JP4592236B2 - 陸上輸送用冷凍装置及びその電源装置並びに制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、陸上輸送用の車両に搭載される陸上輸送用冷凍装置及びその電源装置並びに制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、陸上輸送用冷凍装置は、例えば冷凍食品や生鮮食品等(以下「荷物」という)を運搬する陸上輸送用の車両に用いられ、車両に積み込まれた荷物を格納する冷却庫の内部を冷却するものである。陸上輸送用冷凍装置は、コンプレッサ、コンデンサユニット、エバポレータユニット及び運転操作の制御部を備え、冷媒配管で接続された冷凍サイクルを構成している。
【0003】
図3は車両に装備された陸上輸送用冷凍装置の全体構成を示す図である。図3に示すように、符号1は車両、2は冷却庫、3はエバポレータユニット、4はコンデンサユニットを示している。陸上輸送用冷凍装置は車両1の荷台に搭載された冷却庫2の内部を冷却するための装置である。
この陸上輸送用冷凍装置は、冷却庫2の外側に設置されたコンデンサユニット4と、冷却庫2の内部に設置されたエバポレータユニット3とが図示されない冷媒配管で接続された構成となっている。エバポレータユニット3の内部には、冷却庫2内の空気と冷媒との間で熱交換を行うエバポレータ(熱交換器)が収容されている。なお、コンデンサユニット4は、図に示されるように冷却庫2の上部前方に位置する場合と、冷却庫2の下側にあたる車両1のシャーシ部分に設置される場合もある。
【0004】
陸上輸送用冷凍装置には、車両走行用エンジンからコンプレッサの駆動力を得る方式と、車両走行用エンジンから発電装置(以下「発電機」という)の駆動力を得る方式、専用のエンジンによりコンプレッサまたは発電機を駆動する方式とがある。
コンプレッサは、車両走行用エンジンからコンプレッサの駆動力を得る方式の場合にはエンジンルーム内に設置されることが一般的であるが、発電機を搭載する方式の場合にはコンデンサユニット4に設置されることもある。
【0005】
コンプレッサを駆動するための電力は、車両1の走行中においては、車両のエンジン出力を得て発電する発電機から供給される。また、車両1の停車中においては、騒音や排気ガスなどの問題を考慮し、エンジンを停止させて、商用電源から供給されるようになっている。
また、停車中であっても、商用電源を使用できない場合には、車両1に備えられたバッテリから供給されようになっている。コンプレッサは、これとともに備えられた電動モータによって駆動し、作動電圧として一定範囲の電圧が仕様値として設定されている。
これら発電機、商用電源、バッテリはコンプレッサの駆動を担う各電源系統をいうものである。
【0006】
商用電源を使用する場合、主として作動電圧はAC200V電源が使用されている。これは、一般家庭に用いられるAC100Vでは電源容量が少ないので冷却能力が確保しにくいためである。従って、AC200Vの方がAC100Vよりも冷却能力の確保に優位であるため、コンプレッサ等の作動電圧の仕様値として設定されている。このように、エンジン停止中でのバッテリ電力に依存しない陸上輸送用冷凍装置の運転では、商用電源であるAC200Vの電力が使用されている。
【0007】
さらに、入力される商用電源がAC200Vであっても、単相、3相の場合がある。3相は単相に比べて電源容量の点で優位であるため、陸上輸送用冷凍装置の構造は3相のAC200Vの商用電源を標準的に使用する構造とされている。但し、3相に限定しているものではなく、単相でも使用可能の場合があるが、この場合は陸上輸送用冷凍装置の仕様を満足できる性能は確保されない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の陸上輸送用冷凍装置においては、AC200Vを専ら使用する構造とされているため、車両1が移動した地域でAC200Vの商用電源を確保して冷却運転することは困難とされていた。なぜなら、AC200Vの商用電源は、移動した地域に設置されている可能性が少ないからである。
また、冷却庫2内に荷物を積み込む前に予め冷却庫2内を冷却する場合においても、通常は車両1の車庫内にある商用電源で冷却運転が行われるが、AC200Vのコンセントを設ける必要があり、設備費の増大となりうる。
商用電源であるAC200Vが設置されていない場合、陸上輸送用冷凍装置は、バッテリに蓄えられた電力よる運転を行ったり、エンジンを始動したり、やむを得ず冷却運転を停止させることになる。
このため、陸上輸送用冷凍装置の商用電源使用時における利便性に対して問題となっていた。
【0009】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、商用電源を使用して冷却運転を行う場合に、商用電源の電圧、電源相数に左右されずに的確な運転を行うことが可能な陸上輸送用冷凍装置及びその電源装置並びに制御方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
請求項1に記載の発明は、複数の電源系統と、これら電源系統の少なくとも一つからの電力によって駆動されるコンプレッサと、該コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて車両の庫内を冷却する熱交換器を備えてなり、前記電源系統のうちの一つが商用電源とされ、該商用電源が入力されるとともに前記コンプレッサを駆動、制御する電力変換装置に電力を供給する電源装置を有する陸上輸送用冷凍装置において、前記電源装置は、入力される商用電源として第1の商用電源または該第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源を適宜選択可能とされ、さらに、外部から入力される前記商用電源の電圧を前記コンプレッサの作動電圧に変換する変圧器と、前記第1の商用電源が選択された場合に、これを検知して前記電力変換装置の出力を低減させるコントローラとを具備してなることを特徴とする。
【0011】
このような陸上輸送用冷凍装置において、電源装置は、第1の商用電源(例えばAC100V)または第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源(例えばAC200V)を適宜選択可能な電力として入力し、陸上輸送用冷凍装置の運転を行うことになる。すなわち、陸上輸送用冷凍装置は、複数の電源系統のうちの一つである商用電源が電力として電源装置に供給される。電源装置にコンプレッサの作動電圧と異なる第1の商用電源の電圧が入力された場合、この第1商用電源の電圧は変圧器によってコンプレッサに使用可能な作動電圧に変換される。例えば、作動電圧よりも入力される第1の商用電源の電圧が高い場合には、第1の商用電源の電圧を低くして作動電圧にする。また、作動電圧よりも入力される第1の商用電源の電圧が低い場合には、第1の商用電源の電圧を高くして作動電圧にする。
そして、作動電圧に達した第1の商用電源の電力は、コンプレッサに供給されてコンプレッサの駆動を行うこととなる。なお、コンプレッサが交流電力によって駆動する場合、コンプレッサの仕様に合わせた交流電力に変換する機器を構成することが望ましい。この機器は、例えば電力変換装置とすることが好適である。
これによって、陸上輸送用冷凍装置に設定した作動電圧と異なる電圧であっても問題なく運転を行うことが可能となる。また、陸上輸送用冷凍装置に設定した作動電圧を商用電源に関係なく設定することも可能となる。
【0012】
そして、第1の商用電源が電力として供給された場合には、これを検知して電力変換装置に信号を出力し、電力変換装置の出力を抑える作用を促す。電力変換装置及びコンプレッサ等への電力が通常のままであると、供給される電源容量の不足により、例えばブレーカが落ちたり、コンプレッサ等の駆動が停止することにもなる。
電力変換装置の出力を抑えることによって、電力変換装置から出力される電力が減少してコンプレッサの駆動が減少し、結果、冷媒の圧縮量が低下して冷却能力を抑えることになる。これによって、コンプレッサ等を駆動するための電力が抑えられることになる。
【0013】
前記電源装置に、外部から前記作動電圧とほぼ同等な電圧を有する第2商用電源から電力が入力される場合、変圧器によってコンプレッサ等の作動電圧と異なる商用電源の電力を使用することに加えて、この作動電圧と同等な電圧である第2商用電源の電圧を直接入力し、コンプレッサを駆動して運転することが可能となる。
つまり、作動電圧とほぼ同等な電圧である第2商用電源がある場合、第1商用電源を使用せずに第2商用電源からの電力を電源装置に接続してコンプレッサに電力を供給することでコンプレッサを駆動させることになる。陸上輸送用冷凍装置が第2商用電源の電圧を仕様値として構成されている場合、性能を満たした的確で効率のよい運転がなされることになる。
【0014】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の陸上輸送用冷凍装置において、前記変圧器は、交流電力の昇圧トランスとされていることを特徴とする。
【0015】
通常、日本国内で多く使用される電源の電圧は、AC100VとAC200Vである。ここでいうACとはもちろん交流(alternating current)をいうものである。
陸上輸送用冷凍装置の仕様をAC200Vとして構成した場合、第2の商用電源の電圧はAC200Vである。一方、使用頻度の高いAC100Vは、第1の商用電源として使用される。AC100Vは作動電圧とされたAC200Vよりも低いため、変圧器である昇圧トランスによって作動電圧AC200Vに変換され、コンプレッサ等の駆動用電力として用いられることになる。
【0016】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の陸上輸送用冷凍装置において、前記電源装置は、前記商用電源の電圧を検知する電圧検出装置を備えてなることを特徴とする。
【0017】
第1の商用電源が、コンプレッサ等の駆動用電力として仕様値が異なる電圧とされた場合、変圧器で電圧を変換すると、第1の商用電源の電圧は作動電圧に変換される。しかしながら、電源容量においては減少するので、このまま作動電圧として使用することに適していない。
電圧を変換する前に第1の商用電源の入力を電圧検出装置によって検知することで、例えばこの電力を使用するコンプレッサに対して駆動する際の指示を促すことになる。そして、電源容量が少ない場合には、コンプレッサの駆動を仕様値、例えば回転数をより低く抑えることが望ましい。
【0018】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の陸上輸送用冷凍装置において、前記電源装置は、前記商用電源の相数を検知する相数検出装置を備えてなることを特徴とする。
【0019】
商用電源の種類には、単相または3相という相数の違いがある場合が多い。単相は3相に比べて電源容量が少なく、同じ電圧であっても陸上輸送用冷凍装置の仕様に見合った運転性能を維持することは困難である。相数検出装置によって単相、または3相を区別して信号等を出力することによって、例えばこの電力を使用するコンプレッサに対して駆動する際の指示を促すことになる。
なお、単相であるために電源容量が少ない場合には、コンプレッサの駆動を仕様値、例えば回転数を低く抑えて運転することが望ましい。なお、相数検出装置は、第1商用電源または第2商用電源のどちらか一方あるいは両方に設けてもよい。
【0020】
上記の前記相数検出装置は、シャント抵抗器、またはACリレーが望ましい。
【0021】
相数検出装置は、商用電源の種類である電源の相数を検知する装置であって、単相または3相を識別可能なものである。
また、シャント抵抗の場合は、通過する電流によって極微小な抵抗値に発生する電圧を出力して状態を確認できるものであり、例えば2つのシャント抵抗を配線内につなぐことで、単相あるいは3相の区別ができるものである。
そして、ACリレーの場合には、3相の各配線を跨ぐように設けて、相間に生じる電圧の有無によって信号が出力されるようにする。これによって、単相または3相の認識ができる。
以上説明した2つの相数検出装置は、上記説明したように単相あるいは3相の検出を行って信号を出力することとなる。なお、相数検出装置は、第2商用電源と第2整流器との間をつなぐ配線の途中に設けられて好適なものである。
【0022】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の陸上輸送用冷凍装置において、前記電源装置は、前記車両から取り外し可能な着脱手段を備えてなることを特徴とする。
【0023】
陸上輸送用冷凍装置の一構成要素である電源装置は、少なくとも変圧器を備えている。通常電源装置は、車両に固定されたまま移動し、エンジン停止時で且つバッテリ等の電力が少ない場合に、商用電源から電力が供給されている。そして、コンプレッサ等に電力を供給することで陸上輸送用冷凍装置の運転が行われている。
この電源装置が車両から取り外し可能とされるので、例えば定まったルートで荷物を輸送する車両から電源装置を取り外して、立ち寄る場所に電源装置を設置することで、車両に電源装置を搭載しなくても商用電源による電力の供給が受けられ、冷却運転を行うことが可能となる。
電源装置と車両側とにある陸上輸送用冷凍装置との接続は、着脱手段によって行われる。なお、この着脱手段は、例えば電力の供給を担う配線のコネクターをいうものであり、またさらに、電源装置自体を支持する構造上の部分を含む構成としてもよい。
【0024】
請求項6に記載の発明は、コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて車両の庫内を冷却する熱交換器を備え、商用電源を入力して前記コンプレッサを制御、駆動する電力変換装置へと電力を供給する陸上輸送用冷凍装置の電源装置において、入力される商用電源として第1の商用電源または該第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源を適宜選択可能とされ、かつ、外部から入力される前記商用電源の電圧を前記コンプレッサの作動電圧に変換する変圧器と、前記第1の商用電源が選択された場合に、これを検知して前記電力変換装置の出力を低減させるコントローラとを具備してなることを特徴とする。
【0025】
このような電源装置によれば、電源装置は、第1の商用電源(例えばAC100V)または第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源(例えばAC200V)を適宜選択可能な電力として入力し、陸上輸送用冷凍装置の運転を行うことになる。そして、陸上輸送用冷凍装置の商用電源使用時にて使用され、商用電源の電圧をコンプレッサ駆動制御する電力変換装置への作動電圧に変換してコンプレッサに供給することになる。また、この電源装置を例えば取り外し可能に構成することで、商用電源を使用しない場合は、車両から電源装置を取り外せる構成とすることが望ましい。また、複数の陸上輸送用冷凍装置に対して電源装置を1つとする場合、1つの電源装置で複数の陸上輸送用冷凍装置と接続することも可能である。
【0026】
請求項7に記載の発明は、複数の電源系統と、これら電源系統の少なくとも一つから供給されて電力変換装置で電力変換された電力により駆動されるコンプレッサと、該コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて車両の庫内を冷却する熱交換器を備えてなり、前記電源系統のうちの一つが商用電源とされ、該商用電源が入力されるとともに前記コンプレッサを駆動、制御する電力変換装置に電力を供給する電源装置を有する陸上輸送用冷凍装置の制御方法において、前記電源装置は、入力される商用電源として第1の商用電源または前記第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源を適宜選択可能とされ、前記第1の商用電源が選択された場合に、これを検知して前記電力変換装置の出力を低減することを特徴とする。
【0027】
請求項8に記載の発明は、請求項7記載の陸上輸送用冷凍装置の制御方法において、前記電源容量の大小が交流電源の電圧または相数により判断されることを特徴とする。
【0028】
電源装置は、第1の商用電源(例えばAC100V)または第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源(例えばAC200V)を適宜選択可能な電力として入力し、陸上輸送用冷凍装置の運転を行うことになる。そして、電源容量の小さい第1の商用電源が電力として供給された場合には、これを検知して電力変換装置に信号を出力して電力変換装置の出力を抑える作用を促す。電力変換装置及びコンプレッサ等への電力が通常のままであると、供給される電源容量の不足により、例えばブレーカが落ちたり、コンプレッサ等の駆動が停止することにもなる。電力変換装置の出力を抑えることによって、電力変換装置から出力される電力が減少してコンプレッサの駆動が減少し、結果、冷媒の圧縮量が低下して冷却能力を抑えることになる。これによって、コンプレッサ等を駆動するための電力が抑えられることになる。
【0029】
また、入力される商用電源としてAC200Vの単相が入力された場合に、これを検知して前記電力変換装置の出力を低減する。
電源装置は、AC100VまたはAC200Vを供給される電力として入力し、陸上輸送用冷凍装置の運転を行うことになる。そして、AC200Vの単相が電力として供給された場合に、これを検出して電力変換装置に信号を出力して電力変換装置の出力を抑える作用を促す。
電力変換装置及びコンプレッサ等への電力が通常のままであると、供給される電源容量の不足により、例えばブレーカが落ちたり、コンプレッサ等の駆動が停止することにもなる。これによって、電力変換装置の出力電力は減少し、コンプレッサによる冷媒の圧縮量が低下して冷却能力を抑えることになる。電力変換装置の出力電力を抑えることによって、電力変換装置及びコンプレッサを駆動する電力が抑えられることになる。
【0030】
前記電源系統のうちの一つが商用電源とされ、該商用電源が入力されるとともに前記コンプレッサを駆動する電力変換装置へと電力を供給する電源装置を有する陸上輸送用冷凍装置の制御方法において、入力される商用電源としてAC200Vの単相が入力された場合、これを検知して電力変換装置の出力電力を低減する。
【0031】
電源装置は、単独でAC200Vの単相あるいは3相を電力として入力し、陸上輸送用冷凍装置の運転を行うことになる。そして、AC200Vの単相が電力として供給された場合に、これを検知して電力変換装置に信号を出力して電力変換装置の出力を抑える作用を促す。
電力変換装置及びコンプレッサ等への電力が通常のままであると、供給される電源容量の不足により、例えばブレーカが落ちたり、コンプレッサ等の駆動が停止することにもなる。電力変換装置の出力を抑えることによって、電力変換装置の出力電力は減少し、コンプレッサによる冷媒の圧縮量が低下して冷却能力を抑えることになる。これによって、コンプレッサを駆動する電力が抑えられることになる。
【0032】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施形態における陸上輸送用冷凍装置の構成を示す回路図である。
また、図2は本発明の一実施形態における陸上輸送用冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図である。
【0033】
図1において、符号5はコンプレッサ、10は電源装置、20はバッテリ、23は電力変換装置、24は車両のエンジン、25は発電機を示している。なお、ここで説明する陸上輸送用冷凍装置の各機器は3相のAC200V仕様として構成されているものである。電源装置10には、第1商用電源12と第2商用電源11とが備えられ、着脱手段19によって取り外し可能な構造とされている。
【0034】
電力変換装置23は、コンプレッサ5を駆動する電動モータと接続されている。なお、電動モータは、アッセンブリとして形成されたコンプレッサ5と一体となって構成されている。バッテリ20は、充電器21とつながれており、充電器21を介して電力変換装置23につながるメイン回路Cp,Cmに接続されている。メイン回路Cp、Cmには、平滑コンデンサからなる平滑回路22が形成されている。
エンジン24にはエンジン駆動の発電機25が備えられ、ここから電力が発電機用整流器18に接続されている。発電機用整流器18は、さらにメイン回路Cp,Cmに接続され、インバータ23につながっている。
【0035】
電源装置10は2系統の商用電源を備え、一方はAC200Vの第2商用電源11であり、他方はAC100Vの第1商用電源12である。また、この電源装置10には、第2商用電源を入力する端子(図示せず)と、相数検出装置13と、第2整流器16と、さらに第1商用電源を入力する端子(図示せず)と、ACリレー14(電圧検出装置)と、昇圧トランス15(変圧器)と、第1整流器17とを備えている。
【0036】
第1商用電源12は、ACリレー14、昇圧トランス15、第1整流器17、着脱手段19を通過してメイン回路Cp,Cmにつながり、さらに電力変換装置23を介してコンプレッサ5に通じている。
昇圧トランス15は変圧器であって、AC100VをAC200Vに変換している。第1商用電源12と昇圧トランス15との間には、AC100Vを認識するACリレー14が設けられている。このACリレー14は、これが設置された回路の電圧有無を識別するものであり、AC100Vの有無を識別して信号ラインs1を介してコントローラ26に出力している。コントローラ26は、ACリレー14から入力した信号を、電力変換装置23の制御値に変換し、信号ラインs3を介してインバータ23から出力される電力量を変更している。
【0037】
第2商用電源11は、相数検出装置13、第2整流器16、着脱手段19を通過してメイン回路Cp,Cmにつながり、さらに電力変換装置23を介してコンプレッサ5に通じている。
第2整流器16は、入力されるAC200Vの交流電力を直流電力に変換し、着脱手段19、メイン回路Cp,Cmを介して電力変換装置23に電力を供給している。相数検出装置13は、電源相数を識別するものであり、単相または3相であるかを識別して信号ラインs2を介してコントローラ26に出力している。コントローラ26は、相数検出装置13から入力した信号を、電力変換装置23の制御値に変換し、信号ラインs3を介して電力変換装置23から出力される電力量を変更している。
【0038】
相数検出装置13とACリレー14とは、それぞれ信号ラインs2,s1を介してコントローラ26に接続され、さらにコントローラ26から電力変換装置23に向けて信号ラインs3によって接続されている。
【0039】
このように、電力変換装置23には4つの電源系統の電力(第1商用電源12、第2商用電源11、発電機25、バッテリ20)が供給される構成となっており、コンプレッサ5における冷媒の圧縮は、電源装置10から供給される2つの商用電源の電力、または専用のエンジン駆動の発電機25から供給される電力、またはバッテリ20から供給される電力のどれかによってなされている。
【0040】
また、図2において、符号3はエバポレータユニット、4はコンデンサユニット、5はコンプレッサ、6は高圧冷媒配管、7は低圧冷媒配管、8はアキュムレータ、9は運転操作用の制御部である。本実施形態の陸上輸送用冷凍装置は、専用の発電機をエンジンルーム内に備えて電動モータ(コンプレッサ5と一体とされている)によってコンプレッサ5を駆動する方式を示している。
【0041】
運転操作を行う制御部9は、車両の運転室内の適所に設置されている。車両のシャーシ上には冷却庫が載置され、この内部に設置されるエバポレータユニット3は、エバポレータ30と、エバポレータファン31と、気液熱交換器32と、絞り機構となる膨張弁33とを備えている。なお、エバポレータファン31は、エバポレータファン用モータ31aを駆動源としている。
一方、冷却庫の外部に設置されるコンデンサユニット4は、コンデンサ40と、コンデンサファン41と、レシーバ42と、ドライヤ43とを備えている。なお、コンデンサファン41は、コンデンサファン用モータ41aを駆動源としている。
【0042】
陸上輸送用冷凍装置の冷凍サイクルでは、車両走行用エンジンから出力の一部をもらい受けて駆動されるエンジン駆動発電装置25(図1参照)の電力等によってコンプレッサ5を駆動している。そして、コンプレッサ5でガス状の冷媒が圧縮されて、高圧冷媒配管6を通ってコンデンサユニット4内のコンデンサ40へ送られる。
該コンデンサ40では、コンデンサファン41で導入した外気と熱交換したガス冷媒が凝縮して液化する。この液冷媒はさらに、エバポレータユニット3内のエバポレータ30に送られ、冷却庫内の空気と熱交換して熱を吸収する。この結果、冷却庫内の空気は冷やされ、また、液冷媒は熱の吸収によって蒸発してガス状の冷媒となり、再度コンプレッサ5へと送られる。以下このような冷媒の状態変化を伴う循環を繰り返して、冷凍サイクルが形成される。
【0043】
さらにコンプレッサ5を駆動させる4つの電源系統における電力供給方法について図1を用いながら詳しく説明する。
1つ目の電力供給方法は、車両に搭載されるエンジン24によって行われる。エンジン24には、このエンジン24により駆動されて発電する発電機25が接続されている。そして、エンジン24の駆動によって発電機25が発電し、ここから供給される交流電力が、発電機用整流器(定電圧出力機能を有する)18に入力されて直流電力に変換される。この直流電力が電力変換装置23に出力されて電力変換された後、コンプレッサ5に出力されて冷媒の圧縮が行われることになる。このようにして、エンジン駆動による陸上輸送用冷凍装置の冷却運転がなされることになる。
【0044】
また、2つ目の電力供給方法は、バッテリ20によって行われる。すなわち、バッテリ20に蓄えられた電力が、電力変換装置23に出力されて電力変換された後に、コンプレッサ5に出力されて冷媒の圧縮が行われることになる。このようにして、バッテリ20による陸上輸送用冷凍装置の冷却運転がなされることになる。
【0045】
なお、バッテリ20には商用電源11,12、またはエンジン駆動の発電機25からの電力を充電することができるように充電器21を設けてある。例えば、発電機25から出力された電力は、電力変換装置23に出力されることを説明したが、コンプレッサ5が作動していない場合や、発電量がコンプレッサ5の消費電力を上回る場合には、余った電力が充電器21に流れる。そして、充電器21で充電可能な電圧に変換されて、バッテリ20に電力が蓄えられる。
同様に、商用電源11,12からの電力も、充電器21を介してバッテリ20に充電可能である。
【0046】
また、3、4つ目の電力供給方法は、2つの商用電源11,12によって行われる。これは発電機25、及びバッテリ20から電力変換装置23、つまりはコンプレッサ5への電力供給がなく、商用電源11または12がある場合である。
この商用電源11または12を使用する状況は、車庫からの出発前における予冷、車両停車時における荷物の積載・積み下ろし時である。
前者は、車両及びエンジン24は停止しており、荷物を収容する前に車庫内に設置された商用電源で庫内を冷却する場合である。
また、後者は、移動した場所で荷物を積載・積み下ろしする際であり、もちろん車両は停車で、エンジン24停止の必要性がある場合である。
【0047】
第2商用電源11は、AC200Vの電力供給源であり、車庫内または移動した場所にAC200Vのコンセントが設置されている場合に限られる。
第2商用電源11からのAC200Vの電力は、第2整流器に入力された後に直流電力に変換され、着脱手段19を通過してメイン回路Cp、Cmを流れる。そして、電力変換装置23で電力変換されコンプレッサ5に入力される。
【0048】
相数検出装置13では、電源相数が識別され、得られた電源相数の情報を信号として信号ラインs2を介してコントローラ26に出力している。コントローラ26ではこの信号を電力変換装置23用の制御信号に変換して、信号ラインs3を介して電力変換装置23に出力している。
【0049】
この電力変換装置23から出力される電力量を変更する条件となるのが、AC200Vの相数である。単相は3相に比べて電源容量が少なく、同じ電圧であっても陸上輸送用冷凍装置の仕様に即した運転性能を維持することは困難である。
特に、本実施形態の陸上輸送用冷凍装置においては、3相のAC200V仕様としているため、単相では電力変換装置23及びコンプレッサ5を駆動する電力容量に限界がある。この場合、陸上輸送用冷凍装置の仕様に従って運転が行われると、電源容量の不足により各機器に負担がかかり、ブレーカが落ちたり、陸上輸送用冷凍装置の運転が停止する恐れがある。
これらを回避すべく、相数検出装置13が単相を検出した場合に、コントローラ26は電力変換装置23に対して出力を抑えるように働きかけることになる。
【0050】
なお、電源の相数を検出する相数検出装置13は、シャント抵抗器またはACリレーを用いてもよい。シャント抵抗の場合は、通過する電流を極微小な抵抗値により電圧として出力して状態を確認できるものであり、例えば2つのシャント抵抗を配線内につなぐことで、単相あるいは3相の区別ができるものである。
ACリレーの場合は、3相の各配線を跨ぐように設けて、相間に生じる電圧の有無によって信号が出力されるようにする。これによって、単相または3相の認識ができるものである。
【0051】
第1商用電源12は、AC100Vの電力供給源であり、車庫内または移動した場所にAC100Vのコンセントが設置されている場合に限られる。
第1商用電源12からのAC100Vの電力は、第1整流器に入力された後に直流電力に変換され、着脱手段19を通過してメイン回路Cp、Cmを流れる。そして、電力変換装置23で電力変換されコンプレッサ5に入力される。
【0052】
ACリレー14では、電圧の有無が識別されて得られた情報を信号として信号ラインs1を介してコントローラ26に出力している。コントローラ26ではこの信号を電力変換装置23用の制御信号に変換して、信号ラインs3を介して電力変換装置23に出力している。
【0053】
この電力変換装置23の電力を変更する条件となるのが、AC200Vよりも低い電圧である100Vを入力した場合である。AC100VはAC200Vに比べて電源容量が少なく、作動電圧であるAC200Vに昇圧しても陸上輸送用冷凍装置の仕様に即した運転性能を維持することは困難である。
特に、本実施形態の陸上輸送用冷凍装置においては、AC200V仕様としているため、AC100Vを昇圧したAC200Vを用いて電力変換装置23及びコンプレッサ5を駆動する電源容量に限界がある。この場合、陸上輸送用冷凍装置の仕様に従って運転が行われると、電源容量の不足により各機器に負担がかかり、ブレーカが落ちたり、陸上輸送用冷凍装置の運転が停止する恐れがある。
これらを回避すべく、ACリレー14がAC100Vの入力を検知した場合に、コントローラ26は電力変換装置23に対して出力を抑えるように働きかけることになる。
【0054】
以上説明した4つの電源系統の電力供給方法によって、メイン回路Cp,Cmにはコンプレッサ5の駆動用電力が流れ、平滑コンデンサからなる平滑回路22によって平滑されてから、電力変換装置23に入力される。
電力変換装置23に入力された直流電力は、所望の交流電力に変換され、この交流電力を用いてコンプレッサ5を回転駆動させることにより、冷媒を圧縮して、車両の冷却庫内を冷却(冷蔵,冷凍)することになる。
【0055】
さらに、電源装置10は着脱手段19によって陸上輸送用冷凍装置、つまりは車両から取り外すことが可能とされている。取り外された電源装置10は、車両の停車時における冷却庫内の冷却運転、あるいはバッテリ20の充電時に接続され、使用しないときには再び外すことができる。
【0056】
電源装置10が車両から取り外し可能とされるので、例えば定まったルートで荷物を輸送する車両から電源装置10を取り外して、立ち寄る場所に電源装置10を設置することで、車両に電源装置10を搭載しなくても各種の商用電源による運転が可能となる。
この着脱手段は、電力の供給を担う配線のコネクターと、電源装置10自体を車両に支持する構造上の部分を含むものである。
【0057】
以上説明した本実施形態の陸上輸送用冷凍装置においては、以下の効果を奏する。
商用電源による陸上輸送用冷凍装置の駆動電源としてAC100V及びAC200Vを自由に選択して使用できるので、移動した地域でも確実に冷却庫内の冷却を行うことができ、利便性が向上する。また、電源容量が少ない電力を使用する場合においても、これに見合った最適な冷却運転を導くことができ、信頼性が向上する。従って、商用電源に左右されずに冷却庫内の保冷または予冷を行うことができる。
さらに、電源装置10が取り外し可能なので、複数の車両を保有する場合には、電源装置10を共有することもでき、設備コストを抑えることができる。また、車両から電源装置10取り外すことで、電源装置10の重量分が減り、車両の積載量を増加させることができる。
【0058】
なお、本実施形態の変形例として、以下の構成としてもよい。
電源装置10に供給される商用電源は、AC100VとAC200Vとしたが、これに限定されるものではなく、これ以外の電圧に対応させることとしてもよい。つまり、日本以外の国において主に使用されるAC127VやAC230V等に第1商用電源、第2商用電源を設定してもよい。
これによれば、各地域に合わせて使用することができ、汎用性が向上する。
また、商用電源を2系統として形成したが、1系統または2系統以上に構成してもよく、1系統の商用電源を作動電圧に変換する構成としてもよい。
これによれば、構造の簡略化が向上することや、さらに汎用性の拡大が期待できる。
【0059】
また、本実施形態の陸上輸送用冷凍装置は、AC200V仕様の機器で構成されたものであり、AC100Vを昇圧して使用することとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、AC100V仕様の機器で構成して、AC200Vの入力電力をAC100Vに変換して運転する構成としてもよい。
【0060】
【発明の効果】
以上説明した本発明の陸上輸送用冷凍装置においては以下の効果を奏する。
請求項1記載の発明は、陸上輸送用冷凍装置に設けられた電源装置には、外部から入力される第1の商用電源または第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源を適宜選択し、外部から入力される商用電源の電圧をコンプレッサの作動電圧に変換する変圧器を備えているので、様々な商用電源の電圧に対応して冷却運転を行うことができる。よって、商用電源の電圧に左右されない利便性のある陸上輸送用冷凍装置を提供することができる。
【0061】
また、上記の電源装置は、外部から前記作動電圧とほぼ同等な電圧を有する商用電源から電力が入力されることにより、コンプレッサの作動電圧の電源容量によって冷却運転を行えるとともに、電力変換装置によりこれと異なる電圧による冷却運転も可能となる。従って、商用電源が備わる設備に合わせて、車両停車時における陸上輸送用冷凍装置の運転が行えるようになる。
【0062】
そして、第1の商用電源がAC100V、作動電圧がAC200Vとされ、変圧器はAC100Vの交流電力をAC200Vの交流電力に変換する昇圧トランスとすれば、日本国内において一般的に使用されているAC100VとAC200Vのどちらでも冷却運転を行えることとなり、AC100Vの場合には、あらゆる地域であっても商用電源による冷却運転が行えるとともに、AC200Vの場合には、高負荷の冷却運転にも対応することができる。
【0063】
上記の発明においては、電源装置に商用電源の電圧を検知する電圧検出装置を備えているので、作動電圧と異なる電圧を検知してこの電圧に適した冷却運転を行うことができ、また、電源容量の不足による陸上輸送用冷凍装置の運転停止・故障を未然に防ぐことができる。よって、商用電源の電圧に左右されない利便性のある陸上輸送用冷凍装置を提供することができる。
【0064】
上記の発明においては、電源装置に商用電源の相数(単相または3相)を検知する相数検出装置を備えているので、各機器の仕様範囲外の電力を外部から入力した場合においても、この商用電源に適した冷却運転を行うことができ、また、電源容量の不足による陸上輸送用冷凍装置の運転停止・故障を未然に防ぐことができる。よって、商用電源の電源相数に左右されない利便性のある陸上輸送用冷凍装置を提供することができる。
【0065】
この場合の相数検出装置は、シャント抵抗器、またはACリレーとされているので、商用電源の相数を識別して、電源相数に適した冷却運転を行うことができる。
【0066】
本発明の陸上輸送用冷凍装置は、電源装置が着脱手段によって車両から取り外し可能とされているので、輸送時に電源装置を備える必要がなくなり、複数の車両に共有して使用することも可能となる。さらに、車両重量の軽減となり、輸送時の燃費向上あるいは積載量の増加を促すことができる。
【0067】
請求項6記載の発明は、コンプレッサへ電力を供給する電源装置に、外部から入力される第1の商用電源または第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源を適宜選択し、外部から入力される商用電源の電圧をコンプレッサの作動電圧に変換する変圧器を備えているので、複数の陸上輸送用冷凍装置に共有して使用することができ、なお且つ商用電源の電圧に左右されずに陸上輸送用冷凍装置に電力を供給することができる電源装置を提供することができる。
【0068】
請求項7記載の発明は、陸上輸送用冷凍装置の制御方法において、電源装置は入力される商用電源として第1の商用電源または第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源を選択可能とされ、第1の商用電源が選択された場合に、これを検知して電力変換装置の出力を低減するので、第2の商用電源仕様の各機器を使用する場合においても、第1の商用電源の電源容量に見合った冷却運転を行うことができ、また、電源容量の不足による陸上輸送用冷凍装置の運転停止・故障を未然に防ぐことができる。
【0069】
また、入力される商用電源として第2の商用電源の単相が入力された場合に、これを検知して電力変換装置の出力を低減するので、3相の第2の商用電源仕様の各機器を使用する場合においても、単相の第2の商用電源の電源容量に見合った冷却運転を行うことができ、また、電源容量の不足による陸上輸送用冷凍装置の運転停止・故障を未然に防ぐことができる。
【0070】
そして、単独で入力される商用電源として第2の商用電源の単相が入力された場合、これを検知して電力変換装置の出力を低減する制御方法とされているので、3相の第2の商用電源仕様の各機器を使用する場合においても、単相の第2の商用電源の電源容量に見合った冷却運転を行うことができ、また、電源容量の不足による陸上輸送用冷凍装置の運転停止・故障を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における陸上輸送用冷凍装置の概略構成を示す回路図である。
【図2】本発明の一実施形態における陸上輸送用冷凍装置の冷凍サイクルを示す回路図であるである。
【図3】従来の陸上輸送用冷凍装置を備えた車両の全体図である。
【符号の説明】
5 コンプレッサ
10 電源装置
11 第2商用電源
12 第1商用電源
13 相数検出装置
14 ACリレー(電圧検出装置)
15 昇圧トランス(変圧器)
16 第2整流器
17 第1整流器
19 着脱手段
26 コントローラ
Claims (8)
- 複数の電源系統と、これら電源系統の少なくとも一つからの電力によって駆動されるコンプレッサと、該コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて車両の庫内を冷却する熱交換器を備えてなり、
前記電源系統のうちの一つが商用電源とされ、該商用電源が入力されるとともに前記コンプレッサを駆動、制御する電力変換装置に電力を供給する電源装置を有する陸上輸送用冷凍装置において、
前記電源装置は、入力される商用電源として第1の商用電源または該第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源を適宜選択可能とされ、
さらに、外部から入力される前記商用電源の電圧を前記コンプレッサの作動電圧に変換する変圧器と、前記第1の商用電源が選択された場合に、これを検知して前記電力変換装置の出力を低減させるコントローラとを具備してなることを特徴とする陸上輸送用冷凍装置。 - 請求項1に記載の陸上輸送用冷凍装置において、
前記変圧器は、交流電力の昇圧トランスとされていることを特徴とする陸上輸送用冷凍装置。 - 請求項1または請求項2に記載の陸上輸送用冷凍装置において、
前記電源装置は、前記商用電源の電圧を検知する電圧検出装置を備えてなることを特徴とする陸上輸送用冷凍装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の陸上輸送用冷凍装置において、
前記電源装置は、前記商用電源の相数を検知する相数検出装置を備えてなることを特徴とする陸上輸送用冷凍装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の陸上輸送用冷凍装置において、
前記電源装置は、前記車両から取り外し可能な着脱手段を備えてなることを特徴とする陸上輸送用冷凍装置。 - コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて車両の庫内を冷却する熱交換器を備え、
商用電源を入力して前記コンプレッサを駆動、制御する電力変換装置に電力を供給する陸上輸送用冷凍装置の電源装置において、
入力される商用電源として第1の商用電源または該第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源を適宜選択可能とされ、
かつ、外部から入力される前記商用電源の電圧を前記コンプレッサの作動電圧に変換する変圧器と、前記第1の商用電源が選択された場合に、これを検知して前記電力変換装置の出力を低減させるコントローラとを具備してなることを特徴とする電源装置。 - 複数の電源系統と、これら電源系統の少なくとも一つから供給されて電力変換装置で電力変換された電力により駆動されるコンプレッサと、該コンプレッサによって圧縮された冷媒を用いて車両の庫内を冷却する熱交換器を備えてなり、
前記電源系統のうちの一つが商用電源とされ、該商用電源が入力されるとともに前記コンプレッサを駆動、制御する電力変換装置に電力を供給する電源装置を有する陸上輸送用冷凍装置の制御方法において、
前記電源装置は、入力される商用電源として第1の商用電源または前記第1の商用電源より電源容量の大きい第2の商用電源を適宜選択可能とされ、前記第1の商用電源が選択された場合に、これを検知して前記電力変換装置の出力を低減することを特徴とする陸上輸送用冷凍装置の制御方法。 - 請求項7記載の陸上輸送用冷凍装置の制御方法において、
前記電源容量の大小が交流電源の電圧または相数により判断されることを特徴とする陸上輸送用冷凍装置の制御方法。
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