JP2010223476A - 輸送用冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン駆動時に交流電動機を発電機として有効利用できるようにした輸送用冷凍装置を提供する。
【解決手段】冷媒回路に冷媒を送出して循環させる圧縮機２２の駆動源として専用の駆動用エンジン４０及びＡＣモータ（交流発電機）５０を備え、外部電源の有無に応じて駆動用エンジン４０またはＡＣモータ５０を選択切替して運転するように構成されたサブエンジン方式の輸送用冷凍装置において、駆動用エンジン４０と圧縮機２２との間が遠心クラッチ４１を介して連結され、かつ、圧縮機２２とＡＣモータ５０との間が遠心クラッチ４１の従動側外周部とベルト５１を介して連結され、駆動用エンジン４０による圧縮機２２の運転時には、ＡＣモータ５０を回転磁界により発電する発電機として機能させ、該ＡＣモータ５０で発電した電力を電源調整して使用可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、トラック等の車両に搭載されて荷室内を冷却するサブエンジン方式の陸上輸送用冷凍装置に関する。

サブエンジン方式の輸送用冷凍装置には、たとえば図１０及び図１１に示すように、冷媒回路の圧縮機１の駆動源として専用のエンジン２及び交流電動機（以下、「ＡＣモータ」と呼ぶ）３を搭載したものがある。
図１０に示す従来構造では、圧縮機１とエンジン２との間に遠心クラッチ４が設けられている。また、圧縮機１とＡＣモータ３との間は、遠心クラッチ４の従動側外周に設けたプーリ部４ａとＡＣモータ３のプーリ３ａとの間がベルト５により連結されており、遠心クラッチ４を切断した状態では、ＡＣモータ３による圧縮機１のベルト駆動が可能となっている。

一方、図１１に示す従来構造では、エンジン２とＡＣモータ３との間に遠心クラッチ４が設けられている。また、圧縮機１とＡＣモータ３との間は、遠心クラッチ４の従動側外周に設けたプーリ部４ａと圧縮機１のプーリ１ａとの間がベルト５により連結されており、遠心クラッチ４を切断した状態では、ＡＣモータ３による圧縮機１のベルト駆動が可能となっている。

このような輸送用冷凍装置においては、たとえば車両走行中や停止中のように、ＡＣモータ３を駆動する商用電源を得られない場合に遠心クラッチ４を接続する。この結果、遠心クラッチ４を介してエンジン２から出力の一部を取り出すことができ、このエンジン出力を用いて圧縮機１の駆動が可能になる。なお、たとえば駐車時等のように商用電源を得られる場合には、遠心クラッチ４を切断してエンジン１と分離することにより、ＡＣモータ３による圧縮機１の駆動が可能になる。

また、輸送用冷凍装置に関する従来技術には、たとえば下記の特許文献１のように、圧縮機駆動用にエンジン及びＡＣモータを備え、エンジン運転時にはＡＣモータによる発電を行ってエバポレータファン等の冷凍機内電源に使用するものがある。

特開平８−１０５６６６号公報

ところで、図１０及び図１１に示す従来構造は、遠心クラッチ４を接続してエンジン２により圧縮機１を駆動する場合、ベルト５により連結されているＡＣモータ３が従動して空転することとなる。このようなＡＣモータ３の空転は、エンジン２の負荷となるだけであり、近年の省エネルギー化や環境負荷低減の観点から、エンジン２の駆動時にＡＣモータ３を有効利用することが望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジン駆動時に交流電動機を発電機として有効利用できるようにした輸送用冷凍装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の請求項１に係る輸送用冷凍装置は、冷媒回路に冷媒を送出して循環させる圧縮機の駆動源として専用の駆動用エンジン及び交流電動機を備え、外部電源の有無に応じて前記駆動用エンジンまたは交流電動機を選択切替して運転するように構成されたサブエンジン方式の輸送用冷凍装置において、前記駆動用エンジンと前記圧縮機との間が遠心クラッチを介して連結され、かつ、前記圧縮機と前記交流電動機との間が前記遠心クラッチの従動側外周部とベルトを介して連結され、前記駆動用エンジンによる前記圧縮機の運転時には、前記交流電動機を回転磁界により発電する発電機として機能させ、該交流電動機で発電した電力を電源調整して使用可能にしたことを特徴とするものである。

このような輸送用冷凍装置によれば、駆動用エンジンと圧縮機との間が遠心クラッチを介して連結され、かつ、圧縮機と交流電動機との間が遠心クラッチの従動側外周部とベルトを介して連結され、駆動用エンジンによる圧縮機の運転時には、交流電動機を回転磁界により発電する発電機として機能させ、該交流電動機で発電した電力を電源調整して使用可能にしたので、駆動用エンジンによる圧縮機の運転時に空転していた交流電動機を発電機として有効利用し、冷凍装置の運転と同時に電力を得ることができる。

本発明の請求項２に係る輸送用冷凍装置は、冷媒回路に冷媒を送出して循環させる圧縮機の駆動源として専用の駆動用エンジン及び交流電動機を備え、外部電源の有無に応じて前記駆動用エンジンまたは交流電動機を選択切替して運転するように構成されたサブエンジン方式の輸送用冷凍装置において、前記駆動用エンジンと前記交流電動機との間が遠心クラッチを介して連結され、かつ、前記交流電動機と前記圧縮機との間が前記遠心クラッチの従動側外周部とベルトを介して連結され、前記駆動用エンジンによる前記圧縮機の運転時には、前記交流電動機を回転磁界により発電する発電機として機能させ、該交流電動機で発電した電力を電源調整して使用可能にしたことを特徴とするものである。

このような輸送用冷凍装置によれば、駆動用エンジンと交流電動機との間が遠心クラッチを介して連結され、かつ、交流電動機と圧縮機との間が遠心クラッチの従動側外周部とベルトを介して連結され、駆動用エンジンによる圧縮機の運転時には、交流電動機を回転磁界により発電する発電機として機能させ、該交流電動機で発電した電力を電源調整して使用可能にしたので、駆動用エンジンによる圧縮機の運転時に空転していた交流電動機を発電機として有効利用し、冷凍装置の運転と同時に電力を得ることができる。

上記の輸送用冷凍装置においては、前記電源調整後の電力を外部へ取出可能とする電源取出部を設けることが好ましく、これにより、発電した電力を電源調整部にて商用電源と同等の電源に調整し、この電源を電源取出部を介して接続した商用電源機器に使用することができる。この場合の電源取出部には、電源プラグ、ソケット及び端子台等がある。

上記の輸送用冷凍装置においては、前記電源調整後の電力を蓄電する二次電池を設けることが好ましく、これにより、発電した電力を二次電池に蓄電して必要時に使用することが可能になる。

上記の輸送用冷凍装置においては、前記圧縮機に前記駆動用エンジンの駆動系から分離可能とする電磁クラッチを設けておくことが好ましく、これにより、冷凍装置（圧縮機）の運転停止時には電磁クラッチを切断し、駆動用エンジンにより交流電動機のみを駆動して発電することができる。

上記の輸送用冷凍装置において、前記交流電動機による発電を制御する制御部は、庫内温度に応じて選択切替される発電優先モード及び冷凍機運転優先モードを備え、前記庫内温度が所定条件を満たす場合に前記発電優先モードを選択して発電することが好ましく、これにより、駆動用エンジンが所定の最大負荷を超えることがないように制御して、庫内の冷却及び発電を行うことができる。

上述した本発明によれば、駆動用エンジンを用いた冷凍装置の運転中に空転していた交流電動機を有効利用して発電を行い、冷凍運転と同時に発電する安価な発電機能を得ることができる。そして、電源取出部や二次電池を設けることにより、商用電源がなく車両走行用のエンジンを停止した状態でも商用電源機器（トラックのキャビン用空調装置、音響機器、車外照明、屋外イベント用機器等）の使用が可能になるので、排気量の大きい車両走行用エンジンの停止による燃料消費量や環境負荷（二酸化炭素の排出や騒音）を低減できるという顕著な効果が得られる。

本発明に係る輸送用冷凍装置について、第１の実施形態を示す圧縮機周辺構造のブロック図である。 図１の圧縮機周辺構造について第１変形例を示すブロック図である。 本発明に係る輸送用冷凍装置について、第２の実施形態を示す圧縮機周辺構造のブロック図である。 本発明に係る輸送用冷凍装置について、交流電動機による発電を制御する制御部の制御例を示すフローチャートである。 エンジンの回転数制御に関するフローチャートである。 エンジン水温検出値、電圧検出値または電流検出値によりエンジン回転数の低速／高速を変更する制御例を示す図である。 圧縮機の高圧／低圧または外気温度／庫内温度の検出値によりエンジン回転数の低速／高速を変更する制御例を示すマップ図である。 本発明に係るサブエンジン方式の輸送用冷凍装置について、概略の構成を示す斜視図である。 図８に示した輸送用冷凍装置の冷媒回路図である。 従来の輸送用冷凍装置について、圧縮機周辺の第１構成例を示すブロック図である。 従来の輸送用冷凍装置について、圧縮機周辺の第２構成例を示すブロック図である。

以下、本発明に係る輸送用冷凍装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図８に示す輸送用冷凍装置は、トラック等の車両荷台に設置された荷室１０の内部を冷却し、密閉された荷室１０内を冷凍庫や冷蔵庫として使用するための装置である。この輸送用冷凍装置は、荷室１０内に設置される室内機ユニット１１と、荷室１０の外部に設置される室外機ユニット１２とを備え、たとえば図９に示すような閉回路の冷媒回路２０を形成している。すなわち、図示の冷媒回路２０は、両ユニット１１，１２間を冷媒配管２１で接続することにより、圧縮機２２に送出された冷媒が循環して気液の状態変化を繰り返す。

冷媒回路２０は、圧縮機２２と、凝縮器２３と、凝縮器ファン２４と、膨張弁２５と、蒸発器２６と、蒸発器ファン２７とを具備して構成される。
このうち、一方の室外機ユニット１２には、圧縮機２２、凝縮器２３及び凝縮器ファン２４が設置され、他方の室内機ユニット１１には、膨張弁２５、蒸発器２６及び蒸発器ファン２７が設置されている。
なお、室外機ユニット１２の内部には、輸送用冷凍装置に関する各種運転制御を行うためのコントローラ３０（後述する図１を参照）が設けられており、室内機ユニット１１側の電装品（温度センサやファンモータ等）や運転室内の操作部との間は、図示しない電気配線により接続されている。

上述した圧縮機２２は、駆動源としてエンジン及びＡＣモータ（交流電動機）を備えている。以下では、圧縮機２２を駆動するエンジン及びＡＣモータについて、その周辺構造及び運転制御を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１に示す実施形態のブロック図において、圧縮機２２の駆動源として圧縮機専用の駆動用エンジン（以下、「エンジン」と呼ぶ）４０及びＡＣモータ５０を備えている。
エンジン４０及び圧縮機２２の回転軸間には、遠心クラッチ４１及び電磁クラッチ４２が直列に配置されている。また、圧縮機２２とＡＣモータ５０との回転軸間は、遠心クラッチ４１の従動側外周に設けたプーリ部４１ａとＡＣモータ５０のプーリ５０ａとの間がベルト５１により連結されている。

従って、エンジン４０の運転時には、遠心クラッチ４１及び電磁クラッチ４２を接続することにより、圧縮機２２が駆動されるだけでなく、通電されていないＡＣモータ５０もベルト５１を介して駆動されて空転する。以下の説明では、このような運転状態を「ＡＣモータ従動時」または「発電運転時」と呼ぶことにする。なお、エンジン４０による圧縮機２２の運転は、たとえば走行時のように、外部電源からＡＣモータ５０を駆動する電源が得られない場合に選択される。
一方、ＡＣモータ５０が外部電源により駆動され、エンジン４０の運転が停止されていると遠心クラッチ４１は切断される。すなわち、エンジン４０の運転停止時に電磁クラッチ４２を接続してＡＣモータ５０に通電すれば、圧縮機２２をＡＣモータ５０によりベルト駆動することができる。

ＡＣモータ５０は、励磁回路５２を備えている。ＡＣモータ従動時において、ＡＣモータ５０及び励磁回路５２がコントローラ３０から発電開始指令を受けると、ＡＣモータ５０は回転磁界により発電する交流発電機として機能する。コントローラ３０の発電開始指令は、コントローラ３０内から自動的に出力される指令の他、外部機器からの操作信号を受けて出力されるものでもよい。この場合の外部機器には、たとえば車両走行用エンジンの排ガス処理装置（ＤＰＦ）に用いられている電気ヒータ等がある。
ＡＣモータ５０で発電された電力は、たとえばコンバータやインバータのような電源調整器５３を介して商用電源と同等に電源調整された後、電源取出部５４から商用電源外部機器５５に給電可能となる。

電源調整後の電力を外部へ取出可能とする電源取出部５４には、たとえば必要時に適宜接続して給電を受けることができる電源プラグやソケット、あるいは、予め配線を接続しておいて必要時に給電を受ける端子台等がある。この電源取出部５４は、室外機ユニット１２の適所は勿論のこと、輸送用冷凍装置を搭載する車両（シャーシやキャビン内）の適所、荷室１０の内部適所等に対して、１または複数箇所に設置可能である。
また、図２に示す第１変形例のように、電源調整器５３で電源調整した後の電力を蓄電する二次電池５６を設けておけば、発電した電力を二次電池５６に蓄電して必要時に使用することが可能になる。

このように、本実施形態の輸送用冷凍装置は、冷媒回路２０に冷媒を送出して循環させる圧縮機２２の駆動源として専用の駆動用エンジン４０及びＡＣモータ５０を備え、外部電源の有無に応じて駆動用エンジン４０またはＡＣモータ５０を選択切替して運転されるサブエンジン方式である。そして、駆動用エンジン４０と圧縮機２２との間が遠心クラッチ４１を介して連結され、かつ、圧縮機２２とＡＣモータ５０との間が遠心クラッチ４１の従動側外周部に設けたプーリ部４１ａとベルト５１を介して連結され、駆動用エンジン４０による圧縮機２２の運転時には、ＡＣモータ５０を回転磁界により発電する発電機として機能させ、このＡＣモータ５０で発電した電力を電源調整器５３で電源調整して使用可能に構成されている。

このように構成された輸送用冷凍装置は、エンジン４０による圧縮機２２の運転時に空転していたＡＣモータ５０を発電機として有効利用し、圧縮機２２を駆動する輸送用冷凍装置の運転と同時に商用電源と同等の電力を得ることができる。
こうして得られた電力は、電源取出部５４から直接商用電源機器５５に取り出して使用することが可能になるので、たとえばトラックのキャビンに搭載されて停車中の仮眠用等に使用される空調装置、音響機器、車外照明、屋外イベント用機器等の電源としての使用が可能になる。従って、特にトラックのように排気量の大きい車両走行用エンジンを備えている車両においては、車両走行用エンジンの運転停止により燃料消費量や環境負荷（二酸化炭素の排出や騒音）を低減して必要な電力を得ることができる。

＜第２の実施形態＞
図３に示す実施形態のブロック図は、上述した実施形態と圧縮機２２、エンジン４０及びＡＣモータ５０の配置が異なっている。従って、以下の説明では、上述した実施形態と同様の部分については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、エンジン４０が遠心クラッチ４１を介してＡＣモータ５０と直列に配置されている。一方、圧縮機２２とＡＣモータ５０との回転軸間は、遠心クラッチ４１の従動側外周に設けたプーリ部４１ａと圧縮機２２のプーリ２２ａとの間がベルト５１により連結されている。

従って、エンジン４０の運転時には、遠心クラッチ４１及び電磁クラッチ４２を接続することにより、圧縮機２２がベルト駆動されるだけでなく、通電されていないＡＣモータ５０も駆動されて空転する。この実施形態においても、エンジン４０による圧縮機２２の運転はＡＣモータ５０を駆動する外部電源が得られない場合に選択され、エンジン４０の運転停止時に電磁クラッチ４２を接続してＡＣモータ５０に通電すれば、圧縮機２２をＡＣモータ５０によりベルト駆動することができる。

このように構成された本実施形態も、駆動用エンジン４０とＡＣモータ５０との間が遠心クラッチ４１を介して連結され、かつ、圧縮機２２とＡＣモータ５０との間が遠心クラッチ４１の従動側外周部に設けたプーリ部４１ａとベルト５１を介して連結され、駆動用エンジン４０による圧縮機２２の運転時には、ＡＣモータ５０を回転磁界により発電する発電機として機能させ、このＡＣモータ５０で発電した電力を電源調整器５３で電源調整して使用可能に構成されたサブエンジン方式の輸送用冷凍装置となる。

従って、本実施形態の輸送用冷凍装置は、エンジン４０による圧縮機２２の運転時に空転していたＡＣモータ５０を発電機として有効利用し、圧縮機２２を駆動する輸送用冷凍装置の運転と同時に商用電源と同等の電力を得ることができる。
こうして得られた電力は、電源取出部５４から直接商用電源機器５５に取り出して使用することが可能になるので、車両走行用エンジンの運転停止により燃料消費量や環境負荷を低減して必要な電力を得ることができる。
なお、図示は省略したものの、本実施形態の構成にも図２のような二次電池５６を設けてもよい。

ところで、上述した両実施形態においては、圧縮機２２にエンジン４０の駆動系から分離可能とする電磁クラッチ４２が設けられている。すなわち、電磁クラッチ４２を切断することにより、圧縮機２２を遠心クラッチ４１等のようなエンジン４０の駆動系統から完全に分離することができる。従って、たとえば輸送用冷凍装置の運転を停止し、圧縮機２２の運転が不要となっている状況では、電磁クラッチ４２を切断することにより、エンジン４０の出力でＡＣモータ５０のみを駆動して発電することができる。

また、上述した両実施形態の輸送用冷凍装置には、ＡＣモータ５０による発電を制御する制御部が設けられている。この制御部は、たとえばコントローラ３０内に設けられており、荷室１０内の温度（庫内温度）に応じて選択切替される発電優先モード及び冷凍機運転優先モードを備えており、検出した庫内温度が所定条件を満たす場合に発電優先モードを選択して発電する。このような制御を行うことにより、エンジン４０が所定の最大負荷を超えないようにして、庫内の冷却及び発電を行うことができる。

以下、上述したＡＣモータ５０の発電制御について、図４から図７に基づいて具体的に説明する。
図４のフローチャートにおいて、最初のステップＳ１で制御が開始されると、次のステップＳ２では、輸送用冷凍装置（以下、「冷凍機」と呼ぶ）の運転を実施（ＯＮ）するか否かの判断が行われる。この結果、冷凍機運転を実施する「ＹＥＳ」の場合には、次のステップＳ３に進んで発電運転を実施（ＯＮ）するか否かの判断を行う。すなわち、冷凍機の圧縮機２２を運転するか否かの判断を行うこととなる。
なお、ステップＳ３の発電運転に関する判断は、上述した外部信号（外部機器からの操作信号）Ｐ１の入力を直接受けて行われる場合もある。

一方、ステップＳ２で「ＮＯ」と判断された場合には、次のステップＳ１１に進んで発電運転を実施（ＯＮ）するか否かの判断を行う。すなわち、冷凍機の圧縮機２２を運転するか否かの判断を行うこととなる。この結果、ステップＳ１１で「ＮＯ」と判断された場合には冷凍機の運転も発電運転も不要であり、従って、圧縮機２２を運転しない状況にあるので、次のステップＳ１２に進んで制御を停止する。
また、ステップＳ１１で「ＹＥＳ」と判断された場合は、発電運転のみを行うことを意味しており、図５のＥ１に進んで後述するエンジン４０のエンジン回転制御が行われる。すなわち、後述する図５の制御に基づいて、圧縮機２２を駆動するエンジン４０の運転が行われる。
なお、ステップＳ１１の発電運転に関する判断は、上述した外部信号（外部機器からの操作信号）Ｐ１の入力を直接受けて行われる場合もある。

ステップＳ３の発電運転に関する判断が「ＹＥＳ」の場合には、次のステップＳ４に進んでエンジン４０を冷凍機設定運転で始動する。すなわち、ステップＳ３で「ＹＥＳ」と判断された場合には、冷凍機運転及び発電運転の両方が行われることとなる。
しかし、ステップＳ３の判断が「ＮＯ」の場合には、発電運転がなく冷凍機運転のみを実施すればよいので、通常の冷凍機単独運転を行う運転モードＭ１が選択される。

ステップＳ４でエンジン４０が冷凍機運転設定で始動された後には、次のステップＳ５に進み、エンジン４０を連続運転に自動設定する。こうして連続運転に設定されたエンジン４０は、次のステップＳ６に進んでエンジン回転制御が行われる。このエンジン回転制御は、上述したステップＳ１１で「ＹＥＳ」と判断された後に進む図５のＥ１に続く制御と同様である。なお、上述したステップＳ５では、後述する図５のＥ２に続く制御も行われる。

ここで、エンジン回転制御について、図５のフローチャートを参照して説明する。
最初のステップＳ２１では、エンジン４０が低速回転で始動する。この場合の低速回転は、たとえば１５００ｒｐｍ程度に設定される。なお、このステップＳ２１は、上述したステップＳ４のエンジン始動と略同様であり、続くステップＳ２２では、ステップＳ５と同様にエンジン４０が連続運転に変更される。

次のステップＳ２３では、エンジン４０の回転数が設定値以下に低下したか否かを判定する。すなわち、エンジン負荷が変動するとエンジン回転数も変化するので、エンジン回転数の低下により負荷の増加を検出することができる。
ここで、エンジン４０の負荷変動を検出する手段としては、エンジン回転数を直接検出するだけでなく、下記のセンサを利用して、あるいは、エンジン回転数及び下記のセンサから適宜選択した複数を組み合わせて判別することも可能である。

第１のセンサとしては、エンジン４０の冷却水温を検出する温度センサが有効であり、たとえば図６に示すようなヒステリシスを設けた設定温度Ａ，Ｂにより判定する。すなわち、エンジン回転数を低速側へ変動させる場合の設定値をＢ（たとえば９０℃）とし、高速側へ変動させる場合の設定値をＡ（たとえば９５℃）として、エンジン４０の負荷変動を検出することができる。従って、ステップＳ２３においては、冷却水温がエンジン回転数を高速側へ変動させる場合の設定値Ａまで温度上昇すると、エンジン４０の負荷が増加したと判断される。

第２のセンサとしては、ＡＣモータ５０により発電された電力について、電圧センサ検出値が設定値Ａ（たとえば１９５Ｖ）または設定値Ｂ（たとえば２０５Ｖ）となった場合にエンジン４０の負荷変動と判断してもよい。
第３のセンサとしては、ＡＣモータ５０により発電された電流について、電流センサ検出値が設定値Ａ（たとえば１５Ａ）または設定値Ｂ（たとえば１０Ａ）となった場合にエンジン４０の負荷変動と判断してもよい。

また、圧縮機２２の吐出側圧力を検出する高圧センサ及び吸入側圧力を検出する定圧センサの検出値について、たとえば図７に示すようなマップを用いて判断してもよい。この場合、高圧Ｃ（たとえば２．５ＭPa）及び低圧Ｄ（たとえば０．８ＭPa）を閾値として、エンジン４０の低速（低負荷）及び高速（高負荷）を判断する。すなわち、図７に示すマップ図において、縦軸の高圧Ｃ及び横軸の低圧Ｄより低圧の領域がエンジン４０を低速側へ変更する領域であり、縦軸の高圧Ｃ及び横軸の低圧Ｄより高圧の領域がエンジン４０を高速側へ変更する領域である。
また、外気温度センサで検出した外気温度及び庫内温度センサで検出した庫内温度について、たとえば図７に示すようなマップを用いて判断してもよい。この場合、外気温度Ｃ（たとえば３０℃）及び庫内温度Ｄ（たとえば２０℃）を閾値として、エンジン４０の低速（低負荷）及び高速（高負荷）を判断してもよい。

上述したステップＳ２３において、エンジン４０の回転数が設定値以下となったと判断した「ＹＥＳ」の場合には、エンジン４０の負荷が増加したことを意味するので、次のステップＳ２４に進んでエンジン４０の回転数を高速に変更する。この場合の高速は、たとえば２３００ｒｐｍ程度に設定される。なお、エンジン４０の回転数が設定値以下にならない「ＮＯ」の場合には、図中のＥ２から図４に示すフローチャートのステップＳ５に進み、エンジン４０は連続運転に変更される。
次のステップＳ２５では、エンジン４０の回転数が設定値以上に上昇したか否かを判定する。すなわち、エンジン負荷が変動するとエンジン回転数も変化するので、エンジン回転数の上昇により負荷の低下を検出することができる。この場合、エンジン４０の負荷変動を検出する手段としては、エンジン回転数を直接検出するだけでなく、上述したセンサを利用して、あるいは複数を適宜組み合わせて判別することも可能である。なお、ステップＳ２５において冷却水温からエンジン負荷の低下を判断する場合には、冷却水温がエンジン回転数を低速側へ変動させる設定値Ｂまで温度低下した時点が基準となる。

上述しステップＳ２５において、エンジン４０の回転数が設定値以上になったと判断した「ＹＥＳ」の場合には、エンジン４０の負荷が低下したことを意味するので、次のステップＳ２６に進んでエンジン４０の回転数を低速に変更する。しかし、エンジン４０の回転数が設定値以上にならない「ＮＯ」の場合には、再度ステップＳ２５に進んで同様の判断が繰り返される。すなわち、ステップＳ２５において、エンジン４０の回転数が設定値以上になったと判断されて「ＹＥＳ」となるまで、同様の判断が繰り返される。
そして、ステップＳ２６でエンジン回転数が低速に変更された後には、上述したステップＳ２３の「ＮＯ」と同様に、図中のＥ２から図４に示すフローチャートのステップＳ５に進んでエンジン４０が連続運転に変更される。
なお、ステップＳ２６においては、自動的にエンジン４０を低速に変更する制御だけでなく、コントローラ３０から手動操作を行って、エンジン４０の運転を強制的に高速または低速に設定可能としてもよい。

さて、図４のフローチャートに戻り、冷凍機運転及び発電運転を同時に行う制御では、ステップＳ６のエンジン回転制御が終了した後に次のステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、運転開始後において、荷室１０内の庫内温度が、少なくとも一度、設定温度に到達済か否かを判断する。すなわち、冷凍機運転により、庫内温度の検出値が所定の低温（たとえば５℃）まで冷却されたか否かを判断する。この結果、庫内温度が一度設定温度まで到達済である「ＹＥＳ」の場合には、少なくとも庫内温度が所定値近傍にあって冷凍機運転側の負荷は小さい状況にあると判断できるので、発電優先の運転を行う運転モードＭ２へ進むことになる。

この発電優先の運転モードＭ２では、冷媒流量を制御する膨張弁２５の開度を絞ることにより、たとえば圧縮機２２の高圧圧力を低下させる制御、低圧圧力を低下させる制御等のいずれかを実施して、冷凍機の負荷を低減させる。なお、低圧圧力を低下させる制御を行って冷凍機の負荷を低減する場合について一例を示すと、たとえば低圧圧力を０．８ＭPa程度の低圧圧力を０．２ＭPa程度まで低下させればよい。

また、上述したステップＳ７の判断条件については、上述した庫内温度の検出値に加えて、下記の判断基準を採用してもよい。なお。庫内温度の検出値及び下記の判断基準は、いずれか１つを採用してもよいし、あるいは、複数を適宜組み合わせてもよい。
ステップＳ７における他の判断基準としては、検出した庫内温度が所定の温度範囲（たとえば±５℃以内）にあること、検出した庫内温度が所定の温度範囲（たとえば±３℃以内）から予め設定した時間（たとえば３分）以上外れていないこと、あるいは、検出した庫内温度が予め設定する時間（たとえば５分）内に所定の温度変化（たとえば１℃以上の温度上昇）をしていないこと等がある。

一方、ステップＳ７の判断において、庫内温度が一度も設定温度まで到達していない「ＮＯ」の場合には、庫内温度が所望の低温まで冷却されていないため冷凍機運転側の負荷は大きい状況にあると判断できるので、冷凍機運転優先の運転を行う運転モードＭ３へ進むことになる。この運転モードＭ３では、たとえば上限を２０Ａから１０Ａに低下させるように、電源調整器５３で予め設定した電流制限を実施する。
なお、上述した発電優先の運転モードＭ２や冷凍機優先の運転モードＭ３については、ステップＳ７の判断にかかわらず、すなわち検出した庫内温度の状況にかかわらず、コントローラ３０側から強制的な手動操作によりいずれか一方を選択可能とする。

このように、ＡＣモータ５０による発電を制御するコントローラ３０内の制御部は、庫内温度に応じて選択切替される発電優先の運転モード（発電優先モード）Ｍ２及び冷凍機優先運転の運転モード（冷凍機運転優先モード）Ｍ３を備えており、庫内温度が上述した所定条件を満たす場合に発電優先の運転モードＭ２を選択して発電する。このような制御を行うことにより、エンジン４０が所定の最大負荷を超えることがないように制御して、庫内の冷却及び発電を常に行うことができる。すなわち、冷凍機運転及び発電運転の両方を同時に行う場合には、エンジン４０が許容できる最大負荷を超えないように発電を制御し、エンジン負荷に応じたエンジン回転数の制御を自動的に実施して低燃費化を図りながら運転を継続することが可能になる。

上述したように、本発明の輸送用冷凍装置によれば、駆動用のエンジン４０を用いた冷凍装置の運転中に空転していたＡＣモータ５０を有効利用して発電を行い、冷凍運転と同時に発電する安価な発電機能を得ることができる。そして、電源取出部５４や二次電池５６を設けることにより、商用電源がなく車両走行用のエンジンを停止した状態でも商用電源機器（トラックのキャビン用空調装置、音響機器、車外照明、屋外イベント用機器等）の使用が可能になる。このため、排気量の大きい車両走行用エンジンの停止により、燃料消費量や二酸化炭素排出量の低減に貢献し、さらに、運転騒音の低減も可能になるため、環境負荷の低減に有効である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

２２ 圧縮機
３０ コントローラ
４０ 駆動用エンジン
４１ 遠心クラッチ
４２ 電磁クラッチ
５０ 交流電動機（ＡＣモータ／発電機）
５１ ベルト
５３ 電源調整器
５４ 電源取出部
５５ 商用電源機器
５６ 二次電池

Claims (6)

1. 冷媒回路に冷媒を送出して循環させる圧縮機の駆動源として専用の駆動用エンジン及び交流電動機を備え、外部電源の有無に応じて前記駆動用エンジンまたは交流電動機を選択切替して運転するように構成されたサブエンジン方式の輸送用冷凍装置において、
   前記駆動用エンジンと前記圧縮機との間が遠心クラッチを介して連結され、かつ、前記圧縮機と前記交流電動機との間が前記遠心クラッチの従動側外周部とベルトを介して連結され、
   前記駆動用エンジンによる前記圧縮機の運転時には、前記交流電動機を回転磁界により発電する発電機として機能させ、該交流電動機で発電した電力を電源調整して使用可能にしたことを特徴とする輸送用冷凍装置。
2. 冷媒回路に冷媒を送出して循環させる圧縮機の駆動源として専用の駆動用エンジン及び交流電動機を備え、外部電源の有無に応じて前記駆動用エンジンまたは交流電動機を選択切替して運転するように構成されたサブエンジン方式の輸送用冷凍装置において、
   前記駆動用エンジンと前記交流電動機との間が遠心クラッチを介して連結され、かつ、前記交流電動機と前記圧縮機との間が前記遠心クラッチの従動側外周部とベルトを介して連結され、
   前記駆動用エンジンによる前記圧縮機の運転時には、前記交流電動機を回転磁界により発電する発電機として機能させ、該交流電動機で発電した電力を電源調整して使用可能にしたことを特徴とする輸送用冷凍装置。
3. 前記電源調整後の電力を外部へ取出可能とする電源取出部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の輸送用冷凍装置。
4. 前記電源調整後の電力を蓄電する二次電池が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の輸送用冷凍装置。
5. 前記圧縮機が前記駆動用エンジンの駆動系から分離可能とする電磁クラッチを備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の輸送用冷凍装置。
6. 前記交流電動機による発電を制御する制御部は、庫内温度に応じて選択切替される発電優先モード及び冷凍機運転優先モードを備え、前記庫内温度が所定条件を満たす場合に前記発電優先モードを選択して発電されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の輸送用冷凍装置。
   

Images