JP2002071237A - スターリング冷却装置及び冷却庫 - Google Patents

スターリング冷却装置及び冷却庫

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JP2002071237A
JP2002071237A JP2000256074A JP2000256074A JP2002071237A JP 2002071237 A JP2002071237 A JP 2002071237A JP 2000256074 A JP2000256074 A JP 2000256074A JP 2000256074 A JP2000256074 A JP 2000256074A JP 2002071237 A JP2002071237 A JP 2002071237A
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stirling
cooling
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Tsuneyoshi Cho
張  恒良
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シャープ株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 将来的なHCFC及びHFC系冷媒の規制
に対応するとともに、潜熱の利用により冷却効率の向上
が図られるスターリング冷却装置を提供する。 【解決手段】 極低温に冷却される低温部3を有するス
ターリング冷凍機1と、冷却庫10とを備え、前記低温
部3に隣接して配された凝縮器5と、前記冷却庫10内
に配された蒸発器7と、循環ポンプ6とを冷媒配管8で
順次接続して冷媒循環回路を形成し、該冷媒循環回路内
で冷媒を循環させることにより、前記凝縮器5を介して
前記冷媒が潜熱として受け取った冷熱を前記蒸発器7に
搬送し、前記冷媒の蒸発に伴う気化熱を利用して前記冷
却庫10内の冷却を行うようにした。そして、このよう
な冷媒としては、自然界にある二酸化炭素を好適に使用
できる。これは安価で環境や人に無害なため、将来予想
されるHCFC及びHFC系冷媒の規制にも、充分な対
応が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スターリング冷凍
機を使用した冷却装置に係り、例えば、冷蔵庫や冷凍庫
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の冷蔵庫等の冷凍サイクル装置にお
いて、冷熱を搬送して熱交換によって冷熱を得るための
作動媒体としては、周知のように、CFC(特定フロ
ン)及びHCFC系冷媒が使用されてきた。
【0003】ところが、オゾン層保護の国際条約によっ
てCFC系冷媒が既に全廃されており、HCFC系冷媒
も将来の法規制によって禁止の対象となる可能性がある
ため、昨今、これらフロンに代わる新しい冷媒の需要が
高まっている。
【0004】そのような事情から新しく開発されたHF
C系冷媒は、大気中に放出されてもオゾン層を破壊する
心配はないが、地球温暖化係数が二酸化炭素の数百〜数
千倍以上という極めて環境への悪影響が強い物質であ
り、これもやはり法規制の対象となっている。
【0005】以下、U.S. PATENT No.5927079に
開示されている従来のスターリング冷却装置について、
図5を参照して説明すると、20はスターリング冷凍
機、21,22はそれぞれスターリング冷凍機20の放
熱部,放熱器、23は放熱部21の冷却用の冷却水の水
ポンプ、24はスターリング冷凍機1により得られる冷
熱で二次冷媒を冷却する冷媒冷却部、25は冷却庫27
内に二次冷媒を介して冷熱を搬送するための冷熱冷媒配
管、26は冷熱冷媒配管25内を流通する二次冷媒を循
環させる冷媒ポンプである。
【0006】この構成で、スターリング冷凍機20、水
ポンプ23及び冷媒ポンプ26を駆動すると、スターリ
ング冷凍機20の放熱部21に伝達される高温の廃熱が
放熱器22側に水を介して搬送され、ここで外部空間に
放出されるとともに、スターリング冷凍機20から得ら
れる冷熱が冷熱冷媒配管25内を流通する二次冷媒によ
って冷却庫27内に提供される。
【0007】スターリング冷凍機20で生ずる冷熱の冷
却庫27側への搬送には、相変化のないエタノール等の
二次冷媒の顕熱を利用しており、冷媒冷却部24におい
ては二次冷媒は冷却されて温度が低下し、逆に冷却庫2
7側では吸熱して温度が上昇することとなる。冷熱冷媒
配管25で温度が上昇した冷媒は、冷媒ポンプ26によ
って冷媒冷却部24に戻る。そして、この一連のサイク
ルが繰り返されることにより、冷却庫27内が低温に冷
却されていく。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例で、二次冷媒として使用するエタノールは引火点
(約12.8℃)が低く、しかも揮発性の高い有機溶媒
である。物性的にも、−40〜−50℃における粘性
が、常温の水に比べて、約100倍にも達する。
【0009】窒素やヘリウム等の気体を二次冷媒とする
ことも考えられるが、この場合は、密度が液冷媒よりか
なり低く、単位容積あたりの熱交換効率が悪いという問
題があった。
【0010】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、将来的なHCFC及びHFC系冷媒の
規制に対応するとともに、潜熱の利用により冷却効率の
向上が図られるスターリング冷却装置を提供することを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によるスターリング冷却装置は、廃熱により温
度が上昇する高温部と、低温に冷却される低温部とを有
するスターリング冷凍機と、前記スターリング冷凍機と
一体又は別体に設けられた蒸発器と、前記低温部と前記
蒸発器との間で前記低温部から発生する冷熱を冷媒を介
して冷媒循環手段によって循環させる冷媒循環回路とを
備えたスターリング冷却装置において、前記冷媒とし
て、前記低温部にて液化されるとともに、前記蒸発器に
て気化される自然冷媒を用いることを特徴とする。
【0012】この構成によると、スターリング冷凍機を
駆動することにより、低温部で生じた冷熱は、冷媒循環
回路を流通する冷媒に潜熱として回収される。冷媒は、
蒸発器にて気化する際に気化熱を奪って周辺空気を冷却
する。
【0013】この場合、前記自然冷媒としては、環境や
人に害のない安価な二酸化炭素を好適に使用できる。た
だし、二酸化炭素は、他の冷媒に比べて、臨界点(約3
1℃)が低く、臨界圧力(約74bar)が高いという
性質があるため、前記冷媒循環手段は、充分な耐圧性と
密閉性を有していることが重要である。
【0014】冷媒は、冷媒循環手段によって冷媒循環回
路を流通して蒸発器に冷熱を伝達するが、もし冷媒が低
温部にて過冷却度を有しない程度にしか冷却されていな
い場合、即ち、凝縮器通過後の冷媒が沸点付近である場
合は、冷媒循環手段の動作によって動力が与えられたと
き、動力伝達機構周辺に発生する冷媒の部分的な温度上
昇によって冷媒の一部が気化してしまう現象(以下、こ
の現象を「キャビテーション」と言う)を生じることが
ある。
【0015】そこで、本発明では冷媒が前記低温部にて
一定の過冷却度まで冷却されるようにすることで、上記
のような冷媒循環手段の動力伝達機構周辺に発生する冷
媒の部分的な温度上昇があっても、冷媒の一部が気化し
ないため、キャビテーションの発生を防止できる。
【0016】また、本発明によるスターリング冷却装置
は、前記冷媒循環回路内であって前記低温部から吐出し
た前記冷媒が前記冷媒循環手段に流入するまでの間に、
前記冷媒を気相と液相との二相に分離し、液体冷媒のみ
を前記冷媒循環手段に供給する気液分離器を配置したこ
とを特徴とする。
【0017】これによると、低温部から吐出した気液混
合冷媒は、気液分離器において気液二相に分離され、液
冷媒のみが冷媒循環手段に流入するので、冷媒循環手段
の動作を安定させることができる。
【0018】また本発明によるスターリング冷却装置
は、前記冷媒循環手段は、前記冷媒循環回路内であって
前記低温部から吐出した前記冷媒が前記蒸発器に流入す
るまでの間で、かつ、前記蒸発器よりも高い位置に配置
され前記冷媒を気相と液相との二相に分離し、液体冷媒
のみを前記蒸発器へと吐出する気液分離器からなり、該
気液分離器の出口部の液体冷媒と前記蒸発器内の冷媒と
の比重差を冷媒循環のための動力源としたものであるこ
とを特徴とする。
【0019】この構成によると、スターリング冷凍機を
駆動することにより、低温部で生じた冷熱は、冷媒循環
回路を流通する冷媒に潜熱として回収される。冷媒は、
蒸発器にて気化する際に気化熱を奪って周辺空気を冷却
する。この場合、循環ポンプがなくても、冷媒は、気液
の比重差によって冷媒循環回路内を自然に循環する。
【0020】そして、このようなスターリング冷却装置
を冷却庫に搭載することで、スターリング冷凍機の低温
部で生ずる冷熱は、冷媒循環回路に沿って流通する冷媒
で搬送され、冷却庫内が効率よく冷却される。
【0021】
【発明の実施の形態】<第1の実施形態>本発明の第1
の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、
本実施形態に係るスターリング冷却装置の概略的な構成
を示す図である。図1において、1はスターリング冷凍
機、2はスターリング冷凍機1の駆動により温度が上昇
する高温部、3はスターリング冷凍機1の駆動により冷
熱が生ずる低温部、4は高温部から熱を外部空間に逃が
す高温側熱交換器である。そして、スターリング冷凍機
1に隣接して冷却庫10が配置されている。この冷却庫
10の庫内空間に連通する断熱壁の内部には、蒸発器7
が設けられれている。
【0022】低温部3に隣接して凝縮器5が設けられて
いる。この凝縮器5、循環ポンプ6、蒸発器7を冷媒配
管8で順次接続して冷媒循環回路が形成される。尚、図
中の矢印は冷媒の流れ方向を示している。また、本実施
形態では冷媒として自然冷媒である二酸化炭素を使用す
るものとする。
【0023】スターリング冷凍機1は、シリンダ内に作
動媒体であるヘリウム又は窒素を封入しており、一つの
パワーピストン(図示せず)と一つのディスプレーサ
(図示せず)があり、共に同じ軸線に対して平行に配置
されている。そして、パワーピストンをリニアモータ
(図示せず)によって駆動することで、同一のシリンダ
内において同軸線に沿って所定の位相差でパワーピスト
ンとディスプレーサとが反復運動する。尚、本実施形態
で使用するスターリング冷凍機1は、上記のリニアモー
タでパワーピストンを駆動させるものに限定されず、他
の種類のスターリング冷凍機であってもよい。
【0024】リニアモータを駆動すると、上記の原理に
よってスターリング冷凍機1の高温部2に廃熱が伝達さ
れて高温になるとともに、低温部3に極低温の冷熱が発
生する。そして、高温部2に接して設けた高温側熱交換
器4で、熱媒体の空気又は水を介して高温部2からスタ
ーリング冷凍機1の外部に廃熱が放出される。
【0025】同時に、循環ポンプ6も駆動され、冷媒循
環回路内を冷媒が矢印の方向に流通・循環する。循環ポ
ンプ6は、二酸化炭素を冷媒としているため、少なくと
も74bar以上の耐圧性及び密閉性を確保している。
この冷媒循環回路において、低温部3に取り付けられた
凝縮器5で冷媒が凝縮され、低温部3からの冷熱を主に
潜熱という形で冷媒に蓄える。
【0026】凝縮器5で凝縮された低温の液冷媒は、循
環ポンプ6により冷媒配管8内を流通し、蒸発器7に流
れ込む。この蒸発器7で冷媒は蒸発し、周囲から気化熱
を奪って冷却庫10の庫内に冷熱を供給する。蒸発器7
で気化したガス冷媒は、冷媒配管8を流れて凝縮器5側
に戻る。そして、循環ポンプ6が駆動されている間は、
この一連のサイクルが繰り返されることとなる。
【0027】ところで、冷媒循環回路を流通する冷媒が
循環ポンプ6において、キャビテーションを起こすと、
気泡による循環ポンプ6の浸食、劣化が問題となり、ま
た冷媒の流量が安定しないという問題がある。従って、
キャビテーションを防ぐため、凝縮器5で一定の過冷却
度を得るよう、冷媒の充填量と質量流量を適切に設定す
ることが重要である。即ち、作動温度において、少なく
とも、冷媒が凝縮器5で完全に液化したところから、循
環ポンプ6を経由して蒸発器7の入り口までの冷媒配管
8を含む全容積が液冷媒で満たされるよう、この容積に
基づいて充填する冷媒量を決定する。
【0028】また、スターリング冷凍機1の冷凍能力に
応じて冷媒の質量流量をコントロールすることにより、
作動温度において凝縮器5で凝縮される冷媒に対し、望
ましい過冷却度が得られる。このような過冷却度を維持
することで、凝縮器5の出口から循環ポンプ6の出口ま
での冷媒配管8を流れる冷媒に圧力損失や熱吸収があっ
ても、循環ポンプ6において冷媒の気化によるキャビテ
ーションを防ぐことができるとともに、冷媒の正常な循
環を確保できる。
【0029】<第2の実施形態>本発明の第2の実施形
態について図面を参照して説明する。図2は、本実施形
態に係るスターリング冷却装置の概略的な構成を示す図
である。図2において、図1に示す上記第1の実施形態
に係る冷凍装置と共通の部材には同一の符号を附し、そ
の詳細な説明を省略する。
【0030】本実施形態に係る冷媒循環回路は、凝縮器
5、気液分離器9、循環ポンプ6、蒸発器7を冷媒配管
8で順次接続して形成される。尚、図中の矢印は冷媒の
流れ方向を示している。また、本実施形態では冷媒とし
て二酸化炭素を使用する。そして、気液分離器9は、凝
縮器5より低く、かつ、循環ポンプ6より高い位置にな
るよう冷媒循環回路の凝縮器5の下流側に設けている。
【0031】尚、図中の矢印は冷媒の流れを示してい
る。また、本実施形態では冷媒として二酸化炭素を使用
する。図2に示すスターリング冷凍機1の構成及び動作
は上記第1の実施形態と同一であるので、説明を省略す
る。
【0032】リニアモータ(図示せず)を駆動すると、
上記の原理によってスターリング冷凍機1の高温部2に
廃熱が伝達されて高温になるとともに、低温部3に極低
温の冷熱が発生する。そして、高温部2に接して設けた
高温側熱交換器4で、熱媒体の空気又は水を介して高温
部2からスターリング冷凍機1の外部に廃熱が放出され
る。
【0033】同時に、循環ポンプ6も駆動され、冷媒循
環回路内を冷媒が矢印の方向に流通・循環する。循環ポ
ンプ6は、二酸化炭素を冷媒としているため、少なくと
も74bar以上の耐圧性及び密閉性を確保している。
この冷媒循環回路において、低温部3に取り付けられた
凝縮器5で冷媒が凝縮され、低温部3からの冷熱を主に
潜熱という形で冷媒に蓄える。
【0034】凝縮器5で凝縮された低温の気液混合冷媒
は、凝縮器5の下流側に配置された気液分離器9に流入
し、この気液分離器9内で冷媒は気体と液体に分離され
る。分離された液冷媒は循環ポンプ6で加圧され、冷媒
配管8内を流通し、蒸発器7に流れ込む。この蒸発器7
で冷媒は蒸発し、周囲から気化熱を奪って冷却庫10の
庫内に冷熱を供給する。蒸発器7で気化したガス冷媒
は、冷媒配管8を流れて凝縮器5側に戻る。そして、循
環ポンプ6が駆動されている間は、この一連のサイクル
が繰り返される。
【0035】ところで、冷媒循環回路を流通する冷媒が
循環ポンプ6において、キャビテーションを起こすと、
気泡による循環ポンプ6の浸食、劣化が問題となり、ま
た冷媒の流量が安定しないという問題がある。従って、
本実施形態ではキャビテーションを防ぐため、気液分離
器9の配設位置を工夫している。
【0036】即ち、気液分離器9を凝縮器5より低く、
かつ、循環ポンプ6より高い位置の冷媒循環回路の凝縮
器5の下流側に設けている。これにより、気液分離器9
の中の液面から循環ポンプ6の入り口までの冷媒配管8
内が柱の如く立った液冷媒で満たされることとなり、こ
の液圧により循環ポンプ6においてキャビテーションが
防止されるとともに、冷媒の正常な循環が確保できる。
【0037】<第3の実施形態>本発明の第3の実施形
態について図面を参照して説明する。図3は、本実施形
態に係るスターリング冷却装置の概略的な構成を示す図
である。図2において、図1に示す上記第1の実施形態
に係る冷凍装置と共通の部材には同一の符号を附し、そ
の詳細な説明を省略する。
【0038】本実施形態に係る冷媒循環回路は、凝縮器
5、気液分離器9、蒸発器7を冷媒配管8a、8bで順
次接続して形成される。尚、図中の矢印は冷媒の流れ方
向を示している。また、本実施形態では冷媒として二酸
化炭素を使用する。そして、気液分離器9は、凝縮器5
より低く、かつ、蒸発器7より高い位置になるよう冷媒
循環回路の凝縮器5の下流側に設けている。
【0039】尚、図中の矢印は冷媒の流れを示してい
る。また、本実施形態では冷媒として二酸化炭素を使用
する。図2に示すスターリング冷凍機1の構成及び動作
は上記第1の実施形態と同一であるので、説明を省略す
る。
【0040】リニアモータ(図示せず)を駆動すると、
上記の原理によってスターリング冷凍機1の高温部2に
廃熱が伝達されて高温になるとともに、低温部3に極低
温の冷熱が発生する。そして、高温部2に接して設けた
高温側熱交換器4で、熱媒体の空気又は水を介して高温
部2からスターリング冷凍機1の外部に廃熱が放出され
る。
【0041】上記の冷媒循環回路において、低温部3に
取り付けられた凝縮器5で冷媒が凝縮され、低温部3か
らの冷熱を主に潜熱という形で冷媒に蓄える。凝縮器5
で凝縮された低温の気液混合冷媒は、凝縮器5の下流側
に配置された気液分離器9に流入し、この気液分離器9
内で冷媒は気体と液体に二相分離される。
【0042】分離された液冷媒は冷媒配管8a内を流通
し、蒸発器7に流れ込む。この蒸発器7で冷媒は蒸発
し、周囲から気化熱を奪って冷却庫10の庫内に冷熱を
供給する。蒸発器7で気化したガス冷媒は、冷媒配管8
bを流れて凝縮器5側に戻る。そして、この一連のサイ
クルが繰り返される。
【0043】これによると、気液分離器9は、凝縮器5
より低く、かつ、蒸発器7より高い位置であって、冷媒
循環回路の凝縮器5の下流側に設けているので、蒸発器
7の入り口までを繋ぐ冷媒配管8a内は液化した液冷媒
で満たされることとなる。一方、蒸発器7の出口から凝
縮器5までを繋ぐ冷媒配管8b内には気化したガス冷媒
が流通することとなる。そして、この液冷媒とガス冷媒
との比重差で、冷媒が冷媒循環回路を自然循環する。
【0044】従って、この場合は、冷媒循環回路内で冷
媒を強制的に循環させるための循環ポンプ6が不要とな
るため、その分のコスト削減が図られるとともに、省エ
ネに有利なスターリング冷却装置を提供できる。
【0045】<第4の実施形態>本発明の第4の実施形
態について図面を参照して説明する。図4は、本実施形
態に係る冷蔵庫の断面図である。尚、本実施形態では、
上記第3の実施形態に係るスターリング冷却装置を搭載
した冷蔵庫を例として説明するが、第1及び第2の実施
形態のように、循環ポンプで冷媒を強制循環させるスタ
ーリング冷却装置を搭載した冷蔵庫であってもよい。
【0046】図4に示すように、冷蔵庫17の背面上部
には、スターリング冷凍機1が横臥方向に配設されてお
り、その低温部3(図示せず)には凝縮器5が取り付け
られている。更に、気液分離器9が、凝縮器5より低い
位置に設けられている。一方、冷蔵庫17の背面下部に
は、蒸発器7が配設されている。そして、凝縮器5、気
液分離器9、蒸発器7を冷媒配管8a、8bで順次連結
して冷媒循環回路が形成されている。
【0047】気液分離器9で二相分離された液冷媒は、
気液分離器9の出口から蒸発器7の入り口までを繋ぐ冷
媒配管8a内を自然流下して蒸発器7に流れ込むため、
冷媒配管8a内は液冷媒で満たされることとなる。一
方、蒸発器7で蒸発したガス冷媒は、蒸発器7の出口か
ら凝縮器5の入り口までを繋ぐ冷媒配管8b内を流通す
ることになる。
【0048】従って、冷媒配管8a内の液冷媒と、冷媒
配管8b内のガス冷媒との重力差による圧力で、冷媒
は、冷媒配管8aを上から下へ、冷媒配管8bを下から
上へ流れるため、循環ポンプ等の強制的に冷媒を循環さ
せる手段がなくても、冷媒を冷媒循環回路内で自然に循
環させることができる。
【0049】冷媒は、凝縮器5を介してスターリング冷
凍機1の低温部2(図示せず)に放熱して凝縮する一
方、蒸発器7で冷蔵庫17の庫内を循環する冷気から受
熱して蒸発する。蒸発器7で冷却された冷気は、冷気循
環用ファン13で矢印の如く庫内に送出され、庫内の冷
却に寄与する。このように、スターリング冷凍機1で得
られた冷熱は、凝縮器5、気液分離器9及び蒸発器7か
ら構成される冷媒循環回路を通じて冷蔵庫17に提供さ
れる。
【0050】そして、冷蔵庫17の外部にある空気は、
ファン12により吸気ダクト14に導入され、排気ダク
ト15を通って外部に排気される。このとき、吸気ダク
ト14から排気ダクト15を通過する空気により、スタ
ーリング冷凍機1の高温部2に伝達された廃熱は、高温
側熱交換器4を介して冷蔵庫17の外部に放出される。
【0051】また、庫内を循環する冷気に含まれている
水分の一部は蒸発器7の表面で凝縮して、水滴となって
付着するが、この水滴はドレン水排出口16から排出さ
れてドレンパン(図示せず)に貯まるので、定期的にド
レンパンを取り出して貯まった水を捨てればよい。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、ス
ターリング冷凍機の駆動により低温部で生ずる冷熱を冷
媒循環回路内の冷媒に潜熱として蓄えるとともに、冷媒
循環手段の駆動により冷媒循環回路内を流通させて蒸発
器に搬送し、蒸発器で冷媒が蒸発する際に周囲から奪う
気化熱を利用して冷却庫に収容した被冷却物を効率よく
冷却することができる。
【0053】そして、このような冷媒としては、自然界
にある二酸化炭素を好適に使用できる。これは安価で環
境や人に無害なため、将来予想されるHCFC及びHF
C系冷媒の規制にも、充分な対応が可能である。
【0054】この場合、低温にて一定の過冷却度を得る
ようにしたり、冷媒循環手段に流入する前の冷媒を気液
分離器により気相と液相の二相に分離させることで、冷
媒循環手段に液体冷媒のみを確実に導入することができ
る。従って、冷媒循環手段内でのキャビテーションの発
生を防止でき、冷媒循環手段の浸食や劣化の恐れのない
安定した冷媒循環及び冷凍性能を継続して得ることがで
きる。
【0055】また、冷媒循環手段は、前記冷媒循環回路
内であって前記低温部から吐出した前記冷媒が前記蒸発
器に流入するまでの間で、かつ、前記蒸発器よりも高い
位置に配置され前記冷媒を気相と液相との二相に分離
し、液体冷媒のみを前記蒸発器へと吐出する気液分離器
によっても実現できる。この場合は、気液分離器の出口
部の液体冷媒と前記蒸発器内の冷媒との比重差が冷媒循
環のための動力源となるため、冷媒を強制循環させる手
段を別途設けなくても冷媒の安定した循環を確保できる
ため、コストダウンと省エネに有利なスターリング冷却
装置を提供できる。
【0056】そして、このようなスターリング冷却装置
を冷却庫に搭載することで、圧縮機を使用する従来の蒸
気圧縮式の冷却庫に比べ、はるかに低騒音で、装置の構
成が簡略化された省スペースな冷却庫が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係るスターリン
グ冷却装置の概略的な構成を示す図である。
【図2】 本発明の第2の実施形態に係るスターリン
グ冷却装置の概略的な構成を示す図である。
【図3】 本発明の第3の実施形態に係るスターリン
グ冷却装置の概略的な構成を示す図である。
【図4】 本発明の第4の実施形態に係る冷蔵庫の概
略的な断面図である。
【図5】 従来のスターリング冷却装置の一例の概略
的な構成を示す図である。
【符号の説明】
1 スターリング冷凍機 2 高温部 3 低温部 4 高温側熱交換器 5 凝縮器 6 循環ポンプ 7 蒸発器 8,8a,8b 冷媒配管 10 冷却庫 12 ファン 13 冷気循環用ファン 14 吸気ダクト 15 排気ダクト 16 ドレン水排出口 17 冷蔵庫

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運転により温度が上昇する高温部と、低
    温に冷却される低温部とを有するスターリング冷凍機
    と、前記スターリング冷凍機と一体又は別体に設けられ
    た蒸発器と、前記低温部と前記蒸発器との間で前記低温
    部から発生する冷熱を冷媒を介して冷媒循環手段によっ
    て循環させる冷媒循環回路とを備えたスターリング冷却
    装置において、 前記冷媒として、前記低温部にて液化されるとともに、
    前記蒸発器にて気化される自然冷媒を用いることを特徴
    とするスターリング冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記自然冷媒は二酸化炭素であることを
    特徴とする請求項1に記載のスターリング冷却装置。
  3. 【請求項3】 前記冷媒が前記低温部にて一定の過冷却
    度まで冷却されるようにしたことを特徴とする請求項1
    又は請求項2に記載のスターリング冷却装置。
  4. 【請求項4】 前記冷媒循環回路内であって前記低温部
    から吐出した前記冷媒が前記冷媒循環手段に流入するま
    での間に、前記冷媒を気相と液相との二相に分離し、液
    体冷媒のみを前記冷媒循環手段に供給する気液分離器を
    配置したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれ
    かに記載のスターリング冷却装置。
  5. 【請求項5】 前記冷媒循環手段は、 前記冷媒循環回路内であって前記低温部から吐出した前
    記冷媒が前記蒸発器に流入するまでの間で、かつ、前記
    蒸発器よりも高い位置に配置され前記冷媒を気相と液相
    との二相に分離し、液体冷媒のみを前記蒸発器へと吐出
    する気液分離器からなり、該気液分離器の出口部の液体
    冷媒と前記蒸発器内の冷媒との比重差を冷媒循環のため
    の動力源としたものであることを特徴とする請求項1又
    は請求項2に記載のスターリング冷却装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜請求項5のいずれかに記載の
    スターリング冷却装置を搭載した冷却庫。
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