JP2014020754A - Downward flow liquid film type evaporator - Google Patents

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基彦 福岡
Genei Kin
鉉永 金
Keita Hattori
敬太 服部
Kunitada Yo
国忠 楊
Junji Ogata
潤司 緒方
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain a carry-over phenomenon of droplets of a liquid refrigerant adhered to an upper cover, in a downward flow liquid film type evaporator for evaporating the liquid refrigerant by a heat transfer pipe group by flowing the liquid refrigerant out of refrigerants under two gas-liquid phase states supplied in a tank through a refrigerant inlet pipe to the heat transfer pipe group by a liquid refrigerant spraying device having an upper cover, a one-stage refrigerant tub and a two-stage refrigerant tub and provided between the heat transfer pipe group in the tank and a steam outlet pipe at an upper part of the tank in an upward and downward direction.SOLUTION: In a downward flow liquid film type evaporator (1), a gap between an upper cover (36) and a one-stage refrigerant tub (34) at a portion near a steam outlet pipe (18) is made narrower than a gap between the upper cover (36) and a one-stage refrigerant tub (34) at a portion away from the steam outlet pipe (18).

Description

本発明は、流下液膜式蒸発器、特に、上部カバー、1段冷媒桶及び2段冷媒桶を有しておりタンク内の伝熱管群とタンク上部の蒸気出口管との上下方向間に設けられた液冷媒散布装置によって冷媒入口管を通じてタンク内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒を伝熱管群に流下させ、伝熱管群によって液冷媒を蒸発させる流下液膜式蒸発器に関する。   The present invention has a falling liquid film evaporator, particularly an upper cover, a first-stage refrigerant tank, and a two-stage refrigerant tank, and is provided between the heat transfer pipe group in the tank and the vapor outlet pipe in the upper part of the tank. The falling liquid film type in which the liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the tank through the refrigerant inlet pipe by the liquid refrigerant spraying apparatus flows down to the heat transfer pipe group and the liquid refrigerant is evaporated by the heat transfer pipe group Regarding the evaporator.

従来より、ターボ冷凍機等の冷凍装置において使用される冷媒の蒸発器として、特許文献1(特開平8−189726号公報)に示すような流下液膜式蒸発器がある。流下液膜式蒸発器は、タンク内の伝熱管群とタンク上部の蒸気出口管との上下方向間に設けられた液冷媒散布装置によって液冷媒を伝熱管群に流下させ、伝熱管群によって液冷媒を蒸発させる形式の熱交換器である。伝熱管群によって蒸発したガス冷媒は、タンクの上部に設けられた蒸気出口管を通じてタンク外に流出し、圧縮機に送られる。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a refrigerant evaporator used in a refrigeration apparatus such as a turbo refrigerator, there is a falling liquid film evaporator as shown in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-189726). The falling liquid film evaporator is used to cause liquid refrigerant to flow down to the heat transfer tube group by a liquid refrigerant spraying device provided between the heat transfer tube group in the tank and the steam outlet pipe in the upper part of the tank, and the liquid transfer by the heat transfer tube group. This type of heat exchanger evaporates the refrigerant. The gas refrigerant evaporated by the heat transfer tube group flows out of the tank through a vapor outlet tube provided at the upper part of the tank, and is sent to the compressor.

上記従来の流下液膜式蒸発器において、膨張弁等の減圧機構によって減圧された後の冷媒が気液二相状態のままでタンク内に供給される場合には、タンクに設けられた冷媒入口管を通じて、液冷媒散布装置に気液二相状態の冷媒が流入することになる。このため、伝熱管群によって蒸発したガス冷媒がタンクの上部に設けられた蒸気出口管に向かって流れるだけでなく、液冷媒散布装置に流入した気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒もタンクの上部に設けられた蒸気出口管に向かって流れることになる。このとき、タンク内のガス冷媒は、すべて蒸気出口管に向かって流れるため、蒸気出口管に近い部分におけるガス冷媒の流速が、蒸気出口管から遠い部分よりも高くなる傾向にある。   In the conventional falling liquid film evaporator, when the refrigerant after being decompressed by a decompression mechanism such as an expansion valve is supplied into the tank in a gas-liquid two-phase state, the refrigerant inlet provided in the tank Through the tube, the gas-liquid two-phase refrigerant flows into the liquid refrigerant spraying device. For this reason, not only the gas refrigerant evaporated by the heat transfer tube group flows toward the vapor outlet pipe provided in the upper part of the tank, but also the gas refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the liquid refrigerant spraying device. It flows toward the steam outlet pipe provided in the upper part of the tank. At this time, since all the gas refrigerant in the tank flows toward the vapor outlet pipe, the flow rate of the gas refrigerant in the portion near the vapor outlet pipe tends to be higher than the portion far from the vapor outlet pipe.

ここで、液冷媒散布装置として、冷媒入口管を通じて流入した気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒を溜めた後に下方に流下させる1段冷媒桶と、1段冷媒桶の上方に隙間を空けて配置されており1段冷媒桶の上方を覆う上部カバーと、1段冷媒桶から流下する液冷媒を溜めた後に下方の伝熱管群に流下させる2段冷媒桶とを有する構成を採用することが考えられる。   Here, as the liquid refrigerant spraying device, a first-stage refrigerant tank that stores liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed in through the refrigerant inlet pipe and then flows downward, and a gap above the first-stage refrigerant tank. A configuration is adopted that includes an upper cover that is disposed in a space and covers the upper side of the first-stage refrigerant tank, and a two-stage refrigerant tank that stores liquid refrigerant flowing down from the first-stage refrigerant tank and then flows down to the lower heat transfer tube group. It is possible.

しかし、この場合には、冷媒入口管を通じて1段冷媒桶に流入した気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒が、上部カバーと1段冷媒桶との隙間から流出するとともに、冷媒入口管を通じて1段冷媒桶に流入した気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒の一部が、上部カバーに付着することになる。このため、上部カバーに付着した液冷媒の液滴は、蒸気出口管に近い部分における高い流速のガス冷媒によって運ばれて、蒸気出口管を通じてタンク外に流出するキャリーオーバー現象が発生しやすくなる。   However, in this case, the gas refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the first stage refrigerant tank through the refrigerant inlet pipe flows out from the gap between the upper cover and the first stage refrigerant tank, and the refrigerant inlet pipe Part of the liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the first-stage refrigerant tank passes through the upper cover. For this reason, the liquid refrigerant droplets adhering to the upper cover are carried by the high-velocity gas refrigerant in the portion close to the vapor outlet pipe, and a carryover phenomenon that flows out of the tank through the vapor outlet pipe is likely to occur.

本発明の課題は、上部カバー、1段冷媒桶及び2段冷媒桶を有しておりタンク内の伝熱管群とタンク上部の蒸気出口管との上下方向間に設けられた液冷媒散布装置によって冷媒入口管を通じてタンク内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒を伝熱管群に流下させ、伝熱管群によって液冷媒を蒸発させる流下液膜式蒸発器において、上部カバーに付着した液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象の発生を抑えることにある。   An object of the present invention is to provide a liquid refrigerant spraying device having an upper cover, a first-stage refrigerant tank, and a two-stage refrigerant tank and provided between the heat transfer pipe group in the tank and the vapor outlet pipe in the upper part of the tank. In a falling liquid film evaporator, the liquid refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the tank through the refrigerant inlet pipe is caused to flow down to the heat transfer pipe group, and the liquid refrigerant is evaporated by the heat transfer pipe group. The object is to suppress the occurrence of the carry-over phenomenon of the liquid refrigerant droplets adhering.

第1の観点にかかる流下液膜式蒸発器は、複数の伝熱管を有する伝熱管群と、上部カバー、1段冷媒桶及び2段冷媒桶を有する液冷媒散布装置とを含んでおり、伝熱管内を流れる熱媒体と2段冷媒桶から流下する液冷媒との熱交換によって液冷媒を蒸発させる熱交換器である。伝熱管群は、上部に蒸気出口管が設けられたタンク内に配置されている。液冷媒散布装置は、タンク内の伝熱管群と蒸気出口管との上下方向間に配置されている。1段冷媒桶は、タンクに設けられた冷媒入口管を通じてタンク内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒を溜めた後に下方に流下させる部材である。上部カバーは、1段冷媒桶の上方に隙間を空けて配置されており、1段冷媒桶の上方を覆う部材である。2段冷媒桶は、1段冷媒桶から流下する液冷媒を溜めた後に下方の伝熱管群に流下させる部材である。そして、この流下液膜式蒸発器では、蒸気出口管に近い部分における上部カバーと1段冷媒桶との隙間を、蒸気出口管から遠い部分における上部カバーと1段冷媒桶との隙間よりも狭くしている。   A falling liquid film evaporator according to a first aspect includes a heat transfer tube group having a plurality of heat transfer tubes, and a liquid refrigerant spraying device having an upper cover, a first-stage refrigerant tank, and a two-stage refrigerant tank. It is a heat exchanger that evaporates the liquid refrigerant by heat exchange between the heat medium flowing in the heat pipe and the liquid refrigerant flowing down from the two-stage refrigerant tank. The heat transfer tube group is arranged in a tank provided with a steam outlet tube at the top. The liquid refrigerant spraying device is arranged between the heat transfer tube group in the tank and the steam outlet tube in the vertical direction. The first-stage refrigerant tank is a member that stores liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the tank through a refrigerant inlet pipe provided in the tank and then flows downward. The upper cover is a member that is disposed above the first-stage refrigerant tank with a gap and covers the upper part of the first-stage refrigerant tank. The second-stage refrigerant tank is a member that stores liquid refrigerant flowing down from the first-stage refrigerant tank and then flows down to the lower heat transfer tube group. In this falling liquid film evaporator, the gap between the upper cover and the first stage refrigerant tank near the vapor outlet pipe is narrower than the gap between the upper cover and the first stage refrigerant tank located far from the vapor outlet pipe. doing.

ここでは、上部カバーと1段冷媒桶との隙間を蒸気出口管に近い部分において蒸気出口管から遠い部分よりも狭くすることによって、蒸気出口管に近い部分における上部カバーと1段冷媒桶との隙間から流出するガス冷媒の流量、及び、このガス冷媒に同伴して上部カバーと1段冷媒桶との隙間から流出する液冷媒の量を少なくすることができる。このため、上部カバーに付着する液冷媒の液滴の量を少なくしつつ、蒸気出口管に近い部分におけるガス冷媒の流速を低下させることができる。   Here, the gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank is made narrower in the part near the steam outlet pipe than in the part far from the steam outlet pipe, so that The flow rate of the gas refrigerant flowing out from the gap and the amount of liquid refrigerant flowing out from the gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank along with the gas refrigerant can be reduced. For this reason, the flow rate of the gas refrigerant in the portion close to the vapor outlet pipe can be reduced while reducing the amount of liquid refrigerant droplets adhering to the upper cover.

これにより、ここでは、上部カバーに付着した液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象を発生しにくくすることができる。   Thereby, here, it is possible to make it difficult for the carry-over phenomenon of liquid refrigerant droplets adhering to the upper cover to occur.

第2の観点にかかる流下液膜式蒸発器は、第1の観点にかかる流下液膜式蒸発器において、上部カバーと1段冷媒桶との間を繋ぐ隙間狭小化部材を設けることによって、蒸気出口管に近い部分における上部カバーと1段冷媒桶との隙間を、蒸気出口管から遠い部分における上部カバーと前記1段冷媒桶との隙間よりも狭くしている。   A falling liquid film evaporator according to a second aspect is the falling liquid film evaporator according to the first aspect, by providing a gap narrowing member that connects between the upper cover and the first-stage refrigerant tank. The gap between the upper cover and the first stage refrigerant tank near the outlet pipe is narrower than the gap between the upper cover and the first stage refrigerant tank located far from the vapor outlet pipe.

ここでは、隙間狭小化部材によって、蒸気出口管に近い部分における上部カバーと1段冷媒桶との隙間を、蒸気出口管から遠い部分における上部カバーと1段冷媒桶との隙間よりも狭くすることができる。   Here, the gap narrowing member makes the gap between the upper cover and the first stage refrigerant tank near the vapor outlet pipe narrower than the gap between the upper cover and the first stage refrigerant tank near the vapor outlet pipe. Can do.

第3の観点にかかる流下液膜式蒸発器は、第1又は第2の観点にかかる流下液膜式蒸発器において、液冷媒散布装置が、冷媒入口管を通じてタンク内に供給される気液二相状態の冷媒を1段冷媒桶に導くヘッダ管を有している。ヘッダ管には、冷媒入口管を通じてタンク内に供給される気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒の通過を許容し、かつ、冷媒入口管を通じてタンク内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒の通過を抑制する多数のヘッダ管通気孔が形成された気液分離部材が設けられている。そして、蒸気出口管に近い部分における上部カバーと1段冷媒桶との隙間は、気液分離部材に対してヘッダ管通気孔を通過する冷媒の流れ方向の下流側の位置において、蒸気出口管から遠い部分における上部カバーと1段冷媒桶との隙間よりも狭くなっている。   A falling liquid film evaporator according to a third aspect is the falling liquid film evaporator according to the first or second aspect, wherein the liquid refrigerant spraying device is supplied to the tank through the refrigerant inlet pipe. It has a header pipe that guides the refrigerant in the phase state to the first stage refrigerant tank. The header pipe allows the gas refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the tank through the refrigerant inlet pipe to pass through and is supplied into the tank through the refrigerant inlet pipe. There is provided a gas-liquid separation member in which a number of header pipe vents are formed to suppress passage of liquid refrigerant among these refrigerants. The gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank near the vapor outlet pipe is from the vapor outlet pipe at a position downstream of the gas-liquid separation member in the flow direction of the refrigerant passing through the header pipe vent. It is narrower than the gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank in the far part.

ここでは、蒸気出口管に近い部分における上部カバーと1段冷媒桶との隙間が狭くなっている部分よりも冷媒の流れの上流側に、気液分離部材が設けられていることになる。このため、上部カバーと1段冷媒桶との隙間から流出する液冷媒の量をさらに少なくすることができる。   Here, the gas-liquid separation member is provided on the upstream side of the refrigerant flow with respect to the portion where the gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank in the portion near the vapor outlet pipe is narrow. For this reason, the amount of the liquid refrigerant flowing out from the gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank can be further reduced.

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

第1又は第2の観点にかかる流下液膜式蒸発器では、上部カバーに付着した液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象を発生しにくくすることができる。   In the falling liquid film evaporator according to the first or second aspect, it is possible to make it difficult for the carryover phenomenon of the liquid refrigerant droplets attached to the upper cover to occur.

第3の観点にかかる流下液膜式蒸発器では、上部カバーと1段冷媒桶との隙間から流出する液冷媒の量をさらに少なくすることができる。   In the falling liquid film evaporator according to the third aspect, the amount of liquid refrigerant flowing out from the gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank can be further reduced.

本発明の一実施形態にかかる流下液膜式蒸発器の外観図である。It is an external view of the falling liquid film type evaporator concerning one Embodiment of this invention. 流下液膜式蒸発器の内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of a falling liquid film type evaporator. 流下液膜式蒸発器をタンクの長手方向に直交する水平方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the falling liquid film type evaporator from the horizontal direction orthogonal to the longitudinal direction of a tank. 図3のI−I断面図(蒸気出口管から遠い部分)である。It is II sectional drawing (part far from a vapor | steam exit pipe | tube) of FIG. 図3のII−II断面図(蒸気出口管に近い部分)である。It is II-II sectional drawing of FIG. 3 (part near a steam outlet pipe). 図4の左上半分を拡大した図であって、ガス冷媒や液冷媒の流れを示す図である。It is the figure which expanded the upper left half of FIG. 4, Comprising: It is a figure which shows the flow of a gas refrigerant or a liquid refrigerant. 図5の左上半分を拡大した図であって、ガス冷媒や液冷媒の流れを示す図である。It is the figure which expanded the upper left half of FIG. 5, Comprising: It is a figure which shows the flow of a gas refrigerant or a liquid refrigerant. 図2の液冷媒散布装置付近を拡大した図であって、ガス冷媒や液冷媒の流れを示す図である。It is the figure which expanded the liquid refrigerant spraying device vicinity of FIG. 2, Comprising: It is a figure which shows the flow of a gas refrigerant or a liquid refrigerant. 液冷媒散布装置に隙間狭小化部材を設けない場合における図6に対応する図である。It is a figure corresponding to Drawing 6 in the case where a gap narrowing member is not provided in a liquid refrigerant distribution device. 液冷媒散布装置に隙間狭小化部材を設けない場合における図7に対応する図である。It is a figure corresponding to Drawing 7 in the case where a gap narrowing member is not provided in a liquid refrigerant distribution device. 液冷媒散布装置に隙間狭小化部材を設けない場合における図8に対応する図である。It is a figure corresponding to Drawing 8 in the case where a gap narrowing member is not provided in a liquid refrigerant distribution device.

以下、本発明にかかる流下液膜式蒸発器の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる流下液膜式蒸発器の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a falling film evaporator according to the present invention and modifications thereof will be described with reference to the drawings. The specific configuration of the falling liquid film evaporator according to the present invention is not limited to the following embodiments and modifications thereof, and can be changed without departing from the scope of the invention.

<全体>
図1は、本発明の一実施形態にかかる流下液膜式蒸発器1の外観図である。流下液膜式蒸発器1は、ターボ冷凍機等の比較的大容量の冷凍装置の蒸発器として使用されるものである。具体的には、このような冷凍装置においては、流下液膜式蒸発器1とともに、圧縮機や放熱器、膨張機構等(図示せず)が設けられており、これらの機器によって蒸気圧縮式の冷媒回路が構成されている。そして、このような蒸気圧縮式の冷媒回路において、圧縮機から吐出されたガス冷媒は、放熱器において放熱する。この放熱器において放熱した冷媒は、膨張機構において減圧されることによって気液二相状態の冷媒になる。この気液二相状態の冷媒は、流下液膜式蒸発器1内に流入し、水やブライン等の熱媒体との熱交換によって蒸発してガス冷媒となって、流下液膜式蒸発器1から流出する。この流下液膜式蒸発器1から流出したガス冷媒は、再び、圧縮機に送られる。一方、水やブライン等の熱媒体との熱交換によって蒸発しきれなかった液冷媒は、液冷媒戻し管等(図示せず)を通じて流下液膜式蒸発器1内に流入する気液二相状態の冷媒と合流して、再び、流下液膜式蒸発器1内に流入する。
<Overall>
FIG. 1 is an external view of a falling liquid film evaporator 1 according to an embodiment of the present invention. The falling liquid film evaporator 1 is used as an evaporator of a relatively large-capacity refrigeration apparatus such as a turbo refrigerator. Specifically, in such a refrigeration system, a falling liquid film evaporator 1 is provided with a compressor, a radiator, an expansion mechanism, and the like (not shown). A refrigerant circuit is configured. In such a vapor compression refrigerant circuit, the gas refrigerant discharged from the compressor radiates heat in the radiator. The refrigerant that has radiated heat in the radiator becomes a gas-liquid two-phase refrigerant by being decompressed in the expansion mechanism. The refrigerant in the gas-liquid two-phase state flows into the falling liquid film evaporator 1, evaporates by heat exchange with a heat medium such as water or brine, and becomes a gas refrigerant, and the falling liquid film evaporator 1 Spill from. The gas refrigerant flowing out of the falling liquid film evaporator 1 is sent again to the compressor. On the other hand, the liquid refrigerant that could not be evaporated by heat exchange with a heat medium such as water or brine flows into the falling liquid film evaporator 1 through a liquid refrigerant return pipe or the like (not shown). The refrigerant flows into the falling liquid film evaporator 1 again.

そして、ここでは、流下液膜式蒸発器1として、横置きのシェルアンドチューブ型熱交換器が採用されている。流下液膜式蒸発器1は、図1〜図5に示すように、主として、タンク10と、伝熱管群20と、液冷媒散布装置30とを有している。ここで、図2は、流下液膜式蒸発器1の内部構造を示す斜視図である。図3は、流下液膜式蒸発器1をタンク10の長手方向に直交する水平方向から見た断面図である。図4は、図3のI−I断面図(蒸気出口管18から遠い部分)である。図5は、図3のII−II断面図(蒸気出口管18に近い部分)である。尚、以下の説明において使用している「上」、「下」、「左」、「右」、「水平」等の方向を示す文言は、図1に示す流下液膜式蒸発器1の使用時の設置状態における方向を意味する。   Here, a horizontal shell and tube heat exchanger is employed as the falling liquid film evaporator 1. As shown in FIGS. 1 to 5, the falling liquid film evaporator 1 mainly includes a tank 10, a heat transfer tube group 20, and a liquid refrigerant spraying device 30. Here, FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the falling liquid film evaporator 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of the falling liquid film evaporator 1 viewed from a horizontal direction orthogonal to the longitudinal direction of the tank 10. 4 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 3 (part far from the steam outlet pipe 18). 5 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 3 (portion close to the steam outlet pipe 18). It should be noted that the terms used in the following description, such as “up”, “down”, “left”, “right”, “horizontal”, etc., refer to the use of the falling film evaporator 1 shown in FIG. It means the direction in the installation state at the time.

<タンク>
タンク10は、主として、シェル11と、ヘッド12a、12bとを有している。シェル11は、ここでは、長手方向の両端部が開口した横置き円筒形状の部材である。ヘッド12a、12bは、シェル11の長手方向の両端部の開口を閉じる椀形状の部材である。ここで、図1〜図3において、シェル12a、12bのうちシェル11の左側に配置されたものをヘッド12aとし、シェル11の右側に配置されたものをヘッド12bとする。
<Tank>
The tank 10 mainly has a shell 11 and heads 12a and 12b. Here, the shell 11 is a horizontally-placed cylindrical member that is open at both ends in the longitudinal direction. The heads 12 a and 12 b are hook-shaped members that close the openings at both ends in the longitudinal direction of the shell 11. Here, in FIGS. 1 to 3, the shell 12a, 12b arranged on the left side of the shell 11 is referred to as a head 12a, and the shell 12a, 12b arranged on the right side of the shell 11 is referred to as a head 12b.

また、ヘッド12aとシェル11との間には、管板13aが挟まれるように配置されている。ヘッド12bとシェル11との間にも、管板13bが挟まれるように配置されている。管板13a、13bは、略円板形状の部材であり、伝熱管群20を構成する複数の伝熱管21の長手方向の両端部を挿入した状態で固定するための管孔(図示せず)が形成されている。これにより、タンク10内の空間は、ヘッド12aと管板13aとによって囲まれるヘッド空間SH1と、シェル11と管板13a、13bとによって囲まれるシェル空間SSと、ヘッド12aと管板13aとによって囲まれるヘッド空間SH2とに水平方向に分割されている。   Moreover, it arrange | positions so that the tube sheet 13a may be pinched | interposed between the head 12a and the shell 11. FIG. Between the head 12b and the shell 11, it arrange | positions so that the tube sheet 13b may be pinched | interposed. The tube plates 13a and 13b are substantially disk-shaped members, and tube holes (not shown) for fixing in a state where both ends in the longitudinal direction of the plurality of heat transfer tubes 21 constituting the heat transfer tube group 20 are inserted. Is formed. Thereby, the space in the tank 10 is defined by the head space SH1 surrounded by the head 12a and the tube plate 13a, the shell space SS surrounded by the shell 11 and the tube plates 13a and 13b, and the head 12a and the tube plate 13a. It is divided in a horizontal direction into an enclosed head space SH2.

また、ヘッド12aには、熱媒体入口管14と熱媒体出口管15とが設けられている。熱媒体入口管14は、熱媒体をタンク10のヘッド空間SH1内に流入させるための管部材であり、ここでは、ヘッド12aの下部に設けられている。熱媒体出口管15は、熱媒体をタンク10のヘッド12a外に流出させるための管部材であり、ここでは、ヘッド12aの上部に設けられている。また、ヘッド空間SH1は、ヘッド空間区画板16によって、熱媒体入口管14に連通する下部ヘッド空間SHiと、熱媒体出口管15に連通する上部ヘッド空間SHoとに上下方向に分割されている。これにより、熱媒体入口管14を通じてヘッド12aの下部ヘッド空間SHi内に流入した熱媒体は、下部ヘッド空間SHiに連通する複数の伝熱管21(ここでは、伝熱管群20の下部を構成する複数の伝熱管21)に流入して、ヘッド空間SH2に送られる。このヘッド空間SH2に送られた熱媒体は、ヘッド空間SH2内を上方に折り返すように流れた後に、上部ヘッド空間SHiに連通する複数の伝熱管(ここでは、伝熱管群20の上部を構成する複数の伝熱管21)に流入して、上部ヘッド空間SHoに送られる。この上部ヘッド空間SHoに送られた熱媒体は、熱媒体出口管15を通じて上部ヘッド空間SHo外に流出する(すなわち、流下液膜式蒸発器1から流出する)。   The head 12 a is provided with a heat medium inlet pipe 14 and a heat medium outlet pipe 15. The heat medium inlet pipe 14 is a pipe member for allowing the heat medium to flow into the head space SH1 of the tank 10, and is provided below the head 12a in this case. The heat medium outlet pipe 15 is a pipe member for allowing the heat medium to flow out of the head 12a of the tank 10, and is provided in the upper part of the head 12a in this case. The head space SH1 is divided by the head space partition plate 16 into a lower head space SHi that communicates with the heat medium inlet pipe 14 and an upper head space SHo that communicates with the heat medium outlet pipe 15 in the vertical direction. Thus, the heat medium flowing into the lower head space SHi of the head 12a through the heat medium inlet pipe 14 is a plurality of heat transfer tubes 21 (here, a plurality of lower heat transfer tube groups 20 constituting the lower portion of the heat transfer tube group 20). In the heat transfer tube 21) and sent to the head space SH2. The heat medium sent to the head space SH2 flows so as to be folded upward in the head space SH2, and then constitutes a plurality of heat transfer tubes (here, the upper portion of the heat transfer tube group 20) communicating with the upper head space SHi. It flows into the plurality of heat transfer tubes 21) and is sent to the upper head space SHo. The heat medium sent to the upper head space SHo flows out of the upper head space SHo through the heat medium outlet pipe 15 (that is, flows out from the falling liquid film evaporator 1).

また、シェル11には、冷媒入口管17と蒸気出口管18と液出口管19とが設けられている。冷媒入口管17は、気液二相状態の冷媒をタンク10のシェル空間SS内に流入させるための管部材であり、ここでは、シェル11の上部、かつ、シェル11の長手方向の左寄りの部分に設けられている。蒸気出口管18は、伝熱管群20において蒸発することによって生成したガス冷媒をタンク10のシェル空間SS外に流出させるための管部材であり、ここでは、シェル11の上部、かつ、シェル11の長手方向の略中央部分に設けられている。液出口管19は、伝熱管群20において蒸発しきれなかった液冷媒をタンク10のシェル空間SS外に流出させるための管部材であり、ここでは、シェル11の下部、かつ、シェル11の長手方向の略中央部分に設けられている。これにより、冷媒入口管17を通じてタンク10のシェル空間SS内に供給された気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒は、液冷媒散布装置30によって、伝熱管群20に流下する。伝熱管群20に流下した液冷媒は、伝熱管群20を構成する伝熱管21内を流れる熱媒体との熱交換によって蒸発してガス冷媒となる。伝熱管群20において蒸発することによって生成したガス冷媒は、蒸気出口管18に向かって上方に流れて、タンク10のシェル空間SS内に供給された気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒とともに、蒸気出口管18を通じてタンク10のシェル空間SS外に流出する。このタンク10のシェル空間SS外に流出したガス冷媒は、再び、圧縮機に送られる。一方、伝熱管群20において蒸発しきれなかった液冷媒は、タンク10のシェル空間SSの下部に設けられた液出口管19を通じてタンク10のシェル空間SS外に流出する。このタンク10のシェル空間SS外に流出した液冷媒は、液冷媒戻し管等を通じてタンク10のシェル空間SS内に流入する気液二相状態の冷媒と合流して、再び、冷媒入口管17を通じてタンク10のシェル空間SS内に流入する。   The shell 11 is provided with a refrigerant inlet pipe 17, a steam outlet pipe 18, and a liquid outlet pipe 19. The refrigerant inlet pipe 17 is a pipe member for allowing the gas-liquid two-phase refrigerant to flow into the shell space SS of the tank 10. Here, the upper part of the shell 11 and the left part of the shell 11 in the longitudinal direction. Is provided. The steam outlet pipe 18 is a pipe member for allowing the gas refrigerant generated by evaporation in the heat transfer pipe group 20 to flow out of the shell space SS of the tank 10. Here, the upper part of the shell 11 and the shell 11 It is provided at a substantially central portion in the longitudinal direction. The liquid outlet pipe 19 is a pipe member for allowing the liquid refrigerant that has not been evaporated in the heat transfer pipe group 20 to flow out of the shell space SS of the tank 10. Here, the lower part of the shell 11 and the longitudinal length of the shell 11 are used. It is provided at a substantially central portion in the direction. Thereby, the liquid refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the shell space SS of the tank 10 through the refrigerant inlet pipe 17 flows down to the heat transfer tube group 20 by the liquid refrigerant spraying device 30. The liquid refrigerant flowing down to the heat transfer tube group 20 evaporates by heat exchange with the heat medium flowing in the heat transfer tube 21 constituting the heat transfer tube group 20 and becomes a gas refrigerant. The gas refrigerant generated by evaporating in the heat transfer tube group 20 flows upward toward the steam outlet pipe 18 and is a gas refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the shell space SS of the tank 10. At the same time, it flows out of the shell space SS of the tank 10 through the steam outlet pipe 18. The gas refrigerant that has flowed out of the shell space SS of the tank 10 is sent again to the compressor. On the other hand, the liquid refrigerant that could not be evaporated in the heat transfer tube group 20 flows out of the shell space SS of the tank 10 through the liquid outlet pipe 19 provided in the lower part of the shell space SS of the tank 10. The liquid refrigerant that has flowed out of the shell space SS of the tank 10 merges with the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the shell space SS of the tank 10 through a liquid refrigerant return pipe or the like, and again through the refrigerant inlet pipe 17. It flows into the shell space SS of the tank 10.

尚、ここでは、ヘッド空間区画板16によってヘッド空間SH1を上下に2分割することによって熱媒体がヘッド空間SH1からヘッド空間SH2を折り返すように流れる2パスの構成を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、1パスであってもよいし、3パス以上であってもよい。また、ここでは、シェル11の長手方向の両端部に管板13a、13b及びヘッド12a、12bが設けられたタンク10を採用し、直管状の伝熱管21からなる伝熱管群20をシェル11内に配置した構成を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、シェルの長手方向の一端部だけに管板及びヘッドを設けたタンクを採用し、U字管状の伝熱管からなる伝熱管群をシェル内に配置した構成を採用してもよい。   Here, a two-pass configuration is adopted in which the head space SH1 is divided into two parts by the head space partition plate 16 so that the heat medium flows back from the head space SH1 to the head space SH2. It is not limited. For example, it may be 1 pass or 3 passes or more. In addition, here, the tank 10 in which the tube plates 13 a and 13 b and the heads 12 a and 12 b are provided at both ends in the longitudinal direction of the shell 11 is adopted, and the heat transfer tube group 20 including the straight tube heat transfer tubes 21 is placed in the shell 11. However, the present invention is not limited to this. For example, a tank in which a tube plate and a head are provided only at one end in the longitudinal direction of the shell may be employed, and a configuration in which a heat transfer tube group including U-shaped heat transfer tubes is disposed in the shell may be employed.

<伝熱管群>
伝熱管群20は、タンク10の長手方向に沿って延びる複数の伝熱管21を有している。伝熱管群20は、タンク10の長手方向から見た際に、タンク10のシェル空間SS内の水平方向の略中央で、かつ、上下方向の下寄りの部分に配置されている。複数の伝熱管21は、タンク10の長手方向から見た際に、多段多列に配置されており、ここでは、11列×9段の千鳥配列になるように配置されている。伝熱管21の長手方向の両端部は、管板13a、13bまで延びており、管板13a、13bの管孔(図示せず)に挿入された状態で固定されている。そして、伝熱管群20の上下方向の上寄りの部分を構成する伝熱管21の長手方向の両端部は、ヘッド空間SH2の下部及び下部ヘッド空間SHiに連通しており、伝熱管群20の上下方向の下寄りの部分を構成する伝熱管21の長手方向の両端部は、ヘッド空間SH2の上部及び上部ヘッド空間SHoに連通している。
<Heat transfer tube group>
The heat transfer tube group 20 has a plurality of heat transfer tubes 21 extending along the longitudinal direction of the tank 10. When viewed from the longitudinal direction of the tank 10, the heat transfer tube group 20 is disposed at a substantially horizontal center in the shell space SS of the tank 10 and at a lower portion in the vertical direction. The plurality of heat transfer tubes 21 are arranged in multiple stages and multiple rows when viewed from the longitudinal direction of the tank 10, and are arranged in a staggered arrangement of 11 rows × 9 stages here. Both ends of the heat transfer tube 21 in the longitudinal direction extend to the tube plates 13a and 13b, and are fixed in a state of being inserted into tube holes (not shown) of the tube plates 13a and 13b. Then, both end portions in the longitudinal direction of the heat transfer tubes 21 constituting the upper portion in the vertical direction of the heat transfer tube group 20 communicate with the lower portion of the head space SH2 and the lower head space SHi. Both ends in the longitudinal direction of the heat transfer tube 21 constituting the lower portion of the direction communicate with the upper portion of the head space SH2 and the upper head space SHo.

尚、伝熱管群20を構成する伝熱管21の本数や配列は、本実施形態における本数や配列に限定されるものではなく、種々の本数や配列が採用可能である。また、シェルの長手方向の一端部だけに管板及びヘッドを設けたタンクを採用する場合には、U字管状の伝熱管を採用してもよい。   The number and arrangement of the heat transfer tubes 21 constituting the heat transfer tube group 20 are not limited to the number and arrangement in the present embodiment, and various numbers and arrangements can be adopted. Further, when a tank having a tube plate and a head provided only at one end in the longitudinal direction of the shell is employed, a U-shaped heat transfer tube may be employed.

<液冷媒散布装置>
−基本構成−
液冷媒散布装置30は、タンク10のシェル空間SS内の伝熱管群20と蒸気出口管18との上下方向間に配置されている。液冷媒散布装置30は、主として、ヘッダ管31と、冷媒桶33と、上部カバー36とを有している。
<Liquid refrigerant spraying device>
-Basic configuration-
The liquid refrigerant distribution device 30 is disposed between the heat transfer tube group 20 and the steam outlet tube 18 in the shell space SS of the tank 10 in the vertical direction. The liquid refrigerant distribution device 30 mainly includes a header pipe 31, a refrigerant bowl 33, and an upper cover 36.

ヘッダ管31は、冷媒入口管17を通じてタンク10のシェル空間SS内に供給される気液二相状態の冷媒を冷媒桶33(ここでは、1段冷媒桶34)に導くための管部材である。ヘッダ管31は、タンク10の長手方向に沿って延びる管部材である。ヘッダ管31の一端部(ここでは、左側の端部)は、冷媒入口管17に接続されている。ヘッダ管31は、ここでは、タンク10の長手方向から見た断面が略矩形形状を有している。ヘッダ管31の上壁31a及び側壁31bの上部には、冷媒入口管17が接続されている端部(ここでは、左側の端部)及びヘッダ31の長手方向の両端壁を除いて、ヘッダ管31を流れる気液二相状態の冷媒を1段冷媒桶33に流出させるための多数のヘッダ管冷媒孔31cが形成されている。   The header pipe 31 is a pipe member for guiding the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the shell space SS of the tank 10 through the refrigerant inlet pipe 17 to the refrigerant bowl 33 (here, the first-stage refrigerant bowl 34). . The header pipe 31 is a pipe member that extends along the longitudinal direction of the tank 10. One end portion (here, the left end portion) of the header pipe 31 is connected to the refrigerant inlet pipe 17. Here, the header tube 31 has a substantially rectangular cross section when viewed from the longitudinal direction of the tank 10. The header pipe except for the end portion (here, the left end portion) to which the refrigerant inlet pipe 17 is connected and the both end walls in the longitudinal direction of the header 31 are provided above the upper wall 31a and the side wall 31b of the header pipe 31. A number of header pipe refrigerant holes 31 c for allowing the gas-liquid two-phase refrigerant flowing through 31 to flow out to the first-stage refrigerant tank 33 are formed.

また、ヘッダ管31には、冷媒入口管17が接続されている端部(ここでは、ヘッダ管31の左側の端部)を除いて、ヘッダ管31の外周側に隙間を空けた状態でヘッダ管31の上壁31a及び側壁31bの上部の外周側に覆う気液分離部材32が設けられている。気液分離部材32は、タンク10の長手方向から見た断面が下向きの略U字形状を有している。そして、気液分離部材32には、多数のヘッダ管通気孔32aが形成されている。ヘッダ管通気孔32aは、ヘッダ管31内を流れる冷媒入口管17を通じてタンク10のシェル空間SS内に供給される気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒の通過を許容し、かつ、ヘッダ管31内を流れる冷媒入口管17を通じてタンク10のシェル空間SS内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒の通過を抑制するための孔である。   In addition, the header pipe 31 is provided with a gap on the outer peripheral side of the header pipe 31 except for an end to which the refrigerant inlet pipe 17 is connected (here, the left end of the header pipe 31). A gas-liquid separation member 32 that covers the outer peripheral side of the upper part of the upper wall 31a and the side wall 31b of the pipe 31 is provided. The gas-liquid separation member 32 has a substantially U shape with a cross section viewed downward from the longitudinal direction of the tank 10. The gas-liquid separation member 32 is formed with a number of header pipe vent holes 32a. The header pipe vent 32a allows passage of gas refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the shell space SS of the tank 10 through the refrigerant inlet pipe 17 flowing in the header pipe 31, and the header. This is a hole for suppressing the passage of liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the shell space SS of the tank 10 through the refrigerant inlet pipe 17 flowing in the pipe 31.

冷媒桶33は、タンク10のシェル11に設けられた冷媒入口管17を通じてタンク10のシェル空間SS内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒を溜めた後に下方の伝熱管群20に流下させるための桶状部材である。冷媒桶33は、主として、1段冷媒桶34と2段冷媒桶35とを有している。   The refrigerant tank 33 stores the liquid refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the shell space SS of the tank 10 through the refrigerant inlet pipe 17 provided in the shell 11 of the tank 10 and then lowers the heat transfer pipe. It is a bowl-shaped member for allowing the group 20 to flow down. The refrigerant tank 33 mainly has a first-stage refrigerant tank 34 and a second-stage refrigerant tank 35.

1段冷媒桶34は、タンク10のシェル11に設けられた冷媒入口管17を通じてタンク10のシェル空間SS内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒を溜めた後に下方に流下させる桶状部材である。1段冷媒桶34は、タンク10の長手方向に沿って延びている。1段冷媒桶34は、ここでは、タンク10の長手方向から見た断面が上向きの略U字形状を有している。1段冷媒桶34の底壁34a上には、ヘッダ管31が配置されている。これにより、冷媒入口管17を通じてタンク10のシェル空間SS内に供給される気液二相状態の冷媒は、ヘッダ管31のヘッダ管冷媒孔31c及び気液分離部材32のヘッダ管通気孔32aを通じて、1段冷媒桶34内に導かれる。このとき、ヘッダ管31から1段冷媒桶34内に導かれる気液二相状態の冷媒は、気液分離部材32によって気液分離される。すなわち、気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒の大部分は、気液分離部材32のヘッダ管通気孔32aを通過せずに、1段冷媒桶34に導かれて、1段冷媒桶34に溜まる。1段冷媒桶34に溜まった液冷媒は、1段冷媒桶34の底壁34aに形成された複数の液冷媒流下孔34cを通じて、下方の2段冷媒桶35に流下する。一方、気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒は、気液分離部材32のヘッダ管通気孔32aを通過して、1段冷媒桶34の直上の1段冷媒桶直上空間SSd1(ここでは、上部カバー36と1段冷媒桶34との上下方向間の空間)に導かれる。1段冷媒桶直上空間SSd1に導かれたガス冷媒は、蒸気出口管18に向かって上方に流れて、伝熱管群20において蒸発することによって生成したガス冷媒とともに、蒸気出口管18を通じてタンク10のシェル空間SS外に流出する。   The first-stage refrigerant tank 34 stores liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the shell space SS of the tank 10 through the refrigerant inlet pipe 17 provided in the shell 11 of the tank 10 and then moves downward. It is a bowl-shaped member to flow down. The first stage refrigerant tank 34 extends along the longitudinal direction of the tank 10. Here, the first-stage refrigerant tank 34 has a substantially U-shaped cross section as viewed from the longitudinal direction of the tank 10. A header pipe 31 is disposed on the bottom wall 34 a of the first-stage refrigerant bowl 34. Thus, the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the shell space SS of the tank 10 through the refrigerant inlet pipe 17 passes through the header pipe refrigerant hole 31 c of the header pipe 31 and the header pipe vent hole 32 a of the gas-liquid separation member 32. It is guided into the first stage refrigerant tank 34. At this time, the gas-liquid two-phase refrigerant guided from the header pipe 31 into the first-stage refrigerant tank 34 is gas-liquid separated by the gas-liquid separation member 32. That is, most of the liquid refrigerant in the gas-liquid two-phase state is not led through the header pipe vent 32a of the gas-liquid separation member 32, but is guided to the first-stage refrigerant tank 34, and the first-stage refrigerant tank It collects in 34. The liquid refrigerant accumulated in the first-stage refrigerant tank 34 flows down to the lower two-stage refrigerant tank 35 through a plurality of liquid refrigerant flow holes 34c formed in the bottom wall 34a of the first-stage refrigerant tank 34. On the other hand, the gas refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant passes through the header pipe vent 32a of the gas-liquid separation member 32 and passes directly above the first-stage refrigerant tank 34 to the space SSd1 (here, the first-stage refrigerant tank 34). , The space between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank 34 in the vertical direction). The gas refrigerant guided to the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant flow flows upward toward the vapor outlet pipe 18 and together with the gas refrigerant generated by evaporation in the heat transfer pipe group 20, the vapor refrigerant in the tank 10 through the vapor outlet pipe 18. It flows out of the shell space SS.

2段冷媒桶35は、1段冷媒桶34から流下する液冷媒を溜めた後に下方の伝熱管群20に流下させる桶状部材である。2段冷媒桶35は、タンク10の長手方向に沿って延びている。2段冷媒桶35は、ここでは、タンク10の長手方向から見た断面が上向きの略U字形状を有している。2段冷媒桶35は、2段冷媒桶35を下方から見た際(2段冷媒桶35をタンク10の長手方向に沿って見た際も同様)に、1段冷媒桶34よりも外側まではみだしている。すなわち、2段冷媒桶35をタンク10の長手方向に沿って見た際に、2段冷媒桶35の側壁35bは、1段冷媒桶34の側壁34bよりも外側に配置されている。これにより、1段冷媒桶34から流下する液冷媒は、2段冷媒桶35に導かれて、2段冷媒桶35に溜まる。2段冷媒桶35に溜まった液冷媒は、2段冷媒桶35の底壁35aに形成された複数の液冷媒流下孔35cを通じて、下方の伝熱管群20に流下する。ここで、1段冷媒桶34と2段冷媒桶35との上下方向間の空間を2段冷媒桶直上空間SSd2とする。   The second-stage refrigerant bowl 35 is a bowl-shaped member that stores the liquid refrigerant flowing down from the first-stage refrigerant bowl 34 and then flows down to the heat transfer tube group 20 below. The two-stage refrigerant tank 35 extends along the longitudinal direction of the tank 10. Here, the two-stage refrigerant tank 35 has a substantially U-shaped cross section as viewed from the longitudinal direction of the tank 10. The second-stage refrigerant tank 35 extends to the outside of the first-stage refrigerant tank 34 when the second-stage refrigerant tank 35 is viewed from below (the same applies when the second-stage refrigerant tank 35 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10). It is sticking out. That is, when the second-stage refrigerant bowl 35 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10, the side wall 35 b of the second-stage refrigerant bowl 35 is disposed outside the side wall 34 b of the first-stage refrigerant bowl 34. Thereby, the liquid refrigerant flowing down from the first-stage refrigerant tank 34 is guided to the second-stage refrigerant tank 35 and accumulated in the second-stage refrigerant tank 35. The liquid refrigerant accumulated in the second-stage refrigerant tank 35 flows down to the lower heat transfer tube group 20 through a plurality of liquid refrigerant flow holes 35c formed in the bottom wall 35a of the second-stage refrigerant tank 35. Here, the space between the first-stage refrigerant tank 34 and the second-stage refrigerant tank 35 in the vertical direction is defined as a space SSd2 immediately above the second-stage refrigerant tank.

上部カバー36は、冷媒桶33(ここでは、1段冷媒桶34)の上方に隙間を空けて配置されており、冷媒桶33(ここでは、1段冷媒桶34)の上方を覆う屋根状部材である。上部カバー36は、冷媒入口管17がヘッダ管31に接続されている端部(ここでは、ヘッダ管31の左側の端部)を除いて、タンク10の長手方向に沿って延びている。上部カバー36は、ここでは、タンク10の長手方向から見た断面が下向きの略U字形状を有している。ここでは、上部カバー36は、タンク10の長手方向から見た断面が水平板状の上壁36aと、上壁36aの端部から斜め下方に延びる側壁36bとを有している。また、上部カバー36をタンク10の長手方向に沿って見た際に、上部カバー36には、ヘッダ管31及び気液分離部材32よりも外側で、かつ、1段冷媒桶34の側壁34bよりも内側の位置に、下方に向かって突出する突出壁36cが設けられている。突出壁36cは、タンク10の長手方向に沿って延びている。そして、上部カバー36は、上部カバー36を上方から見た際(上部カバー36をタンク10の長手方向に沿って見た場合も同様)に、1段冷媒桶34を覆うとともに1段冷媒桶34よりも外側まではみ出している。すなわち、上部カバー36をタンク10の長手方向に沿って見た際に、上部カバー36の側壁36bの端部は、1段冷媒桶34の側壁34bよりも外側に配置されている。また、上部カバー36をタンク10の長手方向に沿って見た際に、上部カバー36の側壁36bの端部は、2段冷媒桶35の側壁35bの概ね直上位置に位置している。そして、タンク10のシェル空間SS内には、上部カバー36と冷媒桶33(ここでは、2段冷媒桶35)との上下方向間の空間である散布装置空間SSdが形成されている。散布装置空間SSdは、上記の1段冷媒桶直上空間SSd1と、上記の2段冷媒桶直上空間SSd2と、1段冷媒桶側方空間SSd3とを有している。ここで、1段冷媒桶側方空間SSd3は、液冷媒散布装置30をタンク10の長手方向に沿って見た際に、2段冷媒桶35の上側でかつ1段冷媒桶34の側壁34bよりも外側の空間である。また、タンク10のシェル空間SSのうち散布装置空間SSdを除く空間は、伝熱管群20において蒸発することによって生成したガス冷媒が蒸気出口管18に向かう蒸気主流路空間SSvになっている。蒸気主流路空間SSvは、液冷媒散布装置30をタンク10の長手方向に沿って見た際に、上部カバー36の側壁36bの端部と2段冷媒桶35の側壁35bの上端の上下方向間の隙間を通じて、散布装置空間SSdの1段冷媒桶側方空間SSd3と連通している。   The upper cover 36 is disposed above the refrigerant bowl 33 (here, the first-stage refrigerant bowl 34) with a gap therebetween, and covers the upper side of the refrigerant bowl 33 (here, the first-stage refrigerant bowl 34). It is. The upper cover 36 extends along the longitudinal direction of the tank 10 except for the end where the refrigerant inlet pipe 17 is connected to the header pipe 31 (here, the left end of the header pipe 31). Here, the upper cover 36 has a substantially U shape with a cross section viewed downward from the longitudinal direction of the tank 10. Here, the upper cover 36 has an upper wall 36a having a horizontal plate-like cross section viewed from the longitudinal direction of the tank 10, and a side wall 36b extending obliquely downward from an end of the upper wall 36a. Further, when the upper cover 36 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10, the upper cover 36 is outside the header pipe 31 and the gas-liquid separation member 32 and from the side wall 34 b of the first-stage refrigerant tank 34. A protruding wall 36c protruding downward is also provided at the inner position. The protruding wall 36 c extends along the longitudinal direction of the tank 10. The upper cover 36 covers the first-stage refrigerant tank 34 and the first-stage refrigerant tank 34 when the upper cover 36 is viewed from above (the same applies when the upper cover 36 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10). It extends beyond the outside. That is, when the upper cover 36 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10, the end portion of the side wall 36 b of the upper cover 36 is disposed outside the side wall 34 b of the first-stage refrigerant tank 34. Further, when the upper cover 36 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10, the end portion of the side wall 36 b of the upper cover 36 is positioned almost directly above the side wall 35 b of the second-stage refrigerant tank 35. In the shell space SS of the tank 10, a spraying device space SSd that is a space between the upper cover 36 and the refrigerant bowl 33 (here, the two-stage refrigerant bowl 35) in the vertical direction is formed. The spraying device space SSd includes the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant tank, the space SSd2 directly above the second-stage refrigerant tank, and the first-stage refrigerant tank side space SSd3. Here, the first-stage refrigerant tank side space SSd3 is located above the second-stage refrigerant tank 35 and from the side wall 34b of the first-stage refrigerant tank 34 when the liquid refrigerant distribution device 30 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10. Is also the outer space. The space excluding the spraying device space SSd in the shell space SS of the tank 10 is a steam main flow path space SSv in which the gas refrigerant generated by evaporation in the heat transfer tube group 20 is directed to the steam outlet pipe 18. When the liquid refrigerant spray device 30 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10, the vapor main flow path space SSv is between the end of the side wall 36 b of the upper cover 36 and the upper end of the side wall 35 b of the second-stage refrigerant tank 35. Is communicated with the first stage refrigerant side space SSd3 of the spraying device space SSd.

このように、ここでは、液冷媒散布装置30の基本構成として、上部カバー36、1段冷媒桶34及び2段冷媒桶35を有するものが採用されている。そして、このような液冷媒散布装置30と、複数の伝熱管21を有する伝熱管群20とによって、伝熱管21内を流れる熱媒体と2段冷媒桶35から流下する液冷媒との熱交換によって液冷媒を蒸発させる流下液膜式蒸発器1が構成されている。   As described above, as the basic configuration of the liquid refrigerant spraying device 30, one having the upper cover 36, the first-stage refrigerant bowl 34, and the second-stage refrigerant bowl 35 is employed. Then, by such a liquid refrigerant spraying device 30 and the heat transfer tube group 20 having the plurality of heat transfer tubes 21, heat exchange between the heat medium flowing in the heat transfer tubes 21 and the liquid refrigerant flowing down from the two-stage refrigerant tank 35 is performed. A falling liquid film evaporator 1 that evaporates liquid refrigerant is configured.

しかも、ここでは、蒸気出口管18に近い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間を、蒸気出口管18から遠い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間よりも狭くするようにしている。そして、以下に詳述するように、上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間を蒸気出口管18に近い部分において蒸気出口管から遠い部分よりも狭くすることによって、上部カバー36に付着した液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象の発生を抑えるようにしている。   In addition, here, the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank 34 in the portion near the vapor outlet pipe 18 is narrower than the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant bowl 34 in the portion far from the vapor outlet pipe 18. Like to do. Then, as described in detail below, the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank 34 is attached to the upper cover 36 by making the gap near the vapor outlet pipe 18 narrower than the part far from the vapor outlet pipe 18. The occurrence of the carry-over phenomenon of liquid refrigerant droplets is suppressed.

−上部カバーに付着した液滴のキャリーオーバー現象を抑制する構成−
まず、上記のような上部カバー36、1段冷媒桶34及び2段冷媒桶35を有する液冷媒散布装置30において、図9〜図11に示すように、蒸気出口管18に近い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間を、蒸気出口管18から遠い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間よりも狭くしない場合(すなわち、後述の隙間狭小化部材40を設けない場合)を想定する。
-A configuration that suppresses the carry-over phenomenon of droplets adhering to the upper cover-
First, in the liquid refrigerant spraying device 30 having the upper cover 36, the first-stage refrigerant tank 34, and the second-stage refrigerant tank 35 as described above, as shown in FIGS. When the gap between the first stage refrigerant tank 34 and the first stage refrigerant tank 34 is not narrower than the gap between the upper cover 36 and the first stage refrigerant tank 34 in a portion far from the steam outlet pipe 18 (that is, a gap narrowing member 40 described later is not provided). Case).

この場合には、伝熱管群20によって蒸発したガス冷媒(図10及び図11のガス冷媒の流れを示す矢印A参照)がタンク10のシェル11の上部に設けられた蒸気出口管18に向かって流れるだけでなく、液冷媒散布装置30に流入した気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒(図10及び図11のガス冷媒を示す矢印B参照)も蒸気出口管18に向かって流れることになる。このとき、シェル11内のガス冷媒は、すべて蒸気出口管18に向かって流れるため、蒸気出口管18に近い部分(ここでは、シェル11の長手方向の中央部分)におけるガス冷媒の流速が、蒸気出口管18から遠い部分(ここでは、シェル11の長手方向の両端部)よりも高くなる傾向にある。   In this case, the gas refrigerant evaporated by the heat transfer tube group 20 (see arrow A indicating the flow of the gas refrigerant in FIGS. 10 and 11) is directed toward the vapor outlet pipe 18 provided at the upper portion of the shell 11 of the tank 10. In addition to flowing, gas refrigerant (see arrow B indicating the gas refrigerant in FIGS. 10 and 11) of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the liquid refrigerant spraying device 30 also flows toward the vapor outlet pipe 18. become. At this time, since all the gas refrigerant in the shell 11 flows toward the vapor outlet pipe 18, the flow rate of the gas refrigerant in the portion close to the vapor outlet pipe 18 (here, the central portion in the longitudinal direction of the shell 11) It tends to be higher than the portion far from the outlet pipe 18 (here, both ends in the longitudinal direction of the shell 11).

そして、1段冷媒桶直上空間SSd1に存在するガス冷媒(冷媒入口管17を通じて1段冷媒桶34に流入した気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒)が、上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間から流出するとともに(図9〜図11のガス冷媒の流れを示す矢印C参照)、1段冷媒桶直上空間SSd1に浮遊する液冷媒(冷媒入口管17を通じて1段冷媒桶に流入した気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒の一部)が、上部カバー36に付着することになる(図9及び図10の液冷媒の液滴を示す黒丸E参照)。このとき、蒸気出口管18から遠い部分(ここでは、シェル11の長手方向の両端部)においては、1段冷媒桶直上空間SSd1に存在するガス冷媒(図9及び図11のガス冷媒の流れを示す矢印C参照)や蒸気主流路空間SSvに存在するガス冷媒(図9及び図11のガス冷媒の流れを示す矢印D参照)が、2段冷媒桶直上空間SSd2や1段冷媒桶側方空間SSd3に流れ込みやすく、上部カバー36に付着した液冷媒の液滴(図9の液冷媒の液滴を示す黒丸E参照)は、蒸気出口管18に向かって流れることはない。しかし、蒸気出口管18に近い部分(ここでは、シェル11の長手方向の中央部)においては、蒸気出口管18に遠い部分における1段冷媒桶直上空間SSd1や蒸気主流路空間SSvから2段冷媒桶直上空間SSd2や1段冷媒桶側方空間SSd3に流れ込んだガス冷媒が集まるため、これによって生成する高い流速を持つガス冷媒が、1段冷媒桶直上空間SSd1に存在するガス冷媒(図10及び図11のガス冷媒を示す矢印B参照)とともに、蒸気出口管18に向かって流れることになる(図10及び図11のガス冷媒の流れを示す矢印F参照)。このような蒸気出口管18に近い部分における高い流速のガス冷媒によって、上部カバー36の蒸気出口管18に近い部分(ここでは、シェル11の長手方向の中央部)においては、上部カバー36に付着した液冷媒の液滴(図10の液冷媒の液滴を示す黒丸E参照)が運ばれて、蒸気出口管18を通じてタンク10のシェル11外に流出するキャリーオーバー現象が発生しやすくなる。   A gas refrigerant (a gas refrigerant in a gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the first-stage refrigerant tank 34 through the refrigerant inlet pipe 17) existing in the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant tank is transferred to the upper cover 36 and the first-stage refrigerant. The liquid refrigerant that flows out of the gap with the bowl 34 (see arrow C indicating the flow of the gas refrigerant in FIGS. 9 to 11) and floats in the space SSd1 directly above the first stage refrigerant bowl (through the refrigerant inlet pipe 17 into the first stage refrigerant bowl). A part of the refrigerant in the gas-liquid two-phase state that has flowed in adheres to the upper cover 36 (see black circle E showing the liquid refrigerant droplets in FIGS. 9 and 10). At this time, in the portion far from the steam outlet pipe 18 (here, both ends in the longitudinal direction of the shell 11), the gas refrigerant existing in the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant tank (the flow of the gas refrigerant in FIGS. 9 and 11). Gas refrigerant (see arrow D showing the flow of the gas refrigerant in FIGS. 9 and 11) existing in the steam main flow path space SSv is a space directly above the second stage refrigerant tank SSd2 or the side wall of the first refrigerant tank. The liquid refrigerant droplets that easily flow into the SSd 3 and adhere to the upper cover 36 (see the black circle E showing the liquid refrigerant droplets in FIG. 9) do not flow toward the vapor outlet pipe 18. However, in the portion close to the steam outlet pipe 18 (here, the central portion in the longitudinal direction of the shell 11), the two-stage refrigerant is formed from the space SSd1 directly above the steam outlet passage 18 and the main steam passage space SSv in the portion far from the steam outlet pipe 18. Since the gas refrigerant that has flowed into the upper space SSd2 and the first-stage refrigerant side space SSd3 gathers, the gas refrigerant having a high flow rate generated by this gas refrigerant present in the first-stage refrigerant upper space SSd1 (see FIG. 10 and FIG. 10). 11 (refer to arrow B indicating the gas refrigerant in FIG. 11) and flows toward the vapor outlet pipe 18 (see arrow F indicating the flow of the gas refrigerant in FIGS. 10 and 11). The gas refrigerant having a high flow velocity in the portion close to the vapor outlet pipe 18 adheres to the upper cover 36 in the portion near the vapor outlet pipe 18 of the upper cover 36 (here, the central portion in the longitudinal direction of the shell 11). The liquid refrigerant droplets (see black circle E indicating the liquid refrigerant droplets in FIG. 10) are carried, and a carry-over phenomenon that flows out of the shell 11 of the tank 10 through the vapor outlet pipe 18 is likely to occur.

これに対して、ここでは、上部カバー36、1段冷媒桶34及び2段冷媒桶35を有する液冷媒散布装置30において、図2〜図8に示すように、蒸気出口管18に近い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間を、蒸気出口管18から遠い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間よりも狭くするようにしている。具体的には、上部カバー36と1段冷媒桶34との間を繋ぐ隙間狭小化部材40を設けることによって、蒸気出口管18に近い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間を、蒸気出口管18から遠い部分における上部カバー36と1段冷媒桶との隙間よりも狭くしている。また、隙間狭小化部材40は、液冷媒散布装置30(すなわち、上部カバー36)の長手方向の中央部(ここでは、蒸気出口管18を中心にして上部カバー36の長手方向の長さの1/4倍〜1/3倍程度の長さ範囲)だけに設けられている。ここでは、隙間狭小化部材40は、液冷媒散布装置30をタンク10の長手方向に沿って見た際に、1段冷媒桶34の側壁34b(ここでは、側壁34bの上端部)と上部カバー36の上壁36aとを繋ぐように設けられている。また、ここでは、隙間狭小化部材40は、連通孔などが形成されていない板状部材からなり、蒸気出口管18に近い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間を完全になくすように設けられている、尚、隙間狭小化部材40は、蒸気出口管18に近い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間を蒸気出口管18から遠い部分における上部カバー36と1段冷媒桶との隙間よりも狭くすることができるのであれば、連通孔等の隙間がいくらか形成された板状部材であってもよい。また、隙間狭小化部材40は、上部カバー36及び1段冷媒桶34と別部材でなくてもよく、例えば、1段冷媒桶34の側壁34bの上端部から上方に延びるように1段冷媒桶34に一体に設けられていてもよいし、上部カバー36の上壁36aから下方に延びるように上部カバー36に一体に設けられていてもよい。   On the other hand, here, in the liquid refrigerant spray device 30 having the upper cover 36, the first-stage refrigerant tank 34, and the second-stage refrigerant tank 35, as shown in FIGS. The gap between the upper cover 36 and the first stage refrigerant bowl 34 is made narrower than the gap between the upper cover 36 and the first stage refrigerant bowl 34 at a portion far from the steam outlet pipe 18. Specifically, by providing a gap narrowing member 40 that connects between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant bowl 34, the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant bowl 34 in a portion close to the steam outlet pipe 18 is provided. The gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank at a portion far from the vapor outlet pipe 18 is narrower. Further, the gap narrowing member 40 is a central portion in the longitudinal direction of the liquid refrigerant spraying device 30 (that is, the upper cover 36) (here, the longitudinal length of the upper cover 36 around the steam outlet pipe 18 is 1). / 4 times to 1/3 times the length range). Here, when the liquid refrigerant disperser 30 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10, the gap narrowing member 40 includes the side wall 34 b (here, the upper end portion of the side wall 34 b) of the first-stage refrigerant bowl 34 and the upper cover. 36 is provided so as to connect the upper wall 36a. Further, here, the gap narrowing member 40 is made of a plate-like member in which no communication hole or the like is formed, and completely eliminates the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank 34 in a portion close to the steam outlet pipe 18. In addition, the gap narrowing member 40 is provided so that the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank 34 in the portion near the steam outlet pipe 18 is separated from the upper covers 36 and 1 in the portion far from the steam outlet pipe 18. If it can be made narrower than the gap with the staged refrigerant tank, it may be a plate-like member in which some gaps such as communication holes are formed. Further, the gap narrowing member 40 may not be a separate member from the upper cover 36 and the first-stage refrigerant bowl 34. For example, the first-stage refrigerant bowl 40 extends upward from the upper end of the side wall 34b of the first-stage refrigerant bowl 34. 34 may be provided integrally with the upper cover 36, or may be provided integrally with the upper cover 36 so as to extend downward from the upper wall 36 a of the upper cover 36.

また、ここでは、液冷媒散布装置30をタンク10の長手方向に沿って見た際に、隙間狭小化部材40が、気液分離部材32よりも冷媒の流れ方向の下流側の位置に設けられている。すなわち、蒸気出口管18に近い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間は、気液分離部材32に対してヘッダ管通気孔32aを通過する冷媒の流れ方向の下流側の位置において、蒸気出口管18から遠い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間よりも狭くなっている。さらに言い換えれば、蒸気出口管18に近い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間が狭くなっている部分よりも冷媒の流れの上流側に、気液分離部材32が設けられていることになる。   Here, when the liquid refrigerant spraying device 30 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10, the gap narrowing member 40 is provided at a position downstream of the gas-liquid separation member 32 in the refrigerant flow direction. ing. That is, the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank 34 in the portion near the vapor outlet pipe 18 is at a position downstream of the gas-liquid separation member 32 in the flow direction of the refrigerant passing through the header pipe vent hole 32a. The gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank 34 in a portion far from the vapor outlet pipe 18 is narrower. In other words, the gas-liquid separation member 32 is provided on the upstream side of the refrigerant flow with respect to the portion where the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant rod 34 is narrow in the portion near the vapor outlet pipe 18. It will be.

そして、上記のような隙間狭小化部材40によって、蒸気出口管18に近い部分における上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間から流出するガス冷媒の流量、及び、このガス冷媒に同伴して上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間から流出する液冷媒の量を少なくすることができる。このため、上部カバー36に付着する液冷媒の液滴の量を少なくしつつ、蒸気出口管18に近い部分におけるガス冷媒の流速を低下させることができる。これにより、ここでは、上部カバー36に付着した液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象を発生しにくくすることができる。   Then, by the gap narrowing member 40 as described above, the flow rate of the gas refrigerant flowing out from the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank 34 in the portion close to the vapor outlet pipe 18, and the gas refrigerant are accompanied. The amount of liquid refrigerant flowing out from the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant bowl 34 can be reduced. For this reason, the flow rate of the gas refrigerant in the portion close to the vapor outlet pipe 18 can be reduced while reducing the amount of liquid refrigerant droplets adhering to the upper cover 36. As a result, the carry-over phenomenon of the liquid refrigerant droplets adhering to the upper cover 36 can be made difficult to occur here.

すなわち、蒸気出口管18から遠い部分(ここでは、シェル11の長手方向の両端部)においては、1段冷媒桶直上空間SSd1に存在するガス冷媒(図6及び図8のガス冷媒の流れを示す矢印C参照)や蒸気主流路空間SSvに存在するガス冷媒(図6及び図8のガス冷媒の流れを示す矢印D参照)が、隙間狭小化部材40を設けない場合(図9及び図11のガス冷媒の流れを示す矢印C、D参照)と同様に、2段冷媒桶直上空間SSd2や1段冷媒桶側方空間SSd3に流れ込み、蒸気出口管18に近い部分(ここでは、シェル11の長手方向の中央部)で集まった後に、蒸気出口管18に向かって流れることになる(図7及び図8のガス冷媒の流れを示す矢印F参照)。しかし、蒸気出口管18に近い部分においては、隙間狭小化部材40を設けない場合(図10及び図11のガス冷媒の流れを示す矢印B、及び、図10の液冷媒の液滴を示す黒丸E参照)とは異なり、隙間狭小化部材40によって、1段冷媒桶直上空間SSd1からのガス冷媒の流量が小さくなり、上部カバー36に付着する液冷媒の液滴の量が少なくなる。これにより、上部カバー36に付着する液冷媒の液滴の量を少なくしつつ、蒸気出口管18に近い部分におけるガス冷媒の流速を低下させることができ、上部カバー36に付着した液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象を発生しにくくすることができる。しかも、隙間狭小化部材40が気液分離部材32よりも冷媒の流れ方向の下流側の位置に設けられているため、上部カバー36と1段冷媒桶34との隙間から流出する液冷媒の量をさらに少なくすることができ、上部カバー36に付着した液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象の発生の抑制に寄与している。   That is, in the portion far from the steam outlet pipe 18 (here, both ends in the longitudinal direction of the shell 11), the gas refrigerant existing in the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant tank (the flow of the gas refrigerant in FIGS. 6 and 8 is shown). The gas refrigerant (see arrow D indicating the flow of the gas refrigerant in FIGS. 6 and 8) existing in the steam main flow path space SSv and the vapor main flow path space SSv is not provided with the gap narrowing member 40 (see FIGS. 9 and 11). Similar to the arrows C and D indicating the flow of the gas refrigerant, the portion flows into the space SSd2 directly above the second-stage refrigerant tank or the side space SSd3 of the first-stage refrigerant tank and is close to the vapor outlet pipe 18 (here, the length of the shell 11). After gathering at the center of the direction), it flows toward the steam outlet pipe 18 (see arrow F indicating the flow of the gas refrigerant in FIGS. 7 and 8). However, when the gap narrowing member 40 is not provided in the portion close to the vapor outlet pipe 18 (the arrow B indicating the flow of the gas refrigerant in FIGS. 10 and 11 and the black circle indicating the liquid refrigerant droplet in FIG. 10). Unlike the case E), the gap narrowing member 40 reduces the flow rate of the gas refrigerant from the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant bowl, and reduces the amount of liquid refrigerant droplets adhering to the upper cover 36. Accordingly, the flow rate of the gas refrigerant in the portion close to the vapor outlet pipe 18 can be reduced while reducing the amount of liquid refrigerant droplets adhering to the upper cover 36, and the liquid refrigerant liquid adhering to the upper cover 36 can be reduced. It is possible to make it difficult for the drop carry-over phenomenon to occur. Moreover, since the gap narrowing member 40 is provided at a position downstream of the gas-liquid separation member 32 in the refrigerant flow direction, the amount of liquid refrigerant flowing out from the gap between the upper cover 36 and the first-stage refrigerant tank 34 This contributes to the suppression of the occurrence of the carry-over phenomenon of the liquid refrigerant droplets adhering to the upper cover 36.

本発明は、上部カバー、1段冷媒桶及び2段冷媒桶を有しておりタンク内の伝熱管群とタンク上部の蒸気出口管との上下方向間に設けられた液冷媒散布装置によって冷媒入口管を通じてタンク内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒を伝熱管群に流下させ、伝熱管群によって液冷媒を蒸発させる流下液膜式蒸発器に対して、広く適用可能である。   The present invention has an upper cover, a first-stage refrigerant tank, and a two-stage refrigerant tank, and the refrigerant inlet is provided by a liquid refrigerant spraying device provided between the heat transfer pipe group in the tank and the vapor outlet pipe in the upper part of the tank. Widely applicable to falling liquid film evaporators in which liquid refrigerant out of gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the tank through the pipe flows down to the heat transfer tube group and the liquid refrigerant is evaporated by the heat transfer tube group It is.

1 流下液膜式蒸発器
10 タンク
17 冷媒入口管
18 蒸気出口管
20 伝熱管群
21 伝熱管
30 液冷媒散布装置
31 ヘッダ管
32 気液分離部材
32a ヘッダ管通気孔
34 1段冷媒桶
35 2段冷媒桶
36 上部カバー
40 隙間狭小化部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Falling liquid film type evaporator 10 Tank 17 Refrigerant inlet pipe 18 Steam outlet pipe 20 Heat-transfer pipe group 21 Heat-transfer pipe 30 Liquid refrigerant spraying device 31 Header pipe 32 Gas-liquid separation member 32a Header pipe vent hole 34 1st stage refrigerant | coolant bowl 35 2nd stage Refrigerant cup 36 Upper cover 40 Gap narrowing member

特開平8−189726号公報JP-A-8-189726

Claims (3)

上部に蒸気出口管(18)が設けられたタンク(10)内に配置されており、複数の伝熱管(21)を有する伝熱管群(20)と、
前記タンク内の前記伝熱管群と前記蒸気出口管との上下方向間において、前記タンクに設けられた冷媒入口管(17)を通じて前記タンク内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒を溜めた後に下方に流下させる1段冷媒桶(34)と、前記1段冷媒桶の上方に隙間を空けて配置されており前記1段冷媒桶の上方を覆う上部カバー(36)と、前記1段冷媒桶から流下する液冷媒を溜めた後に下方の前記伝熱管群に流下させる2段冷媒桶(35)と、を有する液冷媒散布装置(30)と、
を備えており、前記伝熱管内を流れる熱媒体と前記2段冷媒桶から流下する液冷媒との熱交換によって液冷媒を蒸発させる流下液膜式蒸発器において、
前記蒸気出口管に近い部分における前記上部カバーと前記1段冷媒桶との隙間を、前記蒸気出口管から遠い部分における前記上部カバーと前記1段冷媒桶との隙間よりも狭くする、
流下液膜式蒸発器(1)。
A heat transfer tube group (20) having a plurality of heat transfer tubes (21) disposed in a tank (10) provided with a steam outlet tube (18) at the top;
Of the refrigerant in the gas-liquid two-phase state supplied into the tank through the refrigerant inlet pipe (17) provided in the tank between the heat transfer pipe group in the tank and the vapor outlet pipe. A first-stage refrigerant tank (34) that flows downward after accumulating liquid refrigerant, and an upper cover (36) that is disposed above the first-stage refrigerant tank and that covers the upper portion of the first-stage refrigerant tank. A liquid refrigerant spraying device (30) having a two-stage refrigerant tank (35) that stores liquid refrigerant flowing down from the first-stage refrigerant tank and then flows down to the heat transfer tube group below,
A falling liquid film evaporator that evaporates the liquid refrigerant by heat exchange between the heat medium flowing in the heat transfer tube and the liquid refrigerant flowing down from the two-stage refrigerant tank,
The gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank in a portion near the vapor outlet pipe is narrower than the gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank in a portion far from the vapor outlet pipe;
A falling film evaporator (1).
前記上部カバー(36)と前記1段冷媒桶(34)との間を繋ぐ隙間狭小化部材(40)を設けることによって、前記蒸気出口管(18)に近い部分における前記上部カバーと前記1段冷媒桶との隙間を、前記蒸気出口管から遠い部分における前記上部カバーと前記1段冷媒桶との隙間よりも狭くする、
請求項1に記載の流下液膜式蒸発器(1)。
By providing a gap narrowing member (40) that connects between the upper cover (36) and the first-stage refrigerant tank (34), the upper cover and the first-stage near the steam outlet pipe (18) are provided. The gap between the refrigerant tank and the gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank at a portion far from the vapor outlet pipe,
A falling film evaporator (1) according to claim 1.
前記液冷媒散布装置(30)は、前記冷媒入口管(17)を通じて前記タンク(10)内に供給される気液二相状態の冷媒を前記1段冷媒桶(34)に導くヘッダ管(31)を有しており、
前記ヘッダ管には、前記冷媒入口管を通じて前記タンク内に供給される気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒の通過を許容し、かつ、前記冷媒入口管を通じて前記タンク内に供給される気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒の通過を抑制する多数のヘッダ管通気孔(32a)が形成された気液分離部材(32)が設けられており、
前記蒸気出口管(18)に近い部分における前記上部カバー(36)と前記1段冷媒桶との隙間は、前記気液分離部材に対して前記ヘッダ管通気孔を通過する冷媒の流れ方向の下流側の位置において、前記蒸気出口管から遠い部分における前記上部カバーと前記1段冷媒桶との隙間よりも狭くなっている、
請求項1又は2に記載の流下液膜式蒸発器(1)。
The liquid refrigerant spraying device (30) includes a header pipe (31) for guiding a gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the tank (10) through the refrigerant inlet pipe (17) to the first-stage refrigerant tank (34). )
The header pipe is allowed to pass gas refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the tank through the refrigerant inlet pipe, and is supplied into the tank through the refrigerant inlet pipe. A gas-liquid separation member (32) in which a number of header pipe vent holes (32a) that suppress passage of liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant is provided,
A gap between the upper cover (36) and the first-stage refrigerant tank in a portion near the vapor outlet pipe (18) is downstream in the flow direction of the refrigerant passing through the header pipe vent hole with respect to the gas-liquid separation member. In the position on the side, it is narrower than the gap between the upper cover and the first-stage refrigerant tank in a portion far from the vapor outlet pipe.
The falling film evaporator (1) according to claim 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3165850A4 (en) * 2014-07-01 2017-06-28 Daikin Industries, Ltd. Falling film evaporator
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