JP2002333236A - 蒸発器及びこれを有する冷凍機 - Google Patents
蒸発器及びこれを有する冷凍機Info
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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
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/02—Details of evaporators
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- F25B2339/0242—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger having tubular elements
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝熱管の配置を合理的なものとして蒸発効率
を向上させると同時に、デミスタとの間の距離を大きく
確保することができる蒸発器を提供する 【解決手段】 冷媒が導入される容器１４の中に、冷水
を流通する多数の伝熱管１５を束にして配置した蒸発器
において、前記多数の伝熱管１５の集合体である管群
Ａ、Ｂ、Ｃの高さが、容器１４の幅方向に関して冷水の
流入口側から流出口側に向かって低くなるように構成す
ることにより、冷媒の沸騰により液面７が波状に変化し
ても全ての管群Ａ、Ｂ、Ｃが冷媒液に浸漬されるように
した。
を向上させると同時に、デミスタとの間の距離を大きく
確保することができる蒸発器を提供する 【解決手段】 冷媒が導入される容器１４の中に、冷水
を流通する多数の伝熱管１５を束にして配置した蒸発器
において、前記多数の伝熱管１５の集合体である管群
Ａ、Ｂ、Ｃの高さが、容器１４の幅方向に関して冷水の
流入口側から流出口側に向かって低くなるように構成す
ることにより、冷媒の沸騰により液面７が波状に変化し
ても全ての管群Ａ、Ｂ、Ｃが冷媒液に浸漬されるように
した。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸発器及びこれを有
する冷凍機に関し、特に例えば冷水、ブライン等の被冷
却物との間で熱交換を行わせて被冷却物を冷却するため
の蒸発器及びこの蒸発器を具備する冷凍機に適用して有
用なものである。 【０００２】 【従来の技術】例えばビルのような大規模構造物におい
ては、冷凍機で冷却した冷水を構造物内に布設した配管
を通じて循環させ、各スペースの空気と熱交換させて冷
房を行うようになっている。 【０００３】冷凍機に具備される蒸発器の一例を図９に
示す。同図に示すように、蒸発器は、冷媒が導入される
円筒形の容器１の中に冷水を流通する多数の伝熱管２が
千鳥状に束になって配管された構造となっている。伝熱
管２は、冷水入口３に連通する往路側の管群と冷水出口
４に連通する復路側の管群とに分かれており、冷水入口
３から流入した冷水は容器１内を通り水室（図示略）に
至って折り返し、再び容器１内を通って冷水出口４から
流出する。この過程で、冷水は容器１に導入された冷媒
との間で熱交換を行って冷却され、一方の冷媒は冷水に
熱を奪われて沸騰し、気化する。ここで、図９は冷水の
流路が一往復（２パス）の場合の蒸発器であるが、この
流路数には特別な制限はなく、用途に応じて種々のパス
数のものが製作されている。 【０００４】図９中、伝熱管２が存在する範囲を一点鎖
線で示している。同図からも明らかな通り、当該蒸発器
における最上段の伝熱管２の高さ位置は、容器１の幅方
向に関し面一になるように配設してある。 【０００５】また、容器１の上部にはその中央部若しく
は中央部から若干オフセットした位置（図９では右側に
オフセットした位置）に吸込管（図示せず。）が配設さ
れており、蒸発器内で冷水との熱交換により蒸発した冷
媒は、吸込管を介して圧縮機（図示せず。）に供給され
る。また、容器１の内部空間の前記吸込管の開口部に至
る部分には、支持枠５に支持してデミスタ６が配設して
ある。このデミスタ６は蒸発器内で蒸発した冷媒に混入
するミスト状の冷媒を除去するもので、メッシュ状の部
材で構成してあり、ミスト状の冷媒をメッシュ部で捕捉
し、吸込管を介して圧縮機に混入するのを防止してい
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
係る蒸発器では、冷水入口３近傍の伝熱管２内の冷水
程、温度が高く、冷水出口４近傍の冷水程、温度が低い
ので、冷媒の沸騰の程度も異なってくる。すなわち、冷
水入口３近傍程、冷媒の沸騰が激しい。したがって、当
該蒸発器内の冷媒の液面７は、図中に太線の実線で示す
ように、冷水入口３近傍が盛り上がり、冷水出口４近傍
が下降する波状の液面７となる。このため、冷水出口４
近傍の伝熱管２の中には、冷媒液に浸漬されず、液面７
から上方に出てしまうものがでてくる。このように、冷
媒液に浸漬されない伝熱管２は、冷媒液の蒸発に寄与す
ることができず、蒸発器としての機能を低下させてしま
うという問題を生起する。 【０００７】また、圧縮機に至る吸込管は、他の機器
（凝縮器等）との配置上の関係で、上述の如く、容器１
の中央部若しくは中央部から若干オフセットした位置に
配設してあり、このためデミスタ６も容器１の上部空間
に斜めに配設してある。この結果、デミスタ６の冷水出
口４側の端部で最上段の伝熱管２との距離Ｌ1 が最も小
さくなり、沸騰により吹き上げられた冷媒のミストがデ
ミスタ６及び吸込管を介して圧縮機に混入し易くなり、
混入した場合には圧縮機の羽根車の性能低下等の不具合
の原因となる。すなわち、デミスタ６との間の距離Ｌ1
はなるべく大きく確保するのが望ましい。 【０００８】さらに、上述の如き従来技術に係る蒸発器
においては、多数の伝熱管２がひとつに束ねられた構造
となっているので、容器１の下部に位置する伝熱管２の
周囲で沸騰した冷媒が気泡となり、その上に位置する伝
熱管２にまとわり付くようにして液中を浮かび上がるの
で、上部の伝熱管２の周囲に液状の冷媒が十分に供給さ
れない傾向にある。そのため、特に束の中央（芯にあた
る部分）付近に配設された伝熱管２における熱伝達率が
周囲に比べて低くなってしまうという問題がある。 【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
伝熱管の配置を合理的なものとして蒸発効率を向上させ
ると同時に、デミスタとの間の距離も大きく確保するこ
とができ、さらに容器中で沸騰した冷媒の気泡の抜けを
改善することで蒸発器の熱伝達率を向上させることがで
きる蒸発器及びこれを有する冷凍機を提供することを目
的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。 【００１１】１） 冷媒が導入される容器の中に、被冷
却物を流通する多数の伝熱管を束にして配置した蒸発器
において、前記多数の伝熱管の集合体である管群の高さ
が、前記容器の幅方向に関して被冷却物の流入口側から
流出口側に向かって低くなるように構成したこと。 【００１２】２） 冷媒が導入される容器の中に、被冷
却物を流通する多数の伝熱管を束にして配置した蒸発器
において、前記多数の伝熱管の集合体である管群の高さ
が、前記容器の幅方向に関して被冷却物の流入口側から
流出口側に向かって低くなるように構成する一方、前記
伝熱管を複数の管群に分けるとともに、該管群どうしを
離間して配置したこと。 【００１３】３） 上記２）に記載する蒸発器におい
て、複数の管群が千鳥状に配列されていること。 【００１４】４） 上記２）又は３）に記載する蒸発器
において、管群に、伝熱管を配設しない空隙を設けたこ
と。 【００１５】５） 上記２）乃至４）の何れか一つに記
載する蒸発器において、伝熱管が、いずれの管群におい
ても千鳥状に配列されていること。 【００１６】６） 上記２）乃至５）に記載する何れか
一つの蒸発器において、容器の上部に位置する管群に属
する伝熱管が、下部に位置する管群に属する伝熱管と比
べて疎に配列されていること。 【００１７】７） 気体状の冷媒を凝縮して液化する凝
縮器と、液化された冷媒を減圧する膨張弁と、凝縮され
た冷媒と被冷却物との間で熱交換を行わせて該被冷却物
を冷却するとともに冷媒を蒸発させる蒸発器と、気化さ
れた冷媒を圧縮して前記凝縮器に供給する圧縮機とで冷
凍サイクルを構成している冷凍機において、上記１）乃
至６）の何れか一つに記載する蒸発器を有すること。 【００１８】 【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞本形態に係
る蒸発器及び冷凍機を図１及び図２に基づき説明する。
冷凍機の概略構成を図１に示す。同図に示す冷凍機は、
冷却水と気体状の冷媒との間で熱交換を行わせて冷媒を
凝縮、液化する凝縮器１０と、凝縮された冷媒を減圧す
る膨張弁１１と、凝縮された冷媒と冷水（被冷却物）と
の間で熱交換を行わせて冷水を冷却するとともに冷媒を
蒸発、気化する蒸発器１２と、気化された冷媒を圧縮し
たうえで凝縮器に供給する圧縮機１３とを備えている。
冷凍機は、蒸発器１２で冷水を製造しビルの空調等に利
用するようになっている。 【００１９】蒸発器１２は、冷媒が導入される円筒形の
容器１４の中に冷水を流通する多数の伝熱管１５が束に
なって（図１では簡略して図示）容器１４の長手方向に
配管された構造となっている。伝熱管１５は、冷水入口
１６に連通する往路側の管と冷水出口１７に連通する復
路側の管とに別れており、冷水入口１６に連通する管路
と冷水出口１７に連通する管路とでは冷水の流れる方向
が異なっている。なお、本例は伝熱管１５による冷水の
流路の数が２パスの場合であるが、これに限定するもの
ではない。パスの数は任意に選択し得る設計要素であ
る。 【００２０】図２は図１をＩ−Ｉ線で切断した場合の蒸
発器１２を概念的に示す説明図である。同図に示すよう
に、本実施例に係る蒸発器では、冷媒が導入される容器
１４の内部に配設される伝熱管１５の集合体である管群
Ａ、Ｂ、Ｃの高さが、前記容器１４の幅方向に関して冷
水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中の右側）
に向かって低くなるように構成してある。なお、図中、
５は支持枠、６はデミスタである。これら支持枠５及び
デミスタ６は、図９に示す従来技術のものと何ら変わる
ところはない。 【００２１】かかる本実施例において、冷水温度が高い
冷水入口側（図の左側部分）では冷媒がより激しく沸騰
して液面７が盛り上がるが、この液面７の高さに対応さ
せて管群Ａ、Ｂ、Ｃの高さが調整されているので、液面
７が低下する冷水出口側（図の右側部分）の管群Ｃであ
っても全ての伝熱管１５を冷媒液中に浸漬することがで
きる。このため、当該蒸発器１２の全ての伝熱管１５に
所定の仕事（熱交換）を行わせることができる。かくし
て、蒸発器１２の高効率の運転が可能になる。 【００２２】また、蒸発器１２内に傾斜して配設される
デミスタ６の高さ位置が最も低い部分と、最も高さが低
い管群Ｃとが上下方向に関して位置的に対応しているの
で、その分距離Ｌ2 が大きくなり、蒸発により冷媒ミス
トが跳ね上がり、デミスタ６を通過して圧縮機に至ると
いうような不都合を可及的に除去し得る。 【００２３】＜第２の実施の形態＞図３は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。そこで、図２と同一部分には同一番号を付し、
重複する説明は省略する。図３に示すように、本形態に
係る蒸発器１２における伝熱管１５は、容器１４内の下
半分において９つの管群Ｄ〜Ｌに分けられ、該管群Ｄ〜
Ｌは隣り合うものどうし離間し、かつ千鳥状に配列され
ている。詳しくは、管群Ｄ〜Ｈが水平に配列され、その
下に管群Ｉ〜Ｌが水平に配列されるとともに管群Ｄ〜Ｈ
に対して横方向にオフセットされることにより千鳥状に
配列されている。 【００２４】ここで、上半分の管群Ｄ〜Ｈでは、その最
上部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向
に関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図
中の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００２５】また、管群Ｄ〜Ｌのいずれにおいても伝熱
管１５は各管群で１００本程度にまとめられており、さ
らにこれら管群Ｄ〜Ｌにおいて伝熱管１５は千鳥状に配
列されている。この場合も、上下に多段に配列された伝
熱管１５が各段ごとに左右にオフセットされることによ
り千鳥状の配列がなされている。千鳥状に配列された伝
熱管１５は、図４に示すようにその直径をＤとすると横
方向に隣り合う伝熱管１５どうしの間隔が１．１５Ｄと
なっている。 【００２６】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、上半分の管群Ｄ〜Ｈの高さを変えたことにより、図
２に示す蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。 【００２７】さらに、本形態では、伝熱管１５を管群Ｄ
〜Ｌに分け、管群Ｄ〜Ｌどうしを離間させて配置したこ
とにより、各管群Ｄ〜Ｌ内の比較的下方の伝熱管１５の
まわりで発生した気泡が管群Ｄ〜Ｌと管群Ｄ〜Ｌとの間
を抜けて浮かび上がり、管群Ｄ〜Ｌの中に存在する気泡
が減少する。これにより、管群Ｄ〜Ｌの中央付近に配設
された伝熱管１５に影響を与える気泡が少なくなるの
で、熱伝達率の低下が抑えられる。 【００２８】また、容器１４内には、液状の冷媒が下部
から導入され、気化して上部から容器１４外に流出する
構造となっており、導入される冷媒は容器１４内で上方
に向かって流れる傾向が強いが、管群どうしを離間させ
て配置したことにより冷媒が流れ易くなり、冷媒液と伝
熱管１５とのコンタクトが促進されて熱伝達率の向上を
図ることができる。 【００２９】さらに、管群Ｄ〜Ｌを千鳥状に配列すると
ともに、各管群Ｄ〜Ｌにおいて伝熱管１５も千鳥状に配
列することにより、上方に向かって流れる冷媒液と伝熱
管とのコンタクトが促進されて熱伝達率を向上させるこ
とができる。 【００３０】なお、本実施の形態においては、伝熱管１
５を９つの管群Ｄ〜Ｌに分けたが、これらは蒸発器の大
きさや発揮すべき性能に応じてもっと少数の管群に分け
ても、逆に多数の管群に分けてもよい。また、横方向に
隣り合う伝熱管１５どうしの間隔を１．１５Ｄに設定し
たが、必ずしもこれに限定されるものではなく、この間
隔は各種の条件に応じて選択可能である。また、これら
を上下で千鳥状に配設するものに限定する必要もない。 【００３１】＜第３の実施の形態＞図５は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。そこで、図２と同一部分には同一番号を付し、
重複する説明は省略する。図５に示すように、本形態に
係る蒸発器１２では、伝熱管１５が、横方向に並ぶ４つ
の管群Ｍ〜Ｐに分けられており、各管群Ｍ〜Ｐの間には
上下に貫通する空隙が設けられている。この空隙は、従
来のように伝熱管１５を千鳥状配列でひとつの束ねた場
合から所定の伝熱管１５を２本または３本と交互に除い
たようにして設けられている。これを抜き列２０と称
す。また、管群Ｍ，Ｐには、伝熱管１５を配設されない
空隙が、抜き列２０と平行に設けられている。この空隙
も、抜き列２０と同様にして所定の伝熱管１５を１本ま
たは２本と交互に除いたようにして設けられる。これを
補助抜き列２１と称する。 【００３２】本形態の管群Ｍ〜Ｐにおいても、その最上
部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向に
関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中
の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００３３】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、管群Ｍ〜Ｐの高さを変えたことにより、図２に示す
蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。 【００３４】さらに、本形態では、抜き列２０及び補助
抜き列２１を設けたことにより、管群Ｍ〜Ｐ内の比較的
下方に伝熱管１５のまわりで発生した気泡が抜き列２０
を抜けて浮かび上がる。これにより、管群Ｍ〜Ｐの中央
および上部付近に配設された伝熱管１５に影響を与える
気泡が少なくなる。したがって、熱伝達率の低下が抑え
られる。 【００３５】＜第４の実施の形態＞図６は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。また、本形態は図５に示す第３の実施の形態の
変形例でもある。そこで、図２及び図５と同一部分には
同一番号を付し、重複する説明は省略する。図６に示す
ように、本形態に係る蒸発器１２では、管群Ｍ、Ｐに、
補助抜き列２１とは異なり上下に抜けていない半補助抜
き列２２を補助抜き列２１と同様にして設けている。 【００３６】本形態の管群Ｍ〜Ｐにおいても、その最上
部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向に
関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中
の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００３７】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、管群Ｍ〜Ｐの高さを変えたことにより、図２に示す
蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。 【００３８】さらに、本形態では、半補助抜き列２２を
設けたことにより、管群Ｍ、Ｐの中央付近からの気泡が
抜け易くなり、管群Ｍ、Ｐの中央付近に配設された伝熱
管１５に影響を与える気泡が少なくなるので、熱伝達率
の低下が抑えられる。なお、この半補助抜き列２２は、
管群Ｍ〜Ｐのいずれに配しても差し支えない。 【００３９】＜第５の実施の形態＞図７は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。また、本形態は図５に示す第３の実施の形態の
変形例でもある。そこで、図２及び図５と同一部分には
同一番号を付し、重複する説明は省略する。図７に示す
ように、本形態に係る蒸発器１２では、半補助抜き列２
２を管群Ｍ、Ｐの下部に設けている。 【００４０】本形態の管群Ｍ〜Ｐにおいても、その最上
部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向に
関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中
の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００４１】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、管群Ｍ〜Ｐの高さを変えたことにより、図２に示す
蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。また、半補
助抜き列２２を設けたことにより、管群Ｍ、Ｐの中央付
近からの気泡が抜け易くなり、管群Ｍ、Ｐの中央付近に
配設された伝熱管１５に影響を与える気泡が少なくなる
ので、熱伝達率の低下が抑えられる。 【００４２】＜第６の実施の形態＞図８は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。また、本形態は図５に示す第３の実施の形態の
変形例でもある。そこで、図２及び図５と同一部分には
同一番号を付し、重複する説明は省略する。図８に示す
ように、本形態では、補助抜き列２１から枝を伸ばすよ
うに斜め上方に向けてさらに小さな補助抜き列２３を設
けている。 【００４３】本形態の管群Ｍ〜Ｐにおいても、その最上
部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向に
関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中
の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００４４】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、管群Ｍ〜Ｐの高さを変えたことにより、図２に示す
蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。また、補助
抜き列２３を設けたことにより、管群Ｍ、Ｐの中央付近
からの気泡が抜け易くなり、管群Ｍ、Ｐの中央付近に配
設された伝熱管１５に影響を与える気泡が少なくなるの
で、熱伝達率の低下が抑えられる。 【００４５】なお、上記各実施の形態において、伝熱管
１５にはディンブルチューブやフィンチューブ、その他
あらゆる形態の管材が使用可能であることはいうまでも
ない。また、上記各実施の形態においては、冷水が蒸発
器中を一往復する構造のものを例に説明を進めたが、本
発明に係る蒸発器は、冷水が一方向に流通してしまうも
の、複数回往復するもの、一方から流入して往復し他方
から流出するもの等、あらゆる構造の蒸発器に適用可能
である。 【００４６】さらに、上述の如き、抜き列２０、２１、
２２、２３の配列パターンは、蒸発器の大きさや発揮す
べき性能に応じて適宜選択すれば良い。 【００４７】 【発明の効果】以上説明したように、〔請求項１〕に記
載する発明は、冷媒が導入される容器の中に、被冷却物
を流通する多数の伝熱管を束にして配置した蒸発器にお
いて、前記多数の伝熱管の集合体である管群の高さが、
前記容器の幅方向に関して被冷却物の流入口側から流出
口側に向かって低くなるように構成したので、冷水温度
が高い冷水入口側では冷媒がより激しく沸騰して液面が
盛り上がるが、この液面の高さに対応させて管群の高さ
が調整されているので、液面が低下する冷水出口側の管
群であっても全ての伝熱管を冷媒液中に浸漬することが
できる。この結果、当該蒸発器の全ての伝熱管に所定の
仕事（熱交換）を行わせることができ、蒸発器１２の高
効率の運転が可能になる。また、蒸発器内に傾斜して配
設されるデミスタの高さ位置が最も低い部分と、最も高
さが低い管群とが上下方向に関して位置的に対応してい
るので、その分距離が大きくなり、蒸発により冷媒ミス
トが跳ね上がり、デミスタを通過して圧縮機に至るとい
うような不都合を可及的に除去し得る。 【００４８】〔請求項２〕に記載する発明は、冷媒が導
入される容器の中に、被冷却物を流通する多数の伝熱管
を束にして配置した蒸発器において、前記多数の伝熱管
の集合体である管群の高さが、前記容器の幅方向に関し
て被冷却物の流入口側から流出口側に向かって低くなる
ように構成する一方、前記伝熱管を複数の管群に分ける
とともに、該管群どうしを離間して配置したので、〔請
求項１〕に記載する発明の作用・効果に加え、比較的下
方に位置する伝熱管のまわりで発生した気泡が管群と管
群との間を抜けて浮かび上がって管群の中に存在する気
泡が減少し、管群の中央付近に配設された伝熱管に影響
を与える気泡が少なくなるので、熱伝達率の低下を抑止
することができるという作用・効果も奏する。また、容
器内に導入される液状の冷媒は流れを生じるが、管群ど
うしを離間させて配置することにより冷媒が流れ易くな
り、冷媒液と伝熱管とのコンタクトが促進されるので、
熱伝達率を向上させることもできる。 【００４９】〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項
２〕に記載する蒸発器において、複数の管群が千鳥状に
配列されているので、〔請求項１〕に記載する発明の作
用・効果に加え、管群を千鳥状に配列することにより、
上方に向かって流れる冷媒液と伝熱管とのコンタクトが
促進されるので、熱伝達率をさらに向上させることがで
きるという作用・効果を得る。 【００５０】〔請求項４〕に記載する発明は、〔請求項
２〕又は〔請求項３〕に記載する蒸発器において、管群
に、伝熱管を配設しない空隙を設けたので、〔請求項
１〕に記載する発明の作用・効果に加え、管群に空隙を
設けることにより、管群の中央付近からの気泡が抜け易
くなり、管群の中央付近に配設された伝熱管に熱伝達率
低下等の影響を与える気泡が少なくなるので、熱伝達率
の低下を抑止することができるという作用・効果も奏す
る。 【００５１】〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項
２〕乃至〔請求項４〕の何れか一つに記載する蒸発器に
おいて、伝熱管が、いずれの管群においても千鳥状に配
列されているので、〔請求項１〕に記載する発明の作用
・効果に加え、伝熱管も千鳥状に配列することにより、
管群の中でも冷媒が流れ易くなり、冷媒液と伝熱管との
コンタクトが促進されるので、熱伝達率をさらに向上さ
せることができるという作用・効果も奏する。 【００５２】〔請求項６〕に記載する発明は、〔請求項
２〕乃至〔請求項５〕に記載する何れか一つの蒸発器に
おいて、容器の上部に位置する管群に属する伝熱管が、
下部に位置する管群に属する伝熱管と比べて疎に配列さ
れているので、〔請求項１〕に記載する発明の作用・効
果に加え、容器の下部に位置する管群の伝熱管のまわり
で発生した気泡が上部に位置する管群を通過するとき、
該管群に属する伝熱管が下部の管群に比べて疎に配列さ
れており、上部に位置する管群に属する伝熱管の間を気
泡が抜け易くなるので、熱伝達率の低下を抑止すること
ができるという作用・効果も奏する。 【００５３】〔請求項７〕に記載する発明は、気体状の
冷媒を凝縮して液化する凝縮器と、液化された冷媒を減
圧する膨張弁と、凝縮された冷媒と被冷却物との間で熱
交換を行わせて該被冷却物を冷却するとともに冷媒を蒸
発させる蒸発器と、気化された冷媒を圧縮して前記凝縮
器に供給する圧縮機とで冷凍サイクルを構成している冷
凍機において、〔請求項１〕乃至〔請求項６〕の何れか
一つに記載する蒸発器を有するので、その蒸発器におい
て、〔請求項１〕乃至〔請求項６〕に記載する発明と同
様の作用・効果を得ることができ、このことにより高効
率で安定した冷凍機の運転を実現し得る。
する冷凍機に関し、特に例えば冷水、ブライン等の被冷
却物との間で熱交換を行わせて被冷却物を冷却するため
の蒸発器及びこの蒸発器を具備する冷凍機に適用して有
用なものである。 【０００２】 【従来の技術】例えばビルのような大規模構造物におい
ては、冷凍機で冷却した冷水を構造物内に布設した配管
を通じて循環させ、各スペースの空気と熱交換させて冷
房を行うようになっている。 【０００３】冷凍機に具備される蒸発器の一例を図９に
示す。同図に示すように、蒸発器は、冷媒が導入される
円筒形の容器１の中に冷水を流通する多数の伝熱管２が
千鳥状に束になって配管された構造となっている。伝熱
管２は、冷水入口３に連通する往路側の管群と冷水出口
４に連通する復路側の管群とに分かれており、冷水入口
３から流入した冷水は容器１内を通り水室（図示略）に
至って折り返し、再び容器１内を通って冷水出口４から
流出する。この過程で、冷水は容器１に導入された冷媒
との間で熱交換を行って冷却され、一方の冷媒は冷水に
熱を奪われて沸騰し、気化する。ここで、図９は冷水の
流路が一往復（２パス）の場合の蒸発器であるが、この
流路数には特別な制限はなく、用途に応じて種々のパス
数のものが製作されている。 【０００４】図９中、伝熱管２が存在する範囲を一点鎖
線で示している。同図からも明らかな通り、当該蒸発器
における最上段の伝熱管２の高さ位置は、容器１の幅方
向に関し面一になるように配設してある。 【０００５】また、容器１の上部にはその中央部若しく
は中央部から若干オフセットした位置（図９では右側に
オフセットした位置）に吸込管（図示せず。）が配設さ
れており、蒸発器内で冷水との熱交換により蒸発した冷
媒は、吸込管を介して圧縮機（図示せず。）に供給され
る。また、容器１の内部空間の前記吸込管の開口部に至
る部分には、支持枠５に支持してデミスタ６が配設して
ある。このデミスタ６は蒸発器内で蒸発した冷媒に混入
するミスト状の冷媒を除去するもので、メッシュ状の部
材で構成してあり、ミスト状の冷媒をメッシュ部で捕捉
し、吸込管を介して圧縮機に混入するのを防止してい
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
係る蒸発器では、冷水入口３近傍の伝熱管２内の冷水
程、温度が高く、冷水出口４近傍の冷水程、温度が低い
ので、冷媒の沸騰の程度も異なってくる。すなわち、冷
水入口３近傍程、冷媒の沸騰が激しい。したがって、当
該蒸発器内の冷媒の液面７は、図中に太線の実線で示す
ように、冷水入口３近傍が盛り上がり、冷水出口４近傍
が下降する波状の液面７となる。このため、冷水出口４
近傍の伝熱管２の中には、冷媒液に浸漬されず、液面７
から上方に出てしまうものがでてくる。このように、冷
媒液に浸漬されない伝熱管２は、冷媒液の蒸発に寄与す
ることができず、蒸発器としての機能を低下させてしま
うという問題を生起する。 【０００７】また、圧縮機に至る吸込管は、他の機器
（凝縮器等）との配置上の関係で、上述の如く、容器１
の中央部若しくは中央部から若干オフセットした位置に
配設してあり、このためデミスタ６も容器１の上部空間
に斜めに配設してある。この結果、デミスタ６の冷水出
口４側の端部で最上段の伝熱管２との距離Ｌ1 が最も小
さくなり、沸騰により吹き上げられた冷媒のミストがデ
ミスタ６及び吸込管を介して圧縮機に混入し易くなり、
混入した場合には圧縮機の羽根車の性能低下等の不具合
の原因となる。すなわち、デミスタ６との間の距離Ｌ1
はなるべく大きく確保するのが望ましい。 【０００８】さらに、上述の如き従来技術に係る蒸発器
においては、多数の伝熱管２がひとつに束ねられた構造
となっているので、容器１の下部に位置する伝熱管２の
周囲で沸騰した冷媒が気泡となり、その上に位置する伝
熱管２にまとわり付くようにして液中を浮かび上がるの
で、上部の伝熱管２の周囲に液状の冷媒が十分に供給さ
れない傾向にある。そのため、特に束の中央（芯にあた
る部分）付近に配設された伝熱管２における熱伝達率が
周囲に比べて低くなってしまうという問題がある。 【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
伝熱管の配置を合理的なものとして蒸発効率を向上させ
ると同時に、デミスタとの間の距離も大きく確保するこ
とができ、さらに容器中で沸騰した冷媒の気泡の抜けを
改善することで蒸発器の熱伝達率を向上させることがで
きる蒸発器及びこれを有する冷凍機を提供することを目
的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。 【００１１】１） 冷媒が導入される容器の中に、被冷
却物を流通する多数の伝熱管を束にして配置した蒸発器
において、前記多数の伝熱管の集合体である管群の高さ
が、前記容器の幅方向に関して被冷却物の流入口側から
流出口側に向かって低くなるように構成したこと。 【００１２】２） 冷媒が導入される容器の中に、被冷
却物を流通する多数の伝熱管を束にして配置した蒸発器
において、前記多数の伝熱管の集合体である管群の高さ
が、前記容器の幅方向に関して被冷却物の流入口側から
流出口側に向かって低くなるように構成する一方、前記
伝熱管を複数の管群に分けるとともに、該管群どうしを
離間して配置したこと。 【００１３】３） 上記２）に記載する蒸発器におい
て、複数の管群が千鳥状に配列されていること。 【００１４】４） 上記２）又は３）に記載する蒸発器
において、管群に、伝熱管を配設しない空隙を設けたこ
と。 【００１５】５） 上記２）乃至４）の何れか一つに記
載する蒸発器において、伝熱管が、いずれの管群におい
ても千鳥状に配列されていること。 【００１６】６） 上記２）乃至５）に記載する何れか
一つの蒸発器において、容器の上部に位置する管群に属
する伝熱管が、下部に位置する管群に属する伝熱管と比
べて疎に配列されていること。 【００１７】７） 気体状の冷媒を凝縮して液化する凝
縮器と、液化された冷媒を減圧する膨張弁と、凝縮され
た冷媒と被冷却物との間で熱交換を行わせて該被冷却物
を冷却するとともに冷媒を蒸発させる蒸発器と、気化さ
れた冷媒を圧縮して前記凝縮器に供給する圧縮機とで冷
凍サイクルを構成している冷凍機において、上記１）乃
至６）の何れか一つに記載する蒸発器を有すること。 【００１８】 【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞本形態に係
る蒸発器及び冷凍機を図１及び図２に基づき説明する。
冷凍機の概略構成を図１に示す。同図に示す冷凍機は、
冷却水と気体状の冷媒との間で熱交換を行わせて冷媒を
凝縮、液化する凝縮器１０と、凝縮された冷媒を減圧す
る膨張弁１１と、凝縮された冷媒と冷水（被冷却物）と
の間で熱交換を行わせて冷水を冷却するとともに冷媒を
蒸発、気化する蒸発器１２と、気化された冷媒を圧縮し
たうえで凝縮器に供給する圧縮機１３とを備えている。
冷凍機は、蒸発器１２で冷水を製造しビルの空調等に利
用するようになっている。 【００１９】蒸発器１２は、冷媒が導入される円筒形の
容器１４の中に冷水を流通する多数の伝熱管１５が束に
なって（図１では簡略して図示）容器１４の長手方向に
配管された構造となっている。伝熱管１５は、冷水入口
１６に連通する往路側の管と冷水出口１７に連通する復
路側の管とに別れており、冷水入口１６に連通する管路
と冷水出口１７に連通する管路とでは冷水の流れる方向
が異なっている。なお、本例は伝熱管１５による冷水の
流路の数が２パスの場合であるが、これに限定するもの
ではない。パスの数は任意に選択し得る設計要素であ
る。 【００２０】図２は図１をＩ−Ｉ線で切断した場合の蒸
発器１２を概念的に示す説明図である。同図に示すよう
に、本実施例に係る蒸発器では、冷媒が導入される容器
１４の内部に配設される伝熱管１５の集合体である管群
Ａ、Ｂ、Ｃの高さが、前記容器１４の幅方向に関して冷
水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中の右側）
に向かって低くなるように構成してある。なお、図中、
５は支持枠、６はデミスタである。これら支持枠５及び
デミスタ６は、図９に示す従来技術のものと何ら変わる
ところはない。 【００２１】かかる本実施例において、冷水温度が高い
冷水入口側（図の左側部分）では冷媒がより激しく沸騰
して液面７が盛り上がるが、この液面７の高さに対応さ
せて管群Ａ、Ｂ、Ｃの高さが調整されているので、液面
７が低下する冷水出口側（図の右側部分）の管群Ｃであ
っても全ての伝熱管１５を冷媒液中に浸漬することがで
きる。このため、当該蒸発器１２の全ての伝熱管１５に
所定の仕事（熱交換）を行わせることができる。かくし
て、蒸発器１２の高効率の運転が可能になる。 【００２２】また、蒸発器１２内に傾斜して配設される
デミスタ６の高さ位置が最も低い部分と、最も高さが低
い管群Ｃとが上下方向に関して位置的に対応しているの
で、その分距離Ｌ2 が大きくなり、蒸発により冷媒ミス
トが跳ね上がり、デミスタ６を通過して圧縮機に至ると
いうような不都合を可及的に除去し得る。 【００２３】＜第２の実施の形態＞図３は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。そこで、図２と同一部分には同一番号を付し、
重複する説明は省略する。図３に示すように、本形態に
係る蒸発器１２における伝熱管１５は、容器１４内の下
半分において９つの管群Ｄ〜Ｌに分けられ、該管群Ｄ〜
Ｌは隣り合うものどうし離間し、かつ千鳥状に配列され
ている。詳しくは、管群Ｄ〜Ｈが水平に配列され、その
下に管群Ｉ〜Ｌが水平に配列されるとともに管群Ｄ〜Ｈ
に対して横方向にオフセットされることにより千鳥状に
配列されている。 【００２４】ここで、上半分の管群Ｄ〜Ｈでは、その最
上部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向
に関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図
中の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００２５】また、管群Ｄ〜Ｌのいずれにおいても伝熱
管１５は各管群で１００本程度にまとめられており、さ
らにこれら管群Ｄ〜Ｌにおいて伝熱管１５は千鳥状に配
列されている。この場合も、上下に多段に配列された伝
熱管１５が各段ごとに左右にオフセットされることによ
り千鳥状の配列がなされている。千鳥状に配列された伝
熱管１５は、図４に示すようにその直径をＤとすると横
方向に隣り合う伝熱管１５どうしの間隔が１．１５Ｄと
なっている。 【００２６】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、上半分の管群Ｄ〜Ｈの高さを変えたことにより、図
２に示す蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。 【００２７】さらに、本形態では、伝熱管１５を管群Ｄ
〜Ｌに分け、管群Ｄ〜Ｌどうしを離間させて配置したこ
とにより、各管群Ｄ〜Ｌ内の比較的下方の伝熱管１５の
まわりで発生した気泡が管群Ｄ〜Ｌと管群Ｄ〜Ｌとの間
を抜けて浮かび上がり、管群Ｄ〜Ｌの中に存在する気泡
が減少する。これにより、管群Ｄ〜Ｌの中央付近に配設
された伝熱管１５に影響を与える気泡が少なくなるの
で、熱伝達率の低下が抑えられる。 【００２８】また、容器１４内には、液状の冷媒が下部
から導入され、気化して上部から容器１４外に流出する
構造となっており、導入される冷媒は容器１４内で上方
に向かって流れる傾向が強いが、管群どうしを離間させ
て配置したことにより冷媒が流れ易くなり、冷媒液と伝
熱管１５とのコンタクトが促進されて熱伝達率の向上を
図ることができる。 【００２９】さらに、管群Ｄ〜Ｌを千鳥状に配列すると
ともに、各管群Ｄ〜Ｌにおいて伝熱管１５も千鳥状に配
列することにより、上方に向かって流れる冷媒液と伝熱
管とのコンタクトが促進されて熱伝達率を向上させるこ
とができる。 【００３０】なお、本実施の形態においては、伝熱管１
５を９つの管群Ｄ〜Ｌに分けたが、これらは蒸発器の大
きさや発揮すべき性能に応じてもっと少数の管群に分け
ても、逆に多数の管群に分けてもよい。また、横方向に
隣り合う伝熱管１５どうしの間隔を１．１５Ｄに設定し
たが、必ずしもこれに限定されるものではなく、この間
隔は各種の条件に応じて選択可能である。また、これら
を上下で千鳥状に配設するものに限定する必要もない。 【００３１】＜第３の実施の形態＞図５は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。そこで、図２と同一部分には同一番号を付し、
重複する説明は省略する。図５に示すように、本形態に
係る蒸発器１２では、伝熱管１５が、横方向に並ぶ４つ
の管群Ｍ〜Ｐに分けられており、各管群Ｍ〜Ｐの間には
上下に貫通する空隙が設けられている。この空隙は、従
来のように伝熱管１５を千鳥状配列でひとつの束ねた場
合から所定の伝熱管１５を２本または３本と交互に除い
たようにして設けられている。これを抜き列２０と称
す。また、管群Ｍ，Ｐには、伝熱管１５を配設されない
空隙が、抜き列２０と平行に設けられている。この空隙
も、抜き列２０と同様にして所定の伝熱管１５を１本ま
たは２本と交互に除いたようにして設けられる。これを
補助抜き列２１と称する。 【００３２】本形態の管群Ｍ〜Ｐにおいても、その最上
部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向に
関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中
の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００３３】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、管群Ｍ〜Ｐの高さを変えたことにより、図２に示す
蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。 【００３４】さらに、本形態では、抜き列２０及び補助
抜き列２１を設けたことにより、管群Ｍ〜Ｐ内の比較的
下方に伝熱管１５のまわりで発生した気泡が抜き列２０
を抜けて浮かび上がる。これにより、管群Ｍ〜Ｐの中央
および上部付近に配設された伝熱管１５に影響を与える
気泡が少なくなる。したがって、熱伝達率の低下が抑え
られる。 【００３５】＜第４の実施の形態＞図６は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。また、本形態は図５に示す第３の実施の形態の
変形例でもある。そこで、図２及び図５と同一部分には
同一番号を付し、重複する説明は省略する。図６に示す
ように、本形態に係る蒸発器１２では、管群Ｍ、Ｐに、
補助抜き列２１とは異なり上下に抜けていない半補助抜
き列２２を補助抜き列２１と同様にして設けている。 【００３６】本形態の管群Ｍ〜Ｐにおいても、その最上
部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向に
関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中
の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００３７】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、管群Ｍ〜Ｐの高さを変えたことにより、図２に示す
蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。 【００３８】さらに、本形態では、半補助抜き列２２を
設けたことにより、管群Ｍ、Ｐの中央付近からの気泡が
抜け易くなり、管群Ｍ、Ｐの中央付近に配設された伝熱
管１５に影響を与える気泡が少なくなるので、熱伝達率
の低下が抑えられる。なお、この半補助抜き列２２は、
管群Ｍ〜Ｐのいずれに配しても差し支えない。 【００３９】＜第５の実施の形態＞図７は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。また、本形態は図５に示す第３の実施の形態の
変形例でもある。そこで、図２及び図５と同一部分には
同一番号を付し、重複する説明は省略する。図７に示す
ように、本形態に係る蒸発器１２では、半補助抜き列２
２を管群Ｍ、Ｐの下部に設けている。 【００４０】本形態の管群Ｍ〜Ｐにおいても、その最上
部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向に
関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中
の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００４１】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、管群Ｍ〜Ｐの高さを変えたことにより、図２に示す
蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。また、半補
助抜き列２２を設けたことにより、管群Ｍ、Ｐの中央付
近からの気泡が抜け易くなり、管群Ｍ、Ｐの中央付近に
配設された伝熱管１５に影響を与える気泡が少なくなる
ので、熱伝達率の低下が抑えられる。 【００４２】＜第６の実施の形態＞図８は本形態に係る
蒸発器１２を概念的に示す図で、図２に対応する説明図
である。また、本形態は図５に示す第３の実施の形態の
変形例でもある。そこで、図２及び図５と同一部分には
同一番号を付し、重複する説明は省略する。図８に示す
ように、本形態では、補助抜き列２１から枝を伸ばすよ
うに斜め上方に向けてさらに小さな補助抜き列２３を設
けている。 【００４３】本形態の管群Ｍ〜Ｐにおいても、その最上
部を構成する伝熱管１５の高さを、容器１４の幅方向に
関して冷水入口側（図中の左側）から冷水出口側（図中
の右側）に向かって低くなるように変えてある。 【００４４】かかる本形態に係る蒸発器１２において
は、管群Ｍ〜Ｐの高さを変えたことにより、図２に示す
蒸発器１２と全く同様の作用・効果を得る。また、補助
抜き列２３を設けたことにより、管群Ｍ、Ｐの中央付近
からの気泡が抜け易くなり、管群Ｍ、Ｐの中央付近に配
設された伝熱管１５に影響を与える気泡が少なくなるの
で、熱伝達率の低下が抑えられる。 【００４５】なお、上記各実施の形態において、伝熱管
１５にはディンブルチューブやフィンチューブ、その他
あらゆる形態の管材が使用可能であることはいうまでも
ない。また、上記各実施の形態においては、冷水が蒸発
器中を一往復する構造のものを例に説明を進めたが、本
発明に係る蒸発器は、冷水が一方向に流通してしまうも
の、複数回往復するもの、一方から流入して往復し他方
から流出するもの等、あらゆる構造の蒸発器に適用可能
である。 【００４６】さらに、上述の如き、抜き列２０、２１、
２２、２３の配列パターンは、蒸発器の大きさや発揮す
べき性能に応じて適宜選択すれば良い。 【００４７】 【発明の効果】以上説明したように、〔請求項１〕に記
載する発明は、冷媒が導入される容器の中に、被冷却物
を流通する多数の伝熱管を束にして配置した蒸発器にお
いて、前記多数の伝熱管の集合体である管群の高さが、
前記容器の幅方向に関して被冷却物の流入口側から流出
口側に向かって低くなるように構成したので、冷水温度
が高い冷水入口側では冷媒がより激しく沸騰して液面が
盛り上がるが、この液面の高さに対応させて管群の高さ
が調整されているので、液面が低下する冷水出口側の管
群であっても全ての伝熱管を冷媒液中に浸漬することが
できる。この結果、当該蒸発器の全ての伝熱管に所定の
仕事（熱交換）を行わせることができ、蒸発器１２の高
効率の運転が可能になる。また、蒸発器内に傾斜して配
設されるデミスタの高さ位置が最も低い部分と、最も高
さが低い管群とが上下方向に関して位置的に対応してい
るので、その分距離が大きくなり、蒸発により冷媒ミス
トが跳ね上がり、デミスタを通過して圧縮機に至るとい
うような不都合を可及的に除去し得る。 【００４８】〔請求項２〕に記載する発明は、冷媒が導
入される容器の中に、被冷却物を流通する多数の伝熱管
を束にして配置した蒸発器において、前記多数の伝熱管
の集合体である管群の高さが、前記容器の幅方向に関し
て被冷却物の流入口側から流出口側に向かって低くなる
ように構成する一方、前記伝熱管を複数の管群に分ける
とともに、該管群どうしを離間して配置したので、〔請
求項１〕に記載する発明の作用・効果に加え、比較的下
方に位置する伝熱管のまわりで発生した気泡が管群と管
群との間を抜けて浮かび上がって管群の中に存在する気
泡が減少し、管群の中央付近に配設された伝熱管に影響
を与える気泡が少なくなるので、熱伝達率の低下を抑止
することができるという作用・効果も奏する。また、容
器内に導入される液状の冷媒は流れを生じるが、管群ど
うしを離間させて配置することにより冷媒が流れ易くな
り、冷媒液と伝熱管とのコンタクトが促進されるので、
熱伝達率を向上させることもできる。 【００４９】〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項
２〕に記載する蒸発器において、複数の管群が千鳥状に
配列されているので、〔請求項１〕に記載する発明の作
用・効果に加え、管群を千鳥状に配列することにより、
上方に向かって流れる冷媒液と伝熱管とのコンタクトが
促進されるので、熱伝達率をさらに向上させることがで
きるという作用・効果を得る。 【００５０】〔請求項４〕に記載する発明は、〔請求項
２〕又は〔請求項３〕に記載する蒸発器において、管群
に、伝熱管を配設しない空隙を設けたので、〔請求項
１〕に記載する発明の作用・効果に加え、管群に空隙を
設けることにより、管群の中央付近からの気泡が抜け易
くなり、管群の中央付近に配設された伝熱管に熱伝達率
低下等の影響を与える気泡が少なくなるので、熱伝達率
の低下を抑止することができるという作用・効果も奏す
る。 【００５１】〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項
２〕乃至〔請求項４〕の何れか一つに記載する蒸発器に
おいて、伝熱管が、いずれの管群においても千鳥状に配
列されているので、〔請求項１〕に記載する発明の作用
・効果に加え、伝熱管も千鳥状に配列することにより、
管群の中でも冷媒が流れ易くなり、冷媒液と伝熱管との
コンタクトが促進されるので、熱伝達率をさらに向上さ
せることができるという作用・効果も奏する。 【００５２】〔請求項６〕に記載する発明は、〔請求項
２〕乃至〔請求項５〕に記載する何れか一つの蒸発器に
おいて、容器の上部に位置する管群に属する伝熱管が、
下部に位置する管群に属する伝熱管と比べて疎に配列さ
れているので、〔請求項１〕に記載する発明の作用・効
果に加え、容器の下部に位置する管群の伝熱管のまわり
で発生した気泡が上部に位置する管群を通過するとき、
該管群に属する伝熱管が下部の管群に比べて疎に配列さ
れており、上部に位置する管群に属する伝熱管の間を気
泡が抜け易くなるので、熱伝達率の低下を抑止すること
ができるという作用・効果も奏する。 【００５３】〔請求項７〕に記載する発明は、気体状の
冷媒を凝縮して液化する凝縮器と、液化された冷媒を減
圧する膨張弁と、凝縮された冷媒と被冷却物との間で熱
交換を行わせて該被冷却物を冷却するとともに冷媒を蒸
発させる蒸発器と、気化された冷媒を圧縮して前記凝縮
器に供給する圧縮機とで冷凍サイクルを構成している冷
凍機において、〔請求項１〕乃至〔請求項６〕の何れか
一つに記載する蒸発器を有するので、その蒸発器におい
て、〔請求項１〕乃至〔請求項６〕に記載する発明と同
様の作用・効果を得ることができ、このことにより高効
率で安定した冷凍機の運転を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍機を概念
的に示す説明図である。 【図２】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器（図１
のＩ−Ｉ線矢視）を示す概念的に示す説明図である。 【図３】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図４】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図５】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図６】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図７】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図８】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図９】従来技術に係る蒸発器を概念的に示す説明図で
ある。 【符号の説明】 ６ デミスタ １０ 凝縮器 １１ 膨張弁 １２ 蒸発器 １３ 圧縮機 １４ 容器 １５ 伝熱管 １６ 冷水入口 １７ 冷水出口 ２０ 抜き列 ２１ 補助抜き列 ２２ 半補助抜き列 ２３ 補助抜き列 Ａ〜Ｐ 管群 Ｌ2 距離
的に示す説明図である。 【図２】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器（図１
のＩ−Ｉ線矢視）を示す概念的に示す説明図である。 【図３】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図４】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図５】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図６】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図７】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図８】本発明の第１の実施の形態に係る蒸発器を示す
概念的に示す説明図である。 【図９】従来技術に係る蒸発器を概念的に示す説明図で
ある。 【符号の説明】 ６ デミスタ １０ 凝縮器 １１ 膨張弁 １２ 蒸発器 １３ 圧縮機 １４ 容器 １５ 伝熱管 １６ 冷水入口 １７ 冷水出口 ２０ 抜き列 ２１ 補助抜き列 ２２ 半補助抜き列 ２３ 補助抜き列 Ａ〜Ｐ 管群 Ｌ2 距離
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 冷媒が導入される容器の中に、被冷却物
を流通する多数の伝熱管を束にして配置した蒸発器にお
いて、 前記多数の伝熱管の集合体である管群の高さが、前記容
器の幅方向に関して被冷却物の流入口側から流出口側に
向かって低くなるように構成したことを特徴とする蒸発
器。 【請求項２】 冷媒が導入される容器の中に、被冷却物
を流通する多数の伝熱管を束にして配置した蒸発器にお
いて、 前記多数の伝熱管の集合体である管群の高さが、前記容
器の幅方向に関して被冷却物の流入口側から流出口側に
向かって低くなるように構成する一方、 前記伝熱管を複数の管群に分けるとともに、該管群どう
しを離間して配置したことを特徴とする蒸発器。 【請求項３】 〔請求項２〕に記載する蒸発器におい
て、 複数の管群が千鳥状に配列されていることを特徴とする
蒸発器。 【請求項４】 〔請求項２〕又は〔請求項３〕に記載す
る蒸発器において、 管群に、伝熱管を配設しない空隙を設けたことを特徴と
する蒸発器。 【請求項５】 〔請求項２〕乃至〔請求項４〕の何れか
一つに記載する蒸発器において、 伝熱管が、いずれの管群においても千鳥状に配列されて
いることを特徴とする蒸発器。 【請求項６】 〔請求項２〕乃至〔請求項５〕に記載す
る何れか一つの蒸発器において、 容器の上部に位置する管群に属する伝熱管が、下部に位
置する管群に属する伝熱管と比べて疎に配列されている
ことを特徴とする蒸発器。 【請求項７】 気体状の冷媒を凝縮して液化する凝縮器
と、液化された冷媒を減圧する膨張弁と、凝縮された冷
媒と被冷却物との間で熱交換を行わせて該被冷却物を冷
却するとともに冷媒を蒸発させる蒸発器と、気化された
冷媒を圧縮して前記凝縮器に供給する圧縮機とで冷凍サ
イクルを構成している冷凍機において、 〔請求項１〕乃至〔請求項６〕の何れか一つに記載する
蒸発器を有することを特徴とする冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001135776A JP4508466B2 (ja) | 2001-05-07 | 2001-05-07 | 蒸発器及びこれを有する冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001135776A JP4508466B2 (ja) | 2001-05-07 | 2001-05-07 | 蒸発器及びこれを有する冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002333236A true JP2002333236A (ja) | 2002-11-22 |
| JP4508466B2 JP4508466B2 (ja) | 2010-07-21 |
Family
ID=18983178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001135776A Expired - Lifetime JP4508466B2 (ja) | 2001-05-07 | 2001-05-07 | 蒸発器及びこれを有する冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4508466B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-05-07 JP JP2001135776A patent/JP4508466B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP4508466B2 (ja) | 2010-07-21 |
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