WO2011007606A1 - 蒸発器および冷凍機 - Google Patents

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WO2011007606A1
WO2011007606A1 PCT/JP2010/056933 JP2010056933W WO2011007606A1 WO 2011007606 A1 WO2011007606 A1 WO 2011007606A1 JP 2010056933 W JP2010056933 W JP 2010056933W WO 2011007606 A1 WO2011007606 A1 WO 2011007606A1
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WO
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demister
refrigerant gas
refrigerant
container
evaporator
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/056933
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English (en)
French (fr)
Inventor
勝次 竹内
亮 福島
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/02—Details of evaporators
    • F25B2339/024—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger
    • F25B2339/0242—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger having tubular elements

Definitions

  • the present invention relates to an evaporator and a refrigerator, and more particularly to an evaporator and a refrigerator that can improve the use efficiency of a demister.
  • evaporators are disposed on a container for introducing a refrigerant, a heat transfer pipe disposed in the container and immersed in the refrigerant, and a refrigerant gas flow path from the heat transfer pipe to the refrigerant gas outlet of the container.
  • Demister a refrigerant gas flow path from the heat transfer pipe to the refrigerant gas outlet of the container.
  • the refrigerant evaporated by heat exchange in the heat transfer tube is gas-liquid separated by the demister and discharged from the refrigerant gas outlet to the outside of the container.
  • An object of the present invention is to provide an evaporator and a refrigerator that can improve the use efficiency of a demister.
  • an evaporator includes a container for introducing a refrigerant, a heat transfer pipe disposed in the container and immersed in the refrigerant, and a refrigerant gas exhaust of the container from the heat transfer pipe.
  • a demister disposed on the refrigerant gas flow path to the outlet, and the refrigerant evaporated and evaporated by heat exchange in the heat transfer tube is gas-liquid separated by the demister, and the container is discharged from the refrigerant gas discharge port.
  • a demister is disposed surrounding the refrigerant gas outlet from the circumferential direction.
  • the demister is disposed around the refrigerant gas discharge port, for example, compared to a configuration in which a flat plate demister is disposed over substantially the entire liquid level of the refrigerant, the refrigerant gas flow path is provided.
  • the demister is efficiently arranged. Thereby, there is an advantage that the use efficiency of the demister is improved.
  • the demister surrounds the refrigerant gas discharge port from the circumferential direction of the refrigerant gas discharge port, and the first demister portion facing the liquid level of the refrigerant. And a demister portion.
  • the demister since the demister has both the first demister part and the second demister part, the gas-liquid separation of the refrigerant gas generated from the liquid surface of the refrigerant is performed efficiently. Thereby, there is an advantage that the use efficiency of the demister is further improved.
  • the evaporator according to the present invention has a plate-like shape in which the demister is bent or curved in the above configuration.
  • the demister is disposed with the inside of the bent shape facing the refrigerant gas outlet, so that the refrigerant gas outlet is surrounded by the demister from the circumferential direction. Therefore, there is an advantage that the arrangement configuration of the demister as described above can be easily realized.
  • the demister has a container shape, and the inner peripheral surface side is disposed toward the refrigerant gas discharge port side.
  • the demister is disposed so as to cover the refrigerant gas discharge port with the inner peripheral surface side of the container facing the refrigerant gas discharge port, so that the entire refrigerant gas discharge port is surrounded by the demister. Therefore, there is an advantage that the arrangement configuration of the demister as described above can be easily realized.
  • the demister has a plate shape having a substantially triangular section or a substantially trapezoidal section, and is disposed with an inner surface facing the refrigerant gas outlet.
  • the demister is disposed so as to cover the refrigerant gas discharge port with the inner peripheral surface of the triangle facing the refrigerant gas discharge port, so that the refrigerant gas discharge port is surrounded from the circumferential direction. Therefore, there is an advantage that the arrangement configuration of the demister as described above can be easily realized.
  • the shape of the demister and the positional relationship between the demister and the refrigerant gas discharge port are set so that the flow velocity of the refrigerant gas passing through the demister is substantially uniform. It is prescribed.
  • the evaporator according to the present invention has a blocking unit that blocks the inflow of the refrigerant gas from the vertically lower side of the refrigerant gas outlet to the demister in the above configuration.
  • the refrigerant gas evaporated from the liquid level of the refrigerant bypasses the blocking portion and passes through the demister.
  • the demister is disposed with the bottom surface inclined with respect to the horizontal direction in the above configuration.
  • the refrigerant separated into gas and liquid by the demister is collected at the bottom of the container along the inclined bottom surface of the demister. Therefore, since the refrigerant is efficiently recovered from the demister, the deterioration of the gas-liquid separation performance of the demister due to the retention of the refrigerant is suppressed. As a result, there is an advantage that the usage efficiency of the demister can be further increased.
  • an evaporator according to the present invention includes any one of the above evaporators.
  • the demister is disposed surrounding the refrigerant gas discharge port from the circumferential direction.
  • the demister is disposed around the refrigerant gas discharge port, for example, compared to a configuration in which a flat plate demister is disposed over substantially the entire liquid level of the refrigerant, the refrigerant gas flow path is provided.
  • the demister is efficiently arranged. Thereby, there is an advantage that the use efficiency of the demister is improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an evaporator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of the evaporator described in FIG.
  • FIG. 3 is an assembled perspective view showing the demister of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a modification of the demister of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a modification of the demister of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a modified example of the demister of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing a modification of the demister of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an evaporator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of the evaporator described in FIG.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a modified example of the demister of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration of a general refrigerator.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of a comparative example of an evaporator.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration of a general refrigerator.
  • the refrigerator 100 includes a condenser 10, an expansion valve 11, an evaporator 12, and a compressor 13 (see FIG. 9).
  • the condenser 10 condenses and liquefies the refrigerant by exchanging heat between the cooling water and the refrigerant in the gas phase.
  • the expansion valve 11 depressurizes the condensed refrigerant.
  • the evaporator 12 causes the heat exchange between the condensed refrigerant and the cold water (heated material) to cool the cold water.
  • the compressor 13 compresses the refrigerant evaporated and vaporized by the evaporator 12 and then supplies the compressed refrigerant to the condenser 10.
  • the refrigerant in the vapor phase is cooled by exchanging heat with cooling water in the condenser 10 and condensed to be in the liquid phase.
  • the refrigerant is decompressed to the evaporation pressure by the expansion valve 11 and supplied to the evaporator 12.
  • this refrigerant evaporates in the evaporator 12 and exchanges heat with cold water. Thereby, cold water is cooled and a freezing function is realized.
  • this refrigerant is supplied from the evaporator 12 to the compressor 13 and is pressurized by the compressor 13 to be in a high-temperature and high-pressure gas phase state. Then, this refrigerant circulates again in the condenser 10 by exchanging heat with the cooling water.
  • [Evaporator] 1 is a cross-sectional view showing an evaporator according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration and operation of the evaporator described in FIG.
  • FIG. 3 is an assembled perspective view showing the demister of the evaporator shown in FIG.
  • the evaporator 12 includes a container 14, heat transfer tube groups 15A to 15C, a cold water inlet 16, a cold water outlet 17, a demister 18, a bottom plate 19, a demister frame 20, a refrigerant gas outlet (outflow pipe) 21. (See FIGS. 1 to 3).
  • the container 14 is a container for introducing a refrigerant and has a cylindrical shape.
  • the heat transfer tube groups 15A to 15C are configured by bundling a large number of heat transfer tubes 15 serving as cold water flow paths. These heat transfer tube groups 15A to 15C are accommodated in the bottom of the container 14 with their longitudinal directions aligned, and are immersed in the refrigerant in the container 14.
  • Adjacent heat transfer tube groups 15 ⁇ / b> A, 15 ⁇ / b> B; 15 ⁇ / b> B, 15 ⁇ / b> C communicate with each other via the turn-back portion 22.
  • the cold water inlet 16 is a cold water inlet to the heat transfer tube group 15A.
  • the cold water outlet 17 is an outlet of cold water from the heat transfer tube group 15C.
  • the demister 18 is a gas-liquid separator that removes vapor generated in the container 14.
  • the demister 18 is arranged vertically above the heat transfer tube groups 15A to 15C and above the liquid level of the refrigerant.
  • the bottom plate 19 is a plate-like member that is disposed at the bottom of the demister 18 and supports the demister 18.
  • the demister frame 20 is a frame-shaped member for fixing the demister 18 to the bottom plate 19.
  • the demister frame 20 is placed on the demister 18 from above, and the demister 18 is sandwiched between the bottom plate 19 and fixed.
  • the refrigerant gas discharge port 21 is an outlet for discharging the refrigerant gas to the outside of the container 14 and communicates with the container 14 and the compressor 13.
  • the refrigerant from the expansion valve 11 is introduced into the bottom of the container 14 (see FIGS. 1 and 2).
  • the refrigerant exchanges heat with cold water passing through the heat transfer tube 15 and evaporates.
  • the cold water is cooled by the heat of vaporization of the refrigerant.
  • the vaporized refrigerant gas blows up from the liquid level of the refrigerant and passes through the upper demister 18.
  • the vapor contained in the refrigerant is separated by the demister 18 and collected as a droplet at the bottom of the container 14.
  • the refrigerant that has passed through the demister 18 is discharged from the refrigerant gas discharge port 21 to the outside of the container 14 and is collected by the compressor 13. *
  • this evaporator 12 employs the following configuration in order to increase the use efficiency of the demister 18 (see FIGS. 1 to 3).
  • the demister 18 is disposed on the refrigerant gas flow path from the heat transfer tube groups 15A to 15C to the refrigerant gas discharge port 21 (see FIGS. 1 and 2).
  • the container 14 has a cylindrical shape and is disposed with its axial direction lying horizontally.
  • the container 14 has the refrigerant
  • the heat transfer tube groups 15A to 15C are accommodated and arranged at the bottom of the container 14, and the heat transfer tube groups 15A to 15C are immersed in the refrigerant. Further, during normal operation, the coolant level is in the middle of the container 14.
  • the demister 18 is arranged vertically above the coolant level and in front of (below) the coolant gas discharge port 21. As a result, the vaporized refrigerant rises from the liquid level of the refrigerant and passes through the demister 18 on the way to the refrigerant gas discharge port 21.
  • a demister 18 is disposed surrounding the refrigerant gas outlet 21 from the circumferential direction of the refrigerant gas outlet 21 (see FIGS. 1 to 3).
  • the installation range of the demister 18 can be narrowed compared to a configuration in which a flat plate demister is disposed over substantially the entire liquid level of the refrigerant (see FIG. 10). it can.
  • the demister 18 has a cross-sectional shape bent in a substantially L shape.
  • Each portion of the bent demister 18 is referred to as a first demister portion 181 and a second demister portion 182.
  • the demister 18 is configured as a pair.
  • the demisters 18 and 18 are fixed by a demister frame 20 with the first demister portion 181 mounted on the bottom plate 19.
  • the bottom plate 19 has an opening 25 for allowing the refrigerant gas to pass therethrough.
  • the second demister portion 182 of each demister 18 has a substantially arc-shaped end shape along the inner peripheral surface of the container 14.
  • a pair of demisters 18 and 18 are fixed on the bottom plate 19 with the second demister portions 182 facing each other.
  • the first demister portions 181 and 181 of the demisters 18 and 18 are respectively disposed on the two openings 25 opened in the bottom plate 19.
  • the bottom plate 19 is fixed to the inner peripheral surface of the container 14 at both edges thereof in the radial cross-sectional view of the container 14 (see FIG. 1). Accordingly, the demister 18 is supported by the bottom plate 19 in the container 14 and is disposed above the liquid level of the refrigerant. At this time, the upper surface of the first demister portion 181 of the demister 18 faces the refrigerant gas discharge port 21, and the bottom surface of the first demister portion 181 is exposed to the liquid level of the refrigerant through the opening 25 of the bottom plate 19. Yes. Further, the end portion of the second demister portion 182 is in contact with the inner peripheral surface of the container 14.
  • the demister 18 is arrange
  • a pair of demisters 18, 18 are arranged with the second demister portions 182, 182 facing each other in the axial direction of the container 14.
  • a refrigerant gas discharge port 21 is located between the demisters 18 and 18. Therefore, the refrigerant gas discharge port 21 is surrounded from the axial direction of the container 14 by the pair of second demister portions 182 and 182.
  • a part of the evaporated and evaporated refrigerant gas rises from the refrigerant level, passes through the opening 25 of the bottom plate 19, passes through the first demister portion 181 of the demister 18, and is separated into gas and liquid (see FIG. 2). Further, a part of the refrigerant gas flows along the inner peripheral surface of the container 14, and is separated from the gas from the axial direction of the container 14 through the second demister portion 182 of the demister 18. Then, the refrigerant that has passed through the first demister part 181 and the second demister part 182 is discharged from the refrigerant gas outlet 21 to the outside of the container 14. The refrigerant separated from the gas and liquid by the demister 18 falls through the demister 18 and is collected at the bottom of the container 14. *
  • the demister 18 (second demister portion 182) is disposed so as to surround the refrigerant gas discharge port 21 from the circumferential direction (see FIG. 2).
  • the demister 18 since the demister 18 is arranged around the refrigerant gas discharge port 21, for example, a configuration in which a flat plate demister is arranged over substantially the entire liquid level of the refrigerant (see the comparative example in FIG. 10).
  • the demister 18 is efficiently arranged with respect to the flow path of the refrigerant gas. Thereby, there exists an advantage which the use efficiency of the demister 18 improves (refer FIG. 2).
  • the installation range of the demister 18 can be reduced. For example, it is possible to omit a demister portion in a region where the flow rate of the refrigerant gas is slow (region far from the refrigerant gas discharge port 21). Thereby, since the demister 18 can be reduced in size, there is an advantage that the cost of the evaporator 12 can be reduced.
  • a flat plate demister (see FIG. 10) has an overall length of about 10 m, whereas the amount of expensive demister material used (installation range) can be reduced to 50%. *
  • the demister 18 includes a first demister portion 181 that faces the liquid surface of the refrigerant, and a second demister portion 182 that surrounds the refrigerant gas discharge port 21 from the circumferential direction (see FIGS. 1 and 2). ).
  • the demister 18 since the demister 18 includes both the first demister unit 181 and the second demister unit 182, the gas-liquid separation of the refrigerant gas generated from the liquid level of the refrigerant is efficiently performed. Thereby, there exists an advantage which the use efficiency of the demister 18 improves further.
  • the demister 18 preferably has a bent or curved plate shape (see FIG. 3).
  • the demister 18 is disposed with the inner side of the bent shape facing the refrigerant gas discharge port 21, whereby the refrigerant gas discharge port 21 is surrounded by the demister 18 from the circumferential direction. Therefore, there is an advantage that the arrangement configuration of the demister 18 as described above can be easily realized.
  • this configuration is preferable in that the demister 18 can be easily manufactured because the demister 18 can be configured by bending an existing demister member having a plate-like structure.
  • the demister 18 is configured by bending a flat demister member into a substantially L shape (see FIG. 3). A pair of demisters 18, 18 are arranged with the L-shaped ventral side facing the refrigerant gas outlet 21. The refrigerant gas outlet 21 is surrounded from the axial direction of the container 14 by a pair of demisters 18 and 18 (second demister portions 182 and 182). *
  • the demister 18 may have a container shape (see FIGS. 4 and 5).
  • the demister 18 is disposed so as to cover the refrigerant gas discharge port 21 with the inner peripheral surface side of the container shape facing the refrigerant gas discharge port 21, so that the entire refrigerant gas discharge port 21 is formed by the demister 18.
  • the arrangement configuration of the demister 18 as described above can be easily realized.
  • the flow area of the refrigerant gas from the inner peripheral surface of the demister 18 to the refrigerant gas discharge port 21 can be adjusted by adjusting the container-shaped capacity.
  • the demister 18 has a substantially elliptical cross section and a uniform thick spherical shape (spherical shell shape).
  • the demister 18 is arranged with its inner peripheral surface facing the refrigerant gas discharge port 21 and its opening edge abutting against the inner wall surface of the container 14. Further, the demister 18 is arranged so as to cover the refrigerant gas outlet 21, and the space on the front side of the refrigerant gas outlet 21 is covered with the demister 18 in a dome shape. Thereby, the edge part (2nd demister part 182) of the demister 18 which has a container shape has enclosed the refrigerant
  • the bottom portion (first demister portion 181) of the demister 18 faces the liquid level of the refrigerant. Therefore, both the refrigerant gas flowing into the refrigerant gas outlet 21 along the wall surface of the container 14 and the refrigerant gas flowing into the refrigerant gas outlet 21 from the direction facing the liquid level of the refrigerant are efficiently generated by the demister 18. Gas-liquid separation. Thereby, the use efficiency of the demister 18 is enhanced. In addition, since the demister 18 has a spherical shape, the refrigerant separated from the gas and liquid by the demister 18 easily falls along the spherical surface of the demister 18.
  • the demister 18 may have a plate shape having a substantially triangular cross section or a substantially trapezoidal cross section (see FIGS. 6 to 8).
  • the demister 18 is arranged so as to cover the refrigerant gas discharge port 21 with the inner peripheral surface of the triangle facing the refrigerant gas discharge port 21, so that the refrigerant gas discharge port 21 is surrounded from the circumferential direction. Therefore, there is an advantage that the arrangement configuration of the demister 18 as described above can be easily realized.
  • the flow area of the refrigerant gas from the inner peripheral surface of the demister 18 to the refrigerant gas discharge port 21 can be adjusted by adjusting the size of the substantially triangular section or the substantially trapezoidal section.
  • the demister 18 has a plate-like structure bent in a substantially V shape (triangular section). And this demister 18 is arrange
  • the demister 18 is disposed so as to cover the refrigerant gas discharge port 21 with its both end portions being in contact with the inner wall surface of the container 14, and the space on the near side of the refrigerant gas discharge port 21 is formed by the demister 18. It is covered with a roof.
  • second demister portion 182 a pair of flat portions (second demister portion 182) forming a triangular cross section of the demister 18 surround the refrigerant gas discharge port 21 so as to be sandwiched from the axial direction of the container 14.
  • the refrigerant gas flowing into the refrigerant gas discharge port 21 from the folded portion side of the heat transfer tube 15 in the container 14 and the refrigerant gas flowing into the refrigerant gas discharge port 21 from the cold water inlet side of the heat transfer tube 15 are demister 18.
  • the second demister sections 182 and 182 respectively. Thereby, the use efficiency of the demister 18 is enhanced.
  • the first demister portion 181 is omitted due to its structure. *
  • the demister 18 has a plate-like structure bent in a substantially U shape (trapezoidal shape in cross section). And this demister 18 is arrange
  • the demister 18 is disposed so as to cover the refrigerant gas discharge port 21 with its both end portions being in contact with the inner wall surface of the container 14, and the space on the near side of the refrigerant gas discharge port 21 is formed by the demister 18. It is covered with a roof.
  • the plane part (1st demister part 181) which comprises the top side of the trapezoidal cross section of the demister 18 has opposed the liquid level of the refrigerant
  • a pair of flat portions (second demister portions 182) that form a hypotenuse with a trapezoidal cross section surround the refrigerant gas discharge port 21 so as to be sandwiched from the axial direction of the container 14.
  • the refrigerant gas flowing into the refrigerant gas discharge port 21 from the direction facing the refrigerant liquid level is gas-liquid separated by the first demister portion 181 of the demister 18.
  • the refrigerant gas flowing into the refrigerant gas discharge port 21 from the folded portion side of the heat transfer tube 15 in the container 14 and the refrigerant gas flowing into the refrigerant gas discharge port 21 from the cold water inlet side of the heat transfer tube 15 are provided in each of the demisters 18. Gas-liquid separation is performed by the second demister sections 182 and 182, respectively. Thereby, the use efficiency of the demister 18 is enhanced. *
  • the shape of the demister 18 and the positional relationship between the demister 18 and the refrigerant gas outlet 21 are defined so that the flow velocity of the refrigerant gas passing through the demister 18 is substantially uniform ( FIG. 5, FIG. 7 and FIG. 8). Furthermore, it is preferable that the peripheral surface of the demister 18 forms a substantially constant flow velocity surface with respect to the flow velocity of the refrigerant gas passing through the demister 18. In such a configuration, since the gas-liquid separation of the refrigerant gas is uniformly performed in each part of the demister 18, the gas-liquid separation performance of the demister 18 is improved as compared with a configuration in which only a part of the demister 18 functions. Thereby, the use efficiency of the demister 18 is further enhanced. *
  • the demister 18 has a substantially elliptical cross-section and a uniform spherical shape, and the central axis of the spherical shape of the demister 18 coincides with the central axis of the refrigerant gas discharge port 21.
  • the positional relationship between the demister 18 and the refrigerant gas outlet 21 is defined.
  • the opening edge portion (second demister portion 182) of the demister 18 surrounds the refrigerant gas discharge port 21 from the circumferential direction. Then, the curvature of the spherical shape of the demister 18 is optimized based on the flow velocity distribution of the refrigerant gas in the container 14, so that the flow velocity of the refrigerant gas passing through the demister 18 is made uniform.
  • the demister 18 has a plate shape with a substantially triangular section or a substantially trapezoidal section, and the center line of the demister 18 is on the central axis of the refrigerant gas outlet 21.
  • the positional relationship between the demister 18 and the refrigerant gas discharge port 21 is defined.
  • a pair of second demister portions 182 and 182 are disposed so as to face each other in a cross-sectional view of the container 14 in the axial direction. being surrounded. And these 2nd demister parts 182 and 182 incline in a mutually different direction with respect to the refrigerant gas discharge port 21, and the flow velocity of the refrigerant gas which passes through the demister 18 is equalized.
  • the inclination angle of the second demister portion 182 is optimized based on the flow velocity distribution of the refrigerant gas in the container 14, so that the flow velocity of the refrigerant gas passing through the demister 18 is made uniform.
  • the flow velocity distribution of the refrigerant gas in the container 14 varies depending on the shape of the inner surface of the container 14, the arrangement of the refrigerant gas discharge port 21 in the container 14, the distance between the refrigerant gas discharge port 21 and the liquid level of the refrigerant, and the like. Therefore, it is preferable that the shape of the demister 18 be appropriately changed based on these elements.
  • the refrigerant gas discharge port 21 is disposed close to one side of the container 14 in the axial direction (the folded portion side of the heat transfer tube 15).
  • the flow velocity distribution of the refrigerant gas from the folded portion side of the heat transfer tube 15 and the flow velocity distribution of the refrigerant gas from the cold water inlet side of the heat transfer tube 15 are asymmetric with respect to the refrigerant gas discharge port 21. Therefore, based on this, the shape and the like of the demister 18 are designed so that the flow velocity distribution of the refrigerant gas passing through the demister 18 is within a predetermined range (within the range in which the gas-liquid separation performance of the demister 18 is ensured). ing. *
  • shielding member of demister During heat exchange between the heat transfer tube group and the refrigerant, the vaporized refrigerant gas is generated almost evenly from the liquid level of the refrigerant. However, since the refrigerant gas is discharged from the refrigerant gas outlet only to the outside of the container, the flow rate of the refrigerant gas rapidly increases near the refrigerant gas outlet. At this time, if the flow rate of the refrigerant gas passing through the demister is too large, the gas-liquid separation performance of the demister may be reduced.
  • the evaporator 12 is provided with a blocking portion 26 that blocks the flow of the refrigerant gas from the vertically lower side of the refrigerant gas discharge port 21 to the demister 18 (see FIG. 2).
  • the refrigerant gas evaporated from the liquid level of the refrigerant bypasses the blocking portion 26 and passes through the demister 18.
  • the demister 18 is supported by the bottom plate 19, and a blocking portion (portion that closes the opening 25) 26 is formed on a part of the bottom plate 19 (FIGS. 2 and 3). reference).
  • the blocking portion 26 is positioned vertically below the refrigerant gas discharge port 21.
  • a pair of demisters 18 and 18 are arranged with the blocking portion 26 sandwiched from the axial direction of the container 14.
  • blocking part 26 bottom plate 19 is arrange
  • the refrigerant gas evaporated from the liquid level of the refrigerant passes through the demister 18 from the axial direction of the container 14, bypassing the blocking portion 26, vertically below the refrigerant gas discharge port 21.
  • the flow rate of the refrigerant (the flow rate of the refrigerant passing through the demister 18) vertically below the refrigerant gas discharge port 21 is suppressed.
  • the demister 18 is arrange
  • the refrigerant separated from the gas and liquid by the demister 18 is collected at the bottom of the container 14 along the inclined bottom surface of the demister 18. Therefore, since the refrigerant is efficiently recovered from the demister 18, a decrease in the gas-liquid separation performance of the demister due to the retention of the refrigerant is suppressed. Thereby, there is an advantage that the usage efficiency of the demister 18 can be further improved.
  • the refrigerant gas outlet 21 is disposed at a position away from the top of the container 14 in the radial direction in the radial cross-sectional view of the container 14 (see FIG. 1).
  • the demister 18 is arrange
  • the evaporator and the refrigerator according to the present invention are useful in that the use efficiency of the demister can be improved.

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Abstract

　この蒸発器１２は、冷媒を導入するための容器１４と、容器１４内に配置されて冷媒に浸される伝熱管１５と、伝熱管１５から容器１４の冷媒ガス排出口２１への冷媒ガスの流路上に配置されるデミスタ１８とを備えている。この蒸発器１２は、伝熱管１５での熱交換により蒸発気化した冷媒をデミスタ１８にて気液分離して冷媒ガス排出口２１から容器１４の外部に排出する。また、デミスタ１８が冷媒ガス排出口２１を冷媒ガス排出口２１の周方向から囲んで配置されている。

Description

蒸発器および冷凍機
　この発明は、蒸発器および冷凍機に関し、さらに詳しくは、デミスタの使用効率を向上できる蒸発器および冷凍機に関する。　
　近年の蒸発器は、冷媒を導入するための容器と、この容器内に配置されて冷媒に浸される伝熱管と、この伝熱管から容器の冷媒ガス排出口への冷媒ガスの流路上に配置されるデミスタとを備えている。かかる構成では、伝熱管での熱交換により蒸発気化した冷媒が、デミスタにて気液分離されて冷媒ガス排出口から容器の外部に排出される。かかる構成を採用する従来の蒸発器として、特許文献１に記載される技術が知られている。　
特許第３９１７９１７号公報
　この発明は、デミスタの使用効率を向上できる蒸発器および冷凍機を提供することを目的とする。　
　上記目的を達成するため、この発明にかかる蒸発器は、冷媒を導入するための容器と、前記容器内に配置されて冷媒に浸される伝熱管と、前記伝熱管から前記容器の冷媒ガス排出口への冷媒ガスの流路上に配置されるデミスタとを備え、且つ、前記伝熱管での熱交換により蒸発気化した冷媒を前記デミスタにて気液分離して前記冷媒ガス排出口から前記容器の外部に排出する蒸発器であって、前記デミスタが前記冷媒ガス排出口を前記冷媒ガス排出口の周方向から囲んで配置されることを特徴とする。　
　この蒸発器では、デミスタが冷媒ガス排出口を周方向から囲んで配置される。かかる構成では、冷媒ガス排出口の周囲にデミスタが配置されるので、例えば、平板状のデミスタが冷媒の液面の略全域に渡って配置される構成と比較して、冷媒ガスの流路に対してデミスタが効率的に配置される。これにより、デミスタの使用効率が向上する利点がある。　
　また、この発明にかかる蒸発器は、上記の構成において、前記デミスタが前記冷媒の液面に対向する第一デミスタ部と、前記冷媒ガス排出口を前記冷媒ガス排出口の周方向から囲む第二デミスタ部とを有する。　
　この蒸発器では、デミスタが第一デミスタ部および第二デミスタ部の双方を有することにより、冷媒の液面から発生した冷媒ガスの気液分離が効率的に行われる。これにより、デミスタの使用効率がさらに向上する利点がある。　
　また、この発明にかかる蒸発器は、上記の構成において、前記デミスタが屈曲あるいは湾曲した板状形状を有する。　
　この蒸発器では、デミスタが屈曲形状の内側を冷媒ガス排出口に向けて配置されることにより、冷媒ガス排出口がデミスタにより周方向から囲まれる。したがって、上記のようなデミスタの配置構成を簡易に実現できる利点がある。　
　また、この発明にかかる蒸発器は、上記の構成において、前記デミスタが容器形状を有すると共に内周面側を前記冷媒ガスの排出口側に向けて配置される。　
　この蒸発器では、例えば、デミスタが容器形状の内周面側を冷媒ガス排出口に向けつつ冷媒ガス排出口を覆って配置されることにより、冷媒ガス排出口の全体がデミスタにより囲まれる。したがって、上記のようなデミスタの配置構成を簡易に実現できる利点がある。　
　また、この発明にかかる蒸発器は、上記の構成において、前記デミスタが断面略三角形あるいは断面略台形の板状形状を有すると共に内面側を前記冷媒ガスの排出口側に向けて配置される。　
　この蒸発器では、例えば、デミスタが三角形の内周面側を冷媒ガス排出口に向けつつ冷媒ガス排出口を覆って配置されることにより、冷媒ガス排出口が周方向から囲まれる。したがって、上記のようなデミスタの配置構成を簡易に実現できる利点がある。　
　また、この発明にかかる蒸発器は、上記の構成において、前記デミスタを通過する冷媒ガスの流速が略均一となるように、前記デミスタの形状および前記デミスタと前記冷媒ガス排出口との位置関係が規定される。　
　この蒸発器では、冷媒ガスの気液分離がデミスタの各部分にて均一に行われるので、デミスタの一部分のみが機能する構成と比較して、デミスタの気液分離性能が向上する。これにより、デミスタの使用効率がさらに高められる。　
　また、この発明にかかる蒸発器は、上記の構成において、前記冷媒ガス排出口の鉛直下方からの前記デミスタへの冷媒ガスの流入を遮断する遮断部を有する。　
　この蒸発器では、冷媒の液面から蒸発気化した冷媒ガスが遮断部を迂回してデミスタを通過する。これにより、冷媒の流速が速くなる冷媒ガス排出口の鉛直下方にて、冷媒ガスがデミスタを通過しないので、デミスタの気液分離性能が確保される利点がある。　
　また、この発明にかかる蒸発器は、上記の構成において、前記デミスタが底面を水平方向に対して傾斜させて配置される。　
　この蒸発器では、デミスタにて気液分離された冷媒が傾斜したデミスタの底面を伝って容器の底部に回収される。したがって、冷媒がデミスタから効率的に回収されるので、冷媒の滞留によるデミスタの気液分離性能の低下が抑制される。これにより、デミスタの使用効率がさらに高められる利点がある。　
　また、この発明にかかる蒸発器は、上記のいずれかの蒸発器を備えることを特徴とする。　
　この発明にかかる蒸発器では、デミスタが冷媒ガス排出口を周方向から囲んで配置される。かかる構成では、冷媒ガス排出口の周囲にデミスタが配置されるので、例えば、平板状のデミスタが冷媒の液面の略全域に渡って配置される構成と比較して、冷媒ガスの流路に対してデミスタが効率的に配置される。これにより、デミスタの使用効率が向上する利点がある。　
図１は、この発明の実施例１にかかる蒸発器を示す断面図である。 図２は、図１に記載した蒸発器の構成および作用を示す説明図である。 図３は、図１に記載した蒸発器のデミスタを示す組立斜視図である。 図４は、図１に記載した蒸発器のデミスタの変形例を示す説明図である。 図５は、図１に記載した蒸発器のデミスタの変形例を示す説明図である。 図６は、図１に記載した蒸発器のデミスタの変形例を示す説明図である。 図７は、図１に記載した蒸発器のデミスタの変形例を示す説明図である。 図８は、図１に記載した蒸発器のデミスタの変形例を示す説明図である。 図９は、一般的な冷凍機の構成を示す説明図である。 図１０は、蒸発器の比較例の構成および作用を示す説明図である。
　以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。　
［冷凍機］
　図９は、一般的な冷凍機の構成を示す説明図である。この冷凍機１００は、凝縮器１０と、膨張弁１１と、蒸発器１２と、圧縮機１３とを備える（図９参照）。凝縮器１０は、冷却水と気相状態の冷媒との間で熱交換を行わせて冷媒を凝縮、液化する。膨張弁１１は、凝縮された冷媒を減圧する。蒸発器１２は、凝縮された冷媒と冷水（加熱物）との間で熱交換を行わせて冷水を冷却する。圧縮機１３は、蒸発器１２で蒸発、気化した冷媒を圧縮した後に凝縮器１０に供給する。　
　この冷凍機１００では、気相状態の冷媒が凝縮器１０にて冷却水と熱交換して冷却され、凝縮されて液相状態とする。次に、この冷媒が膨張弁１１にて蒸発圧力まで減圧されて、蒸発器１２に供給される。次に、この冷媒が蒸発器１２にて蒸発気化して、冷水と熱交換を行う。これにより、冷水が冷却されて冷凍機能が実現される。次に、この冷媒が蒸発器１２から圧縮機１３に供給され、圧縮機１３にて加圧されて高温高圧の気相状態となる。そして、この冷媒が凝縮器１０にて再び冷却水と熱交換して循環する。　
［蒸発器］
　図１は、この発明の実施例１にかかる蒸発器を示す断面図である。図２は、図１に記載した蒸発器の構成および作用を示す説明図である。図３は、図１に記載した蒸発器のデミスタを示す組立斜視図である。　
　この蒸発器１２は、容器１４と、伝熱管群１５Ａ～１５Ｃと、冷水入口１６と、冷水出口１７と、デミスタ１８と、底板１９と、デミスタ枠２０と、冷媒ガス排出口（流出管）２１とを有する（図１～図３参照）。容器１４は、冷媒を導入するための容器であり、円筒形状を有する。伝熱管群１５Ａ～１５Ｃは、冷水の流路となる多数の伝熱管１５を束ねて構成される。これらの伝熱管群１５Ａ～１５Ｃは、その長手方向を揃えて容器１４の底部に収容され、容器１４内にて冷媒に浸される。また、隣り合う伝熱管群１５Ａ、１５Ｂ；１５Ｂ、１５Ｃは、折返し部２２を介して相互に連通する。冷水入口１６は、伝熱管群１５Ａへの冷水の入口部である。冷水出口１７は、伝熱管群１５Ｃからの冷水の出口部である。デミスタ１８は、容器１４内にて発生した蒸気を除去する気液分離器である。このデミスタ１８は、伝熱管群１５Ａ～１５Ｃの鉛直上方であって冷媒の液面よりも上方に配置される。底板１９は、デミスタ１８の底部に配置されてデミスタ１８を支持する板状部材である。デミスタ枠２０は、デミスタ１８を底板１９に固定するための枠状部材である。このデミスタ枠２０は、上方からデミスタ１８に被せられて、デミスタ１８を底板１９との間に挟み込んで固定する。冷媒ガス排出口２１は、冷媒ガスを容器１４の外部に排出するための出口部であり、容器１４と圧縮機１３と連通する。　
　この蒸発器１２では、まず、膨張弁１１からの冷媒が容器１４の底部に導入される（図１および図２参照）。次に、この冷媒が伝熱管１５を通る冷水と熱交換して蒸発気化する。この冷媒の気化熱により、冷水が冷却される。次に、この蒸発気化した冷媒ガスが冷媒の液面から吹き上がり、上方のデミスタ１８を通過する。このとき、冷媒に含まれる蒸気がデミスタ１８にて分離され、液滴となって容器１４の底に回収される。次に、デミスタ１８を通過した冷媒が冷媒ガス排出口２１から容器１４の外部に排出されて、圧縮機１３に回収される。　
［デミスタ］
　ここで、蒸発器の稼働時には、伝熱管の配置領域の全体から冷媒が蒸発気化する（図１０参照）。しかしながら、冷媒ガス排出口から遠方にある領域（例えば、容器の軸方向端部）では、冷媒ガスの流速が遅いため、デミスタを通過する冷媒ガスの流量が少ない。このため、例えば、デミスタが冷媒の液面の略全域に渡って配置される構成では、冷媒ガス排出口から遠方にある領域にて、デミスタの使用効率（気液分離性能に関する効率）が低下する。
　そこで、この蒸発器１２では、デミスタ１８の使用効率を高めるために、以下の構成が採用される（図１～図３参照）。
　まず、デミスタ１８が伝熱管群１５Ａ～１５Ｃから冷媒ガス排出口２１への冷媒ガスの流路上に配置される（図１および図２参照）。例えば、この実施の形態では、容器１４が円筒形状を有しており、その軸方向を水平に横たえて配置されている。また、容器１４が、その天井部（円筒形状の側面のうち鉛直方向上方に位置する部分）に冷媒ガス排出口２１を有している。また、容器１４の底部に伝熱管群１５Ａ～１５Ｃが収容されて配置され、この伝熱管群１５Ａ～１５Ｃが冷媒に浸されている。また、通常運転時には、冷媒の水面が容器１４の中腹にある。そして、デミスタ１８が、この冷媒の液面よりも鉛直上方かつ冷媒ガス排出口２１の手前（下方）に配置されている。これにより、蒸発気化した冷媒が冷媒の液面から上昇して冷媒ガス排出口２１に至る途中でデミスタ１８を通過する。　
　また、デミスタ１８が冷媒ガス排出口２１を冷媒ガス排出口２１の周方向から囲んで配置される（図１～図３参照）。かかる構成では、例えば、平板状のデミスタが冷媒の液面の略全域に渡って配置される構成（図１０参照）と比較して、デミスタ１８の設置範囲を狭め得るので、デミスタ１８を小型化できる。　
　例えば、この実施の形態では、デミスタ１８が略Ｌ字状に屈曲した断面形状を有している。この屈曲したデミスタ１８の各部分を第一デミスタ部１８１および第二デミスタ部１８２と呼ぶ。このデミスタ１８は、一対を一組として構成されている。また、これらのデミスタ１８、１８が、それぞれ第一デミスタ部１８１を底板１９上に載せてデミスタ枠２０により固定されている。また、底板１９が冷媒ガスを通過させるための開口部２５を有している。また、各デミスタ１８の第二デミスタ部１８２が、容器１４の内周面に沿った略円弧状の端部形状を有している。また、一対のデミスタ１８、１８が第二デミスタ部１８２を相互に対向させつつ底板１９上に固定されている。このとき、各デミスタ１８、１８の第一デミスタ部１８１、１８１が底板１９に開けられた２つの開口部２５上にそれぞれ配置されている。　
　また、容器１４の径方向断面視にて、底板１９が、その両縁部にて容器１４の内周面に固定されている（図１参照）。これにより、デミスタ１８が容器１４内にて底板１９により支持されて、冷媒の液面の上方に配置されている。このとき、デミスタ１８の第一デミスタ部１８１の上面が冷媒ガス排出口２１に対向し、また、第一デミスタ部１８１の底面が底板１９の開口部２５を介して冷媒の液面に露出している。また、第二デミスタ部１８２の端部が容器１４の内周面に沿って当接している。また、容器１４の軸方向断面視にて、デミスタ１８がＬ字型形状の腹側を冷媒ガス排出口２１側に向けて配置されている（図２参照）。また、一対のデミスタ１８、１８が各第二デミスタ部１８２、１８２を容器１４の軸方向に相互に対向させて配置されている。また、これらのデミスタ１８、１８の中間に冷媒ガス排出口２１が位置している。したがって、冷媒ガス排出口２１が一対の第二デミスタ部１８２、１８２により容器１４の軸方向から囲まれている。　
　かかる構成では、蒸発気化した一部の冷媒ガスが、冷媒の液面から上昇して底板１９の開口部２５を通り、デミスタ１８の第一デミスタ部１８１を通過して気液分離される（図２参照）。また、一部の冷媒ガスが、容器１４の内周面沿いに流れて、容器１４の軸方向からデミスタ１８の第二デミスタ部１８２を通過して気液分離される。そして、第一デミスタ部１８１および第二デミスタ部１８２を通過した冷媒が冷媒ガス排出口２１から容器１４の外部に排出される。なお、デミスタ１８にて気液分離された冷媒は、デミスタ１８を伝って落下して容器１４の底部に回収される。　
［効果］
　以上説明したように、この蒸発器１２では、デミスタ１８（第二デミスタ部１８２）が冷媒ガス排出口２１を周方向から囲んで配置される（図２参照）。かかる構成では、冷媒ガス排出口２１の周囲にデミスタ１８が配置されるので、例えば、平板状のデミスタが冷媒の液面の略全域に渡って配置される構成（図１０の比較例参照）と比較して、冷媒ガスの流路に対してデミスタ１８が効率的に配置される。これにより、デミスタ１８の使用効率が向上する利点がある（図２参照）。　
　また、かかる構成では、デミスタ１８の設置範囲を縮小できる。例えば、冷媒ガスの流速が遅い領域（冷媒ガス排出口２１から遠方にある領域）のデミスタ部分を省略できる。これにより、デミスタ１８を小型化できるので、蒸発器１２の低コスト化が可能となる利点がある。例えば、上記の構成では、平板状のデミスタ（図１０参照）が全長約１０ｍであるのに対して、高価なデミスタ材料の使用量（設置範囲）を５０％まで削減できる。　
　また、この蒸発器１２では、デミスタ１８が冷媒の液面に対向する第一デミスタ部１８１と、冷媒ガス排出口２１を周方向から囲む第二デミスタ部１８２とを有する（図１および図２参照）。かかる構成では、デミスタ１８が第一デミスタ部１８１および第二デミスタ部１８２の双方を有することにより、冷媒の液面から発生した冷媒ガスの気液分離が効率的に行われる。これにより、デミスタ１８の使用効率がさらに向上する利点がある。　
［変形例］
　なお、この蒸発器１２では、デミスタ１８が屈曲あるいは湾曲した板状形状を有することが好ましい（図３参照）。かかる構成では、デミスタ１８が屈曲形状の内側を冷媒ガス排出口２１に向けて配置されることにより、冷媒ガス排出口２１がデミスタ１８により周方向から囲まれる。したがって、上記のようなデミスタ１８の配置構成を簡易に実現できる利点がある。また、かかる構成では、板状構造を有する既存のデミスタ部材を曲げ加工してデミスタ１８を構成できるので、デミスタ１８の製造が容易な点で好ましい。　
　例えば、この実施の形態では、デミスタ１８が平板状のデミスタ部材を略Ｌ字状に折り曲げて構成されている（図３参照）。また、一対のデミスタ１８、１８がそのＬ字状の腹側を冷媒ガス排出口２１に向けて配置されている。冷媒ガス排出口２１が一対のデミスタ１８、１８（第二デミスタ部１８２、１８２）により容器１４の軸方向から囲まれている。　
　しかし、これに限らず、この蒸発器１２では、デミスタ１８が容器形状を有しても良い（図４および図５参照）。かかる構成では、例えば、デミスタ１８が容器形状の内周面側を冷媒ガス排出口２１に向けつつ冷媒ガス排出口２１を覆って配置されることにより、冷媒ガス排出口２１の全体がデミスタ１８により囲まれる。したがって、上記のようなデミスタ１８の配置構成を簡易に実現できる利点がある。また、かかる構成では、容器形状の容量を調整することにより、デミスタ１８の内周面から冷媒ガス排出口２１に至る冷媒ガスの流路面積を調整できる。これにより、デミスタ１８を通過した後の冷媒ガスの流れを適正化できるので、冷媒ガスの排出が好適に行われる利点がある。　
　例えば、図４および図５に示す実施例２の構成では、デミスタ１８が略楕円形断面かつ等肉厚な球面形状（球殻形状）を有している。そして、このデミスタ１８が、その内周面を冷媒ガス排出口２１に向けつつ、その開口縁部を容器１４の内壁面に当接させて配置されている。また、デミスタ１８が冷媒ガス排出口２１に蓋をするように配置されており、冷媒ガス排出口２１の手前側の空間がデミスタ１８によりドーム状に覆われている。これにより、容器形状を有するデミスタ１８の縁部（第二デミスタ部１８２）が冷媒ガス排出口２１を周方向から囲んでいる。また、デミスタ１８の底部（第一デミスタ部１８１）が冷媒の液面に対向している。したがって、容器１４の壁面に沿って冷媒ガス排出口２１に流れ込む冷媒ガスと、冷媒の液面に対向する方向から冷媒ガス排出口２１に流れ込む冷媒ガスとの双方が、デミスタ１８にて効率的に気液分離される。これにより、デミスタ１８の使用効率が高められている。また、デミスタ１８が球面形状を有するので、デミスタ１８にて気液分離された冷媒がデミスタ１８の球面を伝って落下し易い。したがって、デミスタ１８からの冷媒の回収が容易なので、冷媒の滞留によるデミスタの気液分離性能の低下が抑制される。これにより、デミスタ１８の使用効率がさらに高められている。　
　また、この蒸発器１２では、デミスタ１８が断面略三角形あるいは断面略台形の板状形状を有しても良い（図６～図８参照）。かかる構成では、例えば、デミスタ１８が三角形の内周面側を冷媒ガス排出口２１に向けつつ冷媒ガス排出口２１を覆って配置されることにより、冷媒ガス排出口２１が周方向から囲まれる。したがって、上記のようなデミスタ１８の配置構成を簡易に実現できる利点がある。また、かかる構成では、断面略三角形あるいは断面略台形の大きさを調整することにより、デミスタ１８の内周面から冷媒ガス排出口２１に至る冷媒ガスの流路面積を調整できる。これにより、デミスタ１８を通過した後の冷媒ガスの流れを適正化できるので、冷媒ガスの排出が好適に行われる利点がある。　
　例えば、図６および図７に示す実施例３の構成では、デミスタ１８が略Ｖ字状（断面三角形状）に折り曲げられた板状構造を有している。そして、このデミスタ１８が、その折れ線方向を容器１４の幅方向に向けつつ、その内周面を冷媒ガス排出口２１に向けて配置されている。また、デミスタ１８が、その両端部を容器１４の内壁面に当接させつつ冷媒ガス排出口２１に蓋をするように配置されており、冷媒ガス排出口２１の手前側の空間がデミスタ１８により屋根状に覆われている。また、デミスタ１８の断面三角形状を構成する一対の平面部（第二デミスタ部１８２）が冷媒ガス排出口２１を容器１４の軸方向から挟み込むように囲んでいる。かかる構成では、容器１４内にて伝熱管１５の折返し部側から冷媒ガス排出口２１に流れ込む冷媒ガスと、伝熱管１５の冷水入口側から冷媒ガス排出口２１に流れ込む冷媒ガスとが、デミスタ１８の各第二デミスタ部１８２、１８２によりそれぞれ気液分離される。これにより、デミスタ１８の使用効率が高められている。なお、このデミスタ１８では、その構造により、第一デミスタ部１８１が省略されている。　
　また、例えば、図８に示す実施例４の構成では、デミスタ１８が略Ｕ字状（断面台形状）に折り曲げられた板状構造を有している。そして、このデミスタ１８が、その折れ線方向を容器１４の幅方向に向けつつ、その内周面を冷媒ガス排出口２１に向けて配置されている。また、デミスタ１８が、その両端部を容器１４の内壁面に当接させつつ冷媒ガス排出口２１に蓋をするように配置されており、冷媒ガス排出口２１の手前側の空間がデミスタ１８により屋根状に覆われている。また、デミスタ１８の断面台形状の頂辺を構成する平面部（第一デミスタ部１８１）が冷媒の液面に対向している。また、断面台形状の斜辺を構成する一対の平面部（第二デミスタ部１８２）が冷媒ガス排出口２１を容器１４の軸方向から挟み込むように囲んでいる。かかる構成では、冷媒の液面に対向する方向から冷媒ガス排出口２１に流れ込む冷媒ガスがデミスタ１８の第一デミスタ部１８１により気液分離される。また、容器１４内にて伝熱管１５の折返し部側から冷媒ガス排出口２１に流れ込む冷媒ガスと、伝熱管１５の冷水入口側から冷媒ガス排出口２１に流れ込む冷媒ガスとが、デミスタ１８の各第二デミスタ部１８２、１８２によりそれぞれ気液分離される。これにより、デミスタ１８の使用効率が高められている。　
　また、この蒸発器１２では、デミスタ１８を通過する冷媒ガスの流速が略均一となるように、デミスタ１８の形状およびデミスタ１８と冷媒ガス排出口２１との位置関係が規定されることが好ましい（図５、図７および図８参照）。さらに、デミスタ１８の周面がデミスタ１８を通過する冷媒ガスの流速に対して略等流速面を構成することが好ましい。かかる構成では、冷媒ガスの気液分離がデミスタ１８の各部分にて均一に行われるので、デミスタ１８の一部分のみが機能する構成と比較して、デミスタ１８の気液分離性能が向上する。これにより、デミスタ１８の使用効率がさらに高められる。　
　例えば、図４および図５に示す構成では、デミスタ１８が略楕円形断面かつ等厚な球面形状を有し、デミスタ１８の球面形状の中心軸と冷媒ガス排出口２１の中心軸とが一致するように、デミスタ１８と冷媒ガス排出口２１との位置関係が規定されている。また、このデミスタ１８の開口縁部（第二デミスタ部１８２）が、冷媒ガス排出口２１を周方向から囲んでいる。そして、デミスタ１８の球面形状の曲率が容器１４内における冷媒ガスの流速分布に基づいて適正化されることより、デミスタ１８を通過する冷媒ガスの流速が均一化されている。　
　また、図６～図８に示す構成では、デミスタ１８が断面略三角形あるいは断面略台形の板状形状を有し、デミスタ１８の中心線が冷媒ガス排出口２１の中心軸上にあるように、デミスタ１８と冷媒ガス排出口２１との位置関係が規定されている。また、容器１４の軸方向の断面視にて、一対の第二デミスタ部１８２、１８２が相互に対向して配置され、これらの第二デミスタ部１８２、１８２により冷媒ガス排出口２１が周方向から囲まれている。そして、これらの第二デミスタ部１８２、１８２が冷媒ガス排出口２１に対して相互に異なる方向に傾斜することにより、デミスタ１８を通過する冷媒ガスの流速が均一化されている。また、これらの第二デミスタ部１８２の傾斜角度が容器１４内における冷媒ガスの流速分布に基づいて適正化されることより、デミスタ１８を通過する冷媒ガスの流速が均一化されている。　
　なお、容器１４内における冷媒ガスの流速分布は、容器１４の内面形状、容器１４内における冷媒ガス排出口２１の配置、冷媒ガス排出口２１と冷媒の液面との距離などにより変化する。したがって、デミスタ１８の形状は、これらの要素に基づいて適宜設計変更されることが好ましい。例えば、図５、図７および図８に示す構成では、冷媒ガス排出口２１が容器１４の軸方向の一方（伝熱管１５の折返し部側）に寄って配置されている。このため、伝熱管１５の折返し部側からの冷媒ガスの流速分布と伝熱管１５の冷水入口側からの冷媒ガスの流速分布とが、冷媒ガス排出口２１を中心として非対称となっている。したがって、これに基づいて、デミスタ１８を通過する冷媒ガスの流速分布が所定の範囲内（デミスタ１８の気液分離性能が確保される範囲内）に収まるように、デミスタ１８の形状等が設計されている。　
［デミスタの遮蔽部材］
　伝熱管群と冷媒との熱交換時には、蒸発気化した冷媒ガスが冷媒の液面からほぼ均等に発生する。しかし、冷媒ガスが冷媒ガス排出口のみから容器の外部に排出されるため、冷媒ガスの流速が冷媒ガス排出口付近にて急激に増加する。このとき、デミスタを通過する冷媒ガスの流速が大き過ぎると、デミスタの気液分離性能が低下するおそれがある。　
　そこで、この蒸発器１２では、冷媒ガス排出口２１の鉛直下方からのデミスタ１８への冷媒ガスの流入を遮断する遮断部２６が設けられる（図２参照）。かかる構成では、冷媒の液面から蒸発気化した冷媒ガスが遮断部２６を迂回してデミスタ１８を通過する。これにより、冷媒の流速が速くなる冷媒ガス排出口２１の鉛直下方にて、冷媒ガスがデミスタ１８を通過しないので、デミスタ１８の気液分離性能が確保される利点がある。　
　例えば、図２に示す構成では、デミスタ１８が底板１９により支持されており、この底板１９の一部に遮断部（開口部２５を閉塞する部分）２６が形成されている（図２および図３参照）。具体的には、デミスタ１８の設置状態にて、この遮断部２６が冷媒ガス排出口２１の鉛直下方に位置している。また、一対のデミスタ１８、１８がこの遮断部２６を容器１４の軸方向から挟んで配置されている。そして、これらのデミスタ１８、１８および遮断部２６（底板１９）から成る構造体が、冷媒の液面から冷媒ガス排出口２１に至る流路上に配置されている。かかる構成では、冷媒の液面から蒸発気化した冷媒ガスが、冷媒ガス排出口２１の鉛直下方にて遮断部２６を迂回して容器１４の軸方向からデミスタ１８を通過する。これにより、冷媒ガス排出口２１の鉛直下方における冷媒の流速（デミスタ１８を通過する冷媒の流速）が抑制されている。　
［デミスタの傾斜角］
　また、この蒸発器１２では、デミスタ１８がその底面を水平方向に対して傾斜させて配置されることが好ましい（図１および図６参照）。かかる構成では、デミスタ１８にて気液分離された冷媒が傾斜したデミスタ１８の底面を伝って容器１４の底部に回収される。したがって、冷媒がデミスタ１８から効率的に回収されるので、冷媒の滞留によるデミスタの気液分離性能の低下が抑制される。これにより、デミスタ１８の使用効率がさらに高められる利点がある。　
　例えば、この実施の形態では、容器１４の径方向断面視にて、冷媒ガス排出口２１が容器１４の鉛直方向の頂部から外れた位置に配置されている（図１参照）。そして、この冷媒ガス排出口２１に対向するように、デミスタ１８が配置されている。このため、デミスタ１８の底面が水平方向に対して所定の傾斜角（約１５［ｄｅｇ］）にて傾斜している（図１参照）。デミスタ１８にて気液分離された冷媒が傾斜したデミスタ１８の底面を伝って容器１４の底部に回収され易くなっている。　
　以上のように、この発明にかかる蒸発器および冷凍機は、デミスタの使用効率を向上できる点で有用である。　
１０　凝縮器
１１　膨張弁
１２　蒸発器
１３　圧縮機
１４　容器
１５Ａ～１５Ｃ　伝熱管群
１６　冷水入口
１７　冷水出口
１８　デミスタ
１８１　第一デミスタ部
１８２　第二デミスタ部
１９　底板
２０　デミスタ枠
２１　冷媒ガス排出口
２２　折返し部
２５　開口部
２６　遮断部
１００　冷凍機　

Claims (9)

  1. 　冷媒を導入するための容器と、前記容器内に配置されて冷媒に浸される伝熱管と、前記伝熱管から前記容器の冷媒ガス排出口への冷媒ガスの流路上に配置されるデミスタとを備え、且つ、前記伝熱管での熱交換により蒸発気化した冷媒を前記デミスタにて気液分離して前記冷媒ガス排出口から前記容器の外部に排出する蒸発器であって、
    　前記デミスタが前記冷媒ガス排出口を前記冷媒ガス排出口の周方向から囲んで配置されることを特徴とする蒸発器。　
  2. 　前記デミスタが前記冷媒の液面に対向する第一デミスタ部と、前記冷媒ガス排出口を前記冷媒ガス排出口の周方向から囲む第二デミスタ部とを有する請求項１に記載の蒸発器。　
  3. 　前記デミスタが屈曲あるいは湾曲した板状形状を有する請求項１または２に記載の蒸発器。　
  4. 　前記デミスタが容器形状を有すると共に内周面側を前記冷媒ガスの排出口側に向けて配置される請求項１または２に記載の蒸発器。　
  5. 　前記デミスタが断面略三角形あるいは断面略台形の板状形状を有すると共に内面側を前記冷媒ガスの排出口側に向けて配置される請求項１または２に記載の蒸発器。　
  6. 　前記デミスタを通過する冷媒ガスの流速が略均一となるように、前記デミスタの形状および前記デミスタと前記冷媒ガス排出口との位置関係が規定される請求項１～５のいずれか一つに記載の蒸発器。　
  7. 　前記冷媒ガス排出口の鉛直下方からの前記デミスタへの冷媒ガスの流入を遮断する遮断部を有する請求項１～６のいずれか一つに記載の蒸発器。　
  8. 　前記デミスタが底面を水平方向に対して傾斜させて配置される請求項１～７のいずれか一つに記載の蒸発器。　
  9. 　請求項１～８のいずれかの蒸発器を備えることを特徴とする冷凍機。　
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019073395A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Johnson Controls Technology Company HEATING, VENTILATION, AIR CONDITIONING AND REFRIGERATION SYSTEM (HVAC & R) COMPRISING AN EVAPORATOR HAVING A MESH REMOVAL ASSEMBLY AND A METHOD OF CONSTRUCTING A MESH ELIMINATOR ASSEMBLY
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09155129A (ja) * 1995-12-12 1997-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空気冷却器の湿分分離装置
JP2002357376A (ja) * 2001-06-01 2002-12-13 Mitsubishi Electric Corp 油分離器
JP2004100985A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸発器及び冷凍機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09155129A (ja) * 1995-12-12 1997-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空気冷却器の湿分分離装置
JP2002357376A (ja) * 2001-06-01 2002-12-13 Mitsubishi Electric Corp 油分離器
JP2004100985A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸発器及び冷凍機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019073395A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Johnson Controls Technology Company HEATING, VENTILATION, AIR CONDITIONING AND REFRIGERATION SYSTEM (HVAC & R) COMPRISING AN EVAPORATOR HAVING A MESH REMOVAL ASSEMBLY AND A METHOD OF CONSTRUCTING A MESH ELIMINATOR ASSEMBLY
EP4286772A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-06 Trane International Inc. Evaporator, hvacr system using the same, and method of operating an evaporator

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