JP2014020724A - 流下液膜式蒸発器 - Google Patents

Abstract

【課題】液冷媒がガス冷媒によりキャリーオーバーされるのを抑制する。
【解決手段】伝熱管群と、冷媒散布装置と、ガス冷媒用出口管と、カバー６０とを備えた流下液膜式蒸発器。伝熱管群は、複数の伝熱管からなる。冷媒散布装置５０は、伝熱管群の上方に配置され、供給された気液二相冷媒のうち液冷媒を溜めて伝熱管群に液冷媒を流下させる。ガス冷媒用出口管は、冷媒散布装置の上方に位置しており、伝熱管群の表面で蒸発したガス冷媒が排気される排気口が形成されている。カバー６０は、隙間を空けて冷媒散布装置の上方を覆う。カバー６０は、その少なくとも一部が凸部６２ｂと凹部６２ａとが交互に並ぶ凹凸形状をした側縁部６２を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、流下液膜式蒸発器に関する。

空気調和装置の室外ユニットや給湯装置の熱源ユニット等には、空気を加熱したり冷却したりするための蒸発器や凝縮器が用いられている。蒸発器の種類としては、例えば特許文献１（特開平８−１８９７２６号公報）に開示されているように、流下液膜式蒸発器が挙げられる。流下液膜式蒸発器とは、水平に設置された伝熱管群上に液冷媒を散布することで、伝熱管内部を通る熱媒体と液冷媒との間で熱交換させる蒸発器である。

しかし、上記特許文献１に示されている流下液膜式蒸発器等の従来の流下液膜式蒸発器においては、液冷媒が、ガス冷媒に同調（エントレインメント）し、ガス冷媒に連れ去られ（キャリーオーバー）、ガス冷媒と一緒に圧縮機に吸入され、圧縮機の性能低下をもたらすという問題がある。

そこで、本発明の課題は、液冷媒がガス冷媒によりキャリーオーバーされるのを抑制可能な流下液膜式蒸発器を提供することにある。

本発明の発明者は、液冷媒がガス冷媒によりキャリーオーバーされるのを抑制可能な流下液膜式蒸発器について鋭意研究を行った結果、冷媒散布装置内の空間に存在するガス冷媒が排気口に向かって０．７ｍ／ｓ以上の速い流速で流れる部分があり、このような部分において液冷媒とガス冷媒とのエントレインメントが発生し、液冷媒がガス冷媒によりキャリーオーバーされること、を見出した。

本発明は、このような知見に鑑みてなされたものであり、本発明の第１観点に係る流下液膜式蒸発器は、伝熱管群と、冷媒散布装置と、排気部材と、カバーとを備える。伝熱管群は、水平方向に延び、多段多列に配置された複数の伝熱管からなる。冷媒散布装置は、伝熱管群の上方に配置され、供給された気液二相冷媒のうち液冷媒を溜めて伝熱管群に液冷媒を流下させる。排気部材は、冷媒散布装置の上方に位置し、伝熱管群の表面で蒸発したガス冷媒が排気される排気口が形成されている。カバーは、隙間を空けて冷媒散布装置の上方を覆う。カバーは、その少なくとも一部が凸部と凹部とが交互に並ぶ凹凸形状をした側縁部を有する。

本発明の第１観点に係る流下液膜式蒸発器では、カバーと冷媒散布装置との間に入ったガス冷媒が、排気口に向かって流れるとき、カバーと冷媒散布装置との間を冷媒散布装置から外に向かって流れる。このとき、ガス冷媒は、排気口に向かって最短経路を流れようとするので、カバーの側縁部の凹部分を抜けていき、液冷媒は凸部に付着し、凸部に沿って落ちる。このように、ガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設けることにより、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

本発明の第２観点に係る流下液膜式蒸発器は、第１観点に係る流下液膜式蒸発器であって、側縁部は、下向きに傾斜している。

これにより、カバーの側縁部の凸部に付着した液冷媒は、傾斜に沿って下に落ちやすくなり、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

本発明の第３観点に係る流下液膜式蒸発器は、第１観点又は第２観点に係る流下液膜式蒸発器であって、側縁部の凸部は、鉛直又は鉛直に近い角度で下向きになっている。

ここでは、カバーの側縁部の凸部は、鉛直又は鉛直に近い角度で下向きになっている。これにより、カバーの側縁部の凸部に付着した液冷媒が早く下に落ちる。その結果、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのが抑制される。

本発明の第４観点に係る流下液膜式蒸発器は、第１観点〜第３観点のいずれかに係る流下液膜式蒸発器であって、側縁部は、排気口の近傍では、排気口から遠い領域におけるよりも隣接する凸部同士の間隔が大きい凹凸形状を有する。

ここでは、ガス冷媒の流速が速い排気口近傍では、凹凸形状のピッチを大きくし、ガス冷媒が抜けやすくしている。流速が遅い排気口から遠い領域ではピッチを小さくし、ガス冷媒が入り込みにくくしている。これにより、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

本発明の第５観点に係る流下液膜式蒸発器は、第１観点〜第４観点のいずれかに係る流下液膜式蒸発器であって、側縁部は、波形の凹凸形状を有する。

ここでは、凹凸形状を波形にすることによりガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

本発明の第６観点に係る流下液膜式蒸発器は、第１観点〜第４観点のいずれかに係る流下液膜式蒸発器であって、側縁部の凸部が、三角となっている。

ここでは、凹凸形状の凸部を三角形にすることによりガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

本発明の第７観点に係る流下液膜式蒸発器は、第１観点〜第４観点のいずれかに係る流下液膜式蒸発器であって、側縁部の凸部が、四角い。

ここでは、凹凸形状の凸部を四角形にすることによりガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

本発明の第８観点に係る流下液膜式蒸発器は、第１観点〜第４観点のいずれかに係る流下液膜式蒸発器であって、側縁部の凸部は、内向きに折り返しが設けられた先端を有する。

ここでは、カバー先端に内向きに折り返しが設けられている。折り返しに液冷媒がたまり、溜まって大きくなった液滴は、重力により一気に落ちるので、液滴の大きさが大きくガス冷媒の流れに影響を受けにくい。これにより、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

本発明の第９観点に係る流下液膜式蒸発器は、第１観点〜第４観点のいずれかに係る流下液膜式蒸発器であって、側縁部の凸部は、丸い先端を有する。

ここでは、凹凸形状の凸部を丸い形にすることによりガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

本発明の第１０観点に係る流下液膜式蒸発器は、第１観点〜第４観点のいずれかに係る流下液膜式蒸発器であって、側縁部の凸部は、その基部と先端とを結ぶ第１辺及び第２辺がそれぞれ内側に湾曲している形状を有する。

ここでは、凹凸形状の凸部は、先端が内側に湾曲を描きながら細く尖った形をしている。これにより、ガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

本発明の第１観点に係る流下液膜式蒸発器によると、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのが抑制される。

本発明の第２観点に係る流下液膜式蒸発器によると、カバーの側縁部の凸部に付着した液冷媒は、傾斜に沿って下に落ちやすくなる。

本発明の第３観点に係る流下液膜式蒸発器によると、カバーの側縁部の凸部に付着した液冷媒が早く下に落ちる。

本発明の第４観点〜第１０観点のいずれかに係る流下液膜式蒸発器によると、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのが抑制される。

本実施形態に係る流下液膜式蒸発器の外観図。 本実施形態に係る流下液膜式蒸発器を、ケーシングの延びる方向に交差する方向に沿った縦断面を模式的に示す図。 本実施形態に係る流下液膜式蒸発器を、ケーシングの延びる方向に沿って切断した場合のケーシング内部の断面図であって、当該断面を模式的に示す図。 本実施形態に係る流下液膜式蒸発器を、ケーシングの延びる方向に交差する方向に沿った縦断面図であって、当該縦断面を拡大し、模式的に示す図。 本実施形態に係る流下液膜式蒸発器のカバーを模式的に示す斜視図。 従来の流下液膜式蒸発器のカバーを模式的に示す斜視図。 従来の流下液膜式蒸発器を、ケーシングの延びる方向に交差する方向に沿った縦断面図であって、当該縦断面を模式的に示す図。 従来の流下液膜式蒸発器を、ケーシングの延びる方向に交差する方向に沿った縦断面図であって、当該縦断面を模式的に示す図。 変形例Ａに係る流下液膜式蒸発器のカバーの側面を模式的に示す図。 変形例Ｂに係る流下液膜式蒸発器のカバーの側面を模式的に示す図。 変形例Ｃに係る流下液膜式蒸発器のカバーの側面を模式的に示す図。 変形例Ｄに係る流下液膜式蒸発器のカバーの側面を模式的に示す図。 変形例Ｅに係る流下液膜式蒸発器のカバーの側面を模式的に示す図。 変形例Ｅに係る流下液膜式蒸発器のカバーの幅方向に沿った断面を模式的に示す図。 変形例Ｆに係る流下液膜式蒸発器のカバーの側面を模式的に示す図。 変形例Ｆに係る流下液膜式蒸発器のカバーの幅方向に沿った断面を模式的に示す図。 変形例Ｇに係る流下液膜式蒸発器のカバーの側面を排気口との位置関係とともに模式的に示す図。

以下、本発明に係る流下液膜式蒸発器について、図面を参照しつつ詳述する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）構成
図１は、本発明の一実施形態に係る流下液膜式蒸発器１０の外観図である。流下液膜式蒸発器１０は、図１に示すように、略円筒形状を有しており、その長手方向が水平方向となるようにして設置される。

ここで、この流下液膜式蒸発器１０は、比較的大容量の冷凍サイクルの蒸発器として用いられる。具体的には、冷凍サイクルには、当該蒸発器１０の他、圧縮機や凝縮器等が含まれている。圧縮機からは蒸気となったガス冷媒が吐出されるが、このガス冷媒は凝縮器にて凝縮され液冷媒に変化する。流下液膜式蒸発器１０は、この液冷媒を、ケーシング２０内部の伝熱管群３０（後述）の上方から散布することで、伝熱管群３０内の熱媒体である水と熱交換を行わせる。そして、流下液膜式蒸発器１０は、当該蒸発器１０内に流入した液冷媒を、一部分はガス冷媒とし残りは液冷媒として当該蒸発器１０から流出させ、ガス冷媒を圧縮機に戻す。

このような流下液膜式蒸発器１０は、図１〜３に示すように、主として、ケーシング２０、伝熱管群３０、冷媒散布装置５０、カバー６０、及びガス冷媒用出口管２２ｂを備えている。

尚、以下の説明においては、「上」「下」「右」「左」「水平」「長手」「幅」等の方向を示す表現を適宜用いているが、これらは、流下液膜式蒸発器１０が図１の状態で設置された状態での各方向を表す。

（１−１）ケーシング
ケーシング２０は、図１に示すように、水平方向に延びた円筒形状を有している。ケーシング２０の内部には、伝熱管群３０、冷媒散布装置５０、カバー６０、及びガス冷媒用出口管２２ｂが設置されている。

水平方向に延びるケーシング２０の一端部分には、水用入口管２１ａ及び水用出口管２１ｂが１つずつ設けられている。本実施形態においては、図１に示すように、水用入口管２１ａ及び水用出口管２１ｂがケーシング２０の左側端部２０ａに設けられている場合を例に採る。水用入口管２１ａには、高温の水が、ケーシング２０の外部から内部へと流入され、水用出口管２１ｂからは、液冷媒と熱交換された後の水が、ケーシング２０内部から外部へと流出されるようになっている。なお、本実施形態においては、水用入口管２１ａが、水用出口管２１ｂよりも下方に位置している場合を例に採る。

ケーシング２０の側面上方には、図１〜３に示すように、液冷媒用入口管２２ａ及びガス冷媒用出口管２２ｂが設けられており、側面下方には、液冷媒用出口管２２ｃが設けられている。液冷媒用入口管２２ａには、凝縮器（図示せず）からの冷媒が気液二相の状態でケーシング２０内部に流入される。ガス冷媒用出口管２２ｂからは、ケーシング２０内部にて蒸発した後のガス冷媒がケーシング２０内部から流出し、液冷媒用出口管２２ｃからは、ケーシング２０内部にて蒸発しきれず液体の状態のままケーシング２０の下面に溜まった液冷媒（図２のｌｑ）が、ケーシング２０内部から流出する。

また、図３に示すように、本実施形態に係るケーシング２０は、その内部において、蒸発空間ｓｑ１、入口空間ｓｑ２、折り返し空間ｓｑ３、及び出口空間ｓｑ４を有している。蒸発空間ｓｑ１は、熱媒体である水と液冷媒とが熱交換を行い、当該液冷媒が蒸発する空間である。入口空間ｓｑ２は、蒸発空間ｓｑ１に流入する前の水が通る空間である。折り返し空間ｓｑ３は、蒸発空間ｓｑ１を通過した水が折り返される空間である。出口空間ｓｑ４は、折り返し空間ｓｑ３にて折り返された後、再び蒸発空間ｓｑ１を通過して該蒸発空間ｓｑ１から流出した水が通る空間である。本実施形態においては、図３に示すように、蒸発空間ｓｑ１はケーシング２０内部の約中央に位置し、入口空間ｓｑ２は、蒸発空間ｓｑ１の左側、より具体的にはケーシング２０の左側端部２０ａに位置している。折り返し空間ｓｑ３は、ケーシング２０の内部において、入口空間ｓｑ２とは逆側である蒸発空間ｓｑ１の右側、つまりはケーシング２０の右側端部２０ｂに位置している。出口空間ｓｑ４は、ケーシング２０内部において、入口空間ｓｑ２と同様にケーシング２０の左側端部２０ａに位置している。

そして、入口空間ｓｑ２は、水用入口管２１ａと接続されており、水は水用入口管２１ａを介して入口空間ｓｑ２内に流入される。一方で、出口空間ｓｑ４は、水用出口管２１ｂと接続されており、蒸発空間ｓｑ１から出口空間ｓｑ４に流入した水は、水用出口管２１ｂを介して流下液膜式蒸発器１０の外部へと流出する。

（１−２）伝熱管群
伝熱管群３０は、図４に示すように、複数の伝熱管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・によって構成されている。各伝熱管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・の内部には、熱媒体である水が通過し、各伝熱管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・の外部には、液冷媒またはガス冷媒が接触する。これにより、各伝熱管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・上においては、冷媒と当該管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・内部の水とが熱交換を行うようになる。

各伝熱管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・は、例えば銅やアルミニウム等によって形成されており、ケーシング２０内部の蒸発空間ｓｑ１において水平方向に延びるようにして配置されている。特に、複数の伝熱管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・は、図３に示すように、蒸発空間ｓｑ１において、多段多列に積み重ねられている。

また、複数の伝熱管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・は、図２、３に示すように、入口側伝熱管４１と出口側伝熱管４２とのいずれかに属している。入口側伝熱管４１は、入口空間ｓｑ２と折り返し空間ｓｑ３とを結ぶ伝熱管である。出口側伝熱管４２は、折り返し空間ｓｑ３と出口空間ｓｑ４とを結ぶ伝熱管である。即ち、入口側伝熱管４１と出口側伝熱管４２とは、折り返し空間ｓｑ３を介して互いに接続されている。従って、入口側伝熱管４１には、入口空間ｓｑ２から流入してきた水が通過する。入口側伝熱管４１を通過した水は、折り返し空間ｓｑ３にて折り返されて、出口側伝熱管４２内を流れることとなる。即ち、本実施形態においては、折り返し空間ｓｑ３において水が折り返される折り返し回数が１回である場合を例に採っている。

なお、複数の伝熱管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・の段数及び列数は、複数段及び複数列であればよく、本実施形態では、１０段×１０列であるが、これに限定されるものではない。特に、複数の伝熱管の段数及び列数は、２段×３列以上であることが好ましい。

（１−３）冷媒散布装置
図４は、流下液膜式蒸発器１０を、ケーシング２０の延びる方向に交差する方向に沿った縦断面図であって、当該縦断面を拡大し、模式的に示す図である。

冷媒散布装置５０は、図３に示すように、ケーシング２０の長手方向に延びており、ケーシング２０の蒸発空間ｓｑ１において、伝熱管群３０の上方に位置している。冷媒散布装置５０は、冷媒用入口管２２ａから供給された気液二相冷媒のうち液冷媒を溜めて伝熱管群３０に液冷媒を流下させる。冷媒散布装置５０は、伝熱管群３０の上方から液冷媒を流下することにより、該液冷媒と伝熱管３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・内部の水との間で熱交換を行わせて液冷媒を蒸発させる。

冷媒散布装置５０は、図４に示すように、ヘッダ管５３と、第１段桶５１及び第２段桶５２からなる２段の冷媒桶とを有する。

ヘッダ管５３は、第１段桶５１の上に配置され、第１段桶５１に沿って長く延びている。ヘッダ管５３は、多くの孔が設けられた多孔板Ｐを有するバッフル板である壁５３ａ、５３ｂを二重に有する。多孔板Ｐは、壁５３ａ、５３ｂのヘッダ管５３の上面を形成する部分と、側壁を形成する部分の下端よりも少し上方の部分とに設けられている。ヘッダ管５３は、冷媒用入口管２２ａに接続されている。冷媒用入口管２２ａから供給された気液二相冷媒が、長手方向に流れる過程において、ガス冷媒は、壁に設けられた孔から雰囲気中へ抜け、冷媒散布装置５０からガス流路空間でもある蒸発空間ｓｑ１に流出し、蒸発空間ｓｑ１内を排気口Ｅへと流れる。液冷媒は、孔から第１段桶５１へと流れる。これにより、液冷媒とガス冷媒とが分離される。

第１段桶５１は、液冷媒を第２段桶５２に落とす多数の孔が形成された底Ｂ１を有し、伝熱管群３０が水平方向に延びている方向に長く延びている。第１段桶５１は、ヘッダ管５３から供給された液冷媒をその長手方向に分散させる。

第２段桶５２は、第１段桶５１の下方に配置され、液冷媒を伝熱管群３０に滴下するための多数の孔が形成された底Ｂ２を有する。第２段桶５２は、第１段桶５１よりも幅寸法が大きい。

このように冷媒散布装置５０が２段構造になっているため、液冷媒をなるべく平均して伝熱管群３０に散布することができるようになっている。

冷媒用入口管２２ａから流入した液冷媒は、第１段桶５１によって第２段桶５２側へと散布され、更に第２段桶５２から伝熱管群３０上へと散布されるようになる。これにより、伝熱管群３０の表面には、液膜が形成される。

なお、図４において示されている冷媒散布装置５０とカバー６０との間の空間ｓｑ５を、冷媒散布装置５０の直上空間ｓｑ５と呼ぶ。直上空間ｓｑ５は、冷媒散布装置５０内の第１段桶５１とその直上のカバー６０との間の空間及び第２段桶５２とその直上のカバー６０との間の空間（第２段桶５２と第１段桶５１との間の空間を含む）である。

（１−４）カバー
カバー６０は、冷媒散布装置５０の上方且つ排気口Ｅよりは下方に位置し、冷媒散布装置５０に沿って冷媒散布装置５０の長手方向（流下液膜式蒸発器１０の長手方向でもある）に延びており、冷媒散布装置５０の上方を覆う。カバー６０の幅寸法は、第１段桶５１の幅寸法より大きく、第２段桶５２の幅寸法とほぼ同じである。このように、カバー６０により、冷媒散布装置５０からガス冷媒が直線的に、即ち直接、排気口Ｅに流れないように構成されている。これにより、冷媒散布装置５０から排気口Ｅに向かうガス冷媒の速い流れの発生を抑制し、ガス冷媒と液冷媒とのエントレインメント、及びガス冷媒による液冷媒のキャリーオーバーを抑制している。

カバー６０は、図４のように長手方向から見て、中央部６１と、中央部６１から下方に傾斜した側縁部６２とを有する。側縁部６２は、第２段桶５２の側壁Ｗの近傍まで延びているが、側縁部６２の端縁と第２段桶５２の側壁Ｗとの間には、隙間が空いている。即ち、冷媒散布装置５０の直上空間ｓｑ５は、ガス流路空間でもある蒸発空間ｓｑ１と連通している。したがって、蒸発空間ｓｑ１から冷媒散布装置５０内の直上空間ｓｑ５にガス冷媒が流入、及び、冷媒散布装置５０内の直上空間ｓｑ５から蒸発空間ｓｑ１へガス冷媒が流出することができるようになっている。

図５は、カバー６０を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、カバー６０の側縁部６２は、その少なくとも一部が凸部６２ｂと凹部６２ａとが一定の間隔で交互に並ぶ凹凸形状となっている。当該凹凸形状は、本実施形態においては、波形となっている。冷媒散布装置５０内の直上空間ｓｑ５に存在するガス冷媒が、排気口Ｅに向かって流れるとき、ガス冷媒（図５のｇ）は、排気口Ｅへの最短経路を流れようとするので、カバー６０の側縁部６２の凹部６２ａを抜けていく。一方、液冷媒（図５のｌｑ）は凸部６２ｂに付着し、凸部６２ｂに沿って落ちる。このように、ガス冷媒の通路を液冷媒の通路とは別に設けることにより、ガス冷媒の流れに液冷媒が連れ去られるのを抑制する。

（１−５）ガス冷媒用出口管
ガス冷媒用出口管２２ｂは、冷媒散布装置５０及びカバー６０の上方に位置する。ガス冷媒用出口管２２ｂには、伝熱管群３０の表面で蒸発したガス冷媒が排気される排気口Ｅが形成されている。排気口Ｅは、ケーシング２０の長手方向のほぼ中央に設けられており、そこからガス冷媒用出口管２２ｂがケーシング２０の外部に延びている。

（２）効果
（２−１）従来例
図６は、従来の流下液膜式蒸発器１０’のカバー６０’を模式的に示す斜視図である。

図６に示すように従来の流下液膜式蒸発器１０’のカバー６０’は、その側縁部に凹凸形状を有さない。このようなカバー６０’を有する従来の流下液膜式蒸発器１０’におけるガス冷媒の流速のベクトル分布及び圧力分布を解析すると図７及び図８に示すようになっていることが分かった。

図７は、ケーシング２０’の長手方向の左側端部近傍における幅方向に沿った断面を模式的に示す図である。この部分では、排気口Ｅ’が近くに無いので、カバー６０’の上の空間の圧力が、カバー６０’の高さ位置より下方の圧力と比べてほとんど変わらない。そのため、ヘッダ管５３’の多孔板の孔を抜けたガス冷媒は、冷媒散布装置５０’から外に流れない。そして、伝熱管群３０’の表面で蒸発したガス冷媒の一部は、カバー６０’の上の空間へは流れずに、ブロック矢印Ｄ１で示すように冷媒散布装置５０’内へ流入することが分かった。

図８は、ケーシング２０’の長手方向の中央における幅方向に沿った断面を模式的に示す図である。この部分では、直上に排気口Ｅ’があり、伝熱管群３０’の表面で蒸発したガス冷媒が、０．７ｍ／ｓ以上の速い流速で排気口Ｅ’に向かって流れる（矢印Ａ６参照）。また、矢印Ａ７で示すように、ヘッダ管５３’の多孔板の孔から抜けたガス冷媒が冷媒散布装置５０’内から排気口Ｅ’に向かって０．７ｍ／ｓ以上の流速で流れることが分かった。このように、この部分では、ブロック矢印Ｄ４で示す方向に、即ち冷媒散布装置５０’の中から外に向かうガス冷媒の流れが発生することが分かった。そして、その結果、ガス冷媒と液冷媒とのエントレインメントが発生し、液冷媒がガス冷媒によりキャリーオーバーされることが分かった。

（２−２）本発明に係る流下液膜式蒸発器の場合
流下液膜式蒸発器１０は、その側縁部６２が下方に傾斜しており、波形の凹凸形状を有するカバー６０を有する。冷媒散布装置５０内の直上空間ｓｑ５に存在するガス冷媒が、排気口Ｅに向かって流れるとき、ガス冷媒は、排気口Ｅへの最短経路を流れようとするので、カバー６０の側縁部６２の凹部６２ａを抜けていく。一方、液冷媒は凸部６２ｂに付着し、凸部６２ｂに沿って落ちる。このように、ガス冷媒の通路を液冷媒の通路とは別に設けることにより、ガス冷媒の流れに液冷媒が連れ去られるのを抑制している。

（３）特徴
（３−１）
上記実施形態では、カバー６０と冷媒散布装置５０との間の空間（直上空間ｓｑ５）に入ったガス冷媒が、排気口Ｅに向かって流れるとき、ガス冷媒は、排気口Ｅに向かって最短経路を流れようとするので、カバーの側縁部の凹部６２ａを抜けていく。一方、液冷媒は凸部６２ｂに付着し、凸部６２ｂに沿って落ちる。このように、ガス冷媒の通路を別に設けることにより、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制している。

（３−２）
上記実施形態では、側縁部６２は、下向きに傾斜している。これにより、カバー６０の側縁部６２の凸部６２ｂに付着した液冷媒は、傾斜に沿って下に落ちやすくなり、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制している。

（３−３）
上記実施形態では、側縁部６２は、波形の凹凸形状を有している。凹凸形状を波形にすることによりガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制している。

（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
上記実施形態では、カバー６０の側縁部６２は、波形の凹凸形状を有していた。しかし、他の実施形態においては、これとは異なる形状の凹凸形状を有してもよい。

例えば、図９に示すカバー１６０のように四角い凹部１６２ａと四角い凸部１６２ｂとを有する凹凸形状を有する側縁部１６２を有してもよい。ここでは、凹凸形状の凸部１６２ｂを四角形にすることによりガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制している。

（４−２）変形例Ｂ
また、他の実施形態においては、他の形状の凹凸形状を有してもよい。

例えば、図１０に示すカバー２６０のように先端が丸い凸部２６２ｂを有する凹凸形状を有する側縁部２６２を有してもよい。ここでは、凹凸形状の凸部２６２ｂを丸くすることによりガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制している。

（４−３）変形例Ｃ
また、他の実施形態においては、他の形状の凹凸形状を有してもよい。

例えば、図１１に示すカバー３６０のように凸部３６２ｂが三角形の凹凸形状を有する側縁部３６２を有してもよい。ここでは、凹凸形状の凸部３６２ｂを三角にすることによりガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制している。

（４−４）変形例Ｄ
また、他の実施形態においては、他の形状の凹凸形状を有してもよい。

例えば、図１２に示すカバー４６０のように凸部４６２ｂがその基部Ｙと先端Ｘとを結ぶ第１辺ｌ１及び第２辺ｌ２がそれぞれ内側に湾曲している形状を有する側縁部４６２を有してもよい。

ここでは凹凸形状の凸部４６２ｂは、先端が内側に湾曲を描きながら細く尖った形をしている。これにより、ガス冷媒の通路と液冷媒が付着する部分とを別々に設け、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制している。

（４−５）変形例Ｅ
また、他の実施形態においては、図１３及び図１４に示すように凸部５６２ｂの先端に内向きに折り返された、折り返しｔを設けてもよい。

ここでは、折り返しｔに液冷媒がたまり、溜まって大きくなった液滴は、重力により一気に落ちるので、液滴の大きさが大きくガス冷媒の流れに影響を受けにくい。これにより、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制する。

なお、上述のいずれの凹凸形状のその凸部に折り返しｔを設けても良い。

（４−６）変形例Ｆ
上記実施形態では、カバー６０の側縁部６２は、下方に傾斜している。しかし、他の実施形態においては、側縁部６２の全部又は一部分を鉛直又は鉛直に近い角度で下向きにしてもよい。例えば、図１５及び図１６に示すように、凸部６６２ｂを鉛直又は鉛直に近い角度で下向きにしてもよい。

ここでは、図１６に示すように、カバー６６０の側縁部６６２は、下方に傾斜しており、凸部６６２ｂのみが鉛直になっている。これにより、カバー６６０の側縁部６６２の凸部６６２ｂに付着した液冷媒が早く下に落ちるようにしている。したがって、液冷媒がガス冷媒によりキャリーオーバーされるのを抑制している。

なお、上述のいずれの凹凸形状のその凸部を鉛直又は鉛直に近い角度で下向きにしても良い。

（４−７）変形例Ｇ
上記実施形態では、カバー６０の側縁部６２の凹凸形状の凸部６２ｂ同士の間隔は、等間隔で設けられていたが、他の実施形態においては、部分によって間隔を異ならせても良い。

例えば、他の実施形態においては、図１７に示すように排気口Ｅが設けられているケーシング７２０の長手方向中央付近（図１７のＺ１）では、凸部６２ｂ同士の間隔（ピッチ）を大きくし、排気口Ｅから遠いケーシング２０の長手方向両端部２０ａ、２０ｂ付近（図１７のＺ２）では、ピッチを小さくしてもよい。ここでは、ガス冷媒の流速が速い排気口Ｅ近傍では、凹凸形状のピッチを大きくし、ガス冷媒が抜けやすくしている。排気口Ｅから遠い領域ではピッチを小さくし、ガス冷媒がカバー７６０と冷媒散布装置との間の空間に入り込みにくくしている。これにより、ガス冷媒の流れに液冷媒がキャリーオーバーされるのを抑制している。

なお、上述のいずれの凹凸形状のピッチをこのようにガス冷媒の流速が速い排気口Ｅ近傍では、凹凸形状のピッチを大きくし、流速が遅い排気口Ｅから遠い領域ではピッチを小さくしてもよい。

１０ 流下液膜式蒸発器
２０ ケーシング
２２ｂ ガス冷媒用出口管（排気部材）
３０ 伝熱管群
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，・・・ 伝熱管
５０ 冷媒散布装置
５１ 第１段桶
５２ 第２段桶
５３ ヘッダ管
５３ａ、５３ｂ 壁
６０、１６０、２６０、３６０、４６０、５６０、６６０、７６０ カバー
６２、１６２、２６２、３６２、４６２、５６２、６６２、７６２ 側縁部
６２ａ、１６２ａ、２６２ａ、３６２ａ、４６２ａ、５６２ａ、６６２ａ、７６２ａ 凹部
６２ｂ、１６２ｂ、２６２ｂ、３６２ｂ、４６２ｂ、５６２ｂ、６６２ｂ、７６２ｂ 凸部
Ｂ１ 第１段桶底
Ｂ２ 第２段桶底
Ｅ 排気口
ｌ１ 第１辺
ｌ２ 第２辺
ｓｑ１ 蒸発空間（ガス流路空間）
ｓｑ５ 冷媒散布装置の直上空間
ｔ 折り返し
Ｘ 先端
Ｙ 基部

特開平８−１８９７２６号公報

Claims (10)

1. 水平方向に延び、多段多列に配置された複数の伝熱管（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、・・・）からなる伝熱管群（３０）と、
   前記伝熱管群の上方に配置され、供給された気液二相冷媒のうち液冷媒を溜めて前記伝熱管群に液冷媒を流下させる冷媒散布装置（５０）と、
   前記冷媒散布装置の上方に位置し、前記伝熱管群の表面で蒸発したガス冷媒が排気される排気口（Ｅ）が形成された排気部材（２２ｂ）と、
   隙間を空けて前記冷媒散布装置の上方を覆うカバー（６０、１６０、２６０、３６０、４６０、５６０、６６０、７６０）と、
   を備え、
   前記カバーは、その少なくとも一部が凸部（６２ｂ、１６２ｂ、２６２ｂ、３６２ｂ、４６２ｂ、５６２ｂ、６６２ｂ、７６２ｂ）と凹部（６２ａ、１６２ａ、２６２ａ、３６２ａ、４６２ａ、５６２ａ、６６２ａ、７６２ａ）とが交互に並ぶ凹凸形状をした側縁部（６２、１６２、２６２、３６２、４６２、５６２、６６２、７６２）を有する、
   流下液膜式蒸発器（１０）。
2. 前記側縁部は、下向きに傾斜している、
   請求項１に記載の流下液膜式蒸発器（１０）。
3. 前記側縁部（６６２）の凸部（６６２ｂ）は、鉛直又は鉛直に近い角度で下向きになっている、
   請求項１又は２に記載の流下液膜式蒸発器（１０）。
4. 前記側縁部（７６２）は、前記排気口の近傍では、前記排気口から遠い領域におけるよりも隣接する前記凸部（７６２ｂ）同士の間隔が大きい凹凸形状を有する、
   請求項１〜３のいずれかに記載の流下液膜式蒸発器（１０）。
5. 前記側縁部（６２）は、波形の凹凸形状を有する、
   請求項１〜４のいずれかに記載の流下液膜式蒸発器（１０）。
6. 前記側縁部（３６２）の凸部（３６２ｂ）が、三角となっている、
   請求項１〜４のいずれかに記載の流下液膜式蒸発器（１０）。
7. 前記側縁部（１６２）の前記凸部（１６２ｂ）が、四角い、
   請求項１〜４のいずれかに記載の流下液膜式蒸発器（１０）。
8. 前記側縁部（５６２）の凸部（５６２ｂ）は、内向きに折り返し（ｔ）が設けられた先端を有する、
   請求項１〜４のいずれかに記載の流下液膜式蒸発器（１０）。
9. 前記側縁部（２６２）の凸部（２６２ｂ）は、丸い先端を有する、
   請求項１〜４のいずれかに記載の流下液膜式蒸発器（１０）。
10. 前記側縁部（４６０）の凸部（４６２ｂ）は、その基部（Ｙ）と先端（Ｘ）とを結ぶ第１辺（ｌ１）及び第２辺（ｌ２）がそれぞれ内側に湾曲している形状を有する、
    請求項１〜４のいずれかに記載の流下液膜式蒸発器（１０）。

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