JP2015038388A - コンテナ用冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過冷却熱交換器を備えたコンテナ用冷凍装置において、庫内の冷却運転の運転状態に応じて分岐路の冷媒流量を調節可能にする。【解決手段】コンテナ用冷凍装置（10）は、主回路（21）と、該主回路（21）の液配管から分岐して圧縮機（30）の圧縮室に接続されると共に減圧機構が設けられた過冷却バイパス路（23）と、主回路（21）の液配管に接続された１次側通路（45）と過冷却バイパス路（23）の過冷却膨張弁（48）の下流側に接続された２次側通路（46）とを有する過冷却熱交換器（44）とを備えている。上記減圧機構を開度の調節が自在な過冷却膨張弁（48）によって構成する。また、庫内の冷却運転において、運転状態に応じて過冷却バイパス路（23）の冷媒流量が調節されるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御するコントローラ（80）を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、過冷却熱交換器を備えたコンテナ用冷凍装置に関するものである。

従来、海上輸送等に用いられるコンテナの庫内を冷却するコンテナ用冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が接続された冷媒回路を備えている。該冷媒回路では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われ、蒸発器を流れる冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内空気が冷却される（特許文献１参照）。

上記コンテナ用冷凍装置は、冷却性能を向上させるべく凝縮器の下流側に過冷却熱交換器（エコノマイザ熱交換器）を設け、該過冷却熱交換器において過冷却された液冷媒を蒸発器に供給している。具体的には、凝縮器と過冷却熱交換器との間から液冷媒を分岐させて過冷却熱交換器に導く分岐路と、該分岐路の冷媒を減圧するためのキャピラリーチューブとが設けられ、該キャピラリーチューブにおいて減圧された冷媒と液冷媒とが過冷却熱交換器において熱交換することにより、液冷媒が過冷却される。分岐路は、過冷却熱交換器において液冷媒を過冷却した冷媒が圧縮機の中間圧の圧縮室に導入されるように構成されている。これにより、圧縮機の吸入冷媒量を減少させることなく液冷媒を過冷却させることができ、冷却性能を向上させることができる。

特開２００９−８５５０１号公報

しかしながら、従来のコンテナ用冷凍装置では、分岐路の減圧機構としてキャピラリーチューブが採用されていたため、運転状態に応じて分岐路の冷媒流量を適宜調節することができなかった。そのため、蒸発器の冷却能力が必要以上に増大することによるエネルギー効率の悪化や湿りによる圧縮機の損傷等の不具合を招く虞があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、過冷却熱交換器を備えたコンテナ用冷凍装置において、庫内の冷却運転の運転状態に応じて分岐路の冷媒流量を調節可能にすることを目的とする。

本発明は、過冷却熱交換器を備えたコンテナ用冷凍装置において、庫内の冷却運転の運転状態に応じて分岐路の冷媒流量を調節可能にしたものである。

第１の発明は、圧縮機（30）と凝縮器（31）と膨張機構（32）と庫内を冷却するための蒸発器（33）とが順に接続された主回路（21）と、該主回路（21）の液配管から分岐して上記圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に接続されると共に減圧機構が設けられた分岐路（23）と、上記主回路（21）の液配管に接続された一次側流路（45）と上記分岐路（23）の上記減圧機構の下流側に接続された二次側流路（46）とを有して上記分岐路（23）の減圧後の冷媒と上記主回路（21）の液冷媒とを熱交換させる過冷却熱交換器（44）とを備えたコンテナ用冷凍装置であって、上記減圧機構は、開度の調節が自在な過冷却膨張弁（48）によって構成され、庫内の冷却運転において、運転状態に応じて上記分岐路（23）の冷媒流量が調節されるように上記過冷却膨張弁（48）の開度を制御する制御手段（80）を備えている。

上記第１の発明では、庫内の冷却運転が開始されると、主回路（21）において冷媒が循環し、蒸発器（33）によって庫内が冷却される。また、主回路（21）の液冷媒の一部は分岐路（23）に流入し、減圧機構で減圧された後、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）に流入して、一次側流路（45）を流れる主回路（21）の液冷媒を過冷却する。これにより、過冷却された液冷媒が膨張機構（32）で減圧された後、蒸発器（33）に供給されて蒸発器（33）において庫内空気から吸熱して蒸発する。なお、蒸発器（33）に流入した冷媒は、過冷却熱交換器（44）において過冷却されているため、蒸発器（33）において庫内空気からより多く吸熱する。つまり、冷却能力が向上する。

また、上記第１の発明では、分岐路（23）の減圧機構として開度の調節が自在な過冷却膨張弁（48）が用いられ、該過冷却膨張弁（48）は、制御手段（80）によって庫内の冷却運転の運転状態に応じて開度が制御される。これにより、冷却運転における分岐路（23）の冷媒流量が運転状態に応じて適宜調節されることとなる。

第２の発明は、第１の発明において、上記制御手段（80）は、上記冷却運転において、上記過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度が、所定の目標範囲内となるように上記過冷却膨張弁（48）の開度を制御する開度制御部（80c,84a）と、上記冷却運転の運転状態に応じて、上記開度制御部（80c,84a）の上記目標範囲を変更する目標変更部（80d,84b）とを備えている。

第２の発明では、冷却運転において、開度制御部（80c,84a）によって、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）を通過後の冷媒の過熱度が所定の目標範囲内となるように過冷却膨張弁（48）の開度が制御される。そして、冷却運転の運転状態が変化すると、目標変更部（80d,84b）によって開度制御部（80c,84a）の上記目標範囲が変更され、開度制御部（80c,84a）は、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）を通過後の冷媒の過熱度が変更後の目標範囲となるように、過冷却膨張弁（48）の開度を制御する。具体的には、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）を通過後の冷媒の過熱度の目標範囲を高めに変更すると、過冷却膨張弁（48）の開度は減少する一方、目標範囲を低めに変更すると、過冷却膨張弁（48）の開度は増大する。このように過冷却膨張弁（48）の開度が減少又は増大することにより、分岐路（23）の冷媒流量が減少又は増加する。

第３の発明は、第２の発明において、上記開度制御部（80c）は、目標冷媒過熱度を基準として上記目標範囲を設定するように構成される一方、上記目標変更部（80d）は、上記蒸発器（33）の冷却負荷が低下すると、上記開度制御部（80c）に増大信号を出力して上記目標冷媒過熱度を増大する増大信号出力部（80f）を備えている。

ところで、庫内が冷却されて蒸発器（33）の冷却負荷が低下すると、蒸発器（33）で必要とされる冷却能力が低下する。

上記第３の発明では、蒸発器（33）の冷却負荷が低下すると、増大信号出力部（80f）によって、開度制御部（80c）に増大信号が出力される。これにより、開度制御部（80c）では、過冷却膨張弁（48）の開度を調整するための指標となる目標冷媒過熱度が増大される。その結果、過冷却膨張弁（48）の開度が減少し、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）に流入する冷媒量が低減されて、一次側流路（45）を流れる主回路（21）の液冷媒の過冷却度が小さくなり、蒸発器（33）の冷却能力が冷却負荷の低下に応じて低下することとなる。

第４の発明は、第３の発明において、上記目標変更部（80d）は、上記蒸発器（33）の冷却負荷が増加すると、上記開度制御部（80c）に低減信号を出力して上記目標冷媒過熱度を低下させる低減信号出力部（80g）を備えている。

第４の発明では、何らかの要因によって蒸発器（33）の冷却負荷が増加すると、低減信号出力部（80g）によって、開度制御部（80c）に低減信号が出力される。これにより、開度制御部（80c）では、過冷却膨張弁（48）の開度を調整するための指標となる目標冷媒過熱度を低減する。その結果、過冷却膨張弁（48）の開度が増大され、過冷却熱交換器（44）に流入する冷媒量が増大して、主回路（21）の液冷媒の過冷却度が大きくなり、蒸発器（33）の冷却能力が冷却負荷の増加に応じて増大することとなる。

第５の発明は、第２の発明において、上記目標変更部（84b）は、上記冷却運転の起動運転終了後の本運転において、運転状態が上記過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒が湿る所定の条件を満たす湿り状態になると、上記開度制御部（84a）の上記目標範囲を上記本運転の運転状態が通常状態である場合よりも高い範囲に変更するように構成されている。

第５の発明では、起動運転終了後の本運転において、運転状態が通常状態ではない湿り状態になると、目標変更部（84b）によって開度制御部（80c）の目標範囲が通常状態の際よりも高い範囲に変更され、過冷却膨張弁（48）の開度が減少する。これにより、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度が増大して該冷媒の湿り状態が解消されると共に分岐路（23）の冷媒流量が減少する。

第６の発明は、第５の発明において、上記目標変更部（84b）は、上記通常状態において、上記開度制御部（84a）の上記目標範囲を、上記蒸発器（33）の冷却負荷が所定値以上である高負荷状態の際よりも上記蒸発器（33）の冷却負荷が所定値未満である低負荷状態の際の方が高い範囲となるように変更するように構成されている。

ところで、運転状態が高負荷状態である場合には、蒸発器（33）で必要とされる冷却能力が大きく、低負荷状態である場合には、蒸発器（33）で必要とされる冷却能力が高負荷状態である場合に比べて各段に小さい。そのため、運転状態が高負荷状態である場合と低負荷状態である場合とで過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度が同程度になるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御することとすると、高負荷状態である場合に蒸発器（33）の冷却能力が不足する虞や、低負荷状態である場合に蒸発器（33）の冷却能力が過大になる虞がある。

そこで、第６の発明では、目標変更部（84b）によって、運転状態が高負荷状態である場合と低負荷状態である場合とで、開度制御部（84a）の目標範囲を変更することとしている。これにより、例えば、運転状態が高負荷状態から低負荷状態に変わると、開度制御部（84a）の目標範囲が高い範囲に変更され、過冷却膨張弁（48）の開度が減少する。これにより、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）に流入する冷媒流量が減少して冷却能力が低下する。一方、運転状態が低負荷状態から高負荷状態になると、目標変更部（84b）によって、開度制御部（84a）の目標範囲が低い範囲に変更され、過冷却膨張弁（48）の開度が増大する。これにより、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）に流入する冷媒流量が増加して冷却能力が増加する。

第７の発明は、第５の発明において、上記開度制御部（84a）は、フィードバック制御を行うように構成され、上記制御手段（80）は、上記本運転における運転状態が上記湿り状態になると、上記開度制御部（84a）の制御速度を上記通常状態の際よりも高くなるように変更する制御速度変更部（84c）を備えている。

第７の発明では、本運転において運転状態が湿り状態になると、制御速度変更部（84c）によって開度制御部（84a）の制御速度が変更され、開度制御部（84a）によるフィードバック制御の速度が通常状態の際よりも高くなる。これにより、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度が早く増大して該冷媒の湿り状態が早く解消されると共に分岐路（23）の冷媒流量が早く減少する。

第８の発明は、第６の発明において、上記開度制御部（84a）は、フィードバック制御を行うように構成され、上記制御手段（80）は、上記本運転において、上記開度制御部（84a）の制御速度を、運転状態が上記高負荷状態である場合よりも上記低負荷状態である場合の方が低くなるように変更する制御速度変更部（84c）を備えている。

ところで、本運転において、運転状態が高負荷状態である場合には、各制御機器の動作が安定せず、主回路（21）における冷媒の挙動が安定していないため、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度も変動し易い。一方、運転状態が低負荷状態である場合には、各制御機器の動作が安定しているため、主回路（21）における冷媒の挙動が安定している。そのため、運転状態が高負荷状態である場合と低負荷状態である場合とで開度制御部（84a）によるフィードバック制御の速度が同程度になるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御することとすると、高負荷状態である場合には、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度の変化に対して開度制御部（84a）による過冷却膨張弁（48）の開度制御が遅れて、上記過熱度が目標範囲から大きく外れて、主回路（21）の液冷媒を過冷却できなくなったり、湿った冷媒が圧縮機（30）に導入されてしまったりする虞がある。一方、運転状態が低負荷状態である場合には、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度の僅かな変化に対して過冷却膨張弁（48）の開度制御が過敏に追従してしまい、蒸発器（33）の冷却能力を変動させて、主回路（21）における冷媒の挙動が安定しなくなる虞がある。

そこで、第８の発明では、制御速度変更部（84c）によって、運転状態が高負荷状態である場合と低負荷状態である場合とで、開度制御部（84a）によるフィードバック制御の速度を変更することとしている。これにより、例えば、運転状態が高負荷状態から低負荷状態になると、開度制御部（84a）の制御速度が低減され、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度の僅かな変化に対して過冷却膨張弁（48）の開度制御が過敏に追従しなくなる。一方、運転状態が低負荷状態から高負荷状態になると、開度制御部（84a）の制御速度が増大され、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度の僅かな変化に対して過冷却膨張弁（48）の開度制御が敏感に追従するようになる。

第９の発明では、第８の発明において、上記圧縮機（30）は、上記蒸発器（33）の冷却負荷に応じて回転数が変化するように構成され、上記開度制御部（84a）は、上記本運転の運転状態が上記高負荷状態の際には、上記フィードバック制御に加え、上記圧縮機（30）の回転数の変化に基づいてフィードフォワード制御を行うように構成されている。

ところで、圧縮機（30）の回転数が変化すると、冷媒循環量が増減して、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度が変動する。そのため、圧縮機（30）が蒸発器（33）の冷却負荷に応じて回転数が変化するように構成されている場合、何らかの要因によって蒸発器（33）の冷却負荷が急変すると、フィードバック制御では制御が遅れてしまい、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度が目標範囲から大きく外れてしまう虞がある。特に、運転状態が高負荷状態である場合、蒸発器（33）の冷却負荷の変化が大きいため、開度制御部（84a）によるフィードバック制御が遅れてしまう虞がある。

そこで、第９の発明では、開度制御部（84a）が、運転状態が高負荷状態である場合には、フィードバック制御に加えて、圧縮機（30）の回転数の変化に基づいてフィードフォワード制御を行うこととしている。これにより、過冷却膨張弁（48）は、開度制御部（84a）によって、圧縮機（30）の回転数の変化に基づいて過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度の変化を予測して、該過熱度が目標範囲から大きく外れないように前もって制御される。

第１０の発明は、第５の発明において、上記分岐路（23）の上記過冷却膨張弁（48）よりも上流側に設けられた開閉弁（47）をさらに備え、上記制御手段（80）は、上記本運転の運転状態が上記通常状態であって上記蒸発器（33）の冷却負荷が所定値未満である低負荷状態である場合に、上記開閉弁（47）を閉状態に制御すると共に、上記開度制御部（84a）による開度制御を停止するように構成されている。

ところで、上述のように、運転状態が通常状態であって蒸発器（33）の冷却負荷が所定値未満である低負荷状態である場合には、蒸発器（33）で必要とされる冷却能力が蒸発器（33）の冷却負荷が上記所定値以上である高負荷状態である場合に比べて各段に小さいため、蒸発器（33）の冷却能力が過大になる虞がある。

そこで、第１０の発明では、運転状態が低負荷状態である場合には、開度制御部（84a）による開度制御を停止し、分岐路（23）の過冷却膨張弁（48）の上流側に設けられた開閉弁（47）を閉鎖することによって、分岐路（23）への冷媒の流入を阻止している。これにより、過冷却熱交換器（44）において主回路（21）の液冷媒が過冷却されなくなる。

第１の発明によれば、分岐路（23）の減圧機構として開度の調節が自在な過冷却膨張弁（48）を採用して、上記制御手段（80）を設けたことにより、冷却運転における分岐路（23）の冷媒流量を運転状態に応じて適宜調節することが可能となる。従って、従来のコンテナ用冷凍装置において分岐路（23）の冷媒流量を調節できないことによって生じていた様々な不具合を回避することができる。

また、第２の発明によれば、冷却運転の運転状態の変化に応じて、目標変更部（80d,84b）が開度制御部（80c,84a）の上記目標範囲を変更することにより、分岐路（23）の冷媒流量を冷却運転の運転状態に応じて容易に変更することができる。

また、第２の発明によれば、開度制御部（80c,84a）によって、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）を通過後の冷媒の過熱度が所定の目標範囲内になるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御することによって、二次側流路（46）を通過後の冷媒の湿りを防止することができる。従って、圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に湿った冷媒が導入されることを回避して、液圧縮を防止することができる。

また、第３の発明によれば、冷却負荷の低下に応じて過冷却熱交換器（44）に流入する冷媒流量を低減することにより、蒸発器（33）の冷却能力を不必要に増大させることなく庫内を冷却することができる。従って、エネルギー効率を向上させることができる。

ところで、庫内温度が下限温度を下回ると圧縮機（30）が停止するように構成されたコンテナ用冷凍装置では、冷却負荷が低下した際にも不必要に冷却能力が増大すると、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数が増大して消費エネルギーを増大させてしまう虞がある。しかしながら、上記第３の発明によれば、冷却負荷の低下に応じて蒸発器（33）の冷却能力も低下するため、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数を低減して消費エネルギーの増大を抑制することができる。

また、第４の発明によれば、冷却負荷の増加に応じて過冷却熱交換器（44）に流入する冷媒量を増大させることにより、冷却能力を増大させて庫内を十分に冷却することができる。

また、第５の発明によれば、本運転において運転状態が湿り状態になっても、目標変更部（84b）が開度制御部（84a）の上記目標範囲を通常状態よりも高い範囲に変更することにより、過冷却膨張弁（48）の開度を減少させることができる。これにより、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度を増大させて該冷媒の湿り状態を解消することができると共に、分岐路（23）の冷媒流量を低減することができる。よって、多量の湿り冷媒が圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に導入されてしまうことを防止して、液圧縮を回避することにより、圧縮機（30）の損傷を防止することができる。

また、第６の発明によれば、目標変更部（84b）によって、運転状態が高負荷状態である場合と低負荷状態である場合とで開度制御部（84a）の目標範囲を変更することにより、運転状態が高負荷状態である場合には高い冷却能力で庫内を冷却することができ、運転状態が低負荷状態である場合には不必要に冷却能力が増大することを防止することができる。つまり、蒸発器（33）の冷却負荷に応じて、蒸発器（33）の冷却能力を調整することができる。従って、エネルギー効率を向上させることができる。

ところで、庫内温度が下限温度を下回ると圧縮機（30）が停止するように構成されたコンテナ用冷凍装置では、低負荷状態の際に不必要に冷却能力が増大すると、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数が増大して消費エネルギーを増大させてしまう。しかしながら、上記第６の発明によれば、低負荷状態の際に不必要に冷却能力を増大させることがないため、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数を低減して消費エネルギーの増大を抑制することができる。

また、第７の発明によれば、本運転における運転状態が湿り状態になると、目標変更部（84b）によって開度制御部（84a）の目標範囲が通常状態よりも高い範囲に変更されると共に制御速度変更部（84c）によって開度制御部（84a）の制御速度が通常状態よりも高い速度に変更される。これにより、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度を早く増大させて該冷媒の湿り状態を早く解消することができると共に、分岐路（23）の冷媒流量を早く低減することができる。よって、圧縮機（30）の損傷をより防止することができる。

また、第８の発明によれば、制御速度変更部（84c）によって、運転状態が高負荷状態である場合と低負荷状態である場合とで開度制御部（84a）によるフィードバック制御の速度を変更することにより、運転状態が低負荷状態である場合には主回路（21）における冷媒の挙動を安定した状態に維持することができる。一方、運転状態が高負荷状態である場合には、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度が目標範囲から大きく外れることを防止することができるため、主回路（21）の液冷媒の過冷却を確保することができると共に、分岐路（23）の冷媒の湿りを防止して圧縮機（30）の損傷を防止することができる。

また、第９の発明によれば、運転状態が高負荷状態である場合に、開度制御部（84a）がフィードバック制御に加えて、圧縮機（30）の回転数の変化に基づいてフィードフォワード制御することにより、過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度が目標範囲から大きく外れてしまうことを防止することができる。従って、高負荷状態において、好適に主回路（21）の液冷媒を過冷却することができる。

また、第１０の発明によれば、運転状態が低負荷状態である場合に、分岐路（23）への冷媒の流入を防止して過冷却熱交換器（44）における主回路（21）の液冷媒の過冷却を停止することにより、蒸発器（33）の冷却能力が不必要に増大することを防止することができる。従って、エネルギー効率を向上させることができる。

ところで、庫内温度が下限温度を下回ると圧縮機（30）が停止するように構成されたコンテナ用冷凍装置では、低負荷状態である場合に不必要に冷却能力が増大すると、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数が増大して消費エネルギーを増大させてしまう虞がある。しかしながら、上記第１０の発明によれば、蒸発器（33）の冷却能力を不必要に増大させることを防止することができるため、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数を低減して消費エネルギーの増大を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態１に係るコンテナ用冷凍装置の冷媒回路図である。 図２は、蒸発器の冷却負荷に対応する目標冷媒過熱度を示す表である。 図３は、開度制御部による過冷却膨張弁の開度制御の流れを示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施形態２に係るコンテナ用冷凍装置の冷媒回路図である。 図５は、運転状態判断部における運転状態の判断の流れを示すフローチャートである。 図６は、開度制御部による過冷却膨張弁の通常制御の流れを示すフローチャートである。 図７は、図６おける中間過熱度の目標範囲の上限値Ｈ１、中間過熱度の目標範囲の下限値Ｌ１、所定時間Ｔ１及び所定時間Ｔ２の各運転状態における設定値を示す表である。 図８は、安定前段階と安定後段階の説明図である。 図９は、図６の開度変更量Ｐ１、Ｐ２の安定前段階及び安定後段階のそれぞれにおける設定値を示す表である。

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。

〈実施形態１〉
図１に示すように、コンテナ用冷凍装置（10）は、図示しないコンテナの庫内を冷却するものであり、冷媒回路（20）を備えている。そして、上記コンテナ用冷凍装置（10）は、コンテナ本体の１つの開口面を閉塞する蓋体を兼用している。

上記冷媒回路（20）は、主回路（21）とデフロスト用のホットガスバイパス路（22）と冷媒過冷却用の過冷却バイパス路（23）とを備えている。

上記主回路（21）は、圧縮機（30）と凝縮器（31）と膨張機構である電動式の主膨張弁（32）と蒸発器（33）とが順に冷媒配管（34）によって直列に接続されて構成されている。そして、上記圧縮機（30）は、図示しないが、回転数がインバータによって制御され、回転数が多段階に制御されて運転容量が可変に構成されている。また、上記凝縮器（31）には、庫外ファン（35）が設けられる一方、蒸発器（33）には、庫内ファン（36）が設けられている。該庫内ファン（36）は、蒸発器（33）で冷却された冷却空気を庫内に供給するように構成されている。

上記圧縮機（30）の吐出側には、油分離器（40）が設けられ、該油分離器（40）と凝縮器（31）との間に吐出圧力調整弁（38）が設けられている。また、上記凝縮器（31）と主膨張弁（32）との間には、レシーバ（41）と電気機器用の冷却器（42）とドライヤ（43）とプレート熱交換器（44）とが順に設けられている。上記油分離器（40）の油戻し管（40a）は、過冷却バイパス路（23）に接続されている。上記冷却器（42）は、インバータのパワー素子などの電気機器を冷却するように構成され、例えば、プリント基板の背面等に設けられ、凝縮器（31）を流れた高圧液冷媒によって電気機器を冷却している。上記ドライヤ（43）は、凝縮器（31）を流れた液冷媒から水分を除去するように構成されている。

上記プレート熱交換器（44）は、凝縮器（31）を流れた液冷媒を過冷却するものであり、１次側通路（45）と２次側通路（46）とを備えている。そして、上記１次側通路（45）が主回路（21）に接続され、上記２次側通路（46）が過冷却バイパス路（23）に接続されている。該過冷却バイパス路（23）の流入端は、冷却器（42）とドライヤ（43）との間の冷媒配管（34）に接続され、上記過冷却バイパス路（23）の流出端は、圧縮機（30）における中間圧力状態の圧縮室に接続されている。

さらに、上記過冷却バイパス路（23）の流入側には、第１開閉弁（47）と本発明に係る減圧機構を構成する開度調節が自在な電動式の過冷却膨張弁（48）が設けられている。上記第１開閉弁（47）に対応して、主回路（21）には、過冷却バイパス路（23）の分岐部とドライヤ（43）との間に第２開閉弁（49）が設けられている。

そして、上記プレート熱交換器（44）は、主回路（21）から過冷却バイパス路（23）に分岐され且つ過冷却膨張弁（48）で減圧された冷媒と主回路（21）を流れる冷媒とが熱交換して主回路（21）を流れる冷媒を過冷却するように構成されている。

上記ホットガスバイパス路（22）は、共通路（50）と、該共通路（50）から分岐された第１バイパス路（51）及び第２バイパス路（52）とを備えている。上記共通路（50）は、流入端が油分離器（40）と吐出圧力調整弁（38）との間に接続され、第３開閉弁（53）が設けられている。上記第１バイパス路（51）と第２バイパス路（52）の流出端は、主膨張弁（32）と蒸発器（33）との間に接続され、上記第２バイパス路（52）には、蒸発器（33）の下部に配置されたドレンパンを加熱するためのドレンパンヒータ（54）設けられている。

上記ホットガスバイパス路（22）は、蒸発器（33）がフロストした際のデフロスト運転時に、圧縮機（30）から吐出された高温高圧のガス冷媒を蒸発器（33）に供給するように構成されている。上記第２バイパス路（52）には、デフロスト運転時にドレンパンを加熱するように構成されている。

次に、上記冷媒回路（20）に設けられたセンサ類について説明する。

上記圧縮機（30）の吐出側と吸入側とには、該圧縮機（30）の吐出ガス圧力を検出する高圧圧力センサ（60）と高圧圧力スイッチ（61）とが設けられると共に、圧縮機（30）の吸入ガス圧力を検出する低圧圧力センサ（62）が設けられている。上記圧縮機（30）の吐出側と吸入側とには、冷媒温度を検出する吐出温度センサ（63）と吸入温度センサ（64）とが設けられている。

上記プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）の流入側と流出側とには、冷媒温度を検出する流入温度センサ（65）と流出温度センサ（66）とが設けられている。

上記蒸発器（33）の流入側と流出側とには、冷媒温度を検出する流入温度センサ（67）と流出温度センサ（68）とが設けられている。

上記凝縮器には、凝縮器の吸込温度である外気温度を検出する外気温度センサ（69）が設けられている。また、上記蒸発器の空気吸込側と吹出側とには、吸込空気温度を検出する吸込温度センサ（70）と、吹出空気温度を検出する吹出温度センサ（71）とが設けられている。

また、上記コンテナ用冷凍装置（10）には、冷媒回路（20）を制御して冷却運転を制御するコントローラ（80）が設けられている。該コントローラ（80）には、高圧圧力センサ（60）等の信号が入力されると共に、冷却運転を制御するための制御基板と、上記圧縮機（30）のインバータを制御するためのインバータ制御基板等が設けられている。

また、上記コントローラ（80）は、冷却運転動作中に蒸発器（33）の冷却負荷に応じて蒸発器（33）の冷却能力を調整するための冷却能力調整部（80a）を備えている。該冷却能力調整部（80a）は、冷却負荷検出部（80b）と、開度制御部（80c）と、目標冷媒過熱度出力部（80d）とを備えている。

上記冷却負荷検出部（80b）は、蒸発器（33）の冷却負荷（庫内の熱負荷、つまり必要冷却量）を検出する。具体的には、庫内温度を検出し、該庫内温度と設定温度との温度差を冷却負荷として検出する。なお、冷却負荷検出部（80b）は、設定温度が−１０．０℃以下の冷凍モードでは吸込温度センサ（70）の検出値を庫内温度とし、設定温度が−９．９℃以上の冷蔵モードでは吹出温度センサ（71）の検出値を庫内温度とする。また、本実施形態１では、冷却負荷検出部（80b）が検出した冷却負荷に応じて運転状態が４つの状態に分けられている。

上記開度制御部（80c）は、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）の流出側の冷媒過熱度（以下、単に「中間過熱度（中間ＳＨ）」と称する。）が、目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）を基準とした所定範囲（所定の目標範囲）内となるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御するように構成されている。なお、上記中間過熱度（中間ＳＨ）は、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）の流出側の冷媒温度から流入側の冷媒温度を減じた値であり、流出温度センサ（66）の検出値から流入温度センサ（65）の検出値を減じることによって算出される。また、本実施形態１では、上記所定範囲は、目標中間ＳＨ≦中間ＳＨ≦目標中間ＳＨ＋ΔＴ（所定値）に設定されている。

上記目標冷媒過熱度出力部（80d）は、上記冷却負荷検出部（80b）が検出した冷却負荷に応じて上記開度制御部（80c）が過冷却膨張弁（48）の開度を制御するための指標となる目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）を決定する。なお、目標冷媒過熱度出力部（80d）は、冷却運転の運転状態に応じて開度制御部（80c）の上記目標範囲を変更する本発明に係る目標変更部を構成する。具体的には、目標冷媒過熱度出力部（80d）は、初期値出力部（80e）と、増大信号出力部（80f）と、低減信号出力部（80g）とを備えている。

上記初期値出力部（80e）は、冷却負荷検出部（80b）が検出した冷却負荷に応じて目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）の初期値を決定し、開度制御部（80c）に信号を出力して目標冷媒過熱度の初期値を入力する。本実施形態１では、図２の表に示すように、４段階の冷却負荷（庫内温度と設定温度（ＳＰ）との温度差）に対応する目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）が予め設定されており、例えば、庫内温度と設定温度（ＳＰ）との温度差が１０℃より大きい場合、目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）の初期値は３℃に決定される。

上記増大信号出力部（80f）は、上記冷却負荷検出部（80b）において検出される冷却負荷が低下すると、上記開度制御部（80c）に増大信号を出力して、該開度制御部（80c）において過冷却膨張弁（48）の開度を調整するための指標となる目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）を増大するように構成されている。なお、本実施形態１では、上記目標冷媒過熱度の初期値を決定する場合と同様に、図２の表に示す冷却負荷と目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）との関係に適合するように、目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）を増大させる。

一方、上記低減信号出力部（80g）は、上記冷却負荷検出部（80b）において検出される冷却負荷が増加すると、上記開度制御部（80c）に低減信号を出力して、該開度制御部（80c）において過冷却膨張弁（48）の開度を調整するための指標となる目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）を低減するように構成されている。なお、本実施形態１では、上記目標冷媒過熱度の初期値を決定する場合と同様に、図２の表に示す冷却負荷と目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）との関係に適合するように、目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）を低減する。

このような構成により、コントローラ（80）は、冷却運転において、４段階の冷却負荷に対応する４つの運転状態に応じて過冷却バイパス路（23）の冷媒流量が調節されるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御する。具体的には、コントローラ（80）は、冷却運転において、目標冷媒過熱度出力部（80d）によって、開度制御部（80c）の中間過熱度（中間ＳＨ）の所定の目標範囲を４つの運転状態に応じて変更することによって、冷却バイパス路（23）の冷媒流量を４つの運転状態に応じて調節する。

−運転動作−
次に、上記コンテナ用冷凍装置（10）の冷却運転動作について説明する。

先ず、通常の冷却運転時には、第３開閉弁（53）が閉じられ、第１開閉弁（47）及び第２開閉弁（49）が開いている。この状態において、主回路（21）では、圧縮機（30）から吐出された冷媒は、凝縮器（31）で凝縮した後、主膨張弁（32）で減圧し、蒸発器（33）で蒸発した後、圧縮機（30）に戻る。この冷媒循環を繰り返す。そして、上記蒸発器（33）で庫内空気を冷却し、庫内ファン（36）によって冷却空気が庫内に供給される。

一方、このとき、上記過冷却バイパス路（23）では、凝縮器（31）で凝縮された高圧液冷媒の一部が分岐して流入し、過冷却膨張弁（48）で減圧された後、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）に流入して１次側通路（45）を流れる液冷媒を過冷却する。そして、該１次側通路（45）で過冷却された液冷媒は、蒸発器（33）に流れる一方、２次側通路（46）を流れる冷媒は、圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に流れる。この過冷却バイパス路（23）により、液冷媒が過冷却状態となって蒸発器（33）における冷却能力が向上すると共に、２次側通路（46）の冷媒が圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に流れることにより、冷媒循環量が向上する。

なお、上記過冷却膨張弁（48）は、冷却運転開始時には、開度制御部（80c）によって予め設定された初期開度に制御され、その後、蒸発器（33）の冷却負荷に応じて開度が変更される。その詳細については、冷却能力調整動作において詳述する。

また、上記蒸発器（33）がフロストすると、デフロスト運転を行い、第３開閉弁（53）を開くと共に、主膨張弁（32）及び吐出圧力調整弁（38）を閉じる。そして、このデフロスト運転時には、圧縮機（30）から吐出された高温の冷媒ガスを蒸発器（33）に供給し、蒸発器（33）のフロストを除去する。

＜冷却能力調整動作＞
上記冷却運転中に、上記冷却能力調整部（80a）によって蒸発器（33）の冷却負荷に応じて冷却能力を調整する冷凍能力調整動作が行われる。

具体的には、まず、冷却負荷検出部（80b）が蒸発器（33）の冷却負荷を検出する。なお、設定温度（ＳＰ）が摂氏零度よりも低く、庫内の運搬物を冷凍する冷凍モードの際には、吸込温度センサ（70）の検出値を庫内温度とし、該庫内温度と設定温度（ＳＰ）との温度差を冷却負荷とする。一方、設定温度（ＳＰ）が摂氏零度よりも高く、庫内の運搬物を冷蔵する冷蔵モードでは吹出温度センサ（71）の検出値を庫内温度とし、該庫内温度と設定温度（ＳＰ）との温度差を冷却負荷とする。

次に、目標冷媒過熱度出力部（80d）の初期値出力部（80e）が冷却負荷検出部（80b）が検出した冷却負荷に応じて目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）の初期値を決定し、開度制御部（80c）に信号を出力して目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）の初期値を入力する。例えば、庫内温度と設定温度（ＳＰ）との温度差が１５℃の場合、目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）の初期値（例えば、３℃）と決定し、開度制御部（80c）に初期値（３℃）を入力する。

開度制御部（80c）は、流入温度センサ（65）及び流出温度センサ（66）の検出値から中間過熱度（中間ＳＨ）を算出し、該中間過熱度（中間ＳＨ）が目標冷媒過熱度の初期値（３℃）を基準とした所定範囲内（３℃≦中間ＳＨ≦３℃＋ΔＴ）となるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御する。詳細については後述するが、中間過熱度（中間ＳＨ）が所定範囲内（３℃≦中間ＳＨ≦３℃＋ΔＴ）よりも小さい場合、過冷却膨張弁（48）の開度を低減する一方、中間過熱度（中間ＳＨ）が所定範囲内（３℃≦中間ＳＨ≦３℃＋ΔＴ）よりも大きい場合、過冷却膨張弁（48）の開度を増大する。

そして、庫内の冷却が進み、庫内温度が低下して蒸発器（33）の冷却負荷が低下して運転状態が変わると、増大信号出力部（80f）が開度制御部（80c）に増大信号を出力し、開度制御部（80c）における目標冷媒過熱度が増大される。具体的には、庫内温度と設定温度（ＳＰ）との温度差が１０℃まで減少すると、増大信号出力部（80f）によって開度制御部（80c）における目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）が３℃から５℃に増大される。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標冷媒過熱度の初期値（５℃）を基準とした所定範囲（５℃≦中間ＳＨ≦５℃＋ΔＴ）を越えると、開度制御部（80c）は過冷却膨張弁（48）の開度を減少させる。その結果、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）に流入する冷媒量が減少し、１次側通路（45）を流れる主回路（21）の液冷媒の過冷却度が小さくなるため、蒸発器（33）の冷却能力が低下する。

また、庫内温度がさらに低下して設定温度（ＳＰ）との温度差が５℃まで減少すると、増大信号出力部（80f）によって開度制御部（80c）における目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）が５℃から１０℃に増大される。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標冷媒過熱度の初期値（１０℃）を基準とした所定範囲（１０℃≦中間ＳＨ≦１０℃＋ΔＴ）を越えると、開度制御部（80c）は過冷却膨張弁（48）の開度を減少させる。その結果、蒸発器（33）の冷却能力がさらに低下する。

また、庫内温度がさらに低下して設定温度（ＳＰ）との温度差が１℃まで減少すると、増大信号出力部（80f）によって開度制御部（80c）における目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）が１０℃から２０℃に増大される。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標冷媒過熱度の初期値（２０℃）を基準とした所定範囲（２０℃≦中間ＳＨ≦２０℃＋ΔＴ）を越えると、開度制御部（80c）は過冷却膨張弁（48）の開度を減少させる。その結果、蒸発器（33）の冷却能力がさらに低下する。

一方、例えば、庫内温度が設定温度付近（庫内温度と設定温度（ＳＰ）との温度差が１℃以下）で安定した状態において、庫外温度の急激な上昇に伴って庫内温度も急激に上昇することがある。このように庫内温度が上昇して蒸発器（33）の冷却負荷が増大して運転状態が変わると、低減信号出力部（80g）が開度制御部（80c）に低減信号を出力し、開度制御部（80c）における目標冷媒過熱度が低減される。具体的には、庫内温度と設定温度（ＳＰ）との温度差が１℃を越えると、低減信号出力部（80g）によって開度制御部（80c）における目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）が２０℃から１０℃に低減される。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標冷媒過熱度（１０℃）を基準とした所定範囲（１０℃≦中間ＳＨ≦１０℃＋ΔＴ）を下回ると、開度制御部（80c）は過冷却膨張弁（48）の開度を増大させる。その結果、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）に流入する冷媒量が増加し、１次側通路（45）を流れる主回路（21）の液冷媒の過冷却度が大きくなるため、蒸発器（33）の冷却能力が向上する。

また、庫内温度が低下せずにさらに上昇して設定温度（ＳＰ）との温度差が５℃を越えると、低減信号出力部（80g）によって開度制御部（80c）における目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）が１０℃から５℃に低減される。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標冷媒過熱度（５℃）を基準とした所定範囲（５℃≦中間ＳＨ≦５℃＋ΔＴ）を越えると、開度制御部（80c）は過冷却膨張弁（48）の開度を増大させる。その結果、蒸発器（33）の冷却能力がさらに向上する。

また、庫内温度がさらに上昇して設定温度（ＳＰ）との温度差が１０℃を越えると、低減信号出力部（80g）によって開度制御部（80c）における目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）が５℃から３℃に低減される。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標冷媒過熱度（３℃）を基準とした所定範囲（３℃≦中間ＳＨ≦３℃＋ΔＴ）を越えると、開度制御部（80c）は過冷却膨張弁（48）の開度を増大させる。その結果、蒸発器（33）の冷却能力がさらに向上する。

このようにして、蒸発器（33）の冷却負荷の低下に伴って、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）に流入する冷媒量を低減することにより、蒸発器（33）の冷却能力を低下させることができる一方、蒸発器（33）の冷却負荷の増加に伴って、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）に流入する冷媒量を増加させることにより、蒸発器（33）の冷却能力を向上させることができる。つまり、蒸発器（33）の冷却負荷に応じて蒸発器（33）の冷却能力を調整することができる。

≪過冷却膨張弁の開度制御≫
図３に示すように、開度制御部（80c）は、まず、ステップＳｔ１において、中間過熱度（中間ＳＨ）と目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）との大小を比較する。そして、「中間ＳＨ＜目標中間ＳＨ」である状態が３０秒以上継続している場合、Ｓｔ２に移行して過冷却膨張弁（48）の開度を１plsだけ減少させる。一方、ステップＳｔ１において、「中間ＳＨ≧目標中間ＳＨ」である場合、Ｓｔ３に移行する。

ステップＳｔ３では、中間過熱度（中間ＳＨ）と目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）＋ΔＴとの大小を比較し、「中間ＳＨ＞目標中間ＳＨ＋ΔＴ」である状態が３０秒以上継続している場合、Ｓｔ４に移行して過冷却膨張弁（48）の開度を１plsだけ増大させる。一方、「中間ＳＨ≦目標中間ＳＨ＋ΔＴ」である場合、Ｓｔ５に移行する。Ｓｔ５では、過冷却膨張弁（48）の開度が現状に維持される。

以上のＳｔ１〜Ｓｔ５のステップが繰り返されることにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）を基準とした所定範囲内（目標中間ＳＨ≦中間ＳＨ≦目標中間ＳＨ＋ΔＴ）となるように過冷却膨張弁（48）の開度が制御される。

−実施形態１の効果−
本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、過冷却バイパス路（23）の減圧機構として開度の調節が自在な過冷却膨張弁（48）を採用すると共に、該過冷却膨張弁（48）を運転状態に応じて過冷却バイパス路（23）の冷媒流量が調節されるように制御するコントローラ（80）を設けたことにより、冷却運転における過冷却バイパス路（23）の冷媒流量を運転状態に応じて適宜調節することが可能となる。従って、過冷却バイパス路（23）の減圧機構としてキャピラリーチューブを採用した場合に生じる蒸発器（33）の冷却能力が必要以上に増大することによるエネルギー効率の悪化や湿りによる圧縮機（30）の損傷等の不具合を回避することができる。

また、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、冷却運転の運転状態の変化に応じて、目標変更部を構成する目標冷媒過熱度出力部（80d）が開度制御部（84a）の中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を変更することにより、過冷却バイパス路（23）の冷媒流量を冷却運転の運転状態に応じて容易に変更することができる。

また、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、開度制御部（80c）によって、中間過熱度（中間ＳＨ）が所定の目標範囲内になるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御することによって、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）を通過後の冷媒の湿りを防止することができる。従って、圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に湿った冷媒が導入されることを回避して、液圧縮を防止することができる。

また、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、冷却能力調整部（80a）を設けたことにより、冷却運転動作中に蒸発器（33）の冷却負荷に応じて蒸発器（33）の冷却能力を調整することができる。具体的には、開度制御部（80c）及び増大信号出力部（80f）を設けて、蒸発器（33）の冷却負荷の低下に応じてプレート熱交換器（44）に流入する冷媒量を低減することにより、蒸発器（33）の冷却能力を不必要に増大させることなく庫内を冷却することができる。従って、エネルギー効率を向上させることができる。また、低減信号出力部（80g）をさらに設けたことにより、蒸発器（33）の冷却負荷の増加に応じてプレート熱交換器（44）に流入する冷媒量を増大させることにより、冷却能力を増大させて庫内を十分に冷却することができる。

ところで、庫内温度が下限温度を下回ると圧縮機（30）が停止するように構成されたコンテナ用冷凍装置において、蒸発器（33）の冷却負荷が低下した安定状態（庫内温度と設定温度との温度差が小さい状態、例えば、図２の表の４段目の状態）においても過冷却バイパス路（23）に冷媒を流通させて主回路（21）の液冷媒を過冷却すると、冷却能力が不必要に大きいために庫内温度が下限温度を下回って圧縮機（30）が停止してしまう。これにより、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数が増大して消費エネルギーが増大してしまう虞がある。

しかしながら、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、冷却負荷が低下した安定状態に至ると、目標冷媒過熱度（目標中間ＳＨ）が極めて高い値（例えば、２０℃）に変更される。これにより、過冷却膨張弁（48）はほぼ全閉状態となって過冷却バイパス路（23）に冷媒が流通しなくなり、プレート熱交換器（44）において主回路（21）の液冷媒が過冷却されなくなる。従って、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、庫内温度が下限温度を下回ると圧縮機（30）が停止するように構成された場合であっても、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数の増大を抑制して消費エネルギーの増大を抑制することができる。

〈実施形態２〉
図４に示すように、実施形態２のコンテナ用冷凍装置（10）は、実施形態１のコントローラ（80）の構成を変更したものである。以下、異なる点についてのみ詳述する。

上記コントローラ（80）は、冷却運転動作中の運転状態を判断する運転状態判断部（81）と、圧縮機（30）の回転数を制御する圧縮機制御部（82）と、主膨張弁（32）の開度を制御する主膨張弁制御部（83）と、過冷却膨張弁（48）の開度を制御する過冷却膨張弁制御部（84）とを備えている。

上記運転状態判断部（81）は、冷却運転動作中の運転状態を判断する。本実施形態２では、運転状態として、４つの状態（起動、中間湿り、プルダウン、安定）を判断する。なお、本実施形態２では、冷却運転において、運転開始から所定時間が経過するまでは起動運転が行われ、該起動運転終了後に本運転が実行される。起動運転実行中は、運転状態は起動状態となる。また、本運転の運転状態としては、通常状態と中間湿り状態（湿り状態）とがあり、通常状態はさらにプルダウン状態（高負荷状態）と安定状態（低負荷状態）とに分けられている。以下、運転状態判断部（81）による各運転状態の判断動作について詳述する。

具体的には、図５に示すように、運転状態判断部（81）は、まず、ステップＳｔ１１において、起動状態か否かを判定する。本実施形態では、運転状態判断部（81）は、圧縮機（30）の起動から１０分以内、又は設定温度の変更による運転の変更（例えば、冷蔵モードから冷凍モードへの変更）から１０分以内の場合に、ステップＳｔ１２に進み、運転状態が起動状態（起動運転中）であると判断する。運転状態判断部（81）は、ステップＳｔ１２において運転状態が起動状態であると判断すると、判断を終了してステップＳｔ１１に戻る。

上記ステップＳｔ１１において上述の条件を満たさない場合、ステップＳｔ１３に進み、運転状態判断部（81）は、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）の流出側の中間圧の冷媒が湿る所定の条件を満たす中間湿り状態か否かを判断する。本実施形態では、運転状態判断部（81）は、圧縮機（30）の吐出冷媒の過熱度が１０℃未満且つプレート熱交換器（44）の２次側通路（46）の流出側の冷媒過熱度（以下、単に「中間過熱度（中間ＳＨ）」と称する。）が３℃未満である場合に、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）の流出側の中間圧の冷媒が湿る所定の条件を満たすと判断してステップＳｔ１４に進み、運転状態が中間湿り状態であると判断する。運転状態判断部（81）は、ステップＳｔ１４において運転状態が中間湿り状態であると判断すると、判断を終了してステップＳｔ１１に戻る。

なお、本実施形態では、上記圧縮機（30）の吐出冷媒の過熱度は、吐出温度センサ（63）の検出値から高圧圧力センサ（60）が検出した高圧圧力に相当する飽和温度を減じることによって算出される。また、上記中間過熱度（中間ＳＨ）は、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）の流出側の冷媒温度から流入側の冷媒温度を減じた値であり、流出温度センサ（66）の検出値から流入温度センサ（65）の検出値を減じることによって算出される。

上記ステップＳｔ１３において上述の条件を満たさない場合、ステップＳｔ１５に進み、運転状態判断部（81）は、蒸発器（33）の冷却負荷が所定値以上であるプルダウン状態であるか否かを判断する。本実施形態では、運転状態判断部（81）は、庫内温度が設定温度範囲内でない（アウトレンジ）、又は庫内温度が設定温度範囲内になって（インレンジ）から２０分以内、又はサーモＯＮから１０分以内、又はデフロスト運転終了から１０分以内の場合に、蒸発器（33）の冷却負荷が所定値以上であると判断してステップＳｔ１６に進み、運転状態がプルダウン状態であると判断する。運転状態判断部（81）は、ステップＳｔ１６において運転状態がプルダウン状態であると判断すると、判断を終了してステップＳｔ１１に戻る。

上記ステップＳｔ１５において上述の条件を満たさない場合、運転状態判断部（81）は、蒸発器（33）の冷却負荷が所定値未満であると判断してステップＳｔ１７に進み、運転状態が安定状態であると判断する。運転状態判断部（81）は、ステップＳｔ１７において運転状態が安定状態であると判断すると、判断を終了してＳｔ１１に戻る。

上記圧縮機制御部（82）は、庫内温度が一定となるように圧縮機（30）の回転数を制御する。本実施形態では、設定温度が−１０．０℃以下の冷凍モードでは吸込温度センサ（70）の検出値を庫内温度とし、設定温度が−９．９℃以上の冷蔵モードでは吹出温度センサ（71）の検出値を庫内温度とする。

上記主膨張弁制御部（83）は、圧縮機（30）の吸入冷媒の過熱度（以下、単に「過熱度（ＳＨ）」と称する。）が所定の目標範囲内となるように主膨張弁（32）の開度を制御するように構成されている。なお、本実施形態では、上記圧縮機（30）の吸入冷媒の過熱度は、吸入温度センサ（64）の検出値から低圧圧力センサ（62）が検出した低圧圧力に相当する飽和温度を減じることによって算出される。また、上記過熱度（ＳＨ）の所定の目標範囲は、上記運転状態判断部（81）によって判断される運転状態に応じて変更されることとしてもよい。

上記過冷却膨張弁制御部（84）は、上記中間過熱度（中間ＳＨ）が所定の目標範囲内となるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御するように構成されている。具体的には、上記過冷却膨張弁制御部（84）は、開度制御部（84a）と、目標範囲変更部（目標変更部）（84b）と、制御速度変更部（84c）と、制御量変更部（84d）とを備えている。

上記開度制御部（84a）は、中間過熱度（中間ＳＨ）が所定の目標範囲内（Ｌ１≦中間ＳＨ≦Ｈ１）となるように過冷却膨張弁（48）の開度をフィードバック制御するように構成されている。具体的な開度制御については後述する。

上記目標範囲変更部（84b）は、上記開度制御部（84a）によるフィードバック制御における中間過熱度（中間ＳＨ）の所定の目標範囲を上記運転状態判断部（81）によって判断される運転状態に応じて変更するように構成されている。

上記制御速度変更部（84c）は、上記開度制御部（84a）によるフィードバック制御における制御速度を上記運転状態判断部（81）によって判断される運転状態に応じて変更するように構成されている。

上記制御量変更部（84d）は、上記開度制御部（84a）によるフィードバック制御における制御量を上記運転状態判断部（81）によって判断される運転状態に応じて変更するように構成されている。

−運転動作−
次に、上記コンテナ用冷凍装置（10）の冷却運転動作について説明する。

先ず、通常の冷却運転時には、第３開閉弁（53）が閉じられ、第１開閉弁（47）及び第２開閉弁（49）が開いている。この状態において、主回路（21）では、圧縮機（30）から吐出された冷媒は、凝縮器（31）で凝縮した後、主膨張弁（32）で減圧し、蒸発器（33）で蒸発した後、圧縮機（30）に戻る。この冷媒循環を繰り返す。そして、上記蒸発器（33）で庫内空気を冷却し、庫内ファン（36）によって冷却空気が庫内に供給される。

一方、このとき、上記過冷却バイパス路（23）では、凝縮器（31）で凝縮された高圧液冷媒の一部が分岐して流入し、過冷却膨張弁（48）で減圧された後、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）に流入して１次側通路（45）を流れる液冷媒を過冷却する。そして、該１次側通路（45）で過冷却された液冷媒は、蒸発器（33）に流れる一方、２次側通路（46）を流れる冷媒は、圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に流れる。この過冷却バイパス路（23）により、液冷媒が過冷却状態となって蒸発器（33）における冷却能力が向上すると共に、２次側通路（46）の冷媒が圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に流れることにより、冷媒循環量が向上する。

また、上記蒸発器（33）がフロストすると、デフロスト運転を行い、第３開閉弁（53）を開くと共に、主膨張弁（32）及び吐出圧力調整弁（38）を閉じる。そして、このデフロスト運転時には、圧縮機（30）から吐出された高温の冷媒ガスを蒸発器（33）に供給し、蒸発器（33）のフロストを除去する。

〈過冷却膨張弁の開度制御〉
上記過冷却膨張弁制御部（84）の開度制御部（84a）は、中間過熱度（中間ＳＨ）が所定の目標範囲内（Ｌ１≦中間ＳＨ≦Ｈ１）となるように上記過冷却膨張弁（48）の開度をフィードバック制御する。

具体的には、図６に示すように、上記過冷却膨張弁制御部（84）の開度制御部（84a）は、ステップＳｔ２１において、中間過熱度（中間ＳＨ）と所定の目標範囲の下限値Ｌ１との大小を比較し、「中間ＳＨ＜Ｌ１」である状態が所定時間Ｔ１以上継続しているか否かを判定する。「中間ＳＨ＜Ｌ１」である状態が所定時間Ｔ１以上継続している場合、過冷却膨張弁（48）の開度をＰ１だけ減少させる（ステップＳｔ２２）。一方、「中間ＳＨ＜Ｌ１」である状態が所定時間Ｔ１以上継続していない場合、中間過熱度（中間ＳＨ）と所定の目標範囲の上限値Ｈ１との大小を比較し、「中間ＳＨ＞Ｈ１」である状態が所定時間Ｔ２以上継続しているか否かを判断する（ステップＳｔ２３）。「中間ＳＨ＞Ｈ１」である状態が所定時間Ｔ２以上継続している場合、過冷却膨張弁（48）の開度をＰ２だけ増大させる（ステップＳｔ２４）。一方、「中間ＳＨ＞Ｈ１」である状態が所定時間Ｔ２以上継続していない場合、過冷却膨張弁（48）の開度を維持する（ステップＳｔ２５）。

上記開度制御部（84a）は、以上のＳｔ２１〜Ｓｔ２５のステップが繰り返されることにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が所定範囲内（Ｌ１≦中間ＳＨ≦Ｈ１）となるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御する。

《目標範囲の変更》
また、本実施形態２では、冷却運転の運転状態に応じて、上記過冷却膨張弁制御部（84）の目標範囲変更部（84b）によって、上記中間過熱度（中間ＳＨ）の所定の目標範囲が変更される。

具体的には、図７に示すように、上記目標範囲変更部（84b）は、上記開度制御部（84a）によるフィードバック制御における中間過熱度（中間ＳＨ）の所定の目標範囲を、起動状態の場合には５℃以上１５℃以下の範囲、プルダウン状態の場合には０℃以上１０℃以下の範囲、中間湿り状態の場合には１０℃以上１５℃以下の範囲、安定状態の場合には３℃以上１３℃の範囲に変更する。

運転開始直後の起動状態では、各制御機器の動作が安定せず、主回路（21）における冷媒の挙動が安定していないため、中間過熱度（中間ＳＨ）が安定しない。そのため、上記目標範囲変更部（84b）は、中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を比較的高い範囲に変更して過冷却膨張弁（48）を閉じ気味に制御する。これにより、２次側通路（46）を通過後の冷媒の湿りが防止され、圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に湿り気味の冷媒が導入されることによる液圧縮を回避することができる。なお、起動状態の中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲の下限値が後述する中間湿り状態の目標範囲の下限値よりも低く設定されているのは、起動状態（起動運転）において、２次側通路（46）を通過後の冷媒の湿りを防止しつつ、液冷媒を過冷却できる程度に過冷却バイパス路（23）の冷媒流量を確保するためである。以上のように起動状態の中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を変更することにより、蒸発器（33）における冷却能力の増大を図りつつ冷媒の湿りも防止することができる。

また、上記目標範囲変更部（84b）は、起動運転（起動状態）終了後の本運転における運転状態が通常状態（プルダウン状態、安定状態）でなく中間湿り状態である場合には、中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を通常状態の際よりも高い範囲に変更する。これにより、過冷却膨張弁（48）の開度が減少し、中間過熱度（中間ＳＨ）が増大して該冷媒の湿り状態が回避されると共に過冷却バイパス路（23）の冷媒流量が減少する。よって、圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に湿り気味の冷媒が導入されて液圧縮してしまうことを抑制することができる。

ところで、本運転において、運転状態が通常状態であって蒸発器（33）の冷却負荷が所定値以上であるプルダウン状態である場合には必要となる蒸発器（33）の冷却能力が大きい。一方、運転状態が通常状態であって蒸発器（33）の冷却負荷が所定値未満である安定状態である場合には、蒸発器（33）で必要とされる冷却能力がプルダウン状態である場合に比べて各段に小さい。そのため、運転状態がプルダウン状態である場合と安定状態である場合とで中間過熱度（中間ＳＨ）が同程度になるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御することとすると、プルダウン状態である場合に蒸発器（33）の冷却能力が不足する虞や、安定状態である場合に蒸発器（33）の冷却能力が過大になる虞がある。

そこで、上記目標範囲変更部（84b）は、起動運転（起動状態）の終了後の本運転において、運転状態がプルダウン状態である場合と安定状態である場合とで、開度制御部（84a）の中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を変更することとしている。具体的には、例えば、運転状態がプルダウン状態から安定状態に変わると、目標範囲変更部（84b）が中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲をプルダウン状態に比べて高い範囲に変更する。これにより、過冷却膨張弁（48）の開度が減少して、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）に流入する冷媒流量が減少する。そのため、主回路（21）の液冷媒の冷却量が低減されて、不必要に蒸発器（33）の冷却能力が増大することを防止することができる。一方、運転状態が安定状態からプルダウン状態に変わると、目標範囲変更部（84b）が中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を安定状態に比べて低い範囲に変更する。これにより、過冷却膨張弁（48）の開度が増大して、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）に流入する冷媒流量が増加する。そのため、主回路（21）の液冷媒の冷却量が増大して、蒸発器（33）の冷却能力を増大させることができ、高い冷却能力で庫内を冷却することができる。このように目標範囲変更部（84b）によって中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を変更することにより、蒸発器（33）の冷却負荷に応じて、蒸発器（33）の冷却能力を調整することができる。従って、エネルギー効率を向上させることができる。

《制御速度の変更》
また、本実施形態２では、冷却運転の運転状態に応じて、上記過冷却膨張弁制御部（84）の制御速度変更部（84c）によって、上記開度制御部（84a）によるフィードバック制御の制御速度が運転状態に応じて変更される。

具体的には、図７に示すように、上記制御速度変更部（84c）は、上記開度制御部（84a）によるフィードバック制御（図６参照）のステップＳｔ２１における判断時間（所定時間Ｔ１）及びステップＳｔ２３における判断時間（所定時間Ｔ２）を変更することによって、制御速度を変更する。より具体的には、各判断時間を短くすることで制御速度が増大する一方、各判断時間を長くすることで制御速度が低減される。上記制御速度変更部（84c）は、上記開度制御部（84a）によるフィードバック制御（図６参照）のステップＳｔ２１における判断時間（所定時間Ｔ１）を、起動状態の場合には５秒、プルダウン状態の場合には６０秒、中間湿り状態の場合には２０秒、安定状態の場合には２４０秒に変更する一方、ステップＳｔ２３における判断時間（所定時間Ｔ２）を、起動状態の場合には５秒、プルダウン状態の場合には６０秒、中間湿り状態の場合には２０秒、安定状態の場合には１８０秒に変更する。

上述のように、運転開始直後の起動状態では、各制御機器の動作が安定せず、主回路（21）における冷媒の挙動が安定していないため、中間過熱度（中間ＳＨ）が変化する速度が速い。そのため、上記開度制御部（84a）によるフィードバック制御の上記判断時間が長い、つまり制御速度が遅いと、中間過熱度（中間ＳＨ）が所定の目標範囲から大幅に外れてしまう虞がある。そこで、上記制御速度変更部（84c）は、運転開始直後の起動状態では、開度制御部（84a）の所定時間Ｔ１及び所定時間Ｔ２のそれぞれを最も短い判断時間である５秒に変更して制御速度を最も高い速度に変更する。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）の変化に対して、過冷却膨張弁（48）の開度制御が敏感に追従するため、中間過熱度（中間ＳＨ）を素早く所定の目標範囲内に収束させることができる。

また、上記制御速度変更部（84c）は、起動運転（起動状態）終了後の本運転における運転状態が通常状態（プルダウン状態、安定状態）でなく中間湿り状態である場合には、開度制御部（84a）の所定時間Ｔ１及び所定時間Ｔ２のそれぞれを通常状態の際よりも短い２０秒に変更して制御速度を通常状態の際よりも高い速度に変更する。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が早く増大して該冷媒の湿り状態が早く回避されると共に過冷却バイパス路（23）の冷媒流量が早く減少する。よって、圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に湿り気味の冷媒が導入されて液圧縮してしまうことを抑制することができる。

ところで、本運転において、運転状態がプルダウン状態である場合には、各制御機器の動作が安定せず、主回路（21）における冷媒の挙動が安定していないため、中間過熱度（中間ＳＨ）も変動し易い。一方、運転状態が安定状態である場合には、各制御機器の動作が安定しているため、主回路（21）における冷媒の挙動が安定している。そのため、運転状態がプルダウン状態である場合と安定状態である場合とで開度制御部（84a）によるフィードバック制御の速度が同程度になるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御することとすると、プルダウン状態である場合には、中間過熱度（中間ＳＨ）の変化に対して開度制御部（84a）による過冷却膨張弁（48）の開度制御が遅れて、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標範囲から大きく外れて、主回路（21）の液冷媒を過冷却できなくなったり、湿った冷媒が圧縮機（30）に導入されてしまったりする虞がある。一方、運転状態が安定状態である場合には、中間過熱度（中間ＳＨ）の僅かな変化に対して過冷却膨張弁（48）の開度制御が過敏に追従してしまい、蒸発器（33）の冷却能力を変動させて、主回路（21）における冷媒の挙動が安定しなくなる虞がある。

そこで、上記制御速度変更部（84c）は、運転状態がプルダウン状態である場合と安定状態である場合とで、開度制御部（84a）によるフィードバック制御の速度を変更することとしている。具体的には、例えば、運転状態がプルダウン状態から安定状態になると、開度制御部（84a）の所定時間Ｔ１が６０秒から２４０秒に変更されると共に所定時間Ｔ２が６０秒から１８０秒に変更されて制御速度が低減される。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）の僅かな変化に対して過冷却膨張弁（48）の開度制御が過敏に追従しなくなるため、主回路（21）における冷媒の挙動を安定した状態に維持することができる。一方、運転状態が安定状態からプルダウン状態になると、開度制御部（84a）の所定時間Ｔ１が２４０秒から６０秒に変更されると共に所定時間Ｔ２が１８０秒から６０秒に変更されて制御速度が増大する。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）の僅かな変化に対して過冷却膨張弁（48）の開度制御が敏感に追従するようになるため、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標範囲から大きく外れることを防止することができる。よって、主回路（21）の液冷媒の過冷却を確保することができると共に、過冷却バイパス路（23）の冷媒の湿りを防止して圧縮機（30）の損傷を防止することができる。

《制御量の変更》
また、本実施形態２では、冷却運転の運転状態に応じて、上記過冷却膨張弁制御部（84）の制御量変更部（84d）により、上記開度制御部（84a）によるフィードバック制御における制御量が変更される。

具体的には、上記制御量変更部（84d）は、図８及び図９に示すように、起動状態から安定状態に移行するまでの「安定前段階」では、図６のステップＳｔ２２、Ｓｔ２４における開度変更量Ｐ１及びＰ２をそれぞれ５ｐｌｓに変更し、安定状態に至ってから再び起動状態となるまでの「安定後段階」では、図６のステップＳｔ２２、Ｓｔ２４における開度変更量Ｐ１及びＰ２をそれぞれ１ｐｌｓに変更する。つまり、起動状態から安定状態に至るまでの間は、制御量を大きくして早く安定状態になるように制御する。一方、一旦安定状態に至ると、制御量を小さくして、過冷却膨張弁（48）の開度変更が中間過熱度（中間ＳＨ）の変動に対して過敏に追従して安定状態が損なわれないように制御する。

−実施形態２の効果−
上記コンテナ用冷凍装置（10）によっても、上記実施形態１と同様に、過冷却バイパス路（23）の減圧機構として開度の調節が自在な過冷却膨張弁（48）を採用すると共に、該過冷却膨張弁（48）を運転状態に応じて過冷却バイパス路（23）の冷媒流量が調節されるように制御するコントローラ（80）を設けたことにより、冷却運転における過冷却バイパス路（23）の冷媒流量を運転状態に応じて適宜調節することが可能となる。従って、過冷却バイパス路（23）の減圧機構としてキャピラリーチューブを採用した場合に生じる蒸発器（33）の冷却能力が必要以上に増大することによるエネルギー効率の悪化や湿りによる圧縮機（30）の損傷等の不具合を回避することができる。

また、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、冷却運転の運転状態の変化に応じて、目標変更部（84b）が開度制御部（84a）の中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を変更することにより、過冷却バイパス路（23）の冷媒流量を冷却運転の運転状態に応じて容易に変更することができる。

また、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、開度制御部（84a）によって、中間過熱度（中間ＳＨ）が所定の目標範囲内になるように過冷却膨張弁（48）の開度を制御することによって、プレート熱交換器（44）の２次側通路（46）を通過後の冷媒の湿りを防止することができる。従って、圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に湿った冷媒が導入されることを回避して、液圧縮を防止することができる。

また、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、本運転において運転状態が中間湿り状態になっても、目標変更部（84b）が開度制御部（84a）の中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を通常状態よりも高い範囲に変更することにより、過冷却膨張弁（48）の開度を減少させることができる。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）を増大させて該冷媒の湿り状態を解消することができると共に、過冷却バイパス路（23）の冷媒流量を低減することができる。よって、多量の湿り冷媒が圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に導入されてしまうことを防止して、液圧縮を回避することができる。

また、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、目標変更部（84b）によって、運転状態がプルダウン状態である場合と安定状態である場合とで開度制御部（84a）の中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲を変更することにより、運転状態がプルダウン状態である場合には高い冷却能力で庫内を冷却することができ、運転状態が安定状態である場合には不必要に冷却能力が増大することを防止することができる。つまり、蒸発器（33）の冷却負荷に応じて、蒸発器（33）の冷却能力を調整することができる。従って、エネルギー効率を向上させることができる。

ところで、庫内温度が下限温度を下回ると圧縮機（30）が停止するように構成されたコンテナ用冷凍装置では、安定状態の際に不必要に冷却能力が増大すると、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数が増大して消費エネルギーを増大させてしまう。しかしながら、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、安定状態の際に不必要に冷却能力を増大させることがないため、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数を低減して消費エネルギーの増大を抑制することができる。

また、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、本運転における運転状態が中間湿り状態になると、目標変更部（84b）によって開度制御部（84a）の中間過熱度（中間ＳＨ）の目標範囲が通常状態よりも高い範囲に変更されると共に制御速度変更部（84c）によって開度制御部（84a）の制御速度が通常状態よりも高い速度に変更される。これにより、中間過熱度（中間ＳＨ）を早く増大させて該冷媒の湿り状態を早く解消することができると共に、過冷却バイパス路（23）の冷媒流量を早く低減することができる。よって、中間湿り状態を早く解消することができる。

また、本コンテナ用冷凍装置（10）によれば、制御速度変更部（84c）によって、運転状態がプルダウン状態である場合と安定状態である場合とで開度制御部（84a）によるフィードバック制御の速度を変更することとしている。これにより、運転状態が安定状態である場合には主回路（21）における冷媒の挙動を安定した状態に維持することができる。一方、運転状態がプルダウン状態である場合には、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標範囲から大きく外れることを防止することができるため、主回路（21）の液冷媒の過冷却を確保することができると共に、過冷却バイパス路（23）の冷媒の湿りを防止して圧縮機（30）の損傷を防止することができる。

−実施形態２の変形例１−
変形例１のコンテナ用冷凍装置（10）は、実施形態２のコントローラ（80）の開度制御部（84a）による制御を一部変更したものである。具体的には、変形例１では、開度制御部（84a）は、本運転における運転状態がプルダウン状態である場合には、フィードバック制御に加えて、圧縮機（30）の回転数の変化に基づいてフィードフォワード制御を行うように構成されている。

ところで、圧縮機（30）の回転数が変化すると、冷媒循環量が増減して、中間過熱度（中間ＳＨ）が変動する。上記実施形態２では、圧縮機制御部（82）によって、庫内温度が設定温度となるように圧縮機（30）の回転数を制御するように構成されている。つまり、圧縮機（30）が蒸発器（33）の冷却負荷（庫内の熱負荷、つまり必要冷却量）に応じて回転数が変化するように構成されている。このような場合、何らかの要因によって蒸発器（33）の冷却負荷が急変すると、フィードバック制御では制御が遅れてしまい、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標範囲から大きく外れてしまう虞がある。特に、運転状態がプルダウン状態である場合、蒸発器（33）の冷却負荷の変化が大きいため、開度制御部（84a）によるフィードバック制御が遅れてしまう虞がある。

そこで、本変形例１では、本運転の運転状態がプルダウン状態である場合に、開度制御部（84a）が、フィードバック制御に加えて、圧縮機（30）の回転数の変化に基づいてフィードフォワード制御を行うように構成することとしている。これにより、過冷却膨張弁（48）は、開度制御部（84a）によって、圧縮機（30）の回転数の変化に基づいて中間過熱度（中間ＳＨ）の変化を予測して、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標範囲から大きく外れないように前もって制御される。

具体的には、例えば、蒸発器（33）の冷却負荷が急増して圧縮機（30）の回転数が急増した場合には、過冷却バイパス路（23）に多量の冷媒が流入して中間過熱度（中間ＳＨ）が急激に低下して冷媒が湿る虞があるため、開度制御部（84a）は、フィードバック制御（図６参照）のステップＳｔ２１において「中間ＳＨ＜Ｌ１」である状態が所定時間Ｔ１以上継続していなくても、ステップＳｔ２２に進み、過冷却膨張弁（48）の開度をＰ１だけ減少させる。一方、例えば、蒸発器（33）の冷却負荷が急降下して圧縮機（30）の回転数が急降下した場合には、過冷却バイパス路（23）の冷媒流量が減少して中間過熱度（中間ＳＨ）が急激に増大して過冷却できなくなる虞があるため、開度制御部（84a）は、フィードバック制御（図６参照）のステップＳｔ２３において「中間ＳＨ＞Ｈ１」である状態が所定時間Ｔ２以上継続していなくても、ステップＳｔ２４に進み、過冷却膨張弁（48）の開度をＰ２だけ増大させる。

以上のように、本変形例１によれば、本運転における運転状態がプルダウン状態である場合に、開度制御部（84a）がフィードバック制御に加えて、圧縮機（30）の回転数の変化に基づいてフィードフォワード制御することにより、中間過熱度（中間ＳＨ）が目標範囲から大きく外れてしまうことを防止することができる。従って、プルダウン状態において、好適に主回路（21）の液冷媒を過冷却することができる。

−実施形態２の変形例２−
変形例２のコンテナ用冷凍装置（10）は、実施形態２のコントローラ（80）による制御を一部変更したものである。具体的には、変形例２では、コントローラ（80）は、冷蔵運転の本運転における運転状態が安定状態である場合に、過冷却バイパス路（23）の流入側の第１開閉弁（47）を閉状態に制御すると共に、上記開度制御部（84a）による開度制御を停止するように構成されている。

ところで、冷蔵運転のように、庫内温度を精度よく設定温度に近づけなければならない運転モードでは、庫内温度が下限温度を下回ると圧縮機（30）が停止するように構成されている。そのため、冷蔵運転の本運転における運転状態が安定状態である場合に不必要に冷却能力が増大すると、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数が増大して消費エネルギーを増大させてしまう虞がある。

しかしながら、本変形例２では、冷蔵運転の本運転における運転状態が安定状態になると、コントローラ（80）が開度制御部（84a）による開度制御を停止して第１開閉弁（47）を閉鎖することにより、過冷却バイパス路（23）への冷媒の流入が阻止される。これにより、プレート熱交換器（44）において主回路（21）の液冷媒が過冷却されなくなるため、蒸発器（33）の冷却能力を不必要に増大させることを防止することができる。従って、本変形例２によれば、圧縮機（30）の発動と停止の切換回数を低減して消費エネルギーの増大を抑制することができる。

〈その他の実施形態〉
上記実施形態２の変形例２では、冷蔵運転の本運転における運転状態が安定状態になると、コントローラ（80）が開度制御部（84a）による開度制御を停止して第１開閉弁（47）を閉鎖することにより、過冷却バイパス路（23）への冷媒の流入を阻止していたが、運転状態が安定状態になると、目標範囲変更部（84b）によって開度制御部（84a）の目標範囲が極めて高い値（例えば、１５℃〜２０℃）に変更されることとしてもよい。これにより、過冷却膨張弁（48）はほぼ全閉状態となって過冷却バイパス路（23）に冷媒が流通しなくなり、プレート熱交換器（44）において主回路（21）の液冷媒が過冷却されなくなる。従って、上記実施形態２の変形例２と同様の効果を奏することができる。

なお、以上の実施形態は、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。

以上説明したように、本発明は、過冷却熱交換器を備えたコンテナ用冷凍装置について有用である。

１０ コンテナ用冷凍装置
２１ 主回路
２３ 過冷却バイパス路（分岐路）
３０ 圧縮機
３１ 凝縮器
３２ 主膨張弁（膨張機構）
３３ 蒸発器
４４ プレート熱交換器（過冷却熱交換器）
４５ １次側通路（一次側流路）
４６ ２次側通路（二次側流路）
４７ 第１開閉弁（開閉弁）
４８ 過冷却膨張弁
８０ コントローラ（制御手段）
８０ｃ 開度制御部
８０ｄ 目標冷媒過熱度出力部（目標変更部）
８０ｆ 増大信号出力部
８０ｇ 低減信号出力部
８１ 運転状態判断部
８４ａ 開度制御部
８４ｂ 目標範囲変更部（目標変更部）
８４ｃ 制御速度変更部

Claims (10)

1. 圧縮機（30）と凝縮器（31）と膨張機構（32）と庫内を冷却するための蒸発器（33）とが順に接続された主回路（21）と、該主回路（21）の液配管から分岐して上記圧縮機（30）の中間圧力状態の圧縮室に接続されると共に減圧機構が設けられた分岐路（23）と、上記主回路（21）の液配管に接続された一次側流路（45）と上記分岐路（23）の上記減圧機構の下流側に接続された二次側流路（46）とを有して上記分岐路（23）の減圧後の冷媒と上記主回路（21）の液冷媒とを熱交換させる過冷却熱交換器（44）とを備えたコンテナ用冷凍装置であって、
   上記減圧機構は、開度の調節が自在な過冷却膨張弁（48）によって構成され、
   庫内の冷却運転において、運転状態に応じて上記分岐路（23）の冷媒流量が調節されるように上記過冷却膨張弁（48）の開度を制御する制御手段（80）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、
   上記制御手段（80）は、
   上記冷却運転において、上記過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒の過熱度が、所定の目標範囲内となるように上記過冷却膨張弁（48）の開度を制御する開度制御部（80c,84a）と、
   上記冷却運転の運転状態に応じて、上記開度制御部（80c,84a）の上記目標範囲を変更する目標変更部（80d,84b）とを備えている
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
3. 請求項２において、
   上記開度制御部（80c）は、目標冷媒過熱度を基準として上記目標範囲を設定するように構成される一方、
   上記目標変更部（80d）は、上記蒸発器（33）の冷却負荷が低下すると、上記開度制御部（80c）に増大信号を出力して上記目標冷媒過熱度を増大する増大信号出力部（80f）を備えている
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
4. 請求項３において、
   上記目標変更部（80d）は、上記蒸発器（33）の冷却負荷が増加すると、上記開度制御部（80c）に低減信号を出力して上記目標冷媒過熱度を低下させる低減信号出力部（80g）を備えている
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
5. 請求項２において、
   上記目標変更部（84b）は、上記冷却運転の起動運転終了後の本運転において、運転状態が上記過冷却熱交換器（44）の二次側流路（46）の流出側の冷媒が湿る所定の条件を満たす湿り状態になると、上記開度制御部（84a）の上記目標範囲を上記本運転の運転状態が通常状態である場合よりも高い範囲に変更するように構成されている
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
6. 請求項５において、
   上記目標変更部（84b）は、上記通常状態において、上記開度制御部（84a）の上記目標範囲を、上記蒸発器（33）の冷却負荷が所定値以上である高負荷状態の際よりも上記蒸発器（33）の冷却負荷が所定値未満である低負荷状態の際の方が高い範囲となるように変更するように構成されている
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
7. 請求項５において、
   上記開度制御部（84a）は、フィードバック制御を行うように構成され、
   上記制御手段（80）は、上記本運転における運転状態が上記湿り状態になると、上記開度制御部（84a）の制御速度を上記通常状態の際よりも高くなるように変更する制御速度変更部（84c）を備えている
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
8. 請求項６において、
   上記開度制御部（84a）は、フィードバック制御を行うように構成され、
   上記制御手段（80）は、上記本運転において、上記開度制御部（84a）の制御速度を、運転状態が上記高負荷状態である場合よりも上記低負荷状態である場合の方が低くなるように変更する制御速度変更部（84c）を備えている
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
9. 請求項８において、
   上記圧縮機（30）は、上記蒸発器（33）の冷却負荷に応じて回転数が変化するように構成され、
   上記開度制御部（84a）は、上記本運転の運転状態が上記高負荷状態の際には、上記フィードバック制御に加え、上記圧縮機（30）の回転数の変化に基づいてフィードフォワード制御を行うように構成されている
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
10. 請求項５において、
    上記分岐路（23）の上記過冷却膨張弁（48）よりも上流側に設けられた開閉弁（47）をさらに備え、
    上記制御手段（80）は、上記本運転の運転状態が上記通常状態であって上記蒸発器（33）の冷却負荷が所定値未満である低負荷状態である場合に、上記開閉弁（47）を閉状態に制御すると共に、上記開度制御部（84a）による開度制御を停止するように構成されている
    ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。

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