JP5210604B2 - 蒸発器及び冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸発器及び冷却装置に関するものである。

従来、冷水や氷を生成する冷凍機又は製氷機等の各種冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような冷却装置では、圧縮機を介して蒸発器と凝縮器が繋がっている。蒸発器内では、冷媒としての水が滴状又は霧状に生成されている。そして、圧縮機の吸引作用によって蒸発器内が減圧され、前記滴状又は霧状の冷媒の一部が蒸発する。このときの蒸発熱によって冷媒の冷却が行われる。蒸発した冷媒蒸気は、圧縮機によって吸い出されて圧縮される。そして、この圧縮された冷媒蒸気は凝縮器に送られるとともにその凝縮器で復水される。

図１１には、上記のような従来の冷却装置に適用される蒸発器の一例が示されている。この蒸発器では、筐体１０２の側壁部１０２ａに圧縮機の吸入部へ繋がる吸出し口１０２ｂが設けられている。そして、筐体１０２内では、吸出し口１０２ｂから離間した位置で上部から冷媒をシャワー状に降らせるとともに、途中に設けられた網目材１０４を通してその冷媒のシャワーを滴状にする。筐体１０２内には、冷媒を降らせる空間と前記吸出し口１０２ｂに連通する空間との間を隔てるようにフィルタ１０６が垂直に立てられている。このフィルタ１０６は、冷媒蒸気は透過させる一方、滴状又は霧状の冷媒は捕獲して下方へ流す。これにより、前記圧縮機による吸引に応じて、冷媒蒸気のみがフィルタ１０６を透過して吸出し口１０２ｂから吸い出されるようになっている。
特表２００３−５３４５１９号公報

上記した従来の蒸発器では、フィルタ１０６に捕獲された冷媒がそのフィルタ１０６の前記吸出し口１０２ｂに臨む表面を伝って流れ落ちたり、その流れ落ちた冷媒が跳ね返って飛沫が生じる場合がある。この場合には、前記フィルタ１０６の表面を流れ落ちる冷媒の液滴や、前記冷媒の飛沫が圧縮機の吸引力により吸出し口１０２ｂから吸い出される場合がある。このように吸い出された液滴または飛沫は圧縮機の動翼に衝突し、動翼を傷める要因となる。これにより、圧縮機の寿命が短くなるという問題が生じる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、圧縮機の長寿命化を図ることである。

上記目的を達成するために、本発明による蒸発器は、圧縮機の吸入部に接続可能な吸出し口を有する筐体を備え、前記吸出し口を通じての前記圧縮機の吸引作用により前記筐体内の滴状又は霧状の作動液の少なくとも一部を蒸発させる蒸発器であって、前記筐体内には、前記滴状又は霧状の作動液を生成する第１空間と、前記吸出し口に連通し、前記滴状又は霧状の作動液を生成しない第２空間とが設けられ、前記蒸発器は、前記筐体内において、前記第１空間と前記第２空間とを隔てるとともに、上部に向かうに従って前記吸出し口から遠ざかるように傾斜した姿勢で設置され、前記滴状又は霧状の作動液から蒸発した蒸気を透過させる一方、前記滴状又は霧状の作動液を捕獲するフィルタを備えている。

この蒸発器では、筐体内において滴状又は霧状の作動液を生成する第１空間と吸出し口に連通する第２空間とを隔てるフィルタが上部に向かうに従って吸出し口から遠ざかるように傾斜している。このため、フィルタで捕獲された作動液は全てそのフィルタの前記吸出し口に臨む面よりも前記第１空間側に落下する。これにより、フィルタから前記吸出し口に連通する第２空間に作動液の液滴が落下したり、その液滴の落下によって飛沫が生じるのを防ぐことができるので、そのような液滴や飛沫が吸出し口から圧縮機の吸入部へ吸い出されるのを防ぐことができる。その結果、圧縮機の動翼が前記液滴や飛沫の衝突により損傷するのを防ぐことができるので、圧縮機の長寿命化を図ることができる。

また、本発明による蒸発器は、圧縮機の吸入部に接続可能な吸出し口を有する筐体を備え、前記吸出し口を通じての前記圧縮機の吸引作用により前記筐体内の滴状又は霧状の作動液の少なくとも一部を蒸発させる蒸発器であって、前記筐体内には、前記滴状又は霧状の作動液を生成する第１空間と、前記吸出し口に連通し、前記滴状又は霧状の作動液を生成しない第２空間とが設けられ、前記蒸発器は、前記筐体内において、前記第１空間と前記第２空間とを隔てるように設置され、前記滴状又は霧状の作動液から蒸発した蒸気を透過させる一方、前記滴状又は霧状の作動液を捕獲するフィルタを備えている。そして、前記フィルタは鉛直方向に並ぶ複数のフィルタ部材に分割されているとともに、当該各フィルタ部材は上部に向かうに従って前記吸出し口から遠ざかるように傾斜した姿勢で配置されている。

この蒸発器では、滴状又は霧状の作動液を生成する第１空間と吸出し口に連通する第２空間とを隔てるフィルタを構成する各フィルタ部材が上部に向かうに従って筐体の吸出し口から遠ざかるように傾斜している。このため、各フィルタ部材で捕獲された作動液は全てそのフィルタ部材の前記吸出し口に臨む面よりも前記第１空間側に落下する。これにより、フィルタから前記吸出し口に連通する第２空間に作動液の液滴が落下したり、その液滴の落下によって飛沫が生じるのを防ぐことができるので、そのような液滴や飛沫が吸出し口から圧縮機の吸入部へ吸い出されるのを防ぐことができる。その結果、圧縮機の動翼が前記液滴や飛沫の衝突により損傷するのを防ぐことができるので、圧縮機の長寿命化を図ることができる。また、この蒸発器では、フィルタが鉛直方向に並ぶ複数のフィルタ部材に分割されているとともに、各フィルタ部材がそれぞれ上記のように傾斜配置されているので、分割されていない１つのフィルタが前記各フィルタ部材と同じ角度で傾斜配置される場合に比べて、フィルタ全体が水平方向に占める面積を低減することができる。これにより、蒸発器の水平方向における大型化を抑制することができる。

上記フィルタが複数のフィルタ部材に分割された蒸発器において、鉛直方向に隣り合う２つの前記フィルタ部材間に設けられ、その上側のフィルタ部材によって捕獲されて下方に流れる前記作動液を受け止める受板部と、前記上側のフィルタ部材よりも前記吸出し口側の位置で前記受板部に立設される立設部とを備えているのが好ましい。このように構成すれば、フィルタ部材で捕獲されて下方に流れる作動液を受板部で受け止めるとともに、その受け止められた作動液が吸出し口へ向かって飛散したり、前記第２空間に落下するのを立設部によって阻止することができる。これにより、受板部で受け止められた作動液は、受板部の前記第１空間側の端部からあふれて落下する。そして、この第１空間に落下した作動液は、圧縮機で吸引されてもフィルタ部材で遮られて吸出し口から吸い出されることはない。このため、フィルタ部材で捕獲されて下方に流れる作動液が吸い出されて衝突することに起因する圧縮機の動翼の損傷を防ぐことができる。

この場合において、前記受板部は、前記第２空間から前記第１空間へ向かって下がるように傾斜した姿勢で配置されているのが好ましい。このように構成すれば、フィルタ部材で捕獲されて下方に流れる作動液を受板部で受け止めるとともに、その作動液を前記第１空間に流すことができる。このため、この構成では、フィルタ部材で捕獲されて下方に流れる作動液が圧縮機によって吸い出されるのをより確実に防ぐことができる。

上記フィルタが複数のフィルタ部材に分割された蒸発器において、鉛直方向に隣り合う２つの前記フィルタ部材間に設けられ、その上側のフィルタ部材によって捕獲されて下方に流れる前記作動液を受け止める受板部を備え、前記受板部は、前記第２空間から前記第１空間へ向かって下がるように傾斜した姿勢で配置されているのが好ましい。このように構成すれば、フィルタ部材で捕獲されて下方に流れる作動液を受板部で受け止めるとともに、その作動液を前記第１空間に流すことができる。このため、この構成では、フィルタ部材で捕獲されて下方に流れる作動液が圧縮機によって吸い出されるのをより確実に防ぐことができる。

上記受板部を含む構成において、前記受板部は、第１端部と、この第１端部よりも前記吸出し口に近い第２端部とを有し、前記受板部は、前記第２端部から前記第１端部に向かうに従って下がるように傾斜した姿勢で配置されているのが好ましい。このように構成すれば、前記受板部で受け止められた作動液を吸出し口から遠い方の端部である第１端部から落下させることができる。すなわち、受板部から作動液が落下する位置を吸出し口から遠ざけることができるので、吸出し口から近い位置で受板部から作動液が落下する場合に比べて、受板部から落下する作動液が圧縮機によって吸い出されるのをより確実に防ぐことができる。

本発明による冷却装置は、上記いずれかの蒸発器を備えた冷却装置であって、前記滴状又は霧状の作動液の少なくとも一部が蒸発する際の蒸発熱を利用して冷却を行う。

この冷却装置では、上記いずれかの蒸発器を備えているので、圧縮機の長寿命化を図ることができるという上記蒸発器と同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、圧縮機の長寿命化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による冷却装置の流体回路図である。まず、図１を参照して、第１実施形態による冷却装置の全体構成について説明する。

この第１実施形態による冷却装置は、空調機に接続して使用されるものであり、その空調機での熱交換により昇温した冷水を冷却して再び空調機に供給するものである。そして、この冷却装置は、第１冷水ヘッダ２と、第２冷水ヘッダ４と、冷却装置本体６と、冷却塔８と、第１ポンプ１０と、第２ポンプ１２とを備えている。

前記第１冷水ヘッダ２は、図略の他の冷却装置から送られる冷水と前記冷却装置本体６から送られる冷水とを受けて、その冷水を図略の各空調機へ供給する。なお、この冷水は、本発明における作動液に対応するものである。

前記第２冷水ヘッダ４は、図略の各空調機から戻ってくる冷水を受けて、その冷水を図略の他の冷却装置と前記冷却装置本体６とに供給する。

前記冷却装置本体６は、前記各空調機から戻ってきた冷水を冷却して再び前記各空調機へ供給する機能を有する。この冷却装置本体６は、蒸発器１４と、圧縮機１６と、凝縮器１８とを有している。

前記蒸発器１４には、前記第２冷水ヘッダ４から送られる冷水が導入される。この蒸発器１４は、後述するように冷水の一部を蒸発させてその蒸発熱により冷水を冷却する。すなわち、冷水は、冷媒の役割も担っている。そして、蒸発器１４には、前記第１ポンプ１０が接続されており、この第１ポンプ１０の駆動によって冷却後の冷水が蒸発器１４から前記第１冷水ヘッダ２に供給される。

前記圧縮機１６は、前記蒸発器１４と前記凝縮器１８との間に接続されている。具体的には、圧縮機１６の吸入部に蒸発器１４が接続されている一方、圧縮機１６の吐出部に凝縮器１８が接続されている。圧縮機１６は、図略の動翼及び静翼を有しており、その動翼の駆動によって前記蒸発器１４で蒸発した冷媒蒸気を吸引する。そして、圧縮機１６は、吸引した冷媒蒸気を圧縮して前記凝縮器１８へ送る。

前記凝縮器１８は、前記圧縮機１６から送られた冷媒蒸気を冷却水で冷却することによって復水させる。この凝縮器１８は直接熱交換式の熱交換器であり、凝縮器１８内に導入された前記冷媒蒸気が冷却水に凝縮して復水するようになっている。この凝縮器１８と、前記第２ポンプ１２と、前記冷却塔８との間を冷却水が循環する。すなわち、凝縮器１８で前記冷媒蒸気を復水させることによって昇温した冷却水が第２ポンプ１２の駆動により凝縮器１８から冷却塔８に送られる。冷却塔８は、送られてきた冷却水を冷却して低温に戻し、凝縮器１８へ供給する。そして、凝縮器１８は、冷却塔８から戻ってきた冷却水により前記冷媒蒸気を復水させる。これらの一連の過程が凝縮器１８、第２ポンプ１２及び冷却塔８の間で繰り返し行われる。

図２は、図１に示した冷却装置に適用する第１実施形態による蒸発器１４の側面図である。図３は、図２に示した蒸発器１４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った蒸発器１４の縦断面図である。図５は、図２に示した蒸発器１４内におけるフィルタ３０の設置状態を示した図である。次に、図２〜図５を参照して、第１実施形態による蒸発器１４の詳細な構成について説明する。

この第１実施形態による蒸発器１４は、上記したように冷水の一部を蒸発させてその蒸発熱により冷水を冷却するものであり、この冷水は冷媒の役割も担っている。蒸発器１４は、図２に示すように、筐体２２を有している。筐体２２は、鉛直方向に延びる軸心を有する円筒状の側壁部２２ａと、側壁部２２ａの上端の開口を塞ぐ天壁部２２ｂと、側壁部２２ａの下端の開口を塞ぐ底壁部２２ｃとによって構成されている。

前記側壁部２２ａには、円形の吸出し口２２ｄが設けられている。この吸出し口２２ｄは、前記圧縮機１６（図１参照）の吸入部に接続される。そして、吸出し口２２ｄを通じて筐体２２内から冷媒蒸気が圧縮機１６の吸入部に吸い出される。また、吸出し口２２ｄを通じての圧縮機１６の吸引作用によって筐体２２内は減圧される。

前記天壁部２２ｂには、導入口２２ｅが設けられている。この導入口２２ｅは、前記第２冷水ヘッダ４（図１参照）と繋がっている。これにより、導入口２２ｅを通じて、前記各空調機から戻ってきた冷水が筐体２２内に導入される。

前記底壁部２２ｃには、排出口２２ｆが設けられている。この排出口２２ｆは、前記第１ポンプ１０（図１参照）に繋がっている。これにより、筐体２２内で冷却された冷水が排出口２２ｆを通じて排出されるとともに、第１ポンプ１０により第１冷水ヘッダ２へ送られる。

前記筐体２２内には、図４に示すように、天板２４と、底板２６と、補強材２８と、フィルタ３０，３０と、多孔板３２，３２と、網目材３４，３４とが設けられている。

前記天板２４は、筐体２２内の上部の空間を仕切っている。これにより、前記導入口２２ｅを通じて導入された冷水が一時的に貯留される第１貯留空間Ｓ１が構成されている。具体的には、天板２４は、筐体２２内の上部において天壁部２２ｂとの間に所定の間隙を隔てて水平に配設されている。この天板２４の上面と天壁部２２ｂの下面との間に前記第１貯留空間Ｓ１が構成されている。天板２４のうち後述する一対の生成空間Ｓ３，Ｓ３に対応する部分には、上下に貫通する多数の貫通孔が設けられている。この貫通孔を通じて前記第１貯留空間Ｓ１内の冷水がシャワー状に落下する。

前記底板２６は、筐体２２内の下部の空間を部分的に上下に仕切っている。これにより、前記第１貯留空間Ｓ１から落下するとともに冷却された冷水が一時的に貯留される第２貯留空間Ｓ２が構成されている。具体的には、底板２６は、筐体２２内の下部において底壁部２２ｃとの間に所定の間隙を隔てて水平に配設されている。この底板２６の下面と底壁部２２ｃの上面との間に前記第２貯留空間Ｓ２が構成されている。底板２６は、略扇状に形成されており、その両側に前記第１貯留空間Ｓ１から落下する冷水が通る領域を残して他の領域を遮蔽するように筐体２２内に設けられている。すなわち、底板２６で遮られていない両側の空間を通って前記冷水が第２貯留空間Ｓ２内に落下するようになっている。

前記補強材２８は、筐体２２の軸心に対応する位置に鉛直方向に延びるように設置されている。この補強材２８は、前記天板２４及び前記底板２６と結合しており、これら天板２４及び底板２６を補強している。

前記一対のフィルタ３０，３０は、前記天板２４と前記底板２６との間に設けられており、滴状又は霧状の冷媒（冷水）を生成する生成空間Ｓ３と、吸出し口２２ｄに連通する連通空間Ｓ４とを隔てている。すなわち、前記生成空間Ｓ３は、各フィルタ３０と筐体２２の側壁部２２ａの内面との間に構成されている一方、前記連通空間Ｓ４は、両フィルタ３０，３０間に構成されている。この生成空間Ｓ３は、本発明の第１空間に対応するものである。また、連通空間Ｓ４は、本発明の第２空間に対応するものである。そして、フィルタ３０は、前記生成空間Ｓ３で生成された滴状又は霧状の冷媒（冷水）から蒸発する蒸気を透過させる一方、滴状又は霧状の冷媒（冷水）は捕獲して透過させない。

具体的には、フィルタ３０は、網目状の繊維が重なってマット状に形成された材料等からなる。このフィルタ３０は、底板２６の上面に立てて載置されているとともに、フィルタ３０の上端部は天板２４の下面に当接している。両フィルタ３０，３０は、吸出し口２２ｄの軸心を中心として左右両側に対照的に配置されている。そして、各フィルタ３０は、その幅方向における第１端部３０ａ（図３参照）から吸出し口２２ｄまでの距離が第２端部３０ｂ（図３参照）から吸出し口２２ｄまでの距離よりも大きくなるように吸出し口２２ｄの軸心に対して斜めに配置されている。

各生成空間Ｓ３には、前記多孔板３２及び前記網目材３４がそれぞれ設けられている。前記多孔板３２は、天板２４の下方に間隔をあけて水平に配置されている。前記網目材３４は、前記多孔板３２の下方に間隔をあけて水平に配置されている。多孔板３の貫通孔を通じて落下した冷媒（冷水）は、網目材３４の網目を通じてさらに細かい滴状となって落下する。この際、冷媒（冷水）は、より細かい霧状となる場合もある。そして、筐体２２内が圧縮機１６の吸引作用によって減圧されることにより、生成空間Ｓ３内の滴状又は霧状の冷水の一部が蒸発する。この蒸発により生じた冷媒蒸気が生成空間Ｓ３からフィルタ３０を透過して連通空間Ｓ４に吸い出されるとともに、吸出し口２２ｄを通じて圧縮機１６の吸入部に吸い出されるようになっている。

そして、この第１実施形態では、図４及び図５に示すようにフィルタ３０は上部に向かうに従って吸出し口２２ｄから遠ざかるように傾斜した姿勢で配置されている。すなわち、フィルタ３０は、鉛直に立った状態からその上端部が生成空間Ｓ３を囲む筐体２２の側壁部２２ａに近づく方向に所定角度だけ倒れた姿勢で設置されている。

次に、第１実施形態の蒸発器１４において冷水を冷却する際の動作について説明する。

前記空調機における熱交換により昇温し、蒸発器１４に戻ってきた冷水が筐体２２の導入口２２ｅから第１貯留空間Ｓ１に導入される。この導入された冷水は、第１貯留空間Ｓ１内に貯留されつつ、天板２４の貫通孔を通じて両生成空間Ｓ３，Ｓ３にシャワー状に落下する。このシャワー状に落下した冷水は、網目材３４の網目を通ってさらに細かい滴状となって落下する。この際、冷水は、滴状よりも細かい霧状となる場合もある。

そして、筐体２２内は、吸出し口２２ｄを通じての圧縮機１６の吸引作用によって減圧される。これにより、前記滴状又は霧状の冷水の一部が蒸発して冷媒蒸気となる。このときの蒸発熱によって冷水が冷却される。生成空間Ｓ３で生じた冷媒蒸気は、圧縮機１６の吸引作用によりフィルタ３０を透過するとともに吸出し口２２ｄを通じて吸い出される。その一方で、生成空間Ｓ３内の滴状又は霧状の冷水の一部も吸出し口２２ｄへ向かって吸引されるが、フィルタ３０がこのような滴状又は霧状の冷水は捕獲して透過させないので、圧縮機１６の吸入部へ滴状又は霧状の冷水が吸い出されることはない。

フィルタ３０で捕獲された冷水の粒子は、複数のものがまとまって大きくなり、重力によって下方に流れる。この際、フィルタ３０が上部に向かうに連れて吸出し口２２ｄから遠ざかるように傾斜していることに起因して、図５に示すようにフィルタ３０によって捕獲された冷水は全てそのフィルタ３０の連通空間Ｓ４に臨む面３０ａよりも生成空間Ｓ３側に落下する。具体的には、フィルタ３０に捕獲された冷水はそのほとんどが下方に流れてフィルタ３０の生成空間Ｓ３に臨む面３０ｂから生成空間Ｓ３内に落下する。ただし、フィルタ３０の下部で捕獲された冷水は、下方に流れても前記生成空間Ｓ３に臨む面３０ｂに到達せず、フィルタ３０の下端面を透過して流れ落ちる。

そして、生成空間Ｓ３内を落下した前記滴状又は霧状の冷水及びフィルタ３０によって捕獲されて下方に流れた冷水は、第２貯留空間Ｓ２に流入する。第２貯留空間Ｓ２では、流入した冷水が貯留されるとともに、その冷水が排出口２２ｆを通じて外部に排出される。そして、この冷水は、第１ポンプ１０により第１冷水ヘッダ２に送られた後、第１冷水ヘッダ２から各空調機へ供給される。以上のようにして、蒸発器１４における冷水の冷却動作が行われる。

以上説明したように、第１実施形態では、筐体２２内において滴状又は霧状の冷水を生成する生成空間Ｓ３と吸出し口２２ｄに連通する連通空間Ｓ４とを隔てるフィルタ３０が上部に向かうに従って吸出し口２２ｄから遠ざかるように傾斜している。このため、フィルタ３０で捕獲された冷水は全てそのフィルタ３０の吸出し口２２ｄに臨む面３０ａよりも生成空間Ｓ３側に落下する。これにより、フィルタ３０から連通空間Ｓ４に冷水の液滴が落下したり、その液滴の落下によって飛沫が生じるのを防ぐことができるので、そのような液滴や飛沫が吸出し口２２ｄから圧縮機１６の吸入部へ吸い出されるのを防ぐことができる。その結果、圧縮機１６の動翼が前記液滴や飛沫の衝突により損傷するのを防ぐことができるので、圧縮機の長寿命化を図ることができる。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態による蒸発器１４の縦断面図である。図７は、図６に示した蒸発器１４内におけるフィルタ４０の設置状態を示した図である。次に、図６及び図７を参照して、本発明の第２実施形態による蒸発器１４の構成について説明する。

この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、筐体２２内に設置された各フィルタ４０が複数に分割されている。具体的には、図６及び図７に示すように、フィルタ４０は、鉛直方向に並ぶ複数（本実施形態では３つ）のフィルタ部材４１に分割されている。各フィルタ部材４１は、上部に向かうに従って吸出し口２２ｄから遠ざかるように略等しい角度で傾斜した姿勢で配置されている。すなわち、各フィルタ部材４１は、鉛直に立った状態からその上端部が生成空間Ｓ３を囲む筐体２２の側壁部２２ａに近づく方向に所定角度だけ倒れた姿勢で設置されている。各フィルタ部材４１は、その上端部において連通空間Ｓ４に臨む角部の位置と、下端部において生成空間Ｓ３に臨む角部の位置とが水平方向においてほぼ一致するような角度で傾斜している。そして、フィルタ部材４１の下端部において生成空間Ｓ３に臨む角部の水平方向の位置と、そのフィルタ部材４１の下に位置する他のフィルタ部材４１の上端部において連通空間Ｓ４に臨む角部の水平方向の位置とが略一致するように各フィルタ部材４１が上下に配置されている。なお、各フィルタ部材４１は、それぞれ、上記の所定角度よりも大きく生成空間Ｓ３側へ倒れた姿勢で設置されていてもよい。この場合には、フィルタ部材４１の下端部において生成空間Ｓ３に臨む角部の水平方向の位置と、そのフィルタ部材４１の下に位置する他のフィルタ部材４１の上端部において連通空間Ｓ４に臨む角部の水平方向の位置との間に間隔があいていてもよい。

鉛直方向に隣り合うフィルタ部材４１，４１間には、冷水受部４２が設けられている。この冷水受部４２は、フィルタ部材４１で捕獲されて下方に流れる冷水を受け止めるとともに生成空間Ｓ３へ流すものである。冷水受部４２は、受板部４２ａと立設部４２ｂとを有している。

前記受板部４２ａは、フィルタ部材４１で捕獲されて下方に流れる冷水を受け止める部分である。この受板部４２ａは、水平に配置された平板からなり、フィルタ部材４１の幅方向に延びている。受板部４２ａは、所定のフィルタ部材４１の下端面とその所定のフィルタ部材４１の下に位置する他のフィルタ部材４１の上端面との間に配置されている。そして、受板部４２ａは、その上面で所定のフィルタ部材４１の下端面全体を覆うとともに、下面で前記所定のフィルタ部材４１の下に位置する他のフィルタ部材４１の上端面全体を覆っている。ただし、最も下に位置する冷水受部４２の受板部４２ａは、その上に載置されたフィルタ部材４１の下端面のみを覆っている。

前記立設部４２ｂは、前記受板部４２ａで受け止められた冷水が吸出し口２２ｄに向かって飛散することと、前記受板部４２ａで受け止められた冷水がその受板部４２ａの端部から連通空間Ｓ４に落下することを阻止する。この立設部４２ｂは、受板部４２ａ上のフィルタ部材４１よりも連通空間Ｓ４側（吸出し口２２ｄ側）の位置で受板部４２ａに立設されている。具体的には、立設部４２ｂは、受板部４２ａの連通空間Ｓ４側の端部に立設されている。立設部４２ｂは、受板部４２ａの長手方向に延びており、その受板部４２ａの長手方向の全範囲に亘って設けられている。

第２実施形態による蒸発器１４の上記以外の構成は、上記第１実施形態による蒸発器１４の構成と同様である。

次に、第２実施形態の蒸発器１４において冷水を冷却する際の動作について説明する。

この第２実施形態の蒸発器１４において冷水が冷却される際には、生成空間Ｓ３で生じた滴状又は霧状の冷水の一部が各フィルタ部材４１で捕獲される。そして、各フィルタ部材４１が上部に向かうに連れて吸出し口２２ｄから遠ざかるように傾斜していることに起因して、各フィルタ部材４１に捕獲された冷水は、図７に示すように全て各フィルタ部材４１の連通空間Ｓ４に臨む面４１ａよりも生成空間Ｓ３側に落下する。

そして、上記のように落下した冷水は、冷水受部４２の受板部４２ａによって受け止められる。この受け止められた冷水は、圧縮機１６の吸引作用により吸出し口２２ｄに向かって飛散したり、連通空間Ｓ４内に落下することが立設部４２ｂによって阻止される。受板部４２ａ上にある程度冷水が溜まると、その冷水は受板部４２ａの生成空間Ｓ３側の端部からあふれて生成空間Ｓ３内に落下する。

第２実施形態による蒸発器１４において冷水を冷却する際の上記以外の動作は、上記第１実施形態による蒸発器１４の動作と同様である。

以上説明したように、第２実施形態では、フィルタ４０を構成する各フィルタ部材４１が上部に向かうに従って吸出し口２２ｄから遠ざかるように傾斜している。このため、各フィルタ部材４１で捕獲された冷水は全てそのフィルタ部材４１の吸出し口２２ｄに臨む面４１ａよりも生成空間Ｓ３側に落下する。これにより、フィルタ４０から連通空間Ｓ４に冷水の液滴が落下したり、その液滴の落下によって飛沫が生じるのを防ぐことができるので、そのような液滴や飛沫が吸出し口２２ｄから圧縮機１６の吸入部へ吸い出されるのを防ぐことができる。その結果、圧縮機１６の動翼が前記液滴や飛沫の衝突により損傷するのを防ぐことができるので、圧縮機の長寿命化を図ることができる。

また、第２実施形態では、フィルタ４０が鉛直方向に並ぶ複数のフィルタ部材４１に分割されているとともに、各フィルタ部材４１がそれぞれ上記のように傾斜配置されているので、分割されていない１つのフィルタが前記各フィルタ部材４１と同じ角度で傾斜配置される場合に比べて、フィルタ４０全体が水平方向に占める面積を低減することができる。これにより、蒸発器１４の水平方向における大型化を抑制することができる。換言すると、この第２実施形態では、各フィルタ部材４１を上記第１実施形態のフィルタ３０よりも大きく傾けることが可能である。このため、フィルタ４０で捕獲された冷水をより連通空間Ｓ４へ流れにくくすることができる。

また、第２実施形態では、各フィルタ部材４１により捕獲されて下方に流れる冷水を受け止める受板部４２ａと、その受板部４２ａ上に設置されたフィルタ部材４１よりも吸出し口２２ｄ側（連通空間Ｓ４側）の位置で受板部４２ａに立設された立設部４２ｂとを有する冷水受部４２が設けられている。このため、フィルタ部材４１で捕獲されて下方に流れる冷水を受板部４２ａで受け止めるとともに、その受け止められた冷水が吸出し口２２ｄへ向かって飛散したり、連通空間Ｓ４に落下するのを立設部４２ｂによって阻止することができる。これにより、受板部４２ａで受け止められた冷水は、受板部４２ａの生成空間Ｓ３側の端部からあふれて生成空間Ｓ３内に落下する。この生成空間Ｓ３に落下した冷水は、圧縮機１６で吸引されてもフィルタ部材４１で遮られて吸出し口２２ｄから吸い出されることはない。このため、フィルタ部材４１で捕獲されて下方に流れる冷水が吸い出されて衝突することに起因する圧縮機１６の動翼の損傷を防ぐことができる。

（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態による蒸発器１４内におけるフィルタ５０の設置状態を示した図である。次に、図８を参照して、本発明の第３実施形態による蒸発器１４の構成について説明する。

この第３実施形態では、上記第２実施形態と異なり、冷水受部５２の受板部５２ａがその幅方向（冷水から蒸発した冷媒蒸気の流通方向）において連通空間Ｓ４から生成空間Ｓ３へ向かって下がるように傾斜した姿勢で配置されている。具体的には、フィルタ５０が鉛直方向に並ぶ複数（本実施形態では３つ）のフィルタ部材５１に分割されている。各フィルタ部材５１の上端面及び下端面は、連通空間Ｓ４から生成空間Ｓ３に向かって下がるように傾斜している。そして、冷水受部５２の受板部５２ａもその幅方向において、連通空間Ｓ４から生成空間Ｓ３に向かって下がるように傾斜している。すなわち、各フィルタ部材５１の上端面及び下端面と受板部５２ａは、連通空間Ｓ４側が高く、生成空間Ｓ３側が低くなるように配置されている。これにより、フィルタ部材５１で捕獲されて下方に流れる冷水は、受板部５２ａで受け止められるとともに、受板部５２ａの傾斜に沿って流れて生成空間Ｓ３に落下する。

また、立設部５２ｂが、受板部５２ａの連通空間Ｓ４側（吸出し口２２ｄ側）の端部に立設されている。この立設部５２ｂは、上記第２実施形態による立設部４２ｂと同様の機能を有するものである。

第３実施形態による蒸発器１４の上記以外の構成及び動作は、上記第２実施形態による蒸発器１４の構成及び動作と同様である。

以上説明したように、第３実施形態では、受板部５２ａが連通空間Ｓ４から生成空間Ｓ３へ向かって下がるように傾斜した姿勢で配置されているので、フィルタ部材５１で捕獲されて下方に流れる冷水を受板部５２ａで受け止めるとともに、その冷水を生成空間Ｓ３に流すことができる。このため、フィルタ部材５１で捕獲されて下方に流れる冷水が圧縮機１６によって吸い出されるのをより確実に防ぐことができる。

第３実施形態による上記以外の効果は、上記第２実施形態による効果と同様である。

（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態による蒸発器１４内におけるフィルタ６０を生成空間Ｓ３から連通空間Ｓ４に向かって見た正面図である。次に、図９を参照して、本発明の第４実施形態による蒸発器１４の構成について説明する。

この第４実施形態では、上記第２実施形態と異なり、受板部６２ａが長手方向において傾斜した姿勢で配置されている。具体的には、この第４実施形態によるフィルタ６０は、鉛直方向に並ぶ複数のフィルタ部材６１に分割されている。各フィルタ部材６１は、幅方向における一方端部である第１端部６１ａと、幅方向における他方端部である第２端部６１ｂとを有している。そして、各フィルタ部材６１は、第２端部６１ｂが第１端部６１ａよりも吸出し口２２ｄに近くなるように吸出し口２２ｄの軸心に対して斜めに配置されている。冷水受部６２の受板部６２ａは、長手方向における一方端部である第１端部６３ａと、長手方向における他方端部である第２端部６３ｂとを有している。そして、受板部６２ａは、第２端部６３ｂが第１端部６３ａよりも吸出し口２２ｄに近くなるように吸出し口２２ｄの軸心に対して斜めに配置されている。

各フィルタ部材６１の上端面及び下端面は、前記第２端部６１ｂから前記第１端部６１ａに向かうに従って下がるように傾斜している。ただし、最も上部に位置するフィルタ部材６１ｃの上端面６１ｄは水平に配置されている。そして、受板部６２ａは、第２端部６３ｂから第１端部６３ａに向かうに従って下がるように傾斜した姿勢で配置されている。これにより、フィルタ部材６１で捕獲されて下方に流れる冷水は、受板部６２ａで受け止められるとともに、受板部６２ａの傾斜に沿って吸出し口２２ｄから遠ざかる方向に流れて第１端部６３ａから落下する。

第４実施形態による蒸発器１４の上記以外の構成及び動作は、上記第２実施形態による蒸発器１４の構成及び動作と同様である。

以上説明したように、第４実施形態では、受板部６２ａが吸出し口２２ｄに近い第２端部６３ｂから反対の第１端部６３ａに向かうに従って下がるように傾斜した姿勢で配置されている。このため、受板部６２ａで受け止められた冷水を吸出し口２２ｄから遠い方の端部である第１端部６３ａから落下させることができる。すなわち、受板部６２ａから冷水が落下する位置を吸出し口２２ｄから遠ざけることができるので、吸出し口２２ｄから近い位置で受板部６２ａから冷水が落下する場合に比べて、受板部６２ａから落下する冷水が圧縮機１６によって吸い出されるのをより確実に防ぐことができる。

第４実施形態による上記以外の効果は、上記第２実施形態による効果と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記第４実施形態では、幅方向において水平な受板部６２ａを長手方向において傾斜させたが、これに限らず、第４実施形態の長手方向に傾斜した受板部６２ａをさらに上記第３実施形態と同様に幅方向に傾斜させてもよい。

また、上記第３実施形態では、冷水受部５２に立設部５２ｂを設けたが、この立設部５２ｂは省略してもよい。すなわち、上記第３実施形態のように受板部５２ａが連通空間Ｓ４から生成空間Ｓ３に向かって下がるように傾斜している場合には、受板部５２ａで受け止められた冷水は生成空間Ｓ３へ流れるので、立設部５２ｂを設けなくても受板部５２ａで受け止められた冷水が吸出し口２２ｄに向かって飛散したり、連通空間Ｓ４に落下するのを防ぐことが可能である。このため、上記第３実施形態において、立設部５２ｂを省略することが可能である。

また、図１０に示す上記第３実施形態の変形例のように、冷水受部５２の受板部５２ａをフィルタ部材５１の上端面の生成空間Ｓ３側の端縁を越えて延びるように構成してもよい。このように構成すれば、受板部５２ａから流れ落ちた冷水の水滴がその受板部５２ａの直下のフィルタ部材５１に付着するのを防ぐことができる。

また、冷水受部の構成は、上記各実施形態で示した構成に限らない。例えば、冷水受部をフィルタ部材の下部が挿入される箱形の容器のような形状に構成してもよい。この場合、容器の底部が本発明の受板部に対応するものであり、容器の連通空間Ｓ４（吸出し口２２ｄ）に臨む側壁部が本発明の立設部に対応するものである。そして、このような容器の下部に生成空間Ｓ３へ冷水を流す排出孔を設けることによって、フィルタ部材で捕獲されて下方へ流れる冷水を容器で受け止めるとともに生成空間Ｓ３に流すことが可能である。

また、フィルタの構成は、上記各実施形態で示したものに限られない。例えば、生成空間Ｓ３側に膨らむように湾曲した水平断面をもつようにフィルタを構成したり、４つのフィルタを水平断面でＷ状となるように配置する場合等にも、本発明を同様に適用することが可能である。

また、蒸発器１４を適用する装置としては、上記第１実施形態で説明したような冷却装置に限られない。

本発明の第１実施形態による冷却装置の流体回路図である。 図１に示した冷却装置に適用する第１実施形態による蒸発器の側面図である。 図２に示した蒸発器のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った横断面図である。 図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った蒸発器の縦断面図である。 図２に示した蒸発器内におけるフィルタの設置状態を示した図である。 本発明の第２実施形態による蒸発器の縦断面図である。 図６に示した蒸発器内におけるフィルタの設置状態を示した図である。 本発明の第３実施形態による蒸発器内におけるフィルタの設置状態を示した図である。 本発明の第４実施形態による蒸発器内におけるフィルタを生成空間から連通空間に向かって見た正面図である。 本発明の第３実施形態の変形例による蒸発器内におけるフィルタの設置状態を示した図である。 従来の冷却装置に適用される蒸発器の縦断面図である。

符号の説明

１４ 蒸発器
１６ 圧縮機
２２ 筐体
２２ｄ 吸出し口
３０、４０、５０、６０ フィルタ
４１、５１、６１ フィルタ部材
４２ａ，５２ａ，６２ａ 受板部
４２ｂ，５２ｂ 立設部
６３ａ 第１端部
６３ｂ 第２端部
Ｓ３ 生成空間（第１空間）
Ｓ４ 連通空間（第２空間）

Claims (7)

1. 圧縮機の吸入部に接続可能な吸出し口を有する筐体を備え、前記吸出し口を通じての前記圧縮機の吸引作用により前記筐体内の滴状又は霧状の作動液の少なくとも一部を蒸発させる蒸発器であって、
   前記筐体内には、前記滴状又は霧状の作動液を生成する第１空間と、前記吸出し口に連通し、前記滴状又は霧状の作動液を生成しない第２空間とが設けられ、
   前記蒸発器は、前記筐体内において、前記第１空間と前記第２空間とを隔てるとともに、上部に向かうに従って前記吸出し口から遠ざかるように傾斜した姿勢で設置され、前記滴状又は霧状の作動液から蒸発した蒸気を透過させる一方、前記滴状又は霧状の作動液を捕獲するフィルタを備えた、蒸発器。
   
2. 圧縮機の吸入部に接続可能な吸出し口を有する筐体を備え、前記吸出し口を通じての前記圧縮機の吸引作用により前記筐体内の滴状又は霧状の作動液の少なくとも一部を蒸発させる蒸発器であって、
   前記筐体内には、前記滴状又は霧状の作動液を生成する第１空間と、前記吸出し口に連通し、前記滴状又は霧状の作動液を生成しない第２空間とが設けられ、
   前記蒸発器は、前記筐体内において、前記第１空間と前記第２空間とを隔てるように設置され、前記滴状又は霧状の作動液から蒸発した蒸気を透過させる一方、前記滴状又は霧状の作動液を捕獲するフィルタを備え、
   前記フィルタは鉛直方向に並ぶ複数のフィルタ部材に分割されているとともに、当該各フィルタ部材は上部に向かうに従って前記吸出し口から遠ざかるように傾斜した姿勢で配置されている、蒸発器。
   
3. 鉛直方向に隣り合う２つの前記フィルタ部材間に設けられ、その上側のフィルタ部材によって捕獲されて下方に流れる前記作動液を受け止める受板部と、
   前記上側のフィルタ部材よりも前記吸出し口側の位置で前記受板部に立設される立設部とを備えた、請求項２に記載の蒸発器。
4. 前記受板部は、前記第２空間から前記第１空間へ向かって下がるように傾斜した姿勢で配置されている、請求項３に記載の蒸発器。
5. 鉛直方向に隣り合う２つの前記フィルタ部材間に設けられ、その上側のフィルタ部材によって捕獲されて下方に流れる前記作動液を受け止める受板部を備え、
   前記受板部は、前記第２空間から前記第１空間へ向かって下がるように傾斜した姿勢で配置されている、請求項２に記載の蒸発器。
6. 前記受板部は、第１端部と、この第１端部よりも前記吸出し口に近い第２端部とを有し、
   前記受板部は、前記第２端部から前記第１端部に向かうに従って下がるように傾斜した姿勢で配置されている、請求項３〜５のいずれか１項に記載の蒸発器。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸発器を備えた冷却装置であって、
   前記滴状又は霧状の作動液の少なくとも一部が蒸発する際の蒸発熱を利用して冷却を行う、冷却装置。

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