JP2014119233A - コンテナ用冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除霜運転中の庫内温度の安定性を向上させる。
【解決手段】コンテナ用冷凍装置（1）は、冷媒回路（10）に、２つの熱交換部（35a,35b）を有する庫内熱交換器（35）と、冷却運転と除霜運転とを切り換える切換機構（33）とを備えている。除霜運転では、庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒を第１熱交換部（35a）、第２熱交換部（35b）の順に流す第１除霜動作と、庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒を第２熱交換部（35b）、第１熱交換部（35a）の順に流す第２除霜動作とが交互に行われる。そして、上流側の熱交換部（35a,35b）では、冷媒が過冷却されて除霜され、下流側の熱交換部（35a,35b）では、冷媒が蒸発して庫内空気が冷却される。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンテナ用冷凍装置に関し、特に、除霜運転中における庫内温度の安定性向上に係るものである。

従来より、コンテナの庫内を冷却するコンテナ用冷凍装置が知られている。例えば、特許文献１に開示のコンテナ用冷凍装置は、圧縮機、庫外の凝縮器、膨張弁、及び庫内の蒸発器が順に接続された冷媒回路を備えている。この冷媒回路では、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われ、蒸発器において冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発することによって、庫内空気が冷却される。

この冷凍装置では、庫内空気を冷却する冷却運転を継続して行うと、蒸発器に霜が付着して蒸発器の熱交換効率が徐々に低下する。そのため、冷却運転が開始してから所定時間が経過する毎に、除霜運転が実行される。除霜運転では、圧縮機から蒸発器へ高温の冷媒が供給される。これにより、蒸発器に付着した霜がこの高温の冷媒によって加熱され、融解する。

特開２００８−２１５６４５号公報

しかし、特許文献１の冷凍装置では、除霜運転中、蒸発器へ供給される高温の冷媒によって、霜だけでなく庫内空気が加熱されてしまう。そのため、庫内温度の上昇を招き、庫内を所定温度に維持することが困難であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、除霜運転中に庫内温度を上昇させることなく安定的に維持するコンテナ用冷凍装置を提供することを目的としている。

第１の発明は、圧縮機（21）、凝縮器（22）、及び蒸発器（35）が接続され、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えたコンテナ用冷凍装置を対象としている。そして、上記蒸発器（35）は、第１熱交換部（35a）と第２熱交換部（35b）とを有し、上記冷媒回路（10）は、上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒を上記２つの熱交換部（35a,35b）へ分流し、該２つの熱交換部（35a,35b）で冷媒を蒸発させて庫内空気を冷却する冷却運転と、上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒を第１熱交換部（35a）、第２熱交換部（35b）の順に流す第１除霜動作と上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒を第２熱交換部（35b）、第１熱交換部（35a）の順に流す第２除霜動作とが交互に行われ、上流側の熱交換部（35a,35b）で冷媒を過冷却して除霜し下流側の熱交換部（35a,35b）で冷媒を蒸発させて庫内空気を冷却する除霜運転とを切り換える切換機構（33）を有していることを特徴とする。

上記第１の発明では、切換機構（33）によって、冷却運転と除霜運転とが切り換えられる。除霜運転では、切換機構（33）によって、第１除霜動作と第２除霜動作とが交互に実行される。

第１除霜動作では、凝縮器（22）、第１熱交換部（35a）、第２熱交換部（35b）の順に冷媒が流れる。第１熱交換部（35a）では、凝縮器（22）で凝縮した比較的高温の冷媒が流入し、付着した霜が加熱されて融解すると共に、その霜によって冷媒が過冷却される。第２熱交換部（35b）では、第１熱交換部（35a）で過冷却された冷媒と庫内空気とが熱交換することによって、庫内空気が冷却される。

一方、第２除霜動作では、凝縮器（22）、第２熱交換部（35b）、第１熱交換部（35a）の順に冷媒が流れる。第２熱交換部（35b）では、凝縮器（22）で凝縮した比較的高温の冷媒が流入し、付着した霜が加熱されて融解すると共に、その霜によって冷媒が過冷却される。第１熱交換部（35a）では、第２熱交換部（35b）で過冷却された冷媒と庫内空気とが熱交換することによって、庫内空気が冷却される。

このように、上記第１の発明では、除霜運転中、上流側の熱交換部（35a,35b）で除霜し下流側の熱交換部（35a,35b）で庫内空気を冷却する動作が、蒸発器（35）の２つの熱交換部（35a,35b）の間で交互に行われる。そのため、蒸発器（35）全体が除霜されると共に、庫内の温度上昇が抑制される。

さらに、上記第１の発明では、上流側の熱交換部（35a,35b）に付着した霜によって冷媒が過冷却され、その過冷却された冷媒と庫内空気とが下流側の熱交換部（35a,35b）で熱交換して、庫内空気が冷却される。そのため、冷媒が過冷却されてエンタルピーが大きくなり、下流側の熱交換部（35a,35b）で庫内空気を冷却する蒸発器（35）の冷却能力が高くなる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（10）は、上記第１熱交換部（35a）の流入端に接続された第１流入管（45a）と上記第２熱交換部（35b）の流入端に接続された第２流入管（45b）とを有し、上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒が分流して上記各熱交換部（35a,35b）へ流入する分流管（45）と、上記第１熱交換部（35a）の流出端に接続された第１流出管（46a）と上記第２熱交換部（35b）の流出端に接続された第２流出管（46b）とを有し、上記各熱交換部（35a,35b）から流出した冷媒が合流して上記圧縮機（21）へ送られる合流管（46）と、上記第１流出管（46a）と上記第２流入管（45b）とに接続され、上記第１熱交換部（35a）から上記第２熱交換部（35b）への冷媒の流れのみを許容する第１逆止弁（CV1）が設けられた第１連絡管（51）と、上記第２流出管（46b）と上記第１流入管（45a）とに接続され、上記第２熱交換部（35b）から上記第１熱交換部（35a）への冷媒の流れのみを許容する第２逆止弁（CV2）が設けられた第２連絡管（52）とを備え、上記第１流入管（45a）には、上記第２連絡管（52）よりも下流側に第１膨張弁（31a）が接続され、上記第２流入管（45b）には、上記第１連絡管（51）よりも下流側に第２膨張弁（31b）が接続され、上記切換機構（33）は、上記第１流入管（45a）の上記第２連絡管（52）よりも上流側に接続された第１開閉弁（33a）と、上記第２流入管（45b）の上記第１連絡管（51）よりも上流側に接続された第２開閉弁（33b）と、上記第１流出管（46a）の上記第１連絡管（51）よりも下流側に接続された第３開閉弁（33c）と、上記第２流出管（46b）の上記第２連絡管（52）よりも下流側に接続された第４開閉弁（33d）とを有していることを特徴とする。

上記第２の発明では、冷却運転中、第１開閉弁（33a）、第２開閉弁（33b）、第３開閉弁（33c）、及び第４開閉弁（33d）が共に開状態になることで、凝縮器（22）で凝縮した冷媒が２つの熱交換部（35a,35b）へ分流され、該２つの熱交換部（35a,35b）で庫内空気が冷却される。

さらに、上記第２の発明では、除霜運転の第１除霜動作中、第１開閉弁（33a）と第４開閉弁（33d）とが開状態となり、第２開閉弁（33b）と第３開閉弁（33c）とが閉状態となることで、上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒が第１熱交換部（35a）、第２熱交換部（35b）の順に流れる。そして、第１熱交換部（35a）で冷媒が過冷却されて除霜が行われ、第２熱交換部（35b）で庫内空気が冷却される。一方、除霜運転の第２除霜動作中、第２開閉弁（33b）と第３開閉弁（33c）とが開状態となり、第１開閉弁（33a）と第４開閉弁（33d）とが閉状態となることで、上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒が第２熱交換部（35b）、第１熱交換部（35a）の順に流れる。そして、第２熱交換部（35b）で冷媒が過冷却されて除霜が行われ、第１熱交換部（35a）で庫内空気が冷却される。

このように、上記第２の発明では、切換機構（33）を構成する４つの開閉弁（33a〜33d）を開閉させることで、冷却運転と除霜運転とが選択的に行われる。

本発明によれば、蒸発器（35）に２つの熱交換部（35a,35b）を設けるようにした。そして、除霜運転中に、上流側の熱交換部（35a,35b）で除霜し、下流側の熱交換部（35a,35b）で庫内空気を冷却する２つの動作（第１除霜動作及び第２除霜動作）を交互に行うようにした。これにより、蒸発器（35）全体を除霜しつつ、庫内の温度上昇を抑制して庫内温度を安定的に維持することができる。

さらに、本発明によれば、除霜運転中、上流側の熱交換部（35a,35b）に付着した霜によって冷媒を過冷却し、その過冷却された冷媒と庫内空気とを下流側の熱交換部（35a,35b）で熱交換させることで、庫内空気を冷却するようにした。こうすることで、冷媒を過冷却して冷媒のエンタルピーを大きくすることができ、庫内空気を冷却する下流側の熱交換部（35a,35b）の冷却能力を向上させることができる。その結果、除霜運転中に、上記２つの動作を交互に行って下流側の熱交換部（35a,35b）だけで庫内を冷却しても、その冷却能力が不足して庫内温度が上昇してしまうのを回避することができ、より確実に庫内温度を安定的に維持することができる。

第２の発明によれば、４つの開閉弁（33a〜33d）を開閉させるだけの簡易な構成で、各運転（冷却運転と除霜運転）を選択的に行うようにした。これにより、装置の低コスト化を図ることができる。

図１は、実施形態に係るコンテナ用冷凍装置の配管系統図である。 図２は、実施形態に係るコンテナ用冷凍装置の冷却運転における冷媒流れを示す配管系統図である。 図３は、実施形態に係るコンテナ用冷凍装置の第１除霜動作における冷媒流れを示す配管系統図である。 図４は、実施形態に係るコンテナ用冷凍装置の第２除霜動作における冷媒流れを示す配管系統図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。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。

〈全体構成〉
本実施形態のコンテナ用冷凍装置（1）は、海上輸送等に用いられるコンテナ（図示省略）の庫内を冷却するものである。図１に示すように、コンテナ用冷凍装置（1）は、庫外に設けられた庫外ユニット（2）と、庫内に設けられた庫内ユニット（3）とを備えている。そして、庫外ユニット（2）と庫内ユニット（3）とが配管で接続されることによって、冷媒を循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）が形成されている。

冷媒回路（10）は、圧縮機（21）、庫外熱交換器（22）、レシーバ（24）、２つの膨張弁（31a,31b）、庫内熱交換器（35）、及び切換機構（33）を備えている。圧縮機（21）、庫外熱交換器（22）、及びレシーバ（24）は、庫外ユニット（2）に収容されている。一方、２つの膨張弁（31a,31b）、庫内熱交換器（35）、及び切換機構（33）は、庫内ユニット（3）に収容されている。

圧縮機（21）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。圧縮機（21）の吐出側は、吐出管（41）の一端に接続され、圧縮機（21）の吸入側は、ガス配管（42）の一端に接続されている。

庫外熱交換器（22）は、冷媒を凝縮させることで庫外空気を加熱するものであり、本発明の凝縮器を構成している。この庫外熱交換器（22）は、いわゆるクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。庫外熱交換器（22）の流入端（ガス側端）は、吐出管（41）の他端に接続され、庫外熱交換器（22）の流出端（液側端）は、液配管（43）の一端に接続されている。庫外熱交換器（22）の近傍には、庫外ファン（23）が設けられている。庫外熱交換器（22）では、庫外ファン（23）によって送り込まれた庫外空気と冷媒とが熱交換する。

レシーバ（24）は、液配管（43）に接続されている。レシーバ（24）は、庫外熱交換器（22）で凝縮した液冷媒を一時的に貯留するように構成されている。

庫内熱交換器（35）は、冷媒を蒸発させることで庫内空気を冷却するものであり、本発明の蒸発器を構成している。この庫内熱交換器（35）は、第１熱交換部（35a）と第２熱交換部（35b）とを有している。これら２つの熱交換部（35a,35b）は、それぞれクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。各熱交換部（35a,35b）の近傍には、庫内ファン（36a,36b）が設けられている。各熱交換部（35a,35b）では、各庫内ファン（36a,36b）によって送り込まれた庫内空気と冷媒とが熱交換する。これら２つの熱交換部（35a,35b）は、冷媒回路（10）の分流管（45）と合流管（46）とに接続されている。

分流管（45）は、庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒を分流して２つの熱交換部（35a,35b）へそれぞれ流入させるものであり、第１流入管（45a）と第２流入管（45b）とを有している。第１流入管（45a）の一端と第２流入管（45b）の一端は、共に液配管（43）の他端に接続されている。そして、第１流入管（45a）の他端は、第１熱交換部（35a）の流入端（液側端）に接続され、第２流入管（45b）の他端は、第２熱交換部（35b）の流入端（液側端）に接続されている。

合流管（46）は、２つの熱交換部（35a,35b）からそれぞれ流出した冷媒を合流させて圧縮機（21）へ送るものであり、第１流出管（46a）と第２流出管（46b）とを有している。第１流出管（46a）の一端は、第１熱交換部（35a）の流出端（ガス側端）に接続され、第２流出管（46b）の一端は、第２熱交換部（35b）の流出端（ガス側端）に接続されている。そして、第１流入管（45a）の他端と第２流入管（45b）の他端は、共にガス配管（42）の他端に接続されている。

また、冷媒回路（10）には、第１連絡管（51）と第２連絡管（52）とが設けられている。

第１連絡管（51）は、第１熱交換部（35a）から流出した冷媒を第２熱交換部（35b）へ流入させるものであり、その一端が第１流出管（46a）に接続され、その他端が第２流入管（45b）に接続されている。第１連絡管（51）には、第１流出管（46a）（第１熱交換部（35a））から第２流入管（45b）（第２熱交換部（35b））へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV1）が設けられている。

一方、第２連絡管（52）は、第２熱交換部（35b）から流出した冷媒を第１熱交換部（35a）へ流入させるものであり、その一端が第２流出管（46b）に接続され、その他端が第１流入管（45a）に接続されている。第２連絡管（52）には、第２流出管（46b）（第２熱交換部（35b））から第１流入管（45a）（第１熱交換部（35a））へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV2）が設けられている。

第１膨張弁（31a）は、第１流入管（45a）において、第２連絡管（52）よりも下流側（第１熱交換部（35a）側）に接続されている。第２膨張弁（31b）は、第２流入管（45b）において、第１連絡管（51）よりも下流側（第２熱交換部（35b）側）に接続されている。第１膨張弁（31a）と第２膨張弁（31b）とは、開度が調節可能な電子膨張弁である。

〈切換機構〉
本実施形態のコンテナ用冷凍装置（1）には、冷媒回路（10）に切換機構（33）が設けられている。この切換機構（33）は、各運転（冷却運転、除霜運転の第１除霜動作、除霜運転の第２除霜動作）に応じて、２つの熱交換部（35a,35b）の冷媒の流通状態を切り換えるものであり、４つの開閉弁（33a〜33d）によって構成されている。

４つの開閉弁（33a〜33d）は、いわゆる電磁弁であって、外部信号によってその開閉状態が切り換えられる。第１開閉弁（33a）は、第１流入管（45a）において第２連絡管（52）よりも上流側に接続されている。第２開閉弁（33b）は、第２流入管（45b）において第１連絡管（51）よりも上流側に接続されている。第３開閉弁（33c）は、第１流出管（46a）において第１連絡管（51）よりも下流側に接続されている。第４開閉弁（33d）は、第２流出管（46b）において第２連絡管（52）よりも下流側に接続されている。尚、これら開閉弁（33a〜33d）の各運転時の開閉状態については、後述する。

−運転動作−
次に、コンテナ用冷凍装置（1）の運転動作について説明する。このコンテナ用冷凍装置（1）では、庫内を冷却するための冷却運転と、庫内熱交換器（35）の２つの熱交換部（35a,35b）に付着した霜を融かすための除霜運転とが行われる。

〈冷却運転〉
冷却運転時の運転動作について、図２を参照しながら説明する。

冷却運転では、切換機構（33）の４つの開閉弁（33a〜33d）が、共に開状態に設定される。その結果、庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒が第１熱交換部（35a）側と第２熱交換部（35b）側とに分流する状態が形成される。

また、第１膨張弁（31a）は、第１熱交換部（35a）の流出端から流出する冷媒の過熱度が所定の目標値となるように開度が調節され、第２膨張弁（31b）は、第２熱交換部（35b）の流出端から流出する冷媒の過熱度が所定の目標値となるように開度が調節される。

さらに、冷却運転では、庫外ファン（23）が稼動して、庫外空気が庫外熱交換器（22）へ供給され、２つの庫内ファン（36a,36b）が稼動して、庫内空気が各熱交換部（35a,35b）へ供給される。

圧縮機（21）で圧縮された冷媒が吐出管（41）へ吐出されると、その冷媒は庫外熱交換器（22）へ流入する。庫外熱交換器（22）では、冷媒と庫外空気とが熱交換し、冷媒は庫外空気へ放熱して凝縮する。そして、庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、レシーバ（24）を通過した後、第１流入管（45a）側と第２流入管（45b）側とに分流する。

第１流入管（45a）へ流入した冷媒は、第１膨張弁（31a）で減圧された後、庫内熱交換器（35）の第１熱交換部（35a）へ流入する。第１熱交換部（35a）では、冷媒と庫内空気とが熱交換し、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発することによって、庫内空気が冷却される。

一方、第２流入管（45b）へ流入した冷媒は、第２膨張弁（31b）で減圧された後、庫内熱交換器（35）の第２熱交換部（35b）へ流入する。第２熱交換部（35b）では、冷媒と庫内空気とが熱交換し、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発することによって、庫内空気が冷却される。

各熱交換部（35a,35b）で蒸発した冷媒は、各熱交換部（35a,35b）から各流出管（46a,46b）へ流出し、ガス配管（42）で合流した後、圧縮機（21）へ吸入される。圧縮機（21）では、吸入された冷媒が再び圧縮され、吐出管（41）へ吐出される。

このように、冷却運転では、庫内熱交換器（35）の第１熱交換部（35a）と第２熱交換部（35b）の両方で、庫内空気が冷却される。

〈除霜運転〉
上記冷却運転を継続して行うと、庫内熱交換器（35）の各熱交換部（35a,35b）の伝熱管等の表面に霜が付着し、この霜が徐々に成長して肥大化していく。そのため、コンテナ用冷凍装置（1）では、冷却運転が行われてから所定時間が経過する毎に、除霜運転に切り換えられる。除霜運転では、第１除霜動作と第２除霜動作とが所定の時間間隔で交互に実行される。

〈第１除霜動作〉
まず、第１除霜動作について、図３を参照しながら説明する。

第１除霜動作は、第１熱交換部（35a）で除霜を行い第２熱交換部（35b）で庫内空気を冷却する動作である。

第１除霜動作では、切換機構（33）の４つの開閉弁（33a〜33d）の内、第１開閉弁（33a）と第４開閉弁（33d）とが開状態に設定され、第２開閉弁（33b）と第３開閉弁（33c）とが閉状態に設定される。その結果、庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒が第１熱交換部（35a）、第２熱交換部（35b）の順に流通する状態が形成される。

また、第１膨張弁（31a）は、全開状態に設定され、第２膨張弁（31b）は、第２熱交換部（35b）の流出端から流出する冷媒の過熱度が所定の目標値となるように開度が調節される。さらに、庫外ファン（23）が稼動して、庫外空気が庫外熱交換器（22）へ供給される。庫内ファン（36a,36b）は、第２庫内ファン（36b）だけが稼動し、庫内空気が第２熱交換部（35b）へ供給される。

第１除霜動作では、圧縮機（21）で圧縮された冷媒が吐出管（41）へ吐出されると、その冷媒は庫外熱交換器（22）へ流入する。庫外熱交換器（22）では、冷媒と庫外空気とが熱交換し、冷媒は庫外空気へ放熱して凝縮する。

庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、レシーバ（24）を通過した後、第１流入管（45a）へ流入し、庫内熱交換器（35）の第１熱交換部（35a）へ流入する。第１熱交換部（35a）では、冷却運転中に付着した霜と冷媒とが熱交換し、霜が加熱されて融解すると共に冷媒が過冷却される。

第１熱交換部（35a）で過冷却された冷媒は、第１熱交換部（35a）の流出端から第１連絡管（51）へ流入し、第２膨張弁（31b）で減圧された後に、庫内熱交換器（35）の第２熱交換部（35b）へ流入する。第２熱交換部（35b）では、冷媒と庫内空気とが熱交換し、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発することによって、庫内空気が冷却される。

第２熱交換部（35b）で蒸発した冷媒は、第２熱交換部（35b）の流出端から第２流出管（46b）へ流出し、その後、ガス配管（42）を通過して、圧縮機（21）へ吸入される。圧縮機（21）では、吸入された冷媒が再び圧縮され、吐出される。

上記第１除霜動作を継続して行うと、第１熱交換部（35a）では除霜されて着霜量が減少する一方、第２熱交換部（35b）では着霜量が増加して熱交換効率が低下してしまう。そのため、第１除霜動作は、第１熱交換部（35a）である程度除霜が行われた時点で（所定の動作時間が経過した時点で）、第２除霜動作に切り換えられる。

〈第２除霜動作〉
次に、第２除霜動作について、図４を参照しながら説明する。

第２除霜動作は、第２熱交換部（35b）で除霜を行い第１熱交換部（35a）で庫内空気を冷却する動作である。

第２除霜動作では、切換機構（33）の４つの開閉弁（33a〜33d）の内、第２開閉弁（33b）と第３開閉弁（33c）とが開状態に設定され、第１開閉弁（33a）と第４開閉弁（33d）とが閉状態に設定される。その結果、庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒が第２熱交換部（35b）、第１熱交換部（35a）の順に流通する状態が形成される。

また、第１膨張弁（31a）は、第１熱交換部（35a）の流出端から流出する冷媒の過熱度が所定の目標値となるように開度が調節され、第２膨張弁（31b）は、全開状態に設定される。さらに、庫外ファン（23）が稼動して、庫外空気が庫外熱交換器（22）へ供給される。庫内ファン（36a,36b）は、第１庫内ファン（36a）だけが稼動し、庫内空気が第１熱交換部（35a）へ供給される。

第２除霜動作では、圧縮機（21）で圧縮された冷媒が吐出管（41）へ吐出されると、その冷媒は庫外熱交換器（22）へ流入する。庫外熱交換器（22）では、冷媒と庫外空気とが熱交換し、冷媒は庫外空気へ放熱して凝縮する。

庫外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、レシーバ（24）を通過した後、第２流入管（45b）へ流入し、庫内熱交換器（35）の第２熱交換部（35b）へ流入する。第２熱交換部（35b）では、冷却運転中に付着した霜と冷媒とが熱交換し、霜が加熱されて融解すると共に冷媒が過冷却される。

第２熱交換部（35b）で過冷却された冷媒は、第２熱交換部（35b）の流出端から第２連絡管（52）へ流入し、第１膨張弁（31a）で減圧された後に、庫内熱交換器（35）の第１熱交換部（35a）へ流入する。第１熱交換部（35a）では、冷媒と庫内空気とが熱交換し、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発することによって、庫内空気が冷却される。

第１熱交換部（35a）で蒸発した冷媒は、第１熱交換部（35a）の流出端から第１流出管（46a）へ流出し、その後、ガス配管（42）を通過して、圧縮機（21）へ吸入される。圧縮機（21）では、吸入された冷媒が再び圧縮され、吐出される。

上記第２除霜動作を継続して行うと、第２熱交換部（35b）では除霜されて着霜量が減少する一方、第１熱交換部（35a）では着霜量が増加して熱交換効率が低下してしまう。そのため、第２除霜動作は、第２熱交換部（35b）である程度除霜が行われた時点で（所定の動作時間が経過した時点で）、第１除霜動作に切り換えられる。

このように、本実施形態のコンテナ用冷凍装置（1）では、除霜運転中に、第１除霜動作と第２除霜動作とが交互に行われる。そのため、庫内熱交換器（35）の２つの熱交換部（35a,35b）が除霜されると共に、庫内空気が冷却されて、庫内が所定温度に維持される。

−実施形態の効果−
本実施形態によれば、庫内熱交換器（35）に２つの熱交換部（35a,35b）を設けるようにした。そして、除霜運転中に、第１熱交換部（35a）で除霜し第２熱交換部（35b）で庫内空気を冷却する第１除霜動作と、第２熱交換部（35b）で除霜し第１熱交換部（35a）で庫内空気を冷却する第２除霜動作とを交互に行うようにした。これにより、除霜運転中に、庫内熱交換器（35）全体を除霜しつつ、庫内の温度上昇を抑制して庫内温度を安定的に維持することができる。

また、本実施形態によれば、第１除霜動作中、上流側の第１熱交換部（35a）に付着した霜によって冷媒を過冷却し、その過冷却された冷媒と庫内空気とを下流側の第２熱交換部（35b）で熱交換させることで、庫内空気を冷却するようにした。さらに、第２除霜動作中、上流側の第２熱交換部（35b）に付着した霜によって冷媒を過冷却し、その過冷却された冷媒と庫内空気とを下流側の第１熱交換部（35a）で熱交換させることで、庫内空気を冷却するようにした。こうすることで、冷媒を過冷却して冷媒のエンタルピーを大きくすることができ、庫内空気を冷却する下流側の熱交換部（35a,35b）の冷却能力を向上させることができる。その結果、除霜運転中に下流側の熱交換部（35a,35b）だけで庫内を冷却しても、その冷却能力が不足して庫内温度が上昇してしまうのを回避することができ、より確実に庫内温度を安定的に維持することができる。

また、本実施形態によれば、４つの開閉弁（33a〜33d）を開閉させるだけの簡易な構成で、各運転（冷却運転と除霜運転）を選択的に行うようにした。これにより、装置の低コスト化を図ることができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態では、上流側の熱交換部（35a,35b）をある程度除霜するのに要する時間を、各除霜動作の動作時間として設定している。そして、その動作時間が経過する毎に、除霜動作が切り換わるように、切換機構（33）が制御されている。しかし、除霜動作の切り換え制御は、これに限らず、例えば、上流側の熱交換部（35a,35b）の除霜状態を検知し、検知された除霜状態に応じて除霜動作が切り換わるようにしても良い。こうすることで、上流側の熱交換部（35a,35b）で除霜し、下流側の熱交換部（35a,35b）で庫内を冷却する除霜動作を一層確実に行うことができる。

以上説明したように、本発明は、コンテナの庫内を冷却するコンテナ用冷凍装置について有用である。

1 コンテナ用冷凍装置
10 冷媒回路
21 圧縮機
22 庫外熱交換器（凝縮器）
31a 第１膨張弁
31b 第２膨張弁
33 切換機構
33a 第１開閉弁
33b 第２開閉弁
33c 第３開閉弁
33d 第４開閉弁
35 庫内熱交換器（蒸発器）
35a 第１熱交換部
35b 第２熱交換部
45 分流管
45a 第１流入管
45b 第２流入管
46 合流管
46a 第１流出管
46b 第２流出管
51 第１連絡管
52 第２連絡管
CV1 第１逆止弁
CV2 第２逆止弁

Claims (2)

1. 圧縮機（21）、凝縮器（22）、及び蒸発器（35）が接続され、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を備えたコンテナ用冷凍装置であって、
   上記蒸発器（35）は、第１熱交換部（35a）と第２熱交換部（35b）とを有し、
   上記冷媒回路（10）は、上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒を上記２つの熱交換部（35a,35b）へ分流し、該２つの熱交換部（35a,35b）で冷媒を蒸発させて庫内空気を冷却する冷却運転と、上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒を第１熱交換部（35a）、第２熱交換部（35b）の順に流す第１除霜動作と上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒を第２熱交換部（35b）、第１熱交換部（35a）の順に流す第２除霜動作とが交互に行われ、上流側の熱交換部（35a,35b）で冷媒を過冷却して除霜し下流側の熱交換部（35a,35b）で冷媒を蒸発させて庫内空気を冷却する除霜運転とを切り換える切換機構（33）を有している
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記冷媒回路（10）は、上記第１熱交換部（35a）の流入端に接続された第１流入管（45a）と上記第２熱交換部（35b）の流入端に接続された第２流入管（45b）とを有し、上記凝縮器（22）で凝縮した冷媒が分流して上記各熱交換部（35a,35b）へ流入する分流管（45）と、上記第１熱交換部（35a）の流出端に接続された第１流出管（46a）と上記第２熱交換部（35b）の流出端に接続された第２流出管（46b）とを有し、上記各熱交換部（35a,35b）から流出した冷媒が合流して上記圧縮機（21）へ送られる合流管（46）と、上記第１流出管（46a）と上記第２流入管（45b）とに接続され、上記第１熱交換部（35a）から上記第２熱交換部（35b）への冷媒の流れのみを許容する第１逆止弁（CV1）が設けられた第１連絡管（51）と、上記第２流出管（46b）と上記第１流入管（45a）とに接続され、上記第２熱交換部（35b）から上記第１熱交換部（35a）への冷媒の流れのみを許容する第２逆止弁（CV2）が設けられた第２連絡管（52）とを備え、
   上記第１流入管（45a）には、上記第２連絡管（52）よりも下流側に第１膨張弁（31a）が接続され、
   上記第２流入管（45b）には、上記第１連絡管（51）よりも下流側に第２膨張弁（31b）が接続され、
   上記切換機構（33）は、上記第１流入管（45a）の上記第２連絡管（52）よりも上流側に接続された第１開閉弁（33a）と、上記第２流入管（45b）の上記第１連絡管（51）よりも上流側に接続された第２開閉弁（33b）と、上記第１流出管（46a）の上記第１連絡管（51）よりも下流側に接続された第３開閉弁（33c）と、上記第２流出管（46b）の上記第２連絡管（52）よりも下流側に接続された第４開閉弁（33d）とを有している
   ことを特徴とするコンテナ用冷凍装置。

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