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公開番号2025147767
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024048174
出願日2024-03-25
発明の名称蒸発器
出願人三菱重工サーマルシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F25B 39/02 20060101AFI20250930BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】伝熱管群における熱交換効率が向上させて、性能を向上させることを目的とする。
【解決手段】蒸発器は、内部に熱交換媒体が流通する複数の伝熱管を有する伝熱管群と、膨張部で膨張された冷媒であって、液冷媒と気泡とが混合する気液二相状態の冷媒を導入する接続部51と、接続部51で導入された冷媒が供給され、供給された冷媒を混合する混合部53と、混合部53で混合された冷媒を伝熱管群へ供給するヘッダ54と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
内部に熱交換媒体が流通する複数の伝熱管を有する伝熱管群と、
気液二相状態の冷媒を導入する導入部と、
前記導入部で導入された冷媒が供給され、供給された冷媒を混合する混合部と、
前記混合部で混合された冷媒を前記伝熱管群へ供給する供給部と、を備える蒸発器。
続きを表示（約 190 文字）【請求項２】
前記混合部は、前記導入部の下方に設けられ、前記導入部から排出された冷媒を受け止める請求項１に記載の蒸発器。
【請求項３】
前記導入部は、前記冷媒を排出する排出口を有し、
前記混合部は、前記導入部から排出された冷媒を導入する導入口を有し、
前記導入口の開口面積は、前記排出口の開口面積よりも大きい請求項１または請求項２に記載の蒸発器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蒸発器に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
冷凍機で用いられる蒸発器として、内部に被冷却媒体が流通する伝熱管群に対して、上方から液相の冷媒を供給する液膜式の蒸発器が知られている。このような液膜式の蒸発器には、膨張弁で膨張された冷媒が配管を介して導入される（例えば、特許文献１）。
特許文献１には、コンデンサから受け取られた冷媒が分配器を介して複数の位置からチューブ束に供給される蒸発器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２００６／００８０９９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蒸発器へ向かう冷媒は、流通中に、ガス巻き込み現象が発生したり、圧力低下によるフラッシュが発生したりする。このため、蒸発器へ向かう冷媒は、液状の冷媒（以下、「冷媒液」と称する。）に気泡が含まれる気液二相状態で流通している。
また、蒸発器へ向かって流通する気液二相状態の冷媒は、配管の湾曲部分や流路の断面が不均等な部分等を通過することで、流路断面において冷媒液中の気泡に偏りが発生する。具体的には、例えば、配管の湾曲部では、気泡と冷媒液との比重差によって、冷媒液が外周側に寄り易く、一方で気泡が内周側に寄り易い。このように、流路断面において冷媒液と気泡との均一性が低減してしまう可能性があった。
蒸発器へ導入された冷媒は、伝熱管群へ供給されることとなるが、均一性が低減した状態で気液二相状態の冷媒が伝熱管群へ供給されると、位置によって供給される冷媒量にバラつきが生じる。これにより、伝熱管群における熱交換効率が低下し、蒸発器の性能が低減する可能性があった。
【０００５】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、伝熱管群における熱交換効率が向上させて、性能を向上させることができる蒸発器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の蒸発器は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る蒸発器は、内部に熱交換媒体が流通する複数の伝熱管を有する伝熱管群と、気液二相状態の冷媒を導入する導入部と、前記導入部で導入された冷媒が供給され、供給された冷媒を混合する混合部と、前記混合部で混合された冷媒を前記伝熱管群へ供給する供給部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、伝熱管群における熱交換効率が向上させて、蒸発器の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の第１実施形態に係る蒸発器を示す斜視図である。
本開示の第１実施形態に係る蒸発器を示す斜視図であって、シェルとカバーを除いた状態を示している。
本開示の第１実施形態に係る蒸発器の要部を示す模式的な縦断面図である。
本開示の第１実施形態に係る蒸発器に設けられる混合部を示す斜視図である。
本開示の第１実施形態の変形例に係る蒸発器の要部を示す模式的な縦断面図である。
本開示の第１実施形態の変形例に係る蒸発器に設けられる混合部を示す斜視図である。
本開示の第２実施形態に係る蒸発器の要部を示す模式的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本開示に係る蒸発器の一実施形態について、図１から図７を用いて説明する。なお、以下の説明及び図面では、鉛直上下方向をＺ軸方向とし、伝熱管の延在する方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向として説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
本実施形態に係る蒸発器１は、ターボ冷凍装置に適用される。ターボ冷凍装置は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機（図示省略）と、ターボ圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器（図示省略）と、凝縮器で凝縮された冷媒を膨張させる膨張弁（図示省略）と、膨張弁で膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器等を備えて、ユニット状に構成されている。各装置は、冷媒が流通する配管によって接続されている。冷媒としては、例えば、最高圧力０．２ＭＰａＧ未満で使用されるＲ１２３３ｚｄ等の低圧冷媒等が用いられる。なお、適用可能な冷媒は、低圧冷媒に限定されない。例えば、冷媒として、高圧冷媒を用いてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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