WO2010140369A1 - トレーラ用冷凍装置 - Google Patents

Abstract

　電動圧縮機（22）、凝縮器（23）、膨張機構（24）、蒸発器（25）、電動圧縮機（22）と蒸発器（25）とを繋ぐホットガス導入路（123）、及びホットガス導入路（123）の冷媒の流れを制御する切り替え弁（143）を有した冷媒回路（21）を構成する。また、ファン（26）を設ける。そして、ホットガス導入路（123）を介して冷媒を蒸発器（25）に導入して該蒸発器（25）を除霜するデフロストサイクルの際に、凝縮器（23）側の圧力が所定の閾値以下の場合に、ファン（26）によって、ラジエタ（45）から凝縮器（23）への空気の流れを形成する。

Description

トレーラ用冷凍装置

　本発明は、トレーラの庫内空間を冷却するトレーラ用冷凍装置に関するものである。

　従来より、冷蔵庫や冷凍庫等の庫内を冷却するための冷凍装置が知られている。

　例えば特許文献１には、海上輸送等に用いられるコンテナの庫内を冷却する冷凍装置が開示されている。この冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び冷却熱交換器（蒸発器）が接続された冷媒回路を備えている。この冷凍装置の冷媒回路では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。その結果、冷却熱交換器を流れる冷媒は庫内空気から吸熱して蒸発し、庫内空気の冷却が行われる。この冷凍装置では、庫内空気を摂氏零度よりも低くしてコンテナ内の貯蔵物を冷凍する冷凍運転と、庫内空気を摂氏零度よりも高くしてコンテナ内の貯蔵物を冷蔵する冷蔵運転とが可能になっている。

　この種の冷凍装置では、冷凍運転時には、庫内空気が摂氏零度よりも低くなるため、庫内空気中の水分が冷却熱交換器の表面に霜として付着する。冷却熱交換器への着霜量が多くなると、冷却能力が低下してしまうため、それを回避するためにデフロスト運転が行われる。海上コンテナ用の冷凍装置では、一般に、圧縮機の吐出ガス冷媒を蒸発器に流してから圧縮機に戻す冷媒循環サイクル（ホットガスデフロストサイクル、或いは単にデフロストサイクルと呼ぶ）を採用して、冷却熱交換器に付着した霜を吐出ガス冷媒の熱で溶かすようにしている。

特開２００７-２８３１７４号公報

　ところで、ホットガスデフロストサイクルの際に外気温度がある程度以下になった場合等には、凝縮器用のファン（庫外ファン）を止めておいても、凝縮器側の圧力が低下して、冷媒が凝縮器側に流れてしまう可能性がある。このように、凝縮器側に冷媒が流れると、蒸発器に流れる冷媒の量が低下し、除霜の性能も低下する。

　特に、冷凍食品や生鮮食品等を陸上輸送するための冷凍車両に搭載されるトレーラ用冷凍装置では、走行中の走行風によって凝縮器の熱が奪われて、庫外ファンを停止させておいても凝縮器の圧力がより大きく低下する可能性がある。これに対しては、例えば特許文献１の例のように、圧縮機と凝縮器との間に吐出圧力調整弁を設けて、凝縮器側に冷媒が流れるのを防止することも考えられるが、吐出圧力調整弁の設置はコストアップの一因になる。

　本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、トレーラ用冷凍装置において、デフロストサイクルの際に、蒸発器（25）に十分な量の冷媒を流せるようにすることを目的としている。

　上記の課題を解決するため、第１の発明は、
　トレーラ（11）の庫内空間（13）を冷却するトレーラ用冷凍装置であって、
　電動圧縮機（22）、凝縮器（23）、膨張機構（24）、蒸発器（25）、前記電動圧縮機（22）と前記蒸発器（25）とを繋ぐホットガス導入路（123）、及び前記ホットガス導入路（123）の冷媒の流れを制御する切り替え弁（143）を有して、前記蒸発器（25）で冷媒を蒸発させて前記庫内空間（13）を冷却する冷凍サイクルと、前記ホットガス導入路（123）を介して冷媒を前記蒸発器（25）に導入して該蒸発器（25）を除霜するデフロストサイクルとが可能な冷媒回路（21）と、
　前記電動圧縮機（22）に電力を供給する発電機（40）と、
　前記発電機（40）を駆動するエンジン（41）と、
　前記エンジン（41）の熱を放熱するラジエタ（45）と、
　前記デフロストサイクルが行われる際に、前記凝縮器（23）側の圧力が所定の閾値以下の場合に、前記ラジエタ（45）から前記凝縮器（23）への空気の流れを形成するファン（26）と、
　を備えていることを特徴とする。

　この構成により、庫内空間（13）を冷却する冷凍サイクルと、ホットガス導入路（123）を介して冷媒を前記蒸発器（25）に導入して該蒸発器（25）を除霜するデフロストサイクルが行われる。そして、デフロストサイクルが行われる際に、前記凝縮器（23）側の圧力が所定の閾値以下の場合には、前記ファン（26）が、前記ラジエタ（45）から前記凝縮器（23）への空気の流れを形成する。これにより、凝縮器（23）の温度が上昇し、凝縮器（23）における冷媒の圧力が上昇する。そして、凝縮器（23）の圧力が上昇して、凝縮器（23）側の圧力がホットガス導入路（123）側の圧力よりも十分に高くなると、電動圧縮機（22）から吐出された冷媒（ホットガス）は、凝縮器（23）側へは殆ど流れずに蒸発器（25）側へ流れることになる。このようにホットガスが、蒸発器（25）に流れ込むことにより、蒸発器（25）に付着した霜は除去される。

　また、第２の発明は、
　第１の発明のトレーラ用冷凍装置において、
　前記ファン（26）は、前記凝縮器（23）に庫外空気の流れを形成する庫外ファン（26）が兼用されていることを特徴とする。

　この構成により、デフロストサイクルが行われる際に、庫外ファン（26）がラジエタ（45）から凝縮器（23）への空気の流れを形成する。

　また、第３の発明は、
　第１又は第２の発明のトレーラ用冷凍装置において、
　前記凝縮器（23）における冷媒の圧力が所定値以上になるように、前記エンジン（41）の回転数を制御するエンジン制御部（150）をさらに備えていることを特徴とする。

　この構成により、例えば、凝縮器（23）における冷媒の圧力が比較的低い場合などに、コントローラ（150）がエンジン（41）の回転数を制御することによって、ラジエタ（45）の温度が上昇する。これにより、ラジエタ（45）から凝縮器（23）送られる空気の温度も上昇し、その結果、凝縮器（23）の温度も上昇する。したがって、凝縮器（23）における冷媒の圧力が上昇する。

　第１の発明によれば、デフロストサイクルの際に、凝縮器（23）における冷媒の圧力を増大させて、電動圧縮機（22）から凝縮器（23）側に流れ込む冷媒の量を低減させることが可能になる。すなわち、デフロストサイクルの際に蒸発器（25）に十分な量の冷媒を流すことが可能になり、効率的な除霜が可能になる。これにより、例えば、走行中にトレーラ（11）が走行風を受けて該走行風が凝縮器（23）に導入されている場合や、外気温度が低下した場合等にも、十分な加熱能力を期待できる。

　そして、本発明では、従来のトレーラ用冷凍装置では圧縮機と凝縮器との間に必要であった吐出圧力調整弁が不要である。すなわち、このトレーラ用冷凍装置ではコストの低減も期待できる。

　また、第２の発明によれば、冷凍装置に一般的に備わっている庫外ファン（26）を用いて、ラジエタ（45）から凝縮器（23）への空気の流れを形成することができるので、コストの増大を抑えつつ、効率的な除霜が可能になる。

　また、第３の発明によれば、凝縮器（23）を十分に加熱する熱量をラジエタ（45）によって得られるので、蒸発器（25）側に流す冷媒（ホットガス）の必要量が確保することが可能になり、十分に蒸発器（25）の除霜を行うことが可能性になる。

図１は、冷凍車両及びトレーラ用冷凍装置の全体構成図である。 図２は、トレーラの開放部とトレーラ用冷凍装置の全体構成を示す斜視図である。 図３は、トレーラ用冷凍装置の冷媒回路の概略の構成図である。 図４は、トレーラ用冷凍装置の概略構成を示す縦断面図である。 図５は、庫外ケーシングの斜視図である。 図６は、前面カバーを取り外した状態のトレーラ用冷凍装置を示す斜視図である。 図７は、トレーラの開放部の側縁部の近傍を示す横断面図である。 図８は、前面カバーを取り外した状態のトレーラ用冷凍装置を示す斜視図であり、庫外ファン（26）により形成される空気の流れを表したものである。 図９は、ホットガスデフロスト運転中の動作を示すフローチャートである。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

　《実施形態の概要》
　本実施形態のトレーラ用冷凍装置は、冷凍食品や生鮮食品等を陸上輸送するための冷凍車両に搭載されている。図１は、冷凍車両（10）及びトレーラ用冷凍装置（20）の全体構成図である。冷凍車両（10）は、冷凍食品等の貨物が貯蔵されるトレーラ（11）と、トレーラ（11）を牽引するトラクタ（12）とを有している。

　トレーラ（11）は、前後方向に縦長の直方体形状で、且つ前端が開放された箱状に形成されている。トレーラ（11）の内部には、庫内空間（13）が形成されており、この庫内空間（13）に冷凍食品や生鮮食品等が貯蔵される。図２に示すように、トレーラ（11）の前端には、矩形枠状の開放部（14）が形成されている。開放部（14）の前端面には、トレーラ用冷凍装置（20）を取り付けるための複数のネジ止め部（15,15,…）が形成されている。複数のネジ止め部（15,15,…）は、開放部（14）の４つの各辺において、例えば８箇所ずつ等間隔となるように配列されている。以下、トレーラ用冷凍装置（20）の構成について詳述する。

　　－トレーラ用冷凍装置（20）の構成－
　トレーラ用冷凍装置（20）は、冷凍車両（10）の庫内空間（13）の空気を冷却するための冷却装置を構成している。図３は、トレーラ用冷凍装置の冷媒回路の概略の構成図である。トレーラ用冷凍装置（20）は、図３に示すように、冷媒が充填される冷媒回路（21）を備えている。

　　－冷媒回路（21）の構成－
　冷媒回路（21）には、主な構成機器として、電動圧縮機（22）、凝縮器（23）、膨張弁（24）、及び蒸発器（25）が接続されている。この冷媒回路（21）は、前記蒸発器（25）で冷媒を蒸発させて庫内空間（13）を冷却する冷凍サイクルと、冷媒を前記蒸発器（25）に導入して該蒸発器（25）を除霜するデフロストサイクルとが可能な冷媒回路である。

　上記電動圧縮機（22）は、圧縮機モータの回転速度が一定となる固定容量型のスクロール圧縮機で構成されている。上記凝縮器（23）は、庫外に配置されており、いわゆる空冷凝縮器を構成している。この凝縮器（23）の近傍には、凝縮器（23）に向かう庫外空気の流れを形成する庫外ファン（26）が設けられている。そして、凝縮器（23）では、庫外空気と冷媒との間で熱交換が行われる。

　上記膨張弁（24）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。この膨張弁（24）は、蒸発器（25）を流出する冷媒の過熱度に応じて開度が調節され、できるだけ過熱度が小さくなるように制御される。

　上記蒸発器（25）は、トレーラ（11）の庫内に配置されており、庫内を冷却するための冷却熱交換器を構成している。この蒸発器（25）の近傍には、庫内空間（13）の空気を循環させながら蒸発器（25）に庫内空気を送風する庫内ファン（27）が設けられている。そして、蒸発器（25）では、庫内ファン（27）が送風する庫内空気と冷媒との間で熱交換が行われる。

　上記電動圧縮機（22）の吐出管（121）は、逆止弁（131）を介して上記凝縮器（23）の流入端と接続されている。この凝縮器（23）の流出端は、レシーバ（133）、第１電磁弁（141）（液電磁弁）、及び過冷却熱交換器（134）（エコノマイザ熱交換器）の高圧側流路（134a）（液側通路）を介して上記膨張弁（24）と接続されている。また、上記電動圧縮機（22）の吸入管（122）は、吸入比例弁（135）を介して上記蒸発器（25）の流出端と接続されている。この蒸発器（25）の流入端は上記膨張弁（24）と接続されている。

　上記過冷却熱交換器（134）は、冷媒回路（21）の液配管（117）に接続された上述の高圧側流路（134a）を流れる冷媒と、該液配管（117）から分岐して後述の減圧機構が設けられた低圧側流路（134b）（ガス側通路）を流れる冷媒とを熱交換させるものである。この低圧側流路（134b）の流入端は、上記減圧機構であるキャピラリーチューブ（136）と、第２電磁弁（142）（エコノマイザ電磁弁）とを介して、上記レシーバ（133）と第１電磁弁（141）との間の配管に接続されている。また、低圧側流路（134b）の流出端は、上記電動圧縮機（22）の中間吸入口（22a）と接続されている。この中間吸入口（22a）は、電動圧縮機（22）の圧縮機構において冷媒の圧縮途中（低圧寄り）の位置に連通されている。

　上記吸入比例弁（135）は、電動圧縮機（22）の吸入冷媒量を調節することで冷媒回路（21）における冷媒循環量を調節する流量調整弁を構成している。つまり、吸入比例弁（135）は、冷媒循環量を調節して上記蒸発器（25）の冷却能力を調節する能力調節手段を構成している。この吸入比例弁（135）は、ＰＩ制御の際に冷媒回路（21）内の冷媒流量を調節して庫内温度（吹出温度）を所定温度に対して例えば±０．５℃の範囲内に維持するように制御される（比例制御）。具体的には、吸入比例弁（135）は、庫内温度が設定温度より下がれば絞る方向に開度が調節され、逆に庫内温度が設定温度より上がれば開く方向に開度が調節されるものであって、フィードバック制御の対象となっている。

　冷媒回路（21）には、デフロスト管（123）、及び液インジェクション管（126）も接続されている。

　上記デフロスト管（123）は、電動圧縮機（22）の吐出冷媒を上記蒸発器（25）に導入し、蒸発器（25）に付着した霜を融解させるデフロスト運転用の配管である。デフロスト管（123）は、その一端が逆止弁（131）と凝縮器（23）との間に接続され、他端が上記膨張弁（24）と蒸発器（25）との間に接続されている。また、上記デフロスト管（123）には、デフロスト運転時に開放される第３電磁弁（143）（ホットガス電磁弁）が設けられている。すなわち、第３電磁弁（143）は、デフロスト管（123）（ホットガス導入路）の冷媒の流れを制御する。第３電磁弁（143）は、本発明の切り替え弁の一例である。

　上記液インジェクション管（126）は、凝縮器（23）で凝縮した液冷媒を電動圧縮機（22）の吸入側に返送する、いわゆる液インジェクション用の配管である。この液インジェクション管（126）は、一端が上記レシーバ（133）と第１電磁弁（141）との間に接続され、他端が吸入比例弁（135）と電動圧縮機（22）との間に接続されている。この液インジェクション管（126）には、運転条件に応じて適宜開放される第５電磁弁（146）（インジェクション電磁弁）が設けられている。

　このトレーラ用冷凍装置（20）は、制御手段としてのコントローラ（150）を備えている。このコントローラ（150）は、後述の第２電装品箱（44）に収容されている。

　本実施形態のコントローラ（150）は、コンテナ庫内の設定温度に基づいて冷媒回路（21）の制御を行う。また、コントローラ（150）は、デフロスト管（123）を用いて蒸発器（25）の除霜を行うホットガスデフロスト運転や、庫外の気温が零度以下で庫内を加熱するときに蒸発器（25）にホットガスを流して行う加熱運転の際の冷媒回路（21）の制御も行う。なお、このコントローラ（150）は、後述のエンジン（41）の回転数制御も行うように構成されている。

　以上の構成において、デフロスト管（123）は、電動圧縮機（22）の吐出ガス冷媒を蒸発器（25）に導入するためのホットガス導入路を構成している。また、液インジェクション管（126）は、ホットガスデフロスト時や加熱運転時などのようにホットガスを上記蒸発器（25）に導入するホットガス導入運転時に、高圧圧力が上昇すると液冷媒を電動圧縮機（22）の吸入側に導入するものである。さらに、上記過冷却熱交換器（134）の低圧側流路（134b）はガス側通路であり、上記ホットガス導入運転時に液インジェクションを行うことにより冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、ガス冷媒を電動圧縮機（22）に導入するガスインジェクション通路（138）に接続されている。

　　－ケーシングユニット（31）－
　図２に示すように、トレーラ用冷凍装置（20）は、トレーラ（11）の開放部（14）に取り付けられるケーシングユニット（31）を有している。ケーシングユニット（31）は、前面カバー（32）と庫外ケーシング（50）と庫内ケーシング（33）（図４参照）とを有している。

　　〈前面カバー（32）〉
　前面カバー（32）は、庫外ケーシング（50）の前面に着脱自在に構成されている。前面カバー（32）は、幅方向（図２における左右方向）の中間部位が前方に膨出する湾曲した板状部材で構成されている。前面カバー（32）は、幅方向両端の側辺部（32a,32a）が庫外ケーシング（50）に保持される。これにより、前面カバー（32）の背面と庫外ケーシング（50）の前面との間には、各種の構成機器（詳細は後述する）が収容される機械室（35,36）（図５参照）が形成される。

　また、前面カバー（32）には、１つの中央導入口（32b）と２つの側方導入口（32c,32c）が設けられている。中央導入口（32b）は、前面カバー（32）のほぼ中央に形成されている。側方導入口（32c,32c）は、前面カバー（32）の下側寄り且つ左右両端寄りにそれぞれ形成されている。

　なお、前面カバー（32）には、図示は省略してあるが、トレーラ用冷凍装置（20）のメンテナンス用に複数の扉が設けられている。具体的には、後述する発電機（40）やエンジン（41）に面した部分、第１電装品箱（43）に面した部分、第２電装品箱（44）に面した部分等に設けている。

　　〈庫外ケーシング（50）〉
　庫外ケーシング（50）は、トレーラ（11）の外側に設けられている。庫外ケーシング（50）は、アルミニウム材料で構成されている。庫外ケーシング（50）は、正方形板状のベース部（51）と、ベース部（51）の上方部位に形成される膨出部（52）とを有している（図２、図４、図５を参照）。

　ベース部（51）は、３つの分割体（51a,51b,51c）が上下方向に繋ぎ合わされることで構成されている。即ち、ベース部（51）は、下部寄りの下側ベース部（51a）と、上部寄りの上側ベース部（51b）と、下側ベース部（51a）と上側ベース部（51b）との間に位置する中間ベース部（51c）とによって構成されている。

　ベース部（51）の外縁部（53）には、ボルト（16）が挿通される複数のボルト穴（53a,53a,…）が形成されている。複数のボルト穴（53a,53a,…）は、ベース部（51）の外縁部（53）の４つの各辺において、例えば８箇所ずつ等間隔となるように配列されている。庫外ケーシング（50）は、ベース部（51）の外縁部（53）とトレーラ（11）の開放部（14）とを密着させた状態で、ボルト穴（53a）を貫通したボルト（16）をネジ止め部（15）に締結することで、トレーラ（11）に固定される。

　庫外ケーシング（50）をトレーラ（11）に固定した状態では、トレーラ（11）の開放部（14）が庫外ケーシング（50）によって閉塞される。つまり、庫外ケーシング（50）は、トレーラ（11）の開放部（14）の閉塞部材として機能する。このように、開放部（14）を閉塞すると、従来の冷凍車両のようにトレーラの全面に換気口を設けることができない。そこで、本実施形態では、図５に示すように、換気口（80）を設けて庫内の換気を実現している。具体的にこの換気口（80）は図５における上側ベース部（51b）の左寄りに形成されている。また、この換気口（80）はモータで開閉可能であり、開状態ではトレーラ（11）の庫内と連通する。換気口（80）の開閉（モータの制御）は、後述する操作パネル（44a）によって制御する。

　また、庫外ケーシング（50）をトレーラ（11）に固定した状態では、トレーラ（11）の開放部（14）が庫外ケーシング（50）の外縁部（53）によって補強される。つまり、庫外ケーシング（50）は、トレーラ（11）の開放部（14）の補強部材としても機能する。

　膨出部（52）は、ベース部（51）と一体的なアルミニウム材料で構成され、ベース部（51）から前方に膨出している。膨出部（52）は、前後に扁平な直方体状で且つ後面側が開口する箱状に形成されている（図４を参照）。なお、膨出部（52）を例えば樹脂材料で構成し、ベース部（51）と一体的に連結するようにしても良い。

　庫外ケーシング（50）は、下側プレート（54）と上側プレート（55）とを備えている。下側プレート（54）は、ベース部（51）の下端寄りに設けられ、上側プレート（55）は、ベース部（51）の上下方向における中間部（下側プレート（54）と膨出部（52）との間）に設けられている。各プレート（54,55）は、弓形板状の支持板部（54a,55a）を有している。支持板部（54a,55a）は、前側が円弧状に形成され、後側はベース部（51）の前面に沿うように直線状に形成されている。各プレート（54,55）は、支持板部（54a,55a）の後端から上方に屈曲した曲げ部（54b,55b）を有している。曲げ部（54b,55b）は、左右方向に延びる板状に形成されている。各プレート（54,55）は、曲げ部（54b,55b）がベース部（51）にリベットによって締結されることで、ベース部（51）に固定される。また、上側プレート（55）の支持板部（55a）には、左右方向の中間部位に連通口（55c）が設けられている。

　上述した前面カバー（32）を庫外ケーシング（50）に取り付けた状態では、下側プレート（54）と上側プレート（55）との間に第１機械室（35）が区画される。また、上側プレート（55）の上方に第２機械室（36）が区画される。第１機械室（35）と第２機械室（36）とは、上側プレート（55）の連通口（55c）を介して互いに連通している。また、第１機械室（35）は、上述した２つの側方導入口（32c,32c）と連通し、第２機械室（36）は、上述した中央導入口（32b）と連通している。

　庫外ケーシング（50）は、２本の下側柱部（56）と２本の上側柱部（57）とを備えている。下側柱部（56）は、下側プレート（54）と上側プレート（55）との間に介設されている。上側柱部（57）は、上側プレート（55）と膨出部（52）との間に介設されている。各柱部（56,57）は、アルミニウム材料で構成され、上下に延びる角柱状に形成されている。

　図６に示すように、上述した第１機械室（35）には、発電機（40）とエンジン（41）とバッテリー（42）と複数の電装品箱（43,44）とが設けられている。具体的に、第１機械室（35）には、下側プレート（54）における左右方向の中間位置に発電機（40）及びエンジン（41）が設置されている。

　エンジン（41）は発電機（40）を駆動するものである。そして、このエンジン（41）は、前記コントローラ（150）によって回転数が制御されるようになっている。すなわち、コントローラ（150）は、本発明のエンジン制御部の一例である。この例では、コントローラ（150）は、凝縮器（23）側の冷媒の圧力を示す信号（圧力信号）と、エンジン（41）冷却用のラジエタ（45）（後述）の水温を示す信号（水温信号）が入力されており、これらの信号に応じてエンジン（41）の回転数を制御する。

　また、エンジン（41）には排気マフラー（41a）が設けられており、この排気マフラー（41a）は、図６に示すように、エンジン（41）の右方向に延び、第２電装品箱（44）の手前から上方に延びて上側プレート（55）を貫通している。そして、排気マフラー（41a）のマフラー本体部分は、第２機械室（36）の右側上方寄りの空間に位置している。すなわち、この排気マフラー（41a）は、換気口（80）とは離れた位置にあり、排気マフラー（41a）からの排気が換気口（80）に入り込まないようにできる。

　また、発電機（40）は上述した電動圧縮機（22）等を駆動するための電力を発生するものである。この発電機（40）には、発電機用冷却ファン（40a）が設けられている。発電機用冷却ファン（40a）は、発電機（40）の後部側（エンジン（41）との連結側とは反対側の端）に取り付けられ、該発電機（40）の駆動軸とともに回転する。すなわち、発電機用冷却ファン（40a）は、エンジン（41）と同期して回転する。そして、発電機用冷却ファン（40a）は、発電機（40）の後部側の空間から空気を吸入し、その空気を発電機（40）に向かって送風して発電機（40）を冷却する。

　また、第１機械室（35）では、発電機（40）の左側の空間に第１電装品箱（43）が設けられ、エンジン（41）の右側の空間に第２電装品箱（44）が設けられている。第１電装品箱（43）には、インバータ部（図示は省略）が収納されている。このインバータ部は、コンバータ回路、及びインバータ回路を含んでおり、これらの回路によって、発電機（40）が出力した電力を所定の電圧及び周波数を有した交流電力に変換して電動圧縮機（22）等に供給するようになっている。

　一方、第２電装品箱（44）には操作パネル（44a）及びディスプレー（44b）が設けられている。この操作パネル（44a）は、ユーザが種々の設定を行うための設定スイッチを備え、ディスプレー（44b）は、例えば故障時のエラーコードなどの種々の情報を表示する。前述の換気口（80）の開閉も、この操作パネル（44a）のスイッチで制御することができる。このように、ユーザが操作するスイッチ等が集中して配置されていると利便性がよい。また、故障時にディスプレー（44b）に表示されたエラーコードによって故障箇所を特定できる場合には、前面カバー（32）上の扉のうち、故障箇所に近い扉のみを開閉するようにすれば利便性が大きい。

　一方、第２機械室（36）には、２つの電動圧縮機（22）と凝縮器（23）とラジエタ（45）と２つの庫外ファン（26）が設けられている。

　より詳しくは、第２機械室（36）には、上側プレート（55）における左右方向の中間位置に２つの電動圧縮機（22）が設置されている。また、電動圧縮機（22）の前方には、ラジエタ（45）及び凝縮器（23）が配置されている。凝縮器（23）は、２本の上側柱部（57）の間に配設されている。凝縮器（23）の前方には、前面カバー（32）の中央導入口（32b）が位置している。ラジエタ（45）は、凝縮器（23）の後側に配置され、エンジン（41）を放熱するための空冷式の放熱器を構成している。なお、このトレーラ用冷凍装置（20）では、冷媒回路（21）を構成する冷媒配管（例えば電動圧縮機（22）と凝縮器（23）とを結ぶ吐出管（121）等）を、第２機械室（36）の左側上方寄りの空間に集中して配置している。

　２つの庫外ファン（26,26）は、２つの電動圧縮機（22）を挟むように、上側プレート（55）の左右両端寄りに配置されている。それぞれの庫外ファン（26）は、いわゆるプロペラファンで構成され、その回転軸が左右に延びている。庫外ファン（26）の回転軸には、電動圧縮機（22）寄りの端部にプロペラが連結され、逆側の端部にモータが連結している。そして、これらの庫外ファン（26）は、正転及び逆転が可能に構成され、回転方向の制御は、前記コントローラ（150）が行うようになっている。

　より詳しくは、庫内空間（13）を冷却する冷凍サイクルが冷媒回路（21）で行われる際には、庫外ファン（26）は正転させられる。本実施形態では、凝縮器（23）の前方には前面カバー（32）の中央導入口（32b）が位置しており、庫外ファン（26）が正転すると、前面カバー（32）の中央導入口（32b）から凝縮器（23）に向かう庫外空気の流れが形成されるようになっている（図４及び図８を参照）。なお、凝縮器（23）を通過した空気は、さらにラジエタ（45）を通過して該ラジエタ（45）を冷却する。

　また、庫外ファン（26）は、蒸発器（25）を除霜するデフロストサイクルが冷媒回路（21）で行われる際に、凝縮器（23）側の圧力が所定の閾値以下になった場合に逆転させられる。本実施形態では、図４に示すように、ラジエタ（45）は凝縮器（23）の後側に配置されているので、庫外ファン（26）が逆転すると、ラジエタ（45）から凝縮器（23）への空気の流れが形成される。なお、前記閾値は、デフロストサイクル時にデフロスト管（123）側に十分な冷媒が流れている場合における該デフロスト管（123）の圧力よりも十分に大きな値を選定する。

　　〈庫内ケーシング（33）〉
　図４に示すように、庫内ケーシング（33）は、トレーラ（11）の庫内空間（13）に臨むように、庫外ケーシング（50）の背面側に設けられている。庫内ケーシング（33）は、例えばＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）材料で構成されている。なお、庫内ケーシング（33）を、他の樹脂材料や金属材料等で構成することもできる。庫内ケーシング（33）は、庫外ケーシング（50）の背面に沿うような形状をしている。

　庫内ケーシング（33）の前面は、庫外ケーシング（50）の背面と所定の間隔が置かれており、庫内ケーシング（33）と庫外ケーシング（50）との間に断熱部材（34）が形成されている。断熱部材（34）は、庫外ケーシング（50）と庫内ケーシング（33）との間に密閉空間を形成した後、この密閉空間に発泡樹脂を充填することで、ケーシングユニット（31）に一体的に形成される。

　また、庫内ケーシング（33）の背面側には、仕切部材（37）が取り付けられている。仕切部材（37）は、庫内ケーシング（33）の背面、トレーラ（11）の上部内壁、及びトレーラ（11）の下部内壁のそれぞれと所定の距離を置くように配設されている。これにより、仕切部材（37）の下方に流入口（37a）が形成され、仕切部材（37）の上方に流出口（37b）が形成されている。また、庫内ケーシング（33）と仕切部材（37）との間には、流入口（37a）及び流出口（37b）に跨るように、内気流路（38）が形成されている。

　内気流路（38）には、上述した蒸発器（25）及び庫内ファン（27）が設けられている。蒸発器（25）は、膨出部（52）の背面側において、庫内ケーシング（33）と仕切部材（37）との間に跨るように配設されて庫内ケーシング（33）に支持されている。庫内ファン（27）は、蒸発器（25）の上方に設けられている。なお、この庫内ファン（27）と前述の換気口（80）との間にダクト（図示は省略）を設けておけば、庫内ファン（27）によってより効果的な庫内換気が可能になる。また、トレーラ用冷凍装置（20）が運転中であれば、冷凍車両（10）が走行していなくても、庫内の換気が可能になる。

　　〈ケーシングの取付構造について〉
　本実施形態のトレーラ用冷凍装置（20）では、上述のように、トレーラ（11）の開放部（14）にケーシングユニット（31）が取り付けられる。ケーシングユニット（31）とトレーラ（11）の開放部（14）の取り付け構造の詳細について、図７を参照しながら説明する。なお、図７は、トレーラ（11）の左右の幅方向の両側にある側縁部（14a）（図２を参照）の近傍の水平断面を拡大して示すものである。

　トレーラ（11）の開放部（14）の両側の側縁部（14a）とケーシングユニット（31）との各取り付け部（60）には、トレーラ（11）側に２つの溝部（61）が形成され、ケーシングユニット（31）側に２つの凸部（62）が形成されている。

　溝部（61）は、トレーラ（11）の開放部（14）の上縁部から下縁部に跨るように上下方向に延びており、水平断面が矩形状に形成されている。２つの溝部（61,61）は、互いに所定の間隔を置くように平行に延びている。

　一方、ケーシングユニット（31）の庫外ケーシング（50）には、溝部（61）に嵌合する２つの凸部（62,62）が形成されている。凸部（62）は、庫外ケーシング（50）の上端から下端に亘って上下方向に延びており、水平断面が矩形状に形成されている。２つの凸部（62,62）は、互いに所定の間隔を置くように平行に延びている。つまり、各凸部（62）は、トレーラ（11）側の各溝部（61）に対応する形状をしており、取り付け時において、各溝部（61）に嵌合するように構成されている。

　上述したボルト（16）は、２つの溝部（61,61）及び２つの凸部（62,62）の間の中間箇所に設けられている。つまり、２つの溝部（61,61）、あるいは２つの凸部（62,62）は、上下方向に配列される複数のボルト（16）を挟むようにして、これらの複数のボルト（16）の配列方向に延びている。

　取り付け状態の溝部（61）と凸部（62）との間には、それぞれシール部材（63）が介設されている。このシール部材（63）としては、例えばパッキンやシリコンシール等が用いられる。このシール部材（63）によって、トレーラ（11）の庫内空間（13）の冷気が、トレーラ（11）の側縁部（14a）と庫外ケーシング（50）との間の隙間を通じて、庫外へ漏れてしまうことが防止されている。

　また、庫内空間（13）では、庫内ケーシング（33）の側端部とトレーラ（11）の開放部（14）の側縁部（14a）との間に、シール部材としてのシールゴム（64）が介設されている。更に、庫外ケーシング（50）の側端とトレーラ（11）の側縁部（14a）の接触部には、シリコンが塗布されている。以上のようにして、取り付け部（60）では、庫内空間（13）から庫外への冷気漏れが防止されている。

　《運転動作》
　次に、トレーラ用冷凍装置（20）の運転動作について、図４及び図８を参照しながら説明する。

　〈庫内空間（13）の冷却〉
　エンジン（41）によって発電機（40）が駆動されると、発電機（40）で電力が発生する。この電力は、電動圧縮機（22）、庫外ファン（26）、及び庫内ファン（27）に供給される。冷媒回路（21）では、電動圧縮機（22）が運転されることで冷凍サイクルが行われる。

　詳細には、電動圧縮機（22）で圧縮された冷媒は、凝縮器（23）を流れる。また、庫外ファン（26）は正転させておく。庫外ファン（26）を正転させると、前面カバー（32）の中央導入口（32b）から庫外空気が導入され、図８に示すように、凝縮器（23）に向かう庫外空気の流れが形成される。図８では、庫外ファン（26）を正転させたときに庫外ファン（26）により形成される空気の流れを矢印で示している。

　そして、凝縮器（23）では、冷媒が庫外空気へ放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、膨張弁（24）を通過することで減圧され、減圧後の冷媒は蒸発器（25）を流れる。蒸発器（25）では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、電動圧縮機（22）で再び圧縮される。

　庫内ファン（27）が運転されると、庫内空間（13）の庫内空気が流入口（37a）より内気流路（38）に吸い込まれる。内気流路（38）に吸い込まれた空気は、上方へ流れて蒸発器（25）を通過する。蒸発器（25）では、庫内空気が冷媒と熱交換して冷却される。蒸発器（25）で冷却された庫内空気は、流出口（37b）より庫内空間（13）へ流出し、貨物等の冷蔵／冷凍に利用される。

　〈デフロスト運転〉
　冷凍運転時に蒸発器（25）に着霜すると、デフロスト運転が行われる。デフロスト運転は、図９のフローチャートに沿って行われる。このフローの動作は、デフロスト信号が入力（タイマーによる入力またはマニュアル操作による入力）されることにより開始される。ステップＳＴ１では、デフロスト許可条件を判定するサブルーチンが実行される。ステップＳＴ２では、デフロスト条件が成立しているかどうかが判別される。デフロスト条件が成立していない場合、ステップＳＴ３でマニュアル操作の信号はクリアして、タイマーの動作は保持したまま、デフロストをせずにリターンする。つまり、ユーザの操作によりデフロストの指示がされたときにデフロスト条件が成立していなければデフロスト運転を実行せず、タイマーによりデフロストの指示がされたときはステップＳＴ２でデフロスト条件が成立するまでステップＳＴ１～ステップＳＴ３の動作が繰り返される。

　ステップＳＴ２の判別の結果、デフロスト条件が成立している場合はステップＳＴ４に進み、デフロスト前に行うポンプダウンの準備に入る。ここでは、デフロスト運転に入ることもしくは入っていることを示すデフロストランプが点灯し、蒸発器（25）に庫内空気を送る庫内ファン（27）が停止する。また、デフロスト開始タイマーがクリアされ、デフロスト完了ガードタイマーがスタートする。

　次のステップＳＴ５では、所定量の冷媒を蒸発器（25）から凝縮器（23）とレシーバ（133）へ回収するためにポンプダウン運転が行われる。ポンプダウン運転を行う理由は、全冷媒を使ってホットガスデフロストの運転をすると、冷媒の熱量が大きすぎて庫内が加熱されるためである。このポンプダウン時には、吸入比例弁（135）が全開となり、電動圧縮機（22）がオンの状態で庫外ファン（26）を正転させて、凝縮器（23）に庫外空気の流れを形成して冷媒を凝縮させる。また、第１電磁弁（141）（液電磁弁）がオフ（閉）、第２電磁弁（142）（エコノマイザ電磁弁）がオン（開）、第３電磁弁（143）（ホットガス電磁弁）がオフ（閉）となる。第２電磁弁（142）をオンにしているのは、動作中の異常が生じるのを防止するためである。

　ステップＳＴ６では、ホットガスデフロスト運転が行われる。このとき、電動圧縮機（22）はオンのままで、第３電磁弁（143）をオン（開）にする。このホットガスデフロスト運転では、凝縮器（23）における冷媒の圧力に応じ、コントローラ（150）が庫外ファン（26）などの動作を以下のように制御する。

　（１）例えば、外気温が十分に高い場合など、凝縮器（23）における冷媒の圧力が前記閾値よりも高い場合には、コントローラ（150）は庫外ファン（26）を停止させる。この場合には、デフロスト管（123）側の圧力が凝縮器（23）側よりも十分に大きいので、電動圧縮機（22）から吐出された冷媒（ホットガス）は、凝縮器（23）側へは殆ど流れずに蒸発器（25）側へ流れることになる。このように、ホットガスが蒸発器（25）に流れ込むことにより、蒸発器（25）に付着した霜は除去される。

　（２）また、例えば、外気温が低い場合や、冷凍車両（10）の走行中にトレーラ（11）（すなわちトレーラ用冷凍装置（20））が走行風を受けて、その走行風によって凝縮器（23）の熱が奪われる場合などには、庫外ファン（26）を停止させておいても凝縮器（23）における冷媒の圧力が前記閾値よりも低くなる可能性がある。このような場合には、このトレーラ用冷凍装置（20）では、コントローラ（150）が庫外ファン（26）を逆転させる。こうすると、ラジエタ（45）から凝縮器（23）への空気の流れが形成され、ラジエタ（45）から凝縮器（23）送られる空気によって凝縮器（23）が加熱される。すなわち、このトレーラ用冷凍装置（20）ではエンジン（41）の廃熱を利用して凝縮器（23）を加熱するのである。これにより、凝縮器（23）の温度が上昇し、凝縮器（23）における冷媒の圧力が上昇する。このように凝縮器（23）における冷媒の圧力が上昇して、デフロスト管（123）側の圧力よりも十分に高くなると、電動圧縮機（22）から吐出された冷媒（ホットガス）は、凝縮器（23）側へは殆ど流れずに蒸発器（25）側へ流れることになる。そして、ホットガスが蒸発器（25）に流れ込むことにより、蒸発器（25）に付着した霜は除去される。

　（３）また、例えば外気温などの条件によっては、庫外ファン（26）を逆転させてラジエタ（45）の熱で凝縮器（23）を加熱しても蒸発器（25）側の冷媒流量を十分に確保できない場合もあり、この場合には、蒸発器（25）を十分に除霜できない可能性がある。前記のように、コントローラ（150）には、凝縮器（23）の冷媒の圧力を示す圧力信号と、ラジエタ（45）の水温を示す水温信号とが入力されており、ラジエタ（45）による加熱能力が不足状態である否かは、圧力信号と水温信号に基づいて確認できる。そこで、このトレーラ用冷凍装置（20）では、このステップＳＴ６において、圧力信号及び水温信号に応じて、コントローラ（150）がエンジン（41）の回転数を制御する。すなわち、ラジエタ（45）による加熱能力が不足状態であると判断される場合には、コントローラ（150）は、エンジン（41）の回転数を少しずつ上げてゆく。これにより、エンジン（41）の温度、延いてはラジエタ（45）の水温が上昇し、ラジエタ（45）から凝縮器（23）送られる空気の温度も上昇する。その結果、凝縮器（23）の温度も上昇して、凝縮器（23）における冷媒の圧力が上昇する。このように、凝縮器（23）における冷媒の圧力が上昇すれば、蒸発器（25）側に流れ込む冷媒（ホットガス）の量が増大し、十分に蒸発器（25）の除霜を行うことが可能性になる。

　次に、ステップＳＴ７では、デフロスト終了条件が成立したかどうかを判別する。具体的には、（ａ）蒸発器（25）の出口の冷媒温度と蒸発器（25）の吸入空気温度が設定値より高いかどうか、（ｂ）デフロストガードタイマーがカウントアップしたかどうか、そして（ｃ）圧縮機の保護装置（高圧保護スイッチなど）が作動したかどうかを順に判別する。そして、これら３つの条件の判別結果のどれかが「ＹＥＳ」になると、ステップＳＴ８でデフロストランプを消灯し、デフロストガードタイマーをクリアし、さらに第３電磁弁（143）と第４電磁弁（144）をオフ（閉）にしてデフロスト運転を終了し、通常の温度制御に戻る。

　ステップＳＴ７でデフロスト終了条件が成立しなかった場合は、ステップＳＴ９へ進む。ステップＳＴ９では、冷媒流量を調節しながらデフロスト運転を行うための「冷媒計量制御ルーチン」が行われる。

　ステップＳＴ１０では、デフロスト運転中のインジェクション制御が行われる。具体的には、まず、デフロスト運転中に高圧圧力が所定値よりも上昇すると、第５電磁弁（146）を開いて液インジェクション管（126）から電動圧縮機（22）に液冷媒を供給する。次に、冷媒の吐出温度が所定値よりも低下すると、過冷却熱交換器（134）の低圧側流路（ガス側通路）（３４ｂ）からガス冷媒を圧縮機に導入するガスインジェクションを行う。このとき、液インジェクション管（126）を閉鎖した状態としてガスインジェクションを行うのが好ましいが、液インジェクション管（126）を開いた状態のままでガスインジェクションを行うようにしてもよい。その後、ステップＳＴ７に戻り、デフロスト終了条件が成立するまでステップＳＴ７，ステップＳＴ９，ステップＳＴ１０の動作が繰り返される。

　《本実施形態における効果》
　以上のように、本実施形態によれば、デフロストサイクルの際に凝縮器（23）における冷媒の圧力が増大するので、電動圧縮機（22）から凝縮器（23）側に流れ込む冷媒の量を低減させることが可能になる。すなわち、デフロストサイクルの際に蒸発器（25）に十分な量の冷媒を流すことが可能になり、効率的な除霜が可能になる。これにより、例えば、外気温度が低下した場合等にも、十分な加熱能力を期待できる。特に、トレーラ用冷凍装置（20）では、庫外ファン（26）を止めておいても走行中にトレーラ（11）（すなわちトレーラ用冷凍装置（20））が走行風を受けると、走行風によって凝縮器（23）の熱が奪われて凝縮器（23）側の圧力が低下しがちであるが、本実施形態では、上記のように凝縮器（23）の圧力低下を防止することが可能になる。

　そして、本実施形態では、従来のトレーラ用冷凍装置では圧縮機と凝縮器との間に必要であった吐出圧力調整弁が不要である。すなわち、本実施形態のトレーラ用冷凍装置（20）ではコストの低減も期待できる。

　《その他の実施形態》
　〈１〉なお、コントローラ（150）（エンジン制御部）によるエンジン制御は、上記のように冷媒の圧力に応じて行う他、例えばラジエタ（45）の水温を検知して、検知した水温が所定値以下に下がった場合に、エンジン（41）の回転数を上げるような制御も可能である。

　ただし、コントローラ（150）によるエンジン回転数の制御が必須というわけではない。例えば、ラジエタ（45）の発熱量が最小の場合にも、十分に凝縮器（23）を加熱するだけの熱量を得ることができるような場合には、エンジン（41）の回転数の制御は必要ない。

　〈２〉また、ラジエタ（45）から凝縮器（23）への空気の流れを形成するファンは、上記のように庫外ファン（26）を兼用するのではなく、専用のものを設けてもよい。例えば、庫外ファン（26）としてターボファンのように、逆転させても風が逆方向に流れない形式のファンを採用した場合には、専用のファンを設けてデフロストサイクルの際に、ラジエタ（45）から凝縮器（23）への空気の流れを形成するとよい。
〈3〉また、上記の例では、圧力信号と水温信号の両方を検知してエンジン（41）の回転数を制御したが、何れか一方の信号のみを検知してエンジン（41）の回転数制御を行ってもよい。

　本発明は、トレーラの庫内空間を冷却するトレーラ用冷凍装置として有用である。

　　１１　　　トレーラ
　　１３　　　庫内空間
　　２０　　　トレーラ用冷凍装置
　　２１　　　冷媒回路
　　２２　　　電動圧縮機
　　２３　　　凝縮器
　　２４　　　膨張弁（膨張機構）
　　２５　　　蒸発器
　　２６　　　庫外ファン（ファン）
　　４０　　　発電機
　　４１　　　エンジン
　　４５　　　ラジエタ
　１２３　　　デフロスト管（ホットガス導入路）
　１４３　　　第３電磁弁（切り替え弁）
　１５０　　　コントローラ（エンジン制御部）

Claims (3)

1. 　トレーラ（11）の庫内空間（13）を冷却するトレーラ用冷凍装置であって、
   　電動圧縮機（22）、凝縮器（23）、膨張機構（24）、蒸発器（25）、前記電動圧縮機（22）と前記蒸発器（25）とを繋ぐホットガス導入路（123）、及び前記ホットガス導入路（123）の冷媒の流れを制御する切り替え弁（143）を有して、前記蒸発器（25）で冷媒を蒸発させて前記庫内空間（13）を冷却する冷凍サイクルと、前記ホットガス導入路（123）を介して冷媒を前記蒸発器（25）に導入して該蒸発器（25）を除霜するデフロストサイクルとが可能な冷媒回路（21）と、
   　前記電動圧縮機（22）に電力を供給する発電機（40）と、
   　前記発電機（40）を駆動するエンジン（41）と、
   　前記エンジン（41）の熱を放熱するラジエタ（45）と、
   　前記デフロストサイクルが行われる際に、前記凝縮器（23）側の圧力が所定の閾値以下の場合に、前記ラジエタ（45）から前記凝縮器（23）への空気の流れを形成するファン（26）と、
   　を備えていることを特徴とするトレーラ用冷凍装置。
2. 　請求項１のトレーラ用冷凍装置において、
   　前記ファン（26）は、前記凝縮器（23）に庫外空気の流れを形成する庫外ファン（26）が兼用されていることを特徴とするトレーラ用冷凍装置。
3. 　請求項１のトレーラ用冷凍装置において、
   　前記凝縮器（23）における冷媒の圧力が所定値以上になるように、前記エンジン（41）の回転数を制御するエンジン制御部（150）をさらに備えていることを特徴とするトレーラ用冷凍装置。

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