(57)【要約】【課題】気相の冷媒と伝熱管との接触面積を十分に確保する。【解決手段】熱交換器（１３）は、シェル（２０）と、シェル（２０）の内部において、それぞれ水平に配置された複数の伝熱管（３０）と、複数の伝熱管（３０）から選ばれる少なくとも１つの伝熱管（３０）の表面に接しているガイド（３８）とを備えている。鉛直方向及び伝熱管（３０）の長手方向の両方に平行な平面であって、伝熱管（３０）の表面に接する１組の仮想的な平面をそれぞれ基準平面（Ｐ１，Ｐ２）と定義する。伝熱管（３０）の表面は、１組の基準平面（Ｐ１，Ｐ２）によって上側部分（３０ｐ）と下側部分（３０ｑ）とに分割されている。ガイド（３８）は、下側部分（３０ｑ）に接している又は上側部分（３０ｐ）と下側部分（３０ｑ）との境界（Ｌ１）に接しており、下側部分（３０ｑ）又は境界（Ｌ１）から下方に向かって延びている。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェルと、
シェルの内部において、それぞれ水平に配置された複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管から選ばれる少なくとも１つの前記伝熱管の表面に接しているガイドと、
を備え、
鉛直方向及び前記伝熱管の長手方向の両方に平行な平面であって、前記伝熱管の前記表面に接し、前記伝熱管を挟む１組の仮想的な平面をそれぞれ基準平面と定義したとき、
前記伝熱管の前記表面は、１組の前記基準平面によって上側部分と下側部分とに分割され、
前記ガイドは、前記下側部分に接している又は前記上側部分と前記下側部分との境界に接しており、前記下側部分又は前記境界から下方に向かって延びている、熱交換器。
【請求項２】
前記複数の伝熱管は、前記鉛直方向の上側に配置された第１伝熱管及び前記鉛直方向の下側に配置された第２伝熱管を含み、
前記ガイドは、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の両方に接している、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管は、前記鉛直方向において互いに隣り合っており、
前記ガイドが前記鉛直方向に平行に延びている、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記ガイドは、前記複数の伝熱管から選ばれる１つの前記伝熱管のみに接している、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記ガイドが板状の形状を有し、
前記ガイドが前記鉛直方向に平行に延びている、請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記ガイドが板状の形状を有し、
前記鉛直方向に平行な平面と前記ガイドとのなす角度が０度よりも大きい、請求項４に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記伝熱管の前記長手方向に沿った複数の位置において前記ガイドが前記伝熱管に接している、又は、前記伝熱管の前記長手方向に沿って前記伝熱管と前記ガイドとが線接触している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記複数の伝熱管は、前記鉛直方向の上側に配置された第１伝熱管及び前記鉛直方向の下側に配置された第２伝熱管を含み、
前記ガイドは、前記鉛直方向に平行に延びている第１部分と、前記第１伝熱管と前記第２伝熱管との間の空間に向かって前記第１部分から突出している第２部分とを有する、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記ガイドが多孔構造を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記ガイドがメッシュで構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記ガイドは、波板の形状を有し、前記伝熱管の前記長手方向に沿って波打っている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記複数の伝熱管のそれぞれは、前記複数の伝熱管の前記長手方向に垂直な縦断面において前記複数の伝熱管のそれぞれの断面積と同じ面積を有する円の半径よりも小さい曲率半径の輪郭を示す部分を３つ又は３つを越えて有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記縦断面において、前記複数の伝熱管のそれぞれを包囲する最小の面積の正多角形が正三角形である、請求項１２に記載の熱交換器。
【請求項１４】
前記複数の伝熱管のそれぞれの底面は、平坦面であり、前記水平方向に対して傾斜している、請求項１２又は１３に記載の熱交換器。
【請求項１５】
冷媒を加熱する蒸発器と、
前記冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷媒を凝縮させる前記凝縮器と、
を備え、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の熱交換器によって前記凝縮器が構成されている、冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷媒を凝縮させるために使用される熱交換器として、シェルアンドチューブ熱交換器が知られている。図１５は、特許文献１に記載された従来のシェルアンドチューブ熱交換器の断面図である。
【０００３】
図１５に示すように、従来のシェルアンドチューブ熱交換器は、シェル１及び複数の伝熱管２を備えている。シェル１は、入口４及び出口５を有する。入口４からシェル１に高温かつ気相の冷媒が導入される。冷媒は、伝熱管２を流れる冷却水によって冷却され、伝熱管の表面上で液化する。これにより、液相の冷媒が生成される。液相の冷媒は、下方に流れ、出口５からシェル１の外部へと排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５９６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱交換器の性能を向上させるためには、気相の冷媒などの蒸気と伝熱管との接触面積を十分に確保することが重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本開示は、
シェルと、
シェルの内部において、それぞれ水平に配置された複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管から選ばれる少なくとも１つの前記伝熱管の表面に接しているガイドと、
を備え、
鉛直方向及び前記伝熱管の長手方向の両方に平行な平面であって、前記伝熱管の前記表面に接し、前記伝熱管を挟む１組の仮想的な平面をそれぞれ基準平面と定義したとき、
前記伝熱管の前記表面は、１組の前記基準平面によって上側部分と下側部分とに分割され、
前記ガイドは、前記下側部分に接している又は前記上側部分と前記下側部分との境界に接しており、前記下側部分又は前記境界から下方に向かって延びている、熱交換器を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の技術によれば、気相の冷媒などの蒸気と伝熱管との接触面積を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の第１実施形態に係る冷凍サイクル装置の構成図である。
【図２】図２は、本開示の第１実施形態に係る凝縮器のII-II線に沿った概略断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２の部分拡大図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、伝熱管の表面の上側部分と下側部分との境界を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３ＡのＡ矢視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１実施形態に係る凝縮器の作用を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、波形のガイドの作用を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態の変形例に係る凝縮器を部分的に示す図である。
【図６】図６は、別の変形例に係る凝縮器を部分的に示す図である。
【図７】図７は、さらに別の変形例に係る凝縮器を部分的に示す図である。
【図８】図８は、本開示の第２実施形態に係る凝縮器の概略断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図８の部分拡大図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、変形例に係る凝縮器を部分的に示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、別の変形例に係る凝縮器を部分的に示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、さらに別の変形例に係る凝縮器を部分的に示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、さらに別の変形例に係る凝縮器を部分的に示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、さらに別の変形例に係る凝縮器を部分的に示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、さらに別の変形例に係る凝縮器を部分的に示す図である。
【図１１】図１１は、ガイドが他の伝熱管に干渉することを避けるための要件を説明する図である。
【図１２】図１２は、ガイドが他の伝熱管に干渉することを避けるための要件を説明する別の図である。
【図１３】図１３は、ガイドが他の伝熱管に干渉することを避けるための要件を説明するさらに別の図である。
【図１４】図１４は、ガイドが他の伝熱管に干渉することを避けるための要件を説明するさらに別の図である。
【図１５】図１５は、従来のシェルアンドチューブ熱交換器の概略断面図である。
【図１６】図１６は、従来の凝縮器の作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
本発明者らの知見によれば、図１５に示す従来のシェルアンドチューブ熱交換器には次のような課題がある。図１６に示すように、シェルの内部に冷媒が導入されると、上側に位置する伝熱管２ａの表面上で冷媒が冷却され、液相の冷媒が生成する。液相の冷媒は、伝熱管２ａの底部から真下に流れ落ち、伝熱管２ａよりも下側に位置する伝熱管２ｂの頂部に付着する。液相の冷媒が伝熱管２ｂの表面に沿って流れるので、伝熱管２ｂの表面は全体的に液相の冷媒の膜で覆われる。伝熱管２ｂの表面が全体的に液相の冷媒の膜で覆われると、伝熱管２ｂと気相の冷媒との接触面が失われる。その結果、伝熱管２ｂは、伝熱性能を十分に発揮できない。上側に位置する伝熱管２ａから下側に位置する伝熱管２ｂに流れ落ちる液相の冷媒の量は、液相の冷媒が上側から下側に移動するにつれて徐々に増加する。液相の冷媒の膜の厚さも液相の冷媒が上側から下側に移動するにつれて徐々に増加する。伝熱管２ｂが十分な伝熱性能を発揮できなければ、熱交換器も性能（熱交換性能）を十分に発揮できない。
【００１０】
上記の知見によれば、上側に位置する伝熱管の表面上で生成した凝縮液（液相の冷媒）によって下側に位置する伝熱管の表面が全体的に覆われることを防止できれば、伝熱管の伝熱性能を十分に発揮させることができる。
【００１１】
本開示の第１態様に係る熱交換器は、
シェルと、
シェルの内部において、それぞれ水平に配置された複数の伝熱管と、
前記複数の伝熱管から選ばれる少なくとも１つの前記伝熱管の表面に接しているガイドと、
を備え、
鉛直方向及び前記伝熱管の長手方向の両方に平行な平面であって、前記伝熱管の前記表面に接し、前記伝熱管を挟む１組の仮想的な平面をそれぞれ基準平面と定義したとき、
前記伝熱管の前記表面は、１組の前記基準平面によって上側部分と下側部分とに分割され、
前記ガイドは、前記下側部分に接している又は前記上側部分と前記下側部分との境界に接しており、前記下側部分又は前記境界から下方に向かって延びているものである。
【００１２】
第１態様によれば、伝熱管の表面上で液相の冷媒が生じたとき、液相の冷媒は、ガイドに集められ、ガイドに沿って下方に流れる。これにより、上側に位置する伝熱管の表面上で生じた液相の冷媒が下側に位置する伝熱管に付着することを防止できる。その結果、各伝熱管と気相の冷媒との接触面積が十分に確保されるので、各伝熱管の伝熱性能を十分に発揮させることができる。
【００１３】
本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係る熱交換器の前記複数の伝熱管は、前記鉛直方向の上側に配置された第１伝熱管及び前記鉛直方向の下側に配置された第２伝熱管を含み、前記ガイドは、前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管の両方に接している。このような構造によれば、第１伝熱管の表面上で生じた液相の冷媒が第２伝熱管に付着することを確実に防止できる。
【００１４】
本開示の第３態様において、例えば、第２態様に係る熱交換器の前記第１伝熱管及び前記第２伝熱管は、前記鉛直方向において互いに隣り合っており、前記ガイドが前記鉛直方向に平行に延びている。このような構造によれば、ガイドに集められた液相の冷媒がスムーズに下方に流れる。
【００１５】
本開示の第４態様において、例えば、第１態様に係る熱交換器の前記ガイドは、前記複数の伝熱管から選ばれる１つの前記伝熱管のみに接している。第４態様によれば、ガイドの位置、形状及び姿勢に関する制約が緩やかなので、熱交換器の設計の自由度が高い。
【００１６】
本開示の第５態様において、例えば、第４態様に係る熱交換器の前記ガイドが板状の形状を有し、前記ガイドが前記鉛直方向に平行に延びている。第５態様によれば、ガイドに集められた液相の冷媒がスムーズに下方に流れる。
【００１７】
本開示の第６態様において、例えば、第４態様に係る熱交換器の前記ガイドが板状の形状を有し、前記鉛直方向に平行な平面と前記ガイドとのなす角度が０度よりも大きい。第６態様によれば、より適切な位置に向かって液相の冷媒を導くことができる。
【００１８】
本開示の第７態様において、例えば、第１〜第６態様のいずれか１つに係る熱交換器の前記伝熱管の前記長手方向に沿った複数の位置において前記ガイドが前記伝熱管に接している、又は、前記伝熱管と前記ガイドとが線接触している。このような構造によれば、伝熱管の長手方向に沿った複数の位置において、伝熱管の表面から液相の冷媒を排除することができる。
【００１９】
本開示の第８態様において、例えば、第１態様に係る熱交換器の前記複数の伝熱管は、前記鉛直方向の上側に配置された第１伝熱管及び前記鉛直方向の下側に配置された第２伝熱管を含み、前記ガイドは、前記鉛直方向に平行に延びている第１部分と、前記第１伝熱管と前記第２伝熱管との間の空間に向かって前記第１部分から突出している第２部分とを有する。第８態様によれば、第１伝熱管の下方の空間にガイドの第２部分が存在する。そのため、第１伝熱管から液相の冷媒が滴り落ちたとき、第２部分が液相の冷媒の液滴を捕捉する。液相の冷媒は、第２部分に捕捉された後、第２部分を伝って第１部分に達し、第１部分を伝って下方に流れる。
【００２０】
本開示の第９態様において、例えば、第１〜第８態様のいずれか１つに係る熱交換器の前記ガイドが多孔構造を有する。ガイドが多孔構造を有する場合、毛細管現象によって液相の冷媒がガイドに吸着されやすい。
【００２１】
本開示の第１０態様において、例えば、第１〜第９態様のいずれか１つに係る熱交換器の前記ガイドがメッシュで構成されている。ガイドがメッシュで構成されているとき、液相の冷媒をより速やかに回収することができる。
【００２２】
本開示の第１１態様において、例えば、第１〜第１０態様のいずれか１つに係る熱交換器の前記ガイドは、波板の形状を有し、前記伝熱管の前記長手方向に沿って波打っている。第１１態様によれば、ガイドに液相の冷媒が集まりやすく、集められた冷媒が下方に流れやすい。冷媒の流量が多い過負荷条件においても、伝熱管の伝熱性能を十分に発揮させることが可能である。
【００２３】
本開示の第１２態様において、例えば、第１〜第１１態様のいずれか１つに係る熱交換器の前記複数の伝熱管のそれぞれは、前記複数の伝熱管の前記長手方向に垂直な縦断面において前記複数の伝熱管のそれぞれの断面積と同じ面積を有する円の半径よりも小さい曲率半径の輪郭を示す部分を３つ又は３つを越えて有する。伝熱管がこのような形状を有している場合、伝熱管の表面上で生成した液相の冷媒が伝熱管の角部に容易に集められる。
【００２４】
本開示の第１３態様において、例えば、第１２態様に係る熱交換器の前記縦断面において、前記複数の伝熱管のそれぞれを包囲する最小の面積の正多角形が正三角形である。このような形状によれば、円管を成形して本実施形態の伝熱管を容易に作製することができる。
【００２５】
本開示の第１４態様において、例えば、第１２又は第１３態様に係る熱交換器の前記複数の伝熱管のそれぞれの底面は、平坦面であり、前記水平方向に対して傾斜している。第１４態様によれば、伝熱管の表面上で生成した液相の冷媒は、伝熱管の角部に容易に集められる。伝熱管の表面から速やかに液相の冷媒を排除することが可能である。
【００２６】
本開示の第１５態様に係る冷凍サイクル装置は、
冷媒を加熱する蒸発器と、
前記冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記冷媒を凝縮させる前記凝縮器と、
を備え、
第１〜第１４態様のいずれか１つに係る熱交換器によって前記凝縮器が構成されているものである。
【００２７】
第１５態様によれば、優れたＣＯＰ（coefficient of performance）を発揮しうる冷凍サイクル装置を提供できる。特に、冷媒の流量（質量流量）が増加する条件で冷凍サイクル装置を運転する場合に高い効果が得られる。
【００２８】
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。本開示は、以下の実施形態に限定されない。
【００２９】
（第１実施形態）
図１に示すように、冷凍サイクル装置１０は、蒸発器１１、圧縮機１２、凝縮器１３、流量制御弁１４及び流路１６ａ〜１６ｄを備えている。蒸発器１１の出口は、流路１６ａによって圧縮機１２の吸入口に接続されている。圧縮機１２の吐出口は、流路１６ｂによって凝縮器１３の入口に接続されている。凝縮器１３の出口は、流路１６ｃによって流量制御弁１４の入口に接続されている。流量制御弁１４の出口は、流路１６ｄによって蒸発器１１の入口に接続されている。流路１６ａ及び１６ｂは蒸気経路であり、流路１６ｃ及び１６ｄは液経路である。各流路は、例えば、少なくとも１つの金属製の配管で構成されている。
【００３０】
蒸発器１１において冷媒が加熱されて蒸発する。これにより、気相の冷媒（冷媒蒸気）が生成される。気相の冷媒は、圧縮機１２に吸入されて圧縮される。高温高圧の気相の冷媒が圧縮機１２から凝縮器１３に供給される。冷媒は、凝縮器１３において冷却されて液化する。これにより、液相の冷媒（冷媒液）が生成される。液相の冷媒は、流量制御弁１４を経由して凝縮器１３から蒸発器１１に戻される。
【００３１】
冷凍サイクル装置１０は、例えば、業務用又は家庭用の空気調和装置である。蒸発器１１で冷却された熱媒体が室内に供給され、室内の冷房に使用される。あるいは、凝縮器１３で加熱された熱媒体が室内に供給され、室内の暖房に使用される。熱媒体は、例えば水である。ただし、冷凍サイクル装置１０は空気調和装置に限定されず、チラー、蓄熱装置などの他の装置であってもよい。
【００３２】
図２に示すように、凝縮器１３は、シェルアンドチューブ熱交換器によって構成されている。具体的に、凝縮器１３は、シェル２０及び複数の伝熱管３０を備えている。複数の伝熱管３０は、シェル２０の内部に配置されている。シェル２０は、入口２０ａ及び出口２０ｂを有する。入口２０ａ及び出口２０ｂには、それぞれ、流路１６ｂ及び流路１６ｃが接続されうる。鉛直方向において、シェル２０の入口２０ａが最も上に位置し、シェル２０の出口２０ｂが最も下に位置している。例えば、入口２０ａが全ての伝熱管３０よりも鉛直方向の上側に位置し、出口２０ｂが全ての伝熱管３０よりも鉛直方向の下側に位置している。入口２０ａを通じて、シェル２０の内部に気相の冷媒が導入される。冷媒の温度よりも低い温度の熱媒体を伝熱管３０に流すと、伝熱管３０の表面上で冷媒が冷却されて凝縮する。出口２０ｂを通じて、シェル２０の外部へと液相の冷媒が排出される。本実施形態において、シェル２０は、矩形の断面形状を有している。ただし、シェル２０は、円形の断面形状を有していてもよい。シェル２０は、耐圧容器であってもよい。
【００３３】
複数の伝熱管３０は、それぞれ、直線形状を有する。複数の伝熱管３０は、シェル２０の内部において、それぞれ水平に配置されている。つまり、複数の伝熱管３０は、互いに平行に並べられている。各伝熱管３０の長手方向が水平方向に平行である。複数の伝熱管３０の両端部には、それぞれ、図示しないヘッダが設けられている。熱媒体がヘッダから各伝熱管３０に分配されるとともに、各伝熱管３０からヘッダに熱媒体が集められる。
【００３４】
図２は、伝熱管３０の長手方向に垂直な凝縮器１３の断面を表している。以下、本開示において、伝熱管３０の長手方向に垂直な断面を「縦断面」と称する。本実施形態において、縦断面は鉛直方向に平行である。伝熱管３０の両端部を除き、伝熱管３０の断面形状は、長手方向のどの位置でも同一である。伝熱管３０の長手方向に平行な方向（第１の方向）がＺ方向であるとき、鉛直方向（第１の方向に垂直な第２の方向）がＹ方向であり、鉛直方向及び伝熱管３０の長手方向に垂直な水平方向（第１の方向及び第２の方向に垂直な第３の方向）がＸ方向である。
【００３５】
図２に示す縦断面において、複数の伝熱管３０は、格子状のパターンで並べられている。鉛直方向に平行な複数の鉛直基準線Ｖｒと、水平方向に平行な複数の水平基準線Ｈｒとを定義したとき、複数の鉛直基準線Ｖｒと複数の水平基準線Ｈｒとの交点の各々の上に伝熱管３０（詳細には、伝熱管３０の重心Ｇ）が位置している。複数の鉛直基準線Ｖｒは、互いに等間隔で並んでいる。複数の水平基準線Ｖｒも互いに等間隔で並んでいる。複数の伝熱管３０は、鉛直方向（縦方向）及び水平方向（横方向）にマトリクス状に配置されている。水平方向において互いに隣り合う伝熱管３０の間には、冷媒の流路として、適度な広さの空間が確保されている。同様に、鉛直方向において互いに隣り合う伝熱管３０の間には、冷媒の流路として、適度な広さの空間が確保されている。
【００３６】
凝縮器１３は、さらに、複数のガイド３８を備えている。各ガイド３８は、少なくとも１つの伝熱管３０の表面に接している。伝熱管３０の表面上で液相の冷媒が生じたとき、液相の冷媒は、ガイド３８に集められ、ガイド３８に沿って下方に流れる。これにより、上側に位置する伝熱管３０の表面上で生じた液相の冷媒が下側に位置する伝熱管３０に付着することを防止できる。その結果、各伝熱管３０と気相の冷媒との接触面積が十分に確保されるので、各伝熱管３０の伝熱性能を十分に発揮させることができる。
【００３７】
図３Ａに示すように、伝熱管３０（３０Ａ，３０Ｂ）は、非円形の断面形状を有する。具体的に、各伝熱管３０は、角部３１（第１の角部３１）を有する。角部３１は、縦断面において伝熱管３０の断面積と同じ面積を有する円の半径よりも小さい曲率半径の輪郭を示す部分である。角部３１は、鉛直方向において伝熱管３０の最も下に位置する部分を構成している。
【００３８】
図３Ａに示すように、鉛直方向（Ｙ方向）の上側に配置された伝熱管３０を第１伝熱管３０Ａと定義し、鉛直方向の下側に配置された伝熱管３０を第２伝熱管３０Ｂと定義する。ガイド３８は、第１伝熱管３０Ａ及び第２伝熱管３０Ｂの両方に接している。このような構造によれば、液相の冷媒がガイド３８に沿って流れるので、第１伝熱管３０Ａの表面上で生じた液相の冷媒が第２伝熱管３０Ｂに付着することを確実に防止できる。
【００３９】
第１伝熱管３０Ａ及び第２伝熱管３０Ｂは、鉛直方向において互いに隣り合っている。第１伝熱管３０Ａ及び第２伝熱管３０Ｂは、共通の鉛直基準線Ｖｒの上に位置している。ガイド３８は、鉛直方向に平行に延びている。このような構造によれば、ガイド３８に集められた液相の冷媒がスムーズに下方に流れる。
【００４０】
伝熱管３０は、第１の角部３１、第２の角部３２及び頂部３３を有する。伝熱管３０は、複数（３つ）の表面を有する。複数の表面の１つは、第１の角部３１と頂部３３との間における表面３４（側面）である。複数の表面の他の１つは、第１の角部３１と第２の角部３２との間における表面３６（底面３６）である。複数の表面の他の１つは、第２の角部３２と頂部３３との間における表面３５（側面）である。これら複数の表面は、いずれも平坦面である。ただし、表面３４，３５及び３６から選ばれる少なくとも１つの面が凹面であってもよい。
【００４１】
本実施形態において、伝熱管３０の第１の角部３１は、鉛直方向において伝熱管３０の最も下に位置する部分である。他方、伝熱管３０の第２の角部３２は、鉛直方向において伝熱管３０の最も下に位置する部分ではない。鉛直方向において、第２の角部３２は、第１の角部３１と異なる高さに位置している。詳細には、鉛直方向において、第２の角部３２は、第１の角部３１よりも上方に位置している。鉛直方向において、第２の角部３２は、頂部３３と第１の角部３１との間に位置している。第１の角部３１と第２の角部３２との間における表面３６（底面３６）は、水平面に対して、傾斜角度θにて傾斜している。傾斜角度θは、例えば、１〜２９度の範囲にある。第１の角部３１と頂部３３との間における表面３４（側面）も水平面に対して傾斜角度βにて傾斜している。傾斜角度βは、例えば、（θ＋６０）度である。縦断面において、伝熱管３０の重心Ｇを通り、かつ鉛直方向に平行な基準線Ｖｒ（鉛直基準線）に関して、伝熱管３０の輪郭が非対称である。このような構造によれば、伝熱管３０の表面上で生成した液相の冷媒は、第１の角部３１に容易に集められる。伝熱管３０の表面から速やかに液相の冷媒を排除することが可能である。
【００４２】
「第１の角部３１」、「第２の角部３２」及び「頂部３３」は、次のように定義することもできる。縦断面において伝熱管３０の断面積と同じ面積を有する円の半径よりも小さい曲率半径の円弧状の輪郭を示す部分を「角部」と定義する。鉛直方向の最も上に位置している「角部」を「頂部」と定義することができる。本実施形態によれば、第１の角部３１、第２の角部３２及び頂部３３は、いずれも、縦断面において、同一の曲率半径の円弧状の輪郭を示す。
【００４３】
本実施形態によれば、伝熱管３０は、縦断面において伝熱管３０の断面積と同じ面積を有する円の半径よりも小さい曲率半径の輪郭を示す部分（角部）を３つ又は３つを越えて有する。伝熱管３０がこのような形状を有している場合、伝熱管３０の表面上で生成した液相の冷媒が伝熱管３０の角部（例えば第１の角部３１）に容易に集められる。詳細には、縦断面において、伝熱管３０を包囲する最小の面積の正多角形が正三角形である。このような形状によれば、円管を成形して本実施形態の伝熱管３０を容易に作製することができる。ただし、伝熱管３０を包囲する最小の面積の三角形は、正三角形に限定されず、二等辺三角形、直角三角形又は不等辺三角形であってもよい。さらに、伝熱管３０を包囲する最小の面積の四角形は、長方形、正方形、ひし形又は不等辺四角形であってもよい。角部の数の上限は特に限定されないが、成形の容易性を考慮すると、例えば６個である。
【００４４】
本実施形態によれば、縦断面における伝熱管３０の輪郭は、複数（３つ）の曲線部分と複数（３つ）の直線部分とで構成されている。複数の曲線部分は、それぞれ、第１の角部３１、第２の角部３２及び頂部３３に対応している。複数の直線部分は、それぞれ、曲線部分と曲線部分との間に位置している。もちろん、伝熱管３０の輪郭は、第１の角部３１、第２の角部３２及び頂部３３のそれぞれに対応する部分を除き、滑らかな曲線で構成されていてもよい。
【００４５】
ガイド３８の構造及び機能について詳しく説明する。
【００４６】
ガイド３８は、隣り合う鉛直基準線Ｖｒと鉛直基準線Ｖｒとの間に配置されている。ガイド３８は、水平方向における第１伝熱管３０Ａの最も外側の部分と、水平方向における第２伝熱管３０Ｂの最も外側の部分とに接している。本実施形態において、「水平方向における第１伝熱管３０Ａの最も外側の部分」は、第１伝熱管３０Ａの角部３１である。「水平方向における第２伝熱管３０Ｂの最も外側の部分」は、第２伝熱管３０Ｂの角部３１である。つまり、ガイド３８は、第１伝熱管３０Ａの角部３１及び第２伝熱管３０Ｂの角部３１に接している。
【００４７】
詳細には、ガイド３８は、以下に説明する「境界」に接している。図３Ｂに示すように、鉛直方向及び伝熱管３０の長手方向の両方に平行な平面であって、伝熱管３０の表面に接し、伝熱管３０を挟む１組の仮想的な平面をそれぞれ基準平面Ｐ１及びＰ２と定義する。伝熱管３０の表面は、１組の基準平面Ｐ１及びＰ２によって上側部分３０ｐと下側部分３０ｑとに分割される。伝熱管３０の表面の上側部分３０ｐは、太い実線で示す部分である。伝熱管３０の表面の下側部分３０ｑは、太い破線で示す部分である。基準平面Ｐ１は、上側部分３０ｐと下側部分３０ｑとの境界Ｌ１に接している。基準平面Ｐ２は、上側部分３０ｐと下側部分３０ｑとの境界Ｌ２に接している。境界Ｌ１及びＬ２は、それぞれ、「境界線」である。境界Ｌ１は、角部３１に含まれる。境界Ｌ２は、角部３２に含まれる。図３Ｂにおいて、ガイド３８は、基準平面Ｐ１の上に存在し、境界Ｌ１に接しており、境界Ｌ１から下方に向かって延びている。このような構造によれば、上側に位置する伝熱管３０の表面上で生じた液相の冷媒が下側に位置する伝熱管３０に付着することを確実に防止できる。
【００４８】
本実施形態において、ガイド３８は、第１伝熱管３０Ａの角部３１及び第２伝熱管３０Ｂの角部３１に接している。詳細には、ガイド３８は、第１伝熱管３０Ａにおける境界Ｌ１と第２伝熱管３０Ｂにおける境界Ｌ１とに接している。この場合、上記した効果がより確実に得られる。ガイド３８と伝熱管３０との接触部分が実質的に境界Ｌに限定されているので、ガイド３８と伝熱管３０との接触による伝熱管３０の伝熱面積の減少が必要最小限に抑えられる。
【００４９】
図４Ａを参照しつつ凝縮器１３の作用を詳細に説明する。
【００５０】
シェル２０の内部に気相の冷媒が導入されると、冷媒の一部が第１伝熱管３０Ａを流れる熱媒体によって冷却され、第１伝熱管３０Ａの表面上で凝縮して液相の冷媒が生成する。液相の冷媒は、第１伝熱管３０Ａの表面３４，３５及び３６に沿って流れ、角部３１に集まる。その後、液相の冷媒は、ガイド３８に移り、ガイド３８に沿って下方に流れる。同様に、第２伝熱管３０Ｂの表面上で生成した液相の冷媒は、第２伝熱管３０Ｂの表面３４，３５及び３６に沿って流れ、角部３１に集まる。その後、液相の冷媒は、ガイド３８に移り、ガイド３８に沿って下方に流れる。ガイド３８は、第１伝熱管３０Ａの表面上で生じた液相の冷媒が第２伝熱管３０Ｂの表面に付着することを防ぐ。本実施形態によれば、気相の冷媒と各伝熱管３０の表面との接触面積が十分に確保され、伝熱管３０の伝熱性能を十分に発揮させることができる。したがって、本実施形態によれば、伝熱管３０の本数、表面積などを増加させることなく、凝縮器１３の性能を高めることができる。
【００５１】
本実施形態によれば、第１伝熱管３０Ａの角部３１は、鉛直方向において第１伝熱管３０Ａの最も下に位置する部分を構成している。同様に、第２伝熱管３０Ｂの角部３１は、鉛直方向において第２伝熱管３０Ｂの最も下に位置する部分を構成している。第１伝熱管３０Ａの角部３１及び第２伝熱管３０Ｂの角部３１にガイド３８が接しているので、ガイド３８に液相の冷媒が非常に効率よく集められる。ガイド３８が角部３１に接しているので、ガイド３８と伝熱管３０との接触による伝熱管３０の伝熱面積の減少が必要最小限に抑えられる。
【００５２】
ガイド３８は、伝熱管３０に固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。各ガイド３８は、例えば、支持枠（図示せず）に固定されてシェル２０の内部に配置されている。凝縮器１３が組み立てられるとき、複数のガイド３８及び支持枠を含むユニットがシェル２０の中に配置され、その後、シェル２０の横方向（水平方向）から複数の伝熱管３０がシェル２０に差し込まれ、所定の位置に固定される。
【００５３】
ガイド３８の構造は、液相の冷媒を下方へ導くことができるものであれば特に限定されない。本実施形態において、ガイド３８は、板状である。ガイド３８が板状であるとき、シェル２０の内部においてガイド３８が占有する空間が小さいので、ガイド３８を追加するためにシェル２０の体積を増加させる必要がない。ガイド３８は、例えば、平面視で矩形の形状を有する。この場合、ガイド３８の１組の向かい合う側面が伝熱管３０の長手方向に平行である。
【００５４】
本実施形態において、ガイド３８は、多孔構造を有する。ガイド３８が多孔構造を有する場合、毛細管現象によって液相の冷媒がガイド３８に吸着されやすい。つまり、伝熱管３０の表面から速やかに液相の冷媒を排除することができる。毛細管現象によって、伝熱管３０の表面３４，３５及び３６を流れるときの液相の冷媒の流速が向上することも期待できる。ガイド３８に液相の冷媒が滞在する時間も短縮されうる。多孔構造を有するガイド３８によれば、冷媒の流量が多い過負荷条件においても、伝熱管３０の伝熱性能を十分に発揮させることができる。
【００５５】
多孔構造を有するガイド３８として、具体的には、メッシュ、パンチングメタル、焼結多孔体、織布、不織布などが挙げられる。メッシュは、針金で作製された金網（metal mesh）であってもよいし、樹脂繊維で作製された網であってもよい。パンチングメタルは、打抜き加工によって金属シートに多数の小さい孔を開けることによって作製されうる。焼結多孔体としては、金属粉末、金属酸化物粉末、樹脂粉末などの粉末材料の焼結体が挙げられる。ガイド３８は、望ましくは、メッシュで構成されている。ガイド３８は、２つの主面（表面と裏面）を有し、２つの主面を貫通している複数の孔を有していることが望ましい。ガイド３８がメッシュで構成されているとき、液相の冷媒をより速やかに回収することができる。ガイド３８に起因する圧力損失の増加を抑制することも期待できる。ガイド３８の材質も特に限定されない。ガイド３８は、金属、樹脂又はセラミックで作られていてもよい。
【００５６】
図３Ｃに示すように、ガイド３８は、鉛直方向だけでなく、伝熱管３０の長手方向にも延びている。本実施形態では、伝熱管３０の長手方向に沿った複数の位置においてガイド３８が伝熱管３０に接している。このような構造によれば、伝熱管３０の長手方向に沿った複数の位置（境界Ｌ１の上の複数の位置）において、伝熱管３０の表面から液相の冷媒を排除することができる。伝熱管３０の長手方向の全域にわたって液相の冷媒を排除する作用が得られることが望ましい。
【００５７】
本実施形態において、ガイド３８は、伝熱管３０の長手方向（Ｚ方向）に沿って波打っている波板の形状を有する。ガイド３８の断面は、三角鋸歯の形状を有している。ガイド３８は、伝熱管３０の長手方向に沿った複数の位置で伝熱管３０に接している。ガイド３８と伝熱管３０との複数の接点が伝熱管３０の長手方向に沿って等間隔で並んでいる。ガイド３８と伝熱管３０との間には、ガイド３８の凹部による空間３８ｓが確保されている。ガイド３８が波板の形状を有している場合、図４Ｂに示すように、液相の冷媒Ｗは、伝熱管３０からガイド３８に移り、さらに、ガイド３８の凹部に集まる。波板の形状を有するガイド３８によれば、ガイド３８に液相の冷媒が集まりやすく、集められた冷媒が下方に流れやすい。冷媒の流量が多い過負荷条件においても、伝熱管３０の伝熱性能を十分に発揮させることが可能である。ガイド３８が多孔構造を有していない場合でもこの効果は得られる。
【００５８】
なお、波板の形状は、三角鋸歯の形状に限定されない。波板の形状は、曲面で構成されていてもよく、曲面と平面との組み合わせで構成されていてもよい。また、ガイド３８が平板の形状を有していてもよい。この場合、伝熱管３０の長手方向に沿って、ガイド３８と伝熱管３０とが線接触する。伝熱管３０の長手方向に沿った複数の位置において、伝熱管３０の表面から液相の冷媒を排除することができる。
【００５９】
ガイド３８が板状であることは必須でなく、ガイド３８が多孔構造を有していることも必須ではない。本開示におけるガイドとして、少なくとも１つの棒状部材が使用されうる。例えば、棒状部材（ガイド）の一部に第１伝熱管３０Ａが接し、棒状部材の他の一部に第２伝熱管３０Ｂが接していてもよい。この場合、棒状部材を伝って、液相の冷媒が下方に流れる。また、複数のガイド３８が伝熱管３０の長手方向に沿って所定の間隔（例えば等間隔）で配置されていてもよい。
【００６０】
次に、いくつかの変形例について説明する。
【００６１】
図５に示す変形例においては、円形の断面を有する伝熱管４０にガイド３８が接している。つまり、本開示において、伝熱管の断面形状は限定されない。伝熱管の断面形状は、三角形、円形、楕円形又は矩形でありうる。
【００６２】
図６に示す変形例では、複数の伝熱管４０が互い違いのパターンで並んでいる。複数の伝熱管４０は、各鉛直基準線Ｖｒの上に位置している。互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの一方における伝熱管４０の位置は、他方における伝熱管４０の位置と鉛直方向にずれている。また、互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの一方の上に位置する伝熱管４０を鉛直方向に平行移動させても、互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの他方の上に位置する伝熱管４０と重ならないように、互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの間隔が調整されている。同様に、複数の伝熱管４０は、各水平基準線Ｈｒの上に位置している。互いに隣り合う水平基準線Ｈｒの一方における伝熱管４０の位置は、他方における伝熱管４０の位置と水平方向にずれている。また、互いに隣り合う水平基準線Ｈｒの一方の上に位置する伝熱管４０を水平方向に平行移動させても、互いに隣り合う水平基準線Ｈｒの他方の上に位置する伝熱管４０と重ならないように、互いに隣り合う水平基準線Ｈｒの間隔が調整されている。例えば、互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの間隔は、互いに隣り合う水平基準線Ｈｒの間隔に等しい。このような構造によれば、より効率的な熱交換を達成することが可能である。
【００６３】
本変形例に示すように、ガイド３８は、互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの一方に沿って配置された複数の伝熱管４０と、互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの他方に沿って配置された複数の伝熱管４０とに兼用されていてもよい。ガイド３８の一方の面は、互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの一方に沿って配置された複数の伝熱管４０に接している。ガイド３８の他方の面は、互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの他方に沿って配置された複数の伝熱管４０に接している。
【００６４】
図７に示すように、ガイド３８に代えて、ガイド４８が採用されうる。ガイド４８は、第１部分４８ａ及び少なくとも１つの第２部分４８ｂを有する。第１部分４８ａは、鉛直方向に平行に延びている。第１部分４８ａは、第１伝熱管３０Ａ及び第２伝熱管３０Ｂに接している。つまり、第１部分４８ａは、先に説明したガイド３８でありうる。第２部分４８ｂは、第１伝熱管３０Ａと第２伝熱管３０Ｂとの間の空間に向かって第１部分４８ａから突出している部分である。第２部分４８ｂは、溶接などの加工によって第１部分４８ａに一体化されていてもよい。
【００６５】
本変形例によれば、第１伝熱管３０Ａの下方の空間にガイド４８の第２部分４８ｂが存在する。そのため、第１伝熱管３０Ａから液相の冷媒が滴り落ちたとき、第２部分４８ｂが液相の冷媒の液滴を捕捉する。液相の冷媒は、第２部分４８ｂに捕捉された後、第２部分４８ｂを伝って第１部分４８ａに達し、第１部分４８ａを伝って下方に流れる。第１部分４８ａが伝熱管３０に接しているので、図４Ａを参照して説明した効果も得られる。
【００６６】
ガイド４８の第２部分４８ｂは、第１伝熱管３０Ａの下端に向かい合う位置まで延びている。つまり、第２部分４８ｂは、少なくとも第１伝熱管３０Ａの下端の真下まで延びている。望ましくは、第２部分４８ｂは、第１伝熱管３０Ａの下端の真下を越えた位置まで延びている。このような構造によれば、第１伝熱管３０Ａから滴り落ちた液相の冷媒が第２部分４８ｂに確実に捕捉される。「下端」の語句は、鉛直方向における下端を意味する。本変形例において、伝熱管３０（第１伝熱管３０Ａ）の下端は、角部３１に含まれる。
【００６７】
なお、ガイド４８の第１部分４８ａが第１伝熱管３０Ａ及び第２伝熱管３０Ｂから離間し、ガイド４８の第２部分４８ｂが第１伝熱管３０Ａ及び第２伝熱管３０Ｂに接していてもよい。
【００６８】
（第２実施形態）
図８に示すように、本実施形態に係る凝縮器４３は、複数のガイド５８を備えている。第１実施形態の凝縮器１３と本実施形態の凝縮器４３との間で共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。すなわち、各実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、相互に適用されうる。さらに、技術的に矛盾しない限り、各実施形態は、相互に組み合わされてもよい。
【００６９】
本実施形態において、ガイド５８は、複数の伝熱管３０から選ばれる１つの伝熱管３０のみに接している。つまり、伝熱管３０とガイド５８とが一対一で対応している。本実施形態によれば、ガイド５８の位置、形状及び姿勢に関する制約が緩やかなので、凝縮器４３の設計の自由度が高い。図２〜７を参照して説明したように、第１実施形態のガイド３８は、第１伝熱管３０Ａ及び第２伝熱管３０Ｂに接する。この場合、ガイド３８の位置、形状及び姿勢が制限されやすく、設計の自由度は比較的低い。このことは、ガイド４８（図７）にもあてはまる。これに対し、本実施形態によれば、特定の伝熱管３０に接しているガイド５８が他の伝熱管３０に干渉しないので、ガイド５８の位置、形状及び姿勢が制限されにくい。例えば、伝熱管３０の表面のあらゆる位置にガイド５８を接触させることが可能である。
【００７０】
本実施形態において、複数のガイド５８は、各伝熱管３０の同じ位置に同じ姿勢で接している。ただし、特定の伝熱管３０の表面におけるガイド５８の位置は、他の伝熱管３０の表面におけるガイド５８の位置と異なっていてもよい。さらに、材質及び／又は構造が互いに異なる複数の部材をガイド５８として熱交換器４３に使用することも可能である。
【００７１】
ガイド５８は、例えば、板状の形状を有する。ガイド５８の平面視での形状は、典型的には矩形である。互いに向かい合う１組の辺から選ばれるガイド５８の一辺が伝熱管３０に接している。ガイド５８は、波板の形状を有していてもよいし、有していなくてもよい。ガイド５８は、典型的には、メッシュで構成されている。つまり、ガイド５８は、先に説明したガイド３８及び４８の特徴を全て備えていてもよいし、一部のみを備えていてもよい。
【００７２】
図９Ａに示すように、本実施形態において、ガイド５８は、伝熱管３０の表面の下側部分３０ｑに接しており、下側部分３０ｑから鉛直方向の下方に向かって延びている。詳細には、ガイド５８は、伝熱管３０の角部３１に接している。ガイド５８は、鉛直方向に平行に延びている。ガイド５８の先端は、下側の伝熱管３０に達していない。
【００７３】
伝熱管３０の表面上で液相の冷媒が生成すると、液相の冷媒は、伝熱管３０の表面の上側部分３０ｐ及び下側部分３０ｑに沿って流れ、角部３１に集まる。その後、液相の冷媒は、ガイド５８に移り、ガイド５８に沿って下方に流れる。液相の冷媒は、ガイド５８の先端から離脱して、下方の伝熱管３０のガイド５８に再び集められる。本実施形態によれば、気相の冷媒と各伝熱管３０の表面との接触面積が十分に確保され、伝熱管３０の伝熱性能を十分に発揮させることができる。したがって、本実施形態によれば、伝熱管３０の本数、表面積などを増加させることなく、凝縮器４３の性能を高めることができる。
【００７４】
図９Ｂに示すように、ガイド５８は、鉛直方向及び水平方向の両方に対して傾斜した方向に延びていてもよい。図９Ｂに示す変形例において、ガイド５８は、板状の形状を有している。鉛直方向に平行な平面（基準平面Ｐ１）とガイド５８とのなす角度αが０度よりも大きい。角度αは、例えば、１０〜７０度の範囲にある。この変形例によれば、より適切な位置に向かって液相の冷媒を導くことができる。伝熱管３０の配置（格子パターン、互い違いのパターンなど）に依存するものの、ガイド５８の先端から鉛直方向の下方に向かって液相の冷媒が滴り落ちたとき、液相の冷媒が他の伝熱管３０に再付着することを防止できる。
【００７５】
図９Ｃに示す変形例において、ガイド５８は、境界Ｌ１に接している。例えば、ガイド５８を平面視したとき、１組の向かい合う辺から選ばれる１つの辺が境界Ｌ１に重なっている。ガイド５８は、鉛直方向及び水平方向の両方に対して傾斜した方向に延びている。本変形例においても、図９Ｂを参照して説明した効果と同じ効果が得られる。
【００７６】
図９Ｄに示す変形例において、ガイド５８は、境界Ｌ１に接しており、鉛直方向の下方に向かって延びている。ガイド５８は、境界Ｌ１よりも鉛直方向の上側に位置している部分５８ａと境界Ｌ１よりも鉛直方向の下側に位置している部分５８ｂとを含む。このような構造によれば、より十分な量の液相の冷媒がガイド５８に集められる。
【００７７】
図９Ｃ及び図９Ｄにおいて、ガイド５８は、境界Ｌ１から鉛直方向の下方に向かって延びている。ただし、ガイド５８は、境界Ｌ２から鉛直方向の下方に向かって延びてもよい。さらに、境界Ｌ１から下方に向かって延びるガイド５８と境界Ｌ２から下方に向かって延びるガイド５８との両方が設けられていてもよい。
【００７８】
図１０Ａに示す変形例には、円形の断面を有する伝熱管４０が使用されている。円形の断面を有する伝熱管４０にガイド５８が接している。詳細には、ガイド５８は、境界Ｌ２に接し、鉛直方向の下方に向かって延びている。本変形例においても、伝熱管４０の表面は、上側部分４０ｐ及び下側部分４０ｑを含む。上側部分４０ｐの一部で生成した液相の冷媒がガイド５８に集められる。「上側部分４０ｐの一部」は、伝熱管４０の頂点から境界Ｌ２までの部分を意味する。
【００７９】
図１０Ｂに示す変形例において、ガイド５８は、伝熱管４０の表面の下側部分４０ｑに接し、鉛直方向及び水平方向の両方に対して傾斜した方向に延びている。ガイド５８は、例えば、鉛直基準線Ｖｒを横切り、基準平面Ｐ１に達している。ガイド５８の先端は、基準平面Ｐ１の上に存在していてもよいし、基準平面Ｐ１を超えた位置に存在していてもよい。本変形例によれば、伝熱管４０から離脱した液相の冷媒もガイド５８に集められる。したがって、他の伝熱管３０に液相の冷媒が再付着することを確実に防止できる。
【００８０】
図１０Ｃに示す変形例において、鉛直方向における伝熱管４０の下端４０ｒにガイド５８が接している。ガイド５８の上端部は下端４０ｒと接し、伝熱管４０の長手方向に平行に延びている。伝熱管４０の長手方向に垂直な断面において、伝熱管４０の下端４０ｒは、鉛直基準線Ｖｒと伝熱管４０の表面の下側部分４０ｑとの交点である。ガイド５８は、上記交点から鉛直方向及び水平方向の両方に対して傾斜した方向に延びている。ガイド５８の先端は、基準平面Ｐ１に達している。望ましくは、ガイド５８は、伝熱管４０の下端４０ｒから基準平面Ｐ１を超えた位置まで延びている。本変形例によれば、伝熱管４０の表面で生成した液相の冷媒の全てが伝熱管４０に集められる。ガイド５８の先端が基準平面Ｐ１に達しているので、他の伝熱管３０に液相の冷媒が再付着することもより確実に防止できる。
【００８１】
次に、ガイド５８が他の伝熱管３０に干渉することを避けるための要件について説明する。
【００８２】
図１１に示す例では、複数の伝熱管３０が格子状のパターンで並べられている。この配列は、図２を参照して説明した通りである。互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの上に存在する複数の伝熱管３０に着目する。図９を参照して説明したように、一方の鉛直基準線Ｖｒの上に第１伝熱管３０Ａが存在し、その第１伝熱管３０Ａにガイド５８が接している。ガイド５８は、基準平面Ｐ１に対して傾斜した方向に向かって延びている。基準平面Ｐ１とガイド５８とのなす角度がαで表される。角度αが下記式（１）の範囲にあるとき、ガイド５８は、他方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０（第２伝熱管３０Ｂ）に干渉しない。式（１）において、「Ｗ１」は、一方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０と他方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０との間の水平距離（水平方向に関する距離）である。「Ｖ１」は、第１伝熱管３０Ａにおける境界Ｌ１と第２伝熱管３０Ｂにおける境界Ｌ２との間の鉛直距離（鉛直方向に関する距離）である。
【００８３】
０≦α＜ｔａｎ-1（Ｗ１／Ｖ１）・・・（１）
【００８４】
次に、図１２に示す例においても、複数の伝熱管３０が格子状のパターンで並べられている。この配列は、図２を参照して説明した通りである。互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの上にそれぞれ存在する伝熱管３０に着目する。シェル２０の内部において、最も上に配置された伝熱管３０Ａにおける境界Ｌ１にガイド５８が接している。ガイド５８は、他方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０に向かって延びている。基準平面Ｐ１とガイド５８とのなす角度がαで表される。角度αが下記式（２）の範囲にあるとき、ガイド５８は、他方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０の全てに干渉しない。「Ｗ１」の意味は、先に説明した通りである。「Ｖ２」は、シェル２０の内部において、最も上に配置された伝熱管３０Ａにおける境界Ｌ１と最も下に配置された伝熱管３０Ｅにおける境界Ｌ２との間の鉛直距離（鉛直方向に関する距離）である。
【００８５】
０≦α＜ｔａｎ-1（Ｗ１／Ｖ２）・・・（２）
【００８６】
次に、図１３に示す例では、複数の伝熱管３０が互い違いのパターンで並べられている。この配列は、伝熱管の形状の相違を除けば、図６を参照して説明した通りである。互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの上に存在する複数の伝熱管３０に着目する。各伝熱管３０に基準平面Ｐ１及び基準平面Ｐ２が接している。互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの間の距離Ｔ２は、特定の伝熱管３０に接する基準平面Ｐ１と基準平面Ｐ２との間の距離Ｔ１よりも大きい。つまり、一方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する複数の伝熱管３０は、鉛直方向において、他方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する複数の伝熱管３０と重なっていない。
【００８７】
図１３に示す例において、一方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する特定の伝熱管３０にガイド５８が接している。詳細には、ガイド５８は、特定の伝熱管３０における境界Ｌ１に接しており、基準平面Ｐ１に対して傾斜した方向に向かって延びている。基準平面Ｐ１とガイド５８とのなす角度がαで表される。角度αが下記式（３）の範囲にあるとき、ガイド５８は、他方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０であって、特定の伝熱管３０から最も近い位置に存在する伝熱管３０に干渉しない。「Ｗ１」は、一方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０と他方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０との間の水平距離（水平方向に関する距離）である。「Ｖ３」は、特定の伝熱管３０における境界Ｌ１と、その特定の伝熱管３０から最も近い位置に存在する伝熱管３０における境界Ｌ２との間の鉛直距離（鉛直方向に関する距離）である。
【００８８】
０≦α＜ｔａｎ-1（Ｗ１／Ｖ３）・・・（３）
【００８９】
次に、図１４に示す例においても、複数の伝熱管３０が互い違いのパターンで並べられている。この配列は、図２を参照して説明した通りである。互いに隣り合う鉛直基準線Ｖｒの上にそれぞれ存在する伝熱管３０に着目する。シェル２０の内部において、最も上に配置された伝熱管３０Ａにおける境界Ｌ１にガイド５８が接している。ガイド５８は、他方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０に向かって延びている。基準平面Ｐ１とガイド５８とのなす角度がαで表される。角度αが下記式（４）の範囲にあるとき、ガイド５８は、他方の鉛直基準線Ｖｒの上に存在する伝熱管３０の全てに干渉しない。「Ｗ１」の意味は、先に説明した通りである。「Ｖ４」は、シェル２０の内部において、一方の鉛直基準線Ｖｒにおいて最も上に配置された伝熱管３０Ａにおける境界Ｌ１と、他方の鉛直基準線Ｖｒにおいて最も下に配置された伝熱管３０Ｅにおける境界Ｌ２との間の鉛直距離（鉛直方向に関する距離）である。
【００９０】
０≦α＜ｔａｎ-1（Ｗ１／Ｖ４）・・・（４）
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本明細書に開示された熱交換器は、空気調和装置、チラー、蓄熱装置などの様々な機器に利用されうる。
【符号の説明】
【００９２】
１０  冷凍サイクル装置
１１  蒸発器
１２  圧縮機
１３，４３  凝縮器
１４  流量制御弁
２０  シェル
３０，４０  伝熱管
３０ｐ，４０ｐ  上側部分
３０ｑ，４０ｑ  下側部分
３０Ａ  第１伝熱管
３０Ｂ  第２伝熱管
３８，４８，５８  ガイド
４８ａ  第１部分
４８ｂ  第２部分
Ｐ１，Ｐ２  基準平面
Ｌ１，Ｌ２  境界
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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