JP6394683B2 - 輸送用冷凍装置 - Google Patents

Description

本開示は、荷室を有する車両に搭載される輸送用冷凍装置に関する。

荷室を有する車両に搭載され、当該荷室内の空調を行う輸送用冷凍装置が知られている。下記特許文献１に記載の輸送用空調装置は、空気と熱媒との熱交換を行うための室内用熱交換器を複数備えている。このため、車両の荷室が複数の冷凍区画（空間）に分けられているときには、それぞれの冷凍区画に室内用熱交換器を１台ずつ配置し、それぞれの冷凍区画の空調を個別に行うことが可能となっている。

また、下記特許文献１に記載の輸送用冷凍装置では、複数のバルブを開閉させることによって冷媒が通る経路を変化させ、室内用熱交換器が冷凍サイクルの蒸発器として機能する状態と、凝縮器として機能する状態とを切り換えることが可能となっている。

特許第５５３５５１０号公報

荷室内の空調を行うにあたり、輸送用冷凍装置に求められる運転能力は状況によって異なる。例えば外気温が高い状況の下で荷室内の温度を低温に維持する場合には、冷凍サイクルの吸熱能力を高めに設定する必要がある。一方、外気温がさほど高くない状況で荷室内の温度を低温に維持する場合には、冷凍サイクルの吸熱能力を低めに設定する必要がある。このような運転能力の調整を行わない場合には、輸送用冷凍装置の運転及び停止が頻繁に切り換えられることとなり、好ましくない。

輸送用冷凍装置の運転能力を調整するための方法としては、例えば、冷凍サイクルの一部である圧縮機の回転数を、状況に応じて変化させることが考えられる。しかしながら、圧縮機を駆動させるための専用の動力源が設けられておらず、車両の内燃機関（走行用）の駆動力によって圧縮機が駆動されるような構成においては、圧縮機の回転数によって運転能力の調整を行うことは難しい。また、電気駆動の圧縮機と、これに電力を供給するためのインバータとを用いた構成とすれば、圧縮機の回転数を変化させることはできる。しかしながら、当該構成においては、専用の電源や上記インバータが追加で必要となるため、構成が複雑化してしまうという問題がある。

上記特許文献１に記載の輸送用冷凍装置は、室内用熱交換器の機能を切り換えることができるものではあるが、上記のような運転能力の調整を行うことについては、特に具体的な検討はなされてない。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の空間の空調を個別に行える輸送用冷凍装置であって、圧縮機における回転数の調整によることなく、運転能力を容易に且つ適切に調整することのできる輸送用冷凍装置を提供することにある。

本開示に係る輸送用冷凍装置は、複数の空間（１１，１２）に区画された荷室、を有する車両（１０）に搭載される輸送用冷凍装置（１００）であって、それぞれの空間に配置され、冷媒と前記空間内の空気との熱交換を行う複数の室内用熱交換器（１２１，１２２）と、冷媒と外気との熱交換を行う室外用熱交換器（１２０）と、室外用熱交換器と室内用熱交換器との間で冷媒を循環させるよう、冷媒を送り出す複数の圧縮機（１１１，１１２）と、圧縮機から送り出された冷媒が循環する経路を切り換える複数の切り換え弁（１０１，１０２）と、を備える。この輸送用冷凍装置は、それぞれの圧縮機が直列に繋がる経路を冷媒が循環する状態であって、全ての室内用熱交換器が蒸発器として機能する状態である第１状態と、それぞれの圧縮機が直列に繋がる経路を冷媒が循環する状態であって、全ての室内用熱交換器が凝縮器として機能する状態である第２状態と、それぞれの圧縮機が並列に繋がる経路を冷媒が循環する状態であって、複数の室内用熱交換器のうちの一部が蒸発器として機能し、複数の室内用熱交換器のうちの他部が凝縮器として機能する状態である第３状態と、それぞれの圧縮機が並列に繋がる経路を冷媒が循環する状態であって、全ての室内用熱交換器が凝縮器として機能する状態である第４状態と、をとり得るように構成されている。第１状態において、室外用熱交換器を通過した冷媒が室内用熱交換器に向かう流路の途中となる位置には、通過する冷媒の流路を絞る室外用絞り機構（１４０）が設けられている。この輸送用冷凍装置は、室外用絞り機構をバイパスする流路である室外用バイパス流路（１５０）と、室外用バイパス流路の開閉を切り換える室外用開閉弁（１６０）と、を更に備える。第１状態において、室外用熱交換器を通過した冷媒が室内用熱交換器に向かう流路の途中であって、室外用絞り機構よりも下流側となる位置には、通過する冷媒の流路を絞る室内用絞り機構（１４１，１４２）が設けられている。この輸送用冷凍装置は、室内用絞り機構をバイパスする流路である室内用バイパス流路（１５１，１５２）と、室内用バイパス流路の開閉を切り換える室内用開閉弁（１６１，１６２）と、を更に備える。室内用絞り機構、室内用バイパス流路、及び室内用開閉弁は、いずれも、それぞれの室内用熱交換器に対応して個別に設けられている。複数の圧縮機には第１圧縮機（１１１）と第２圧縮機（１１２）とが含まれている。複数の室内用熱交換器には第１室内用熱交換器（１２１）と第２室内用熱交換器（１２２）とが含まれている。第３状態においては、第１圧縮機から送り出された冷媒が、室外用熱交換器、室外用バイパス流路、第１室内用熱交換器に対応して設けられた室内用絞り機構（１４１）、及び第１室内用熱交換器をこの順に通り、第２圧縮機から送り出された冷媒が、第２室内用熱交換器、第２室内用熱交換器に対応して設けられた室内用バイパス流路（１５２）、第１室内用熱交換器に対応して設けられた室内用絞り機構、及び第１室内用熱交換器をこの順に通る。

このような輸送用冷凍装置は、冷媒が循環する経路を切り換えて、第１状態、第２状態、第３状態、及び第４状態をとり得るように構成されている。これらの状態の中から一つを選択することで、それぞれの室内用熱交換器の機能及び運転能力を容易に切り換えることができる。

例えば、全ての室内用熱交換器を凝縮器として動作させる場合には、放熱能力が比較的小さくなる第２状態か、放熱能力が比較的大きくなる第４状態のいずれかを、必要な放熱能力の大きさに応じて適宜選択することができる。室内用熱交換器の機能や運転能力の切り換えは、冷媒が通る経路を切り換えることのみによって容易に行うことが可能であり、その際に圧縮機の回転数を調整する必要は無い。

本開示によれば、複数の空間の空調を個別に行える輸送用冷凍装置であって、圧縮機における回転数の調整によることなく、運転能力を容易に且つ適切に調整することのできる輸送用冷凍装置が提供される。

図１は、本実施形態に係る輸送用冷凍装置が搭載された車両の構成を示す図である。 図２は、本実施形態に係る輸送用冷凍装置の全体構成、及び冷媒の流れを模式的に示す図である。 図３は、本実施形態に係る輸送用冷凍装置の全体構成、及び冷媒の流れを模式的に示す図である。 図４は、本実施形態に係る輸送用冷凍装置の全体構成、及び冷媒の流れを模式的に示す図である。 図５は、本実施形態に係る輸送用冷凍装置の全体構成、及び冷媒の流れを模式的に示す図である。 図６は、それぞれの状態における、圧縮機の効率や運転能力の違いを示す図である。 図７は、制御装置によって行われる制御の概要を説明するための図である。 図８は、制御装置によって行われる制御の概要を説明するための図である。 図９は、制御装置によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、変形例に係る輸送用冷凍装置の全体構成を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本実施形態に係る輸送用冷凍装置１００は、車両である輸送車１０に搭載され、輸送車１０の荷室内の空調を行うための装置である。図１に示されるように、輸送車１０の荷室は２つの空間に区画されている。以下では、これら２つの空間のうち前方側の空間を「第１空間１１」と表記し、後方側の空間を「第２空間１２」と表記する。第１空間１１と第２空間１２との間は区画壁Ｗによって区切られている。区画壁Ｗにより、第１空間１１と第２空間１２との間における空気や熱の流通が抑制されている。

輸送車１０は、例えば生鮮食品を荷室内（第１空間１１等）に収納し、当該荷室内の気温を設定温度に維持しながら走行することができる。設定温度は、収納される荷物に応じた適切な温度となるように設定される。第１空間１１の設定温度と第２空間１２の設定温度とは、互いに異なる温度に設定することが可能である。

第１空間１１及び第２空間１２のそれぞれには、冷媒と空気との熱交換により空気の温度を調整するための熱交換器（第１内部熱交換器１２１、第２内部熱交換器１２２）が１台ずつ設置されている。第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２は、本実施形態に係る輸送用冷凍装置１００の一部であって、それぞれが本実施形態における「室内用熱交換器」に該当する。図１においては、輸送用冷凍装置１００のうち、第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２以外の部分（後述の第１圧縮機１１１等）が、符号２００が付された１つのブロックとして模式的に示されている。以下では、当該部分のことをまとめて「機構部２００」と表記することがある。第１内部熱交換器１２１と機構部２００とは、その全体が一つの筐体に収められた一体の装置として構成されてもよい。

機構部２００には、輸送用冷凍装置１００の全体の動作を制御する制御装置２１０が含まれている。制御装置２１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムとして構成されている。制御装置２１０は、輸送用冷凍装置１００の動作を制御するための専用の装置として構成されていてもよく、他の装置（例えば輸送車１０に設けられたＥＣＵ）の一部として構成されていてもよい。制御装置２１０によって行われる制御の内容については後に説明する。

第１空間１１には、第１空間１１の気温を測定するための温度計１９１が設けられている。温度計１９１で測定された気温は、制御装置２１０に送信される。尚、このような温度計１９１は、第１空間１１から輸送用冷凍装置１００へと空気を引き込むためのダクト内に設けられていてもよい。

同様に、第２空間１２には、第２空間１２の気温を測定するための温度計１９２が設けられている。温度計１９２で測定された気温は、制御装置２１０に送信される。尚、このような温度計１９２は、第２空間１２から輸送用冷凍装置１００へと空気を引き込むためのダクト内に設けられていてもよい。

輸送用冷凍装置１００の全体構成について、図２を参照しながら説明する。輸送用冷凍装置１００は、冷媒を循環させて熱の移動を行う冷凍サイクルとして構成されている。輸送用冷凍装置１００は、第１圧縮機１１１と、第２圧縮機１１２と、外部熱交換器１２０と、第１内部熱交換器１２１と、第２内部熱交換器１２２とを備えている。尚、図２乃至５においては、温度計１９１、温度計１９２、及び制御装置２１０の図示が省略されている。

第１圧縮機１１１及び第２圧縮機１１２は、冷媒を送り出して循環させるための一対の圧縮機である。

第１圧縮機１１１には不図示の駆動装置が接続されている。当該駆動装置の駆動力によって第１圧縮機１１１が駆動されると、入口１１１ｂから第１圧縮機１１１内に冷媒が引き込まれ、出口１１１ａから当該冷媒が送り出される。尚、本実施形態では、第１圧縮機１１１を駆動するための専用の駆動装置が設けられている。このような態様に替えて、輸送車１０が備える走行用の内燃機関の駆動力により、第１圧縮機１１１が駆動されるような態様であってもよい。

第１圧縮機１１１の出口１１１ａには、送り出された冷媒が通る配管Ｐ０１の一端が接続されている。配管Ｐ０１の他端は四方弁１０１に接続されている。四方弁１０１は、制御装置２１０から送信される制御信号を受けて動作し、冷媒が循環する経路を切り換える弁である。四方弁１０１によって行われる循環経路の切り換えについては後に説明する。四方弁１０１、及び後述の四方弁１０２は、本実施形態における「切り換え弁」に該当する。

第１圧縮機１１１の入口１１１ｂには、冷媒が通る配管Ｐ０９の一端が接続されている。配管Ｐ０９の他端は四方弁１０２に接続されている。四方弁１０２は、制御装置２１０から送信される制御信号を受けて動作し、冷媒が循環する経路を切り換える弁である。四方弁１０２によって行われる循環経路の切り換えについては後に説明する。

第２圧縮機１１２の構成は、先に述べた第１圧縮機１１１の構成と同一である。第２圧縮機１１２には不図示の駆動装置が接続されている。当該駆動装置の駆動力によって第２圧縮機１１２が駆動されると、入口１１２ｂから第２圧縮機１１２内に冷媒が引き込まれ、出口１１２ａから当該冷媒が送り出される。本実施形態では、第２圧縮機１１２を駆動するための専用の駆動装置が設けられている。このような態様に替えて、輸送車１０が備える走行用の内燃機関の駆動力により、第２圧縮機１１２が駆動されるような態様であってもよい。

第２圧縮機１１２の出口１１２ａには、送り出された冷媒が通る配管Ｐ０８の一端が接続されている。配管Ｐ０８の他端は四方弁１０２に接続されている。つまり、四方弁１０２は、第２圧縮機１１２の出口１１２ａと第１圧縮機１１１の入口１１１ｂとを繋ぐ配管（配管Ｐ０８及び配管Ｐ０９）の途中となる位置に配置されている。

第２圧縮機１１２の入口１１２ｂには、冷媒が通る配管Ｐ０７の一端が接続されている。配管Ｐ０７の他端は四方弁１０１に接続されている。配管Ｐ０７の途中には、配管Ｐ１０の一端が接続されている。配管Ｐ１０の他端は四方弁１０２に接続されている。図２では、配管Ｐ０７と配管Ｐ１０との接続部分が接続部Ｊ４として示されている。

外部熱交換器１２０は、通過する冷媒と外気（輸送車１０の外部の空気）との熱交換を行うための熱交換器である。後に説明するように、外部熱交換器１２０は、気相冷媒を空気との熱交換によって凝縮させる凝縮器として機能する他、液相冷媒を空気との熱交換によって蒸発させる蒸発器としても機能する。外部熱交換器１２０の近傍には、外部熱交換器１２０に外気を送り込むための送風機１３０が設けられている。外部熱交換器１２０は、本実施形態における「室外用熱交換器」に該当する。

外部熱交換器１２０は、一端が四方弁１０１に接続された配管Ｐ０２の途中となる位置に設けられている。配管Ｐ０２の他端は液容器１８０に接続されている。液容器１８０は、輸送用冷凍装置１００を循環する冷媒の一部を液相の状態で貯留するための容器である。

輸送用冷凍装置１００を循環する冷媒の気液バランスは、負荷の大きさによって変動する。このため、負荷の大きさによっては、液相冷媒が増加してその一部が余剰となってしまう。液容器１８０は、このように余剰となった液相冷媒の一部を貯留し、循環する冷媒の量を常に適量に維持するためのものである。

配管Ｐ０２の端部１８１は、液容器１８０の内部のうち、液相冷媒の液面ＬＳよりも下方側となる位置に配置されている。このため、液容器１８０から外部熱交換器１２０側に向かって冷媒が流れるときには、液容器１８０からは（気相冷媒ではなく）液相冷媒のみが排出されることとなる。

配管Ｐ０２のうち、外部熱交換器１２０と液容器１８０との間となる位置には、絞り機構１４０が設けられている。絞り機構１４０は、通過する冷媒の流路を絞ることで、所謂「膨張弁」として機能するものである。本実施形態では、絞り機構１４０として電子膨張弁が用いられている。このため、絞り機構１４０の下流側となる位置の冷媒温度に応じて、絞り機構１４０の開度を調整することが可能となっている。絞り機構１４０は、本実施形態における「室外用絞り機構」に該当する。

配管Ｐ０２には、絞り機構１４０をバイパスする流路として配管１５０が設けられている。また、配管１５０の途中には、配管１５０の開閉を切り換える開閉弁１６０が設けられている。開閉弁１６０は、制御装置２１０から送信される制御信号を受けてその開閉を切り換える電磁弁である。開閉弁１６０が開状態となっているときには、配管Ｐ０２を通る冷媒は配管１５０を通る。このため、絞り機構１４０の前後において冷媒の圧力は殆ど変化しない。一方、開閉弁１６０が閉状態となっているときには、配管Ｐ０２を通る冷媒はその全てが絞り機構１４０を通る。このため、絞り機構１４０を通過することによって冷媒の圧力は低下する。配管１５０は、本実施形態における「室外用バイパス流路」に該当する。また、開閉弁１６０は、本実施形態における「室外用開閉弁」に該当する。

第１内部熱交換器１２１は、既に述べたように第１空間１１に配置される熱交換器である。第１内部熱交換器１２１を通る冷媒と、第１空間１１の内部の空気との熱交換が行われることにより、当該空気の加熱又は冷却が行われる。第１内部熱交換器１２１は、気相冷媒を空気との熱交換によって凝縮させる凝縮器として機能する他、液相冷媒を空気との熱交換によって蒸発させる蒸発器としても機能する。第１内部熱交換器１２１の近傍には、第１内部熱交換器１２１に空気を送り込むための送風機１３１が設けられている。

第１内部熱交換器１２１は、配管Ｐ０４の途中となる位置に設けられている。配管Ｐ０４は、液容器１８０から延びる配管Ｐ０３にその一端が接続された配管である。図２では、配管Ｐ０３と配管Ｐ０４との接続部分が接続部Ｊ１として示されている。

配管Ｐ０３のうち液容器１８０側の端部１８２は、液容器１８０の内部のうち、液相冷媒の液面ＬＳよりも下方側となる位置に配置されている。このため、液容器１８０から第１内部熱交換器１２１側に向かって冷媒が流れるときにおいても、液容器１８０からは（気相冷媒ではなく）液相冷媒のみが排出されることとなる。

配管Ｐ０４のうち、接続部Ｊ１と第１内部熱交換器１２１との間となる位置には、絞り機構１４１が設けられている。絞り機構１４１は、通過する冷媒の流路を絞ることで、所謂「膨張弁」として機能するものである。本実施形態では、絞り機構１４１として電子膨張弁が用いられている。このため、絞り機構１４１の下流側となる位置の冷媒温度に応じて、絞り機構１４１の開度を調整することが可能となっている。絞り機構１４１は、後述の絞り機構１４２と共に、本実施形態における「室内用絞り機構」に該当する。

配管Ｐ０４には、絞り機構１４１をバイパスする流路として配管１５１が設けられている。また、配管１５１の途中には、配管１５１の開閉を切り換える開閉弁１６１が設けられている。開閉弁１６１は、制御装置２１０から送信される制御信号を受けてその開閉を切り換える電磁弁である。開閉弁１６１が開状態となっているときには、配管Ｐ０４を通る冷媒は配管１５１を通る。このため、絞り機構１４１の前後において冷媒の圧力は殆ど変化しない。一方、開閉弁１６１が閉状態となっているときには、配管Ｐ０４を通る冷媒はその全てが絞り機構１４１を通る。このため、絞り機構１４１を通過することによって冷媒の圧力は低下する。配管１５１は、後述の配管１５２と共に、本実施形態における「室内用バイパス流路」に該当する。また、開閉弁１６１は、後述の開閉弁１６２と共に、本実施形態における「室内用開閉弁」に該当する。

配管Ｐ０４のうち、第１内部熱交換器１２１を挟んで絞り機構１４１とは反対側となる部分には、開閉弁１７１が設けられている。開閉弁１７１は、制御装置２１０から送信される制御信号を受けてその開閉を切り換える電磁弁である。開閉弁１７１が閉じられると、配管Ｐ０４における冷媒の流れが遮断される。

第２内部熱交換器１２２は、既に述べたように第２空間１２に配置される熱交換器である。第２内部熱交換器１２２を通る冷媒と、第２空間１２の内部の空気との熱交換が行われることにより、当該空気の加熱又は冷却が行われる。第２内部熱交換器１２２は、気相冷媒を空気との熱交換によって凝縮させる凝縮器として機能する他、液相冷媒を空気との熱交換によって蒸発させる蒸発器としても機能する。第２内部熱交換器１２２の近傍には、第２内部熱交換器１２２に空気を送り込むための送風機１３２が設けられている。

第２内部熱交換器１２２は、配管Ｐ０５の途中となる位置に設けられている。配管Ｐ０５は、その一端が接続部Ｊ１に接続された配管である。つまり、液容器１８０から延びる配管Ｐ０３に配管Ｐ０５の一端が接続されている。

配管Ｐ０５のうち、接続部Ｊ１と第２内部熱交換器１２２との間となる位置には、絞り機構１４２が設けられている。絞り機構１４２は、通過する冷媒の流路を絞ることで、所謂「膨張弁」として機能するものである。本実施形態では、絞り機構１４２として電子膨張弁が用いられている。このため、絞り機構１４２の下流側となる位置の冷媒温度に応じて、絞り機構１４２の開度を調整することが可能となっている。

配管Ｐ０５には、絞り機構１４２をバイパスする流路として配管１５２が設けられている。また、配管１５２の途中には、配管１５２の開閉を切り換える開閉弁１６２が設けられている。開閉弁１６２は、制御装置２１０から送信される制御信号を受けてその開閉を切り換える電磁弁である。開閉弁１６２が開状態となっているときには、配管Ｐ０５を通る冷媒は配管１５２を通る。このため、絞り機構１４２の前後において冷媒の圧力は殆ど変化しない。一方、開閉弁１６２が閉状態となっているときには、配管Ｐ０５を通る冷媒はその全てが絞り機構１４２を通る。このため、絞り機構１４２を通過することによって冷媒の圧力は低下する。

配管Ｐ０５のうち、第２内部熱交換器１２２を挟んで絞り機構１４２とは反対側となる部分には、開閉弁１７２が設けられている。開閉弁１７２は、制御装置２１０から送信される制御信号を受けてその開閉を切り換える電磁弁である。開閉弁１７２が閉じられると、配管Ｐ０５のうち当該部分における冷媒の流れが遮断される。

配管Ｐ０５のうち、第２内部熱交換器１２２と開閉弁１７２との間となる位置には、配管Ｐ１１の一端が接続されている。配管Ｐ１１の他端は四方弁１０２に接続されている。図２では、配管Ｐ０５と配管Ｐ１１との接続部分が接続部Ｊ３として示されている。

配管Ｐ１１のうち接続部Ｊ３寄りとなる位置には、逆流防止弁１０３が設けられている。逆流防止弁１０３は、四方弁１０２側から接続部Ｊ３に向かう冷媒の流れは許容する一方で、接続部Ｊ３側から四方弁１０２に向かう冷媒の流れは妨げるように構成された開閉弁である。

配管Ｐ０４のうち接続部Ｊ１側とは反対側の端部、及び、配管Ｐ０５のうち接続部Ｊ１側とは反対側の端部は、接続部Ｊ２において互いに接続されている。また、接続部Ｊ２と四方弁１０１とは、配管Ｐ０６により接続されている。

図２においては、輸送用冷凍装置１００の各部を冷媒が流れる方向が矢印で示されている。尚、図２に示される冷媒の流れは一例にすぎない。輸送用冷凍装置１００を冷媒が循環する経路は、四方弁１０１、１０２等の動作によって様々な態様に切り換えられる。

図２に示される状態においては、四方弁１０１により、配管Ｐ０１と配管Ｐ０２とが接続されており、配管Ｐ０６と配管Ｐ０７とが接続されている。また、四方弁１０２により、配管Ｐ０８と配管Ｐ０９とが接続されており、配管Ｐ１１と配管Ｐ１０とが接続されている。このため、第２圧縮機１１２から送り出された冷媒は第１圧縮機１１１に供給され、第１圧縮機１１１により送り出されて外部熱交換器１２０へと供給される。このように、図２では、第１圧縮機１１１と第２圧縮機１１２とが直列に繋がるような経路で冷媒が循環する状態となっている。

図２に示される状態においては、開閉弁１６０、開閉弁１７１、及び開閉弁１７２が開かれている。また、開閉弁１６１及び開閉弁１６２が閉じられている。

直列に繋がった第１圧縮機１１１及び第２圧縮機１１２から送り出された冷媒は、外部熱交換器１２０、配管１５０、液容器１８０をこの順に通った後、配管Ｐ０３を通って接続部Ｊ１に到達する。その後、一部の冷媒は絞り機構１４１を通ってその圧力を低下させ、低圧の状態で第１内部熱交換器１２１を通過する。また、接続部Ｊ１に到達した冷媒の残部は、絞り機構１４２を通ってその圧力を低下させ、低圧の状態で第２内部熱交換器１２２を通過する。

第１内部熱交換器１２１を通った冷媒、及び第２内部熱交換器１２２を通った冷媒は、接続部Ｊ２において合流する。その後、冷媒は配管Ｐ０６、四方弁１０１、配管Ｐ０７をそれぞれ通り、第２圧縮機１１２の入口１１２ｂに戻る。

尚、上記のように冷媒が循環している時には、接続部Ｊ３における冷媒の圧力は、接続部Ｊ４側における冷媒の圧力に比べて高くなっている。このため、配管Ｐ１１における冷媒の流れは、逆流防止弁１０３によって遮断されている。四方弁１０１から配管Ｐ０７へと排出された冷媒は、接続部Ｊ４において配管Ｐ１０に流入することなく、その全てが第２圧縮機１１２へと到達する。

以上のような経路を冷媒が流れるため、図２の状態においては、外部熱交換器１２０は凝縮器として機能する。また、第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２は、いずれも蒸発器として機能する。従って、第１内部熱交換器１２１において回収された第１空間１１内の熱、及び、第２内部熱交換器１２２において回収された第２空間１２内の熱は、冷媒によって外部熱交換器１２０に運ばれた後、外部熱交換器１２０において外気へと放出される。つまり、第１空間１１及び第２空間１２のいずれにおいても空気からの吸熱、すなわち冷房が行われる。

図２に示される経路で冷媒が循環する状態のことを、以下では「第１状態」と表記する。本実施形態では、この第１状態の他に、少なくとも３つの状態（第２状態、第３状態、第４状態）をとり得るように構成されている。これら４つの状態の切り換えは、例えば使用者が行う設定操作に基づいて、制御装置２１０により四方弁１０１等の状態が切り換えられることにより行われる。つまり、制御装置２１０は、第１状態、前記第２状態、前記第３状態、及び前記第４状態の間を切り換える制御を行うものとして構成されている。

図３を参照しながら、輸送用冷凍装置１００の第２状態について説明する。図３に示される第２状態においては、四方弁１０１により、配管Ｐ０１と配管Ｐ０６とが接続されており、配管Ｐ０２と配管Ｐ０７とが接続されている。また、四方弁１０２により、配管Ｐ０８と配管Ｐ０９とが接続されており、配管Ｐ１１と配管Ｐ１０とが接続されている。このため、第２圧縮機１１２から送り出された冷媒は第１圧縮機１１１に供給され、第１圧縮機１１１により送り出された後に配管Ｐ０６を通り接続部Ｊ２へと向かう。このように、第２状態においても、第１圧縮機１１１と第２圧縮機１１２とが直列に繋がるような経路で冷媒が循環する状態となっている。ただし、第１圧縮機１１１等により送り出された冷媒が向かう方向において、第１状態とは異なっている。

図３に示される第２状態においては、開閉弁１６１、開閉弁１６２、開閉弁１７１、及び開閉弁１７２が開かれている。また、開閉弁１６０が閉じられている。

直列に繋がった第１圧縮機１１１及び第２圧縮機１１２から送り出された冷媒は、配管Ｐ０６を通って接続部Ｊ２に到達する。その後、一部の冷媒は配管Ｐ０４に流入し、第１内部熱交換器１２１、配管１５１を順に通って接続部Ｊ１に到達する。また、接続部Ｊ２に到達した冷媒の残部は配管Ｐ０５に流入し、第２内部熱交換器１２２、配管１５２を順に通って接続部Ｊ１に到達する。接続部Ｊ１で合流した冷媒は配管Ｐ０３に流入し、液容器１８０を経由した後に絞り機構１４０を通ってその圧力を低下させ、低圧の状態で外部熱交換器１２０を通過する。その後、冷媒は四方弁１０１、配管Ｐ０７をそれぞれ通り、第２圧縮機１１２の入口１１２ｂに戻る。

尚、上記のように冷媒が循環している時には、接続部Ｊ３における冷媒の圧力は、接続部Ｊ４側における冷媒の圧力に比べて高くなっている。このため、配管Ｐ１１における冷媒の流れは、逆流防止弁１０３によって遮断されている。つまり、第１圧縮機１１１から送り出されて開閉弁１７２を通過した冷媒が、逆流防止弁１０３を通過して第２圧縮機１１２向かって流れてしまうことが防止されている。また、四方弁１０１から配管Ｐ０７へと排出された冷媒は、接続部Ｊ４において配管Ｐ１０に流入することなく、その全てが第２圧縮機１１２へと到達する。

以上のような経路を冷媒が流れるため、図３に示される第２状態においては、外部熱交換器１２０は蒸発器として機能する。また、第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２は、いずれも凝縮器として機能する。従って、外部熱交換器１２０において回収された外気の熱は、冷媒によってその一部が第１内部熱交換器１２１に運ばれた後、第１空間１１へと放出される。また、回収された外気の熱の残部は冷媒によって第２内部熱交換器１２２に運ばれた後、第２空間１２へと放出される。つまり、第１空間１１及び第２空間１２のいずれにおいても空気への放熱、すなわち暖房が行われる。

図４を参照しながら、輸送用冷凍装置１００の第３状態について説明する。図４に示される第３状態においては、四方弁１０１により、配管Ｐ０１と配管Ｐ０２とが接続されており、配管Ｐ０６と配管Ｐ０７とが接続されている。また、四方弁１０２により、配管Ｐ０８と配管Ｐ１１とが接続されており、配管Ｐ０９と配管Ｐ１０とが接続されている。このため、接続部Ｊ４から一部の冷媒は配管Ｐ１０、配管Ｐ０９を通って第１圧縮機１１１に供給され、第１圧縮機１１１により外部熱交換器１２０側へと送り出される。また、他の冷媒は接続部Ｊ４から配管Ｐ０７を通って第２圧縮機１１２に供給され、逆流防止弁１０３側へと送り出される。このように、第３状態においては、第１圧縮機１１１と第２圧縮機１１２とが並列に繋がるような経路で冷媒が循環する状態となっている。

図４に示される第３状態においては、開閉弁１６０、開閉弁１６２、及び開閉弁１７１が開かれている。また、開閉弁１６１及び開閉弁１７２が閉じられている。

まず、第１圧縮機１１１により送り出された冷媒が流れる経路について説明する。当該冷媒は、配管Ｐ０１、四方弁１０１を経由して配管Ｐ０２に流入し、外部熱交換器１２０、配管１５０、液容器１８０をこの順に通った後、配管Ｐ０３を通って接続部Ｊ１に到達する。その後、配管Ｐ０４に流入し、絞り機構１４１を通ってその圧力を低下させ、低圧の状態で第１内部熱交換器１２１を通過する。第３状態においては開閉弁１７２が閉じられているので、第１内部熱交換器１２１を通過した冷媒はその全てが配管Ｐ０６に流入し、四方弁１０１、配管Ｐ０７を通って接続部Ｊ４に到達する。その後、既に述べたように冷媒の一部は第１圧縮機１１１に向かい、冷媒の残部は第２圧縮機１１２に向かう。

第２圧縮機１１２により送り出された冷媒が流れる経路について説明する。当該冷媒は、配管Ｐ０８、四方弁１０２を経由して配管Ｐ１１に流入し、逆流防止弁１０３を通過して配管Ｐ０５に流入する。第３状態においては開閉弁１７２が閉じられているので、配管Ｐ０５に流入した冷媒はその全てが第２内部熱交換器１２２を通過する。その後、冷媒は配管１５２を通過して接続部Ｊ１に到達し、配管Ｐ３からＪ１に到達する冷媒の流れと合流する。その後は、冷媒は絞り機構１４１を通過し、既に述べた通りの経路を通って接続部Ｊ４に至る。

尚、上記のように冷媒が循環している時には、接続部Ｊ３における冷媒の圧力は、配管Ｐ０８側における冷媒の圧力に比べて低くなっている。このため、配管Ｐ１１における冷媒の流れが、逆流防止弁１０３によって妨げられることは無い。

以上のような経路を冷媒が流れるため、図４に示される第３状態においては、外部熱交換器１２０は凝縮器として機能する。また、第１内部熱交換器１２１は蒸発器として機能する一方で、第２内部熱交換器１２２は凝縮器として機能する。従って、第１空間１１の熱は第１内部熱交換器１２１によって回収され、当該熱の一部は冷媒によって外部熱交換器１２０に運ばれた後、外気へと放出される。また、当該熱の残部は冷媒によって第２内部熱交換器１２２に運ばれた後、第２空間１２へと放出される。つまり、第１空間１１においては空気からの吸熱、すなわち冷房が行われる一方で、第２空間１２においては空気への放熱、すなわち暖房が行われる。

図５を参照しながら、輸送用冷凍装置１００の第４状態について説明する。図５に示される第４状態においては、四方弁１０１により、配管Ｐ０１と配管Ｐ０６とが接続されており、配管Ｐ０２と配管Ｐ０７とが接続されている。また、四方弁１０２により、配管Ｐ０８と配管Ｐ１１とが接続されており、配管Ｐ０９と配管Ｐ１０とが接続されている。このため、接続部Ｊ４から一部の冷媒は配管Ｐ１０、配管Ｐ０９を通って第１圧縮機１１１に供給され、第１圧縮機１１１により配管Ｐ０６側へと送り出される。また、他の冷媒は接続部Ｊ４から配管Ｐ０７を通って第２圧縮機１１２に供給され、配管Ｐ１１側へと送り出される。このように、第３状態においては、第１圧縮機１１１と第２圧縮機１１２とが並列に繋がるような経路で冷媒が循環する状態となっている。

図５に示される第４状態においては、開閉弁１６１、開閉弁１６２、開閉弁１７１、及び開閉弁１７２が開かれている。また、開閉弁１６０が閉じられている。

まず、第１圧縮機１１１により送り出された冷媒が流れる経路について説明する。当該冷媒は、配管Ｐ０１、四方弁１０１を経由して配管Ｐ０６に流入し、接続部Ｊ２に到達する。その後、一部の冷媒は配管Ｐ０４に流入し、第１内部熱交換器１２１、配管１５１を順に通って接続部Ｊ１に到達する。また、接続部Ｊ２に到達した冷媒の残部は配管Ｐ０５に流入し、第２内部熱交換器１２２、配管１５２を順に通って接続部Ｊ１に到達する。接続部Ｊ１で合流した冷媒は配管Ｐ０３に流入し、液容器１８０を経由した後に絞り機構１４０を通ってその圧力を低下させ、低圧の状態で外部熱交換器１２０を通過する。その後、冷媒は四方弁１０１、配管Ｐ０７をそれぞれ通り、接続部Ｊ４に到達する。その後、既に述べたように冷媒の一部は第１圧縮機１１１に向かい、冷媒の残部は第２圧縮機１１２に向かう。

第２圧縮機１１２により送り出された冷媒が流れる経路について説明する。当該冷媒は、配管Ｐ０８、四方弁１０２を経由して配管Ｐ１１に流入し、逆流防止弁１０３を通過して配管Ｐ０５に流入する。その後、接続部Ｊ２側からの冷媒の流れに合流して、既に述べたように第２内部熱交換器１２２を通過して接続部Ｊ１に至る。

尚、上記のように冷媒が循環している時には、接続部Ｊ３における冷媒の圧力は、配管Ｐ０８側における冷媒の圧力に比べて低くなっている。このため、配管Ｐ１１における冷媒の流れが、逆流防止弁１０３によって妨げられることは無い。

以上のような経路を冷媒が流れるため、図５に示される第４状態においては、外部熱交換器１２０は蒸発器として機能する。また、第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２は、いずれも凝縮器として機能する。従って、外部熱交換器１２０において回収された外気の熱は、冷媒によってその一部が第１内部熱交換器１２１に運ばれた後、第１空間１１へと放出される。また、回収された外気の熱の残部は冷媒によって第２内部熱交換器１２２に運ばれた後、第２空間１２へと放出される。つまり、第１空間１１及び第２空間１２のいずれにおいても空気への放熱、すなわち暖房が行われる。

輸送用冷凍装置１００は、制御装置２１０が行う制御によって、以上に説明した第１状態、第２状態、第３状態、及び第４状態をとり得る。図６には、これら４つの状態のそれぞれにおける運転効率と、運転能力との比較が示されている。

同図に示されるように、第１状態及び第２状態においては、第３状態や第４状態に比べて運転効率が高くなっている。これは、第１状態及び第２状態においては２つの圧縮機（第１圧縮機１１１及び第２圧縮機１１２）が互いに直列接続されているので、それぞれの圧縮機における圧縮比が並列接続の場合に比べて小さくなる結果、圧縮機の運転効率が高くなるためである。

また、第４状態においては、他の状態に比べて運転能力（放熱能力）が大きくなっている。これは、２つの圧縮機（第１圧縮機１１１及び第２圧縮機１１２）が互いに並列接続されているので、輸送用冷凍装置１００を循環する冷媒の流量が直列接続の場合に比べて大きくなるためである。

従って、第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２の両方を凝縮器として動作させて放熱を行う場合には、放熱能力が中程度となる第２状態、又は放熱能力が比較的大きくなる第４状態のいずれかを、必要な放熱能力の大きさに応じて適宜選択することができる。つまり、幅広い付加範囲に合わせた最適な運転を行うことができる。運転能力の切り換えは、冷媒が通る経路を切り換えることのみによって容易に且つ適切に行うことができる。また、その際に第１圧縮機１１１や第２圧縮機１１２の回転数を調整する必要は無い。

第１状態、第２状態、第３状態、及び第４状態を切り換えるために、制御装置２１０によって行われる制御の概要について、図７を参照しながら説明する。当該制御は、第１空間１１の気温を所定の設定温度ＴＳ１に一致させ、且つ、第２空間１２の気温を所定の設定温度ＴＳ２に一致させるように行われる。設定温度ＴＳ１は、本実施形態における「第１設定温度」に該当する。設定温度ＴＳ２は、本実施形態における「第２設定温度」に該当する。設定温度ＴＳ１、ＴＳ２は、例えば使用者によって予め設定されている。

先ず、輸送用冷凍装置１００の始動時において、第１空間１１の気温を調整する制御について説明する。図７の横軸は、温度計１９１によって計測される第１空間１１の気温を示している。図７の縦軸は、第１内部熱交換器１２１の動作状態を示している。同図の上段に示される状態ＳＴ０１は、第１内部熱交換器１２１において吸熱が行われている状態を示している。つまり、輸送用冷凍装置１００が第１状態（図２）又は第３状態（図４）のいずれかで動作している状態を示している。また、同図の下段に示される状態ＳＴ０２は、第１内部熱交換器１２１において放熱が行われている状態を示している。つまり、輸送用冷凍装置１００が第２状態（図３）又は第４状態（図５）のいずれかで動作している状態を示している。

図７の実線で示されるように、輸送用冷凍装置１００の始動時における第１空間１１の気温が、設定温度ＴＳ１以上である場合には、第１内部熱交換器１２１では吸熱が行われる。それ以外の場合には、第１内部熱交換器１２１では放熱が行われる。これにより、第１空間１１の空気の加熱又は冷却が行われるので、第１空間１１の気温は設定温度ＴＳ１に近づいて行くこととなる。

輸送用冷凍装置１００の始動時以降においても、上記と同様の制御が行われる。ただし、輸送用冷凍装置１００の動作中には、設定温度ＴＳ１の近傍において動作状態が頻繁に切り換えられることの無いように、ヒステリシスを考慮した制御がなされる。図８には、そのような制御の一例が示されている。

図８の横軸は、温度計１９１によって計測される第１空間１１の気温を示している。図８の縦軸は、第１内部熱交換器１２１の動作状態を示している。同図の最上段に示される状態ＳＴ１は、第１内部熱交換器１２１において吸熱が行われている状態を示している。つまり、輸送用冷凍装置１００が第１状態（図２）又は第３状態（図４）のいずれかで動作している状態を示している。

また、同図の上から２段目に示される状態ＳＴ２は、第１空間１１空調が停止している状態を示している。同図の上から３段目に示される状態ＳＴ３も、第１空間１１の空調が停止している状態を示している。状態ＳＴ２と状態ＳＴ３とは互いに同じ状態なのであるが、状態ＳＴ２は、吸熱のための運転を行った後に動作を停止した状態であり、状態ＳＴ３は、放熱のための運転を行った後に動作を停止した状態である。

同図の上から４段目に示される状態ＳＴ４は、第１内部熱交換器１２１において放熱が行われている状態を示している。具体的には、輸送用冷凍装置１００が第２状態（図３）で動作している状態を示している。同図の最下段に示される状態ＳＴ５は、第１内部熱交換器１２１において放熱が行われている状態を示している。具体的には、輸送用冷凍装置１００が第４状態（図５）で動作している状態を示している。

線Ｌ１で示されるように、第１空間１１の気温が低下して設定温度ＴＳ１となっても、その時点では状態ＳＴ１から状態ＳＴ２への移行（つまり吸熱の停止）は行われない。状態ＳＴ１から状態ＳＴ２への移行は、第１空間１１の気温が、設定温度ＴＳ１よりも更に低い温度（設定温度ＴＳ１−１℃）まで低下した時点で行われる。

線Ｌ２で示されるように、状態ＳＴ２から、第１空間１１の気温が上昇して設定温度ＴＳ１となっても、その時点では状態ＳＴ２から状態ＳＴ１への移行（つまり吸熱の開始）は行われない。状態ＳＴ２から状態ＳＴ１への移行は、第１空間１１の気温が、設定温度ＴＳ１よりも更に高い温度（設定温度ＴＳ１＋０．５℃）まで上昇した時点で行われる。

線Ｌ２で示されるように、状態ＳＴ２から、第１空間１１の気温が低下して設定温度ＴＳ１−２℃になると、状態ＳＴ４に移行する。これにより、第１内部熱交換器１２１において放熱が行われ、第１空間１１の気温が上昇する。

線Ｌ４で示されるように、状態ＳＴ４から、第１空間１１の気温が低下して設定温度ＴＳ１−２．５℃になると、状態ＳＴ５に移行する。これにより輸送用冷凍装置１００は第４状態となるので、第１内部熱交換器１２１において高い能力での放熱が行われる。その結果、第１空間１１の気温が上昇する。

線Ｌ５で示されるように、状態ＳＴ５から、第１空間１１の気温が上昇して設定温度ＴＳ１−１．５℃になると、状態ＳＴ４に移行する。これにより、第１内部熱交換器１２１において低い能力での放熱が行われる。その結果、第１空間１１の気温が緩やかに上昇する。

線Ｌ４で示されるように、状態ＳＴ４から、第１空間１１の気温が上昇して設定温度ＴＳ１となっても、その時点では状態ＳＴ４から状態ＳＴ３への移行（つまり放熱の停止）は行われない。状態ＳＴ４から状態ＳＴ３への移行は、第１空間１１の気温が、設定温度ＴＳ１よりも更に高い温度（設定温度ＴＳ１＋０．５℃）まで上昇した時点で行われる。

線Ｌ３で示されるように、状態ＳＴ３から、第１空間１１の気温が低下して設定温度ＴＳ１となっても、その時点では状態ＳＴ３から状態ＳＴ４への移行（つまり放熱の開始）は行われない。状態ＳＴ３から状態ＳＴ４への移行は、第１空間１１の気温が、設定温度ＴＳ１よりも更に低い温度（設定温度ＴＳ１−０．５℃）まで低下した時点で行われる。

線Ｌ３で示されるように、状態ＳＴ３から、第１空間１１の気温が上昇して設定温度ＴＳ１＋１．５℃になると、状態ＳＴ１に移行する。これにより、第１内部熱交換器１２１において吸熱が行われ、第１空間１１の気温が低下する。

以上では第１空間１１の空調を行うための制御について説明したが、第２空間１２の空調を行うための制御を上記と同様に行ってもよい。

本実施形態では、第１空間１１の空調、及び第２空間１２の空調の両方が、同時に且つ適切に行われるように、図９に示される処理が制御装置２１０によって行われる。図９に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御装置２１０によって繰り返し実行される。

最初のステップＳ０１では、温度計１９１で測定された第１空間１１の気温（以下、「気温ＴＲ１」とも表記する）が、設定温度ＴＳ１以上であるか否かが判定される。気温ＴＲ１が設定温度ＴＳ１以上である場合には、ステップＳ０２に移行する。

ステップＳ０２では、温度計１９２で測定された第２空間１２の気温（以下、「気温ＴＲ２」とも表記する）が、設定温度ＴＳ２以上であるか否かが判定される。気温ＴＲ２が設定温度ＴＳ２以上である場合には、ステップＳ０３に移行する。ステップＳ０３では、第１状態に切り換えるための処理が行われる。これにより、第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２のそれぞれにおいて吸熱が行われる。

このように、本実施形態では、第１空間１１の気温が所定の設定温度ＴＳ１よりも高く、且つ第２空間１２の気温が所定の設定温度ＴＳ２よりも高いときには、制御装置２１０は第１状態に切り換える制御を行う。これにより、第１空間１１の気温と第２空間１２の気温のそれぞれを適温に保つことができる。

ステップＳ０２において、気温ＴＲ２が設定温度ＴＳ２未満である場合には、ステップＳ０４に移行する。ステップＳ０４では、第３状態に切り換えるための処理が行われる。これにより、第１内部熱交換器１２１においては吸熱が行われる一方で、第２内部熱交換器１２２においては放熱が行われる。

このように、本実施形態では、第１空間１１の気温が所定の設定温度ＴＳ１よりも高く、且つ第２空間１２の気温が所定の設定温度ＴＳ２よりも低いときには、制御装置２１０は第３状態に切り換える制御を行う。これにより、第１空間１１の気温と第２空間１２の気温のそれぞれを適温に保つことができる。

ステップＳ０１において、気温ＴＲ１が設定温度ＴＳ１未満である場合には、ステップＳ０５に移行する。ステップＳ０５では、気温ＴＲ２が設定温度ＴＳ２以上であるか否かが判定される。気温ＴＲ２が設定温度ＴＳ２以上である場合には、ステップＳ０６に移行する。

ステップＳ０６に移行したということは、第１空間１１においては放熱を行う必要があり、第２空間１２においては吸熱を行う必要があるということである。

図１に示されるように、本実施形態では、第１内部熱交換器１２１は機構部２００に近い位置にあり、第２内部熱交換器１２２は機構部２００から遠い位置にある。このような配置に起因して、第１内部熱交換器１２１の冷凍能力は、第２内部熱交換器１２２の冷凍能力よりも高くなっている。同一の初期温度から第１空間１１と第２空間１２の冷房が同時に行われることに鑑みれば、第１空間１１のみで放熱が必要とされることは無いので、通常はステップＳ０６に移行することは無い。このため、本実施形態では、第１空間１１で放熱を行い、第２空間１２で吸熱を行うような動作モードは用意されていない（図６を参照）。

ただし、何らかの原因で制御が不安定となり、第１空間１１の気温が大きくアンダーシュートし、且つ第２空間１２の気温が大きくオーバーシュートした場合には、稀にステップＳ０６に移行することもあり得る。このような状態に陥ってしまい、ステップＳ０６に移行した場合には、以下のような処理が行われる。

ステップＳ０６では、設定温度ＴＳ１と気温ＴＲ１との差が、気温ＴＲ２と設定温度ＴＳ２との差よりも大きいか否かが判定される。前者の方が大きい場合にはステップＳ０７に移行する。

ステップＳ０７に移行したということは、（放熱が必要な）第１空間１１における気温の乖離度合いの方が、（吸熱が必要な）第２空間１２における気温の乖離度合いよりも大きいということである。このため、ステップＳ０７では、第１空間１１における放熱の方を優先的に行うように、第２状態に切り換えるための処理が行われる。これにより、第１内部熱交換器１２１においては放熱が行われる。このとき、第２内部熱交換器１２２における放熱が行われないように、開閉弁１７２を閉じる制御が予め行われることとしてもよい。

ステップＳ０６において、設定温度ＴＳ１と気温ＴＲ１との差が、気温ＴＲ２と設定温度ＴＳ２との差以下であった場合には、ステップＳ０８に移行する。ステップＳ０８に移行したということは、（吸熱が必要な）第２空間１２における気温の乖離度合いの方が、（放熱が必要な）第１空間１１における気温の乖離度合いよりも大きい（又は両者が等しい）ということである。このため、ステップＳ０８では、第２空間１２における吸熱の方を優先的に行うように、第１状態に切り換えるための処理が行われる。これにより、第２内部熱交換器１２２においては吸熱が行われる。このとき、第１内部熱交換器１２１における吸熱が行われないように、開閉弁１７１を閉じる制御が予め行われることとしてもよい。

ステップＳ０５において、気温ＴＲ２が設定温度ＴＳ２未満である場合には、ステップＳ０９に移行する。ステップＳ０９では、設定温度ＴＳ１と気温ＴＲ１との差が所定の閾温度差ＴＨ１以上であるか否か、及び、設定温度ＴＳ２と気温ＴＲ２との差が所定の閾温度差ＴＨ２以上であるか否かが判定される。設定温度ＴＳ１と気温ＴＲ１との差が閾温度差ＴＨ１以上である場合、又は、設定温度ＴＳ２と気温ＴＲ２との差が所定の閾温度差ＴＨ２以上である場合には、ステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０に移行したということは、（放熱が必要な）第１空間１１における気温の乖離度合い、及び（放熱が必要な）第２空間１２における気温の乖離度合いのうち、少なくとも一方が大きくなっているということである。このため、ステップＳ１０では第４状態に切り換えるための処理が行われる。第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２の両方において、高い能力での放熱が行われるので、第１空間１１の気温及び第２空間１２の気温の両方が迅速に上昇する。これにより、第１空間１１の気温及び第２空間１２の気温の両方を短時間のうちに適温とすることができる。

ステップＳ０９における判定が否定であった場合には、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１に移行したということは、（放熱が必要な）第１空間１１における気温の乖離度合い、及び（放熱が必要な）第２空間１２における気温の乖離度合い、の両方が比較的小さいということである。このため、ステップＳ１１では第２状態に切り換えるための処理が行われる。第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２の両方において、低い能力での放熱が行われるので、第１空間１１の気温及び第２空間１２の気温の両方が緩やかに上昇する。これにより、低い消費電力で第１空間１１の気温及び第２空間１２の気温の両方を適温とすることができる。また、温度調節を安定的に行い得るという利点もある。

以上のように、本実施形態では、第１空間１１の気温が所定の設定温度ＴＳ１よりも低く、且つ第２空間１２の気温が所定の設定温度ＴＳ２よりも低いときには、制御装置２１０は、第２状態又は第４状態に切り換える制御を行う。具体的には、第１空間１１の気温ＴＲ１と設定温度ＴＳ１との差が所定の閾温度差ＴＨ１以上である場合、又は、第２空間１２の気温ＴＲ２と設定温度ＴＳ２との差が所定の閾温度差ＴＨ２以上である場合には、制御装置２１０は第４状態に切り換える制御を行い、それ以外の場合には、制御装置２１０は第２状態に切り換える制御を行う。閾温度差ＴＨ１は、本実施形態における「第１閾温度差」に該当する。また、閾温度差ＴＨ２は、本実施形態における「第２閾温度差」に該当する。尚、閾温度差ＴＨ１と閾温度差ＴＨ２とは、互いに異なる値に設定されていてもよく、同じ値に設定されていてもよい。

第１内部熱交換器１２１や第２内部熱交換器１２２における除霜の必要性に応じて、第２状態等への切り換えが行われてもよい。

例えば、第１状態での運転が行われているときに、第２内部熱交換器１２２において除霜の必要性が生じたときには、第３状態に切り換えて第２内部熱交換器１２２における放熱を行えばよい。

一方、第１状態での運転が行われているときに、第１内部熱交換器１２１において除霜の必要性が生じたときには、第１内部熱交換器１２１のみで放熱が行われることとすればよいのであるが、既に述べたように、本実施形態ではそのような動作モードは用意されていない（図６を参照）。この場合には、第２状態又は第４状態に切り換えた上で、開閉弁１７２を閉じられた状態とすればよい。尚、第１内部熱交換器１２１の体格が大きく、着霜量が大きい場合には、第２状態ではなく放熱性能の大きな第４状態に切り換えることが望ましい。

本実施形態では、第１状態（図２）において外部熱交換器１２０を通過した冷媒が第１内部熱交換器１２１側に向かう流路、の途中となる位置に、通過する冷媒の流路を絞る絞り機構１４０が設けられている。また、絞り機構１４０をバイパスする流路である配管１５０と、配管１５０の開閉を切り換える開閉弁１６０と、を更に備えている。

開閉弁１６０により、絞り機構１４０が冷凍サイクルの膨張弁として機能する状態と、絞り機構１４０をバイパスして冷媒が通る状態とを切り換えることができる。このため、これまで説明したように、冷媒の循環経路や、複数の熱交換器（外部熱交換器１２０、第１内部熱交換器１２１、第２内部熱交換器１２２）のそれぞれの機能を容易に切り換えることが可能となっている。

本実施形態では、第１状態（図２）において外部熱交換器１２０を通過した冷媒が第１内部熱交換器１２１側に向かう流路の途中であって、絞り機構１４０よりも下流側となる位置には、通過する冷媒の流路を絞る絞り機構１４１が設けられている。また、絞り機構１４１をバイパスする流路である配管１５１と、配管１５１の開閉を切り換える開閉弁１６１と、を更に備えている。

同様に、第１状態（図２）において外部熱交換器１２０を通過した冷媒が第２内部熱交換器１２２側に向かう流路の途中であって、絞り機構１４０よりも下流側となる位置には、通過する冷媒の流路を絞る絞り機構１４２が設けられている。また、絞り機構１４２をバイパスする流路である配管１５２と、配管１５２の開閉を切り換える開閉弁１６２と、を更に備えている。

つまり、絞り機構（１４１、１４２）、バイパス流路としての配管（１５１、１５２）、及び当該バイパス流路を開閉する開閉弁（１６１、１６２）が、第１内部熱交換器１２１及び第２内部熱交換器１２２のそれぞれに対応して個別に設けられている。このため、冷媒の循環経路や、複数の熱交換器（外部熱交換器１２０、第１内部熱交換器１２１、第２内部熱交換器１２２）のそれぞれの機能を更に容易に切り換えることが可能となっている。

本実施形態の第３状態（図４）においては、第１圧縮機１１１から送り出された冷媒が、外部熱交換器１２０、配管１５０、第１内部熱交換器１２１に対応して設けられた絞り機構１４１、及び第１内部熱交換器１２１をこの順に通る。また、第２圧縮機１１２から送り出された冷媒が、第２内部熱交換器１２２、第２内部熱交換器１２２に対応して設けられた配管１５２、第１内部熱交換器１２１に対応して設けられた絞り機構１４１、及び第１内部熱交換器１２１をこの順に通る。これにより、第１内部熱交換器１２１を蒸発器として機能させると同時に、第２内部熱交換器１２２を凝縮器として機能させるこができる。つまり、第１空間１１の空調と第２空間１２の空調とを互いに異なるモードで個別に行うことができる。

本実施形態では、第３状態（図４）において第２圧縮機１１２から送り出された冷媒が第２内部熱交換器１２２に向かう流路の途中となる位置には、第２状態（図３）において、冷媒が（第２内部熱交換器１２２側から）第２圧縮機１１２側に向かって流れることを防止するための逆流防止弁１０３が設けられている。尚、このような逆流防止弁１０３の代わりに電磁弁を配置して、当該電磁弁の開閉制御を行うこととしてもよい。しかしながら、本実施形態のように、冷媒の圧力差によって機械的に動作する逆流防止弁を用いた方が、冷媒の流れの調整（逆流の防止）をより簡単な構成で行うことができる。

本実施形態では、第２状態（図３）において第１圧縮機１１１及び第２圧縮機１１２から送り出された冷媒が第２内部熱交換器１２２に向かう流路の途中となる位置に、開閉弁１７２が設けられている。また、第３状態（図４）においては、この開閉弁１７２は閉じられた状態となり、第２圧縮機１１２から送り出された冷媒は、開閉弁１７２と第２内部熱交換器１２２とを繋ぐ流路の途中となる位置（接続部Ｊ３）に供給される。

第３状態（図４）においては、第１内部熱交換器１２１と第２内部熱交換器１２２とが直列に繋がる経路を冷媒が通ることとなる。図４に示されるように、このような冷媒の経路が開閉弁１７２によって簡単に実現される。

本実施形態では、絞り機構１４０と絞り機構１４１、１４２とを繋ぐ流路の途中となる位置に、循環する冷媒の一部を液相の状態で貯留する液容器１８０が設けられている。液容器１８０は、貯留している冷媒を外部熱交換器１２０に向けて排出する場合（例えば図３の第２状態）、及び、貯留している冷媒を絞り機構１４１、１４２側に向けて排出する場合（例えば図２の第１状態）、のいずれにおいても、液相の冷媒のみを排出するように構成されている。具体的には、配管Ｐ０２の端部１８１と、配管Ｐ０３の端部１８２とが、いずれも貯留された冷媒の液面ＬＳよりも下方となる位置に配置されている。このため、循環する冷媒の流れ方向がどちらの方向になった場合であっても、膨張弁として機能する部分に向かって気相の冷媒が排出されてしまうことが無い。

本実施形態では、冷媒を送り出すための圧縮機の台数が２台となっている。このような態様に替えて、圧縮機の台数を３台以上としてもよい。圧縮機の台数を３台以上とした場合であっても、第１状態及び第２状態においては、全ての圧縮機が互いに直列に繋がるような経路で冷媒が循環する状態とされる。また、第３状態及び第４状態においては、全ての圧縮機が互いに並列に繋がるような経路で冷媒が循環する状態とされる。

本実施形態では、膨張弁として機能する絞り機構１４０に対応して、バイパス流路としての配管１５０と、開閉弁１６０とが設けられている。このような構成に替えて、絞り機構１４０として全開機能付きの電子膨張弁が用いられてもよい。つまり、配管１５０や開閉弁１６０として機能する部分が、絞り機構１４０に一体的に備えられていてもよい。絞り機構１４１、１４２、及び後述の絞り機構１４２Ａについても同様である。

本実施形態では、輸送車１０の荷室が２つの空間（第１空間１１、第２空間１２）に区画されており、その数に対応した個数の内部熱交換器（第１内部熱交換器１２１、第２内部熱交換器１２２）が設けられている。しかしながら、内部熱交換器の個数は３つであってもよい。図１０には、このような変形例として輸送用冷凍装置１００Ａが示されている。

図１０の例では、輸送車１０の荷室が３つの空間（第１空間１１、第２空間１２、第３空間１３）に区画されている。輸送用冷凍装置１００Ａには、第３空間１３に設置されるための第３内部熱交換器１２２Ａが追加で設けられている。第３内部熱交換器１２２Ａの近傍には、第３内部熱交換器１２２Ａに空気を送り込むための送風機１３２Ａが設けられている。

第３内部熱交換器１２２Ａは、配管Ｐ０５Ａの途中に設けられている。配管Ｐ０５Ａは、配管Ｐ０５に対して並列に設けられた配管である。配管Ｐ０５Ａのうち、第３内部熱交換器１２２Ａよりも接続部Ｊ２側（図１０では右側）となる位置には、開閉弁１７２Ａが設けられている。開閉弁１７２Ａは、制御装置２１０から送信される制御信号を受けてその開閉を切り換える電磁弁である。開閉弁１７２Ａが閉じられると、配管Ｐ０５Ａのうち当該部分における冷媒の流れが遮断される。第３内部熱交換器１２２Ａは、この変形例における「室内用熱交換器」に該当する。

配管Ｐ０５Ａのうち開閉弁１７２Ａと第３内部熱交換器１２２Ａとの間となる位置には、配管Ｐ１２Ａの一端が接続されている。図１０では、配管Ｐ０５Ａと配管Ｐ１２Ａとの接続部分が接続部Ｊ３Ａとして示されている。配管Ｐ１２Ａの他端は、配管Ｐ１１のうち、逆流防止弁１０３と四方弁１０２との間となる位置に接続されている。配管Ｐ１２Ａの途中には、逆流防止弁１０３Ａが設けられている。逆流防止弁１０３Ａは、四方弁１０２側から接続部Ｊ３Ａに向かう冷媒の流れは許容する一方で、接続部Ｊ３Ａ側から四方弁１０２に向かう冷媒の流れは妨げるように構成された弁である。

配管Ｐ０５Ａのうち、第３内部熱交換器１２２Ａよりも接続部Ｊ１側（図１０では左側）となる位置には、絞り機構１４２Ａが設けられている。絞り機構１４２Ａは、通過する冷媒の流路を絞ることで、所謂「膨張弁」として機能するものである。本実施形態では、絞り機構１４２Ａとして電子膨張弁が用いられている。このため、絞り機構１４２Ａの下流側となる位置の冷媒温度に応じて、絞り機構１４２Ａの開度を調整することが可能となっている。絞り機構１４２Ａは、この変形例における「室内用絞り機構」に該当する。

配管Ｐ０５Ａには、絞り機構１４２Ａをバイパスする流路として配管１５２Ａが設けられている。また、配管１５２Ａの途中には、配管１５２Ａの開閉を切り換える開閉弁１６２Ａが設けられている。開閉弁１６２Ａは、制御装置２１０から送信される制御信号を受けてその開閉を切り換える電磁弁である。開閉弁１６２Ａが開状態となっているときには、配管Ｐ０５Ａを通る冷媒は配管１５２Ａを通る。このため、絞り機構１４２Ａの前後において冷媒の圧力は殆ど変化しない。一方、開閉弁１６２Ａが閉状態となっているときには、配管Ｐ０５Ａを通る冷媒はその全てが絞り機構１４２Ａを通る。このため、絞り機構１４２Ａを通過することによって冷媒の圧力は低下する。配管１５２Ａは、この変形例における「室内用バイパス流路」に該当する。また、開閉弁１６２Ａは、この変形例における「室内用開閉弁」に該当する。

以上のように、第３内部熱交換器１２２Ａ及びその周辺の構成は、第２内部熱交換器１２２及びその周辺の構成と同一の構成となっている。第１状態、第２状態、第３状態、第４状態のいずれにおいても、開閉弁１７２Ａの状態は開閉弁１７２の状態と同一とされる。また、開閉弁１６２Ａの状態は開閉弁１６２の状態と同一とされる。このような態様であっても、これまでに説明した実施形態と同様の効果を奏することができる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：輸送車
１１：第１空間
１２：第２空間
１００，１００Ａ：輸送用冷凍装置
１０１，１０２：四方弁
１０３：逆流防止弁
１１１：第１圧縮機
１１２：第２圧縮機
１２０：外部熱交換器
１２１：第１内部熱交換器
１２２：第２内部熱交換器

Claims (9)

1. 複数の空間（１１，１２）に区画された荷室、を有する車両（１０）に搭載される輸送用冷凍装置（１００）であって、
   それぞれの前記空間に配置され、冷媒と前記空間内の空気との熱交換を行う複数の室内用熱交換器（１２１，１２２）と、
   冷媒と外気との熱交換を行う室外用熱交換器（１２０）と、
   前記室外用熱交換器と前記室内用熱交換器との間で冷媒を循環させるよう、冷媒を送り出す複数の圧縮機（１１１，１１２）と、
   前記圧縮機から送り出された冷媒が循環する経路を切り換える複数の切り換え弁（１０１，１０２）と、を備え、
   それぞれの前記圧縮機が直列に繋がる経路を冷媒が循環する状態であって、全ての前記室内用熱交換器が蒸発器として機能する状態である第１状態と、
   それぞれの前記圧縮機が直列に繋がる経路を冷媒が循環する状態であって、全ての前記室内用熱交換器が凝縮器として機能する状態である第２状態と、
   それぞれの前記圧縮機が並列に繋がる経路を冷媒が循環する状態であって、複数の前記室内用熱交換器のうちの一部が蒸発器として機能し、複数の前記室内用熱交換器のうちの他部が凝縮器として機能する状態である第３状態と、
   それぞれの前記圧縮機が並列に繋がる経路を冷媒が循環する状態であって、全ての前記室内用熱交換器が凝縮器として機能する状態である第４状態と、
   をとり得るように構成されており、
   前記第１状態において、前記室外用熱交換器を通過した冷媒が前記室内用熱交換器に向かう流路の途中となる位置には、通過する冷媒の流路を絞る室外用絞り機構（１４０）が設けられており、
   前記室外用絞り機構をバイパスする流路である室外用バイパス流路（１５０）と、
   前記室外用バイパス流路の開閉を切り換える室外用開閉弁（１６０）と、を更に備え、
   前記第１状態において、前記室外用熱交換器を通過した冷媒が前記室内用熱交換器に向かう流路の途中であって、前記室外用絞り機構よりも下流側となる位置には、通過する冷媒の流路を絞る室内用絞り機構（１４１，１４２）が設けられており、
   前記室内用絞り機構をバイパスする流路である室内用バイパス流路（１５１，１５２）と、
   前記室内用バイパス流路の開閉を切り換える室内用開閉弁（１６１，１６２）と、を更に備え、
   前記室内用絞り機構、前記室内用バイパス流路、及び前記室内用開閉弁は、いずれも、それぞれの前記室内用熱交換器に対応して個別に設けられており、
   複数の前記圧縮機には第１圧縮機（１１１）と第２圧縮機（１１２）とが含まれており、
   複数の前記室内用熱交換器には第１室内用熱交換器（１２１）と第２室内用熱交換器（１２２）とが含まれており、
   前記第３状態においては、
   前記第１圧縮機から送り出された冷媒が、前記室外用熱交換器、前記室外用バイパス流路、前記第１室内用熱交換器に対応して設けられた前記室内用絞り機構（１４１）、及び前記第１室内用熱交換器をこの順に通り、
   前記第２圧縮機から送り出された冷媒が、前記第２室内用熱交換器、前記第２室内用熱交換器に対応して設けられた前記室内用バイパス流路（１５２）、前記第１室内用熱交換器に対応して設けられた前記室内用絞り機構、及び前記第１室内用熱交換器をこの順に通る輸送用冷凍装置。
2. 前記第３状態において、前記第２圧縮機から送り出された冷媒が前記第２室内用熱交換器に向かう流路の途中となる位置には、
   前記第２状態において、前記第１圧縮機から送り出された冷媒が前記第２圧縮機に向かって流れることを防止するための開閉弁（１０３）が設けられている、請求項１に記載の輸送用冷凍装置。
3. 前記第２状態において、前記第１圧縮機及び前記第２圧縮機から送り出された冷媒が前記第２室内用熱交換器に向かう流路の途中となる位置には、開閉弁（１７２）が設けられており、
   前記第３状態においては、
   前記開閉弁は閉じられた状態となり、
   前記第２圧縮機から送り出された冷媒は、前記開閉弁と前記第２室内用熱交換器とを繋ぐ流路の途中となる位置（Ｊ３）に供給される、請求項１に記載の輸送用冷凍装置。
4. 前記室外用絞り機構と前記室内用絞り機構とを繋ぐ流路の途中となる位置には、循環する冷媒の一部を液相の状態で貯留する液容器（１８０）が設けられており、
   前記液容器は、
   貯留している冷媒を前記室外用絞り機構に向けて排出する場合、及び、貯留している冷媒を前記室内用絞り機構に向けて排出する場合、のいずれにおいても、液相の冷媒のみを排出するように構成されている、請求項１に記載の輸送用冷凍装置。
5. 前記第１状態、前記第２状態、前記第３状態、及び前記第４状態の間を切り換える制御を行う制御装置、を更に備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の輸送用冷凍装置。
6. 複数の前記空間には第１空間（１１）と第２空間（１２）とが含まれており、
   前記第１空間の気温が所定の第１設定温度よりも高く、且つ前記第２空間の気温が所定の第２設定温度よりも高いときには、
   前記制御装置は前記第１状態に切り換える制御を行う、請求項５に記載の輸送用冷凍装置。
7. 複数の前記空間には第１空間と第２空間とが含まれており、
   前記第１空間の気温が所定の第１設定温度よりも高く、且つ前記第２空間の気温が所定の第２設定温度よりも低いときには、
   前記制御装置は前記第３状態に切り換える制御を行う、請求項５に記載の輸送用冷凍装置。
8. 複数の前記空間には第１空間と第２空間とが含まれており、
   前記第１空間の気温が所定の第１設定温度よりも低く、且つ前記第２空間の気温が所定の第２設定温度よりも低いときには、
   前記制御装置は、前記第２状態又は前記第４状態に切り換える制御を行う、請求項５に記載の輸送用冷凍装置。
9. 前記第１空間の気温と前記第１設定温度との差が所定の第１閾温度差以上である場合、又は、前記第２空間の気温と前記第２設定温度との差が所定の第２閾温度差以上である場合には、前記制御装置は前記第４状態に切り換える制御を行い、
   それ以外の場合には、前記制御装置は前記第２状態に切り換える制御を行う、請求項８に記載の輸送用冷凍装置。

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