JP2008241073A - 冷凍車用クーリングユニット - Google Patents

Abstract

【課題】冷却空気の吹出し側の風速分布を調整し、風量低下による冷凍能力の低下を抑制することを可能とした、冷凍車用クーリングユニットを提供する。
【解決手段】クーリングユニット１４における冷却用ケース２６内の、中間プレートＷｃとサイドプレートＷｓ，Ｗｓとで仕切られた箇所に、一対の冷却用ファン２４，２４と、下流側端部の開口側近傍にエバポレータ１９を配設する。
冷却用ファン２４，２４は、冷却用ケース２６内において、それぞれのファン部２４Ｆの中心を、所定寸法、それぞれずらして配設し、冷却用ファン２４により送り出される側の送風通路幅を拡張し、エバポレータ１９を通過する風速分布を調整するようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、本発明は冷凍車用クーリングユニットに関し、特には、冷凍庫内への吹出しの風速分布をより平均化し、風量低下による冷凍能力の低下を抑制することを可能とした、冷凍車用クーリングユニットに関するものである。

例えば、特許文献１報記載のごとく、冷蔵庫や冷凍庫などの庫内冷却に用いられる冷凍機では、風量低下を招くことなく、クーリングユニットの薄型化を図ることを目的としたものが開示されている。
この場合、クーリングユニットは、冷凍庫内の天井壁面に取付け固定されるユニットケース内で、軸流ファンであるクーリングファンを天井壁面と水平に設置し、そのクーリングファンの径方向外側に冷却器を隣設する。ユニットケース内には、クーリングファンの外周を覆う隔壁が設けられ、この隔壁によって形成される圧力室およびファンシュラウドを適正な形状とすることにより、クーリングファンにより吸引した空気を冷却機に送風するようにしている。

特開平４−２３６０８５号公報

一方、トラックなどの車両（後述）においても、荷台をパネルで囲って構成した冷凍庫の天井に、クーリングユニットを搭載して、車両エンジンを動力源とする冷凍システムを備えたものがある。
クーリングユニット１は、図７、８に示すように、冷凍庫の天井に搭載するため、できるだけコンパクトなことが望ましく、薄型のケース２に一対の送風機３と、エバポレータ４を収容した構成としている。
そしてケース２底面を開口して送風機３のファン部３ｆを臨ませて、冷凍庫内の空気を、開口を通してケース２内に吸引し、エバポレータ４に送り込んで空気を通過させることで、熱交換作用により冷却した空気を、ケース２に形成した吹出口５から冷凍庫内に送り出すようにしている。

しかしながら、一対の送風機３は、三方を囲った空間の中央に、送風機３のファン部３ｆの中心が来るように配置されているので、冷凍庫内から吸引された空気は、送風機３のファン部３ｆの回転による遠心力により、空間壁面側、特に、図中、上方側を通過する風量が増加して、風速分布に偏りが出てきてしまい、エバポレータ４前面の風速分布が不均一となる。このため、エバポレータ４前面の着霜が不均一となり、結果、風量低下による、冷凍能力の低下が顕著となる課題がある。
本発明は、このような課題を解決するために提案されたものであって、クーリングユニットの送風機の位置を、適宜ずらして配置することにより、省動力化を可能とした冷凍車用クーリングユニットを提案することを目的とする。

上記目的を解決するために、請求項１に記載の発明では、冷凍庫（１３）の天井に搭載する冷却用ケース（２６）に冷却用ファン（２４）と、エバポレータ（１９）とを収容した構成の冷凍車用クーリングユニット（１４）において、冷却用ケース（２６）内において、冷却用ファン（２４）をファン部（２４Ｆ）の回転軸に直交する面方向に適宜寸法ずらした位置に配置することで、冷却用ファン（２４）により送り出される側の送風通路幅を拡張し、エバポレータ（１９）を通過する風速分布を調整するようにしたことを特徴とする。
これにより、冷却用ファン（２４）により送り出される側の送風通路幅を拡張したことで、エバポレータ（１９）を通過する空気の偏在を抑えて、エバポレータ（１９）を通過する風速分布を調整することができる。

また、請求項２に記載の発明では、冷却用ケース（２６）内は、中間プレート（Ｗｃ）で仕切られ、さらにこの中間プレート（Ｗｃ）に平行な両サイドにそれぞれサイドプレート（Ｗｓ，Ｗｓ）で仕切られ、これら中間プレート（Ｗｃ）とサイドプレート（Ｗｓ，Ｗｓ）とで仕切られた箇所に、一対の冷却用ファン（２４，２４）をそれぞれ配設すると共に、これら冷却用ファン（２４，２４）の下流側にエバポレータ（１９）を配設し、一対の冷却用ファン（２４，２４）は、冷却用ケース（２６）内において、それぞれのファン部（２４Ｆ）の中心を、適宜寸法、それぞれずらして配置することで、エバポレータ（１９）に至る送風通路幅を拡張して、エバポレータ（１９）を通過する風速分布を調整するようにしたことを特徴とする。
これにより、一対の冷却用ファン（２４，２４）により送り出される側の送風通路幅を拡張したことで、エバポレータ（１９）を通過する空気の偏在を抑えて、エバポレータ（１９）を通過する風速分布を調整することができる。

さらに、請求項３に記載の発明では、冷却用ケース（２６）内の双方のサイドプレート（Ｗｓ，Ｗｓ）から中間プレート（Ｗｃ）までの寸法をＰとし、一方のサイドプレート（Ｗｓ）から冷却用ファン（２４）のファン部（２４Ｆ）の回転中心軸までの距離、並びに中間プレート（Ｗｃ）から他方の冷却用ファン（２４）のファン部（２４Ｆ）の回転中心軸までの距離をＱとして、Ｑ＞Ｐ／２とすることを特徴とする。
これにより、双方の冷却用ファン（２４）のファン部（２４Ｆ）の回転中心軸の位置が、それぞれのサイドプレート（Ｗｓ，Ｗｓ）から中間プレート（Ｗｃ）までの寸法Ｐの中間位置Ｐ／２より、ずれた位置とすることで、一対の冷却用ファン（２４，２４）により送り出される側の送風通路幅を拡張されることになる。

なお、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。

図１に示す冷凍車１０には、冷凍システム１１が搭載され、キャビン１２後方、冷凍庫１３天井側には、本発明にかかるクーリングユニット１４が配設されている。
冷凍システム１１は、冷凍車１０におけるキャビン１２下の、エンジンルーム内に配設したＥ／Ｇ直結式コンプレッサ１５、冷凍庫１３外側部下に配置したコンデンシングユニット１６とを備え、図２に示す冷凍サイクル（除霜サイクル）を構成している。

そこで冷凍システム１１における冷凍サイクル（除霜サイクル）について、図２を用いて説明する。
すなわち、この冷凍サイクル（除霜サイクル）は、エンジンルーム内に配設したＥ／Ｇ直結式コンプレッサ１５、冷凍庫１３外側部下のコンデンシングユニット１６、レシーバ１７、膨張弁１８、エバポレータ１９、アキュムレータ２０および冷媒の流れを切替える電磁弁２１が、それぞれ冷媒配管２２によって接続された構成となっている。

Ｅ／Ｇ直結式コンプレッサ１５は、車両走行用エンジン（図示しない）と直結しており、走行時に例えばクラッチによって、動力が伝達され、冷媒の吸入、圧縮、吐出を行うようになっている。

コンデンシングユニット１６は、コンプレッサ１５が吐出した高温高圧のガス冷媒を凝縮させるもので、コンデンシングユニット１６に空気を流す凝縮用ファン２３が併設されている。

レシーバ１７は、コンデンシングユニット１６を通過した後の冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離すると共に、この液相冷媒を貯留するものである。

膨張弁１８は、レシーバ１７からの液相冷媒を減圧し、クーリングユニット１４における冷却用ケース（後述）内に収容するエバポレータ１９に低温低圧の液冷媒を送り込む。
エバポレータ１９は、後述する冷凍運転時には内部を流れる冷媒の吸熱作用によって空気を冷却する。なお、エバポレータ１９は、後述する除霜運転時には内部に高温のガス冷媒が流れるようになっている。

そして、クーリングユニット１４における冷却用ケース内に、エバポレータ１９に空気を流す冷却用ファン２４が設けられている。この冷却用ファン２４は、冷凍庫１３内の空気をケース２６内に吸込み、かつエバポレータ１９にて冷却された空気を冷凍庫１３に吹出すように空気流を発生させる。

アキュムレータ２０は、エバポレータ１９を通過した冷媒のうち液相冷媒を貯留するものである。

電磁弁２１は、コンプレッサ１５の吐出側と、膨張弁１８の下流側かつエバポレータ１９の上流側との間を連通する除霜運転用バイパス路２５を開閉する。なお、電磁弁２１が開き、除霜運転用バイパス路２５に冷媒が流れるときには、冷媒が減圧されるようになっている。

以上のような冷凍システム１１において、クーリングユニット１４について、図３、図４を基にさらに詳細に説明する。
すなわち、クーリングユニット１４における冷却用ケース２６は、冷凍庫１３天井側に取付けられ、車両前方側から後方側に向かうＡ方向の下流側と、車両前方側寄りの前部底面とに開口している。
そして、冷却用ケース２６内は、車両前方側から後方側に向かうＡ方向の、中心軸に沿って、中間プレートＷｃで仕切られ、さらにこの中間プレートＷｃに平行な両サイドにそれぞれサイドプレートＷｓ，Ｗｓで仕切られ、これら中間プレートＷｃとサイドプレートＷｓ，Ｗｓとで仕切られた箇所に、一対の冷却用ファン２４，２４を、ファン部２４Ｆが、車両前方側寄りの前部底面の開口に向かうように配設されている。
一方、これら冷却用ファン２４，２４の反対側、すなわち、下流側端部の開口側近傍に、エバポレータ１９を配設している。
なお、冷却用ケース２６には、ドレンパンヒータ２７が配設され、エバポレータ１９により形成された霜を除霜するようにしている。

そしてその際、一対の冷却用ファン２４，２４は、冷却用ケース２６内において、それぞれのファン部２４Ｆの中心を、適宜寸法、それぞれずらして配設している。
なお、配置設定は、冷却用ファン２４のファン部２４Ｆの回転が、図中、時計回りであることを想定している。
この場合、双方のサイドプレートＷｓ，Ｗｓから中間プレートＷｃまでの寸法をＰとし、一方のサイドプレートＷｓから冷却用ファン２４のファン部２４Ｆの回転中心軸までの距離をＱとし、中間プレートＷｃから他方の冷却用ファン２４のファン部２４Ｆの回転中心軸までの距離をＱとすると、Ｑ＞Ｐ／２としている。
これにより、それぞれの冷却用ファン２４が配置されるサイドプレートＷｓ，Ｗｓと中間プレートＷｃとで囲まれたエリアのうち、図中、冷却用ファン２４上部側の壁面との間隔、すなわち、冷却用ファン２４のファン部２４Ｆの時計回りの下流側、冷却用ファン２４により送り出される送風通路Ｓの幅側を拡張して、これに対応してエバポレータ１９の上部側に至るエリアＮが比較的広くなるようにしている。

以上のように、本発明にかかる冷凍車用クーリングユニット１４は、構成されるものであり、次に、冷凍システム１１の運転と共に、クーリングユニット１４の作用を説明する。
この冷凍車１０における冷凍システム１１を運転するには、図示しない冷凍運転スイッチにより運転が開始され、車両エンジンによりコンプレッサ１５を駆動して、冷凍運転を行う。

冷凍運転時、凝縮用ファン２３をＯＮ、冷却用ファン２４をＯＮとして、電磁弁２１を閉じると、冷凍サイクル内の冷媒は冷媒配管２２を循環する。
コンプレッサ１５においては冷媒を吸入、圧縮、吐出を行う。
コンデンシングユニット１６においては、コンプレッサ１５が吐出した高温高圧のガス冷媒を凝縮させる。
レシーバ１７においては、冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離すると共に、この液相冷媒を貯留する。
膨張弁１８においては、レシーバ１７からの液相冷媒を減圧し、クーリングユニット１４におけるエバポレータ１９に低温低圧の液冷媒を送り込む。
エバポレータ１９においては、内部を流れる冷媒の吸熱作用によって空気を冷却し、アキュムレータ２０においてエバポレータ１９を通過した冷媒のうち液相冷媒を貯留する。
そして、再び、コンプレッサ１５により冷媒を吸引し、以上の循環運転時に、エバポレータ１９にて冷却された空気は、冷却用ファン２４により冷凍庫１３内に吹出される。

ここで、クーリングユニット１４における冷却用ケース２６において、冷凍庫１３内の空気は、車両前方側寄りの前部底面の開口から、ケース２６内に一対の冷却用ファン２４，２４のファン部２４Ｆにより吸引される。
一対の冷却用ファン２４，２４は、冷却用ケース２６内において、それぞれのファン部２４Ｆの中心を、適宜寸法、それぞれずらして配設しているので上部側のエリアＮを広くすることができる（図５参照）。
これによって、冷却用ファン２４のファン部２４Ｆの回転により、冷却用ケース２６内壁に当たって、エリアＮに至る風量が、エリアＯに比較して多くなっても、エリアＮからエバポレータ１９を通過して吹出す風速を抑えることができ、図６で示す、以前の送風機３のファン部３ｆの配置構成に比較し、全体として、エバポレータ１９から冷凍庫内へ吹出される冷気の風速分布を略平均化することができる。
これにより、冷凍庫１３内の温度の維持性が良好となり、サーモＯＦＦ時間が長くなることで、省動力効果を得ることができる。

なお、除霜運転では、クラッチを切り、車両を停車し、凝縮用ファン２３をＯＦＦ、冷却用ファン２４をＯＦＦとし、電磁弁２１を開いて除霜運転用バイパス路２５を開く。これにより、冷凍サイクル内の冷媒は、コンプレッサ１５からエバポレータ１９、アキュムレータ２０、コンプレッサ１５の順で流れる。従って、エバポレータ１９に高温のガス冷媒が流れ、この冷媒の熱によって除霜する除霜運転が行われる。なお、この際、冷却用ケース２６のドレンパンヒータ２７をＯＮとすれば、エバポレータ１９により形成された霜を除霜することもできる。

本発明にかかる冷凍車用クーリングユニットを用いた冷凍車の全体構成を示す模式図である。 クーリングユニットを含む冷凍システムにおける冷凍サイクルの一例を示した、系統的説明図である。 本発明にかかる冷凍車用クーリングユニットにおける、模式的な断面説明図である。 図３に示すクーリングユニットにおける、Ｂ方向から見た、配置構成を示す矢視図である。 本発明における冷凍車用クーリングユニットの作用を説明する図である。 従来における冷凍車用クーリングユニットの作用を説明する図である。 従来における冷凍車用クーリングユニットにおける、模式的な断面説明図である。 図７に示すクーリングユニットにおける、Ｂ方向から見た、配置構成を示す矢視図である。

符号の説明

１０ 冷凍車
１１ 冷凍システム
１２ キャビン
１３ 冷凍庫
１４ クーリングユニット
１５ コンプレッサ
１６ コンデンシングユニット
１７ レシーバ
１８ 膨張弁
１９ エバポレータ
２０ アキュムレータ
２１ 電磁弁
２２ 冷媒配管
２３ 凝縮用ファン
２４ 冷却用ファン
２５ 除霜運転用バイパス路
２６ 冷却用ケース
２７ ドレンパンヒータ
Ｗｃ 中間プレート
Ｗｓ サイドプレート
２４Ｆ ファン部

Claims (3)

1. 冷凍庫（１３）の天井に搭載する冷却用ケース（２６）に冷却用ファン（２４）と、エバポレータ（１９）とを収容した構成の冷凍車用クーリングユニット（１４）において、
   前記冷却用ケース（２６）内において、前記冷却用ファン（２４）をファン部（２４Ｆ）の回転軸に直交する面方向に適宜寸法ずらした位置に配置することで、前記冷却用ファン（２４）により送り出される側の送風通路幅を拡張し、前記エバポレータ（１９）を通過する風速分布を調整するようにしたことを特徴とする冷凍車用クーリングユニット。
2. 前記冷却用ケース（２６）内は、中間プレート（Ｗｃ）で仕切られ、さらにこの中間プレート（Ｗｃ）に平行な両サイドにそれぞれサイドプレート（Ｗｓ，Ｗｓ）で仕切られ、これら中間プレート（Ｗｃ）とサイドプレート（Ｗｓ，Ｗｓ）とで仕切られた箇所に、一対の冷却用ファン（２４，２４）をそれぞれ配設すると共に、これら冷却用ファン（２４，２４）の下流側にエバポレータ（１９）を配設し、
   前記一対の冷却用ファン（２４，２４）は、冷却用ケース（２６）内において、それぞれのファン部（２４Ｆ）の中心を、適宜寸法、それぞれずらして配置することで、前記エバポレータ（１９）に至る送風通路幅を拡張して、前記エバポレータ（１９）を通過する風速分布を調整するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍車用クーリングユニット。
3. 前記冷却用ケース（２６）内の双方のサイドプレート（Ｗｓ，Ｗｓ）から中間プレート（Ｗｃ）までの寸法をＰとし、一方のサイドプレート（Ｗｓ）から冷却用ファン（２４）のファン部（２４Ｆ）の回転中心軸までの距離、並びに中間プレート（Ｗｃ）から他方の冷却用ファン（２４）のファン部（２４Ｆ）の回転中心軸までの距離をＱとして、Ｑ＞Ｐ／２とすることを特徴とする請求項２記載の冷凍車用クーリングユニット。

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