JP4231826B2

JP4231826B2 - 冷凍コンテナ

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Publication number: JP4231826B2
Application number: JP2004241508A
Authority: JP
Inventors: 洋介高橋
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2024-08-20
Also published as: CN101520269A; CN101520273A; CN101520268A; CN1993591A; JP2006057945A

Description

この発明は、冷凍コンテナに関するものである。

一般に、輸送単価を低減するには、輸送機材の積載能力いっぱいの荷物を往復時に確保する必要がある。この場合、温度管理が不要な貨物を輸送するときには、混載によって貨物を確保することができるが、温度管理が必要な貨物を輸送するときには、管理温度が同じという制約が加わるため、混載が非常に困難となる。

このため、冷凍トラックや冷凍コンテナにおいては、荷室を断熱性を有する仕切りで複数の部屋に分割するとともに、貨物量に合わせることができるように、仕切りを可動式とし、さらに、各部屋に庫内機（熱交換器）を配置して個別の温度で温度管理することにより、庫内を複数の温度帯で制御している（例えば、特許文献１，２参照）。

一方、冷凍トラックや冷凍コンテナにおいては、冷気の循環を促進するため、床面にＴレールと称される断面Ｔ字状の長尺な床材を固定して、床面と貨物の間に冷気の通路を確保している（例えば、特許文献３参照）。
特開平１０−５９０５７号公報特開平５−２３８３０６号公報特開平８−１８９１６９号公報

ところで、冷凍トラックや冷凍コンテナで冷凍品（−２０℃レベル）と生鮮食料品などの冷蔵品（０℃〜１５℃レベル）とを混載する場合、２室間の温度差が大きいため、高温側の部屋から低温側の部屋へ庫内壁を伝わって大量の熱が移動する。この結果、高温側の部屋が過冷却となったり、低温側の部屋が冷却不足となり、貨物の品質が低下するおそれがある。

この場合、高温側の部屋の過冷却を防止するため、特許文献１，２に記載されているように、エンジンの冷却水や冷凍機の高温冷媒を利用して加熱することが行われているが、冷凍機やエンジンと、庫内とを配管接続する必要があり、構造が複雑となるばかりでなく、配管工事の不具合による冷却水や冷媒の漏洩などの故障が発生し易いという問題がある。このような故障が、冷凍コンテナの無人輸送時、例えば、鉄道輸送時に発生した場合、長時間にわたって対応することができないため、商品価値がなくなるおそれがある。

また、Ｔレールは断面積が大きい上に、通常、熱伝導率の高いアルミの押出成形品が採用されていることから、床材を通して大量の熱が移動するとともに、その床材による冷気の通路から大量の熱が流れる。このため、仕切りによって庫内を複数の部屋に仕切る場合は、仕切りを床材の断面形状に合わせて形成し、床材による冷気の通路を塞ぐ必要があるが、入口が狭く、内部が広いという床材の断面形状から、仕切りを床材の断面形状に合わせて形成することは困難であり、冷気の通路を確実に密閉することはできない。また、仕切りの構造が複雑になって、仕切りの設置作業に手間がかかるという欠点がある。しかも、仮に床材による冷気の通路を密閉したとしても、断面積の大きな床材を通して大量の熱が移動することは避けられない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、冷蔵品を収容する庫内温度が冷蔵温度以下に過冷却されるのを簡単な構造で確実に防止することができる冷凍コンテナを提供するものである。

本発明は、それぞれ断熱性を有する前壁、天井壁、底壁、左右の側壁および後壁から形成されたコンテナと、コンテナの前壁外面に設けられた冷凍ユニットとからなり、コンテナの内面に沿って移動可能な仕切りを介して内部を前壁側の前室と後壁側の後室とに区画するとともに、前室を冷凍温度に、後室を冷蔵温度にそれぞれ設定し、冷凍ユニットによって前室を冷却する一方、前室の冷気を後室に導いて後室を冷却する冷凍コンテナであって、前記冷凍ユニットがコンプレッサーを有する冷凍装置から構成され、後室に過冷却防止用電気ヒーターが設けられ、天井壁の内面に一端が前室に他端が後室に開口する通気ダクトが設けられ、天井壁の後端部に前室の冷気と後室の空気とを混合する混合室が設けられ、混合室に前室の冷気を吸引する冷気ファンおよび後室の空気を循環する循環ファンが設けられ、通気ダクトが冷気ファンと連通する通気路および冷気ファンとは隔離された通気路に区画され、各通気路の前室側開口および後室側開口にシャッターが回動自在に設けられ、冷気ファンの駆動により各通気路のシャッターが自重に抗して回動して前室の冷気が一方の通気路を経て混合室へ吸引されるとともに後室の空気が他方の通気路を経て前室へ還流することを特徴とするものである。

本発明によれば、前室に貨物（冷凍品）を積み込んで仕切りを固定する一方、後室に貨物（冷蔵品）を積み込んだ後、冷凍ユニットを作動させ、前室を冷凍温度に冷却する。すなわち、コンプレッサーが駆動し、冷凍装置の蒸発器において前室の空気を熱交換して冷凍温度に冷却する。一方、後室に前室の冷気を導き、後室を冷蔵温度に冷却する。ここで、後室が設定された冷蔵温度以下に過冷却された場合は、電気ヒーターを作動させ、後室を加熱することにより、後室が必要以上に冷却されることを確実に防止することができる。

この結果、電気ヒーターのＯＮ−ＯＦＦ制御によって後室の過冷却を簡単確実に防止することができ、また、冷凍ユニットと電気ヒーターとの間を配線接続すればよいことから、エンジンの冷却水や高温冷媒を後室に配管を介して接続する場合に比較して作業も容易となる他、工事の不具合などによって冷却水や冷媒の漏洩が発生することもなく、長期にわたって性能を維持することができる。

本発明によれば、冷蔵品を収容する庫内温度が冷蔵温度以下に過冷却されるのを簡単な構造で確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１および図２には、本発明の冷凍コンテナ１の一実施形態が示されている。

この冷凍コンテナ１は、それぞれ断熱材を内装した底壁２ａ、天井壁２ｂ、左右の側壁２ｃ、前壁２ｄおよび左右の側壁２ｃに対してそれぞれ開閉自在に軸支された後壁２ｅからなるコンテナ２と、コンテナ２の前壁２ｄの外面に設けられた冷凍ユニット３とから構成され、コンテナ２の内部空間は、後述する仕切り１３によって前壁２ｄ側の前室２Ａと、後壁２ｅ側の後室２Ｂとに区画されている。

コンテナ２の底壁２ａは、平板状ステンレス鋼板に断熱材を貼着して形成され、その上面にすのこが設置されている。具体的には、前壁２ｄおよび後壁２ｅに沿ってそれぞれアルミ製のすのこ本体１１が着脱自在に設置されるとともに、これらのすのこ本体１１，１１の間に位置して、アルミ製の複数個の単位すのこ１２が着脱自在に設置されている。そして、すのこ本体１１と単位すのこ１２との間あるいは隣接する単位すのこ１２，１２の間に位置して仕切り１３が配設されるようになっている。

具体的には、前壁２ｄ側すのこ本体１１およびその後方の単位すのこ１２との間に仕切り１３を配置して最小容積の前室２Ａ（最大容積の後室２Ｂ）を形成する場合（図１において一点鎖線状態参照）と、後壁２ｅ側すのこ本体１１およびその前方の単位すのこ１２との間に仕切り１３を配置して最大容積の前室２Ａ（最小容積の後室２Ｂ）を形成する場合（図１において二点鎖線状態参照）と、これらの間において、任意の隣接する単位すのこ１２，１２の間に仕切り１３を配置して前室２Ａおよび後室２Ｂを形成する場合とを選択することができ、冷凍品の貨物量または冷蔵品の貨物量に対応して前室２Ａと後室２Ｂの容積を変更することができる。

ここで、仕切り１３は断熱性を有し、図３に示すように、コンテナ２の内面形状に略対応する方形状に形成されるとともに、ヒンジシート１３ｅを介して二つ折り可能となっている。そして、仕切り１３には、周囲にシール材１３ａ（図１参照）が配設される一方、その表裏一面に取付金具１３ｃを有する固定ベルト１３ｂが設けられるとともに、表裏両面に複数本のエアリブ１３ｄが設けられて形成されている。

したがって、仕切り１３をコンテナ２内に搬入した後、コンテナ２の側壁２ｃ内面に配設されたラッシングレールの係止部（図示せず）に取付金具１３ｃを係止し、固定ベルト１３ｂを張設することにより、隣接する任意のすのこ間、すなわち、前壁２ｄ側すのこ本体１１の後端と、後壁２ｅ側すのこ本体１１の前端間において、単位すのこ１２の長さ間隔でコンテナ２内の任意の位置に仕切り１３を固定することができる。

この際、仕切り１３は、その周囲に設けたシール材１３ａが、平坦な底壁２ａの内面、左右の側壁２ｃの内面および後述する天井壁２ｂに設けた平坦な通気ダクト１４の外面にそれぞれほぼ隙間なく密着するため、前室２Ａおよび後室２Ｂ間にわたる熱の漏洩を可及的に抑制することができる。しかも、底壁２ａのステンレス鋼板の断面積はＴ字状の床材よりも著しく減少するため、熱の移動量も大きく減少するものとなる。また、エアリブ１３ｄによって貨物との間に空気通路を確保することができ、貨物が仕切り１３に接触して熱が直接貨物に伝わることを防止できる。

一方、コンテナ２の天井壁２ｂの内面には、左右の側壁２ｃの内面間隔に略相当する幅を有し、前壁２ｄ近傍に位置して一端が前室２Ａに開口するとともに、後壁２ｅから一定距離をおいて他端が後室２Ｂに開口する偏平な通気ダクト１４が固定されている。この通気ダクト１４は、内部が幅方向の略中間で隔壁１４ａ（図２参照）によって左右に区画されており、そのうち、後壁２ｅ側から前壁２ｄ側を見て右方の通気路１４Ｒは、前室２Ａの冷気を後室２Ｂに冷気を導くように設定され、また、左方の通気路１４Ｌは、後室２Ｂの冷気を前室２Ａに導くように設定されている。そして、右方の通気路１４Ｒの前壁２ｄ側開口および後壁２ｅ側開口と、左方の通気路１４Ｌの前壁２ｄ側開口および後壁２ｅ側開口には、それぞれシャッター１５が回動自在に設けられている。

ここで、各シャッター１５は、通常、各開口をそれぞれ自重によって閉鎖しており、後述する冷気ファン１７が駆動するとき、各シャッター１５は、自重に抗して回動し、前室２Ａから後室２Ｂに冷気を導くことができ、また、後室２Ｂから前室２Ａに冷気を導くことができる。例えば、図４に示すように、冷気ファン１７が駆動するとき、シャッター１５が自重に抗してそれぞれ回動し、後壁２ｅ側開口を開放させることにより、前室２Ａの冷気を右方の通気路１４Ｒを通して後室２Ｂに導くことができる。

また、天井壁２ｂの後端部には、左右の側壁２ｃの内面間隔に略相当する幅を有し、内部に混合室１６ａを有するとともに、前後に混合室１６ａに連通する開口部を形成した箱状の混合ダクト１６が固定されており、混合ダクト１６の混合室１６ａには、１個の冷気ファン１７と、複数個の循環ファン１８が配設されている。そして、混合ダクト１６の、冷気ファン１７が設けられた混合室１６ａに連通する前方側開口部には、右方の通気路１４Ｒの後壁２ｅ側開口に一端が接続された吸入ダクト１９の他端が接続されている（図５参照）。一方、混合ダクト１６の、循環ファン１８が設けられた混合室１６ａに連通する前方側開口部には、電気ヒーター２０が設けられており、該前方側開口部は、前述した左方の通気路１４Ｌの後壁２ｅ側開口から一定距離をおいて後室２Ｂに開口されている（図２および図６参照）。さらに、混合ダクト１６の後方側開口部は、循環ファン１８が設けられた混合室１６ａのみに対向して形成されており、また、該開口部は、シール材１６ｂを介して後壁２ｅの内面に設けられた、上下方向に延びる空気通路２１に連通されている。

なお、混合ダクト１６の混合室１６ａは、冷気ファン１７および循環ファン１８が配設された吸込側において、冷気ファン１７と循環ファン１８との間が隔壁１６１（図２参照）によって区画されている。このため、前室２Ａの冷気を通気ダクト１４、吸入ダクト１９を経て冷気ファン１７のみに導くことができる。

冷凍ユニット３は、詳細には図示しないが、原動機、例えば、燃料タンクを備えたディーゼルエンジンと、ディーゼルエンジンによって駆動される発電機と、発電機によって発電された電気を利用して駆動される電動コンプレッサーを含む冷凍装置とから構成され、鉄道輸送、船舶輸送、トレーラ輸送など、動力源がない場合においても設定時間にわたって冷凍能力を維持することができるように設計されている。

また、天井壁２ｂの前端部には、冷凍装置の蒸発器と熱交換する熱交換器２２が設けられるとともに、この熱交換器２２によって熱交換された冷気を前室２Ａに供給するファン２３が設けられている。そして、前壁２ｄの内面には、ファン２３によって供給された冷気を下方に導くため、上下方向に延びる空気通路２１が設けられている。

なお、冷凍ユニット３は、図示しない制御装置によって制御されるようになっており、前述した冷気ファン１７、循環ファン１８、電気ヒーター２０およびファン２３は、制御装置と配線接続され、制御装置を介してＯＮ−ＯＦＦ制御される。

次に、このように構成された冷凍コンテナ１の作動について説明する。

まず、集荷地において、前壁２ｄに沿ってすのこ本体１１を設置するとともに、すのこ本体１１の後端に順次適数個の単位すのこ１２を突き合わせて設置した後、すのこ本体１１および単位すのこ１２の上に貨物（冷凍品）をフォークリフトなどの輸送用機器を利用して積み込む。冷凍品の積み込みが終了すれば、仕切り１３を取り付け、コンテナ２内を前室２Ａと後室２Ｂに区画した後、後室２Ｂとなる底壁２ａに残りの単位すのこ１２を設置するとともに、すのこ本体１１を後壁２ｅに沿うように設置し、同様に、単位すのこ１２およびすのこ本体１１の上に貨物（冷蔵品）をフォークリフトなどの輸送用機器を利用して積み込み、後壁２ｅを閉鎖する。

この後、冷凍コンテナ１を配達地に向けて輸送する。具体的には、トレーラを利用して直接配達地にトラック輸送したり、トレーラを利用して貨物駅まで輸送し、目的の貨物駅まで鉄道輸送した後、再び貨物駅から配達地にトラック輸送したり、トレーラを利用して港湾まで輸送し、目的の港湾まで船舶輸送した後、再び港湾から配達地にトラック輸送する。

このような集荷地から配達地に向けて冷凍コンテナ１を輸送する場合は、前室２Ａを冷凍温度に、後室２Ｂを冷蔵温度にそれぞれ制御するための図示しない２温度帯選択スイッチを投入して冷凍ユニット３を作動させておく。

すなわち、２温度帯選択スイッチの投入によってディーゼルエンジンが駆動することにより、発電機が駆動し、発電機にて発電された電気によって冷凍装置の電動コンプレッサーが駆動する。そして、電動コンプレッサーが駆動すれば、冷媒が圧縮されて凝縮器に供給され、凝縮器で冷却されて圧力の高い液体となる。その後、液化した冷媒を膨張弁を経て蒸発器に吹き出させると、液化した冷媒は気化し、気化熱を蒸発器の周囲から奪って冷却する。気体となった冷媒は、電動コンプレッサーに吸い込まれ、再び冷凍サイクルを実行する。

ここで、前室２Ａの空気がファン２３によって吸引され、熱交換器２２で熱交換して冷却された後、前壁２ｄに設けた空気通路２１を経てすのこ本体１１に供給され、すのこ本体１１および単位すのこ１２から上方に向けて吹き出されている。このように、前室２Ａの空気が循環され、前室２Ａの内部を設定温度、例えば、−２０℃を維持するように制御されている。

一方、後室２Ｂにおいては、循環ファン１８が駆動されており、このため、後室２Ｂの空気が循環ファン１８に吸引され、後壁２ｅに設けた空気通路２１を経てすのこ本体１１に供給され、すのこ本体１１および単位すのこ１２から上方に向けて吹き出されている。このように、後室２Ｂの空気が循環され、後室２Ｂの内部を設定温度、例えば、１５℃を維持するように制御されている。

ところで、温度センサ２４（図６参照）によって検出された後室２Ｂの内部温度が、設定温度を一定温度上回るようになると、冷気ファン１７が駆動し、吸入ダクト１９を介して右方の通気路１４Ｒの後壁２ｅ側開口に設けたシャッター１５に吸引力を作用させる。このため、右方の通気路１４Ｒの後壁２ｅ側開口に設けたシャッター１５および前壁２ｄ側開口に設けたシャッター１５をそれぞれ自重に抗して回動させる。したがって、前室２Ａの冷気が通風ダクト１４の右方の通気路１４Ｒおよび吸入ダクト１９を経て混合ダクト１６に吸引され、冷気ファン１７側混合室１６ａから循環ファン１８側混合室１６ａおよび後壁２ｅに設けた空気通路２１を経てすのこ本体１１に供給され、すのこ本体１１および単位すのこ１２から上方に向けて吹き出される。

この際、後室２Ｂの空気が循環ファン１８によって循環していることから、混合ダクト１６の混合室１６ａにおいて、混合ダクト１６に吸引された前室２Ａの冷気と後室２Ｂの冷気とが混合され、徐々に冷却される。

また、冷気ファン１７によって前室２Ａの冷気が後室２Ｂに供給されることから、後室２Ｂには、正圧が発生する。このため、左方の通気路１４Ｌのシャッター１５を自重に抗して回動させ、後室２Ｂの空気を左方の通気路１４Ｌを経て前室２Ａに供給する。すなわち、前室２Ａから後室２Ｂに供給した空気は、その容量だけ後室２Ｂから前室２Ａに還流し、常に平衡状態を維持している。

この場合、通風ダクト１４の左方の通風路１４Ｌの前壁２ｄ側開口は、前壁２ｄ近傍に開口されているため、前室２Ａに戻された後室２Ｂの冷気は、直ちにファン２３によって吸引されて熱交換器２２で冷却される。したがって、後室２Ｂから前室２Ａに還流された相対的に高温の冷気が、前室２Ａの貨物（冷凍品）に接触することが防止され、貨物の品質低下を招くことはない。

このように、後室２Ｂの空気が冷却され、設定温度に達すれば、温度センサ２４が温度を検出し、冷気ファン１７の駆動を停止させる。

一方、後室２Ｂに前室２Ａの冷気が導かれることにより、あるいは、後室２Ｂから前室２Ａへの熱の漏洩により、後室２Ｂの温度が設定温度を一定温度以上下回る過冷却の状態になると、冷気ファン１７が駆動しているときには、冷気ファン１７の駆動を停止させるとともに、電気ヒーター２０を作動させ、循環ファン１８を介して後室２Ｂの空気を循環させる際、吸引した空気を電気ヒーター２０によって加熱する。後室２Ｂの空気が加熱され、設定温度に達すれば、電気ヒーター２０の作動を停止させる。

このように、後室２Ｂの温度が設定温度を上回った場合は、冷気ファン１７を駆動させ、前室２Ａの冷気を後室２Ｂに導いて内部を冷却させることにより、また、後室２Ｂの温度が設定温度を下回った場合は、電気ヒーター２０を作動させ、後室２Ｂの空気を加熱して循環させることにより、それぞれ後室２Ｂの内部温度を設定温度に維持するように簡単に制御することができる。しかも、冷凍ユニット３と後室２Ｂとの間にわたって電気配線を敷設すればよく、エンジンの冷却水や高温冷媒を後室２Ｂに配管を介して導く場合に比較して作業を簡単に行うことができるとともに、冷却水や冷媒の漏洩などを考慮する必要がなく、不具合の発生する度合いが少なくなるものである。

ところで、前述した実施形態においては、底壁２ａを平坦面に形成し、すのこ１１，１２を敷設した後、輸送用機器を利用して貨物を積み込む場合を説明したが、フォークリフトなどの輸送用機器が使用できない場合が想定される。この場合は、市販品のスライダー、すなわち、ローラーを介して進退自在であり、かつ、荷受け面が昇降自在に構成されたスライダーを利用して貨物を積み卸しすることができる。そして、このようなスライダーを利用することに対応して、コンテナ２の底壁２ａには、図７に示すように、スライダーが走行可能な幅を有するとともに、走行時には荷受け面がすのこ１１，１２の上面よりも上方に突出し、また、格納時には荷受け面がすのこ１１，１２の上面よりも下方に没入する深さを有する複数本のレール２５を左右幅方向に設定間隔をおいてコンテナ２の前壁２ｄから後壁２ｅにかけて敷設すればよい。

この場合、仕切り１３の下端面にシール材１３ａとしてゴム板などを垂設するとともに、シール材１３ａをレール２５を含む床面の縦断面形状に対応する形状に形成することにより、平坦な底壁２ａの場合と同様に、前室２Ａと後室２Ｂとの間をほぼ隙間なく密閉することができ、後室２Ｂから前室２Ａへの熱の漏洩を最小限度に抑えることができる。

以上のように本発明によれば、冷凍コンテナを利用して冷凍品および冷蔵品を混載して輸送効率を向上させる際、各庫内を冷凍品および冷蔵品に対応した二温度帯に確実に、かつ、長期にわたって制御することができ、品質を損なうことなく荷主から荷主に貨物を輸送することが可能となる。

本発明の冷凍コンテナの一実施形態の概略を示す縦断面図である。図１の冷凍コンテナの後端部を一部省略して示す平面図である。仕切りの一例を示す斜視図である。通気ダクトにおける右方の通気路に設けられたシャッターを示す断面図である。混合ダクトの、冷気ファンに対応する位置での縦断面図である。混合ダクトの、循環ファンに対応する位置での縦断面図である。スライダー用レールをすのことともに敷設した床面を一部省略して示す縦断面図である。

符号の説明

１冷凍コンテナ
２コンテナ
３冷凍ユニット
１１すのこ本体
１２単位すのこ
１３仕切り
１４通気ダクト
１６混合ダクト
１７冷気ファン
１８循環ファン
２０電気ヒーター
２２熱交換器
２３ファン

Claims

それぞれ断熱性を有する前壁、天井壁、底壁、左右の側壁および後壁から形成されたコンテナと、コンテナの前壁外面に設けられた冷凍ユニットとからなり、コンテナの内面に沿って移動可能な仕切りを介して内部を前壁側の前室と後壁側の後室とに区画するとともに、前室を冷凍温度に、後室を冷蔵温度にそれぞれ設定し、冷凍ユニットによって前室を冷却する一方、前室の冷気を後室に導いて後室を冷却する冷凍コンテナであって、前記冷凍ユニットがコンプレッサーを有する冷凍装置から構成され、後室に過冷却防止用電気ヒーターが設けられ、天井壁の内面に一端が前室に他端が後室に開口する通気ダクトが設けられ、天井壁の後端部に前室の冷気と後室の空気とを混合する混合室が設けられ、混合室に前室の冷気を吸引する冷気ファンおよび後室の空気を循環する循環ファンが設けられ、通気ダクトが冷気ファンと連通する通気路および冷気ファンとは隔離された通気路に区画され、各通気路の前室側開口および後室側開口にシャッターが回動自在に設けられ、冷気ファンの駆動により各通気路のシャッターが自重に抗して回動して前室の冷気が一方の通気路を経て混合室へ吸引されるとともに後室の空気が他方の通気路を経て前室へ還流することを特徴とする冷凍コンテナ。