(57)【要約】【課題】放熱器および蒸発器での冷凍機油の送りを向上する。【解決手段】複数並設したフィン２Ａ（４Ａ）と、フィン２Ａ（４Ａ）を貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管と、直管の端部を連結して各直管を一繋がりとした連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）とを備え、冷媒を上方から下方に送る態様で連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）を設ける。冷媒循環経路の循環運転時に冷凍機油が圧縮機から吐出された場合、ガスクーラー２あるいは蒸発器４において冷凍機油を冷媒とともに上方から下方に送る。これにより、粘度が高く、かつ、二酸化炭素と相溶性が悪い冷凍機油が使用されても、ガスクーラー２あるいは蒸発器４において冷凍機油の滞留を最低限に抑えて冷凍機油の送りを向上する。また、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にしてあるため、冷凍機油の滞留を最低限に抑えつつ、直管の全ての長さを長くして好適な熱交換効率を得ることができる。【選択図】        図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と有した冷媒循環経路を形成した冷媒冷却回路において、
前記放熱器は、複数並設したフィンと、前記各フィンを貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管と、前記各直管の端部を連結して前記各直管を一繋がりとした連結管とを有してなり、前記連結管は、冷媒を上方から下方に送る態様で設けてあることを特徴とする冷媒冷却回路。
【請求項２】
前記連結管は、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にする態様で設けてあることを特徴とする請求項１に記載の冷媒冷却回路。
【請求項３】
前記連結管は、冷媒を下方から上方に送る態様で、前記各直管の端部を飛び越えて連結して設けてあることを特徴とする請求項２に記載の冷媒冷却回路。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と有した冷媒循環経路を形成した冷媒冷却回路において、
前記蒸発器は、複数並設したフィンと、前記各フィンを貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管と、前記各直管の端部を連結して前記各直管を一繋がりとした連結管とを有してなり、前記連結管は、冷媒を上方から下方に送る態様で設けてあることを特徴とする冷媒冷却回路。
【請求項５】
前記連結管は、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にする態様で設けてあることを特徴とする請求項４に記載の冷媒冷却回路。
【請求項６】
前記連結管は、冷媒を下方から上方に送る態様で、前記各直管の端部を飛び越えて連結して設けてあることを特徴とする請求項５に記載の冷媒冷却回路。
【請求項７】
前記冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の冷媒冷却回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば断熱筐体の庫内の冷却を行うための冷媒循環経路を形成する冷媒冷却回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動販売機、冷蔵庫、冷凍ショーケース・冷蔵ショーケース、あるいは飲料ディスペンサなどの断熱筐体の冷却庫内を冷却するための冷媒冷却回路が知られている。冷媒冷却回路は、主に圧縮機、放熱器、絞り部、蒸発器を経て冷媒を循環する冷媒循環経路を形成してある。そして、冷媒冷却回路を循環する冷媒としては、地球環境に対する影響の少ない冷媒が使用してある。例えば、不燃性、安全性、不腐食性を有し、さらにオゾン層への影響が少ないなどの点で、二酸化炭素を冷媒として使用してある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５３０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、冷媒冷却回路の冷媒として二酸化炭素を使用すると、当該二酸化炭素の臨界温度が約３１℃と低いことから、従前の冷媒（例えばＨＦＣ冷媒（ハイドロフルオロカーボン））を使用したときと比較してはるかに圧力が高くなる。このため、圧縮機の内部における摩擦、冷媒漏れなどを防止する冷凍機油には粘度の高いものが使用される。しかし、圧縮機では、その内部に冷凍機油を完全に封止することが困難であり、冷媒循環経路の循環運転時に圧縮機から冷凍機油が吐出されることになる。すなわち、圧縮機から吐出した冷凍機油を、放熱器、絞り部、蒸発器を介して再び圧縮機に戻すことになる。
【０００５】
しかしながら、従来の冷媒冷却回路では、放熱器および蒸発器において冷凍機油が滞留するため、圧縮機から吐出した冷凍機油を冷媒循環経路に循環させて圧縮機に戻すことが難しい。これは、上述したように粘度の高い冷凍機油が使用され、かつ、二酸化炭素と冷凍機油との相溶性が悪いことによる。これにより、放熱器および蒸発器での熱交換率が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて、放熱器と蒸発器とでの冷凍機油の送りを向上することができる冷媒冷却回路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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷媒冷却回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と有した冷媒循環経路を形成した冷媒冷却回路において、前記放熱器は、複数並設したフィンと、前記各フィンを貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管と、前記各直管の端部を連結して前記各直管を一繋がりとした連結管とを有してなり、前記連結管は、冷媒を上方から下方に送る態様で設けてあることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係る冷媒冷却回路は、上記請求項１において、前記連結管は、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にする態様で設けてあることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係る冷媒冷却回路は、上記請求項２において、前記連結管は、冷媒を下方から上方に送る態様で、前記各直管の端部を飛び越えて連結して設けてあることを特徴とする。
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項４に係る冷媒冷却回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機から供給される冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器から供給される冷媒の流量を調節する絞り部と、前記絞り部から供給される冷媒を蒸発させて前記圧縮機に帰還させる蒸発器と有した冷媒循環経路を形成した冷媒冷却回路において、前記蒸発器は、複数並設したフィンと、前記各フィンを貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管と、前記各直管の端部を連結して前記各直管を一繋がりとした連結管とを有してなり、前記連結管は、冷媒を上方から下方に送る態様で設けてあることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に係る冷媒冷却回路は、上記請求項４において、前記連結管は、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にする態様で設けてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６に係る冷媒冷却回路は、上記請求項５において、前記連結管は、冷媒を下方から上方に送る態様で、前記各直管の端部を飛び越えて連結して設けてあることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７に係る冷媒冷却回路は、上記請求項１〜６のいずれか一つにおいて、前記冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る冷媒冷却回路は、放熱器あるいは蒸発器に関して、複数並設したフィンと、フィンを貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管と、直管の端部を連結して各直管を一繋がりとした連結管とを有してなる。そして、連結管は、冷媒を上方から下方に送る態様で設けてある。すなわち、冷媒循環経路の循環運転時に冷凍機油が圧縮機から吐出された場合、放熱器あるいは蒸発器では、冷凍機油を冷媒とともに上方から下方に送る。これにより、粘度が高く、かつ、冷媒と相溶性が悪い冷凍機油が使用されても、放熱器あるいは蒸発器において冷凍機油の滞留を最低限に抑えて冷凍機油の送りを向上することができる。この結果、圧縮機から吐出した冷凍機油を、放熱器、電子膨張弁、蒸発器を介して再び圧縮機に良好に戻すことができる。
【００１５】
また、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にする態様で連結管を設ける。あるいは、冷媒を下方から上方に送る態様で各直管の端部を飛び越えて連結して連結管を設ける。これにより、冷凍機油の滞留を最低限に抑えつつ、直管の全ての長さを長くして好適な熱交換効率を得ることができる。
【００１６】
特に、本発明の内部熱交換器は、冷媒として二酸化炭素を用いて冷媒循環経路が比較的高圧状態になる冷媒冷却回路に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷媒冷却回路の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１８】
図１は本発明に係る冷媒冷却回路の一実施例を示す概略図である。図１に示すように、本実施例における冷媒冷却回路は、主に、圧縮機１、ガスクーラー（放熱器）２、電子膨張弁（絞り部）３、蒸発器４を接続して、冷媒を循環可能な冷媒循環経路を形成したものである。また、冷媒は、本実施例では、例えば二酸化炭素を使用してある。二酸化炭素は、不燃性、安全性、不腐食性を有し、さらにオゾン層への影響が少ない冷媒である。
【００１９】
圧縮機１は、蒸発器４から帰還される二酸化炭素を圧縮して高温高圧の状態とするものである。圧縮機１は、本実施例では、中間熱交換器１０を使用して２段階の圧縮動作を実行する。具体的に、圧縮機１は、２段階の圧縮動作において、１段階目の圧縮動作を行う第１圧縮機１ａと、２段階目の圧縮動作を行う第２圧縮機１ｂとの間に中間熱交換器１０を設けてある。そして、中間熱交換器１０は、第１圧縮機１ａによる１段階目の圧縮動作の後に、第１圧縮機１ａが圧縮した状態の二酸化炭素を冷却して第２圧縮機１ｂに戻す。このように、圧縮機１は、中間熱交換器１０を介して２段階の圧縮動作を実行することで、低消費電力で高圧縮効率を得て二酸化炭素を所望とする高温高圧の状態に圧縮することが可能になる。なお、本実施例では、第１圧縮機１ａでの１段階目の圧縮によって二酸化炭素を約６ＭＰａに圧縮し、第２圧縮機１ｂでの２段階目の圧縮によって二酸化炭素を約９ＭＰａに圧縮する。
【００２０】
また、圧縮機１には、オイルセパレータ１１が接続してある。オイルセパレータ１１は、圧縮機１から吐出した冷凍機油を圧縮機１に戻すためのものである。冷凍機油は、圧縮機１の内部における摩擦、冷媒漏れなどを防止するが、この冷凍機油を圧縮機１の内部で完全に封止することが困難である。特に、上記のごとく圧縮機１によって二酸化炭素を高圧に圧縮しており、この圧力が従前の冷媒（例えばＨＦＣ冷媒（ハイドロフルオロカーボン））を使用したときと比較してはるかに高圧であるので、圧縮機１からの冷凍機油の吐出量は多くなる。そこで、本実施例では、圧縮機１において、第２圧縮機１ｂの出口側と、第１圧縮機１ａの入口側との間にオイルセパレータ１１を接続しており、第２圧縮機１ｂから吐出した冷凍機油を第１圧縮機１ａに戻している。
【００２１】
なお、圧縮機１としては、レシプロ圧縮機、ロータリー圧縮機、スクロール圧縮機、或いは、これらの圧縮能力を調整可能なインバータ圧縮機などがある。そして、冷媒冷却回路を配設する対象、環境、あるいは、冷媒冷却回路のコストなどに見合う圧縮機を適宜適用すればよい。
【００２２】
ガスクーラー２は、圧縮機１から供給される高温高圧の二酸化炭素を、放熱させて二酸化炭素を液化するためのものである。このガスクーラー２には、ファン２１が設けてある。ファン２１は、ガスクーラー２を送風するためのものであり、ファンモータ２２によって駆動される。
【００２３】
ここで、ガスクーラー２の詳細を説明する。図２はガスクーラーを示す平面図、図３はガスクーラーを示す前面図、図４はガスクーラーを示す左側面図、図５はガスクーラーを示す右側面図、図６は図２〜図５に示すガスクーラーにおける冷媒の流れを示す概略左側面図である。
【００２４】
図２〜図６に示すようにガスクーラー２は、例えばアルミフィン（以下フィンという）２Ａと銅管２Ｂとで構成したフィンチューブタイプのものである。フィン２Ａは、複数並設してある。銅管２Ｂは、直管２Ｂａと連結管２Ｂｂとからなる。直管２Ｂａは、各フィン２Ａを貫通しつつほぼ水平方向に複数配列してある。直管２Ｂａは、図４〜図６に示すように、前後方向に４列、上下方向に７段千鳥状に設けてある。連結管２Ｂｂは、各直管２Ｂａの端部を連結して、当該各直管２Ｂａを一繋がりとする態様で設けてある。なお、本実施例において、連結管２Ｂｂは、図５に示すように右側では、直管２Ｂａを略Ｕ字形に折り曲げて直管２Ｂａと一体に形成してある。また、連結管２Ｂｂは、図４に示すように左側では、直管２Ｂａの端部を別体で連結してある。
【００２５】
なお、図６に示すように、本実施例におけるガスクーラー２は、上述した中間熱交換器１０と一体に形成してある。具体的には、前側を１列目で後側を４列目とし、上側を１段目で下側を７段目とすると、図６に一点鎖線で示すように、各列の１〜２段目までを中間熱交換器１０とし、各列の３〜７段目をガスクーラー２としてある。
【００２６】
図４〜図６に示すように、ガスクーラー２では、左側の１列３段を入口とし、４列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列３段の直管２Ｂａの端部に入口管２Ｃａを接続し、４列７段の直管２Ｂａの端部に出口管２Ｃｂを接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂは、右側の１列３段と２列３段との間、左側の２列３段と１列４段との間、右側の１列４段と２列４段との間、左側の２列４段と１列５段との間、右側の１列５段と２列５段との間、左側の２列５段と１列６段との間、および右側の１列６段と２列６段との間で、直管２Ｂａの各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂは、左側の２列６段と３列３段との間で、直管２Ｂａの端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂは、右側の３列３段と４列３段との間、左側の４列３段と３列４段との間、右側の３列４段と４列４段との間、左側の４列４段と３列５段との間、右側の３列５段と４列５段との間、左側の４列５段と３列６段との間、右側の３列６段と４列６段との間、左側の４列６段と３列６段との間、および右側の３列６段と４列７段との間で、直管２Ｂａの各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂは、入口管２Ｃａから供給された冷媒を１列と２列との間で上方から下方に送り、また２列と３列との間で下方から上方に送り、また３列と４列との間で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、左側の２列６段と３列３段との間での１回である。なお、上記ガスクーラー２では、１列７段に直管２Ｂａを設けず、２列７段に温度センサ（図示せず）を設けてある。
【００２７】
また、図４〜図６に示すように、内部熱交換器１０では、左側の１列１段を入口とし、４列２段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａの端部に入口管２Ｄａを接続し、４列２段の直管２Ｂａの端部に出口管２Ｄｂを接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂは、右側の１列１段と２列１段との間、左側の２列１段と１列２段との間、および右側の１列２段と２列２段との間で、直管２Ｂａの各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂは、左側の２列２段と３列１段との間で、直管２Ｂａの各端部を連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂは、右側の３列１段と４列１段との間、左側の４列１段と３列２段との間、および右側の３列２段と４列２段との間で、直管２Ｂａの各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂは、入口管２Ｄａから供給された冷媒を１列と２列との間で上方から下方に送り、また２列と３列との間で下方から上方に送り、また３列と４列との間で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、左側の２列２段と３列１段との間での１回である。
【００２８】
電子膨張弁３は、ガスクーラー２から供給される二酸化炭素を減圧し、蒸発温度および流量を制御するためのものである。
【００２９】
蒸発器４は、電子膨張弁３から供給される液体の二酸化炭素が蒸発したとき、周囲の熱を吸収することによって周囲温度を冷却するためのものである。この蒸発器４には、ファン４１が設けてある。ファン４１は、蒸発器４を送風するためのものであり、ファンモータ４２によって駆動される。
【００３０】
蒸発器４は、例えば自動販売機、冷蔵庫、冷凍ショーケース・冷蔵ショーケース、あるいは飲料ディスペンサなどにおける断熱筐体の冷却庫の内部に配置してある。特に、本実施例では、例えば自動販売機において、複数（実施例では３室）の冷却庫（商品収納庫）をそれぞれ独立して冷却するために、各冷却庫内に蒸発器４（４ａ，４ｂ，４ｃ）をそれぞれ配置してある。すなわち、蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃは、電子膨張弁３から３方に分岐したそれぞれの経路に接続してある。また、前記各経路において各蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃの入口側には、各電磁弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃがそれぞれ設けてある。そして、各電磁弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃを選択的に開放することで、各蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃに電子膨張弁３からの二酸化炭素が供給される。また、各蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃの出口側の経路は、互いに集合して圧縮機１の第１圧縮機１ａに接続してある。なお、本実施例における電磁弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、その入口側と出口側との圧力差（例えば入口側が高圧で出力側が低圧）、およびバネ弾性力を利用することによって弁体を弁座に当接させるよう助勢して閉鎖状態になり、この状態から電磁コイル部に通電されると弁体が弁座から離間されて開放状態になる構成のものが採用してある。
【００３１】
ここで、蒸発器４の詳細を説明する。図７は蒸発器を示す平面図、図８は蒸発器を示す前面図、図９は蒸発器を示す左側面図、図１０は蒸発器を示す右側面図、図１１は図７〜図１０に示す蒸発器における冷媒の流れを示す概略左側面図である。
【００３２】
図７〜図１１に示すように蒸発器４は、例えばアルミフィン（以下フィンという）４Ａと銅管４Ｂとで構成したフィンチューブタイプのものである。フィン４Ａは、複数並設してある。銅管４Ｂは、直管４Ｂａと連結管４Ｂｂとからなる。直管４Ｂａは、各フィン４Ａを貫通しつつほぼ水平方向に複数配列してある。直管４Ｂａは、図９〜図１１に示すように、前後方向に３列、上下方向に７段千鳥状に設けてある。連結管４Ｂｂは、各直管４Ｂａの端部を連結して、当該各直管４Ｂａを一繋がりとする態様で設けてある。なお、本実施例において、連結管４Ｂｂは、図１０に示すように右側では、直管４Ｂａを略Ｕ字形に折り曲げて直管４Ｂａと一体に形成してある。また、連結管４Ｂｂは、図９に示すように左側では、直管２Ｂａの端部を別体で連結してある。
【００３３】
図９〜図１１に示すように、蒸発器４は、左側の１列１段を入口とし、３列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管４Ｂａの端部に入口管４Ｃａを接続し、３列７段の直管４Ｂａの端部に出口管４Ｃｂを接続して設けてある。そして、連結管４Ｂｂは、右側の１列１段と１列２段との間、左側の１列２段と１列３段との間、右側の１列３段と１列４段との間、左側の１列４段と１列５段との間、および右側の１列５段と１列６段との間で、直管４Ｂａの各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管４Ｂｂは、左側の１列６段と２列１段との間で、直管４Ｂａの端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管４Ｂｂは、右側の２列１段と３列１段との間、左側の３列１段と２列２段との間、右側の２列２段と３列２段との間、左側の３列２段と２列３段との間、右側の２列３段と３列３段との間、左側の３列３段と２列４段との間、右側の２列４段と３列４段との間、左側の３列４段と２列５段との間、右側の２列５段と３列５段との間、左側の３列５段と２列６段との間、右側の２列６段と３列６段との間、左側の３列６段と２列７段との間、および右側の２列７段と３列７段との間で、直管４Ｂａの各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管４Ｂｂは、入口管４Ｃａから供給された冷媒を１列で上方から下方に送り、また１列と２列との間で下方から上方に送り、また２列と３列との間で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、左側の１列６段と２列１段との間での１回である。なお、上記蒸発器４では、１列７段に直管４Ｂａを設けていない。
【００３４】
また、電子膨張弁３から各蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃに至る各経路であって、各電磁弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃと各蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃとの間には、それぞれ減圧手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けてある。減圧手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、電磁弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃと蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃとの間の経路中に圧力抵抗を付与する絞りとして作用する。本実施例における減圧手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、前記各経路中に設けたオリフィスとして形成してある。なお、減圧手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、経路中に圧力抵抗を付与する絞りとして作用するものであればオリフィスに限定されない。
【００３５】
なお、蒸発器４の周辺部の温度は、蒸発器４が周辺部の熱を吸収することによって低下する。冷凍サイクルとしては、蒸発器４で吸収した蒸発熱を捨てる必要があるが、蒸発器４を設けた断熱筐体の庫内は、外部の気温よりかなり低い温度になっており、低温部から奪った熱を高温の外部へ直接捨てることができない。そこで、圧縮機１は、蒸発器４の蒸発熱を外部の気温より高い温度にして捨てるため、蒸発器４から供給される二酸化炭素を高温高圧の蒸気に変換する役目を担っている。
【００３６】
また、断熱筐体の冷却庫の内部に設けた蒸発器４に関し、冷媒循環経路への冷媒の循環運転時に伴って結露水などが排水として発生する。そして、排水は、冷却庫の外部であって圧縮機１およびガスクーラー２などを配した部位にある蒸発手段１５に導かれる。この蒸発手段１５は、圧縮機１（第２圧縮機１ｂ）とガスクーラー２との間であって、オイルセパレータ１１の出口側からガスクーラー２の入口側の間の経路に設けてある。図には明示しないが、蒸発手段１５は、排水を導かれる蒸発皿と、当該蒸発皿の内方に配置した蒸発パイプと、当該蒸発パイプに関わる吸水性の蒸発シートとを有している。蒸発パイプは、オイルセパレータ１１の出口側からガスクーラー２の入口側の間の経路に接続してあって、圧縮機１から吐出した高温高圧の二酸化炭素が通過する。すなわち、蒸発皿に導かれた排水は、高温高圧の二酸化炭素が通過する蒸発パイプによって加熱され、蒸発シートに吸収されて蒸発する。このとき、排水によって蒸発パイプに通過する二酸化炭素を予冷する。
【００３７】
ところで、二酸化炭素を冷媒として使用したとき、外気温が高温となる夏場などでは、ガスクーラー２の温度が二酸化炭素の臨界温度（約３１℃）を越える場合がある。この場合、ガスクーラー２において二酸化炭素が気化したままで液化しなくなる超臨界圧力の状態となる。一方、蒸発器４を通過した二酸化炭素は、全て気化していることが望ましい。蒸発器４を通過した二酸化炭素が一部液化したままで圧縮機１に供給されると、圧縮機１は液圧縮を起こしてシリンダーを破損してしまうおそれがある。
【００３８】
そこで、ガスクーラー２と電子膨張弁３との間、蒸発器４と圧縮機１（第１圧縮機１ａ）との間に内部熱交換器１４を設けてある。図には明示しないが、内部熱交換器１４の内部では、ガスクーラー２と電子膨張弁３との間の冷媒管路と、蒸発器４と圧縮機１との間の冷媒管路とが、互いに熱交換可能な距離を有して非接触向流するように配設してある。これにより、ガスクーラー２から得られる二酸化炭素は、液化しやすくなる。一方、圧縮機１には、蒸発器４から気化した二酸化炭素が供給される。
【００３９】
以下、二酸化炭素を冷媒として使用する本発明の冷媒冷却回路の動作について説明する。なお、冷媒冷却回路の以下の動作において、電磁弁１２ａのみが開放状態で、他の電磁弁１２ｂ，１２ｃが閉塞状態であることとする。
【００４０】
冷却庫にある蒸発器４ａから帰還された二酸化炭素は、内部熱交換器１４を介して第１圧縮機１ａに吸引されて低圧圧縮（約６ＭＰａに圧縮）される。第１圧縮機１ａから吐出された二酸化炭素は、中間熱交換器１０を経て冷却された後に第２圧縮機１ｂに吸引されて高圧圧縮（約９ＭＰａに圧縮）される。このとき、第２圧縮機１ｂから二酸化炭素と共に吐出された冷凍機油は、オイルセパレータ１１によって第１圧縮機１ａの入口側に戻される。
【００４１】
次いで、第２圧縮機１ｂから吐出された二酸化炭素は、蒸発手段１５で予冷されて、ガスクーラー２に送られる。ガスクーラー２に送られた二酸化炭素は、放熱されて液化して、内部熱交換器１４を介して電子膨張弁３に至る。
【００４２】
次いで、電子膨張弁３において、二酸化炭素は、減圧されて蒸発温度および流量を制御される。その後、二酸化炭素は、開放状態にある電磁弁１２ａを経て、減圧手段１３ａを介して蒸発器４ａに至る。
【００４３】
最後に、蒸発器４ａに供給された二酸化炭素は、吸熱して加熱蒸気として気化される。二酸化炭素の吸熱によって蒸発器４ａを設けた冷却庫の内部が独立して冷却されることになる。そして、二酸化炭素は、蒸発器４ａから内部熱交換器１４を介して第１圧縮機１ａに吸引されて帰還して循環運転が行われる。
【００４４】
上記二酸化炭素の循環運転において、閉鎖状態にしてある電磁弁１２ｂ，１２ｃを有した経路に設けた蒸発器４ｂ，４ｃは、上記循環運転が実行されている冷媒循環経路の蒸発器４ａと出口側が集合してある。このため、従前では電磁弁１２ａのみが開放状態である場合に、閉塞状態の電磁弁１２ｂ，１２ｃの入口側と出口側との圧力差がほぼ等しくなる。しかし、本実施例では、各電磁弁１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、各蒸発器４ａ，４ｂ，４ｃとの間の経路に減圧手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃがそれぞれ設けてある。このため、閉鎖状態の電磁弁１２ｂ，１２ｃを有した経路では、減圧手段１３ｂ，１３ｃが経路中に圧力抵抗を付与する絞りとして作用するため、閉鎖状態の電磁弁１２ｂ，１２ｃの出口側が低圧になり入口側が高圧になる。これにより、閉鎖状態にある電磁弁１２ｂ，１２ｃの入口側と出口側との間に圧力差が生じ、入口側と出口側との圧力差によって電磁弁１２ｂ，１２ｃの閉塞状態が助勢されるので、当該電磁弁１２ｂ，１２ｃの閉鎖状態が維持される。
【００４５】
また、ガスクーラー２は、複数並設したフィン２Ａと、フィン２Ａを貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管２Ｂａと、直管２Ｂａの端部を連結して各直管２Ｂａを一繋がりとした連結管２Ｂｂとを有してなる。そして、連結管２Ｂｂは、冷媒を上方から下方に送りつつ、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にする態様で設けてある。具体的に、連結管２Ｂｂは、冷媒を下方から上方に送る態様で、直管２Ｂａの端部を飛び越えて連結して設けてある。すなわち、冷媒循環経路の循環運転時に冷凍機油が圧縮機１（第２圧縮機１ｂ）から吐出された場合、ガスクーラー２では、冷凍機油を冷媒とともに上方から下方に送りつつ、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にしてある。これにより、粘度が高く、かつ、二酸化炭素と相溶性が悪い冷凍機油が使用されても、ガスクーラー２において冷凍機油の滞留を最低限に抑えて冷凍機油の送りを向上することが可能になる。この結果、圧縮機１から吐出した冷凍機油を、ガスクーラー２、電子膨張弁３、蒸発器４を介して再び圧縮機１に良好に戻すことが可能になる。また、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にしてあるため、冷凍機油の滞留を最低限に抑えつつ、直管２Ｂａの全ての長さを長くして好適な熱交換効率を得ることが可能になる。
【００４６】
なお、上述したガスクーラー２において、図１１で示す蒸発器４の形態を採用してもよい。
【００４７】
さらに、蒸発器４は、複数並設したフィン４Ａと、フィン４Ａを貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管４Ｂａと、直管４Ｂａの端部を連結して各直管４Ｂａを一繋がりとした連結管４Ｂｂとを有してなる。そして、連結管４Ｂｂは、冷媒を上方から下方に送りつつ、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にする態様で設けてある。具体的に、連結管４Ｂｂは、冷媒を下方から上方に送る態様で、直管４Ｂａの端部を飛び越えて連結して設けてある。すなわち、冷媒循環経路の循環運転時に冷凍機油が圧縮機１（第２圧縮機１ｂ）から吐出された場合、蒸発器４では、冷凍機油を冷媒とともに上方から下方に送りつつ、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にしてある。これにより、粘度が高く、かつ、二酸化炭素と相溶性が悪い冷凍機油が使用されても、蒸発器４において冷凍機油の滞留を最低限に抑えて冷凍機油の送りを向上することが可能になる。この結果、圧縮機１から吐出した冷凍機油を、ガスクーラー２、電子膨張弁３、蒸発器４を介して再び圧縮機１に良好に戻すことが可能になる。また、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にしてあるため、冷凍機油の滞留を最低限に抑えつつ、直管４Ｂａの全ての長さを長くして好適な熱交換効率を得ることが可能になる。
【００４８】
以下、ガスクーラー２あるいは蒸発器４の別の実施例を説明する。図１２〜図２３はガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【００４９】
図１２では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に４列、上下方向に７段千鳥状に設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、４列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、４列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と２列１段との間、左側の２列１段と１列２段との間、右側の１列２段と２列２段との間、左側の２列２段と１列３段との間、右側の１列３段と２列３段との間、左側の２列３段と１列４段との間、右側の１列４段と２列４段との間、左側の２列４段と１列５段との間、右側の１列５段と２列５段との間、左側の２列５段と１列６段との間、および右側の１列６段と２列６段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、左側の２列６段と３列１段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の３列１段と４列１段との間、左側の４列１段と３列２段との間、右側の３列２段と４列２段との間、左側の４列２段と３列３段との間、右側の３列３段と４列３段との間、左側の４列３段と３列４段との間、右側の３列４段と４列４段との間、左側の４列４段と３列５段との間、右側の３列５段と４列５段との間、左側の４列５段と３列６段との間、右側の３列６段と４列６段との間、左側の４列６段と３列７段との間、および右側の３列７段と４列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列と２列との間で上方から下方に送り、また２列と３列との間で下方から上方に送り、また３列と４列との間で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、左側の２列６段と３列１段との間での１回である。なお、図１２の例では、１列７段および２列７段に直管２Ｂａ（４Ｂａ）を設けていない。
【００５０】
図１３では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に４列、上下方向に７段千鳥状に設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、右側の４列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、右側の４列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と１列２段との間、左側の１列２段と１列３段との間、右側の１列３段と１列４段との間、左側の１列４段と１列５段との間、右側の１列５段と１列６段との間、および左側の１列６段と１列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列７段と３列１段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、左側の３列１段と４列１段との間、右側の４列１段と２列１段との間、左側の２列１段と３列２段との間、右側の３列２段と４列２段との間、左側の４列２段と２列２段との間、右側の２列２段と３列３段との間、左側の３列３段と４列３段との間、右側の４列３段と２列３段との間、左側の２列３段と３列４段との間、右側の３列４段と４列４段との間、左側の４列４段と２列４段との間、右側の２列４段と３列５段との間、左側の３列５段と４列５段との間、右側の４列５段と２列５段との間、左側の２列５段と３列６段との間、右側の３列６段と４列６段との間、左側の４列６段と２列６段との間、右側の２列６段と３列７段との間、および左側の３列７段と４列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列で上方から下方に送り、また１列と３列との間で下方から上方に送り、また２列〜４列の間で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、右側の１列６段と３列１段との間での１回である。なお、図１３の例では、２列７段に直管２Ｂａ（４Ｂａ）を設けていない。
【００５１】
図１４では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に３列、上下方向に７段千鳥状に設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、右側の３列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、右側の３列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と２列２段との間、左側の２列２段と１列２段との間、右側の１列２段と２列３段との間、左側の２列３段と１列３段との間、右側の１列３段と２列４段との間、左側の２列４段と１列４段との間、右側の１列４段と２列５段との間、左側の２列５段と１列５段との間、右側の１列５段と２列６段との間、左側の２列６段と１列６段との間、および右側の１列６段と２列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、左側の２列７段と３列１段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の３列１段と３列２段との間、左側の３列２段と３列３段との間、右側の３列３段と３列４段との間、左側の３列４段と３列５段との間、右側の３列５段と３列６段との間、および左側の３列６段と３列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列と２列との間で上方から下方に送り、また２列と３列との間で下方から上方に送り、また３列で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、左側の２列６段と３列１段との間での１回である。なお、図１４の例では、１列７段および２列１段に直管２Ｂａ（４Ｂａ）を設けていない。
【００５２】
図１５では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に３列、上下方向に７段千鳥状に設けた例を示す。この例では、左側の２列１段を入口とし、３列７段を出口としてある。すなわち、左側の２列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、３列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の２列１段と３列１段との間、左側の３列１段と１列１段との間、右側の１列１段と２列２段との間、左側の２列２段と３列２段との間、右側の３列２段と１列２段との間、左側の１列２段と２列３段との間、右側の２列３段と３列３段との間、左側の３列３段と１列３段との間、右側の１列３段と２列４段との間、左側の２列４段と３列４段との間、右側の３列４段と１列４段との間、左側の１列４段と２列５段との間、右側の２列５段と３列５段との間、左側の３列５段と１列５段との間、右側の１列５段と２列６段との間、左側の２列６段と３列６段との間、右側の３列６段と１列６段との間、左側の１列６段と２列７段との間、および右側の２列７段と３列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列〜３列の間で上方から下方に送る。なお、図１５の例では、１列７段に直管２Ｂａ（４Ｂａ）を設けていない。
【００５３】
図１６では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に３列、上下方向に７段格子状に設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、右側の３列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、右側の３列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と２列１段との間、左側の２列１段と２列２段との間、右側の２列２段と１列２段との間、左側の１列２段と１列３段との間、右側の１列３段と２列３段との間、左側の２列３段と２列４段との間、右側の２列４段と１列４段との間、左側の１列４段と１列５段との間、右側の１列５段と２列５段との間、左側の２列５段と２列６段との間、右側の２列６段と１列６段との間、左側の１列６段と１列７段との間、および右側の１列７段と２列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、左側の２列７段と３列１段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の３列１段と３列２段との間、左側の３列２段と３列３段との間、右側の３列３段と３列４段との間、左側の３列４段と３列５段との間、右側の３列５段と３列６段との間、および左側の３列６段と３列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列と２列との間で上方から下方に送り、また２列と３列との間で下方から上方に送り、また３列で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、左側の２列７段と３列１段との間での１回である。
【００５４】
図１７では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に３列、上下方向に７段格子状に設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、２列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、２列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と１列２段との間、左側の１列２段と１列３段との間、右側の１列３段と１列４段との間、左側の１列４段と１列５段との間、右側の１列５段と１列６段との間、および左側の１列６段と１列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列７段と２列１段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、左側の２列１段と３列１段との間、右側の３列１段と３列２段との間、左側の３列２段と２列２段との間、右側の２列２段と２列３段との間、左側の２列３段と３列３段との間、右側の３列３段と３列４段との間、左側の３列４段と２列４段との間、右側の２列４段と２列５段との間、左側の２列５段と３列５段との間、右側の３列５段と３列６段との間、左側の３列６段と２列６段との間、および右側の２列６段と２列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列で上方から下方に送り、また１列と２列との間で下方から上方に送り、また２列と３列との間で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、左側の１列７段と２列１段との間での１回である。なお、図１７の例では、３列７段に直管２Ｂａ（４Ｂａ）を設けていない。
【００５５】
図１８では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に３列、上下方向に７段格子状に設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、右側の１列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、右側の１列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と２列１段との間、左側の２列１段と３列１段との間、右側の３列１段と３列２段との間、左側の３列２段と２列２段との間、右側の２列２段と１列２段との間、左側の１列２段と１列３段との間、右側の１列３段と２列３段との間、左側の２列３段と３列３段との間、右側の３列３段と３列４段との間、左側の３列４段と２列４段との間、右側の２列４段と１列４段との間、左側の１列４段と１列５段との間、右側の１列５段と２列５段との間、左側の２列５段と３列５段との間、右側の３列５段と３列６段との間、左側の３列６段と２列６段との間、右側の２列６段と１列６段との間、および左側の１列６段と１列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列〜３列の間で上方から下方に送る。なお、図１８の例では、２列７段および３列７段に直管２Ｂａ（４Ｂａ）を設けていない。
【００５６】
図１９では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に２列、上下方向に７段千鳥状に設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、２列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、２列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と２列１段との間、左側の２列１段と１列２段との間、右側の１列２段と２列２段との間、左側の２列２段と１列３段との間、右側の１列３段と２列３段との間、左側の２列３段と１列４段との間、右側の１列４段と２列４段との間、左側の２列４段と１列５段との間、右側の１列５段と２列５段との間、左側の２列５段と１列６段との間、右側の１列６段と２列６段との間、左側の２列６段と１列７段との間、および右側の１列７段と２列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列と２列との間で上方から下方に送る。
【００５７】
図２０では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に２列、上下方向に７段千鳥状に設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、２列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、２列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と１列２段との間、左側の１列２段と１列３段との間、右側の１列３段と１列４段との間、左側の１列４段と１列５段との間、右側の１列５段と１列６段との間、および左側の１列６段と１列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列７段と２列１段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、左側の２列１段と２列２段との間、右側の２列２段と２列３段との間、左側の２列３段と２列４段との間、右側の２列４段と２列５段との間、左側の２列５段と２列６段との間、および右側の２列６段と２列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列で上方から下方に送り、また１列と２列との間で下方から上方に送り、また２列で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、右側の１列７段と２列１段との間での１回である。
【００５８】
図２１では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に２列、上下方向に７段千鳥状に設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、２列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、２列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と２列１段との間、左側の２列１段と１列２段との間、右側の１列２段と２列２段との間、左側の２列２段と１列３段との間、右側の１列３段と２列３段との間、左側の２列３段と１列４段との間、右側の１列４段と１列５段との間、左側の１列５段と１列６段との間、および右側の１列６段と１列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、左側の１列７段と２列４段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の２列４段と２列５段との間、左側の２列５段と２列６段との間、および右側の２列６段と２列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列および２列で上方から下方に送り、また１列と２列との間で下方から上方に送り、また２列で上方から下方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、左側の１列７段と２列４段との間での１回である。
【００５９】
図２２では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に１列設けた例を示す。この例では、左側の１列１段を入口とし、右側の１列７段を出口としてある。すなわち、左側の１列１段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、右側の１列７段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と１列２段との間、左側の１列２段と１列３段との間、右側の１列３段と１列４段との間、左側の１列４段と１列５段との間、右側の１列５段と１列６段との間、および左側の１列６段と１列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列で上方から下方に送る。
【００６０】
図２３では、直管２Ｂａ（４Ｂａ）を前後方向に１列設けた例を示す。この例では、左側の１列４段を入口とし、右側の１列３段を出口としてある。すなわち、左側の１列４段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に入口管２Ｃａ（４Ｃａ）を接続し、右側の１列３段の直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部に出口管２Ｃｂ（４Ｃｂ）を接続して設けてある。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列４段と１列５段との間、左側の１列５段と１列６段との間、および右側の１列６段と１列７段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。さらに、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、左側の１列７段と１列１段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部の段を飛び超えて連結して設けてある。また、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、右側の１列１段と１列２段との間、および左側の１列２段と１列３段との間で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の各端部をそれぞれ連結して設けてある。これにより、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、入口管２Ｃａ（４Ｃａ）から供給された冷媒を１列で上方から下方、および下方から上方に送る。また、冷媒を下方から上方に送る箇所は、左側の１列７段と１列１段との間での１回である。
【００６１】
このように、別の実施例におけるガスクーラー２あるいは蒸発器４は、複数並設したフィン２Ａ（４Ａ）と、フィン２Ａ（４Ａ）を貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管２Ｂａ（４Ｂａ）と、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部を連結して各直管２Ｂａ（４Ｂａ）を一繋がりとした連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）とを有してなる。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、冷媒を上方から下方に送りつつ、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にする態様で設けてある（図１２、図１３、図１４、図１６、図１７、図２０、図２１および図２３参照）。具体的に、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、冷媒を下方から上方に送る態様で、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部を飛び越えて連結して設けてある。すなわち、冷媒循環経路の循環運転時に冷凍機油が圧縮機１（第２圧縮機１ｂ）から吐出された場合、ガスクーラー２あるいは蒸発器４では、冷凍機油を冷媒とともに上方から下方に送りつつ、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にしてある。これにより、粘度が高く、かつ、二酸化炭素と相溶性が悪い冷凍機油が使用されても、ガスクーラー２あるいは蒸発器４において冷凍機油の滞留を最低限に抑えて冷凍機油の送りを向上することが可能になる。この結果、圧縮機１から吐出した冷凍機油を、ガスクーラー２、電子膨張弁３、蒸発器４を介して再び圧縮機１に良好に戻すことが可能になる。また、下方から上方への冷媒の送りを１回以内にしてあるため、冷凍機油の滞留を最低限に抑えつつ、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の全ての長さを長くして好適な熱交換効率を得ることが可能になる。
【００６２】
また、別の実施例におけるガスクーラー２あるいは蒸発器４は、複数並設したフィン２Ａ（４Ａ）と、フィン２Ａ（４Ａ）を貫通しつつほぼ水平方向に複数配設した直管２Ｂａ（４Ｂａ）と、直管２Ｂａ（４Ｂａ）の端部を連結して各直管２Ｂａ（４Ｂａ）を一繋がりとした連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）とを有してなる。そして、連結管２Ｂｂ（４Ｂｂ）は、冷媒を上方から下方に送る態様で設けてある（図１５、図１８、図１９および図２２参照）。すなわち、冷媒循環経路の循環運転時に冷凍機油が圧縮機１（第２圧縮機１ｂ）から吐出された場合、ガスクーラー２あるいは蒸発器４では、冷凍機油を冷媒とともに上方から下方に送る。これにより、粘度が高く、かつ、二酸化炭素と相溶性が悪い冷凍機油が使用されても、ガスクーラー２あるいは蒸発器４において冷凍機油の滞留を最低限に抑えて冷凍機油の送りを向上することが可能になる。この結果、圧縮機１から吐出した冷凍機油を、ガスクーラー２、電子膨張弁３、蒸発器４を介して再び圧縮機１に良好に戻すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る冷媒冷却回路の一実施例を示す概略図である。
【図２】ガスクーラーを示す平面図である。
【図３】ガスクーラーを示す前面図である。
【図４】ガスクーラーを示す左側面図である。
【図５】ガスクーラーを示す右側面図である。
【図６】図２〜図５に示すガスクーラーにおける冷媒の流れを示す概略左側面図である。
【図７】蒸発器を示す平面図である。
【図８】蒸発器を示す前面図である。
【図９】蒸発器を示す左側面図である。
【図１０】蒸発器を示す右側面図である。
【図１１】図７〜図１０に示す蒸発器における冷媒の流れを示す概略左側面図である。
【図１２】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図１３】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図１４】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図１５】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図１６】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図１７】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図１８】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図１９】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図２０】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図２１】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図２２】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【図２３】ガスクーラーあるいは蒸発器における冷媒の流れを示す別の実施例の概略左側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    圧縮機
１ａ    第１圧縮機
１ｂ    第２圧縮機
２    ガスクーラー（放熱器）
２Ａ    フィン
２Ｂ    銅管
２Ｂａ    直管
２Ｂｂ    連結管
２Ｃａ    入口管
２Ｃｂ    出口管
２Ｄａ    入口管
２Ｄｂ    出口管
２１    ファン
２２    ファンモータ
３    電子膨張弁（絞り部）
４（４ａ，４ｂ，４ｃ）    蒸発器
４Ａ    フィン
４Ｂ    銅管
４Ｂａ    各直管
４Ｂｂ    連結管
４Ｃａ    入口管
４Ｃｂ    出口管
４１    ファン
４２    ファンモータ
１０    中間熱交換器
１１    オイルセパレータ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ    電磁弁
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ    減圧手段
１４    内部熱交換器
１５    蒸発手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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