(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、装置内の配管に充填される冷媒と大気空気とを直接接触させない機構を有し、装置内の配管に充填される冷媒として、乾燥空気、または乾燥窒素などを用いる密閉型空気冷媒冷凍装置を提供することである。【解決手段】  本発明の密閉型空気冷媒冷凍装置は、装置内の配管に充填される冷媒と大気空気とを直接接触させない機構を有する。また、装置内の配管に充填される冷媒として、当該配管の内部で最低温度になった場合においても結露しない程度に除湿された乾燥空気、または乾燥窒素などを用いる。【選択図】図３Ａ
2007071507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの第１の軸方向に接続されたコンプレッサと、
前記モータの第２の軸方向に接続された膨張タービンと、
前記コンプレッサの出口と前記膨張タービンの入口、および前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続することにより密閉ループを形成する冷媒循環配管と、
前記冷媒循環配管の前記コンプレッサの出口と前記膨張タービンの入口との間に設置される第１熱交換器と、
前記冷媒循環配管の前記コンプレッサの出口と前記膨張タービンの入口との間の前記第１熱交換器よりも前記膨張タービンの入口側に設置されて、前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続する前記冷媒循環配管との間で熱交換する第２熱交換器と、
前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続する前記冷媒循環配管の前記膨張タービンの出口と前記第２熱交換器との間に熱的に接続されて、冷凍対象物を保冷する冷凍庫と
を具備し、
前記冷媒循環配管には、前記冷媒循環配管の内部で最低温度になった場合においても結露しない程度に除湿された冷媒が密封される密閉型空気冷媒式冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の密閉型空気冷媒式冷却装置において、
前記冷媒は、乾燥空気である密閉型空気冷媒式冷却装置。
【請求項３】
請求項１に記載の密閉型空気冷媒式冷却装置において、
前記冷媒は、乾燥窒素である密閉型空気冷媒式冷却装置。
【請求項４】
請求項１から３までの少なくとも１項に記載の密閉型空気冷媒式冷却装置において、
さらに、前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続する前記冷媒循環配管の前記膨張タービンの出口と前記第２熱交換器との間に、ブライン配管との間で熱交換を行うためのブライン熱交換器を備え、
前記冷凍庫は、前記ブライン熱交換器を介して冷却される密閉型空気冷媒式冷却装置。
【請求項５】
請求項１から３までの少なくとも１項に記載の密閉型空気冷媒式冷却装置において、
前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続する前記冷媒循環配管の前記膨張タービンの出口と前記第２熱交換器との間の一部を前記冷凍庫の内部に配設することにより、前記冷凍対象物を保冷する密閉型空気冷媒式冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型空気冷媒冷凍装置に関し、特に装置内の配管に充填される冷媒と大気空気とを直接接触させない機構を有し、装置内の配管に充填される冷媒として乾燥空気、または乾燥窒素を用いる密閉型空気冷媒冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気冷媒冷凍装置の多くは開放型であり、直接大気中から装置内に冷媒とする空気を吸入し、当該空気を冷媒として直接冷却するシステムであった。図１に従来の開放型空気冷媒冷凍装置（直接冷却）の概略構成を示す。従来の開放型空気冷媒冷凍装置（直接冷却）１は、大気中から吸入した冷媒用空気を圧縮するためのコンプレッサ３、コンプレッサ３により圧縮された空気を大気温度と熱交換させる第１熱交換器５、第１熱交換器により温度を下げられた空気冷媒を、冷凍倉庫から排出される低温の空気冷媒と熱交換させることにより、さらに低温にする第２熱交換器６、第２熱交換器６により低温化された空気冷媒を断熱膨張させて降温させる膨張タービン４を備えている。コンプレッサ３および膨張タービン４は、モータ２の回転軸に固定されることにより回動する。図１に示されているように、従来の開放型空気冷媒冷凍装置１においては、大気中から取り込まれた冷媒としての空気が直接冷却されて、冷却された当該空気冷媒により、当該装置を構成する冷凍倉庫等の冷却対象７を保冷する。通常、冷却対象７は扉７ａを備えており、当該扉を介して冷却物の搬入および搬出を行う。このため、冷却対象７内部の空気は、外気との間で適宜入替えが生じる。
【０００３】
特に空気冷媒が膨張タービン４から放出された直後においては、空気冷媒中に含まれていた水分が結露して、空気冷媒を運ぶための配管内壁表面に霜や氷が付着する。このため、配管内にフィルタ（除霜器）８を取り付けて霜や氷を除去すると伴に、デフロスト、すなわち、フィルタに付着した霜や氷によりフィルタが目詰まりをした場合、又は目詰まりを防止するために、冷却対象７への冷却運転を止めて当該フィルタ（除霜器）８に蓄積される霜や氷を除去する必要があった。この結果、冷凍倉庫内に保管されている冷却対象物に常時冷風を供給できない時間帯が発生し，冷凍倉庫内に保管する冷却対象物として、特定の医薬品や生体など常に冷却を必要とするものに対しては使用に不向きであるといった問題があった。
【０００４】
上記した技術に関連して、以下に示すような報告がなされている。
【０００５】
非特許文献１に開示されている「Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ａｉｒ  Ｃｙｃｌｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｈｅａｔｉｎｇ，  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｎｇ，  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｉｎ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ」では、図２に示される密閉型の空気冷媒冷凍装置１０が提案されている。空気冷媒冷凍装置１０では、装置の起動前に、開閉バルブ１９を介して、密閉型空気冷媒循環ライン１８に大気中から冷媒となる空気が取り込まれる。そして、大気中から吸入した冷媒用空気を圧縮するためのコンプレッサ１３、コンプレッサ１３により圧縮された空気を大気温度と熱交換させる第１熱交換システム１５、第１熱交換システム１５により温度を下げられた空気冷媒を、冷凍倉庫１７から排出される低温の空気冷媒と熱交換させることにより、さらに低温にする第２熱交換システム１６、第２熱交換システム１６により低温化された空気冷媒を断熱膨張させて、ー７５℃近辺にまで降温させる膨張タービン１２を備えている。コンプレッサ１３および膨張タービン１２は、電気モータ１１の駆動力により回転する。図２に示されているように、非特許文献１に報告されている密閉型空気冷媒冷凍装置においては、大気中から取り込まれた空気冷媒を密閉型空気冷媒循環ライン１８に密閉して、運転環境に対応した任意の圧力に設定した後、冷却された当該冷媒により、第３熱交換システム１４を介して冷凍倉庫１７を保冷する。このため、当該装置が設置される動作環境（設置される場所の大気圧、および気圧変動）に影響されずに安定した冷却をすることの出来る密閉型空気冷媒冷凍装置１０を実現する。
【０００６】
【非特許文献１】“Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ａｉｒ  Ｃｙｃｌｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｈｅａｔｉｎｇ，  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｎｇ，  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｉｎ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ”  Ａｎｄｒｅｗ  Ｊ．Ｇｉｇｉｅｌ，  Ｅｒｉｃ  Ｇｒａｎｒｙｄ，  Ｐｅｔｅｒ  Ｎｏｖａｋ，  Ｊａｎ−Ｅｒｉｋ  Ｎｏｗａｃｋｉ，  Ｃａｒｍｅｎ  Ｓｔａｄｔｌａｎｄｅｒ，  Ｍａｒｃｅｌ  Ｊ．Ｅ．  Ｖｅｒｓｃｈｏｏｒ．  Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ：  Ｍａｒｃｅｌ  Ｊ．Ｅ．  Ｖｅｒｓｃｈｏｏｒ；  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｈｅａｔ  Ｐｕｍｐ  Ｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ：ＴＮＯ−ＭＥＰ  Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ  ３４２  ７３００  ＡＨ  ＡＰＥＬＤＯＯＲＮ  Ｔｈｅ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ２００１．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、装置内の配管に充填される冷媒と大気空気とを直接接触させない機構を有し、装置内の配管に充填される冷媒として水分を含まない乾燥空気、または冷媒中の水分を取り除いた窒素雰囲気等を用いる密閉型空気冷媒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】
【０００８】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用する括弧付き符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明の密閉型空気冷媒式冷却装置（２０，３０，４０）は、モータ（２）と、モータの第１の軸方向に接続されたコンプレッサ（３）と、モータの第２の軸方向に接続された膨張タービン（４）と、コンプレッサの出口と膨張タービンの入口、および膨張タービンの出口とコンプレッサの入口とを接続することにより密閉ループを形成する冷媒循環配管（２１）と、冷媒循環配管のコンプレッサの出口と膨張タービンの入口との間に設置される第１熱交換器（５）と、冷媒循環配管のコンプレッサの出口と膨張タービンの入口との間の第１熱交換器よりも膨張タービンの入口側に設置されて、膨張タービンの出口とコンプレッサの入口とを接続する冷媒循環配管との間で熱交換する第２熱交換器（６）と、膨張タービンの出口とコンプレッサの入口とを接続する冷媒循環配管の膨張タービンの出口と第２熱交換器との間に熱的に接続されて、冷凍対象物を保冷する冷凍庫（２）とを備え、冷媒循環配管には、冷媒循環配管の内部で最低温度になった場合においても結露しない程度に除湿された冷媒が密封される。
【００１０】
また、本発明の密閉型空気冷媒式冷却装置（２０，３０，４０）において、冷媒は、乾燥空気である。ここで、乾燥空気とは、冷媒循環配管の内部で最低温度になった場合においても結露しない程度に除湿された冷媒としての空気である。
【００１１】
また、本発明の密閉型空気冷媒式冷却装置（２０，３０，４０）において、冷媒は、乾燥窒素である。ここで、乾燥窒素とは、冷媒循環配管の内部で最低温度になった場合においても結露しない程度に除湿された冷媒としての窒素雰囲気である。
【００１２】
また本発明の密閉型空気冷媒式冷却装置（２０，３０）において、さらに、膨張タービン（４）の出口とコンプレッサ（３）の入口とを接続する冷媒循環配管（２１）の膨張タービンの出口と第２熱交換器（６）との間に、ブライン配管（２３、２４）との間で熱交換を行うためのブライン熱交換器（２２）を備え、冷凍庫（７）は、ブライン熱交換器を介して冷却される。
【００１３】
また、本発明の密閉型空気冷媒式冷却装置（４０）は、膨張タービン（４）の出口とコンプレッサ（３）の入口とを接続する冷媒循環配管（２１）の膨張タービンの出口と第２熱交換器（６）との間の一部を冷凍庫（７）の内部に配設することにより、冷凍対象物を保冷する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、装置内の配管に充填される冷媒と大気空気とを直接接触させない機構を有し、装置内の配管に充填される冷媒として乾燥空気、または乾燥窒素を用いる密閉型空気冷媒冷凍装置を提供することができる。
【００１５】
これにより、空気冷媒中に含まれる水分の結露した霜や氷を取り除くためのフィルタの設置が不要となり、装置の製造コストの低減が実現される。また、当該フィルタから霜や氷などを除去するための、保守コストや保守時間が削減される。さらに、本願の装置においては、常時冷却を継続できることにより、特定の医薬品や生体などのように常に冷却環境下に保管しなければならない冷却物にも対応することが出来る密閉型空気冷媒冷凍装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
添付図面を参照して、本発明による密閉型空気冷媒冷凍装置を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００１７】
本発明の密閉型空気冷媒冷凍装置は、装置内の配管に充填される冷媒と大気空気とを直接接触させない機構を有する。また、装置内の配管に充填される冷媒として、冷媒循環配管の内部で最低温度になった場合においても結露しない程度に除湿された乾燥空気、または乾燥窒素等を用いる。これにより、従来の空気冷媒冷凍機において空気冷媒の冷却中に生じていた、空気冷媒に含まれる水分の結露により発生する霜や氷を除去するためのフィルタの設置が不要となる。また、空気冷媒冷凍装置の製造コストおよび保守費用の低減が実現する。さらに、本願の空気冷媒冷凍装置においては、デフロストのために冷却対象７への冷却運転を停止することがなく、常時運転をすることができる。このため、特定の医薬品の他、生体など常に冷却環境下において保存を必要とする冷却物に対しても連続冷却が可能となり信頼性が向上する。
【００１８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置の概略構成を図３Ａおよび図３Ｂに示す。本実施の形態に係わる空気冷媒冷凍装置２０、３０は、冷媒を密閉して循環させるための密閉型空気冷媒循環ライン２１と、密閉型空気冷媒循環ライン２１の内部に密閉された冷媒を圧縮するためのコンプレッサ３と、コンプレッサ３により圧縮された空気を大気温度と熱交換させる第１熱交換器５と、第１熱交換器５により温度を下げられた空気冷媒を、冷凍倉庫７から排出される低温の空気冷媒と熱交換させることにより、さらに低温にする第２熱交換器６と、第２熱交換器６により低温化された空気冷媒を断熱膨張させて、ー８０℃近辺にまで降温させる膨張タービン４とを備えている。コンプレッサ３および膨張タービン４は、モータ２の回転軸に固定されることにより回動する。本実施の形態の密閉型空気冷媒冷凍装置２０、３０は、さらに、密閉型空気冷媒循環ライン２１上の膨張タービン４の下流位置に、冷却用のブラインと熱交換を行うためのブライン冷却器２２を備えている。本実施の形態の空気冷媒冷凍装置２０，３０は、ブライン冷却器２２において、ブラインライン２３、２４を循環するブラインを冷却する。そして、冷却された当該ブラインが、冷凍倉庫７内部に配設されているブラインライン２３、２４を循環することにより倉庫内部の温度を下げて、冷凍倉庫７内部に保存されている冷却対象物を保冷する。
【００１９】
本実施の形態においては、装置２０、３０の起動前に、装置内に設置され、冷媒を循環させるための密閉型空気冷媒循環ライン２１内部に冷媒が充填される。密閉型空気冷媒循環ライン２１に充填される冷媒として、密閉型空気冷媒循環ライン２１の内部で最低温度になった場合においても結露しない程度に除湿された乾燥空気、または乾燥窒素などが用いられる。ここで、密閉型空気冷媒循環ライン２１の内部を、通常の空気から、乾燥窒素又は乾燥空気に置換する方法としては、以下の方法が考えられる。つまり、密閉型空気冷媒循環ライン２１の低圧側、例えば第２熱交換器６の前で乾燥窒素又は乾燥空気を図示しないバルブから導入して密閉型空気冷媒循環ライン２１内を循環させ、密閉型空気冷媒循環ライン２１の高圧側、例えば膨張タービン４の入口前で図示しないバルブから乾燥空気又は乾燥窒素と混合された空気を排出する。なお、湿度計を用いて、密閉型空気冷媒循環ライン２１内の湿度が密閉型空気冷媒循環ライン２１内部におけるの最低温度でも結露しなくなる量となるまで、繰り返し実施するとよい。
なお、本実施の形態に係わる密閉型空気冷媒式冷却装置２０、３０において、冷凍庫７を、以下のものに適用することができる。
（Ａ）冷凍対象物を凍結するフリーザー。
（Ｂ）冷凍対象物を凍結乾燥炉させる凍結乾燥炉。
（Ｃ）特定の化学および医療薬品を保冷するための薬品反応炉。
（Ｄ）低温実験室。
（Ｅ）密閉型空気冷媒式冷却装置が、レフコンテナとして可搬式に構成される場合のコンテナボックス。
（Ｆ）密閉型空気冷媒式冷却装置が、車載型の冷却装置として構成される場合の車載型冷凍庫。
【００２０】
（実施の形態１における使用冷媒による冷凍性能の考察）
次に、本実施の形態における冷媒として、「乾燥空気」、または「乾燥窒素」を用いる場合の冷凍能力を、従来の大気中の水分を含んだ空気を冷媒として用いる場合と比較して説明する。
【００２１】
以下に、本実施の形態に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置２０、３０の冷媒として、「乾燥空気」、または「乾燥窒素」を使用した場合について，−３０℃倉庫を対象とした場合の冷凍性能についての検討を示す。
【００２２】
まず、検討条件として、以下のパラメータ値を仮定する（配管圧損は考慮しない）。
【００２３】
倉庫温度：−３０［℃］、
コンプレッサ効率：０．８０、
タービン効率：０．８５、
コンプレッサ入口温度：３６［℃］、
膨張タービン入口温度：−２４［℃］、
（コンプレッサ／膨張タービン）圧力比：１．９９、
また、空気および窒素の物性値として以下の値を用いる。
【００２４】
［空気物性値］
比熱：１．００５［ｋＪ／ｋｇＫ］、
密度：１．２９３［ｋｇ／ｍ３］、
比熱比：１．４
［窒素物性値］
比熱：１．０４０［ｋＪ／ｋｇＫ］、
密度：１．２５０［ｋｇ／ｍ３］、
比熱比：１．４、
ここで、コンプレッサ動力Ｗｃ［ｋＷ］、タービン動力Ｗｔ［ｋＷ］、冷凍能力：Ｗｃ［ｋＷ］、タービン出口温度Ｔｔ［℃］は、それぞれ以下の関係で示されることにより、
【数１】
2007071507.tif 000003
【数２】
2007071507.tif 000004
【数３】
2007071507.tif 000005
【００２５】
本実施の形態に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置２０、３０における成績係数ＣＯＰ（Coefficient of Performance）は、以下の関係で示される。
【数４】
2007071507.tif 000006
【００２６】
また、１０ＲＴに必要な冷媒流量Ｇは以下の関係で示される。
【数５】
2007071507.tif 000007
【００２７】
（Ｃｐ：比熱，Ｇ：流量，κ：比熱比，ρ：密度）
以上の計算式に，上記した各冷媒の物性値を与えて計算を行うと、図４に示す結果が得られる（但し、乾燥空気の冷凍能力の算出においては、比熱を一定としている）。
【００２８】
また、従来の冷媒である、水分を含む空気を冷媒として使用したときの冷凍能力については、−３０［℃］の空気を−６２［℃］にするために必要な熱の移動量を算出し、移動量の増加分が冷凍能力の低下に相当すると考えることにより、図５に示す結果が得られる。
【００２９】
つまり、−３０［℃］の空気を−６２［℃］にするために必要な熱の移動量［単位冷媒流量（１［ｋｇ／ｓ］）あたり］は、飽和湿り空気および乾燥空気各々において、
飽和湿り空気：−２９．５７−（−６２．２９）＝３２．７２  ［ｋＷ］
乾燥空気    ：−３０．１４−（−６２．２９）＝３２．１５  ［ｋＷ］となる。よって、飽和湿り空気の乾燥空気に対する熱量の損失は，
３２．７２−３２．１５＝０．５７  ［ｋＷ］
となり、乾燥空気を基準に考えると、
０．５７／３２．１５×１００＝１．７８［％］
の冷凍能力の低下となることが判る（余分な熱量を取り去らなければならない）。
【００３０】
以上の検討結果から，従来の冷媒として用いられていた大気中の水分を含んだ空気冷媒を、本実施の形態で用いられる「水分を含まない乾燥空気」、または「水分を取り除いた窒素雰囲気」に置き換えても、冷凍能力としてはほぼ同じである。また、本実施の形態においては、冷媒から水分を除去することにより、空気冷媒を運ぶための配管、および装置の構成部品各々への霜の付着が無くなり、錆びによる装置の機能低下が防止される。これにより、本実施の形態に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置においては、信頼性の向上が実現する。
【００３１】
上記してきたように、本実施の形態においては、従来の空気冷媒冷凍機において空気冷媒の冷却中に生じていた、空気冷媒中に含まれる水分の結露により発生する霜や氷を除去するためのフィルタの設置が不要となる。これにより、空気冷媒冷凍装置の製造コストおよび保守費用の低減が実現する。また、本願の空気冷媒冷凍装置においては、フィルタの清掃等のために装置の運転を停止することがなく、常時運転をすることができる。このため、特定の医薬品の他、生体など常に冷却環境下において保存を必要とする冷却物に対しても連続冷却が可能となり信頼性が向上する。さらに、本実施の形態においては、冷媒として水分を含まないものを使用することにより、装置内における錆びの発生を抑制し、装置そのものの信頼性を向上させることができる。
【００３２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置の概略構成を図６に示す。本実施の形態に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置４０の基本的な構成および動作原理は、実施の形態１のそれらと同様であり、ここではその説明を省略する。但し、本実施の形態においては、実施の形態１に備えられているブライン冷却器２２を有しておらず、換わりに、本実施の形態の密閉型空気冷媒循環ライン２１が冷凍倉庫７内部に直接配設される。そして、冷凍倉庫７内部に配設される密閉型空気冷媒循環ライン２１内部を冷却された空気冷媒が循環することにより倉庫内部の温度を下げて、冷凍倉庫７内部に保存される冷却対象物が保冷される。
【００３３】
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、装置４０の起動前に、冷媒を循環させるための密閉型空気冷媒循環ライン２１内部に冷媒が充填される。装置内の配管に充填される冷媒として、乾燥空気、または乾燥窒素などが用いられる。本実施の形態においては、ブラインを介した冷却を行わずに冷凍倉庫７内部を直接冷却するため、実施の形態１に比較して、さらに製造コストおよび保守費用の低減を実現することができる。
【００３４】
本実施の形態においては、実施の形態１と同様に、従来の空気冷媒冷凍機において空気冷媒の冷却中に生じていた、空気冷媒中の水分の結露により発生する霜や氷を除去するためのフィルタの設置が不要となる。これにより、空気冷媒冷凍装置の製造コストおよび保守費用の低減が実現する。また、本願の空気冷媒冷凍装置においては、フィルタの清掃等のために装置の運転を停止することがなく、常時運転をすることができる。このため、特定の医薬品の他、生体など常に冷却環境下において保存を必要とする冷却物に対しても連続冷却が可能となり信頼性が向上する。さらに、本実施の形態においては、冷媒として水分を含まないものを使用することにより、装置内における錆びの発生を抑制し、装置そのものの信頼性を向上させることができる。
なお、本実施の形態に係わる密閉型空気冷媒式冷却装置４０においても、冷凍庫７を、実施の形態１に記載した対象に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の開放型空気冷媒冷凍装置の概略構成を示す図である。
【図２】従来の密閉型空気冷媒冷凍装置の概略構成を示す図である。
【図３Ａ】実施の形態１に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置の概略構成を示す図である。
【図３Ｂ】実施の形態１に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置の概略構成を示す図である。
【図４】実施の形態１に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置におけるー３０℃冷却時の使用冷媒による冷凍性能一覧である。
【図５】水分を含んだ空気および水分を含まない乾燥空気のー３０℃およびー６０℃における物理状態一覧である。
【図６】実施の形態２に係わる密閉型空気冷媒冷凍装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…開放型空気冷媒冷凍装置（直接冷却）
２、１１…モータ
３、１３…コンプレッサ
４、１２…膨張タービン
５…第１熱交換器
６…第２熱交換器
７、１７…冷凍倉庫
７ａ…扉
８…除霜フィルタ
９…開放型空気冷媒循環ライン
１０…密閉型空気冷媒冷凍装置
１４…第３熱交換システム
１５…第１熱交換システム
１６…第２熱交換システム
１８…密閉型空気冷媒循環ライン
１９…開閉バルブ
２０、３０…密閉型空気冷媒冷凍装置（間接冷却）
２１…密閉型空気冷媒循環ライン
２２…ブライン冷却器
２３、２４…ブラインライン
４０…密閉型空気冷媒冷凍装置（直接冷却）
【図１】
2007071507.tif 000008
【図２】
2007071507.tif 000009
【図３Ａ】
2007071507.tif 000010
【図３Ｂ】
2007071507.tif 000011
【図４】
2007071507.tif 000012
【図５】
2007071507.tif 000013
【図６】
2007071507.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月22日(2006.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの第１の軸方向に接続されたコンプレッサと、
前記モータの第２の軸方向に接続された膨張タービンと、
前記コンプレッサの出口と前記膨張タービンの入口、および前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続することにより密閉ループを形成する冷媒循環配管と、
前記冷媒循環配管の前記コンプレッサの出口と前記膨張タービンの入口との間に設置される第１熱交換器と、
前記冷媒循環配管の前記コンプレッサの出口と前記膨張タービンの入口との間の前記第１熱交換器よりも前記膨張タービンの入口側に設置されて、前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続する前記冷媒循環配管との間で熱交換する第２熱交換器と
を具備し、
前記冷媒循環配管には、前記冷媒循環配管の内部で最低温度になった場合においても結露しない程度に除湿された冷媒が密封され、前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続する前記冷媒循環配管の前記膨張タービンの出口と前記第２熱交換器との間に熱的に接続される冷凍庫において、冷凍対象物が保冷される密閉型空気冷媒式冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の密閉型空気冷媒式冷却装置において、
前記冷媒は、乾燥空気である密閉型空気冷媒式冷却装置。
【請求項３】
請求項１に記載の密閉型空気冷媒式冷却装置において、
前記冷媒は、乾燥窒素である密閉型空気冷媒式冷却装置。
【請求項４】
請求項１から３までの少なくとも１項に記載の密閉型空気冷媒式冷却装置において、
さらに、前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続する前記冷媒循環配管の前記膨張タービンの出口と前記第２熱交換器との間に、ブライン配管との間で熱交換を行うためのブライン熱交換器を備え、
前記冷凍庫は、前記ブライン熱交換器を介して冷却される密閉型空気冷媒式冷却装置。
【請求項５】
請求項１から３までの少なくとも１項に記載の密閉型空気冷媒式冷却装置において、
前記膨張タービンの出口と前記コンプレッサの入口とを接続する前記冷媒循環配管の前記膨張タービンの出口と前記第２熱交換器との間の一部を前記冷凍庫の内部に配設することにより、前記冷凍対象物を保冷する密閉型空気冷媒式冷却装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の密閉型空気冷媒式冷却装置（２０，３０，４０）は、モータ（２）と、モータの第１の軸方向に接続されたコンプレッサ（３）と、モータの第２の軸方向に接続された膨張タービン（４）と、コンプレッサの出口と膨張タービンの入口、および膨張タービンの出口とコンプレッサの入口とを接続することにより密閉ループを形成する冷媒循環配管（２１）と、冷媒循環配管のコンプレッサの出口と膨張タービンの入口との間に設置される第１熱交換器（５）と、冷媒循環配管のコンプレッサの出口と膨張タービンの入口との間の第１熱交換器よりも膨張タービンの入口側に設置されて、膨張タービンの出口とコンプレッサの入口とを接続する冷媒循環配管との間で熱交換する第２熱交換器（６）とを備え、冷媒循環配管には、冷媒循環配管の内部で最低温度になった場合においても結露しない程度に除湿された冷媒が密封され、膨張タービンの出口とコンプレッサの入口とを接続する冷媒循環配管の膨張タービンの出口と第２熱交換器との間に熱的に接続される冷凍庫（２）において、冷凍対象物が保冷される。