JP2003294341A

JP2003294341A - 冷凍機

Info

Publication number: JP2003294341A
Application number: JP2002095890A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Murakami; 紳一村上
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】水平もしくは斜めに配置した冷凍用蒸発器１
１の上に吸い込み送風ファン１９が配置されており、冷
凍用蒸発器１１の下側から上側へ風が通過する構造の冷
凍機１において除霜後、フィンに付着した水滴を効果的
に排除することのできる冷凍機を提供する。【解決手段】制御装置６は、除霜手段１５・１６によ
る除霜完了直後の所定時間の間、吸い込み送風ファン１
９を逆回転させ、ファンブローを行わせている。これに
より、除霜後、フィンに付着した水滴を効果的に排除す
ることができるため、フィンに残った水滴が凍ってフィ
ン間を閉塞することなく、風量および冷凍能力の低下が
ないことより、冷え不良の問題を無くすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、除霜制御化可能な
冷凍機に関するもので、特に除霜時に生じる蒸発器表面
の水滴を効果的に除去できる冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、送風ファンから冷凍用蒸発器へ風
を押し込む構造のクーリングユニットでは、ホットガス
除霜を行った後、霜が溶けてフィンに付着した水滴を排
除するため、所定時間ファンを回して強制的に水滴を落
とすファンブロー制御を実施している冷凍機がある。こ
の場合、送風ファンは正回転で対応している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、トラック型冷
凍車等に用いられるパッケージ型冷凍機のクーリングユ
ニットにおいては、水平もしくは斜めに配置した冷凍用
蒸発器の上に吸い込み送風ファンが配置されており、冷
凍用蒸発器の下から上へ風が通過する構造であるため、
ホットガス除霜を行った後、送風ファンを正回転で回し
ても、冷凍用蒸発器のフィンに付着した水滴を効果的に
排除することはできなかった。

【０００４】そのため、除霜時に霜が溶けてできた水滴
は、大部分は重力により落下するが、何％かは表面張力
によりフィンに保持され、次の冷凍運転に入った時も風
は下から上であるため、水滴は飛ばされることなくフィ
ンに保持されたまま凍り付く。そして長時間、或いは頻
繁なドアの開閉等厳しい使用状態を経てゆく中でフィン
間が閉塞し、風量が低下して冷凍能力が低下することか
ら冷え不良になるという問題がある。

【０００５】本発明は、上記従来の問題に鑑みて成され
たものであり、その目的は、水平もしくは斜めに配置し
た冷凍用蒸発器の上に吸い込み送風ファンが配置されて
おり、冷凍用蒸発器の下側から上側へ風が通過する構造
の冷凍機において、除霜後、フィンに付着した水滴を効
果的に排除することのできる冷凍機を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では以下の技術的手段を採用する。請求項１
記載の発明では、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧
縮機（７）、この圧縮機（７）にて圧縮された冷媒を凝
縮させる凝縮器（８）、この凝縮器（８）にて凝縮され
た冷媒を減圧させる減圧手段（１０）、及び減圧手段
（１０）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１
１）とを有する冷凍サイクル（３）を備え、蒸発器（１
１）は水平もしくは斜めに配置されると共に、蒸発器
（１１）の上側に吸い込み送風機（１９）が配置され蒸
発器（１１）の下側から上側へ通過した空気にて冷凍室
（２）を冷却する構成を有する冷凍機であって、蒸発器
（１１）に付着した霜を溶かす除霜手段（１５、１６）
と、冷凍サイクル（３）、吸い込み送風機（１９）、及
び除霜手段（１５、１６）の作動を制御する制御手段
（６）とを設け、制御手段（６）は、除霜手段（１５、
１６）による除霜完了直後の所定時間の間、吸い込み送
風機（１９）を逆回転させ、ファンブローを行わせるこ
とを特徴とする。

【０００７】本案は、除霜後に通常の冷凍運転とは風流
れを逆にすれば、フィンに付着した水滴を効果的に落と
すことができることに着目したもので、除霜後に吸い込
み送風機（１９）を所定時間逆回転させてファンブロー
を行っている。

【０００８】これにより、除霜後、フィンに付着した水
滴を効果的に排除することができるため、フィンに残っ
た水滴が凍ってフィン間を閉塞することなく、風量およ
び冷凍能力の低下がないことより、冷え不良の問題を無
くすことができる。ちなみに、吸い込み送風機（１９）
を逆回転させた場合、正回転と比べて風量や効率が低下
することが予想されるが、本案の目的が水滴を落下させ
ることだけなので問題とはならない。

【０００９】請求項２記載の発明では、除霜手段（１
５、１６）は、凝縮器（８）及び減圧手段（１０）をバ
イパスするバイパス流路手段（１５）を有し、制御手段
（６）の指示によりバイパス流路手段（１５）を開け、
圧縮機（７）にて圧縮された高温高圧の冷媒を蒸発器
（１１）に流し、蒸発器（１１）に付着した霜を溶かす
ホットガス除霜を行うことを特徴とする。

【００１０】これにより、簡単な機構のホットガス除霜
にて蒸発器（１１）の除霜が効果的に行えるうえ、除霜
後はファンブローにより水滴を効果的に排除することが
できるため、短時間で蒸発器（１１）の冷凍能力を回復
できるようになる。

【００１１】請求項３記載の発明では、蒸発器（１１）
と凝縮器（８）との冷媒経路中に開閉弁（１８）を設
け、制御手段（６）がバイパス流路手段（１５）を開放
させる時、開閉弁（１８）を閉じるようにしたことを特
徴とする。これにより、ホットガス除霜時、ホットガス
が凝縮器（８）側へ逆流するのを防ぐため、蒸発器（１
１）の除霜がより効果的に行なわれる。

【００１２】請求項４記載の発明では、冷凍機を、冷凍
車両の冷凍機に用いたことを特徴とする。これにより、
長時間、或いは頻繁なドアの開閉等厳しい使用状態を経
てもフィン間が閉塞することなく、風量および冷凍能力
の低下がないことより、冷え不良の問題のない冷凍車と
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。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係わる
冷凍車用冷凍機１の全体構成図であり、図2は冷凍サイ
クル装置３の模式図ある。また、図３は本発明の一実施
形態におけるクーリングユニットの断面構造図であり、
（ａ）は冷凍運転時、（ｂ）は除霜運転後のファンブロ
ー状態を示す。尚、本実施形態では冷凍機１としてトラ
ック型冷凍車に適用したものである。

【００１４】図1に示すように、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
えば冷凍食品等の冷凍物が積み込まれる。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。また、冷凍車には、図１に示すように荷
室前方部にパッケージ型冷凍機として冷凍サイクル装置
３が搭載されている。

【００１５】冷凍サイクル装置３は、冷媒を高温高圧に
圧縮して吐出する圧縮機７と、この圧縮機７にて高温高
圧に圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器８と、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
と共に、液相冷媒を貯留するレシーバー９と、この液相
冷媒を減圧する膨張弁（減圧手段）１０と、この減圧さ
れた冷媒を蒸発させる冷凍用蒸発器１１と、この冷凍用
蒸発器１１と圧縮機７との間に設置され、冷凍用蒸発器
１１を通過した冷媒のうち液相冷媒を貯留するアキュム
レータ１２と、これらをつなぐ冷媒配管１３とからなる
周知のものである。

【００１６】まず圧縮機７は、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。そして、
圧縮機７は、動力断続装置である周知の電磁クラッチ１
４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。尚、この電磁クラッチ１４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。

【００１７】また、圧縮機７の吐出側には冷媒からオイ
ルを分離するオイルセパレータ５が設けられており、こ
こで分離されたオイルはオイルリターンチューブ５ａを
通って圧縮機７の吸入側の配管途中に差圧により戻され
るようになっている。

【００１８】凝縮器８と冷凍用蒸発器１１とでクーリン
グユニットを形成し、冷凍室２外部の車両前方側に配置
されている。このクーリングユニットは、冷凍庫２の外
壁断熱パネル２ａに孔を空けて取り付けられ、大きく分
けて断熱パネル３ａで囲った冷凍用蒸発器１１内蔵部分
と、樹脂カバー３ｂで囲った凝縮器８内蔵部分とで構成
している。

【００１９】凝縮器８は、車両の走行風を受けやすいよ
うにクーリングユニットの車両前方側に立てて設置され
ており、この走行風と冷却ファン１７によって送風され
る冷却風とによって、内部の冷媒が凝縮される。膨張弁
１０は冷凍用蒸発器１１の出口冷媒温度を検知する感温
部１０ａを有する温度作動式膨張弁であり、冷凍用蒸発
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。

【００２０】冷凍用蒸発器１１は、冷媒の蒸発潜熱によ
り冷凍室２を冷却するものであり、クーリングユニット
内に水平もしくは斜めに配置されている。そして、その
冷凍用蒸発器１１の上方には、冷凍用蒸発器１１から風
を吸い込んで冷凍室２内へ送風する冷凍用ファン（吸い
込み送風機）１９が設けられている。

【００２１】この冷凍用ファン１９は、冷凍室２内全体
に冷凍用蒸発器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。ま
た、この冷却用ファン１９は、冷凍室２内の空気を吸い
込み、冷凍用蒸発器１１を下から上に通過させた後、再
度冷凍室２内に冷却風を送風する。また、冷凍用蒸発器
１１の下方には、冷凍用蒸発器１１より生じる凝縮水を
受けて集めるドレンパン２０が設けられており、集まっ
た凝縮水はドレンホース２１を通って車両床下で排水さ
れる。

【００２２】本実施形態における冷凍サイクル装置３に
は、圧縮機７の吐出側と、膨張弁１０の下流側かつ冷凍
用蒸発器１１の上流側とを連通するホットガスバイパス
流路１５が設けられている。そして、ホットガスバイパ
ス流路１５には、開閉手段である電磁弁１６が設置され
ていると共に、この電磁弁１６を開いて冷凍用蒸発器１
１にホットガスを供給した時に、凝縮器８側への逆流を
防ぐ開閉弁１８が膨張弁１０とレシーバー９との間に設
けられている。

【００２３】また、このホットガスバイパス流路１５
は、ホットガス除霜時にドレンパン２０を加熱するドレ
ンパンヒータチューブ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。

【００２４】そして、制御装置６は、マイクロコンピュ
ータ等のコンピュータ手段を含んで構成されたものであ
って、入力端子からの入力信号に基づいて演算処理し、
上記冷凍サイクル装置３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。

【００２５】尚、温度設定器２２は、例えば可変抵抗等
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１４
の通電回路（図示しない）と、電磁弁１６と、冷却ファ
ン１７と、開閉弁１８と、冷凍用ファン１９とが接続さ
れている。

【００２６】この制御装置６は、図示しない車両のイグ
ニッションスイッチがオンされることで、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
チがオンされた状態において、上記冷凍開始スイッチ２
３がオン（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。

【００２７】具体的には、制御装置６は、冷凍開始スイ
ッチ２３がオンされると、電磁クラッチ１４に通電を施
して、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１７と冷凍用ファン１９とを作
動（ＯＮ）させることで、冷凍室２の冷却を開始する。

【００２８】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１４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１７および冷凍用ファン１９と
を停止（ＯＦＦ）させる。

【００２９】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１７と冷凍
用ファン１９とを作動させる。尚、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）
で、上記開閉弁１８開弁状態（ＯＮ）となる。

【００３０】ところで、上述したように冷凍車１におい
ては、冷凍室内温度が−２０℃といった極低温となるの
で、上記冷凍用蒸発器１１に霜が付着することで、冷凍
用蒸発器１１の冷却能力が低下してしまう。従って、冷
凍車１においては、冷凍用蒸発器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により次のホットガス除霜運
転が行われる。

【００３１】図４は、上記実施形態における冷凍サイク
ル装置３の作動内容を表すタイムチャートである。上記
イグニッションスイッチがオンされた状態にて、冷凍開
始スイッチ２３がオンされると、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。

【００３２】具体的には電磁クラッチ１４はオンしたま
まで、電磁弁１６を開弁状態（ＯＮ）とし圧縮機７にて
高温高圧の気相冷媒（ホットガス）を、ホットガスバイ
パス流路１５を通じて直接冷凍用蒸発器１１に流す。こ
の時、凝縮器８側までホットガスが逆流しないよう開閉
弁１８は閉弁（ＯＦＦ）する。そして、冷凍用ファン１
９と冷却ファン１７は停止させる。これにより、ホット
ガスの熱にて冷凍用蒸発器１１に付着した霜を溶かし、
効果的に除霜が行われる。

【００３３】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。尚、ホットガ
ス除霜を行うと、当然ながら冷凍用蒸発器１１の冷媒上
流側から順に霜が融けていく。

【００３４】従って、本実施形態では、上記除霜解除セ
ンサを冷凍用蒸発器１１の直下流側に設置しているの
で、冷凍用蒸発器１１全体に付着した霜が、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（冷凍用蒸発器１１の直下流側の配
管温度）が３℃より高くなると、冷凍用蒸発器１１に付
着した霜が十分に除去されたと判定するのである。

【００３５】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１４を一旦オフすると共に、電磁弁１６を
閉弁状態（ＯＦＦ）とし、開閉弁１８を開弁状態（Ｏ
Ｎ）に戻す。そして、冷却ファン１７は停止したまま、
冷凍用ファン１９を所定時間だけ逆回転させてファンブ
ローを行う。

【００３６】次に、所定時間だけファンブローを行った
ら冷凍用ファン１９を一旦停止させると共に、電磁クラ
ッチ１４と冷却ファン１７をオンして冷凍サイクルを起
動させ、予冷運転を行う。そして、冷凍用蒸発器１１が
所定温度以下の冷風を出せる状態になったら冷凍用ファ
ン１９をオン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を説明する。上
記のように、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機
７、この圧縮機７にて圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮
器８、この凝縮器８にて凝縮された冷媒を減圧させる膨
張弁１０、及び膨張弁１０にて減圧された冷媒を蒸発さ
せる蒸発器１１とを有する冷凍サイクル３を備え、蒸発
器１１は水平もしくは斜めに配置されると共に、蒸発器
１１の上側に吸い込み送風ファン１９が配置され蒸発器
１１の下側から上側へ通過した空気にて冷凍室２を冷却
する構成を有する冷凍機であって、蒸発器１１に付着し
た霜を溶かす除霜手段１５・１６と、冷凍サイクル３、
吸い込み送風ファン１９、及び除霜手段１５・１６の作
動を制御する制御装置６とを設け、制御装置６は、除霜
手段１５・１６による除霜完了直後の所定時間の間、吸
い込み送風ファン１９を逆回転させ、ファンブローを行
わせている。

【００３８】これにより、除霜後、フィンに付着した水
滴を効果的に排除することができるため、フィンに残っ
た水滴が凍ってフィン間を閉塞することなく、風量およ
び冷凍能力の低下がないことより、冷え不良の問題を無
くすことができる。

【００３９】また、除霜手段１５・１６は、凝縮器８及
び膨張弁１０をバイパスするバイパス流路１５を有し、
制御装置６の指示によりバイパス流路１５を開け、圧縮
機７にて圧縮された高温高圧の冷媒を蒸発器１１に流
し、蒸発器１１に付着した霜を溶かすホットガス除霜を
行っている。これにより、簡単な機構のホットガス徐霜
にて蒸発器１１の除霜が効果的に行えるうえ、除霜後は
ファンブローにより水滴を効果的に排除することができ
るため、短時間で蒸発器１１の冷凍能力を回復できるよ
うになる。

【００４０】また、蒸発器１１と凝縮器８との冷媒経路
中に開閉弁１８を設け、制御装置６がバイパス流路１５
を開放させる時、開閉弁１８を閉じるようにしている。
これにより、ホットガス徐霜時、ホットガスが凝縮器８
側へ逆流するのを防ぐため、蒸発器１１の除霜がより効
果的に行なわれる。

【００４１】また、上記の冷凍機１を、冷凍車両の冷凍
機１に用いている。これにより、長時間、或いは頻繁な
ドアの開閉等厳しい使用状態を経てもフィン間が閉塞す
ることなく、風量および冷凍能力の低下がないことよ
り、冷え不良の問題のない冷凍車とすることができる。

【００４２】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、冷凍車に適用した例で説明したが、本発明は冷凍車
に限らず、他の冷凍機に適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる冷凍車用冷凍機の
全体構成図である。

【図２】本発明の一実施形態に係わる冷凍サイクルの模
式図である。

【図３】本発明の一実施形態におけるクーリングユニッ
トの断面構造図であり、（ａ）は冷凍運転時、（ｂ）は
除霜運転後のファンブロー状態を示す。

【図４】上記実施形態における冷凍サイクル装置の作動
内容を表すタイムチャートである。

【符号の説明】

１冷凍機２冷凍室３冷凍サイクル装置６制御装置（制御手段）７圧縮機８凝縮器１０膨張弁（減圧手段）１１冷凍用蒸発器（蒸発器）１５ホットガスバイパス流路１５（徐霜手段、バイパ
ス流路手段）１６電磁弁（徐霜手段）１８開閉弁１９冷凍用ファン（吸い込み送風機）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮
機（７）、この圧縮機（７）にて圧縮された冷媒を凝縮
させる凝縮器（８）、この凝縮器（８）にて凝縮された
冷媒を減圧させる減圧手段（１０）、および前記減圧手
段（１０）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１
１）とを有する冷凍サイクル（３）を備え、前記蒸発器（１１）は水平もしくは斜めに配置されると
共に、前記蒸発器（１１）の上側に吸い込み送風機（１
９）が配置され、前記蒸発器（１１）の下側から上側へ
通過した空気にて冷凍室（２）を冷却する構成を有する
冷凍機であって、前記蒸発器（１１）に付着した霜を溶かす除霜手段（１
５、１６）と、前記冷凍サイクル（３）、前記吸い込み
送風機（１９）、及び前記除霜手段（１５、１６）の作
動を制御する制御手段（６）とを設け、前記制御手段（６）は、前記除霜手段（１５、１６）に
よる除霜完了直後の所定時間の間、前記吸い込み送風機
（１９）を逆回転させ、ファンブローを行わせることを
特徴とする冷凍機。
【請求項２】前記除霜手段（１５、１６）は、前記凝
縮器（８）及び前記減圧手段（１０）をバイパスするバ
イパス流路手段（１５）を有し、前記制御手段（６）の
指示により前記バイパス流路手段（１５）を開け、前記
圧縮機（７）にて圧縮された高温高圧の冷媒を前記蒸発
器（１１）に流し、前記蒸発器（１１）に付着した霜を
溶かすホットガス除霜を行うことを特徴とする請求項１
に記載の冷凍機。
【請求項３】前記蒸発器（１１）と前記凝縮器（８）
との冷媒経路中に開閉弁（１８）を設け、前記制御手段
（６）が前記バイパス流路手段（１５）を開放させる
時、前記開閉弁（１８）を閉じるようにしたことを特徴
とする請求項２に記載の冷凍機。
【請求項４】前記冷凍機を、冷凍車両の冷凍機に用い
たことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
に記載の冷凍機。