JP2023083192A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一次冷媒が流通する熱交換部を冷却空間に配置することができる冷却装置を提供する。【解決手段】圧縮機ＣＭの作動により一次冷媒を強制循環する一次回路３４と、二次冷媒を自然循環する二次回路４４と、一次回路３４を構成する一次冷媒経路３６を流通する一次冷媒および二次回路４４を構成する二次冷媒経路４６を流通する二次冷媒の間で熱交換して当該二次冷媒を液化する熱交換部ＨＥと、二次回路４４の経路に設けられて二次冷媒を気化して冷却する冷却部ＥＰと、を備え、空気の流通が許容される開放空間２０に、一次回路３４を配置すると共に、当該開放空間２０から区画した冷却空間２８に、冷却部ＥＰを配置するよう構成する。そして、一次回路３４を構成する一次冷媒経路３６が冷却空間２８に露出しないように当該冷却空間２８に熱交換部ＨＥを配置するようにした。【選択図】図３

Description

本発明は、冷却装置に関し、更に詳細には、一次冷媒を機械的に強制循環する一次回路と二次冷媒を自然循環する二次回路と、一次冷媒および二次冷媒の熱交換を行なう熱交換部とを備える冷却装置に関するものである。

例えば冷蔵庫等の貯蔵設備や空調設備等に用いられる冷却装置として、一次冷媒を機械的に強制循環させる一次回路と、二次冷媒が自然循環する二次回路とを備え、一次冷媒と二次冷媒との間で熱交換して二次回路内に温度勾配を設けることで冷媒に密度差を形成し、密度の不均一によって重力の作用下に生じる自然対流を利用して熱伝達を行なうサーモサイフォンと呼ばれる熱輸送機構が知られている(特許文献１、特許文献２参照)。このような冷却装置の概略構成は、気相一次冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮した一次冷媒を液化する凝縮器と、熱交換器に設けられて液相一次冷媒を気化する一次熱交換部とを配管で接続するようにして一次回路を構成すると共に、熱交換器に設けられて気相二次冷媒を液化する二次熱交換部と、液相二次冷媒を気化する冷却器とを別の配管で接続するようにして二次回路を構成して、熱交換器において一次冷媒と二次冷媒とが熱交換することで、最終的に二次回路の冷却器を冷却するようになっている。そして、このような冷却装置の一次冷媒には、蒸発熱や飽和圧等の冷媒としての特性に優れているブタンやプロパン等の炭化水素(ＨＣ系)またはアンモニアなどが採用されると共に、二次冷媒には、毒性、可燃性および腐食性を有していない安全性の高い二酸化炭素が採用されており、自然冷媒の利用によった環境負荷の削減が図られている。

特開２００２－４８４８４号公報 特開２００１－１１８１３４号公報

ところで、一次冷媒として炭化水素やアンモニアなどを利用する場合は、経年劣化や何らかの外的要因により冷媒が循環する配管が損傷して一次冷媒が漏出する可能性があることから、圧縮機が配置される機械室に一次冷媒が流通する熱交換器が配置されている。しかしながら、熱交換器を断熱材で囲うなどして熱交換効率の低下を防止する必要があり、メンテナンス作業時の作業性の低下を招いたり、コストが嵩む要因となっていた。

一方で、一次冷媒の漏出を検出するガスセンサや、一次冷媒の漏出時に熱交換器への一次冷媒の供給を遮断するように一次回路に遮断弁を設けることにより、冷却器が配置される冷却空間内に熱交換器を配置することも可能になる。しかしながら、ガスセンサの検出精度が低く、漏出した一次冷媒以外のガスに反応する難点があり、またガスセンサに霜が付着して検出不能になる恐れがあり、冷却空間内に熱交換器を配置することは現実的に困難であった。また、高価なガスセンサや遮断弁を採用する必要があることから、コストの抑制には繋がりにくい問題も指摘される。

そこで、本発明は、前述した従来技術に内在する前記課題を好適に解決するべく提案されたものであって、一次冷媒が流通する熱交換部を冷却空間に配置することができる冷却装置を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、第１の発明は、
圧縮機(CM)の作動により一次冷媒を強制循環する一次回路(34)と、二次冷媒を自然循環する二次回路と、前記一次回路(34)を構成する一次冷媒経路を流通する一次冷媒および前記二次回路を構成する二次冷媒経路を流通する二次冷媒の間で熱交換して当該二次冷媒を液化する熱交換部と、前記二次回路の経路に設けられて二次冷媒を気化して冷却する冷却部と、を備え、空気の流通が許容される開放空間(20)に、前記一次回路(34)を配置すると共に、当該開放空間(20)から区画した冷却空間に、前記冷却部を配置するよう構成された冷却装置において、
前記一次回路(34)を構成する一次冷媒経路が前記冷却空間に露出しないように当該冷却空間に前記熱交換部を配置するようにしたことを要旨としている。
この発明によれば、一次回路を構成する一次冷媒経路が冷却空間に露出しないように当該冷却空間に熱交換部が配置されているから、一次冷媒経路を流通する一次冷媒が冷却空間に漏出するのを効果的に防ぐことができ、蒸発熱や飽和圧等の冷媒としての特性に優れているブタンやプロパン等の炭化水素系(ＨＣ系)や毒性が指摘されるアンモニアを一次冷媒に採用しつつ、冷却空間に熱交換部を配置することができる。また、一次冷媒の漏れを検出するために、ガスセンサや一次冷媒の漏出時に熱交換部への一次冷媒の供給を遮断する遮断弁などの検知精度に課題のある装置構成を設ける必要が無いから、冷却装置の信頼性を高めることができる。

第２の発明は、
前記一次冷媒経路を形成する配管が前記二次冷媒経路を構成する配管の内部を挿通するよう前記熱交換部が構成されていることを特徴とすることを要旨とする。
この発明によれば、一次冷媒経路を形成する配管に腐食等に起因して孔空き(孔食)が発生したとしても、一次冷媒経路を形成する配管から漏出した一次冷媒を、二次冷媒経路を構成する配管の内部に留まらせることができ、冷却空間に一次冷媒が直接漏れ出すことを効果的に防ぐことができる。

第３の発明は、
前記一次冷媒経路を形成する配管は、外側管と、前記外側管の内部に挿通された内側管と、前記外側管および前記内側管の間の空間に繋がる側管と、を備えて、
前記内側管の内部を前記一次冷媒または二次冷媒が流通するよう構成されると共に、前記側管の出口から漏出した一次冷媒または二次冷媒を冷媒検出手段で検出可能に構成したことを要旨とする。
この発明によれば、冷媒(一次冷媒または二次冷媒)の漏れを冷媒検出手段により検出することで、冷媒の漏れがある状態か否かを早期に発見して、冷媒の漏れがある異常な状態で冷却装置が運転されるのを防止することができる。

第４の発明は、
前記一次冷媒経路を形成する配管は、外側管と、前記外側管の内部に挿通された内側管と、を備えて、
前記内側管の内部を前記一次冷媒が流通するよう構成されると共に、前記外側管と前記内側管との間の空間に充填されている流体の圧力を圧力検出手段で検出可能に構成したことを要旨とする。
この発明によれば、冷媒(二次冷媒)の漏れを圧力検出手段により検出することで、冷媒の漏れがある状態か否かを早期に発見して、冷媒の漏れがある異常な状態で冷却装置が運転されるのを防止することができる。

第５の発明は、
前記熱交換部を前記冷却空間に複数備えると共に、当該複数の熱交換部の前記一次冷媒経路が相互に連通して一次冷媒が流通する連続した経路を形成するよう構成されて、各熱交換部で熱交換して液化した二次冷媒により、各熱交換部に対応して設けた冷却部を冷却するよう構成したことを要旨とする。
この発明によれば、二次冷媒経路が冷却部毎に分割されることで、１つの冷却部当りの冷媒循環量が少なくなり管路抵抗も減少するので、二次冷媒の自然循環に必要な高低差を小さくすることが可能になる。また、狭小な容積の冷却空間に熱交換部と冷却部とを配置した場合であっても、熱交換部と冷却部との高低差を確保することができ、冷却能力の向上を図り得る

第６の発明は、
前記二次回路は、前記各冷却部において液化した二次冷媒が流入する配管と、気化した二次冷媒が環流する配管とが前記複数の熱交換部において異なる熱交換部に繋がるよう設けられていることを特徴とすることを要旨とする。
この発明によれば、冷却装置の全体で１つの二次回路を形成することで、二次回路への二次冷媒の充填作業を一度で完了することができ、作業効率の効率化を図ることができる。また、熱交換部毎に熱負荷のばらつきが生じた状況になった場合でも、二次回路でのサーモサイフォンの自己調整作用によって二次冷媒の循環量が時間の経過と共に均一化して、冷却運転の安定化を図り得る。

第７の発明は、
前記熱交換部として第１の熱交換部と第２の熱交換部を少なくとも備えると共に、
当該第１の熱交換部および第２の熱交換部の夫々を、前記一次冷媒経路を形成する第１の配管が前記二次冷媒経路を構成する複数の第２の配管の内部を挿通するよう構成されて、前記第１の熱交換部および前記第２の熱交換部における前記一次冷媒経路が当該複数の第２の配管の内部で一次冷媒が流通する連続した経路を形成するよう構成され、
前記複数の第２の配管の継ぎ目の外側に、継ぎ目を跨ぐように連結管が設けられて、当該連結管と各両第２の配管との間を封止するよう構成されると共に、
前記第２の配管の内部で当該第２の配管と前記第１の配管との間が封止されており、前記第１の熱交換部および前記第２の熱交換部の二次冷媒経路が当該第１の配管と第２の配管の間に分離した経路として形成されていることを要旨とする。
このように、

第８の発明は、
前記連結管は、前記二次冷媒経路に連通する分岐管を備えており、当該分岐管が前記冷却部に接続されていることを要旨とする。
このように、

第９の発明は、
熱交換部における前記二次冷媒経路を、水平面に対して傾斜して配置すると共に、前記二次回路において前記冷却部から前記熱交換部に二次冷媒が環流する配管を、当該二次冷媒経路における傾斜上端側に繋がるよう設けたことを要旨とする。
この発明によれば、冷却部から熱交換部に二次冷媒を環流させる配管に、熱交換部で液化した液相二次冷媒が逆流するのを防止でき、二次回路内で二次冷媒を一定方向に安定して自然循環させることができる。

第１０の発明は、
前記二次回路において前記冷却部から前記熱交換部に二次冷媒が環流する配管に、上下方向に蛇行する蛇行部(152)を設けたことを要旨とする。
この発明によれば、二次回路内で二次冷媒を一定方向に安定して自然循環させることができる。

第１１の発明は、
前記二次回路において前記冷却部から前記熱交換部に二次冷媒が環流する配管に逆止弁(154)を設けたことを要旨とする。
この発明によれば、二次回路内で二次冷媒を一定方向に安定して自然循環させることができる。

第１２の発明は、
前記熱交換部を形成する配管を前記冷却空間に露出するよう配置されて、当該冷却空間の空気との間で当該熱交換部が熱交換し得るよう構成されていることを要旨とする。
このように、熱交換部を形成する配管を冷却空間に露出させることで、熱交換部および冷却部の夫々で冷却空間を冷却することができ、冷却効率を向上し得ると共に、省エネ性能を高めることができる。

第１３の発明は、
前記冷却室の温度を検出する第１の温度検出手段を備え、
冷却運転時に基準時間が経過するまでに前記第１の温度検出手段の検出温度が所定の温度に達しない場合に、制御手段が報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを要旨とする。
このように、冷却運転時に基準時間が経過するまでに冷却室の温度が所定の温度に達しない場合(低下しない場合)に、冷媒漏れ異常を識別できるから、冷却能力が低下した状態で運転が継続されるのを防止することが可能になる。

第１４の発明は、
前記冷却室の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記冷却部の温度を検出する第２の温度検出手段と、を備え、
冷却運転を行う間および除霜運転後の予備冷却運転の間の少なくとも一方の運転を行う間に、前記第１の温度検出手段の検出温度と、前記第２の温度検出手段の検出温度とに基づいて、制御手段が報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを要旨とする。
このように、冷却室の温度と、冷却部の温度とに基づいて冷媒漏れ異常を識別して冷媒漏れ異常での運転が継続されるのを防止しつつ、正常な運転状態とより正確に区別することが可能になる。

第１５の発明は、
前記制御手段は、冷却運転を行う間に、前記第２の温度検出手段の検出温度と、前記第１の温度検出手段の検出温度との温度差が基準温度差に満たない状態となった場合、または当該温度差が基準温度差に満たない状態が所定時間継続した場合に、報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを要旨とする。
このように、冷却室の温度と、冷却部の温度とに基づいて冷媒漏れ異常を識別して冷媒漏れ異常での運転が継続されるのを防止しつつ、正常な運転状態とより正確に区別することが可能になる。

第１６の発明は、
前記制御手段は、冷却運転を行う間に、前記第２の温度検出手段の検出温度と、前記第１の温度検出手段の検出温度との温度差を所定の判定時間に亘って累積した累積値が基準値を超えた場合に、報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを要旨とする。
このように、冷却室の温度と、冷却部の温度とに基づいて冷媒漏れ異常を識別して冷媒漏れ異常での運転が継続されるのを防止しつつ、正常な運転状態とより正確に区別することが可能になる。また一時的に正常な状態になった場合でも、累積値により判別することでより正確に冷媒漏れ異常を判別することが可能になる。

第１７の発明は、
前記制御手段は、除霜運転後の予備冷却運転を行う間に、前記第２の温度検出手段が検出する検出温度の単位時間の温度低下率が基準値に満たない場合に、報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを要旨とする。
このように、除霜運転から冷却運転に切り替わった後の早いタイミングで冷媒漏れ異常を識別することができ、冷媒漏れ異常で運転が継続されるのを防ぐことができる。

第１８の発明は、
前記制御手段は、除霜運転後の予備冷却運転を行う間に、前記第２の温度検出手段が検出する検出温度が前記第１の温度検出手段が検出する検出温度以下とならない場合に、報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを要旨とする。
このように、除霜運転から冷却運転に切り替わった後の早いタイミングで冷媒漏れ異常を識別することができ、冷媒漏れ異常で運転が継続されるのを防ぐことができる。

本発明に係る冷却装置によれば、熱交換部における一次冷媒経路からの一次冷媒の漏出を防止して、熱交換部を冷却空間に配置することができる。

本発明の実施形態１に係る冷却装置により冷却される冷蔵庫を示す側断面図である。 実施形態１の冷蔵庫における機械室を示す平面図である。 実施形態１の熱交換部を一部破断して示す側面図である。 実施形態１に係る熱交換部の二重管部の断面図であって、(a)は二重管部を径方向に破断した断面図であり、(b)は二重管部を長手方向に破断した断面図を一部破断して示す側面図である。 実施形態１に係る熱交換部に圧力検出センサを取り付けた状態を示す概略図である。 熱交換部に繋がる接続管と、蒸発器の液配管(ガス配管)との接合状態を示す概略図である。 実施形態１に係る熱交換部の外管(内管)の断面図であって、(a)は外管(内管)をクラッド管で形成した状態の断面図であり、(b)は外管(内管)を形成する外側の金属管層と内側の金属配管管との間に空間を形成した状態を示す側面図である。 実施形態１に係る熱交換部の外管(内管)と冷媒検出センサとの関係を示す断面図である。 実施形態２に係る冷却装置を示す概略図である。 実施形態３に係る冷却装置を示す概略図である。 実施形態３に係る冷却装置を示す概略図である。 実施形態４に係る冷却装置を示す概略図である。 実施形態４に係る冷却装置を示す概略図である。 実施形態４に係る冷却装置を示す概略図である。 実施形態５に係る冷却装置により冷却される冷蔵庫の要部を示す側断面図である。 実施形態６に係る冷却装置により冷却される冷蔵庫の要部を示す側断面図である。 実施形態７に係る冷却装置を示す概略図である。 実施形態７に係る第１および第２熱交換部の二重管部を連結する接続構造を示す概略図であって、(a)は、第１および第２熱交換部の二重管部が連結された状態を示し、(b)は、連結管を固定する前の状態を示ししている。 実施形態７に係る第１および第２熱交換部の二重管部を連結する接続構造の別例を示す概略図である。

次に、本発明に係る冷却装置の好適な実施形態に関し、添付図面を参照しながら以下説明する。なお、店舗等の業務用途に用いられ、野菜や肉等の物品を多量に収納し得る大型の冷蔵庫に設けられる冷却装置を例に挙げて説明する。

(実施形態１)
図１に示すように、実施形態１に係る冷蔵庫１０は、収納室(閉鎖空間)１４を内部画成した断熱構造の箱体１２と、この箱体１２の上方に設けられ、金属パネル１８により外壁を構成したキャビネット１６とを備えている。箱体１２には、前側に開放して物品の出し入れ口となる開口部１２ａが収納室１４に連通して開設される。また箱体１２の前部には、断熱扉２２が図示しないヒンジにより回動可能に配設され、断熱扉２２を開放することで開口部１２ａを介して収納室１４に対する物品の出し入れが許容されると共に、断熱扉２２を閉成することで収納室１４を密閉し得るようになっている。

前記キャビネット１６の内部には、収納室１４を冷却するための冷却装置３２の一部および該冷却装置３２を制御する制御装置Ｃが配設される機械室(開放空間)２０が画成される(図２参照)。機械室２０の底部には、箱体１２の天板１２ｂに載置されて、該機械室２０に配設する機器の共通基板となる台板２４が設置されている。そして、キャビネット１６の外壁をなす金属パネル１８には、機械室２０に連通する空気流通孔(図示せず)が適宜部位に開設され、この空気流通孔を介して機械室２０内の雰囲気と外気とが入替わるようになっている。なお、キャビネット１６は、冷蔵庫１０の天井となる金属パネル１８が設けられず、機械室２０の上方が開放されている。

前記収納室１４の上部には、箱体１２における天板１２ｂの下面から所定間隔離間して冷却ダクト２６が配設され、この冷却ダクト２６と、箱体１２の天板１２ｂに開設した開口１２ｃを介して収納室１４側に臨む台板２４との間に冷却室(冷却空間)２８が画成される。この冷却室２８は、冷却ダクト２６の底部前側に形成した吸込口２６ａおよび後側に形成した冷気吹出口２６ｂを介して収納室１４に連通して、閉鎖空間としての収納室１４の一部を構成している。吸込口２６ａには送風ファン３０が配設され、該送風ファン３０を駆動することで、吸込口２６ａから収納室１４の空気を冷却室２８に取込み、冷気吹出口２６ｂから冷却室２８の冷気が収納室１４に送出される。天板１２ｂの切欠口１２ｃは、台板２４で気密的に塞がれて、収納室１４(冷却室２８)と機械室２０とは、台板２４で区切られて互いに独立した空間となっている(図１参照)。

図３に示すように、冷却装置３２は、冷媒を強制循環する機械圧縮式の一次回路３４と、冷媒が自然対流するサーモサイフォンからなる二次回路(冷媒回路)４４との２系統の回路を、熱交換部ＨＥを介して熱交換するように接続(カスケード接続)した二次ループ冷凍回路が採用される。熱交換部ＨＥは、一次回路３４を構成する一次冷媒経路３６と、この一次冷媒経路３６と別系統に形成されて、二次回路４４を構成する二次冷媒経路４６とが設けられており、前記台板２４の下面側に位置するよう冷却室２８内に配置されている(図３参照)。すなわち、一次回路３４および二次回路４４は、熱交換可能な独立した冷媒循環経路を形成しており、熱交換部ＨＥにおいて、一次回路３４の一次冷媒と二次回路４４の二次冷媒との間で熱交換が行われるようになっている。ここで、一次回路３４を循環する一次冷媒としては、蒸発熱や飽和圧等の冷媒としての特性に優れているブタンやプロパン等の炭化水素系(ＨＣ系)の冷媒またはアンモニアなどが採用される。また、二次回路４４を循環する二次冷媒としては、毒性、可燃性および腐食性を有していない安全性の高い二酸化炭素が好適に採用される。

前記一次回路３４は、気相一次冷媒を圧縮する圧縮機ＣＭと、圧縮した一次冷媒を液化する凝縮器ＣＤと、液相一次冷媒の圧力を低下させる減圧手段としての膨張弁ＥＶと、液相一次冷媒を気化する熱交換部ＨＥの一次冷媒経路３６とを冷媒配管３８で接続して構成される(図３参照)。ここで、圧縮機ＣＭは、冷却装置３２の冷却運転時に連続駆動され、冷却装置３２の停止時に停止される。圧縮機ＣＭおよび凝縮器ＣＤは、機械室２０において台板２４上に共通的に配設され、凝縮器ＣＤを強制冷却する凝縮器ファンＦＭも、該凝縮器ＣＤに対向して台板２４上に配設されている。ここで、凝縮器ＣＤは、キャビネット１６の前面をなす金属パネル(フロントパネル)１８に近接して機械室２０の前側に配置され、該凝縮器ＣＤの後側に凝縮器ファンＦＭが配置される。また圧縮機ＣＭは、凝縮器ファンＦＭの後側に配置される(図２参照)。このように機械室２０では、凝縮器ＣＤ,凝縮器ファンＦＭおよび圧縮機ＣＭが、機械室２０において凝縮器ファン(送風手段)ＦＭにより送出される空気の流通方向に沿って一直線上に並んで配設される。すなわち、凝縮器ファンＦＭの駆動によりフロントパネル１８とキャビネット１６との間に設けた空気流通孔(図示せず)から外気が機械室２０に取込まれ、この外気が機械室２０の前側から後側に流通して凝縮器ＣＤおよび圧縮機ＣＭと熱交換するようになっている。

前記一次回路３４では、圧縮機ＣＭによる一次冷媒の圧縮により、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＤ、膨張弁ＥＶ、熱交換部ＨＥの一次冷媒経路３６および圧縮機ＣＭの順に、一次冷媒が強制循環され、各機器の作用下に一次冷媒経路３６において所要の冷却を行なうようになっている(図３参照)。なお、前述した制御装置Ｃは、機械室２０において凝縮器ファンＦＭによる空気の流れを阻害しない位置(機械室２０の側部)で台板２４上に配設されている。

前記二次回路４４は、気相二次冷媒(気化冷媒)を液化する熱交換部ＨＥの二次冷媒経路４６と、液相二次冷媒(液化冷媒)を気化する蒸発器ＥＰとを備えている(図３参照)。また二次回路４４は、二次冷媒経路４６と蒸発器ＥＰとを液配管４８およびガス配管５０を介して接続するよう構成されており、二次冷媒経路４６から液配管４８を介して重力の作用下に液相二次冷媒を蒸発器ＥＰへ供給し、蒸発器ＥＰから二次冷媒経路４６へガス配管５０を介して気相二次冷媒を還流させるようになっている。すなわち、液配管４８は、液相二次冷媒を熱交換部ＨＥから蒸発器ＥＰへ導入する導入経路を形成し、ガス配管５０は、気相二次冷媒を蒸発器ＥＰから熱交換部ＨＥへ環流させる環流経路を形成している。このように、この実施形態では、液配管４８およびガス配管５０は、蒸発器ＥＰを形成する蒸発管５２と連続した配管として形成されている。ここで、蒸発器ＥＰは、機械室２０の下方に位置する冷却室２８に、前記熱交換部ＨＥの下方に位置するよう配置されており、熱交換部ＨＥの二次冷媒経路４６から液相二次冷媒が重力の作用下に流下し得るようになっている。

前記蒸発器ＥＰは、管路を蛇行させた蒸発管５２と、この蒸発管５２に設けられたフィン５３とから構成されている。蒸発管５２は、液配管４８の下端に接続する流入端が、蒸発器ＥＰの下部に配置されると共に、ガス配管５０の下端に接続する蒸発管５２の流出端が、蒸発器ＥＰの上部に配置され、蒸発管５２の流入端が流出端より下方に位置するように構成される(図３参照)。また蒸発管５２の管路は、流入端と流出端との上下位置の間で延在して、蒸発管５２に流入した液相二次冷媒を、該液相二次冷媒の蒸発による作用下に管路に沿って流出端側まで拡散させるように導くようになっている。

次に、実施形態１の熱交換部ＨＥについて具体的に説明する。図３、図４に示すように、熱交換部ＨＥは、外管１０２と、外管１０２の内側に空間をあけるようにして内管１０４が挿通された二重管部１００を備えており、内管１０４の内側の空間を一次冷媒が流通すると共に、外管１０２と内管１０４との間の空間を二次冷媒が流通するよう構成されている。すなわち、内管１０４の内側に一次冷媒経路３６が形成されると共に、外管１０２と内管１０４との間に二次冷媒経路４６が形成されている。なお、外管１０２および内管１０４は熱伝導性に優れた金属材料で形成されている。

ここで、熱交換部ＨＥの二重管部１００は、管路が蛇行するよう形成されていると共に、冷却室２８から機械室２０に至るように二重管部１００の両端部が台板２４を貫通して機械室２０に露出するよう構成されている(図３参照)。ここで、機械室２０側に貫通した二重管部１００の両端部は、外管１０２の端部から内管１０４が延出しており、外管１０２から延出する内管１０４の一方に、膨張弁ＥＶに接続する流入側の冷媒配管３８が接続されると共に、外管１０２から延出する内管１０４の他方に、圧縮機ＣＭに接続する流出側の冷媒配管３８が接続されて、一次回路３４を形成するようになっている。

また、熱交換部ＨＥの二重管部１００には、熱交換部ＨＥの下方に位置する蒸発器ＥＰに向けて延在する接続管１０８が二次冷媒経路４６に連通するよう２箇所に設けられており、一方の接続管１０８に蒸発器ＥＰに設けた液配管４８の上端が接続すると共に、一方の接続管１０８に蒸発器ＥＰに設けたガス配管５０の上端が接続するよう構成されて、二次回路４４を形成するようになっている。ここで、接続管１０８としては３方向分岐のＴ型の継手などを好適に採用できる。なお二重管１００と液配管４８やガス配管５０との接続状態の概略は図９に図示してある(接続管１０８の図示は省略)。

ここで、前記接続管１０８において液配管４８やガス配管５０を接続する開口端には、図６に示すように、スリーブ状の大径管部１０８ａを有しており、液配管４８およびガス配管５０を大径管部１０８ａに差し込むようにして接続管１０８に接続するようになっている。このとき、液配管４８およびガス配管５０は、対応する接続管１０８の大径管部１０８ａに、規定の差込長さＴで差し込んだもとで溶接やシール材により接合するようになっている。ここで、接続管１０８の大径管部１０８ａに対する液配管４８やガス配管５０の差込長さＴは、６ｍｍ以上の長さを確保することが好ましく、これにより結合継目からの二次冷媒の漏出を効果的に防止することができる。このように、熱交換部ＨＥと蒸発器ＥＰとは、液配管４８およびガス配管５０により繋がってユニット化した状態で冷却室２８に配置されている。

ここで、図３に示すように、熱交換部ＨＥの内管１０４と一次回路３４を形成する前記冷媒配管３８とは、機械室２０に接続部位１０６が位置するようにして接続されている。この内管１０４と冷媒配管３８とは、溶接により接続するようにしてもよく、継手などを利用して接続することもできる。この実施形態１では接続部位１０６において溶接により内管１０４と冷媒配管３８とを接続してある。このように、ユニット化した熱交換部ＨＥおよび蒸発器ＥＰは、接続部位１０６において内管１０４と冷媒配管３８との接続を解除したもとで、台板２４に対して二重管部１００の両端部を台板２４から引き抜くようにして下方に移動させることで、熱交換部ＨＥや蒸発器ＥＰを分解することなく一次回路３４から一体的に分離して取り外し得るようになっている。

また、熱交換部ＨＥの二重管部１００の管路は、ガス配管５０との接続側から液配管４８の接続側に向けて下方傾斜するようになっており、熱交換部ＨＥにおいて冷却されて液化した液相二次冷媒が、その自重により液配管４８側に自然に流れるようになっている。また、熱交換部ＨＥは、二次冷媒経路４６を流通する二次冷媒の流通方向と一次冷媒経路３６を流通する一次冷媒の流通方向とが反対向きの対向流になるよう構成される。

熱交換部ＨＥは、図３に示すように、冷却室２８内に位置する二重管部１００が断熱材１１０で覆われており、蒸発器ＥＰでの二次冷媒の気化に伴う冷却室２８の冷却により熱交換部ＨＥを流通する二次冷媒が冷却されて液化しないようになっている。ここで、断熱材１１０としては特に限定されるものではなく、ポリウレタン発泡体など従来公知の断熱素材を採用することができる。

また、熱交換部ＨＥの二重管部１００には、図５に示すように、外管１０２と内管１０４との間の二次冷媒経路４６を流通する流体(二次冷媒)の圧力を検出する圧力検知センサ(圧力検出部)１１２が設けられている。具体的には、外管１０２に形成した孔部１０２ａに、圧力検知センサ１１２に繋がる圧力伝送管１１２ａが接続されており、二次冷媒経路４６に充填された流体の圧力を圧力検知センサ１１２で検知可能に構成されている。この圧力センサ１１２は、前記制御装置Ｃに電気的に接続されており、圧力検知センサ１１２の検出圧力が所定の閾値以下となった場合に制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断するよう構成されている。すなわち、腐食等により外管１０２に孔あき(孔食)が生じて二次冷媒が外部に漏出した場合に、圧力検知センサ１１２で圧力低下を検出することで冷媒漏れ異常として判断するようになっている。また、一次冷媒経路３６に充填される一次冷媒と、二次冷媒経路４６に充填される二次冷媒とは、異なった充填圧力で各冷媒経路３６,４６に充填されている。具体的には、一次冷媒よりも二次冷媒の方が高い充填圧力で充填されており、腐食等により内管１０４に孔あき(孔食)が生じた場合には、二次冷媒の一次冷媒経路３６側への漏出に伴う圧力低下を圧力検知センサ１１２で検出することで冷媒漏れ異常として判断するようになっている。

すなわち、二次冷媒経路４６に充填された流体の圧力を圧力検知センサ１１２で検出することにより、外管１０２および内管１０４の両方の孔あき(孔食)による異常を検出することができるようになっている。そして、前記制御装置Ｃは、圧力検知センサ１１２の検出圧力が所定の閾値以下となった場合に、冷蔵庫１０に備えられている図示しない報知手段により冷媒漏れ異常を報知するよう構成されている。ここで、冷媒漏れ異常の報知方法としては特に限定されるものではなく、例えば表示パネルに警告表示を表示したり、スピーカから警報音を出力するなどにより実行することができる。

また、熱交換部ＨＥの外管１０２および内管１０４は、図７(ａ)に示すように、管の外周を同一金属または異種金属で形成した管で接合したクラッド管と称される二重管構造を採用することができる。なお、外管１０２および内管１０４の一方のみを二重管にするようにしてもよい。このようなクラッド管を熱交換部ＨＥの外管１０２および内管１０４に採用することにより、外側或いは内側の管層１１４,１１６に腐食等が生じた場合でも、その腐食が他方の管層１１４,１１６まで進行するのを抑制でき、外管１０２および内管１０４の孔あき(孔食)など不具合を効果的に抑制することができる。ここで、外側の金属管層１１４および内側の金属管層１１６は、０．１ｍｍ以上の厚みで形成することが孔あき(孔食)を効果的に防止する観点から好ましい。

また外側の金属管層１１４および内側の金属管層１１６を形成する金属材は特に限定されるものではないが、外側の金属管層１１４および内側の金属管層１１６の夫々をアルミ材で形成することで、冷却装置３２を形成する際に利用される従来の製造設備をそのまま利用することができ、生産性に極めて優れる利点がある。また、外側の金属管層１１４をアルミ材で形成し、内側の金属管層１１６を銅で形成することで、アルミ材の加工に従来の製造設備を利用して生産性を維持しつつ、熱伝導率に優れた銅によって熱伝導効果の向上が期待でき、熱交換部ＨＥにおける熱交換効率を向上させ得る利点がある。

また、前述のように熱交換部ＨＥの外管１０２および内管１０４に二重管構造を採用する場合に、図７(ｂ)に示すように、外側の金属管層１１４と内側の金属管層１１６との間に空気層１１８を有するよう構成して、内側の金属管層１１６の中を対応する一次冷媒や二次冷媒が流通するようにしてもよい。このように外側の金属管層１１４と内側の金属管層１１６の間に空気層１１８を有する二重管を採用することで、流通する冷媒の漏出をより効果的に防止することができる。

更に、外側の金属管層１１４と内側の金属管層１１６との間に空気層１１８を有する二重管構造を採用する場合に、内側の金属管層１１６の中を流通する冷媒(一次冷媒または二次冷媒)の漏出を冷媒検出センサ(冷媒検出手段)１２０で検出可能に構成することが可能である。具体的には、図８に示すように、外側の金属管層１１４に形成した孔部１１４ａに両端部が開口する側管１２２を取り付けて前記空気層１１８に連通するよう構成すると共に、この側管１２２の外側の開口端部の近傍に冷媒検出センサ１２０を配置することで実現できる。ここで、冷媒検出センサ１２０としては、検出対象の冷媒(一次冷媒または二次冷媒)を検出可能なセンサであれば従来公知のセンサを採用可能である。そして、この冷媒検出センサ１２０は、前記制御装置Ｃに電気的に接続されており、冷媒検知センサ１２０が所定の閾値以下となった場合に制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断するよう構成されている。すなわち、腐食等により内側の金属管層１１６に孔あき(孔食)が生じて、内側の金属管層１１６の中を流通する冷媒(一次冷媒または二次冷媒)が前記空気層１１８に漏出した場合には、漏出した冷媒が側管１２２を介して冷媒検知センサ１２０まで導かれることで冷媒漏れ異常として判断するようになっている。ここで、冷媒検知センサ１２０で検出した冷媒漏れ異常の報知方法としては特に限定されるものではなく、例えば表示パネルに警告表示を表示したり、スピーカから警報音を出力するなどにより実行することができる。また、冷却装置３２は、冷媒検出センサ１２０および側管１２２の外側の開口端部を囲むように隔壁１２４が設けられており、冷媒検出センサ１２０の設置箇所周辺の雑ガスを冷媒検出センサ１２０が検出して冷媒漏れ異常と判断されないようにしてある。

また、外側の金属管層１１４と内側の金属管層１１６の間の空間にブライン(冷媒)を充填するようにしてもよい。ここで、ブラインとしては、顕熱の熱容量によって熱を移動させる熱媒体であり、比熱が大きく、熱伝導率に優れ、不活性で腐食がないものを採用することができ、例えば塩化カルシウム水溶液やエチレングリコール水溶液、アルコールなどを採用することができ、特には電熱性に優れたエチレングリコール水溶液が好適である。このように、外側の金属管層１１４と内側の金属管層１１６の間の空間に熱伝導率に優れたブラインを充填することで、熱伝導効果の向上が期待でき、熱交換部ＨＥにおける熱交換効率を向上させ得る利点がある。

また、外側の金属管層１１４と内側の金属管層１１６の間の空間部１１８に二酸化炭素を充填することもできるようにしてもよい。このように、外側の金属管層１１４と内側の金属管層１１６の間の空間部１１８に熱伝導率に優れた二酸化炭素を充填した場合も、熱伝導効果の向上が期待でき、熱交換部ＨＥにおける熱交換効率を向上させ得る利点がある。また、二酸化炭素を充填した場合は、外側の金属管層１１４と内側の金属管層１１６の間の空間部１１８で二酸化炭素の凝縮と気化が行われることにより、二重管構造の断面においてヒートパイプの働きをする。このため、一次冷媒が流通する内管１０４に二重管構造を採用することで、内管１０４の内側の空間に充填した二酸化炭素のヒートパイプの作用も相俟って、当該内管１０４を流通する一次冷媒と、内管１０４の外側を流通する二次冷媒との間の熱交換効率を高めることができる。

(実施形態１の作用)
次に、本実施形態１に係る冷却装置３２の作用について説明する。冷却装置３２では、冷却運転を開始すると、一次回路３４および二次回路４４の夫々で冷媒の循環が開始される。先ず、一次回路３４について説明すると、圧縮機ＣＭおよび凝縮器ファンＦＭが駆動され、圧縮機ＣＭで気相一次冷媒が圧縮されて、この一次冷媒を冷媒配管３８を介して凝縮器ＣＤに供給して、凝縮器ファンＦＭによる強制冷却により凝縮液化することで液相とする。液相一次冷媒は、膨張弁ＥＶで減圧され、熱交換部ＨＥの一次冷媒経路３６において二次冷媒経路４６を流通する二次冷媒から熱を奪って(吸熱)一挙に膨張気化する。このように一次回路３４は、熱交換部ＨＥにおいて、一次冷媒経路３６により二次冷媒経路４６を強制冷却するように機能している。そして、一次冷媒経路３６で気化した気相一次冷媒は、冷媒配管３８を経て圧縮機ＣＭに帰還する強制循環サイクルを繰返す。

前記二次回路４４では、二次冷媒経路４６が一次冷媒経路３６により冷却されているから、二次冷媒経路４６で気相二次冷媒が放熱して凝縮し、気相から液相に状態変化することで比重が増加することから、重力の作用下に二次冷媒経路４６に沿って液相二次冷媒が流下する。二次回路４４では、二次冷媒経路４６を備える熱交換部ＨＥの下方に蒸発器ＥＰを配置することで、二次冷媒経路４６と蒸発器ＥＰとの間に落差を設けてある。すなわち、液相二次冷媒を、二次冷媒経路４６の下部に接続した液配管４８を介して、蒸発器ＥＰへ向けて重力の作用下に自然流下させることができる。液相二次冷媒は、蒸発器ＥＰの蒸発管５２を流通する過程で該蒸発器ＥＰの周囲雰囲気から熱を奪って気化して気相に移行する。気相二次冷媒は、ガス配管５０を介して蒸発器ＥＰから二次冷媒経路４６へ還流し、二次回路４４ではポンプやモータ等の動力を用いることなく、簡単な構成で二次冷媒が自然循環するサイクルが繰返される。

前記送風ファン３０により吸込口２６ａから冷却室２８に吸引された収納室１４の空気を、冷却された蒸発器ＥＰに吹付けることで、蒸発器ＥＰと熱交換した空気が冷気となる。そして冷気を、冷却室２８から冷気吹出口２６ｂを介して収納室１４に送出することで、収納室１４が冷却される。冷気は、収納室１４の内部を循環して、吸込口２６ａを介して再び冷却室２８内に戻るサイクルを反復する。

ここで、実施形態１の冷却装置３２は、一次回路３４を構成する一次冷媒経路３６が前記冷却室２８に露出しないように当該冷却室２８に前記熱交換部ＨＥが配置されている。このため、一次冷媒経路３６を流通する一次冷媒が冷却室２８に漏出するのを効果的に防ぐことができ、蒸発熱や飽和圧等の冷媒としての特性に優れているブタンやプロパン等の炭化水素系(ＨＣ系)や、毒性が指摘されるアンモニアを一次冷媒に採用しつつ、冷却室２８に熱交換部ＨＥを配置することができる。

特に、この実施形態のように、外管１０２と、外管１０２の内側に空間をあけるようにして内管１０４が挿通された二重管部１００を熱交換部ＨＥに備えるように構成し、内管１０４の内側の空間を一次冷媒が流通すると共に、外管１０２と内管１０４との間の空間を二次冷媒が流通することで、腐食等が生じて内管１０４に孔空き(孔食)が発生したとしても、内管１０４から漏出した一次冷媒を外管１０２の内部に留まらせることができ、冷却室２８に一次冷媒が直接漏れ出すことを効果的に防ぐことができる。また、熱交換部ＨＥにおいて冷却室２８内に位置する二重管部１００を断熱材１１０で覆うようにすることで、熱交換部ＨＥを流通する冷媒(一次冷媒および二次冷媒)の冷却室２８への漏れを抑制することができる。すなわち、より高い安全基準を満たした冷却装置３２を実現することができる。

また、一次冷媒の漏れを検出するために、ガスセンサや一次冷媒の漏出時に熱交換器１１０への一次冷媒の供給を遮断する遮断弁などの検知精度に課題のある装置構成を設ける必要が無いから、冷却装置の信頼性を高めることができる。また、高価なガスセンサや遮断弁を必要としないことにより、製品の製造コストを低廉に抑制することができる利点がある。

更に、熱交換部ＨＥに設けた二重管部１００に冷媒を流通させるようにした場合でも、冷媒(一次冷媒または二次冷媒)の漏れを圧力検出センサ１１２や冷媒検出センサ１２０により検出するようにすることで、冷媒の漏れがある状態での冷却装置３２の運転を早期に停止して速やかに復旧させることができる。更に、冷媒検出センサ１２０を設ける場合に、当該冷媒検出センサ１２０や側管１２２の外側の開口端部を囲むように隔壁１２４を設けることにより、冷媒検出センサ１２０の設置箇所周辺の雑ガスの影響を抑制して冷媒の漏れを正確に検出することが可能になる。

また、熱交換部ＨＥは、当該熱交換部ＨＥの内管１０４と一次回路３４を形成する前記冷媒配管３８とを機械室２０に位置させた接続部位１０６で接続するようにしたから、当該接続部位１０６において内管１０４と冷媒配管３８の接続を解除することで、ユニット化した熱交換部ＨＥおよび蒸発器ＥＰを分解することなく一次回路３４から一体的に分離して取り外すことができる。このように、熱交換部ＨＥおよび蒸発器ＥＰをユニット化した状態のまま取り外しできるから、メンテナンス性の向上を図り得る利点がある。

(実施形態２)
次に、実施形態２に係る冷却装置１３０について説明する。但し、実施形態２に係る冷却装置は、実施形態１で説明した冷却装置３２と基本的に同一構成であり、同一の機能を有する部材・構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態２の冷却装置１３０は、図９に示すように、複数の熱交換部ＨＥを備え、当該複数の熱交換部ＨＥの一次冷媒経路３６が相互に連通するように構成されている。すなわち、複数の熱交換部ＨＥの一次冷媒経路３６を連通することにより、全体で１つの連続した一次冷媒経路が複数の熱交換部ＨＥに跨がるようになっている。なお、この実施形態２の冷却装置１３０は、３つの熱交換部ＨＥの一次冷媒経路３６を相互に連通するように構成してあるが、２または４以上の熱交換部ＨＥの一次冷媒経路３６を相互に連通するようにしてもよいことは当然である。また、実施形態２の冷却装置１３０が備える３つの熱交換部ＨＥを便宜的に第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３として区別して説明する場合もある。

具体的に、図９に示すように、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３における二重管部１００の両端部が台板２４を貫通して機械室２０に露出するよう構成されている。第１の熱交換部ＨＥ１において機械室２０側に貫通した二重管部１００の内管１０４の一方に膨張弁ＥＶに接続する流入側の冷媒配管３８が接続されており、当該第１の熱交換部ＨＥ１の内管１０４の他方に、第２の熱交換部ＨＥ２において機械室２０側に貫通した二重管部１００の内管１０４の一方が接続している。そして、第２の熱交換部ＨＥ２の内管１０４の他方に、第３の熱交換部ＨＥ３において機械室２０側に貫通した二重管部１００の内管１０４の一方が接続しており、当該第１の熱交換部ＨＥ１の内管１０４の他方に、圧縮機ＣＭに接続する流出側の冷媒配管３８が接続されて、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３の一次冷媒経路３６が連続した一次回路３４を形成するようになっている。なお、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３の各配管は、実施形態１における接続部位１０６での接続構造と同様に、溶接や継手などを利用して接続することができる。

また、実施形態２の冷却装置１３０は、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３毎に独立した蒸発器ＥＰが接続するよう構成されている。具体的には、この実施形態２の冷却装置１３０では、３つの熱交換部ＨＥに合わせて３つの独立した蒸発器ＥＰを備えるよう構成してある。なお、実施形態２の冷却装置１３０が備える３つの蒸発器ＥＰを便宜的に第１～第３蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３として区別する場合がある。すなわち、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３で熱交換して液化した二次冷媒により、各熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３に対応して設けた第１～第３蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３を冷却するよう構成されている。

ところで、実施形態１のように、熱交換部ＨＥと蒸発器ＥＰとを冷却室２８に配置する構成を採用した場合、従来の熱交換部ＨＥを機械室２０側に配置する構成と比べて、熱交換部ＨＥと蒸発器ＥＰとの高低差を確保し難くなる。このため、自然循環する液相二次冷媒の蒸発器ＥＰへの冷媒押し込み作用が低下し、二次冷媒を蒸発器ＥＰに十分に圧送できなくなって冷却能力が低下することが考えられる。

これに対して、実施形態２の冷却装置１３０では、二次冷媒経路４６が蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３毎に分割されることで、１つの蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３当りの冷媒量を少なくすることができる。これにより、蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３における二次冷媒の自然循環に必要な高低差を小さくすることが可能になる。また、容積の狭小な冷却室２８に熱交換部ＨＥと蒸発器ＥＰとを配置した場合でも、熱交換部ＨＥと蒸発器ＥＰとの高低差が不充分で冷媒の押し込み作用が弱くても冷媒循環量が少なく管路抵抗が小さいので自然循環させることができ、冷却能力の低下を防止できる。また、配管径を細くすることができるから、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３の加工性が高まり、生産性の向上を図ることが可能になる利点がある。

(実施形態３)
次に、実施形態３に係る冷却装置１４０について説明する。但し、実施形態３に係る冷却装置１４０は、実施形態２で説明した冷却装置１３０と基本的に同一構成であり、同一の機能を有する部材・構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。なお、実施形態３に係る冷却装置１４０において、実施形態２と同様に熱交換部ＨＥおよび蒸発器ＥＰを夫々３つ備えた構成に基づいて説明するが、２または４以上の熱交換部ＨＥおよび蒸発器ＥＰを備えた構成とすることも可能である。

ここで、実施形態２の冷却装置１３０では、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３毎に独立して第１～第３蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３を設け、蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３毎に二次回路４４が独立するようにしたが、実施形態３の冷却装置１４０では、各蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３において液化した二次冷媒が流入する液配管４８と、気化した二次冷媒が環流するガス配管とが、前記複数の熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３において異なる熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３に繋がるよう設けられており、全体で１つの二次回路４４を形成するよう構成されている。

具体的に、図１０の例では、第１蒸発器ＥＰ１に接続する液配管４８が第１熱交換部ＨＥ１に接続すると共に、第１蒸発器ＥＰ１に接続するガス配管５０が第３熱交換部ＨＥ３に接続し、第１熱交換部ＨＥ１で液化した二次冷媒により第１蒸発器ＥＰ１を冷却した後に、二次冷媒が第３熱交換部ＨＥ３に環流するようになっている。また、第２蒸発器ＥＰ２に接続する液配管４８が第２熱交換部ＨＥ２に接続すると共に、第２蒸発器ＥＰ２に接続するガス配管５０が第１熱交換部ＨＥ１に接続し、第２熱交換部ＨＥ２で液化した二次冷媒により第２蒸発器ＥＰ２を冷却した後に、二次冷媒が第１熱交換部ＨＥ１に環流するようになっている。そして、第３蒸発器ＥＰ３に接続する液配管４８が第３熱交換部ＨＥ３に接続すると共に、第３蒸発器ＥＰ３に接続するガス配管５０が第２熱交換部ＨＥ２に接続し、第３熱交換部ＨＥ３で液化した二次冷媒により第３蒸発器ＥＰ３を冷却した後に、二次冷媒が第２熱交換部ＨＥ２に環流するようになっている。

また、図１１の例では、第１蒸発器ＥＰ１に接続する液配管４８が第１熱交換部ＨＥ１に接続すると共に、第１蒸発器ＥＰ１に接続するガス配管５０が第２熱交換部ＨＥ２に接続し、第１熱交換部ＨＥ１で液化した二次冷媒により第１蒸発器ＥＰ１を冷却した後に、二次冷媒が第２熱交換部ＨＥ２に環流するようになっている。また、第２蒸発器ＥＰ２に接続する液配管４８が第２熱交換部ＨＥ２に接続すると共に、第２蒸発器ＥＰ２に接続するガス配管５０が第３熱交換部ＨＥ３に接続し、第２熱交換部ＨＥ２で液化した二次冷媒により第２蒸発器ＥＰ２を冷却した後に、二次冷媒が第３熱交換部ＨＥ３に環流するようになっている。そして、第３蒸発器ＥＰ３に接続する液配管４８が第３熱交換部ＨＥ３に接続すると共に、第３蒸発器ＥＰ３に接続するガス配管５０が第１熱交換部ＨＥ１に接続し、第３熱交換部ＨＥ３で液化した二次冷媒により第３蒸発器ＥＰ３を冷却した後に、二次冷媒が第１熱交換部ＨＥ１に環流するようになっている。

実施形態３の冷却装置１４０のように、冷却装置１４０の全体で１つの二次回路４４を形成するようにすることで、二次回路４４への二次冷媒の充填作業を一度で完了することができ、作業効率の効率化を図ることができる。また、熱交換部ＨＥ毎に熱負荷のばらつきが生じた状況になった場合でも、サーモサイフォンの自己調整作用によって二次冷媒の循環量が時間の経過と共に次第に均一化され、冷却運転の安定化や効率化に寄与する利点がある。

(実施形態４)
次に、実施形態４に係る冷却装置１５０について説明する。但し、実施形態４に係る冷却装置１５０は、実施形態１で説明した冷却装置３２と基本的に同一構成であり、同一の機能を有する部材・構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

ここで、実施形態１に係る冷却装置３２は、二次回路４４が自然循環サイクルであることから、二次冷媒の密度と重力の作用によって循環方向が決まる。そこで、実施形態４に係る冷却装置１５０は、狭小に形成される冷却室２８に熱交換部ＨＥおよび蒸発器ＥＰを配置する構成にあって、蒸発器ＥＰから熱交換部ＨＥに環流して熱交換部ＨＥとの熱交換により液化した液相二次冷媒が、ガス配管５０を介して蒸発器ＥＰに逆流するのを防止する構造に関するものである。

この実施形態４に係る冷却装置１５０では、蒸発器ＥＰから熱交換部ＨＥに二次冷媒が環流するガス配管５０を、熱交換部ＨＥに設けた二次冷媒経路４６の傾斜上端側に繋がるよう設けられている。より具体的には、図１２に示すように、ガス配管５０は、熱交換部ＨＥにおける一次冷媒経路３６よりも上流側に接続するよう構成されており、一次冷媒経路３６を流通する一次冷媒との熱交換により液化した二次冷媒が重力によりガス配管５０側に流れないように構成される。言い換えると、熱交換部ＨＥにおいて二次冷媒経路４６の気相二次冷媒の流入口は、一次冷媒経路３６を流通する一次冷媒との熱交換により液化した二次冷媒が滴下しない位置に開口するよう設けられている。

このように、蒸発器ＥＰから熱交換部ＨＥに環流して熱交換部ＨＥとの熱交換により液化した液相二次冷媒が、ガス配管５０を介して蒸発器ＥＰに逆流するのを防止することで、二次回路４４内で二次冷媒を一定方向に安定して自然循環させることができ、蒸発器ＥＰの冷却効率を高めることができる。

また、図１３に示すように、蒸発器ＥＰから熱交換部ＨＥに二次冷媒が環流するガス配管５０を、上下に折り返すように蛇行部１５２を設けるようにしてもよい。このようにガス配管５０に蛇行部１５２を設けることで、熱交換部ＨＥにおける熱交換により液化した二次冷媒がガス配管５０に流入した場合であっても、当該蛇行部１５２に液相二次冷媒を留まらせて蒸発器ＥＰまで逆流するのを効果的に防止できる。

更に、図１４に示すように、蒸発器ＥＰから熱交換部ＨＥに二次冷媒が環流するガス配管５０に逆止弁１５４を設けるようにしてもよい。このようにガス配管５０に蛇行部１５２を設けることで、熱交換部ＨＥにおける熱交換により液化した二次冷媒がガス配管５０に流入した場合であっても、当該蛇行部１５２に液相二次冷媒を留まらせて蒸発器ＥＰまで逆流するのを効果的に防止できる。

このように、ガス配管５０に蛇行部１５２や逆止弁１５４を設け、蒸発器ＥＰから熱交換部ＨＥに環流して熱交換部ＨＥとの熱交換により液化した液相二次冷媒が、ガス配管５０を介して蒸発器ＥＰに逆流するのを防止することで、二次回路４４内で二次冷媒を一定方向に安定して自然循環させることができ、蒸発器ＥＰの冷却効率を高めることができる。また、ガス配管５０に蛇行部１５２や逆止弁１５４を設ける構成では、狭小な冷却室２８に熱交換部ＨＥおよび蒸発器ＥＰを配置して配管経路が制約される状況においても、ガス配管５０を介した蒸発器ＥＰへの二次冷媒の逆流をより確実に防止することができ、蒸発器ＥＰの冷却効率をより確実に維持することができる利点がある。

（実施形態５）
次に、実施形態５に係る冷却装置１６０について説明する。但し、実施形態５に係る冷却装置は、実施形態１で説明した冷却装置３２と基本的に同一構成であり、同一の機能を有する部材・構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態５の冷却装置１６０は、図１５に示すように、前記冷却室２８の温度を検出する温度検出手段(第１の温度検出手段)１６２が設けられている。この第１の温度検出手段１６２は、前記制御装置Ｃに電気的に接続されており、冷却装置１６０の冷却運転時に予め定めた基準時間が経過するまでの間に、当該第１の温度検出手段１６２が検出する検出温度が予め設定した基準温度に達しない場合に制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断するよう構成されている。

ここで、冷却装置１７０は、冷却運転を実行して冷却室２８を冷却した際に、冷却室２８内の空気に含まれる水蒸気などが氷結して蒸発器ＥＰの表面や冷却室２８の内面に霜として付着することにより、冷却能力の低下を招くことが知られている。このため、制御装置Ｃが所定の制御条件の下で定期的に冷却運転から除霜運転に切り替えて、圧縮機ＣＭや凝縮器ファンＦＭ、送風ファン３０などを停止すると共に、図示しないヒータにより蒸発器ＥＰを加温して除霜し、除霜運転の終了に伴って冷却運転を再開するようになっている。なお、除霜運転は、蒸発器ＥＰの温度を検出する温度検出手段(図示せず)が検出する検出温度が所定の除霜完了温度になることで終了するようにすることができる。ここで、除霜運転の終了時点では蒸発器ＥＰが高温になっていることから、除霜運転の終了後には圧縮機ＣＭと凝縮器ファンＦＭを予備冷却時間の間動作させる予備冷却運転を行い、予備冷却時間が経過した後に、圧縮機ＣＭ、凝縮器ファンＦＭおよび送風ファン３０の夫々を所定の制御条件でＯＮ－ＯＦＦ制御する冷却運転に移行して、冷却室２８内の温度を設定した一定の温度域に保持するようになっている。

ここで、冷却装置１６０の熱交換部ＨＥは、実施形態１において説明したように、冷却室２８内に位置する二重管部１００が断熱材１１０で覆われている。このため、腐食等により外管１０２に孔あき(孔食)が生じて二次冷媒が外部に漏出した場合には、一次冷媒経路３６を流通する一次冷媒による冷却能力を維持しているとしても、冷却室２８を冷却する冷却能力はほぼ喪失した状態となる。

すなわち、前述のように、冷却装置１６０の冷却運転時に予め定めた基準時間が経過するまでの間に、当該第１の温度検出手段１６２が検出する検出温度が予め設定した基準温度に達しない場合(基準温度まで低下しない場合)に制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断することで、冷却能力が低下した状態で運転が継続されるのを防止することが可能になる。ここで、基準時間や基準温度の設定値としては、適宜に決定することが可能であるが、基準時間としては、例えば、送風ファン３０の運転を停止する予備冷却時間(例えば冷却運転の開始から５分)とすることができるが、その他の任意の時間を設定することできる。このように、基準時間を予備冷却時間とすることで、外的な要因に左右されることなく冷媒漏れ異常を正確に検知することができる。また冷却装置１６０は、二次冷媒が漏出した場合に、冷却室２８を冷却する冷却能力がほぼ喪失した状態となることから、前記基準温度としては、前記除霜終了温度(例えば１３℃)とすることができ、またその他の任意の温度に設定することもできる。基準時間や基準温度をこのような設定値とすることで、冷媒漏れ異常での運転が継続されるのを防止しつつ、正常な運転状態とより正確に区別することが可能になる。

また、前記制御装置Ｃは、冷却装置１６０の冷却運転時に予め定めた基準時間が経過するまでの間に、第１の温度検出手段１６２の検出温度が予め設定した基準温度に達しない場合に、冷蔵庫１０に備えられている図示しない報知手段により冷媒漏れ異常を報知するよう構成されている。ここで、冷媒漏れ異常の報知方法としては特に限定されるものではなく、例えば表示パネルに警告表示を表示したり、スピーカから警報音を出力するなどにより実行することができる。

（実施形態６）
次に、実施形態６に係る冷却装置１７０について説明する。但し、実施形態６に係る冷却装置は、実施形態１で説明した冷却装置３２と基本的に同一構成であり、同一の機能を有する部材・構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施形態６の冷却装置１７０は、図１６に示すように、熱交換部ＨＥを形成している配管(すなわち二重管部１００)が前記冷却室２８に露出するよう配置されている。すなわち、実施形態６の冷却装置１７０では断熱材１１０が省略されており、冷却室２８内に配置されている熱交換部ＨＥ(二重管部１００)および蒸発器ＥＰの夫々が冷却室２８内の空気と熱交換して冷却するよう構成されている。すなわち、実施形態６の冷却装置１７０では、熱交換部ＨＥおよび蒸発器ＥＰの双方により冷却室２８内を冷却することにより、冷却効率を向上すると共に、省エネ性能を高めるよう構成されている。

また、図１６に示すように、実施形態６の冷却装置１７０では、前述した実施形態５の冷却装置１６０と同様に前記冷却室２８の温度を検出する温度検出手段(第１の温度検出手段)１６２が設けられていると共に、蒸発器ＥＰの温度を検出する第２の温度検出手段１７２が設けられており、第１の温度検出手段１６２および第２の温度検出手段１７２夫々が前記制御装置Ｃに電気的に接続されている。すなわち、実施形態５で説明した除霜運転は、第２の温度検出手段１７２が所定の除霜完了温度を検出することで、除霜運転から冷却運転に切り替えるよう構成されている。

ここで、冷却装置１７０の熱交換部ＨＥは、実施形態１において説明したように、一次回路３４を構成する一次冷媒経路３６と、二次回路４４を構成する二次冷媒経路４６とが設けられており、腐食等により外管１０２に孔あき(孔食)が生じて二次冷媒が外部に漏出した場合であっても、熱交換部ＨＥ(二重管部１００)の一次冷媒経路３６を流通する一次冷媒により冷却室２８を冷却する一定の冷却能力を有している。このため、冷蔵庫１０の設置環境の環境温度が低い場合や収納室１４を冷却する設定温度が高い場合などのように、冷却装置１７０に求められる冷却能力が低い条件で冷却運転するような場合には、二次冷媒が外部に漏出した冷媒漏れ異常の状態であっても、冷却速度は低下するものの、冷却ができてしまう状況が生じかねない。

そこで、実施形態６における冷却装置１７０の制御装置Ｃは、冷却運転を行う際に、前記第１の温度検出手段１６２の検出温度と、前記第２の温度検出手段１７２の検出温度とに基づいて、冷媒漏れ異常と判別可能に構成されている。より具体的には、前記制御装置Ｃは、冷却運転を行っている間に継続して冷媒漏れ異常を判別する処理と、除霜運転から冷却運転に切り替わった際の一定期間に冷媒漏れ異常を判別する処理とを実行可能に構成されている。

冷却運転を行っている間に継続して冷媒漏れ異常を判別する処理としては、前記制御手段Ｃは、前記第２の温度検出手段１７２の検出温度Ｔ２と、前記第１の温度検出手段の検出温度Ｔ１との温度差ＴＡ(ＴＡ＝Ｔ２－Ｔ１)が基準温度差Ｔ’に満たない状態(Ｔ’＞ＴＡ)となった場合に、当該制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断するよう構成することができる。

ここで、前述したように、腐食等により外管１０２に孔あき(孔食)が生じて二次冷媒が外部に漏出した場合であっても、熱交換部ＨＥの一次冷媒経路３６を流通する一次冷媒により冷却室２８を冷却する一定の能力を有するものの、二次冷媒の漏出に伴い熱交換部ＨＥにより蒸発器ＥＰが冷却されなくなることにより、蒸発器ＥＰの冷却作用自体は喪失する。このため、正常に冷却運転が行われている状態では、蒸発器ＥＰの温度(第２の温度検出手段１７２の検出温度Ｔ２)は冷却室２８の温度第１の温度検出手段の検出温度Ｔ１より低温が保たれている一方で、二次冷媒の漏出に伴って、蒸発器ＥＰの温度と冷却室２８の温度とは次第に均衡するように温度差が小さくなり、冷却能力が著しく低下する。

すなわち、前述のように、前記第２の温度検出手段１７２の検出温度Ｔ２と、前記第１の温度検出手段の検出温度Ｔ１との温度差ＴＡ(ＴＡ＝Ｔ２－Ｔ１)が基準温度差Ｔ’に満たない状態(Ｔ’＜ＴＡ)となった場合に、制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断することで、冷却能力が低下した状態で運転が継続されるのを防止することが可能になる。ここで、基準温度差Ｔ’の設定値としては、適宜に決定することが可能であるが、基準温度差Ｔ’としては、例えば、２℃とすることができる。基準温度差Ｔ’をこのような設定値とすることで、設置環境に応じた冷却能力の差異による誤検出を防ぎつつ、冷媒漏れ異常での運転が継続されるのを防止し、正常な運転状態とより正確に区別することが可能になる。

ここで、第２の温度検出手段１７２の検出温度Ｔ２と、前記第１の温度検出手段の検出温度Ｔ１との温度差ＴＡ(ＴＡ＝Ｔ２－Ｔ１)が基準温度差Ｔ’に満たない状態(Ｔ’＞ＴＡ)が所定の異常判定時間ＴＭに亘って継続した場合に、当該制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断するよう構成するようにしてもよい。この場合も同様に、冷却能力が低下した状態で運転が継続されるのを防止することが可能になる。ここで、異常判定時間ＴＭの設定値としては、適宜に決定することが可能であるが、例えば異常判定時間ＴＭとしては１５分とすることができる。異常判定時間ＴＭをこのような設定値とすることで、設置環境に応じた冷却能力の差異による誤検出を防ぐことができると共に、冷媒漏れ異常が生じていない状態で何らかの外的な要因により一時的に温度差ＴＡが基準温度差Ｔ’に満たない状態(Ｔ’＞ＴＡ)を冷媒も令嬢として判別するのを防止しつつ、冷媒漏れ異常での運転が継続されるのを防止し、正常な運転状態とより正確に区別することが可能になる。

また、前記第２の温度検出手段１７２の検出温度Ｔ２と、前記第１の温度検出手段１６２の検出温度Ｔ１との温度差ＴＡを所定の判定時間ＴＸに亘って累積した累積値が基準値を超えた場合に、制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断するよう構成することも可能である。このように、判定時間ＴＸの間の温度差ＴＡの累積値を判断の基準とすることで、冷媒漏れ異常が生じていない状態で何らかの要因により判定時間ＴＸの間に温度差ＴＡが基準温度差Ｔ’を超えた正常な状態(Ｔ’≦ＴＡ)が一時的に発生した場合でも、冷媒漏れ異常を判別することができ、冷媒漏れ異常での運転が継続されるのを防止しつつ、累積値により判別することで正常な運転状態とより正確に区別することが可能になる。

また、除霜運転から冷却運転に切り替わった際の一定期間に冷媒漏れ異常を判別する処理として、例えば、前記制御装置Ｃは、除霜運転後の予備冷却運転の間に、前記第２の温度検出手段１７２が検出する検出温度Ｔ２の単位時間の温度低下率が基準値に満たない場合に、制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断するよう構成することも可能である。除霜運転の終了時点では蒸発器ＥＰが高温になっていることから、予備冷却運転の間の温度低下率が基準値に満たない場合には、予備冷却運転の終了時に蒸発器ＥＰが冷却運転に適した温度まで低下しない可能性がある。このため、予備冷却運転の間の温度低下率が基準値に満たない場合に、冷媒漏れ異常と判断することにより却能力が低下した状態で運転が継続されるのを防止することが可能になる。この場合も同様に、冷却能力が低下した状態で運転が継続されるのを防止することが可能になる。

また、除霜運転から冷却運転に切り替わった際の一定期間に冷媒漏れ異常を判別する処理として、例えば、前記制御装置Ｃは、除霜運転後の予備冷却運転の間に、前記第２の温度検出手段１７２が検出する検出温度Ｔ２が記第１の温度検出手段１６２が検出する検出温度以下とならない場合に、制御装置Ｃが冷媒漏れ異常と判断するよう構成することも可能である。予備冷却運転では冷却室２８を冷却可能な温度まで蒸発器ＥＰを継続して冷却することから、予備冷却運転の間に蒸発器ＥＰの温度(検出温度Ｔ２)が冷却室２８の温度(検出温度Ｔ１)以下とならない場合には、冷却運転に適した温度となっていない。このため、第２の温度検出手段１７２が検出する検出温度Ｔ２が記第１の温度検出手段１６２が検出する検出温度以下とならない場合に、冷媒漏れ異常と判断することにより却能力が低下した状態で運転が継続されるのを防止することが可能になる。この場合も同様に、冷却能力が低下した状態で運転が継続されるのを防止することが可能になる。

また、前記制御装置Ｃは、前記第２の温度検出手段１７２の検出温度Ｔ２と、前記第１の温度検出手段の検出温度Ｔ１との温度差ＴＡ(ＴＡ＝Ｔ２－Ｔ１)が基準温度差Ｔ’に満たない状態(Ｔ’＞ＴＡ)となった場合、または当該温度差ＴＡが基準温度差Ｔ’に満たない状態(Ｔ’＞ＴＡ)が所定の異常判定時間に亘って継続した場合、或いは、前記第２の温度検出手段１７２の検出温度Ｔ２と、前記第１の温度検出手段１６２の検出温度Ｔ１との温度差ＴＡを所定の判定時間ＴＸに亘って累積した累積値が基準値を超えた場合に、冷蔵庫１０に備えられている図示しない報知手段により冷媒漏れ異常を報知するよう構成されている。ここで、冷媒漏れ異常の報知方法としては特に限定されるものではなく、例えば表示パネルに警告表示を表示したり、スピーカから警報音を出力するなどにより実行することができる。

(実施形態７)
次に、実施形態７に係る冷却装置１８０について説明する。但し、実施形態７に係る冷却装置は、実施形態２または実施形態３で説明した冷却装置１３０,１４０と同様に、複数の熱交換部ＨＥを備え、当該複数の熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３の一次冷媒経路３６が相互に連通するように構成されると共に、複数の熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３毎に対応して熱交換する複数のするように蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３を備えたものである。また、複数の蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３は、実施形態２のように複数の熱交換部ＨＥ毎に独立して設けたものであってもよく、実施形態３のように複数の蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３が全体で１つの二次回路４４を形成するものであってもよい。なお、実施形態７に係る冷却装置１８０において、実施形態３と同様に熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３および蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３を夫々３つ備えた構成に基づいて説明するが、２または４以上の熱交換部および蒸発器を備えた構成とすることも可能である。

実施例７の冷却装置１８０は、図１７に示すように、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３における二重管部１００の内管１０４が冷却室２８内で連通するよう構成されると共に、当該二重管部１００の内部で第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３毎の二次冷媒経路４６が区画されるよう構成されている。なお、図１７では、第１熱交換部ＨＥ１の二次冷媒経路に符号４６１を付し、第２熱交換部ＨＥ２の二次冷媒経路に符号４６２を付し、第３熱交換部ＨＥ３の二次冷媒経路に符号４６３を付して便宜的に区別してある。

ここで、第１～第２熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２における二重管部１００の接続構造について、図１８を用いて説明する。なお、詳細な説明は省略するが、第２～第３熱交換部ＨＥ２,ＨＥ３における二重管部１００の接続構造も同様である。図１８(ａ)に示すように、第１の熱交換部ＨＥ１および第２の熱交換部ＨＥ２において前記一次冷媒経路３６を形成する内管(第１の配管)１０４を、二次冷媒経路４６を構成する複数の外管(第２の配管)１０２の内部を挿通するよう構成する。ここで、第１の熱交換部ＨＥ１および第２の熱交換部ＨＥ２における一次冷媒経路３６を形成する内管１０４は、一方の内管１０４の端部に設けられたスリーブ状の大径管部１０４ａに、他方の内管１０４を差し込んだもとで溶接などにより連通するように連結されている。ここで、内管１０４同士の接続は、図６において説明した接続管１０８と、液配管４８やガス配管５０との接続と同様に、大径管部１０４ａに対する内管１０４の差込長さは６ｍｍ以上の長さを確保することが好ましく、これにより結合継目からの一次冷媒の漏出を効果的に防止することができる。なお、図１８(ａ)における符号１８１は、第１の熱交換部ＨＥ１および第２の熱交換部ＨＥ２の内管１０４を溶接などにより形成された接続部位を示しており、溶接などにより連結した内管１０４を２つの外管１０２に挿通してある。更に、複数の外管１０２の何れか１つに対して、連結した内管１０４が溶接などにより形成された接続部位１８２で固定されている。なお、第１の熱交換部ＨＥ１および第２の熱交換部ＨＥ２における一次冷媒経路３６を形成する内管１０４は、連続した１つの配管であっても良い。

更に、外管１０２の外側には、図１８(ｂ)に示すように、当該外管１０２の延在方向にスライド移動可能に連結管１８３が外挿されており、外管１０２の継ぎ目を跨ぐように連結管１８３を位置付けた状態で、継ぎ目を跨ぐようにした両外管１０２と、連結管１８３との間を溶接などにより形成された接続部位１８４で固定するよう構成されている図１８(ａ)。ここで、外管１０２と内管１０４とを固定する溶接などにより形成された接続部位１８２は、当該内管１０４の全周に亘って設けられて、内管１０４の内部で当該内管１０４と外管１０２との間が封止されて、第１の熱交換部ＨＥ１および第２の熱交換部ＨＥ２の二次冷媒経路４６が内管１０４と外管１０２の間に分離した経路として形成されている。また同様に、両外管１０２と、連結管１８３とを固定する溶接などにより形成された接続部位１８４は、連結管１８３の全周に亘って設けられて、継ぎ目を跨ぐ両外管１０２と連結管１８３との間からの二次冷媒の漏出を防ぐよう封止してある。

このように第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３における二重管部１００を連結することで、冷却室２８から機械室２０に至るように二重管部１００の端部を機械室２０に取り回すことなく二重管部１００の内管１０４を冷却室２８内で連通させて、一次冷媒経路３６が冷却室２８に露出しないように当該冷却室２８に第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３を配置することができる。すなわち、腐食等が生じて内管１０４に孔空き(孔食)が発生したとしても、内管１０４から漏出した一次冷媒を外管１０２の内部に留まらせることができ、冷却室２８に一次冷媒が直接漏れ出すことを効果的に防ぐことが可能になる。

更に、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３の二重管部１００を機械室２０に取り回す必要がないから、配管長さを短くして構造を簡略化し得ると共に、管路抵抗を抑制して二次冷媒を効率良く自然循環させて冷却の量の向上を図り得る。

また、二重管部１００の内部で第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３毎の二次冷媒経路４６を区画することができるから、実施形態３と同様に１つの蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３当りの冷媒量を少なくすることができ、蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３における二次冷媒の自然循環に必要な高低差を小さくすることが可能になるなどの利点がある。

ここで、前述した実施形態７では、第１～第３熱交換部ＨＥ１,ＨＥ２,ＨＥ３の二重管部１００の外管１０４の継ぎ目を、直管状の連結管１８３により連結するようにしたが、図１９に示すように、二次冷媒経路４６に連通する分岐管１８５ａを備えたＴ字状に形成した３方向分岐のＴ型の連結管１８５を用いて外管１０４の継ぎ目を連結し、当該Ｔ字状の連結管１８５の分岐管１８５ａを対応する蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３に接続することができる。このように、外管１０４の継ぎ目を連結する連結管１８５に、前述した蒸発器ＥＰ１,ＥＰ２,ＥＰ３に接続する接続管１０８としての機能を備えるようにすることで、部品数を抑制して製造工数の簡略化を図り得ると共に、コスト削減を図ることができる。なお、図１９では、第１の熱交換部ＨＥ１および第２の熱交換部ＨＥ２における一次冷媒経路３６を形成する内管１０４を連続した１つの配管として形成した状態を示してあるが、前述のように、溶接などにより連通するように連結するようにしてもよい。

(変更例)
本発明に係る冷却装置としては、前述した各実施形態に示すものに限られるものではなく、種々の変更が可能である。また、各実施形態の構成は、適宜に組み合わせて適用し得るものである。

(１) 冷却室２８に位置する熱交換部ＨＥの二重管部１００を断熱材１１０で覆うようにしたが、当該断熱材１１０を省略するようにしてもよい。
(２) 圧力検出センサ１１２および冷媒検出センサ１２０により熱交換部ＨＥにおける冷媒の漏れを検出するよう構成したが、圧力検出センサ１１２および冷媒検出センサ１２０の一方または両方を省略することもできる。また、圧力検出センサ１１２や冷媒検出センサ１２０の配置位置は任意に変更することができ、圧力検出センサ１１２を冷却室２８に配置したり、冷媒検出センサ１２０を機械室２０側に配置するようにしてもよい。
(３) 熱交換部ＨＥの二重管部１００を構成する外管１０２や内管１０４は二重管構造である必要はなく、単層の配管を外管１０２や内管１０４に採用することもできる。
(４) 冷却装置３２を冷蔵庫１０に採用する場合を例にして説明したが、冷凍庫、冷凍・冷蔵庫、ショーケースおよびプレハブ庫等の所謂貯蔵庫、その他空調機器等にも適用可能である。
(５) 収納室１４を内部画成した断熱構造の箱体１２の上部側に機械室１４が配置された縦型の冷蔵庫１０を例に説明したが、収納室(閉鎖空間)１４の下部側に機械室１４が配置されたタイプの縦型の冷蔵庫などであってもよく、また収納室(閉鎖空間)１４の側部側に機械室１４が配置された横型の冷蔵庫などに対しても、本発明を好適に採用することができる。
(６) また、収納室１４の上部側に画成した冷却室２８に熱交換部ＨＥや蒸発器ＥＰを配置するようにしたが、当該冷却室２８を収納室１４の下部側や側部側に画成して熱交換部ＨＥや蒸発器ＥＰを配置するようにしてもよい。
(７) 熱交換部ＨＥの下方に位置するよう蒸発器ＥＰを収納室１４内に配置したが、当該蒸発器ＥＰを熱交換部ＨＥの上方或いは側方に位置するよう配置するようにしてもよい。
(８) 機械室２０に配設する機器の共通基板となる台板２４により、機械室２０と収納室１４との間で空気の流通がないように収納室１４と機械室２０とを区切る構成であるが、機械室２０と収納室１４とを箱体の天板で区切る構成であってもよい。
(９) 一次回路３４の減圧手段として膨張弁ＥＶを用いたが、キャピラリーチューブやその他の手段を採用することができる。

２０ 機械室(開放空間)，２８ 冷却室(冷却空間)３４ 一次回路，３６ 一次冷媒経路， ４４ 二次回路，１０２ 外管(一次冷媒経路を形成する配管)
１０４ 内管(二次冷媒経路を構成する配管)，１１４ 外側の金属管層(外側管)
１１６ 内側の金属管層(内側管)，１１８ 空間層，１２２ 側管

Claims (18)

1. 圧縮機の作動により一次冷媒を強制循環する一次回路と、二次冷媒を自然循環する二次回路と、前記一次回路を構成する一次冷媒経路を流通する一次冷媒および前記二次回路を構成する二次冷媒経路を流通する二次冷媒の間で熱交換して当該二次冷媒を液化する熱交換部と、前記二次回路の経路に設けられて二次冷媒を気化して冷却する冷却部と、を備え、空気の流通が許容される開放空間に、前記一次回路を配置すると共に、当該開放空間から区画した冷却空間に、前記冷却部を配置するよう構成された冷却装置において、
   前記一次回路を構成する一次冷媒経路が前記冷却空間に露出しないように当該冷却空間に前記熱交換部を配置するようにした
   ことを特徴とする冷却装置。
2. 前記一次冷媒経路を形成する第１の配管が前記二次冷媒経路を構成する第２の配管の内部を挿通するよう前記熱交換部が構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
3. 前記一次冷媒経路を形成する配管は、外側管と、前記外側管の内部に挿通された内側管と、前記外側管および前記内側管の間の空間部に繋がる側管と、を備えて、
   前記内側管の内部を前記一次冷媒または二次冷媒が流通するよう構成されると共に、前記側管の出口から漏出した一次冷媒または二次冷媒を冷媒検出手段で検出可能に構成したことを特徴とする請求項１または２記載の冷却装置。
4. 前記一次冷媒経路を形成する配管は、外側管と、前記外側管の内部に挿通された内側管と、を備えて、
   前記内側管の内部を前記一次冷媒が流通するよう構成されると共に、前記外側管と前記内側管との間の空間に充填されている流体の圧力を圧力検出手段で検出可能に構成したことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の冷却装置。
5. 前記熱交換部を前記冷却空間に複数備えると共に、当該複数の熱交換部の前記一次冷媒経路が相互に連通して一次冷媒が流通する連続した経路を形成するよう構成されて、各熱交換部で熱交換して液化した二次冷媒により、各熱交換部に対応して設けた冷却部を冷却するよう構成したことを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の冷却装置。
6. 前記二次回路は、前記各冷却部において液化した二次冷媒が流入する配管と、気化した二次冷媒が環流する配管とが前記複数の熱交換部において異なる熱交換部に繋がるよう設けられていることを特徴とする請求項５記載の冷却装置。
7. 前記熱交換部として第１の熱交換部と第２の熱交換部を少なくとも備えると共に、
   当該第１の熱交換部および第２の熱交換部の夫々を、前記一次冷媒経路を形成する第１の配管が前記二次冷媒経路を構成する複数の第２の配管の内部を挿通するよう構成されて、前記第１の熱交換部および前記第２の熱交換部における前記一次冷媒経路が当該複数の第２の配管の内部で一次冷媒が流通する連続した経路を形成するよう構成され、
   前記複数の第２の配管の継ぎ目の外側に、継ぎ目を跨ぐように連結管が設けられて、当該連結管と各両第２の配管との間を封止するよう構成されると共に、
   前記第２の配管の内部で当該第２の配管と前記第１の配管との間が封止されており、前記第１の熱交換部および前記第２の熱交換部の二次冷媒経路が当該第１の配管と第２の配管の間に分離した経路として形成されていることを特徴とする請求項５または６記載の冷却装置。
8. 前記連結管は、前記二次冷媒経路に連通する分岐管を備えており、当該分岐管が前記冷却部に接続されていることを特徴とする請求項７記載の冷却装置。
9. 熱交換部における前記二次冷媒経路を、水平面に対して傾斜して配置すると共に、前記二次回路において前記冷却部から前記熱交換部に二次冷媒が環流する配管を、当該二次冷媒経路における傾斜上端側に繋がるよう設けたことを特徴とする請求項１～８の何れか一項に記載の冷却装置。
10. 前記二次回路において前記冷却部から前記熱交換部に二次冷媒が環流する配管に、上下方向に蛇行する蛇行部を設けたことを特徴とする請求項１～９の何れか一項に記載の冷却装置。
11. 前記二次回路において前記冷却部から前記熱交換部に二次冷媒が環流する配管に逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１～１０の何れか一項に記載の冷却装置。
12. 前記熱交換部を形成する配管を前記冷却空間に露出するよう配置されて、当該冷却空間の空気との間で当該熱交換部が熱交換し得るよう構成されていることを特徴とする請求項１～１１の何れか一項に記載の冷却装置。
13. 前記冷却室の温度を検出する第１の温度検出手段を備え、
    冷却運転時に基準時間が経過するまでに前記第１の温度検出手段の検出温度が所定の温度に達しない場合に、制御手段が報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを特徴とする請求項１～１２の何れか一項に記載の冷却装置。
14. 前記冷却室の温度を検出する第１の温度検出手段と、
    前記冷却部の温度を検出する第２の温度検出手段と、を備え、
    冷却運転を行う間および除霜運転後の予備冷却運転の間の少なくとも一方の運転を行う間に、前記第１の温度検出手段の検出温度と、前記第２の温度検出手段の検出温度とに基づいて、制御手段が報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを特徴とする請求項１～１３の何れか一項に記載の冷却装置。
15. 前記制御手段は、冷却運転を行う間に、前記第２の温度検出手段の検出温度と、前記第１の温度検出手段の検出温度との温度差が基準温度差に満たない状態となった場合、または当該温度差が基準温度差に満たない状態が所定時間継続した場合に、報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを特徴とする請求項１４記載の冷却装置。
16. 前記制御手段は、冷却運転を行う間に、前記第２の温度検出手段の検出温度と、前記第１の温度検出手段の検出温度との温度差を所定の判定時間に亘って累積した累積値が基準値を超えた場合に、報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを特徴とする請求項１４または１５記載の冷却装置。
17. 前記制御手段は、除霜運転後の予備冷却運転を行う間に、前記第２の温度検出手段が検出する検出温度の単位時間の温度低下率が基準値に満たない場合に、報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを特徴とする請求項１４～１６の何れか一項に記載の冷却装置。
18. 前記制御手段は、除霜運転後の予備冷却運転を行う間に、前記第２の温度検出手段が検出する検出温度が前記第１の温度検出手段が検出する検出温度以下とならない場合に、報知手段を制御して冷媒漏れを報知するよう構成されていることを特徴とする請求項１４～１７の何れか一項に記載の冷却装置。

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