JPH0321823B2 - - Google Patents

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JPH0321823B2
JPH0321823B2 JP54146995A JP14699579A JPH0321823B2 JP H0321823 B2 JPH0321823 B2 JP H0321823B2 JP 54146995 A JP54146995 A JP 54146995A JP 14699579 A JP14699579 A JP 14699579A JP H0321823 B2 JPH0321823 B2 JP H0321823B2
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refrigeration
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cryogenic
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/12—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D16/00—Devices using a combination of a cooling mode associated with refrigerating machinery with a cooling mode not associated with refrigerating machinery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変動する冷凍負荷要求に24時間適応で
きるようにした、流体冷却媒体（fluid
refrigerant）使用の機械式冷凍装置の流体冷却
媒体を、低温液体（cryogenic fluid）使用の低
温液体式冷凍装置を使つて冷却する冷凍方法及び
装置に関する。
特に食品産業界において顕著である冷凍設備を
断続的にしか利用しない小規模利用者が、しばし
ば、加工業者なら一度に迅速な冷凍をすることを
要求する程の大量の製品を生産することがある。
アンモニア等の冷却媒体を閉鎖サイクル内で移動
し蒸気圧縮サイクルを利用して冷凍作用をするい
わゆる機械式冷凍機（mechanical refrigeration
unit）は、断続的にしか使用しない場合でかつ比
較的大規模な冷凍作業、例えば約−35℃（−30
〓）又は約−40℃（−40〓）といつた、かなりの
低温を必要とする急速冷却作業には一般的には経
済的でない。なぜなら短期的に大量の電力を必要
とするうえに設備投資も大がかりとなるからであ
る。一方、被冷凍物品に液体二酸化炭素や液体窒
素などの膨脹可能な低温液体例えば液化ガスを放
出して物品を冷凍する低温液体式の迅速冷凍は上
述のような利用者にとつて著るしい利益となる。
このような低温液体式冷凍装置（cryogenic
refrigeraton unit）として米国特許第3660985号、
同第3672181号、同第3754407号及び同第3815377
号等がある。これまで低温液体式冷凍装置は一般
に大量の低温液体（cryogen）の消費により、か
かる断続的な大量の冷凍要求を満たしてきたが、
そのような回収不能な大量の低温液体の消費がこ
の装置の運転コスト高を招き、その結果、そのよ
うな潜在的使用者の低温液体式冷凍に対する利用
要求を失わせてきた。
加えて冷凍需要が大幅に変動する状況が多く発
生し、特に24時間の期間をみた場合に、冷凍需要
の多い場合もあれば著るしく低い場合又はほとん
ど必要としないというような時もある。また現
在、機械式冷凍装置を利用している多くの冷凍及
び／又は冷却作業もあるが、これらに低温液体の
温度を利用したなら著るしい利益をもたらすこと
ができよう。このような要求を満たすために低温
液体式冷凍装置の使用が既存の冷凍装置の代替品
及び／又はその補助装置として商業的に魅力のあ
るものとなつているのである。
よつて本発明の１つの目的は経済的に魅力ある
条件下で、比較的大量の低温液体を使用して冷凍
を間欠的に行なうことができる二酸化炭素
（CO2）冷却装置を提供することである。別の目
的は効果的でかつ経済的な比較的大量の間欠的冷
凍需要を処理できる改良された、低温液体使用の
冷凍方法を提供することである。また別の目的
は、かなり安価に既存の機械式冷凍装置へ付加出
来かつ装置全体の効率と能力とを、必要なら低温
液体の冷凍温度が提供すると同等になるまで増大
する二酸化炭素冷凍装置を提供することである。
更に別の目的は低温液体の消費なしに低温液体の
冷却温度を使用出来かつ同様寸法のコンプレツサ
及び凝縮機を使用している標準装置に比して３倍
以上の短時間冷凍能力を提供出来る、著るしく資
金を減少可能な装置を提供するものである。
機械式冷凍装置と、二酸化炭素を低温液体とし
て使用した低温液体式冷凍装置と、の組合せを示
す概略図は本発明の種々の特徴を具体化してい
る。ここで機械式冷凍装置とは液状の冷却媒体が
低圧下でガス状に蒸発され次いで再使用のため圧
縮及び凝縮によつて高圧下で液相に改変されるサ
イクルにて熱力学を適用する装置をいう。
一般に夜間や他の閑散時間帯等のように使用量
の少ない時間に経済的に製造されるシヤーベツト
状のスラツシ（slush）又は水分含有量の少ない
スノー（snow）等を含む低温冷却剤リザーバを
形成することによつて比較的大量の低温液体温度
での冷凍が間欠的な状態で可能となる。かかるリ
ザーバ内における冷凍作用は、僅かな電力消費と
比較的小規模の装置があればゆつくりした速度で
得られる。種々の低温液体が利用され得るが、本
発明では、その三重点が約−35℃（−約30〓）か
ら約−63℃（約−80〓）にある低温液体
（cryogen）が特に有効で、特に二酸化炭素が好
ましい。
冷凍の必要が生じた場合、低温リザーバの容量
をすぐに利用できる利点を生かし必要とする速度
で低温の液状二酸化炭素を供給し、リザーバに戻
つてくる流体から、その流体中に吸収された熱を
取り除く手助をする。もし二酸化炭素の蒸気が発
生しこれがリターンされるなら固体二酸化炭素の
潜熱吸収力は直接的又は間接的に二酸化炭素蒸気
を冷却しかつこれを凝縮するのに利用できる。こ
の結果、例えば、多量の製品が比較的短時間のう
ちに急速冷凍され、同時に、一切の気化した低温
液体が回収される。冷凍機の使用ひん度で、繁忙
期の後に冷凍不要又は閑散期が続くような場合
は、次の冷凍サイクル用の低温冷却剤リザーバを
再生するのに比較的小容量のコンプレツサ及び凝
縮機で十分である。リザーバ、コンプレツサ及び
凝縮機等の大きさは別々のサスクル毎に用意し、
また設計上そのようになつていれば１装置に１ユ
ニツト以上の設置可能である。
図には低温液体スラツシリザーバの冷凍力を使
い間接的に、被冷却物から熱を吸収する装置が示
してある。この装置は、既存の機械的冷凍装置の
作動温度を下げ、実質的にその通常の冷凍温度以
下の温度での冷却を提供するように、又は該機械
装置に負荷がかかり過ぎて該装置が停止している
場合に当該機械式冷凍装置の冷却媒体を凝縮する
ようにその作動を変更する。今日食品冷凍工場に
て使用されている機械式冷凍装置には一般に大気
圧での沸点が約−29℃（約−20〓）から約−46℃
（約−50〓）である冷却媒体（refrigerant）が使
用されており、たいていは約−35℃（約−30〓）
から約−40℃（約−40〓）間の低温側の温度で動
作し、この時の圧力はしばしば大気圧以下であ
る。
現在稼動している機械式冷凍機は、その熱交換
表面に下方の低温側温度を提供するように簡単に
変更でき、この変更により機械式冷凍装置自体を
物理的に変更することなくその作動効率や冷凍容
量を実質的に向上できる。又、既存の機械式冷凍
機は冷凍需要の有無にかかわらず連続稼動され、
現状では一般に冷凍トンネル、冷凍室等での冷凍
需要がなくても大型圧縮機を非常に非効率的に稼
動させている。機械式冷凍装置にスラツシリザー
バを組み込めば該冷凍装置の冷凍能力が変わり、
冷却需要の低い時、もしくは需要のない間中で
も、貯蔵タンクに貯蔵されるスラツシの形成を補
助する。この結果コンプレツサに負荷がかかつて
いない時に大型コンプレツサのモーターを連続稼
動させて電力を単に浪費するかわりに、冷凍需要
閑散時間帯にコンプレツサーの連続稼動を十分に
利用してスラツシ状二酸化炭素の形態で冷凍容量
を蓄積できる。
以下実施例について延べる。
図は商業的に使用出来かつ公知の一部分を形成
している形式の３段圧縮の機械式冷凍装置１８０
を示している。この装置はアンモニアを使つて作
動するようになつているが他の冷却媒体例えばフ
レオン１２やフレオン２２なども使用出来る。こ
の装置１８０は３個の液体・蒸気アキユムレータ
１８２ａ，１８２ｂ，１８２ｃを有している。コ
ンプレツサ１８４ａ，１８４ｂ，１８４ｃが各ア
キユムレータ１８２ａ，１８２ｂ，１８２ｃから
の蒸気を吸込み、これらのコンプレツサは３段コ
ンプレツサの各段階を構成している。例えばこの
装置の弁作用及び大きさは第１のアキユームレー
タ１８２ａ内に約25.4cm（約10吋）水銀柱（即ち
約10psia又は約2/3気圧）の真空を維持するよう
になつている。この部分真空（partial vacuum）
状態下での作動は温度を１気圧での沸点以下に減
じる。このため第１のアキユムレータ１８２ａ内
では、液体アンモニヤの平衡温度は約−40℃（−
40〓）となる。この第１コンプレツサ１８４ａは
その流出物を第２アキユムレータ１８２ｂ内へ送
り込み、流出物は該第２アキユムレータ内で沸騰
する。この第２アキユムレータは約−21℃（−５
〓）即ち約22psiaにおいて液体アンモニヤとアン
モニヤ蒸気とを平衡状態に維持している。第２コ
ンプレツサ１８４ｂは第２アキユムレータ１８２
ｂ中のアンモニヤ蒸気を取出して加圧し、その加
圧蒸気を約−１℃（30〓）即ち60psiaの第３アキ
ユムレータ１８２ｃの液体相中にて沸騰させる。
第３コンプレツサ１８４ｃは第３アキユムレータ
１８２ｃからアンモニヤ蒸気を除去し、これを加
圧する。この加圧された蒸気は適当なコンデンサ
即ち凝縮装置１８６内にて液化される。この液化
されたアンモニヤは膨脹弁１８８ｃを介して第３
アキユムレータ１８２ｃ内へ戻される。ここで該
液体アンモニヤは液体蒸気混合体に戻される。液
体アンモニヤは第３アキユムレータ１８２ｃから
第２アキユムレータ１８２ｂへ送られる際には膨
脹弁１８８ｂで、また第２アキユムレータ１８２
ｂから第１アキユムレータ１８２ａへ送られる際
には膨脹弁１８８ａにて適切に調整される。第１
アキユムレータ１８２ａでは約−40℃（−40〓）
の液体アンモニヤが約25.4cm（約10吋）水銀柱の
真空にてアンモニヤ蒸気と平衡状態になつてい
る。
液体アンモニヤは第１アキユムレータ１８２ａ
から望ましくはポンプ１８９により引出され供給
管１９０ａ〜１９０ｃを介して供給され、工場内
の各地において冷却冷凍作用を行なう。全体の制
御装置１９１は液体供給管内のリモートコントロ
ール弁１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃを開き、特
定の装置例えば冷凍装置１９４ａに至る管１９０
ａの弁１９２ａ等へ液体アンモニヤを供給する。
いずれの場合においても、ウンモニヤ蒸気は導管
１９６ａ，１９６ｂの一方又は双方へ戻り、次い
でアキユムレータ１８２ａに戻る。
図において符号１９４ｂは多段式冷凍装置であ
り内部には多数の熱交換板１９８があり、各板１
９８は、たわみ管によつて冷却媒体供給管１９０
ｂに対して並列状態に接続されている。該冷却媒
体供給管１９０ｂにはリモートコントロール弁１
９２ｂが設置されている。同様に各板１９８から
のアンモニヤ出口もアンモニヤ蒸気戻り導管１９
６ｂへ至るマニホルドへ接続されている。該導管
１９６ｂはリモートコントロール弁２００を介し
てアキユムレータ１８２ａへ接続されている。こ
の多段式冷凍装置１９４ｂでは一般に、気化され
るであろうよりも僅かに多い液体アンモニヤが各
段に対して提供されるようになつており、こうし
て余分の液体アンモニヤ冷却媒体が出口マニホル
ドを通つて下方の液体容器２０２まで流れ、ここ
から該冷却媒体は液位制御によつて作動され小型
ポンプ２０４により引出される。ポンプ２０４は
液体アンモニヤを液体供給管１９０ｂに至る管２
０６を介して再循環し又は管２０６ａを介してア
キユムレータ１８２ａへ戻す。
CO2等を使用した低温液体式冷凍装置に使用さ
れていると同様の断熱CO2保持タンク２０８が当
該機械式冷凍装置１８０に近接して設けられてお
り、該タンクは供給導管２１０によつて低温液体
（cryogen）としてのCO2を液体状態にて所定位置
まで充填されている。低温液体としてのCO2の気
体部分は上部管２１２を介して引出され、コンプ
レツサ２１４によつて加圧され凝縮器２１６を介
して流れる。約−40℃（−40〓）の低温液体アン
モニヤが供給管１９０ｃ、リモートコントロール
弁１９２ｃを介して凝縮器２１６の他側まで循環
しており、そこで加圧CO2蒸気の温度を下げて該
蒸気を液化する。凝縮器２１６内で気化したアン
モニヤ蒸気は管１９６ｃを介してアキユムレータ
１８２ａまで戻る。
凝縮器２１６のCO2側を保持タンク２０８へ接
続している管２２０内には背圧レギユレータ２１
８が配設されており、このレギユレータ２１８は
CO2蒸気が蒸発アンモニヤによつて提供される低
温度によつて凝縮し液体となるよう少なくとも約
180psiaの圧力を維持している。凝縮器２１６か
らの液体CO2はタンク２１７内に集積されそこか
ら液位制御によつて制御された弁２１９を介して
流れるようになつている。高圧液体CO2はノズル
２２２を介し保持タンク２０８内にて膨脹して
CO2蒸気及びCO2スノーの混合体となる。該保持
タンク２０８内の温度が凝縮器２１６内で液化し
た液状CO2によりゆつくり降下するので該保持タ
ンク２０８内の液体表面は三重点になり、その
後、ノズル２２２にて形成されるCO2スノーは固
形を維持し即ち固体状低温液体となりかつスラツ
シユ混合体を生じるように該保持タンク内を降下
する。その結果、CO2スラツシの溜りが保持タン
ク２０８内に形成される。
タンク２０８底部付近にはスクリーン２２４が
設けてあり低温液体の固体部分のない領域を提供
しており、ここから循環ポンプ２２６が約−57℃
（−70〓）の温度を有する液体状をなす低温液体
CO2即ち液状の低温液体を引出す。この液状の低
温液体は現存の機械式冷凍装置としてのアンモニ
ヤ冷却装置１８０の効率を増大するために使用さ
れ、その作動を多段式冷凍装置１９４ｂに関連し
て図示している。ここでは適当な熱交換装置２３
０としてシエルチユーブ熱交換器即ち管状熱交換
器が示してある。多段式冷凍装置１９４ｂを冷却
するためスラツシ状CO2の保持タンク２０８内で
利用できる保存冷却を使用したいときには蒸気戻
り管１９６ｂ内の弁２００を閉じ、熱交換装置２
３０へ至る枝管２３４内の弁２３２を開く。弁２
３６が開かれるとき循環ポンプ２２６が作動して
保持タンクから液状CO2即ち液状低温液体を引出
し該CO2を熱交換装置２３０の管側の下方空間内
へ送り込む。この弁２３６は液位制御装置２３８
からの信号に応答して作動しており、該制御装置
は保持タンク２０８からの約−57℃（−70〓）の
液体CO2でもつて管を所定深さまで充填しこれを
維持している。
この熱交換装置２３０において、頂部付近に入
る気体状冷却媒体は凝縮されて更に約−52℃（−
60〓）〜−54℃（−65〓）の温度まで冷却され
る。この温度は約30.8cm（約20吋）水銀柱（即ち
約1/3絶対気圧）の真空に等しい。この冷たい液
体アンモニヤは下方出口を出て液体容器２０２に
至る管２４２内を流れる。この液体容器２０２か
らアンモニヤはポンプ２０４によつて多段式冷凍
装置１９４ｂへ戻される。液体容器２０２は十分
量の液体アンモニヤ冷却媒体を含むような寸法を
有しており、熱交換装置２３０及び液体容器２０
２は多段式冷凍装置１９４ｂによつて要求された
冷却の全てを供給するための閉鎖系として使用さ
れうる。多段式冷凍装置へ供給されるアンモニヤ
冷却媒体は熱交換装置２３０を使用しない通常作
業中よりも11℃（20〓）〜14℃（25〓）ほど低い
ため冷凍される物質の最終温度を下げることが可
能なばかりでなく、熱除去に使用出来る温度差が
実質的に大きいので冷凍装置によつて製品が冷凍
されうる速度の増加をも生じる。好ましくはこの
機械式冷媒は少なくとも約−46℃（−50〓）まで
冷却される。
凝縮温度より約６℃（10〓）だけ低い三重点が
使用されうるのであるが本発明の完全な利点を得
るためにはこの低温液体の三重点は通常の作動条
件における凝縮温度よりも著るしく低い温度まで
冷却媒体を冷却するようにすべきである。しかし
て低温液体は好ましくは約−45℃（−50〓）〜−
62℃（−80〓）の三重点を有している。アンモニ
ヤが冷却媒体であるときには、少なくとも−48℃
（−55〓）まで冷却されることが好ましく、それ
と共に使用する望ましい低温液体は二酸化炭素
（三重点が約−56℃（−70〓））である。更に、例
えばコンプレツサを駆動するような大量の電力を
消費せずに冷却媒体を凝縮できるため、電力料金
の高い電力消費の繁忙時間帯に最低の電力消費で
稼動させることができるのである。
基本となるアンモニヤ冷凍装置１８０を変更す
ることなく既存の多段式冷凍装置の効率を向上さ
せることができる上に、このCO2リザーバ装置
は、大型コンプレツサを短かい時間停止したり又
は必要なときに再び始動したりするいわゆる断続
運転よりはむしろ乾燥圧縮や湿り圧縮でも該コン
プレツサを絶えず連続運転するという慣行から生
じていたこれまでの固有の非能率さも減じること
ができるという別の利点をも有する。図に示す実
施例では制御装置１９１はゲージ２４６を介して
コンプレツサ１８４ａへ入る吸込圧力を監視する
ことで冷凍装置１８０の負荷の減少を検知するよ
うプログラムされている。ゲージ２４６により読
まれる吸込圧力が所定の下方限界以下に下がると
制御装置１９１がCO2コンプレツサ２１４を始動
して弁２４８を開き、弁１９２ｃを開いて余剰な
液体アンモニヤを冷凍プラント内のいずこかで必
要とされない限り凝縮器２１６へ供給する。もし
一般に絶えずコンプレツサ２１４を駆動させたい
場合にはアキユムレータ２５０を弁２４８の上流
に設ける。これによりコンプレツサは高圧の低温
液体蒸気のリザーバを形成できそのため弁２４８
は弁１９２ｃが開かれるときにのみ開かれる。ゲ
ージ２４６による吸込圧力の指示値が所定上限を
越えて、冷凍プラントのどこかで大きい冷凍負荷
が冷却媒体を要求していることを示すと、制御装
置１９１が弁１９２ｃ及び弁２４８を閉じる。更
にCO2コンプレツサ２１４をまた停止し、低温液
体の蒸気をアキユムレータ２５０内へ送り込むよ
うになる。このため３段から成るコンプレツサ１
８４を効果的に連続的に作動させることが出来、
こうして約−40℃（−40〓）のアンモニヤを形成
するようなその潜在力を完全に使用する。勿論冷
却媒体が凝縮機２１６へ供給されるときはいつで
も付加的スラツシが保持タンク２０８内に生じ、
次いで該保持タンクは熱交換装置２３０へ対して
約−56℃（−70〓）の冷却剤を供給するリザーバ
となり、こうして比較的冷たい液体アンモニヤを
形成するのである。更にもし吸込圧力をより一層
正確に制御する場合には制御装置１９１が一定の
吸込圧力を維持できるように調整バルブ
（modulating valve）１９２ｃ，２４８を使用す
ることができる。
勿論このような冷たいアンモニヤの使用は多段
式冷凍装置に限定されないのである。同様に空気
通風装置又はその他の市販のアンモニヤ冷凍装置
において低温を発生させる場合にも使用出来、ま
た直接熱交換によつて製品を冷却するのにも使用
されうる。ポンプ２２６から吐出された流体は並
列に配置したグループ内に分配され、それをいく
つかの熱交換装置２３０へ供給することもでき
る。各熱交換装置は独立した冷却機又は冷凍機へ
接続されている。これとは別に１つの大きい熱交
換装置２３０を使用し凝縮物をポンプ２０４によ
つていくつかの別の冷凍装置へ送り込むこともで
きる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明装置の概略説明図である。 符号の説明、１８０……機械式冷凍装置、１８
２……アキユムレータ、１９１……制御装置、１
９４……冷凍装置、１９８……熱交換板、２０２
……液体容器、２０８……低温液体保持タンク、
２１０……低温液体供給導管、２１６……凝縮
器、２３０……熱交換装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 液状の流体冷却媒体を液体蒸気アキユムレー
    タから冷凍負荷部まで供給し該冷凍負荷部におい
    て前記冷却媒体を蒸発させることにより冷凍作業
    を行う機械式冷凍方法において、 該冷凍負荷部で蒸発気体した冷却媒体を、低温
    流体を使用した低温液体式冷凍装置の熱交換装置
    まで移送すること、 前記低温液体が、固体、液体、及び気体の形態
    で平衡状態にて存在する該低温液体の三重点付近
    の温度及び圧力を維持している低温液体式冷凍装
    置の低温液体保持タンクから液状の低温液体を分
    離して取り出し、この低温液体を前記熱交換装置
    へ循環させて前記冷却媒体の蒸気から熱を吸収し
    て該蒸気を凝縮すること、 該熱交換装置から前記低温液体保持タンクまで
    低温液体を戻し該タンク内で固体状の低温液体を
    溶かすことによつて前記冷却媒体の蒸気から吸収
    した熱を放出すること、 前記熱交換装置内で凝縮した液状の冷却媒体を
    機械式冷凍装置の別の冷凍負荷部へ戻して再度液
    状冷却媒体として使用すること、 の諸行程から成ることを特徴とする機械式冷凍方
    法。 ２ 機械式冷凍装置の冷却媒体が１気圧において
    約−29℃（約−20〓）〜約−46℃（−50〓）の沸
    点を有し、低温液体が約−34.5℃（約−30〓）〜
    約62℃（約−80〓）の範囲において三重点を有し
    ており、この三重点は、凝縮が起こる圧力での沸
    点以下である特許請求の範囲第１項の機械式冷凍
    方法。 ３ 低温液体が二酸化炭素である特許請求の範囲
    第１又は２項の機械式冷凍方法。 ４ 低温液体保持タンクから低温液体の蒸気部分
    を引き出すことによつて該保持タンク内に固体状
    の低温液体を発生させ、該引き出された蒸気を高
    圧力で圧縮しかつ凝縮し、こうして形成した液状
    の低温液体を低温液体保持タンクまで戻す特許請
    求の範囲第１，２，３項の機械式冷凍方法。 ５ 低温液体の蒸気部分が保持タンクから取り除
    かれて圧縮され、機械式冷凍装置に対する冷凍負
    荷需要の減少がある限度以下になつたことが検知
    されると、この検知に応答して保持タンクからの
    圧縮された低温液体の蒸気が自動的に凝縮器へ供
    給され、液状の冷却媒体も凝縮器へ供給され、こ
    れによつて高圧力を有する液状の低温液体が凝縮
    器内に発生し、固体状の低温液体の形成に使用さ
    れる特許請求の範囲第４項の機械式冷凍方法。 ６ 冷凍負荷の減少が機械式冷凍装置の冷却媒体
    コンプレツサの吸引圧力をモニターすることによ
    つて検知される特許請求の範囲第５項の機械式冷
    凍方法。 ７ 取り除かれた低温液体が、熱交換装置までポ
    ンプ送給され、このポンプ送給された液体状の低
    温液体の温度が熱交換装置内で三重点温度に上昇
    されて蒸気化される特許請求の範囲第１〜６項の
    機械式冷凍方法。 ８ 流体冷却媒体使用の機械式冷凍装置１８０の
    該流体冷却媒体を、低温流体使用の低温液体式冷
    凍装置を使つて冷却する冷凍装置であつて、 低温液体式冷凍装置の低温液体を収容し保持す
    る断熱容器２０８と、 該断熱容器２０８内へ低温液体を供給する手段
    ２０１と、 該断熱容器２０８内に収容された低温液体の蒸
    気部分を該容器２０８の外方へ導き、これを凝縮
    して液化し、該液化した液体を再び容器２０８へ
    戻すことによつて該容器内の低温液体の一部を固
    化し、該容器内に低温液体の固体、液体、気体が
    存在する三重点を形成する手段２１４，２１６，
    ２２２と、 該容器２０８から引き出した液状の低温液体に
    よつて所定の熱交換を行う熱交換装置２３０と、
    第１の温度を有する液状の冷却媒体を蒸発させる
    ことによつて冷凍負荷部１９４ｂの冷却を行う流
    体冷却媒体使用の前記機械式冷凍装置１８０と、 前記冷却負荷部にて蒸発した冷却媒体を受け入
    れ、該蒸発冷却媒体を前記容器２０８から引き出
    した液状の低温液体を蒸発させることによつて凝
    縮・冷却し、これによつて前記第１の温度よりも
    低い第２の温度を有する液状の冷却媒体を形成す
    る前記熱交換装置２３０と、 該熱交換装置によつて形成された第２の温度を
    有する液状冷却媒体を前記機械式冷凍装置の冷凍
    負荷作用のために該機械式冷凍装置へ戻す手段２
    ４２と、 前記熱交換装置２３０から低温液体の蒸気を前
    記断熱容器２０８へ戻す手段と、 から成る冷凍装置。 ９ 前記熱交換装置２３０が前記蒸発した冷却媒
    体を約−46℃（約−50〓）以下の温度まで凝縮す
    る特許請求の範囲第８項の冷凍装置。 １０ 断熱容器２０８が固体二酸化炭素を有し、
    熱交換装置２３０が垂直に配置した管状熱交換器
    を有し、かつ液体二酸化炭素が通過する該熱交換
    器の管内に該液体二酸化炭素の深さを制御する手
    段２３８を有している特許請求の範囲第８項又は
    第９項の冷凍装置。 １１ 該機械式冷凍装置に対する需要の減少を冷
    却負荷によつて検知する検知手段が設けられ、前
    記容器から低温液体の蒸気を除去するため固体低
    温液体形成手段の一部を形成しているコンプレツ
    サ及び凝縮器が設けられ、かつ需要の減少が検知
    手段によつて検知されるといつでも冷却媒体及び
    圧縮された低温液体蒸気を低温液体蒸気凝縮器ま
    で自動的に供給する制御手段が設けられている特
    許請求の範囲第８又は９又は１０項の冷凍装置。 １２ 検知手段が、機械式冷凍装置の一部を構成
    している冷却媒体蒸気コンプレツサと協働する圧
    力ゲージを含んでいる特許請求の範囲第１１項の
    冷凍装置。
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