(57)【要約】【課題】庫内を超低温に冷却して、細胞や微生物などを保管する超低温冷凍装置であって、オゾン破壊係数および地球温暖化係数に係る懸念がなく、省エネ運転ができる機能を備えている冷凍装置の提供。【解決手段】プロパンと冷凍機油を含む冷媒が充填されている高温側冷凍サイクルと、沸点が−８０℃以下の飽和炭化水素と冷凍機油とオイル戻り剤とが充填されている低温側冷凍サイクルとをカスケードコンデンサにて連結して成る、装置内部の設定温度を−８０℃以下の超低温に設定して被冷凍物を保管する冷凍装置であって、外気温が所定の温度以上になった時に、前記被冷凍物を損なわない範囲で前記設定温度を上昇して省エネ運転ができる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置により課題を解決できる。【選択図】図１
2014070832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも冷媒と冷凍機油とが充填された冷凍サイクルを備えた冷凍装置であって、外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で設定温度を上昇させる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
冷媒としてのプロパンと冷凍機油とが充填されている高温側冷凍サイクルと、沸点が−８０℃以下の炭化水素と冷凍機油とオイル戻り剤とが充填されている低温側冷凍サイクルとをカスケードコンデンサにて連結して成る冷凍装置であって、外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で設定温度を上昇させる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項３】
沸点が−８０℃以下の炭化水素がエタンであり、冷凍機油がアルキルベンゼン油であり、オイル戻り剤がノルマルペンタンであることを特徴とする請求項２記載の冷凍装置。
【請求項４】
外気温が第１の所定の温度以上になった時に、使用者が設定した第１の範囲で設定温度を上昇して運転を行い、外気温がさらに上昇して第２の所定の温度以上になった時に、使用者が設定した第２の範囲で前記設定温度をさらに第２の所定の温度だけ上昇させて運転を行い、外気温がさらに上昇すれば同様にして繰り返して前記設定温度を上昇して運転ができる制御手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず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、冷凍装置に関するものであり、例えば細胞や微生物などの被冷凍物を凍結保管するというバイオ分野において用いられる冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような冷凍装置として、従来、例えば、図２に示す冷媒回路図を備えた二元冷凍装置が使用されていた（特許文献１、２参照）。
同図で、Ｓ１は高温側冷凍サイクルを、また、Ｓ２は低温側冷凍サイクルを示している。高温側冷凍サイクルＳ１を構成する圧縮機１の吐出側配管２は補助凝縮器３に接続され、補助凝縮器３は圧縮機１のオイルクーラー４、補助凝縮器５、低温側冷凍サイクルＳ２を構成する圧縮機６のオイルクーラー７、凝縮器８、乾燥器９、熱交換器３０中のキャピラリーチューブ１０を順次経て、カスケードコンデンサ１１に接続されて受液器１２を経て、熱交換器３０を経て、吸込側配管１３にて圧縮機１に接続されている。冷却用ファン１４は各凝縮器３、５及び８の冷却用である。
【０００３】
低温側冷凍サイクルＳ２の圧縮機６の吐出側配管１５はオイル分離器１６に接続され、そこで分離された圧縮機オイルは、リターン配管１７にて圧縮機６に帰還せられる。一方冷媒は配管１８に流入して吸込側熱交換器１９と熱交換した後、カスケードコンデンサ１１内の配管２０内を通過して凝縮し、乾燥器２１、キャピラリーチューブ２２を経て入口管２３より蒸発器２４に流入し、出口管２５より出て吸込側熱交換器１９内を経て圧縮機６の吸込側配管２６より圧縮機６に帰還する構成である。膨脹タンク２７はキャピラリーチューブ２８を介して吸込側配管２６に接続されている。
【０００４】
近年のオゾン層破壊の問題から、従来冷凍機器の冷媒として使用されてきたＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）およびＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）が規制の対象となり、これらに代わってＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）が冷媒として使用されつつある。
【０００５】
ＣＦＣやＨＣＦＣを冷媒とする場合は、冷凍機油として鉱油やアルキルベンゼンなどの炭化水素油が好適に使用されてきたが、冷媒が替わると共存下で使用される冷凍機油は、冷媒との相溶性、潤滑性、冷媒との溶解粘度、熱・化学的安定性など予想し得ない挙動を示すため、冷媒ごとに冷凍機油の開発が必要となる。そこで、ＨＦＣ冷媒用冷凍機油として、例えば、エステル（特許文献３を参照）、炭酸エステル（特許文献４を参照）などが開発されている。これらの冷凍機油の中でも、エステルは冷蔵庫やエアコン用などとして広く使用されている。
【０００６】
そこで前記カスケードコンデンサ１１にて高温側冷凍サイクルＳ１と低温側冷凍サイクルＳ２とを連結して成る二元冷凍装置において、高温側冷凍サイクルＳ１に、ＨＦＣ系冷媒（Ｒ−４０７Ｄ、Ｒ４０４Ａ）と冷凍機油としてアルキルベンゼン油あるいはエステル油を含む冷媒を充填するとともに、低温側冷凍サイクルＳ２にはＨＦＣ系冷媒（Ｒ−５０８Ａ、Ｂ）と冷凍機油としてアルキルベンゼン油あるいはエステル油を含む冷媒を充填した二元冷凍装置が使用されている。
高温側冷凍サイクルＳ１中のＡ−Ｄ点の冷媒温度、および低温側冷凍サイクルＳ２中のａ−ｄ点の冷媒温度を、外気室温３０℃の場合と外気室温５℃の場合について表１に示す。
【０００７】
【表１】
2014070832.tif 000003
【０００８】
しかし、これらのＨＦＣ冷媒は、オゾン破壊係数（ＯＤＰ）がゼロであるものの地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高いという問題があるため、規制の対象となりつつある。そこで、これらＨＦＣに替わる冷媒の開発が急務となっている。
【０００９】
ところで、冷凍機器の冷媒循環サイクルにおいては、通常、冷媒圧縮機を潤滑する冷凍機油が冷媒とともにサイクル内を循環するため、冷凍機油には冷媒との相溶性が要求される。しかしながら、ＨＦＣ冷媒用として従来使用されている鉱油やアルキルベンゼンなどの炭化水素油やエステル油を用いると、アルキルベンゼンなどは冷媒と冷凍機油との十分な相溶性が得られず、冷媒圧縮機から吐出された冷凍機油がサイクル内に滞留しやすくなり、その結果、冷媒圧縮機内の冷凍機油量が低下して潤滑不良を起こしたり、キャピラリ等の膨張機構を閉塞したりするといった問題を生じ、エステル油を用いるとＨＦＣ冷媒との相溶性はいいが、使用中に加水分解を起こして性能が低下する問題があった。
【００１０】
前記の高温側冷凍サイクルＳ１を構成する圧縮機１および低温側冷凍サイクルＳ２の圧縮機６は、通常、いずれも２００Ｖ、５０Ｈｚ、７５０Ｗ程度の消費電力のものが使用されており、例えば、外気温が１℃上昇すると２．６％程度消費電力が大きくなる、即ち、外気温が１℃上昇すると圧縮機１と圧縮機６の合計で消費電力が７８９Ｗになるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平３−２６０５５７号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５０４７号公報
【特許文献３】特開平０３−２００８９５号公報
【特許文献４】特開平０３−２１７４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、庫内を超低温に冷却して、例えば細胞や微生物などの被冷凍物を凍結保管するというバイオ分野において用いられる超低温冷凍装置であって、外気温が所定の温度以上になった時に、予め使用者が設定した範囲で設定温度を自動的に上昇させる制御手段を備え、例えば、総消費電力が総供給電力を超えるなどの恐れがでた際などに、使用者が予め省エネ（節電）モードを選択しておくことで、冷凍装置の消費電力を低下してそのエリアの全停電という事態を避けることに協力できる冷凍装置を提供することである。
さらには、オゾン破壊係数（ＯＤＰ）および地球温暖化係数（ＧＷＰ）に係る懸念がなく、安定性に優れ、そして冷媒と冷凍機油の相溶性が非常によいので、オイルセパレータが不要であり、またＨＦＣに比べてＣＯＰが高いので冷媒量を低減したり、コンプレッサの出力を低減したりすることで装置の消費電力を抑えることができる冷凍装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解消するための本発明の請求項１記載の発明は、少なくとも冷媒と冷凍機油とが充填された冷凍サイクルを備えた冷凍装置であって、外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で設定温度を上昇させる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置である。
【００１４】
本発明の請求項２記載の発明は、冷媒としてのプロパンと冷凍機油とが充填されている高温側冷凍サイクルと、沸点が−８０℃以下の炭化水素と冷凍機油とオイル戻り剤とが充填されている低温側冷凍サイクルとをカスケードコンデンサにて連結して成る冷凍装置であって、外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で設定温度を上昇させる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置である。
【００１５】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項２記載の冷凍装置において、沸点が−８０℃以下の炭化水素がエタンであり、冷凍機油がアルキルベンゼン油であり、オイル戻り剤がノルマルペンタンであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の冷凍装置において、外気温が第１の所定の温度以上になった時に、使用者が設定した第１の範囲で設定温度を上昇して運転を行い、外気温がさらに上昇して第２の所定の温度以上になった時に、使用者が設定した第２の範囲で前記設定温度をさらに第２の所定の温度だけ上昇させて運転を行い、外気温がさらに上昇すれば同様にして繰り返して前記設定温度を上昇して運転ができる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１記載の発明は、少なくとも冷媒と冷凍機油とが充填された冷凍サイクルを備えた冷凍装置であって、外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で設定温度を上昇させる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置であり、
外気温が所定の温度以上になった時に、例えば、東京などあるエリアの総消費電力が総供給電力を超えるなどの恐れがでた際などに、省エネ（節電）モードを選択することでで、冷凍機の消費電力を低下することができるという、顕著な効果を奏する。
【００１８】
本発明の請求項２記載の発明は、冷媒としてのプロパンと冷凍機油とが充填されている高温側冷凍サイクルと、沸点が−８０℃以下の炭化水素と冷凍機油とオイル戻り剤とが充填されている低温側冷凍サイクルとをカスケードコンデンサにて連結して成る冷凍装置であって、外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で設定温度を上昇させる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置であり、
冷媒としてプロパンと沸点が−８０℃以下の飽和炭化水素を用いたので、高温側冷凍サイクルＳ１のカスケードコンデンサ１１で−４０℃程度の低温が得られ、低温側冷凍サイクルＳ２の蒸発器２４では−８０℃以下の超低温が得られ、オゾン破壊係数（ＯＤＰ）および地球温暖化係数（ＧＷＰ）に係る懸念がなく、前記低温側冷凍サイクルに沸点が−８０℃以下の飽和炭化水素と冷凍機油とオイル戻り剤を含む冷媒を充填したので、冷媒と冷凍機油の相溶性が非常によくなり、冷媒圧縮機から吐出された冷凍機油がサイクル内に滞留せず、冷媒圧縮機内の冷凍機油量が低下して潤滑不良を起こしたり、キャピラリ等の膨張機構を閉塞したりするといった問題がなくなるので、その結果、オイルセパレータが不要となり、またエステル油のように使用中に加水分解を起こさず安定性に優れるとともに、ＨＦＣに比べてＣＯＰが高いので冷媒量を低減したり、コンプレッサの出力を低減したりすることができ、冷凍装置の消費電力を低減できる上、外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で前記設定温度を自動的に上昇させる制御手段を備えているので、例えば、東京などあるエリアの総消費電力が総供給電力を超えるなどの恐れがでた際などに、予め省エネ（節電）モードを選択しておくことで、冷凍機の消費電力を低下してそのエリアの全停電という事態を避けることに協力できるという、顕著な効果を奏する。
【００１９】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項２記載の冷凍装置において、沸点が−８０℃以下の炭化水素がエタンであり、冷凍機油がアルキルベンゼン油であり、オイル戻り剤がノルマルペンタンであることを特徴とするものであり、
オイル戻り剤としてのノルマルペンタンは低温側冷凍サイクル内で液体のままで存在し、冷媒との相溶性が非常に良好であるため安定して冷凍機油を溶け込ませて低温側冷凍サイクル内を搬送することができるので、前記効果を確実に得ることができるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２０】
本発明の請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の冷凍装置において、外気温が第１の所定の温度以上になった時に、使用者が設定した第１の範囲で設定温度を上昇して運転を行い、外気温がさらに上昇して第２の所定の温度以上になった時に、使用者が設定した第２の範囲で前記設定温度をさらに第２の所定の温度だけ上昇させて運転を行い、外気温がさらに上昇すれば同様にして繰り返して前記設定温度を上昇して運転ができる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置であり、
外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で前記設定温度を上昇して省エネ運転ができる上、外気温がさらに上昇すれば同様にして繰り返して設定温度をさらに段階的または連続的に上昇させることで省エネ運転ができる機能を備えているのでさらなる省エネができるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の二元冷凍装置の冷媒回路図の１例を説明する説明図である。
【図２】図２は従来の二元冷凍装置の冷媒回路図の例を説明する説明図である。
【図３】図３は、装置内部の設定温度−８０℃で連続運転されている本発明の（二元）冷凍装置を省エネ運転に切り替える例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態の二元冷凍装置の冷媒回路図の１例を説明する説明図である。
図１において、図２に示した構成部分と同じ構成部分には同一参照符号を付した。
高温側冷凍サイクルＳ１にはアルキルベンゼン油からなる冷凍機油を含むプロパンが充填されており、低温側冷凍サイクルＳ２にはアルキルベンゼン油からなる冷凍機油とノルマルペンタンからなるオイル戻り剤を含むエタンが充填されている。
【００２３】
高温側冷凍サイクルＳ１を構成する圧縮機１の吐出側配管２は補助凝縮器３に接続され、補助凝縮器３は圧縮機１のオイルクーラー４、補助凝縮器５、低温側冷凍サイクルＳ２を構成する圧縮機Ｂのオイルクーラー７、凝縮器８、乾燥器９、熱交換器３０中のキャピラリーチューブ１０を順次経て、カスケードコンデンサ１１に接続されて受液器１２を経て、熱交換器３０を経て、吸込側配管１３にて圧縮機１に接続されている。高温側冷凍サイクルＳ１のカスケードコンデンサ１１で−４０℃程度の低温が得られる。
【００２４】
一方、低温側冷凍サイクルＳ２の圧縮機６の吐出側配管１５は吸込側熱交換器１９に接続され、そこで熱交換した後、カスケードコンデンサ１１内の配管２０内を通過して凝縮し、乾燥器２１、キャピラリーチューブ２２を経て入口管２３より蒸発器２４に流入し、蒸発器２４でエタンは大部分気化して冷熱を発生し−８０℃以下の超低温が得られる。気化したエタンは出口管２５より出て吸込側熱交換器１９内を経て圧縮機６の吸込側配管２６より圧縮機６に帰還する。
【００２５】
一般に、株細胞、ＤＮＡ、血液、骨髄細胞などの生体試料の化学的・物理的変化を抑えて長期にわたって保存するためには、氷結晶の成長速度が著しく衰え、酵素活性が完全に停止するといわれている約−８０℃以下の温度領域に置くことが必要といわれており、細胞を氷結晶をつくらずガラス質化して再結晶しないで長期保存するためには約−１３５℃以下の温度領域に置くことが必要といわれている。
【００２６】
例え全てのエタンが蒸発器２４において気化しても、オイル戻り剤としてのノルマルペンタンは低温側冷凍サイクルＳ２内で液体のままで存在し、安定してアルキルベンゼン油からなる冷凍機油を溶け込ませて低温側冷凍サイクルＳ２内を搬送することができるので、冷凍機油がサイクルＳ２内に滞留したり、冷媒圧縮機Ｂ内の冷凍機油量が低下して潤滑不良を起こしたり、キャピラリなどの膨張機構を閉塞したりするといった問題を生じない。
そのため図２に示した従来の二元冷凍装置には欠かすことができないオイル分離器１６を必ずしも設置しなくてもよくなった。
【００２７】
図３は、装置内部の設定温度−８０℃で連続運転されている本発明の実施の形態の二元冷凍装置を省エネ運転に切り替える例を説明するフローチャートである。
【００２８】
本発明の実施の形態の二元冷凍装置には、図示しない制御装置が備えられており、予め使用者が、入力部（不図示）から省エネ（節電）モードを選択し、設定しておくことにより、二元冷凍装置の外部から外気を吸い込む図示しない吸込口に設けられた、図示しない温度センサが外気温を測定し、測定した外気の温度が予め設定した第１の所定の温度（例えば、２５℃）になった（上昇した）ことを伝える信号が前記制御装置に送られると、前記制御装置から自動的に必用な機器に設定温度変更指示の信号が送られて、設定温度を第１の所定の範囲内の設定変更温度（例えば、１℃）だけ自動的に上昇して、すなわち設定温度を−８０℃から−７９℃に切り替えて二元冷凍装置を運転するように、構成されているとともに、外気の温度が予め設定した第２の所定の温度（例えば、３０℃）になった信号が前記制御装置に送られると、前記制御装置から必用な機器に信号が送られて、設定温度を第２の所定の範囲内の設定変更温度（例えば、１．５℃）だけさらに上昇して、すなわち設定温度を−７９℃から−７７．５℃に切り替えて二元冷凍装置を運転するように、構成されている。
また、二元冷凍装置は、外気温が第２の所定の温度よりさらに上昇すれば、同様にして繰り返して省エネ運転ができる機能を備えている。
【００２９】
前記のようにして設定温度を上昇させると、主として、高温側冷凍サイクルＳ１を構成する圧縮機１および低温側冷凍サイクルＳ２を構成する圧縮機６の稼動時間が短くなり、その分だけ消費電力が少なくなり、省エネとなる。
【００３０】
（イ）二元冷凍装置は、外気温（二元冷凍装置の図示しない機械室内の凝縮器３、５、８の冷却のために外部から吸い込む外気の温度）２３℃の条件下で、装置内部の設定温度−８０℃で連続運転されている。
【００３１】
（ロ）外気の温度が予め設定した第１の所定の温度（２５℃）に上昇する。
【００３２】
（ハ）外気の温度が第１の所定の温度に上昇すると、その信号が前記制御装置に送られる。そして前記制御装置から必用な機器に信号が送られて、設定温度を第１の所定の範囲内の設定変更温度（１℃）だけ自動的に上昇させ、すなわち設定温度を−８０℃から−７９℃に切り替えて省エネ運転される。外気の温度が予め設定した第１の所定の温度（２５℃）であり、それ以上、上昇しなければ、前記省エネ運転で二元冷凍装置を運転する。しかし、使用者が設定した範囲（以下、例えば被冷凍物の特性を損なわない範囲）であれば、例えば手動で設定温度をさらに上げることもできる。
【００３３】
（ニ）もし、外気の温度が予め設定した第２の所定の温度（３０℃）になると、その信号が前記制御装置に送られる。
（ホ）そして前記制御装置から必用な機器に信号が送られて、設定温度を第２の所定の範囲内の設定変更温度（１．５℃）だけ上昇して、すなわち設定温度を７７．５℃に切り替えて省エネ運転される。外気の温度が予め設定した第２の所定の温度（３０℃）であり、それ以上、上昇しなければ、前記省エネ運転で二元冷凍装置が運転される。しかし、被冷凍物の特性を損なわない範囲であれば、例えば手動で設定温度をさらに上げることもできる。なお、上記実施の形態では、第１の所定の範囲内の設定変更温度（１．０℃）と第２の所定の範囲内の設定変更温度（１．５℃）とを、異なる数字としたが、同じ数値で合っても良いことは言うまでもない。
【００３４】
（ヘ）外気温が３０℃よりさらに上昇すれば、被冷凍物の特性を損なわない範囲であれば、同様にして繰り返して設定温度を変更して省エネ運転される。
【００３５】
株細胞、ＤＮＡ、血液、骨髄細胞などの生体試料の化学的・物理的変化などを含む特性の変化を抑えて、特性を損なわない範囲内で前記設定温度を使用者が設定した第１、２、・・・の範囲の所定の温度（設定変更温度）だけ自動的に上昇させて省エネ運転を行う必要がある。
そのため、被冷凍物の種類、量、形態や形状、保存期間などによってどれだけ設定温度を上昇できるかを予め試験することにより決めて、安全ファクター（例えば、安全性の観点から、設定温度の下限値および上限値を予め試験することにより決めて、その温度範囲内で設定温度を上昇したり、低下させたりする例を挙げることができる）も考慮して前記制御装置に入力することが好ましい。
【００３６】
上記の例では、制御装置に必要なデータを全て入力しておき、ほぼ自動的に省エネ運転できるようにした例を挙げた。また全自動でもよいが、例えば、今日は気温が上昇し、省エネ運転が必要だと予想された場合には、手動で省エネ運転ボタンを押しておくと、あとは前記フローチャートに従って省エネ運転が自動的に行われるが、省エネ運転ボタンを押さないでおくと、省エネ運転が行われないなど、手動と自動とを組み合わせた省エネ運転を行なうこともできる。
【００３７】
また、省エネ運転が行われていることを示すために制御装置に設置したランプを点燈して、省エネ運転が行われていることを目で確認できるようにすることが好ましい。
【００３８】
また、スマートメータを二元冷凍装置に装着して、連続運転中に消費電力を表示し、目で確認できるようにしたり、消費電力が大きくなった際に警告ランプを点滅させたり、警告音を鳴らしたりすることが好ましい。
【００３９】
本発明で使用する沸点が−８０℃以下の炭化水素としては、エタン（沸点：−８９℃）の他、メタン（沸点：−１６２℃）などの飽和炭化水素だけでなくエチレン系炭化水素、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。
本発明で使用する冷凍機油のオイル戻り剤としては、具体的には、例えば、ノルマルブタン（沸点：−５．６℃）、イソブタン（沸点：−１１．７℃）、ノルマルペンタン（沸点：３６．１℃）、ノルマルヘキサン（沸点：６８．７℃）、イソヘキサン（沸点：６０．３℃）、３−メチルペンタン（沸点：６３．３℃）、ネオヘキサン（沸点：４９．７℃）、２、３−ジメチルブタン（沸点：５７．９℃）あるいはこれらの２種以上の混合物を挙げることができる。
【００４０】
冷媒に対してオイル戻り剤の配合量は特に限定されないが、０．１〜１４質量％であることが好ましい。オイル戻り剤の配合量が０．１質量％未満ではオイル戻りの効果が得られない場合があり、１４質量％を超えると可燃性が大となるので好ましくない。
【００４１】
炭化水素をオイル戻り剤として前記冷媒に配合することにより冷凍機油との相溶性を改善して、圧縮機から吐出されたオイルを圧縮機に戻すことができるので、冷媒との相溶性の悪い鉱物油、ＨＡＢ油（ハードアルキルベンゼン油）などのアルキルベンゼン油などのオイルを使用しても、圧縮機への油の戻りの悪化による圧縮機の潤滑不良となるなどの問題がない。
鉱油系油としては、具体的には例えば、原油を常圧蒸留および減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処埋などを適宜組み合わせて精製したパラフィン系、ナフテン系などの油やノルマルパラフィンなどが使用できる。
【００４２】
鉱物油、アルキルベンゼン油は化学的・物理的に安定で潤滑特性に優れるため従来から冷媒回路の冷凍機油として使用されてきた冷凍機油であり、取り扱い性に優れ安価である。
これらの冷凍機油には、その各種性能をさらに高める目的で、さらに公知の添加剤、例えば、酸化防止剤、さび止め剤、腐食防止剤、流動点降下剤、消泡剤などを単独で、または数種類組み合わせた形で使用することもできる。
【００４３】
本発明においては、高温側冷凍サイクルＳ１と低温側冷凍サイクルＳ２のフル運転により−８０℃以下の冷却温度を得ることができるが、ＯＮ／ＯＦＦのＯＮの時間を短くした運転により例えば−１８℃の冷却温度を得ることもできる。
【００４４】
また、本実施の形態では、−８０℃の超低温フリーザについて説明を行ったが、
-１５０℃、−３０℃などのメディカルフリーザにも適用できる。
さらに、二元冷凍装置だけでなく、単元冷凍回路でも適用できる。
【００４５】
本発明においては、冷媒の超臨界圧力下、超臨界温度下の条件で運転し、冷媒を凝縮液化することなく、超臨界状態にある冷媒を断熱膨張させて冷熱を発生させることも可能である。
【００４６】
なお、上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、少なくとも冷媒と冷凍機油とが充填された冷凍サイクルを備えた冷凍装置であって、外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で設定温度を上昇させる制御手段を備えたことを特徴とする冷凍装置であり、
外気温が所定の温度以上になった時に、使用者が設定した範囲で設定温度を上昇して省エネ運転ができる機能を備えているので、例えば、東京などあるエリアの総消費電力が総供給電力を超えるなどの恐れがでた際などに、消費電力を低下してそのエリアの全停電という事態を避けることに協力できるという、顕著な効果を奏するので、産業上の利用価値が高い。
【符号の説明】
【００４８】
Ｓ１  高温側冷凍サイクル
Ｓ２  低温側冷凍サイクル
１、６  圧縮機
２、１５  吐出側配管
３、５  補助凝縮器
４、７  オイルクーラー
８  凝縮器
９、２１  乾燥器
１０、２２、２８  キャピラリーチューブ
１１  カスケードコンデンサ
１２  受液器
１３、２６  吸込側配管
１４  冷却用ファン
１６  オイル分離器
１７  リターン配管
１８  配管
１９  吸込側熱交換器
２０  配管
２３  入口管
２４  蒸発器
２５  出口管
２７  膨脹タンク
【図１】
2014070832.tif 000004
【図２】
2014070832.tif 000005
【図３】
2014070832.tif 000006