JP2010121901A

JP2010121901A - 保冷庫

Info

Publication number: JP2010121901A
Application number: JP2008297922A
Authority: JP
Inventors: Hideya Sato; 秀也佐藤
Original assignee: Daiwa Industries Ltd
Current assignee: Daiwa Industries Ltd
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-06-03

Abstract

【課題】小容量の安価なコンデンサ１５を電源とするマイコンＭのリセットが生じないようにする。
【解決手段】蓄冷剤周囲の冷気ａ又は加温ヒータ１４の温気を貯蔵室１ａ内に庫内ファン３により送風循環する保冷庫である。貯蔵室１ａ内を設定温度となるように制御している時、交流電源ＡＣが投入されれば、スイッチング電源１１が動作を開始して規定の電圧を出力する迄の起動時間Ｔ１、マイコンＭによって、リレーＸ_１、Ｘ_２を非励磁として、そのメーク接点Ｘ_１ａ、Ｘ_２ａを開放して、庫内ファン３及びヒータ１４への電源供給を停止し、その起動時間経過後、リレーを駆動として、その接点を閉じて、その庫内ファン３等への電源供給を再開する。マイコン等の制御部は、４００ｍｓ程度では、時定数２０ｍｓ程度の小容量の安価なコンデンサ１５によってその電源を十分に供給することができるため、リセットすることはない。
【選択図】図２

Description

この発明は、蓄冷剤からの冷気でもって貯蔵物を冷蔵する保冷庫に関する。

この種の蓄冷形保冷庫は、例えば、図１に示すように、断熱箱からなる貯蔵庫１に、圧縮機２ａ、凝縮器２ｂ、冷却器２ｃ等からなる冷凍サイクル（冷却装置）２を組み込み、交流電源でもってこの冷凍サイクル２を駆動し、冷却器２ｃによって蓄冷剤を冷却して蓄冷する（特許文献１）。
また、その蓄冷と同時に、貯蔵庫１に搭載の蓄電池１２を充電し、交流電源を遮断後、その蓄電池１２により庫内ファン３を回転させて、蓄冷剤からの冷気ａを貯蔵庫１内（貯蔵室１ａ）に送風循環させて庫内の貯蔵物を冷蔵する。
このとき、蓄冷剤は、冷却器２ｃに付設する等して、円滑な蓄冷と冷気ａの発生が行われるようにされている。図中、２ｄは、冷凍サイクル２の送風（凝縮器）ファンである。
特開２００６−６４３１４号公報

一方、この保冷庫には、宅配便等の車載運搬用として使用されるものがあり、その車載運搬用保冷庫の場合、物品集配基地において、上記蓄冷剤の冷却と蓄電池１２の充電を行い、その冷却と充電が完了後、庫内ファン３を駆動して庫内の冷却を行い、庫内が規定温度まで冷却されれば、貯蔵室１ａに物品を入れるとともに、交流電源を遮断する。その後、この保冷庫をトラック等の輸送手段によって、配達先の集配基地まで搬送する。
その集配基地に保冷庫が到達すれば、個別の顧客に運搬するための保冷庫に物品は載せ替えられ、その保冷庫でもって物品は顧客まで届けられる。
この保冷庫において、貯蔵庫１内の冷し過ぎを防ぐために、加温ヒータを設けたものもある（特許文献２）。
特開２００１−２２７８５３号公報

このように使用される保冷庫は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という。）Ｍによって制御され、このマイコン（マイコン基板）Ｍには、リレー（継電器）Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_３（総称符号：Ｘ）及び庫内適所に設置された庫内温度センサＴＨ１、蓄冷剤温度センサＴＨ２、ＴＨ３、凝縮器温度センサＴＨ４（総称符号：ＴＨ）が接続されている。
また、交流電力を一定の直流電力に変換する整流装置であるスイッチング電源１１と、蓄電池１２の充電器１２ａを備えて、そのスイッチング電源１１と蓄電池１２の一方をリレーＸ_４のトランスファ接点Ｘ_４ｂを介してマイコンＭに選択的に接続可能としていると共に、充電器１２ａと蓄電池１２の一方を、リレーＸ_３のトランスファ接点Ｘ_３ｂを介してマイコンＭに選択的に接続可能としている。
スイッチング電源１１と蓄電池１２には、リレーＸ_４のトランスファ接点Ｘ_４ｂを介して、ドアスイッチ１３とリレーＸ_１のメーク接点Ｘ_１ａと庫内ファンモータ３ａの直列回路、リレーＸ_２のメーク接点Ｘ_２ａと加温ヒータ１４の直列回路及びコンデンサ１５が並列接続されている。なお、図中、１６は保冷庫移動用のキャスター、１７はマイコン等の電装品を収納した電気箱である。

この保冷庫は、交流電源ＡＣに接続されると（交流電源ＡＣが投入されると）、リレーＸ_４が励磁されてそのトランスファ接点Ｘ_４ｂがスイッチング電源１１側に接続される（鎖線状態）。
この状態においては、マイコンＭがリレーＸ_３を励磁してそのトランスファ接点Ｘ_３ｂでもって、充電器１２ａに蓄電池１２を接続するとともに（鎖線状態）、冷凍サイクル２を駆動させる。このため、蓄冷剤への蓄冷がなされるとともに、蓄電池１２の充電がなされる。

その蓄冷及び充電が完了し、交流電源ＡＣが遮断されれば（外されれば）、リレーＸ_４が非励磁となってそのトランスファ接点Ｘ_４ｂが蓄電池１２側に接続されるとともに（実線状態）、マイコンＭがリレーＸ_１を駆動させてそのメーク接点Ｘ_１ａを閉じ、庫内ファンモータ３ａに通電されて庫内ファン３が駆動する。この庫内ファン３の駆動によって、冷気ａが貯蔵室１ａ内に送風循環して冷却される。
その庫内ファン３の駆動・非駆動及び強弱は、各温度センサＴＨの検出信号（温度）に基づき、マイコンＭによって制御される。また、その庫内ファン３のみの制御では、貯蔵室１ａ内が冷却され過ぎ等の場合、リレーＸ_２を励磁してそのメーク接点Ｘ_２ａを閉じ、加温ヒータ１４に適宜に通電して昇温し、貯蔵室１ａ内を適温とする。ヒータ１４は庫内ファン３の送風路等に設ける。

上記の保冷庫において、同じ形式の保冷庫であっても、蓄電池１２による運転時間（庫内ファン３の駆動時間など）の長さに応じた蓄電池１２の放電度合や、蓄冷剤の保冷能力放出度合が異なり、見た目ではその度合の程度の判別がつかない。
このため、集配基地において、複数の保冷庫を交流電源ＡＣに接続して、冷凍サイクル２を駆動させ、蓄冷剤を冷却しながら蓄電池１２を充電する時、蓄冷剤を規定温度まで冷却する時間や蓄電池の充電完了時間に差が生じることとなる。

この冷却する時間や蓄電池の充電完了時間に差が生じることから、通常、蓄電池１２の充電が先に完了し、蓄冷剤の冷却が完了するまでの待ち期間、又は、蓄冷剤の冷却が完了し、蓄電池１２の充電も完了し、庫内冷却が開始されて庫内温度が物品を格納できる温度までに冷却されるまでの待ち期間において、前記蓄冷剤の冷却や充電状況に応じて、保冷庫の物品の収納工程（物品を庫内に格納する工程）への移動や隣の保冷庫を移動させる等の並び順の入れ替え（並び直し）を行う。その移動・並び直しには、保冷庫を交流電源ＡＣから取り外したり、再び、接続したりすることとなる。

そのとき、保冷庫の電源は、交流電源ＡＣから蓄電池１２の直流電源、さらにはその直流電源から交流電源ＡＣに切り替わることなり、前者はスイッチング電源１１から蓄電池１２へ、後者は蓄電池１２からスイッチング電源１１へと切替わることとなる。
その切替りは、上述のように、リレーＸ_３、Ｘ_４によりなされ、そのリレーＸによる切替り作用には、約１０ｍｓ〜２０ｍｓの時間Ｔ２を要し、その間の制御機器（マイコンＭ）への電源供給はコンデンサ１５によって行われる。
また、蓄電池１２から交流電源ＡＣに切替えた時は、そのリレーＸの動作時間Ｔ２に加えて、スイッチング電源１１の立ち上がり時間（規定の電圧を出力する迄の起動時間）Ｔ１におけるコンデンサ１５による電力供給が必要である。通常、そのスイッチング電源１１の立ち上がり時間Ｔ１は、約３００〜４００ｍｓを要する。

ところで、通常、コンデンサ１５には、マイコンＭのみならず、リレーＸ_３、Ｘ_４の駆動によるメーク接点Ｘ_１ａ又はＸ_２ａによって、庫内ファン３（ファンモータ３ａ）、ヒータ１４、庫内温度表示器等が負荷（電源負荷）として接続されており、上記電源の切替え時に、マイコンＭ以外の庫内ファン３などの他の負荷が動作している場合がある。この場合は、それらの負荷が多くの電力を費やすこととなり、その電力はコンデンサ１５が担うこととなる。

ここで、庫内ファンモータ３ａの消費電力を５Ｗ、ヒータ１４の消費電力を４０Ｗとし、駆動電圧を１２Ｖとすると、（電力Ｗ）＝（電流Ｉ）^２×（抵抗Ｒ）＝（電圧Ｖ）^２／（抵抗Ｒ）から、
庫内ファンモータ３ａの抵抗値Ｒ_３＝１２^２／５＝２８．８Ω
ヒータ１４の抵抗値Ｒ_１４＝１２^２／４０＝３．６Ω
となる。
このため、庫内ファンモータ３ａ又はヒータ１４を駆動させた状態での蓄電池１２から交流電源ＡＣへの切替えにおいて、コンデンサ１５によってその電力を供給すると、最大、４００ｍｓの間その電力を供給する必要があり、コンデンサ１５を、その４００ｍｓを時定数とすると、
その庫内ファンモータ３ａでは、コンデンサ容量Ｃ_１５＝０．４／２８．８≒０．０１３８９Ｆが必要となり、ヒータ１４では、コンデンサ容量Ｃ_１５＝０．４／３．６≒０．１１１Ｆが必要となる。
一方、コンデンサ１５を、リレーＸの接点動作時間：約２０ｍｓを時定数とすると、
その庫内ファンモータ３ａでは、コンデンサ容量Ｃ_１５＝０．０２／２８．８≒０．０００６９４４Ｆで十分であり、ヒータ１４では、コンデンサ容量Ｃ_１５＝０．０２／３．６≒０．００５５５５Ｆで十分である。

したがって、コンデンサ１５に、時定数：２０ｍｓの小容量の安価な物を使用すると、蓄電池１２から交流電源ＡＣに切替えた時、庫内ファン３やヒータ１４が駆動していると、４００ｍｓ経過前に電源容量が不足し（０．０１３８９Ｆ≫０．００５５５５Ｆ等）、マイコンＭへの電力供給が停止してマイコンＭがリセットする恐れが高い。
マイコンＭがリセットすると、マイコンＭは、それまで制御・記憶していた蓄冷剤冷却完了の記憶や蓄電池充電完了の記憶がリセットしてしまい、交流電源ＡＣによる蓄冷剤冷却、蓄電池充電を再度やり直すこととなる。このとき、蓄電池は、再充電には、最低充電時間が設定されているため、充電完了しているにも拘わらず、その最低充電期間の充電を行うこととなる。また、蓄冷剤は過冷却される恐れが生じる。
この再冷却及び再充電は、電力の無駄となる上に、蓄冷剤及び蓄電池の負担となってその劣化を促進すると共に、保冷庫を直ぐに使用できない等のその運用に大きな支障をきたす。

この発明は、以上の点に鑑み、小容量の安価なコンデンサであっても、上記マイコンのリセットが生じないようにすることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、上記の蓄電池から交流電源への電源切替え時には、そのスイッチング電源が立ち上がって規定電圧を出力するまで、マイコン等の制御部を除く（マイコン自身以外の）庫内ファンや加温ヒータ等の負荷への電力供給を停止することとしたのである。
そのマイコン等の制御部を除く負荷には、上記庫内ファンや加温ヒータ等の冷凍サイクルを動作させる機器以外に、蓄電池の充電器、マイコンによる温度表示器等がある。

これらの庫内ファン等の負荷は、例えば、４００ｍｓ程度停止しても、その作用に支障がでる恐れは少ない。例えば、庫内ファンが停止しても庫内温度が大きく変化することはない。一方、マイコン等の制御部は、４００ｍｓ程度においては、時定数２０ｍｓ程度の小容量の安価なコンデンサによってその電力を十分に供給することができる。
このため、蓄電池から交流電源への電源切替え時、そのスイッチング電源が立ち上がって規定電圧を出力するまで、マイコン等の制御部を除く庫内ファンや加温ヒータ等の負荷への電力供給を停止すれば、時定数２０ｍｓ程度の小容量の安価なコンデンサであっても、マイコンがリセットすることがなくなる。

この発明の構成としては、物品を貯蔵する貯蔵室と、その貯蔵室を冷却するための蓄冷剤と、その蓄冷剤を冷却する交流電源駆動の冷却装置と、その蓄冷剤周囲の冷気を貯蔵室内に送風循環する庫内ファンと、交流電源に接続されて交流を直流に変換するスイッチング電源と、交流電源によって充電器を介して充電される蓄電池と、この保冷庫を制御するマイクロコンピュータとを備え、前記スイッチング電源と蓄電池の一方に、前記マイクロコンピュータ及び庫内ファンをそれぞれ選択的に接続可能とし、そのマイクロコンピュータへの前記スイッチング電源と蓄電池の相互への接続切替え時、前記蓄電池に並列接続されたコンデンサによって前記マイクロコンピュータに電源を供給するようにした保冷庫において、交流電源の投入時、スイッチング電源が動作を開始して規定の電圧を出力する迄の起動時間、マイクロコンピュータ以外の庫内ファンを含む負荷への電源供給を停止する電源供給制御がなされる構成を採用することができる。

この構成において、上記電源供給を停止する負荷の内、庫内温度表示器等は多くの電力を必要とせず、マイコンがリセットする恐れのある電力を消費するのは、庫内ファンやヒータである。このため、その電源供給を停止する負荷は、庫内ファンのみとしたり、さらに、ヒータを備える場合には、そのヒータを加えたのみとしたりすることができる。

上記交流電源の投入時は、保冷庫の運転終了後の再冷却・再充電時や、蓄電池による規定時間の保冷終了後や、蓄電池による規定時間の保冷時等が考えられる。その蓄電池による規定時間の保冷時である庫内ファンを駆動して、貯蔵室内を設定温度となるように制御している時には、その庫内ファン等への電源供給の停止後にそれらへの電源供給を再開するようにして、その冷却作用を一時的に停止する。この一時停止は極めて短時間であるため、その冷却作用に支障がでることはない。

この構成において、上記のスイッチング電源と蓄電池のマイクロコンピュータへの接続切替えを、リレー（継電器）によって行うものにあっては、上記電源供給を停止する時間を、上記起動時間にその継電器の動作完了時間を加えた時間とすることが好ましい。リレーによる切替えの場合、その動作完了後にスイッチング電源が駆動するため、コンデンサによるマイコンへの電力供給時間は、その動作完了時間に前記起動時間を加えた時間となるからである。しかし、上述のように、そのリレーの動作完了時間は、２０ｍｓ程度のため、リレーによる切替えであっても、必ずしも、その動作完了時間を加える必要はない。

この発明は、以上のように構成して、小容量の安価なコンデンサを採用しても、蓄電池から交流電源への電源切替え時において、マイコンなどの制御部への電力供給が途絶えることをなくしたので、マイコンがリセットすることもない。このため、安価にして時間的ロスのない保冷庫の運用をすることができる。

この発明の実施形態としては、図１、図２に示した従来と同様の構成の保冷庫において、マイコンＭによる庫内ファン３（モータ３ａ）と加温ヒータ１４の制御を、蓄電池１２によって庫内ファン３を駆動させて、貯蔵室１ａ内を設定温度となるように制御している時、マイコンＭによって、スイッチング電源１１が動作を開始して規定の電圧を出力する迄の起動時間Ｔ１、庫内ファン３及びヒータ１４への電源供給を自動的に停止し、その起動時間Ｔ１経過後にその庫内ファン３等への電源供給を自動的に再開する。

すなわち、例えば、車載運搬用保冷庫の場合、物品集配基地において、蓄冷剤と蓄電池１２の冷却・充電が完了後、庫内ファン３を駆動して庫内の冷却を行っている時（蓄電池１２による規定時間の保冷時）に、蓄電池１２による電源供給から交流電源ＡＣに切替える時、又は、車載中や到達した集配基地において、何らかの理由によって、蓄電池１２による電源供給から交流電源ＡＣに切替える時、スイッチング電源１１が動作を開始して規定の電圧（１２Ｖ）を出力する迄の起動時間Ｔ１（例えば、４００ｍｓ）、マイコンＭによって、リレーＸ_１、Ｘ_２を非励磁として（ＯＦＦして）、そのメーク接点Ｘ_１ａ、Ｘ_２ａを開放して、庫内ファン３、ヒータ１４への電源供給を停止し、その起動時間Ｔ１経過後に、リレーＸ_１、Ｘ_２を駆動として（ＯＮして）、そのメーク接点Ｘ_１ａ、Ｘ_２ａを閉じて、庫内ファン３等への電源供給を開始する。

この蓄電池による規定時間の保冷時以外の、庫内ファン３等が作動しておらず、冷凍サイクル２も作動していない、保冷庫の運転終了後の再冷却・再充電時や、蓄電池１２による規定時間の保冷終了後等の交流電源の投入時において、交流電源ＡＣが投入され、仮に、同時又は続けて、庫内ファン３等による保冷作用の操作がされても、同様に、スイッチング電源１１が動作を開始して規定の電圧（１２Ｖ）を出力する迄の起動時間Ｔ１、マイコンＭによって、庫内ファン３、ヒータ１４への電源供給を行うことなく、その起動時間Ｔ１経過後に、庫内ファン３等への電源供給を開始する。
以上の制御によって、コンデンサ１５に小容量のものを使用しても、マイコンＭがリセットされることが無く、円滑な保冷庫の運用を行うことができる。

この実施形態において、庫内ファン３等への電源供給の開始を、リレーＸ_１、Ｘ_２の動作完了時間Ｔ２（例えば、２０ｍｓ）を上記起動時間Ｔ１に加えた時間（Ｔ１+Ｔ２）後に行うようにすることもできる。
また、交流電源ＡＣから蓄電池１２に切替える場合においても、各リレーＸの動作完了時間の間、マイコンＭ以外の負荷への電源供給を停止することもできる。

一実施形態の断面図同実施形態の電気回路図

符号の説明

１貯蔵庫
１ａ貯蔵室
２冷凍サイクル（冷却装置）
３庫内ファン
３ａ庫内ファンモータ
１１スイッチング電源
１２蓄電池
１２ａ充電器
１３ドアスイッチ
１４加温ヒータ
１５コンデンサ
ＡＣ交流電源
Ｍマイクロコンピュータ
Ｘ_１〜Ｘ_４リレー（継電器）

Claims

物品を貯蔵する貯蔵室（１ａ）と、その貯蔵室（１ａ）を冷却するための蓄冷剤と、その蓄冷剤を冷却する交流電源駆動の冷却装置（２）と、その蓄冷剤周囲の冷気（ａ）を貯蔵室（１ａ）内に送風循環する庫内ファン（３）と、交流電源（ＡＣ）に接続されて交流を直流に変換するスイッチング電源（１１）と、交流電源（ＡＣ）によって充電器（１２ａ）を介して充電される蓄電池（１２）と、この保冷庫を制御するマイクロコンピュータ（Ｍ）とを備え、前記スイッチング電源（１１）と蓄電池（１２）の一方に、前記マイクロコンピュータ（Ｍ）及び庫内ファン（３）をそれぞれ選択的に接続可能とし、そのマイクロコンピュータ（Ｍ）への前記スイッチング電源（１１）と蓄電池（１２）の相互への接続切替え時、前記蓄電池（１２）に並列接続されたコンデンサ（１５）によって前記マイクロコンピュータ（Ｍ）に電源を供給するようにした保冷庫において、
上記交流電源（ＡＣ）の投入時、上記スイッチング電源（１１）が動作を開始して規定の電圧を出力する迄の起動時間（Ｔ１）、前記マイクロコンピュータ（Ｍ）以外の上記庫内ファン（３）を含む負荷への電源供給を停止する電源供給制御がなされることを特徴とする保冷庫。
上記電源供給を停止する負荷を上記庫内ファン（３）のみとしたことを特徴とする請求項１に記載の保冷庫。
上記貯蔵室（１ａ）内を暖めるヒータ（１４）をさらに備え、そのヒータ（１４）は、上記マイクロコンピュータ（Ｍ）に制御されて上記電源供給を停止する負荷に加えたことを特徴とする請求項２に記載の保冷庫。
上記交流電源（ＡＣ）の投入時が、上記蓄電池（１２）による上記庫内ファン（３）を駆動させて、上記貯蔵室（１ａ）内を設定温度となるように制御している時には、上記電源供給の停止後にその庫内ファン（３）への電源供給を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の保冷庫。
上記スイッチング電源（１１）と上記蓄電池（１２）の上記マイクロコンピュータ（Ｍ）への接続切替えを、継電器（Ｘ）によって行うものにあっては、上記電源供給を停止する時間を、上記起動時間（Ｔ１）にその継電器（Ｘ）の動作完了時間（Ｔ２）を加えた時間（Ｔ１＋Ｔ２）としたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の保冷庫。