JP2020506359A - 凝縮器 - Google Patents

Abstract

蒸気圧縮式システム用の凝縮器（３）は、シェル（１０）と、管束（３０）と、を含む。シェル（１０）は、冷媒入口（１１ａ）と、冷媒出口（１２ａ）と、を有する。管束（３０）は、シェル（１０）の内側に配置される複数の伝熱管（３４ａ，３４ｂ）を含む。冷媒入口（１１ａ）から吐出される冷媒は、管束（３０）に供給される。伝熱管（３４ａ，３４ｂ）は、シェル（１０）の長手方向中心軸（Ｃ）とほぼ平行に延びる。伝熱管（３４ａ，３４ｂ）は、伝熱管（３４ａ，３４ｂ）の少なくともいくつかを通って、第１の通路長手方向（Ｄ１，Ｄ２，２Ｄ１，２Ｄ２）に沿ってほぼ鉛直に延びる第１の蒸気通路（Ｖ１，Ｖ２，２Ｖ１，２Ｖ２）を形成するように配置されている。第１の蒸気通路（Ｖ１，Ｖ２，２Ｖ１，２Ｖ２）は、第１の通路長手方向（Ｄ１，Ｄ２，２Ｄ１，２Ｄ２）と長手方向軸（Ｃ）に対して垂直に測定される第１の最小幅（Ｗ１，Ｗ２，ＵＷ１，ＵＷ２，ＬＷ１，ＬＷ２）を有する。第１の最小幅（Ｗ１，Ｗ２，ＵＷ１，ＵＷ２，ＬＷ１，ＬＷ２）は、伝熱管（３４ａ，３４ｂ）の管直径（ＤＯ）より大きく、第１の最小幅（Ｗ１，Ｗ２，ＵＷ１，ＵＷ２，ＬＷ１，ＬＷ２）は管直径（ＤＯ）の４倍より小さい。

Description

本発明は、概して蒸気圧縮式システムへの使用に適した凝縮器に関する。より具体的には、本発明は蒸気通路を含む凝縮器に関する。

蒸気圧縮式冷凍は、大きな建物などの空調に最も一般的に使用されている方法である。従来の蒸気圧縮式冷凍システムは、通常、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器を備えている。圧縮機は冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮器に送る。凝縮器は、圧縮された蒸気冷媒を凝縮して液体にすることを可能にする熱交換器である。水のような加熱／冷却媒体が、典型的には凝縮器を通って流れ、冷媒から熱を吸収して圧縮された蒸気冷媒を凝縮させる。凝縮器を出る液体冷媒は膨張弁に流れる。膨張弁は、冷媒を膨張させて冷媒を冷却する。膨張弁からの冷媒は蒸発器に流れる。この冷媒は、多くの場合二相である。蒸発器は、蒸発器を通過する加熱／冷却媒体から熱を吸収しながら、冷媒が液体から蒸気に蒸発することを可能にする熱交換器である。その後、冷媒は圧縮機に戻る。加熱／冷却媒体は、建物を加熱／冷却するために使用できる。米国特許出願公開第２０１４／０１２７０５９号は、典型的なシステムを例示している。

凝縮器において、分配領域の下方の利用可能な空間内に積み重ねられる伝熱管をできるだけ多く有することで、伝熱性能が改善され得ることが発見された。

したがって、本発明の目的の一つは、多数の管を有する、優れた熱伝達性能を有する凝縮器を提供することにある。

さらに、できるだけ多くの伝熱管が利用可能な空間に積み重ねられる場合、管がそれらの管の周りで蒸気が容易に流れるのを妨げ、これが圧縮機出口と凝縮器の管との間で大きな圧力降下を引き起こす可能性がある。

したがって、本発明の他の目的は、圧縮機吐出口と凝縮器の管との間の蒸気圧力降下を減少させることができるように、蒸気が管の周りを流れることができる凝縮器を提供することである。

また、管のレイアウトが、圧縮機吐出口と凝縮器の管との間の圧力降下に寄与し得ることが分かった。

したがって、本発明の他の目的は、圧力降下を減少させることによって蒸気をより容易に流下させて底部の管に到達させることができる流路を形成する、凝縮器内の伝熱管の管レイアウトを提供することにある。

低圧冷媒（ＬＰＲ冷媒）はより低い蒸気密度を有する可能性があるので、低圧冷媒が使用される場合、圧縮機吐出口と凝縮器の管との間のそのような蒸気圧力降下がより起こりやすいこともまた見出された。

したがって、本発明のさらに他の目的は、ＬＰＲ冷媒を使用したときに圧縮機吐出口と凝縮器の管との間の蒸気圧力降下を減少させることができるように、蒸気が管の周りを流れることができる凝縮器を提供することにある。

上記の目的の１つ以上は、蒸気圧縮式システムで使用されるように適合された凝縮器を提供することによって基本的に達成され得る。凝縮器は、シェルと、管束と、を含む。シェルは、少なくともガス冷媒を含む冷媒が流れる冷媒入口と、少なくとも液体冷媒を含む冷媒が流れる冷媒出口とを有し、シェルの長手方向中心軸は水平面とほぼ平行に延びる。管束は、冷媒入口から排出される冷媒は管束に供給されるように、シェルの内側に配置される複数の伝熱管を含む。伝熱管は、シェルの長手方向中心軸とほぼ平行に延びる。管束内の複数の伝熱管は、管束の少なくともいくつかの伝熱管を通って第１の通路長手方向に沿ってほぼ鉛直に延びる第１の蒸気通路を形成するように配置されている。第１の蒸気通路は、第１の通路長手方向および長手方向軸に対して垂直に測定される第１の最小幅を有する。第１の最小幅は、管束の伝熱管の管直径より大きく、第１の最小幅は、管直径の４倍より小さい。

本発明のこれらおよび他の目的、特徴、態様、および利点は、添付の図面と併せて好ましい実施形態を開示する以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。

この原開示の一部を形成する添付の図面を参照する。
本発明の第１の実施形態に係る凝縮器を含む蒸気圧縮式システムの概略の全体斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る凝縮器を含む蒸気圧縮式システムの冷凍回路を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る凝縮器の概略の斜視図である。 図３の切断線４−４に沿って見たときの、説明のために管を破断して示した、図１〜図３に示した凝縮器の簡略縦断面図である。 図１〜図４に示した凝縮器の内部構造の概略の斜視図であり、伝熱管は説明のために取り外されている。 凝縮器の内部構造、すなわち図１〜図５に示す管、支持体、およびディフューザの拡大された概略の分解部分斜視図である。 図３の切断線７−７に沿って見たときの、図１〜図６に示す凝縮器の概略の横断面図である。 図７に示す凝縮器の右側のさらなる拡大図である。 第２の実施形態に係る凝縮器の簡略の横断面図である。 第２の実施形態の図９に示す凝縮器の右側のさらなる拡大図である。 成績係数（ＣＯＰ）と凝縮器の管束を下向きに通過する冷媒の圧力降下との関係を示すグラフである。 管の数が最大化されているが流路が設けられていない凝縮器の概略の横断面図である。

次に、本発明の選択された実施形態について図面を参照しながら説明する。この開示から当業者には明らかなように、本発明の実施形態の以下の説明は例示のみを目的として提供されており、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって定義される本発明を限定する目的ではない。

最初に図１および図２を参照して、第１実施形態に係る凝縮器３を含む蒸気圧縮式システムについて説明する。図１に見られるように、第１の実施形態に係る蒸気圧縮式システムは、大型ビル等の空調用の暖房換気空調（ＨＶＡＣ）システムに使用することができるチラーである。第１の実施形態の蒸気圧縮式システムは、蒸気圧縮式冷凍サイクルによって冷却される液体（例えば、水、エチレングリコール、ブラインなど）から熱を除去し、蒸気圧縮式冷凍サイクルによって加熱される液体（例えば、水、エチレングリコール、塩化カルシウムブラインなど）に熱を加えるように構成および配置されている。図示の実施形態では水が示されている。しかしながら、この開示から当業者には他の液体を使用できることが明らかであろう。液体の加熱および冷却は図示の実施形態に示されている。

図１および図２に示すように、蒸気圧縮式システムは、以下の主要構成要素を含む：蒸発器１、圧縮機２、凝縮器３、膨張装置４、および制御ユニット５。制御ユニット５は、蒸気圧縮式システムの動作を制御するために圧縮機２および膨張装置４の駆動機構に動作可能に結合されている。また、制御ユニットは、センサおよび／又は図示されていないシステムの任意の構成要素などの様々な他の構成要素に接続されてもよい。

蒸発器１は、循環する冷媒が蒸発器１内で蒸発するにつれ、蒸発器１を通過する冷却対象の液体（この例では水）から熱を除去し、水の温度を下げる熱交換器である。蒸発器１に入る冷媒は、典型的には二相の気／液状態にある。冷媒は少なくとも液冷媒を含む。蒸発器１内の蒸気冷媒が水などの冷却媒体から熱を吸収すると、液体冷媒が蒸発する。図示の実施形態では、蒸発器１は上述のように加熱／冷却媒体として水を使用する。蒸発器１は、流下液膜式蒸発器、浸漬式蒸発器、ハイブリッド式蒸発器等のような多数の従来の蒸発器のうちの任意の１つとすることができる。蒸発器を出る水は冷却される。この冷却された水は、次に建物などを冷却するために使用することができる。

蒸発器１を出ると、冷媒は低圧低温の蒸気冷媒となる。低圧低温の蒸気冷媒は、蒸発器１から出て、圧縮機２に吸い込まれる。圧縮機２において、蒸気冷媒は、より高圧でより高温の蒸気に圧縮される。圧縮機２は、例えば遠心圧縮機、スクロール圧縮機、往復動圧縮機、スクリュー圧縮機などの任意の種類の従来の圧縮機とすることができる。

次に、高温高圧の蒸気冷媒は、別の熱交換器である凝縮器３に入る。凝縮器３は、蒸気冷媒から熱を除去して、ガス状態から液体状態に凝縮させる。図示の実施形態における凝縮器３は、水などの液体を用いて液冷されている。圧縮された蒸気冷媒の熱は、凝縮器３を通過する冷却水の温度を上昇させる。通常、凝縮器からの温水は、冷却塔に送られて熱を大気に放出する。加えて、任意選択的に、温水（冷媒を冷却する冷却水）は、給湯として、又は建物を加熱するために建物内で使用することができる。

凝縮した液冷媒は、次に膨張装置４に入り、そこで冷媒は急激な圧力低下を受ける。膨張装置４はオリフィス板のように単純なものでも、電子変調式熱膨張弁のように複雑なものでもよい。膨張装置４が制御ユニットに接続されるかどうかは、制御可能な膨張装置４が利用されているかどうかによって決まる。急激な減圧は、通常、液冷媒の部分的な膨張をもたらし、したがって、蒸発器１に入る冷媒は、通常、二相の気／液状態にある。

蒸気圧縮式システムで使用される冷媒のいくつかの例は、例えばＲ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、およびＲ１３４ａのようなハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系冷媒、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）、例えばＲ１２３４ｚｅおよびＲ１２３４ｙｆのような不飽和ＨＦＣ系冷媒、例えばＲ７１７およびＲ７１８のような自然冷媒である。Ｒ１２３４ｚｅおよびＲ１２３４ｙｆは、Ｒ１３４ａと同様の密度を持つ中密度冷媒である。Ｒ４５０ＡおよびＲ５１３Ａは、可能性のある冷媒でもある中圧冷媒である。いわゆる低圧冷媒（ＬＰＲ）Ｒ１２３３ｚｄも、適切な種類の冷媒である。低圧冷媒（ＬＰＲ）Ｒ１２３３ｚｄは、Ｒ１２３３ｚｄの蒸気密度が上記の他の冷媒よりも低いため、低密度冷媒（ＬＤＲ）と呼ばれることがある。Ｒ１２３３ｚｄは、いわゆる中密度冷媒であるＲ１３４ａ、Ｒ１２３４ｚｅ、およびＲ１２３４ｙｆより低い密度を有する。Ｒ１２３３ｚｄはＲ１３４Ａよりわずかに高い液体密度を有するので、ここで議論される密度は、液体密度ではなく蒸気密度である。本明細書に開示された実施形態は、任意の種類の冷媒に有用であるが、本明細書に開示された実施形態はＲ１２３３ｚｄのようなＬＰＲと共に使用されるときに特に有用である。Ｒ１２３３ｚｄは不燃性である。Ｒ１３４ａも可燃性ではない。しかし、Ｒ１２３３ｚｄの地球温暖化係数はＧＷＰ＜１０である。一方、Ｒ１３４ａのＧＷＰは約１３００である。冷媒Ｒ１２３４ｚｅおよびＲ１２３４ｙｆは、ＧＷＰがＲ１２３３ｚｄのように１０未満であっても、わずかに可燃性である。それゆえ、Ｒ１２３３ｚｄは、これらの特性、不燃性および低ＧＷＰのため、望ましい冷媒である。

個々の冷媒が上述されているが、この開示から当業者には明らかなように、任意の２つ以上の上記冷媒を利用する混合冷媒を使用することができる。例えば、Ｒ１２３３ｚｄとしての一部分のみを含む混合冷媒を利用することができる。いずれにせよ、図示の実施形態では、冷媒はＲ１２３３ｚｄを含むことが好ましい。より好ましくは、図示の実施形態では、冷媒は好ましくはＲ１２３３ｚｄである。上述のように、Ｒ１２３３ｚｄは、その低いＧＷＰと、可燃性ではないゆえに望ましい冷媒である。しかしながら、図１２に示すように（効率を最大にしようとするために）最大数の伝熱管が含まれる凝縮器では、管がそれらの管の周りの蒸気が容易に流れるのを妨げ、圧縮機出口と凝縮器の管との間に大きな圧力降下を引き起こし得るので、比較的大きな圧力降下が生じることが発見された。比較的大きな圧力降下はサイクル効率を低下させるので、圧力降下を減少させることが望ましいことが発見された。蒸気が管の周りを流れることが可能であれば、圧縮機吐出口と凝縮器の管との間の蒸気の圧力低下を減らすことができ、したがってサイクル効率は低下しない（サイクル効率は一般に維持できる）。

本発明を実施するために、圧縮機２、蒸発器１および膨張装置４として、それぞれ従来の圧縮機、蒸発器および膨張装置を使用できることは、この開示から当業者には明らかであろう。言い換えれば、圧縮機２、蒸発器１および膨張装置４は、当技術分野において周知の従来の構成要素である。圧縮機２、蒸発器１および膨張装置４は、当技術分野において周知であるので、これらの構造は本明細書では詳細に説明又は図示されない。むしろ、本開示から当業者には明らかなように、任意の適切な圧縮機、蒸発器および膨張装置を例示の実施形態の凝縮器と共に使用することができる。したがって、以下の説明では、本発明に係る凝縮器３を中心に説明する。さらに、本開示の範囲から逸脱することなく、蒸気圧縮式システムが複数の蒸発器１、圧縮機２および／又は凝縮器３を含み得ることは、この開示から当業者には明らかであろう。

次に、図３〜図８を参照して、第１の実施形態による凝縮器３の詳細構造について説明する。凝縮器３は、基本的に、シェル１０と、冷媒分配器２０と、伝熱ユニット３０と、を備える。図示の実施形態では、伝熱ユニット３０は管束である。したがって、本明細書では伝熱ユニット３０を管束３０ともいう。上述のように、図示の実施形態では、管束３０は、それを介して水などの液体冷却／加熱媒体を運ぶ。

冷媒は、シェル１０に入り、冷媒分配器２０に供給される。冷媒分配器２０は、以下により詳細に説明するように、冷媒を管束３０上に比較的均等に分配するように構成されている。凝縮器３のシェル１０に入る冷媒は、典型的には高圧高温の圧縮ガス（蒸気）冷媒である。蒸気冷媒は、分配器２０を出て、シェル１０の内部に入って、管束３０上を流れる。蒸気冷媒は、管束３０上を下方に流れるにつれて、徐々に冷えて凝縮する。管束３０内の媒体（水）は、蒸気冷媒から熱を吸収して、凝縮および冷却を生じさせる。凝縮された液体冷媒は、その後、以下により詳細に説明されるように凝縮器の底部を出る。

図３〜図５から最もよく理解されるように、図示の実施形態では、シェル１０は、ほぼ水平方向に延びる長手方向中心軸Ｃ（図４）を有するほぼ円筒形状を有する。したがって、シェル１０は水平面Ｐとほぼ平行に延び、中心軸Ｃは水平面Ｐとほぼ平行である。シェル１０は、接続ヘッド部材１３と、円筒体１４と、戻りヘッド部材１５とを含む。円筒体１４は、接続ヘッド部材１３と戻りヘッド部材１５との間に気密状態で取り付けられている。具体的には、接続ヘッド部材１３および戻りヘッド部材１５は、シェル１０の円筒体１４の長手方向端部に気密に接続されている。

接続ヘッド部材１３は、取付板１３ａと、取付板１３ａに取り付けられたドーム部１３ｂと、取付板１３ａとドーム部１３ｂとの間に延びて入口室１３ｄと出口室１３ｅとを区画する仕切板１３ｃと、を有する。取付板１３ａは、通常、円筒体１４に通常溶接される管板である。ドーム部１３ｂは、通常、ボルトと、それらの間に配置されるガスケット（図示せず）とを介して管板（取付板）１３ａに取り付けられている。仕切板１３ｃは、通常、ドーム部１３ｂに溶接されている。入口室１３ｄと出口室１３ｅとは、仕切板１３ｃによって仕切られている。戻りヘッド部材１５も、取付板１５ａと、取付板１５ａに取り付けられて戻り室１５ｃを画定するドーム部材１５ｂとを含む。取付板１５ａは、通常、円筒体１４に通常溶接される管板である。ドーム部１５ｂは、通常、ボルトと、それらの間に配置されるガスケット（図示せず）とを介して管板（取付板）１５ａに取り付けられている。戻りヘッド部材１５は、仕切りを含まない。したがって、取付板１３ａおよび１５ａは、シェル１０の円筒体１４の長手方向端部に固定的に接続されている。入口室１３ｄと出口室１３ｅとは、仕切板（バッフル）１３ｃによって区画されており、冷却媒体の流れを分離している。具体的には、接続ヘッド部材１３は、水が入る入口管１７と、シェル１０から水が排出される水出口管１８との両方に流体接続されている。より具体的には、入口室１３ｄは入口管１７と流体的に接続され、出口室１３ｅは出口管１８と流体的に接続され、仕切板１３ｃが流れを分割する。

取付板１３ａ，１５ａには、伝熱管３４ａ，３４ｂが取り付けられる複数の孔が形成されている。管３４ａは、上部グループの伝熱管を形成し、管３４ｂは、下部グループの伝熱管を形成する。例えば、伝熱管３４ａ，３４ｂを孔の中に配置し、次いで管３４ａ，３４ｂを孔の中に固定して、管と孔との間にシールを形成するようにローラ拡張することができる。下部グループの伝熱管３４ｂは、入口室１３ｄから水を受け取り、その水を円筒体１４を通して戻り室１５ｃに運ぶ。そして、戻り室１５ｃ内の水は、上部グループの伝熱管３４ａ内に流れ込み、円筒体１４を通して出口室１３ｅ内に戻る。したがって、図示の実施形態では、凝縮器３は、いわゆる「２パスの」凝縮器３である。水の流路は、取付板１３ａと取付板１５ａとの間の円筒体１４の内部空間から封止されている。この内部空間は、水流路から封止されて冷媒を収容している。このように、管束３０は、上部グループの伝熱管３４ａと、上部グループの伝熱管３４ａの下方に配置された下部グループの伝熱管３４ｂとを含む。

図示の実施形態では、上部グループの伝熱管３４ａは、シェル１０の鉛直中央平面（例えば、図４の平面Ｐ）に又はそれより上方に配置され、下部グループの伝熱管３４ｂは、シェル１０の鉛直中央平面（例えば、図４の平面Ｐ）に又はその下方に配置されている。より具体的には、図示の実施形態では、上部グループの伝熱管３４ａは、シェル１０の鉛直中央平面（例えば、図４の平面Ｐ）に、およびシェル１０の鉛直中央平面の上方に配置されている。下部グループの伝熱管３４ｂは、シェル１０の鉛直中央平面（例えば図４の平面Ｐ）の下方に配置されている。図示の実施形態では、上部グループと下部グループは隙間によって分離され、各グループ内にほぼ（又は一般に）同数の（例えば数パーセント以内の）伝熱管３４ａおよび伝熱管３４ｂを有する。そのため、上部グループおよび下部グループの伝熱管３４ａ，３４ｂに、ほぼ同様の態様で水を流すことができる。しかしながら、伝熱管３４ａと伝熱管３４ｂとの管数の間の正確な一致は必要ではない。むしろ、この開示から当業者には明らかなように、伝熱管３４ａおよび伝熱管３４ｂの管数は、不適切な水流の問題が生じないように、互いに十分に近くなるように選択することができる。

シェル１０は、冷媒入口管１１ｂが接続される冷媒入口１１ａと、冷媒出口管１２ｂが接続される冷媒出口１２ａとをさらに含む。冷媒入口管１１ｂは、圧縮機２と流体的に接続されており、圧縮機２から供給される圧縮された蒸気ガス冷媒をシェル１０の頂部に導入する。冷媒入口１１ａからの冷媒は冷媒分配器２０に流入し、冷媒分配器２０は、冷媒を管束３０に分配する。冷媒は、管束３０との熱交換により凝縮する。シェル１０内で凝縮すると、液体冷媒は冷媒出口１２ａを通ってシェル１０を出て、冷媒出口管１２ｂに流入する。膨張装置４は、冷媒出口管１２ｂに流体連結され、液冷媒を受け取る。冷媒入口１１ａに入る冷媒は、少なくともガス冷媒を含む。冷媒出口１２ａを流れる冷媒は、少なくとも液冷媒を含む。したがって、シェル１０は、少なくともガス冷媒を含む冷媒が流れる冷媒入口１１ａと少なくとも液体冷媒を含む冷媒が流れる冷媒出口１２ａとを有し、シェルの長手方向中心軸Ｃは、水平面Ｐとほぼ平行に延びている。

ここで図４〜図８に示すように、冷媒分配器２０は、冷媒入口１１ａに流体的に接続されており、シェル１０内に配置されている。冷媒分配器２０は、冷媒入口１１ａを通ってシェル１０に入る冷媒を受け取るように皿状構造で配置構成されている。冷媒分配器２０は、シェル１０の長手方向中心軸Ｃとほぼ平行に、シェル１０内を長手方向に延びる。図４〜図６に最もよく示されるように、冷媒分配器２０は、基部２２と、第１の側部２４ａと、第２の側部２４ｂと、一対の端部２６とを含む。基部２２、第１の側部２４ａ、第２の側部２４ｂ、および一対の端部２６は互いにしっかりと接続されている。図示の実施形態では、基部２２、第１の側部２４ａ、第２の側部２４ｂ、および一対の端部２６のそれぞれは、鋼板材料などの薄くリジッドな板材料で構成されている。図示の実施形態では、基部２２、第１の側部２４ａ、第２の側部２４ｂ、および一対の端部２６は、互いに固定された別々の部品として構成することができ、又は一体部品として一体に形成することができる。

図示の実施形態では、基部２２、第１の側部２４ａ、および第２の側部２４ｂには、複数の孔が形成されている。一方、端部２６には孔が開いていない。図示の実施形態では、基部２２には、図５から最もよく理解されるように、端部領域を除いて円形孔が形成されている。同様に、図示の実施形態では、側部２４ａ，２４ｂには、端部領域を除いて円形孔が形成されている。しかしながら、側部２４ａ，２４ｂの端部領域には、基部２２とは異なり、長手方向のスロットが形成されている。端部領域を越えた長手方向の端部には、中央領域と同様に孔が形成されている。この開示から当業者には明らかなように、本明細書に示された孔のパターンおよび形状は、本発明に係る適切な分配器２０の一例を表している。

図示の実施形態では、分配器２０は、シェル１０の上部に溶接されている。代替的におよび／又は追加的に、分配器２０は管束３０の支持プレート（後述）に固定することができる。しかしながら、これは図示の実施形態では必要ではない。さらに、本開示から当業者には明らかなように、端部２６は、必要ではない場合および／又は所望しない場合には省略することができる。図示の実施形態では、分配器２０の端部２６が存在し、シェル１０の円筒体１４の円筒形の内部曲率に一致する曲線を有する上端を有する。分配器２０がシェル１０に固定されるとき、側部２４ａ，２４ｂの上端および／又は端部２６の上端は、任意の適切な従来技術を用いて湾曲した内面に取り付けることができる。溶接はその一例である。図示の実施形態では、分配器２０は、シェル１０の内部長さとほぼ同じ長さを有する。具体的には、図示の実施形態では、分配器は、シェル１０の内部長さの少なくとも約９０％、例えば約９５％の長さを有する。したがって、冷媒は、分配器２０から管束３０のほぼ全長に沿って分配される。

再び図４〜図８を参照して、伝熱ユニット３０（管束）をより詳細に説明する。冷媒分配器２０の下方には管束３０が配置されており、冷媒分配器２０から排出された冷媒が管束３０に供給されるようになっている。管束３０は、図４〜図６に最もよく示されているように、複数の支持プレート３２と、支持プレート３２を通ってシェル１０の長手方向中心軸Ｃとほぼ平行に延びる複数の伝熱管３４ａ，３４ｂ（上で簡単に述べた）と、複数のプレート支持部材３６と、を含む。また、管束３０の下方には、ガイド板４０が配置されている。ガイド板４０は、凝縮した液体（冷媒）を集め、その液体をシェル１０の底部にある凝縮器出口１２ａに向かわせる。

支持プレート３２は、シェル１０の内部形状に部分的に一致するように成形されている。ガイド板４０は、支持プレート３２の下に配置されている。伝熱管３４ａ，３４ｂは、シェル１０内で支持プレート３２に支持されるように、支持プレート３２に形成された孔を通って延びる。プレート支持部材３６は、支持プレート３２に取り付けられて、図４および図５に示すように、支持プレート３２を互いに間隔を空けた配置で支持および維持する。支持プレート３２とプレート支持部材３６とがユニットとして（例えば溶接によって）一緒に取り付けられると、以下により詳細に説明するように、ユニットを円筒体１４に挿入して取り付けることができる。

さらに図４〜図８を参照すると、支持プレート３２は互いに同一である。各支持プレート３２は、好ましくは金属薄板のようなリジッドなシート材料から形成される。したがって、各支持プレート３２は、平板形状を有し、シェルの内部曲率に一致するように成形されている湾曲した側面と、概して互いに向かって延びる上部ノッチおよび下部ノッチを含む。支持プレート３２と円筒体１４との一致する湾曲形状のために、支持プレート３２は、円筒体１４に対して、鉛直方向、横方向等に（例えば、長手方向中心軸Ｃを横切る任意の方向で）動くのが防止される。ガイド板４０は、支持プレート３２の下方に配置されている。ガイド板４０は、円筒体１４に固定されていてもよいし、円筒体１４の内部に単に配置されていてもよい。同様に、ガイド板４０は支持プレート３２に固定されていてもよく、支持プレートは単にガイド板４０上に載置されていてもよい。図示の実施形態では、支持プレート３２とプレート支持部材３６とのアセンブリが円筒体１４に入れられて取り付けられる前に、ガイド板４０が円筒体１４に固定（例えば溶接）されている。図示の実施形態では、支持プレート３２とプレート支持部材３６とのアセンブリが（例えば溶接によって）互いに取り付けられると、アセンブリは円筒体１４内のガイド板４０の上に挿入され、次に、端部の支持プレート３２は、シェル１０の円筒体１４に溶接される。

支持プレート３２の上部ノッチは、分配器２０のための空間を作るような形状を有する凹部を形成する。上述のように、分配器２０は、分配器２０が上部ノッチ内に配置されるように円筒体１４に溶接される。もちろん、代替的に、この開示から当業者には明らかなように、分配器２０は、支持プレート３２に固定されていてもよく、又は分配器２０は支持プレート３２上に載置されていてもよい。図示の実施形態では、支持プレート３２は分配器２０に固定されていないので、分配器２０はユニットとしての管束３０の前又は後に、円筒体１４に取り付けることができる。支持プレート３２の下部ノッチは、一緒になって流体流路を形成する。ガイド板４０は、上述のように、支持プレート３２の下で、長手方向中心軸Ｃと平行にかつ平面Ｐと平行に延びるように、シェル１０内に取り付けられている。分配器２０から管束３０に供給された圧縮された蒸気冷媒は、管束３０を超えて下降すると、冷媒は凝縮して液体冷媒に状態を変える。この凝縮した液冷媒は、ガイド板４０に沿って凝縮器３の端部に向かって流れる。ガイド板４０は、円筒体１４よりも短い。このようにして、液体冷媒は下方に流れ、次いで、円筒体１４の底部に沿って冷媒出口１２ａに流れる。

さらに図４〜図８を参照すると、支持プレート３２には複数の孔が形成されている。ほとんど全ての孔は、孔を通る伝熱管３４ａ，３４ｂを受ける。しかしながら、いくつかの孔はプレート支持部材３６を受ける。図示の実施形態では、６つの孔がこれらの部材３６を受け入れる。具体的には、図示の実施形態では、管束の両側のそれぞれで、３つのプレート支持部材３６が支持プレート３２の孔を通って延び、支持プレート３２に固定され、支持プレート３２をここに示す間隔配置に維持する。 ガイド板４０は、さらに、図５および図６から最もよく理解されるように、管束３０の底部に鉛直方向の支持を提供することができる。図示の実施形態では、プレート支持部材３６は、細長い、リジッドな、棒状部材として構成されている。１つの適切な材料は鋼鉄である。

伝熱管３４ａ，３４ｂは、支持プレート３２の残りの孔を通って延び、支持プレート３２によってここに示されたパターンで支持される。伝熱管３４ａ，３４ｂは、支持プレート３２に固定されていてもよいし、単に支持プレート３２によって支持されていてもよい。図示の実施形態では、伝熱管３４ａ，３４ｂは単に支持プレート３２上に載置され、支持プレート３２には固定されていない。図示の実施形態では、プレート支持部材３６は、伝熱管３４ａ，３４ｂの直径よりも小さい直径を有する。図示の実施形態では、プレート支持部材３６ならびに伝熱管３４ａ，３４ｂは円形の断面形状を有する。プレート支持部材３６の直径が伝熱管３４ａ，３４ｂよりも小さいので、プレート支持部材３６が支持プレート３２の外側に取り付けられていても、蒸気流路を形成することができ、蒸気流路はプレート支持部材３６の存在によって著しく妨げられない。これについては、後で詳しく説明する。

伝熱管３４ａ，３４ｂは、金属などの熱伝導率の高い材料からなる。伝熱管３４ａ，３４ｂには、冷媒と伝熱管３４ａ，３４ｂ内を流れる水との間の熱交換をさらに促進するために、内側溝（Ｇｒｏｏｖｅ）および外側溝が設けられていることが好ましい。内側溝および外側溝を含むこのような伝熱管は、当技術分野において周知である。本実施形態の伝熱管３４ａ，３４ｂとして、例えば、Ｗｉｅｌａｎｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ, ＬＬＣのＧＥＷＡ−Ｃ管を用いることができる。上述のように、伝熱管３４ａ，３４ｂは、シェル１０内に支持されている複数の鉛直方向に延びる支持プレート３２によって支持されている。

このように、本実施形態では、管束３０が２パス方式を形成するよう構成され、伝熱管３４ａ，３４ｂは、管束３０の下部に配置される供給配管群の管３４ｂと、管束３０の上部に配置される戻り配管群の管３４ａと、に分けられる。図４に示すように、供給配管群の伝熱管３４ｂの入口端は、接続ヘッド部材１３の入口室１３ｄを介して入口管１７に流体接続されており、凝縮器３に入った水は、供給配管群の伝熱管３４ｂに分配される。供給配管群の伝熱管３４ｂの出口端と戻り配管群の伝熱管３４ａの入口端とは、戻りヘッド部材１５の戻り室１５ｃに連通している。そのため、供給配管群の伝熱管３４ｂ内を流れた水は、戻り室１５ｃに排出され、戻り配管群の伝熱管３４ａに再分配される。戻り配管群の伝熱管３４ａの出口端は、接続ヘッド部材１３の出口室１３ｅを介して出口管１８と流体連通している。このため、戻り配管群の伝熱管３４ａ内を流れる水は、出口管１８を通って凝縮器３を出る。

図１〜図８の実施形態では、ガイド板４０の下に伝熱管が配置されていない（すなわち、ガイド板４０の下にサブクーラーがない）が、供給配管群が、図１２に示されるように、ガイド板４０の下に追加の板および管の群（すなわち、ガイド板４０の下方のサブクーラー）を含み得ることは、本開示から当業者には明らかであろう。このような配置では、液体冷媒が凝縮器の底部に沿って冷媒出口１２ａに流れることができるように、ガイド板４０の下のプレートの底部に連通孔を形成するか、切欠きを形成する必要がある。冷媒がガイド板４０まで降下すると、冷媒はすでに液体であるはずである。したがって、凝縮器を出る前にガイド板４０の下の液体の温度をさらに下げる（すなわち、過冷却する）ために、ガイド板４０の下の追加の伝熱管を使用することができる。さらに、凝縮液冷媒の供給が他の目的（例えば、モータ冷却又は他の目的のため）に必要とされる場合、凝縮器３からの追加の出口を設けることができることは、本開示から当業者には明らかであろう。このような凝縮器からの追加の出口は、図１２に示されている。

さらに図４〜図８を参照して、凝縮器３の組み立てについてさらに詳細に説明する。プレート支持部材３６は、（例えば、溶接によって）支持プレート３２に取り付けられ、管束ユニットを形成する。ガイド板４０を、支持プレート３２とプレート支持部材３６とを組み立てる前又は後に、シェル１０に挿入して、シェル１０に固定（例えば溶接）することができる。同様に、分配器２０を、支持プレート３２とプレート支持部材３６とを組み立てる前又は後に、シェル１０に挿入して、シェル１０に固定（例えば溶接）することができる。いずれにせよ、図示の実施形態では、支持プレート３２およびプレート支持部材３６を含む組み立てられた管束ユニットは、分配器２０およびガイド板４０を取り付けた後に、円筒体１４に挿入される。そして、支持プレート３２の端部片は、円筒体１４に固定（例えば溶接）される。次に、円筒体１４に管板１３ａ、１５ａが（例えば溶接により）取り付けられる。次に、伝熱管３４ａ，３４ｂは、管板１３ａ、１５ａの孔と、支持プレート３２と、に挿通される。次いで、伝熱管３４ａ，３４ｂを管板１３ａ，１５ａにローラ拡張して、伝熱管３４ａ，３４ｂを固定することができる。これは、図示の実施形態の凝縮器を、どのように組み立てることができるかの一例にすぎない。しかしながら、本開示の範囲から逸脱することなく、他の組み立て技術および／又は挿入および取り付けの順序が可能であることは、この開示から当業者には明らかであろう。

次に、本実施形態に係る凝縮器３の伝熱機構のより詳細な構成について、図７および図８を参照して説明する。上述したように、管束３０は、シェル１０の内部に配置される複数の伝熱管３４ａ，３４ｂを備えており、冷媒入口１１ａから吐出される冷媒は、シェルの長手方向中心軸Ｃとほぼ平行に延びる伝熱管３４ａ，３４ｂを有する管束３０に供給される。図示の実施形態では、管束内の複数の伝熱管３４ａは、管束３０の少なくともいくつかの伝熱管３４ａを通って第１の通路長手方向Ｄ１に沿ってほぼ鉛直に延びる、少なくとも第１の蒸気通路Ｖ１を形成するように構成される。さらに、図示の実施形態では、管束内の複数の伝熱管３４ａは、管束３０の少なくともいくつかの伝熱管３４ａを通って第２の通路長手方向Ｄ２に沿ってほぼ鉛直に延びる、第２の蒸気通路Ｖ２を形成するように配置されている。したがって、図示のものでは、一対の蒸気通路Ｖ１および蒸気通路Ｖ２が設けられている。

蒸気通路Ｖ１，Ｖ２は、圧力降下を低減するために設けられているため、サイクル効率の低下を抑制することができる（サイクル効率を概ね維持することができる）。この実施形態では、蒸気通路Ｖ１，Ｖ２は、上部グループの伝熱管３４ａを通って設けられているが、下部グループの伝熱管３４ｂを通って設けられていない。しかし、蒸気通路Ｖ１，Ｖ２は、（上部グループの伝熱管３４ａに加えて）下部グループの伝熱管３４ｂを通って延びることもできることは、この開示から当業者には明らかであろう。いずれにせよ、蒸気通路Ｖ１，Ｖ２は、この実施形態に示されているように、少なくとも上部グループの伝熱管３４ａを通って延びる。これは、冷媒が凝縮器３内でさらに下降するにつれて、より多くの冷媒が液体に凝縮するためである。液体の量が増えると、冷媒蒸気の量が減る。冷媒蒸気の量が減少すると、蒸気通路Ｖ１，Ｖ２により得られる利益が減少する可能性がある。これが、蒸気通路Ｖ１，Ｖ２が、少なくとも、下部グループの伝熱管３４ｂよりも高濃度に蒸気が存在する上部グループの伝熱管３４ａ、を通って設けられている理由である。

蒸気通路Ｖ１は、第１の通路長手方向Ｄ１および長手方向軸Ｃに対して垂直に測定される第１の最小幅Ｗ１を有する。第１の最小幅Ｗ１は、管束３０の伝熱管の管直径Ｄ０よりも大きく、第１の最小幅Ｗ１は、管直径Ｄ０の４倍よりも小さい。図７〜図８から最もよく理解されるように、下部グループの伝熱管３４ｂとシェル１０との間の最小隙間は、管直径Ｄ０より小さい。したがって、いくらかの蒸気がこれらの隙間を通って流れることができるとしても、これらの隙間は第１の蒸気通路Ｖ１および第２の蒸気通路Ｖ２の一部とは見なされない。言い換えれば、本明細書で使用されるとき、蒸気通路は、少なくとも管直径Ｄ０と同じくらい大きく、管直径Ｄ０の４倍より小さい隙間又は幅Ｗ１又は幅Ｗ２を意味することを意図する。

図示の実施形態では、第１の最小幅Ｗ１は、管直径Ｄ０の２倍より大きく、管直径の３倍より小さい。図示の実施形態では、第１の最小幅Ｗ１は、管直径Ｄ０の約２．５倍である。上部グループの残りの管３４ａ間の隙間は、Ｗ１よりも大きく、例えば、管直径Ｄ０の３倍未満から管直径Ｄ０の４倍未満の間の範囲である（上部グループの最下列管および最下列管から３列目）。同様に、図示の実施形態では、第２の最小幅Ｗ２は、管直径Ｄ０の２倍より大きい。図示の実施形態では、蒸気通路Ｖ１および蒸気通路Ｖ２は互いの鏡像であり、したがって、本開示から当業者には、一方の側の説明／例示が他方の側にも当てはまることは明らかであろう。さらに、この開示から当業者には明らかなように、この実施形態は単なる一例であり、凝縮器３の上部は、後述する第２の実施形態の凝縮器の上部と置き換えることが可能で、また、その逆も可能である。

図示の実施形態では、第１の蒸気通路Ｖ１は、管束３０とシェル１０の第１長手方向側壁（例えば、円筒体１４の第１の側面）との間に形成されている。同様に、図示の実施形態では、第２の蒸気通路Ｖ２は、管束３０とシェル１０の第２の長手方向の側壁（例えば、円筒体１４の反対側の第２の側面）との間に形成される。これは図７で最もよく分かる。図示の実施形態では、第１の長手方向Ｄ１および第２の長手方向Ｄ２は円弧状であり、円筒体１４の内部に沿って延びている。したがって、図示の実施形態では、第１の蒸気通路Ｖ１および第２の蒸気通路Ｖ２は、上部グループの伝熱管３４ａとシェル１０の円筒体１４（対向する第１の長手方向側壁および第２の長手方向側壁）との間に形成される。

次に、図１１を参照すると、図１１は、ＣＯＰ（性能係数）と凝縮器の圧力降下との関係を示している。図１１は、例示された実施形態の利益の背後にある理由を示す。図１１から分かるように、上述のように、圧力降下が大きくなるにつれてＣＯＰは小さくなる。したがって、凝縮器３内の圧力降下を減少させることが望ましいことが発見された。本明細書に開示されているように蒸気通路を設けることによって、圧力降下を減少させることができることがさらに発見された。例えば、図１２に示す構成では、２ｋＰａの圧力降下がある。これは比較的良好な性能ではあるが、図７〜図８の構成では、圧力降下を２ｋＰａより小さくできる。一般に、ＣＯＰ（性能係数）は、図１２に示されるように、凝縮器内の伝熱管の数を最大にすることによって（すなわち、理論的に熱伝達を最大にすることによって）改善され得る。しかしながら、上記のように、伝熱管の数が最大になると、より大きな圧力降下が起こり得り、それがＣＯＰを減少させ得ることがさらに発見された。しかしながら、本出願の実施形態を参照して説明したように、図１２の構成から最小数の伝熱管を除去しても、本明細書で説明し図示した蒸気通路を作るために管を取り外すことによってＣＯＰが大きく低下することはなく、実際、ＣＯＰは図１１のように上昇し得ることがさらに発見された。

最後に、図示の実施形態では、蒸気通路Ｖ１及び蒸気通路Ｖ２の構成は、互いに同一の鏡像であるが、これらの蒸気通路が同一である必要はないことは、この開示から当業者には明らかであろう。さらに、正確なクリアランス（幅Ｗ１および幅Ｗ２）は、計算流体力学（ＣＦＤ）を使用して最適化することができ、システムのサイズ、凝縮器のサイズ、伝熱管のサイズなどに応じて変わることに留意されたい。しかしながら、Ｃ３６ ５００ｔ容器（すなわち、５００冷却トン（ｔｏｎ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ）用に寸法決めされた直径３６インチの容器）の一例では、Ｗ１＝約３０ｍｍ、Ｗ２＝約３０ｍｍである。下部グループ間の隙間はＤ０より小さく、したがって、本明細書で定義されるところの通路が形成されない。しかしながら、第２の実施形態を参照して説明するように、通路をさらに形成するために、より小さいグループ間の隙間がＤ０よりも大きくなり得ることが当業者には明らかであろう。

＜第２の実施形態＞
図９〜１０を参照すると、本発明の第２の実施形態に係る凝縮器２０３が示されている。凝縮器２０３は、伝熱管３４ａ，３４ｂの配置（パターン）が変更されて、第２の実施形態に係る第１の蒸気通路２Ｖ１および第２の蒸気通路２Ｖ２が形成されている点を除いて、第１の実施形態の凝縮器３と同じである。第１の実施形態と第２の実施形態との類似点を考慮すると、第１の実施形態の説明および例示は、本明細書で説明する場合を除き、この第２の実施形態にも適用される。さらに、第１の実施形態と第２の実施形態との類似点を考慮して、この第２の実施形態の部材には、第１の実施形態と同一の部材又は機能的に同一の部材と同じ参照番号を使用する。

上述したように、伝熱管３４ａ，３４ｂの配置（パターン）は、第２の実施形態にしたがって、それぞれ、第１の弧状通路長手方向２Ｄ１および第２の弧状通路長手方向２Ｄ２に沿って延びる、第１の蒸気通路２Ｖ１および第２の蒸気通路２Ｖ２に変更されるように、変更されている。具体的には、変更された支持プレート２３２には、図９のレイアウトに一致する孔パターンが設けられている。その他の点では、支持プレート２３２は、第１の実施形態の支持プレート３２と同一である。

変更された管の配置に起因して、第１の蒸気通路２Ｖ１は、伝熱管３４ａの上部グループおよび伝熱管３４ｂの下部グループを通って延びる。このため、上部グループの伝熱管３４ａを通る第１の蒸気通路２Ｖ１の第１の上部最小幅ＵＷ１は、下部グループの伝熱管３４ｂを通る第１の蒸気通路２Ｖ１の第１の下部最小幅ＬＷ１よりも大きい。同様に、変更された管レイアウトのために、第２の蒸気通路２Ｖ２は、伝熱管３４ａの上部グループと伝熱管３４ｂの下部グループとを通って延びる。このため、上部グループの伝熱管３４ａを通る第２の蒸気通路２Ｖ２の第２の上部最小幅ＵＷ２は、上部グループの伝熱管３４ｂを通る第２の蒸気通路２Ｖ２の第２の下部最小幅ＬＷ２よりも大きい。

図示の実施形態では、第１の上部最小幅ＵＷ１は、管直径Ｄ０の１．５倍より大きく、管直径Ｄ０の３倍より小さい。図示の実施形態では、第１の上部最小幅ＵＷ１は、管直径Ｄ０の２倍よりわずかに小さい。上部グループの残りの管３４ａ間の隙間は、ＵＷ１より大きく、例えば、管直径Ｄ０の約２倍から管直径Ｄ０の３倍よりわずかに小さい範囲である（上部グループの最下列管および最下列管から３列目）。同様に、図示の実施形態では、第２の上部最小幅ＵＷ２は、管直径Ｄ０の１．５倍より大きく、管直径Ｄ０の３倍より小さい。図示の実施形態では、蒸気通路２Ｖ１および蒸気通路２Ｖ２は互いの鏡像であり、したがって、この開示から当業者には明らかなように、一方の側の説明／図は他方の側にも当てはまる。

さらに、この開示から当業者には明らかなように、この実施形態は単なる一例であり、凝縮器２０３の上部を上述の第１の実施形態の凝縮器３の上部と交換することができる。その逆も可能である。通路２Ｖ１および通路２Ｖ２の下部は、隙間ＬＷ１および隙間ＬＷ２がそれぞれＵＷ１およびＵＷ２よりも小さくなるように、最上列および最上列から３列目の両端に追加の管が追加されており、最大隙間サイズも小さいことを除いて、上部部分の鉛直鏡像である。図７、図８および図１２に示すように、追加の管（例えば５本）を下部グループの両側に追加できることは明らかであろう。その結果、下部グループの底部の隙間は、図９および図１０に示すものよりも小さくなる。これは、冷媒がこの位置に達すると、大部分の冷媒が凝縮されていることになるため実行可能である。そのような構成では、凝縮器２０３の両側の隙間の幅は、隙間が鉛直下方に延びるにつれて一般に徐々に減少する。しかしながら、最下部の５列では、隙間は、図７および図８から理解されるように管直径Ｄ０よりも小さくなるであろう。

第１の通路長手方向２Ｄ１および第２の通路長手方向２Ｄ２は、第１の通路長手方向２Ｄ１および第２の通路長手方向２Ｄ２が、伝熱管の下部グループを通って、円筒体１４の曲率に沿って続くことを除いて、それぞれ第１の通路長手方向Ｄ１および第２の通路長手方向Ｄ２と同一である。第１の上部最小幅ＵＷ１は、本明細書に示す第１の実施形態の第１の幅Ｗ１よりわずかに小さくてもよく（例えば１０％）、同じでもよい。下部グループの伝熱管３４ｂを通る第１の蒸気通路２Ｖ１の第１の下部最小幅ＬＷ１は、上述のように例えば２０ｍｍとすることができる。同様に、伝熱管３４ａの上部グループを通る第２の蒸気通路２Ｖ２の第２の上部最小幅ＵＷ２は、本明細書に示す第１実施形態の第２の幅Ｗ２よりわずかに小さくてもよく（例えば１０％）、同じであってもよい。下部グループの伝熱管３４ｂを通る第２の蒸気通路２Ｖ２の第２の下部最小幅ＬＷ２は、上述のように例えば２０ｍｍとすることができる。具体的には、一例では、Ｃ３６ ５００ｔ容器（すなわち、５００冷却トン用に寸法決めされた直径３６インチの容器）では、ＵＷ１＝約３０ｍｍ、ＵＷ２＝約３０ｍｍ、ＬＷ１＝約２０ｍｍおよびＬＷ２＝約２０ｍｍである。言い換えれば、図示の実施形態では、両側は互いに鏡像同一の像である。

＜用語の一般的な解釈＞
本発明の範囲を理解する上で、本明細書で使用される「備える」という用語およびその派生語は、述べられた特徴、要素、構成要素、グループ、整数、および／又はステップの存在を指定するオープンエンドの用語であることを意図する。しかし、他の記載されていない特徴、要素、構成要素、グループ、整数および／又はステップの存在を排除しない。前述のことは、用語「含む」、「有する」およびそれらの派生語などの類似の意味を有する単語にも適用される。また、単数形で使用される場合の「部」、「セクション」、「部分」、「部材」又は「要素」という用語は、単一又は複数の二重の意味を有することができる。上記実施形態を説明するために本明細書で使用される場合、以下の方向用語「上部」、「下部」、「上方」、「下方に」、「鉛直」、「水平」、「下方」および「横方向」、ならびに、他の同様の方向用語は、その長手方向中心軸が図４および図５に示すように実質的に水平に配向されているときの、凝縮器のこれらの方向を指す。したがって、本発明を説明するために利用されるこれらの用語は、通常の動作位置で使用されるような凝縮器に関して解釈されるべきである。最後に、本明細書で使用される「実質的に」、「約」および「およそ」などの程度の用語は、最終結果が有意に変化しないような、変更される用語の妥当な量の偏差を意味する。

選択された実施形態のみが本発明を説明するために選択されたが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、様々な構成要素のサイズ、形状、位置又は向きは、必要に応じておよび／又は所望に応じて変更することができる。互いに直接接続又は接触していると示されている構成要素は、それらの間に配置される中間構造を有することができる。１つの要素の機能は２つの要素で実行でき、その逆も可能である。一実施形態の構造および機能は、他の実施形態でも採用することができる。特定の実施形態に全ての利点が同時に存在する必要はない。先行技術に対して特有のあらゆる特徴は、単独で又は他の特徴と組み合わせて、そのような特徴によって具体化される構造的および／又は機能的概念を含む、本出願人に係るさらなる発明の別々の説明と見なされるべきである。したがって、本発明に係る実施形態の前述の説明は、例示のみを目的として提供されており、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって定義される本発明を限定する目的ではない。

Claims (15)

1. 蒸気圧縮式システムで使用するように適合された凝縮器であって、
   少なくともガス冷媒を含む冷媒が流れる冷媒入口と、少なくとも液体冷媒を含む冷媒が流れる冷媒出口と、を有するシェルであって、前記シェルの長手方向中心軸が水平面とほぼ平行に延びるシェルと、
   前記シェルの内部に配置される複数の伝熱管を含む管束であって、前記冷媒入口から吐出される冷媒が前記管束に供給され、前記伝熱管は前記シェルの前記長手方向中心軸と略平行に延びる管束と、
   を備え、
   前記管束中の前記複数の伝熱管は、前記管束の少なくともいくつかの前記伝熱管を通って、第１の通路長手方向に沿ってほぼ鉛直に延びる第１の蒸気通路を形成するように配置され、
   前記第１の蒸気通路は、前記第１の通路長手方向および前記長手方向軸に対して垂直に測定される第１の最小幅を有し、前記第１の最小幅は前記管束の前記伝熱管の管直径より大きく、前記第１の最小幅は前記管直径の４倍より小さい、
   凝縮器。
2. 前記第１の最小幅は、前記管直径の２倍より大きい、
   請求項１に記載の凝縮器。
3. 前記第１の蒸気通路は、前記管束と前記シェルの長手方向の側壁との間に形成されている、
   請求項１又は２に記載の凝縮器。
4. 前記管束は、上部グループの前記伝熱管と、前記上部グループの前記伝熱管の下方に配置される下部グループの前記伝熱管と、を含み、
   前記第１の蒸気通路は、少なくとも前記上部グループの前記伝熱管を通って延びる、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の凝縮器。
5. 前記第１の蒸気通路は、前記上部グループの前記伝熱管と前記下部グループの前記伝熱管とを通って延びる、
   請求項４に記載の凝縮器。
6. 前記上部グループの前記伝熱管を通る前記第１の蒸気通路の前記第１の最小幅は、前記下部グループの前記伝熱管を通る前記第１の蒸気通路の前記第１の最小幅より大きい、
   請求項５に記載の凝縮器。
7. 前記上部グループの前記伝熱管は、前記シェルの鉛直中央面上、又は、前記シェルの前記鉛直中央面より上方に配置され、
   前記下部グループの前記伝熱管は、前記シェルの前記鉛直中央面上、又は、前記シェルの前記鉛直中央面より下方に配置されている、
   請求項４から６のいずれか１項に記載の凝縮器。
8. 前記管束中の前記複数の伝熱管は、前記管束の少なくともいくつかの前記伝熱管を通って、第２の通路長手方向に沿ってほぼ鉛直に延びる第２の蒸気通路を形成するようにさらに配置され、
   前記第２の蒸気通路は、前記第２の通路長手方向および前記長手方向軸に対して垂直に測定される第２の最小幅を有し、前記第２の最小幅は前記管束の前記伝熱管の前記管直径よりも大きく、前記第２の最小幅は前記管直径の４倍より小さい、
   請求項１に記載の凝縮器。
9. 前記第１の最小幅は、前記管直径の２倍より大きく、
   前記第２の最小幅は、前記管直径の２倍より大きい、
   請求項８に記載の凝縮器。
10. 前記第１の蒸気通路は、前記管束と前記シェルの第１の長手方向の側壁との間に形成され、
    前記第２の蒸気通路は、前記管束と前記シェルの前記第１の長手方向の側壁とは反対側の前記シェルの第２の長手方向の側壁との間に形成される、
    請求項８又は９に記載の凝縮器。
11. 前記管束は、上部グループの前記伝熱管と、前記上部グループの前記伝熱管の下方に配置される下部グループの前記伝熱管と、を含み、
    前記第１の蒸気通路は、少なくとも前記上部グループの前記伝熱管を通って延び、
    前記第２の蒸気通路は、少なくとも前記上部グループの前記伝熱管を通って延びる、
    請求項８から１０のいずれか１項に記載の凝縮器。
12. 前記第１の蒸気通路は、前記上部グループの前記伝熱管と前記下部グループの前記伝熱管とを通って延び、
    前記第２の蒸気通路は、前記上部グループの前記伝熱管と前記下部グループの前記伝熱管とを通って延びる、
    請求項１１に記載の凝縮器。
13. 前記上部グループの前記伝熱管を通る前記第１の蒸気通路の前記第１の最小幅は、前記下部グループの前記伝熱管を通る前記第１の蒸気通路の前記第１の最小幅より大きく、
    前記上部グループの前記伝熱管を通る前記第２の蒸気通路の前記第２の最小幅は、前記下部グループの前記伝熱管を通る前記第２の蒸気通路の前記第２の最小幅より大きい、
    請求項１２に記載の凝縮器。
14. 前記上部グループの前記伝熱管は、前記シェルの鉛直中央面上、又は、前記シェルの前記鉛直中央面より上方に配置され、
    前記下部グループの前記伝熱管は、前記シェルの前記鉛直中央面上、又は、前記シェルの前記鉛直中央面より下方に配置されている、
    請求項１１から１３のいずれか１項に記載の凝縮器。
15. 冷媒はＲ１２３３ｚｄである、
    請求項１から１５のいずれか１項に記載の凝縮器。

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