(57)【要約】【課題】水冷ガスクーラを有するコンテナ用冷凍装置において、冷媒として二酸化炭素を使用した超臨界冷凍サイクルを採用するにあたり、水冷ガスクーラの熱交換効率を向上させる。【解決手段】コンテナ用冷凍装置（１）は、圧縮機（２１）と、水冷ガスクーラ（５１）と、蒸発器（２４）とが順次接続された冷媒回路（１０）を有する。冷媒回路（１０）は、冷媒として二酸化炭素を使用し、圧縮機（２１）から吐出される冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超える圧力になる超臨界冷凍サイクルを行う。水冷ガスクーラ（５１）は、圧縮機（２１）から吐出された冷媒を冷却する上流側水冷ガスクーラ（５２）と、上流側水冷ガスクーラ（５２）において冷却された冷媒を冷却する下流側水冷ガスクーラ（５３）とに分割されている。水冷ガスクーラ（５１）の冷却源としての水媒体は、上流側水冷ガスクーラ（５２）及び下流側水冷ガスクーラ（５３）に並列に供給される。【選択図】図４
2013242102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２１）と、水媒体を冷却源とする水冷ガスクーラ（５１）と、膨張機構（２３）と、蒸発器（２４）とが順次接続された冷媒回路（１０）を有するコンテナ用冷凍装置において、
前記冷媒回路は、冷媒として二酸化炭素を使用しており、前記圧縮機から吐出される冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超える圧力になる超臨界冷凍サイクルを行うものであり、
前記水冷ガスクーラは、前記圧縮機から吐出された冷媒を冷却する上流側水冷ガスクーラ（５２）と、前記上流側水冷ガスクーラにおいて冷却された冷媒を冷却する下流側水冷ガスクーラ（５３）とに分割されており、
前記水冷ガスクーラの冷却源としての水媒体は、前記上流側水冷ガスクーラ及び前記下流側水冷ガスクーラに並列に供給される、
コンテナ用冷凍装置（１）。
【請求項２】
前記圧縮機（２１）は、複数の圧縮要素（２１ａ、２１ｂ）を有しており、前記複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成された多段圧縮機であり、
前記冷媒回路（１０）には、水媒体を冷却源としており、前記前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を前記後段側の圧縮要素に送る前に冷却する水冷インタークーラ（５４）が設けられており、
前記水冷インタークーラは、前記下流側水冷ガスクーラ（５３）と一体化されている、
請求項１に記載のコンテナ用冷凍装置（１）。
【請求項３】
前記冷媒回路（１０）には、空気媒体を冷却源としており前記水冷ガスクーラ（５１）と直列に接続された空冷ガスクーラ（２２）が設けられており、
前記冷媒回路には、前記空冷ガスクーラを使用する際に前記水冷ガスクーラに流れる冷媒の流量を減らすための水冷ガスクーラバイパス管（５６）が設けられている、
請求項１又は２に記載のコンテナ用冷凍装置（１）。
【請求項４】
前記冷媒回路（１０）には、空気媒体を冷却源としており前記水冷ガスクーラ（５１）と直列に接続された空冷ガスクーラ（２２）と、空気媒体を冷却源としており前記水冷インタークーラ（５４）と直列に接続された空冷インタークーラ（３８）と、が設けられており、
前記冷媒回路には、前記空冷ガスクーラを使用する際に前記水冷ガスクーラに流れる冷媒の流量を減らすための水冷ガスクーラバイパス管（５６）と、前記空冷インタークーラを使用する際に前記水冷インタークーラに流れる冷媒の流量を減らすための水冷インタークーラバイパス管（５８）と、が設けられている、
請求項２に記載のコンテナ用冷凍装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテナ用冷凍装置、特に、圧縮機と水媒体を冷却源とする水冷ガスクーラと膨張機構と蒸発器とが順次接続された冷媒回路を有するコンテナ用冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１、２（特開２００４−３４０５２５号公報、特開２００４−３６８６号公報）に示すような、圧縮機と、水媒体を冷却源とする水冷ガスクーラと、膨張機構と、蒸発器と、が順次接続された冷媒回路を有するコンテナ用冷凍装置がある。コンテナ用冷凍装置において、水冷ガスクーラは、高圧の液冷媒を溜めるためのレシーバと一体化された形態で、空気媒体を冷却源とする空冷ガスクーラの出口に接続されている。これにより、水冷ガスクーラを有するコンテナ用冷凍装置では、ガスクーラの冷却源として、空気媒体を使用できる場合、及び、水媒体を使用できる場合のいずれにも対応できるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の水冷ガスクーラを有するコンテナ用冷凍装置では、従来からフロン系冷媒が使用されているが、近年、環境問題の観点から、フロン系冷媒を二酸化炭素のような自然冷媒に変更することが考えられている。
【０００４】
しかし、水冷ガスクーラを有するコンテナ用冷凍装置において、冷媒として二酸化炭素を使用すると、圧縮機から吐出される冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超える圧力となる超臨界冷凍サイクルになる。そうすると、圧縮機から吐出された高圧の冷媒は、水冷ガスクーラにおいて冷却されても凝縮しなくなる。このため、水冷ガスクーラにおいて冷媒が凝縮するフロン系冷媒を使用する場合とは異なり、水冷ガスクーラにおける冷媒の温度が徐々に変化するようになることから、冷媒と水媒体との温度差が小さくなってしまう。このように、冷媒として二酸化炭素を使用した超臨界冷凍サイクルを採用すると、水冷ガスクーラにおける熱交換効率が低下し、水冷ガスクーラが大型化してしまう。また、冷媒として二酸化炭素を使用した超臨界冷凍サイクルを採用すると、高圧の冷媒が液状態にならず、レシーバが冷媒を溜める機能を果たすことができなくなるため、水冷ガスクーラがレシーバと一体化された形態を採用することができなくなる。
【０００５】
本発明の課題は、水冷ガスクーラを有するコンテナ用冷凍装置において、冷媒として二酸化炭素を使用した超臨界冷凍サイクルを採用するにあたり、水冷ガスクーラの熱交換効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の観点にかかるコンテナ用冷凍装置は、圧縮機と、水媒体を冷却源とする水冷ガスクーラと、膨張機構と、蒸発器とが順次接続された冷媒回路を有している。冷媒回路は、冷媒として二酸化炭素を使用しており、圧縮機から吐出される冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超える圧力になる超臨界冷凍サイクルを行うものである。そして、水冷ガスクーラは、圧縮機から吐出された冷媒を冷却する上流側水冷ガスクーラと、上流側水冷ガスクーラにおいて冷却された冷媒を冷却する下流側水冷ガスクーラとに分割されている。水冷ガスクーラの冷却源としての水媒体は、上流側水冷ガスクーラ及び下流側水冷ガスクーラに並列に供給される。
【０００７】
ここでは、上流側水冷ガスクーラに供給する水媒体と下流側水冷ガスクーラに供給する水媒体とを同じ温度で供給することができるようになる。このため、上流側水冷ガスクーラを流れる冷媒と水媒体との温度差を大きくするとともに、下流側水冷ガスクーラを流れる冷媒と水媒体との温度差を大きくすることができる。
【０００８】
これにより、ここでは、上流側水冷ガスクーラ及び下流側水冷ガスクーラの熱交換効率、すなわち、水冷ガスクーラの熱交換効率を向上させることができる。
【０００９】
第２の観点にかかるコンテナ用冷凍装置は、第１の観点にかかるコンテナ用冷凍装置において、圧縮機が、複数の圧縮要素を有しており、複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮するように構成された多段圧縮機である。ここで、「多段圧縮機」とは、複数の圧縮要素が一体に組み込まれた圧縮機や、単一の圧縮要素が組み込まれた圧縮機及び／又は複数の圧縮要素が組み込まれた圧縮機を複数台接続したものを含む構成を意味している。また、「複数の圧縮要素のうちの前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素で順次圧縮する」とは、「前段側の圧縮要素」及び「後段側の圧縮要素」という直列に接続された２つの圧縮要素を含むことだけを意味しているのではなく、複数の圧縮要素が直列に接続されており、各圧縮要素間の関係が、上述の「前段側の圧縮要素」と「後段側の圧縮要素」との関係を有することを意味している。そして、冷媒回路には、水媒体を冷却源としており、前段側の圧縮要素から吐出された冷媒を後段側の圧縮要素に送る前に冷却する水冷インタークーラが設けられている。水冷インタークーラは、下流側水冷ガスクーラと一体化されている。
【００１０】
水冷インタークーラを流れる冷媒の温度域は、上流側水冷ガスクーラを流れる冷媒の温度域に比べて、下流側水冷ガスクーラを流れる冷媒の温度域に近い。
【００１１】
そこで、ここでは、水冷インタークーラを下流側水冷ガスクーラと一体化するようにしている。
【００１２】
これにより、ここでは、水冷インタークーラ及び下流側水冷ガスクーラにおける熱交換効率を維持しつつ、下流側水冷ガスクーラ及び水冷インタークーラを小型化することができる。
【００１３】
第３の観点にかかるコンテナ用冷凍装置は、第１又は第２の観点にかかるコンテナ用冷凍装置において、冷媒回路には、空気媒体を冷却源としており水冷ガスクーラと直列に接続された空冷ガスクーラが設けられている。冷媒回路には、空冷ガスクーラを使用する際に水冷ガスクーラに流れる冷媒の流量を減らすための水冷ガスクーラバイパス管が設けられている。
【００１４】
空冷ガスクーラを使用する際に水冷ガスクーラにも冷媒を流すようにすると、水冷ガスクーラに冷媒が流れる分だけ、冷媒回路を循環する冷媒の圧力損失が大きくなる。
【００１５】
そこで、ここでは、冷媒回路に水冷ガスクーラバイパス管を設けるようにしている。
【００１６】
これにより、ここでは、空冷ガスクーラを使用する際に水冷ガスクーラに流れる冷媒の流量を減らして、冷媒回路を循環する冷媒の圧力損失を小さくすることができ、冷凍サイクル効率の低下を抑えることができる。
【００１７】
第４の観点にかかるコンテナ用冷凍装置は、第２の観点にかかるコンテナ用冷凍装置において、冷媒回路には、空気媒体を冷却源としており水冷ガスクーラと直列に接続された空冷ガスクーラと、空気媒体を冷却源としており水冷インタークーラと直列に接続された空冷インタークーラと、が設けられている。そして、冷媒回路には、空冷ガスクーラを使用する際に水冷ガスクーラに流れる冷媒の流量を減らすための水冷ガスクーラバイパス管と、空冷インタークーラを使用する際に水冷インタークーラに流れる冷媒の流量を減らすための水冷インタークーラバイパス管と、が設けられている。
【００１８】
空冷ガスクーラ及び空冷インタークーラを使用する際に水冷ガスクーラ及び水冷インタークーラにも冷媒を流すようにすると、水冷ガスクーラ及び水冷インタークーラに冷媒が流れる分だけ、冷媒回路を循環する冷媒の圧力損失が大きくなる。
【００１９】
そこで、ここでは、冷媒回路に水冷ガスクーラバイパス管及び水冷インタークーラバイパス管を設けるようにしている。
【００２０】
これにより、ここでは、空冷ガスクーラ及び空冷インタークーラを使用する際に水冷ガスクーラ及び水冷インタークーラに流れる冷媒の流量を減らして、冷媒回路を循環する冷媒の圧力損失を小さくすることができ、冷凍サイクル効率の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２２】
第１の観点にかかるコンテナ用冷凍装置では、水冷ガスクーラの熱交換効率を向上させることができる。
【００２３】
第２の観点にかかるコンテナ用冷凍装置では、水冷インタークーラ及び下流側水冷ガスクーラにおける熱交換効率を維持しつつ、下流側水冷ガスクーラ及び水冷インタークーラを小型化することができる。
【００２４】
第３の観点にかかるコンテナ用冷凍装置では、空冷ガスクーラを使用する際に水冷ガスクーラに流れる冷媒の流量を減らして、冷媒回路を循環する冷媒の圧力損失を小さくすることができ、冷凍サイクル効率の低下を抑えることができる。
【００２５】
第４の観点にかかるコンテナ用冷凍装置では、空冷ガスクーラ及び空冷インタークーラを使用する際に水冷ガスクーラ及び水冷インタークーラに流れる冷媒の流量を減らして、冷媒回路を循環する冷媒の圧力損失を小さくすることができ、冷凍サイクル効率の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるコンテナ用冷凍装置が設けられたコンテナの外観を示す分解斜視図である。
【図２】コンテナ用冷凍装置の概略正面図である。
【図３】コンテナ用冷凍装置の概略側面図である。
【図４】コンテナ用冷凍装置の概略冷媒回路図である。
【図５】水冷運転時の水冷ガスクーラ（分割あり）及び水冷インタークーラにおける冷媒と水媒体との熱交換の様子が図示された温度−エントロピ線図である。
【図６】水冷運転時の水冷ガスクーラ（分割なし）及び水冷インタークーラにおける冷媒と水媒体との熱交換の様子が図示された温度−エントロピ線図である。
【図７】変形例１のコンテナ用冷凍装置の概略冷媒回路図である。
【図８】水冷インタークーラと下流側水冷ガスクーラとを一体化した熱交換器の形態の一例を示す図である。
【図９】水冷インタークーラと下流側水冷ガスクーラとを一体化した熱交換器の形態の他の例を示す図である。
【図１０】変形例２のコンテナ用冷凍装置の概略冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明にかかるコンテナ用冷凍装置の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかるコンテナ用冷凍装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００２８】
（１）コンテナ用冷凍装置の構成
図１〜図４は、本発明の一実施形態にかかるコンテナ用冷凍装置１を示している。ここで、図１は、コンテナ用冷凍装置１が設けられたコンテナ２の外観を示す分解斜視図である。図２は、コンテナ用冷凍装置１の概略正面図である。図３は、コンテナ用冷凍装置１の概略側面図である。図４は、コンテナ用冷凍装置１の概略冷媒回路図である。
【００２９】
コンテナ用冷凍装置１は、海上コンテナや陸上コンテナとして取り扱われるコンテナ２の開口面２ａに装着されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、冷却対象物が収容されたコンテナ２の庫内ＩＳを冷却する装置である。コンテナ用冷凍装置１は、主として、コンテナ２の開口面２ａを覆うフレーム３と、冷媒回路１０と、庫外ファン３６と、庫内ファン３７とを有している。
【００３０】
フレーム３は、その下部がコンテナ２の庫内ＩＳ側に向かって突出した形状を有しており、フレーム３の庫外ＯＳ側の下部には、ガスクーラファンとしての庫外ファン３６、冷媒回路１０を構成する圧縮機２１や空冷ガスクーラ２２等が配置される庫外側空間Ｓ１を形成している。また、フレーム３の庫内ＩＳ側には、フレーム３と間隔を空けて仕切板４が配置されている。この仕切板４は、サポート（図示せず）を介してフレーム３に装着されている。そして、フレーム３と仕切板４との間には、庫内ファン３７、冷媒回路１０を構成する蒸発器２３等が配置される庫内側空間Ｓ２を形成している。また、仕切板４の上部には、コンテナ２の庫内ＩＳの空気を庫内側空間Ｓ２に吸入するための吸入口４ａが形成されており、仕切板４の下部には、庫内側空間Ｓ２の空気を庫内ＩＳに吹き出すための吹出口４ｂが形成されている。
【００３１】
冷媒回路１０は、主として、圧縮機２１と、庫外空気（空気媒体）を冷却源とする空冷ガスクーラ２２と、水や海水等の冷却水（水媒体）を冷却源とする水冷ガスクーラ５１と、膨張機構２３と、蒸発器２４とを有しており、これらの機器２１〜２４、５１等が順次接続されることによって構成されている。そして、冷媒回路１０は、冷媒として二酸化炭素を使用しており、圧縮機２１から吐出される冷媒の圧力（すなわち、冷凍サイクルにおける高圧）が冷媒の臨界圧力を超える圧力になる超臨界冷凍サイクルを行うものである。また、冷媒として二酸化炭素を使用しているため、冷凍機油として、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）等の相溶性の小さい冷凍機油が使用されている。このため、圧縮機２１の吸入側における冷媒と冷凍機油との二層分離が発生することを防ぐという観点から、圧縮機２１の吸入側には、冷媒を一時的に溜めるアキュムレータを設けない構成を採用している。
【００３２】
圧縮機２１は、冷媒を圧縮（ここでは、冷媒の臨界圧力を超える圧力になるまで圧縮）する機器であり、庫外側空間Ｓ１に配置されている。圧縮機２１は、２つの圧縮要素２１ａ、２１ｂで冷媒を圧縮する圧縮機である。圧縮機２１は、ケーシング内に、圧縮機駆動モータ３１と、前段側の圧縮要素２１ａ及び後段側の圧縮要素２１ｂとが収容された密閉式構造となっている。圧縮機駆動モータ３１は、駆動軸を介して、２つの圧縮要素２１ａ、２１ｂに連結されている。すなわち、圧縮機２１は、２つの圧縮要素２１ａ、２１ｂが単一の駆動軸に連結されており、２つの圧縮要素２１ａ、２１ｂがともに圧縮機駆動モータ３１によって回転駆動される、いわゆる一軸二段圧縮構造となっている。圧縮要素２１ａ、２１ｂは、ここでは、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素である。前段側の圧縮要素２１ａは、吸入側に吸入冷媒管３２が接続されており、吐出側に中間冷媒管３３が接続されている。後段側の圧縮要素２１ｂは、吸入側に中間冷媒管３３が接続されており、吐出側に吐出冷媒管３４が接続されている。これにより、前段側の圧縮要素２１ａと後段側の圧縮要素２１ｂとは、直列に接続されており、これにより、圧縮機２１は、冷媒を順次圧縮する多段（ここでは、２段）圧縮機を構成している。また、中間冷媒管３３には、前段側逆止機構３３ａが設けられており、吐出冷媒管３４には、後段側逆止機構３４ａが設けられている。前段側逆止機構３３ａは、前段側の圧縮要素２１ａの吐出側から後段側の圧縮要素２１ｂの吸入側への冷媒の流れを許容し、かつ、後段側の圧縮要素２１ｂの吸入側から前段側の圧縮要素２１ａの吐出側への冷媒の逆流れを遮断するための機構である。後段側逆止機構３４ａは、後段側の圧縮要素２１ｂの吐出側からガスクーラ２２、５１の入口側への冷媒の流れを許容し、かつ、ガスクーラ２２、５１の入口側から前段側の圧縮要素２１ａの吐出側への冷媒の逆流れを遮断するための機構である。ここでは、逆止機構３３ａ、３４ａとして、逆止弁が使用されている。尚、ここでは、圧縮機２１として、２段圧縮機を採用しているが、３段以上の多段圧縮機であってもよいし、中間圧の冷媒を圧縮過程の途中に導入することが可能な中間圧ポートを有する単段圧縮機であってもよい。また、ここでは、複数の圧縮要素２１ａ、２１ｂを共通の圧縮機駆動モータ３１によって連結した一軸多段圧縮構造の多段圧縮機を採用しているが、１つの圧縮要素に１つの圧縮機駆動モータが連結された２つの圧縮機を直列接続することによって多段圧縮機を構成したものであってもよい。
【００３３】
空冷ガスクーラ２２は、庫外空気（空気媒体）を冷却源として使用する場合（空冷運転時）に、圧縮機２１において圧縮された高圧の冷媒の放熱を行う機器であり、庫外側空間Ｓ１に配置されている。空冷ガスクーラ２２は、ここでは、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、庫外空気を冷却源として高圧の冷媒の放熱を行うようになっている。空冷ガスクーラ２２は、入口が吐出冷媒管３４に接続されており、出口が液冷媒管３５に接続されている。そして、ガスクーラ２２の冷却源としての庫外空気（空気媒体）は、庫外ファン３６によって供給されるようになっている。庫外ファン３６は、庫外側空間Ｓ１に配置されており、ここでは、プロペラファンが使用されている。庫外ファン３６は、庫外ファンモータ３６ａによって回転駆動されるようになっている。尚、ここでは、空冷ガスクーラ２２として、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器を採用しているが、他の型式の熱交換器であってもよい。
【００３４】
水冷ガスクーラ５１は、水や海水等の冷却水（水媒体）を冷却源として使用する場合（水冷運転時）に、圧縮機２１に圧縮された高圧の冷媒の放熱を行う機器であり、庫外側空間Ｓ１（図２及び図３には図示せず）に配置されている。水冷ガスクーラ５１は、空冷ガスクーラ２２と直列に接続されている。ここでは、水冷ガスクーラ５１は、液冷媒管３５に設けられている。このため、水冷ガスクーラ５１は、冷媒の流れで見ると、空冷ガスクーラ２２の下流側に直列に接続されている。また、ここでは、水冷ガスクーラ５１は、圧縮機２１から吐出された冷媒を冷却する上流側水冷ガスクーラ５２と、上流側水冷ガスクーラ５２において冷却された冷媒を冷却する下流側水冷ガスクーラ５３とに分割されている。上流側水冷ガスクーラ５２は、ここでは、二重管型熱交換器やプレート型熱交換器であり、冷媒側流路５２ａを流れる冷媒と水媒体側流路５２ｂを流れる冷却水とが熱交換するようになっている。冷媒側流路５２ａには、液冷媒管３５の空冷ガスクーラ２２を通過した高圧の冷媒が流れるようになっている。水媒体側流路５２ｂには、水媒体母管６１から分岐された水媒体分岐管６２から供給される冷却水が流れるようになっている。また、冷媒側流路５２ａ及び水媒体側流路５２ｂは、冷媒側流路５２ａを流れる冷媒と水媒体側流路５２ｂを流れる冷却水とが対向流になるように配置されている。下流側水冷ガスクーラ５３は、ここでは、二重管型熱交換器やプレート型熱交換器であり、冷媒側流路５３ａを流れる冷媒と水媒体側流路５３ｂを流れる冷却水とが熱交換するようになっている。冷媒側流路５３ａには、液冷媒管３５の上流側水冷ガスクーラ５２を通過した高圧の冷媒が流れるようになっている。水媒体側流路５３ｂには、水媒体母管６１から分岐された水媒体分岐管６３から供給される冷却水が流れるようになっている。ここで、水媒体分岐管６３は、水媒体分岐管６２と並列になるように水媒体母管６１から分岐されている。すなわち、水冷ガスクーラ５１の冷却源としての冷却水（水媒体）は、上流側水冷ガスクーラ５２及び下流側水冷ガスクーラ５３に並列に供給されるようになっている。また、冷媒側流路５３ａ及び水媒体側流路５３ｂは、冷媒側流路５３ａを流れる冷媒と水媒体側流路５３ｂを流れる冷却水とが対向流になるように配置されている。
【００３５】
膨張機構２３は、ガスクーラ２２、５１において放熱した高圧の冷媒を冷凍サイクルにおける低圧になるまで減圧するための機構であり、庫内側空間Ｓ２に配置されている。膨張機構２３は、液冷媒管３５に設けられており、主として、冷媒を減圧する上流側膨張機構２５と、上流側膨張機構２５において減圧された冷媒を減圧する下流側膨張機構２６とを有している。具体的には、上流側膨張機構２５は、ガスクーラ２２、５１において放熱した後の高圧の冷媒を冷凍サイクルにおける中間圧になるまで減圧するための機構である。下流側膨張機構２６は、上流側膨張機構２５において減圧された後の中間圧の冷媒を低圧になるまで減圧するための機構である。ここでは、膨張機構２５、２６として、電動膨張弁が使用されている。
【００３６】
また、液冷媒管３５には、上流側膨張機構２５と下流側膨張機構２６との間の部分に、上流側膨張機構２５において減圧された冷媒を貯留する中間圧レシーバ２７が設けられている。中間圧レシーバ２７は、ここでは、円筒形状の容器であり、庫内側空間Ｓ２に配置されている。中間圧レシーバ２７に流入する中間圧の冷媒は、上流側膨張機構２５において冷媒の臨界圧力以下の圧力まで減圧されて飽和状態又は気液二相状態になっているため、液状態で中間圧レシーバ２７に貯留されることになる。
【００３７】
また、液冷媒管３５及び吸入冷媒管３２には、水冷ガスクーラ５１（ここでは、下流側水冷ガスクーラ５３）の出口と膨張機構２３（ここでは、上流側膨張機構２５）との間の部分に、蒸発器２４の出口と圧縮機２１の吸入側との間を流れる冷媒（すなわち、低圧側冷媒）によって、下流側水冷ガスクーラ５３の出口から上流側膨張機構２５に至るまでの間を流れる冷媒（すなわち、高圧側冷媒）を冷却する液ガス熱交換器２８が設けられている。液ガス熱交換器２８は、庫内側空間Ｓ２に配置されている。液ガス熱交換器２８は、ここでは、二重管型熱交換器やプレート型熱交換器であり、高圧側流路２８ａを流れる冷媒と低圧側流路２８ｂを流れる冷媒とが熱交換するようになっている。高圧側流路２８ａには、液冷媒管３５の下流側水冷ガスクーラ５３の出口側と上流側膨張機構２５との間の部分を流れる高圧の冷媒（すなわち、高圧側冷媒）が流れるようになっている。低圧圧側流路２８ｂには、吸入冷媒管３２の蒸発器２４の出口と圧縮機２１の吸入側との間の部分を流れる低圧の冷媒（すなわち、低圧側冷媒）が流れるようになっている。
【００３８】
蒸発器２４は、膨張機構２３において減圧された低圧の冷媒の蒸発を行う機器であり、庫内側空間Ｓ２に配置されている。蒸発器２４は、ここでは、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、庫内空気を加熱源として低圧の冷媒の蒸発を行い、これにより、庫内空気を冷却するようになっている。蒸発器２４は、入口が液冷媒管３５に接続されており、出口が吸入冷媒管３２に接続されている。そして、蒸発器２４の加熱源としての庫内空気は、庫内ファン３７によって供給されるようになっている。庫内ファン３７は、庫内側空間Ｓ２に配置されており、ここでは、２つのプロペラファンが使用されている。庫内ファン３７は、庫内ファンモータ３７ａによって回転駆動されるようになっている。尚、ここでは、蒸発器２４として、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器を採用しているが、他の型式の熱交換器であってもよい。
【００３９】
また、中間冷媒管３３には、空冷運転時に、前段側の圧縮要素２１ａから吐出された冷媒の放熱を行う空冷インタークーラ３８が設けられている。インタークーラ３８は、庫外側空間Ｓ１に配置されている。空冷インタークーラ３８は、ここでは、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、庫外空気を冷却源として前段側の圧縮要素２１ａから吐出された冷媒の放熱を行うようになっている。また、ここでは、空冷インタークーラ３８は、空冷ガスクーラ２２と一体化している。そして、空冷インタークーラ３８の冷却源としての庫外空気は、空冷ガスクーラ２２と同様に、庫外ファン３６によって供給されるようになっている。尚、ここでは、空冷インタークーラ３８として、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器を採用しているが、他の型式の熱交換器であってもよい。
【００４０】
また、中間冷媒管３３には、水冷運転時に、前段側の圧縮要素２１ａから吐出された冷媒の放熱を行う水冷インタークーラ５４が設けられている。水冷インタークーラ５４は、庫外側空間Ｓ１（図２及び図３には図示せず）に配置されている。インタークーラ５４は、空冷インタークーラ３８と直列に接続されている。ここでは、水冷インタークーラ５４は、冷媒の流れで見ると、空冷インタークーラ３８の下流側に直列に接続されている。水冷インタークーラ５４は、ここでは、二重管型熱交換器やプレート型熱交換器であり、冷媒側流路５４ａを流れる冷媒と水媒体側流路５４ｂを流れる冷却水とが熱交換するようになっている。冷媒側流路５４ａには、中間冷媒管３３の空冷インタークーラ３８を通過した中間圧の冷媒が流れるようになっている。水媒体側流路５４ｂには、水媒体母管６１から分岐された水媒体分岐管６４から供給される冷却水が流れるようになっている。ここで、水媒体分岐管６４は、水媒体分岐管６２、６３と並列になるように水媒体母管６１から分岐されている。また、冷媒側流路５４ａ及び水媒体側流路５４ｂは、冷媒側流路５４ａを流れる冷媒と水媒体側流路５４ｂを流れる冷却水とが対向流になるように配置されている。
【００４１】
また、液冷媒管３５には、水冷ガスクーラ５１（ここでは、下流側水冷ガスクーラ５３）の出口と液ガス熱交換器２８の入口との間の部分に、下流側水冷ガスクーラ５３の出口から膨張機構２３（ここでは、上流側膨張機構２５）に至るまでの間を流れる冷媒を冷却するエコノマイザ熱交換器３９が設けられている。エコノマイザ熱交換器３９は、庫外側空間Ｓ１に配置されている。エコノマイザ熱交換器３９は、ここでは、二重管型熱交換器やプレート型熱交換器であり、高圧側流路３９ａを流れる冷媒と中間圧側流路３９ｂを流れる冷媒とが熱交換するようになっている。高圧側流路３９ａには、液冷媒管３５の下流側水冷ガスクーラ５３の出口側と液ガス熱交換器２８の入口側との間の部分を流れる高圧の冷媒（すなわち、高圧側冷媒）が流れるようになっている。中間圧側流路３９ｂには、液冷媒管３５の下流側水冷ガスクーラ５３の出口側と液ガス熱交換器２８の入口側との間の部分から分岐された中間圧インジェクション管４０を流れる中間圧の冷媒（すなわち、中間圧側冷媒）が流れるようになっている。すなわち、エコノマイザ熱交換器３９は、中間圧インジェクション管４０を流れる中間圧側冷媒によって下流側水冷ガスクーラ５３の出口と液ガス熱交換器２８の入口との間を流れる高圧側冷媒を冷却する熱交換器となっている。中間圧インジェクション管４０は、ここでは、液冷媒管３５の下流側水冷ガスクーラ５３の出口側とエコノマイザ熱交換器３９の高圧側流路３９ａとの間の部分から分岐している。尚、中間圧インジェクション管４０は、エコノマイザ熱交換器３９の高圧側流路３９ａの出口と液ガス熱交換器２８の高圧側流路２８ａの入口との間の部分から分岐していてもよい。また、中間圧インジェクション管４０は、中間冷媒管３３の水冷インタークーラ５４の出口側と圧縮機２１の圧縮過程の途中である後段側の圧縮要素２１ｂの吸入との間の部分に合流している。そして、中間圧インジェクション管４０には、中間圧側流路３９ｂの入口側の部分に、中間圧戻し膨張機構４１が設けられている。中間圧戻し膨張機構４１は、中間圧インジェクション管４０に分岐された高圧の冷媒を中間圧になるまで減圧するための機構であり、庫外側空間Ｓ１に配置されている。ここでは、中間圧戻し膨張機構４１として、電動膨張弁が使用されている。
【００４２】
また、吐出冷媒管３４には、後段側逆止機構３４ａと空冷ガスクーラ２２の入口との間の部分に、蒸発器２４の除霜運転等の際に開閉又は開度調節される吐出流量調整機構４２が設けられている。吐出流量調整機構４２は、庫外側空間Ｓ１に配置されている。ここでは、吐出流量調整機構４２として、電動膨張弁が使用されている。また、吐出冷媒管３４には、後段側逆止機構３４ａと吐出流量調整機構４２との間の部分から、加熱用冷媒管４３が分岐されている。加熱用冷媒管４３は、液冷媒管３５の下流側膨張機構２６と蒸発器２４との間の部分に合流している。加熱用冷媒管４３には、電磁弁からなる除霜側開閉機構４４が設けられている。これにより、吐出流量調整機構４２を閉止し、かつ、除霜側開閉機構４４を開けることによって、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒を、蒸発器２４に直接的に供給して、蒸発器２４の除霜運転を行うことができる。尚、ここでは、蒸発器２４の除霜運転等のために、加熱用冷媒管４３及び吐出流量調整機構４２を冷媒回路１０に設けるようにしているが、除霜運転等のための構成はこれに限定されるものではなく、他の構成よって除霜運転等を行うようにしてもよい。
【００４３】
また、コンテナ用冷凍装置１には、コンテナ用冷凍装置１を構成する圧縮機２１、ファン３６、３７、膨張機構２３等の各部の動作を制御するための制御部６を有している。制御部６は、マイクロコンピュータやメモリ等を有しており、各種運転設定や各種センサの検出値等に基づいて、コンテナ用冷凍装置１を構成する各部の動作を制御するようになっている。
【００４４】
（２）コンテナ用冷凍装置の動作
次に、図４及び図５を用いて、コンテナ用冷凍装置１の動作について説明する。コンテナ用冷凍装置１では、庫外空気（空気媒体）を冷却源として使用する空冷運転と、水や海水等の冷却水（水媒体）を冷却源として使用する水冷運転とがある。
【００４５】
＜空冷運転＞
空冷運転は、冷媒回路１０を、吐出流量調整機構４２が全開、除霜側開閉機構４４が全閉の状態とし、そして、水冷ガスクーラ５１及び水冷インタークーラ５４に冷却水を供給せずに、庫外ファン３６によって空冷ガスクーラ２２及び空冷インタークーラ３８に庫外空気を供給しながら行われる。
【００４６】
このような冷媒回路１０の状態において、低圧の冷媒は、吸入冷媒管３２から圧縮機２１に吸入され、まず、前段側の圧縮要素２１ａによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管３３に吐出される（図４の点Ａ参照）。
【００４７】
この前段側の圧縮要素２１ａから吐出された中間圧の冷媒は、前段側逆止機構３３ａを通じて、空冷インタークーラ３８に送られる。この空冷インタークーラ３８に送られた中間圧の冷媒は、空冷インタークーラ３８において、庫外ファン３６によって供給される庫外空気と熱交換を行って放熱する（図４の点Ｂ参照）。
【００４８】
この空冷インタークーラ３８において放熱した中間圧の冷媒は、水冷インタークーラ５４の冷媒側流路５４ａを通過した後に、中間圧インジェクション管４０から中間冷媒管３３に戻される冷媒と合流することによって、さらに冷却される。
【００４９】
この中間圧インジェクション管４０から戻る冷媒と合流した中間圧の冷媒は、後段側の圧縮要素２１ｂに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機２１から吐出冷媒管３４に吐出される（図４の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２１ａ、２１ｂによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力（図５の圧力Ｐｃｐ参照）を超える圧力まで圧縮されている。
【００５０】
この圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出流量調整機構４２を通じて、空冷ガスクーラ２２に送られる。
【００５１】
この空冷ガスクーラ２２に送られた高圧の冷媒は、空冷ガスクーラ２２において、庫外ファン３６によって供給される庫外空気と熱交換を行って放熱し、液冷媒管３５に送られる（図４の点Ｅ参照）。
【００５２】
この空冷ガスクーラ２２において放熱した高圧の冷媒は、水冷ガスクーラ５１（より具体的には、上流側水冷ガスクーラ５２及び下流側水冷ガスクーラ５３）の冷媒側流路５２ａ、５３ａを通過した後に、一部が中間圧インジェクション管４０に分岐され、残りがエコノマイザ熱交換器３９の高圧側流路３９ａに送られる。そして、中間圧インジェクション管４０を流れる高圧の冷媒は、中間圧戻し膨張機構４１において、中間圧になるまで減圧される。この中間圧戻し膨張機構４１において減圧された中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３９の中間圧側流路３９ｂに送られる。そして、エコノマイザ熱交換器３９の高圧側流路３９ａに送られた高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３９の中間圧側流路３９ｂに送られた中間圧の冷媒と熱交換を行って冷却されて、液ガス熱交換器２８に送られる。このとき、エコノマイザ熱交換器３９の中間圧側流路３９ｂに送られた中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３９の高圧側流路３９ａに送られた高圧の冷媒との熱交換によって加熱され、中間冷媒管３３を流れる冷媒に合流する。
【００５３】
このエコノマイザ熱交換器３９において冷却された高圧の冷媒は、液ガス熱交換器２８の高圧側流路２８ａに送られる。そして、高圧側流路２８ａを流れる高圧の冷媒は、液ガス熱交換器２８の低圧側流路２８ｂを流れる低圧の冷媒と熱交換を行ってさらに冷却される。ここで、液ガス熱交換器２８の低圧側流路２８ｂを流れる低圧の冷媒は、蒸発器２４の出口から圧縮機２１の吸入に向かう吸入冷媒管３２を流れる低圧の冷媒であり、この低圧の冷媒が液ガス熱交換器２８の冷却源となっている。
【００５４】
この液ガス熱交換器２８において冷却された高圧の冷媒は、上流側膨張機構２５において、中間圧になるまで減圧されて、飽和状態又は気液二相状態になり、中間圧レシーバ２７に流入して、中間圧レシーバ２７に液状態で一時的に貯留される。
【００５５】
この中間圧レシーバ２７に一時的に貯留された中間圧の冷媒は、下流側膨張機構２６に送られて、低圧になるまで減圧される。
【００５６】
この下流側膨張機構２６において減圧された低圧の冷媒は、蒸発器２４に送られて、庫内ファン３７によって供給される庫内空気と熱交換を行って蒸発し、吸入冷媒管３２に送られる。
【００５７】
この吸入冷媒管３２に送られた低圧の冷媒は、上記のように、液ガス熱交換器２８の低圧側流路２８ｂに送られて、液ガス熱交換器２８の高圧側流路２８ａを流れる高圧の冷媒と熱交換を行って加熱され、再び、圧縮機２１に吸入される。
【００５８】
＜水冷運転＞
水冷運転は、冷媒回路１０を、吐出流量調整機構４２が全開、除霜側開閉機構４４が全閉の状態とし、そして、庫外ファン３６を停止して空冷ガスクーラ２２及び空冷インタークーラ３８に庫外空気を供給せずに、水冷ガスクーラ５１及び水冷インタークーラ５４に冷却水を並列に供給しながら行われる。
【００５９】
このような冷媒回路１０の状態において、低圧の冷媒は、吸入冷媒管３２から圧縮機２１に吸入され、まず、前段側の圧縮要素２１ａによって中間圧まで圧縮された後に、中間冷媒管３３に吐出される（図４の点Ａ参照）。
【００６０】
この前段側の圧縮要素２１ａから吐出された中間圧の冷媒は、前段側逆止機構３３ａ及び空冷インタークーラ３８を通じて、水冷インタークーラ５４の冷媒側流路５４ａに送られる。この水冷インタークーラ５４の冷媒側流路５４ａに送られた中間圧の冷媒は、水媒体分岐管６４から水冷インタークーラ５４の水媒体側流路５４ｂに送られた冷却水と熱交換を行って放熱する（図４の点Ｃ参照）。このとき、水冷インタークーラ５４の水媒体側流路５４ｂに送られた冷却水（図４の点Ｈ参照）は、水冷インタークーラ５４の冷媒側流路５４ａに送られた中間圧の冷媒との熱交換によって加熱される（図４の点Ｉ参照）。
【００６１】
この水冷インタークーラ５４において放熱した中間圧の冷媒は、中間圧インジェクション管４０から中間冷媒管３３に戻される冷媒と合流することによって、さらに冷却される。
【００６２】
この中間圧インジェクション管４０から戻る冷媒と合流した中間圧の冷媒は、後段側の圧縮要素２１ｂに吸入されてさらに圧縮されて、圧縮機２１から吐出冷媒管３４に吐出される（図４の点Ｄ参照）。ここで、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、圧縮要素２１ａ、２１ｂによる二段圧縮動作によって、冷媒の臨界圧力（図５の圧力Ｐｃｐ参照）を超える圧力まで圧縮されている。
【００６３】
この圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、吐出流量調整機構４２及び空冷ガスクーラ２２を通じて、液冷媒管３５に設けられた水冷ガスクーラ５１（より具体的には、上流側水冷ガスクーラ５２）の冷媒側流路５２ａに送られる。
【００６４】
この上流側水冷ガスクーラ５２の冷媒側流路５２ａに送られた高圧の冷媒は、水媒体分岐管６２から上流側水冷ガスクーラ５２の水媒体側流路５２ｂに送られた冷却水と熱交換を行って放熱し、下流側水冷ガスクーラ５３の冷媒側流路５３ａに送られる（図４の点Ｆ参照）。このとき、上流側水冷ガスクーラ５２の水媒体側流路５２ｂに送られた冷却水（図４の点Ｊ参照）は、上流側水冷ガスクーラ５２の冷媒側流路５２ａに送られた高圧の冷媒との熱交換によって加熱される（図４の点Ｋ参照）。そして、下流側水冷ガスクーラ５３の冷媒側流路５３ａに送られた高圧の冷媒は、水媒体分岐管６３から下流側水冷ガスクーラ５３の水媒体側流路５３ｂに送られた冷却水と熱交換を行って放熱する（図４の点Ｇ参照）。このとき、下流側水冷ガスクーラ５３の水媒体側流路５３ｂに送られた冷却水（図４の点Ｌ参照）は、下流側水冷ガスクーラ５３の冷媒側流路５３ａに送られた高圧の冷媒との熱交換によって加熱される（図４の点Ｍ参照）。
【００６５】
この水冷ガスクーラ５１（より具体的には、上流側水冷ガスクーラ５２及び下流側水冷ガスクーラ５３）において放熱した高圧の冷媒は、一部が中間圧インジェクション管４０に分岐され、残りがエコノマイザ熱交換器３９の高圧側流路３９ａに送られる。そして、中間圧インジェクション管４０を流れる高圧の冷媒は、中間圧戻し膨張機構４１において、中間圧になるまで減圧される。この中間圧戻し膨張機構４１において減圧された中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３９の中間圧側流路３９ｂに送られる。そして、エコノマイザ熱交換器３９の高圧側流路３９ａに送られた高圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３９の中間圧側流路３９ｂに送られた中間圧の冷媒と熱交換を行って冷却されて、液ガス熱交換器２８に送られる。このとき、エコノマイザ熱交換器３９の中間圧側流路３９ｂに送られた中間圧の冷媒は、エコノマイザ熱交換器３９の高圧側流路３９ａに送られた高圧の冷媒との熱交換によって加熱され、中間冷媒管３３を流れる冷媒に合流する。
【００６６】
このエコノマイザ熱交換器３９において冷却された高圧の冷媒は、液ガス熱交換器２８の高圧側流路２８ａに送られる。そして、高圧側流路２８ａを流れる高圧の冷媒は、液ガス熱交換器２８の低圧側流路２８ｂを流れる低圧の冷媒と熱交換を行ってさらに冷却される。ここで、液ガス熱交換器２８の低圧側流路２８ｂを流れる低圧の冷媒は、蒸発器２４の出口から圧縮機２１の吸入に向かう吸入冷媒管３２を流れる低圧の冷媒であり、この低圧の冷媒が液ガス熱交換器２８の冷却源となっている。
【００６７】
この液ガス熱交換器２８において冷却された高圧の冷媒は、上流側膨張機構２５において、中間圧になるまで減圧されて、飽和状態又は気液二相状態になり、中間圧レシーバ２７に流入して、中間圧レシーバ２７に液状態で一時的に貯留される。
【００６８】
この中間圧レシーバ２７に一時的に貯留された中間圧の冷媒は、下流側膨張機構２６に送られて、低圧になるまで減圧される。
【００６９】
この下流側膨張機構２６において減圧された低圧の冷媒は、蒸発器２４に送られて、庫内ファン３７によって供給される庫内空気と熱交換を行って蒸発し、吸入冷媒管３２に送られる。
【００７０】
この吸入冷媒管３２に送られた低圧の冷媒は、上記のように、液ガス熱交換器２８の低圧側流路２８ｂに送られて、液ガス熱交換器２８の高圧側流路２８ａを流れる高圧の冷媒と熱交換を行って加熱され、再び、圧縮機２１に吸入される。
【００７１】
（３）コンテナ用冷凍装置の特徴
本実施形態のコンテナ用冷凍装置１には、以下のような特徴がある。
【００７２】
コンテナ用冷凍装置１では、上記のように、水冷ガスクーラ５１が、圧縮機２１から吐出された冷媒を冷却する上流側水冷ガスクーラ５２と、上流側水冷ガスクーラ５２において冷却された冷媒を冷却する下流側水冷ガスクーラ５３とに分割されている。そして、水冷ガスクーラ５１の冷却源としての冷却水（水媒体）は、上流側水冷ガスクーラ５２及び下流側水冷ガスクーラ５３に並列に供給されるようになっている。
【００７３】
ここでは、図５に示すように、水冷運転時において、上流側水冷ガスクーラ５２に供給する冷却水（図４及び図５の点Ｊ参照）と、下流側水冷ガスクーラ５３に供給する冷却水（図４及び図５の点Ｌ参照）とを同じ温度で供給することができるようになる。このため、上流側水冷ガスクーラ５２を流れる冷媒と水媒体との温度差を大きくするとともに、下流側水冷ガスクーラ５３を流れる冷媒と水媒体との温度差を大きくすることができる。ここで、図５は、水冷運転時の水冷ガスクーラ５１（分割あり）及び水冷インタークーラ５４における冷媒と水媒体との熱交換の様子が図示された温度−エントロピ線図である。
【００７４】
これに対して、水冷ガスクーラを分割しない場合を想定すると、図６に示すように、図４のような水冷ガスクーラ５１を上流側水冷ガスクーラ５２と下流側水冷ガスクーラ５３とに分割する場合に比べて、水冷ガスクーラを流れる冷媒（図６の点Ｄ及び点Ｇ参照）と水媒体（図６の点Ｎ及び点Ｏ参照）との温度差が小さくなる。このため、水冷ガスクーラにおける熱交換効率が低下し、水冷ガスクーラが大型化してしまうことになる。ここで、図６は、水冷運転時の水冷ガスクーラ５１（分割なし）及び水冷インタークーラ５４における冷媒と水媒体との熱交換の様子が図示された温度−エントロピ線図である。
【００７５】
このように、コンテナ用冷凍装置１では、図４のような水冷ガスクーラ５１を上流側水冷ガスクーラ５２と下流側水冷ガスクーラ５３とに分割する構成を採用することによって、上流側水冷ガスクーラ５２及び下流側水冷ガスクーラ５３の熱交換効率、すなわち、水冷ガスクーラ５１の熱交換効率を向上させることができる。
【００７６】
（４）変形例
＜変形例１＞
図５に示すように、水冷インタークーラ５４を流れる冷媒の温度域は、上流側水冷ガスクーラ５２を流れる冷媒の温度域に比べて、下流側水冷ガスクーラ５３を流れる冷媒の温度域に近い。
【００７７】
そこで、ここでは、図７に示すように、水冷インタークーラ５４を下流側水冷ガスクーラ５３と一体化するようにしている。より具体的には、水冷インタークーラ５４の水媒体流路５４ａと下流側水冷ガスクーラ５３の水媒体流路５３ａとを共通化した水媒体流路５５ｂを、水冷インタークーラ５４の冷媒側流路５４ａ及び下流側水冷ガスクーラ５３の冷媒側流路５３ａの両方と熱交換を行うように構成した水冷クーラ５５を採用している。ここで、水媒体側流路５５ｂには、水媒体母管６１から分岐された水媒体分岐管６５から供給される冷却水が流れるようになっている。ここで、水媒体分岐管６５は、水媒体分岐管６２と並列になるように水媒体母管６１から分岐されている。すなわち、上流側水冷ガスクーラ５２及び水冷クーラ５５の冷却源としての冷却水（水媒体）は、上流側水冷ガスクーラ５２及び水冷クーラ５５に並列に供給されるようになっている。また、冷媒側流路５３ａ、５４ａ及び水媒体側流路５５ｂは、冷媒側流路５３ａ、５４ａを流れる冷媒と水媒体側流路５５ｂを流れる冷却水とが対向流になるように配置されている。尚、水冷クーラ５５を二重管型熱交換器の形態で構成する場合には、例えば、図８に示すように、水媒体側流路５５ｂを形成する水管に、冷媒側流路５３ａ、５４ａを形成する２つの冷媒管を巻き付けた構造を採用することができる。また、水冷クーラ５５をプレート型熱交換器の形態で構成する場合には、例えば、図９に示すように、水媒体側流路５５ｂを形成する扁平管の両側面に、冷媒側流路５３ａ、５４ａを形成する２つの扁平多穴管を貼り合わせた構造を採用することができる。
【００７８】
これにより、ここでは、水冷インタークーラ５４及び下流側水冷ガスクーラ５３における熱交換効率を維持しつつ、下流側水冷ガスクーラ５３及び水冷インタークーラ５４を小型化することができる。
【００７９】
＜変形例２＞
空冷ガスクーラ２２や空冷インタークーラ３８を使用する際（すなわち、空冷運転時）に、水冷ガスクーラ５２、５３や水冷インタークーラ５４にも冷媒を流すようにすると、水冷ガスクーラ５２、５３や水冷インタークーラ５４に冷媒が流れる分だけ、冷媒回路１０を循環する冷媒の圧力損失が大きくなる。
【００８０】
そこで、ここでは、図１０に示すように、冷媒回路１０に、空冷運転時に水冷ガスクーラ５２、５３に流れる冷媒の流量を減らすための水冷ガスクーラバイパス管５６、及び、水冷インタークーラ５４に流れる冷媒の流量を減らすための水冷インタークーラバイパス管５８を設けるようにしている。ここで、水冷ガスクーラバイパス管５６及び水冷インタークーラバイパス管５８には、それぞれ、電磁弁からなるバイパス開閉機構５７、５９が設けられている。バイパス開閉機構５７、５９は、空冷運転時に開けられ、水冷運転時に閉められるように制御される。
【００８１】
これにより、ここでは、空冷ガスクーラ５２、５３や空冷インタークーラ３８を使用する際に水冷ガスクーラ５２、５３や水冷インタークーラ５４に流れる冷媒の流量を減らして、冷媒回路１０を循環する冷媒の圧力損失を小さくすることができ、冷凍サイクル効率の低下を抑えることができる。
【００８２】
＜変形例３＞
上記のコンテナ用冷凍装置１では、空冷インタークーラ３８や水冷インタークーラ５４が設けられた冷媒回路１０を採用しているが、空冷インタークーラ３８や水冷インタークーラ５４が設けられていない冷媒回路であってもよい。
【００８３】
この場合においても、図４に示す構成と同様に、水冷ガスクーラ５１を上流側ガスクーラ５２と下流側ガスクーラ５３に分割する構成を採用することによって、水冷ガスクーラ５１の熱交換効率を向上させることができる。また、図１０に示す構成と同様に、水冷ガスクーラバイパス管５６を設けることによって、冷媒回路１０を循環する冷媒の圧力損失を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、圧縮機と水媒体を冷却源とする水冷ガスクーラと膨張機構と蒸発器とが順次接続された冷媒回路を有するコンテナ用冷凍装置に対して、広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１              コンテナ用冷凍装置
１０            冷媒回路
２１            圧縮機
２１ａ、２１ｂ  圧縮要素
２３            膨張機構
２４            蒸発器
３８            空冷インタークーラ
５１            水冷ガスクーラ
５２            上流側水冷ガスクーラ
５３            下流側水冷ガスクーラ
５４            水冷インタークーラ
５６            水冷ガスクーラバイパス管
５８            水冷インタークーラバイパス管
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特開２００４−３４０５２５号公報
【特許文献２】特開２００４−３６８６号公報
【図１】
2013242102.tif 000003
【図２】
2013242102.tif 000004
【図３】
2013242102.tif 000005
【図４】
2013242102.tif 000006
【図５】
2013242102.tif 000007
【図６】
2013242102.tif 000008
【図７】
2013242102.tif 000009
【図８】
2013242102.tif 000010
【図９】
2013242102.tif 000011
【図１０】
2013242102.tif 000012