JPH0961080A - ターボ冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 下段の伝熱管での不均一な液膜の形成と乾き
面の発生を防止し、冷媒の封入量を少なくした高性能な
ターボ冷凍機を提供すること。 【構成】 上記目的を達成するための技術的手段は、少
なくとも、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、およびこ
れら機器を作動的に接続する配管系を備え、蒸発器４内
に内部を熱源媒体が流動する複数の伝熱管６を設け、前
記伝熱管６の上部側から伝熱管の周囲に沿って液冷媒を
流下させるようにしたターボ冷凍機において、前記伝熱
管群の一部に液冷媒を保持する能力が高いあるいは液膜
１６の伝熱管６長手方向への広がりを促す作用を有する
伝熱管または部材１５を設置することによって達成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍・空調装置等に使
用される蒸発器に係り、特に、冷媒液を散布させて熱交
換させる流下液膜式の蒸発器を備えたターボ冷凍機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、比較的大容量の冷凍サイクルに
用いられる蒸発器として、満液式蒸発器、流下液膜式蒸
発器等が知られている。

【０００３】満液式蒸発器を備えた従来の冷凍機は、例
えば冷凍機械工学ハンドブックに記載される図１４に示
すようなものがある。圧縮機１から吐出されたガス冷媒
が、凝縮器２で凝縮液化し、次いで膨張弁または絞り弁
３で気液二相の状態となり、蒸発器４下部に設けられた
分配板５を介して蒸発器４に供給される構造になってい
る。

【０００４】蒸発器４内部には、熱源媒体が流動する多
数の伝熱管６が液冷媒７に浸されるように設置され、そ
の上部には上昇するガス冷媒９に随伴される液滴の圧縮
機への流入を防止するためにエリミネータ８が設けられ
ている。

【０００５】このような構成の満液式の蒸発器は、伝熱
管内部を流動する熱源媒体との間の熱交換を、伝熱管外
面に活発に生じる沸騰熱伝達によって行うため、伝熱特
性は非常に優れている。その反面、蒸発器には伝熱管が
液冷媒に浸されるように多くの液冷媒を封入する必要が
あった。

【０００６】一方、流下液膜式の蒸発器を備えた従来の
冷凍機には、例えば冷凍機械工学ハンドブックに記載さ
れる図１５に示すようなものがある。冷凍サイクルの構
成は満液式のそれと同様であるが、蒸発器には熱源媒体
が流動する多数の伝熱管６とその上部に液冷媒散布装置
１２が設置され、この液冷媒散布装置１２と蒸発器４下
部に溜まった液冷媒７とは導管１３で連結され、この導
管１３に介設された循環ポンプ１４により液冷媒が供給
される。

【０００７】また液冷媒散布装置１２には、膨張弁また
は絞り弁３を流出した気液二相状態の冷媒が供給され、
蒸発器４下部から循環される液冷媒とともに伝熱管６上
に散布される。液冷媒散布装置１２から流下した液冷媒
は、各伝熱管６の外面に薄い液膜を形成しながら、伝熱
管内部を流動する熱源媒体との間で熱交換を行い、蒸発
する。

【０００８】このような流下液膜式の蒸発器では、蒸発
器内の冷媒量が熱負荷に応じた蒸発量の数倍程度でよい
ため、満液式の蒸発器と比較すると冷媒量は非常に少な
くてすむ。

【０００９】また、伝熱性能は、熱負荷が高いところで
は沸騰蒸発支配形の伝熱機構であるため満液式と同等な
性能を示し、熱負荷の低いところでは対流伝熱支配形と
なるため満液式を上回る伝熱性能を示す。したがって、
冷媒の封入量を少なくして高性能な蒸発器が達成される
ことになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上述
した従来の流下液膜式蒸発器では伝熱管上に形成される
液膜は、液冷媒が下段の伝熱管に流下するにつれ破断し
やすくなり、液膜の分布が不均一になるため、伝熱面が
液冷媒で濡らされない乾き面が発生し、伝熱性能を著し
く低下させるという問題があった。

【００１１】本発明は、流下液膜式蒸発器に関する上記
の問題点を解決するためになされたもので、伝熱管上に
未蒸発の液冷媒を流下させながら熱媒体との間で熱交換
を行わせる蒸発器を備えたターボ冷凍機において、蒸発
器の伝熱管群の所々に液冷媒を保持する能力が高いある
いは液膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用を有す
る伝熱管あるいは部材を設置して、下段の伝熱管での不
均一な液膜の形成と乾き面の発生を防止し、冷媒の封入
量を少なくした高性能なターボ冷凍機を提供することを
目的としている。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】本発明のターボ冷凍機
は、多数列の伝熱管群の周囲を、該伝熱管群の上部に設
置された液冷媒散布装置から流下される液冷媒が流下し
ながら液膜を形成し、各伝熱管上で沸騰蒸発を行って各
伝熱管内部を流動する熱媒体と熱交換を行う流下液膜式
蒸発器を有するターボ冷凍機において、前記液膜の伝熱
管長手方向への広がりを促す作用を有する伝熱管を、前
記蒸発器の伝熱管群の一部に設置したことを特徴とす
る。

【００１３】また本発明のターボ冷凍機は、多数列の伝
熱管群の周囲を、該伝熱管群の上部に設置された液冷媒
散布装置から流下される液冷媒が流下しながら液膜を形
成し、各伝熱管上で沸騰蒸発を行って各伝熱管内部を流
動する熱媒体と熱交換を行う流下液膜式蒸発器を有する
ターボ冷凍機において、前記液膜の保持能力に優れたあ
るいは液膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用を有
する熱交換を行わない部材を前記伝熱管群の所々に該伝
熱管と平行に設置したことを特徴とする。

【００１４】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する伝熱管が、
その表面に多数の突起状のフィンを有する伝熱管である
ことを特徴とする。

【００１５】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する熱交換を行
なわない部材が、その表面に多数の突起状のフィンを有
する部材であることを特徴とする。

【００１６】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する伝熱管が、
その表面に伝熱管長手方向に沿った多数のフィンを有す
る伝熱管であることを特徴とする。

【００１７】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する熱交換を行
なわない部材が、その表面に伝熱管長手方向に沿った多
数のフィンを有する部材であることを特徴とする。

【００１８】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する伝熱管が、
その表面に螺旋状の多数のフィンを有する伝熱管である
ことを特徴とする。

【００１９】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する熱交換を行
なわない部材が、その表面に螺旋状の多数のフィンを有
する部材であることを特徴とする。

【００２０】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する伝熱管が、
その表面に球面形状の多数の凹凸を有する伝熱管である
ことを特徴とする。

【００２１】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する伝熱管が、
その表面に角柱形状の多数の凹凸を有する伝熱管である
ことを特徴とする。

【００２２】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する熱交換を行
なわない部材が、その表面に球面形状の多数の凹凸を有
する部材であることを特徴とする。

【００２３】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する熱交換を行
なわない部材が、その表面に角柱形状の多数の凹凸を有
する部材であることを特徴とする。

【００２４】また本発明のターボ冷凍機は、前記流下液
膜式蒸発器を構成する伝熱管の一部に設置する液膜の伝
熱管長手方向への広がりを促す作用を有する熱交換を行
なわない部材が、多孔質状の材料で構成された部材であ
ることを特徴とする。

【００２５】また本発明のターボ冷凍機は、前記蒸発器
の伝熱管群の代わりにプレート状の熱交換器で蒸発器を
構成したことを特徴とする。

【００２６】また本発明のターボ冷凍機は、前記蒸発器
を構成するプレート状の熱交換器の伝熱面の大部分に沸
騰促進伝熱面を加工し、該伝熱面の一部に請求項３乃至
１３のいずれかに記載の伝熱管または部材と同様な表面
構造を加工したことを特徴とする。

【００２７】また本発明のターボ冷凍機は、前記蒸発器
を構成するプレート状の熱交換器を波状に形成し、該熱
交換器の伝熱面に沸騰促進伝熱面を加工し、該伝熱面の
一部に請求項３乃至１３のいずれかに記載の伝熱管また
は部材と同様な表面構造を加工したことを特徴とする。

【００２８】また本発明のターボ冷凍機は、前記蒸発器
を構成する伝熱管群もしくはプレート状の熱交換器群の
最上段に請求項３〜６記載の伝熱管または部材を設置し
たことを特徴とするまた本発明のターボ冷凍機は、前記
蒸発器を構成する伝熱管群の内部を流動する冷水を、該
伝熱管群の上段側から下段側に流動させることを特徴と
する。

【００２９】また本発明の流下液膜式蒸発器は、多数列
の伝熱管群の周囲を、該伝熱管群の上部に設置された液
冷媒散布装置から流下される液冷媒が流下しながら液膜
を形成し、各伝熱管上で沸騰蒸発を行って各伝熱管内部
を流動する熱媒体と熱交換を行う流下液膜式の蒸発器に
おいて、液膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用を
有する伝熱管を、前記蒸発器の伝熱管群の一部に設置し
たことを特徴とする。

【００３０】また本発明の流下液膜式蒸発器は、多数列
の伝熱管群の周囲を、該伝熱管群の上部に設置された液
冷媒散布装置から流下される液冷媒が流下しながら液膜
を形成し、各伝熱管上で沸騰蒸発を行って各伝熱管内部
を流動する熱媒体と熱交換を行う流下液膜式の蒸発器に
おいて、液膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用を
有する熱交換を行わない部材を、前記蒸発器の伝熱管群
の一部に設置したことを特徴とする。

【００３１】

【作用】本発明の構成によれば、液冷媒散布装置から散
布された液冷媒は、伝熱管上を重力方向に流下し、流下
するにつれて伝熱管上に形成される液膜は不均一さを増
し、部分的に液膜の薄くなる場所が現れ、乾き面が発生
しやすくなるが、伝熱管群の所々に液冷媒を保持する能
力が高いあるいは液膜の伝熱管長手方向への広がりを促
す作用を有する伝熱管または部材が設置されているた
め、この部分で液膜の不均一さが解消し、また下段の伝
熱管においても乾き部分の発生が防止され、高い伝熱性
能の蒸発器を得ることができる。

【００３２】

【実施例】以下本発明の各実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００３３】図１に、本発明に係るターボ冷凍機用流下
液膜式蒸発器の一実施例の構成を示す。

【００３４】同図において蒸発器４には、多数の伝熱管
６が管群を形成し、その上部に冷媒液を散布する液冷媒
散布装置１２が設置され、伝熱管群の一部には図２に示
すような表面に多数の突起状のフィン２０を有する伝熱
管１５が所々に配置されている。

【００３５】膨張弁または絞り弁（図示せず）によって
減圧された凝縮器（図示せず）からの冷媒と、蒸発器底
部４に滞留している冷媒は、循環ポンプ１４によって散
布装置１２へと送られる。

【００３６】散布装置１２からは、伝熱管６上に液膜１
６が一様に形成されるように液冷媒が散布されるが、下
段の伝熱管６に流下するにしたがって液膜分布は不均一
になり、伝熱管上に液膜で濡らされない乾き面が発生す
る。図３にこの時の様相を示す。

【００３７】流下する液膜１６は伝熱管６と伝熱管６の
隙間を流下する時に縮流１７を生じ、下段の伝熱管６上
に流下する。流下液は、縮流１７の先端を中心に円弧状
に広がり下段の伝熱管上に液膜１６を形成するが、液膜
１６の表面は波立ち、液膜厚さが場所によって異なる不
均一な液膜１６となる。

【００３８】液膜の薄い部分では蒸発によって液膜は消
失し、伝熱面上には液冷媒で濡らされない乾き面１８が
発生する。液膜が流下するにしたがってこの傾向が強く
現れるため、流下方向の下段の伝熱管ほど液膜の分布は
不均一になる。

【００３９】しかしながら、図１に示す実施例では、伝
熱管群の所々に液冷媒を保持する能力が高いあるいは液
膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用を有する伝熱
管１５を配置しているため、この部分で液膜分布の不均
一さが解消され、下段の伝熱管群における乾き面の発生
を抑制することができる。このため、乾き面の発生に伴
う伝熱性能の低下のない高性能な蒸発器を得ることがで
きる。

【００４０】流下液膜式蒸発器においても、表面に多数
の小孔を有する沸騰促進管が満液式と同様に高い伝熱性
能を示す。図４は縦軸に熱伝達率、横軸に熱流束をとっ
て満液式と流下液膜式の蒸発伝熱性能を比較したもので
ある。同図に示すように熱流束が高いときには、沸騰伝
熱支配形の伝熱機構であるため両者は同等な性能を示
し、熱流束が低いところでは、対流伝熱支配形の伝熱機
構となるため流下液膜式の方が高い性能を示す。このよ
うな沸騰促進管は、使用される冷媒、例えばフロン系冷
媒に対して非常に濡れ性は優れているが、表面から発生
する気泡により液膜が乱され、下段の伝熱管において液
膜が不均一になりやすくなる。

【００４１】一方、図２に示すように、表面に多数の突
起を加工した伝熱管では、表面積が増大するため単位伝
熱面積あたりの熱負荷が低下するため、沸騰促進管と比
べて伝熱性能は劣るものの気泡の発生を抑えることがで
きる。

【００４２】また、液冷媒との濡れ面積が増大するため
液膜の伝熱管長手方向への広がりを促し、液膜の分布を
均一化することができる。

【００４３】したがって、図２に示すような伝熱管を、
沸騰促進管で構成する伝熱管群の所々に配置すること
で、液膜の破断や乾き面の発生をなくした高性能な蒸発
器を得ることができる。

【００４４】また、図５に示すような伝熱管長手方向に
フィン２０を有する伝熱管や、図６に示すような螺旋状
にフィン２０を有する伝熱管を用いても、伝熱管長手方
向への液膜の分布を均一にする効果を得ることができ
る。また、表面に複数の球面形状や角柱形状の凹凸を有
する伝熱管や、 多孔質状の表面を有する伝熱管におい
ても同様な効果を得ることができる。

【００４５】なお、上記の実施例では液膜の分布を一様
化するために、液冷媒に対して濡れ性のよい伝熱管を使
用したが、前記の伝熱管と同様な表面形状を有する熱交
換を行わない部材を用いても同様な効果が得られる。こ
の場合、内部に熱媒体が流動する必要がないので、液冷
媒の保持能力に優れた多孔質状の材料（例えばセラミッ
クス、金属等）で部材を構成することも可能である。

【００４６】図７に、本発明の他の一実施例に係わるタ
ーボ冷凍機用流下液膜式蒸発器の詳細を示す。上記記載
の実施例と異なる点は、液冷媒を保持する能力が高く、
液膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用を有する伝
熱管あるいは部材を伝熱管群の最上段にも配置している
ことである。

【００４７】本実施例によれば、液冷媒散布装置１２か
ら流出する流下液の分布が不均一であっても、伝熱管群
最上段に配置された伝熱管１５によって伝熱管６上に均
一な液膜を形成することができるため、液冷媒散布装置
１２の簡素化を図ることができる。

【００４８】図８に、本発明の他の一実施例に係わるタ
ーボ冷凍機用流下液膜式蒸発器の詳細を示す。上記記載
の実施例と異なる点は、表面に多数の小孔を加工した沸
騰促進伝熱面を有するプレート状の熱交換器１９を管板
（図示せず）に溶接あるいは拡管により固定して蒸発器
を構成したことである。

【００４９】プレート状の熱交換器１９においても、液
膜が流下するにしたがって液膜分布が不均一になる。そ
こで、本実施例のように液膜の伝熱管長手方向への広が
りを促す作用を有する伝熱管１５あるいは部材を所々に
配置することによって、液膜の破断や乾き面の発生を抑
えた高性能な蒸発器を得ることができる。

【００５０】なお、プレート状熱交換器を図９に示すよ
うに、伝熱面の大部分を前記の沸騰促進伝熱面２１と
し、一部に液膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用
を有する前記実施例で示した伝熱面、例えば多数の突起
状のフィンを有する伝熱面２２を加工することにより、
図８に示した実施例における伝熱管あるいは部材１５を
不要とする高性能な蒸発器を構成することが可能とな
る。

【００５１】また、図１０に示すようにプレート状熱交
換器１９を波状に形成する、あるいはプレート状熱交換
器１９を波状に形成し且つプレート状熱交換器１９表面
の沸騰促進伝熱面２１の一部に、前記実施例で示したよ
うな伝熱管長手方向への広がりを促す作用を有する伝熱
面２２を加工することにより、波状に形成されたプレー
ト状熱交換器の波頭部で液膜流下速度を減速させ、濡れ
面積を増大させることができるのでプレート状熱交換器
自体の濡れ性を向上することができるため、蒸発器の高
性能化を図ることが可能となる。

【００５２】なお、プレート状熱交換器の伝熱面全体を
図２に示すような多数の突起状のフィンを有する表面構
造に製作しても、気泡の生成は抑制されるが伝熱面積を
増大することができるため、伝熱管長手方向への液膜の
分布が一様化でき、且つ高い伝熱性能を有した蒸発器を
得ることができる。

【００５３】プレート状熱交換器の製作方法に関して
は、平板状の部材にローレット等で前記のような表面構
造を加工した後、複数枚を内部に冷水流路が確保される
ようにシーム溶接接合する、あるいは円管状の伝熱管の
表面にローレット等で前記のような表面構造を加工した
後、平板状に展開し、その後複数枚を内部に冷水流路が
確保されるようにシーム溶接接合するなどの方法があ
る。

【００５４】図１１に、本発明に係るターボ冷凍機用流
下液膜式蒸発器の他の実施例の詳細を示す。同図におい
て蒸発器４内には多数の伝熱管６（またはプレート状熱
交換器）が水平方向に管板２３で固定されて伝熱管群を
構成し、伝熱管群の上部には液冷媒を散布するための液
冷媒散布装置１２が設置されている。伝熱管群の一部に
は前記実施例で示した伝熱管長手方向への流下液冷媒の
広がりを促す作用を有する伝熱管あるいは部材が配置さ
れ、液冷媒散布装置１２には液冷媒循環ポンプ１４によ
って液冷媒が供給される。蒸発器４内の伝熱管群の内部
には冷水が流動し、冷媒との間で熱交換を行いながら徐
々にその温度を低下させて蒸発器から流出する。

【００５５】前述のように流下液膜式の蒸発伝熱性能
は、高熱流束では満液式と同等な性能を示し、低熱流束
では満液式を上回る性能を示すが、乾き面が発生すると
伝熱性能が極端に低下するという特徴がある。そこで図
１１に示すように、冷水が複数のパスを形成して流動す
る場合、冷水を伝熱管群の上段側から下段側に流動させ
ることによって、液膜流量が多い伝熱管群の上段側の熱
負荷を高くし、液膜流量が減少する伝熱管群の下段側の
熱負荷を低くすることができ、液膜の破断を抑えた高性
能な蒸発器を得ることができる。

【００５６】図１２は、本発明に係るターボ冷凍機用流
下液膜式蒸発器の他の実施例の詳細を示し、図１３は液
膜の伝熱管長手方向への広がりを促す伝熱管または部材
の表面構造の詳細を示している。前記実施例と異なる点
は、冷水のパス数を１パスとし、液膜の伝熱管長手方向
への広がりを促す伝熱管または部材に形成されるフィン
形状を伝熱管の長手方向に沿って異ならせた点にある。

【００５７】蒸発器４をプレート状熱交換器や細径の伝
熱管で構成すると冷水のパス数を１パスにすることがで
き、装置の小形化を図ることができる。

【００５８】しかしながらこの場合、伝熱管の長手方向
（冷水の流動方向）に沿って、冷水の流入側で熱負荷が
高く、流出側で低くなるといった熱負荷の不均一さが生
じるため、熱負荷に見合うように液冷媒を散布する必要
がある。

【００５９】そこで液冷媒散布装置１２には、冷水の流
入側で多くの液冷媒が散布されるように液流出孔２４の
数を多数形成あるいは液流出孔２４の径を大きくし、伝
熱管長手方向の冷媒散布量に分布をもたせている。しか
しながら、液冷媒の散布量が多くなると、流下液膜の液
面が乱れ蒸気冷媒中に離脱する液滴が増大し、圧縮機へ
の液滴の吸い込みなどの問題が発生してくる。

【００６０】しかしながら、図１３に示すように、液散
布量の多い冷水流入側でフィン２０の高さを高くするよ
うに伝熱管の長手方向にフィン高さを異ならせた伝熱管
または部材を設ける、あるいは伝熱面を形成することに
よって、液散布量の多い冷水流入側でも液膜との濡れ面
積を増大させ、液膜の離脱を抑制することができ、また
伝熱管の各場所における液膜の分布は一様になり流下液
方向の乾き面の発生を抑えることができるため、熱負荷
が伝熱管長手方向に不均一な冷水パス構成においても高
性能な蒸発器が実現でき、プレート状熱交換器や細径の
伝熱管により装置の小形化が可能となる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
伝熱管上に均一な液膜を形成することができ、少ない冷
媒量で高い伝熱性能を達成しうる流下液膜式蒸発器を備
えたターボ冷凍機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るターボ冷凍機用流下液膜式蒸発器
の一実施例の構成を示す縦断面図である。

【図２】液膜の分布を均一化する伝熱管または部材の表
面構造の詳細を示す斜視図である。

【図３】伝熱管上の乾き面発生の様相を示す説明図であ
る。

【図４】流下液膜式と満液式蒸発器の伝熱性能を比較し
て示す特性図である。

【図５】液膜の分布を均一化する伝熱管または部材の表
面構造の詳細を示す斜視図である。

【図６】液膜の分布を均一化する伝熱管または部材の表
面構造の詳細を示す斜視図である。

【図７】本発明に係るターボ冷凍機用流下液膜式蒸発器
の他の実施例の構成を示す縦断面図である。

【図８】本発明に係るターボ冷凍機用流下液膜式蒸発器
の他の実施例の構成を示す縦断面図である。

【図９】本発明に係るターボ冷凍機用流下液膜式蒸発器
に使用されるプレート状熱交換器の構造を示す斜視図で
ある。

【図１０】本発明に係るターボ冷凍機用流下液膜式蒸発
器に使用されるプレート状熱交換器の構造を示す斜視図
である。本発明の他の一実施例を示すプレート状熱交換
器の斜視図である。

【図１１】本発明の他の一実施例を示すターボ冷凍機用
流下液膜式蒸発器の横断面図である。

【図１２】本発明の他の一実施例を示すターボ冷凍機用
流下液膜式蒸発器の横断面図である。

【図１３】液膜の広がりを促す伝熱管の表面構造の詳細
図である。

【図１４】従来の実施例を示す満液式蒸発器の縦断面図
である。

【図１５】従来の実施例を示す流下液膜式式蒸発器の縦
断面図である。

【符号の説明】

４ 蒸発器 ６ 伝熱管 １２ 散布装置 １５ 液膜分布均一化のための伝熱管または部材 １６ 液膜 １８ 乾き面 １９ プレート形蒸発器 ２０ フィン ２１ 沸騰促進伝熱面 ２２ 伝熱面

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数列の伝熱管群の周囲を、該伝熱管群
   の上部に設置された液冷媒散布装置から流下される液冷
   媒が流下しながら液膜を形成し、各伝熱管上で沸騰蒸発
   を行って各伝熱管内部を流動する熱媒体と熱交換を行う
   流下液膜式蒸発器を有するターボ冷凍機において、 前記液膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用を有す
   る伝熱管を、前記蒸発器の伝熱管群の一部に設置したこ
   とを特徴とするターボ冷凍機。
2. 【請求項２】 多数列の伝熱管群の周囲を、該伝熱管群
   の上部に設置された液冷媒散布装置から流下される液冷
   媒が流下しながら液膜を形成し、各伝熱管上で沸騰蒸発
   を行って各伝熱管内部を流動する熱媒体と熱交換を行う
   流下液膜式蒸発器を有するターボ冷凍機において、 前記液膜の保持能力に優れたあるいは液膜の伝熱管長手
   方向への広がりを促す作用を有する熱交換を行わない部
   材を前記伝熱管群の所々に該伝熱管と平行に設置したこ
   とを特徴とするターボ冷凍機。
3. 【請求項３】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱管
   の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを促
   す作用を有する伝熱管が、その表面に多数の突起状のフ
   ィンを有する伝熱管であることを特徴とする請求項１に
   記載のターボ冷凍機。
4. 【請求項４】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱管
   の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを促
   す作用を有する熱交換を行なわない部材が、その表面に
   多数の突起状のフィンを有する部材であることを特徴と
   する請求項２に記載のターボ冷凍機。
5. 【請求項５】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱管
   の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを促
   す作用を有する伝熱管が、その表面に伝熱管長手方向に
   沿った多数のフィンを有する伝熱管であることを特徴と
   する請求項１に記載のターボ冷凍機。
6. 【請求項６】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱管
   の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを促
   す作用を有する熱交換を行なわない部材が、その表面に
   伝熱管長手方向に沿った多数のフィンを有する部材であ
   ることを特徴とする請求項２に記載のターボ冷凍機。
7. 【請求項７】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱管
   の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを促
   す作用を有する伝熱管が、その表面に螺旋状の多数のフ
   ィンを有する伝熱管であることを特徴とする請求項１に
   記載のターボ冷凍機。
8. 【請求項８】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱管
   の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを促
   す作用を有する熱交換を行なわない部材が、その表面に
   螺旋状の多数のフィンを有する部材であることを特徴と
   する請求項２に記載のターボ冷凍機。
9. 【請求項９】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱管
   の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを促
   す作用を有する伝熱管が、その表面に球面形状の多数の
   凹凸を有する伝熱管であることを特徴とする請求項１に
   記載のターボ冷凍機。
10. 【請求項１０】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱
    管の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを
    促す作用を有する伝熱管が、その表面に角柱形状の多数
    の凹凸を有する伝熱管であることを特徴とする請求項１
    に記載のターボ冷凍機。
11. 【請求項１１】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱
    管の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを
    促す作用を有する熱交換を行なわない部材が、その表面
    に球面形状の多数の凹凸を有する部材であることを特徴
    とする請求項２に記載のターボ冷凍機。
12. 【請求項１２】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱
    管の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを
    促す作用を有する熱交換を行なわない部材が、その表面
    に角柱形状の多数の凹凸を有する部材であることを特徴
    とする請求項２に記載のターボ冷凍機。
13. 【請求項１３】 前記流下液膜式蒸発器を構成する伝熱
    管の一部に設置する液膜の伝熱管長手方向への広がりを
    促す作用を有する熱交換を行なわない部材が、多孔質状
    の材料で構成された部材であることを特徴とする請求項
    ２に記載のターボ冷凍機。
14. 【請求項１４】 前記蒸発器の伝熱管群の代わりにプレ
    ート状の熱交換器で蒸発器を構成したことを特徴とする
    請求項１乃至１３のいずれかに記載のターボ冷凍機。
15. 【請求項１５】 前記蒸発器を構成するプレート状の熱
    交換器の伝熱面の大部分に沸騰促進伝熱面を加工し、該
    伝熱面の一部に請求項３乃至１３のいずれかに記載の伝
    熱管または部材と同様な表面構造を加工したことを特徴
    とする請求項１４に記載のターボ冷凍機。
16. 【請求項１６】 前記蒸発器を構成するプレート状の熱
    交換器を波状に形成し、該熱交換器の伝熱面に沸騰促進
    伝熱面を加工し、該伝熱面の一部に請求項３乃至１３の
    いずれかに記載の伝熱管または部材と同様な表面構造を
    加工したことを特徴とする請求項１４に記載のターボ冷
    凍機。
17. 【請求項１７】 前記蒸発器を構成する伝熱管群もしく
    はプレート状の熱交換器群の最上段に請求項３〜６記載
    の伝熱管または部材を設置したことを特徴とする流下液
    膜式蒸発器を請求項１乃至１６のいずれかに記載のター
    ボ冷凍機。
18. 【請求項１８】 前記蒸発器を構成する伝熱管群の内部
    を流動する冷水を、該伝熱管群の上段側から下段側に流
    動させることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか
    に記載のターボ冷凍機。
19. 【請求項１９】 多数列の伝熱管群の周囲を、該伝熱管
    群の上部に設置された液冷媒散布装置から流下される液
    冷媒が流下しながら液膜を形成し、各伝熱管上で沸騰蒸
    発を行って各伝熱管内部を流動する熱媒体と熱交換を行
    う流下液膜式の蒸発器において、 液膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用を有する伝
    熱管を、前記蒸発器の伝熱管群の一部に設置したことを
    特徴とする流下液膜式蒸発器。
20. 【請求項２０】 多数列の伝熱管群の周囲を、該伝熱管
    群の上部に設置された液冷媒散布装置から流下される液
    冷媒が流下しながら液膜を形成し、各伝熱管上で沸騰蒸
    発を行って各伝熱管内部を流動する熱媒体と熱交換を行
    う流下液膜式の蒸発器において、 液膜の伝熱管長手方向への広がりを促す作用を有する熱
    交換を行わない部材を、前記蒸発器の伝熱管群の一部に
    設置したことを特徴とする流下液膜式蒸発器。