(57)【要約】【課題】空冷式凝縮器の出口側に接続されたレシーバ兼水冷式凝縮器において、空冷運転時に容器本体内に溜まった液冷媒の液面を安定させるとともに、水冷運転時に熱交換効率を高める。【解決手段】コンテナ用冷凍装置１の水冷式凝縮器１５は、容器本体３１と、管束３２と、冷媒入口ノズル３３と、冷媒出口ノズル３４とを備えている。容器本体３１は、内部に冷媒を溜めることが可能である。管束３２は、コイル状に巻かれた伝熱管５１を有しており、伝熱管５１のコイル軸線Ｏ−Ｏが上下方向に向くように容器本体３１内に配置され、伝熱管５１内に熱源としての水を流通させて冷媒を凝縮させることが可能である。冷媒入口ノズル３３は、容器本体３１内に導入される冷媒が管束３２に当たるように設けられている。冷媒出口ノズル３４は、容器本体３１内に溜められた冷媒を導出する。【選択図】  図４
2004340525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気及び水の任意の一方を熱源として利用して冷媒を凝縮させることが可能な冷媒回路を備えた冷凍装置（１）において、空気を熱源として冷媒を凝縮させる空冷式凝縮器（１３）の出口側に接続され、空冷運転時には前記空冷式凝縮器で凝縮された冷媒を溜めるレシーバとして機能し、水冷運転時には水を熱源として冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するレシーバ兼水冷式凝縮器（１５）であって、
内部に冷媒を溜めることが可能な容器本体（３１）と、
コイル状に巻かれた伝熱管（５１、１５１、２５１）を有し、前記伝熱管のコイル軸線（Ｏ−Ｏ）が上下方向に向くように前記容器本体内に配置され、前記伝熱管内に熱源としての水を流通させて冷媒を凝縮させることが可能な管束（３２）と、
前記容器本体内に導入される冷媒が前記管束に当たるように設けられた入口ノズル（３３）と、
前記容器本体内に溜められた冷媒を導出する出口ノズル（３４）と、
を備えたレシーバ兼水冷式凝縮器（１５）。
【請求項２】
前記入口ノズル（３３）は、前記容器本体（３１）内に導入される冷媒が前記管束（３２）の上部に当たるように設けられている、請求項１に記載のレシーバ兼水冷式凝縮器（１５）。
【請求項３】
前記入口ノズル（３３）は、前記容器本体（３１）の上部に設けられており、前記容器本体内を上下方向に延びるとともに、その管端部（６１ａ）が横向き又は斜め下向きに形成された入口内部管（６１）を有している、請求項１又は２に記載のレシーバ兼水冷式凝縮器（１５）。
【請求項４】
前記出口ノズル（３４）は、前記容器本体（３１）の上部に設けられており、前記容器本体内を上下方向に延びるとともに、その管端部（７１ａ）が前記容器本体の底部近傍まで延びる出口内部管（７１）を有している、請求項１〜３のいずれかに記載のレシーバ兼水冷式凝縮器（１５）。
【請求項５】
前記伝熱管（１５１、２５１）は、管外側に複数のフィン（１５１ａ、２５１ａ）を有している、請求項１〜４のいずれかに記載のレシーバ兼水冷式凝縮器（１５）。
【請求項６】
冷媒を圧縮する圧縮機（１２）と、
空冷運転時において、空気を熱源として、前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる空冷式凝縮器（１３）と、
前記空冷式凝縮器の出口側に接続され、水冷運転時において、水を熱源として、前記圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる請求項１〜５のいずれかに記載のレシーバ兼水冷式凝縮器（１５）と、
前記空冷式凝縮器又は前記レシーバ兼水冷式凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧する膨張機構（１６）と、
前記膨張機構によって減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（１８）と、
を備えた冷凍装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシーバ兼水冷式凝縮器及びそれを備えた冷凍装置、特に、空気及び水の任意の一方を熱源として利用して冷媒を凝縮させることが可能な冷媒回路を備えた冷凍装置において、空気を熱源として冷媒を凝縮させる空冷式凝縮器の出口側に接続され、空冷運転時には空冷式凝縮器で凝縮された冷媒を溜めるレシーバとして機能し、水冷運転時には水を熱源として冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するレシーバ兼水冷式凝縮器、及びそれを備えた冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海上コンテナ等に使用される冷凍装置においては、船上の設備によって、熱源として、空気及び水のいずれか一方のみしか利用できない場合があるため、このような状況に対応できるように、空気を熱源とする空冷式凝縮器と、水を熱源とする水冷式凝縮器との両方を備えた構成とする場合がある。
【０００３】
このような冷凍装置では、水冷式凝縮器が空冷式凝縮器の出口側に直列に接続されている。そして、水冷式凝縮器は、熱源として空気を使用する場合には、空冷式凝縮器を凝縮器として使用することになるため、空冷式凝縮器において凝縮された冷媒を一時的に溜めるレシーバとして機能し、熱源として水を使用する場合には、凝縮器として機能するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実公平６−８４６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような水冷式凝縮器として、円筒形等の形状を有し液冷媒を溜めることが可能な容器本体と、容器本体内に配置された伝熱管とを備えているものがある。容器本体には、冷媒を導入する冷媒入口ノズルと、容器本体に溜められた液冷媒を導出する冷媒出口ノズルとが設けられている。冷媒入口ノズルは、容器本体の上部に配置された短管であり、その一部が容器本体の上部空間に突出している。冷媒出口ノズルは、容器本体の上部に配置された短管であり、その一部が容器本体の底部まで延びている。
【０００６】
伝熱管の管内には、熱源としての水が流通されるようになっている。これにより、水を熱源として運転する場合（水冷運転時）において、冷媒入口ノズルから導入されたガス冷媒が水によって冷却・凝縮されて液冷媒となり、容器本体内に溜まり、冷媒出口ノズルから液冷媒が導出されるようになっている。また、空気を熱源として運転する場合（空冷運転時）において、空冷式凝縮器において空気によって冷却・凝縮された液冷媒が冷媒入口ノズルから導入されて容器本体内に溜まり、冷媒出口ノズルから液冷媒が導出されるようになっている。
【０００７】
ここで、空冷運転時において、水冷式凝縮器の容器本体内に導入される液冷媒は、容器本体の上部に設けられた冷媒入口ノズルから導入されるため、容器本体内に溜まった液冷媒の液面が安定せず、冷媒出口ノズルから液冷媒とともにガス冷媒が混入して導出されてしまう場合がある。また、水冷運転時において、水冷式凝縮器の容器本体内に導入されるガス冷媒は、容器本体の上部に設けられた入口ノズルから導入されるため、その流れが伝熱管に十分に接触することができず、熱交換効率が低くなる場合がある。
【０００８】
本発明の課題は、空冷式凝縮器の出口側に接続されて、空冷運転時には空冷式凝縮器で凝縮された冷媒を溜めるレシーバとして機能し、水冷運転時には水を熱源として冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するレシーバ兼水冷式凝縮器において、空冷運転時に容器本体内に溜まった液冷媒の液面を安定させるとともに、水冷運転時に熱交換効率を高めることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のレシーバ兼水冷式凝縮器は、空気及び水の任意の一方を熱源として利用して冷媒を凝縮させることが可能な冷媒回路を備えた冷凍装置において、空気を熱源として冷媒を凝縮させる空冷式凝縮器の出口側に接続され、空冷運転時には空冷式凝縮器で凝縮された冷媒を溜めるレシーバとして機能し、水冷運転時には水を熱源として冷媒を凝縮させる凝縮器として機能するレシーバ兼水冷式凝縮器であって、容器本体と、管束と、入口ノズルと、出口ノズルとを備えている。容器本体は、内部に冷媒を溜めることが可能である。管束は、コイル状に巻かれた伝熱管を有しており、伝熱管のコイル軸線が上下方向に向くように容器本体内に配置され、伝熱管内に熱源としての水を流通させて冷媒を凝縮させることが可能である。入口ノズルは、容器本体内に導入される冷媒が管束に当たるように設けられている。出口ノズルは、容器本体内に溜められた冷媒を導出する。
【００１０】
このレシーバ兼水冷式凝縮器では、容器本体内に導入される冷媒が管束に当たるように入口ノズルが設けられているため、導入された液冷媒が管束に当たることで螺旋状に降下しながら流れる。これにより、空冷運転時には、液冷媒の下向きの流速が小さくなるため、容器本体内に溜まった冷媒の液面が安定し、出口ノズルから導出される液冷媒にガス冷媒が混入されにくくなる。また、水冷運転時には、導入されたガス冷媒が管束に当たることで螺旋状に降下しながら流れるため、伝熱管との接触を促進させることができるようになり、熱交換効率が向上する。
【００１１】
請求項２に記載のレシーバ兼水冷式凝縮器は、請求項１において、入口ノズルは、容器本体内に導入される冷媒が管束の上部に当たるように設けられている。このレシーバ兼水冷式凝縮器では、導入された冷媒が管束の上部に当たるようになっているため、空冷運転時には、液冷媒の下向きの流速がさらに小さくなり、また、水冷運転時には、伝熱管との接触がさらに促進される。
【００１２】
請求項３に記載のレシーバ兼水冷式凝縮器は、請求項１又は２において、入口ノズルは、容器本体の上部に設けられており、容器本体内を上下方向に延びるとともに、その管端部が横向き又は斜め下向きに形成された入口内部管を有している。
このレシーバ兼水冷式凝縮器では、入口ノズルの管端部に横向き又は斜め下向きの入口内部管を形成するだけの簡単な構造で、導入された冷媒が管束の上部に当たるようにすることができる。
【００１３】
請求項４に記載のレシーバ兼水冷式凝縮器は、請求項１〜３のいずれかにおいて、出口ノズルは、容器本体の上部に設けられており、容器本体内を上下方向に延びるとともに、その管端部が容器本体の底部近傍まで延びる出口内部管を有している。
このレシーバ兼水冷式凝縮器では、出口内部管を有する吸い上げ構造の出口ノズルであっても、容器本体内に溜まった液冷媒の液面が安定しているため、出口ノズルから導出される液冷媒にガス冷媒が混入されにくくなる。
【００１４】
請求項５に記載のレシーバ兼水冷式凝縮器は、請求項１〜４のいずれかにおいて、伝熱管は、管外側に複数のフィンが設けられている。
このレシーバ兼水冷式凝縮器では、管束を構成する伝熱管がフィン付き伝熱管であるため、空冷運転時には、フィンが液冷媒の流れ抵抗となって、液冷媒の下向きの流速がさらに小さくなり、また、水冷運転時には、フィンの存在により伝熱面積が増加するため、熱交換がさらに促進される。
【００１５】
請求項６に記載の冷凍装置は、圧縮機と、空冷式凝縮器と、請求項１〜５のいずれかに記載のレシーバ兼水冷式凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを備えている。圧縮機は、冷媒を圧縮する。空冷式凝縮器は、空冷運転時において、空気を熱源として、圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる。レシーバ兼水冷式凝縮器は、空冷式凝縮器の出口側に接続されており、水冷運転時において、水を熱源として、圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる。減圧機構は、空冷式凝縮器又はレシーバ兼水冷式凝縮器によって凝縮された冷媒を減圧する。蒸発器は、膨張機構によって減圧された冷媒を蒸発させる。
【００１６】
この冷凍装置では、請求項１〜５に記載のレシーバ兼水冷式凝縮器を備えているため、空冷運転時には、レシーバ兼水冷式凝縮器の出口ノズルから導出される液冷媒にガス冷媒が混入されにくくなるため、冷媒量不足が生じていないかどうかを正確に把握できるようになり、また、水冷運転時には、熱交換効率が向上しているため、装置全体としての冷凍能力及び冷凍効率を高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて、本発明にかかるレシーバ兼水冷式凝縮器及びそれを備えた冷凍装置の実施形態について説明する。
（１）コンテナ用冷凍装置の構成
図１〜図３は、本発明の一実施形態にかかる冷凍装置としてのコンテナ用冷凍装置１を示す図である。図１は、コンテナ用冷凍装置１を備えたコンテナ２の外観を示す分解斜視図である。図２は、コンテナ用冷凍装置１の正面図である。図３は、コンテナ用冷凍装置１の概略冷媒回路を示す図である。
【００１８】
コンテナ用冷凍装置１は、図１に示すように、海上コンテナ等のような船荷として取り扱われるコンテナ２の開口面２ａに対応して配置・装着されており、コンテナ２内を冷却することが可能である。コンテナ用冷凍装置１は、コンテナ用冷凍装置１は、図２及び図３に示すように、主に、開口面２ａを覆うように配置されたケーシング１１と、圧縮機１２と、空冷式凝縮器１３と、凝縮器用ファン１４と、水冷式凝縮器１５（レシーバ兼水冷式凝縮器）と、膨張弁１６（膨張機構）と、蒸発器１８と、蒸発器用ファン１９とを備えている。そして、圧縮機１２、空冷式凝縮器１３、水冷式凝縮器１５、膨張弁１６及び蒸発器１８等は、図３に示すように、冷媒配管によって接続されて、冷媒回路１０を構成している。
【００１９】
圧縮機１２は、冷媒を圧縮する機器であり、図２に示すように、ケーシング１１のコンテナ２外側（本実施形態では、ケーシング１１下部の略中央付近）に配置されている。
空冷式凝縮器１３は、コンテナ２が船の甲板上に置かれている場合等のような空気を熱源として使用する場合（空冷運転時）に、圧縮機１２によって圧縮された冷媒を凝縮させる熱交換器であり、図３に示すように、圧縮機１２の吐出配管１０ａに接続されている。空冷式凝縮器１３は、図２に示すように、ケーシング１１のコンテナ２外側（本実施形態では、圧縮機１２の上側）に配置されている。空冷式凝縮器１３の近傍（本実施形態では、空冷式凝縮器１３の上側）には、空冷式凝縮器１３に熱源となる空気を送風する凝縮器用ファン１４が配置されている。
【００２０】
水冷式凝縮器１５は、コンテナ２が船の甲板下に置かれている場合等のような空気を熱源として使用できず、水を熱源として使用する場合（水冷運転時）に、圧縮機１２によって圧縮された冷媒を凝縮させる熱交換器であり、図３に示すように、空冷式凝縮器１３の出口配管１０ｂに接続されている。このため、水冷式凝縮器１５は、空冷運転時には、空冷式凝縮器１３で凝縮された冷媒を溜めるレシーバとして機能し、水冷運転時には、水を熱源として冷媒を凝縮させる凝縮器として機能することができるようになっている。水冷式凝縮器１５は、図２に示すように、ケーシング１１のコンテナ２外側（本実施形態では、空冷式凝縮器１３の下側）に配置されている。水冷式凝縮器１５は、船上の冷却水設備等の水配管が接続されて、熱源となる水が供給されるようになっている。水冷式凝縮器１５の詳細構造については、後述する。
【００２１】
膨張弁１６は、空冷式凝縮器１３又は水冷式凝縮器１５によって凝縮された冷媒を減圧する弁であり、図３に示すように、水冷式凝縮器１５の出口配管１０ｃに接続されている。また、本実施形態において、出口配管１０ｃには、膨張弁１６の上流側にサイトグラス１７が接続されている。サイトグラス１７は、出口配管１０ｃ内を流れる冷媒を視認するための窓を有する部材であり、適正な冷媒量が充填されているかどうかを運転中に確認するために設けられている。
【００２２】
蒸発器１８は、膨張弁１６によって減圧された冷媒を蒸発させる熱交換器であり、図３に示すように、出口配管１０ｃの膨張弁１６の下流側の位置に接続されている。蒸発器１８の出口は、吸入配管１０ｄを介して、圧縮機１２の吸入側に接続されている。蒸発器１８は、図２に示すように、ケーシング１１のコンテナ２内側（本実施形態では、凝縮器用ファン１４の上側）に配置されている。蒸発器１８の近傍（本実施形態では、蒸発器１８の上側）には、コンテナ２内の空気を蒸発器１８に送風する蒸発器用ファン１９が配置されている。
【００２３】
（２）水冷式凝縮器（レシーバ兼水冷式凝縮器）の構造
次に、本実施形態の水冷式凝縮器１５の構造について、図４及び図５を用いて、詳細に説明する。ここで、図４は、水冷式凝縮器１５の側面断面図（上鏡板４１、胴板４２及び下鏡板４３については、冷媒入口ノズル３３及び冷媒出口ノズル３４付近を除いて断面を図示し、管束３２については、上部のみ断面を図示している）である。図５は、水冷式凝縮器１５の上鏡板４１を取り外した状態における平面図（冷媒入口ノズル３３及び冷媒出口ノズル３４は、２点鎖線で図示している）である。
【００２４】
水冷式凝縮器１５は、主に、容器本体３１と、管束３２と、冷媒入口ノズル３３と、冷媒出口ノズル３４とを備えている。
容器本体３１は、内部に冷媒を溜めることが可能な容器であり、本実施形態において、上鏡板４１と胴板４２と下鏡板４３とから構成される縦型円筒形状の圧力容器である。胴板４２は、上部と下部とが開口した筒状の部材である。上鏡板４１及び下鏡板４３は、胴板４２の上部開口及び下部開口をそれぞれ覆うように装着された皿状の部材である。
【００２５】
管束３２は、主に、水冷運転時に、容器本体３１内に導入されるガス冷媒を熱源としての水を用いて凝縮させることが可能な熱交換器であり、コイル状に巻かれた伝熱管５１から構成されている。管束３２は、伝熱管５１のコイル軸線Ｏ−Ｏ（図４参照）が上下方向に向くように容器本体３１内に配置されている。伝熱管５１の両管端部は、容器本体３１の下部（具体的には、下鏡板４３の側部）に設けられた水入口ノズル３５及び水出口ノズル３６にそれぞれ接続されている。これにより、伝熱管５１内には、熱源としての水を流通させることが可能になっている。伝熱管５１は、コイル状に巻かれた状態で複数（本実施形態では４個）のバンド５２によって束ねられており、支持部材５３を介して下鏡板４３に固定されている。尚、伝熱管５１は、本実施形態において、管断面の形状が円形である。
【００２６】
冷媒入口ノズル３３は、空冷式凝縮器１３の出口配管１０ｂに接続されて、空冷式凝縮器１３から送られるガス冷媒又は液冷媒を容器本体３１内に導入する管部材である。冷媒入口ノズル３３は、水冷式凝縮器１５の側面視（図４参照）において、容器本体３１の上部（具体的には、上鏡板４１）に設けられており、容器本体３１内を上下方向に延びるとともに、管端部６１ａが斜め下向きに形成された入口内部管６１を有している。冷媒入口ノズル３３は、水冷式凝縮器１５の平面視（図５参照）において、管束３２のコイル内側に対応するように配置されている。入口内部管６１の管端部６１ａは、容器本体３１内に導入される冷媒が管束３２の上部に当たるように設けられている。
【００２７】
冷媒出口ノズル３４は、水冷式凝縮器１５の出口配管１０ｃに接続されて、容器本体３１に溜められた冷媒を導出する管部材である。冷媒出口ノズル３４は、水冷式凝縮器１５の側面視（図４参照）において、容器本体３１の上部（具体的には、上鏡板４１）に設けられており、容器本体３１内を上下方向に延びるとともに、管端部７１ａが容器本体３１の底部近傍（具体的には、下鏡板４３の底部近傍）まで延びる出口内部管７１を有している。このように、水冷式凝縮器１５は、出口内部管７１を有する冷媒出口ノズル３４を備えた吸い上げ構造となっている。
【００２８】
（３）コンテナ用冷凍装置の動作
次に、コンテナ用冷凍装置１の空冷運転時及び水冷運転時の動作について、図３及び図６を用いて説明する。ここで、図６は、水冷式凝縮器１５の動作を説明する模式図である。
（空冷運転時）
空冷運転時は、水冷式凝縮器１５に外部の冷却水設備等から熱源となる水が供給されていない状態となっている。
【００２９】
この状態において、圧縮機１２、蒸発器用ファン１９及び凝縮器用ファン１４を駆動する。すると、吸入配管１０ｄのガス冷媒は、圧縮機１２に吸入されて圧縮された後、吐出配管１０ａを経由して空冷式凝縮器１３に送られる。
次に、空冷式凝縮器１３に送られたガス冷媒は、凝縮器用ファン１９によって空冷式凝縮器１３に送風される空気と熱交換を行って凝縮される。空冷式凝縮器１３において凝縮された冷媒は、出口配管１０ｂを経由して、水冷式凝縮器１５に送られる。
【００３０】
次に、水冷式凝縮器１５に送られた液冷媒は、冷媒入口ノズル３３を介して容器本体３１内に導入され、一旦、容器本体３１に溜められた後、冷媒出口ノズル３４を介して、出口配管１０ｃに導出される。ここで、水冷式凝縮器１５においては、冷媒入口ノズル３３が容器本体３１内に導入される液冷媒が管束３２に当たるように設けられているため（図６の矢印Ａ参照）、容器本体３１内に導入された液冷媒は、管束３２に当たることで螺旋状に降下しながら流れている（図６の矢印Ｂ参照）。
【００３１】
次に、水冷式凝縮器１５から出口配管１０ｃに導出された液冷媒は、サイトグラス１７を通過した後、膨張弁１６において減圧されて、気液二相流の状態となり、蒸発器１８に送られる。
次に、蒸発器１８に送られた冷媒は、蒸発器用ファン１９によって蒸発器１８に送風されるコンテナ２内の空気と熱交換を行って蒸発される。蒸発器１８において蒸発されたガス冷媒は、吸入配管１０ｄを経由して、再び、圧縮機１２に吸入される。このようにして、コンテナ２の内部が冷却される。
【００３２】
（水冷運転時）
水冷運転時は、空冷式凝縮器１３を使用せずに、水冷式凝縮器１５に外部の冷却水設備等から熱源となる水を供給した状態とする。
この状態において、圧縮機１２及び蒸発器用ファン１９を駆動する（すなわち、凝縮器用ファン１４は、駆動しない）。すると、吸入配管１０ｄのガス冷媒は、圧縮機１２に吸入されて圧縮された後、吐出配管１０ａを経由して空冷式凝縮器１３に送られる。
【００３３】
次に、空冷式凝縮器１３に送られたガス冷媒は、凝縮器用ファン１９が駆動されていないため、熱交換がほとんど行われず、圧縮機１２において圧縮された冷媒が、ほぼそのまま、出口配管１０ｂを経由して、水冷式凝縮器１５に送られる。
次に、水冷式凝縮器１５に送られたガス冷媒は、冷媒入口ノズル３３を介して容器本体３１内に導入され、熱源となる水が供給されている管束３２と接触して凝縮される。そして、凝縮された冷媒は、一旦、容器本体３１に溜められた後、冷媒出口ノズル３４を介して、出口配管１０ｃに導出される。ここで、水冷式凝縮器１５においては、冷媒入口ノズル３３が容器本体内３１に導入されるガス冷媒が管束３２に当たるように設けられているため（図６の矢印Ａ参照）、空冷運転時と同様に、容器本体３１内に導入されたガス冷媒は、管束３２に当たることで螺旋状に降下しつつ、凝縮しながら流れている（図６の矢印Ｂ参照）。
【００３４】
次に、水冷式凝縮器１５から出口配管１０ｃに導出された液冷媒は、サイトグラス１７を通過した後、膨張弁１６において減圧されて、気液二相流の状態となり、蒸発器１８に送られる。
次に、蒸発器１８に送られた冷媒は、蒸発器用ファン１９によって蒸発器１８に送風されるコンテナ２内の空気と熱交換を行って蒸発される。蒸発器１８において蒸発されたガス冷媒は、吸入配管１０ｄを経由して、再び、圧縮機１２に吸入される。このようにして、コンテナ２の内部が冷却される。
【００３５】
（４）水冷式凝縮器及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置の特徴
本実施形態の水冷式凝縮器１５及びそれを備えたコンテナ用冷凍装置１には、以下のような特徴がある。
（Ａ）本実施形態の水冷式凝縮器１５では、図６に示すように、空冷運転時においては、容器本体３１内に導入される冷媒が管束３２に当たるように冷媒入口ノズル３３が設けられているため（矢印Ａ参照）、導入された液冷媒が管束３２に当たることで螺旋状に降下しながら流れるようになっている（矢印Ｂ参照）。水冷運転時においても、空冷運転時と同様に、導入されたガス冷媒が管束３２に当たることで螺旋状に降下しつつ、凝縮しながら流れるようになっている。
【００３６】
このため、容器本体３１内に導入される冷媒が管束３２に当たるように構成されていない、例えば、容器本体３１内に導入される冷媒が冷媒入口ノズル９３３を介して容器本体３１の底部に向かうように構成された従来例の水冷式凝縮器９１５（図７参照、矢印Ｂ’参照）に比べて、空冷運転時においては、液冷媒の下向きの流速が小さくなるため、容器本体３１内に溜まった冷媒の液面が安定し（具体的には、図７の液面変動幅Ｈ’よりも図６の液面変動幅Ｈのほうが小さくなる）、冷媒出口ノズル３４から導出される液冷媒にガス冷媒が混入しにくくなっている（図６の矢印Ｃ及び図７の矢印Ｃ’参照）。また、水冷運転時においては、ガス冷媒の管束３２（具体的には、伝熱管５１）との接触を促進させることができるようになり、熱交換効率が向上している。
【００３７】
（Ｂ）また、冷媒入口ノズル３３は、容器本体３１内に導入される冷媒が管束３２の上部に当たるように設けられているため、空冷運転時には、液冷媒の下向きの流速がさらに小さくなり、また、水冷運転時には、管束３２との接触がさらに促進されるようになっている。しかも、冷媒入口ノズル３３は、その入口内部管６１の管端部６１ａを斜め下向きに形成するだけの簡単な構造であり、実用性が高いものとなっている。
【００３８】
（Ｃ）さらに、容器本体３１内に溜まった液冷媒の液面が安定しているため、本実施形態の水冷式凝縮器１５のように、吸い上げ構造の冷媒出口ノズル３４を採用しやすいという利点もある。
（Ｄ）コンテナ用冷凍装置１全体としても、本実施形態のような水冷式凝縮器１５を採用しているため、空冷運転時においては、水冷式凝縮器の冷媒出口ノズル３４から導出される液冷媒にガス冷媒が混入しにくくなるため、出口配管１０ｃに設けられたサイトグラス１７において、適正な量の冷媒が充填されているにもかかわらず、視認される冷媒の状態から冷媒量不足と誤認してしまうようなことがなくなり、冷媒量不足が生じていないかどうかを正確に把握できるようになる。また、水冷運転時においては、水冷式凝縮器１５の熱交換効率が向上しているため、装置全体としての冷凍能力及び冷凍効率を高めることができる。
【００３９】
（５）変形例
上記の水冷式凝縮器１５においては、管束３２を構成する伝熱管５１の管断面の形状が円形の管であったが、フィン付き伝熱管を採用してもよい。フィン付き伝熱管としては、種々のものがあるが、例えば、図８（ａ）に示す放射状に複数のフィン１５１ａが設けられた伝熱管１５１や、図８（ｂ）に示す環状のフィン２５１ａが設けられた伝熱管２５１を採用することができる。このようなフィン付きの伝熱管１５１、２５１を用いて、管束３２を構成することによって、空冷運転時においては、フィン１５１ａ、２５１ａが液冷媒の流れ抵抗となって、液冷媒の下向きの流速がさらに小さくなり、また、水冷運転時においては、フィン１５１ａ、２５１ａの存在により伝熱面積が増加するため、熱交換がさらに促進されるようになる。
【００４０】
（６）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（Ａ）前記実施形態では、コンテナ用冷凍装置に本発明を適用したが、これに限定されず、あらゆる空気及び水の任意の一方を熱源として利用する冷凍装置に適用可能である。
【００４１】
（Ｂ）前記実施形態では、管束を構成する伝熱管の管断面の形状が円形であったが、これに限定されず、扁平管形状等のように他の形状であってもよい。
（Ｃ）前記実施形態では、冷媒入口ノズルの入口内部管の管端部が斜め下向きに形成されていたが、これに限定されず、横向きであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１にかかる発明では、レシーバ兼水冷式凝縮器において、容器本体内に導入される冷媒が管束に当たるように入口ノズルが設けられているため、導入された液冷媒が管束に当たることで螺旋状に降下しながら流れるようになっている。これにより、空冷運転時には、容器本体内に溜まった冷媒の液面が安定し、出口ノズルから導出される液冷媒にガス冷媒が混入されにくくなる。また、水冷運転時には、伝熱管との接触を促進させることができるようになり、熱交換効率が向上する。
【００４３】
請求項２にかかる発明では、レシーバ兼水冷式凝縮器において、導入された冷媒が管束の上部に当たるようになっているため、空冷運転時には、液冷媒の下向きの流速がさらに小さくなり、また、水冷運転時には、伝熱管との接触がさらに促進される。
請求項３にかかる発明では、レシーバ兼水冷式凝縮器において、入口ノズルの管端部に横向き又は斜め下向きの入口内部管を形成するだけの簡単な構造で、導入された冷媒が管束の上部に当たるようにすることができる。
【００４４】
請求項４にかかる発明では、レシーバ兼水冷式凝縮器において、出口内部管を有する吸い上げ構造の出口ノズルであっても、容器本体内に溜まった液冷媒の液面が安定しているため、出口ノズルから導出される液冷媒にガス冷媒が混入することがなくなる。
請求項５にかかる発明では、レシーバ兼水冷式凝縮器において、管束を構成する伝熱管がフィン付き伝熱管であるため、空冷運転時には、フィンが液冷媒の流れ抵抗となって、液冷媒の下向きの流速がさらに小さくなり、また、水冷運転時には、フィンの存在により伝熱面積が増加するため、熱交換がさらに促進される。
【００４５】
請求項６にかかる発明では、冷凍装置が請求項１〜５に記載のレシーバ兼水冷式凝縮器を備えているため、空冷運転時には、レシーバ兼水冷式凝縮器の出口ノズルから導出される液冷媒にガス冷媒が混入しにくくなることにより、冷媒量不足が生じていないかどうかを正確に把握できるようになり、また、水冷運転時には、レシーバ兼水冷式凝縮器の熱交換効率が向上することにより、装置全体としての冷凍能力及び冷凍効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンテナ用冷凍装置を備えたコンテナの外観を示す分解斜視図。
【図２】コンテナ用冷凍装置の正面図。
【図３】コンテナ用冷凍装置の概略冷媒回路を示す図。
【図４】水冷式凝縮器の側面断面図。
【図５】水冷式凝縮器の上鏡板を取り外した状態における平面図。
【図６】本実施形態の水冷式凝縮器の動作を説明する模式図。
【図７】従来例の水冷式凝縮器の動作を説明する模式図。
【図８】フィン付き伝熱管の一部を示す斜視図。
【符号の説明】
１  コンテナ用冷凍装置
１２  圧縮機
１３  空冷式凝縮器
１５  水冷式凝縮器
１６  膨張弁
１８  蒸発器
３１  容器本体
３２  管束
３３  冷媒入口ノズル
３４  冷媒出口ノズル
５１、１５１、２５１  伝熱管
６１  入口内部管
６１ａ  管端部
７１  出口内部管
７１ａ  管端部
１５１ａ、２５１ａ  フィン
【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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