(57)【要約】      （修正有）【課題】３種類の混合冷媒を確実に凝縮させて冷却効率を上げる冷媒回路を提供する。【解決手段】第１乃至３冷媒を混合した冷媒を封入し、圧縮機１０１、凝縮器１０４、分流器１０９、第１、２熱交換器、減圧装置１１１、蒸発器１１７を環状に接続した冷媒回路１００を備え、圧縮機からの冷媒を凝縮器で冷却し、蒸発温度の高い第１冷媒を液化させた液冷媒を分流器で分流し、減圧させ、第１熱交換器の第２流路で蒸発させ、圧縮機の吸込側へ供給し、分流器で分流されたガス状の冷媒を第１熱交換器１１２の第１流路に供給し第１冷媒の次に蒸発温度の高い第２冷媒を液化させ第２熱交換器１１４の第１流路で第３冷媒を液化させ減圧装置を経て蒸発器で第２、３冷媒を蒸発させ第２、1熱交換器夫々の第２流路を経て圧縮機の吸込側に供給し、第１、２熱交換器夫々の第１、２流路での冷媒の流れを対向させ、第２流路の冷媒が第１流路の冷媒を冷却する冷凍装置。【選択図】図４
2010043752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発温度の異なる少なくとも第１冷媒乃至第３冷媒の３種類の冷媒を混合してなる冷媒を封入し、かつ圧縮機、凝縮器、分流器、第１熱交換器、第２熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管にて環状に接続してなる冷媒回路を備え、
前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器を夫々内側の第１流路と外側の第２流路とを有する二重管で構成すると共に前記第１熱交換器の前記第２流路と前記第２熱交換器の前記第２流路とを接続する配管の途中につながる中間口を構成して成り、
前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒を前記凝縮器で冷却して蒸発温度の高い前記第１冷媒を液化させた後、この液冷媒を前記分流器で分流して減圧させた後前記中間口から前記第１熱交換器の前記第２流路に供給して当該第２流路の一方の口に向かって蒸発させ、前記第１熱交換器の前記第２流路の一方の口を経て前記圧縮機の吸い込み側へ供給する冷媒回路を構成し、前記分流器で分流されたガス状の冷媒を前記第１熱交換器の前記第１流路に供給し当該第１流路を経て前記第１冷媒の次に蒸発温度の高い前記第２冷媒を液化させた後、次いで前記第２熱交換器の前記第１流路を経て前記第３冷媒を液化させ前記減圧装置を経て前記蒸発器で前記第２冷媒、前記第３冷媒を蒸発させた後前記第２熱交換器の前記第２流路、前記第１熱交換器の前記第２流路の他方の口から同一方の口を経て前記圧縮機の吸い込み側に至る冷媒回路を構成し、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器の夫々の前記第１流路及び前記第２流路での冷媒の流れを対向の関係に構成し、前記第２流路を流れる冷媒が前記第１流路を流れる冷媒を冷却する温度関係を有することを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記第３冷媒の一部が前記第２熱交換器の前記第２流路中で蒸発することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記減圧装置をキャピラリチューブで構成すると共に前記蒸発器から前記第２熱交換器へ向かう配管に巻回して設け、該減圧装置において更に熱交換させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記第１冷媒はＲ２４５ｆａ及びＲ６００であり、
前記第２冷媒はＲ２３であり、
前記第３冷媒はＲ１４である
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記第１冷媒はＲ２４５ｆａ及びＲ６００であり、
前記第２冷媒はＲ１１６又はＲ５０８Ａ又はＲ５０８Ｂであり、
前記第３冷媒はＲ１４である
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機、凝縮器、蒸発器、及び熱交換器を有し、第１冷媒とその沸点より低い沸点（蒸発温度）の第２及び第３冷媒とを有する非共沸混合冷媒が封入された冷媒回路を備えた冷凍装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
第１冷媒は、例えば、これが凝縮器で冷却されると液化するような沸点を有している。また、第２及び第３冷媒は、第１冷媒より沸点が低く、例えば、これらが凝縮器で冷却されても全てが液化することなく大部分が気体の状態のままである。尚、第１冷媒は、例えば、非共沸混合冷媒における、圧縮機による圧縮のために必要な成分であり、圧縮機内のオイルを含有し、水分を回収して冷媒回路内を循環する。
【０００４】
冷媒回路では、第２冷媒、第３冷媒が、圧縮機で圧縮され、凝縮器で冷却されても冷却に用いる空気等の温度が高いため、全てが液化することなく蒸発器で気化する冷媒の量が制限され充分な冷却能力が発揮されない。そのため蒸発器に供給される前の冷媒を、蒸発器で気化し低温低圧となった冷媒で冷却するための熱交換器を備えている。
【０００５】
すなわち、第１冷媒より蒸発温度が低い第２冷媒、第３冷媒を液化させるために当該熱交換器で冷却を行っていた。
【０００６】
このように構成することによって蒸発器でより蒸発温度の低い第２冷媒、第３冷媒を蒸発させることができ蒸発器の温度を低くすることができるものである。
【特許文献１】特開２００３−１３０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述した冷凍装置において、圧縮機で圧縮された第１冷媒は、凝縮器で冷却され凝縮（液化）して減圧器で減圧された後蒸発器で蒸発（気化）するが、その際の蒸発温度が第２冷媒、第３冷媒に比べて高いため、熱交換器にて第２冷媒、第３冷媒を冷却してもこれらの冷媒の温度が充分に下がらず液化しない冷媒（ガス状態の冷媒）が残る。  
従って、蒸発器でより蒸発温度の低い第２冷媒、第３冷媒の蒸発量が十分に得られず蒸発器の温度が所望の温度に至らない等の問題点が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための発明は、蒸発温度の異なる少なくとも第１冷媒乃至第３冷媒の３種類の冷媒を混合してなる冷媒を封入し、かつ圧縮機、凝縮器、分流器、第１熱交換器、第２熱交換器、減圧装置、蒸発器を冷媒配管にて環状に接続してなる冷媒回路を備え、
前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器を夫々内側の第１流路と外側の第２流路とを有する二重管で構成すると共に前記第１熱交換器の前記第２流路と前記第２熱交換器の前記第２流路とを接続する配管の途中につながる中間口を構成して成り、
前記圧縮機から吐出される高温高圧の冷媒を前記凝縮器で冷却して蒸発温度の高い前記第１冷媒を液化させた後、この液冷媒を前記分流器で分流して減圧させた後前記中間口から前記第１熱交換器の前記第２流路に供給して当該第２流路の一方の口に向かって蒸発させ、前記第１熱交換器の前記第２流路の一方の口を経て前記圧縮機の吸い込み側へ供給する冷媒回路を構成し、前記分流器で分流されたガス状の冷媒を前記第１熱交換器の前記第１流路に供給し当該第１流路を経て前記第１冷媒の次に蒸発温度の高い前記第２冷媒を液化させた後、次いで前記第２熱交換器の前記第１流路を経て前記第３冷媒を液化させ前記減圧装置を経て前記蒸発器で前記第２冷媒、前記第３冷媒を蒸発させた後前記第２熱交換器の前記第２流路、前記第１熱交換器の前記第２流路の他方の口から同一方の口を経て前記圧縮機の吸い込み側に至る冷媒回路を構成し、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器の夫々の前記第１流路及び前記第２流路での冷媒の流れを対向の関係に構成し、前記第２流路を流れる冷媒が前記第１流路を流れる冷媒を冷却する温度関係を有することを特徴とする冷凍装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、比較的蒸発温度の高い第１冷媒とそれより順に蒸発温度の低い第２、第３冷媒を混合した混合冷媒を封入した冷凍装置において、凝縮器で凝縮・液化した第１冷媒を第１熱交換器で蒸発させることで第２冷媒を凝縮させ、更に、蒸発器で蒸発して低温、低圧となった戻り冷媒と第２熱交換器において熱交換するので、第３冷媒を確実に凝縮液化させることができるので、コストを抑えつつその冷却効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１１】
===冷凍装置の構成===
図１乃至図４を参照しつつ、本実施の形態の冷凍装置１の構成例について説明する。図１は、本実施の形態の冷凍装置１の一例の正面図である。図２は、図１の冷凍装置１の側面図である。図３は、図１の冷凍装置１のＡ−Ａ’における断面図である。図４は、本実施の形態の冷媒回路１００の一例の回路図である。
【００１２】
<<<冷凍装置>>>
図１乃至図３に例示されるように、本実施の形態の冷凍装置１は、冷媒回路１００を備えている。また、同図の例示では、冷媒回路１００は、後述する蒸発器１１７を除く殆どが、外箱（筐体）２内の機械室４に格納されている。
【００１３】
外箱２は、例えば鋼板製の略直方形状の箱であり、機械室４と、冷凍物や生体組織等の冷凍貯蔵物を貯蔵するための例えば２つの貯蔵室５１からなる内箱５とを収容している。また、この外箱２の正面開口には、貯蔵室５１に対し貯蔵対象を出し入れするための外扉３がヒンジ３３を介して開閉可能に設けられている。
【００１４】
内箱２は、例えば鋼板製の略直方形状の箱であり、２つの貯蔵室５１に分かれている。これら２つの貯蔵室５１のそれぞれの正面開口には、例えば合成樹脂製の２つの内扉５１ａが所定のヒンジ（不図示）を介して開閉可能に設けられている。また、この内箱２の正面開口を除く外面には、後述する蒸発器１１７が設けられている。
【００１５】
外扉３は、例えば鋼板を略板形状に加工したものであり、利用者が開閉操作をするためのハンドル３１と、外箱２の正面開口を閉じた場合にこの外箱２内の気密性を確保するためのパッキン３４とが設けられている。ここで、ハンドル３１には、例えば、外扉３が外箱２の正面開口を閉じた状態を固定及びこの固定を解除するための所定のロック機構（不図示）が設けられている。また、外扉３の正面には、例えば、内箱３内の温度を利用者が設定するためのキーボードや、内箱３内の現在の温度を表示するための液晶ディスプレイ等を有する操作パネル３２が設けられている。尚、この操作パネル３２は、例えば、後述する圧縮機１０１や、貯蔵室５１に設けられた所定の温度センサ（不図示）等を統括制御する所定の制御部（不図示）に対し、所定の配線（不図示）を介して電気的に接続されている。
【００１６】
尚、本実施の形態では、内箱５の冷却効率を高めるべく、図３に例示されるように、内箱５の外面と、外箱２の内面とを所定距離だけ離間させて、その間隙に断熱材６が充填されている。この断熱材６は、例えば、ポリウレタン樹脂断熱材や、ガラスウール製の真空断熱材等である。また、図３に例示されるように、外扉３の内側にも断熱材６が充填されており、これによって、内扉５１ａと、外扉３との間の断熱が図られる。更に、図１及び図２に例示されるように、内箱５と、機械室４とについても、所定距離だけ離間されて、前述と同様の断熱が図られている。
【００１７】
<<<冷媒回路>>>
図４に例示されるように、冷媒回路１００は、圧縮機１０１と、プレコンデンサ（凝縮器）１０２及びコンデンサ（凝縮器）１０４と、分流器１０９と、第１減圧器１１１及び第１熱交換器１１２と、第２熱交換器１１４と、第２減圧器１１６及び蒸発器１１７とを備え、後述する第１乃至第３冷媒を組成に有する非共沸混合冷媒が封入されている。ここで、プレコンデンサ１０２及びコンデンサ１０４近傍には共用ファン１０５が設けられてプレコンデンサ１０２及びコンデンサ１０４に同時に送風を行うことができるように配置構成されている。
【００１８】
また、この冷媒回路１００は、オイルクーラ１０１ａを圧縮機１０１内のオイル溜まりに接して備え、デハイドレータ１１０をコンデンサ１０４と分流器１０９の間に備え、緩衝器１２０を圧縮機１０１の吸込側及び第１熱交換器１１２の間に備える。
【００１９】
更に、この冷媒回路１００は、以下の配管１０３、配管１０６、配管１０７、配管１０８、配管１１３、配管１１８、配管１１９、及び配管１２１を備えている。即ち、配管１０３は、プレコンデンサ１０２と、オイルクーラ１０１ａとを接続する。配管１０６は、コンデンサ１０４と、分流器１０９とを接続する。配管１０７は、分流器１０９と、第１熱交換器１１２の内側管１１２ｂとを接続する。配管１０８は、第１減圧器１１１を介して、分流器１０９と、第１熱交換器１１２の外側管１１２ａと第２熱交換器１１４の外側管１１４ａとをつなぐ配管１１８とを接続する。配管１１３は、第１熱交換器１１２の内側管１１２ｂ（第１流路）と、第２熱交換器１１４の内側管１１４ｂ（第１流路）とを接続する。配管１１８は、第１熱交換器１１２の外側管１１２ａ（第２流路）の他方の口と、第２熱交換器１１４の外側管１１４ａ（第２流路）一方の口とを接続する。配管１１９は、第１熱交換器１１２の外側管１１２ａの一方の口と、圧縮機１０１の吸込側とを接続する。そして、配管１２１は、蒸発器１１７の出口と、第２熱交換器１１４の外側管１１４ａの他方の口とを接続する。尚、これらの配管１０３、１０６乃至１０８、１１３、１１８、１１９、１２１は、後述する冷媒回路１００の動作の説明の便宜上、例示したものであり、この冷媒回路１００はその他必要な配管を適宜備えているものとする。
【００２０】
圧縮機１０１は、第１熱交換器１１２の外側管１１２ａから吸込側において吸込んだ冷媒（第１乃至第３冷媒）を圧縮して、この圧縮した冷媒を吐出側においてプレコンデンサ１０２に吐出する。この圧縮機１０１は、その内部に、気密性を高めるためのオイルと、このオイルを冷却するためのオイルクーラ１０１ａとを有している。
【００２１】
プレコンデンサ１０２は、圧縮機１０１から吐出される冷媒（第１乃至第３冷媒）を冷却するための例えば銅又はアルミニウム製の管からなっている。  
コンデンサ１０４は、プレコンデンサ１０２から出力される冷媒（第１乃至第３冷媒）を更に冷却するための例えば銅又はアルミニウム製の管から成っている。ここでは、蒸発温度の高い第１冷媒だけが凝縮液化する。
【００２２】
分流器１０９は、コンデンサ１０４から出力される冷媒（第１乃至第３冷媒）を、液体の状態の冷媒（第１冷媒）と、気体の状態の冷媒（第２及び第３冷媒）とに分流し、液体の状態の冷媒を第１減圧器１１１に出力するとともに、気体の状態の冷媒を第１熱交換器１１２の内側管１１２ｂに出力する。
【００２３】
第１減圧器１１１は、分流器１０９からの液冷媒（コンデンサ１０４で液化した第１冷媒）を減圧して、第１熱交換器１１２の外側管１１２ａと第２熱交換器１１４の外側管１１４ａとをつなぐ配管１１８の中間口１２２に出力する例えばキャピラリチューブである。
【００２４】
第１熱交換器１１２は、外側管１１２ａ及び内側管１１２ｂを有する例えば銅又はアルミニウム製の２重管であり、それぞれを流れる冷媒間の熱交換を行なう。  
第２熱交換器１１４は、外側管１１４ａ及び内側管１１４ｂを有する例えば銅又はアルミニウム製の２重管であり、それぞれを流れる冷媒間の熱交換を行なう。
【００２５】
第２減圧器１１６は、第２熱交換器１１４の内側管１１４ｂからの冷媒を減圧して、蒸発器１１７に出力する例えばキャピラリチューブである。実施例では、キャピラリチューブを配管１２１に巻回した上にアルミテープを巻きつけて、ここでも熱交換するように構成している。
【００２６】
蒸発器１１７は、第２減圧器１１６によって減圧された冷媒を蒸発させるための例えば銅又はアルミニウム製の管であり、図２に例示されるように、内箱５の正面開口を除く外面に対し熱的に接触するように設けられている。
【００２７】
尚、共用ファン１０５は、プレコンデンサ１０２及びコンデンサ１０４に送風して、冷媒（第１乃至第３冷媒）の放熱及び凝縮を促進する。また、デハイドレータ１１０は、冷媒（第１冷媒と第２及び第３冷媒）中に含まれる水分を除去する。また、緩衝器１２０は、キャピラリチューブ１２０ａ及び膨張タンク１２０ｂを有し、配管１１９における気体の状態の冷媒（第１乃至第３冷媒）を、キャピラリチューブ１２０ａを介して膨張タンク１２０ｂに収容することによって、圧縮機１０１の吐出側の圧力上昇を抑制する。
【００２８】
本実施の形態の冷媒は、第１冷媒、第２冷媒、及び第３冷媒の３種類を有する非共沸混合冷媒であり、第１冷媒は、例えばＲ２４５ｆａ及びＲ６００であり、第２冷媒は、例えばＲ２３であり、第３冷媒は、例えばＲ１４である。
【００２９】
ここで、Ｒ２４５ｆａは、ペンタフルオロプロパン（CHF2CH2CF3）を意味し、沸点は＋１５．３℃である。Ｒ６００は、ノルマルブタン（n-C4H10）を意味し、沸点は−０．５℃である。Ｒ２３は、トリフルオロメタン（CHF3）を意味し、沸点は−８２．１℃である。Ｒ１４は、テトラフルオロメタン（CF4）を意味し、沸点は−１２７．９℃である。尚、Ｒ６００は、冷媒回路内のオイルや水等を回収する効果も備えている。この水は、例えば、前述したデハイドレータ１１０で除去しきれなかった水である。また、Ｒ２４５ｆａは、可燃性のＲ６００と所定比率（例えばＲ２４５ｆａとＲ６００とが７：３）で混合することにより、これを不燃化するための冷媒である。
【００３０】
===冷凍装置の動作===
図５を参照しつつ、前述した構成を備えた冷凍装置１における冷媒回路１００の動作例について説明する。同図は、図４の冷媒回路１００における非共沸混合冷媒の流路Ｆ１乃至Ｆ１４を示す模式図である。
【００３１】
圧縮機１０１によって圧縮されて吐出された高温・高圧となった第１乃至第３冷媒は、プレコンデンサ１０２でファン１０５の送風により冷却され低温となった後、配管１０３を通過し、圧縮機１０１内オイルクーラ１０１ａにいたりオイルの冷却を行った後、再度、コンデンサ１０４でファン１０５の送風により冷却されてさらに冷却される（流路Ｆ１）。尚、本実施の形態の配管１０３は、図１に例示されるように、外箱２の正面開口の周囲部分の内側に設けられるフレーム管である。この正面開口の周囲部分は、前述した外扉３を閉じた状態でそのパッキン３４が密着する部分であるため、これを配管１０３内の第１乃至第３冷媒で加温することによって、低温の内箱５側からの冷却によって霜が付着することを防いでいる。これにより、パッキン３４の密着性が保たれ外箱２内の気密性が向上する。
【００３２】
流路Ｆ１において冷却されることによって、沸点がおよそ１５℃及び０℃の第１冷媒は液化し、液体の状態で配管１０６を通過する。沸点がおよそ−８２℃の第２冷媒及び沸点がおよそ−１２８℃の第３冷媒は、気体の状態で配管１０６を通過する（流路Ｆ２）。すなわち流路Ｆ２中は気液混合状態である。
【００３３】
流路Ｆ２において気液混合状態である第１乃至第３冷媒が分流器１０９によって気液分流されることにより、気体の状態の第２及び第３冷媒は、配管１０７を通過し（流路Ｆ３）、液体の状態の第１冷媒は配管１０８に入る（流路Ｆ４）。
【００３４】
そして、第１冷媒は、第１減圧器１１１によって減圧されて第１熱交換器１１２の外側管１１２ａと第２熱交換器１１４の外側管１１４ａとをつなぐ配管１１８の中間口１２２に出力される（流路Ｆ５）。
【００３５】
流路Ｆ５において減圧された第１冷媒は、第１熱交換器１１２の外側管１１２ａ（第２流路）の他方の口から流入し、一方の口に向かって蒸発する。この蒸発した第１冷媒は、蒸発器１１７からの戻り（流路Ｆ１２）である気体の状態の第２及び第３冷媒と合流し、外側管１１２ａを圧縮機１０１の吸込側に向かう方向（一方向）に流れる（流路Ｆ１３）。
【００３６】
一方、流路Ｆ３における気体の状態の第２及び第３冷媒のうち、より高い沸点（およそ−８２℃）を有する第２冷媒は、第１熱交換器１１２の第１流路である流路Ｆ６（即ち内側管１１２ｂ内）を第２熱交換器１１４側に向かう方向（前記一方向とは反対方向）に流れている間、第１熱交換器１１２の外側管１１２ａで蒸発した第１冷媒の吸熱作用によって冷却され液化する。このときの第１冷媒の蒸発温度は第２冷媒を冷却・凝縮させるのに適した温度に構成されている。この流路Ｆ６において、第２冷媒より低い沸点（およそ−１２８℃）を有する第３冷媒は、第１冷媒の蒸発温度が高く凝縮せず略気体の状態のままである。
【００３７】
略液体の状態の第２冷媒及び略気体の状態の第３冷媒は、第２熱交換器１１４の内側管１１４ｂに向かって配管１１３を通過する（流路Ｆ７）。
【００３８】
流路Ｆ７における略液体の状態の第２冷媒及び略気体の状態の第３冷媒のうち、より低い沸点を有する第３冷媒は、第２熱交換器１１４の内側管１１４ｂ（第１流路）を蒸発器１１７側に向かう方向（前記一方向とは反対方向）に流れている間（流路Ｆ８）、外側管１１４ａの流路Ｆ１１を流れるところの蒸発器１１７で蒸発して低温・低圧となった第２及び第３冷媒によって冷却されて、略液体の状態となる。このとき蒸発器１１７で蒸発しなかった第３冷媒の一部が蒸発し内側管１１４ｂをより低温で冷やすものである。
【００３９】
内側管１１４ｂを経た略液体の状態の第２及び第３冷媒は、第２減圧器１１６を通過して減圧される（流路Ｆ９）。その際、配管１２１を流れるところの蒸発器１１７で蒸発して低温・低圧となった第２及び第３冷媒と熱交換することによって更に冷却され、一層液化が促進された後、蒸発器１１７において蒸発し、内箱５及びその貯蔵室５１内の冷凍貯蔵物を含む冷却対象を冷却する。その後、第２熱交換器１１４の外側管１１４ａの他方の口に出力される（流路Ｆ１０）。
【００４０】
蒸発器１１７から外側管１１４ａ（第２流路）に流入した低温・低圧の第２及び第３冷媒は、蒸発器１１７で蒸発しきれなかった一部がこの第２流路で蒸発し、内側管１１４ｂを反対方向に流れる冷媒と熱交換しつつ第１熱交換器１１２に向かう一方向に流れ（流路Ｆ１１）、第２熱交換器１１４の外側管１１４ａの一方の口を経て配管１１８を通過する（流路Ｆ１２）。
【００４１】
気体の状態の第２及び第３冷媒は、第１熱交換器１１２の外側管１１２ａ（第２流路）の他方の口に流入し、前述した流路Ｆ５において減圧された後に気体の状態となった第１冷媒と合流して前述した流路Ｆ１３を形成し、前述した流路Ｆ６における第２及び第３冷媒を冷却した後、気体の状態の第１乃至第３冷媒は、圧縮機１０１の吸込側に向かって配管１１９を通過する（流路Ｆ１４）。
【００４２】
このように実施例の冷媒回路１００では、蒸発器１１７を経て圧縮機１０１へと戻る冷媒の流れ（流路Ｆ１１、Ｆ１３の一方向の流れ）と、コンデンサ１０４を経て蒸発器１１７へと向かう冷媒の流れ（流路Ｆ６、Ｆ８の反対方向の流れ）が熱交換器の中で互いに反対方向（対向流）となるように構成している。
【００４３】
また、蒸発器１１７へ向かう第２及び第３冷媒を、より温度の高い第１熱交換器１１２からより温度の低い第２熱交換器１１４へと順に流すようにしている。即ち、第１熱交換器１１２では第１冷媒の蒸発作用と、第２熱交換器１１４を経た第２及び第３冷媒とで第１流路を反対方向に流れる第２及び第３冷媒を冷却し、第２熱交換器１１４では、蒸発器１１７を経て最も低温となった第２及び第３冷媒により、第１流路を流れる第２及び第３冷媒を更に冷却する構成である。これにより、上記対向流とあいまって効率的に第２及び第３冷媒を冷却して、凝縮・液化を確実なものとしている。
【００４４】
以上述べた冷媒回路１００の動作によれば、第２冷媒が第１熱交換器１１２の流路Ｆ６において略液化され、第３冷媒が第２熱交換器１１４の流路Ｆ８において略液化されるという２段階の液化過程を経ることにより、第２及び第３冷媒の液化効率が向上し、よって蒸発器１１７の蒸発温度を設計温度に保つことができる。
【００４５】
また、以上述べた冷媒回路１００を例えば１つの冷凍装置１に２回路独立して稼動させることにより、この冷凍装置１の冷却能力に余裕を持たせることができる。具体的な構成例として、機械室４内に２式の冷媒回路１００（蒸発器１１７を除く）を格納し、内箱５の正面開口以外の外面に２式の蒸発器１１７を設ける。これにより、例えば一方の冷媒回路１００が故障しても、他方の冷媒回路１００を稼動させることにより所定の温度まで庫内温度を保障できるようになる。
【００４６】
尚、以下が実験的に確認されている。即ち、Ｒ２４５ｆａ及びＲ６００がおよそ５２乃至６８重量％、Ｒ２３がおよそ１９乃至３７重量％、Ｒ１４がおよそ８乃至１５重量％である非共沸混合冷媒（以上「重量％」は全冷媒量に対する混合比）が封入された２式の冷媒回路１００を稼動させて、およそ４００乃至５００リットルの体積容量を有する貯蔵室５１を冷却したところ、圧縮機１０１の吐出側（高圧側）の圧力をおよそ２ＭＰａ以下に維持しつつ、貯蔵室５１内の温度をおよそ−８５℃以下に冷却することができた。
【００４７】
よって、非共沸混合冷媒の混合比として、全冷媒量に対し、例えば、Ｒ２４５ｆａ及びＲ６００をおよそ５２乃至６８重量％、Ｒ２３をおよそ１９乃至３７重量％、Ｒ１４をおよそ８乃至１５重量％に設定することが好ましい。
【００４８】
尚、第２冷媒をＲ２３としているがこれに限るものではなく、例えば、沸点が−７８．４℃であるＲ１１６（ヘキサフルオロエタン：CF3CF3）、若しくは、当該Ｒ２３とＲ１１６とを所定割合で混合して構成されるＲ５０８Ａ（Ｒ２３／Ｒ１１６＝３９／６１、沸点：−８５．７℃）やＲ５０８Ｂ（Ｒ２３／Ｒ１１６＝４６／５４、沸点：−８６．９℃）であっても同様の効果を奏することが可能である。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態の冷凍装置１は、少なくとも、圧縮機１０１と、凝縮器（例えばプレコンデンサ１０２やコンデンサ１０４等）と、蒸発器１１７と、分流器１０９と、第１熱交換器１１２と、第２熱交換器１１４とを有し、第１冷媒とその沸点より低い沸点の第２及び第３冷媒とを有する非共沸混合冷媒が封入された冷媒回路１００を備えていればよい。ここで、圧縮機１０１は、流路Ｆ１４の方向に流れる第１乃至第３冷媒を圧縮し、凝縮器は、圧縮機１０１から吐出される第１乃至第３冷媒を冷却し、分流器１０９は、凝縮器から出力される第１乃至第３冷媒を、液体の状態である第１冷媒と気体の状態である第２及び第３冷媒とに分流し、第１熱交換器１１２は、分流器１０９から出力される第１冷媒及び第２熱交換器１１４から出力される第２及び第３冷媒と、分流器１０９から出力される第２及び第３冷媒とを熱交換し、第２熱交換器１１４は、第１熱交換器１１２から出力される第２及び第３冷媒と、蒸発器１１７から出力される第２及び第３冷媒とを熱交換し、蒸発器１１７は、第２熱交換器１１４から流路Ｆ７の方向に出力される第２及び第３冷媒を蒸発させる。
【００５０】
この冷凍装置１によれば、第１熱交換器１１２では、分流器１０９からの第２及び第３冷媒を、同分流器１０９からの第1冷媒と、第２熱交換器１１４から流路Ｆ１２の方向に出力される第２及び第３冷媒とによって冷却できる。また、第２熱交換器１１４では、第１熱交換器１１２によって冷却された第２及び第３冷媒を、蒸発器１１７からの第２及び第３冷媒によって更に冷却できる。つまり、第２熱交換器１１４では、分流器１０９からの第２及び第３冷媒を、蒸発器１１７からの第２及び第３冷媒（第１冷媒を殆ど含まない）によって冷却するため、このような第２熱交換器１１４を第１熱交換器１１２に付加することにより、分流後に気体の状態であった第２及び第３冷媒の液化効率を向上させることができる。特に、第２及び第３冷媒の沸点が異なる場合には、第２及び第３冷媒のうちの沸点の高い一方が第1熱交換器１１２の流路Ｆ６において略液化され、他方が第２熱交換器１１４の流路Ｆ８において略液化されるようにすれば、第２及び第３冷媒の液化効率をより一層向上させることができる。このような液化効率の向上によって、蒸発器１１７に入る液体の状態の第２及び第３冷媒の量が増加すると、蒸発器１１７の吸熱作用は向上する。
【００５１】
また、前述した冷凍装置１において、蒸発器１１７から出力される第３冷媒の一部が第２熱交換器１１４の中で蒸発する。  
これにより、第２熱交換器１１４は、第１熱交換器１１２から出力される第２及び第３冷媒をより低温で冷やすことができるため、これら第２及び第３冷媒の液化が一層促進される。
【００５２】
また、前述した冷凍装置１において、第２熱交換器１１４から蒸発器１１７へ向かう配管に、キャピラリチューブで構成される減圧装置を、蒸発器１１７から第２熱交換器１１４へ向かう配管に巻回して設け、当該減圧装置において更に熱交換させる。  
これにより、キャピラリチューブ内の第２及び第３冷媒は、蒸発器１１７で蒸発して低温・低圧となった第２及び第３冷媒と熱交換することによって更に冷却され、一層液化が促進される。
【００５３】
===その他の実施の形態===
前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更や改良等が可能であり、また本発明はその等価物も含むものである。  
前述した第１熱交換器１１２及び第２熱交換器１１４は、それぞれ、外側管１１２ａ、１１４ａ及び内側管１１２ｂ、１１４ｂを有する２重管式のものであったが、これに限定されるものではなく、例えば多管式のものやプレート式のもの等であってもよい。  
前述したデハイドレータ１１０、１１５は、例えば配管１０６に１つだけ設置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施の形態の冷凍装置の一例の正面図である。
【図２】図１の冷凍装置の側面図である。
【図３】図１の冷凍装置のＡ−Ａ’における断面図である。
【図４】本実施の形態の冷媒回路の一例の回路図である。
【図５】図４の冷媒回路における非共沸混合冷媒の流路Ｆ１乃至Ｆ１４を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  冷凍回路            ２  外箱                ３  外扉
４  機械室              ５  内箱                ６  断熱材
３１  ハンドル          ３２  操作パネル        ３３  ヒンジ
３４  パッキン          ５１  貯蔵室            ５１ａ  内扉
１００  冷媒回路        １０１  圧縮機          １０２  プレコンデンサ
１０３  配管            １０４  コンデンサ      １０５  共用ファン
１０６−１０８  配管    １０９  分流器          １１０  デハイドレータ
１１１  減圧器          １１２  第１熱交換器    １１２ａ  外側管
１１２ｂ  内側管        １１３  配管            １１４  第２熱交換器
１１４ａ  外側管        １１４ｂ  内側管        １１５  デハイドレータ
１１６  減圧器          １１７  蒸発器          １１８  配管
１１９  配管            １２０  緩衝器          １２０ａ  キャピラリチューブ
１２０ｂ  膨張タンク    １２２  中間口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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