JPH09119729A - 冷凍装置における乾燥防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気冷凍サイクルを利用した冷凍装置によっ
て冷凍トラック等における貨物の冷却室を冷却する場合
に、冷却室が乾燥するのを防止する。 【解決手段】 冷凍トラックは貨物を低温度で保持する
冷却室３０を有し、冷却室３０はエアサイクル冷凍装置
で冷却する。冷凍装置における第１熱交換器２の下面の
排水口４０に電磁開閉弁４４付きの結露水排水管４１を
接続し、その下端に紫外線殺菌装置４２付きタンク４３
を配置する。冷凍装置におけるエアタービン３の出口と
冷却室３０の入口は低温空気排出管４５で接続し、低温
空気排出管４５とタンク４３との間を結露水供給管４６
で接続する。結露水供給管４６に高圧ポンプ４７を取り
付け、結露水供給管４６の先端に低温空気排出管４５内
に先端が臨むようにしてノズル４８を取り付ける。冷却
室３０に湿度センサ４９を設け、検出湿度に応じてポン
プ４７をＯＮ・ＯＦＦさせるコントローラ５０を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気冷凍サイクル
を利用した冷凍装置によって冷凍トラック等における貨
物の冷却室を冷却する場合に、冷却室が乾燥するのを防
止する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭化水素のフルオロクロロ置換体類を冷
媒とする蒸気圧縮冷凍サイクルを用いた冷凍装置は、成
績係数が大きく、これまで各種の冷凍機に利用されてい
た。しかしながら、最近、オゾン層や温室効果に及ぼす
悪影響が発見されている。

【０００３】また、冷凍装置として次のものがある。 １．液体窒素の蒸発潜熱を利用するもの。 米国では、液体酸素の副産物として生成する液体窒素の
蒸発潜熱を利用する冷凍車が使用されている。しかし、
液体窒素の補給スタンドが限られることが欠点である。 ２．ペルチェ素子を利用したもの。 極小容量の冷媒、例えば人の組織の冷凍輸送等に応用さ
れている。しかし、成績係数が低いので、数１０Ｗの冷
却能力のものに限られる。 ３．畜冷式 氷が融解する際の潜熱を利用するもので、低コストであ
るが、前記１．と同様に蓄冷作用の持続性に問題があ
る。 ４．空気冷凍サイクルを利用したもの。 空気を圧縮し、高温高圧の空気を熱交換器で冷却し、そ
の後、膨張機で大気圧近くまで膨張させ冷風を得るもの
で、航空機の冷房、冷凍および冷蔵に使用されている。

【０００４】空気冷凍サイクルは、蒸気圧縮冷凍サイク
ルと比較すると、以下の特徴を有している。 ・オープンサイクルであるから、運転開始と同時に冷風
が得られる。 ・炭化水素のフルオロクロロ置換体類等の冷媒を使用し
ないので、高圧ガスの漏れに配慮する必要がない。 ・圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器を必要とする蒸気圧
縮冷凍サイクルに比べて、冷凍装置の構造が簡単で安価
となる。 ・風量を大きくすることにより、冷凍庫内の温度分布を
均一にできる可能性がある。 ・成績係数が小さい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】冷凍トラックには従
来、蒸気圧縮冷凍サイクルを利用した冷凍装置が搭載さ
れており、前述した問題点を有している。

【０００６】本発明の課題は、空気冷凍サイクルを利用
した冷凍装置によって冷凍トラック等における貨物の冷
却室を冷却する場合に、冷却室内が乾燥するのを防止
し、冷却室に積載されている野菜、果実等の貨物が乾燥
するのを防止することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、空気圧縮機、
圧縮空気を冷却する熱交換器、および冷却された圧縮空
気を膨張させる膨張機とを備えている空気冷凍サイクル
利用の冷凍装置において、冷凍装置内で生じた結露水を
集水する手段と、集水された結露水を微粒子化して膨張
機に接続されている低温空気排出管に戻す手段とを備え
ていることを特徴とする。

【０００８】結露水を低温空気排出管に戻す手段は、結
露水をノズルに送り込むポンプと、ポンプから送られて
きた結露水を低温空気排出管内に噴霧するノズルとを備
えているように構成すればよい。あるいは、次のように
してもよい。

【０００９】結露水を低温空気排出管に戻す手段が、超
音波加振器で結露水を微粒子化して空気を加湿する加湿
装置と、加湿装置で加湿された空気を低温空気排出管に
接続されている供給管を介して低温空気排出管内に送り
込む送風ファンとを備えている。

【００１０】また、結露は熱交換器内や、膨張機の出口
部付近の低温空気排出管内で発生する可能性があるの
で、これらの箇所に結露水の集水手段を設けるのがよ
い。

【００１１】なお、集水された結露水を殺菌する装置を
備えるようにするのが望ましい。

【００１２】上記のように、冷凍装置においては、空気
圧縮機で高温・高圧にされた空気が冷却される熱交換器
内や、空気が膨張して低温になる膨張機の出口部付近の
低温空気排出管内で結露が発生する可能性がある。これ
らの結露は、冷凍トラック等における貨物の冷却室の空
気が冷凍装置を通って冷却室に戻される間に生じる水分
であるため、冷却室の湿度が低下するおそれがある。冷
却室が乾燥すると、収納されている野菜や果実等に悪影
響がでる。

【００１３】しかしながら、本発明にあっては、冷凍装
置内で発生した結露水を微粒子化して、低温空気排出管
に戻すように構成していることにより、低温空気排出管
から冷却室に戻される空気は加湿されて冷却室に戻され
るため、冷却室の乾燥防止が図られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本発明の実施の一形態を図１および図
２によって説明する。冷凍トラックは野菜、果実等の貨
物を所定の低温度で保持するための冷却室３０（図２参
照）を備えており、冷却室３０は空気冷凍サイクルを利
用した冷凍装置によって所定の低温度に保持されるよう
になっている。

【００１５】以下、空気冷凍サイクルを利用した冷凍装
置（以下、エアサイクル冷凍装置ともいう。）を図２に
よって説明する。

【００１６】エアサイクル冷凍装置は空気圧縮機（２
つ）、空冷熱交換器（２つ）、膨張機としてのエアター
ビン（１つ）、および再生器（１つ）を有している。

【００１７】冷却室３０の空気出口は再生器４を介して
空気圧縮機１（以下、第１圧縮機１という。）の入口に
接続されており、第１圧縮機１は冷却室３０内の空気を
吸入して高温・高圧の空気とする。この第１圧縮機１は
後述するように車両エンジン５で直接駆動される。第１
圧縮機１の出口側には空冷熱交換器２（以下、第１熱交
換器２という。）が接続されており、第１圧縮機１で高
温・高圧となった空気が第１熱交換器２を通過する過程
で外気と熱交換されることによって冷却される。第１熱
交換器２による冷却は外気による冷却であるため、冷却
される空気の温度は外気温が限度である。

【００１８】第１熱交換器２の出口側には空気圧縮機２
１（以下、第２圧縮機２１という。）の入口が接続され
ており、第２圧縮機２１は第１熱交換器２で冷却された
高圧空気をさらに圧縮して高温・高圧の空気とする。第
２圧縮機２１はターボ形ラジアルタイプのものが使用さ
れる。第２圧縮機２１の出口側には空冷熱交換器２２
（以下、第２熱交換器２２という。）が接続されてお
り、第２圧縮機２１で高温・高圧となった空気が第２熱
交換器２２を通過する過程で外気と熱交換されることに
よって冷却される。第２熱交換器２２による冷却は外気
による冷却であるため、冷却される空気の温度は外気温
が限度である。

【００１９】以上のように、本実施の形態におけるエア
サイクル冷凍装置は、空気を第１圧縮機１で圧縮し、第
１熱交換器２で冷却した後、さらに第２圧縮機２１で圧
縮するように構成している。このように、本実施の形態
におけるエアサイクル冷凍装置は２段圧縮にすることに
よって圧縮に要する動力を１段圧縮の場合に比べて低減
している。

【００２０】第２熱交換器２２で冷却された高圧空気を
さらに冷却するために前記再生器４が設けられている。
再生器４は冷却室３０内の戻り空気を利用して冷却する
熱交換器であり、第２熱交換器２２から再生器４内を通
ってエアタービン３へ流入する高圧の空気が、冷却室３
０の空気出口から再生器４内を通って第１圧縮機１へ流
入する比較的低温の戻り空気に熱交換されることによっ
て冷却されるように構成されている。

【００２１】第２熱交換器２２と再生器４とによって冷
却された高圧空気は、再生器４の出口に接続されている
エアタービン３に流入して膨張し、低温・低圧の空気と
なって、エアタービン３の出口に接続されている冷却室
３０の空気入口から冷却室３０に戻される。エアタービ
ン３はターボ形ラジアルタイプのものが使用される。

【００２２】次に、第１圧縮機１の駆動装置を説明す
る。第１圧縮機１は変速装置６とクラッチ７を介して車
両エンジン５の出力軸に連結されており、車両エンジン
５によって駆動される。変速装置６としてはＣＶＴ（Ｃ
ＯＮＴＩＮＵＯＵＳＬＹ ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＴＲＡＮ
ＳＭＩＳＳＩＯＮ）、油圧モータと可変油圧ポンプの組
合せ、あるいは遊星歯車装置等が使用される。

【００２３】そして、コントロール手段８により、変速
装置６が制御されることによって、車両エンジン５の回
転数の変動にかかわらず、冷却負荷に応じて所要の回転
数が第１圧縮機１に付与されるように構成されている。
すなわち、冷却室３０の温度検出手段９とエンジン回転
数検出手段１０とが設けられており、変速装置６は検出
された冷却室３０の温度とエンジン回転数に応じて、コ
ントロール手段８によって制御されることによって、第
１圧縮機１に所要の回転数が付与されるように構成され
ている。例えば、冷却負荷が大きく、車両エンジン５の
回転数が低い場合や、冷却負荷が小さく、車両エンジン
５の回転数が高い場合などにおいても、冷却室３０内の
温度とエンジン回転数とに基づいて、第１圧縮機１には
変速装置６によって最適の回転数が付与される。同様に
して、コントロール手段８によって、冷却負荷が極く小
さい場合等にはクラッチ７が切られることによって、冷
凍装置の運転が停止されるように構成されている。

【００２４】なお、第２圧縮機２１はエアタービン３と
同軸に連結しているので、エアタービン３の回転力が伝
達されることによって駆動される。

【００２５】また、第１圧縮機１はクラッチ１１を介し
て連結されている陸上電源用モータ１２によっても駆動
可能に構成されている。

【００２６】上記のエアサイクル冷凍装置によれば、 冷凍トラック等の車載冷凍装置において、炭化水素
のフルオロクロロ置換体類の冷媒を使用しない冷凍装置
を提供できる。 冷凍装置をエンジンの回転数の変動にかかわらず、
常に最適な状態で運転することができる。 ２段圧縮により、冷凍装置の駆動動力を低減でき
る。 冷凍サイクルにおける第２熱交換器以降の各種機器
の設置場所がエンジンルームに限定されず、配置の自由
度が大きい。

【００２７】次に、上記エアサイクル冷凍装置における
乾燥防止装置を図１によって説明する。

【００２８】第１熱交換器２の底面は傾斜面をなしてお
り、その下端部に結露水の排水口４０が形成されてい
る。排水口４０には垂直下方に延びる結露水排水管４１
が接続されており、結露水排水管４１の下端に紫外線殺
菌装置４２付きタンク４３が接続されている。また、結
露水排水管４１には電磁開閉弁４４が取り付けられてい
る。エアタービン３の低温空気出口と冷却室３０の低温
空気入口とは低温空気排出管４５で接続されており、低
温空気排出管４５における冷却室３０の低温空気入口付
近と、紫外線殺菌装置付きタンク４３との間は結露水供
給管４６で接続されている。結露水供給管４６の途中に
は高圧ポンプ４７が取り付けられているとともに、結露
水供給管４６の先端には低温空気排出管４５内に先端が
臨むようにしてノズル４８が取り付けられている。そし
て、冷却室３０内には湿度センサ４９が設けられてお
り、この湿度センサ４９の検出湿度に応じて高圧ポンプ
４７をＯＮ・ＯＦＦさせるコントローラ５０が設けられ
ている。

【００２９】以下、乾燥防止装置の作用を説明する。第
１圧縮機１で生じた高温・高圧の空気が第１熱交換器２
で冷却されると、結露が生じる場合がある。第１熱交換
器２内で結露が生じると、その結露は第１熱交換器２の
底面に溜まる。溜まった結露水は一定時間毎に電磁開閉
弁４４が開かれることによって、排水口４０から結露水
排水管４１を通って紫外線殺菌装置付きタンク４３へ集
水される。なお、結露水が第１熱交換器２の底面に一定
レベル高さまで溜まったことをレベル検出センサが検出
すると、電磁開閉弁４４が開いて結露水が紫外線殺菌装
置付きタンク４３へ集水されるように構成してもよい。
集水された結露水はタンク４３内で紫外線殺菌装置４２
によって殺菌される。

【００３０】一方、冷却室３０内の湿度は湿度センサ４
９で検出されており、検出された湿度が所定値以下の場
合は、コントローラ５０によって高圧ポンプ４７が作動
される。高圧ポンプ４７が作動すると、紫外線殺菌装置
付きタンク４３内の結露水がノズル４８に送り込まれ、
ノズル４８から低温空気排出管４５内に噴霧される。結
露水が低温空気排出管４５内に噴霧されることによっ
て、低温空気排出管４５内を流れている低温空気が加湿
され、加湿された低温空気が冷却室３０へ戻される。

【００３１】冷却室３０の湿度が所定の値まで上昇し、
湿度センサ４９に検出されると、コントローラ５０によ
って高圧ポンプ４７の作動は停止され、低温空気排出管
４５内の低温空気の加湿は停止される。

【００３２】以上のようにして、冷却室３０内が乾燥す
るのを防止して、冷却室３０に収納されている野菜や果
実等の貨物が乾燥雰囲気内に置かれて悪影響がでるのを
防止する。

【００３３】なお、上記実施の形態では、第１熱交換器
２内で発生した結露水を冷却室３０に戻す場合を説明し
たが、第２熱交換器２２や再生器４で発生した結露水も
上記と同様にして冷却室３０に戻すように構成すればよ
い。

【００３４】（実施の形態２）図３は本発明の実施の別
の形態を示している。本実施の形態が上記実施の形態と
相違している点は、エアタービン３の低温空気出口付近
の低温空気排出管４５内で生じた結露水を冷却室３０に
戻すように構成している点である。

【００３５】低温空気排出管４５はエアタービン３から
遠ざかるに従って下方に少し傾斜しており、低温空気排
出管４５の途中、すなわちエアタービン３の低温空気出
口付近に結露水の捕集タンク５１が取り付けられてお
り、結露水の捕集タンク５１の下面に形成されている排
水口に上記実施の形態と同じように、電磁開閉弁４４を
有する結露水排水管４１を介して紫外線殺菌装置付きタ
ンク４３が接続されている。そして、結露水供給管４
６、高圧ポンプ４７、ノズル４８、湿度センサ４９、お
よびコントローラ５０が上記実施の形態と同じように設
けられている。

【００３６】上記乾燥防止装置の作用は上記実施の形態
の場合と同じであり、エアタービン３の低温空気出口付
近の低温空気排出管４５内で発生した結露水が捕集タン
ク５１に溜まり、その溜まった結露水が紫外線殺菌装置
付きタンク４３へ集水され、タンク４３内の結露水がノ
ズル４８で低温空気排出管４５内に噴霧される。これに
よって、低温空気排出管４５内を流れている低温空気が
加湿され、加湿された低温空気が冷却室３０へ戻される
ことによって、冷却室３０の乾燥防止が図られる。

【００３７】（実施の形態３）図４は本発明の実施のさ
らに別の形態を示している。本実施の形態が上記実施の
形態１と相違している点は、結露水を微粒子化して低温
空気排出管４５内に戻す手段にある。以下、上記手段を
説明する。

【００３８】紫外線殺菌装置付きタンク４３内には超音
波加振器６０が配設されて加湿装置を構成している。す
なわち、タンク４３内の結露水は超音波加振器６０の作
動によって微粒子化されてタンク４３内の空気が加湿さ
れるように構成されている。低温空気排出管４５におけ
る冷却室３０の低温空気入口付近と、紫外線殺菌装置付
きタンク４３との間は加湿空気供給管６１で接続されて
おり、加湿空気供給管６１の途中に送風ファン６２が取
り付けられ、加湿空気供給管６１の先端が低温空気排出
管４５内に臨んでいる。そして、冷却室３０内には湿度
センサ４９が設けられており、湿度センサ４９の検出湿
度に応じて超音波加振器６０と送風ファン６２をＯＮ・
ＯＦＦさせるコントローラ６３が設けられている。

【００３９】以下、上記乾燥防止装置の作用を説明す
る。第１熱交換器２内で発生した結露水は、上記実施の
形態１と同じようにして、紫外線殺菌装置付きタンク４
３へ集水され、タンク４３内で紫外線殺菌装置４２によ
って殺菌される。

【００４０】一方、冷却室３０内の湿度は湿度センサ４
９で検出されており、検出された湿度が所定値以下の場
合は、コントローラ６３によって超音波加振器６０と送
風ファン６２が作動される。超音波加振器６０の作動に
よってタンク４３内の結露水は微粒子化されてタンク４
３内の空気が加湿される。この加湿された空気が送風フ
ァン６２によって加湿空気供給管６１から低温空気排出
管４５内に吹き出される。これによって、低温空気排出
管４５内を流れている低温空気が加湿され、加湿された
低温空気が冷却室３０へ戻される。

【００４１】冷却室３０の湿度が所定の値まで上昇し、
湿度センサ４９に検出されると、コントローラ６３によ
って超音波加振器６０と送風ファン６２の作動は停止さ
れ、低温空気排出管４５内の低温空気の加湿は停止され
る。

【００４２】以上のようにして、冷却室３０内が乾燥す
るのを防止して、冷却室３０に収納されている野菜や果
実等の貨物が乾燥雰囲気内に置かれて悪影響がでるのを
防止する。

【００４３】なお、上記実施の形態３では、第１熱交換
器２内で発生した結露水を冷却室３０に戻す場合を説明
したが、第２熱交換器２２や再生器４で発生した結露水
も上記と同様にして冷却室３０に戻すように構成すれば
よい。

【００４４】（実施の形態４）図５は本発明の実施のさ
らに別の形態を示している。本実施の形態が上記実施の
形態３と相違している点は、エアタービン３の低温空気
出口付近の低温空気排出管４５内で生じた結露水を冷却
室３０に戻すように構成している点である。

【００４５】低温空気排出管４５はエアタービン３から
遠ざかるに従って下方に少し傾斜しており、低温空気排
出管４５の途中、すなわちエアタービン３の低温空気出
口付近に結露水の捕集タンク５１が取り付けられてお
り、結露水の捕集タンク５１の下面に形成されている排
水口に上記実施の形態１と同じように、電磁開閉弁４４
を有する結露水排水管４１を介して紫外線殺菌装置付き
タンク４３が接続されている。そして、超音波加振器６
０、加湿空気供給管６１、送風ファン６２、およびコン
トローラ６３が上記実施の形態３と同じように設けられ
ている。

【００４６】上記乾燥防止装置の作用は上記実施の形態
３の場合と同じであり、エアタービン３の低温空気出口
付近の低温空気排出管４５内で発生した結露水が、紫外
線殺菌装置付きタンク４３内へ集水され、紫外線殺菌装
置付きタンク４３内で超音波加振器６０で微粒子化され
てタンク４３内の空気が加湿され、その加湿された空気
が送風ファン６２によって低温空気排出管４５内に戻さ
れる。これによって、低温空気排出管４５内を流れてい
る低温空気が加湿され、加湿された低温空気が冷却室３
０へ戻されることによって、冷却室３０の乾燥防止が図
られる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
気冷凍サイクルを利用した冷凍装置によって冷凍トラッ
ク等における貨物の冷却室を冷却する場合に、冷却室内
が乾燥するのを防止でき、冷却室に収納されている野
菜、果実等が乾燥するのを防止できる。そして、冷凍装
置で発生した結露水を冷却室に戻すので、外部から水を
供給しなくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す乾燥防止装置の構
成説明図である。

【図２】エアサイクル冷凍装置の一例を示す構成説明図
である。

【図３】本発明の実施の別の形態を示す乾燥防止装置の
構成説明図である。

【図４】本発明の実施のさらに別の形態を示す乾燥防止
装置の構成説明図である。

【図５】本発明の実施のさらに別の形態を示す乾燥防止
装置の構成説明図である。

【符号の説明】

１，２１ 空気圧縮機 ２，２２ 空冷熱交換器 ３ エアタービン ４ 再生器 ５ 車両エンジン ６ 変速装置 ７ クラッチ ８ コントロール手段 ９ 冷却室の温度検出手段 １０ エンジン回転数検出手段 １１ クラッチ １２ 陸上電源用モータ ３０ 冷却室 ４０ 結露水排水口 ４１ 結露水排水管 ４２ 紫外線殺菌装置 ４３ 紫外線殺菌装置付きタンク ４４ 電磁開閉弁 ４５ 低温空気排出管 ４６ 結露水供給管 ４７ 高圧ポンプ ４８ ノズル ４９ 湿度センサ ５０ コントローラ ５１ 結露水の捕集タンク ６０ 超音波加振器 ６１ 加湿空気供給管 ６２ 送風ファン ６３ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 恭助 東京都新宿区富久町15番１号 菱重コール ドチェーン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気圧縮機、圧縮空気を冷却する熱交換
   器、および冷却された圧縮空気を膨張させる膨張機とを
   備えている空気冷凍サイクル利用の冷凍装置において、 冷凍装置内で生じた結露水を集水する手段と、集水され
   た結露水を微粒子化して膨張機に接続されている低温空
   気排出管に戻す手段とを備えていることを特徴とする冷
   凍装置における乾燥防止装置。
2. 【請求項２】 前記結露水を低温空気排出管に戻す手段
   が、結露水をノズルに送り込むポンプと、ポンプから送
   られてきた結露水を低温空気排出管内に噴霧するノズル
   とを備えていることを特徴とする請求項１記載の冷凍装
   置における乾燥防止装置。
3. 【請求項３】 前記結露水を低温空気排出管に戻す手段
   が、超音波加振器で結露水を微粒子化して空気を加湿す
   る加湿装置と、加湿装置で加湿された空気を低温空気排
   出管に接続されている供給管を介して低温空気排出管内
   に送り込む送風ファンとを備えていることを特徴とする
   請求項１記載の冷凍装置における乾燥防止装置。
4. 【請求項４】 前記結露水を集水する手段が、熱交換器
   内で生じた結露水を集水するように構成されていること
   を特徴とする請求項１、２、または３記載の冷凍装置に
   おける乾燥防止装置。
5. 【請求項５】 前記結露水を集水する手段が、膨張機の
   出口部付近の低温空気排出管内で生じた結露水を集水す
   るように構成されていることを特徴とする請求項１、
   ２、または３記載の冷凍装置における乾燥防止装置。
6. 【請求項６】 前記集水された結露水を殺菌する装置を
   備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
   記載の冷凍装置における乾燥防止装置。