(57)【要約】      （修正有）【課題】電力制限のある状況下において、冷凍装置の運転状況に合わせて送風量を適正に制御して、冷凍装置の保護、省電力、及び冷凍能力向上を図ることができる冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクルの制御装置は、複数の蒸発器を使用するか単独の蒸発器を使用するかを判定する手段Ｓ２０３を有する。また、複数の蒸発器を使用する場合において、庫内の温度Ｔ１、Ｔ２が第１所定値Ｘ１より高いときに第１モードが選択される。庫内の温度Ｔ１、Ｔ２が第１所定値Ｘ１より低いときに第２モードが選択される。単独の蒸発器を使用する場合において、冷却すべき庫内の温度が第２所定値Ｘ２より高いときに第３モードが選択され、庫内の温度が第２所定値Ｘ２より低いときに第４モードが選択される。第１モードと第４モードにおいては、凝縮器の送風に電力を多く分配する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２）から吐出される冷媒を凝縮器（４）に流し、かつ並列に接続された複数の蒸発器（９、１４）に流して前記圧縮機（２）に戻す冷凍サイクルと、前記凝縮器（４）を冷却する凝縮器用送風機（５）と、夫々の前記蒸発器（９、１４）に送風して夫々の庫内を冷却する蒸発器用送風機（１０、１５）と、を備え、前記凝縮器用送風機（５）と、前記蒸発器用送風機（１０、１５）とを電源の電力にて駆動する冷凍装置であって、
前記凝縮器用送風機（５）の消費電力と、夫々の前記蒸発器用送風機（１０、１５）の消費電力とを設定して、夫々の送風機による送風量を制御する制御装置（２４）を備え、
前記制御装置（２４）は、
複数の前記蒸発器（９、１４）に送風するか単独の前記蒸発器に送風するかを判定する判別手段（Ｓ２０３、Ｓ４０３）と、
複数の前記蒸発器（９、１４）に送風する場合において、少なくとも前記庫内の温度（Ｔ１、Ｔ２）又は前記冷媒の圧力（Ｐ１）が第１所定値（Ｘ１、Ｘｐ１）より高いときに第１モードを選択し、前記庫内の温度又は前記冷媒の圧力が前記第１所定値より高くないときに第２モードを選択する第１選択手段（Ｓ２０５、Ｓ４０５）と、
単独の前記蒸発器に送風する場合において、少なくとも冷却すべき前記庫内の温度又は前記冷媒の圧力が第２所定値（Ｘ２、Ｘｐ２）より高いときに第３モードを選択し、前記庫内の温度又は前記冷媒の圧力が前記第２所定値より高くないときに第４モードを選択する第２選択手段（Ｓ２０９、Ｓ４０９）と、を備え、
前記第１モードにおいては、前記凝縮器への送風量を夫々の前記蒸発器への送風量よりも多くし、
前記第２モードにおいては、前記凝縮器への送風量を、夫々の前記蒸発器への送風量よりも少なくし、
前記第３モードにおいては、前記凝縮器への送風量及び送風する前記蒸発器への送風量を前記第２モードのときの送風量以上とし、
更に、前記第４モードにおいては、前記凝縮器への送風量を前記第３モードのときの送風量以上とすることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記第１モードにおいては、前記凝縮器への送風量を前記第２モードにおける前記凝縮器の送風量よりも多くし、かつ、前記蒸発器への送風量を前記第２モードのときの送風量よりも減少させ
前記第４モードにおいては、前記凝縮器への送風量を、前記第３モードのときの送風量以上とし、かつ、前記凝縮器への送風量を増加させた場合は、前記蒸発器への送風量を前記第３モードのときの送風量よりも減少させ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】
前記蒸発器用送風機は２台であり、送風機許容電源容量の割合を２５０としたときに、前記第１モードにおいては、前記凝縮器への送風量にかかわる供給電力の大きさの割合を１００±１０とし、夫々の前記蒸発器への送風量にかかわる供給電力の大きさの割合を７５±１０とし、
前記第２モードにおいては、前記凝縮器への送風量にかかわる供給電力の大きさの割合を５０±１０とし、夫々の前記蒸発器への送風量にかかわる供給電力の大きさの割合を夫々１００±１０とし、
前記第３モードにおいては、前記凝縮器への送風量にかかわる供給電力の大きさの割合を５０±１０ないし１００±１０とし、使用する前記蒸発器への送風量にかかわる供給電力の大きさの割合を１００±１０ないし２００±１０とし、
前記第４モードにおいては、前記凝縮器への送風量にかかわる供給電力の大きさの割合を１００±１０とし、使用する前記蒸発器への送風量にかかわる供給電力の大きさの割合を１００±１０ないし１５０±１０とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記送風機許容電源容量は、商用電源を送風機駆動用の所定電圧の直流電源に変換する機器内の変圧器の定格容量であることを特徴とする請求項３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、複数の庫内の夫々に設けた蒸発器にて庫内の空気を冷却する冷凍装置であって、蒸発器と凝縮器とに夫々送風する送風機が電力にて駆動される冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の冷凍装置は、冷凍庫内の蒸発器からの冷熱を、並設した冷蔵庫にも循環して、冷却を行なう冷凍冷蔵庫に関する。この冷凍装置は、供給可能な電力を有効利用して、冷却性能を更に向上できる隣接した２つの冷蔵庫を有している。
【０００３】
第１冷蔵庫内を冷却する必要があるときに、第２冷蔵庫内を冷却する必要がなくなると、第１冷蔵庫と第２冷蔵庫との境界にある境界電動ファンを停止し、この境界電動ファンの停止により、余力を生じた電力を第１冷蔵庫用電動ファンに供給する。
【０００４】
また、少なくとも第１冷蔵庫内を冷却する必要があるときに、凝縮器での冷媒の圧力が低下すると、凝縮器用電動ファンの風量を低下しても支障がなくなるので、凝縮器用電動ファンへの電力供給量を減少する。そして、この減少した分の電力に応じて、第１冷蔵庫用電動ファン及び境界電動ファンのいずれか、又は両方に供給する電力を増大させる。
【０００５】
しかし特許文献１に記載の冷凍装置は、冷凍サイクル中に並列配置される複数の蒸発器を持つ冷凍装置ではなく、単一の蒸発器が供給する冷風を境界電動ファンにて第１冷蔵庫から第２冷蔵庫側に供給するものである。
【０００６】
次に、冷凍サイクル中に並列配置される複数の蒸発器を持つ冷凍装置が特許文献２に記載されている。しかし、この冷凍装置は、冷媒の寝込み防止に関するものであり、限られた電力を使用して送風機に電力を供給する装置ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−８１８２５号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
冷凍車が停止しているときに庫内を冷却するために、商用電源が使用される。しかし、商用電源の電力には定格等の制限がある。制限を超えて電力を消費すると、商用電源を供給する配電盤のブレーカがトリップして電源が遮断される。また、電源装置や配線の故障を誘発する。複数の蒸発器を持つ冷凍装置は、各蒸発器に蒸発器用送風機を有している。この複数の蒸発器用送風機と凝縮器用送風機とで電力を消費するが、限られた電力を使用しながら効率良く庫内を冷却することが求められる。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、冷凍装置の運転状況に合わせて蒸発器及び凝縮器への送風量を適正に制御して、冷凍装置の保護、省電力、及び冷凍能力向上を図ることができる冷凍装置を提供することを目的とする。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】
【００１０】
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、本発明では圧縮機（２）から吐出される冷媒を凝縮器（４）に流し、かつ並列に接続された複数の蒸発器（９、１４）に流して圧縮機（２）に戻す冷凍サイクルと、凝縮器（４）を冷却する凝縮器用送風機（５）と、夫々の蒸発器（９、１４）に送風して夫々の庫内を冷却する蒸発器用送風機（１０、１５）と、を備え、凝縮器用送風機（５）と、蒸発器用送風機（１０、１５）とを電源の電力にて駆動する冷凍装置であって、凝縮器用送風機（５）の消費電力と、夫々の蒸発器用送風機（１０、１５）の消費電力とを設定して、夫々の送風機による送風量を制御する制御装置（２４）を備え、制御装置（２４）は、複数の蒸発器（９、１４）に送風するか単独の蒸発器に送風するかを判定する判別手段（Ｓ２０３、Ｓ４０３）と、
複数の蒸発器（９、１４）に送風する場合において、少なくとも庫内の温度（Ｔ１、Ｔ２）又は冷媒の圧力（Ｐ１）が第１所定値（Ｘ１、Ｘｐ１）より高いときに第１モードを選択し、庫内の温度又は冷媒の圧力が第１所定値より高くないときに第２モードを選択する第１選択手段（Ｓ２０５、Ｓ４０５）と、
単独の蒸発器に送風する場合において、少なくとも冷却すべき庫内の温度又は冷媒の圧力が第２所定値（Ｘ２、Ｘｐ２）より高いときに第３モードを選択し、庫内の温度又は冷媒の圧力が第２所定値より高くないときに第４モードを選択する第２選択手段（Ｓ２０９、Ｓ４０９）と、を備え、
第１モードにおいては、凝縮器への送風量を夫々の蒸発器への送風量よりも多くし、
第２モードにおいては、凝縮器への送風量を、夫々の蒸発器への送風量よりも少なくし、
第３モードにおいては、凝縮器への送風量及び送風する蒸発器への送風量を第２モードのときの送風量以上とし、
更に、第４モードにおいては、凝縮器への送風量を第３モードのときの送風量以上とすることを特徴とする。
【００１１】
この発明においては、圧縮機が高温負荷となる第１モードにおいて、凝縮器への送風量、つまり供給電力の大きさを夫々の蒸発器への送風量よりも多くしている。ここで、比較例として、例えば蒸発器が２台の場合において、凝縮器への送風量を送風機許容電源容量（割合として２５０）の５分の１（割合として５０）として固定する例を挙げて説明する。この比較例に比べると、第１モードにおいては、凝縮器の送風量が増加し凝縮器の性能が向上し、圧縮機高圧側の圧力が極端に高くならない。
【００１２】
また、圧縮機が低温負荷となり、圧縮機に戻る冷媒量が低下して圧縮機の温度が上昇する可能性のある第４モードにおいては、凝縮器への送風量、つまり供給電力の大きさを第３モードの場合以上としている。よって、凝縮器への送風量を当初割り当て電力の５分の１として固定する比較例に比べると、凝縮器の送風量が増加し、凝縮器の性能が向上し高圧が低下する。これにより、高圧が低下して圧縮機の負荷が下がり、かつ、冷媒流量を増加させ、冷媒にて圧縮機を充分に冷却できる。
【００１３】
このように、蒸発器の送風量よりも、凝縮器の送風量を一層適正化することで、冷凍サイクル効率が向上する。この結果、供給できる電力に制限のある状況下において、冷凍装置の運転状況に合わせて送風量を適正に制御して、冷凍装置の保護、省電力、及び冷凍能力の向上を図ることができる。
【００１４】
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】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態における冷凍装置の冷凍サイクルの構成図である。
【図２】第１実施形態における制御を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に対する比較例おける各送風機への電力の割り当て状態を示す表である。
【図４】第１実施形態における各送風機への電力の割り当て状態を示す表である。
【図５】本発明の第２実施形態における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】
【００１６】
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。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。
【００１７】
（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４を用いて詳細に説明する。図１は、第１実施形態における冷凍装置の冷凍サイクルの構成を示す。冷凍車は、複数の保冷庫を備えており、各保冷庫内を冷却する第１蒸発器９と第２蒸発器１４とを有する。冷凍車が走行しているときは冷凍車のエンジンにて駆動されるエンジン駆動圧縮機１から冷媒が吐出されるが、冷凍車が停車し商用電源に接続されると、商用電源で駆動される圧縮機２から冷媒が吐出される。本発明において、単に圧縮機というときは、商用電源で駆動される圧縮機２を言うことにする。商用電源で駆動される圧縮機２は、商用電源から変換された直流電力が供給されて回転する電動機と、この電動機の出力軸からベルトを介して駆動される圧縮機本体とを有している。なお、圧縮機２は、直流電源にて駆動される電動圧縮機であっても良い。
【００１８】
圧縮機２から吐出された高圧冷媒は、逆止弁１８、１９のうち逆止弁１８を通過し、更に冷媒圧力スイッチ２０からなる高圧スイッチと冷媒センサ３０とを通過して油分離器３に至る。冷媒センサ３０は、冷媒の温度と圧力とを検出して制御装置２４に入力する。
【００１９】
油分離器３で冷媒中の潤滑オイルが分離されたオイルは、キャピラリーチューブ３ｃを介して圧縮機２の吸込み側に戻される。冷媒は凝縮器４に入り放熱する。凝縮器４には凝縮器用送風機５から車外空気が送風される。凝縮器４の吐出側に受液器６が設けられ、受液器６から出た冷媒は、更に並列接続された第１電磁弁７と第１膨張弁８、及び、第２電磁弁１２と第２膨張弁１３とを介して第１蒸発器９と第２蒸発器１４とに流れ込む。第１蒸発器９と第２蒸発器１４とには夫々第１蒸発器用送風機（第１送風機ともいう）１０と第２蒸発器用送風機（第２送風機ともいう）１５から各保冷庫の庫内空気が送風され、第１蒸発器９と第２蒸発器１４との中で冷媒が蒸発し各庫内空気を冷却する。
【００２０】
第１蒸発器９と第２蒸発器１４とに流れ込む庫内空気の温度は、第１庫内温度センサ２１と第２庫内温度センサ２２とにより夫々計測され、計測信号は制御装置２４に送信される。制御装置２４内には電子制御装置及び圧縮機２、凝縮器用送風機５、２台の蒸発器用送風機である第１送風機１０及び第２送風機１５に電力を供給する変圧器、コンバータ、及び電磁開閉器等が設けられている。第１蒸発器９と第２蒸発器１４とから流出した冷媒は、気液分離器１１を経由して圧縮機２の吸引側に戻る。圧縮機２の吸引側にはＳＰＲ（サクションプレッシャーレギュレータ）が設けられている。
【００２１】
次に、図２に示すフローチャートに基づいて制御装置２４における制御について説明する。制御がスタートするとステップＳ２０２において、冷凍車が特定のヤード内に停車し商用電源に接続されたか否かを検出する。商用電源に接続されるとステップＳ２０３に進み、第１蒸発器９と第２蒸発器１４の両方を用いて各保冷庫の庫内を冷却する両側運転が選択されたかどうかを判定する。この両側運転及び第１蒸発器９と第２蒸発器１４とのいずれか一方の片側運転の選択は、運転者が操作パネル２３を操作することによって選択される。
【００２２】
例えば、夫々の庫内に冷却すべき搭載物が収納されているときは両側運転が選択される。両側運転が選択されていると、ステップＳ２０４において第１庫内温度Ｔ１と第２庫内温度Ｔ２とを第１庫内温度センサ２１及び第２庫内温度センサ２２の値から読みこむ。次に、ステップＳ２０５において第１庫内温度Ｔ１と第２庫内温度Ｔ２とのどちらかが予め設定している所定庫内温度となる第１所定値Ｘ１より大きいかどうかを判定する。第１所定値Ｘ１は、一例として２０℃に設定される。第１庫内温度Ｔ１と第２庫内温度Ｔ２とのどちらかが第１所定値Ｘ１より大きい場合は、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、第１モードで凝縮器用送風機５の送風量と第１送風機１０の送風量と第２送風機１５の送風量とが第１モードとして予め設定された送風量となるように制御される。すなわち凝縮器用送風機５の送風量が第１送風機１０と第２送風機１５の送風量よりも大きくなるように制御する。
【００２３】
この第１実施形態においては予め送風機全体に割り当てられた電力の割合を２５０とすると、凝縮器用送風機５の送風量、つまり凝縮器用送風機５で消費される電力の割合を１００±１０とし、第１送風機１０と第２送風機１５の送風量で消費される電力の割合を夫々７５±１０としている。
【００２４】
例えば予め送風機全体に割り当てられた電力が送風機許容電源容量４００ＶＡであり、この４００ＶＡを割合にて２５０と表記する。この場合、凝縮器用送風機５で消費される電力を４００ＶＡの４０％（１００／２５０）である１６０±１０ＶＡとし、第１送風機１０と第２送風機１５の送風量で消費される電力を夫々４００ＶＡの３０％（７５／２５０）である夫々１２０±１０ＶＡとしている。
【００２５】
この割り当てられた電力に比例して送風量が決まる。これら送風機の送風量は送風機に供給する直流電圧の大きさを制御して決定する。この場合実際の送風量をセンサでモニターしてフィードバック制御しても良いし、予め実験により算出した電圧を送風機に印加するオープンループ制御としても良い。送風機が交流モータを使用する場合は、送風機に供給する交流電源の周波数又は周波数と電圧とを予め設定した値にして所定割合の電力供給を行う。
【００２６】
ステップＳ２０５において、第１庫内温度Ｔ１と第２庫内温度Ｔ２とのどちらかが第１所定値Ｘ１より大きいかどうかを判定した結果、ＮＯと判定された場合は、ステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、第２モードで凝縮器用送風機５の送風量と第１送風機１０の送風量と第２送風機１５の送風量とが第２モードとして予め設定された送風量となるように制御される。この第１実施形態においては、予め送風機全体に割り当てられた電力の割合を２５０とすると、凝縮器用送風機送風量、つまり凝縮器用送風機５で消費される電力の割合を５０±１０としている。かつ、第１送風機１０と第２送風機１５とで夫々消費される電力の割合を夫々１００±１０としている。これにより庫内の冷却が優先され各蒸発器９、１４に供給される庫内空気量が第１モードのときよりも増加する。
【００２７】
次に、ステップＳ２０３において、第１蒸発器９と第２蒸発器１４との両方を用いて夫々の庫内を冷却する両側運転が選択されたかどうかを判定した結果、ＮＯと判定され、例えば第２蒸発器１４側の片側運転である場合には、ステップＳ２０８に進む。このステップＳ２０８において、冷却すべき庫内の温度である第２庫内温度Ｔ２を第２庫内温度センサ２２の値から読みこむ。
【００２８】
次に、ステップＳ２０９において、第２庫内温度Ｔ２が所定庫内温度となる第２所定値Ｘ２より大きいかどうかを判定する。所定庫内温度となる第２所定値Ｘ２は、一例として−２０℃に設定される。第２庫内温度Ｔ２が所定庫内温度となる第２所定値Ｘ２より大きい場合は、ステップＳ２１０に進む。このステップＳ２１０では、第３モードで凝縮器用送風機５の送風量と第１送風機１０の送風量と第２送風機１５の送風量とが第３モードとして予め設定された送風量の割合となるように電力の割り当てが制御される。すなわち、予め送風機全体に割り当てられた電力を２５０とすると、凝縮器用送風機送風量、つまり送風量に関わる供給電力を１００±１０としている。また、片側運転故に原則停止している第１送風機１０の送風量を０±１０とし第２送風機１５の送風量を１００±１０ないし２００±１０としている。
【００２９】
ステップＳ２０９において、第２庫内温度Ｔ２が所定庫内温度となる第２所定値Ｘ２より大きいかどうかを判定したときに第２庫内温度Ｔ２が所定庫内温度となる第２所定値Ｘ２より大きくない場合は、ステップＳ２１１に進む。このステップＳ２１１では、第４モードで凝縮器用送風機５の送風量と第１送風機１０の送風量と第２送風機１５の送風量とが第４モードとして予め設定された送風量の割合となるように電力の割り当てが制御される。すなわち、凝縮器用送風機の送風量つまり凝縮器用送風機で消費される電力が第３モードのときに凝縮器用送風機５で消費される電力以上となるように制御する。
【００３０】
この第１実施形態においては、第４モードにおいて、予め送風機全体に割り当てられた電力を２５０とすると、凝縮器用送風機送風量つまり、送風量に関わる供給電力を１００±１０としている。また、片側運転故に原則停止している第１送風機１０の送風量を０±１０とし第２送風機１５の送風量を１００±１０ないし１５０±１０としている。送風量を１００±１０ないし１５０±１０のうち、具体的にどの値にするかは、庫内貯蔵品の内容、庫内温度等を参考にして操作パネル２３にて設定できる。
【００３１】
この第４モードにおいては、冷却すべき庫内の温度が比較的低く、冷凍装置が、低温負荷状態である。この低温負荷状態では、単独運転している第２蒸発器１４の表面温度が低下しやすく、冷媒の蒸発が少ない。そのため、膨張弁１３は冷媒流量を絞り、圧縮機２に戻る冷媒流量が低下し、圧縮機２の冷媒による冷却が少なくなる。そのため、圧縮機２の温度が上昇してしまう。この第１実施形態においては、冷凍装置は、低温負荷状態であるときに凝縮器４の送風量を第２モードに比較して増加させ、かつ、第３モードの場合以上としている。これにより、凝縮器４の性能を向上することができる。従って、冷媒流量を増加させ圧縮機２の吐出温度を低下させることができ、冷凍装置の緊急停止を防止できる。
【００３２】
（第１実施形態の作用効果）
まず、本発明の開発過程における冷凍装置を比較例として説明する。この比較例となる車載用冷凍装置においては、図３に示す表のように、商用電源の電力制限を考慮して、この商用電源の電力を凝縮器用送風機５と、蒸発器用の第１、第２送風機１０、１５とに割り当てて、トータルの電力が制限電力を超えないようにしている。
【００３３】
この送風機に割り当てられた全電力の割合を２５０としたときに、凝縮器用送風機５の消費電力の割合は、５分の１の約５０±１０（固定値）に制限している。例えば、送風機に割り当てられた全電力が変圧器の定格で決まる４００ＶＡであった場合に、凝縮器用送風機５の消費電力は、５分の１の８０±１０ＶＡ（固定値）に制限している。また、送風機に割り当てられた全電力が変圧器の定格で決まる４００ＶＡ（割合として２５０）であった場合に、蒸発器用の送風機１０、１５の送風量は２５０の４０％である１００±１０の電力の割合である１６０±１０ＶＡを消費するように設定されている。このように比較例においては凝縮器用送風機５の能力を犠牲にして制限電力を超えないようにしているが、次の問題がある。
【００３４】
第１に、凝縮器用送風機５の消費電力の割合を約５０±１０に固定して運転しているために、凝縮能力が低下し、冷凍機の稼働必要時に冷媒圧力スイッチ２０からなる高圧スイッチが作動して冷凍装置が停止する可能性がある。つまり、複数の蒸発器９、１４を運転する同時運転時において高外気温でかつ、庫内高温度時である上記第１モード時に圧縮機２の高圧側における圧力が上昇し高圧スイッチが作動することがある。このために、圧縮機２の吸入側にＳＰＲを設けたり、圧縮機２の回転数を低下させたりしているが充分ではない。
【００３５】
第２に、片側の蒸発器１４を単独運転しているときに、高外気温かつ庫内低温度である上記第４モード時に凝縮器４の放熱能力が低下し、かつ蒸発器１４からの冷媒量が少なくなる。そのため、圧縮機２に戻る冷媒量が減少し圧縮機２の冷媒による冷却量が少なくなる。よって圧縮機２からの冷媒吐出温度が上昇し、冷媒ホースの寿命を低下させることがある。この比較例に対し、第１実施形態においては、凝縮器用送風機５の消費電力と、夫々の送風機１０、１５の消費電力とが制御装置２４にて適正に制御される。
【００３６】
すなわち、制御装置２４は、複数の蒸発器９、１４を使用して複数の蒸発器９、１４に送風するか単独の蒸発器９又は１４に送風するかを判定する手段Ｓ２０３を有する。また、複数の蒸発器９、１４を使用する場合において、庫内の温度Ｔ１、Ｔ２が第１所定値Ｘ１より高いときに第１モードが選択される。庫内の温度Ｔ１、Ｔ２が第１所定値Ｘ１より低いときに第２モードが選択される。これらの選択のために、第１選択手段Ｓ２０５が制御装置２４に設けられている。
【００３７】
更に、単独の蒸発器を使用する場合において、冷却すべき庫内の温度が第２所定値Ｘ２より高いときに第３モードが選択され、庫内の温度が第２所定値Ｘ２より低いときに第４モードが選択される。これらの選択のために、第２選択手段Ｓ２０９が制御装置２４に設けられている。
【００３８】
制御装置２４によって、第１モードが選択されたときは、凝縮器４への送風量（電力）が夫々の蒸発器９、１４への送風量（電力）よりも多くされる。第２モードにおいては、凝縮器４への送風量が、夫々の蒸発器９、１４への送風量よりも少なくされる。第３モードにおいては、凝縮器４への送風量及び使用する蒸発器９又は１４への送風量が第２モードのときの送風量以上とされる。更に、第４モードにおいては、凝縮器４への送風量が第３モードのときの送風量以上とされる。
【００３９】
これによれば、圧縮機２が高温負荷となる第１モードにおいて、凝縮器４への送風量、つまり凝縮器用送風機５への供給電力の大きさを夫々の蒸発器９、１４へ送風する蒸発器用送風機９、１４への供給電力よりも多くしている。よって、凝縮器４への送風量を当初割り当て電力の５０相当割合として固定する図３の比較例に比べると、凝縮器４の送風量が増加し、凝縮器の性能が向上する。その結果、圧縮機２の高圧側の圧力が極端に高くならない。
【００４０】
また、圧縮機２が低温負荷となり、圧縮機２に戻る冷媒量が低下して圧縮機２の温度が上昇する可能性のある第４モードにおいては、凝縮器４への送風量、つまり供給電力の大きさを第３モードの場合以上としている。よって、凝縮器４への送風量を当初割り当て電力の５０相当として固定する図３の比較例又は第２モードに比べると、凝縮器４の送風量が増加し、凝縮器４の性能が向上し高圧が低下する。これにより、高圧が低下して圧縮機２の負荷が下がり、かつ、冷媒流量を増加させ、冷媒にて圧縮機２を充分に冷却できる。
【００４１】
このように、比較例に比べ、凝縮器４への送風量を一層適正化することで、冷凍サイクル効率が向上する。この結果、供給できる電力に制限のある状況下において、冷凍装置の保護、省電力、及び冷凍能力の向上を図ることができる。
【００４２】
第１実施形態においては、庫内温度は、蒸発器９、１４の吸引側に設けられた温度センサの検出値である。これによれば、庫内が高温であるために冷凍装置の負荷が大きく圧縮機２の高圧側圧力が高くなり易い状況、及び庫内が低温であるために冷凍装置の負荷が小さく圧縮機２への冷媒戻り量が少なく圧縮機２の温度が高くなり易い状況を正確に把握できる。なお、送風機許容電源容量は一例として商用電源を送風機駆動用の所定電圧の直流電源に変換する場合の変圧器の定格容量である。この定格容量は一例といて４００ＶＡである。
【００４３】
（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。
【００４４】
第１実施形態においては、庫内温度を所定値と比較して、冷凍装置の運転状態が高温負荷状態と低温負荷状態を含む第１モードないし第４モードに区分けした。しかし、庫内温度に限らず図１に示した冷媒センサ３０が検出する冷媒圧力Ｐ１に基づいて、高温負荷モードと低温負荷モードを含む４つのモードに区分けすることができる。図５は、本発明の第２実施形態の制御を示す。
【００４５】
図５において、制御がスタートするとステップＳ４０２において、冷凍車が特定のヤード内に停車し商用電源に接続されたか否かを検出する。商用電源に接続されるとステップＳ４０３に進み、第１蒸発器９と第２蒸発器１４との両方を用いて夫々の庫内を冷却する両側運転が選択されたかどうかを判定する。この両側運転及び第１蒸発器９と第２蒸発器１４とのいずれか一方の片側運転の選択は、運転者が操作パネル２３を操作することによって選択する。
【００４６】
両側運転が選択されていると、ステップＳ４０４において冷媒圧力Ｐ１を冷媒センサ３０の値から読みこむ。次に、ステップＳ４０５において冷媒圧力Ｐ１が所定冷媒圧力となる第１所定値Ｘｐ１より大きいかどうかを判定する。冷媒圧力Ｐ１が第１所定値Ｘｐ１より大きい場合はステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６では、第１モードで凝縮器用送風機５の送風量と第１送風機１０の送風量と第２送風機１５の送風量とが予め設定された送風量となるように制御される。
【００４７】
すなわち、凝縮器用送風機５の送風量を第１送風機１０と第２送風機１５の送風量よりも大きくなるように供給電力を制御する。この第１実施形態においては予め送風機全体に割り当てられた電力の割合を２５０とすると、凝縮器用送風機５の送風量を確保する電力の割合を１００±１０とし、第１送風機１０と第２送風機１５の送風量を確保する電力の割合を夫々７５±１０としている。送風機の送風量は送風機に供給する直流電圧の大きさを制御して決定する。また、この場合、送風機に供給できる電力の割合の上限値である２５０は、交流を直流に変換する変換機器内の変圧器の定格容量にて決定されるが、これに限るものではなく電源経路に設けられたブレーカの制限電流等によって上限値が決定されてもよい。送風機が交流モータを使用する場合は、送風機に供給する交流電源の周波数又は周波数と電圧とを予め設定した値にして電力を制限して供給しても良い。
【００４８】
ステップＳ４０５において冷媒圧力Ｐ１が第１所定値Ｘｐ１より大きいかどうかを判定した結果、ＮＯと判定された場合はステップＳ４０７に進む。ここでは、第２モードで凝縮器用送風機５の送風量と第１送風機１０の送風量と第２送風機１５の送風量とが第２モードとして予め設定された送風量となるように電力の割合が制御される。すなわち凝縮器用送風機５の送風量が第１送風機１０と第２送風機１５の送風量よりも小さくなるように制御する。この第１実施形態においては予め送風機全体に割り当てられた電力の割合を２５０とすると、凝縮器送風量を決定する電力の割合を５分の１の５０±１０とし、第１送風機１０と第２送風機１５の送風量を決定する電力の割合を夫々１００±１０としている。これにより庫内の冷却が優先され各蒸発器９、１４に送風される庫内空気量が増加する。
【００４９】
次に、ステップＳ４０３において、第１蒸発器９と第２蒸発器１４の両方を用いて夫々の庫内を冷却する両側運転が選択されたかどうかを判定した結果、ＮＯと判定され、片側運転である場合には、ステップＳ４０８に進む。このステップＳ４０８において、冷媒圧力Ｐ２を冷媒センサ３０の値から読みこむ。次に、ステップＳ４０９において、冷媒圧力Ｐ２が第２所定値Ｘｐ２より大きいかどうかを判定する。
【００５０】
冷媒圧力Ｐ２が第２所定値Ｘｐ２より大きい場合は、ステップＳ４１０に進む。このステップＳ４１０では、凝縮器用送風機５の送風量と第１送風機１０の送風量と第２送風機１５の送風量とが第３モードとして予め設定された送風量の割合となるように電力の割り当てが制御される。すなわち、予め送風機全体に割り当てられた電力の割合を２５０とすると、凝縮器用送風機の送風量、つまり送風量に関わる供給電力の割合を５０±１０ないし１００±１０としている。また、片側運転故に原則停止している第１送風機１０の送風量の割合を０±１０とし第２送風機１５の送風量の割合を１００±１０ないし２００±１０としている。
【００５１】
冷媒圧力Ｐ２が第２所定値Ｘｐ２より大きくない場合は、ステップＳ４１１に進む。ここでは、第４モードで凝縮器用送風機５の送風量と第１送風機１０の送風量と第２送風機１５の送風量とが第４モードとして予め設定された送風量となるように制御される。
【００５２】
この第２実施形態においては予め送風機全体に割り当てられた電力の割合を２５０とすると、凝縮器用送風機５の送風量を決定する電力の割合を１００±１０とする。そして、片側運転故に原則停止している第１送風機１０の送風量を決定する電力を０とし第２送風機１５の送風量を決定する電力の割合を１００±１０ないし１５０±１０としている。送風量に比例する電力の割合を１００±１０ないし１５０±１０の範囲内のうち具体的にどの値にするかは、庫内貯蔵品の内容、庫内温度等を参考にして操作パネル２３にて運転者が設定できる。また自動モードで庫内温度等の関数として自動設定しても良い。
【００５３】
この第４モードにおいては、冷凍装置は、低温負荷状態である。この低温負荷状態では蒸発器１４の表面温度が低下しやすく冷媒の蒸発が少ない。そのため、膨張弁１３は冷媒流量を絞り、圧縮機２に戻る冷媒流量が低下し、圧縮機２の冷媒による冷却が少なくなるため圧縮機２の温度が上昇してしまう。この第２実施形態においては、冷凍装置は、低温負荷状態であるときに凝縮器４の送風量を第２モードの場合に比較して増加させ凝縮器４の性能を向上することができる。これにより冷媒流量を増加させ圧縮機２の吐出温度を低下させることができ、冷凍装置の緊急停止を防止できる。なお、上記説明では、第２送風機１５と第２蒸発器１４とを運転する片側運転を説明したが、第１送風機１０と第１蒸発器９とを運転する片側運転であっても良い。
【００５４】
（第２実施形態の作用効果）
この第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。第２実施形態においては、援用する図１において、圧縮機２から吐出される冷媒を凝縮器４に流し、かつ並列に接続された複数の蒸発器９、１４に流して圧縮機２に戻す冷凍サイクルを使用している。また、凝縮器４を冷却する凝縮器用送風機５と、夫々の蒸発器９、１４に送風して夫々の庫内を冷却する蒸発器用送風機１０、１５とが設けられている。圧縮機２と、凝縮器用送風機５と、蒸発器用送風機１０、１５とが電源の電力にて駆動される。凝縮器用送風機５の消費電力と、夫々の蒸発器用送風機１０、１５の消費電力とが制御装置２４にて設定される。
【００５５】
この制御装置２４は、複数の蒸発器９、１４に送風するか単独の蒸発器９又は１４に送風するかを判定する判別手段Ｓ４０３を有する。また、複数の蒸発器９、１４を使用し複数の蒸発器９、１４に送風する場合において、冷媒圧力Ｐ１が第１所定値Ｘｐ１より高いときに第１モードが選択される。冷媒圧力Ｐ１が第１所定値Ｘｐ１より低いとき、第２モードが選択される。これらの選択のために、第１選択手段Ｓ４０５が制御装置２４に設けられている。
【００５６】
単独の蒸発器９又は１４を使用する場合において、冷媒圧力Ｐ２が第２所定値Ｘｐ２より高いときに第３モードが選択され、冷媒圧力Ｐ２が第２所定値Ｘｐ２より高くないときに第４モードが選択される。これらの選択のために、第２選択手段Ｓ４０９が制御装置２４に設けられている。
【００５７】
第２実施形態においては、冷媒の圧力は、圧縮機２の吐出側の凝縮器４に流れ込む前の冷媒の圧力を検出する冷媒センサ３０の値である。これによれば、圧縮機２、つまり冷凍装置の負荷が大きく圧縮機２の高圧側圧力が高い状況、及び、冷凍装置の負荷が小さく圧縮機２への冷媒戻り量が少なく圧縮機２の温度が高くなり易い状況を正確に把握できる。
【００５８】
また、冷媒センサ３０の値を使用することのメリットは、制御に必要な新規ではないセンサを活用できることにある。また図５の冷媒圧力Ｐ２は、一例として圧縮機吐出冷媒の温度が１４０℃の時の冷媒圧力を測定する。このために、図１の冷媒センサ３０は冷媒の圧力と温度の両方を測定できることが好ましい。
【００５９】
そして、圧縮機２が高温負荷となる第１モードにおいて、凝縮器４の送風量が増加し凝縮器４の性能が向上し、圧縮機２の高圧側の圧力が極端に高くならない。また、圧縮機２が低温負荷となり、圧縮機２に戻る冷媒量が低下して圧縮機２の温度が上昇して圧縮機２の吐出側の圧力も上昇する傾向のある第４モードにおいては、凝縮器４の送風量が増加し、凝縮器４の性能が向上し高圧が低下する。かつ、庫内を冷却する第２蒸発器１４への送風量の割合、つまり電力の割合も１００±１０ないし１５０±１０相当として充分な量とすることができる。これにより、圧縮機２の負荷を軽減し、かつ冷媒流量を増加させ、圧縮機２への冷媒戻り量が極端に少なくならず、冷媒にて圧縮機２を充分に冷却できる。
【００６０】
（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。
【００６１】
蒸発器と凝縮器とが一体になっている一体型熱交換器を使用しても良いし別体であっても良い。送風機は、交流駆動であっても直流駆動であっても良い。つまり送風機のモータは直流モータであっても交流モータであっても良い。
【００６２】
第１実施形態は、庫内温度でモードを分類し、第２実施形態は、主として冷媒圧力にてモードを分類したが、庫内温度と冷媒温度の両方を用いてモードを分類しても良い。また、外気温度を用いて第４モードを分類しても良い。更に、圧縮機は冷凍車走行中にエンジンにて駆動される圧縮機と特定のヤードに停車時に商用電源からの電力にて駆動される圧縮機とに分けたが、同じ電動圧縮機を１台共通使用して、走行中は発電機からの電力にて電動圧縮機を回転するようにしても良い。
【００６３】
また電源は、商用電源に限らない。外部電源例えば舶用電源装置からの電源、工場内電源、車載発電機からの電源であっても良い。これらの電源であっても限られた容量のもとで冷凍装置の保護、省電力、冷凍能力向上を図ることができる。
【００６４】
更に蒸発器と凝縮器は、車両天井置き、床置き等設置場所は問わない。オイルセパレータを備えた冷凍機が好ましいが、オイルセパレータがなくても実施可能である。また送風量は供給する電力に比例するとして説明としたが、直流モータにて駆動される送風機の場合は供給する電圧に比例するとしても良い。
【００６５】
また、送風機の電力は、送風量の３乗に比例する。かつ送風機への供給電力の割合と送風機が発生する送風量の割合とは厳密には効率の変化により異なる。しかし、送風量を正確に測定することは困難であるため、送風量の割合は供給電力の割合として割り当て可能な電力を夫々に割り振ればよい。しかし、本発明は送風量を計測し、結果として供給電力を割り振るものであっても良い。
【００６６】
圧縮機２が高温負荷となる第１モードと、圧縮機２が低温負荷となり、圧縮機２に戻る冷媒量が低下して圧縮機２の温度が上昇する第４モードとを判別する。このために、庫内温度、高圧側の冷媒圧力及び冷媒温度を用いたが、外気温度、圧縮機の表面温度等のその他のセンサ値を用いても良い。またモードの判定はこれらのセンサの値から２次元又は３次元マップのゾーン内から特定のゾーンに位置する第１モードないし第４モードを判別するようにしても良い。
【符号の説明】
【００６７】
２  圧縮機
４  凝縮器
９、１４  蒸発器
５  凝縮器用送風機
１０、１５  蒸発器用送風機（第１送風機１０、第２送風機１５）
２４  制御装置
Ｔ１、Ｔ２  庫内の温度
Ｐ１、Ｐ２  冷媒の圧力
Ｘ１、Ｘｐ１  第１所定値
Ｘ２、Ｘｐ２  第２所定値
【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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