
冷凍室用ファン６は、冷凍室２内の空気を上向きに送風して冷却器５に当たる位置に配置されている。冷凍室用ファン６が駆動されて冷凍室２内の空気が冷却器５に当たるとともにその空気が冷凍室２内を循環することにより、冷却器５による冷凍室２内の冷却が促進される。
【００２０】
冷蔵室用ファン７は、冷凍室２内の冷却された空気の一部を一方の連通路４内を通して冷蔵室３内に送風する位置に配置されている。冷蔵室用ファン７が駆動されることにより冷凍室２内の空気の一部が一方の連通路４内を通して冷蔵室３内に送風され、冷蔵室３内が冷却される。他方の連通路４からは、冷蔵室３内の空気が冷凍室２内に流入する。
【００２１】
ヒーター８は、冷却器５の下側に取付けられ、通電されることにより発熱する。ヒーター８に通電されてこのヒーター８が発熱することにより、冷却器５の表面が暖められる。冷却器５の表面が暖められることにより、冷却器５の表面に霜が付着している場合にはその霜が除霜される。
【００２２】
冷却器用温度センサ９は、冷却器５の表面温度を測定する。測定結果は、後述する制御部に送信される。
【００２３】
上述した圧縮機１１と冷凍室用ファン６と冷蔵室用ファン７とヒーター８と冷却器用温度センサ９とは、制御部１５に接続されている。制御部１５は、リード線１６を介して電源部に接続されている。
【００２４】
制御部１５には様々な回路が設けられており、例えば、ヒーター８への通電状態を制御して冷却器５を除霜するための回路としては、定時除霜タイマ１７、臨時除霜タイマ１８、ボルテージセンサ１９、冷却器表面温度判定回路２０、冷蔵室用ファン始動遅延回路２１等が設けられている。さらに、制御部１５には、臨時除霜操作部２２が接続されている。
【００２５】
定時除霜タイマ１７は、ヒーター８に対して定時に通電する定時通電時間を記憶した回路である。定時通電時間には、通電開始時間と通電継続時間とが含まれている。定時除霜タイマ１７に記憶されている具意的な定時通電時間の一例としては、例えば、通電開始時間が７時３０分で通電継続時間が１７分、通電開始時間が１１時３０分で通電継続時間が１７分、通電開始時間が１５時３０分で通電継続時間が１７分、通電開始時間が１９時３０分で通電継続時間が１７分、通電開始時間が２３時３０分で通電継続時間が３０分、通電開始時間が３時３０分で通電継続時間が３０分である。
【００２６】
さらに、定時除霜タイマ１７は、停電補償機能を備えている。停電補償機能とは、停電が発生してその停電が復旧した後において、停電が発生しなかった場合と同様の定時通電時間に通電を行う機能である。
【００２７】
臨時除霜タイマ１８は、臨時除霜操作部２２が操作された場合における、ヒーター８に対する通電継続時間を記憶した回路である。臨時除霜タイマ１８に記憶されている通電継続時間の一例としては、例えば、日中は１７分、夜間は３０分である。
【００２８】
ボルテージセンサ１９は、リード線１６を介して制御部１５に印加される電圧が大きく変動した場合にその電圧の印加を遮断する回路である。鉄道車両においては、架線から供給される電圧が変動しやすいため、ボルテージセンサ１９を設けることにより電圧変動が原因となる圧縮機１１等の故障を防止することができる。
【００２９】
冷却器表面温度判定回路２０は、冷却器用温度センサ９が測定した冷却器５の表面温度が一定の温度（除霜終了温度）以上であるか否かを判定する回路である。
【００３０】
冷蔵室用ファン始動遅延回路２１は、制御部１５への通電が開始されて圧縮機１１や冷凍室用ファン６が始動された後、冷蔵室用ファン７を始動させるまでの所定時間（遅延時間）をカウントする回路である。遅延時間の一例としては、例えば、２５分が設定されている。
【００３１】
臨時除霜操作部２２は、オペレータ等により手動で操作される機器である。この臨時除霜操作部２２が操作されることにより、制御部１５からの制御によりヒーター８に通電される。
【００３２】
つぎに、図２のフローチャートに基づいて、車載冷凍冷蔵庫１の運転及び冷却器５の表面の除霜について説明する。
【００３３】
鉄道車両のパンタグラフが上げられて架線に触れると制御部１５に通電され、制御部１５において通電された電圧が正常か否かが判断される（ステップＳ１）。
【００３４】
電圧が正常であると判断された場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、圧縮機１１への通電（ステップＳ２）と、冷凍室用ファン６への通電（ステップＳ３）と、冷蔵室用ファン始動遅延回路２１による遅延時間のカウント（ステップＳ４）とが開始される。ここで、圧縮機１１への通電が開始されることにより冷凍サイクル１０のパイプ１４内を冷媒が循環し、冷却器５における熱交換により冷凍室２内が冷却される。また、冷凍室用ファン６が駆動されることにより、冷凍室２内の空気が冷却器５に当たるとともにその空気が冷凍室２内を循環し、冷却器５による冷凍室２内の冷却が促進される。
【００３５】
ステップＳ４の遅延時間のカウントが開始された後、遅延時間が経過したか否かの判断（ステップＳ５）と、臨時除霜操作部２２が操作されたか否かの判断（ステップＳ６）と、定時除霜タイマ１７に記憶された定時通電時間になったか否かの判断（ステップＳ７）とが行われる。
【００３６】
ステップＳ５において、遅延時間が経過したと判断された場合には（ステップＳ５のＹＥＳ）、冷蔵室用ファン７への通電が開始される（ステップＳ８）。この通電により冷蔵室用ファン７が駆動されると、冷凍室２内の冷気の一部が一方の連通路４を通して冷蔵室３内に送風され、冷蔵室３内が冷却される。
【００３７】
臨時除霜操作部２２が操作された場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、又は、定時通電時間になった場合（ステップＳ７のＹＥＳ）には、圧縮機１１への通電が停止され（ステップＳ９）、ヒーター８への通電が開始され（ステップＳ１０）、ファン（冷凍室用ファン６、冷蔵室用ファン７）への通電が停止され（ステップＳ１１）、冷却器５の表面の除霜が開始される。
【００３８】
ステップＳ９〜Ｓ１１により冷却器５の表面の除霜が開始された後、冷却器５の表面温度が除霜終了温度以上であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。この判断は、冷却器用温度センサ９が測定した冷却器５の表面温度に基づいて行われる。
【００３９】
ステップＳ１２において冷却器５の表面温度が除霜終了温度以上であると判断された場合には（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ヒーター８への通電が停止されて冷却器５の表面の除霜が終了し（ステップＳ１３）、その後、冷却器５の表面に付着している水切りをする一定の水切り時間（例えば、２分）が経過したか否かが判断され（ステップＳ１４）、水切り時間が経過した後、ステップＳ２に戻る。なお、この水切り時間中においては、冷凍室用ファン６を駆動させて水切りを促進するようにしてもよい。
【００４０】
一方、ステップＳ１２において、冷却器５の表面温度が除霜終了温度以上ではないと判断された場合には（ステップＳ１２のＮＯ）、現在が日中であるか夜間であるか否かが判断され（ステップＳ１５）、さらに、通電継続時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ１６、Ｓ１７）。この通電継続時間は、例えば、日中は１７分、夜間は３０分に設定されている。冷却器５の表面温度が除霜終了温度に上昇しない場合であっても、通電継続時間が経過した場合には（ステップＳ１６のＹＥＳ、ステップＳ１７のＹＥＳ）、ヒーター８への通電が停止され、冷却器５の表面の除霜が終了する。
【００４１】
このような構成において、この車載冷凍冷蔵庫１では、制御部１５のリード線１６は鉄道車両の電源部に予め接続されており、鉄道車両のパンタグラフが上がって架線に触れることにより制御部１５への通電が開始される。
【００４２】
制御部１５への通電が開始されると、冷凍サイクル１０の圧縮機１１が駆動されて冷媒が冷凍サイクル１０のパイプ１４内を循環し、冷却器５で熱交換が行われることにより冷凍室２内が冷却される。
【００４３】
冷却器５で熱交換が行われて冷凍室２内が冷却された場合、冷凍室２内の水分が冷やされて冷却器５の表面に付着して霜となり、冷却器５の表面に過度の着霜が生じた場合には冷却器５の冷却性能が低下する。
【００４４】
そこでこの車載冷凍冷蔵庫１では、ヒーター８に通電することにより冷却器５の表面に付着した霜を除霜している。
【００４５】
ヒーター８に通電することによる冷却器５の表面に付着した霜の除霜は、定時除霜タイマ１７に記憶された定時通電時間になった場合に、定期的にかつ自動的に行われるので（図２のステップＳ７、Ｓ１０）、冷却器５の表面における過度の着霜を防止することができ、過度の着霜が原因となる冷却器５の冷却性能低下を防止することができる。
【００４６】
さらに、この車載冷凍冷蔵庫１における冷却器５の表面の除霜機構は、定時除霜タイマ１７を用いてヒーター８に通電する構成であり、安価な構成とすることができる。
【００４７】
さらに、この車載冷凍冷蔵庫１では、臨時除霜操作部２２を操作することにより定時通電時間以外の時間であってもヒーター８への通電を必要に応じて適宜行うことができる（図２のステップＳ６、Ｓ１０）。このため、オペレータが冷却器５の表面への着霜が多いと判断した場合には、臨時除霜操作部２２を操作してヒーター８に通電し、冷却器５の表面に付着した霜を適宜除霜することができる。これにより、冷却器５の表面における過度の着霜をより一層防止することができ、過度の着想が原因となる冷却器５の冷却性能低下をより一層防止することができる。
【００４８】
なお、臨時除霜操作部２２を操作することにより行う冷却器５の表面の除霜は、鉄道車両の運行が終了してその鉄道車両を車庫に回送する前に行うことが有効である。
【００４９】
定時除霜タイマ１７と臨時除霜タイマ１８とに記憶されたヒーター８への通電継続時間は、日中は短時間（１７分）で夜間は長時間（３０分）である。ここで、冷却器５の表面の除霜時には圧縮機１１への通電が停止されて冷却器５による冷却は停止されるため、車載冷凍冷蔵庫１の使用頻度が高くドアの開閉に伴って冷凍室２内や冷蔵室３内の温度が上昇しやすい日中は、ヒーター８への通電継続時間（除霜時間）を短くすることにより冷凍室２内や冷蔵室３内の温度上昇を抑えて車載冷凍冷蔵庫１の性能を維持することができる。一方、車載冷凍冷蔵庫１の使用頻度が低い夜間においては、ヒーター８への通電継続時間（除霜時間）を長くしても冷凍室２内や冷蔵室３内の温度上昇を抑えて車載冷凍冷蔵庫１の性能を維持することができるとともに、ヒーター８への通電継続時間を長くすることにより冷却器５の表面の除霜を確実に行うことかできる。
【００５０】
また、定時除霜タイマ１７は停電補償機能を備えているので、停電が発生してその停電が復旧した後において、停電が発生しなかった場合と同様にヒーター８に対する通電を行うことができる。このため、停電が発生した後であっても、停電が復旧した後の冷却器５の表面の除霜を確実に行うことができる。
【００５１】
また、この車載冷凍冷蔵庫１には冷蔵室用ファン始動遅延回路２１が設けられており、冷蔵室用ファン７は、冷却器５が始動された後の所定時間（遅延時間）経過後に始動される。このため、冷却器５が始動された直後は冷凍室２内のみが冷却されることになり、冷却器５の負荷を抑えることができるとともに冷凍室２内の冷却を迅速に行うことができる。
【００５２】
冷却器５の表面の除霜は、図２のステップＳ１２、Ｓ１３で説明したように、冷却器５の表面温度が除霜終了温度以上である場合に終了する。このため、例えば、７時２９分にパンタグラフを上げて冷却が開始された場合、７時３０分になると冷却が停止されて除霜が開始されるが（ステップＳ７、Ｓ９〜Ｓ１１）、ステップＳ１２で冷却器５の表面温度が除霜終了温度以上であると判断されてヒーター８への通電が停止されて冷却に戻るので、冷却器５が必要以上に暖められるという不都合な事態は生じない。
【００５３】
なお、本実施の形態では、冷却器５が始動された後の遅延時間を経過した後に冷蔵室用ファン７を始動させて冷凍室２内の冷気を冷蔵室３内に送風しているが、冷凍室２内の温度を測定し、冷凍室２内の温度が設定値まで下がった後に冷蔵室用ファン７を始動させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１    車載冷凍冷蔵庫
２    冷凍室
３    冷蔵室
４    連通路
５    冷却器
６    冷凍室用ファン
７    冷蔵室用ファン
８    ヒーター
９    冷却器用温度センサ
１０    冷凍サイクル
１１    圧縮機
１２    凝縮器
１３    膨張器
１４    パイプ
１５    制御部
１６    リード線
１７    定時除霜タイマ
１８    臨時除霜タイマ
１９    ボルテージセンサ
２０    冷却器表面温度判定回路
２１    冷蔵室用ファン始動遅延回路
２２    臨時除霜操作部
【図１】
2016109389.tif 000003
【図２】
2016109389.tif 000004