(57)【要約】【課題】二酸化炭素等の冷媒を用いる冷凍装置において、蒸発器における冷却効果を向上させる。【解決手段】冷凍装置は、圧縮手段と、ガスクーラと、電子膨張弁と、蒸発器１５とから冷媒回路が構成され、ガスクーラにおいて超臨界圧力の臨界状態で冷媒の放熱を行い、電子膨張弁に送ると共に、当該電子膨張弁で減圧した冷媒を分流器７１にて分流し、蒸発器冷媒配管６１に流入させる。電子膨張弁の冷媒入口に接続された膨張弁入口側冷媒配管６８の内径をＸ１、電子膨張弁の冷媒出口３８Ｂから分流器の冷媒入口７１Ｃとを結ぶ膨張弁出口側冷媒配管６９の内径をＸ２とした場合に、Ｘ２≦Ｘ１とした。【選択図】図３
2013245857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮手段と、ガスクーラと、電子膨張弁と、蒸発器とから冷媒回路が構成され、前記ガスクーラにおいて超臨界圧力の臨界状態で冷媒の放熱を行い、前記電子膨張弁に送ると共に、当該電子膨張弁で減圧した冷媒を分流器にて分流し、前記蒸発器を構成する蒸発器冷媒配管に流入させる冷凍装置において、
前記電子膨張弁の冷媒入口に接続された膨張弁入口側冷媒配管の内径をＸ１、当該電子膨張弁の冷媒出口から前記分流器の冷媒入口とを結ぶ膨張弁出口側冷媒配管の内径をＸ２とした場合に、Ｘ２≦Ｘ１としたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記膨張弁出口側冷媒配管の内径Ｘ２を、前記膨張弁入口側冷媒配管の内径Ｘ１と同一としたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記蒸発器冷媒配管の内径はＸ２より大きく、前記分流器の冷媒入口から前記蒸発器冷媒配管までの管路は、その内径が縮小されること無く前記蒸発器冷媒配管に連続することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記膨張弁入口側冷媒配管及び前記膨張弁出口側冷媒配管は２分管であり、前記蒸発器冷媒配管は３分管であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記冷媒として二酸化炭素を使用したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何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、圧縮手段と、ガスクーラと、電子膨張弁と、蒸発器とから冷媒回路が構成され、ガスクーラにおいて超臨界圧力の臨界状態で冷媒の放熱を行い、電子膨張弁に送る冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりスーパーマーケットやコンビニエンスストア等の店舗に設置されるショーケースでは、店外に設置された冷凍機の圧縮機で圧縮された冷媒をガスクーラにて放熱した後電子膨張弁に送り、この電子膨張弁にて減圧して膨張させる。そして、ショーケースの蒸発器にて蒸発させ、このときの冷媒の蒸発により庫内を冷却する構成とされている。また、近年では自然環境問題等から、係るショーケース用の冷凍装置においてもフロン系冷媒が使用できなくなってきている。このため、フロン冷媒の代替品として自然冷媒である二酸化炭素を使用するものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
二酸化炭素冷媒は、臨界点が圧力７．３８ＭＰａと高圧であるのに加え、これが＋３１．１℃という日常的な外気温度で生じるという特有の物性を有している。そのため、通常の気温では、二酸化炭素冷媒を使用した冷凍装置の高圧側での放熱運転は、臨界点以上の超臨界圧力の臨界状態で行われることが多い。
【０００４】
しかし、超臨界圧力での二酸化炭素冷媒は、同じ温度でも圧力値によりエンタルピ値が異なる。例えば、外気温度を３０℃とし、ガスクーラ出口温度を３３℃と想定すると、高圧側圧力が１０ＭＰａのときはエンタルピが２８１ｋＪ／ｋｇとなり、高圧側圧力が７．５ＭＰａのときはエンタルピは３８１ｋＪ／ｋｇとなる。そして、電子膨張弁での膨張後、蒸発器に流入したときの−１０℃の蒸発温度での冷媒の乾き度は、高圧側圧力が１０ＭＰａであったときは４１％、高圧側圧力が７．５ＭＰａであったときは７９％と大きく異なってくる（図４参照）。
【０００５】
一方、蒸発器における冷却効果は、冷媒の乾き度が大きい程小さくなるため、乾き度が大きい状況では、その分冷媒循環量が多くなる。そのため、蒸発器を構成する冷媒配管の管摩擦抵抗が大きくなり、蒸発器内での圧力損失が大きくなる。
【０００６】
ここで二酸化炭素冷媒は、フロン冷媒に比べて分子量が小さく、粘性も小さいため、乾き度が小さい状態でも一般的に管摩擦による圧力損失は少ない云われている。しかしながら、上述のような理由で冷媒循環量が多くなると、二酸化炭素冷媒においても蒸発器における管摩擦（乾き度が高いときの圧力損失）を配慮した設計を行わなければならず、そのために蒸発器を構成する冷媒配管も単一の系統（パス数）では無く、系統を二系統以上の複数の系統に増やし、冷媒配管そのものの内径も大きくする必要がある。しかし、二酸化炭素冷媒は作動圧が高圧であるため、冷媒配管の内径を大きくすると、その配管の耐圧が低下するため、配管の内径を大きくし難いということも考えられる。
【０００７】
図５は係る二酸化炭素冷媒を使用する冷凍装置について、発明者が最初に検討した蒸発器１００の斜視図を示している。１０１は二系統（１０１Ａと１０１Ｂ）の流路を構成する蒸発器冷媒配管であり、３分管が使用される。各系統１０１Ａ、１０１Ｂの蒸発器冷媒配管１０１は、それぞれ蛇行状に流路が構成されると共に、複数枚の熱交換フィン１０２を貫通して設けられ、中央及び両側は管板１０３にて保持されている。そして、蒸発器冷媒配管１０１の各系統１０１Ａ、１０１Ｂの入口１０４Ａ、１０４Ｂ（実際は図５に示すように短い３分管で構成される）は蒸発器１００の上部に配置され、出口１０６Ａ、１０６Ｂ（これも短い３分管で構成される）は下部に配置されている。
【０００８】
一方、１０７は電子膨張弁である。この電子膨張弁１０７の冷媒入口１０７Ａ（実際は図５に示すように短い２分管で構成される）に接続された膨張弁入口側冷媒配管１０８は図示しない冷凍機のガスクーラの出口に接続され、冷媒出口１０７Ｂ（これも短い２分管で構成される）に接続された膨張弁出口側冷媒配管１０９は、分流器１１１の冷媒入口１１１Ａに接続されている。
【０００９】
この分流器１１１の両冷媒出口１１１Ｂ、１１１Ｃは、各系統１０１Ａ、１０１Ｂの蒸発器冷媒配管１０１の入口１０４Ａ、１０４Ｂに接続されている。他方、各系統１０１Ａ、１０１Ｂの出口１０６Ａ、１０６Ｂは合流器１１４に接続され、この合流器１１４の出口側冷媒配管１１６は、図示しない冷凍機の圧縮機（圧縮手段）に接続される。
【００１０】
この場合、高圧となる膨張弁入口側冷媒配管１０８は２分管で構成し、膨張弁出口側冷媒配管１０９、及び、分流器１１１は、蒸発器１００の蒸発器冷媒配管１０１と同一の３分管で構成した。また、出口側冷媒配管１１６は更に太い４分管で構成した。
【００１１】
そして、圧縮機が運転されると、前述した極めて高い圧力まで圧縮されたガス冷媒（二酸化炭素）が圧縮機から吐出され、ガスクーラに流入する。そして、ガスクーラにおいて超臨界圧力の臨界状態で放熱した冷媒は、膨張弁入口側冷媒配管１０８を経て冷媒入口１０７Ａから電子膨張弁１０７に流入し、そこで減圧膨張する。この電子膨張弁１０７は、図示しない制御装置により、蒸発器１００の膨張弁出口側冷媒配管１０９の温度を検出する図示しない温度センサと出口側冷媒配管１１６の温度を検出する図示しない温度センサの出力に基づき、所定の冷媒過熱度となるように弁開度が制御される。
【００１２】
この電子膨張弁１０７において、臨界状態にあった冷媒（二酸化炭素）は膨張して臨界圧力以下に下がり、液／ガス２相の平衡状態になって、膨張弁出口側冷媒配管１０９を通り、分流器１１１の冷媒入口１１１Ａに至る。この分流器１１１内で冷媒は二つの流れに分けられた後、それぞれの冷媒出口１１１Ｂ、１１１Ｃより各入口１０４Ａ、１０４Ｂから蒸発器冷媒配管１０１の各系統１０１Ａ、１０１Ｂにそれぞれ流入する。蒸発器冷媒配管１０１に流入した冷媒は、各系統１０１Ａ、１０１Ｂ内を上から下に蛇行状に流れながら蒸発し、吸熱作用を発揮する。
【００１３】
蒸発器１００には下から上に向けてショーケースの庫内空気が循環されており、これにより庫内空気は冷却され、この冷却された庫内空気（冷気）がショーケースの庫内に吐出される。蒸発器冷媒配管１０１の各系統１０１Ａ、１０１Ｂの出口１０６Ａ、１０６Ｂから出た冷媒は、合流器１１４で合流した後、出口側冷媒配管１１６を経て圧縮機に吸い込まれるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特公平７−１８６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前述したように電子膨張弁１０７から出た冷媒（二酸化炭素）は、液／ガス２相の平衡状態であるため、膨張弁出口側冷媒配管１０９を図５のように膨張弁入口側冷媒配管１０８（２分管）より太い３分管で構成すると、乾き度が高い運転状態では、この膨張弁出口側冷媒配管１０９内で気液分離を起こしてしまうようになる。
【００１６】
膨張弁出口側冷媒配管１０９内で気液分離が発生し、それが分流器１１１に流入すると、どうしてもガスの方が流れ易いため、一方の冷媒出口（例えば１１１Ｂ）にガスが多く流れ出すと、当該出口１１１Ｂにガス冷媒が多く流れ、液冷媒は他方の冷媒出口１１１Ｃに多く流れるようになる。即ち、分流器１１１内で液が流れ易い方向と、ガスが流れ易い方向が発生してしまい、各冷媒出口１１１Ｂ、１１１Ｃに液／ガス２相の二酸化炭素冷媒を均等に分流できなくなる問題が発生した。
【００１７】
そのため、蒸発器１００の各系統１０１Ａ、１０１Ｂの蒸発器冷媒配管１０１に均等に液／ガス２相の二酸化炭素冷媒が流れなくなると、ガス冷媒が多い系統では殆ど冷却効果が生じなくなるため、蒸発器１００全体としての冷却効果が著しく低下してしまう。
【００１８】
そこで、所謂ディストリビュータとキャピラリチューブを使用して電子膨張弁１０７を出た冷媒を分流すれば、均等な分流を行えるものの、振動しやすいキャピラリチューブを使用するため、二酸化炭素冷媒のような圧力が高い冷媒を流した場合、振動や圧力変動による配管（キャピラリチューブ）の擦れにより管厚が薄くなり、亀裂が発生する危険性がある。
【００１９】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、二酸化炭素等の冷媒を用いる冷凍装置において、蒸発器における冷却効果を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の冷凍装置は、圧縮手段と、ガスクーラと、電子膨張弁と、蒸発器とから冷媒回路が構成され、ガスクーラにおいて超臨界圧力の臨界状態で冷媒の放熱を行い、電子膨張弁に送ると共に、当該電子膨張弁で減圧した冷媒を分流器にて分流し、蒸発器を構成する蒸発器冷媒配管に流入させるものであって、電子膨張弁の冷媒入口に接続された膨張弁入口側冷媒配管の内径をＸ１、当該電子膨張弁の冷媒出口から分流器の冷媒入口とを結ぶ膨張弁出口側冷媒配管の内径をＸ２とした場合に、Ｘ２≦Ｘ１としたことを特徴とする。
【００２１】
請求項２の発明の冷凍装置は、上記において膨張弁出口側冷媒配管の内径Ｘ２を、膨張弁入口側冷媒配管の内径Ｘ１と同一としたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３の発明の冷凍装置は、上記各発明において蒸発器冷媒配管の内径はＸ２より大きく、分流器の冷媒入口から蒸発器冷媒配管までの管路は、その内径が縮小されること無く蒸発器冷媒配管に連続することを特徴とする。
【００２３】
請求項４の発明の冷凍装置は、上記各発明において膨張弁入口側冷媒配管及び膨張弁出口側冷媒配管は２分管であり、蒸発器冷媒配管は３分管であることを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明の冷凍装置は、上記各発明において冷媒として二酸化炭素を使用したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、圧縮手段と、ガスクーラと、電子膨張弁と、蒸発器とから冷媒回路が構成され、ガスクーラにおいて超臨界圧力の臨界状態で冷媒の放熱を行い、電子膨張弁に送ると共に、当該電子膨張弁で減圧した冷媒を分流器にて分流し、蒸発器を構成する蒸発器冷媒配管に流入させる冷凍装置において、電子膨張弁の冷媒入口に接続された膨張弁入口側冷媒配管の内径をＸ１、当該電子膨張弁の冷媒出口から分流器の冷媒入口とを結ぶ膨張弁出口側冷媒配管の内径をＸ２とした場合に、Ｘ２≦Ｘ１としたので、膨張弁出口側冷媒配管内を流れる冷媒の流速が上がるため、乾き度が高い運転状態でも、電子膨張弁で減圧されて液／ガス２相の平衡状態となった二酸化炭素等の冷媒が、膨張弁出口側冷媒配管内で気液分離してしまう不都合を抑制若しくは解消することが可能となる。
【００２６】
これにより、分流器にて液／ガス２相の冷媒を均等に分流することができるようになり、蒸発器の冷却効果を向上させることが可能となる。特に、膨張弁出口側冷媒配管内を流れる冷媒の流速が上がるため、分流器において液／ガスの冷媒が良好に攪拌される効果も期待できるようなる。
【００２７】
また、乾き度が低い運転状態でも、二酸化炭素等の冷媒は管摩擦が小さいので、膨張弁出口側冷媒配管における圧力損失も小さい。これにより、分流器おける分流も支障なく安定して行うことができるようになるものである。
【００２８】
特に、分流器から蒸発器冷媒配管までの管路の内径が縮小されないように構成すれば、膨張弁から蒸発器に至る過程における圧力損失を一層良好に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の冷凍装置で冷却する実施例としてのショーケースの断面図である。
【図２】本発明を適用した実施例の冷凍装置の冷媒回路図である。
【図３】図１、図２の冷凍装置の蒸発器の実施例の斜視図である。
【図４】二酸化炭素冷媒を使用した冷凍装置のｐ−ｈ線図である。
【図５】本発明の背景となる冷凍装置の蒸発器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係るショーケース１の断面図、図２は本発明の実施形態の冷凍装置Ｒの冷媒回路図である。実施例のショーケース１（図２では１Ａ、１Ｂで示す）は、コンビニエンスストアやスーパーマーケット等の店舗に複数台設置される所謂オープンショーケースである。
【００３１】
ショーケース１の前面に開口する断面略コ字状の断熱壁３と、その両側に取り付けられる側板４、４によって本体２が構成されている。この断熱壁３の内側には間隔を存して仕切板６が取り付けられ、当該断熱壁３と仕切板６との間にダクト９が構成されている。この仕切板６の内側に、前面に開口した陳列室（庫内）１１が構成されている。この陳列室１１内には、複数段の棚７・・が架設されている。
【００３２】
陳列室１１の前面開口上縁には、ダクト９に連通する冷気吐出口８が形成され、開口下縁には、ダクト９に連通する冷気吸込口１２が形成されている。そして、このダクト９内には、冷凍装置Ｒの冷媒回路を構成する本発明の蒸発器１５が縦設されていると共に、冷気循環用の送風機１３が配設されている。
【００３３】
蒸発器１５と熱交換して冷却された冷気は送風機１３が運転されていることによりダクト９内を吹き上げられ、冷気吐出口８から陳列室１１の開口下縁の冷気吸込口１２に向けて吐出され、冷気吸込口１２から送風機１３に吸い込まれる。これにより、陳列室１１の前面開口には冷気によるエアカーテンが構成されると共に、冷気の一部は、陳列室１１内を循環して当該陳列室１１内を所定の冷却温度に冷却する。
【００３４】
一方、実施例における冷凍装置Ｒは、複数台の上記ショーケース（１Ａ、１Ｂとする）を冷却するものであり、店外に設置された冷凍機２３と複数台の前記ショーケース１Ａ、１Ｂとから構成され、冷凍機２３と各ショーケース１Ａ、１Ｂとが、冷媒配管２４及び２６により連結されている。そして、冷媒回路は高圧側の冷媒圧力がその臨界圧力以上（超臨界）となる二酸化炭素を冷媒として用いる。
【００３５】
冷凍機２３は、第１及び第２の回転圧縮要素２７、２８を有する圧縮手段としての圧縮機３１を備える。第１の回転圧縮要素２７は、冷媒配管２６を介して冷媒回路の低圧側から圧縮機３１に吸い込まれる低圧冷媒を圧縮し、中間圧まで昇圧して吐出し、第２の回転圧縮要素２８は、第１の回転圧縮要素２７で圧縮されて吐出された中間圧の冷媒を更に吸い込み、圧縮して高圧まで昇圧し、冷媒回路の高圧側に吐出する。
【００３６】
第１の回転圧縮要素２７の低圧部に吸い込まれた低圧（ＬＰ：通常運転状態で２．５ＭＰａ程）の冷媒ガスは、当該第１の回転圧縮要素２７により中間圧（ＭＰ：通常運転状態で５ＭＰａ程）に昇圧され、インタークーラ３２に流入する。インタークーラ３２は、第１の回転圧縮要素２７から吐出された中間圧の冷媒を空冷するものであり、インタークーラ３２を出た冷媒は第２の回転圧縮要素２８に吸い込まれる。そして、この第２の回転圧縮要素２８に吸い込まれた中間圧（ＭＰ）の冷媒ガスは、当該第２の回転圧縮要素２８により２段目の圧縮が行われて高温高圧（ＨＰ：通常運転状態で７ＭＰａ〜８ＭＰａ程の超臨界圧力）の冷媒ガスとなる。
【００３７】
そして、第２の回転圧縮要素２８の吐出側はオイルセパレータ３３、ガスクーラ３４、分流器３６、スプリット熱交換器３７を介して冷媒配管２４に接続される。ガスクーラ３４にはそれを空冷するガスクーラ用送風機３８が配設されている。ショーケース１Ａ、１Ｂは、店舗内等に設置されて冷媒配管２４及び２６に並列に接続される。各ショーケース１Ａ、１Ｂは、電動膨張弁からなる電子膨張弁３８と、前記蒸発器１５をそれぞれ備えている。各電子膨張弁３８は後述する如く冷媒配管２４に接続され、各蒸発器１５は後述する如く冷媒配管２６に接続されて最終的に圧縮機３１の第１の回転圧縮要素２７に連通接続されている。
【００３８】
分流器３６は、ガスクーラ３４から出た冷媒を第１の冷媒流と第２の冷媒流とに分流し、第１の冷媒流は電動膨張弁からなる補助電子膨張弁４１を介してスプリット熱交換器３７の第１の流路３７Ａに流れ、これが補助回路となる。また、第２の冷媒流はスプリット熱交換器３７の第２の流路３７Ｂを経て冷媒配管２４に流れ、これが主回路となる。即ち、冷凍機２３からショーケース１Ａ、１Ｂに冷媒は高圧で搬送されることになる。
【００３９】
スプリット熱交換器３７は、補助電子膨張弁４１で減圧された第１の冷媒流を第１の流路３７Ａに流し、分流器３６で分流された第２の冷媒流を第２の流路３７Ｂに流してそれらの熱交換を行わせる。それにより、第２の冷媒流は第１の流路３７Ａを流れる第１の冷媒流により冷却されるので、電子膨張弁３８に向かう第２の冷媒流を過冷却することが可能となり、蒸発器１５の入口側における比エンタルピを小さくすることができる。そして、電子膨張弁３８で減圧膨張された第２の冷媒流は蒸発器１５に流入して蒸発し、このときの吸熱作用でショーケース１Ａ、１Ｂの陳列室１１を冷却する。電子膨張弁３８は図示しない制御装置により、蒸発器１５の後述する膨張弁出口側冷媒配管６９の温度を検出する図示しない温度センサと後述する出口側冷媒配管７６の温度を検出する図示しない温度センサの出力に基づき、所定の冷媒過熱度となるように弁開度が制御される。
【００４０】
スプリット熱交換器３７の下流側の冷媒配管２４には、第１の連通回路４３を介して冷媒量調整タンク４４が接続されている。冷媒量調整タンク４４は、所定の容積を有するものであり、第１の連通回路４３には、電子膨張弁４６が介設されている。冷媒量調整タンク４４には、当該タンク４４内上部と、インタークーラ３２出口とを連通する第２の連通回路４７が接続され、第２の連通回路４７には、電磁弁４８が介設されている。また、冷媒量調整タンク４４には、下部とインタークーラ３２出口とを連通する第３の連通回路４９が接続され、第３の連通回路４９には、電磁弁５１とキャピラリチューブ５２が介設されている。
【００４１】
そして、高圧側の圧力が異常に上昇したときは、電子膨張弁５６を介して冷媒量調整タンク４４に高圧冷媒を回収し、高圧上昇を抑える。そして、高圧側の圧力が低下したら電磁弁５１を開いて圧縮機３１の第２の回転圧縮要素２８の吸込側に放出するものである。
【００４２】
次に、図３は本発明の冷凍装置Ｒを構成するショーケース１Ａ、１Ｂの蒸発器１５の斜視図を示している。６１は二系統（６１Ａと６１Ｂ）の流路を構成する蒸発器冷媒配管であり、３分管で構成されている。各系統６１Ａ、６１Ｂの蒸発器冷媒配管６１は、それぞれ蛇行状に流路が構成されると共に、複数枚の熱交換フィン６２を貫通して設けられ、中央及び両側は管板６３にて保持されている。そして、蒸発器冷媒配管６１の各系統６１Ａ、６１Ｂの入口６４Ａ、６４Ｂ（実際は２分管（管板６３側で３分管に接続するために２分５厘に拡開）で構成される）は蒸発器１５の上部に配置され、出口６６Ａ、６６Ｂ（これは短い３分管で構成される）は下部に配置されている。
【００４３】
一方、電子膨張弁３８の冷媒入口３８Ａ（実際は図３に示すように短い２分管で構成される）に接続された膨張弁入口側冷媒配管６８は図２の冷媒配管２４に接続され、冷媒出口３８Ｂ（これも短い２分管で構成される）に接続された前記膨張弁出口側冷媒配管６９は、分流器７１の冷媒入口７１Ａに接続されている。この膨張弁出口側冷媒配管６９により、電子膨張弁３８の冷媒出口３８Ｂと分流器７１の冷媒入口７１Ａが結ばれている。
【００４４】
この分流器７１の両冷媒出口７１Ｂ、７１Ｃは、各系統６１Ａ、６１Ｂの蒸発器冷媒配管６１の入口６４Ａ、６４Ｂにそれぞれ接続されている。他方、各系統６１Ａ、６１Ｂの出口６６Ａ、６６Ｂは合流器７４に接続され、この合流器７４の前記出口側冷媒配管７６は、図２の冷媒配管２６に接続される。
【００４５】
この場合、高圧となる膨張弁入口側冷媒配管６８は２分管で構成する。また、膨張弁出口側冷媒配管６９も膨張弁入口側冷媒配管６８と同じ２分管で構成し、分流器７１も２分管で構成する。即ち、膨張弁入口側冷媒配管６８の内径Ｘ１と膨張弁出口側冷媒配管６９の内径Ｘ２と分流器７１の内径を同一としている。前述したように蒸発器１５の入口６４Ａ、６４Ｂは２分管で構成され、管板６３側が３分管の蒸発器冷媒配管６１と接続できるように２分５厘に拡開されているので、分流器７１の冷媒入口７１Ａから蒸発器冷媒配管６１までの管路の内径は、縮小されること無く蒸発器冷媒配管６１まで連続している。
【００４６】
これらにより、電子膨張弁３８から膨張弁出口側冷媒配管６９、分流器７１、入口６４Ａ、６４Ｂ、蒸発器冷媒配管６１に連続する管路は、途中で縮小されること無く、２分管から３分管に連続する構成とされている。尚、出口側冷媒配管１１６は４分管で構成される。
【００４７】
前述した如く圧縮機３１が運転されると、ガス冷媒（二酸化炭素）がガスクーラ３４に流入、ガスクーラ３４において超臨界圧力の臨界状態で放熱した冷媒は、スプリット熱交換器３７、冷媒配管２４を通過し、膨張弁入口側冷媒配管６８を経て冷媒入口３８Ａから電子膨張弁３８に流入し、そこで減圧膨張する。
【００４８】
即ち、この電子膨張弁３８において、臨界状態にあった冷媒（二酸化炭素）は膨張して臨界圧力以下に下がり、液／ガス２相の平衡状態になって、冷媒出口３８Ｂから膨張弁出口側冷媒配管６９を通り、分流器７１の冷媒入口７１Ａに至る。この分流器７１内で冷媒は二つの流れに分けられた後、それぞれの冷媒出口７１Ｂ、７１Ｃより各入口６４Ａ、６４Ｂから蒸発器冷媒配管６１の各系統６１Ａ、６１Ｂにそれぞれ流入する。蒸発器冷媒配管６１に流入した冷媒は、各系統６１Ａ、６１Ｂ内を上から下に蛇行状に流れながら蒸発し、吸熱作用を発揮する。
【００４９】
ダクト９内に縦設された蒸発器１５には前述したように送風機１３により下から上に向けての陳列室１１内の空気が循環されており、これにより陳列室１１内から空気は冷却され、この冷却された空気（冷気）がショーケース１Ａ、１Ｂの陳列室１１内に吐出される。蒸発器冷媒配管６１の各系統６１Ａ、６１Ｂの出口６６Ａ、６６Ｂから出た冷媒は、合流器７４で合流した後、出口側冷媒配管７６を経て圧縮機３１に吸い込まれる。
【００５０】
この場合、本発明の蒸発器１５の膨張弁出口側冷媒配管６９の内径Ｘ２は、膨張弁入口側冷媒配管６８の内径Ｘ１と同一とされているので、従来（図５）に比して膨張弁出口側冷媒配管６９内を流れる冷媒の流速が上がる。これにより、乾き度が高い運転状態でも、電子膨張弁３８で減圧されて液／ガス２相の平衡状態となった二酸化炭素冷媒が、膨張弁出口側冷媒配管６９内で気液分離し難くなる。
【００５１】
従って、分流器７１に至った液／ガス２相の冷媒は、各冷媒出口７１Ｂ、７１Ｃに均等に分流され、入口６４Ａ、６４Ｂから蒸発器冷媒配管６１の各系統６１Ａ、６１Ｂに流入するようになり、蒸発器１５の冷却効果が向上する。この場合、膨張弁出口側冷媒配管６９内を流れる二酸化炭素冷媒の流速が上がるので、分流器７１に流入した液／ガスの冷媒が、その分岐部分で分流器７１の内面に衝突して良好に攪拌されるようになる。
【００５２】
この場合、乾き度が低い運転状態でも、二酸化炭素冷媒は管摩擦が小さいので、膨張弁出口側冷媒配管６９を２分管で構成しても、圧力損失は小さくなる。これにより、分流器７１おける冷媒の分流を支障なく安定して行うことができるようになる。
【００５３】
特に、分流器７１から蒸発器冷媒配管６１までの管路の内径は、縮小されないように構成しているので、電子膨張弁３８から蒸発器１５に至る過程における圧力損失を一層良好に抑制することが可能となる。
【００５４】
尚、上記実施例では膨張弁出口側冷媒配管６９の内径Ｘ２を、膨張弁入口側冷媒配管６８の内径Ｘ１と同一としているが、それに限らず、内径Ｘ２≦内径Ｘ１の関係となるように冷媒配管を設定すれば、膨張弁出口側冷媒配管６９における冷媒の流速を上げ、冷媒の気液分離を抑制する効果がある。但し、キャピラリチューブ（１分管〜１分５厘管）のように細い冷媒配管にすると、振動や圧力変動による損傷の問題が生じるので、実施例のように内径Ｘ２＝内径Ｘ１の関係が最も望ましいと考えられる。
【００５５】
また、実施例ではショーケースを冷却する冷凍装置を例に採りあげて本発明を説明したが、それに限らず、家庭用冷蔵庫や業務用冷蔵庫、プレハブ冷蔵庫、空気調和機等にも本発明は有効である。更にまた、冷媒も二酸化炭素に限らず、高圧側が超臨界圧力で運転される各種冷媒に対して本発明の冷凍装置は有効である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｒ  冷凍装置
１、１Ａ、１Ｂ  ショーケース
１５  蒸発器
３１  圧縮機（圧縮手段）
３４  ガスクーラ
３８  電子膨張弁
３８Ｂ  冷媒出口
６１  蒸発器冷媒配管
６１Ａ、６１Ｂ  系統
６４Ａ、６４Ｂ  入口
６６Ａ、６６Ｂ  出口
６８  膨張弁入口側冷媒配管
６９  膨張弁出口側冷媒配管
７１  分流器
７１Ａ  冷媒入口
７４  合流器
【図１】
2013245857.tif 000003
【図２】
2013245857.tif 000004
【図３】
2013245857.tif 000005
【図４】
2013245857.tif 000006
【図５】
2013245857.tif 000007