(57)【要約】【課題】大型化を抑制しつつ、冷媒液の保有量を低減することが可能な蒸発器及び冷凍機を提供する。【解決手段】蒸発器２は、ケーシング５と、冷媒供給部７と、第一伝熱管群１０と、第二伝熱管群１１と、を備える。ケーシング５は、内部に冷媒が貯留されるとともに、蒸発した冷媒を外部に排出する排出口を有する。冷媒供給部７は、外部からの冷媒をケーシング５内の空間の上部から供給する。第一伝熱管群１０は、前記ケーシング５内の空間の下部に前記冷媒に浸漬するように設けられて、内部に被冷却液が流れる複数の第一伝熱管１２からなる。第二伝熱管群１１は、前記ケーシング５内の空間における前記冷媒供給部７よりも下方、かつ、前記冷媒の液面よりも上方に設けられて、内部に被冷却液が流れる複数の第二伝熱管１３からなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷媒が貯留されるとともに、蒸発した冷媒を外部に排出する排出口を有するケーシングと、
外部からの冷媒をケーシング内の空間の上部から供給する冷媒供給部と、
前記ケーシング内の空間の下部に前記冷媒に浸漬するように設けられて、内部に被冷却液が流れる複数の第一伝熱管からなる第一伝熱管群と、
前記ケーシング内の空間における前記冷媒供給部よりも下方、かつ、前記冷媒の液面よりも上方に設けられて、内部に被冷却液が流れる複数の第二伝熱管からなる第二伝熱管群と、
を備える蒸発器。
【請求項２】
前記第二伝熱管群は、
前記複数の第二伝熱管のうち、上部に配置される前記第二伝熱管の外面に、複数の針状のフィンを備える請求項１に記載の蒸発器。
【請求項３】
前記第一伝熱管群と前記第二伝熱管群との間に、複数の第三伝熱管からなる第三伝熱管群を備え、
前記第一伝熱管群と前記第三伝熱管とは、その外面側に沸騰伝熱面を備える請求項１又は２に記載の蒸発器。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の蒸発器を備える冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸発器及び冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍機で用いられる蒸発器として、特許文献１に記載されているような、全ての伝熱管が冷媒液に浸漬された満液式の蒸発器がある。この満液式の蒸発器は、全ての伝熱管を浸漬させる必要が有るため、蒸発器の内部における冷媒液の保有量が大きくなってしまう。
その一方で、伝熱管に対して上方から冷媒液を流下させる特許文献２に記載の液膜式の蒸発器は、シェル内を冷媒液で満たす必要が無いことから、冷媒保有量を削減できるとともに、熱伝達率を高めることにより、伝熱面積（伝熱管長さ、もしくは伝熱管本数）を削減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４０５４６号公報
【特許文献２】特表２００３−５１７５６０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、特許文献２に記載された液膜式の蒸発器は、性能を最大限に発揮させるためには、蒸発量以上の冷媒液を伝熱管に供給する必要が有る。そのため、供給する冷媒液に未蒸発分が生じ、この未蒸発分の冷媒液をポンプ等によって伝熱管上部に循環させる必要が有るため、部品点数が増加してしまい、蒸発器が大型化・高コスト化してしまう場合が有る。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、従来使用されてきた満液式に対して大型化・高コスト化を抑制しつつ、冷媒液の保有量・伝熱面積を低減することが可能な蒸発器及び冷凍機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、蒸発器は、内部に冷媒が貯留されるとともに、蒸発した冷媒を外部に排出する排出口を有するケーシングと、外部からの冷媒をケーシング内の空間の上部から供給する冷媒供給部と、前記ケーシング内の空間の下部に前記冷媒に浸漬するように設けられて、内部に被冷却液が流れる複数の第一伝熱管からなる第一伝熱管群と、前記ケーシング内の空間における前記冷媒供給部よりも下方、かつ、前記冷媒の液面よりも上方に設けられて、内部に被冷却液が流れる複数の第二伝熱管からなる第二伝熱管群と、を備える。
このように構成することで、上部に配置された第二伝熱管群を液膜式の蒸発器とし、下部に配置された第一伝熱管群を満液式の蒸発器とすることができる。そのため、第二伝熱管群による蒸発量以上の冷媒をケーシング内に供給したとしても、未蒸発分の冷媒を満液式の蒸発器の冷媒として回収することができる。そのため、ポンプ等を用いて未蒸発分の冷媒を上部に循環させる必要が無くなる。したがって、蒸発器の大型化・高コスト化を抑制しつつ、冷媒液の保有量・伝熱面積を低減することが可能となる。
【０００６】
この発明の第二態様によれば、第一態様に係る第二伝熱管群は、前記複数の第二伝熱管のうち、上部に配置される前記第二伝熱管の外面に、複数の針状のフィンを備えていてもよい。
このように構成することで、針状のフィンを備えた第二伝熱管の表面に形成される液膜を薄くすることができる。そのため、熱抵抗を小さく、熱伝達率を大きくすることができる。さらに、第二伝熱管群のうち上部に配置される第二伝熱管のみに複数の針状のフィンが設けられているため、第二伝熱管群のうち下部に配置される第二伝熱管の液膜が薄くなり過ぎて、伝熱管表面が露出することを抑制できる。そのため、第二伝熱管群における伝熱性能が低下することを抑制できる。
【０００７】
この発明の第三態様によれば、第一又は第二態様に係る蒸発器において、前記第一伝熱管群と前記第二伝熱管群との間に、複数の第三伝熱管からなる第三伝熱管群を備え、前記第一伝熱管と第三伝熱管とは、その外面側に沸騰伝熱面を備えていてもよい。
このように構成することで、通常時には、第二伝熱管と共に、液膜式の蒸発器の伝熱管として第三伝熱管を機能させることができる。この際、第三伝熱管の沸騰伝熱面によって、沸騰伝熱面を有していない場合よりも伝熱管表面における沸騰を促進することができる。そのため、液膜式の蒸発器としての性能を向上できる。また仮に、第二伝熱管群における未蒸発分の冷媒が増加して、ケーシング内の冷媒の液面が上昇し、第三伝熱管群が冷媒に浸漬されたとしても、第三伝熱管が沸騰伝熱面を有していることで、第一伝熱管の熱交換性能と同等の熱交換性能を得られる。すなわち第三伝熱管が沸騰伝熱面を有さない場合よりも熱交換性能を向上することができる。
【０００８】
この発明の第四態様によれば、冷凍機は、第一から第三態様に係る蒸発器を備える。
このように構成することで、熱交換性能の低下を抑制しつつ、小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
上記蒸発器及び冷凍機によれば、大型化を抑制しつつ、冷媒液の保有量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の第一実施形態における冷凍機の概略構成を示す構成図である。
【図２】この発明の第一実施形態における蒸発器の構成を示す断面図である。
【図３】この発明の第一実施形態における第一伝熱管の断面図である。
【図４】この発明の第一実施形態における第二伝熱管の断面図である。
【図５】この発明の第二実施形態における蒸発器の図２に相当する断面図である。
【図６】この発明の第二実施形態における第二伝熱管群のうち上部に配置された第二伝熱管の断面図である。
【図７】この発明の第三実施形態における蒸発器の図２に相当する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一実施形態）
次に、この発明の第一実施形態における蒸発器及び冷凍機を図面に基づき説明する。
図１は、この発明の第一実施形態における冷凍機の概略構成を示す構成図である。この第一実施形態で例示する冷凍機は、いわゆる蒸気圧縮式の冷凍機である。
図１に示すように、この第一実施形態における冷凍機１００は、冷凍サイクルを有しており、その基本的な構成として、圧縮機１と、蒸発器２と、膨張弁３と、凝縮器４と、を備えている。
【００１２】
この冷凍機１００の冷凍サイクルは、圧縮機１により圧縮された高圧の気体冷媒が、凝縮器４により外部から供給される冷却水Ｗ等と熱交換して凝縮される。この凝縮された液体冷媒は、膨張弁３によって減圧された後、蒸発器２に流入する。蒸発器２に流入した二相冷媒は、被冷却流体Ｃと熱交換して蒸発した後、圧縮機１に戻る。なお、冷凍機１００の冷凍サイクルは、ここで説明した基本的な構成に限られるものではない。
【００１３】
図２は、この発明の第一実施形態における蒸発器の構成を示す断面図である。図３は、この発明の第一実施形態における第一伝熱管の断面図である。
図２に示すように、蒸発器２は、ケーシング５と、伝熱管群６と、冷媒供給部７と、を備えている。
ケーシング５は、伝熱管群６と、冷媒供給部７とを覆う密閉された空間Ｓを形成している。このケーシング５の内部の空間Ｓには、冷媒が貯留可能となっている。このケーシング５は、蒸発した冷媒を圧縮機１に向けて送り込むために外部に排出する排出口（図示せず）と、被冷却流体を供給するための配管と伝熱管（伝熱管群６）とを連通させる開口部（図示せず）と、液冷媒を供給するための配管と冷媒供給部７とを連通させるための開口部（図示せず）と、がそれぞれ形成されている。この第一実施形態におけるケーシング５は、例えば、断面輪郭が円形の管状に形成されている。
【００１４】
伝熱管群６は、第一伝熱管群１０と、第二伝熱管群１１と、を備えている。
第一伝熱管群１０は、複数の第一伝熱管１２からなる。第一伝熱管群１０は、ケーシング５内の空間Ｓの下部に設けられており、複数の第一伝熱管１２は、それぞれ管状のケーシング５の長手方向（図２の紙面表裏方向：言い換えれば、ケーシング５の管状の軸方向）に延びている。これら第一伝熱管１２の内部には、冷媒と熱交換する被冷却流体Ｃが流れる。これら第一伝熱管群１０を構成する第一伝熱管１２は、液冷媒Ｌに浸漬するように配置されている。言い換えれば、これら第一伝熱管１２は、ケーシング５内の空間Ｓの下部に溜まった液冷媒Ｌの液面Ｌｓより下方に配置されている。第一伝熱管群１０を構成する複数の第一伝熱管１２は、液冷媒Ｌ内の全域に実質的に等間隔となるように互いに間隔をあけて配置されている。この実施形態における第一伝熱管群１０は、第一伝熱管１２が上下方向に三段配列され、上段に七本、中段に五本、下段に三本がそれぞれ水平方向に配列されている場合を例示している。なお、第一伝熱管１２が配列される段数・列数・ピッチ・配置（格子配置/千鳥配置）は、上記本数に限られない。
【００１５】
第一伝熱管１２は、熱伝達性能に優れる例えば、銅や、銅を含む合金等により形成されている。図３に示すように、第一伝熱管１２は、その外面側に沸騰伝熱面１４を備えている。この沸騰伝熱面１４は、金属等により形成することができる。沸騰伝熱面１４は、第一伝熱管１２の表面に接した液冷媒の沸騰時に、気泡発生の促進に寄与する。なお、図３は沸騰伝熱面の一例として多孔質層を示したものであるが、多孔質層に限らず、種々の沸騰伝熱面を適用可能である。
【００１６】
図４は、この発明の第一実施形態における第二伝熱管の断面図である。
図２に示すように、第二伝熱管群１１は、複数の第二伝熱管１３からなる。第二伝熱管群１１は、ケーシング５内の空間Ｓにおける液冷媒Ｌの液面Ｌｓよりも上方に設けられている。図２、図４に示すように、第二伝熱管群１１を構成する第二伝熱管１３は、断面輪郭が円形の管状に形成され、その内部に、冷媒と熱交換する被冷却流体Ｃが流れる。これら第二伝熱管１３も、第一伝熱管１２と同様に、ケーシング５の長手方向に延びている。
【００１７】
第二伝熱管群１１は、冷媒供給部７よりも下方に配置されている。この実施形態における第二伝熱管群１１は、図４に示す断面でケーシング５の中央付近に配置されている。言い換えれば、第二伝熱管１３の延びる方向と交差する水平方向でケーシング５とは離間して配置されている。この実施形態で例示する第二伝熱管群１１は、それぞれ水平方向に並んだ三本の第二伝熱管３１３が、上下方向に三段設けられている。なお、第二伝熱管１３が配列される段数・列数・ピッチ・配置（格子配置/千鳥配置）は、上記本数に限られるものではない。
【００１８】
冷媒供給部７は、膨張弁３を介して外部から供給された液冷媒Ｌを、ケーシング５内の空間Ｓの上部から供給する。ここで、第一伝熱管群１０と第二伝熱管群１１に設置されている伝熱管本数は、冷媒供給部７から供給される液冷媒Ｌの全量を蒸発させる事が可能な本数が設置されているものとする。合わせて、供給する冷媒液が全量蒸発するため、液面Ｌｓの位置は第一伝熱管群１０の上方で維持される。
【００１９】
上述した第一伝熱管群１０と第二伝熱管群１１とによって蒸発した冷媒は、ケーシング５の上部に設けられた排出口（図示せず）から圧縮機１に供給される。
すなわち、上述した蒸発器２においては、冷媒供給部７によって供給された液冷媒Ｌのうち、第二伝熱管群１１で蒸発せずに通過した液冷媒Ｌは、その自重によりケーシング５の下部に溜まり、再度ケーシング５の上部に戻されることなく、第一伝熱管群１０によって蒸発させられる。そして、第一伝熱管群１０に触れて蒸発した冷媒も、上述したケーシング５の上部に設けられた排出口から排出される。
【００２０】
したがって、上述した第一実施形態によれば、空間Ｓの下部に配置された第一伝熱管群１０を満液式の蒸発器とし、上部に配置された第二伝熱管群１１を液膜式の蒸発器とすることができる。そのため、第二伝熱管群１１による蒸発量以上の液冷媒Ｌをケーシング５内に供給したとしても、未蒸発分の液冷媒Ｌを満液式の蒸発器の冷媒として蒸発させて回収することができる。そのため、ポンプ等を用いて未蒸発分の液冷媒Ｌを上部の冷媒供給部７に循環させる必要が無くなる。
その結果、蒸発器２の大型化・高コスト化を抑制しつつ、液冷媒Ｌの保有量・伝熱面積を低減することが可能となる。
【００２１】
（第二実施形態）
次に、この発明の第二実施形態における蒸発器及び冷凍機を図面に基づき説明する。なお、この第二実施形態は、上述した第一実施形態と第二伝熱管群の構成が異なるだけであるため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明する。
【００２２】
図５は、この発明の第二実施形態における蒸発器の図２に相当する断面図である。図６は、この発明の第二実施形態における第二伝熱管群のうち上部に配置された第二伝熱管の断面図である。
この第二実施形態における冷凍機２００は、上述した第一実施形態と同様に、圧縮機１と、凝縮器４と、膨張弁３と、蒸発器２とを備えている。なお、この第二実施形態の冷凍機２００の全体構成についての詳細説明は、第一実施形態と重複するため省略する。
【００２３】
図５に示すように、蒸発器２は、ケーシング５と、伝熱管群２０６と、冷媒供給部７と、をそれぞれ備えている。
ケーシング５は、第一実施形態のケーシング５と同様に、伝熱管群２０６と、冷媒供給部７とを覆う密閉された空間Ｓを形成している。このケーシング５の内部の空間Ｓには、冷媒が貯留可能となっている。ケーシング５は、蒸発した冷媒を圧縮機１に向けて送り込むために外部に排出する排出口（図示せず）と、被冷却流体を供給するための配管と伝熱管（伝熱管群２０６）とを連通させる開口部（図示せず）と、液冷媒Ｌを供給するための配管と冷媒供給部７とを連通させるための開口部（図示せず）と、がそれぞれ形成されている。
【００２４】
伝熱管群２０６は、第一伝熱管群１０と、第二伝熱管群２１１と、を備えている。
第一伝熱管群１０は、第一の実施形態の第一伝熱管群１０と同一の構成であり、複数の第一伝熱管１２からなる。これら第一伝熱管１２は、ケーシング５内の空間Ｓの下部に設けられ、それぞれ平行に水平方向に延びている。第一伝熱管１２の内部には、液冷媒Ｌと熱交換する被冷却液が流れる。これら第一伝熱管群１０を構成する第一伝熱管１２は、液冷媒Ｌに浸漬するように設けられている。これら伝熱管群２０６を構成する第一伝熱管１２は、液冷媒Ｌ内の全域に実質的に等間隔となるように互いに間隔をあけて配置されている。この第二実施形態で例示する第一伝熱管群１０も、第一実施形態と同様に、第一伝熱管１２が上下方向に三段配列され、上段に七本、中段に五本、下段に三本がそれぞれ水平方向に配列されている。なお、第一伝熱管１２が配列される段数・列数・ピッチ・配置（格子配置/千鳥配置）は、上記本数に限られない。
【００２５】
第一伝熱管１２は、熱伝達性能に優れる例えば、銅や、銅を含む合金等により形成されている。そして、第一伝熱管１２は、第一実施形態と同様に、その外面側に沸騰伝熱面１４（図３参照）を備えている。
【００２６】
第二伝熱管群２１１は、複数の第二伝熱管２１３からなる。これら複数の第二伝熱管２１３は、第一伝熱管１２と同様の金属により形成される。これら複数の第二伝熱管２１３は、フィン付きの第二伝熱管（以下、単に「フィン付き伝熱管２１３Ａ」と称する）と、フィン無しの第二伝熱管（以下、単に「フィン無し伝熱管２１３Ｂ」と称する）と、を備えている。フィン付き伝熱管２１３Ａは、第二伝熱管群２１１の上部にのみ配置されており、フィン無し伝熱管２１３Ｂは、フィン付き伝熱管２１３Ａよりも下方に配置されている。この第二実施形態における第二伝熱管群２１１は、それぞれ水平方向に間隔を空けて並んだ三本の第二伝熱管２１３が、上下方向に三段設けられている。さらに、この第二実施形態における第二伝熱管群２１１は、複数の第二伝熱管２１３のうち、最上段Ｕに配置された三本の第二伝熱管２１３がフィン付き伝熱管２１３Ａとされている。フィン付き伝熱管２１３Ａは、冷媒供給部７の直下に配置され、冷媒供給部７により供給された液冷媒Ｌが最も接触し易くなっている。なお、第二伝熱管２１３が配列される段数・列数・ピッチ・配置（格子配置/千鳥配置）は、上記本数に限られるものではない。
【００２７】
図６に示すように、フィン付き伝熱管２１３Ａは、伝熱管本体２１３Ａａと、複数の針状フィン２１３Ａｂと、を備えている。伝熱管本体２１３Ａａは、第一実施形態の第二伝熱管１３と同様に、断面輪郭が円形の管状に形成されている。針状フィン２１３Ａｂは、伝熱管本体２１３Ａａの外周面から、伝熱管本体２１３Ａａの軸線Ｏを中心とした径方向の外側に向かって延びる針状に形成されている。針状フィン２１３Ａｂは、伝熱管本体２１３Ａａの周方向および長手方向に僅かに間隔を空けて複数形成されている。つまり、針状フィン２１３Ａｂは、伝熱管本体２１３Ａａの外面全域に形成されている。
【００２８】
フィン無し伝熱管２１３Ｂは、第一実施形態で説明した第二伝熱管１３と同一構成である。すなわち、断面輪郭が円形の管状に形成され、針状フィン２１３Ａｂが形成されていない。なお、フィン無し伝熱管２１３Ｂは、フィン付き伝熱管２１３Ａと同一金属により形成されたものを用いても良いし、異なる金属により形成されたものを用いても良い。
【００２９】
したがって、上述した第二実施形態によれば、とりわけ、フィン付き伝熱管２１３Ａが針状フィン２１３Ａｂを備えていることで、フィン付き伝熱管２１３Ａの表面に形成される液膜を薄くすることができる。そのため、熱抵抗を小さく、熱伝達率を大きくすることができる。さらに、第二伝熱管群２１１の上部に配置される第二伝熱管２１３のみがフィン付き伝熱管２１３Ａとされ、フィン付き伝熱管２１３Ａの下方にフィン無し伝熱管２１３Ｂが配置されているため、第二伝熱管群２１１のうち下部に配置される第二伝熱管２１３（フィン無し伝熱管２１３Ｂ）の液膜が薄くなり過ぎて、伝熱管表面が露出することを抑制できる。そのため、第二伝熱管群２１１における伝熱性能が低下することを抑制できる。
【００３０】
（第三実施形態）
次に、この発明の第三実施形態における蒸発器及び冷凍機を図面に基づき説明する。なお、この第三実施形態は、上述した第一実施形態の第一伝熱管群１０及び第二伝熱管群１１に加えて第三伝熱管群３１６を備える点で異なる。そのため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明する。また、第三実施形態における冷凍機３００の全体構成についての詳細説明は省略する。
【００３１】
図７は、この発明の第三実施形態における蒸発器の図２に相当する断面図である。
図７に示すように、蒸発器３０２は、ケーシング５と、伝熱管群３０６と、冷媒供給部７と、をそれぞれ備えている。
ケーシング５は、第一実施形態のケーシング５と同様に、伝熱管群３０６と、冷媒供給部７とを覆う密閉された空間を形成している。このケーシング５の内部の空間Ｓには、冷媒が貯留可能となっている。ケーシング５は、蒸発した冷媒を圧縮機１に向けて送り込むために外部に排出する排出口（図示せず）と、伝熱管（伝熱管群３０６）と被冷却流体を供給するための配管とを連通させる開口部（図示せず）と、冷媒供給部７と液冷媒を供給するための配管とを連通させるための開口部（図示せず）と、がそれぞれ形成されている。
【００３２】
伝熱管群３０６は、第一伝熱管群１０と、第二伝熱管群３１１と、第三伝熱管群３１６と、を備えている。
第一伝熱管群１０は、第一の実施形態の第一伝熱管群１０と同一の構成であり、複数の第一伝熱管１２からなる。これら第一伝熱管１２は、ケーシング５内の空間Ｓの下部に設けられ、それぞれ管状に形成されたケーシング５の長手方向（図７の紙面表裏方向）に延びている。第一伝熱管１２の内部には、液冷媒Ｌと熱交換する被冷却液が流れる。これら第一伝熱管群１０を構成する第一伝熱管１２は、液冷媒Ｌに浸漬するように設けられている。これら第一伝熱管１２は、液冷媒Ｌ内の全域に実質的に等間隔となるように互いに間隔をあけて配置されている。この第三実施形態で例示する第一伝熱管群１０も、第一実施形態と同様に、上下方向に三段の第一伝熱管１２が配置され、各段には、上から順に七本、五本、三本の第一伝熱管１２がそれぞれ配置されている。なお、第一伝熱管１２が配列される段数・列数・ピッチ・配置（格子配置/千鳥配置）は、上記本数に限られない。
【００３３】
第一伝熱管１２は、熱伝達性能に優れる例えば、銅や、銅を含む合金等により形成されている。そして、第一伝熱管１２は、第一実施形態と同様に、その外面側に沸騰伝熱面１４（図３参照）を備えている。
【００３４】
第二伝熱管群３１１は、複数の第二伝熱管３１３からなる。これら複数の第二伝熱管３１３は、第一伝熱管１２と同様の金属により形成できる。この第二実施形態における第二伝熱管群３１１は、それぞれ水平方向に並んだ三本の第二伝熱管３１３が、上下方向に二段設けられている。なお、この第三実施形態における第二伝熱管群３１１は、第二実施形態と同様に、複数段のうち上段（又は、最上段）にフィン付き伝熱管２１３Ａ（図６参照）を配置するようにしても良い。なお、第二伝熱管３１３が配列される段数・列数・ピッチ・配置（格子配置/千鳥配置）は、上記本数に限られるものではない。
【００３５】
第三伝熱管群３１６は、第一伝熱管群１０と第二伝熱管群３１１との間に配置されている。この第三伝熱管群３１６は、複数の第三伝熱管３１７により構成されている。この第三実施形態で例示する第三伝熱管群３１６は、水平方向に間隔を空けて並んだ三本の第三伝熱管３１７により構成されている。つまり、第三伝熱管群３１６は、一段の第三伝熱管３１７を有している。これら第三伝熱管３１７は、上述した第二伝熱管群３１１の最下段の第二伝熱管３１３の鉛直下方にそれぞれ配置されている。言い換えれば、第三実施形態で例示する第三伝熱管３１７は、図７に示す断面でケーシング５の中央付近に配置されており、第三伝熱管３１７の延びる方向と交差する水平方向において、ケーシング５とは離間している。また、第三伝熱管群３１６を構成する第三伝熱管３１７は、第一伝熱管１２と同様に、その外面側に沸騰伝熱面（図３参照）を備えている。
【００３６】
この第三伝熱管群３１６は、通常時は、第二伝熱管群３１１と同様に、ケーシング５の下部に溜まった液冷媒Ｌの液面Ｌｓよりも上方に配置されて、液膜式の蒸発器として機能する。その一方で、第二伝熱管群３１１における未蒸発分の液冷媒Ｌが増加して、液冷媒Ｌの液面Ｌｓが上昇した場合、第三伝熱管群３１６が液冷媒Ｌに浸漬されて、第二伝熱管群３１１の第二伝熱管３１３が液冷媒Ｌに浸漬されないようになっている。なお、第三伝熱管群３１６の備える第三伝熱管３１７の段数は、一段に限られず、複数段設けても良い。また、第三伝熱管群３１６の備える第三伝熱管３１７の段数は、液冷媒Ｌの液面Ｌｓの変動幅に応じて設定するようにしてもよい。
【００３７】
したがって、上述した第三実施形態によれば、通常時には、第二伝熱管３１３と共に、液膜式の蒸発器の伝熱管として第三伝熱管３１７を機能させることができる。その際、第三伝熱管３１７の沸騰伝熱面１４によって、沸騰伝熱面１４を有していない場合よりも伝熱管表面の熱伝達率を向上させることができる。そのため、液膜式の蒸発器としての性能を向上できる。
【００３８】
また仮に、第二伝熱管群３１１における未蒸発分の液冷媒Ｌが増加して、ケーシング５内の液冷媒Ｌの液面Ｌｓが上昇しても、沸騰伝熱面１４を有した第三伝熱管群３１６が液冷媒Ｌに浸漬され、液冷媒Ｌに浸漬された第三伝熱管３１７により、第一伝熱管１２の熱交換性能と同等の熱交換性能を得られる。すなわち第三伝熱管３１７が沸騰伝熱面１４を有さない場合よりも熱交換性能を向上することができる。
【００３９】
この発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能であり、蒸発器２を有する冷凍機であれば、冷凍サイクル及びその構成機器の型式は問わない。
また、蒸発器２，２０２，３０２は、上述した形状に限られない。例えば、ケーシング５や伝熱管の断面輪郭は円形に限られない。
【００４０】
第一実施形態では、第一伝熱管１２が沸騰伝熱面１４を有している場合について説明した。しかし、第一伝熱管１２は、第二伝熱管１３と同様に、沸騰伝熱面１４を有していない、いわゆるベア管を用いるようにしても良い。
【００４１】
一方で、第一実施形態では、第二伝熱管１３が沸騰伝熱面１４を有していない場合について説明した。しかし、第二伝熱管１３は、第一伝熱管１２と同様に、沸騰伝熱面１４を有していても良い。言い換えれば、液膜式の蒸発器を構成する第二伝熱管群１１の第二伝熱管１３は、全て沸騰伝熱面１４を有する沸騰伝熱管としても良い。
【符号の説明】
【００４２】
１  圧縮機
２，２０２，３０２  蒸発器
３  膨張弁
４  凝縮器
５  ケーシング
６，２０６，３０６  伝熱管群
７  冷媒供給部
１０  第一伝熱管群
１１，２１１，３１１  第二伝熱管群
１２  第一伝熱管
１３，２１３，３１３  第二伝熱管
１４  沸騰伝熱面
２１３Ａ  フィン付き伝熱管
２１３Ｂ  フィン無し伝熱管
２１３Ａａ  伝熱管本体
２１３Ａｂ  針状フィン
３１６  第三伝熱管群
３１７  第三伝熱管
１００，２００，３００  冷凍機
【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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