特許 6048792 冷媒循環冷却システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6048792

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】冷媒循環冷却システム

(51)【国際特許分類】

   F25B 1/00 20060101AFI20161212BHJP

【ＦＩ】

   F25B1/00 399Y

【請求項の数】10

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-162312(P2012-162312)

(22)【出願日】2012年7月23日

(65)【公開番号】特開2014-20737(P2014-20737A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2015年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】391007242

【氏名又は名称】三菱重工冷熱株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102738

【弁理士】

【氏名又は名称】岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】久慈 太郎

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 普一郎

【審査官】 安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−１９１２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１７４２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１０３５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０３８２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７５５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３９１９８５８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第５０８８３０４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒を循環させる冷媒循環冷却システムにおいて、冷媒の蒸発潜熱により冷却を行う冷却器と、該冷却器より上方に設置され、冷媒を受け入れるレシーバーと、前記冷却器から前記レシーバーへ冷媒を戻す戻り配管と、前記レシーバーから前記冷却器へ冷媒を送る送り配管と、を有し、前記戻り配管は、前記冷却器から前記レシーバーに向かう立上がり部を有し、
前記冷却器は、異なる設置レベルに設置されるものが少なくとも存する形態で複数設けられ、前記立ち上がり部は、最下部に設置される前記冷却器より下方レベルから、最上部に設置される前記冷却器より上方レベルで、かつ前記レシーバーより上方レベルまで立ち上がり、
前記立ち上がり部は、複数の前記冷却器それぞれから延びる戻り分岐管と接続され、前記立上がり部の径は、前記戻り配管中で液状冷媒が自重により落下し、ガス状冷媒のみが前記レシーバーへ戻るような径を有するように、前記立上がり部の最下部から上方に向かって、該戻り分岐管との接続部に応じて、拡径化される、
ことを特徴とする冷媒循環冷却システム。

【請求項2】

前記冷媒は、二酸化炭素、フロン系およびアンモニアのいずれかである、請求項１に記載の冷媒循環冷却システム。

【請求項3】

前記戻り配管の最下部には、自重により落下する液状冷媒を溜める液ポットが設けられ、該液ポットと前記レシーバーとを接続する液戻し配管がさらに設けられ、該液戻し配管には、液ポットに溜まる液状冷媒を前記レシーバーに液送する液ポンプが設けられる、請求項１に記載の冷媒循環冷却システム。

【請求項4】

前記戻り配管の最下部には、自重により落下する液状冷媒を溜める液ポットが設けられ、該液ポットと前記冷却器とを接続する液戻し配管がさらに設けられ、該液戻し配管には、液ポットに溜まる液状冷媒を前記冷却器に液送する液ポンプが設けられる、請求項１に記載の冷媒循環冷却システム。

【請求項5】

前記液戻し配管は、前記レシーバーに接続される前記戻り配管と接続され、前記戻り配管には、前記液ポットに溜まる液状冷媒を前記レシーバーに戻すか、あるいは前記冷却器に戻すかの切り替え弁が設けられる、請求項４に記載の冷媒循環冷却システム。

【請求項6】

前記液ポットには、排熱を利用するタイプの加熱源がさらに設けられ、前記液ポットに溜まる液状冷媒を加熱してガス化させ、前記立ち上がり部を介して前記レシーバーに戻す、請求項４に記載の冷媒循環冷却システム。

【請求項7】

蒸発式、空冷式、水冷式のうちの１つまたは複数を組み合わせた方式の凝縮器がさらに設けられ、該凝縮器によって前記レシーバー内のガス状冷媒を凝縮させる、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の冷媒循環冷却システム。

【請求項8】

二次冷媒を用いるカスケードコンデンサがさらに設けられ、該カスケードコンデンサを介して二次冷媒の蒸発潜熱により、前記レシーバー内のガス状冷媒を凝縮させる、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の冷媒循環冷却システム。

【請求項9】

前記送り配管には、液ポンプが設置され、前記戻り配管および前記送り配管により、前記レシーバーと前記冷却器との間で冷媒を強制循環させる、請求項１に記載の冷媒循環冷却システム。

【請求項10】

前記戻り配管および前記送り配管により、前記レシーバーと前記冷却器との間で、前記レシーバーと前記冷却器との間の重力による液ヘッド差を利用して、冷媒を自然循環させる、請求項１に記載の冷媒循環冷却システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷媒循環冷却システムに関し、より詳細には、冷却器の設置数、あるいは冷却器の負荷変動に係らず、冷媒を冷却器からレシーバーに安定的に戻すことが可能であるとともに、コスト低減および設置スペースの削減が達成可能な冷媒循環冷却システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境負荷が小さい点から、二酸化炭素冷媒が、冷却あるいは冷凍用途に多用され、重力による液ヘッド差を利用した冷媒循環システムも採用されている。
このような冷媒循環システムは、冷却器と、二酸化炭素冷媒を受け入れるレシーバーと、液相の二酸化炭素冷媒をレシーバーから冷却器へ送る送り配管と、冷却器において蒸発することにより冷却を行う気相の二酸化炭素冷媒を冷却器からレシーバーに戻す戻し配管とから概略構成され、特に重力を利用した冷媒の循環を行うことから、レシーバーを冷却器より上方に配置している。

【0003】

このような冷媒循環システムは、圧縮機が不要であり、過熱度制御をしていないことから、冷却器からレシーバーへの戻り配管中において、二酸化炭素冷媒が液相と気相との２相混合状態となる場合がある。
このような２相混合状態の冷媒から冷媒ガスのみをレシーバーに戻すのに、従来、以下のような技術が採用されている。

【0004】

第１に、気液分離機能を果たす集中器を冷却器に付設することである。
集中器は、たとえば、一体構造の垂直型液分離器であり、下部に液溜め部、上部に液分離部をそれぞれ有し、液溜め部には、冷却器に接続する液戻し管が接続され、液溜め部には、溜り液を形成する液冷媒が規定レベルに達したか否かを検出するフロートスイッチが設けられる。
このような集中器により、冷却器からの冷媒中、液冷媒を分離し、ガスのみをレシーバーに戻し、液冷媒は、たとえば液ポンプにより液戻し管を介して冷却器に強制的に液送するようにしている。

【0005】

第２に、いわゆるダブルライザー、トリプルライザー等を用いることである。
たとえば、ダブルライザーは、冷却器の最小負荷に対応した細径の第１ライザ管と、第１ライザ管の下部に対してＵ字状のトラップを介して接続された太径の第２ライザ管とを有し、負荷が小さいときは、トラップに液状冷媒が溜り、第１ライザ管を介して液状冷媒をレシーバーに戻し、一方負荷が大きいときには、第１ライザ管および第２ライザ管を介して液状冷媒をレシーバーに戻すようにしている。

【0006】

しかしながら、このような従来の技術には、以下のような技術的問題点が存する。
第１に、レシーバーへの冷媒戻しが不安定となる点である。
より詳細には、冷却器が複数基設けられたり、冷却器における負荷変動が大きい場合には、それに応じて集中器あるいはライザ管の数が必要となり、その分、運転の信頼性が低下し、場合によりレシーバーへの冷媒戻しが不安定となることがある。

【0007】

第２に、冷却システムのコスト増、および占有スペースが大きくなる点である。
より詳細には、集中器を冷却器ごとに設置するのでは、コスト増となるとともに、その分占有スペースがかさみ、一方、ダブルライザー等により、気液分離せずに、２相のままで冷媒戻しをするとすれば、エネルギーロスが大きく、運転コストの増大が引き起こされる。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、冷却器の設置数、あるいは冷却器の負荷変動に係らず、冷媒を冷却器からレシーバーに安定的に戻すことが可能であるとともに、コスト低減および設置スペースの削減が達成可能な冷媒循環システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を達成するために、本発明の冷媒循環冷却システムは、
冷媒を循環させる冷媒循環冷却システムにおいて、
冷媒の蒸発潜熱により冷却を行う冷却器と、
該冷却器より上方に設置され、冷媒を受け入れるレシーバーと、
前記冷却器から前記レシーバーへ冷媒を戻す戻り配管と、
前記レシーバーから前記冷却器へ冷媒を送る送り配管と、を有し、
前記戻り配管は、前記冷却器から前記レシーバーに向かう立上がり部を有し、
該立上がり部は、前記戻り配管中で液状冷媒が自重により落下するような径を有する、構成としている。

【0010】

以上の構成を有する冷媒循環冷却システムによれば、レシーバー内の冷媒をレシーバーより下方に設置された冷却器に向かって、循環により送り配管を介して送り、そこで冷媒の蒸発潜熱により、たとえば冷却器の設置されたスペースを冷却することが可能である。
冷却器において冷却を行った冷媒が気相と液相の２相状態である場合、このような冷媒を戻り配管を介してレシーバーに戻す際、戻り配管には、冷却器からレシーバーに向かう立上がり部が設けられ、この立上がり部は、戻り配管中で液状冷媒が自重により落下するような径を有することから、単に戻り配管の径の調整をするだけで、液状冷媒を戻り配管中に溜めてガス状冷媒のみレシーバーに戻すことが可能であり、たとえば冷却器が複数設置され、あるいは冷却器の負荷変動が種々変わる場合にも、冷却器の設置数、あるいは冷却器の負荷変動に係らず、冷媒を冷却器からレシーバーに安定的に戻すことが可能であるとともに、冷却システムのコスト低減および設置スペースの削減が達成である。

【0011】

また、前記冷媒は、二酸化炭素、フロン系およびアンモニアのいずれかであるのがよい。
さらに、前記冷却器は、異なる設置レベルに設置されるものが少なくとも存する形態で複数設けられ、
前記立ち上がり部は、最下部に設置される前記冷却器より下方レベルから、最上部に設置される前記冷却器より上方レベルで、かつ前記レシーバーより上方レベルまで立ち上がり、
前記立ち上がり部は、複数の前記冷却器それぞれから延びる戻り分岐管と接続され、
前記立上がり部の径は、前記立上がり部の最下部から上方に向かって、該戻り分岐管との接続部に応じて、拡径化されるのがよい。

【0012】

さらにまた、前記冷却器は、同じ冷却用スペース内で各冷却器に対する冷却負荷が変動する形態で複数設けられ、
前記立ち上がり部は、最下部に設置される前記冷却器より下方レベルから立ち上がり、
複数の前記冷却器それぞれから延びる戻り分岐管と接続され、
前記立上がり部の径は、該冷却器の負荷変動に応じて、拡径化されるのがよい。
加えて、前記戻り配管の最下部には、自重により落下する液状冷媒を溜める液ポットが設けられ、該液ポットと前記レシーバーとを接続する液戻し配管がさらに設けられ、該液戻し配管には、液ポットに溜まる液状冷媒を前記レシーバーに液送する液ポンプが設けられるのでもよい。

【0013】

さらに、前記戻り配管の最下部には、自重により落下する液状冷媒を溜める液ポットが設けられ、該液ポットと前記冷却器とを接続する液戻し配管がさらに設けられ、該液戻し配管には、液ポットに溜まる液状冷媒を前記冷却器に液送する液ポンプが設けられるのでもよい。
さらにまた、前記液戻し配管は、前記レシーバーに接続される前記戻り配管と接続され、前記戻り配管には、前記液ポットに溜まる液状冷媒を前記レシーバーに戻すか、あるいは前記冷却器に戻すかの切り替え弁が設けられるのでもよい。
加えて、前記液ポットには、排熱を利用するタイプの加熱源がさらに設けられ、前記液ポットに溜まる液状冷媒を加熱してガス化させ、前記立ち上がり部を介して前記レシーバーに戻すのでもよい。

【0014】

さらに、蒸発式、空冷式、水冷式のうちの１つまたは複数を組み合わせた方式の凝縮器がさらに設けられ、該凝縮器によって前記レシーバー内のガス状冷媒を凝縮させるのでもよい。
さらにまた、二次冷媒を用いるカスケードコンデンサがさらに設けられ、該カスケードコンデンサを介して二次冷媒の蒸発潜熱により、前記レシーバー内のガス状冷媒を凝縮させるのでもよい。
加えて、前記送り配管には、液ポンプが設置され、前記戻り配管および前記送り配管により、前記レシーバーと前記冷却器との間で冷媒を強制循環させるのでもよい。

【0015】

さらに、前記戻り配管および前記送り配管により、前記レシーバーと前記冷却器との間で、前記レシーバーと前記冷却器との間の重力による液ヘッド差を利用して、冷媒を自然循環させるのでもよい。

【発明を実施するための最良の形態】

【0016】

以下に、本発明の第１実施形態の冷媒循環冷却システム１０について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
冷媒として、二酸化炭素を用い、倉庫のようなスペース空間ＳＰを被冷却対象物とする。
図１に示すように、冷媒循環冷却システム１０は、それぞれ冷媒の蒸発潜熱により冷却を行う複数の冷却器１２（図面では、２機）と、複数の冷却器１２より上方レベルに設置された二酸化炭素レシーバー１４と、複数の冷却器１２と二酸化炭素レシーバー１４との間を接続する第１配管系１６と、カスケードコンデンサ１８と、圧縮機２０と、凝縮器２２と、二酸化炭素レシーバー１４とカスケードコンデンサ１８との間を接続する第２配管系２４と、カスケードコンデンサ１８と圧縮機２０との間を接続する第３配管系２６とから概略構成される。

【0017】

冷却器１２は、異なる設置レベルに設置されるものが少なくとも存する形態で複数設けられる。
より詳細には、図２は、図１の冷却器１２の配置状態をより詳細に説明したものであり、４つのスペース空間ＳＰ１ないしＳＰ４それぞれに冷却器１２が一基ずつ設置されている状況を示す。より具体的には、上部のスペース空間であるＳＰ１およびＳＰ２において、ＳＰ１に対して冷却器１２AA、ＳＰ２に対して冷却器１２ABが設置され、一方下部のスペース空間であるＳＰ３およびＳＰ４において、ＳＰ３に対して冷却器１２BA、ＳＰ４に対して冷却器１２BBが設置されている。
第１配管系１６は、それぞれの冷却器１２から二酸化炭素レシーバー１４へ冷媒を戻す戻り配管２８と、二酸化炭素レシーバー１４から冷却器１２へ冷媒を送る送り配管３０とを有し、戻り配管２８は、冷却器１２から二酸化炭素レシーバー１４に向かう立上がり部３２を有し、立上がり部３２は、戻り配管２８中で液状冷媒が自重により落下するような径を有する。
より詳細には、戻り配管２８は、二酸化炭素レシーバー１４の上部の気相部に接続され、後に説明する立上がり部３２には、一端がそれぞれの冷却器１２に接続される戻り分岐管３４が２本接続されており、冷却器１２の設置レベルに応じて、２本の戻り分岐管３４の立上がり部３２への接続レベルが異なる。

【0018】

一方、送り配管３０には、調整弁３６を介してそれぞれの冷却器１２に接続される送り分岐管３８が２本接続されている。調節弁３６
を設け、その開度を調節することにより冷却器１２への送液量を制御できるように構成してある。
送り配管３０には、液ポンプ４０が設置され、戻り配管２８および送り配管３０により、二酸化炭素レシーバー１４と冷却器１２との間で二酸化炭素冷媒を強制循環させるようにしている。変形例として、液ポンプ４０を設けることなく、戻り配管２８および送り配管３０により、二酸化炭素レシーバー１４と冷却器１２との間で、二酸化炭素レシーバー１４と冷却器１２との間の重力による液ヘッド差を利用して、二酸化炭素冷媒を自然循環させてもよい。この場合には、複数の冷却器１２と二酸化炭素レシーバー１４とのレベル差を要求される二酸化炭素冷媒の循環流量の観点から決定すればよい。

【0019】

以上の構成により、二酸化炭素レシーバー１４からの液状の二酸化炭素冷媒が、液ポンプ４０により送り配管３０を介して、各送り分岐管３８を経て対応する冷却器１２に液送され、各冷却器１２において、蒸発潜熱により冷却をしたガス状の二酸化炭素冷媒は、対応する戻り分岐管３４を経て、立上がり部３２および戻り配管２８を介して二酸化炭素レシーバー１４に戻され、冷媒循環冷却システム１０を形成するようにしている。

【0020】

ここで、立上がり部３２について説明すれば、図２（Ｂ）に示すように、立上がり部３２は、戻り配管２８と一体で、最下部に設置される冷却器１２Ｂより下方レベルから、最上部に設置される冷却器１２Ａより上方レベルで、かつ二酸化炭素レシーバー１４より上方レベルまで立ち上がる。立上がり部３２は、前述のように、複数の冷却器１２それぞれから延びる戻り分岐管３４と接続され、立上がり部３２の径は、立上がり部３２の最下部から上方に向かって、戻り分岐管３４との接続部に応じて拡径化される。
より詳細には、立上がり部３２の最下部から冷却器１２Ｂの戻り分岐管３４の立上がり部３２との接続部４２まで、接続部４２から冷却器１２Ａの戻り分岐管３４の立上がり部３２との接続部４４まで、および接続部４４より上方それぞれの立上がり部３２の径をＤ１、Ｄ２、Ｄ３とすれば、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３としている。これにより、冷却器１２から対応する戻り分岐管３４を介して立上がり部３２に戻される二酸化炭素冷媒の流量は、それぞれの冷却器１２からの流量が合流することから、立上がり部３２のレベルが上になるほど大になるところ、これに合わせて、立上がり部３２の径を調整することにより、二酸化炭素冷媒の流速を略一定にすることにより、ガス状の二酸化炭素冷媒に混合する液状の二酸化炭素冷媒が、立上がり部３２のどこを流れる場合であっても、立上がり部３２の最下部に戻され、液状の二酸化炭素冷媒が二酸化炭素レシーバー１４に戻らないようにしている。よって、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３それぞれは、このような観点から決定すればよい。

【0021】

図２に示すように、戻り配管２８の立上がり部３２の最下部には、自重により落下する液状二酸化炭素冷媒を溜める液ポット４６が設けられ、液ポット４６と二酸化炭素レシーバー１４とを接続する液戻し配管４７がさらに設けられ、液戻し配管４７には、液ポット４６に溜まる液状冷媒を二酸化炭素レシーバー１４に液送する液ポンプ４３と、切替弁７３とが設けられる。また、液ポット４６近傍には、レベルスイッチ４９が設けられ、液ポット４６に溜まる液状二酸化炭素冷媒の量を監視できるようにしている。これにより、液状二酸化炭素冷媒が液ポット４６に一定量溜まったら、液ポンプ４３により液戻し配管を介して二酸化炭素レシーバー１４に戻すようにしてある。なお、液戻し配管４７と送り配管３０との間には、切替弁７１を介してバイパス管７５が設けられ、液戻し配管４７からの液状二酸化炭素冷媒をバイパス管７５を介して送り配管３０に適宜送り、二酸化炭素レシーバー１４に戻さずに、各冷却器１２に送るようにしてもよい。
変形例として、冷却器１２が、同じ冷却用スペース内で各冷却器１２に対する冷却負荷が変動する形態で複数設けられ、立上がり部３２は、最下部に設置される冷却器１２より下方レベルから立ち上がり、複数の冷却器１２それぞれから延びる戻り分岐管３４と接続され、立上がり部３２の径は、冷却器１２の負荷変動に応じて、拡径化されるのでもよい。より詳細には、冷却器１２の負荷変動の範囲を予め把握したうえで、それに応じた二酸化炭素冷媒の流量の変動範囲に応じて、液状二酸化炭素冷媒が液ポット４６に向かって、確実に自重により落下するようにすればよい。

【0022】

さらなる変形例として、図３に示すように、戻り配管２８の最下部には、自重により落下する液状冷媒を溜める液ポット４６が設けられ、液ポット４６と冷却器１２BA、BBとを接続する液戻し配管４８がさらに設けられ、液戻し配管４８には、液ポット４６に溜まる液状冷媒を冷却器１２BA、BBに液送する液ポンプ４１が設けられるのでもよい。この場合、液ポット部４６に液状二酸化炭素が一定量溜まった場合には、切り替え弁５１を閉じ液ポット４６に溜まった液状二酸化炭素を直接冷却器１２BA、BBに送り、一方、冷却器１２AA,ABには二酸化炭素レシーバー１４より液ポンプ４０を介して二酸化炭素レシーバー１４の液状二酸化炭素を送るようにしてもよい。たとえば、冷却器１２の負荷が増大して、液ポット４６に溜まった液状二酸化炭素も利用して冷却する場合には、切り替え弁５１を開いて、液状二酸化炭素を液ポンプ４１により液戻し配管４８を介して直接冷却器１２AおよびBに液送してもよい。なお、二酸化炭素レシーバー１４より液ポンプ４０を介してのみ、冷却器１２AおよびBに液状二酸化炭素を液送する際、切り替え弁５１を開くことにより、液状二酸化炭素が液戻し配管４８内に流入しないように、液戻し配管４８にも切り替え弁（図示せず）を設けてもよい。

【0023】

別の変形例として、図４に示すように、液ポット４６には、排熱を利用するタイプの加熱源５０がさらに設けられ、液ポット４６に溜まる液状二酸化炭素冷媒を加熱してガス化させ、立上がり部３２を介して二酸化炭素レシーバー１４に戻してもよい。これにより、たとえば、加熱源としてヒーターや冷凍機の排熱を利用してもよい。

【0024】

二次側について説明すれば、図１に示すように、二次冷媒を用いるカスケードコンデンサ１８がさらに設けられ、カスケードコンデンサ１８を介して二次冷媒の蒸発潜熱により、二酸化炭素レシーバー１４内のガス状二酸化炭素冷媒を凝縮させている。二次冷媒としては、従来既知の冷媒を用いればよい。より詳細には、カスケードコンデンサ１８において、二酸化炭素レシーバー１４からのガス状二酸化炭素冷媒を二次冷媒により冷却し、液状二酸化炭素冷媒を二酸化炭素レシーバー１４に戻す一方、加熱された二次冷媒は、圧縮機２０により圧縮された後、凝縮器２２において冷却水により凝縮され、膨張弁５３を介して再びカスケードコンデンサ１８に送るようにしている。
以上の構成を有する冷媒循環冷却システム１０によれば、二酸化炭素レシーバー１４内の冷媒を二酸化炭素レシーバー１４より下方に設置された冷却器１２に向かって、循環により送り配管３０を介して送り、そこで冷媒の蒸発潜熱により、たとえば冷却器１２の設置されたスペースを冷却することが可能である。
冷却器１２において冷却を行った冷媒が気相と液相の２相状態である場合、このような戻り配管２８を介して二酸化炭素レシーバー１４に戻す際、戻り配管２８には、冷却器１２から二酸化炭素レシーバー１４に向かう立上がり部３２が設けられ、この立上がり部３２は、戻り配管２８中で液状冷媒が自重により落下するような径を有することから、単に戻り配管２８の径の調整をするだけで、液状冷媒を戻り配管２８中に溜めてガス状冷媒のみ二酸化炭素レシーバー１４に戻すことが可能であり、たとえば冷却器１２が複数設置され、あるいは冷却器１２の負荷変動が種々変わる場合にも、冷却器１２の設置数、あるいは冷却器１２の負荷変動に係らず、冷媒を冷却器１２から二酸化炭素レシーバー１４に安定的に戻すことが可能であるとともに、冷却システムのコスト低減および設置スペースの削減が達成である。

【0025】

以下に、本発明の第２実施形態について、図５を参照しながら説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様な構成要素については、同様な参照番号を付することによりその説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。
本実施形態の特徴部分は、二次側が第１実施形態と異なり、第１実施形態においては二次冷媒を用いるカスケードコンデンサ１８がさらに設けられ、カスケードコンデンサ１８を介して二次冷媒の蒸発潜熱により、二酸化炭素レシーバー１４内のガス状冷媒を凝縮させるものとしたが、本実施形態においては、二次冷媒を使用せず一次冷媒を直接圧縮機２０にて圧縮し、蒸発式、空冷式、水冷式のうちの１つまたは複数を組み合わせた方式の凝縮器２２がさらに設けられ、凝縮器２２によって凝縮された液状一次冷媒を高圧レシーバー６２に溜め膨張弁５３を介して低圧の液状一次冷媒を低圧レシーバー６０に溜め、液ポンプ４０を介して冷却器１２に液送している。

【0026】

より詳細には、第１実施形態における二酸化炭素レシーバーの代わりに、低圧レシーバー６０が配置され、さらに、圧縮機２０、凝縮器２２、高圧レシーバー６２、膨張弁５３がこの順に配置され、それぞれが配管５５で接続されて、一次側において、各冷却器１２において、蒸発した一次冷媒（二酸化炭素）が、戻し配管２８を介して低圧レシーバー６０に戻されると、ガス状の一次冷媒は、圧縮機２０に送られて圧縮され、凝縮器２２において、冷却水により冷却されて凝縮し、凝縮した一次冷媒は、高圧レシーバー６２に送られて、液状の一次冷媒が膨張弁５３を介して、低圧レシーバー６０に戻されるようにしている。
なお、第１実施形態と同様に、一次側の立上がり部３２には、液ポット４６を設け、液戻し管４７により液状一次冷媒を直接低圧レシーバー６０に戻したり、液ポット４６を設け、液戻し管４７により液状一次冷媒を冷却器１２に戻したり、あるいは液ポット４６を設けたうえで、排熱を利用する加熱源５０により液ポット４６の溜まった液状一次冷媒をガス化して、立上がり部３２を介して低圧レシーバー６０に戻してもよい。

【0027】

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、本実施形態において、戻り配管２８における立上がり部３２を戻り配管２８と一体のものとして説明したが、それに限定されることなく、戻り配管２８とは別体として設け、たとえば戻り配管２８に溶接固定してもよい。

【0028】

たとえば、本実施形態において、設置レベルを異にする複数の冷却器１２を用いたり、あるいは設置レベルが同じであるが、それぞれ負荷変動する複数の冷却器１２を用いたりする場合を説明したが、それに限定されることなく、設置レベルを異にする複数の冷却器１２において、負荷変動が個々に生じる場合に適用してもよい。
たとえば、本実施形態において、室内を冷却する空調システムとして説明したが、それに限定されることなく、たとえば、飲料物等の被冷却対象物を冷却する冷却システムとして利用してもよい。
たとえば、本実施形態において、冷媒として、環境保全の観点から自然冷媒として二酸化炭素を採用するものとして説明したが、それに限定されることなく、蒸発潜熱により冷却可能である限り、フロン系あるいはアンモニアでもよい。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１実施形態に係る冷媒循環冷却システム１０の全体構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る冷媒循環冷却システム１０の戻り配管の詳細を示す部分図であり、図２（Ｂ）は、立上り部３２の詳細を示す部分詳細図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る冷媒循環冷却システム１０の液戻し配管４８の立上がり部３２の変形例を示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係る冷媒循環冷却システム１０の液戻し配管４８の立上がり部３２の変形例を示す図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る冷媒循環冷却システム１０の全体構成図である。

【符号の説明】

【0030】

Ｄ：戻し配管の径
１０ 冷媒循環冷却システム
１２ 冷却器
１４ 二酸化炭素レシーバー
１８ カスケードコンデンサ
２０ 圧縮機
２２ 凝縮器
２８ 戻り配管
３０ 送り配管
３２ 立上がり部
３４ 戻り分岐管
３６ 調整弁
３８ 送り分岐管
４０ 液ポンプ
４３ 液ポンプ
４６ 液ポット
４７ 液戻し配管
４８ 液戻し配管
４９ レベルスイッチ
５０ 加熱源
５１ 切り替え弁
５３ 膨張弁
６０ 低圧レシーバー
６２ 高圧レシーバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】