(57)【要約】【課題】圧力損失を低減するシェルアンドチューブ式熱交換器を提供すること。【解決手段】シェル２０１、多穴扁平管２０２、ヘッダー２０３、噴霧ノズル２０４、冷媒循環回路２０５、冷媒循環ポンプ２０６、流入管２０７、流出管２０８で構成され、多穴扁平管２０２は垂直方向に配置する。噴霧ノズル２０４は多穴扁平管２０２の配列の隙間に噴霧する構成とし、隣り合う多穴扁平管２０２の扁平面の間に形成された空間は流出管２０８側に開口を有する。これより、良好な伝熱状態を保ちながらも流路空間を流れる冷媒蒸気の圧力損失が増加することもなく、蒸発性能を向上することが可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に対して傾斜している扁平面を表面に有し、前記扁平面が対向するように配置された複数の伝熱管と、
冷媒が流入する流入管と冷媒が流出する流出管とを有し、前記複数の伝熱管を収納するシェルと、を備え、
隣り合う伝熱管の扁平面の間に形成された空間は前記流出管側に開口を有することを特徴とする、シェルアンドチューブ式熱交換器。
【請求項２】
前記伝熱管は多穴扁平管である、請求項１に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。
【請求項３】
前記伝熱管の表面に冷媒液を噴霧するノズルを備えた、請求項１または２に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、シェルアンドチューブ式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、特許文献１に記載された従来の扁平管を用いたシェルアンドチューブ式熱交換器の構成を示す。図１１に示すように、従来の扁平管を用いたシェルアンドチューブ式熱交換器は、シェル１、扁平伝熱管２、ノズル部材３、冷却媒体流入管４から構成される。本従来例のシェルアンドチューブ式熱交換器は、各扁平伝熱管２の扁平面を水平にした状態で、扁平伝熱管２群が３連４段となるように配置されている。冷却媒体はシェル１の両側に設けられたノズル部材３から水平に配置された扁平伝熱管２群の各扁平伝熱管２の間に対応して噴出される。ノズル部材３から噴出された冷却媒体は水平方向に流出し、扁平伝熱管２の扁平面に接触することによって扁平伝熱管２の内部を流通する熱媒体と熱交換を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５３６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成のように扁平伝熱管が水平方向に複数連に配置された場合、冷却媒体が蒸発もしくは凝縮を伴う状態では、扁平伝熱管の扁平面に液滴が滞留するため扁平伝熱管の間の流路を閉塞し圧力損失が増加する。更に、従来の扁平伝熱管は円管を扁平化した管路のため扁平厚さが比較的厚くなり、また、流路が単一孔のため耐圧性能が低下することから扁平面の長さを大きくすることができない。このため、本従来例では３連に配置されているが、扁平面方向に隣接する扁平伝熱管との間で構成される空間部分（一方の扁平伝熱管の端部と他方の扁平伝熱管との間の空間）が大きく、またこの空間が多数となる。この空間においてノズル部材から噴出される冷却媒体の流れが乱れることにより、圧力損失が増加するとともに冷却媒体の移動の直進性が損なわれる。特に大容量のシステムにおいては扁平伝熱管の配列の連数が多くなり、流れの乱れる箇所が増加する。特に、ノズル部材から噴出される冷却媒体がミスト状態の場合、ノズル部材から見て下流にある扁平伝熱管においてはミスト状態の冷却媒体が到達しがたい状態となる。本従来例においては、扁平伝熱管の水平方向の両側からノズル部材で挟み込むように噴出しているが、より多くの連数となった場合、水平方向の途中に所定の連数間隔ごとにノズル部材を配設する必要性が生じる。このように、冷却媒体の滞留に伴う流路の閉塞と扁平伝熱管の配置に伴う流れの乱れの発生により圧力損失が増大するため蒸発温度が低下し、伝熱性能が低下するという課題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冷却媒体がシェル内を流通する場合の圧力損失を低減するための扁平伝熱管の配置構成とそれを実現するための扁平伝熱管の構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のシェルアンドチューブ式熱交換器は、水平に対して傾斜している扁平面を表面に有し、前記扁平面が対向するように配置された複数の伝熱管と、冷媒が流入する流入管と冷媒が流出する流出管とを有し、前記複数の伝熱管を収納するシェルと、を備え、隣り合う伝熱管の扁平面の間に形成された空間は前記流出管側に開口を有するように形成されたものである。
【０００７】
これによって、隣り合う伝熱管の扁平面の間に存在する冷媒液は、伝熱管の扁平面の傾斜に沿って流下する。また、伝熱管の周囲に存在する冷媒蒸気は流出管の方向に向かって移動する。この時、移動する冷媒蒸気は伝熱管の扁平面に沿って移動し、隣り合う伝熱管の扁平面で構成される流出管側の開口を通じて流出管に移動するため、各々の伝熱面で蒸発気化した冷媒蒸気は最短経路で流出管まで移動する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示のシェルアンドチューブ式熱交換器は、作動流体の移動に伴うシェル内の圧力損失を最小限に抑制することができる。
【０００９】
また、その結果、平均蒸発温度を維持することができるため、作動流体と熱源との温度差を小さくすることができる。すなわち、冷凍サイクル装置における圧縮機の吸入圧力と吐出圧力の圧力比を小さくできるため、圧縮機の消費電力を低減でき、システム性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示を実施するための水冷式冷凍装置の冷凍サイクル図
【図２】本開示を実施するための蒸発器の横方向から見た断面図
【図３】本開示を実施するための蒸発器の水平方向の断面図
【図４】本開示を実施するための蒸発器の正面方向から見た断面図
【図５】本開示を実施するための蒸発器の二次側流路の変形例における断面図
【図６】本開示を実施するための多穴扁平管の配置の第１の変形例の図
【図７】本開示を実施するための多穴扁平管の配置の第２の変形例の図
【図８】多穴扁平管の断面の拡大図
【図９】従来の扁平伝熱管および本開示の多穴扁平管の配列図
【図１０】本開示を実施するための多穴扁平管とノズル噴霧の状態図
【図１１】従来の扁平伝熱管を用いた熱交換器の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の開示は、表水平に対して傾斜している扁平面を表面に有し、前記扁平面が対向するように配置された複数の伝熱管と、冷媒が流入する流入管と冷媒が流出する流出管とを有し、前記複数の伝熱管を収納するシェルと、を備え、隣り合う伝熱管の扁平面の間に形成された空間は前記流出管側に開口を有するように形成されたものである。
【００１２】
これにより、隣り合う伝熱管の扁平面の間に存在する冷媒液は、伝熱管の扁平面の傾斜に沿って流下する。また、伝熱管の周囲に存在する冷媒蒸気は流出管の方向に向かって移動する。この時、移動する冷媒蒸気は伝熱管の扁平面に沿って移動し、隣り合う伝熱管の扁平面で構成される流出管側の開口を通じて流出管に移動するため、各々の伝熱面で蒸発気化した冷媒蒸気は最短経路で流出管まで移動する。
【００１３】
このため、冷媒蒸気は最短経路をスムーズ流れで流出管まで移動するためシェル内を冷媒蒸気が移動する際の圧力損失が低減される。また、冷却負荷の減少に伴い、伝熱管への冷媒液の噴霧量が過多の状態となるような条件においても伝熱管の扁平面の間に冷媒液がブリッジすることがなく冷媒蒸気が通過する流路面積は減少しないため、圧力損失の増加を抑制することができる。このため、蒸発性能を向上することができる。
【００１４】
第２の開示は、特に第１の発明において、前記伝熱管は多穴扁平管としたものである。
【００１５】
これにより、伝熱管が多穴扁平管のため、管内流路を区切る隔壁を有し伝熱管断面において、幅方向および厚み方向の耐圧強度が増す。これにより、扁平面の幅（管内流路が並ぶ方向の長さ）を大きくすることができる。また、扁平管の厚みも薄くすることができる。すなわち、同等距離の幅当たりに扁平面方向に配列する扁平管の枚数を少なくすることができる。
【００１６】
このため、扁平面方向に並ぶ扁平管同士の端部隙間が減少する。このため、端部隙間で発生していた扁平面に沿う冷媒蒸気の流れの乱れが低減され、圧力損失を低減することができる。特に大容量のシステムにおいて、扁平管の枚数が多くなる場合においても圧力損失の増加を抑制できる。このため、蒸発性能を向上することができる。
【００１７】
また、付加効果として、伝熱管同士の流路間隔を狭くすることができるため、二次側分流の悪化を抑制できるとともにヘッダー容積を小さくでき小型化を図ることができる。
【００１８】
第３の開示は、特に第１または第２の発明において、前記伝熱管の表面に冷媒液を噴霧するノズルを備えたものである。
【００１９】
これにより、隣り合う扁平管の扁平面で構成される流路空間する。扁平管の表面に噴霧された冷媒液は扁平管内を流れる熱媒体と熱交換し蒸発気化し蒸発器として機能する。
【００２０】
噴霧された冷媒液は微細な霧化状態の冷媒液として隣り合う扁平管の扁平面で構成される流路空間に流入する。流入した霧化状態の冷媒液は扁平管の扁平面に冷媒液が均一且つ薄膜状態で接触し、扁平面（伝熱面）上で熱交換することにより、蒸発気化する。蒸発気化した冷媒蒸気は、隣り合う扁平管の扁平面で構成される流路空間を扁平面に沿って移動する。このとき、流路空間に存在する液滴粒径は小さいため、流路空間を閉塞しない。また、噴霧ノズルは扁平管の扁平面の配置方向に合わせて自由に配置でき噴霧に指向性を持たすことができる。
【００２１】
このため、扁平管の扁平面に冷媒液が均一且つ薄膜状態で接触する。扁平管の表面に噴霧された冷媒液は扁平管内を流れる熱媒体と熱交換し蒸発気化し蒸発器として機能する。蒸発気化した冷媒蒸気は、隣り合う扁平管の扁平面で構成される流路空間を扁平面に沿って移動する。このとき、流路空間に存在する液滴粒径は微細なため、伝熱面まで流路空間を移動する際に霧化状態で流路空間に均一に拡散しているため流路空間を閉塞しない。このため、蒸発器として作用させる場合においても、流路空間を移動する冷媒蒸気に加えて伝熱管に噴霧する冷媒液による流路空間の閉塞を抑制することができるため圧力損失の増加を抑制することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本開示を実施するための水冷式冷凍装置の冷凍サイクル図を示すものである。
【００２４】
図１において、冷凍サイクル装置１００は、蒸発器１０１、圧縮機１０２、凝縮器１０３、流量弁１０４および流路１１０ａ〜１１０ｄを備えている。蒸発器１０１の出口は流路１１０ａによって圧縮機１０２の吸入口に接続されている。圧縮機１０２の出口は流路１６ｂによって凝縮器１０３の入口に接続されている。凝縮器１０３の出口は、流路１１０ｃによって流量弁１０４の入口に接続されている。流量弁１０４の出口は流路１１０ｄによって蒸発器１０１の入口に接続されている。流路１１０ａおよび１１０ｂは蒸気経路であり、流路１１０ｃおよび流路１１０ｄは液経路である。各経路は、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。
【００２５】
このように冷凍サイクルを構成し、蒸発器１０１において冷媒が加熱され蒸発する。これにより、気相の冷媒（冷媒蒸気）が生成される。生成された気相の冷媒は圧縮機１０２吸入されて圧縮される。圧縮され高温高圧となった気相の冷媒が圧縮機１０２から凝縮器１０３に供給される。供給された高温高圧の気相の冷媒は凝縮器１０３で冷却され凝縮液化し、液相の冷媒（冷媒液）が生成される。液相の冷媒は、流量弁１０４を経由して凝縮器１０３から蒸発器１０１に液相の冷媒として返流される。
【００２６】
冷凍サイクル装置１００は、例えば、業務用または家庭用の空気調和装置である。蒸発器１０１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１０３で加熱された熱媒体が室内に供給され、室内の暖房に利用される。熱媒体は、例えば、水である。ただし、冷凍サイクル装置１００は空気調和装置に限定されず、チラー、蓄熱装置など他の装置であってもよい。
【００２７】
次に、図２は、蒸発器１０１の断面図（図１のＡ−Ａ断面）である。図２に示すように、蒸発器１０１は、シェルアンドチューブ式熱交換器で構成されている。具体的に、主要構成要素として、シェル２０１、多穴扁平管２０２、ヘッダー２０３、噴霧ノズル２０４、冷媒循環回路２０５、冷媒循環ポンプ２０６、流入管２０７、流出管２０８で構成されている。流入管２０７および流出管２０８には、それぞれ、流路１１０ｄおよび流路１１０ａが接続されうる。多穴扁平管２０２は垂直方向に配置されており多穴扁平管の端部は上下方向においてヘッダー２０３で接続されている。また、噴霧ノズル２０４は、横から水平方向に多穴扁平管２０２に向かって噴霧するように配置され、噴霧ノズル２０４ａは流出管２０８に向かって配置されており、流出管２０８の断面を流れ方向（軸方向）から見た投影領域に配置された多穴扁平管２０２群に冷媒液を噴霧する噴霧ノズルは、流出管２０８の流出方向とは逆方向に向かって配置されている。図２に示すように、ヘッダー２０３の幅（Ｗ１）は多穴扁平管２０２群の幅（Ｗ２）よりも大きくなっている。このような構成にすることにより、ヘッダーの端部から流下する冷媒液が多穴扁平管２０２に付着する可能性を軽減できる。
【００２８】
図３は、図２におけるＢ−Ｂ断面を示す。多穴扁平管２０２はシェル２０１内に所定の間隔（例えば、空間間隔５ｍｍ）で配列されており、噴霧ノズル２０４は多穴扁平管２０２の配列の隙間に向かって液相の冷媒（図示せず）を噴霧する構成となっている。なお、噴霧ノズル２０４ａは流出管２０８の断面を流れ方向（軸方向）から見た投影領域に配置された多穴扁平管２０２群に冷媒液を噴霧する噴霧ノズルであり、流出管２０８の流出方向とは逆方向に向かって配置されている。また、多穴扁平管２０２の扁平面の方向軸（α軸）と出口管２０７の方向軸（β軸）は平行に配置されている。すなわち、隣り合う多穴扁平管２０２の端部で構成される一方の空間の開口部２１０は流出管２０８の配設されている方向に向かって開口している。図２に示す多穴扁平管２０２のヘッダー２０３は管板カバー２０９と接続されており、管板カバー２０９から２次側の熱媒体が流入する構成となっている。図３においても、図２と同様、ヘッダー２０３の幅は多穴扁平管２０２群の幅よりも大きくなっている。このような構成にすることにより、ヘッダーの端部から流下する冷媒液が多穴扁平管２０２に付着する可能性を軽減できる。
【００２９】
なお、本実施の形態において、シェル２０１は矩形の断面形状を有しているが、円形の断面形状を有してもよい。また、耐圧容器であってもよい。
【００３０】
図４は、図３におけるＣ−Ｃ断面を示す。多穴扁平管２０２は、垂直に配置されており、多穴扁平管２０２の入口（下部）と出口（上部）は、ヘッダー２０３に接続されている。ヘッダー２０３の入口および出口は、管板カバー２０９と接続されている。管板カバー２０９ａには熱媒体が流入する入口管３０１、管板カバー２０９ｂには多穴扁平管２０２において熱交換された熱媒体が流出する出口管３０２が備えられている。また、管板カバー２０９には仕切り板３０３により流路が仕切られており、ヘッダー２０３から流出した熱媒体が直上のヘッダー２０３に流入するように管板カバー２０９の内部が仕切られている。
【００３１】
図５は二次側流路の変形例である。管板カバー２０９をシェル２０１の片側に設置し、入口管３０１と出口管３０２が同一の管板カバー２０９に備えられたものである。二次側の熱媒体の流れ方向は下から上へ向かって流れる構成で同じであるが、シェル２０１に対して同じ側に入口管３０１と出口管３０２を備えているため、図４に示す両サイドに管板管バー２０９を備える形式と比較し、管板カバー２０９の厚み分だけ幅方向に小型化することができる。
【００３２】
図６および図７は、多穴扁平管２０２の配置の変形例である。図６は流出管２０８の方向から見て傾斜している場合を示し、図７は管板カバー２０９側から見て傾斜しているばあいを示す。図６においては、ヘッダー２０３の接続は多穴扁平管２０２の上下にあり、図４、図５に示す場合と同様であるが、傾斜している分だけ、高さ方向に距離を小さくでき、シェル２０１の高さを低くすることができる。また、図７においては、多穴扁平管２０２は水平方向に配置しながら傾斜を有することになり、多穴扁平管２０２の入口および出口は管板カバー２０９側に配置され、ヘッダー２０３を必要とせず小型軽量化を図ることができる。
【００３３】
図８は、多穴扁平管２０２の断面の拡大図である。多穴扁平管２０２は、外壁４０１と隔壁４０２で構成され、外壁４０１と隔壁４０２で囲われた空間が熱媒体流路４０３となる。外壁４０１と隔壁４０３は薄板であり、例えば０．５〜０．８ｍｍ程度の厚みである。一方、熱媒体流路４０３の断面形状は、本実施の形態では四角形をしており、例えば、一辺が０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の四角形断面を有する細管形状を成している。なお、本実施の形態では熱媒体流路４０３の断面形状は四角形であるが、円形、三角形など形状でもよい。また、流路の流れ方向に対して、その内壁面に微細な溝もしくはフィンを形成して表面積を増大させても良い。
【００３４】
以上のように構成されたシェルアンドチューブ式蒸発器について、以下その動作・作用を説明する。
【００３５】
このような構成において、蒸発器１０１において冷媒液が加熱され蒸発気化する。蒸発気化した低温低圧の冷媒蒸気は、流路１１０ａを通じて圧縮機１０２に吸入され高温高圧の冷媒蒸気に圧縮される。圧縮された高温高圧の冷媒蒸気は流路１１０ｂを通じて凝縮器１０３に流入する。凝縮器１０３に流入した高温高圧の冷媒蒸気は、凝縮器１０３にお冷却され凝縮液化する。凝縮液化した高圧の冷媒液は流路１１０ｃを通じ、流量弁１０４を介して減圧されながら流路１１０ｄから低圧の冷媒液として蒸発器１０１に戻される。
【００３６】
このような冷凍サイクルにおいて、蒸発器１０１内では、冷媒液循環ポンプ２０６により圧送される冷媒液（図示せず）が冷媒液循環回路２０５を通じて噴霧ノズル２０４から霧化状態の冷媒液として多穴扁平管２０２に向かって噴霧される。噴霧ノズル２０４から噴霧された霧化状態の冷媒液は隣り合う多穴扁平管２０２で挟まれる空間に流入し流出管２０８側に位置する開口部２１０に向かって移動しながら多穴扁平管２０２の扁平面に付着する。付着した霧化状態の冷媒液は図５に示す多穴扁平管２０２の熱媒体流を流れる熱媒体（図示せず）と熱交換して多穴扁平管２０２の表面で蒸発気化し冷媒蒸気となる。発生した冷媒蒸気は多穴扁平管２０２で挟まれる空間を流出管２０８側に位置する開口部２１０に向かって移動し流出管２０８から流出する。
【００３７】
この時、図３に示すように多穴扁平管２０２はβ軸（x軸）方向に本実施の形態では２連に配置されている。噴霧ノズル２０４側に位置する上流側の多穴扁平管２０２と下流側の多穴扁平管２０２との間に空間Ｅが形成され、噴霧ノズル２０４から噴霧された霧化状態の冷媒液と多穴扁平管２０２の伝熱面上で蒸発気化した冷媒蒸気は、上流側の多穴扁平管２０２からこの形成された空間Ｅを越えて下流側の多穴扁平管２０２側へ移動する。
【００３８】
ここで、図９（ａ）は従来の扁平伝熱管２を連続配置した場合であり、図９（ｂ）は本実施の形態の多穴扁平管２０２を連続配置した場合の図である。図９（ａ）に示す従来の扁平伝熱管は円管を扁平化した管路のため扁平厚さが比較的厚くなり、また、流路が単一孔のため耐圧性能が低下することから扁平面の長さを大きくすることができない。このため、同等長さ（同等伝熱面積）を確保するために複数連続配置しなければならない。すなわち、上流側の扁平伝熱管２と下流側の扁平伝熱管２とで形成される空間Ｅの数も複数個となる。これに対し、多穴扁平管２０２を用いると、図９（ｂ）に示すように空間Ｅの数は減少し且つ空間Ｅの断面方向のサイズが小さくなる。
【００３９】
この空間Ｅでは、噴霧された霧化状態の冷媒液と蒸発気化して発生した冷媒蒸気に流れにおいて、障害物の後方（例えば、流れ場に置かれた円柱の後方に発生するカルマン渦）に発生する渦のため流れの乱れが発生する。これは、流れの直進性を損なうため、圧力損失の要因となりうる。また、この流れの乱れに伴い下流に位置する扁平伝熱管２へ噴霧ノズル２０４で噴霧される霧化状態の冷媒液が到達しにくくなる。これに対し、前述のように従来の扁平伝熱管２の場合に対し、多穴扁平管２０２ではこの流れの乱れが発生する箇所を少なくすることができるとともに乱れの大きさを小さくすることができる。このため、噴霧された霧化状態の冷媒液は下流における多穴扁平管２０２の表面まで到達しやすくなる。また、蒸発気化して発生した冷媒蒸気の流れにおいても圧力損失を低減することができる。
【００４０】
更に、従来の扁平伝熱管２においては、多穴伝熱管２０２に比べ伝熱管の厚み（扁平面管の距離）大きくなる。すなわち、扁平伝熱管２の端部（円弧部）が占める面積の割合は、多穴扁平管２０２に比べ大きい。この場合、扁平伝熱管２を直列に配置した場合でも、前方の扁平伝熱管２が後方の扁平伝熱管２の影になり端部（円弧部）への冷媒液の到達が妨げられる。一方、多穴扁平管２０２は、同様に配列をした場合でも、扁平面間（多穴扁平管２０２の厚さ）の距離が小さいため端部（円弧部）が占める面積の割合が小さいことと、前方に配置された多穴扁平間２０２による影になる部分が小さくなるため、端部（円弧部）への冷媒液の到達が阻害されることが軽減される。このことからも、多穴扁平管２０２においては、伝熱面と冷媒液との接触において良好な状態を形成することができ、伝熱性能を向上することができる。
【００４１】
更に、並列する多穴扁平管２０２同士で形成される流路空間の一方は流出管２０８側に開口しているため、多穴扁平管２０２の各々の伝熱面で蒸発気化した冷媒蒸気は、流路空間を流出管２０８に向かって最短距離で移動できるため、流路空間における移動距離に起因する圧力損失を最小限に抑制することができる。更に、多穴扁平管２０２は、本実施の形態においては、垂直に配設しているため、例えば、冷却負荷の減少に伴い、伝熱管への冷媒液の噴霧量が過多の状態となるような条件においても伝熱管の扁平面の間に冷媒液は、流路空間を流下し、過多となった冷媒液が流路空間に滞留することがなく冷媒蒸気が通過する流路面積は減少しないため、圧力損失の増加を抑制することができる。このため、蒸発圧力を下げることなく平均蒸発温度を維持することができるため蒸発性能を向上することができる。
【００４２】
また、図１０は、多穴扁平管２０２に冷媒液を噴霧する噴霧ノズル２０４を組合せた場合の状態図である。図１０に示すように、多穴扁平管２０２に冷媒液を噴霧する噴霧ノズル２０４を組み合わせることにより、多穴扁平管２０２の配置方向の如何に関わらず適切な冷媒液の噴霧状態を実現することに加え、霧化状態で冷媒液を多穴扁平管２０２間に流通させることができる。この時、図９（ｂ）に示すように多穴扁平管２０２を直列配置した場合でも、噴霧された冷媒液は直進性を損なわず後方に位置する多穴扁平管２０２まで十分に到達しうることに加え、図１０中の領域Ｓに示す霧化状態の冷媒液は、並行に並ぶ多穴扁平管２０２の間を通過しながら多穴扁平管２０２の扁平面（伝熱面）に均一に付着する。更に、付着した冷媒液は霧化状で付着するため、図１０中の領域Ｌに示すように伝熱面上での液膜厚さを均一且つ薄膜化することができるため液膜自体の熱抵抗の低減を可能とし、伝熱性能を向上することができる。更に、並行に並ぶ多穴扁平管２０２により構成される流路空間においては、多穴扁平管２０２の伝熱面で蒸発気化した冷媒蒸気とともに噴霧される霧化状態の冷媒液が移動するが、この時、冷媒液は霧化状態であるとともに厚さの小さい多穴扁平管２０２配列による流体の直進性に促進により、冷媒液による流路空間の閉塞が殆どない。これにより、良好な伝熱状態を保ちながらも流路空間を流れる冷媒蒸気の圧力損失が増加することもなく、蒸発性能を向上することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本明細書に開示されたシェルアンドチューブ式蒸発器は、業務用エアコンなどの空気調和装置に特に有用である。本明細書に開示された冷凍サイクル装置は、空気調和装置に限定されず、吸収式冷凍機、チラー、蓄熱装置などの他の装置であってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
２０１    シェル
２０２    多穴扁平管（伝熱管）
２０４    噴霧ノズル（ノズル）
２０７    流入管
２０８    流出管
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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