JP2014020755A

JP2014020755A - Downward flow liquid film type evaporator

Info

Publication number: JP2014020755A
Application number: JP2012162730A
Authority: JP
Inventors: Keita Hattori; 敬太服部; Genei Kin; 鉉永金; Kunitada Yo; 国忠楊; Motohiko Fukuoka; 基彦福岡; Junji Ogata; 潤司緒方
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-02-03

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain a carry-over phenomenon of droplets of a liquid refrigerant from 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 and a 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 large number of upper cover ventilation holes (40) are formed on an upper cover (36), so that an opening ratio at a portion of the upper cover (36) near a steam outlet pipe (18) is made smaller than an opening ratio of the upper cover (36) away from the steam outlet pipe (18).

Description

本発明は、流下液膜式蒸発器、特に、上部カバー及び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 relates to a falling liquid film evaporator, in particular, a liquid refrigerant spraying device having an upper cover and a refrigerant tank and provided between the heat transfer tube group in the tank and the steam outlet pipe in the upper part of the tank. The present invention relates to a falling liquid film evaporator in which liquid refrigerant out of gas-liquid two-phase refrigerant supplied into a tank through a refrigerant inlet pipe flows down to a heat transfer tube group and the liquid refrigerant is evaporated by the heat transfer tube group.

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の伝熱管群に流下させる冷媒桶と、冷媒桶の上方に隙間を空けて配置されており冷媒桶の上方を覆う上部カバーとを有する構成を採用することが考えられる。 Here, as a liquid refrigerant spraying device, a refrigerant tank that stores liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed through the refrigerant inlet pipe and then flows down to the heat transfer pipe group below, and a gap above the refrigerant tank. It is conceivable to adopt a configuration having an upper cover that is disposed in a space and covers the upper side of the refrigerant tank.

しかし、この場合には、冷媒入口管を通じて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や伝熱管群から蒸気出口管に向かう蒸気主流路空間に存在するガス冷媒（伝熱管群によって蒸発したガス冷媒）が、上部カバーと冷媒桶とによって形成される散布装置空間を蒸気出口管に近い部分に向かって流れることになる。このため、冷媒入口管を通じて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液滴の一部が、散布装置空間を流れ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 (heat transfer tube) that exists in the vapor main passage space from the gas refrigerant or heat transfer tube group to the vapor outlet tube out of the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant tank through the refrigerant inlet tube. The gas refrigerant evaporated by the group flows in the spraying device space formed by the upper cover and the refrigerant tank toward the portion near the vapor outlet pipe. For this reason, some of the liquid refrigerant droplets of the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant tank through the refrigerant inlet pipe are carried by the high-flow-rate gas refrigerant flowing in the spraying device space, and the vapor outlet pipe Carry-over phenomenon that flows out of the tank through is likely to occur.

また、上部カバー及び冷媒桶を有する構成において、上部カバーに上部カバー通風孔を形成することも考えられる。 Further, in the configuration having the upper cover and the refrigerant tank, it is conceivable to form an upper cover ventilation hole in the upper cover.

しかし、この場合には、冷媒入口管を通じて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、上部カバー通風孔から蒸気出口管に向かって流れるため、冷媒入口管を通じて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液滴も、上部カバー通風孔から蒸気出口管に近い部分における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 refrigerant bottle through the refrigerant inlet pipe flows from the upper cover vent hole toward the vapor outlet pipe. The liquid refrigerant droplets of the gas-liquid two-phase refrigerant that flowed into the tank are also carried by the gas refrigerant in the portion near the vapor outlet pipe from the upper cover vent hole and carry out to the outside of the tank through the vapor outlet pipe The phenomenon tends to occur.

本発明の課題は、上部カバー及び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、上部カバーからの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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to have an upper cover and a refrigerant tank, and into the tank through the refrigerant inlet pipe 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. In a falling liquid film evaporator that causes the liquid refrigerant of the supplied gas-liquid two-phase refrigerant to flow down to the heat transfer tube group and evaporates the liquid refrigerant by the heat transfer tube group, the liquid refrigerant droplets from the upper cover The purpose is to suppress the occurrence of the carry-over phenomenon.

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、上部カバー及び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。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の伝熱管群に流下させる部材である。上部カバーは、冷媒桶の上方に隙間を空けて配置されており、冷媒桶の上方を覆う部材である。そして、この流下液膜式蒸発器では、上部カバーの蒸気出口管に近い部分における開口率が上部カバーの蒸気出口管から遠い部分における開口率よりも小さくなるように、上部カバーに多数の上部カバー通気孔を形成している。 A falling liquid film evaporator according to a first aspect includes a heat transfer tube group having a plurality of heat transfer tubes, a liquid refrigerant spraying device having an upper cover and a refrigerant tank, and a heat medium flowing in the heat transfer tubes; The heat exchanger evaporates the liquid refrigerant by heat exchange with the liquid refrigerant flowing down from the 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 refrigerant tank is a member that stores liquid refrigerant out of gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the tank through a refrigerant inlet pipe provided in the tank, and then flows down to the heat transfer pipe group below. The upper cover is a member that is disposed above the refrigerant bowl with a gap and covers the upper side of the refrigerant bowl. In this falling liquid film evaporator, the upper cover has a large number of upper covers so that the opening ratio in the portion near the steam outlet pipe of the upper cover is smaller than the opening ratio in the portion far from the steam outlet pipe of the upper cover. Ventilation holes are formed.

ここでは、上部カバーの蒸気出口管に近い部分における開口率が上部カバーの蒸気出口管から遠い部分よりも小さくなるように上部カバー通気孔を形成することによって、上部カバーの蒸気出口管に近い部分において、冷媒入口管を通じて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液滴が、上部カバー通風孔を通じて蒸気出口管に向かうことを抑えることができる。しかも、上部カバーの蒸気出口管から遠い部分において、冷媒入口管を通じて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を、上部カバー通風孔を通じて、上部カバーと冷媒桶とによって形成される散布装置空間から伝熱管群から蒸気出口管に向かう蒸気主流路空間に逃がして、散布装置空間を蒸気出口管に近い部分に向かって流れるガス冷媒の流量、ひいてはガス冷媒の流速を低下させることができる。 Here, the portion near the steam outlet pipe of the upper cover is formed by forming the upper cover vent so that the opening ratio in the portion near the steam outlet pipe of the upper cover is smaller than the portion far from the steam outlet pipe of the upper cover. The liquid refrigerant droplets of the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant bottle through the refrigerant inlet pipe can be prevented from moving toward the vapor outlet pipe through the upper cover vent hole. In addition, in the portion of the upper cover far from the vapor outlet pipe, the gas refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant bottle through the refrigerant inlet pipe is formed by the upper cover and the refrigerant bottle through the upper cover ventilation hole. The flow rate of the gas refrigerant flowing from the spraying device space to the steam main passage space from the heat transfer tube group to the steam outlet tube toward the portion close to the steam outlet tube, and thus the flow rate of the gas refrigerant is reduced. be able to.

これにより、ここでは、上部カバーからの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 the liquid refrigerant droplets from 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、上部カバー通気孔が、上部カバーの蒸気出口管から遠い部分だけに形成されている。 The falling liquid film evaporator according to the second aspect is the falling liquid film evaporator according to the first aspect, wherein the upper cover vent is formed only in a portion far from the steam outlet pipe of the upper cover.

ここでは、上部カバー通気孔を上部カバーの蒸気出口管から遠い部分だけに形成することによって、上部カバー通風孔から流出する蒸気出口管に近い部分におけるガス冷媒の流量、ひいてはガス冷媒の流速を低下させることができる。 Here, by forming the upper cover vent hole only in the part far from the steam outlet pipe of the upper cover, the flow rate of the gas refrigerant in the part close to the steam outlet pipe flowing out from the upper cover vent hole, and hence the flow rate of the gas refrigerant is reduced. Can be made.

第３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、上部カバー通気孔が、上部カバーの蒸気出口管に近い部分における孔径が上部カバーの蒸気出口管から遠い部分における孔径よりも小さくなるように形成されている。 A falling liquid film evaporator according to a third aspect is the falling liquid film evaporator according to the first aspect, wherein the upper cover vent hole has a hole diameter in a portion near the vapor outlet pipe of the upper cover. It is formed so as to be smaller than the hole diameter in the portion far from the outlet pipe.

ここでは、上部カバー通気孔を上部カバーの蒸気出口管に近い部分における孔径が上部カバーの蒸気出口管から遠い部分における孔径よりも小さくなるように形成することによって、上部カバー通風孔から流出する蒸気出口管に近い部分におけるガス冷媒の流量、ひいてはガス冷媒の流速を低下させることができる。 Here, the vapor flowing out from the upper cover vent hole is formed by forming the upper cover vent hole so that the hole diameter in the portion near the steam outlet pipe of the upper cover is smaller than the hole diameter in the portion far from the steam outlet pipe of the upper cover. The flow rate of the gas refrigerant in the portion close to the outlet pipe, and hence the flow rate of the gas refrigerant can be reduced.

第４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、上部カバー通気孔が、上部カバーの蒸気出口管に近い部分における密度が上部カバーの蒸気出口管から遠い部分における密度よりも小さくなるように形成されている。 The falling liquid film evaporator according to the fourth aspect is the falling liquid film evaporator according to the first aspect, wherein the density of the upper cover vent in the portion near the vapor outlet pipe of the upper cover is the vapor of the upper cover. It is formed so as to be smaller than the density in a portion far from the outlet pipe.

ここでは、上部カバー通気孔を上部カバーの蒸気出口管に近い部分における密度が上部カバーの蒸気出口管から遠い部分における密度よりも小さくなるように形成することによって、上部カバー通風孔から流出する蒸気出口管に近い部分におけるガス冷媒の流量、ひいてはガス冷媒の流速を低下させることができる。 Here, the vapor flowing out from the upper cover ventilation hole is formed by forming the upper cover ventilation hole so that the density in the portion near the vapor outlet pipe of the upper cover is smaller than the density in the portion far from the vapor outlet pipe of the upper cover. The flow rate of the gas refrigerant in the portion close to the outlet pipe, and hence the flow rate of the gas refrigerant can be reduced.

第５の観点にかかる流下液膜式蒸発器は、第１〜第４の観点のいずれかにかかる流下液膜式蒸発器において、冷媒桶が、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１段冷媒桶と、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段冷媒桶とを有している。上部カバーは、上部カバーを上方から見た際に、１段冷媒桶を覆うとともに１段冷媒桶よりも外側まではみ出している。そして、上部カバー通気孔は、上部カバーのうち１段冷媒桶に重なった部分の開口率が上部カバーのうち１段冷媒桶よりも外側にはみ出した部分の開口率よりも小さくなるように形成されている。 A falling liquid film type evaporator according to a fifth aspect is the falling liquid film type evaporator according to any of the first to fourth aspects, in which a refrigerant tank enters the tank through a refrigerant inlet pipe provided in the tank. Of the supplied gas-liquid two-phase refrigerant, liquid refrigerant is stored and then the first-stage refrigerant tank is allowed to flow downward, and liquid refrigerant flowing from the first-stage refrigerant tank is stored and then flows down to the heat transfer tube group below. A two-stage refrigerant tank. When the upper cover is viewed from above, the upper cover covers the first-stage refrigerant tank and protrudes outside the first-stage refrigerant tank. The upper cover vent is formed such that the opening ratio of the portion of the upper cover that overlaps the first-stage refrigerant tank is smaller than the opening ratio of the portion of the upper cover that protrudes outside the first-stage refrigerant tank. ing.

ここでは、上部カバー通気孔を、上部カバーのうち１段冷媒桶に重なった部分の開口率が上部カバーのうち１段冷媒桶よりも外側にはみ出した部分の開口率よりも小さくなるように形成することによって、上部カバーのうち液冷媒の量が多い１段冷媒桶に重なった部分から液冷媒の液滴が流出することを抑えることができる。 Here, the upper cover vent is formed so that the opening ratio of the portion of the upper cover that overlaps the first-stage refrigerant tank is smaller than the opening ratio of the portion of the upper cover that protrudes outside the first-stage refrigerant tank. By doing so, it is possible to suppress the liquid refrigerant droplets from flowing out from the portion of the upper cover that overlaps the first-stage refrigerant tank having a large amount of liquid refrigerant.

これにより、ここでは、上部カバーからの液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象をさらに発生しにくくすることができる。 As a result, the carry-over phenomenon of the liquid refrigerant droplets from the upper cover can be further prevented from occurring here.

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〜第４の観点にかかる流下液膜式蒸発器では、上部カバーからの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 to fourth aspects, it is possible to make it difficult for the carryover phenomenon of the liquid refrigerant droplets from the upper cover to occur.

第５の観点にかかる流下液膜式蒸発器では、上部カバーからの液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象をさらに発生しにくくすることができる。 In the falling liquid film evaporator according to the fifth aspect, the carryover phenomenon of the liquid refrigerant droplets from the upper cover can be further prevented from occurring.

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. 上部カバーに上部カバー通気孔を形成しない場合における図６に対応する図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6 in a case where an upper cover vent hole is not formed in the upper cover. 上部カバーに上部カバー通気孔を形成しない場合における図７に対応する図である。FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 7 when the upper cover vent hole is not formed in the upper cover. 上部カバーに上部カバー通気孔を形成しない場合における図８に対応する図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 when the upper cover vent hole is not formed in the upper cover. 変形例１の流下液膜式蒸発器を示す図であって、図８に対応する図である。It is a figure which shows the falling liquid film type evaporator of the modification 1, Comprising: It is a figure corresponding to FIG. 変形例２の流下液膜式蒸発器を示す図であって、図８に対応する図である。It is a figure which shows the falling liquid film type evaporator of the modification 2, Comprising: It is a figure corresponding to FIG. 変形例３の流下液膜式蒸発器を示す図であって、図６に対応する図である。It is a figure which shows the falling liquid film type evaporator of the modification 3, Comprising: It is a figure corresponding to FIG. 変形例３の流下液膜式蒸発器を示す図であって、図８に対応する図である。It is a figure which shows the falling liquid film type evaporator of the modification 3, Comprising: It is a figure corresponding to FIG.

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及び冷媒桶３３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冷媒桶３３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, the one having the upper cover 36 and the refrigerant basket 33 is employed. The liquid refrigerant is dispersed by heat exchange between the heat medium flowing in the heat transfer tube 21 and the liquid refrigerant flowing down from the refrigerant tank 33 by the liquid refrigerant spray device 30 and the heat transfer tube group 20 having the plurality of heat transfer tubes 21. A falling liquid film evaporator 1 is configured to evaporate water.

しかも、ここでは、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分における開口率が上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分における開口率よりも小さくなるように、上部カバー３６に多数の上部カバー通気孔４０を形成するようにしている。そして、以下に詳述するように、この上部カバー通気孔４０によって、上部カバー３６からの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, a large number of upper cover passages are passed through the upper cover 36 so that the opening ratio of the upper cover 36 near the steam outlet pipe 18 is smaller than the opening ratio of the upper cover 36 far from the steam outlet pipe 18. The pores 40 are formed. As will be described in detail below, the upper cover vent hole 40 suppresses the occurrence of a carryover phenomenon of liquid refrigerant droplets from the upper cover 36.

−上部カバーからの液冷媒の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及び冷媒桶３３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、上部カバー３６に上部カバー通気孔４０を形成しない場合を想定する。 -Configuration to suppress carryover phenomenon of liquid refrigerant droplets from the top cover-
First, in the liquid refrigerant distribution device 30 having the upper cover 36 and the refrigerant tank 33 as described above, it is assumed that the upper cover vent hole 40 is not formed in the upper cover 36 as shown in FIGS.

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）や蒸気主流路空間ＳＳｖに存在するガス冷媒（伝熱管群２０によって蒸発したガス冷媒）が、２段冷媒桶直上空間ＳＳｄ２や１段冷媒桶側方空間ＳＳｄ３に流れ込みやすくなる。特に、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に流れ込みやすい。そして、このガス冷媒は、高い流速で２段冷媒桶直上空間ＳＳｄ２や１段冷媒桶側方空間ＳＳｄ３を通過しながら蒸気出口管１８に向かって流れて、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、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。 And it exists in the gas refrigerant (gas refrigerant in the gas-liquid two-phase state refrigerant that has flowed into the first-stage refrigerant tank 34 through the refrigerant inlet pipe 17) or the vapor main flow path space SSv that exists in the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant tank. Gas refrigerant (gas refrigerant evaporated by the heat transfer tube group 20) easily flows into the space SSd2 directly above the second-stage refrigerant tank or the side space SSd3 of the first-stage refrigerant tank. In particular, in a 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 is shown). Gas refrigerant (see arrow D indicating the flow of the gas refrigerant in FIGS. 9 and 11) existing in the steam main flow path space SSv in the second-stage refrigerant tank upper space SSd2 and the first-stage refrigerant tank side space SSd3. Easy to flow. Then, the gas refrigerant flows toward the steam outlet pipe 18 while passing through the space SSd2 directly above the second-stage refrigerant tank SS12 and the first-stage refrigerant tank side space SSd3 at a high flow rate, and is close to the vapor outlet pipe 18 (here, Since the gas refrigerant having a high flow velocity generated by the shell 11 gathers at the longitudinal center of the shell 11, the gas refrigerant existing in the space SSd1 directly above the first stage refrigerant (arrow indicating the gas refrigerant in FIGS. 10 and 11). (Refer to arrow F showing the flow of the gas refrigerant in FIGS. 10 and 11). Due to the high-flow-rate gas refrigerant in the portion close to the vapor outlet pipe 18, 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) is directly above the first stage refrigerant. The liquid refrigerant floating in the space SSd1 (a part of the liquid refrigerant in the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the first-stage refrigerant tank through the refrigerant inlet pipe 17) is carried, and the shell of the tank 10 is passed through the vapor outlet pipe 18. 11 is likely to cause a carry-over phenomenon that flows out.

これに対して、ここでは、上部カバー３６及び冷媒桶３３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、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分における開口率が上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分における開口率よりも小さくなるように、上部カバー３６に多数の上部カバー通気孔４０を形成するようにしている。具体的には、上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分だけに、上部カバー通気孔４０としての通気孔４０ａを形成するようにしている。通気孔４０ａは、同じ孔径でかつ同じ孔ピッチで略均等になるように、上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分に配置されている。また、ここでは、上部カバー３６の領域を長手方向に略５等分したうちの長手方向の両端側の２つの領域だけに通気孔４０ａを形成するようにしている。また、通気孔４０ａは、上部カバー３６をタンク１０の長手方向に沿って見た際に、左側の側壁３６ｂから上壁３６ａを通って右側の側壁３６ｂの全体にわたって略均等に配置されている。 On the other hand, here, in the liquid refrigerant distribution device 30 having the upper cover 36 and the refrigerant tank 33, the opening ratio in the portion near the vapor outlet pipe 18 of the upper cover 36 is higher as shown in FIGS. A number of upper cover vent holes 40 are formed in the upper cover 36 so as to be smaller than the opening ratio of the cover 36 at a portion far from the steam outlet pipe 18. Specifically, a vent hole 40 a as the upper cover vent hole 40 is formed only in a portion of the upper cover 36 far from the steam outlet pipe 18. The vent holes 40a are arranged in a portion far from the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36 so as to be substantially uniform with the same hole diameter and the same hole pitch. Further, here, the vent hole 40a is formed only in two regions on both ends in the longitudinal direction among the regions of the upper cover 36 divided into approximately five equal parts in the longitudinal direction. Further, when the upper cover 36 is viewed along the longitudinal direction of the tank 10, the vent holes 40a are disposed substantially evenly over the entire right side wall 36b from the left side wall 36b through the upper wall 36a.

そして、上記のような通気孔４０ａからなる上部カバー通気孔４０によって、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分において、冷媒入口管１７を通じて冷媒桶３３に流入した気液二相状態の冷媒のうちの液冷媒の液滴が、上部カバー通気孔４０を通じて蒸気出口管１８に向かうことを抑えることができる。しかも、上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分において、冷媒入口管１７を通じて冷媒桶３３に流入した気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒を、上部カバー通気孔４０（ここでは、通気孔４０ａ）を通じて、上部カバー３６と冷媒桶３３とによって形成される散布装置空間ＳＳｄの１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１や１段冷媒桶側方空間ＳＳｄ３から伝熱管群２０から蒸気出口管１８に向かう蒸気主流路空間ＳＳｖに逃がして、散布装置空間ＳＳｄを蒸気出口管１８に近い部分に向かって流れるガス冷媒の流量、ひいては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１８からの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 upper cover vent hole 40 formed of the vent hole 40a as described above, in the portion near the vapor outlet pipe 18 of the upper cover 36, the refrigerant in the gas-liquid two-phase state flowing into the refrigerant tank 33 through the refrigerant inlet pipe 17 is obtained. It is possible to prevent the liquid refrigerant droplets from traveling toward the vapor outlet pipe 18 through the upper cover vent hole 40. In addition, in the portion of the upper cover 36 that is far from the vapor outlet pipe 18, the gas refrigerant of the gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the refrigerant tank 33 through the refrigerant inlet pipe 17 is passed through the upper cover vent hole 40 (here, the passage Through the air holes 40a), from the heat transfer tube group 20 to the steam outlet pipe 18 from the first stage refrigerant soot upper space SSd1 and the first stage refrigerant soot side space SSd3 of the spraying device space SSd formed by the upper cover 36 and the refrigerant well 33. It is possible to reduce the flow rate of the gas refrigerant flowing into the steam main flow path space SSv and flowing in the spraying device space SSd toward the portion close to the vapor outlet pipe 18, and consequently the flow rate of the gas refrigerant. Thereby, here, it is possible to make it difficult for the carry-over phenomenon of liquid refrigerant droplets from the upper cover 18 to occur.

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の一部は、通気孔４０ａを通じて、１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１や１段冷媒桶側方空間ＳＳｄ３から蒸気主流路空間ＳＳｖに逃がされる（図６及び図８のガス冷媒の流れを示す矢印Ｅ、Ｆ参照）。ここで、１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１には液冷媒（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）が浮遊しているが、蒸気出口管１８から遠い部分において１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１や１段冷媒桶側方空間ＳＳｄ３から蒸気主流路空間ＳＳｖに逃がされるガス冷媒は、流速が小さいため、１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１に浮遊する液冷媒が通気孔４０ａを通過することは少なく、また、通気孔４０ａを通過したとしても、蒸気出口管１８から遠く離れているため、蒸気出口管１８まで達するおそれは少ない。そして、１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１や１段冷媒桶側方空間ＳＳｄ３から蒸気主流路空間ＳＳｖにガス冷媒が逃がされることによって、上部カバー通気孔４０を形成しない場合（図９及び図１１のガス冷媒の流れを示す矢印Ｃ参照）に比べて、１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１から２段冷媒桶直上空間ＳＳｄ２や１段冷媒桶側方空間ＳＳｄ３に流れ込むガス冷媒の流速が小さくなる（図６及び図８のガス冷媒の流れを示す矢印Ｃ参照）。このため、このガス冷媒が蒸気出口管１８に近い部分において集まったとしても、通気孔４０を形成しない場合（図１０及び図１１のガス冷媒の流れを示す矢印Ｆ参照）のような高い流速を持つことはなく、これにより、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分において、１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１に浮遊する液冷媒が運ばれにくくなり、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を発生しにくくすることができる。 That is, in a portion far from the steam outlet pipe 18 (here, both ends in the longitudinal direction of the shell 11), a part of the gas refrigerant existing in the space SSd1 directly above the first stage refrigerant wall passes through the vent hole 40a. It escapes from the upper space SSd1 and the first-stage refrigerant side space SSd3 to the steam main flow path space SSv (see arrows E and F showing the flow of the gas refrigerant in FIGS. 6 and 8). Here, in the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant tank, liquid refrigerant (a part of the liquid refrigerant in the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the first-stage refrigerant tank through the refrigerant inlet pipe 17) is floating. The gas refrigerant that escapes from the first stage refrigerant soot space SSd1 and the first stage soot side space SSd3 to the steam main flow path space SSv in a portion far from the steam outlet pipe 18 has a small flow velocity, and thus enters the first stage refrigerant soup space SSd1. Floating liquid refrigerant rarely passes through the vent hole 40a, and even if it passes through the vent hole 40a, it is far from the vapor outlet pipe 18, and therefore there is little possibility of reaching the vapor outlet pipe 18. In the case where the upper cover vent hole 40 is not formed by the escape of the gas refrigerant from the first stage refrigerant tank upper space SSd1 or the first stage refrigerant tank side space SSd3 to the steam main flow path space SSv (the gas shown in FIGS. 9 and 11). Compared with the refrigerant C (see arrow C), the flow rate of the gas refrigerant flowing from the first-stage refrigerant tank upper space SSd1 into the second-stage refrigerant tank upper space SSd2 and the first-stage refrigerant tank side space SSd3 is reduced (see FIG. 6 and FIG. 6). The arrow C which shows the flow of the gas refrigerant of FIG. 8). For this reason, even if this gas refrigerant gathers in the portion close to the vapor outlet pipe 18, a high flow rate as in the case where the vent hole 40 is not formed (see the arrow F indicating the flow of the gas refrigerant in FIGS. 10 and 11). As a result, the liquid refrigerant floating in the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant tank 18 is difficult to be carried in a portion near the vapor outlet pipe 18 of the upper cover 36, and the outside of the shell 11 of the tank 10 through the vapor outlet pipe 18 It is possible to make it difficult for the carry-over phenomenon to flow out.

ここで、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分にも蒸気出口管１８から遠い部分と同様の通気孔４０ａ形成した場合を想定すると、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分において、上部カバー３６の通気孔４０ａから直接的に１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１に浮遊する液冷媒が運ばれることになるため、キャリーオーバー現象が発生することになる。 Here, assuming that a portion similar to the portion far from the steam outlet pipe 18 is formed in the portion near the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36, the upper cover 36 Since the liquid refrigerant that floats directly from the vent hole 40a of the cover 36 to the space SSd1 directly above the first-stage refrigerant is carried, a carry-over phenomenon occurs.

以上のように、上記のように、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分における開口率が上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分における開口率よりも小さくなるように、上部カバー３６に多数の上部カバー通気孔４０（ここでは、通気孔４０ａ）を形成することは、上部カバー３６に上部カバー通気孔４０を形成しない場合、及び、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分にも遠い部分と同様の上部カバー通気孔４０を形成する場合に比べて、キャリーオーバー現象の発生を抑えるという観点で非常に有利である。 As described above, in the upper cover 36, the opening ratio in the portion of the upper cover 36 near the steam outlet pipe 18 is smaller than the opening ratio in the portion of the upper cover 36 far from the steam outlet pipe 18. The formation of a large number of upper cover ventilation holes 40 (here, the ventilation holes 40a) can be achieved when the upper cover ventilation holes 40 are not formed in the upper cover 36 and also in the portion of the upper cover 36 close to the steam outlet pipe 18. This is very advantageous from the viewpoint of suppressing the occurrence of the carry-over phenomenon as compared with the case where the upper cover vent hole 40 similar to the distant portion is formed.

−上部カバー通気孔の変形例１−
上記の実施形態（図２〜図８参照）では、上部カバー通気孔４０として、上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分だけに形成された通気孔４０ａを採用しているが、これに限定されるものではない。 -Modification of upper cover vent hole 1-
In the above-described embodiment (see FIGS. 2 to 8), as the upper cover vent hole 40, the vent hole 40a formed only in a portion far from the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36 is employed. Is not to be done.

例えば、図１２に示すように、上部カバー通気孔４０として、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分における孔径が上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分における孔径よりも小さくなるように形成した通気孔４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを採用してもよい。具体的には、上部カバー３６の領域を長手方向に略５等分したうちの長手方向の両端側の２つの領域については、最も孔径の大きい通気孔４０ｂを形成している。また、上部カバー３６の５つの領域のうち通気孔４０ｂを形成した２つの領域よりも長手方向中央寄りの２つの領域については、通気孔４０ｂよりも小さい孔径の通気孔４０ｃを形成している。さらに、上部カバー３６の５つの領域のうち蒸気出口管１８に最も近い領域については、最も孔径の小さい通気孔４０ｄを形成している。尚、ここでは、通気孔４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの孔ピッチをいずれも同じにしている。また、上部カバー３６の領域の分割個数は、上記に限定されるものではない。 For example, as shown in FIG. 12, the upper cover vent hole 40 is formed so that the hole diameter in the portion near the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36 is smaller than the hole diameter in the portion far from the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36. The vent holes 40b, 40c and 40d may be employed. Specifically, the vent hole 40b having the largest hole diameter is formed in two regions on both ends in the longitudinal direction among the regions of the upper cover 36 divided into approximately five equal parts in the longitudinal direction. Of the five areas of the upper cover 36, the two areas closer to the center in the longitudinal direction than the two areas where the ventilation holes 40b are formed are formed with ventilation holes 40c having a smaller diameter than the ventilation holes 40b. Further, in the region closest to the steam outlet pipe 18 among the five regions of the upper cover 36, the vent hole 40d having the smallest hole diameter is formed. Here, the hole pitches of the vent holes 40b, 40c, and 40d are all the same. Further, the number of divisions of the area of the upper cover 36 is not limited to the above.

このような通気孔４０ｂ、４０ｃ、４０ｄからなる上部カバー通気孔４０であっても、上記の実施形態における通気孔４０ａからなる上部カバー通気孔４０と同様に、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分における開口率を上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分における開口率よりも小さくすることができる。 Even in the case of the upper cover vent hole 40 including the vent holes 40b, 40c, and 40d, the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36 is provided in the same manner as the upper cover vent hole 40 including the vent hole 40a in the above embodiment. The aperture ratio in the near portion can be made smaller than the aperture ratio in the portion far from the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36.

−上部カバー通気孔の変形例２−
上記の実施形態（図２〜図８参照）では、上部カバー通気孔４０として、上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分だけに形成された通気孔４０ａを採用しているが、これに限定されるものではない。 -Modification of upper cover vent hole 2-
In the above-described embodiment (see FIGS. 2 to 8), as the upper cover vent hole 40, the vent hole 40a formed only in a portion far from the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36 is employed. Is not to be done.

例えば、図１３に示すように、上部カバー通気孔４０として、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分における密度が上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分における密度よりも小さくなるように形成した通気孔４０ｅ、４０ｆ、４０ｇを採用してもよい。具体的には、上部カバー３６の領域を長手方向に略５等分したうちの長手方向の両端側の２つの領域については、最も孔ピッチが小さくなるように通気孔４０ｅを形成している。また、上部カバー３６の５つの領域のうち通気孔４０ｅを形成した２つの領域よりも長手方向中央寄りの２つの領域については、通気孔４０ｅよりも孔ピッチが大きくなるように通気孔４０ｆを形成している。さらに、上部カバー３６の５つの領域のうち蒸気出口管１８に最も近い領域については、最も孔ピッチが大きくなるように通気孔４０ｇを形成している。尚、ここでは、通気孔４０ｅ、４０ｆ、４０ｇの孔径をいずれも同じにしている。また、上部カバー３６の領域の分割個数は、上記に限定されるものではない。 For example, as shown in FIG. 13, the upper cover vent hole 40 is formed so that the density in the portion near the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36 is smaller than the density in the portion far from the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36. The vent holes 40e, 40f, and 40g may be employed. Specifically, the vent holes 40e are formed so that the hole pitch is the smallest in the two regions on both ends in the longitudinal direction among the regions of the upper cover 36 divided into approximately five equal parts in the longitudinal direction. Of the five regions of the upper cover 36, the two regions closer to the center in the longitudinal direction than the two regions in which the vent holes 40e are formed are formed with the vent holes 40f so that the hole pitch is larger than the vent holes 40e. doing. Furthermore, in the region closest to the steam outlet pipe 18 among the five regions of the upper cover 36, the vent holes 40g are formed so that the hole pitch becomes the largest. Here, the air holes 40e, 40f, and 40g have the same hole diameter. Further, the number of divisions of the area of the upper cover 36 is not limited to the above.

このような通気孔４０ｅ、４０ｆ、４０ｇからなる上部カバー通気孔４０であっても、上記の実施形態における通気孔４０ａからなる上部カバー通気孔４０と同様に、上部カバー３６の蒸気出口管１８に近い部分における開口率を上部カバー３６の蒸気出口管１８から遠い部分における開口率よりも小さくすることができる。 Even in the case of the upper cover vent hole 40 including the vent holes 40e, 40f, and 40g, the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36 is provided in the same manner as the upper cover vent hole 40 including the vent hole 40a in the above embodiment. The aperture ratio in the near portion can be made smaller than the aperture ratio in the portion far from the steam outlet pipe 18 of the upper cover 36.

−上部カバー通気孔の変形例３−
上記実施形態（図２〜図８参照）、及び、その変形例１、２（図１２及び図１３参照）では、上部カバー通気孔４０が、上部カバー３６をタンク１０の長手方向に沿って見た際に、左側の側壁３６ｂから上壁３６ａを通って右側の側壁３６ｂの全体にわたって略均等に配置されているが、これに限定されるものではない。 -Modification of upper cover vent hole 3-
In the above-described embodiment (see FIGS. 2 to 8) and its modifications 1 and 2 (see FIGS. 12 and 13), the upper cover ventilation hole 40 looks at the upper cover 36 along the longitudinal direction of the tank 10. The left side wall 36b, the upper side wall 36a, and the right side wall 36b are disposed substantially evenly, but the present invention is not limited to this.

例えば、上記実施形態の構成を前提とすると、図１４及び図１５に示すように、上部カバー通気孔４０（ここでは、通気孔４０ａ）を、上部カバー３６のうち１段冷媒桶３４に重なった部分の開口率が上部カバー３６のうち１段冷媒桶３４よりも外側にはみ出した部分の開口率よりも小さくなるように形成してもよい。尚、ここでは図示しないが、変形例１、２の構成を前提として、上部カバー通気孔４０を、上部カバー３６のうち１段冷媒桶３４に重なった部分の開口率が上部カバー３６のうち１段冷媒桶３４よりも外側にはみ出した部分の開口率よりも小さくなるように形成してもよい。より具体的には、上部カバー３６のうち第１冷媒桶３４の側壁３４ｂよりも内側に位置する通気孔４０ａをなくして、第１冷媒桶３４の側壁３４ｂよりも外側に位置する通気孔４０ａだけを形成するようにしている。 For example, assuming the configuration of the above embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, the upper cover ventilation hole 40 (here, the ventilation hole 40 a) is overlapped with the first-stage refrigerant bowl 34 in the upper cover 36. You may form so that the aperture ratio of a part may become smaller than the aperture ratio of the part which protruded outside the 1st stage | stage refrigerant | coolant basket 34 among the upper covers 36. FIG. Although not shown here, on the premise of the configurations of the first and second modifications, the upper cover vent hole 40 has an opening ratio of a portion of the upper cover 36 that overlaps the first-stage refrigerant bowl 34 of 1 in the upper cover 36. You may form so that it may become smaller than the opening ratio of the part which protruded outside the stage refrigerant | coolant tank 34. FIG. More specifically, the vent hole 40a located on the inner side of the side wall 34b of the first refrigerant bowl 34 is eliminated from the upper cover 36, and only the vent hole 40a located on the outer side of the side wall 34b of the first refrigerant bowl 34 is removed. To form.

このような上部カバー通気孔４０によって、上部カバー３６のうち液冷媒の量が多い１段冷媒桶３４に重なった部分（すなわち、１段冷媒桶直上空間ＳＳｄ１）から液冷媒の液滴が流出することを抑えることができる。そして、上部カバー３６からの液冷媒の液滴のキャリーオーバー現象をさらに発生しにくくすることができる。 By such an upper cover vent hole 40, liquid refrigerant droplets flow out from the portion of the upper cover 36 that overlaps the first-stage refrigerant bowl 34 where the amount of liquid refrigerant is large (that is, the space SSd <b> 1 directly above the first-stage refrigerant bowl). That can be suppressed. In addition, the carryover phenomenon of the liquid refrigerant droplets from the upper cover 36 can be further reduced.

本発明は、上部カバー及び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 and a refrigerant tank, and is supplied into the tank through the refrigerant inlet pipe 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. The present invention is widely applicable to a falling liquid film evaporator in which liquid refrigerant in a gas-liquid two-phase refrigerant flows down to a heat transfer tube group and the liquid refrigerant is evaporated by the heat transfer tube group.

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
３３冷媒桶
３４１段冷媒桶
３５２段冷媒桶
３６上部カバー
４０上部カバー通気孔 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 33 Refrigerant pipe | tube 34 1st stage | stage refrigerant | coolant bowl 35 2nd stage | paragraph refrigerant | coolant bowl 36 Upper cover 40 Upper cover vent

特開平８−１８９７２６号公報JP-A-8-189726

Claims

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の前記伝熱管群に流下させる冷媒桶（３３）と、前記冷媒桶の上方に隙間を空けて配置されており前記冷媒桶の上方を覆う上部カバー（３６）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、
前記上部カバーの前記蒸気出口管に近い部分における開口率が前記上部カバーの前記蒸気出口管から遠い部分における開口率よりも小さくなるように、前記上部カバーに多数の上部カバー通気孔（４０）を形成している、
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 refrigerant tank (33) that flows down to the heat transfer tube group below after storing the liquid refrigerant, and an upper cover (36) that is disposed above the refrigerant tank and that covers the upper side of the refrigerant tank. A liquid refrigerant spraying device (30) having:
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 refrigerant tank,
A number of upper cover vent holes (40) are formed in the upper cover so that the opening ratio of the upper cover near the steam outlet pipe is smaller than the opening ratio of the upper cover far from the steam outlet pipe. Forming,
A falling film evaporator (1).

前記上部カバー通気孔（４０）は、前記上部カバー（３６）の前記蒸気出口管（１８）から遠い部分だけに形成されている、
請求項１に記載の流下液膜式蒸発器（１）。 The upper cover vent (40) is formed only in a portion of the upper cover (36) far from the steam outlet pipe (18).
A falling film evaporator (1) according to claim 1.

前記上部カバー通気孔（４０）は、前記上部カバー（３６）の前記蒸気出口管（１８）に近い部分における孔径が前記上部カバーの前記蒸気出口管から遠い部分における孔径よりも小さくなるように形成されている、
請求項１に記載の流下液膜式蒸発器（１）。 The upper cover vent hole (40) is formed such that a hole diameter in a portion near the steam outlet pipe (18) of the upper cover (36) is smaller than a hole diameter in a portion far from the steam outlet pipe of the upper cover. Being
A falling film evaporator (1) according to claim 1.

前記上部カバー通気孔（４０）は、前記上部カバー（３６）の前記蒸気出口管（１８）に近い部分における密度が前記上部カバーの前記蒸気出口管から遠い部分における密度よりも小さくなるように形成されている、
請求項１に記載の流下液膜式蒸発器（１）。 The upper cover vent (40) is formed such that the density of the upper cover (36) in the portion near the steam outlet pipe (18) is smaller than the density in the portion of the upper cover far from the steam outlet pipe (18). Being
A falling film evaporator (1) according to claim 1.

前記冷媒桶（３３）は、前記タンク（１０）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段冷媒桶から流下する液冷媒を溜めた後に下方の前記伝熱管群（２０）に流下させる２段冷媒桶（３５）とを有しており、
前記上部カバー（３６）は、前記上部カバーを上方から見た際に、前記１段冷媒桶を覆うとともに前記１段冷媒桶よりも外側まではみ出しており、
前記上部カバー通気孔（４０）は、前記上部カバーのうち前記１段冷媒桶に重なった部分の開口率が前記上部カバーのうち前記１段冷媒桶よりも外側にはみ出した部分の開口率よりも小さくなるように形成されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の流下液膜式蒸発器（１）。 The refrigerant tank (33) flows downward after accumulating liquid refrigerant out of the gas-liquid two-phase refrigerant supplied into the tank through a refrigerant inlet pipe (17) provided in the tank (10). A first-stage refrigerant tank (34) to be caused to flow, and a two-stage refrigerant tank (35) to flow down to the heat transfer tube group (20) below after storing the liquid refrigerant flowing down from the first-stage refrigerant tank,
The upper cover (36) covers the first-stage refrigerant tank and protrudes to the outside of the first-stage refrigerant tank when the upper cover is viewed from above.
The upper cover vent hole (40) has an opening ratio of a portion of the upper cover that overlaps with the first-stage refrigerant tank more than an opening ratio of a part of the upper cover that protrudes outside the first-stage refrigerant tank. Formed to be smaller,
The falling film evaporator (1) according to any one of claims 1 to 4.