JP2011137559A - コンテナ用冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンテナ内を冷却するコンテナ用冷凍装置において、庫内温度を容易に制御できるようにする。
【解決手段】庫内温度が設定温度よりも低く且つ流量調節弁（45）の開度が全開状態の場合に、コントローラ（60）の圧縮機制御部（61）により圧縮機（22）の運転周波数を上げて容量を増やすことで、ホットガスバイパス管（44）を流通する高圧冷媒のバイパス量を増加させて、庫内温度を上昇させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンテナ用冷凍装置に関し、特に、能力制御の向上対策に関するものである。

従来より、冷凍食品等を陸上輸送等するための冷凍コンテナを冷却する冷凍装置が知られている。このようなコンテナ用冷凍装置は、例えば、特許文献１に開示されているように、圧縮機や蒸発器が配管接続されており、蒸発器で冷却された空気がコンテナ内に供給される。また、冷凍装置の圧縮機は、ディーゼル発電機によって発電された電力により駆動する。このディーゼル発電機は、発電用エンジンによって駆動されて発電する。そして、この冷凍装置では、圧縮機の吸入配管に設けられた制御弁が開度調整されることで冷凍能力が制御される。

特開平１−１６７５６４号公報

ところで、上述したようなコンテナ用冷凍装置では、寒冷地等のような外気温度が低い地域を冷凍車両が走行する場合に、コンテナ内の温度が低くなりすぎてしまうという問題があった。

具体的に、凝縮器を流れる冷媒は、庫外ファンにより外気と熱交換されることで低温となり、蒸発器に供給される。ここで、コンテナの庫外に設けられた凝縮器へ庫外空気を送風する庫外ファンとしては、一般に定速型の庫外ファンが用いられる。そのため、凝縮器の能力を庫外ファンの風量調節で制御することができない。その結果、蒸発器に供給される冷媒の温度が低くなりすぎてしまい、庫内温度を制御するのが困難となってしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンテナ内を冷却するコンテナ用冷凍装置において、庫内温度を容易に制御できるようにすることにある。

上述した課題を解決するために、本発明では、ホットガスバイパス管を設けて、圧縮機から吐出された高圧冷媒を蒸発器に供給するとともに、庫内温度に応じて圧縮機の容量を制御するようにした。

具体的に、本発明は、容量可変の圧縮機（22）と、コンテナ（13）の庫外に設けられた凝縮器（24）と、該コンテナ（13）の庫内を冷却する蒸発器（32）とを有し、冷凍サイクルを行う冷媒回路（21）を備えたコンテナ用冷凍装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記凝縮器（24）へ庫外空気を送風する定速型の庫外ファン（25）と、
前記圧縮機（22）から吐出された高圧冷媒を、前記凝縮器（24）と前記蒸発器（32）とを接続する液配管（37）における該蒸発器（32）の近傍にバイパスさせるホットガスバイパス管（44）と、
前記ホットガスバイパス管（44）に設けられた流量調節弁（45）と、
前記コンテナ（13）の庫内温度が所定の設定温度となるように、前記流量調節弁（45）の開度を制御する弁制御部（63）と、
前記庫内温度が前記設定温度よりも低く且つ前記流量調節弁（45）の開度が全開状態の場合に、該庫内温度が該設定温度となるように前記圧縮機（22）の容量を制御する圧縮機制御部（61）とを備えていることを特徴とするものである。

第１の発明では、定速型の庫外ファン（25）が設けられ、一定風量の庫外空気が凝縮器（24）へ送風される。凝縮器（24）と蒸発器（32）とは、液配管（37）を介して接続されている。また、圧縮機（22）の吐出配管と液配管（37）とは、ホットガスバイパス管（44）を介して接続されている。そして、圧縮機（22）から吐出された高圧冷媒は、ホットガスバイパス管（44）を介して蒸発器（32）の近傍にバイパスして供給される。ホットガスバイパス管（44）には、流量調節弁（45）が設けられ、弁制御部（63）により、流量調節弁（45）の開度が制御される。これにより、コンテナ（13）の庫内温度が所定の設定温度となる。また、圧縮機制御部（61）により、庫内温度が設定温度よりも低く且つ流量調節弁（45）の開度が全開状態の場合に、圧縮機（22）の容量が制御される。これにより、庫内温度が設定温度となる。

このような構成とすれば、コンテナ（13）の庫内温度が低くなりすぎた場合でも、圧縮機（22）から吐出された高圧冷媒をホットガスバイパス管（44）を介して蒸発器（32）の近傍の液配管（37）に供給して蒸発圧力を調節することで、庫内温度が設定温度となるように制御することができる。ここで、流量調節弁（45）の開度が全開状態であるにもかかわらず、庫内温度が設定温度よりも低い場合には、圧縮機（22）の容量を上げるように制御することで、高圧冷媒のバイパス量を増加させて、庫内温度を上昇させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、
前記圧縮機制御部（61）は、前記庫内温度が前記設定温度よりも高い場合に、前記冷媒回路（21）の冷凍サイクルにおける低圧圧力が所定の設定圧力となるように、前記圧縮機（22）の容量を制御することを特徴とするものである。

第２の発明では、圧縮機制御部（61）により、庫内温度が設定温度よりも高い場合に、冷媒回路（21）の冷凍サイクルにおける低圧圧力が所定の設定圧力となるように、圧縮機（22）の容量が制御される。

このような構成とすれば、コンテナ（13）の庫内温度が設定温度よりも高い場合でも、冷媒回路（21）の冷凍サイクルにおける低圧圧力が設定圧力となるように、圧縮機（22）の容量を上げることで、圧縮機（22）の吸入圧力、すなわち蒸発器（32）の蒸発圧力を低下させ、庫内温度を低下させることができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記圧縮機制御部（61）は、前記庫内温度が前記設定温度よりも低く且つ前記流量調節弁（45）の開度が全開未満である場合に、前記圧縮機（22）の容量を最低容量にすることを特徴とするものである。

第３の発明では、圧縮機制御部（61）により、庫内温度が設定温度よりも低く且つ流量調節弁（45）の開度が全開未満である場合に、圧縮機（22）の容量が最低容量となるように制御される。

このような構成とすれば、コンテナ（13）の庫内温度が設定温度よりも低くなりすぎた場合でも、圧縮機（22）の容量が最低容量となるように制御することで、圧縮機（22）の吸入圧力、すなわち蒸発器（32）の蒸発圧力を上昇させ、庫内温度を上昇させることができる。

第４の発明は、第１乃至第３の発明うち何れか１つにおいて、
前記液配管（37）に設けられた開度調節可能な膨張弁（31）と、
前記蒸発器（32）の出口冷媒が所定の過熱度となるように、前記膨張弁（31）の開度を制御する過熱度制御部（62）とを備えていることを特徴とするものである。

第４の発明では、液配管（37）には、開度調節可能な膨張弁（31）が設けられる。この膨張弁（31）の開度は、過熱度制御部（62）により制御される。過熱度制御部（62）により、蒸発器（32）の出口冷媒が所定の過熱度となるように、膨張弁（31）の開度が制御される。

このような構成とすれば、蒸発器（32）の出口冷媒が所定の過熱度（例えば、過熱度５℃）となるようにスーパーヒート制御することができ、蒸発器（32）を通過した液冷媒を確実にガス化することができる。これにより、圧縮機（22）にはガス冷媒のみが吸入されることとなり、気液混合の冷媒が圧縮機（22）に吸入されてしまい圧縮機（22）が破損する等の不具合を防止することができる。

本発明によれば、コンテナ（13）の庫内温度が低くなりすぎた場合でも、圧縮機（22）から吐出された高圧冷媒をホットガスバイパス管（44）を介して蒸発器（32）の近傍の液配管（37）に供給して蒸発圧力を調節することで、庫内温度が設定温度となるように制御することができる。ここで、流量調節弁（45）の開度が全開状態であるにもかかわらず、庫内温度が設定温度よりも低い場合には、圧縮機（22）の容量を上げるように制御することで、高圧冷媒のバイパス量を増加させて、庫内温度を上昇させることができる。

本発明の実施形態に係るコンテナ用冷凍装置及び冷凍車両の全体構成図である。 コンテナ用冷凍装置の冷媒回路を示す配管系統図である。 コンテナ用冷凍装置の概略構成を示す縦断面図である。 冷却運転時の冷媒回路を示す配管系統図である。 コントローラの制御動作を示すフローチャート図である。 庫内膨張弁の開度の制御動作を示すフローチャート図である。 流量調節弁の開度の制御動作を示すフローチャート図である。 圧縮機の制御動作を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るコンテナ用冷凍装置及び冷凍車両の全体構成図である。図１に示すように、本実施形態のコンテナ用冷凍装置（20）は、冷凍食品や生鮮食品等を陸上輸送するための冷凍車両（10）に搭載されるものである。

前記冷凍車両（10）は、冷凍食品等が貯蔵されるコンテナ（13）が載置されたトレーラ（11）と、トレーラ（11）を牽引するトラクタ（12）とを有している。コンテナ（13）は、前後方向に縦長の直方体形状で、且つ前端が開放された箱状に形成されている。コンテナ（13）の内部である庫内空間（15）には、冷凍食品や生鮮食品等が貯蔵される。コンテナ（13）の前端は矩形枠状の開放部（14）となっており、この開放部（14）の前端面にコンテナ用冷凍装置（20）が取り付けられている。このコンテナ用冷凍装置（20）は、コンテナ（13）の庫内空間（15）を冷却するものである。

〈コンテナ用冷凍装置の構成〉
図２は、コンテナ用冷凍装置の冷媒回路を示す配管系統図である。図２に示すように、コンテナ用冷凍装置（20）（以下、単に冷凍装置（20）という。）は、冷媒が充填された冷媒回路（21）を備えている。この冷媒回路（21）には、圧縮機（22）、四路切換弁（23）、凝縮器（24）、レシーバ（26）、過冷却熱交換器（27）、過冷却用膨張弁（28）、庫外膨張弁（29）、蒸発器（32）、庫内膨張弁（31）、ホットガスバイパス管（44）及び流量調節弁（45）が設けられている。そして、冷媒回路（21）は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。

前記圧縮機（22）は、インバータの出力周波数を変化させることで回転数が変化する可変容量型のものである。この圧縮機（22）は、全密閉式高圧ドーム型のスクロール圧縮機により構成されている。圧縮機（22）の吐出側は、吐出配管（35）を介して四路切換弁（23）の第１ポートに接続され、吸入側は吸入配管（36）を介して四路切換弁（23）の第２ポートに接続されている。

前記四路切換弁（23）の第３ポートには、凝縮器（24）の一端（ガス側端）が接続されている。四路切換弁（23）の第４ポートには、ガス配管（43）を介して蒸発器（32）の一端（ガス側端）が接続されている。

前記凝縮器（24）の他端（液側端）は、液配管（37）を介して蒸発器（32）の他端（液側端）に接続されている。液配管（37）には、庫内膨張弁（31）が設けられている。

前記四路切換弁（23）は、第１ポートと第３ポートが互いに連通し且つ第２ポートと第４ポートが互いに連通する第１状態（図２に実線で示す状態）と、第１ポートと第４ポートが互いに連通し且つ第２ポートと第３ポートが互いに連通する第２状態（図２に破線で示す状態）とに切り換え可能となっている。

前記凝縮器（24）及び蒸発器（32）は、何れもクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。凝縮器（24）は、庫外に配置されており、冷媒が庫外空気と熱交換する。蒸発器（32）は、庫内に配置されており、冷媒が庫内空気と熱交換する。この蒸発器（32）によって、庫内空間（15）が冷却される。また、凝縮器（24）及び蒸発器（32）の近傍には、それぞれ庫外ファン（25）及び庫内ファン（33）が設けられている。庫外ファン（25）は、回転数が一定の定速型のものであり、庫外空気を取り込んで凝縮器（24）に供給する。庫内ファン（33）は、回転数が可変型のものであり、庫内空間（15）の庫内空気を取り込んで蒸発器（32）に供給する。庫内膨張弁（31）は開度が調節可能な電子膨張弁である。

前記液配管（37）には、凝縮器（24）側から順に、レシーバ（26）及び過冷却熱交換器（27）が設けられている。レシーバ（26）の頂部側の液配管（37）には、レシーバ（26）へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV）が設けられている。

前記過冷却熱交換器（27）は、高圧側流路（27a）及び低圧側流路（27b）を備えている。高圧側流路（27a）は液配管（37）に接続されている。つまり、高圧側流路（27a）の流入端はレシーバ（26）の底部に連通し、流出端は庫内膨張弁（31）に連通している。なお、液配管（37）における過冷却熱交換器（27）の下流側には、庫内膨張弁（31）に向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV）が設けられている。

前記低圧側流路（27b）の流入端は第１分岐管（38）に接続され、流出端はインジェクション管（42）に接続されている。第１分岐管（38）は、液配管（37）において過冷却熱交換器（27）とその下流の逆止弁（CV）との間から分岐している。第１分岐管（38）には過冷却用膨張弁（28）が設けられている。過冷却用膨張弁（28）は開度が調節可能な電子膨張弁である。

前記過冷却熱交換器（27）は、例えばプレート型熱交換器であり、高圧側流路（27a）及び低圧側流路（27b）を流れる冷媒同士が熱交換するように構成されている。インジェクション管（42）は、圧縮機（22）に接続され、中間圧の圧縮室に連通している。つまり、インジェクション管（42）は、過冷却熱交換器（27）の低圧側流路（27b）で蒸発したガス冷媒が中間圧の圧縮室へ注入されるように構成されている。

また、前記液配管（37）には、第２分岐管（39）と第３分岐管（41）が設けられている。第２分岐管（39）の一端は、液配管（37）における過冷却熱交換器（27）の下流にある逆止弁（CV）よりも下流側に接続されている。第２分岐管（39）の他端は、液配管（37）においてレシーバ（26）とその上流の逆止弁（CV）との間に接続されている。なお、第２分岐管（39）には、レシーバ（26）へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV）が設けられている。第３分岐管（41）の一端は、液配管（37）におけるレシーバ（26）の上流にある逆止弁（CV）よりも上流に接続されている。第３分岐管（41）の他端は、液配管（37）における過冷却熱交換器（27）とその下流の逆止弁（CV）との間に接続されている。第３分岐管（41）には庫外膨張弁（29）が設けられている。庫外膨張弁（29）は開度が調節可能な電子膨張弁である。

前記ホットガスバイパス管（44）は、流入端が吐出配管（35）の途中に接続され、流出端が蒸発器（32）の液側端（庫内膨張弁（31）の下流側）近傍に接続されている。つまり、ホットガスバイパス管（44）は、圧縮機（22）から吐出された高温のガス冷媒が凝縮器（24）、過冷却熱交換器（27）、庫内膨張弁（31）をバイパスして蒸発器（32）へ流れるように構成されている。ホットガスバイパス管（44）には、流量調節弁（45）が設けられている。この流量調節弁（45）は、全閉及び全開を含めて開度が調節可能に構成されている。

また、前記冷媒回路（21）には、各種センサや圧力スイッチが設けられている。具体的に、吐出配管（35）には、吐出圧力センサ（51）、高圧圧力スイッチ（52）、及び吐出管温度センサ（54）が設けられている。吐出圧力センサ（51）は、圧縮機（22）の吐出圧力を検出するものである。高圧圧力スイッチ（52）は、吐出圧力を検出して、異常高圧時には冷凍装置（20）を緊急停止させるものである。吐出管温度センサ（54）は、吐出配管（35）の温度を検出するものである。

前記吸入配管（36）には、吸入圧力センサ（53）と、吸入管温度センサ（55）とが設けられている。吸入圧力センサ（53）は、圧縮機（22）の吸入圧力を検出するものであり、この吸入圧力が蒸発器（32）の蒸発圧力に相当する。吸入管温度センサ（55）は、吸入配管（36）の温度を検出するものである。

前記庫外ファン（25）の近傍には、外気温度を検出するための外気温センサ（57）が設けられている。インジェクション管（42）には、ガス冷媒の温度を検出するためのガス温度センサ（56）が設けられている。蒸発器（32）の伝熱管には、冷媒の蒸発温度を検出するための蒸発温度センサ（58）が設けられている。図３に示す内気通路（73）の吸込口（72a）の近傍には、吸込口（72a）に吸い込まれる庫内空気の温度を検出するための吸込温度センサ（59）が設けられている。この吸込温度センサ（59）の検出温度は、庫内温度（庫内空間（15）の温度）に相当する。

また、前記冷凍装置（20）は、コントローラ（60）を備えている。コントローラ（60）は、圧縮機（22）、庫外ファン（25）、庫内ファン（33）の駆動制御を行うとともに、各種の弁の切り換えや開度調節を行い、冷凍装置（20）の運転を制御するものである。具体的に、コントローラ（60）は、圧縮機（22）の容量を制御する圧縮機制御部（61）と、庫内膨張弁（31）の開度を制御する過熱度制御部（62）と、流量調節弁（45）の開度を制御する弁制御部（63）とを少なくとも備えており、この他にも、過冷却用膨張弁（28）や庫外膨張弁（29）の開度を制御する機能を備えている。また、コントローラ（60）には、上述した各センサの検出値が入力される。

次に、前記冷凍装置（20）の取付構造について概略的に説明する。図３は、コンテナ用冷凍装置の概略構成を示す縦断面図である。図３に示すように、冷凍装置（20）は、コンテナ（13）の開放部（14）に取り付けられる庫内ケーシング（70）及び庫外ケーシング（74）を備えている。

前記庫外ケーシング（74）は、コンテナ（13）の開放部（14）を閉塞するようにボルトで取り付けられている。庫外ケーシング（74）は、概ね上半部が庫外側へ膨出し、下半部が庫内側へ凹んでいる。庫外ケーシング（74）の凹んだ下半部には、下側プレート（75）及び上側プレート（76）が上下方向に並設されている。

前記上側プレート（76）には、圧縮機（22）、凝縮器（24）、庫外ファン（図示省略）が載置されている。下側プレート（75）には、エンジン発電機（77）やバッテリ（図示省略）が載置されている。すなわち、これら圧縮機（22）や凝縮器（24）等は、庫外に配置されている。なお、この冷凍装置（20）では、エンジン発電機（77）によって発電された電力はバッテリに蓄電され、その電力が冷媒回路（21）の圧縮機（22）、庫外ファン（25）、庫内ファン（33）に供給される。

前記庫内ケーシング（70）は、コンテナ（13）の 庫内空間（15）に臨むように、庫外ケーシング（74）の背面側に取り付けられている。庫内ケーシング（70）は、庫外ケーシング（74）の背面に沿うよう概ね同じ形状をしており、庫外ケーシング（74）とは所定の間隔を置いて配置されている。庫内ケーシング（70）と庫外ケーシング（74）との間には断熱部材（71）が設けられている。庫内ケーシング（70）の背面側には、仕切部材（72）が取り付けられている。この仕切部材（72）は、庫内ケーシング（70）の背面、コンテナ（13）の上部及び下部の内壁のそれぞれと所定の距離を置いて配設されている。これにより、仕切部材（72）の下方に吸込口（72a）が形成され、仕切部材（72）の上方に吹出口（72b）が形成される。

また、前記庫内ケーシング（70）と仕切部材（72）との間には、吸込口（72a）及び吹出口（72b）に繋がる内気通路（73）が形成されている。この内気通路（73）には、蒸発器（32）と庫内ファン（33）が配設されている。庫内ファン（33）は、蒸発器（32）の下流に設けられている。内気通路（73）では、庫内空間（15）の空気（庫内空気）が吸込口（72a）から吸い込まれ、蒸発器（32）で冷却された後、吹出口（72b）より庫内空間（15）へ供給される。

−運転動作−
次に、前記冷凍装置（20）の運転動作について、図３及び図４を参照しながら説明する。図４は、冷却運転時の冷媒回路を示す配管系統図である。冷凍装置（20）は、コンテナ（13）内を所定温度（例えば、５℃）に維持する冷却運転を行うように構成されている。

〈冷却運転〉
この冷却運転では、圧縮機（22）が駆動されて、各コンテナ（13）の庫内が冷却される。また、この冷却運転において、四路切換弁（23）は第１状態に設定される（図４に太線で示す状態）。また、コントローラ（60）により、過冷却用膨張弁（28）及び庫内膨張弁（31）の開度が適宜調節される一方、庫外膨張弁（29）が全閉状態に設定される。

この冷却運転では、冷媒回路（21）において蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。つまり、圧縮機（22）が駆動されると、冷媒回路（21）において図４に示す太線の矢印の方向に冷媒が流れる。

具体的に、圧縮機（22）では、圧縮機構で圧縮された高温高圧のガス冷媒が吐出配管（35）へ吐出される。吐出配管（35）のガス冷媒は、四路切換弁（23）を介して凝縮器（24）へ流入する。このとき、吐出配管（35）のガス冷媒の一部は、ホットガスバイパス管（44）へ流入する。ホットガスバイパス管（44）を流れる冷媒は、流量調節弁（45）により流量が調節された後、液配管（37）に流入する。

前記凝縮器（24）では、冷媒が庫外空気と熱交換して凝縮する。凝縮した冷媒は、第２分岐管（39）へ流れる。第２分岐管（39）に流入した冷媒は、逆止弁（CV）を通ってレシーバ（26）及び過冷却熱交換器（27）の高圧側流路（27a）を順に流れる。

ここで、高圧側流路（27a）を流通した冷媒の一部は、第１分岐管（38）を流れる。残りの冷媒は、逆止弁（CV）を通って液配管（37）を流れる。第１分岐管（38）へ流れた冷媒は、過冷却用膨張弁（28）で減圧された後、過冷却熱交換器（27）の低圧側流路（27b）へ流入する。過冷却熱交換器（27）では、高圧側流路（27a）の冷媒と低圧側流路（27b）の冷媒とが熱交換する。これにより、高圧側流路（27a）の冷媒が過冷却され、低圧側流路（27b）の冷媒が蒸発する。低圧側流路（27b）で蒸発したガス冷媒は、インジェクション管（42）へ流れる。

前記インジェクション管（42）へ流れたガス冷媒は、圧縮機（22）の圧縮機構における中間圧の圧縮室へ流入する。ここで、冷凍装置（20）では、インジェクションされる冷媒の圧力が中間圧の圧縮室内の冷媒の圧力よりも高くなるように構成されている。中間圧の圧縮室では、その圧縮室内の冷媒とインジェクションされた冷媒とが混合される。つまり、中間圧の圧縮室内の冷媒は冷却されながら圧縮される。これにより、圧縮機（22）の吐出冷媒温度（すなわち、吐出管温度）が低下することとなる。

前記液配管（37）を流れる冷媒は、庫内膨張弁（31）で減圧された後、蒸発器（32）へ流入する。蒸発器（32）では、冷媒が庫内空気と熱交換して蒸発する。これにより、庫内空気が冷却される。

前記蒸発器（32）で蒸発した冷媒は、ガス配管（43）を流れる。ガス配管（43）の冷媒は、四路切換弁（23）を介して吸入配管（36）へ流れ、吸入配管（36）から圧縮機（22）へ吸入される。圧縮機（22）へ吸入された冷媒は、圧縮された後、再び吐出され、この循環が繰り返される。

〈コントローラの動作〉
前記コントローラ（60）は、上述した運転動作中において、図５〜図７に示すフローチャート図に基づいて、庫内膨張弁（31）及び流量調節弁（45）の開度を制御するとともに、圧縮機（22）の容量を制御する。

まず、図５のフローがスタートすると、ステップＳＴ１において、庫内膨張弁（31）の開度が制御される一方、ステップＳＴ２において、流量調節弁（45）の開度が制御される。

ここで、ステップＳＴ１では、図６に示すフローチャート図に基づいて、庫内膨張弁（31）の開度が制御される。具体的に、ステップＳＴ１０において、蒸発器（32）の出口冷媒の過熱度（ＳＨ）が５℃以上であれば、庫内膨張弁（31）の開度が大きくなるように制御する。一方、蒸発器（32）の出口冷媒の過熱度（ＳＨ）が５℃以下であれば、庫内膨張弁（31）の開度が小さくなるように制御する。

このように、蒸発器（32）の出口冷媒が所定の過熱度となるようにスーパーヒート制御することで、蒸発器（32）を通過した液冷媒を確実にガス化することができる。これにより、圧縮機（22）にはガス冷媒のみが吸入されることとなり、気液混合の冷媒が圧縮機（22）に吸入されてしまい圧縮機（22）が破損する等の不具合を防止することができる。

また、ステップＳＴ２では、図７に示すフローチャート図に基づいて、流量調節弁（45）の開度が制御される。具体的に、ステップＳＴ２０において、コンテナ（13）の庫内温度（Ｔｈ）が所定の設定温度（Ｔｓｅｔ）よりも高いときには、流量調節弁（45）の開度が小さくなるように制御する。一方、コンテナ（13）の庫内温度（Ｔｈ）が所定の設定温度（Ｔｓｅｔ）よりも低いときには、流量調節弁（45）の開度が大きくなるように制御する。

このように、コンテナ（13）の庫内温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）に比べて低くなりすぎた場合でも、圧縮機（22）から吐出された高圧冷媒をホットガスバイパス管（44）を介して蒸発器（32）の入口側の液配管（37）に供給して蒸発圧力を調節することで、庫内温度が設定温度となるように制御することができる。

以上のように、ステップＳＴ１及びステップＳＴ２において、庫内膨張弁（31）及び流量調節弁（45）の開度調節が終了すると、図５のステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、コンテナ（13）の庫内温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）よりも大きいかが判定される。ステップＳＴ３での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＴ７に分岐する。ステップＳＴ３での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＴ４に分岐する。

ステップＳＴ４では、流量調節弁（45）の開度が全開状態であるかが判定される。ステップＳＴ４での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＴ５に分岐する。ステップＳＴ４での判定が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＴ６に分岐する。

ステップＳＴ５では、圧縮機（22）の運転周波数を上げて容量を増やし、図５に示すフローを繰り返す。このように、流量調節弁（45）の開度が全開状態であるにもかかわらず、庫内温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）よりも低い場合には、圧縮機（22）の容量を上げるように制御することで、高圧冷媒のバイパス量を増加させて、庫内温度（Ｔｈ）を上昇させることができる。

ステップＳＴ６では、圧縮機（22）を最低周波数で運転して容量が最低容量となるようにし、図５に示すフローを繰り返す。このように、コンテナ（13）の庫内温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）よりも低くなりすぎた場合でも、圧縮機（22）の容量が最低容量となるように制御することで、圧縮機（22）の吸入圧力、すなわち蒸発器（32）の蒸発圧力を上昇させて、庫内温度（Ｔｓｅｔ）を上昇させることができる。

ステップＳＴ７では、図８に示すフローチャート図に基づいて、圧縮機（22）の容量が制御される。具体的に、ステップＳＴ３０において、冷媒回路（21）の冷凍サイクルにおける低圧圧力をＬＰ［Pa］、設定圧力をＬｐｍ［Pa］としたときに、下記に示す（１）式を満たす場合には、ステップＳＴ３１に分岐する。また、（２）式を満たす場合には、図５のフローに戻る。また、（３）式を満たす場合には、ステップＳＴ３２に分岐する。

ＬＰ−Ｌｐｍ＜−０．１５ ・・・（１）
−０．１５＜ＬＰ−Ｌｐｍ＜０．１５ ・・・（２）
ＬＰ−Ｌｐｍ＞０．１５ ・・・（３）
ステップＳＴ３１では、一定時間が経過したかが判定される。ステップＳＴ３１での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＴ３３に分岐する。ステップＳＴ３１での判定が「ＮＯ」の場合には、図５のフローに戻る。

ステップＳＴ３２では、一定時間が経過したかが判定される。ステップＳＴ３２での判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＴ３４に分岐する。ステップＳＴ３２での判定が「ＮＯ」の場合には、図５のフローに戻る。

ステップＳＴ３３では、圧縮機（22）の運転周波数を下げて容量を減らし、図５のフローに戻る。このように、冷媒回路（21）の冷凍サイクルにおける低圧圧力（ＬＰ）が設定圧力（Ｌｐｍ）よりも低い場合には、蒸発器（32）の蒸発圧力が低いために、コンテナ（13）の庫内温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）に比べて低くなっている。そこで、圧縮機（22）の容量を下げることで、圧縮機（22）の吸入圧力、すなわち蒸発器（32）の蒸発圧力を上昇させて、庫内温度（Ｔｈ）を設定温度（Ｔｓｅｔ）まで上昇させるようにしている。

一方、ステップＳＴ３４では、圧縮機（22）の運転周波数を上げて容量を増やし、図５のフローに戻る。このように、冷媒回路（21）の冷凍サイクルにおける低圧圧力（ＬＰ）が設定圧力（Ｌｐｍ）よりも高い場合には、蒸発器（32）の蒸発圧力が高いために、コンテナ（13）の庫内温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）に比べて高くなっている。そこで、圧縮機（22）の容量を上げることで、圧縮機（22）の吸入圧力、すなわち蒸発器（32）の蒸発圧力を低下させて、庫内温度（Ｔｈ）を設定温度（Ｔｓｅｔ）まで低下させるようにしている。

−実施形態の効果−
前記実施形態によれば、コンテナ（13）の庫内温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）に比べて低くなりすぎた場合でも、圧縮機（22）から吐出された高圧冷媒をホットガスバイパス管（44）を介して蒸発器（32）の近傍の液配管（37）に供給して蒸発圧力を調節することで、庫内温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）となるように制御することができる。ここで、流量調節弁（45）の開度が全開状態であるにもかかわらず、庫内温度（Ｔｈ）が設定温度（Ｔｓｅｔ）よりも低い場合には、圧縮機（22）の容量を上げるように制御することで、高圧冷媒のバイパス量を増加させて、庫内温度（Ｔｈ）を上昇させることができる。

−その他の実施形態−
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。例えば、圧縮機（22）としてスクロール式の圧縮機（22）を用いたが、ロータリー式の圧縮機（22）や、往復動式（いわゆる、レシプロ式）の圧縮機（22）を用いるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、コンテナの庫内空間を冷却するコンテナ用冷凍装置について有用である。

13 コンテナ
20 コンテナ用冷凍装置
21 冷媒回路
22 圧縮機
24 凝縮器
25 庫外ファン
31 庫内膨張弁（膨張弁）
32 蒸発器
37 液配管
44 ホットガスバイパス管
45 流量調節弁
61 圧縮機制御部
62 過熱度制御部
63 弁制御部

Claims (4)

1. 容量可変の圧縮機（22）と、コンテナ（13）の庫外に設けられた凝縮器（24）と、該コンテナ（13）の庫内を冷却する蒸発器（32）とを有し、冷凍サイクルを行う冷媒回路（21）を備えたコンテナ用冷凍装置であって、
   前記凝縮器（24）へ庫外空気を送風する定速型の庫外ファン（25）と、
   前記圧縮機（22）から吐出された高圧冷媒を、前記凝縮器（24）と前記蒸発器（32）とを接続する液配管（37）における該蒸発器（32）の近傍にバイパスさせるホットガスバイパス管（44）と、
   前記ホットガスバイパス管（44）に設けられた流量調節弁（45）と、
   前記コンテナ（13）の庫内温度が所定の設定温度となるように、前記流量調節弁（45）の開度を制御する弁制御部（63）と、
   前記庫内温度が前記設定温度よりも低く且つ前記流量調節弁（45）の開度が全開状態の場合に、該庫内温度が該設定温度となるように前記圧縮機（22）の容量を制御する圧縮機制御部（61）とを備えていることを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
2. 請求項１において、
   前記圧縮機制御部（61）は、前記庫内温度が前記設定温度よりも高い場合に、前記冷媒回路（21）の冷凍サイクルにおける低圧圧力が所定の設定圧力となるように、前記圧縮機（22）の容量を制御することを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記圧縮機制御部（61）は、前記庫内温度が前記設定温度よりも低く且つ前記流量調節弁（45）の開度が全開未満である場合に、前記圧縮機（22）の容量を最低容量にすることを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
4. 請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
   前記液配管（37）に設けられた開度調節可能な膨張弁（31）と、
   前記蒸発器（32）の出口冷媒が所定の過熱度となるように、前記膨張弁（31）の開度を制御する過熱度制御部（62）とを備えていることを特徴とするコンテナ用冷凍装置。

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