(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高元側圧縮機、高元側凝縮器、高元側膨張弁及び高元側蒸発器が順次、配管接続され、高元側冷媒が循環する高元冷凍サイクルと、
低元側圧縮機、低元側第１凝縮器、低元側第２凝縮器、低元側受液器、低元側第１膨張弁、及び低元側蒸発器が順次、配管接続され、低元側冷媒が循環する低元冷凍サイクルと、
前記高元側蒸発器と前記低元側第２凝縮器とを有し、前記高元側蒸発器を流れる前記高元側冷媒と、前記低元側第２凝縮器を流れる前記低元側冷媒との間で熱交換を行わせるカスケードコンデンサとを備える二元冷凍装置であって、
前記低元冷凍サイクルには、前記低元側第１凝縮器と前記低元側第２凝縮器との間と、前記低元側受液器とを接続し、途中に逆止弁が設けられている蒸気冷媒配管を有している自然循環回路が設けられ、
前記低元冷凍サイクルは、前記低元側第２凝縮器と前記低元側受液器との間に設けられた低元側第２膨張弁を有し、
前記自然循環回路は、前記低元側第２凝縮器と前記低元側第２膨張弁との間と、前記低元側第２膨張弁と前記低元側受液器との間を接続し、途中に圧力調整手段が設けられた過冷却冷媒配管を有し、
前記蒸気冷媒配管は、前記低元側第２膨張弁と前記低元側受液器との間に接続されている二元冷凍装置。
【請求項２】
前記圧力調整手段は毛細管である請求項１に記載の二元冷凍装置。
【請求項３】
前記圧力調整手段は電磁弁である請求項１に記載の二元冷凍装置。
【請求項４】
前記自然循環回路において、前記低元側第２凝縮器は前記低元側受液器よりも上側に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の二元冷凍装置。
【請求項５】
前記自然循環回路において、前記蒸気冷媒配管は前記過冷却冷媒配管よりも上側に配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の二元冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍若しくは冷蔵の用途に利用する二元冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、低温の冷凍倉庫や冷蔵倉庫の冷凍装置には、高温側冷媒を循環するための冷凍サイクル装置である高元冷凍サイクルと、低温側冷媒を循環するための冷凍サイクル装置である低元冷凍サイクルとを備える二元冷凍装置が使用されている。例えば、二元冷凍装置では、低元冷凍サイクルにおける低元側凝縮器と、高元冷凍サイクルにおける高元側蒸発器とを熱交換できるように構成したカスケードコンデンサによって低元冷凍サイクルと、高元冷凍サイクルとを連結し、多段構成としている。【０００３】
このような二元冷凍装置において、除霜運転中、２次側冷凍サイクルの圧縮機、すなわち低元冷凍サイクルの低元側圧縮機が停止しているとき、１次側冷凍サイクル、すなわち高元冷凍サイクルを運転しているものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のこの二元冷凍装置では、高元冷凍サイクルの蒸発器によるカスケード熱交換器の冷却により低元冷凍サイクルの低元側凝縮器を冷却して、低元冷凍サイクル内の圧力上昇を抑制している。【０００４】
また、低元側圧縮機が停止中に、低元冷凍サイクル内の圧力上昇を抑制するために、低元冷凍サイクル内に膨張タンクを備えた冷凍装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９０９１７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０６４７４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の二元冷凍装置では、カスケード熱交換器のカスケード凝縮器、すなわち、低元側冷媒回路の凝縮器で、低元冷凍サイクル内の冷媒を冷却するようにしている。このため、低元側圧縮機が停止しているときには、低元冷凍サイクル内の冷媒は低元側凝縮器内部で流動しない。従って、例えば、ある程度冷媒が凝縮し、カスケード熱交換器において低元冷凍サイクルの低元側凝縮器内部が液冷媒で満たされてしまうと、十分に冷却できず、低元冷凍サイクル内の温度上昇に伴う圧力上昇の抑制が不十分となる。その結果、現地配管、ユニットクーラー、ショーケース等のシステムの設計圧力が高くなり、コストが増加するという課題がある。また、低元冷凍サイクル内の冷媒の圧力が、設計圧力以上に上昇した場合には、安全弁から冷媒が放出される場合がある。この場合、低元冷凍サイクル内に冷媒を補充する必要が生じる。【０００７】
また、特許文献２の冷凍装置では、膨張タンクを備えるための設置スペースを確保する必要があり、冷凍装置の設置に制約を受ける可能性がある。【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で低元冷凍サイクル内の温度上昇に伴う圧力上昇が抑制される二元冷凍装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る二元冷凍装置は、高元側圧縮機、高元側凝縮器、高元側膨張弁及び高元側蒸発器が順次、配管接続され、高元側冷媒が循環する高元冷凍サイクルと、低元側圧縮機、低元側第１凝縮器、低元側第２凝縮器、低元側受液器、低元側第１膨張弁、及び低元側蒸発器が順次、配管接続され、低元側冷媒が循環する低元冷凍サイクルと、前記高元側蒸発器と前記低元側第２凝縮器とを有し、前記高元側蒸発器を流れる前記高元側冷媒と、前記低元側第２凝縮器を流れる前記低元側冷媒との間で熱交換を行わせるカスケードコンデンサとを備える二元冷凍装置であって、前記低元冷凍サイクルには、前記低元側第１凝縮器と前記低元側第２凝縮器との間と、前記低元側受液器とを接続し、途中に逆止弁が設けられている蒸気冷媒配管を有している自然循環回路が設けられ、前記低元冷凍サイクルは、前記低元側第２凝縮器と前記低元側受液器との間に設けられた低元側第２膨張弁を有し、前記自然循環回路は、前記低元側第２凝縮器と前記低元側第２膨張弁との間と、前記低元側第２膨張弁と前記低元側受液器との間を接続し、途中に圧力調整手段が設けられた過冷却冷媒配管を有し、前記蒸気冷媒配管は、前記低元側第２膨張弁と前記低元側受液器との間に接続されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る二元冷凍装置によると、蒸気冷媒配管を有する自然循環回路が設けられている。低元側圧縮機が停止した場合において、高元冷凍サイクルを運転することに加え、自然循環回路で低元側冷媒が循環する。従って、低元冷凍サイクル内における冷媒の圧力上昇を抑えることができ、機器の設計圧力を高く設定する必要がない。その結果、現地配管、ユニットクーラー、ショーケース等のシステムのコストを削減することができる。また、膨張タンクを必要としないため、冷凍装置の設置に制約を受けることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における二元冷凍装置の冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１における自然循環回路の機器配置図である。
【図３】本発明の実施の形態１における自然循環回路の機器配置図である。
【図４】本発明の実施の形態２における自然循環回路の機器配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明における二元冷凍装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面においては各構成部材の大きさは実際の装置とは異なる場合がある。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における二元冷凍装置の冷媒回路図である。二元冷凍装置１００は、高元冷凍サイクル１０１と低元冷凍サイクル１０２とを備えている。高元冷凍サイクル１０１と低元冷凍サイクル１０２は、カスケードコンデンサ３０により熱的に接続されている。高元冷凍サイクル１０１及び低元冷凍サイクル１０２を構成する各要素は、後述する室外ユニット１若しくは冷却ユニット２に収納されている。
【００１４】
低元冷凍サイクル１０２に封入される冷媒には、冷媒漏れを考慮し、地球温暖化に対する影響が小さい二酸化炭素、すなわちＣＯ２を用いる。高元冷凍サイクル１０１に封入される冷媒として、例えばＲ４１０Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０４Ａ、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、プロパン、イソブタン、二酸化炭素、アンモニア等を用いる。本明細書では、低元冷凍サイクル１０２に封入される冷媒を低元側冷媒といい、高元冷凍サイクル１０１に封入される冷媒を高元側冷媒という。
【００１５】
高元冷凍サイクル１０１は、高元側冷媒が循環する冷凍サイクルである。高元冷凍サイクル１０１において、高元側圧縮機１０と、高元側凝縮器１１と、高元側膨張弁１２と、高元側蒸発器１３とが順次、冷媒配管で接続され、冷媒回路が構成されている。本明細書では、高元冷凍サイクル１０１の冷媒回路を高元側冷媒回路という。
【００１６】
低元冷凍サイクル１０２は、低元側冷媒が循環する冷凍サイクルである。低元冷凍サイクル１０２において、低元側圧縮機２０と、低元側第１凝縮器２１と、低元側第２凝縮器２２と、低元側受液器２４と、低元側第１膨張弁２５と、低元側蒸発器２６とが順次、冷媒配管で接続され、冷媒回路が構成されている。また、低元冷凍サイクル１０２は、低元側第２凝縮器２２と低元側受液器２４との間に設けられた低元側第２膨張弁２３を有している。本明細書では、低元冷凍サイクル１０２の冷媒回路を低元側冷媒回路という。
【００１７】
二元冷凍装置１００は、上述のカスケードコンデンサ３０を備えている。カスケードコンデンサ３０において、高元側蒸発器１３を通過する冷媒と低元側第２凝縮器２２を通過する冷媒との間で熱交換が可能なように、高元側蒸発器１３と低元側第２凝縮器２２とが結合されて構成されている。すなわち、カスケードコンデンサ３０は、冷媒間熱交換器である。カスケードコンデンサ３０を設けることにより、低元側冷媒回路と高元側冷媒回路とは多段構成となっている。
【００１８】
高元側圧縮機１０は、高元側冷媒回路を流れる冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にして吐出する。本実施の形態１において、高元側圧縮機１０は、例えばインバータ回路等により回転数を制御し、冷媒の吐出量を調整できるタイプの圧縮機で構成する。
【００１９】
高元側凝縮器１１は、例えば、空気、ブライン等と高元側冷媒回路を流れる冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化させるものである。本実施の形態１において、高元側凝縮器１１は外気と冷媒との熱交換を行うものである。二元冷凍装置１００は、図示省略の高元側凝縮器ファンを有している。高元側凝縮器ファンにより、高元側凝縮器１１に外気が送風され、高元側凝縮器１１における熱交換が促される。高元側凝縮器ファンは風量を調整できるタイプのファンで構成されている。
【００２０】
高元側膨張弁１２は、高元側冷媒回路を流れる冷媒を減圧して膨張させるものであり、例えば、電子式膨張弁等の冷媒流量制御手段若しくは冷媒流量調節手段で構成される。すなわち、高元側膨張弁１２は、絞り量が制御可能な減圧装置若しくは絞り装置で構成される。
【００２１】
高元側蒸発器１３は、熱交換により、高元側冷媒回路を流れる冷媒を蒸発させガス化するものである。本実施の形態１では、高元側蒸発器１３は、例えばカスケードコンデンサ３０において高元側冷媒回路を流れる冷媒が通過する伝熱管等により構成される。そして、カスケードコンデンサ３０において、高元側蒸発器１３を流れる冷媒と低元側冷媒回路を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
【００２２】
低元側圧縮機２０は、低元側冷媒回路を流れる冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にして吐出する。本実施の形態１において、低元側圧縮機２０は、例えばインバータ回路等により回転数を制御し、冷媒の吐出量を調整できるタイプの圧縮機で構成する。
【００２３】
低元側第１凝縮器２１は、例えば、空気、ブライン等と高元側冷媒回路を流れる冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化させるものである。本実施の形態１において、低元側第１凝縮器２１は外気と冷媒との熱交換を行うものである。二元冷凍装置１００は、図示省略の低元側凝縮器ファンを有している。低元側凝縮器ファンにより、低元側第１凝縮器２１に外気が送風され、低元側第１凝縮器２１における熱交換が促される。低元側凝縮器ファンは風量を調整できるタイプのファンで構成されている。
【００２４】
低元側第２凝縮器２２は、低元側第１凝縮器２１で凝縮され液化された冷媒をさらに凝縮させ、過冷却冷媒にするものである。本実施の形態１では、低元側第２凝縮器２２は、例えばカスケードコンデンサ３０において低元側冷媒回路を流れる冷媒が通過する伝熱管等により構成される。そして、カスケードコンデンサ３０において、低元側第２凝縮器２２を流れる冷媒と高元側冷媒回路を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
【００２５】
低元側第２膨張弁２３は、低元側冷媒回路を流れる冷媒を減圧して膨張させるものであり、例えば、電子式膨張弁等の冷媒流量制御手段若しくは冷媒流量調節手段で構成される。すなわち、低元側第２膨張弁２３は、絞り量が制御可能な減圧装置若しくは絞り装置で構成される。
【００２６】
低元側受液器２４は、低元側第２凝縮器２２及び低元側第２膨張弁２３の下流側に設けられている。低元側受液器２４は、冷媒を一時的に貯留するものである。
【００２７】
低元側第１膨張弁２５は、低元側冷媒回路を流れる冷媒を減圧して膨張させるものであり、例えば、電子式膨張弁等の冷媒流量制御手段若しくは冷媒流量調節手段で構成される。すなわち、低元側第１膨張弁２５は、絞り量が制御可能な減圧装置若しくは絞り装置で構成される。
【００２８】
低元側蒸発器２６は、熱交換により、高元側冷媒回路を流れる冷媒を蒸発させガス化するものである。低元側蒸発器２６における冷媒との熱交換により、冷却対象は直接又は間接に冷却されることになる。
【００２９】
本実施の形態１において、低元冷凍サイクル１０２は自然循環回路４０を備えている。自然循環回路４０は、過冷却冷媒配管３１と蒸気冷媒配管３２とを有している。過冷却冷媒配管３１は、低元側第２凝縮器２２と低元側第２膨張弁２３との間と、低元側第２膨張弁２３と低元側受液器２４との間を接続している。蒸気冷媒配管３２は、低元側第２膨張弁２３と低元側受液器２４との間と、低元側第１凝縮器２１と低元側第２凝縮器２２との間を接続している。過冷却冷媒配管３１の途中には毛細管３３が設けられている。毛細管３３は、本発明の圧力調整手段である。蒸気冷媒配管３２の途中には逆止弁３４が設けられている。
【００３０】
上述した二元冷凍装置１００の各構成要素は、室外ユニット１又は冷却ユニット２に収納されている。冷却ユニット２は、例えば、冷蔵冷凍ショーケース若しくはユニットクーラーとして使用される。本実施の形態１において、高元側圧縮機１０、高元側凝縮器１１、高元側膨張弁１２、高元側蒸発器１３、低元側圧縮機２０、低元側第１凝縮器２１、低元側第２凝縮器２２、低元側第２膨張弁２３、低元側受液器２４、過冷却冷媒配管３１、蒸気冷媒配管３２、毛細管３３、及び逆止弁３４は、室外ユニット１に収納されている。また、低元側第１膨張弁２５及び低元側蒸発器２６は、冷却ユニット２に収納されている。そして、室外ユニット１と冷却ユニット２は、２つの配管、すなわち液配管３及びガス配管４で接続されている。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態１における自然循環回路の機器配置図である。本実施の形態１において、自然循環回路４０において、室外ユニット１の上部にカスケードコンデンサ３０の低元側第２凝縮器２２が配置され、下部に低元側受液器２４が配置され、中間部に低元側第２膨張弁２３が配設され、上述のように順次、配管で接続されている。すなわち、室外ユニット１の上下方向において、低元側第２凝縮器２２は低元側受液器２４よりも上側に位置づけられている。また、過冷却冷媒配管３１と蒸気冷媒配管３２は上述のように接続されており、回路に高低差を設けている。図２に示されるように、室外ユニット１の上下方向において、蒸気冷媒配管３２は過冷却冷媒配管３１より上側に配置されている。
【００３２】
蒸気冷媒配管３２の逆止弁３４は、図１に示す低元側圧縮機２０から吐出され、低元側第１凝縮器２１から流出した冷媒が、蒸気冷媒配管３２に流入するのを防止するものである。
【００３３】
（通常の冷却運転動作の概要）
以上のような構成の二元冷凍装置１００において、冷却対象である空気を冷却する通常の冷却運転における各構成機器の動作等を、各冷媒回路を循環する冷媒の流れに基づいて説明する。
【００３４】
（高元冷凍サイクルの動作）
まず、図１を参照しながら、高元冷凍サイクル１０１の動作について説明する。高元側圧縮機１０は、高元側冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧のガス冷媒の状態にして吐出する。吐出された高元側冷媒は高元側凝縮器１１へ流入する。高元側凝縮器１１は、図示省略の高元側凝縮器ファンから供給される外気とガス冷媒である高元側冷媒との間で熱交換を行い、高元側冷媒を凝縮し液化する。凝縮液化された高元側冷媒は高元側膨張弁１２を通過する。高元側膨張弁１２は凝縮液化した高元側冷媒を減圧する。減圧された高元側冷媒はカスケードコンデンサ３０の高元側蒸発器１３に流入する。高元側蒸発器１３は、低元側第２凝縮器２２を通過する低元側冷媒との熱交換により高元側冷媒を蒸発ガス化する。蒸発ガス化された高元側冷媒は高元側圧縮機１０に吸入される。
【００３５】
（低元冷凍サイクルの動作）
次に、図１を参照しながら、低元冷凍サイクル１０２の動作について説明する。低元側圧縮機２０は、低元側冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧のガス冷媒の状態にして吐出する。吐出された低元側冷媒は低元側第１凝縮器２１へ流入する。低元側第１凝縮器２１は、図示省略の低元側凝縮器ファンから供給される外気と低元側冷媒との間で熱交換を行い、低元側冷媒を凝縮し、カスケードコンデンサ３０の低元側第２凝縮器２２に流入する。低元側第２凝縮器２２は、高元側蒸発器１３を通過する高元側冷媒との熱交換により、さらに低元側冷媒を凝縮し、過冷却液化する。過冷却液化された低元側冷媒は低元側第２膨張弁２３を通過する。低元側第２膨張弁２３は過冷却液化された低元側冷媒を減圧し、中間圧の冷媒にする。中間圧まで減圧された低元側冷媒はさらに、低元側受液器２４を通り、低元側第１膨張弁２５を通過し、減圧されて低圧の冷媒となる。低圧まで減圧された低元側冷媒は低元側蒸発器２６に流入する。低元側蒸発器２６は冷凍倉庫の庫内空気と低元側冷媒とを熱交換させ、低元側冷媒を蒸発ガス化する。蒸発ガス化した低元側冷媒は低元側圧縮機２０に吸入される。
【００３６】
（低元冷凍サイクル停止時における高元冷凍サイクル及び自然循環回路の動作）
ここで、低元冷凍サイクル１０２停止時における、低元側冷媒回路の圧力上昇の抑制方法について述べる。ここで述べる低元冷凍サイクル１０２の停止とは、主に低元側圧縮機２０が停止中の状態のことをいうものとする。
【００３７】
本実施の形態１に係る二元冷凍装置１００は、停電時などにより低元冷凍サイクル１０２が停止中であっても、別電源にて高元冷凍サイクル１０１の高元側冷媒回路を運転させる。これにより、カスケードコンデンサ３０の高元側蒸発器１３によって低元側冷媒を冷却し、低元側冷媒の温度上昇に伴う圧力上昇を抑制する。しかし、高元冷凍サイクル１０１の運転のみでは低元側冷媒の循環がないため、低元側冷媒の冷却が十分にできず、低元側冷媒回路の圧力上昇の抑制が不十分である。このため、本実施の形態１では、低元冷凍サイクル１０２内に上述の自然循環回路４０を設けて、低元側冷媒を循環させる。
【００３８】
自然循環回路４０では、カスケードコンデンサ３０によって熱交換された過冷却冷媒は、低元側第２膨張弁２３、及び低元側第２膨張弁２３を接続する配管、若しくは過冷却冷媒配管３１を通り、低元側受液器２４に滴下される。このとき、図２に示すように、過冷却冷媒配管３１と蒸気冷媒配管３２とは上下方向において高低差があり、過冷却冷媒は自重で低元側受液器２４に落ちる。そのため、低元側第２凝縮器２２が上側に接続されている蒸気冷媒配管３２に過冷却冷媒が流通することはない。
【００３９】
過冷却冷媒が下側である低元側受液器２４に滴下されるにつれて、低元側第２凝縮器２２より上側の過冷却冷媒の容積が減少するため、低元側第２凝縮器２２より上側が負圧、低元側受液器２４側が正圧となる。これにより、低元側受液器２４内に貯蔵されている蒸気冷媒が、低元側第２膨張弁２３と低元側受液器２４とを接続する配管、及びこの配管から分岐している蒸気冷媒配管３２を通り、低元側第２凝縮器２２が位置している上側に吸上げられる。上側に吸上げられた蒸気冷媒は低元側第２凝縮器２２に流入し、低元側第２凝縮器２２において再び熱交換されて過冷却冷媒となり、低元側受液器２４に滴下される。自然循環回路４０を流通する冷媒は、このような自然循環を繰り返して、低元側冷媒回路の圧力上昇を効果的に抑制する。
【００４０】
過冷却冷媒配管３１は、停電時や故障時に、例えば電子式膨張弁である低元側第２膨張弁２３が閉塞となった場合においても、過冷却冷媒を流通させるために設けられている。また、過冷却冷媒配管３１の途中に設ける毛細管３３は、通常の冷却運転時にカスケードコンデンサ３０の低元側第２凝縮器２２から流出する過冷却冷媒が、過冷却冷媒配管３１にバイパスした場合においても、低元側第２膨張弁２３と同様に低元側冷媒を減圧させるために設けている。
【００４１】
図３は、本発明の実施の形態１における自然循環回路の機器配置図である。過冷却冷媒配管３１の途中に設ける毛細管３３は、図３に示すように電磁弁３５に置き換えることができる。電磁弁３５は、本発明の圧力調整手段である。電磁弁３５に置き換えた場合、通常の冷却運転時に電磁弁３５を閉、停電時に電磁弁３５を開とする。これにより、通常の冷却運転時は、カスケードコンデンサ３０の低元側第２凝縮器２２から流出する過冷却冷媒が過冷却冷媒配管３１を通り、低元側受液器２４に流入することが防止される。また停電時や故障時において、低元側第２膨張弁２３が閉塞となった場合は、低元側冷媒が過冷却冷媒配管３１にバイパスし、低元側受液器２４に流入する。
【００４２】
上述の毛細管３３または電磁弁３５は、低元側第２膨張弁２３、及び低元側第２膨張弁２３を接続する配管の配管圧損によっては設けなくてもよい。
【００４３】
本実施の形態１に係る二元冷凍装置１００は、低元冷凍サイクル１０２が停止中であっても、別電源にて高元冷凍サイクル１０１を運転させ、カスケードコンデンサ３０の低元側第２凝縮器２２によって低元側冷媒回路の低元側冷媒を冷却する。さらに、低元冷凍サイクル１０２内に自然循環回路４０を設けて、低元側冷媒を自然循環させることで、温度上昇に伴う圧力上昇を効果的に抑制する。これにより、現地配管、ユニットクーラー、ショーケース等のシステムの設計圧力を高く設定する必要がなくなるため、機器のコストを削減することができる。
【００４４】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２における自然循環回路の機器配置図である。図４は、本実施の形態２に係る二元冷凍装置１００ａの自然循環回路４０ａの機器配置を示している。図４に基づいて、自然循環回路４０ａの構成及び動作について説明する。尚、図４において、実施の形態１と同様の構成要素には同一の符号を付している。本実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、冷媒回路構成など実施の形態１と同様の機能や構成については説明を省略する。
【００４５】
二元冷凍装置１００ａの自然循環回路４０ａは、過冷却冷媒配管３１と蒸気冷媒配管３２ａとを備えている。過冷却冷媒配管３１は、低元側第２凝縮器２２と低元側第２膨張弁２３との間と、低元側第２膨張弁２３と低元側受液器２４との間を接続している。蒸気冷媒配管３２ａは、低元側第２凝縮器２２と低元側第２膨張弁２３との間と、低元側受液器２４とを接続している。すなわち、蒸気冷媒配管３２ａは低元側受液器２４に直接接続されている。
【００４６】
本実施の形態２では、このように構成された自然循環回路４０ａにおいて、蒸気冷媒配管３２ａの接続位置を低元側受液器２４に設けている。これにより、カスケードコンデンサ３０の熱交換によって滴下される過冷却冷媒と、低元側受液器２４から吸い上げられる蒸気冷媒とが低元側第２膨張弁２３と、低元側受液器２４とを接続する配管で交錯することがなくなる。その結果、圧力損失を低減させることができ、自然循環回路４０ａを流れる冷媒を、より効率的に自然循環させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  室外ユニット、２  冷却ユニット、３  液配管、４  ガス配管、１０  高元側圧縮機、１１  高元側凝縮器、１２  高元側膨張弁、１３  高元側蒸発器、２０  低元側圧縮機、２１  低元側第１凝縮器、２２  低元側第２凝縮器、２３  低元側第２膨張弁、２４  低元側受液器、２５  低元側第１膨張弁、２６  低元側蒸発器、３０  カスケードコンデンサ、３１  過冷却冷媒配管、３２  蒸気冷媒配管、３２ａ  蒸気冷媒配管、３３  毛細管、３４  逆止弁、３５  電磁弁、４０  自然循環回路、４０ａ  自然循環回路、１００  二元冷凍装置、１００ａ  二元冷凍装置、１０１  高元冷凍サイクル、１０２  低元冷凍サイクル。
【図１】
0006727422.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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