降膜式蒸發器的製作方法

2023-12-04 00:25:26

本發明涉及一種降膜式蒸發器。

背景技術：

目前，作為在渦輪制冷機等製冷裝置中使用的製冷劑的蒸發器，存在例如專利文獻1(日本專利特開平8-189726號公報)所示的降膜式蒸發器。降膜式蒸發器是如下形式的熱交換器：利用液體製冷劑分散裝置使液體製冷劑朝著導熱管組流下，並利用導熱管組使流下的液體製冷劑蒸發；該液體製冷劑分散裝置設置於箱內的導熱管組與從箱上方伸出的蒸汽出口管之間。被導熱管組蒸發後的氣體製冷劑經由從箱上方伸出的蒸汽出口管流出至箱外，並輸送至壓縮機。

技術實現要素：

發明所要解決的技術問題

在上述現有的降膜式蒸發器中，在由膨脹閥等減壓機構減壓後的製冷劑以氣液兩相狀態供給至箱內的情況下，氣液兩相狀態的製冷劑經由設置於箱的製冷劑入口管流入液體製冷劑分散裝置。

然後，流入液體製冷劑分散裝置的氣液兩相狀態的製冷劑所包含的氣體製冷劑和由導熱管組蒸發而生成的氣體製冷劑流向設置於箱上方的蒸汽出口管。

在此，在蒸汽出口管從箱的上方中央延伸出的情況下，從液體製冷劑分散裝置流下的液體製冷劑到蒸汽出口管的距離較遠，因此，液體製冷劑不易經由蒸汽出口管流出。

但是，若是像在箱上方需要配置其他構件的情況或蒸汽出口管的連接對象不是箱的上方的情況等那樣，蒸汽出口管從箱的上方中央以外的傾斜的部位延伸出，就會形成從液體製冷劑分散裝置流下的製冷劑容易到達的部分和不易到達的部分。

若像這樣存在從液體製冷劑分散裝置流下的液體製冷劑容易到達的部分，則有可能產生流過該部分的氣體製冷劑與液體製冷劑一起經由蒸汽出口管流出至箱外的攜帶現象。

本發明是鑑於上述問題而完成的，本發明的課題是提供一種降膜式蒸發器，即便在將蒸汽出口管設於箱的上方中央以外的部位的情況下，也能將液體製冷劑的流出抑制得較小。

解決技術問題所採用的技術方案

第一技術方案的降膜式蒸發器是用於製冷裝置的降膜式蒸發器，該降膜式蒸發器包括導熱管組、箱、液體製冷劑分散部、蒸汽出口管以及隔離構件。導熱管組具有多根導熱管，該導熱管的內部供熱介質流動，並且該導熱管在長度方向上延伸。箱的內部配置有導熱管組，並且該箱設置有製冷劑流入口。液體製冷劑分散部使經由製冷劑流入口供給至箱內的氣液兩相狀態的製冷劑中的液體製冷劑朝嚮導熱管組流下。蒸汽出口管位於箱的上端以外的位置，從箱的長度方向觀察是從側方或上方延伸出的。隔離構件覆蓋沿導熱管的軸向觀察時比箱與蒸汽出口管的連接部分中的最低的部分更靠下方的部位，並在蒸汽出口管與液體製冷劑分散部之間擴展，且使製冷劑在上部流通。隔離構件以隔離構件的長度方向與導熱管的長度方向為相同方向的方式設置。

另外，蒸汽出口管從箱延伸出的位置只要是從箱的長度方向觀察時的側方或上方且是箱的上端以外的位置即可，例如，也可以以從比液體製冷劑分散部高的位置延伸出的方式設置。此外，從箱的長度方向觀察的蒸汽出口管的延伸出的位置的側方或上方(除上端外)，例如可以設為從箱的長度方向觀察相對於箱重心從鉛垂上方偏離±10度至±100度的範圍。

另外，此處，隔離構件的長度方向和導熱管的長度方向不必完全都相同，例如，也可以是導熱管的長度方向相對於隔離構件的長度方向在±10度的範圍內不同，但實質上相同。

在該降膜式蒸發器中，在蒸汽出口管連接於箱的上方央以外的部位的結構中，蒸汽出口管的附近有可能存在液體製冷劑。但是，即便像這樣在蒸汽出口管的附近存在液體製冷劑，由於設有隔離構件，因此也抑制了在蒸汽出口管的附近液體製冷劑直接流向蒸汽出口管。具體而言，即便液體製冷劑在隔離構件的上方超過隔離構件進行，也會因液體製冷劑自重而不易朝向上方，從而不易到達蒸汽出口管。此外，即便製冷劑能從隔離構件在導熱管的長度方向上的端部流過，由於隔離構件的長度方向與導熱管的長度方向設為同一方向，且以液體製冷劑繞隔離構件的長度方向端部迂迴而到達蒸汽出口管所需的移動距離變長的方式構成，因此製冷劑不易到達蒸汽出口管。

因此，能夠抑制液體製冷劑從蒸汽出口管流出。

第二技術方案的降膜式蒸發器是在第一技術方案的降膜式蒸發器的基礎上，隔離構件在沿導熱管的軸向觀察時延伸至箱的比蒸汽出口管更靠上方的內表面，且具有上部開口，該上部開口在隔離構件的上部沿厚度方向貫通；或者，隔離構件在沿蒸汽出口管從箱延伸出的方向觀察時超過蒸汽出口管的上側，而延伸至接近箱的內表面中的位於蒸汽出口管上方的部分的位置，藉此，形成上部間隙。

另外，上部間隙不限於一個的情況，也可以通過在隔離構件的上端部形成凹凸形狀，在隔離構件與箱內表面之間形成多個上部間隙。

在所述降膜式蒸發器中，即便是使蒸汽出口管在箱的上方中央以外的部位與箱連接的結構，也容易使從液體製冷劑分散部至蒸汽出口管的製冷劑的路徑變得平衡。

第三技術方案的降膜式蒸發器是在第二技術方案的降膜式蒸發器的基礎上，上部開口或上部間隙以越靠近蒸汽出口管越使製冷劑流過時的流過阻力變大的方式分為多個設置。

在所述降膜式蒸發器中，通過使蒸汽出口管附近的流過阻力變大，能使蒸汽出口管附近的製冷劑的流速有效降低。

第四技術方案的降膜式蒸發器是在第二技術方案或第三技術方案的降膜式蒸發器的基礎上，上部開口或上部間隙在上下方向上設置在比蒸汽出口管與箱的連接部分高的位置處。

在所述降膜式蒸發器中，由於上部開口或上部間隙設於比蒸汽出口管與箱的連接部分高的位置處，因此容易抑制液體製冷劑抵抗自重而到達蒸汽出口管。

第五技術方案的降膜式蒸發器是在第二技術方案至第四技術方案中的任一技術方案的降膜式蒸發器的基礎上，在隔離構件的下端形成有回油開口，或者，在隔離構件的下端與箱的內表面之間形成有回油間隙。回油開口以及回油間隙比上部開口以及上部間隙小。

在所述降膜式蒸發器中，由於設有回油開口或回油間隙，因此能使冷凍機油不積存於隔離構件與箱的內表面之間的下方部分。此外，即便像這樣防止冷凍機油積存的回油結構設於隔離構件的下方，由於回油開口、回油間隙比上部開口、上部間隙小，因此也能抑制液體製冷劑從蒸汽出口管流出。

第六技術方案的降膜式蒸發器是在第一技術方案至第五技術方案中任一技術方案的降膜式蒸發器的基礎上，隔離構件的長度方向端部與箱的內壁連接。

在所述降膜式蒸發器中，能更有效地抑制液體製冷劑經由隔離構件的長度方向端部而到達蒸汽出口管。

發明效果

在第一技術方案的降膜式蒸發器中，能抑制液體製冷劑從蒸汽出口管流出。

在第二技術方案的降膜式蒸發器中，即便是使蒸汽出口管在箱的上方中央以外的部位與箱連接的結構，也容易使從液體製冷劑分散部至蒸汽出口管的製冷劑的路徑變得平衡。

在第三技術方案的降膜式蒸發器中，能有效降低蒸汽出口管附近的製冷劑的流速。

在第四技術方案的降膜式蒸發器中，能容易地抑制液體製冷劑抵抗自重而到達蒸汽出口管。

在第五技術方案的降膜式蒸發器中，即便是在回油結構設於隔離構件下方的情況下，由於回油開口、回油間隙比上部開口、上部間隙小，因此也能抑制液體製冷劑從蒸汽出口管流出。

在第六技術方案的降膜式蒸發器中，能更有效地抑制液體製冷劑經由隔離構件的長度方向端部而到達蒸汽出口管。

附圖說明

圖1是本發明一實施方式的降膜式蒸發器的外觀圖。

圖2是表示降膜式蒸發器的內部結構的示意立體圖。

圖3是從與箱的長度方向垂直的水平方向觀察降膜式蒸發器的剖視圖。

圖4是從箱的長度方向觀察降膜式蒸發器的蒸汽出口管部分的剖視圖。

圖5是從箱的長度方向觀察另一實施方式A的降膜式蒸發器的蒸汽出口管部分的剖視圖。

圖6是表示另一實施方式B的降膜式蒸發器的內部結構的示意立體圖。

圖7是表示另一實施方式E的降膜式蒸發器的圖4的G-G截面的位置處的從側面觀察到的詳細形狀的剖視圖。

圖8是表示另一實施方式H的降膜式蒸發器的圖4的G-G截面的位置處的從側面觀察到的詳細形狀的剖視圖。

圖9是表示另一實施方式I的降膜式蒸發器的圖4的G-G截面的位置處的從側面觀察到的詳細形狀的剖視圖。

具體實施方式

以下，基於附圖對降膜式蒸發器的一實施方式進行說明。

(1)整體結構

圖1是本發明一實施方式的降膜式蒸發器1的外觀圖。降膜式蒸發器1作為渦輪制冷機等較大容量的製冷裝置的蒸發器使用。具體而言，在這樣的製冷裝置中，與降膜式蒸發器1一起設置有壓縮機和散熱器、膨脹機構等(未圖示)，由這些設備構成蒸汽壓縮式的製冷劑迴路。而且，在這樣的蒸汽壓縮式的製冷劑迴路中，從壓縮機排出的氣體製冷劑在散熱器中散熱。在該散熱器中散熱後的製冷劑通過在膨脹機構中減壓而變為氣液兩相狀態的製冷劑。該氣液兩相狀態的製冷劑流入降膜式蒸發器1內，通過與水或滷水等熱介質的熱交換而蒸發成為氣體製冷劑，並從降膜式蒸發器1流出。從該降膜式蒸發器1流出的氣體製冷劑再次被吸入壓縮機。另一方面，通過與水或滷水等熱介質的熱交換而未蒸發完的液體製冷劑與經由液體製冷劑返回管等(未圖示)流入降膜式蒸發器1內的氣液兩相狀態的製冷劑合流，並再次流入降膜式蒸發器1內。

而且，此處採用橫置的殼管型熱交換器作為降膜式蒸發器1。如圖1～圖4所示，降膜式蒸發器1主要具有箱10、導熱管組20、液體製冷劑分散裝置30以及隔離構件50。在此，圖2是表示降膜式蒸發器1的內部結構的立體圖(這裡省略隔離構件50的圖示)。圖3是從與箱10的長度方向垂直的水平方向觀察降膜式蒸發器1的剖視圖。圖4是從箱10的長度方向觀察降膜式蒸發器1的蒸汽出口管18所在部分的剖視圖。另外，在以下說明中使用的「上」、「下」、「左」、「右」、「水平」等表示方向的文字是指圖1所示的降膜式蒸發器1使用時的設置狀態下的方向。

(2)箱10

箱10主要具有殼11和頭部12a、12b。此處，殼11是長度方向的兩端部開口的橫置圓筒狀的構件。頭部12a、12b是將殼11長度方向的兩端部的開口封閉的碗狀的構件。此處，在圖1～圖3中，將頭部12a、12b中配置於殼11左側的頭部作為頭部12a，將配置於殼11右側的頭部作為頭部12b。

此外，在頭部12a與殼11之間以夾持的方式配置有管板13a。在頭部12b與殼11之間也以夾持的方式配置有管板13b。管板13a、13b是大致圓板狀的構件，並形成有管孔(未圖示)，該管孔用於在插入構成導熱管組20的多根導熱管21長度方向的兩端部的狀態下固定多根導熱管21長度方向的兩端部。由此，箱10內的空間在水平方向上被分割為：頭部空間SH1，該頭部空間SH1由頭部12a和管板13a圍成；殼空間SS，該殼空間SS由殼11和管板13a、13b圍成；以及頭部空間SH2，該頭部空間SH2由頭部12a和管板13a圍成。

此外，頭部12a設置有熱介質入口管14和熱介質出口管15。熱介質入口管14是用於使熱介質流入箱10的頭部空間SH1內的管構件，此處，該熱介質入口管14設置於頭部12a的下部。熱介質出口管15是用於使熱介質流出至箱10的頭部12a外的管構件，此處，該熱介質出口管15設置於頭部12a的上部。此外，頭部空間SH1在上下方向上被頭部空間分隔板16分割為下部頭部空間SHi和上部頭部空間SHo，其中，所述下部頭部空間SHi與熱介質入口管14連通，所述上部頭部空間SHo與熱介質出口管15連通。由此，經由熱介質入口管14流入頭部12a的下部頭部空間SHi內的熱介質流入與下部頭部空間SHi連通的多根導熱管21(此處為構成導熱管組20的下部的多根導熱管21)，並輸送至頭部空間SH2。輸送至該頭部空間SH2的熱介質以在頭部空間SH2內向上方折返的方式流動後，流入與上部頭部空間SHi連通的多根導熱管(此處為構成導熱管組20的上部的多根導熱管21)，並輸送至上部頭部空間SHo。輸送至該上部頭部空間SHo的熱介質經由熱介質出口管15流出至上部頭部空間SHo外(即，從降膜式蒸發器1流出)。

此外，在殼11設置有製冷劑入口管17、蒸汽出口管18以及液體出口管19。製冷劑入口管17是用於使氣液兩相狀態的製冷劑流入箱10的殼空間SS內的管構件，此處，該製冷劑入口管17設置於殼11的上部且偏向殼11長度方向左側的部分。製冷劑入口管17的殼11內的前端形成為使製冷劑流入箱10的製冷劑流入口。蒸汽出口管18是用於使在導熱管組20中蒸發而生成的氣體製冷劑流出至箱10的殼空間SS外的管構件。在該實施方式中，該蒸汽出口管18以從如下的位置伸出的方式設置：在殼體11的上方的、從上端向沿殼11的長度方向觀察時相對於鉛垂上方傾斜30度左右的位置的、殼11長度方向的大致中央部分。另外，蒸汽出口管18與殼11之間的連接部分處的蒸汽出口管18的軸向傾斜角度可以在±10度至100度的範圍內，也可以在±30度至60度的範圍內。此外，在該實施方式中，蒸汽出口管18與殼11之間的連接位置位於比製冷劑分散裝置30的第二行製冷劑桶35靠上方的位置處。液體出口管19是用於使在導熱管組20中未蒸發完的液體製冷劑流出至箱10的殼空間SS外的管構件，此處，該液體出口管19設置於殼11的下部且在殼11長度方向的大致中央部分。由此，經由製冷劑入口管17供給至箱10的殼空間SS內的氣液兩相狀態的製冷劑中的液體製冷劑利用液體製冷劑分散裝置30而從導熱管組20的上方分散。分散至導熱管組20的液體製冷劑通過與構成導熱管組20的導熱管21內流動的熱介質的熱交換而蒸發成為氣體製冷劑。在導熱管組20中蒸發而生成的氣體製冷劑朝蒸汽出口管18向斜上方流動，並經由蒸汽出口管18流出至箱10的殼空間SS外。流出至該箱10的殼空間SS外的氣體製冷劑再次被吸入壓縮機。另一方面，在導熱管組20中未蒸發完的液體製冷劑經由設置於箱10的殼空間SS下部的液體出口管19流出至箱10的殼空間SS外。流出至該箱10的殼空間SS外的液體製冷劑與經由液體製冷劑返回管等流入箱10的殼空間SS內的氣液兩相狀態的製冷劑合流，並再次經由製冷劑入口管17流入箱10的殼空間SS內。

(3)導熱管組20

導熱管組20具有沿著箱10的長度方向延伸的多根導熱管21。在從箱10的長度方向觀察時，導熱管組20配置於箱10的殼空間SS內的水平方向的大致中央且偏向上下方向的下方的部分。在從箱10的長度方向觀察時，多根導熱管21配置為多行多列，此處，多根導熱管21以呈11列×9行的交叉排列的方式配置。導熱管21長度方向的兩端部延伸至管板13a、13b，在插入的狀態下固定於管板13a、13b的管孔(未圖示)。而且，構成偏嚮導熱管組20上下方向的上方的部分的導熱管21長度方向的兩端部與頭部空間SH2的下部以及下部頭部空間SHi連通，構成偏嚮導熱管組20上下方向的下方的部分的導熱管21長度方向的兩端部與頭部空間SH2的上部以及上部頭部空間SHo連通。

另外，構成導熱管組20的導熱管21的根數或排列並不限定於本實施方式中的根數或排列，能夠採用各種根數或排列。此外，在採用僅在殼長度方向的一端部設置管板以及頭部的箱的情況下，也可以採用U字管狀的導熱管。

(4)液體製冷劑分散裝置30

液體製冷劑分散裝置30配置於箱10的殼空間SS內的導熱管組20與蒸汽出口管18的上下方向間。液體製冷劑分散裝置30主要具有集管31、製冷劑桶33以及上部罩36。

集管31是用於將經由製冷劑入口管17供給至箱10的殼空間SS內的氣液兩相狀態的製冷劑導入製冷劑桶33(此處為第一行製冷劑桶34)的管構件。集管31是沿著箱10的長度方向延伸的管構件。集管31的一端部(此處為左側的端部)與製冷劑入口管17連接。此處，集管31的從箱10的長度方向觀察時的截面具有大致矩形的形狀。在集管31的上壁31a以及側壁31b的上部，除了連接有製冷劑入口管17的端部(此處為左側的端部)以及集管31長度方向的兩端壁以外，形成有多個集管制冷劑孔31c，這多個集管制冷劑孔31c用於使在集管31內流動的氣液兩相狀態的製冷劑流出至第一行製冷劑桶34。

此外，在集管31上，除了連接有製冷劑入口管17的端部(此處為集管31左側的端部)以外，設置有氣液分離構件32，該氣液分離構件32在與集管31的外周側隔開間隙的狀態下覆蓋於集管31的上壁31a以及側壁31b上部的外周側。氣液分離構件32的從箱10的長度方向觀察時的截面具有朝下的大致U字形狀。而且，氣液分離構件32形成有多個集管通氣孔32a。集管通氣孔32a是用於容許氣體製冷劑通過且抑制液體製冷劑通過的孔，該氣體製冷劑是在集管31內流動的、經由製冷劑入口管17供給至箱10的殼空間SS內的氣液兩相狀態的製冷劑中的氣體製冷劑，該液體製冷劑是在集管31內流動的、經由製冷劑入口管17供給至箱10的殼空間SS內的氣液兩相狀態的製冷劑中的液體製冷劑。

製冷劑桶33是用於將液體製冷劑積存之後使其朝向下方的導熱管組20流下的桶狀構件，該液體製冷劑是經由設置於箱10的殼11的製冷劑入口管17供給至箱10的殼空間SS內的氣液兩相狀態的製冷劑中的液體製冷劑。製冷劑桶33主要具有第一行製冷劑桶34和第二行製冷劑桶35。

第一行製冷劑桶34是用於將液體製冷劑積存之後使其流至下方的桶狀構件，該液體製冷劑是經由設置於箱10的殼11的製冷劑入口管17供給至箱10的殼空間SS內的氣液兩相狀態的製冷劑中的液體製冷劑。第一行製冷劑桶34沿著箱10的長度方向延伸。此處，第一行製冷劑桶34的從箱10的長度方向觀察時的截面具有朝上的大致U字形狀。在第一行製冷劑桶34的底壁34a上配置有集管31。由此，經由製冷劑入口管17供給至箱10的殼空間SS內的氣液兩相狀態的製冷劑經由集管31的集管制冷劑孔31c以及氣液分離構件32的集管通氣孔32a導入第一行製冷劑桶34內。此時，從集管31導入第一行製冷劑桶24內的氣液兩相狀態的製冷劑被氣液分離構件32氣液分離。即，氣液兩相狀態的製冷劑中的液體製冷劑的大部分不通過氣液分離構件32的集管通氣孔32a，而是導入第一行製冷劑桶34並積存於第一行製冷劑桶34。積存於第一行製冷劑桶34的液體製冷劑經由形成於第一行製冷劑桶34的底壁34a的多個液體製冷劑流下孔34c朝向下方的第二行製冷劑桶35流下。另一方面，氣液兩相狀態的製冷劑中的氣體製冷劑通過氣液分離構件32的集管通氣孔32a，並導入第一行製冷劑桶34正上方的第一行製冷劑桶正上方空間SSd1(此處為上部罩36與第一行製冷劑桶34的上下方向間的空間)。導入第一行製冷劑桶正上方空間SSd1的氣體製冷劑朝蒸汽出口管18流動，與在導熱管組20中蒸發而生成的氣體製冷劑一起經由蒸汽出口管18流出至箱10的殼空間SS外。

第二行製冷劑桶35是將從第一行製冷劑桶34流下的液體製冷劑積存後使其朝向下方的導熱管組20流下的桶狀構件。第二行製冷劑桶35沿著箱10的長度方向延伸。在本實施方式中，第二行製冷劑桶35設置為：第二行製冷劑桶35的長度方向與導熱管21的長度方向為相同方向。此處，第二行製冷劑桶35的從箱10的長度方向觀察時的截面具有朝上的大致U字形狀。在從下方觀察第二行製冷劑桶35時(沿著箱10的長度方向觀察第二行製冷劑桶35時也相同)，第二行製冷劑桶35比第一行製冷劑桶34向外側突出。即，沿著箱10的長度方向觀察第二行製冷劑桶35時，第二行製冷劑桶35的側壁35b配置於比第一行製冷劑桶34的側壁34b靠外側的位置。由此，從第一行製冷劑桶34流下的液體製冷劑導入第二行製冷劑桶35，並積存於第二行製冷劑桶35。積存於第二行製冷劑桶35的液體製冷劑經由形成於第二行製冷劑桶35的底壁35a的多個液體製冷劑流下孔35c朝向下方的導熱管組20流下。此處，將第一行製冷劑桶34與第二行製冷劑桶35的上下方向間的空間作為第二行製冷劑桶正上方空間SSd2。

上部罩36在製冷劑桶33(此處為第一行製冷劑桶34)的上方以隔開間隙的方式配置，並且是覆蓋製冷劑桶33(此處為第一行製冷劑桶34)的上方以及斜上方的屋頂狀構件。除了製冷劑入口管17與集管31連接的端部(此處為集管31左側的端部)以外，上部罩36沿著箱10的長度方向延伸。此處，上部罩36的從箱10的長度方向觀察時的截面具有朝下的大致U字形狀。此處，上部罩36具有：上壁36a，該上壁36a的從箱10的長度方向觀察時的截面為水平板狀；側壁36b，該側壁36b從上壁36a的端部向斜下方延伸；以及壁端部36c，該壁端部36c從側壁36b的下端向下方延伸。另外，上部罩36a的側壁36b以及壁端部36c朝斜下方延伸至比蒸汽出口管18和殼11的連接部分中的下端(圖5中用點X表示的部分)低的位置。此外，上部罩36a的上壁36a位於比集管31更靠上方的位置，該集管31位於第二行製冷劑桶35的上方。

此外，在沿著箱10的長度方向觀察上部罩36時，在上部罩36的、比集管31以及氣液分離構件32靠外側且比第一行製冷劑桶34的側壁34b靠內側的位置，設置有朝下方突出的突出壁36d。突出壁36d沿著箱10的長度方向延伸。而且，在從上方觀察上部罩36時(沿著箱10的長度方向觀察上部罩36時也相同)，上部罩36覆蓋第一行製冷劑桶34，並且突出至比第一行製冷劑桶34靠外側的位置。即，沿著箱10的長度方向觀察上部罩36時，上部罩36的側壁36b的端部配置於比第一行製冷劑桶34的側壁34b靠外側的位置。壁端部36c的下端位於比第二行製冷劑桶35靠上方的位置。而且，在箱10的殼空間SS內形成有上部罩36與製冷劑桶33(此處為第二行製冷劑桶35)的上下方向間的空間，即分散裝置空間SSd。

分散裝置空間SSd具有上述的第一行製冷劑桶正上方空間SSd1、上述的第二行製冷劑桶正上方空間SSd2以及第一行製冷劑桶側方空間SSd3。此處，在沿著箱10的長度方向觀察液體製冷劑分散裝置30時，第一行製冷劑桶側方空間SSd3是在第二行製冷劑桶35的上側且比第一行製冷劑桶34的側壁34b靠外側的空間。此外，箱10的殼空間SS中除了分散裝置空間SSd以外的空間構成蒸汽主流路空間SSv，在該蒸汽主流路空間SSv中，在導熱管組20中通過蒸發而生成的氣體製冷劑朝向蒸汽出口管18流動。在沿著箱10的長度方向觀察液體製冷劑分散裝置30時，蒸汽主流路空間SSv經由上部罩36的側壁36b的端部與第二行製冷劑桶35的側壁35b的上端的上下方向間的間隙而與分散裝置空間SSd的第一行製冷劑桶側方空間SSd3連通。

如此，此處採用具有第一行製冷劑桶34以及第二行製冷劑桶35的結構作為液體製冷劑分散裝置30的基本結構。而且，由這樣的液體製冷劑分散裝置30和具有多根導熱管21的導熱管組20構成降膜式蒸發器1，該降膜式蒸發器1通過在導熱管21內流動的熱介質與從第二行製冷劑桶35流下的液體製冷劑的熱交換而使液體製冷劑蒸發。

(5)隔離構件50

如圖4所示，在箱10的內部，在連接有蒸汽出口管18的部分附近設有隔離構件50。

所述隔離構件50以如下方式設置：覆蓋沿導熱管21的軸向觀察時比箱10與蒸汽出口管18的連接部分中的最低的部分(圖4中的點X)更靠下方的部位，並在蒸汽出口管18與液體製冷劑分散裝置30之間擴展，且使製冷劑在上部流通。如圖2所示，所述隔離構件50通過沿導熱管21的長度方向延伸而使隔離構件50的長度方向與導熱管21的長度方向成為實質相同的方向。在本實施方式中，隔離構件50的長度方向的兩端延伸至管板13a、13b的正前方，藉此，隔離構件50的長度方向的兩端不焊接在管板13a、13b或箱10的內壁等而是朝導熱管21的長度方向開放。

在本實施方式中，隔離構件50從比箱10與蒸汽出口管18與連接部分中最低的部分(點X)更低的位置延伸至沿蒸汽出口管18從箱10延伸出的方向觀察時超過蒸汽出口管18的上側左右，沒有延伸至到達箱10的內表面。另外，在從水平方向觀察降膜式蒸發器1的情況下，隔離構件50延伸至比箱10與蒸汽出口管18的連接部分中最高的部分(圖4中的點Y)更靠上方的位置。

隔離構件50的上端和與所述隔離構件50的上端最靠近的箱10的內表面之間形成有上部間隙51。另外，在本實施方式中，隔離構件50的上端呈直線地形成為沿導熱管21的長度方向延伸。

在從水平方向觀察降膜式蒸發器1的情況下，所述上部間隙51設在比箱10與蒸汽出口管18之間的連接部分中最高的部分(圖4中的點Y)更靠上方的位置，藉此，使上部間隙51配置於比箱10與蒸汽出口管18的連接部分高的位置。

另外，隔離構件50在比箱10與蒸汽出口管18的連接部分中最低的部分(點X)更低的部分，通過焊接而固定於箱10的內壁。

隔離構件50從所述固定部分、即比箱10與蒸汽出口管18的連接部分中最低的部分(點X)更低的部分朝箱10的中央附近稍許延伸之後，以一邊在水平方向上朝箱10的內側一邊在上下方向上朝箱10的上方的方式延伸。此外，在隔離構件50的上端附近設有朝鉛垂上方延伸的部分。

此外，在隔離構件50的下端附近設有沿上下方向貫通的細微的開口即回油開口52。所述回油開口52的最大通過面積構成為比上述上部間隙51的最大通過面積小。

另外，在遠離蒸汽出口管18的部分，製冷劑繞上部罩36迂迴後進一步朝蒸汽出口管18一側流動；在靠近蒸汽出口管18的部分，製冷劑繞上部罩36迂迴後進一步以流過上部罩36與隔離構件50之間的狹小間隙的方式流動。在此，隔離構件50以流過遠離蒸汽出口管18的部分的製冷劑的流速和流過靠近蒸汽出口管18的部分的製冷劑的流速形成為相同程度的方式調節上部罩36與隔離構件50之間的狹小間隙處的通過面積的大小後配置。

(6)本實施方式的特徵

(6－1)

一般而言，在與箱連接的蒸汽出口管附近，要從箱內部流出的製冷劑匯集流動，因此，與通過其他部分的製冷劑的流動相比流速容易變快。因此，存在容易產生液體製冷劑伴隨著氣體製冷劑的高流速而流出至箱外的攜帶現象的情況。此外，在蒸汽出口管18與箱10的連接位置設於靠近液體製冷劑流過的位置的部分的情況下，更容易產生所述攜帶現象。

對此，在本實施方式的降膜式蒸發器1中，蒸汽出口管18不連接在箱10的正上方，而是連接在傾斜的位置處，藉此，連接在集管31或液體製冷劑分散裝置30等的靠近供液體製冷劑流通的位置的部分，雖然是這樣的連接方式，但在蒸汽出口管18與製冷劑分散裝置30之間設有隔離構件50。

藉此，從集管31流出的製冷劑在遠離蒸汽出口管18的部分繞上部罩36迂迴後再流向蒸汽出口管18一側，在靠近蒸汽出口管18的部分繞上部罩36迂迴後通過上部罩36與隔離構件50之間的狹窄間隙而流向蒸汽出口管18一側(在此，隔離構件50的長度方向兩端部的開放的部分位於遠離蒸汽出口管18的位置，因此，幾乎不會流過製冷劑)。

因此，即便是在液體製冷劑混入從集管31流出的製冷劑的情況下，由於至蒸汽出口管18的路徑充分長，且製冷劑流通的上部間隙51設於箱10內的上方，因此比氣體製冷劑比重大的液體製冷劑不得不以對抗自重朝上方上升的方式流動，因此，液體製冷劑不易流過上部間隙51。

因此，即便是在將蒸汽出口管18設於箱10的上方中央以外的部位的情況下，也能利用隔離構件50將液體製冷劑的流出抑制得較小。

此外，隔離構件50是以流過遠離蒸汽出口管18的部分的製冷劑的流速和流過靠近蒸汽出口管18的部分的製冷劑的流速形成為相同程度的方式調節上部罩36與隔離構件50之間的狹小間隙處的通過面積的大小後配置的，因此，能將遠離蒸汽出口管18一側與靠近蒸汽出口管18一側的製冷劑的流速的差距抑制得較小。

另外，在不將蒸汽出口管18連接在箱10的正上方的情況下，能確保箱10的正上方的空間，因此，能配置其他構件。此外，也能將其他構件設置於箱10的上方。

此外，即便是在不將蒸汽出口管18連接於箱10的正上方而是將蒸汽出口管18設於箱10的上方中央以外的部位的情況下，也能通過設置隔離構件50，使流過集管31或液體製冷劑分散裝置30中靠近蒸汽出口管18的一側的製冷劑經由隔離構件50較大幅度地迂迴，因此，能使流過集管31或液體製冷劑分散裝置30中靠近蒸汽出口管18的一側和遠離蒸汽出口管18的一側的製冷劑的分布變得平衡。

(6-2)

在本實施方式的降膜式蒸發器1中，在從水平方向觀察降膜式蒸發器1的情況下，在隔離構件50的上端與箱10的內壁之間形成的上部間隙51設於比箱10與蒸汽出口管18的連接部分中最高的部分(圖4中的點Y)更靠上方的位置處。因此，能使比氣體製冷劑比重大的液體製冷劑不易到達上部間隙51。

(6-3)

在本實施方式的降膜式蒸發器1中，在隔離構件50的下端附近形成有回油開口52，因此，能抑制冷凍機油在隔離構件50與箱10的內壁之間積存。

此外，通過這樣設置回油開口52，能抑制冷凍機油的積存，並且，通過使該回油開口52的大小構成為比上部間隙51小很多，能抑制液體製冷劑流過回油開口52而到達蒸汽出口管18。

(6-4)

在本實施方式的降膜式蒸發器1中，隔離構件50以隔離構件50的長度方向與導熱管21的長度方向相同的方式延伸形成。

因此，即便較多的液體製冷劑在繞隔離構件50的長度方向端部迂迴後(流過隔離構件50的長度方向端部的更外側)要朝蒸汽出口管18流動，由於其流過距離確保為充分長，因此能抑制液體製冷劑到達蒸汽出口管18。

(7)其他實施方式

在上述實施方式中，說明了本發明實施方式的一例，但是上述實施方式的主旨不是對本發明進行任何限定，本發明不限於上述實施方式。本發明當然包含在不脫離其主旨的範圍內進行適當改變後的形態。

(7-1)另一實施方式A

在上述實施方式中，以隔離構件50的上端與箱10的內壁之間形成有上部間隙51的情況為例進行了說明。

與此相對，例如，如圖5所示，也可以構成為：隔離構件250的上端延伸至到達箱10的內壁，在所述隔離構件250的上端稍下方的上部設置沿板厚方向貫通的上部開口251。

即便是在這樣的情況下，也能起到與上述實施方式的上部間隙51相同的效果。

(7-2)另一實施方式B

在上述實施方式中，以隔離構件50的長度方向的兩端沒有實施焊接等而開放的情況為例進行了說明。

與此相對，例如，如圖6所示，也可以構成為：隔離構件350的長度方向的兩端350P、350Q延伸至到達管板13a、13b並通過焊接等連接於管板13a、13b。此外，也可以在朝箱10的內壁側彎曲等後通過焊接等與箱10的內壁連接。這樣，也可以構成為隔離構件的長度方向的端部被封閉。

在像這樣將隔離構件的長度方向的端部封閉的情況下，能更有效地抑制較多液體製冷劑經由隔離構件的長度方向的端部(流過隔離構件的長度方向端部的更外側)朝蒸汽出口管18流過而到達蒸汽出口管18。

(7-3)另一實施方式C

在上述實施方式中，以容納於箱10內的導熱管組20配置成導熱管組20的長度方向和箱10的長度方向為相同方向的情況為例進行了說明。

與此相對，容納於箱10內的導熱管組20也可以以導熱管組20的長度方向和箱10的長度方向稍有不同的方式配置，例如，以導熱管組20的長度方向和箱10的長度方向處在±20度範圍內的方式將導熱管組20配置於箱10內。

(7-4)另一實施方式D

在上述實施方式中，以在隔離構件50的下端附近設置沿上下方向貫通的回油開口52的情況為例進行了說明。

與此相對，例如，也可以在隔離構件50的下方的端部與箱10的內壁之間形成回油間隙來替代設置回油開口52。在這樣的情況下，優選構成為回油間隙的最大通過面積比上部間隙51的最大通過面積小。

即便是這樣的結構，也能抑制冷凍機油在隔離構件50與箱10的內壁之間積存。

(7-5)另一實施方式E

在上述實施方式中，以隔離構件50的上端朝導熱管21的長度方向沿直線延伸且隔離構件50的上端與箱10的內壁之間形成一個間隙的情況為例進行了說明。

與此相對，例如，也可以構成為：如表示側視觀察圖4的G-G截面的圖7所示，隔離構件450的上端與箱10的殼11的內壁之間的上部間隙451分隔為多個。例如，也可以構成為：在導熱管21的長度方向上，具有隔離構件450的上端延伸至與殼11的內壁接觸的部分和以不與殼11的內壁接觸的方式延伸的部分。

(7-6)另一實施方式F

在上述實施方式中，以蒸汽出口管18與殼11的連接位置比液體製冷劑分散裝置30的第二行製冷劑桶35更靠上方的情況為例進行了說明。

與此相對，也可以蒸汽出口管18與殼11的連接位置是與液體製冷劑分散裝置30的第二行製冷劑桶35相等的高度位置。

(7-7)另一實施方式G

在上述實施方式中，以隔離構件50的長度方向與導熱管21的長度方向為相同方向且設置成延伸至接近管板13a、13b的情況為例進行了說明。

在此，優選隔離構件50在導熱管21的長度方向上的長度S是與導熱管21的長度方向正交的面中的隔離構件50的端部彼此間的距離T的兩倍以上，更優選三倍以上。

此外，在隔離構件50的長度方向的兩端開放的結構的情況下，優選隔離構件50在導熱管21的長度方向上的長度S配置構成為使製冷劑主要流過上部間隙51一側而不是所述兩端開放的部分。

(7-8)另一實施方式H

在上述實施方式中，以隔離構件50的上端朝導熱管21的長度方向沿直線延伸且隔離構件的上端與箱10的內壁之間形成一個間隙的情況為例進行了說明。

與此相對，例如，如表示側視觀察圖4的G-G截面的圖8所示，也可以形成為：隔離構件550的上端延伸至到達箱10的殼11的內壁，在隔壁構件550的上部，多個沿導熱管21的長度方向(也是隔離構件550的長度方向)排列形成的上部開口551沿板厚方向貫通。此外，如圖8所示，所述多個上部開口551也可以構成為：越靠近蒸汽出口管18的附近，製冷劑流過上部開口551時的流過阻力越大。具體而言，也可以設置為：將多個上部開口551彼此分隔的部分551a(各部分551a的大小恆定)的間隔在靠近蒸汽出口管18的部分比在遠離蒸汽出口管18的部分緊密。此外，也可以設置為：多個上部開口551的通過面積在靠近蒸汽出口管18的部分比在遠離蒸汽出口管18的部分小。此外，也可以設置為：將多個上部開口551彼此分隔的部分551a的大小(相鄰上部開口551彼此之間的距離)在靠近蒸汽出口管18的部分比在遠離蒸汽出口管18的部分大(長)。

藉此，能充分降低流過蒸汽出口管18附近的製冷劑的流速。

(7-9)另一實施方式I

此外，另一實施方式H的越靠近蒸汽出口管18的附近製冷劑流過上部開口551時的流過阻力越大的結構，不限於上端延伸至到達殼11的內壁且形成有上部開口551的隔離構件550。

例如，如圖9所示，也可以構成為：在上端不到達殼11的內壁而延伸至接近殼11的內壁的隔離構件650中，在隔離構件650的上端與殼11之間形成多個上部間隙651，越靠近蒸汽出口管18，製冷劑流過上部間隙651時的流過阻力越大。具體而言，也可以設置為：將多個上部間隙651彼此分隔的部分651a(各部分651a的大小恆定)的間隔在靠近蒸汽出口管18的部分比在遠離蒸汽出口管18的部分緊密。此外，也可以設置為：多個上部間隙651的通過面積在靠近蒸汽出口管18的部分比在遠離蒸汽出口管18的部分小。此外，也可以設置為：將多個上部間隙651彼此分隔的部分651a的大小(相鄰上部間隙651彼此之間的距離)在靠近蒸汽出口管18的部分比在遠離蒸汽出口管18的部分大(長)。

即便在這樣的情況下，也能充分降低流過蒸汽出口管18附近的製冷劑的流速。

工業上的可利用性

本發明能夠廣泛適用於降膜式蒸發器，該降膜式蒸發器利用設置於箱內的導熱管組與上部的蒸汽出口管的上下方向間的液體製冷劑分散裝置，使經由製冷劑入口管供給至箱內的氣液兩相狀態的製冷劑中的液體製冷劑朝著導熱管組流下，並利用導熱管組使液體製冷劑蒸發。

符號說明

1 降膜式蒸發器

10 箱

17 製冷劑入口管

18 蒸汽出口管

20 導熱管組

21 導熱管

30 液體製冷劑分散裝置(液體製冷劑分散部)

31 集管

33 製冷劑桶

341 第一行製冷劑桶

34a 底壁

34b 側壁

352 第二行製冷劑桶

35b 側壁

36 上部罩

36a 上壁

36b 側壁

36c 壁端部

36d 突出壁

50 隔離構件

51 上部間隙

52 回油開口

251 上部開口

350 隔離構件

450 隔離構件

451 上部間隙

550 隔離構件

551 上部開口

650 隔離構件

651 上部間隙

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平8-189726號公報。