JP2663775B2 - 満液式蒸発器 - Google Patents

満液式蒸発器

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JP2663775B2 JP33511191A JP33511191A JP2663775B2 JP 2663775 B2 JP2663775 B2 JP 2663775B2 JP 33511191 A JP33511191 A JP 33511191A JP 33511191 A JP33511191 A JP 33511191A JP 2663775 B2 JP2663775 B2 JP 2663775B2
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/02Details of evaporators
    • F25B2339/024Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger
    • F25B2339/0242Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger having tubular elements

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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の冷却管を配設
し、液面高さをコントロールしている満液式蒸発器に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、満液式蒸発器は、下部側に冷媒
液の入口部を、上部側に冷媒ガスの出口部を設けた蒸発
器本体内に、複数の冷却管を配設して構成しているので
あるが、斯くの如く配管する冷却管として、例えば特公
昭59−39679号公報に記載され、かつ、第4図に
示したようなトンネル構造の沸騰伝熱面を有する沸騰伝
熱管が知られている。即ち、この伝熱管は、管Aの外周
伝熱面に多数の開口部Bをもつ多孔材Cを設けて、これ
ら管Aと多孔材Cとの間に微小なトンネル部D、即ち、
リエントラントキャビティを形成し、このトンネル部D
内に導入されて付着する液冷媒を前記管A内を通過する
被熱交換体と熱交換して沸騰させ、前記トンネル部Dを
安定な沸騰気泡核として用い伝熱促進を図るようにした
ものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】所で、以上のようなト
ンネル構造の沸騰伝熱面を有する沸騰伝熱管は、スムー
ス管やフィン管に比較して良好な沸騰伝熱特性を有して
いるのであるが、反面高価であるため、斯かる沸騰伝熱
管を前記蒸発器本体内に配設される全ての冷却管として
使用する場合には、満液式蒸発器の製作コストが非常に
高くなる。また、前記蒸発器では、該蒸発器の本体内に
導入される液冷媒量を調整して液面高さをコントロール
し、液圧縮を予防するようにしているのであるが、この
蒸発器においては、前記蒸発器本体の液面上部側は液ミ
スト蒸発域となっている。そして、斯かる液ミスト蒸発
域に前記沸騰伝熱管を配設する場合、この伝熱管は冷媒
液に浸漬されないため、前記管Aのトンネル部Dに液ミ
ストが浸入して、該トンネル部Dに付着し、液膜が形成
されても、この付着液外面の液面温度が蒸発に必要な過
熱度をもった状態となれば沸騰が生じ、このため、前記
開口部Bは抵抗にしかならず、トンネル効果は期待でき
ないのである。従って、冷媒が少量しか付着しない液ミ
スト蒸発域においては、トンネル効果による伝熱促進が
期待できないばかりか、逆に蒸発効果が低下する問題が
あった。また、前記トンネル部D内の付着液膜の厚さ
が、該トンネル部Dの高さと同程度の状態になれば、ト
ンネル効果が得られるとしても、前記トンネル部D内に
引き込まれる大きさの液ミストでないとその効果は期待
できないのであって、液ミスト蒸発域においては高価な
トンネル構造の沸騰伝熱面をもった伝熱管を用いても充
分な効果は期待できず、却って蒸発促進が阻害される問
題があった。
【0004】本発明は、冷媒が少量しか付着しない液ミ
スト蒸発域においては、トンネル構造の沸騰伝熱管を用
いるよりも、トンネル構造をもたない伝熱管、好ましく
はフィンテューブを用いる方が却って冷媒の蒸発が促進
できることに着目して発明したもので、その目的は、全
体のコストを低減化できながら、蒸発効率を高めること
ができる満液式蒸発器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、複数の冷却管2を配設し、下部に冷媒
液の入口部3を、上部に冷媒ガスの出口部4を設け、液
面高さをコントロールしている満液式蒸発器において、
液面下に配設する下部冷却管21を、トンネル構造の沸
騰伝熱面を有する沸騰伝熱管とし、液面上に配設する上
部冷却管22を、トンネル構造をもたない伝熱管とした
ことを特徴とするものである。
【0006】また、前記上部冷却管22としては、外周
にフィン22aが連設されたフィンチューブを用いるこ
とが好ましい。
【0007】
【作用】以上のように、液面下に配設する下部冷却管2
1として、トンネル構造の沸騰伝熱面を有する沸騰伝熱
管を用いたから、このトンネル構造の特性を有効に利用
して低過熱度での沸騰を可能にし、沸騰熱伝達を促進で
きながら、液面上にはトンネル構造をもたない伝熱管か
ら成る上部冷却管22を配設することにより、前記沸騰
伝熱管を用いたことによる抵抗増大、蒸発低下の問題を
なくして蒸発促進を可能とし、安価な伝熱管を用いなが
ら前記各冷却管21,22による蒸発器全体の蒸発効率
が高められ、さらに、蒸発効率が高められることによっ
て前記各冷却管21,22の使用本数を少なくでき、全
体として安価に提供できるのである。
【0008】また、前記上部冷却管22として、外周に
フィン22aが連設されたフィンチューブを用いること
により、液ミスト蒸発域での冷媒の蒸発を一層促進で
き、蒸発効率をより高められる。
【0009】
【実施例】図1に示した満液式蒸発器は、蒸発器本体1
の内部に複数の冷却管2を配設すると共に、前記蒸発器
本体1の下部側に冷媒液の入口部3を、上部側に冷媒ガ
スの出口部4をそれぞれ設ける一方、前記蒸発器本体1
の側部に液面検出器5を配設し、該液面検出器5による
液面検出結果に基づき前記入口部3からの液冷媒供給量
を調整して、前記蒸発器本体1内における液面aの高さ
を一定高さに調整し、液圧縮を予防するようにしてい
る。
【0010】しかして、以上の満液式蒸発器において、
前記蒸発器本体1における液面aの下方側に配設される
下部冷却管21として、図2のようにトンネル構造の沸
騰伝熱面を有する沸騰伝熱管を用い、また、前記液面a
の上部側に配設される上部冷却管22として、図3のよ
うにトンネル構造をもたない主としてフィンテューブか
ら成る伝熱管を用いるのである。
【0011】前記蒸発器本体1の液面下に配設する沸騰
伝熱管から成る下部冷却管21は、図2で明らかにした
ように、管21aの外周部に多数の開口部21bをもっ
た多孔材21cを設けて、これら管21aと多孔材21
cとの間にトンネル部21dを形成する。そして、以上
の下部冷却管21を前記蒸発器本体1の液面下に配設す
ることにより、前記トンネル部21d内へは液冷媒の引
込みが充分に行われるのであって、該トンネル部21d
内の液冷媒は前記管21a内を通過する被熱交換体との
熱交換により低過熱度で沸騰して気泡核が捕獲され、前
記開口部21bから成長した気泡が放出されるのであ
る。従って、沸騰熱伝達が促進され蒸発効率が高められ
るのである。
【0012】また、前記蒸発器本体1の液面上に配設さ
れるトンネル構造をもたない上部冷却管22としては、
スムース管でもよいが、好ましくは図3で示したよう
に、外周に熱交換面積の大きい多数のフィン22aを連
設したフィンチューブを使用するのであり、斯かるフィ
ンチューブを前記蒸発器本体1の液面上つまり液ミスト
蒸発域に配設することにより、前記沸騰伝熱管を用いる
場合のようにトンネル部21d内に液ミストが侵入して
付着しても、前記トンネル部21d内での沸騰による蒸
発で却って抵抗となる問題をなくし、前記フィン22a
により捕獲された液ミストと前記管22a内の被熱交換
体とが積極的に熱交換して蒸発が促進され、液ミスト蒸
発域での前記上部冷却管22による蒸発効率も高められ
る。従って、以上の上下冷却管21,22による冷媒の
蒸発効率が高められ、また、蒸発効率が高められること
によって前記各冷却管21,22の使用本数を少なくで
きる。しかも、前記上部冷却管22として使用するフィ
ンチューブは、トンネル構造をもつことなく安価である
ため、以上の如く蒸発を促進できながら、蒸発器全体の
コストを低廉にできる。
【0013】また、前記上部冷却管22としては、前述
したフィンチューブ以外に例えば外周面に凹凸状を形成
したコルゲートチューブなども使用できる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の満液式蒸
発器では、液面下に配設する下部冷却管21として、ト
ンネル構造の沸騰伝熱面を有する沸騰伝熱管を用い、か
つ、液面上に配設する上部冷却管22として、トンネル
構造をもたない伝熱管を使用するようにしたから、コス
トを低減化できながら、蒸発器全体の蒸発効率を高める
ことが可能となり、しかも前記各冷却管21,22の使
用本数を少なくできる。
【0015】また、前記上部冷却管22として、外周に
フィン22aが連設されたフィンチューブを用いること
により、冷媒の蒸発を一層促進でき、蒸発効率をより高
めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる満液式蒸発器を簡略的に示す断
面図である。
【図2】下部冷却管に用いる沸騰伝熱管の一部を示す断
面図である。
【図3】上部冷却管に用いるフィンチューブの一部を示
す断面図である。
【図4】従来の冷却管の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
2 冷却管 21 下部冷却管 22 上部冷却管 3 入口部 4 出口部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の冷却管2を配設し、下部に冷媒液
    の入口部3を、上部に冷媒ガスの出口部4を設け、液面
    高さをコントロールしている満液式蒸発器であって、液
    面下に配設する下部冷却管21を、トンネル構造の沸騰
    伝熱面を有する沸騰伝熱管とし、液面上に配設する上部
    冷却管22を、トンネル構造をもたない伝熱管としてい
    ることを特徴とする満液式蒸発器。
  2. 【請求項2】 上部冷却管22を外周にフィン22aを
    連設するフィンチューブとしている請求項1記載の満液
    式蒸発器。
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