(57)【要約】【課題】低速で運動する微細な液滴を形成可能な霧化器を提供する。【解決手段】  本開示の霧化器（１ａ）は、オリフィス（１０）と、第一衝突面（２０）と、第二衝突面（３０）と、を備える。オリフィス（１０）は、液体流入口（１５）を有する空間（１７）に接し、液体を噴射可能である。第一衝突面（２０）は輪郭線（２４）を有する。輪郭線（２４）は、第一衝突面（２０）とオリフィス（１０）の軸線の延長線との交点である衝突点（２２）よりもオリフィス（１０）から遠い位置で延長線（Ｅ）と立体交差しつつ延びている。延長線（Ｅ）及び立体交差点（２５）を含む平面である第一平面（Ｆ）において衝突点（２２）と立体交差点（２５）とを結ぶ直線が延長線（Ｅ）と鈍角をなし、かつ、第二衝突面（３０）が基準面（Ｐ）と交差する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射可能なオリフィスと、
前記オリフィスの軸線の延長線と交差する第一衝突面であって、当該第一衝突面と前記延長線との交点である衝突点よりも前記オリフィスから遠い位置で前記延長線と立体交差している輪郭線を有する第一衝突面と、
前記輪郭線よりも前記オリフィスから遠い位置で延びている第二衝突面と、を備え、
前記輪郭線において前記延長線との距離が最小である点を立体交差点と定義し、前記第一衝突面において前記衝突点と前記立体交差点とを最短距離で結ぶ直線又は曲線を基準線と定義し、前記基準線の前記立体交差点における傾きと同一の傾きを有する直線が延びる方向に前記輪郭線を平行移動してできる平面又は曲面を基準面と定義したとき、
前記延長線及び前記立体交差点を含む平面である第一平面において前記衝突点と前記立体交差点とを結ぶ直線が前記延長線と鈍角をなし、かつ、前記第二衝突面が前記基準面と交差する、
霧化器。
【請求項２】
前記第二衝突面と前記基準面とが交差することによって現れる線を交差線と定義したときに、前記第二衝突面の一部は前記交差線よりも前記オリフィスから遠い位置で延びている、請求項１に記載の霧化器。
【請求項３】
前記第二衝突面は、前記輪郭線に向かって凸な曲面を含む、請求項１又は２に記載の霧化器。
【請求項４】
前記第二衝突面は、伝熱管の外面によって定められている、請求項３に記載の霧化器。
【請求項５】
前記第二衝突面は、前記輪郭線が延びる方向又は前記第一平面に垂直な方向に沿って延びている柱面である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の霧化器。
【請求項６】
前記柱面は、軸線周りに回転対称な断面を有する柱体又は管の外面によって定められており、前記柱体又は前記管の前記軸線は、前記基準面よりも前記オリフィスから遠い位置で延びている、請求項５に記載の霧化器。
【請求項７】
内部に第一熱媒体を貯留する貯留空間を有する容器と、
前記容器の内部に配置された、請求項１〜６のいずれか１項に記載の霧化器と、
前記容器の内部において前記第二衝突面よりも前記オリフィスから遠い位置に配置され、前記貯留空間に接触している外面と第二熱媒体の流路を定めている内面とを有する伝熱管と、
前記容器の外部で一部が延びており前記霧化器に接続されている第一流路であって、前記容器に貯留された第一熱媒体を、前記容器の外部に導きつつ前記霧化器に供給して前記容器に戻す、第一流路と、
前記第一流路上に配置されたポンプと、を備えた、
熱交換器。
【請求項８】
前記伝熱管は、前記第一平面に垂直に平面状に延びている一対の外面を有し、前記基準線の前記立体交差点における傾きと同一の傾きを有する直線が延びている方向において、前記伝熱管と前記第一衝突面との間に前記第二衝突面が配置されている、請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の霧化器を提供し、
前記オリフィスから液体を噴射して噴流を形成し、
前記噴流を前記第一衝突面に衝突させて第一液膜を形成し、
前記第一液膜を前記第一衝突面から前記第二衝突面に向かって流動させつつ前記第一液膜から第一液滴を分裂させ、
前記第一液滴を前記第二衝突面に衝突させて第二液膜を形成し、
前記第二液膜から第二液滴を分裂させる、
霧化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、霧化器、熱交換器、及び霧化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒などの液体の均一な散布をなし得る散布装置が知られている。例えば、特許文献１には、散布装置Ａが記載されている。散布装置Ａは、例えば、吸収冷温水機の蒸発器に適用される。
【０００３】
図７に示す通り、散布装置Ａは、箱状体３１０の底面３１１に碁盤目配列又は千鳥配列等の所定配列で散布孔３１２を設けることによって構成されている。散布孔３１２の形状は、例えば、円形、楕円形、三角形、及び四角形などの形状である。散布孔３１２の幅方向のピッチは、蒸発器の蒸発管Ｇの配列ピッチと同一である。散布孔３１２の縦方向のピッチは、１０ｍｍ〜５０ｍｍである。これにより、蒸発管Ｇに液体の均一な散布がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８３４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術によれば、低速で運動する微細な液滴を形成できる技術を案出する余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
液体を噴射可能なオリフィスと、
前記オリフィスの軸線の延長線と交差する第一衝突面であって、当該第一衝突面と前記延長線との交点である衝突点よりも前記オリフィスから遠い位置で前記延長線と立体交差しつつ延びている輪郭線を有する第一衝突面と、
前記輪郭線よりも前記オリフィスから遠い位置で延びている第二衝突面と、を備え、
前記輪郭線において前記延長線との距離が最小である点を立体交差点と定義し、前記第一衝突面において前記衝突点と前記立体交差点とを最短距離で結ぶ直線又は曲線を基準線と定義し、前記基準線の前記立体交差点における傾きと同一の傾きを有する直線が延びる方向に前記輪郭線を平行移動してできる平面又は曲面を基準面と定義したとき、
前記延長線及び前記立体交差点を含む平面である第一平面において前記衝突点と前記立体交差点とを結ぶ直線が前記延長線と鈍角をなし、かつ、前記第二衝突面が前記基準面と交差する、
霧化器を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
上記の霧化器は、低速で運動する微細な液滴を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の霧化器の一例を示す正面図
【図２】図１のII-II線に沿った霧化器の断面図
【図３】本開示の霧化方法の一例を示す図
【図４】図３のIV-IV線に沿った断面図
【図５】本開示の霧化器の別の一例を示す断面図
【図６】本開示の熱交換器の一例を示す断面図
【図７】従来の散布装置を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜本発明者らの検討に基づく知見＞
本発明者らは、ヒートポンプサイクルの効率（Coefficient Of Performance:COP）を向上させるための検討の過程で霧化器に着目した。なお、以下の知見は、本発明者らの検討に基づく知見であり先行技術として自認するものではない。
【００１０】
ヒートポンプの蒸発器の内部の冷媒の圧力をできるだけ高くすることにより、ヒートポンプサイクルにおける高圧の冷媒の圧力と低圧の冷媒の圧力との差を小さくできる。これにより、ヒートポンプサイクルの効率（COP）を向上させることができる。蒸発器の内部の冷媒の圧力を高めるために、伝熱管の内部を流れる被冷却流体と伝熱管の外部に存在する冷媒との間の温度差（典型的には、対数平均温度差：LMTD）を小さくすることが考えられる。この場合、特に伝熱管の外面と冷媒との間の蒸発熱伝達率を高めることが有効である。この蒸発熱伝達率は、伝熱管の外面に形成された冷媒の液膜がもたらす熱抵抗及びその液膜の表面からの蒸発による熱伝達の影響を受ける。しかし、伝熱管の外面に形成された冷媒の液膜がもたらす熱抵抗は、液膜の表面からの蒸発による熱伝達よりも非常に大きな影響を蒸発熱伝達率に及ぼす。このため、伝熱管の外面に形成された冷媒の液膜がもたらす熱抵抗が蒸発熱伝達率を向上させるための律速因子となる。伝熱管の外面に形成された冷媒の液膜がもたらす熱抵抗を低減するためには、液膜を薄くする必要がある。特許文献１に記載の技術において、散布孔３１２から散布される液体の流量を減少させると伝熱管の外面における液膜が薄くなるようにも思われる。しかし、この場合、液体の表面張力の影響により伝熱管の外面にドライアウト面が現れ、有効伝熱面積が減少する可能性がある。特許文献１に記載の技術によれば、伝熱管の外面に薄い液膜を形成しにくい。
【００１１】
そこで、本発明者らは低速で運動する微細な液滴を形成できる霧化器があれば、微細な液滴により伝熱管の外面で薄い液膜を形成できるのではないかと考えた。そのうえで、本発明者らは日夜検討を重ねた結果、本開示の霧化器を案出した。なお、本開示の霧化器は、ヒートポンプの技術分野だけではなく、様々な技術分野に適用可能である。
【００１２】
本開示の第１態様は、
液体を噴射可能なオリフィスと、
前記オリフィスの軸線の延長線と交差する第一衝突面であって、当該第一衝突面と前記延長線との交点である衝突点よりも前記オリフィスから遠い位置で前記延長線と立体交差しつつ延びている輪郭線を有する第一衝突面と、
前記輪郭線よりも前記オリフィスから遠い位置で延びている第二衝突面と、を備え、
前記輪郭線において前記延長線との距離が最小である点を立体交差点と定義し、前記第一衝突面において前記衝突点と前記立体交差点とを最短距離で結ぶ直線又は曲線を基準線と定義し、前記基準線の前記立体交差点における傾きと同一の傾きを有する直線が延びる方向に前記輪郭線を平行移動してできる平面又は曲面を基準面と定義したとき、
前記延長線及び前記立体交差点を含む平面である第一平面において前記衝突点と前記立体交差点とを結ぶ直線が前記延長線と鈍角をなし、かつ、前記第二衝突面が前記基準面と交差する、
霧化器を提供する。
【００１３】
第１態様によれば、オリフィスから液体を噴射することにより噴流を形成でき、この噴流が第一衝突面に衝突することにより液膜が形成される。この液膜が第一衝突面から第二衝突面に向かって流動し、不安定擾乱により液膜から液糸を経て液滴が分裂する。この液滴が第二衝突面に衝突して液膜を形成し、その後この液膜から液糸を経て液滴が分裂する。第二衝突面に形成された液膜は境界層の発達により減速するので、この液膜から分裂した液滴は低速で運動する。これにより、特定の空間において、液滴の滞留時間が長く、微細な液滴を高密度で分布させることができる。このように、第１態様によれば、低速で運動する微細な液滴を形成できる。
【００１４】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記第二衝突面と前記基準面とが交差することによって現れる線を交差線と定義したときに、前記第二衝突面の一部は前記交差線よりも前記オリフィスから遠い位置で延びている、霧化器を提供する。第一衝突面から第二衝突面に向かって流動する液膜は、オリフィスから遠ざかる方向の運動量を有する。このため、第２態様によれば、第二衝突面の一部が交差線よりもオリフィスから遠い位置で延びていることにより、第一衝突面から第二衝突面に向かって流動する液膜から分裂した液滴を第二衝突面により確実に衝突させることができる。
【００１５】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加えて、前記第二衝突面は、前記輪郭線に向かって凸な曲面を含む、霧化器を提供する。第３態様によれば、凸な曲面の頂部を境にして分かれる２つの液膜の流れを、液体の流れ方向の急激な変更なしに、換言すると、液体の運動量の損失が小さい状態で、形成できる。このため、第二衝突面において各液膜の流れの流量が小さく、薄い液膜が形成される。これにより、第二衝突面において液膜が減速しやすく、微細な液滴が形成されやすい。その結果、特定の空間において液滴の滞留時間が長く、微細な液滴を高密度で分布させることができる。
【００１６】
本開示の第４態様は、第３態様に加えて、前記第二衝突面は、伝熱管の外面によって定められている、霧化器を提供する。第４態様によれば、第二衝突面に形成された液膜に、伝熱管の内部を流れる熱媒体が有する熱の影響を及ぼすことができる。これにより、第二衝突面に形成された液膜が不安定になりやすく、液滴を微細化させやすい。
【００１７】
本開示の第５態様は、第１態様〜第４態様のいずれか１つの態様に加えて、前記第二衝突面は、前記輪郭線が延びる方向又は前記第一平面に垂直な方向に沿って延びている柱面である、霧化器を提供する。第一衝突面において形成された液膜は、輪郭線が延びる方向又は第一平面に垂直な方向に沿って広がって第一衝突面の輪郭線を通過して流動しやすい。この場合、輪郭線が延びる方向又は第一平面に垂直な方向に沿って離れた位置で複数の液滴が第二衝突面に衝突しやすい。第５態様によれば、輪郭線が延びる方向又は第一平面に垂直な方向に沿って離れた位置で第二衝突面に衝突した複数の液滴の流動方向がばらつくことを抑制できる。
【００１８】
本開示の第６態様は、第５態様に加えて、前記柱面は、軸線周りに回転対称な断面を有する柱体又は管の外面によって定められており、前記柱体又は前記管の前記軸線は、前記基準面よりも前記オリフィスから遠い位置で延びている、霧化器を提供する。第一衝突面から第二衝突面に向かって流動する液膜は、オリフィスから遠ざかる方向の運動量を有する。第６態様によれば、第二衝突面に衝突する液滴は、基準面に垂直な方向において、柱面を定める柱体又は管の軸線に近い位置で衝突しやすい。これにより、微細な液滴を特定の空間に均一に分布させやすい。
【００１９】
本開示の第７態様は、
内部に第一熱媒体を貯留する貯留空間を有する容器と、
前記容器の内部に配置された、第１態様〜第６態様のいずれか１つの態様の霧化器と、
前記容器の内部において前記第二衝突面よりも前記オリフィスから遠い位置に配置され、前記貯留空間に接触している外面と第二熱媒体の流路を定めている内面とを有する伝熱管と、
前記容器の外部で一部が延びており前記霧化器に接続されている第一流路であって、前記容器に貯留された第一熱媒体を、前記容器の外部に導きつつ前記霧化器に供給して前記容器に戻す、第一流路と、
前記第一流路上に配置されたポンプと、を備えた、
熱交換器を提供する。
【００２０】
第７態様によれば、容器の内部において、霧化器によって形成された低速で運動する第一熱媒体の微細な液滴が伝熱管の外面の周辺に高密度に存在する。これにより、第一熱媒体の多数の微細な液滴が伝熱管の外面に付着し伝熱管の外面に第一熱媒体の均一な薄い液膜が形成される。これにより、伝熱管において液膜の熱抵抗が低減され、伝熱管の外面と第一熱媒体との間の熱伝達率が向上する。その結果、第７態様の熱交換器は高い性能を発揮できる。
【００２１】
本開示の第８態様は、第７態様に加えて、前記伝熱管は、前記第一平面に垂直に平面状に延びている一対の外面を有し、前記基準線の前記立体交差点における傾きと同一の傾きを有する直線が延びている方向において、前記伝熱管と前記第一衝突面との間に前記第二衝突面が配置されている、熱交換器を提供する。第７態様によれば、伝熱管が第一平面に垂直に平面状に延びている一対の外面を有していても、この一対の外面に均一に薄い液膜が形成されやすい。
【００２２】
本開示の第９態様は、
第１態様〜第６態様のいずれか１つの態様の霧化器を提供し、
前記オリフィスから液体を噴射して噴流を形成し、
前記噴流を前記第一衝突面に衝突させて第一液膜を形成し、
前記第一液膜を前記第一衝突面から前記第二衝突面に向かって流動させつつ前記第一液膜から第一液滴を分裂させ、
前記第一液滴を前記第二衝突面に衝突させて第二液膜を形成し、
前記第二液膜から第二液滴を分裂させる、
霧化方法を提供する。
【００２３】
第９態様によれば、低速で運動する微細な液滴を形成できる。
【００２４】
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は例示に過ぎず、これらによって本発明が限定されるものではない。添付の図面におけるＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、互いに直交しており、それぞれ添付の図面において同一の方向を示す。
【００２５】
＜霧化器＞
図１及び２に示す通り、霧化器１ａは、オリフィス１０と、第一衝突面２０と、第二衝突面３０と、を備えている。また、オリフィス１０は、液体を噴射可能な寸法を有する。オリフィス１０は、例えば液体流入口１５を有する空間１７に接している。第一衝突面２０は、オリフィス１０の軸線の延長線Ｅと交差する。第一衝突面２０は、輪郭線２４を有する。輪郭線２４は、第一衝突面２０と延長線Ｅとの交点である衝突点２２よりもオリフィス１０から遠い位置で延長線Ｅと立体交差しつつ延びている。輪郭線２４において延長線Ｅとの距離が最小である点を立体交差点２５と定義する。第一衝突面２０において衝突点２２と立体交差点２５とを最短距離で結ぶ直線又は曲線を基準線Ｌと定義する。基準線Ｌの立体交差点２５における傾きと同一の傾きを有する直線が延びる方向に輪郭線２４を平行移動してできる平面又は曲面を基準面Ｐと定義する。延長線Ｅ及び立体交差点２５を含む平面である第一平面Ｆにおいて衝突点２２と立体交差点２５とを結ぶ直線が延長線Ｅと鈍角をなし、かつ、第二衝突面３０が基準面Ｐと交差する。
【００２６】
オリフィス１０の軸線とは、オリフィス１０から噴射される液体の噴射方向を定める、オリフィス１０の出口に接しているオリフィス１０の内部空間の軸線を意味する。この内部空間は、例えば先端部分が斜めに切断された円柱状に形成されており、この円柱の軸線がオリフィス１０の軸線に相当する。第一平面ＦはＺＹ平面に平行である。
【００２７】
図３及び図４に示す通り、霧化器１ａによれば、以下の霧化方法を実行できる。
（ｉ）霧化器１ａを提供する。
（ii）オリフィス１０から液体を噴射して噴流Ｊを形成する。
（iii）噴流Ｊを第一衝突面２０に衝突させて第一液膜Ｍ１を形成する。
（iv）第一液膜Ｍ１を第一衝突面２０から前記第二衝突面３０に向かって流動させつつ第一液膜Ｍ１から第一液滴Ｄ１を分裂させる。
（ｖ）第一液滴Ｄ１を第二衝突面３０に衝突させて第二液膜Ｍ２を形成する。
（vi）第二液膜Ｍ２から第二液滴Ｄ２を分裂させる。
【００２８】
図３及び図４に示す通り、オリフィス１０から液体を噴射することにより噴流Ｊが形成される。噴流Ｊは、典型的には、衝突点２２及び衝突点２２の近傍において第一衝突面２０に衝突する。これにより、第一液膜Ｍ１が形成される。第一液膜Ｍ１は、第一衝突面２０から第二衝突面３０に向かって流動し、不安定擾乱により液糸を経て第一液膜Ｍ１から第一液滴Ｄ１が分裂する。例えば、第一液膜Ｍ１は、オリフィス１０から遠ざかるにつれてＸ軸方向に広がるように衝突点２２から第二衝突面３０に向かって流れる。これにより、オリフィス１０から遠ざかるにつれて第一液膜Ｍ１が薄くなる。第一液滴Ｄ１は、第二衝突面３０に衝突して第二液膜Ｍ２を形成する。その後、第二液膜Ｍ２から液糸を経て第二液滴Ｄ２が分裂する。第二衝突面３０に形成された第二液膜Ｍ２は境界層の発達により減速するので、第二液膜Ｍ２から分裂した第二液滴Ｄ２は低速で運動する。これにより、特定の空間（Ｚ軸負方向において霧化器１ａに接する空間）において、液滴の滞留時間が長く、微細な液滴を高密度で分布させることができる。
【００２９】
オリフィス１０は、例えば、ＸＹ平面に平行な一対の主面を有する平板状の部材を斜めに貫通して延びている。例えば、オリフィス１０の少なくとも一部はオリフィス１０の出口に向かって窄まったテーパー穴として定められており、オリフィス１０は、このテーパー穴の先端から軸線に垂直な方向に拡大することなくオリフィス１０の出口まで延びている。空間１７は、オリフィス１０から噴射されるべき液体を一時的に貯留するための空間である。例えば、特定方向（Ｚ軸負方向）に開口している箱状の部材がオリフィス１０の入口を覆うようにオリフィス１０を有する平板状の部材に接合されている。これにより、空間１７が定められている。箱状の部材は貫通孔を有し、この貫通孔によって液体流入口１５が定められている。
【００３０】
第一衝突面２０は、例えば、Ｚ軸に沿って延びている板状の部材の一方の主面によって定められている。この板状の部材は、例えば、オリフィス１０の出口を含む平板状の部材の主面に接合されている。
【００３１】
オリフィス１０の出口と衝突点２２との距離は、噴流Ｊが衝突点２２及び衝突点２２の近傍に衝突可能である限り特に制限されないが、例えば０．１ｃｍ〜２０ｃｍであり、望ましくは０．３ｃｍ〜０．６ｃｍである。これにより、図３に示す通り、噴流Ｊが第一衝突面２０に衝突すると第一液膜Ｍ１がＸ軸方向に適切に広がって、第一液膜Ｍ１が薄くなりやすい。
【００３２】
第一平面Ｆにおいて衝突点２２と立体交差点２５とを結ぶ直線が延長線Ｅとなす角は、望ましくは１０°〜６０°であり、より望ましくは１５°〜４５°である。これにより、噴流Ｊが第一衝突面２０に衝突すると第一液膜Ｍ１がＸ軸方向に適切に広がって、第一液膜Ｍ１が薄くなりやすい。
【００３３】
輪郭線２４は直線又は曲線である。輪郭線２４は、例えば特定の平面上で延びている。輪郭線２４は、輪郭線２４が延びている平面上において立体交差点２５を通る特定の直線に対して線対称に延びている。この場合、輪郭線２４は弧状に延びていてもよい。
【００３４】
第一衝突面２０は、平面又は曲面である。第一衝突面２０が曲面である場合、第一衝突面２０は、例えば、基準線Ｌに沿って弧を移動してできる曲面である。第一衝突面２０は、基準線Ｌに沿って衝突点２２から輪郭線２４に向かってオリフィス１０から遠ざかるように湾曲した曲面であってもよい。
【００３５】
第二衝突面３０と基準面Ｐとが交差することによって現れる線を交差線と定義する。輪郭線２４と交差線との距離は、第一液膜Ｍ１から分裂した第一液滴Ｄ１が衝突できる限り特に制限されないが、例えば０．５ｃｍ〜５ｃｍであり、望ましくは１ｃｍ〜２ｃｍである。これにより、第一液膜Ｍ１から分裂した直後の第一液滴Ｄ１を第二衝突面３０に衝突させやすく、第二衝突面３０において第二液膜Ｍ２を薄く形成しやすい。これにより、第二液膜Ｍ２から分裂した第二液滴Ｄ２を有利に微細化できる。また、第一液滴Ｄ１が空間に広く散らばる前に第一液滴Ｄ１を第二衝突面３０に衝突させやすく、交差線に沿って細長く延びている第二衝突面３０の限られたゾーンに第一液滴Ｄ１の多くを衝突させることができる。
【００３６】
第二衝突面３０の一部は、第二衝突面３０と基準面Ｐとが交差することによって現れる交差線よりもオリフィス１０から遠い位置で延びている。第一衝突面２０から第二衝突面３０に向かって流動する第一液膜Ｍ１は、オリフィス１０から遠ざかる方向の運動量を有する。このため、図４に示す通り、第一衝突面２０から離れた第一液膜Ｍ１は基準面Ｐに対しオリフィス１０から遠ざかる方向に流れる。第二衝突面３０の一部が交差線よりもオリフィス１０から遠い位置で延びていると、このように流れる第一液膜Ｍ１から分裂した第一液滴Ｄ１をより確実に第二衝突面３０に衝突させることができる。
【００３７】
図２に示す通り、第二衝突面３０は、例えば、輪郭線２４に向かって凸な曲面を含む。これにより、図４に示す通り、凸な曲面の頂部を境にして分かれる２つの液膜の流れを、液体の流れ方向の急激な変更なしに、換言すると、液体の運動量の損失が小さい状態で、形成できる。このため、第二衝突面３０において第二液膜Ｍ２の流れの流量が小さく、第二液膜Ｍ２が薄く形成される。これにより、第二衝突面３０において第二液膜Ｍ２が減速しやすく、微細な第二液滴Ｄ２が形成されやすい。その結果、特定の空間（Ｚ軸負方向において霧化器１ａに接する空間）において液滴の滞留時間が長く、微細な液滴を高密度で分布させることができる。第二衝突面３０は、平面であってもよい。
【００３８】
第二衝突面３０は、例えば、伝熱管の外面によって定められている。この場合、第二衝突面３０に形成された第二液膜Ｍ２に、伝熱管の内部を流れる熱媒体が有する熱の影響を及ぼすことができる。これにより、第二衝突面２０に形成された第二液膜Ｍ２が不安定になりやすく、第二液滴Ｄ２を微細化させやすい。
【００３９】
第二衝突面３０は、例えば、輪郭線２４が延びる方向又は第一平面Ｆに垂直な方向に沿って延びている柱面である。図３に示す通り、第一衝突面２０において形成された第一液膜Ｍ２は、輪郭線２４が延びる方向又は第一平面Ｆに垂直な方向に広がって第一衝突面２０の輪郭線２４を通過して流動しやすい。この場合、輪郭線２４が延びる方向又は第一平面Ｆに垂直な方向に沿って離れた位置で複数の第一液滴Ｄ１が第二衝突面３０に衝突しやすい。第二衝突面３０がこのように形成されていると、輪郭線２４が延びる方向又は第一平面Ｆに垂直な方向に沿って離れた位置で第二衝突面３０に衝突した複数の第一液滴Ｄ１が形成する液体の流れの方向がばらつくことを抑制できる。
【００４０】
第二衝突面３０である柱面は、例えば、軸線周りに回転対称な断面を有する柱体又は管の外面によって定められていてもよい。この場合、柱体又は管の軸線は、基準面Ｐよりもオリフィス１０から遠い位置で延びている。第一衝突面２０から第二衝突面３０に向かって流動する第一液膜Ｍ１は、オリフィス１０から遠ざかる方向の運動量を有する。第二衝突面２０に衝突する第一液滴Ｄ１は、基準面Ｐに垂直な方向において、第二衝突面３０である柱面を定める柱体又は管の軸線に近い位置で衝突しやすい。これにより、微細な液滴を特定の空間に均一に分布させやすい。例えば、基準面Ｐに垂直な方向における、第二衝突面３０である柱面を定める柱体又は管の軸線と、第二衝突面３０と基準面Ｐとが交差することによって現れる交差線との距離は１ｃｍ〜２ｃｍである。
【００４１】
第二衝突面３０である柱面は、場合によっては、弧状の断面を有する板によって形成されていてもよい。
【００４２】
霧化器１ａは、様々な観点から変更可能である。霧化器１ａは、例えば、図５に示す霧化器１ｂのように変更されてもよい。霧化器１ｂは、特に説明する場合を除き、霧化器１ｂと同様に構成されている。霧化器１ａの構成要素と同一又は対応する霧化器１ｂの構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。霧化器１ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り霧化器１ｂにもあてはまる。
【００４３】
図５に示す通り、霧化器１ｂは、オリフィス１０、第一衝突面２０、及び第二衝突面３０を有する単一の部材によって構成されている。例えば、霧化器１ｂを構成する単一の部材は、内部に空間１７を有する箱状の本体と、この本体の外面から外方に延びる２枚の板とを有する。本体は、その底壁にオリフィス１０を有する。本体は、底壁とは別の壁に貫通孔を有し、その貫通孔によって流入口１５が定められている。２枚の板は、例えば、本体の底壁につながっている。２枚の板のうち一方が第一衝突面２０を定め、２枚の板のうちの他方が第二衝突面３０を定めている。この場合、単一の部材によって霧化器１ｂを構成できる。
【００４４】
＜熱交換器＞
図６に示す通り、熱交換器７は、容器２と、霧化器１ａと、伝熱管３と、第一流路４と、ポンプ５とを備えている。容器２は、その内部に第一熱媒体を貯留する貯留空間を有する。霧化器１ａは、容器２の内部に配置されている。霧化器１ａの代わりに、霧化器１ｂが容器２の内部に配置されていてもよい。伝熱管３は、容器２の内部において第二衝突面３０よりもオリフィス１０から遠い位置に配置され、容器２の貯留空間に接触している外面と第二熱媒体の流路を定めている内面とを有する。第一流路４は、容器２の外部でその一部が延びており霧化器１ａに接続されている流路である。第一流路４は、容器２に貯留された第一熱媒体を、容器２の外部に導きつつ霧化器１ａに供給して容器２に戻すための流路である。ポンプ５は第一流路４上に配置されている。
【００４５】
熱交換器７によれば、霧化器１ａによって形成された低速で運動する第一熱媒体の微細な液滴が伝熱管３の外面の周辺に高密度に存在する。これにより、第一熱媒体の多数の微細な液滴が伝熱管３の外面に付着し、伝熱管３の外面に第一熱媒体の均一な薄い液膜が形成される。これにより、伝熱管３において液膜の熱抵抗が低減され、伝熱管３の外面と第一熱媒体との間の熱伝達率が向上する。その結果、熱交換器７は高い性能を発揮できる。
【００４６】
伝熱管３は、例えば、第一平面Ｆに垂直に平面状に延びている一対の外面を有する。第二衝突面３０は、例えば、基準線Ｌの立体交差点２５における傾きと同一の傾きを有する直線が延びている方向において、伝熱管３と第一衝突面２０との間に配置されている。霧化器１ａを用いれば、第一平面Ｆに垂直な方向に第一熱媒体の微細な液滴が広がって形成される。このため、伝熱管３が第一平面に垂直に平面状に延びている一対の外面を有していても、この一対の外面に第一熱媒体の薄い液膜が均一に形成されやすい。これにより、熱交換器７が高い熱交換効率を発揮できる。
【００４７】
熱交換器７は、典型的には蒸発器として機能する。この場合、伝熱管３の内部を流れる第二熱媒体と伝熱管３の外面に付着した第一熱媒体との間の熱交換により、第一熱媒体は加熱されて蒸発し、第二熱媒体は冷却される。伝熱管３の外面に第一熱媒体の均一な薄い液膜が形成されるので、伝熱管３において液膜の熱抵抗が低減され、伝熱管３の外面と第一熱媒体との間の蒸発熱伝達率を高めることができる。これにより、蒸発器における第一熱媒体の蒸気の圧力を高めることができる。このため、例えば、熱交換器７をヒートポンプの蒸発器として用いると、圧縮機がなすべき仕事が低減される。また、第二衝突面３０が輪郭線２４に向かって凸な曲面を含む場合には、圧縮機が部分負荷条件で動作している期間においても圧縮機がなすべき仕事が低減されやすい。さらに、第二衝突面３０が伝熱管の外面によって定められている場合、圧縮機が過負荷条件で動作している期間においても圧縮機がなすべき仕事が低減されやすい。これにより、ヒートポンプサイクルの効率（COP）を有利に向上させることができる。
【００４８】
熱交換器７は、例えば吸収式冷凍機の蒸発器として用いられてもよい。蒸発器における第一熱媒体の蒸気の圧力が高まることにより、吸収器の性能が向上して再生器における入熱量が低減される。その結果、吸収式冷凍機が高い性能を発揮できる。
【符号の説明】
【００４９】
１ａ、１ｂ              霧化器
２                      容器
３                      伝熱管
４                      第一流路
５                      ポンプ
７                      熱交換器
１５                    液体流入口
１７                    空間
２０                    第一衝突面
２２                    衝突点
２４                    輪郭線
２５                    立体交差点
３０                    第二衝突面
Ｄ１                    第一液滴
Ｄ２                    第二液滴
Ｅ                      延長線
Ｆ                      第一平面
Ｊ                      噴流
Ｐ                      基準面
Ｌ                      基準線
Ｍ１                    第一液膜
Ｍ２                    第二液膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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