JP2018189325A

JP2018189325A - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2018189325A
Application number: JP2017093263A
Authority: JP
Inventors: 泰西田; Yasushi Nishida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2018-11-29
Anticipated expiration: 2037-05-09
Also published as: JP6642513B2; CN110573811B; US20200041184A1; EP3623729A1; WO2018207491A1; EP3623729A4; CN110573811A

Abstract

【課題】発電用エンジンの燃費を向上することの可能な冷凍装置を提供する。【解決手段】エンジン３１の駆動により発電機３２が発電した電力は、インバータ３３により任意の周波数の交流電流に変換される。冷凍サイクル１０を構成する圧縮機１１は、インバータ３３からの給電により駆動するモータ１６、および、そのモータ１６により回転駆動されて冷媒を吸入し圧縮し吐出する冷媒圧縮部１７を有する。モード切替スイッチ４４は、エンジン３１の発動および停止を許容する発停運転モードと、エンジン３１を連続して運転させる連続運転モードとを切り替え可能である。制御装置４０は、モード切替スイッチ４４により発停運転モードが選択されたとき、圧縮機１１の目標回転数が、設定温度Ｔｓｅｔと庫内温度Ｔｒｅｔとの差に応じた回転数より高い回転数で固定されるようにインバータ３３を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、冷凍装置に関するものである。

従来、冷凍サイクルを構成する圧縮機のモータ等の駆動電力を発電するためのエンジンと発電機を備えた冷凍装置が知られている。

特許文献１に記載の冷凍装置は、庫内温度と設定温度との差に基づいて算出された冷凍サイクルの熱負荷に応じてエンジンの回転数を制御している。これにより、エンジンの回転数に応じた電力が発電機から圧縮機のモータに供給され、その圧縮機の回転数に応じて冷凍サイクルの冷却能力が調整される。これにより、この冷凍装置は、発電機と圧縮機とを接続する電気回路にインバータを備えることなく、冷凍サイクルの熱負荷に応じた冷却能力の調整を可能としている。

特開２０１３−２８０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷凍装置は、冷凍サイクルの熱負荷に応じてエンジンの回転数を制御しているので、エンジンが停止しないことから、エンジンの燃料消費量が増加し、燃費が悪化するといった問題がある。

ところで、発電用のエンジンを備えた冷凍装置において、発電機と圧縮機との間の電気回路にインバータを設置した場合、冷凍サイクルの熱負荷に応じて圧縮機の回転数をインバータにより制御することが可能となる。その場合にも、エンジンを停止することなく、エンジンの運転を続けると、エンジンの燃料消費量が増加し、燃費が悪化するおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、発電用エンジンの燃費を向上することの可能な冷凍装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、庫内（６）の空気を冷却する冷凍装置において、
発電用のエンジン（３１）と、
エンジンの駆動により発電する発電機（３２）と、
発電機が発電した電力から任意の周波数の交流電流を生成するインバータ（３３）と、
インバータからの給電により駆動するモータ（１６）、および、そのモータにより回転駆動されて冷媒を吸入し圧縮し吐出する冷媒圧縮部（１７）を有する圧縮機（１１）と、
圧縮機から吐出された冷媒と外気との熱交換により冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
放熱器から流出した冷媒の圧力を低下させる膨張弁（１３）と、
膨張弁から流出した冷媒と庫内の空気との熱交換により庫内の空気を冷却し、蒸発した冷媒を圧縮機に向けて流出させる蒸発器（１４）と、
エンジンの発動および停止を許容する発停運転モードと、エンジンを連続して運転させる連続運転モードとを切り替え可能なモード切替スイッチ（４４）と、
モード切替スイッチにより発停運転モードが選択されたとき、圧縮機の目標回転数が、設定温度（Ｔｓｅｔ）と庫内温度（Ｔｒｅｔ）との差に応じた回転数より高い回転数で固定されるようにインバータを制御する制御装置（４０）と、を備える。

これによれば、モード切替スイッチにより発停運転モードが選択されたとき、圧縮機の目標回転数が、設定温度と庫内温度との差に応じた回転数より高い回転数で固定されるので、庫内温度が設定温度以下に短時間で冷却される。設定温度と庫内温度との差に応じた回転数より高い回転数とは、連続運転モードのときの回転数より高い回転数である。そのため、庫内温度を設定温度以下に冷却するまでのエンジンの運転時間が短くなり、エンジンの停止時間が相対的に長くなる。したがって、この冷凍装置は、発停運転モードが選択されたとき、エンジンの燃料消費量を低減し、燃費を向上することができる。

なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。

第１実施形態に係る冷凍装置を搭載した冷凍車両の概略図である。第１実施形態に係る冷凍装置の構成図である。第１実施形態に係る冷凍装置の制御方法を示すフローチャートである。第２実施形態に係る冷凍装置の構成図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、冷凍装置を冷凍車両に適用した例について説明する。

図１に示すように、冷凍装置１が適用される冷凍車両２は、トラクタ３とトレーラ４により構成されている。トラクタ３には、車両走行用エンジン５が搭載されている。トラクタ３は、トレーラ４を牽引する牽引車である。

一方、トレーラ４には、冷凍食品などの貨物を貯蔵する庫内空間６が形成されている。本実施形態の冷凍装置１は、トレーラ４のうちトラクタ３と対向する部位にユニット化されて取り付けられている。冷凍装置１は、トレーラ４の庫内空間６の温度を調整する。

図２に示すように、冷凍装置１は、冷凍サイクル１０と、その冷凍サイクル１０の各構成に電力を供給する電力供給部３０と、それらの駆動を制御する制御装置４０および操作パネル４１などを備えている。

まず、冷凍サイクル１０について説明する。冷凍サイクル１０は、蒸気圧縮式の冷凍機であり、圧縮機１１、放熱器１２、膨張弁１３および蒸発器１４などが配管１５により接続されている。

圧縮機１１は、電動式圧縮機であり、電動式のモータ１６と、そのモータ１６により回転駆動される冷媒圧縮部１７を有している。モータ１６の回転数は、電力供給部３０が有するインバータ３３から供給される交流電流の周波数により制御される。冷媒圧縮部１７は、冷媒吸入口１８から吸入した冷媒を圧縮し、その冷媒を冷媒吐出口１９から吐出する構成を備えている。冷媒圧縮部１７は、１回転に対する冷媒の吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構である。冷媒圧縮部１７は、モータ１６の回転に同期して回転する。したがって、冷媒圧縮部１７の回転数も、電力供給部３０が有するインバータ３３からモータ１６に供給される交流電流の周波数により制御される。以下の説明で、圧縮機１１の回転というときは、モータ１６と冷媒圧縮部１７の両方の回転をいうものとする。

圧縮機１１が有する冷媒圧縮部１７の冷媒吐出口１９側には、配管１５を介して、放熱器１２の冷媒入口が接続されている。放熱器１２は、放熱器用の送風機２０から送風された外気と、圧縮機１１の冷媒圧縮部１７から吐出された冷媒との熱交換により冷媒を放熱させる熱交換器である。放熱器用の送風機２０は、電力供給部３０から供給される電力によって駆動され、放熱器１２に外気を送風する。

放熱器１２の冷媒出口側には、配管１５を介して、膨張弁１３の冷媒入口が接続されている。膨張弁１３は、放熱器１２から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧装置である。膨張弁１３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体１３１と、その弁体１３１の絞り開度を変化させる電動アクチュエータ１３２とを有する電気式膨張弁である。電動アクチュエータ１３２は、制御装置４０から出力される制御信号に応じて駆動する。したがって、膨張弁１３は、制御装置４０から出力される制御信号に応じて、その絞り開度が制御される。

膨張弁１３の冷媒出口側には、配管１５を介して、蒸発器１４の冷媒入口が接続されている。蒸発器１４は、蒸発器用の送風機２１によって庫内空間６を循環する空気と、膨張弁１３から流出した冷媒とを熱交換させる熱交換器である。蒸発器用の送風機２１は、電力供給部３０から供給される電力によって駆動され、蒸発器１４に庫内６の空気を送風する。蒸発器用の送風機２１により蒸発器１４に送風された空気は、蒸発器１４を流れる冷媒の蒸発潜熱による吸熱作用により冷却される。なお、図２では、蒸発器用の送風機２１の駆動により蒸発器１４に送風される空気が流れる方向を、符号２４を付した矢印で示している。

蒸発器１４の冷媒出口側には、配管１５を介して、圧縮機１１が有する冷媒圧縮部１７の冷媒吸入口１８が接続されている。したがって、蒸発器１４の冷媒出口から流出した冷媒は、圧縮機１１に向けて流れ、圧縮機１１が有する冷媒圧縮部１７に吸入される。

次に、電力供給部３０について説明する。電力供給部３０は、発電用のエンジン３１、そのエンジン３１の駆動により発電する発電機３２、および、発電機３２が発電した電力から任意の周波数の交流電流を生成するインバータ３３などから構成されている。

エンジン３１は、トラクタ３の車両走行用エンジン５とは別に、冷凍サイクル１０の各構成に電力を供給するために設けられたものである。このエンジン３１は、制御装置４０の制御により、回転数が一定の回転数に維持される定速型のエンジンである。また、このエンジン３１は、制御装置４０の制御により、高回転と低回転を含む少なくとも２段階に回転数を切り替えることが可能なものである。一般に、制御装置４０は、冷凍装置１の始動直後など、庫内温度Ｔｒｅｔと設定温度Ｔｓｅｔとの差が大きいときにエンジン３１を高回転で回転させ、庫内温度Ｔｒｅｔを急速に冷却する。その後、庫内温度Ｔｒｅｔと設定温度Ｔｓｅｔとが所定の温度差になると、制御装置４０は、エンジン３１を低回転で回転させる。

発電機３２は、エンジン３１の出力軸に直接または間接的に接続されており、エンジン３１の動力によって発電する。すなわち、発電機３２は、エンジン３１の出力軸に直接接続されていてもよく、または、プーリおよびベルト等の動力伝達機構を介して接続されていてもよい。発電機３２により発電した電力は、インバータ３３を経由して圧縮機１１のモータ１６に供給される。なお、図示していないが、発電機３２により発電した電力は、放熱器用の送風機２０および蒸発器用の送風機２１にも供給される。

インバータ３３は、制御装置４０から伝送される制御信号に従い、発電機３２が発電した電力から任意の周波数の交流電流を生成する電気回路である。インバータ３３により生成された交流電流は、圧縮機１１のモータ１６へ供給される。これにより、圧縮機１１のモータ１６と冷媒圧縮部１７が回転駆動し、冷凍サイクル１０を冷媒が循環する。

続いて、制御装置４０および操作パネル４１について説明する。

制御装置４０は、制御処理や演算処理を行うプロセッサ、プログラムやデータ等を記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を含むマイクロコンピュータ、およびその周辺回路で構成されている。なお、制御装置４０の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。制御装置４０は、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて、各種制御処理および演算処理を行い、出力ポートに接続された各機器の作動を制御する。

制御装置４０の入力ポートには、庫内６の温度を検出するための庫内温度センサ２２、および、図示していない外気温センサなどが電気的に接続されている。本実施形態の庫内温度センサ２２は、戻り空気温度サーミスタであり、蒸発器１４の上流側に設けられる。制御装置４０は、戻り空気温度サーミスタにより、蒸発器１４を通過する前の庫内空気の温度を検出することが可能である。

また、制御装置４０の入力ポートには、ユーザが操作することの可能な操作パネル４１が電気的に接続されている。操作パネル４１には、冷凍サイクル１０を作動させるための作動スイッチ４２、庫内の目標温度を設定するための温度設定スイッチ４３、エンジン３１の運転モードを切り替えるためのモード切替スイッチ４４などが設けられている。

操作パネル４１に設けられたモード切替スイッチ４４は、エンジン３１の発動および停止を許容する発停運転モードと、エンジン３１を連続して運転させる連続運転モードとを切り替えるものである。

制御装置４０は、発停運転モードが選択されたとき、エンジン３１の運転と、エンジン３１の運転停止とを交互に行う。発停運転モードは、エンジン３１を断続的に停止することで燃料消費量を抑え、燃費の向上に有効である。

一方、制御装置４０は、連続運転モードが選択されたとき、エンジン３１を停止することなく、連続して回転させる。連続運転モードは、庫内温度Ｔｒｅｔの精密な制御に有効である。

制御装置４０の出力ポート側には、エンジン３１、インバータ３３、膨張弁１３および送風機２０、２１などが接続されている。制御装置４０は、庫内温度センサ２２により検出した庫内温度Ｔｒｅｔと、温度設定スイッチ４３により設定された設定温度Ｔｓｅｔとの差に基づいて、冷凍サイクル１０の熱負荷を算出する。制御装置４０は、連続運転モードが選択されたとき、圧縮機１１の回転数がその熱負荷に対応した値になるよう、インバータ３３に対して制御信号を出力する。一方、制御装置４０は、発停運転モードが選択されたとき、冷凍サイクル１０の熱負荷に関わらず、圧縮機１１の回転数が、設定温度Ｔｓｅｔと庫内温度Ｔｒｅｔとの差に応じた回転数より高い回転数で固定されるようにインバータ３３を制御する。設定温度Ｔｓｅｔと庫内温度Ｔｒｅｔとの差に応じた回転数より高い回転数とは、連続運転モードのときの回転数より高い回転数である。その一例として、制御装置４０は、圧縮機１１の目標回転数が、最大回転数領域となるようにインバータ３３に対して制御信号を出力する。なお、最大回転数領域とは、圧縮機１１に設計上定められた最大回転数に対して約２０％高い回転数から約２０％低い回転数までの範囲をいう。このようにして、インバータ３３から圧縮機１１のモータ１６に供給される交流電流の周波数が制御される。したがって、制御装置４０は、インバータ３３を介して、圧縮機１１の回転数を制御することが可能である。

次に、本実施形態の冷凍装置１の作動について説明する。図３は、本実施形態の冷凍装置１が備える制御装置４０が実行する制御処理を示したフローチャートである。この処理は、制御装置４０が記憶部に記憶された制御プログラムを実行することによって行われる。

冷凍装置１は、操作パネル４１の作動スイッチ４２をユーザが操作することで運転が開始される。制御装置４０は、温度設定スイッチ４３により設定された設定温度Ｔｓｅｔ、モード切替スイッチ４４により設定されたエンジン３１の運転モード、および、庫内温度センサ２２により検出された庫内温度Ｔｒｅｔなどを読み込む。

ステップＳ１０で制御装置４０は、エンジン３１を始動させる。それと共に、エンジン３１に接続された発電機３２による発電が開始され、インバータ３３から圧縮機１１のモータ１６に電力が供給されることで、圧縮機１１が始動する。

ステップＳ２０で制御装置４０は、エンジン３１の運転モードが、発停運転モードであるか、または、連続運転モードであるか判定する。エンジン３１の運転モードが、発停運転モードのとき、処理はステップＳ３０へ移行する。

ステップＳ３０で制御装置４０は、エンジン３１を駆動するための信号を出力し、エンジン３１を定速回転駆動させると共に、圧縮機１１の目標回転数が、設定温度Ｔｓｅｔと庫内温度Ｔｒｅｔとの差に応じた回転数より高い回転数で固定されるようにインバータ３３を制御する。設定温度Ｔｓｅｔと庫内温度Ｔｒｅｔとの差に応じた回転数より高い回転数とは、連続運転モードのときの回転数より高い回転数である。その一例として、制御装置４０は、圧縮機１１の目標回転数が、最大回転数領域となるようにインバータ３３を制御する。これにより、冷凍サイクル１０による冷凍能力が大きくなり、庫内温度Ｔｒｅｔが短時間で冷却される。そのため、庫内温度Ｔｒｅｔは短時間で第１閾値温度Ｔｂより低くなる。したがって、この冷凍装置１による制御では、発停運転モードが選択されているとき、エンジン３１の運転時間を短くし、エンジン３１の停止時間を相対的に長くすることが可能である。

続いて、ステップＳ４０で制御装置４０は、庫内温度Ｔｒｅｔが第１閾値温度Ｔｂより低いか否かを判定する。

ここで、第１閾値温度Ｔｂは、次の式１で定義される値である。

Ｔｂ＝Ｔｓｅｔ−α１・・・式１
ただし、Ｔｂ；第１閾値温度、Ｔｓｅｔ；設定温度、α１；正の定数
すなわち、第１閾値温度Ｔｂは、庫内の設定温度Ｔｓｅｔより所定温度（すなわち、正の定数α１）低く設定された値である。

ステップＳ４０で、庫内温度Ｔｒｅｔが第１閾値温度Ｔｂより高いか、または同一であると判定されると、処理はステップＳ２０に戻り、上述した処理を繰り返す。

これに対し、ステップＳ４０で、庫内温度Ｔｒｅｔが第１閾値温度Ｔｂより低いと判定されると、処理はステップＳ５０に移行する。

ステップＳ５０で、制御装置４０は、エンジン３１を停止するための信号を出力する。これにより、エンジン３１が停止すると共に、エンジン３１に接続された発電機３２による発電が停止する。そのため、インバータ３３から圧縮機１１のモータ１６に電力が供給されなくなり、圧縮機１１の動作が停止する。したがって、冷凍サイクル１０による庫内の冷却が行われなくなるので、庫内温度Ｔｒｅｔは次第に上昇する。

次に、ステップＳ６０で制御装置４０は、庫内温度Ｔｒｅｔが第２閾値温度Ｔｕより高いか否かを判定する。

ここで、第２閾値は、次の式２で定義される値である。

Ｔｕ＝Ｔｓｅｔ＋α２・・・式２
ただし、Ｔｕ；第２閾値温度、α２；正の定数
すなわち、第２閾値温度Ｔｕは、庫内の設定温度Ｔｓｅｔより所定温度（すなわち、正の定数α２）高く設定された値である。

ステップＳ６０で、庫内温度Ｔｒｅｔが第２閾値温度Ｔｕより低いか、または同一であると判定されると、処理はステップＳ２０に戻り、上述した処理を繰り返す。

これに対し、ステップＳ６０で、庫内温度Ｔｒｅｔが第２閾値温度Ｔｕより高いと判定されると、処理はステップＳ７０に移行する。

ステップＳ７０で、制御装置４０は、エンジン３１を駆動するための信号を出力する。これにより、エンジン３１の運転が再開されると共に、エンジン３１に接続された発電機３２による発電が再開する。その後、処理はステップＳ２０に戻る。

上述したステップＳ２０からステップＳ７０までの処理は、ステップＳ２０で、エンジン３１の運転モードが、発停運転モードであると判定されているとき、継続して実行される。

一方、ステップＳ２０で、ユーザの操作によりエンジン３１の運転モードが連続運転モードに切り替わったことが判定されると、処理はステップＳ８０へ移行する。なお、冷凍装置１の運転が開始された際、エンジン３１の運転モードが連続運転モードである場合にも、処理はステップＳ８０へ移行する。

ステップＳ８０で制御装置４０は、圧縮機１１の目標回転数を、庫内温度Ｔｒｅｔと設定温度Ｔｓｅｔとの偏差に応じて決定する。そして、その決定した目標回転数に圧縮機１１の回転数が近づくように、インバータ３３を制御する。このように、冷凍装置１は、連続運転モードのとき、圧縮機１１の目標回転数を細かく制御することにより、庫内温度Ｔｒｅｔを精密に管理することができる。

上述したステップＳ８０の処理は、ステップＳ２０で、エンジン３１の運転モードが、連続運転モードであると判定されているとき、継続して実行される。

本実施形態の冷凍装置１は、上記で説明した構成および制御方法により、次の作用効果を奏することが可能である。

（１）本実施形態では、制御装置４０は、モード切替スイッチ４４により発停運転モードが選択されたとき、圧縮機１１の目標回転数が、設定温度Ｔｓｅｔと庫内温度Ｔｒｅｔとの差に応じた回転数より高い回転数で固定されるようにインバータ３３を制御する。

これによれば、モード切替スイッチ４４により発停運転モードが選択されると、圧縮機１１の目標回転数が、設定温度Ｔｓｅｔと庫内温度Ｔｒｅｔとの差に応じた回転数より高い回転数で固定されるので、庫内温度Ｔｒｅｔが設定温度Ｔｓｅｔ以下に短時間で冷却される。そのため、庫内温度Ｔｒｅｔを設定温度Ｔｓｅｔ以下に冷却するまでのエンジン３１の運転時間が短くなり、エンジン３１の停止時間が相対的に長くなる。したがって、この冷凍装置１は、エンジン３１の燃料消費量を低減し、燃費を向上することができる。

（２）本実施形態では、制御装置４０は、モード切替スイッチ４４により発停運転モードが選択されたとき、圧縮機１１の目標回転数が、最大回転数領域となるようにインバータ３３を制御する。

これによれば、発停運転モードが選択されたとき、圧縮機１１の目標回転数が最大回転数領域で固定されるので、冷凍サイクル１０による冷凍能力が大きくなり、庫内温度Ｔｒｅｔが短時間で冷却される。したがって、この冷凍装置１は、エンジン３１の運転時間を短くし、エンジン３１の停止時間を相対的に長くすることで、エンジン３１の燃料消費量を低減することができる。

また、一般に、エンジン３１が一定の回転数に維持される定速型のエンジンは、負荷が大きいほど燃費が向上する特性を有する。圧縮機１１を最大回転数領域にすれば、エンジン３１の負荷が大きくなる。したがって、この冷凍装置１は、燃費を向上することができる。

（３）本実施形態では、制御装置４０は、モード切替スイッチ４４により連続運転モードが選択されたとき、圧縮機１１の目標回転数が、設定温度Ｔｓｅｔと庫内温度Ｔｒｅｔとの差に応じた回転数となるようにインバータ３３を制御する。

これによれば、冷凍装置１は、連続運転モードのとき、インバータ３３を用いて、圧縮機１１の目標回転数を細かく制御することにより、庫内温度Ｔｒｅｔを精密に管理することができる。したがって、一般的に冷凍サイクル１０の圧縮機１１の上流側に配置されている吸入絞り弁を廃止し、また、上記の特許文献１に記載されているような圧縮機に設けられたアンロード機構を廃止することが可能である。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して庫内温度センサの構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図４に示すように、第２実施形態では、冷凍装置１が備える庫内温度センサ２３は、吹き出し空気温度サーミスタであり、蒸発器１４の下流側に設けられる。制御装置４０は、吹き出し空気温度サーミスタにより、蒸発器１４を通過した後の空気温度（すなわち、吹き出し空気温度）を検出することが可能である。

第２実施形態では、エンジン３１の運転モードが、連続運転モードに設定されているとき、圧縮機１１の目標回転数を、庫内温度センサ２３により検出された吹き出し空気温度に応じて決定する。したがって、第２実施形態では、圧縮機１１の目標回転数を、戻り空気温度Ｔｒｅｔと設定温度Ｔｓｅｔとの偏差に応じて決定しなくてもよい。

上述した第２実施形態も、第１実施形態と同一の作用効果を奏することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１）上述の各実施形態では、冷凍装置１を、冷凍食品等を輸送する冷凍車両２に適用した例について説明したが、これに限定されない。冷凍装置１は、他の移動体に適用することも可能であるし、倉庫等に適用することも可能である。

（２）上記各実施形態では、冷凍装置１を構成する冷凍サイクル１０を蒸気圧縮式冷凍機とした例について説明したが、これに限定されない。冷凍装置１を構成する冷凍サイクル１０は、圧縮機１１を備えたものであれば、他の形式の冷凍機であってもよい。

（３）上述の各実施形態では、制御装置４０は、エンジン３１の回転数を高回転と低回転を含む少なくとも２段階に回転数を切り替え可能な例について説明したが、これに限定されない。制御装置４０は、エンジン３１を１段階のみの定速回転としてもよく、または、任意の回転数で回転させてもよい。

（４）上述の各実施形態では、冷凍装置１は、庫内温度センサ２２により庫内空間６の温度を検出する例について説明したが、これに限定されない。冷凍装置１は、例えば、圧縮機１１の冷媒吸入側の冷媒圧力を検出する圧力センサの検出値から庫内空間６の温度を推定する構成としてもよい。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、庫内の空気を冷却する冷凍装置は、エンジン、発電機、インバータ、圧縮機、放熱器、膨張弁、蒸発器、モード切替スイッチおよび制御装置を備えている。エンジンは、発電に用いられるものである。発電機は、エンジンの駆動により発電する。インバータは、発電機が発電した電力から任意の周波数の交流電流を生成する。圧縮機は、インバータからの給電により駆動するモータ、および、そのモータにより回転駆動されて冷媒を吸入し圧縮し吐出する冷媒圧縮部を有する。放熱器は、圧縮機から吐出された冷媒と外気との熱交換により冷媒を放熱させる。膨張弁は、放熱器から流出した冷媒の圧力を低下させる。蒸発器は、膨張弁から流出した冷媒と庫内の空気との熱交換により庫内の空気を冷却し、蒸発した冷媒を圧縮機に向けて流出させる。モード切替スイッチは、エンジンの発動および停止を許容する発停運転モードとエンジンを連続して運転させる連続運転モードとを切り替え可能である。制御装置は、モード切替スイッチにより発停運転モードが選択されたとき、圧縮機の目標回転数が、設定温度と庫内温度との差に応じた回転数より高い回転数で固定されるようにインバータを制御する。

第２の観点によれば、制御装置は、モード切替スイッチにより発停運転モードが選択されたとき、圧縮機の目標回転数が、最大回転数領域となるようにインバータを制御する。

これによれば、発停運転モードが選択されたとき、圧縮機の目標回転数が最大回転数領域で固定されるので、冷凍サイクルによる冷凍能力が大きくなり、庫内温度が短時間で冷却される。したがって、この冷凍装置は、エンジンの運転時間を短くし、エンジンの停止時間を相対的に長くすることで、エンジンの燃料消費量を低減することができる。

また、一般に、エンジンが一定の回転数に維持される定速型のエンジンは、負荷が大きいほど燃費が向上する特性を有する。圧縮機を最大回転数領域にすれば、エンジンの負荷が大きくなる。したがって、この冷凍装置は、燃費を向上することができる。なお、上述したように、最大回転数領域とは、圧縮機１１に設計上定められた最大回転数に対して約２０％高い回転数から約２０％低い回転数までの領域をいう。

第３の観点によれば、制御装置は、モード切替スイッチにより発停運転モードが選択されたとき、圧縮機の目標回転数が、最大回転数領域となるようにインバータを制御する。一方、制御装置は、モード切替スイッチにより連続運転モードが選択されたとき、圧縮機の目標回転数が、庫内の設定温度と庫内温度との差に応じた回転数となるようにインバータを制御する。

これによれば、冷凍装置は、発停運転モードのとき、エンジンの燃料消費量を低減することができる。一方、冷凍装置は、連続運転モードのとき、インバータを用いて、圧縮機の目標回転数を細かく制御することにより、庫内温度を精密に管理することができる。したがって、一般的に冷凍サイクルの圧縮機の上流側に配置されている吸入絞り弁を廃止し、また、上記の特許文献１に記載されているような圧縮機に設けられたアンロード機構を廃止することが可能である。

１冷凍装置
１１圧縮機
１２放熱器
１６モータ
１７冷媒圧縮部
３１エンジン
３２発電機
３３インバータ
４０制御装置
４４モード切替スイッチ

Claims

庫内（６）の空気を冷却する冷凍装置において、
発電用のエンジン（３１）と、
前記エンジンの駆動により発電する発電機（３２）と、
前記発電機が発電した電力から任意の周波数の交流電流を生成するインバータ（３３）と、
前記インバータからの給電により駆動するモータ（１６）、および、前記モータにより回転駆動されて冷媒を吸入し圧縮し吐出する冷媒圧縮部（１７）を有する圧縮機（１１）と、
前記圧縮機から吐出された冷媒と外気との熱交換により冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
前記放熱器から流出した冷媒の圧力を低下させる膨張弁（１３）と、
前記膨張弁から流出した冷媒と前記庫内の空気との熱交換により前記庫内の空気を冷却し、蒸発した冷媒を前記圧縮機に向けて流出させる蒸発器（１４）と、
前記エンジンの発動および停止を許容する発停運転モードと、前記エンジンを連続して運転させる連続運転モードとを切り替え可能なモード切替スイッチ（４４）と、
前記モード切替スイッチにより前記発停運転モードが選択されたとき、前記圧縮機の目標回転数が、設定温度（Ｔｓｅｔ）と庫内温度と（Ｔｒｅｔ）の差に応じた回転数より高い回転数で固定されるように前記インバータを制御する制御装置（４０）と、を備える冷凍装置。
前記制御装置は、前記モード切替スイッチにより前記発停運転モードが選択されたとき、前記圧縮機の目標回転数が、最大回転数領域となるように前記インバータを制御する（Ｓ３０）、請求項１に記載の冷凍装置。
前記制御装置は、
前記モード切替スイッチにより前記発停運転モードが選択されたとき、前記圧縮機の目標回転数が、最大回転数領域となるように前記インバータを制御し、
前記モード切替スイッチにより前記連続運転モードが選択されたとき、前記圧縮機の目標回転数が、前記庫内の設定温度と庫内温度との差に応じた回転数となるように前記インバータを制御する（Ｓ８０）、請求項１または２に記載の冷凍装置。