(57)【要約】【課題】発電機２２を駆動するエンジン２１及び発電機２２からの電力で駆動される電動圧縮機１２の回転数を低くしても、庫内空気が澱んでしまうことがないコンテナ用冷凍システムを得る。【解決手段】コンテナ用冷凍システムにおいて、発電機２２は、エンジン２１によって駆動され交流出力を発生する。モータ駆動用インバータ装置２４は、発電機２２の交流出力が供給される。電動圧縮機１２は、モータ駆動用インバータ装置２４によって回転数が制御され冷媒吐出量が制御される。直流電源装置２３０は、エンジン２１の動力を変換して直流出力を発生する。コンデンサファン１６は、直流電源装置２３０の直流出力により駆動される。エバポレータファン１７は、直流電源装置２３０の直流出力により駆動される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナ（１００）の庫内を冷却する冷凍装置（１０）であって、
エンジン（２１）によって駆動され発電機（２２）の交流出力が供給されるモータ駆動用インバータ装置（２４）と、
前記モータ駆動用インバータ装置（２４）によって冷媒吐出量が制御される電動圧縮機（１２）と、
前記電動圧縮機（１２）からの冷媒が流れ外気に放熱するコンデンサ（１３）と、
前記電動圧縮機（１２）からの冷媒が流れ庫内を冷却するエバポレータ（１５）と、
直流電源装置（２３０）の直流出力により駆動され、前記コンデンサ（１３）に送風するコンデンサファン（１６）と、
前記直流電源装置（２３０）の直流出力により駆動され、前記エバポレータ（１５）に送風するエバポレータファン（１７）と、を備え、
更に、少なくとも前記電動圧縮機（１２）と、前記モータ駆動用インバータ装置（２４）と、前記エンジン（２１）と、を制御する制御装置（３０）を備えることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
更に、前記制御装置（３０）に指令信号を供給するコントロールパネル（３１）を備え、
前記コントロールパネル（３１）に前記エンジン（２１）の回転速度を低速に固定する低速固定指令手段（３１ａ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
更に、前記制御装置（３０）に指令信号を供給するコントロールパネル（３１）を備え、
前記コントロールパネル（３１）に前記エンジン（２１）の停止を許可せず前記エンジンを連続回転させるエンジン連続指令手段（３１ｂ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項４】
更に、前記発電機（２２）の前記交流出力によって加熱され庫内を暖房する電気ヒータ（１０ｃ）を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記制御装置（３０）は、前記電動圧縮機（１２）が最大能力モードにおいては、前記エンジン（２１）の回転数を高回転（Ｈｉ）とし、前記電動圧縮機（１２）が能力制御モードにおいては前記エンジン（２１）の回転数を低回転として、前記モータ駆動用インバータ装置（２４）により前記電動圧縮機（１２）の能力を制御し、前記庫内の温度が設定温度から低下して所定温度以下になった場合は、前記エンジン（２１）の回転数を停止させ、かつ前記電気ヒータ（１０ｃ）に通電して加熱モードとすることを特徴とする請求項４に記載の冷凍装置。
【請求項６】
コンテナ（１００）の庫内を冷却する冷凍装置（１０）と、この冷凍装置（１０）に発電電力を供給する発電装置（２０）とを備えたコンテナ用冷凍システムであって、
前記発電装置（２０）は、
エンジン（２１）と、
前記エンジン（２１）によって駆動され交流出力を発生する発電機（２２）と、
前記エンジン（２１）の動力が電力に変換されて直流出力を発生する直流電源装置（２３０）と、を備え、
前記冷凍装置（１０）は、
前記発電機（２２）の前記交流出力が供給されるモータ駆動用インバータ装置（２４）と、
前記モータ駆動用インバータ装置（２４）によって冷媒吐出量が制御される電動圧縮機（１２）と、
前記電動圧縮機（１２）からの冷媒が流れ外気に放熱するコンデンサ（１３）と、
前記電動圧縮機（１２）からの冷媒が流れ庫内を冷却するエバポレータ（１５）と、
前記直流電源装置（２３０）の直流出力により駆動され、前記コンデンサ（１３）に送風するコンデンサファン（１６）と、
前記直流電源装置（２３０）の直流出力により駆動され、前記エバポレータ（１５）に送風するエバポレータファン（１７）と、を備え、
更に、少なくとも前記電動圧縮機（１２）と、前記モータ駆動用インバータ装置（２４）と、前記エンジン（２１）と、を制御する制御装置（３０）を備えることを特徴とするコンテナ用冷凍システム。
【請求項７】
前記直流電源装置（２３０）は、前記エンジン（２１）の動力により駆動されるオルタネータ（２４ｂ）と、このオルタネータ（２４ｂ）により充電されるバッテリ（２３）から構成されることを特徴とする請求項６に記載のコンテナ用冷凍システム。
【請求項８】
前記直流電源装置（２３０）は、前記発電機（２２）の前記交流出力を直流に変換するＡＣＤＣコンバータ（２４ａ）から構成され、前記発電機（２２）の前記交流出力側に商用電源が供給される接続端子（２５）を有し、前記ＡＣＤＣコンバータ（２４ａ）は、前記接続端子（２５）を介して供給された前記商用電源も直流に変換することを特徴とする請求項６に記載のコンテナ用冷凍システム。
【請求項９】
更に、前記制御装置（３０）に指令信号を供給するコントロールパネル（３１）を有し、このコントロールパネル（３１）に、前記エンジン（２１）の回転速度を低速に固定する低速固定指令手段（３１ａ）を有することを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のコンテナ用冷凍システム。
【請求項１０】
更に、前記制御装置（３０）に指令信号を供給するコントロールパネル（３１）を有し、このコントロールパネル（３１）に、前記エンジン（２１）の停止を許可せず前記エンジン（２１）を連続運転させるエンジン連続指令手段（３１ｂ）を有することを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載のコンテナ用冷凍システム。
【請求項１１】
更に、前記発電機（２２）の前記交流出力によって加熱され庫内を暖房する電気ヒータ（１０ｃ）を備えることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載のコンテナ用冷凍システム。
【請求項１２】
前記制御装置（３０）は、前記電動圧縮機（１２）が最大能力モードにおいては、前記エンジン（２１）の回転数を高回転（Ｈｉ）とし、前記電動圧縮機（１２）が能力制御モードにおいては前記エンジン（２１）の回転数を低回転として、前記モータ駆動用インバータ装置（２４）により前記電動圧縮機（１２）の能力を制御し、前記庫内の温度が設定温度から低下して所定温度以下になった場合は、前記エンジン（２１）の回転数を停止させ、かつ前記電気ヒータ（１０ｃ）に通電して加熱モードとすることを特徴とする請求項１１に記載のコンテナ用冷凍システム。
【請求項１３】
前記電動圧縮機（１２）は、前記モータ駆動用インバータ装置（２４）で速度制御される直流ブラシレスモータ（２４ｍ）で駆動されることを特徴とする請求項６から１２のいずれか一項に記載のコンテナ用冷凍システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテナの庫内を冷却する冷凍装置、及び、この冷凍装置と、冷凍装置に発電電力を供給して電動圧縮機等の機器を幅広い回転数範囲で駆動する発電装置とを備えたコンテナ用冷凍システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として発電機で発電して冷凍装置に電力を供給して冷凍装置を駆動するコンテナ用冷凍システムを備えたトレーラが実用化されている。このトレーラの冷凍装置は、インバータを備えておらず、三相誘導モータを使用して駆動される電動圧縮機を有している。冷凍装置内のコンデンサファンモータ等の送風機も同じ三相電力で駆動される。しかし、この冷凍装置では、三相モータの定格に応じて、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電源でしか駆動できない。
【０００３】
そのため、冷凍装置への電力供給は、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの周波数で電力を供給する必要がある。よって、発電機用エンジンの回転数にも制約がある。つまり、電動圧縮機に三相４極モータを採用した場合は、エンジン回転数は、１５００ｒｐｍ〜１８００ｒｐｍ程度に限られてしまう。
【０００４】
そのため、冷凍負荷が充分に軽いため、更にエンジン出力を低下させたくても、エンジン回転数の下限が１５００ｒｐｍであると、エンジン出力を低下させることができない。そのため、エンジンの燃費効率が低下するという問題が生じている。
【０００５】
上記問題を解消するために、冷凍装置全体に可変周波数の交流を供給するインバータを設けることで、エンジン回転数を冷凍負荷に合わせて幅広く制御することを可能としている特許文献１が存在する。次に、モータ駆動用インバータ装置を用いて直流ブラシレスモータを駆動する電動機の駆動装置、及び冷凍サイクル装置に関する特許文献２も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１９７９８８号公報
【特許文献２】特開２０１３−６２９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の装置は、発電用エンジンと、発電機で発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、その直流出力を交流電力に変換して冷凍装置全体に交流電力を供給するインバータとを備える。かつ、冷凍装置の冷凍負荷の大きさに基づいて発電用エンジンの回転数を制御する制御装置が備えられているが、以下の問題がある。
【０００８】
インバータで電動圧縮機の回転数を低下させると、コンテナの庫内空気を循環させるエバポレータファンモータの回転数も低下してしまう。よって、特に長さが５３フィートもある北米仕様のトレーラの場合は、庫内空気の流れがショートサーキットを循環し、顕著に庫内空気が澱んでしまう。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、電動圧縮機の回転数を低くしても、庫内空気が澱んでしまうことがない電動冷凍機を備えた冷凍装置、及び、冷凍装置と発電装置を備えたコンテナ用冷凍システムを提供することを目的とする。
【００１０】
従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、本発明の冷凍装置は、発電機（２２）の交流出力が供給されるモータ駆動用インバータ装置（２４）を含んでいる。また、冷凍装置は、モータ駆動用インバータ装置（２４）によって冷媒吐出量が制御される電動圧縮機（１２）を含んでいる。また、冷凍装置は、電動圧縮機（１２）からの冷媒が流れ外気に放熱するコンデンサ（１３）と、電動圧縮機（１２）からの冷媒が流れ庫内を冷却するエバポレータ（１５）とを含んでいる。また、冷凍装置は、直流電源装置（２３０）の直流出力により駆動され、コンデンサ（１３）に送風するコンデンサファン（１６）と、直流電源装置（２３０）の直流出力により駆動され、エバポレータ（１５）に送風するエバポレータファン（１７）とを備る。更に、少なくとも電動圧縮機（１２）と、モータ駆動用インバータ装置（２４）とを制御する制御装置（３０）を備えることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、冷凍装置は、発電機の交流出力が供給されるモータ駆動用インバータ装置によって冷媒吐出量を制御される電動圧縮機を備えるから、エンジンの回転数にかかわらず電動圧縮機の回転速度を変えることができる。そのため、冷凍負荷が軽いときはエンジンの回転数を下げることができ燃料消費量を削減できる。また、発電機が供給する交流電力とは別系統の直流電源が供給されるから、発電機出力の周波数及び電圧に関係なくコンデンサファン及びエバポレータファンを駆動することができる。
【００１３】
次に、本発明のコンテナ用冷凍システムは、発電機（２２）、モータ駆動用インバータ装置（２４）、電動圧縮機（１２）、コンデンサ（１３）、エバポレータ（１５）、直流電源装置（２３０）を備える。更に、コンテナ用冷凍システムは、コンデンサファン（１６）、及びエバポレータファン（１７）を備える。発電機（２２）は、エンジン（２１）によって駆動され交流出力を発生する。モータ駆動用インバータ装置（２４）は、発電機（２２）の交流出力が供給される。
【００１４】
電動圧縮機（１２）は、モータ駆動用インバータ装置（２４）によって回転数が制御され、その結果、冷媒吐出量が制御される。コンデンサ（１３）は、電動圧縮機（１２）からの冷媒が流れ外気に放熱する。エバポレータ（１５）は、電動圧縮機（１２）からの冷媒が蒸発することにより庫内を冷却する。直流電源装置（２３０）は、エンジン（２１）の動力よりモータ駆動用インバータ装置（２４）とは独立した電源となる直流出力を発生する。コンデンサファン（１６）は、直流電源装置（２３０）の直流出力により駆動され、コンデンサ（１３）に送風する。エバポレータファン（１７）は、直流電源装置（２３０）の直流出力により駆動され、エバポレータ（１５）に送風する。
【００１５】
この発明によれば、発電機の交流出力が供給されるモータ駆動用インバータ装置によって冷媒吐出量を制御される電動圧縮機を備えるから、エンジンの回転数にかかわらず電動圧縮機の回転速度を広範囲に変えることができる。そのため、冷凍負荷が軽いときはエンジンの回転数を下げることができ燃料消費量を節約できる。また、発電機が供給する交流電力とは別系統の直流電源装置を備えるから、発電機出力の周波数及び電圧に関係なくコンデンサファン及びエバポレータファンを駆動することができる。
【００１６】
なお、特許請求の範囲及び上記各手段に記載の括弧内の符号ないし説明は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を分かり易く示す一例であり、発明の内容を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のコンテナ用冷凍システムの第１実施形態を示す全体構成図である。
【図２】上記実施形態におけるコンテナ用冷凍システムを搭載した車両の外形図である。
【図３】上記実施形態における冷凍装置の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図である。
【図４】上記実施形態におけるコントロールパネルからの設定の種類とその設定の場合におけるエンジン回転数の制約を説明する表である。
【図５】上記実施形態におけるコントロールパネルの模式的説明図である。
【図６】上記実施形態におけるコンテナ用冷凍システムの温度制御とエンジン回転数との関係を示す制御チャートである。
【図７】本発明のコンテナ用冷凍システムの第２実施形態を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部を説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
【００１９】
各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図６を用いて詳細に説明する。図１は、第１実施形態のコンテナ用冷凍システムにおける全体構成を示す。この第１実施形態において、コンテナ用冷凍システムは、発電装置２０と冷凍装置１０とを備える。図２は、車両の外形、図３は、冷凍装置１０の冷凍サイクルの構成を示す。
【００２１】
また、直流電源装置２３０の直流出力により駆動され、図３のコンデンサ１３に送風するコンデンサファン１６と、直流電源装置２３０の直流出力により駆動され、エバポレータ１５に送風するエバポレータファン１７とを備える。制御装置３０は、電動圧縮機１２と、ファン１６、１７とを制御する。
【００２２】
図１に示すように、コンテナ内（庫内）を冷却するための冷凍装置１０には、車両の駆動源となる走行用エンジンとは別のエンジン２１（サブエンジンとも呼ぶ）で駆動される発電装置２０の発電電力が供給される。
【００２３】
冷凍装置１０は、図２のように、冷凍食品や生鮮食品等を陸上輸送する車両に用いられる。この冷凍車とも呼ばれる車両は、運転室や走行用エンジン（図示せず）が設けられた運転車両（トレーラヘッドともいう）１０ｈと、コンテナ１００が設けられたトレーラ１０ｔと、が切り離し自在に連結されている。冷凍装置１０と発電装置２０とは、コンテナ１００の前方側に一体に構成されて取り付けられている。トレーラ１０ｔは、運転車両１０ｈに牽引される。
【００２４】
図３に示すように、冷凍装置１０は、閉回路に構成された冷媒回路１１を備えている。この冷媒回路１１は、固定容量型の電動圧縮機１２、コンデンサ（凝縮器）１３、電子膨張弁１４、エバポレータ（蒸発器）１５が順に冷媒配管を介してループ状に接続されている。コンデンサ１３に隣接してコンデンサファン１６が、エバポレータ１５に隣接してエバポレータファン１７が夫々設けられている。コンデンサ（凝縮器）１３は、電動圧縮機１２からの冷媒が流れ外気に放熱する。
【００２５】
電動圧縮機１２は、スクロール式の圧縮機である。コンデンサファン１６は、コンテナ１００外の空気（庫外空気）をコンデンサ１３へ取り込む。エバポレータファン１７は、コンテナ１００内の空気（庫内空気）をエバポレータ１５へ取り込む。
【００２６】
冷媒回路１１は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクル構成している。つまり、冷媒回路１１では、電動圧縮機１２から吐出された冷媒が、コンデンサ１３で庫外空気と熱交換して凝縮し、電子膨張弁１４で減圧された後、エバポレータ１５で庫内空気と熱交換して蒸発する。これにより、庫内空気が冷却される。
【００２７】
また、電動圧縮機１２の回転数がモータ駆動用インバータ装置２４により制御され冷媒量が調節される。このモータ駆動用インバータ装置２４は電動圧縮機１２用の専用のインバータ装置であり、電動圧縮機１２に付属していても良い。
【００２８】
発電装置２０は、図１に示すように、冷凍装置１０に２種類の独立した電力、すなわち１２ボルトの直流電力と３相４００ボルトの電力とを供給して冷凍装置１０を駆動するものである。発電装置２０は、サブエンジンとも呼ばれる発電用のエンジン２１と、発電機２２と、バッテリ２３とオルタネータ２４ｂとを備えている。バッテリ２３はエンジン２１を始動させるためにも必要である。
【００２９】
エンジン２１の動力より直流出力を発生する直流電源装置２３０は、エンジン２１により駆動されるオルタネータ２４ｂとバッテリ２３とにより構成されている。
【００３０】
発電機２２は、エンジン２１に機械的に接続されている。発電機２２は、エンジン２１の動力によって３相電力を発電する。エンジン２１は、運転車両の走行用エンジンとは別に設けられた発電専用のものである。そして、このエンジン２１は、スロットルの開度を調節することで、燃料供給量が調節される。またそれによって、運転回転数が制御される。
【００３１】
バッテリ２３は、オルタネータ２４ｂと電気的に接続されている。バッテリ２３は、オルタネータ２４ｂで発電された直流電力で充電され、直流電力を蓄える。
【００３２】
モータ駆動用インバータ装置２４は、発電機２２の３相電力端子に電気的に接続されている。モータ駆動用インバータ装置２４は、発電機２２から３相電力が入力される。そして、３相電力を内部で直流にして更に直流ブラシレスモータ２４ｍを駆動するための交流電力に変換する。そして、モータ駆動用インバータ装置２４は、直流ブラシレスモータ２４ｍ駆動用の交流電力を上記した電動圧縮機１２の直流ブラシレスモータ２４ｍに出力する。このモータ駆動用インバータ装置２４と直流ブラシレスモータとは、特許文献２に詳述されている。直流ブラシレスモータは、整流子が無く交流で駆動されるが直流モータの特徴を具備し、高効率である。
【００３３】
また、発電装置２０内には、エンジン２１を始動するスタータ２１ａと、エンジン２１に供給する燃料を遮断（燃料カット）するためのストップソレノイド２１ｂと、エンジン２１のスロットルを制御するスロットル制御棒２１ｃとが設けられている。
【００３４】
バッテリ２３からコンデンサモータコンタクタ２３ａを介して、バッテリ２３の電力がコンデンサモータ１０ａを成すＤＣファンモータに供給されコンデンサファン１６が回転する。また、バッテリ２３からエバモータコンタクタ２３ｂを介して、バッテリ２３の電力がコンデンサモータを成すＤＣファンモータに供給され、コンデンサファン１６が回転する。
【００３５】
発電機２２の３相４００ボルト電力は、ヒータコンタクタ２３ｃを介して電気ヒータ１０ｃにも供給される。電気ヒータ１０ｃは、複数のヒータがデルタ結線されている。ヒータコンタクタ２３ｃを成す電磁開閉器が投入されると、電気ヒータ１０ｃが発熱し、庫内の温度調整及びフロスト時の霜取りがなされる。
【００３６】
制御装置３０を成すＥＣＵは、電磁開閉器から成るコンタクタ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの制御、モータ駆動用インバータ装置２４の制御、及びエンジン２１の制御を行う。たとえば、制御装置３０からの指令によってスロットル制御棒２１ｃが制御され、エンジン２１の回転数が制御される。
【００３７】
上記制御装置３０には、バッテリ２３の直流電力が入力される。制御装置３０内の回転数制御装置は、演算された回転数でエンジン２１が駆動されるようにする。このために回転数制御装置は、エンジン２１のスロットルの開度をスロットル制御棒２１ｃで調節してエンジン２１の燃料供給量を調節する。
【００３８】
本実施形態では、モータ駆動用インバータ装置２４の出力電力が冷凍装置１０の冷凍負荷とみなされる。モータ駆動用インバータ装置は、３相４００ボルトの交流電力を変換して電動圧縮機１２の直流ブラシレスモータ２４ｍに印加し、この直流ブラシレスモータ２４ｍを使用した電動圧縮機１２を１２ｒｐｓ〜１００ｒｐｓ程度の範囲内で速度制御する。その結果、制御装置３０は、コンテナ用冷凍装置１０の冷凍負荷の大きさに基づいて電動圧縮機１２から吐出される冷媒流量を制御することになる。制御装置３０は、発電用エンジン２１の負荷が異常と判定すると、モータ駆動用インバータ装置２４の出力電力を減少させる。
【００３９】
次に、発電装置２０の運転動作について説明する。先ず、発電用のエンジン２１が駆動されると、その動力によって発電機２２及びオルタネータ２４ｂが発電する。オルタネータ２４ｂが発電した直流電力は、バッテリ２３に蓄えられる。発電機２２の出力は、３相４００ボルトである。モータ駆動用インバータ装置２４では、発電機２２の交流電力が直流ブラシレスモータ駆動用の電力に変換されて電動圧縮機１２へ出力される。
【００４０】
冷凍装置１０では、コンデンサモータコンタクタ２３ａ及びエバモータコンタクタ２３ｂの投入により、直流電力がコンデンサファン１６及びエバポレータファン１７へ出力される。以上により、電動圧縮機１２及び各ファン１６、１７が駆動され、冷媒回路１１において蒸気圧縮式冷凍サイクルが作動する。
【００４１】
発電機２２にて出力された交流電力は、圧縮機コンタクタ２３ｄに供給される。オルタネータ２４ｂにて出力された直流電力は、バッテリ２３を経由して制御装置（ＥＣＵ）３０及び、エバモータコンタクタ２３ｂ、コンデンサモータコンタクタ２３ａに供給される。
【００４２】
制御装置３０にて設定温度と庫内温度を比較して、制御装置３０は、必要に応じて圧縮機コンタクタ２３ｄ、コンデンサモータコンタクタ２３ａ、エバモータコンタクタ２３ｂをＯＮ／ＯＦＦする。
【００４３】
このようにして、モータ駆動用インバータ装置２４、電動圧縮機１２、コンデンサファン１６及びエバポレータファン１７を作動させ、庫内温度を目標温度に保つ。エンジン２１、発電機２２、オルタネータ２４ｂ、バッテリ２３で構成される発電装置２０は、制御装置３０からの制御信号に基づき、主としてスタータ２１ａ、ストップソレノイド２１ｂ、スロットル制御棒２１ｃを介して制御される。
【００４４】
エバポレータファン１７を駆動するエバポレータファンモータ１０ｂは、庫内への風の循環機能があるため、電動圧縮機１２の冷凍機負荷とは切り離した制御が必要である。そのため、エバポレータファンモータは、発電機２２ではなくバッテリ２３から電力を供給されて独立した制御とする。
【００４５】
また、冷凍装置１０内のモータ駆動用インバータ装置２４を利用しているため、冷凍装置全体に電力を供給するインバータは不要である。そして、電動圧縮機１２の冷凍機負荷に合わせて、エンジン２１の回転数を幅広く制御させることを可能としている。これにより、従来は、エンジン制御の低速運転は１５００ｒｐｍ相当（５０Ｈｚ相当）しか、低下させることが不可能であったが、本構成により、エンジン制御の低速運転は１５００ｒｐｍ以下まで低下させることが可能となる。
【００４６】
よって、冷凍機負荷が小さい場合に、よりエンジン２１の燃料消費量を低減することが可能となり、同時にエンジンからの騒音も低下させることが可能となる。
【００４７】
図４は、運転者が操作するコントロールパネル３１からの設定（ユーザ設定）に対してエンジン２１の回転数がどのような制約を受けるかを図示した表である。なお、コントロールパネル３１は冷凍装置１０内に配置されている。
【００４８】
この図４におけるエンジン回転数の制約表に示すように、コントロールパネル３１からのユーザ設定に応じて、エンジン２１の回転数は制約を受ける。ユーザ設定のエンジンＬｏｗ固定は、運転者によって図５のコントロールパネル３１内の押しボタンスイッチから成るエンジン低速固定指令手段３１ａで指令される定騒音モードとして、エンジン２１の運転時の回転数を低速に固定する制御である。
【００４９】
Ｌｏｗ固定は、騒音が懸念される市街地、住宅地を冷凍車が走行する時に使用される。エンジン回転数を１５００ｒｐｍより下げる（例えば１２００ｒｐｍ）ことで、騒音を引き下げる効果がある。ユーザ設定のエンジンＯＮＯＦＦ運転では、冷凍機制御でエンジン運転が不要となった場合、エンジンをＯＦＦ（停止）することが可能である。
【００５０】
ユーザ設定がエンジン連続（連続回転）に設定された場合は、冷凍機制御でエンジン回転が不要となった場合でも、エンジン停止させず運転状態であるＯＮ状態を保持する。このエンジン連続は、振動を嫌いエンジンのＯＮＯＦＦを嫌うユーザによって、図５のエンジン連続指令手段３１ｂを成す押しボタンスイッチを使用して指令される。
【００５１】
図６は、冷凍装置１０の温度制御とエンジン２１の制御との関係を示す制御チャートである。図６において、エンジン２１の制御は、冷凍装置１０の制御と協調して行なわれる。冷凍装置１０の制御は、庫内温度が高い場合、まず最大能力モードで庫内のクールダウンを行う。このとき、電動圧縮機１２は、最高回転で運転されるので、エンジン２１は原則的に高速（Ｈｉ）運転とする。ただし、エンジンＬｏｗ固定が指令されている場合では、エンジン２１は低速（Ｌｏｗ）運転とする。これにより、モータ駆動用インバータ装置２４は、エンジン２１の出力内で電動圧縮機１２の最高回転数にセットし、エンジンストールを防止する。
【００５２】
クールダウンの結果、設定温度に到達したら、能力制御モードに移行して、モータ駆動用インバータ装置２４による電動圧縮機１２の回転数調整制御だけで庫内の温度が制御される。電動圧縮機１２は、低回転数（Ｌｏｗ）での運転となるので、エンジン２１は低速（Ｌｏｗ）運転となる。このとき、エンジン回転数を１５００ｒｐｍよりも下げることで、エンジン２１の燃料消費量は低減し、騒音も低下する。
【００５３】
この能力制御モードのときに、何らかの原因で更に庫内温度が低下すると、電動圧縮機１２はＯＦＦ（停止）し、エンジン２１も原則的に停止する。ただし、エンジン連続制御がコントロールパネル３１から指令されている場合では、エンジン回転数は低回転数（Ｌｏｗ）のままとする。更に温度が低下すると、加熱モードとなり、電気ヒータ１０ｃに通電される。
【００５４】
次に、庫内の循環を行なうエバポレータファン１７は、電動圧縮機１２及び電気ヒータ１０ｃとは電源を別系統としている。そのため、エンジン２１の回転数によらず、またエンジン２１が停止している状態でも回転させることができる。その結果、庫内の空気が淀むことが無く、庫内温度の均一化が達成できる。なお、電動圧縮機１２の停止はモータ駆動用インバータ装置２４の制御又は圧縮機コンタクタ２３ｄの遮断で行うことができる。
【００５５】
（第１実施形態の作用効果）
上記第１実施形態における作用効果をまとめると以下のとおりである。上記第１実施形態における冷凍装置は、エンジン（２１）によって駆動される発電機２２の交流出力が供給される冷凍装置１０内のモータ駆動用インバータ装置２４によって冷媒吐出量を制御される電動圧縮機１２を備える。これによれば、電動圧縮機１２の回転速度を広範囲に変えることができる。この場合、従来のように、冷凍装置１０全体に供給される電力を変換するインバータを設けることなく、モータ駆動用インバータ装置２４を活用することができる。また、発電機２２が供給する交流電力の周波数及び電圧に関係なくコンデンサファン１６及びエバポレータファン１７を駆動することができる。
【００５６】
次に、冷凍装置は制禦装置を有し、この制御装置３０に指令信号を供給するコントロールパネル３１を有する。そして、このコントロールパネル３１内に、エンジン２１の回転速度を低速（Ｌｏｗ）に固定するエンジン低速固定指令手段３１ａを構成する押しボタンスイッチが図５のように設けられている。
【００５７】
これによれば、コントロールパネル３１からの操作により、エンジン２１の回転速度を低速（Ｌｏｗ）に固定するから、周囲に与える騒音を低減してエンジンを運転できる。この場合において、エンジン２１の回転速度を低速（Ｌｏｗ）にしても、発電機２２の交流出力が供給されるモータ駆動用インバータ装置２４によって冷媒吐出量を制御される電動圧縮機１２を備える。故に、電動圧縮機１２の回転速度を広範囲に制御することができる。
【００５８】
また、エンジン２１の動力より直流出力を発生する直流電源装置２３０を備え、この直流出力によりコンデンサファン１６とエバポレータファン１７とを駆動できる。よって、エンジン２１の回転速度を低速（Ｌｏｗ）に固定しても、コンデンサファン１６及びエバポレータファン１７を高回転で駆動できる。
【００５９】
次に、冷凍装置は、コントロールパネル３１を有し、このコントロールパネル３１に、エンジンのＯＦＦ（停止）を許可せずエンジンを連続運転させるエンジン連続指令手段３１ｂを構成する押しボタンスイッチを図５のように有している。
【００６０】
これによれば、エンジン２１を連続運転にして、エンジン２１のＯＮＯＦＦにともなう振動を抑制した運転が可能になる。更に、エンジンＯＮＯＦＦ運転の場合、及び、エンジン連続運転のいずれの場合においても、直流電源装置２３０で駆動されるコンデンサファン１６とエバポレータファン１７とを備える。従って、エンジン２１の状態及びモータ駆動用インバータ装置２４に供給する交流電力の周波数及び電圧に関係なく、コンデンサファン１６及びエバポレータファン１７を制御することができる。
【００６１】
次に、冷凍装置１０は、発電機２２の交流出力によって加熱され、庫内を暖房する電気ヒータ１０ｃを備える。これによれば、庫内温度の適正な制御のために、及び庫内のフロストの解消のために発電機２２の交流出力によって加熱される電気ヒータ１０ｃに通電することができる。
【００６２】
次に、冷凍装置の制御装置３０は、図６のように、電動圧縮機１２が最大能力モードにおいては、エンジン２１の回転数を高回転（Ｈｉ）又は低回転（Ｌｏｗ）としている。また、電動圧縮機１２が能力制御モードにおいては、エンジン２１の回転数を低回転（Ｌｏｗ）としている。また、モータ駆動用インバータ装置２４により電動圧縮機１２の能力を制御して、庫内の温度が設定温度から所定温度以下まで下がった場合は、エンジン２１の回転数を停止（ＯＦＦ）又は低回転（Ｌｏｗ）としている。なおかつ、電気ヒータ１０ｃに通電して加熱することができる。
【００６３】
これによれば、庫内の温度が設定温度から高温側低温側夫々において所定範囲内にあるときは、エンジン２１の騒音を小さくしてモータ駆動用インバータ装置２４による電動圧縮機１２の速度制御で庫内の温度制御を行うことができる。そして、最大能力モードにおいては、周囲への騒音が無視できる場合に、エンジン２１の回転数を高回転にしてモータ駆動用インバータ装置２４に充分な交流出力を供給することにより電動圧縮機１２を高能力で駆動できる。
【００６４】
また、庫内の温度が、設定温度から低温側に所定温度以上低い状態になった場合は、エンジン２１の回転数をＯＦＦ（停止）又は低回転（Ｌｏｗ）としている。この場合においても、モータ駆動用インバータ装置２４に供給する交流電力の周波数及び電圧に関係なくコンデンサファン１６及びエバポレータファン１７を充分に高回転で駆動することができる。
【００６５】
次に上記第１実施形態におけるコンテナ用冷凍システムは、発電機２２の交流出力が供給される冷凍装置１０内のモータ駆動用インバータ装置２４によって冷媒吐出量を制御される電動圧縮機１２を備える。故に、電動圧縮機１２の回転速度を広範囲に変えることができる。この場合、従来のように、冷凍装置１０全体に電力を供給するインバータを設けることなく、モータ駆動用インバータ装置２４を活用することができる。また、発電機２２が供給する交流電力の周波数及び電圧の影響を受けずコンデンサファン１６及びエバポレータファン１７を駆動することができる。
【００６６】
次に、エンジン２１の動力より直流出力を発生する直流電源装置２３０が、エンジン動力により駆動されるオルタネータ２４ｂとオルタネータ２４ｂにより充電されるバッテリ２３とから構成される。それ故、バッテリ２３を介して安定した直流低電圧を制御装置３０とコンデンサファン１６とエバポレータファン１７とに供給することができる。
【００６７】
次に、制御装置３０に指令信号を供給するコントロールパネル３１を有し、このコントロールパネル３１内に、エンジン２１の回転速度を低速（Ｌｏｗ）に固定するエンジン低速固定指令手段３１ａを構成する押しボタンスイッチが図５のように設けられている。
【００６８】
これによれば、コントロールパネル３１からの操作により、エンジン２１の回転速度を低速（Ｌｏｗ）に固定することができるから、周囲に与える騒音を低減したエンジン運転に設定することができる。この場合において、エンジン２１の回転速度を低速（Ｌｏｗ）に固定しても、発電機２２の交流出力が供給されるモータ駆動用インバータ装置２４によって冷媒吐出量を制御される電動圧縮機１２を備える。故に、電動圧縮機１２の回転速度を広範囲に変えることができる。
【００６９】
また、エンジン２１の動力より直流出力を発生する直流電源装置２３０の直流出力により駆動されるコンデンサファン１６とエバポレータファン１７とを備える。よって、エンジン２１の回転速度を低速（Ｌｏｗ）に固定しても、コンデンサファン１６及びエバポレータファン１７を充分に高回転で駆動することができる。
【００７０】
次に、コントロールパネル３１に、エンジンのＯＦＦ（停止）を許可せずエンジンを連続運転させるエンジン連続指令手段３１ｂを構成する押しボタンスイッチを図５のように有している。
【００７１】
これによれば、エンジン２１を連続運転にして、エンジン２１のＯＮＯＦＦにともなう振動を少なくした運転が可能になる。更に、エンジンＯＮＯＦＦ運転の場合、又は、エンジン連続運転の場合においても、直流電源装置２３０の直流出力により駆動されるコンデンサファン１６とエバポレータファン１７とを備える。従って、エンジン２１の状態及びモータ駆動用インバータ装置２４に供給する交流電力の周波数及び電圧に関係なく、独立してコンデンサファン１６及びエバポレータファン１７を制御することができる。
【００７２】
また、冷凍装置１０は、発電機２２の交流出力によって庫内を暖房する電気ヒータ１０ｃを備える。これによれば、庫内温度の適正な制御のために、又は庫内のフロストの解消のために発電機２２の交流出力によって加熱される電気ヒータ１０ｃに通電することができる。
【００７３】
次に、制御装置３０は、図６のように、電動圧縮機１２が最大能力モードにおいては、エンジン２１の回転数を高回転（Ｈｉ）又は低回転（Ｌｏｗ）とし、電動圧縮機１２が能力制御モードにおいてはエンジン２１の回転数を低回転（Ｌｏｗ）としている。また、モータ駆動用インバータ装置２４により電動圧縮機１２の能力を制御した結果、庫内の温度が設定温度から所定温度以下になった場合は、エンジン２１の回転数を停止（ＯＦＦ）又は低回転（Ｌｏｗ）としている。かつ電気ヒータ１０ｃに通電して加熱モードとすることができる。
【００７４】
これによれば、庫内の温度が設定温度から高温側低温側夫々において所定範囲内にあるときは、エンジン２１の騒音を小さくしても、モータ駆動用インバータ装置２４による電動圧縮機１２の速度制御によって庫内の温度制御を行うことができる。そして、最大能力モードにおいては、周囲への騒音が無視できる場合に、エンジン２１の回転数を高回転にしてモータ駆動用インバータ装置２４に充分な交流出力を供給して電動圧縮機１２を高能力で駆動できる。
【００７５】
また、庫内の温度が設定温度から低温側に所定温度以上低くなった場合は、エンジン２１の回転数をＯＦＦ（停止）又は低回転（Ｌｏｗ）としている。この場合においても、モータ駆動用インバータ装置２４に供給する交流電力の周波数及び電圧から独立してコンデンサファン１６及びエバポレータファン１７を充分に高回転で駆動することができる。
【００７６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上記した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。なお、第２実施形態以下については、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明が援用される。図７は、本発明の第２実施形態を示す全体構成図である。
【００７７】
図７において、エンジン２１によって駆動される発電機２２は、３相４００ボルトを出力する。この発電機２２の出力はＡＣＤＣコンバータ（単にコンバータともいう）２４ａに導かれる。コンバータ２４ａは、図１のオルタネータ２４ｂの代わりにＤＣ１２ボルトを出力してバッテリ２３を充電する。バッテリ２３からのＤＣ１２ボルト出力は、制御装置３０に導かれる。また、ＤＣ１２ボルト出力は、コンデンサモータコンタクタ２３ａとエバモータコンタクタ２３ｂを介してコンデンサファン１６とエバポレータファン１７とを駆動するコンデンサモータ１０ａとエバポレータファンモータ１０ｂとに夫々導かれる。
【００７８】
エンジン２１の動力より直流出力を発生する直流電源装置２３０は、上記ＡＣＤＣコンバータ２４ａとバッテリ２３とにより構成される。発電機の３相４００ボイルとの出力は、モータ駆動用インバータ装置２４によって任意の電圧と周波数に変換され、電動圧縮機１２の直流ブラシレスモータ２４ｍを目標の回転数で駆動する。なお、直流ブラシレスモータを使用しているため、従来の誘導電動機に比べて幅広い速度制御が可能となり、かつ、効率の良い電動圧縮機１２とすることができる。
【００７９】
電動圧縮機１２は、定容量型であるため回転数が高いほど冷媒吐出量が増加し、冷凍能力が増大する。なお、可変容量型の圧縮機を使用することもできる。この場合の圧縮機の容量制御及びモータ駆動用インバータ装置２４の制御は、制御装置３０からの制御信号によってなされる。
【００８０】
トレーラが非走行状態にあり商用電源からの電力で電動圧縮機１２が駆動されるスタンバイモードのときは、電源プラグを成す接続端子２５に商用電源からの３相４００ボルトが供給される。この場合は、商用電源でＡＣＤＣコンバータ２４ａはバッテリを充電し、モータ駆動用インバータ装置に給電する。
【００８１】
（第２実施形態の作用効果）
上記第２実施形態においては、直流電源装置２３０は、発電機２２の交流出力を直流に変換するＡＣＤＣコンバータ２４ａから構成されている。そして、発電機２２の交流出力側に商用電源が供給される接続端子２５を有する。
【００８２】
これによれば、外部の商用電源が発電機２２の代わりに電動圧縮機１２を駆動するスタンバイモードにおいても、発電機２２の交流出力側に設けられた接続端子２５からの商用電源によりコンバータ２４ａを持つ直流電源装置２３０が直流出力を発生できる。
【００８３】
（他の実施形態）
上記の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に、特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００８４】
上記実施形態においてはトレーラに搭載されたコンテナ用冷凍システムについて説明したが、トラックに搭載されたコンテナ用冷凍システムであっても良い。また、北米仕様の長いコンテナに有利であるが、国内使用のコンテナに使用できることは勿論である。
【００８５】
電動圧縮機１２は、モータ駆動用インバータ装置２４によって駆動される直流ブラシレスモータ２４ｍの回転数によって冷媒吐出量が制御される例を示したが、可変容量型の圧縮機を用いて容量制御を併用しても良い。
【符号の説明】
【００８６】
１２  電動圧縮機
１３  コンデンサ
１５  エバポレータ
１６  コンデンサファン
１７  エバポレータファン
２１  エンジン
２２  発電機
２４  モータ駆動用インバータ装置
２３０  直流電源装置
【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】
2016056998.tif 000007
【図６】
2016056998.tif 000008
【図７】
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