蒸发温度为目的的蒸发器3中的冷却作用，但由于GWP为I，因此通过混合该二氧化碳(R744)，能够降低被封入低温侧制冷剂回路6中的制冷剂的GWP。此外，由于热导率提高，能够提高冷冻能力，并且提高吸入到压缩机2中的制冷剂的密度，并且还能够期待与作为第I制冷剂的乙烷(R170)的共沸效果，因此能够谋求进一步改善冷冻能力。此外，第I制冷剂为可燃性时，还能够期待对不燃化的效果。此外，二氟甲烷(R32)在比二氧化碳(R744)的沸点低的温度下具有与该二氧化碳(R744)的溶解性，并且为该溶解性高的第2制冷剂。
[0061 ] (1-7)低温侧制冷剂回路6的制冷剂的流动
[0062]图1中，实线箭头表示在低温侧制冷剂回路6中循环的制冷剂的流动。具体说明该低温侧制冷剂回路6中的制冷剂的流动的话，从压缩机2排出的高温气体状制冷剂介由制冷剂排出管26从密闭容器排出，在内部热交换器27、冷凝器22中进行冷凝而放热液化后，在低温侧脱水机31中被除去所含有的水分，流入毛细管28。
[0063]这里，在毛细管28中，制冷剂通过在毛细管28的整周的壁面进行传递的热传导，与在设置于该毛细管28的整周上的吸入配管32(主管34)内通过的制冷剂进行热交换，进而，一边降低温度一边进行减压，流入蒸发器3。并且，在蒸发器3中，作为第I制冷剂的乙烷(R170)从周围夺取热而蒸发。此时，通过第I制冷剂的乙烷(R170)在蒸发器3蒸发，从而发挥冷却作用，将该蒸发器3的周围冷却到_88°C?_90°C这样的极低温。如前所述，蒸发器(制冷剂配管)3沿绝热箱体IB的内箱IL的绝热材I侧换热性地卷绕而构成，因此，通过所述蒸发器3的冷却，能够使超低温储藏库DF的储藏室CB内形成-80°C以下的库内温度。并且，之后，在蒸发器3中蒸发的制冷剂介由吸入配管32从蒸发器3排出，经前述套管结构体33、内部热交换器27回归压缩机2。
[0064]通过像这样在从蒸发器3回归压缩机2的制冷剂所通过的吸入配管32(主管34)内插入毛细管28，形成套管结构体33，从而能够提高主管34内的制冷剂与毛细管28内的制冷剂的热交换效率，能够谋求性能的改善。特别地，将毛细管28插入刚从蒸发器3伸出后的吸入配管32的主管34内，形成套管结构体33，利用在毛细管28的整周的壁面进行传递的热传导而可热交换地构成，从而利用来自蒸发器3的回归制冷剂，有效地冷却沸点最低的乙烷(R170)，能够谋求性能的显著提高。因此，在本实施例这样的超低温储藏库DF中尤其有效。
[0065]进而，通过插入毛细管28并用绝热材围绕套管结构体33，能够进一步改善热交换效率。进而此外，通过使毛细管28内的制冷剂的流动与通过该毛细管28的外侧的主管34内的制冷剂的流动形成对流，从而能够谋求进一步改善热交换能力。
[0066]进而此外，在实施例中，作为高温侧制冷剂回路4的减压装置的毛细管16也与低温侧制冷剂回路6的毛细管28同样地形成套管结构体21，所述套管结构体21被绝热材围绕。进而，在成为套管结构体21的内侧的毛细管16内和该毛细管16的外侧的吸入配管18(配管18A)内，制冷剂的流动成为对流。据此，利用来自蒸发器19的回归制冷剂，能够有效地冷却毛细管16内的制冷剂。据此，能够进一步提高热交换效率，能够谋求性能的进一步改善。总的来说，能够实现下述冷冻装置R，该冷冻装置R可以有效地将超低温储藏库DF的库内(储藏室CB内)冷却至所希望的极低温。
[0067](2)消除低温侧制冷剂回路6中的二氧化碳干冰化的制冷剂组成
[0068]这里，在前述低温侧制冷剂回路6的套管结构体33中，在由T字管构成的各连接配管36的部分，成为制冷剂的流通方向沿该形状变更为大致直角的方式(图1、图2中用X1、X2表示)。因此，在制冷剂通过该连接配管36时，无论如何都容易产生压力损失。
[0069]另一方面，如前所述，二氧化碳(R744)的沸点为_78.4°C，比作为第I制冷剂的乙烷(R170)高，在最终的蒸发器3内也不蒸发，作为液体或湿蒸汽排入吸入配管32。因此，在蒸发器3排出的制冷剂中，二氧化碳(R744)的比率非常高，并且，由于是-85°C以下的极低温的制冷剂，因此在二氧化碳的特性上，有干冰化的可能性。
[0070]这种状态的制冷剂到达低温侧制冷剂回路6的套管结构体33，若在前述的易产生压力损失的位置Xl、X2，二氧化碳(R744)固化而形成干冰，则会在Xl、X2所示的连接配管36中堵塞，以致成为阻碍制冷剂循环的状态。
[0071 ] (2-1)乙烷(R170)+二氧化碳(R744)
[0072]图4表示使二氧化碳(R744)相对于封入低温侧制冷剂回路6的制冷剂组合物的总重量的比例(wt % )阶段性变化时的库内温度(高度方向的库内中央的温度)I /2H和蒸发器3入口的温度(蒸发器入口温度)Eva-1n的变化(外部空气温度+30°C)。乙烷(R170)为100(wt % )时，蒸发器入口温度Eva-1n为-91.2 °C，库内温度1/2H为-86.0 °C。如果在其中混合4.6(wt%)的二氧化碳(R744)，则蒸发器入口温度Eva-1n下降到-92.2°C，库内温度1/2H下降到-86.1°C，进而如果将混合的二氧化碳(R744)增加到8.8(wt%)，则蒸发器入口温度Eva-1n下降到-93.9°C，库内温度1/2H下降到-86.3°C。
[0073]进而，如果将混合的二氧化碳(R744)增加到11.9(wt%)，则虽然蒸发器入口温度Eva-1n上升到-93.0 °C，但库内温度1/2H下降到-86.6 °C。但是，由于蒸发器入口温度Eva-1n开始上升，因此可认为在所述连接配管36中，在易产生压力损失的位置X1、X2开始生成干冰。
[0074]并且，将混合的二氧化碳(R744)增加至15.4(wt%)时，蒸发器入口温度Eva-1n和库内温度1/2H变得极其不稳定，导致不能测量。即，表示二氧化碳(R744)干冰化而堵塞于所述位置X1、X2，制冷剂不再流动或流动显著受阻。在该状态下，库内温度也急剧上升。
[0075](2-2) 二氟甲烷(R32)的添加
[0076]接着，在对所述组成，即乙烷(R170)为84.6(wt%)、二氧化碳(R744)为15.4(wt%)的组成混合3.l(wt%)的二氟甲烷(R32)时，各温度稳定，蒸发器入口温度Eva-1n为-91.2°C，库内温度1/2H为-86.8°C。这表示在比二氧化碳(R744)的沸点低的温度下，与二氧化碳(R744)具有溶解性，且该溶解性高的二氟甲烷(R32)溶解并除去堵塞在连接配管36的位置父1、乂2部分的干冰。此时的组成如下:乙烷(1?170)为81.9(的％)、二氧化碳(1?744)为15.0(界七％)、二氟甲烷(1?32)为3.1(￥七％)。乙烷(1?170)和二氧化碳(1?744)相对于总重量的比例减少是由于加入了二氟甲烷(R32)。
[0077]之后，使二氟甲烷(R32)增加至6.1 (wt % )时，蒸发器入口温度Eva-1n下降到_91.9°C，库内温度1/2H也下降到_87.0°(:。进而，使二氟甲烷(1?2)增加至8.9(被％)时，可知蒸发器入口温度Eva-1n成为-93.2°C、库内温度I/2H也成为-86.8°C，且稳定。
[0078]图5汇总了相对于含有上述乙烷(R170)、二氧化碳(R744)和二氟甲烷(R32)的制冷剂组合物的比例的、二氧化碳(R744)的干冰化及其消除的情况。图5的横轴为二氧化碳(R744)相对于总重量的比例(wt%)，纵轴为蒸发器入口温度Eva-1n。另外，图5的上段和下段分别标示了改变外部空气温度、和/或毛细管的条件而得到的两个实验结果。图中，在用星号坐标(14)、(15)、(16)表示的条件中，使用不含二氟甲烷(R32)的乙烷(R170)和二氧化碳(R744)的混合制冷剂时，在实验中确认到干冰的产生。
[0079]此外，图5中的各坐标(I)?(6)分别表示在实施例的冷冻装置R中仅添加乙烷(R170)，在乙烷(R170)和二氧化碳(R744)中添加0(wt%)、3.l(wt%)、6.l(wt%)、8.9(wt%)、23.6(wt%)的二氟甲烷(R32)的情况，(7)?(13)分别表示改变如上所述的条件，并在冷冻装置R中仅添加乙烷(R170)，在乙烷(R170)和二氧化碳(R744)中添加0(wt%)、4.0(￥七％)、15.8(￥七％)、11.3(￥七％)、18.5(￥七％)、27.5(￥七％)的二氟甲烷(1?32)的情况。
[0080]并且，图5中的实线LI表示在乙烷(R170)中混合了二氧化碳(R744)时不产生干冰的界限，例如，在蒸发器入口温度Eva-1n为-91°C时，意味着即使将二氧化碳(R744)混合至14(wt%)，也不产生干冰。该实线LI?虚线L2的范围表示产生干冰的区域，上述蒸发器入口温度Eva-1n为-91°C时，意味着例如如果将二氧化碳(R744)添加至19wt%，则产生干冰。[0081 ] 此外，实线L3表示添加8.9(wt%)的二氟甲烷(