冷凍機用の蒸発器
【課題】蒸発器から発生して圧縮機に供給する冷媒ガス中に、冷媒液滴が混入しないようにする。
【解決手段】蒸発器１１２の円筒型容器１１４に配置した伝熱管１１５に冷水を流すと、冷媒液Ｒが沸騰し、冷媒ガスＧが発生する。冷媒ガスＧは、冷媒液滴を含みつつ容器１１４内を上昇する。多孔板１３１は、冷媒液Ｒの液面を覆っており、液面で発生した泡が飛散して生じた冷媒液滴を捕捉して、冷媒液滴が冷媒ガスＧ中に混入するのを防止する。多孔板１３２は、冷媒ガスＧの流速の不均一をなくし、均一化した冷媒ガスＧが、デミスタ１１９を通過することにより、デミスタ１１９にて、冷媒ガスＧ中に含まれている冷媒液滴を効果的に捕捉・除去することができる。冷媒液滴が除去された冷媒ガスＧは、冷媒ガス排出口１２０を通って、圧縮機に送られる。
【解決手段】蒸発器１１２の円筒型容器１１４に配置した伝熱管１１５に冷水を流すと、冷媒液Ｒが沸騰し、冷媒ガスＧが発生する。冷媒ガスＧは、冷媒液滴を含みつつ容器１１４内を上昇する。多孔板１３１は、冷媒液Ｒの液面を覆っており、液面で発生した泡が飛散して生じた冷媒液滴を捕捉して、冷媒液滴が冷媒ガスＧ中に混入するのを防止する。多孔板１３２は、冷媒ガスＧの流速の不均一をなくし、均一化した冷媒ガスＧが、デミスタ１１９を通過することにより、デミスタ１１９にて、冷媒ガスＧ中に含まれている冷媒液滴を効果的に捕捉・除去することができる。冷媒液滴が除去された冷媒ガスＧは、冷媒ガス排出口１２０を通って、圧縮機に送られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍機用の蒸発器に関し、蒸発器から圧縮機に供給する冷媒ガス中に冷媒液滴が混入しないように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば大規模なビルでは、ビルに布設した配管を通じて冷水を循環させ、熱交換器によりビル内空気と冷水との間で熱交換を行って冷房をしている。循環する冷水は、例えばターボ冷凍機により冷却される。
【０００３】
図８は、ターボ冷凍機の概要を示すものである。このターボ冷凍機は、冷却水と気体状の冷媒との間で熱交換を行わせて冷媒を凝縮・液化する凝縮器１０と、凝縮された冷媒を減圧する膨張弁１１と、凝縮された冷媒と冷水との間で熱交換を行わせて冷水を冷却する蒸発器１２と、蒸発器１２で蒸発・気化した冷媒ガスを圧縮した後に凝縮器１０に供給する圧縮機１３により構成されている。圧縮機１３としては、遠心圧縮機、いわゆるターボ圧縮機が採用されている。
このようなターボ冷凍機により冷却された冷水は、例えばビルの空調（冷房）等に利用される。
【０００４】
蒸発器１２は、図９に示すように、冷媒液が導入される円筒型容器１４と、冷水が流通する多数の伝熱管１５が束となって構成された伝熱管群１５Ａ，１５Ｂと、伝熱管群１５Ａに連通する冷水入口１６と、伝熱管群１５Ｂに連通する冷水出口１７と、デミスタ枠１８に支持されて伝熱管群１５Ａ，１５Ｂの上方に配置されたデミスタ１９と、冷媒ガスを円筒型容器１４の外に排出して圧縮機に送る冷媒ガス排出口２０を、主要部材として構成されている。
【０００５】
冷媒液は、伝熱管群１５Ａ，１５Ｂが、この冷媒液中に浸漬する程度に、円筒型容器１４に供給されて流通する。つまり、冷媒液の液面は、伝熱管群１５Ａ、１５Ｂよりも上方に位置している。
【０００６】
デミスタ１９は、ワイヤメッシュや、ワイヤを綿状にからめ合わせたものであり、冷媒ガスが通過する際に、冷媒ガスに随伴して流通してくる冷媒液滴を捕捉・除去して冷媒液滴の通過を防止するものである。
【０００７】
伝熱管群１５Ａと伝熱管群１５Ｂの間には、上下方向に沿う空間（抜き列）２１が形成され、伝熱管群１５Ａ，１５Ｂと円筒型容器１４の内周面の間には、上下方向に沿う空間（抜き列）２２が形成されている。
【０００８】
抜き列２１の上方（冷媒の液面よりも上方）には、略逆Ｖ字型をした吹上防止板２３が配置され、抜き列２２の上方（冷媒の液面よりも上方）には、平板状の吹上防止板２４が配置されている。
【０００９】
冷水は、冷水入口１６→伝熱管群１５Ａ→伝熱管群１５Ｂ→伝熱管群１５Ｃ→冷水出口１７という経路に沿い流れる。
つまり、伝熱管群１５Ａ及び伝熱管群１５Ｂの一端側（冷水入口１６とは反対側）には折り返し水室（図示省略）が連通されており、伝熱管群１５Ａを流通してきた冷水は、折り返し水室にて流通方向が反転されて伝熱管群１５Ｂに流れ込むようになっている。
【００１０】
このように、冷水が伝熱管群１５Ａ，１５Ｂを流通する際に、冷水と冷媒との間で熱交換が行われて冷水が冷却される。
【００１１】
一方、冷媒液は冷水から熱を受け取って沸騰して気化する。そうすると、伝熱管１５の周りで発生した蒸気（冷媒ガス）が、抜き列２１，２２を通って浮上する。この冷媒ガスは冷媒液滴を伴いながら、抜き列２１，２２の上方に向かって勢い良く吹き上がる。冷媒液滴が混入した冷媒ガスが、吹上防止板２３，２４に衝突すると、その上昇エネルギーが大きく減少される。このため、冷媒ガスに伴って上昇してきた冷媒液滴の多くは、吹上防止板２３，２４に衝突して落下する。
【００１２】
吹上防止板２３，２４に衝突した冷媒ガスは更に上昇し、デミスタ１９を通過する。このように冷媒ガスがデミスタ１９を通過する際に、冷媒ガスに混入していた液滴分が更に除去され、気化した蒸発成分のみとなった冷媒ガスが冷媒ガス排出口２０を介して流出される。このようにして流出した冷媒ガスは、圧縮機１３に吸入されて圧縮される。
【００１３】
上述したように、従来技術では、吹上防止板２３，２４や、デミスタ１９により、冷媒ガス中に混入した冷媒液滴を除去し、冷媒ガスに伴って冷媒液滴が圧縮機１３に吸入されることを防止していた。
これは、冷媒液滴が圧縮機１３に吸入されると、圧縮機１３の性能が低下したり、圧縮機１３のインペラが損傷するおそれがあるからである。
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−１００９８５
【特許文献２】ＷＯ２００２／０４２６９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
近年では蒸発器のコンパクト化が要請されると共に、従来と同等サイズであっても冷凍能力が高いことが要求されている。つまり、同一の冷凍容量であっても、従来よりもコンパクト化を図ることが要求されている。
このような要請を実現するためには、同一の大きさの蒸発器で比較すると、単位時間当たりに流通する冷媒量や冷水量を、従来の蒸発器に比べて多くする必要がある。
【００１６】
このようにして、蒸発器に流通する冷媒や冷水の量が多くなると、冷媒の沸騰が激しくなり、多量の冷媒ガスが発生する。しかも、冷媒液中で発生した多量の冷媒ガスが、激しく吹き上がることになり、冷媒液面から上方に流通する冷媒ガスに混入する液滴が多くなる。
また、冷媒液の液面では、液面が大きく波立ち、この波立った冷媒液面上に、冷媒ガスを内部に含む泡が発生し、この泡が破裂する際に冷媒液滴が飛散する。そうすると、飛散した冷媒液滴が、上方に流通する冷媒ガスに随伴して運ばれてしまう。
【００１７】
しかも、多量の冷媒ガスが発生するため、デミスタを流通する冷媒ガスの流速が速くなってしまう。
デミスタは、これを通過する冷媒ガスの流速が、予め決めた最大流速以下であれば、冷媒ガス中に混入している冷媒液滴を確実に捕捉・除去することができるが、冷媒ガスの流速が前記最大流速を越えると、冷媒液滴を捕捉・除去する能力が低下する。
【００１８】
更に、円筒型容器から冷媒ガスを排出する冷媒ガス排出口は、円筒型容器の上周面の一箇所に備えられている。このため、冷媒ガス排出口の近くでは、冷媒ガスの流速が速く、冷媒ガスの排出口から離れるにしたがって、冷媒ガスの流速が遅くなる。
したがって、円筒型容器の軸方向において見ると、デミスタを通過する冷媒ガスの流速は、冷媒ガス排出口の近くでは速いが、冷媒ガス排出口から離れるにしたがって遅くなる。つまり、デミスタを通過する冷媒ガスの流速分布に不均一が生じている。
しかも、流通する冷媒ガス量が増加し、しかも、全体的に冷媒ガスの流速が速くなると、デミスタにおける冷媒ガスの流速分布の不均一が更に大きくなる。
【００１９】
デミスタにおける冷媒ガスの流速分布の不均一が大きいと、流速が大きい所では冷媒液滴の捕捉・除去能力が低下し、デミスタ全体でみたときに、冷媒液滴を捕捉・除去する能力が低下する。
また、デミスタにおいて流速が速い部分では、一旦捕捉した冷媒液滴が、流速の速い冷媒ガスにより再飛散してしまうおそれがあり、再飛散した冷媒液滴が冷媒ガスと共に流通して圧縮機に供給されてしまうという懸念があった。
【００２０】
このように、同一の冷凍容量であっても、従来よりもコンパクト化を図るため、単位時間当たりに流通する冷媒量や冷水量を、従来の蒸発器に比べて多くしようとすると、多くの冷媒液滴が混入した流速の速い冷媒ガスが、不均一な流速分布でデミスタを通過することとなり、従来技術のままでは、デミスタにより冷媒液滴を確実に捕捉・除去することができないという問題が懸念されていた。
【００２１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、蒸発器に流通させる冷媒や冷水の量を多くして、冷凍能力を上げた蒸発器であっても、蒸発器から圧縮機に供給する冷媒ガスから、確実に冷媒液滴を除去することができる、冷凍機用の蒸発器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決する本発明の構成は、
冷媒液が供給されるとともに、前記冷媒液が蒸発してなる冷媒ガスを排出する冷媒ガス排出口を上部に有する容器と、
前記容器の内部に配置されており、前記冷媒液に浸漬される伝熱管群と、
前記容器の内部に配置されており、前記冷媒ガス排出口に向かって流れていく前記冷媒ガスが通過するデミスタとを備えた冷凍機用の蒸発器であって、
前記容器の内部空間を、前記伝熱管群側と前記デミスタ側とに仕切る状態で、前記伝熱管群と前記デミスタとの間に配置された多孔板を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また本発明の構成は、
前記多孔板は、前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されていることを特徴とする。
【００２４】
また本発明の構成は、
前記多孔板は、前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されていることを特徴とする。
【００２５】
また本発明の構成は、
前記多孔板は、
前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている第１の多孔板と、
前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されている第２の多孔板であることを特徴とする。
【００２６】
また本発明の構成は、
前記多孔板は、
前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている第１の多孔板と、
前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されている第２の多孔板と、
第１の多孔板と第２の多孔板との間に配置された第３の多孔板であることを特徴とする。
【００２７】
また本発明の構成は、
前記容器の内部空間を、前記デミスタ側と前記冷媒ガス排出口側とに仕切る状態で、前記デミスタと前記冷媒ガス排出口との間に配置された補完デミスタを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、蒸発器の容器内に、伝熱管側とデミスタ側とを仕切る状態で多孔板を備えたため、蒸発器内に流す冷媒液や冷水の量を多くしても、冷媒ガスに含まれている冷媒液滴が、多孔板に衝突することにより、冷媒液滴を捕捉・除去することができる。
このため、圧縮機に供給する冷媒ガス中に、冷媒液滴が混入することがなくなり、圧縮機の良好な性能を確保できる。
【００２９】
多孔板を、冷媒液の液面を覆う状態で配置すれば、冷媒液面で発生した泡が破裂して飛散した冷媒液滴が多孔板に衝突し、飛散した冷媒液滴が冷媒ガスに混入することを防止することができる。
【００３０】
また多孔板を、デミスタの下面に対面させて配置すれば、デミスタに流れる冷媒ガスの流速を均一化することができ、デミスタによる冷媒液滴の捕捉・除去の効率が向上すると共に、デミスタから冷媒液滴が再飛散することを防止することができる。
【００３１】
更に、デミスタの他に、補完デミスタを備えることにより、冷媒ガスに混入している冷媒液滴の捕捉・除去をより確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明の実施例１に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２を示す。
図１に示すように、円筒型容器１１４には、その上側周面（上部）に冷媒ガス排出口１２０が備えられている。冷媒ガス排出口１２０は、圧縮機に連通している。
また円筒型容器１１４には、その底面側から冷媒液Ｒが供給される。
【００３４】
円筒型容器１１４の内部空間には、冷水が流通する多数の伝熱管１１５が束となって構成された伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂが配置されている。
伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂは、円筒型容器１１４内に供給された冷媒液Ｒ中に浸漬される。つまり、冷媒液Ｒの液面は、伝熱管群１１５Ａ、１１５Ｂよりも上方に位置している。
【００３５】
伝熱管群１１５Ａは冷水入口１１６に連通し、伝熱管群１１５Ｂは冷水出口１１７に連通している。
冷水は、冷水入口１１６→伝熱管群１１５Ａ→伝熱管群１１５Ｂ→冷水出口１１７という経路に沿い流れる。
つまり、伝熱管群１１５Ａ及び伝熱管群１１５Ｂの一端側（冷水入口１１６とは反対側）には折り返し水室（図示省略）が連通されており、伝熱管群１１５Ａを流通してきた冷水は、折り返し水室にて流通方向が反転されて伝熱管群１１５Ｂに流れ込むようになっている。
【００３６】
この実施例１では、円筒型容器１１４内に、２つの伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂを配置し、冷水が、伝熱管群１１５Ａ（第１パス）を流れて、次に伝熱管群１１５Ｂ（第２パス）を流れるようにしているが、円筒型容器１１４内に３パス以上の伝熱管群を配置して、この３パス以上の伝熱管群に順に冷水を流すようにしてもよい。
【００３７】
伝熱管群１１５Ａと伝熱管群１１５Ｂの間には、上下方向に沿う空間（抜き列）１２１が形成され、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂと円筒型容器１１４の内周面の間には、上下方向に沿う空間（抜き列）１２２が形成されている。
【００３８】
抜き列１２１の上方（冷媒液Ｒの液面よりも上方）には、略逆Ｖ字型をした吹上防止板１２３が配置され、抜き列１２２の上方（冷媒液Ｒの液面よりも上方）には、平板状の吹上防止板１２４が配置されている。
【００３９】
円筒型容器１１４の内部には、デミスタ枠１１８で支持されたデミスタ１１９が配置されている。このデミスタ１１９は、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂの上方（円筒型容器１１４内の冷媒液Ｒの上方）に位置して、円筒型容器１１４の内部空間を、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂ側と冷媒ガス排出口１２０側とに仕切る状態で配置されている。
【００４０】
デミスタ１１９は、ワイヤメッシュや、ワイヤを綿状にからめ合わせたものであり、冷媒ガスが通過する際に、冷媒ガスに随伴して流通してくる冷媒液滴を捕捉・除去して冷媒液滴の通過を防止するものである。
【００４１】
なお、デミスタ１１９は、水平面に対して約１５°の傾斜角度となる状態で取り付けられている。これは、冷媒液滴の捕捉と、捕捉した冷媒液滴の再飛散防止に最適な角度であるからである。
【００４２】
ここまでの構成は、従来技術と同様である。
【００４３】
更に本実施例では、単位時間当たりに流通する冷媒量や冷水量を多くしても、冷媒液滴が冷媒ガス排出口１２０を介して圧縮機に供給されることがないようにするため、円筒型容器１１４内に、第１の多孔板１３１と、第２の多孔板１３２と、デミスタ枠１４１で支持された補完デミスタ１４０が配置されている。
なお、多孔板１３１，１３２は、板状部材に多数の孔を形成したものである。
【００４４】
第１の多孔板１３１は、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂとデミスタ１１９との間に位置するように円筒型容器１１４に備えられている。つまり、第１の多孔板１３１は、円筒型容器１１４の内部空間を、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂ側とデミスタ１１９側とに仕切る状態で、円筒型容器１１４内に配置されている。
しかも、第１の多孔板１３１は、円筒型容器１１４に供給された冷媒液Ｒの液面を、空間を空けた状態で、上方から覆う状態で配置されている。
【００４５】
第２の多孔板１３２は、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂとデミスタ１１９との間に位置するように円筒型容器１１４に備えられている。つまり、第２の多孔板１３２は、円筒型容器１１４の内部空間を、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂ側とデミスタ１１９側とに仕切る状態で、円筒型容器１１４内に配置されている。
しかも、第２の多孔板１３２は、デミスタ１１９の下面に空間を空けて対面した状態で配置されている。
【００４６】
デミスタ枠１４１で支持された補完デミスタ１４０は、デミスタ１１９と冷媒ガス排出口１２０との間に位置するように円筒型容器１１４に備えられている。つまり、補完デミスタ１４０は、円筒型容器１１４の内部空間を、デミスタ１１９側と冷媒ガス排出口１２０側とに仕切る状態で、円筒型容器１１４に配置されている。この補完デミスタ１４０は、デミスタ１１９と同様に、水平面に対して約１５°の傾斜角度となる状態で取り付けられている。
【００４７】
補完デミスタ１４０は、ワイヤメッシュや、ワイヤを綿状にからめ合わせたものであり、冷媒ガスが通過する際に、冷媒ガスに随伴して流通してくる冷媒液滴を捕捉・除去して冷媒液滴の通過を防止するものである。
【００４８】
冷水が伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂを流通すると、冷水と冷媒液Ｒとの間で熱交換が行われて冷水が冷却され、一方、冷媒液Ｒは冷水から熱を受け取って沸騰して気化する。
そうすると、伝熱管１１５の周りで発生した蒸気（冷媒ガス）は、抜き列１２１，１２２を通って浮上する。この冷媒ガスは冷媒液滴を伴いながら、抜き列１２１，１２２の上方に向かって勢い良く吹き上がる。
【００４９】
また、冷媒液Ｒの液面では液面が大きく波立ち、この波立った冷媒液面上に、冷媒ガスを内部に含む泡が発生して、この泡が破裂する際に冷媒液滴が飛散する。飛散した冷媒液滴は、上方に流通する冷媒ガスＧに随伴して上方に運ばれようとする。
【００５０】
実施例１では、第１の多孔板１３１が、冷媒液Ｒの液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている。このため、冷媒液Ｒの液面上で冷媒液Ｒの泡が破裂して液滴が飛散しても、この飛散した冷媒液滴の多くは第１の多孔板１３１に衝突して捕捉される。このため、飛散した比較的大粒の冷媒液滴が、上方に流通する冷媒ガスＧに随伴して上方に運ばれることを防止することができる。
【００５１】
また第２の多孔板１３２が、デミスタ１１９の下面に空間を空けて対面した状態で配置されている。このため、冷媒液Ｒが蒸発して上方に流れてきた冷媒ガスＧは、第２の多孔板１３２の多数の孔を通過してから、デミスタ１１９を通過する。
このように冷媒ガスＧが、第２の多孔板１３２の多数の孔を通過することにより、円筒型容器１１４の軸方向において見ると、冷媒ガスＧの流速分布が均一化される。
【００５２】
このように流速分布が均一化されるため、デミスタ１１９を流通する冷媒ガスＧの流速分布も、円筒型容器１１４の軸方向において見て、均一化される。
このようにデミスタ１１９を流通する冷媒ガスＧの流速分布が均一化するため、デミスタ１１９における、冷媒液滴の捕捉・除去能力が向上する。
【００５３】
また、デミスタ１１９を流通する冷媒ガスＧの流速分布が均一化するため、換言すると、デミスタ１１９の一部においてピーク的に冷媒ガスＧの流速が速くなることがないため、デミスタ１１９により捕捉した冷媒液滴が、ピーク的に速い流速により吹き飛ばされて再飛散するという事態の発生を防止することができる。
【００５４】
更に実施例１では、補完デミスタ１４０が、デミスタ１１９側と冷媒ガス排出口１２０側とを仕切る状態で、円筒型容器１１４に配置されている。つまり、冷媒ガスＧの流れ方向に関して、デミスタ１１９の下流側に補完デミスタ１４０を配置している。
【００５５】
このように、デミスタ１１９の下流側に補完デミスタ１４０を配置しているため、冷媒ガスＧに含まれている冷媒液滴は、デミスタ１１９を通過することにより捕捉・除去され、更に、補完デミスタ１４０を通過することにより捕捉・除去される。つまり、デミスタ１１９，１４０により２段階で冷媒液滴の捕捉・除去をしている。
また仮に、デミスタ１１９により捕捉した冷媒液滴が再飛散しても、再飛散した冷媒液滴は、補完デミスタ１４０により捕捉・除去することができる。
この結果、冷媒ガスＧに含まれている冷媒液滴を、確実に捕捉・除去することができ、冷媒液滴が圧縮機に流れ込むことを防止することができる。
【００５６】
なお、補完デミスタ１４０を配置することなくデミスタ１１９の厚さを厚くしたとしても、冷媒液滴の再飛散に対して対応することができない。したがって、実施例１のように、デミスタ１１９と補完デミスタ１４０との間に空間を空けて、デミスタ１１９，１４０により２段階で冷媒液滴の捕捉・除去をした方が、冷媒液滴の再飛散に対応して適切に冷媒液滴の捕捉ができる。
【００５７】
多孔板１３１，１３２及び補完デミスタ１４０は、円筒型容器１１４内の従来ではデッドスペースであった部分に配置しているため、蒸発器１１２を大型化することはない。
【実施例２】
【００５８】
図２は本発明の実施例２に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ａを示す。
実施例２の蒸発器１１２Ａは、実施例１の蒸発器１１２の構成に、更に第３の多孔板１３３を備えたものである。
【００５９】
第３の多孔板１３３は、第１の多孔板１３１と第２の多孔板１３２の間に位置するように、円筒型容器１１４内に配置されている。この第３の多孔板１３３も、円筒型容器１１４の内部空間を、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂ側とデミスタ１１９側とに仕切る状態で、円筒型容器１１４内に配置されている。
【００６０】
しかも、第１パスである伝熱管群１１５Ａの全てを、上方から覆う状態で第３の多孔板１３３が配置されている。
【００６１】
第１パスである伝熱管群１１５Ａを流れる冷水の温度は、第２パスである伝熱管群１１５Ｂを流れる冷水の温度よりも高い。このため、第１パスである伝熱管群１１５Ａを流れる冷水の温度と冷媒Ｒの液温の温度差は、第２パスである伝熱管１１５Ｂを流れる冷水の温度と冷媒Ｒの液温の温度差よりも大きいことから、第２パスである伝熱管群１１５Ｂよりも第１パスである伝熱管群１１５Ａにおいて、冷媒ガスＧが激しく発生し、冷媒ガスＧに随伴して上昇する冷媒液滴も多い。
【００６２】
第３の多孔板１３３は、特に、第１パスである伝熱管群１１５Ａにおいて激しく発生した冷媒ガスＧが衝突することにより、この冷媒ガスＧに含まれている冷媒液滴を捕捉することができる。
【実施例３】
【００６３】
図３は、本発明の実施例３に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｂを示す。
実施例３の蒸発器１１２Ｂは、図２に示す実施例２の蒸発器１１２の構成から補完デミスタ１４０及びデミスタ枠１４１を除くと共に、デミスタ１１９の厚さを厚くしたものである。
他の部分の構成は、実施例２と同様である。
【実施例４】
【００６４】
図４は、本発明の実施例４に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｃを示す。
実施例４の蒸発器１１２Ｃは、図３に示す実施例３の蒸発器１１２Ｂの構成から第３の多孔板１３３を除いたものである。
他の部分の構成は、実施例３と同様である。
【実施例５】
【００６５】
図５は、本発明の実施例５に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｄを示す。
実施例５の蒸発器１１２Ｄは、図４に示す実施例４の蒸発器１１２Ｃの構成から第２の多孔板１３１を除いたものである。
他の部分の構成は、実施例４と同様である。
【実施例６】
【００６６】
図６は、本発明の実施例６に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｅを示す。
実施例６の蒸発器１１２Ｅは、図５に示す実施例５の蒸発器１１２Ｄの構成に、補完デミスタ１４０及びデミスタ枠１４１を備えたものである。
【実施例７】
【００６７】
図７は、本発明の実施例７に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｅを示す。
実施例７の蒸発器１１２Ｅは、図６に示す実施例６の蒸発器１１２Ｅの構成から第２の多孔板１３２を除いたものである。
他の部分の構成は、実施例６と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１に係る蒸発器を示す構成図。
【図２】本発明の実施例２に係る蒸発器を示す構成図。
【図３】本発明の実施例３に係る蒸発器を示す構成図。
【図４】本発明の実施例４に係る蒸発器を示す構成図。
【図５】本発明の実施例５に係る蒸発器を示す構成図。
【図６】本発明の実施例６に係る蒸発器を示す構成図。
【図７】本発明の実施例７に係る蒸発器を示す構成図。
【図８】ターボ冷凍機の概要を示す構成図。
【図９】従来の蒸発器を示す構成図。
【符号の説明】
【００６９】
１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ，１１２Ｅ，１１２Ｆ 蒸発器
１１４ 円筒型容器
１１５ 伝熱管
１１５Ａ，１１５Ｂ 伝熱管群
１１６ 冷水入口
１１７ 冷水出口
１１８ デミスタ枠
１１９ デミスタ
１２０ 冷媒ガス排出口
１２１，１２２ 抜き列
１２３，１２４ 吹上防止板
１３１，１３２，１３３ 多孔板
１４０ 補完デミスタ
１４１ デミスタ枠
Ｒ 冷媒液
Ｇ 冷媒ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍機用の蒸発器に関し、蒸発器から圧縮機に供給する冷媒ガス中に冷媒液滴が混入しないように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば大規模なビルでは、ビルに布設した配管を通じて冷水を循環させ、熱交換器によりビル内空気と冷水との間で熱交換を行って冷房をしている。循環する冷水は、例えばターボ冷凍機により冷却される。
【０００３】
図８は、ターボ冷凍機の概要を示すものである。このターボ冷凍機は、冷却水と気体状の冷媒との間で熱交換を行わせて冷媒を凝縮・液化する凝縮器１０と、凝縮された冷媒を減圧する膨張弁１１と、凝縮された冷媒と冷水との間で熱交換を行わせて冷水を冷却する蒸発器１２と、蒸発器１２で蒸発・気化した冷媒ガスを圧縮した後に凝縮器１０に供給する圧縮機１３により構成されている。圧縮機１３としては、遠心圧縮機、いわゆるターボ圧縮機が採用されている。
このようなターボ冷凍機により冷却された冷水は、例えばビルの空調（冷房）等に利用される。
【０００４】
蒸発器１２は、図９に示すように、冷媒液が導入される円筒型容器１４と、冷水が流通する多数の伝熱管１５が束となって構成された伝熱管群１５Ａ，１５Ｂと、伝熱管群１５Ａに連通する冷水入口１６と、伝熱管群１５Ｂに連通する冷水出口１７と、デミスタ枠１８に支持されて伝熱管群１５Ａ，１５Ｂの上方に配置されたデミスタ１９と、冷媒ガスを円筒型容器１４の外に排出して圧縮機に送る冷媒ガス排出口２０を、主要部材として構成されている。
【０００５】
冷媒液は、伝熱管群１５Ａ，１５Ｂが、この冷媒液中に浸漬する程度に、円筒型容器１４に供給されて流通する。つまり、冷媒液の液面は、伝熱管群１５Ａ、１５Ｂよりも上方に位置している。
【０００６】
デミスタ１９は、ワイヤメッシュや、ワイヤを綿状にからめ合わせたものであり、冷媒ガスが通過する際に、冷媒ガスに随伴して流通してくる冷媒液滴を捕捉・除去して冷媒液滴の通過を防止するものである。
【０００７】
伝熱管群１５Ａと伝熱管群１５Ｂの間には、上下方向に沿う空間（抜き列）２１が形成され、伝熱管群１５Ａ，１５Ｂと円筒型容器１４の内周面の間には、上下方向に沿う空間（抜き列）２２が形成されている。
【０００８】
抜き列２１の上方（冷媒の液面よりも上方）には、略逆Ｖ字型をした吹上防止板２３が配置され、抜き列２２の上方（冷媒の液面よりも上方）には、平板状の吹上防止板２４が配置されている。
【０００９】
冷水は、冷水入口１６→伝熱管群１５Ａ→伝熱管群１５Ｂ→伝熱管群１５Ｃ→冷水出口１７という経路に沿い流れる。
つまり、伝熱管群１５Ａ及び伝熱管群１５Ｂの一端側（冷水入口１６とは反対側）には折り返し水室（図示省略）が連通されており、伝熱管群１５Ａを流通してきた冷水は、折り返し水室にて流通方向が反転されて伝熱管群１５Ｂに流れ込むようになっている。
【００１０】
このように、冷水が伝熱管群１５Ａ，１５Ｂを流通する際に、冷水と冷媒との間で熱交換が行われて冷水が冷却される。
【００１１】
一方、冷媒液は冷水から熱を受け取って沸騰して気化する。そうすると、伝熱管１５の周りで発生した蒸気（冷媒ガス）が、抜き列２１，２２を通って浮上する。この冷媒ガスは冷媒液滴を伴いながら、抜き列２１，２２の上方に向かって勢い良く吹き上がる。冷媒液滴が混入した冷媒ガスが、吹上防止板２３，２４に衝突すると、その上昇エネルギーが大きく減少される。このため、冷媒ガスに伴って上昇してきた冷媒液滴の多くは、吹上防止板２３，２４に衝突して落下する。
【００１２】
吹上防止板２３，２４に衝突した冷媒ガスは更に上昇し、デミスタ１９を通過する。このように冷媒ガスがデミスタ１９を通過する際に、冷媒ガスに混入していた液滴分が更に除去され、気化した蒸発成分のみとなった冷媒ガスが冷媒ガス排出口２０を介して流出される。このようにして流出した冷媒ガスは、圧縮機１３に吸入されて圧縮される。
【００１３】
上述したように、従来技術では、吹上防止板２３，２４や、デミスタ１９により、冷媒ガス中に混入した冷媒液滴を除去し、冷媒ガスに伴って冷媒液滴が圧縮機１３に吸入されることを防止していた。
これは、冷媒液滴が圧縮機１３に吸入されると、圧縮機１３の性能が低下したり、圧縮機１３のインペラが損傷するおそれがあるからである。
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−１００９８５
【特許文献２】ＷＯ２００２／０４２６９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
近年では蒸発器のコンパクト化が要請されると共に、従来と同等サイズであっても冷凍能力が高いことが要求されている。つまり、同一の冷凍容量であっても、従来よりもコンパクト化を図ることが要求されている。
このような要請を実現するためには、同一の大きさの蒸発器で比較すると、単位時間当たりに流通する冷媒量や冷水量を、従来の蒸発器に比べて多くする必要がある。
【００１６】
このようにして、蒸発器に流通する冷媒や冷水の量が多くなると、冷媒の沸騰が激しくなり、多量の冷媒ガスが発生する。しかも、冷媒液中で発生した多量の冷媒ガスが、激しく吹き上がることになり、冷媒液面から上方に流通する冷媒ガスに混入する液滴が多くなる。
また、冷媒液の液面では、液面が大きく波立ち、この波立った冷媒液面上に、冷媒ガスを内部に含む泡が発生し、この泡が破裂する際に冷媒液滴が飛散する。そうすると、飛散した冷媒液滴が、上方に流通する冷媒ガスに随伴して運ばれてしまう。
【００１７】
しかも、多量の冷媒ガスが発生するため、デミスタを流通する冷媒ガスの流速が速くなってしまう。
デミスタは、これを通過する冷媒ガスの流速が、予め決めた最大流速以下であれば、冷媒ガス中に混入している冷媒液滴を確実に捕捉・除去することができるが、冷媒ガスの流速が前記最大流速を越えると、冷媒液滴を捕捉・除去する能力が低下する。
【００１８】
更に、円筒型容器から冷媒ガスを排出する冷媒ガス排出口は、円筒型容器の上周面の一箇所に備えられている。このため、冷媒ガス排出口の近くでは、冷媒ガスの流速が速く、冷媒ガスの排出口から離れるにしたがって、冷媒ガスの流速が遅くなる。
したがって、円筒型容器の軸方向において見ると、デミスタを通過する冷媒ガスの流速は、冷媒ガス排出口の近くでは速いが、冷媒ガス排出口から離れるにしたがって遅くなる。つまり、デミスタを通過する冷媒ガスの流速分布に不均一が生じている。
しかも、流通する冷媒ガス量が増加し、しかも、全体的に冷媒ガスの流速が速くなると、デミスタにおける冷媒ガスの流速分布の不均一が更に大きくなる。
【００１９】
デミスタにおける冷媒ガスの流速分布の不均一が大きいと、流速が大きい所では冷媒液滴の捕捉・除去能力が低下し、デミスタ全体でみたときに、冷媒液滴を捕捉・除去する能力が低下する。
また、デミスタにおいて流速が速い部分では、一旦捕捉した冷媒液滴が、流速の速い冷媒ガスにより再飛散してしまうおそれがあり、再飛散した冷媒液滴が冷媒ガスと共に流通して圧縮機に供給されてしまうという懸念があった。
【００２０】
このように、同一の冷凍容量であっても、従来よりもコンパクト化を図るため、単位時間当たりに流通する冷媒量や冷水量を、従来の蒸発器に比べて多くしようとすると、多くの冷媒液滴が混入した流速の速い冷媒ガスが、不均一な流速分布でデミスタを通過することとなり、従来技術のままでは、デミスタにより冷媒液滴を確実に捕捉・除去することができないという問題が懸念されていた。
【００２１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、蒸発器に流通させる冷媒や冷水の量を多くして、冷凍能力を上げた蒸発器であっても、蒸発器から圧縮機に供給する冷媒ガスから、確実に冷媒液滴を除去することができる、冷凍機用の蒸発器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決する本発明の構成は、
冷媒液が供給されるとともに、前記冷媒液が蒸発してなる冷媒ガスを排出する冷媒ガス排出口を上部に有する容器と、
前記容器の内部に配置されており、前記冷媒液に浸漬される伝熱管群と、
前記容器の内部に配置されており、前記冷媒ガス排出口に向かって流れていく前記冷媒ガスが通過するデミスタとを備えた冷凍機用の蒸発器であって、
前記容器の内部空間を、前記伝熱管群側と前記デミスタ側とに仕切る状態で、前記伝熱管群と前記デミスタとの間に配置された多孔板を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また本発明の構成は、
前記多孔板は、前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されていることを特徴とする。
【００２４】
また本発明の構成は、
前記多孔板は、前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されていることを特徴とする。
【００２５】
また本発明の構成は、
前記多孔板は、
前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている第１の多孔板と、
前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されている第２の多孔板であることを特徴とする。
【００２６】
また本発明の構成は、
前記多孔板は、
前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている第１の多孔板と、
前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されている第２の多孔板と、
第１の多孔板と第２の多孔板との間に配置された第３の多孔板であることを特徴とする。
【００２７】
また本発明の構成は、
前記容器の内部空間を、前記デミスタ側と前記冷媒ガス排出口側とに仕切る状態で、前記デミスタと前記冷媒ガス排出口との間に配置された補完デミスタを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、蒸発器の容器内に、伝熱管側とデミスタ側とを仕切る状態で多孔板を備えたため、蒸発器内に流す冷媒液や冷水の量を多くしても、冷媒ガスに含まれている冷媒液滴が、多孔板に衝突することにより、冷媒液滴を捕捉・除去することができる。
このため、圧縮機に供給する冷媒ガス中に、冷媒液滴が混入することがなくなり、圧縮機の良好な性能を確保できる。
【００２９】
多孔板を、冷媒液の液面を覆う状態で配置すれば、冷媒液面で発生した泡が破裂して飛散した冷媒液滴が多孔板に衝突し、飛散した冷媒液滴が冷媒ガスに混入することを防止することができる。
【００３０】
また多孔板を、デミスタの下面に対面させて配置すれば、デミスタに流れる冷媒ガスの流速を均一化することができ、デミスタによる冷媒液滴の捕捉・除去の効率が向上すると共に、デミスタから冷媒液滴が再飛散することを防止することができる。
【００３１】
更に、デミスタの他に、補完デミスタを備えることにより、冷媒ガスに混入している冷媒液滴の捕捉・除去をより確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明の実施例１に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２を示す。
図１に示すように、円筒型容器１１４には、その上側周面（上部）に冷媒ガス排出口１２０が備えられている。冷媒ガス排出口１２０は、圧縮機に連通している。
また円筒型容器１１４には、その底面側から冷媒液Ｒが供給される。
【００３４】
円筒型容器１１４の内部空間には、冷水が流通する多数の伝熱管１１５が束となって構成された伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂが配置されている。
伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂは、円筒型容器１１４内に供給された冷媒液Ｒ中に浸漬される。つまり、冷媒液Ｒの液面は、伝熱管群１１５Ａ、１１５Ｂよりも上方に位置している。
【００３５】
伝熱管群１１５Ａは冷水入口１１６に連通し、伝熱管群１１５Ｂは冷水出口１１７に連通している。
冷水は、冷水入口１１６→伝熱管群１１５Ａ→伝熱管群１１５Ｂ→冷水出口１１７という経路に沿い流れる。
つまり、伝熱管群１１５Ａ及び伝熱管群１１５Ｂの一端側（冷水入口１１６とは反対側）には折り返し水室（図示省略）が連通されており、伝熱管群１１５Ａを流通してきた冷水は、折り返し水室にて流通方向が反転されて伝熱管群１１５Ｂに流れ込むようになっている。
【００３６】
この実施例１では、円筒型容器１１４内に、２つの伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂを配置し、冷水が、伝熱管群１１５Ａ（第１パス）を流れて、次に伝熱管群１１５Ｂ（第２パス）を流れるようにしているが、円筒型容器１１４内に３パス以上の伝熱管群を配置して、この３パス以上の伝熱管群に順に冷水を流すようにしてもよい。
【００３７】
伝熱管群１１５Ａと伝熱管群１１５Ｂの間には、上下方向に沿う空間（抜き列）１２１が形成され、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂと円筒型容器１１４の内周面の間には、上下方向に沿う空間（抜き列）１２２が形成されている。
【００３８】
抜き列１２１の上方（冷媒液Ｒの液面よりも上方）には、略逆Ｖ字型をした吹上防止板１２３が配置され、抜き列１２２の上方（冷媒液Ｒの液面よりも上方）には、平板状の吹上防止板１２４が配置されている。
【００３９】
円筒型容器１１４の内部には、デミスタ枠１１８で支持されたデミスタ１１９が配置されている。このデミスタ１１９は、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂの上方（円筒型容器１１４内の冷媒液Ｒの上方）に位置して、円筒型容器１１４の内部空間を、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂ側と冷媒ガス排出口１２０側とに仕切る状態で配置されている。
【００４０】
デミスタ１１９は、ワイヤメッシュや、ワイヤを綿状にからめ合わせたものであり、冷媒ガスが通過する際に、冷媒ガスに随伴して流通してくる冷媒液滴を捕捉・除去して冷媒液滴の通過を防止するものである。
【００４１】
なお、デミスタ１１９は、水平面に対して約１５°の傾斜角度となる状態で取り付けられている。これは、冷媒液滴の捕捉と、捕捉した冷媒液滴の再飛散防止に最適な角度であるからである。
【００４２】
ここまでの構成は、従来技術と同様である。
【００４３】
更に本実施例では、単位時間当たりに流通する冷媒量や冷水量を多くしても、冷媒液滴が冷媒ガス排出口１２０を介して圧縮機に供給されることがないようにするため、円筒型容器１１４内に、第１の多孔板１３１と、第２の多孔板１３２と、デミスタ枠１４１で支持された補完デミスタ１４０が配置されている。
なお、多孔板１３１，１３２は、板状部材に多数の孔を形成したものである。
【００４４】
第１の多孔板１３１は、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂとデミスタ１１９との間に位置するように円筒型容器１１４に備えられている。つまり、第１の多孔板１３１は、円筒型容器１１４の内部空間を、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂ側とデミスタ１１９側とに仕切る状態で、円筒型容器１１４内に配置されている。
しかも、第１の多孔板１３１は、円筒型容器１１４に供給された冷媒液Ｒの液面を、空間を空けた状態で、上方から覆う状態で配置されている。
【００４５】
第２の多孔板１３２は、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂとデミスタ１１９との間に位置するように円筒型容器１１４に備えられている。つまり、第２の多孔板１３２は、円筒型容器１１４の内部空間を、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂ側とデミスタ１１９側とに仕切る状態で、円筒型容器１１４内に配置されている。
しかも、第２の多孔板１３２は、デミスタ１１９の下面に空間を空けて対面した状態で配置されている。
【００４６】
デミスタ枠１４１で支持された補完デミスタ１４０は、デミスタ１１９と冷媒ガス排出口１２０との間に位置するように円筒型容器１１４に備えられている。つまり、補完デミスタ１４０は、円筒型容器１１４の内部空間を、デミスタ１１９側と冷媒ガス排出口１２０側とに仕切る状態で、円筒型容器１１４に配置されている。この補完デミスタ１４０は、デミスタ１１９と同様に、水平面に対して約１５°の傾斜角度となる状態で取り付けられている。
【００４７】
補完デミスタ１４０は、ワイヤメッシュや、ワイヤを綿状にからめ合わせたものであり、冷媒ガスが通過する際に、冷媒ガスに随伴して流通してくる冷媒液滴を捕捉・除去して冷媒液滴の通過を防止するものである。
【００４８】
冷水が伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂを流通すると、冷水と冷媒液Ｒとの間で熱交換が行われて冷水が冷却され、一方、冷媒液Ｒは冷水から熱を受け取って沸騰して気化する。
そうすると、伝熱管１１５の周りで発生した蒸気（冷媒ガス）は、抜き列１２１，１２２を通って浮上する。この冷媒ガスは冷媒液滴を伴いながら、抜き列１２１，１２２の上方に向かって勢い良く吹き上がる。
【００４９】
また、冷媒液Ｒの液面では液面が大きく波立ち、この波立った冷媒液面上に、冷媒ガスを内部に含む泡が発生して、この泡が破裂する際に冷媒液滴が飛散する。飛散した冷媒液滴は、上方に流通する冷媒ガスＧに随伴して上方に運ばれようとする。
【００５０】
実施例１では、第１の多孔板１３１が、冷媒液Ｒの液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている。このため、冷媒液Ｒの液面上で冷媒液Ｒの泡が破裂して液滴が飛散しても、この飛散した冷媒液滴の多くは第１の多孔板１３１に衝突して捕捉される。このため、飛散した比較的大粒の冷媒液滴が、上方に流通する冷媒ガスＧに随伴して上方に運ばれることを防止することができる。
【００５１】
また第２の多孔板１３２が、デミスタ１１９の下面に空間を空けて対面した状態で配置されている。このため、冷媒液Ｒが蒸発して上方に流れてきた冷媒ガスＧは、第２の多孔板１３２の多数の孔を通過してから、デミスタ１１９を通過する。
このように冷媒ガスＧが、第２の多孔板１３２の多数の孔を通過することにより、円筒型容器１１４の軸方向において見ると、冷媒ガスＧの流速分布が均一化される。
【００５２】
このように流速分布が均一化されるため、デミスタ１１９を流通する冷媒ガスＧの流速分布も、円筒型容器１１４の軸方向において見て、均一化される。
このようにデミスタ１１９を流通する冷媒ガスＧの流速分布が均一化するため、デミスタ１１９における、冷媒液滴の捕捉・除去能力が向上する。
【００５３】
また、デミスタ１１９を流通する冷媒ガスＧの流速分布が均一化するため、換言すると、デミスタ１１９の一部においてピーク的に冷媒ガスＧの流速が速くなることがないため、デミスタ１１９により捕捉した冷媒液滴が、ピーク的に速い流速により吹き飛ばされて再飛散するという事態の発生を防止することができる。
【００５４】
更に実施例１では、補完デミスタ１４０が、デミスタ１１９側と冷媒ガス排出口１２０側とを仕切る状態で、円筒型容器１１４に配置されている。つまり、冷媒ガスＧの流れ方向に関して、デミスタ１１９の下流側に補完デミスタ１４０を配置している。
【００５５】
このように、デミスタ１１９の下流側に補完デミスタ１４０を配置しているため、冷媒ガスＧに含まれている冷媒液滴は、デミスタ１１９を通過することにより捕捉・除去され、更に、補完デミスタ１４０を通過することにより捕捉・除去される。つまり、デミスタ１１９，１４０により２段階で冷媒液滴の捕捉・除去をしている。
また仮に、デミスタ１１９により捕捉した冷媒液滴が再飛散しても、再飛散した冷媒液滴は、補完デミスタ１４０により捕捉・除去することができる。
この結果、冷媒ガスＧに含まれている冷媒液滴を、確実に捕捉・除去することができ、冷媒液滴が圧縮機に流れ込むことを防止することができる。
【００５６】
なお、補完デミスタ１４０を配置することなくデミスタ１１９の厚さを厚くしたとしても、冷媒液滴の再飛散に対して対応することができない。したがって、実施例１のように、デミスタ１１９と補完デミスタ１４０との間に空間を空けて、デミスタ１１９，１４０により２段階で冷媒液滴の捕捉・除去をした方が、冷媒液滴の再飛散に対応して適切に冷媒液滴の捕捉ができる。
【００５７】
多孔板１３１，１３２及び補完デミスタ１４０は、円筒型容器１１４内の従来ではデッドスペースであった部分に配置しているため、蒸発器１１２を大型化することはない。
【実施例２】
【００５８】
図２は本発明の実施例２に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ａを示す。
実施例２の蒸発器１１２Ａは、実施例１の蒸発器１１２の構成に、更に第３の多孔板１３３を備えたものである。
【００５９】
第３の多孔板１３３は、第１の多孔板１３１と第２の多孔板１３２の間に位置するように、円筒型容器１１４内に配置されている。この第３の多孔板１３３も、円筒型容器１１４の内部空間を、伝熱管群１１５Ａ，１１５Ｂ側とデミスタ１１９側とに仕切る状態で、円筒型容器１１４内に配置されている。
【００６０】
しかも、第１パスである伝熱管群１１５Ａの全てを、上方から覆う状態で第３の多孔板１３３が配置されている。
【００６１】
第１パスである伝熱管群１１５Ａを流れる冷水の温度は、第２パスである伝熱管群１１５Ｂを流れる冷水の温度よりも高い。このため、第１パスである伝熱管群１１５Ａを流れる冷水の温度と冷媒Ｒの液温の温度差は、第２パスである伝熱管１１５Ｂを流れる冷水の温度と冷媒Ｒの液温の温度差よりも大きいことから、第２パスである伝熱管群１１５Ｂよりも第１パスである伝熱管群１１５Ａにおいて、冷媒ガスＧが激しく発生し、冷媒ガスＧに随伴して上昇する冷媒液滴も多い。
【００６２】
第３の多孔板１３３は、特に、第１パスである伝熱管群１１５Ａにおいて激しく発生した冷媒ガスＧが衝突することにより、この冷媒ガスＧに含まれている冷媒液滴を捕捉することができる。
【実施例３】
【００６３】
図３は、本発明の実施例３に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｂを示す。
実施例３の蒸発器１１２Ｂは、図２に示す実施例２の蒸発器１１２の構成から補完デミスタ１４０及びデミスタ枠１４１を除くと共に、デミスタ１１９の厚さを厚くしたものである。
他の部分の構成は、実施例２と同様である。
【実施例４】
【００６４】
図４は、本発明の実施例４に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｃを示す。
実施例４の蒸発器１１２Ｃは、図３に示す実施例３の蒸発器１１２Ｂの構成から第３の多孔板１３３を除いたものである。
他の部分の構成は、実施例３と同様である。
【実施例５】
【００６５】
図５は、本発明の実施例５に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｄを示す。
実施例５の蒸発器１１２Ｄは、図４に示す実施例４の蒸発器１１２Ｃの構成から第２の多孔板１３１を除いたものである。
他の部分の構成は、実施例４と同様である。
【実施例６】
【００６６】
図６は、本発明の実施例６に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｅを示す。
実施例６の蒸発器１１２Ｅは、図５に示す実施例５の蒸発器１１２Ｄの構成に、補完デミスタ１４０及びデミスタ枠１４１を備えたものである。
【実施例７】
【００６７】
図７は、本発明の実施例７に係る、ターボ冷凍機用の蒸発器１１２Ｅを示す。
実施例７の蒸発器１１２Ｅは、図６に示す実施例６の蒸発器１１２Ｅの構成から第２の多孔板１３２を除いたものである。
他の部分の構成は、実施例６と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１に係る蒸発器を示す構成図。
【図２】本発明の実施例２に係る蒸発器を示す構成図。
【図３】本発明の実施例３に係る蒸発器を示す構成図。
【図４】本発明の実施例４に係る蒸発器を示す構成図。
【図５】本発明の実施例５に係る蒸発器を示す構成図。
【図６】本発明の実施例６に係る蒸発器を示す構成図。
【図７】本発明の実施例７に係る蒸発器を示す構成図。
【図８】ターボ冷凍機の概要を示す構成図。
【図９】従来の蒸発器を示す構成図。
【符号の説明】
【００６９】
１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ，１１２Ｅ，１１２Ｆ 蒸発器
１１４ 円筒型容器
１１５ 伝熱管
１１５Ａ，１１５Ｂ 伝熱管群
１１６ 冷水入口
１１７ 冷水出口
１１８ デミスタ枠
１１９ デミスタ
１２０ 冷媒ガス排出口
１２１，１２２ 抜き列
１２３，１２４ 吹上防止板
１３１，１３２，１３３ 多孔板
１４０ 補完デミスタ
１４１ デミスタ枠
Ｒ 冷媒液
Ｇ 冷媒ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒液が供給されるとともに、前記冷媒液が蒸発してなる冷媒ガスを排出する冷媒ガス排出口を上部に有する容器と、
前記容器の内部に配置されており、前記冷媒液に浸漬される伝熱管群と、
前記容器の内部に配置されており、前記冷媒ガス排出口に向かって流れていく前記冷媒ガスが通過するデミスタとを備えた冷凍機用の蒸発器であって、
前記容器の内部空間を、前記伝熱管群側と前記デミスタ側とに仕切る状態で、前記伝熱管群と前記デミスタとの間に配置された多孔板を備えたことを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項２】
請求項１において、
前記多孔板は、前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されていることを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項３】
請求項１において、
前記多孔板は、前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されていることを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項４】
請求項１において、
前記多孔板は、
前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている第１の多孔板と、
前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されている第２の多孔板であることを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項５】
請求項１において、
前記多孔板は、
前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている第１の多孔板と、
前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されている第２の多孔板と、
第１の多孔板と第２の多孔板との間に配置された第３の多孔板であることを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項において、
前記容器の内部空間を、前記デミスタ側と前記冷媒ガス排出口側とに仕切る状態で、前記デミスタと前記冷媒ガス排出口との間に配置された補完デミスタを備えたことを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項１】
冷媒液が供給されるとともに、前記冷媒液が蒸発してなる冷媒ガスを排出する冷媒ガス排出口を上部に有する容器と、
前記容器の内部に配置されており、前記冷媒液に浸漬される伝熱管群と、
前記容器の内部に配置されており、前記冷媒ガス排出口に向かって流れていく前記冷媒ガスが通過するデミスタとを備えた冷凍機用の蒸発器であって、
前記容器の内部空間を、前記伝熱管群側と前記デミスタ側とに仕切る状態で、前記伝熱管群と前記デミスタとの間に配置された多孔板を備えたことを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項２】
請求項１において、
前記多孔板は、前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されていることを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項３】
請求項１において、
前記多孔板は、前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されていることを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項４】
請求項１において、
前記多孔板は、
前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている第１の多孔板と、
前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されている第２の多孔板であることを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項５】
請求項１において、
前記多孔板は、
前記容器内に供給された前記冷媒液の液面を、空間を空けた状態で上方から覆う状態で配置されている第１の多孔板と、
前記デミスタの下面に空間を空けて対面した状態で配置されている第２の多孔板と、
第１の多孔板と第２の多孔板との間に配置された第３の多孔板であることを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項において、
前記容器の内部空間を、前記デミスタ側と前記冷媒ガス排出口側とに仕切る状態で、前記デミスタと前記冷媒ガス排出口との間に配置された補完デミスタを備えたことを特徴とする冷凍機用の蒸発器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１３８８９１（Ｐ２００８−１３８８９１Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２２７８０（Ｐ２００６−３２２７８０）
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]