特許 7570007 シェルアンドチューブ式熱交換器及び冷凍サイクル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-10

(45)【発行日】2024-10-21

(54)【発明の名称】シェルアンドチューブ式熱交換器及び冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 39/02 20060101AFI20241011BHJP

   F25B 41/42 20210101ALI20241011BHJP

   F28D 1/053 20060101ALI20241011BHJP

   F28F 13/00 20060101ALI20241011BHJP

【ＦＩ】

F25B39/02 N

F25B41/42

F28D1/053 A

F28F13/00

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020070345

(22)【出願日】2020-04-09

(65)【公開番号】P2021167681

(43)【公開日】2021-10-21

【審査請求日】2023-04-05

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004314

【氏名又は名称】弁理士法人青藍国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100107641

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 耕一

(74)【代理人】

【識別番号】100168273

【弁理士】

【氏名又は名称】古田 昌稔

(72)【発明者】

【氏名】日下 道美

【審査官】関口 勇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１３２４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１０７１２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０９－２５６０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２８６４７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ ３９／０２

Ｆ２５Ｂ ４１／４２

Ｆ２８Ｄ １／０５３

Ｆ２８Ｆ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シェルと、
前記シェルの内部に互いに平行に配置され、それぞれの入口から出口に向かって第１流体が流れる扁平形状の複数の伝熱管と、
前記シェルの内部に配置され、前記複数の伝熱管に向かって液相の第２流体を噴霧する複数のノズルと、
を備え、
前記複数の伝熱管のそれぞれは、平坦な伝熱面を有し、
前記入口から前記出口に向かう方向をＺ方向と定義し、前記伝熱面に垂直な方向をＹ方向と定義し、前記Ｚ方向及び前記Ｙ方向に垂直な方向をＸ方向と定義したとき、
前記複数のノズルは、前記Ｘ方向における第１側から第２側に向かって前記第２流体を噴霧する複数の第１ノズルと、前記Ｘ方向における前記第２側から前記第１側に向かって前記第２流体を噴霧する複数の第２ノズルとを含み、
前記複数の第１ノズル及び前記複数の第２ノズルから噴霧された前記第２流体が円錐状に拡がり、
前記複数の第１ノズル及び前記複数の第２ノズルを前記Ｘ方向に投影することによって得られる投影像において、前記複数の第１ノズルと前記複数の第２ノズルとが千鳥状の配列パターンを示し、
前記投影像において、最小面積の四角形の４つの頂点をなす４つの前記第１ノズルを選択したとき、それら４つの前記第１ノズルがなす四角形の中央部に前記第２ノズルが位置しており、最小面積の四角形の４つの頂点をなすように４つの前記第２ノズルを選択したとき、それら４つの前記第２ノズルがなす四角形の中央部に前記第１ノズルが位置している、
シェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項2】

前記複数の第１ノズルは、前記Ｚ方向に配列されており、
前記複数の第２ノズルは、前記Ｚ方向に配列されており、
前記投影像において、前記複数の第１ノズルと前記複数の第２ノズルとが前記Ｚ方向に沿って前記千鳥状の配列パターンを示す、
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】

前記複数の第１ノズルは、前記Ｙ方向に配列されており、
前記複数の第２ノズルは、前記Ｙ方向に配列されており、
前記投影像において、前記複数の第１ノズルと前記複数の第２ノズルとが前記Ｙ方向に沿って前記千鳥状の配列パターンを示す、
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4】

前記複数の第１ノズルは、前記Ｙ方向と前記Ｚ方向とに配列されており、
前記複数の第２ノズルは、前記Ｙ方向と前記Ｚ方向とに配列されており、
前記投影像において、前記複数の第１ノズルと前記複数の第２ノズルとが前記Ｚ方向及び前記Ｙ方向に沿って前記千鳥状の配列パターンを示す、
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5】

前記Ｚ方向において互いに隣り合う前記第１ノズル同士の間隔は、前記Ｙ方向において互いに隣り合う前記第１ノズル同士の間隔よりも広い、
請求項４に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項6】

前記Ｚ方向において互いに隣り合う前記第２ノズル同士の間隔は、前記Ｙ方向において互いに隣り合う前記第２ノズル同士の間隔よりも広い、
請求項４又は５に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項7】

前記Ｚ方向において互いに隣り合う前記第１ノズル同士の間隔は、前記Ｚ方向において互いに隣り合う前記第２ノズル同士の間隔に等しい、
請求項２、４、５及び６のいずれか１項に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項8】

前記Ｚ方向における前記第１ノズルと前記第２ノズルとの間隔が前記Ｚ方向において互いに隣り合う前記第１ノズル同士の間隔の１／２である、
請求項７に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項9】

前記Ｙ方向において互いに隣り合う前記第１ノズル同士の間隔は、前記Ｙ方向において互いに隣り合う前記第２ノズル同士の間隔に等しい、
請求項３から６のいずれか１項に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項10】

前記Ｙ方向における前記第１ノズルと前記第２ノズルとの間隔が前記Ｙ方向において互いに隣り合う前記第１ノズル同士の間隔の１／２である、
請求項９に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項11】

前記複数の第１ノズルは、前記Ｙ方向に配列されており、
前記Ｙ方向において互いに隣り合う前記第１ノズルからの前記第２流体の流れの外縁同士が前記第１側における前記伝熱管の前縁部の位置で交差する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項12】

前記複数の第２ノズルは、前記Ｙ方向に配列されており、
前記Ｙ方向において互いに隣り合う前記第２ノズルからの前記第２流体の流れの外縁同士が前記第２側における前記伝熱管の前縁部の位置で交差する、
請求項１から１１のいずれか１項に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項13】

前記Ｚ方向が鉛直方向であり、
前記Ｙ方向及び前記Ｘ方向が水平方向である、
請求項１から１２のいずれか１項に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか１項に記載のシェルアンドチューブ式熱交換器と、
前記シェルアンドチューブ式熱交換器に接続された圧縮機と、
を備えた、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、シェルアンドチューブ式熱交換器及び冷凍サイクル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

冷媒を凝縮又は蒸発させるための熱交換器として、シェルアンドチューブ式熱交換器が知られている。シェルアンドチューブ式熱交換器は、伝熱管に向けて冷媒を噴霧するように構成されていることがある。

【0003】

図１２は、特許文献１（図２１）に記載された従来のシェルアンドチューブ式の蒸発器２を示している。蒸発器２は、シェル１１、複数のチューブ１５及び複数のスプレー１４を有する。冷媒液１２は、シェル１１の底部に設けられた液溜め１７に貯留されており、冷媒ポンプ１８によって汲み上げられ、スプレー１４を介してチューブ１５に向けて噴霧される。冷媒液１２は、チューブ１５の表面に付着して液膜１６を形成する。冷媒液１２とチューブ１５を流れる冷水とが熱交換することによって、冷媒液１２が蒸発し、冷水が冷却される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－２３０７６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１２に示す従来のシェルアンドチューブ式の蒸発器２には、伝熱性能の観点において改善の余地が残されている。

【0006】

本開示は、優れた伝熱性能を有するシェルアンドチューブ式熱交換器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示のシェルアンドチューブ式熱交換器は、
シェルと、
前記シェルの内部に互いに平行に配置され、それぞれの入口から出口に向かって第１流体が流れる扁平形状の複数の伝熱管と、
前記シェルの内部に配置され、前記複数の伝熱管に向かって液相の第２流体を噴霧する複数のノズルと、
を備え、
前記複数の伝熱管のそれぞれは、平坦な伝熱面を有し、
前記入口から前記出口に向かう方向をＺ方向と定義し、前記伝熱面に垂直な方向をＹ方向と定義し、前記Ｚ方向及び前記Ｙ方向に垂直な方向をＸ方向と定義したとき、
前記複数のノズルは、前記Ｘ方向における第１側から第２側に向かって前記第２流体を噴霧する複数の第１ノズルと、前記Ｘ方向における前記第２側から前記第１側に向かって前記第２流体を噴霧する複数の第２ノズルとを含み、
前記複数の第１ノズル及び前記複数の第２ノズルを前記Ｘ方向に投影することによって得られる投影像において、前記複数の第１ノズルと前記複数の第２ノズルとが千鳥状の配列パターンを示す。

【0008】

本開示の冷凍サイクル装置は、
上記本開示のシェルアンドチューブ式熱交換器と、
前記シェルアンドチューブ式熱交換器に接続された圧縮機と、
を備えている。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、優れた伝熱性能を有するシェルアンドチューブ式熱交換器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施の形態１における冷凍サイクル装置の構成図

【図2】II-II線に沿った蒸発器の縦断面図

【図3】III-III線に沿った蒸発器の横断面図

【図4】図２及び図３に示す蒸発器に使用された伝熱管の断面図

【図5】複数の伝熱管、複数の第１ノズル及び複数の第２ノズルの詳細な位置関係を示すＺ方向からの上面図

【図6】複数の伝熱管、複数の第１ノズル及び複数の第２ノズルの詳細な位置関係を示すＸ方向からの側面図

【図7】伝熱管、複数の第１ノズル及び複数の第２ノズルの詳細な位置関係を示すＹ方向からの側面図

【図8】図５に示す基準面Ｈ１における冷媒の存在領域を示す図

【図9】図８に示すIX-IX線に沿った断面における冷媒の存在領域を示す図

【図10】図５に示す基準面Ｈ２における冷媒の存在領域を示す図

【図11】図１０に示すXI-XI線に沿った断面における冷媒の存在領域を示す図

【図12】従来のシェルアンドチューブ式の蒸発器の断面図

【図13A】扁平形状を有する伝熱管を用いた熱交換器にノズルを適用したときの問題点を示す図

【図13B】扁平形状を有する伝熱管を用いた熱交換器にノズルを適用したときの問題点を示す別の図

【図13C】扁平形状を有する伝熱管を用いた熱交換器にノズルを適用したときの問題点を示すさらに別の図

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本開示の基礎となった知見等）
シェルアンドチューブ式熱交換器の性能を高めるための手段として、シェルの内部における伝熱管の実装密度を上げることが挙げられる。扁平形状を有する伝熱管（扁平管）をシェルアンドチューブ式熱交換器に使用すると、シェルの内部における伝熱管の実装密度を高めることができるので、シェルアンドチューブ式熱交換器の単位体積あたりの伝熱面積を増加させるのに有利である。つまり、扁平形状を有する伝熱管を使用することは、シェルアンドチューブ式熱交換器の高性能化に有利である。

【0012】

図１３Ａから図１３Ｃは、扁平形状を有する伝熱管を用いた熱交換器に噴霧ノズルを適用したときの問題点を示す図である。図１３Ａに示すように、扁平形状を有する伝熱管２０２に向かって複数の噴霧ノズル２０４から液相流体を噴霧すると、互いに隣り合う噴霧ノズル２０４から噴霧された液相流体同士の重なり領域２０２ｔが伝熱管２０２の表面上に発生することがある。図１３Ａでは、噴霧ノズル２０４と噴霧ノズル２０４との間隔が狭すぎるので、重なり領域２０２ｔが発生する。図１３Ｂに示すように、噴霧ノズル２０４から噴霧された液相流体が届かないドライアウト領域２０２ｓが伝熱管２０２の表面上に発生することがある。図１３Ｂでは、噴霧ノズル２０４と噴霧ノズル２０４との間隔が広すぎるので、ドライアウト領域２０２ｓが発生する。図１３Ｃに示すように、重なり領域２０２ｔとドライアウト領域２０２ｓとの両方が発生することもある。重なり領域２０２ｔにおいては液相流体の厚さが過度に増えて熱抵抗が増大し、伝熱性能の低下を招く。ドライアウト領域２０２ｓにおいては、熱交換が起こらず、伝熱性能の低下を招く。

【0013】

本発明者は、互いに隣り合う噴霧ノズルから噴霧された液相流体同士の重なり領域を減らすこと、及び、噴霧ノズルから噴霧された液相流体が届かない領域を減らすことが、シェルアンドチューブ式熱交換器の伝熱性能を向上させるために重要であることに気付き、本開示の主題を構成するに至った。

【0014】

そこで、本開示は、シェルアンドチューブ式熱交換器の伝熱性能を向上させるための技術を提供する。

【0015】

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、又は、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0016】

なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

【0017】

（実施の形態）
以下、図１から図１１を用いて、実施の形態を説明する。

【0018】

［１－１．冷凍サイクル装置の構成］
図１は、シェルアンドチューブ式熱交換器を用いた冷凍サイクル装置の構成を示している。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及び流路１１０ａから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の入口に接続されている。圧縮機１０２の出口は流路１１０ｂ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及び１１０ｂは蒸気経路である。流路１１０ｃ及び流路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。

【0019】

蒸発器１０１は、後述するように、シェルアンドチューブ式熱交換器によって構成されている。

【0020】

圧縮機１０２は、遠心圧縮機などの速度型圧縮機であってもよく、スクロール圧縮機などの容積型圧縮機であってもよい。

【0021】

凝縮器１０３の型式は特に限定されない。プレート式熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器などの熱交換器が凝縮器１０３に使用されうる。

【0022】

冷凍サイクル装置１００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１０１で冷却された熱媒体が回路１０５を通じて室内に供給され、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回路１０６を通じて室内に供給され、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。

【0023】

回路１０５は、蒸発器１０１に熱媒体を循環させる回路である。回路１０６は、凝縮器１０３に熱媒体を循環させる回路である。回路１０５及び回路１０６は、外気から隔離された密閉回路であってもよい。

【0024】

熱媒体は、回路１０５及び回路１０６のそれぞれを流れる第１流体である。熱媒体は水に限定されず、オイル、ブラインなどの液体であってもよく、空気などの気体であってもよい。回路１０５の熱媒体の組成が回路１０６の熱媒体の組成と異なっていてもよい。

【0025】

［１－２．冷凍サイクル装置の動作］
圧縮機１０２を起動すると、蒸発器１０１において冷媒が加熱されて蒸発する。これにより、気相冷媒が生成される。気相冷媒は圧縮機１０２に吸入されて圧縮される。圧縮された気相冷媒は圧縮機１０２から凝縮器１０３に供給される。気相冷媒は凝縮器１０３で冷却されて凝縮及び液化する。これにより、液相冷媒が生成される。液相冷媒は、流量弁１０４を経由して凝縮器１０３から蒸発器１０１に戻される。

【0026】

冷媒の種類は特に限定されない。冷媒としては、フロン冷媒、低ＧＷＰ（Global Warming Potential）冷媒、自然冷媒などが挙げられる。フロン冷媒としては、ＨＣＦＣ（hydrochlorofluorocarbon）及びＨＦＣ（hydrofluorocarbon）が挙げられる。低ＧＷＰ冷媒としては、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ及び水が挙げられる。自然冷媒としては、二酸化炭素及び水が挙げられる。

【0027】

冷媒は、常温での飽和蒸気圧が負圧の物質を主成分として含む冷媒であってもよい。このような冷媒としては、水、アルコール又はエーテルを主成分として含む冷媒が挙げられる。「主成分」とは、質量比で最も多く含まれた成分を意味する。「負圧」は、絶対圧で大気圧よりも低い圧力を意味する。「常温」は、日本産業規格（JIS Z8703）によれば、２０℃±１５℃の範囲内の温度を意味する。

【0028】

冷媒は、第１流体である熱媒体と熱交換するべき第２流体の一例である。

【0029】

［１－３．蒸発器の構成］
図２は、II-II線に沿った蒸発器１０１の縦断面図である。図３は、III-III線に沿った蒸発器１０１の横断面図である。図２及び図３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。蒸発器１０１は、シェル２１、第１伝熱管群２２１、第１ノズル群２４１、第２ノズル群２４２、循環回路２５及び循環ポンプ２６を備えている。第１伝熱管群２２１、第１ノズル群２４１及び第２ノズル群２４２は、シェル２１の内部に配置されている。第１ノズル群２４１と第２ノズル群２４２との間に第１伝熱管群２２１が配置されている。蒸発器１０１において冷媒を効率的に蒸発させることによって冷凍サイクルの効率（ＣＯＰ）が向上しうる。

【0030】

蒸発器１０１は、さらに、第２伝熱管群２２２を備えている。第２伝熱管群２２２も第１ノズル群２４１と第２ノズル群２４２との間に配置されている。つまり、蒸発器１０１は、複数の伝熱管群を備えている。複数の伝熱管群のそれぞれが第１ノズル群２４１と第２ノズル群２４２との間に配置されている。蒸発器１０１は、複数の第１ノズル群２４１と複数の第２ノズル群２４２とを備えている。

【0031】

第１伝熱管群２２１及び第２伝熱管群２２２は、所定方向に沿って配置されている。図２及び図３において、「所定方向」は、Ｘ軸に平行な方向である。

【0032】

第１伝熱管群２２１及び第２伝熱管群２２２のそれぞれは、複数の伝熱管２２及び１対のヘッダー２３を含む。第１伝熱管群２２１及び第２伝熱管群２２２のそれぞれにおいて、複数の伝熱管２２は、所定間隔で互いに平行に配列されている。ヘッダー２３とは別の手段によって複数の伝熱管２２が束ねられていてもよい。

【0033】

伝熱管２２は、多穴かつ扁平形状の伝熱管である。伝熱管２２の入口から出口に向かって熱媒体（第１流体）が流れる。複数の伝熱管群のそれぞれにおいて、平坦な伝熱面が鉛直方向に平行となるように複数の伝熱管２２がヘッダー２３とヘッダー２３との間に配列されている。図２及び図３では、Ｚ軸に平行な方向が鉛直方向である。

【0034】

扁平形状を有する伝熱管２２をシェルアンドチューブ式熱交換器に使用すると、シェル２１の内部における伝熱管２２の実装密度を高めることができるので、シェルアンドチューブ式熱交換器の単位体積あたりの伝熱面積を増加させるのに有利である。つまり、扁平形状を有する伝熱管２２を使用することは、シェルアンドチューブ式熱交換器の小型化に有利である。

【0035】

伝熱管２２の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属材料が挙げられる。

【0036】

図４は、伝熱管２２の断面を示している。伝熱管２２は、１対の平坦な伝熱面２２ｐを有するように、管状の外壁４１と複数の隔壁４２とによって構成されている。外壁４１と隔壁４２とによって囲まれた空間が熱媒体の流路４３である。外壁４１及び隔壁４３は、それぞれ、薄板によって構成されている。薄板の厚さは、例えば、０．５ｍｍから０．８ｍｍの範囲にある。流路４３は、例えば、四角形の断面形状を有する。伝熱管２２の断面において、流路４３の一辺は、例えば、０．５ｍｍから３ｍｍの範囲にある。流路４３は、円形、三角形などの他の形状の断面を有していてもよい。流路４３の内壁面に微細な溝又はフィンを形成して表面積を増大させてもよい。

【0037】

以下において、伝熱管２２の入口から出口に向かう方向をＺ方向と定義する。伝熱面２２ｐに垂直な方向をＹ方向と定義する。Ｚ方向及びＹ方向に垂直な方向をＸ方向と定義する。

【0038】

図２に示すように、第１伝熱管群２２１及び第２伝熱管群２２２は、熱媒体が順番に流れるように直列に接続されている。第１伝熱管群２２１及び第２伝熱管群２２２は、接続管２９によって互いに接続されている。複数の伝熱管群から選ばれる第１伝熱管群２２１のヘッダー２３に回路１０５の一端が接続されている。回路１０５の一端が接続されたヘッダー２３は、複数の伝熱管群の入口をなす。第２伝熱管群２２２のヘッダー２３に回路１０５の他端が接続されている。回路１０５の他端が接続されたヘッダー２３は、複数の伝熱管群の出口をなす。熱媒体の流れ方向において、第１伝熱管群２２１は、第２伝熱管群２２２よりも上流側に位置している。

【0039】

図２及び図３に示すように、第１ノズル群２４１は、複数の第１ノズル２４ａを含む。第２ノズル群２４２は、複数の第２ノズル２４ｂを含む。第１ノズル群２４１及び第２ノズル群２４２のそれぞれが複数のノズルを含む。複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂのそれぞれから複数の伝熱管２２に向かって液相冷媒（第２流体）が噴霧される。複数の第１ノズル２４ａは、Ｘ方向における第１側から第２側に向かって液相冷媒を噴霧する。複数の第２ノズル２４ｂは、Ｘ方向における第２側から第１側に向かって第２流体を噴霧する。「第１側」は、例えば、伝熱管２２の一方の側面が面する側である。「第２側」は、伝熱管２２の他方の側面が面する側である。

【0040】

複数の第１ノズル２４ａは、第１側において、複数の伝熱管２２の前縁部に面している。複数の第２ノズル２４ｂは、第２側において、複数の伝熱管２２の前縁部に面している。伝熱管２２の前縁部は、Ｘ方向における伝熱管２２の両方の端部を意味する。

【0041】

複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂをＸ方向に投影することによって得られる投影像において、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとが千鳥状の配列パターンを示す。投影像は、詳細には、Ｘ方向に垂直な任意の投影面に複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂを正射影することによって得られる像である。

【0042】

図２に示すように、複数の第１ノズル２４ａはＺ方向に配列されている。複数の第２ノズル２４ｂはＺ方向に配列されている。複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂは、Ｚ方向に関して互い違いに配列されている。上述の投影像において、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとがＺ方向に沿って千鳥状の配列パターンを示す。

【0043】

図３に示すように、複数の第１ノズル２４ａはＹ方向に配列されている。複数の第２ノズル２４ｂはＹ方向に配列されている。複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂは、Ｙ方向に関して互い違いに配列されている。上述の投影像において、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとがＹ方向に沿って千鳥状の配列パターンを示す。

【0044】

つまり、複数の第１ノズル２４ａは、Ｙ方向とＺ方向とにマトリクス状に配列されている。複数の第２ノズル２４ｂは、Ｙ方向とＺ方向とにマトリクス状に配列されている。上述の投影像において、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとがＺ方向及びＹ方向に沿って千鳥状の配列パターンを示す。

【0045】

図５は、複数の伝熱管２２、複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂの詳細な位置関係を示すＺ方向からの上面図である。破線は、第１ノズル２４ａ又は第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒の流れのＹ方向の外縁を示している。

【0046】

図５に示すように、複数の伝熱管２２はＹ方向に一定の間隔で配列されている。複数の第１ノズル２４ａは、Ｙ方向に所定間隔で配列されている。Ｙ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔は、間隔Ｗである。同様に、複数の第２ノズル２４ｂは、Ｙ方向に所定間隔で配列されている。Ｙ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔は、間隔Ｗである。つまり、Ｙ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔は、Ｙ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔に等しい。本実施の形態では、１つのノズルから噴霧された冷媒が６本（複数）の伝熱管２２の伝熱面を濡らすように間隔Ｗが定められている。間隔Ｗは、ノズルの噴霧角度θと、ノズルから伝熱管２２の前縁部までの距離とに応じて適切に定められている。

【0047】

図５に示すように、Ｙ方向における第１ノズル２４ａと第２ノズル２４ｂとの間隔は、Ｙ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔の１／２である。つまり、Ｙ方向における第１ノズル２４ａと第２ノズル２４ｂとの間隔は、Ｗ／２である。

【0048】

Ｙ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａからの冷媒の流れの外縁同士は、Ｘ方向の第１側における伝熱管２２の前縁部の位置で交差している。第１ノズル２４ａからの冷媒の流れの外縁同士の交点Ｋ１は、伝熱管２２の前縁部上に位置している。

【0049】

Ｙ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂからの冷媒の流れの外縁同士は、Ｘ方向の第２側における伝熱管２２の前縁部の位置で交差している。第２ノズル２４ｂからの冷媒の流れの外縁同士の交点Ｋ２は、互いに隣り合う伝熱管２２の間に位置している。

【0050】

図６は、複数の伝熱管２２、複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂの詳細な位置関係を示すＸ方向からの側面図である。図６に示すように、複数の第１ノズル２４ａは、Ｚ方向に所定間隔で配列されている。Ｚ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔は、間隔Ｐである。同様に、複数の第２ノズル２４ｂは、Ｚ方向に所定間隔で配列されている。Ｚ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔は、間隔Ｐである。つまり、Ｚ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔は、Ｚ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔に等しい。

【0051】

図６に示すように、Ｚ方向における第１ノズル２４ａと第２ノズル２４ｂとの間隔は、Ｚ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔の１／２である。つまり、Ｚ方向における第１ノズル２４ａと第２ノズル２４ｂとの間隔は、Ｐ／２である。

【0052】

図６に示すように、Ｘ方向から平面視したとき、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとがマトリクス状に配列されている。Ｘ方向から平面視し、最小面積の四角形の４つの頂点をなす４つの第１ノズル２４ａを選択したとき、それら４つの第１ノズル２４ａがなす四角形の中央部に第２ノズル２４ｂが位置している。同様に、Ｘ方向から平面視し、最小面積の四角形の４つの頂点をなすように４つの第２ノズル２４ｂを選択したとき、それら４つの第２ノズル２４ｂがなす四角形の中央部に第１ノズル２４ａが位置している。

【0053】

Ｚ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔Ｐは、Ｙ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔Ｗよりも広い。同様に、Ｚ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔Ｐは、Ｙ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔Ｗよりも広い。

【0054】

本実施の形態において、第１ノズル２４ａの中心線は、伝熱管２２の前縁部に重なっている。第２ノズル２４ｂの中心線は、Ｙ方向において互いに隣り合う伝熱管２２の間に位置している。ただし、全てのノズルの中心線が前縁部に重なるようにノズルの位置が定められていてもよい。あるいは、全てのノズルの中心線が伝熱管２２の間に位置していてもよい。

【0055】

第１ノズル２４ａ及び第２ノズル２４ｂのそれぞれには、同一の噴霧ノズルが使用されうる。「同一」の語句は、設計上の構造及び設計上の特性が同一であることを意味する。

【0056】

図２に示すように、シェル２１は、その底部に液相冷媒を貯留するように構成されている。循環回路２５は、シェル２１の底部と第１ノズル２４ａ及び第２ノズル２４ｂのそれぞれとを接続している。循環回路２５に循環ポンプ２６が配置されている。循環ポンプ２６の働きにより、シェル２１の底部に貯留された液相冷媒が循環回路２５を通じて第１ノズル２４ａ及び第２ノズル２４ｂに供給される。このような構成によれば、液相冷媒の回収が容易であるとともに、第１ノズル２４ａ及び第２ノズル２４ｂに液相冷媒を供給するためのエネルギー消費を抑えることができる。

【0057】

本実施の形態において、シェル２１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。シェル２１は、耐圧容器であってもよい。

【0058】

シェル２１には、流入管２７及び排出管２８が設けられている。流入管２７は、シェル２１の内部に冷媒を導く流路である。排出管２８は、伝熱管２２の表面で蒸発した冷媒をシェル２１の外部に導く流路である。流入管２７及び排出管２８には、それぞれ、流路１１０ｄ及び流路１１０ａが接続されうる。

【0059】

［１－４．動作］
以上のように構成された蒸発器１０１について、以下その動作及び作用を説明する。

【0060】

循環ポンプ２６を起動すると、液相冷媒がシェル２１の底部から第１ノズル２４ａ及び第２ノズル２４ｂに供給される。液相冷媒は、第１ノズル２４ａ及び第２ノズル２４ｂのそれぞれから伝熱管２２の伝熱面２２ｐに平行に噴霧される。熱媒体は、第１伝熱管群２２１に流入し、第１伝熱管群２２１を流れたのち、接続管２９を通じて第２伝熱管群２２２に流入する。熱媒体は、第２伝熱管群２２２を流れたのち、蒸発器１０１の外部に排出される。伝熱管２２に熱媒体を流しながら伝熱管２２に向けて液相冷媒を噴霧すれば、伝熱管２２において熱媒体と液相冷媒との熱交換が行われ、冷媒が蒸発して気相冷媒が生成される。

【0061】

伝熱管２２として扁平形状の伝熱管を用いるとともに、伝熱面２２ｐに平行に冷媒を噴霧することによって、伝熱管２２における死水域を減らすことができる。「死水域」は、伝熱管２２の表面の一部であって、冷媒が接触しにくい部分を意味する。「死水域」は、図１３Ｂ及び図１３Ｃを参照して説明したドライアウト領域２０２ｓに相当する。複数の伝熱管２２に向けてＸ方向の両側から液相冷媒を噴霧することによって、死水域を効果的に減らすことができる。

【0062】

本実施の形態では、さらに、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂが千鳥状の配列パターンを示す。そのため、図１３Ａから図１３Ｃを参照して説明した重なり領域及びドライアウト領域をさらに効果的に減らすことができる。

【0063】

第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒は、例えば、円錐状に拡がりながら複数の伝熱管２２の前縁部に到達する。第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒は、例えば、円錐状に拡がりながら複数の伝熱管２２の前縁部に到達する。

【0064】

図５に示すように、第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒は、Ｙ方向に拡がりながら、伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路にＸ方向の第１側から流入する。第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒は、Ｙ方向に拡がりながら、伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路にＸ方向の第２側から流入する。ただし、伝熱管２２が遮蔽板の役割を果たすので、冷媒の流れが伝熱管２２の前縁部に達すると、その時点でＹ方向への冷媒の流れの拡がりが止まる。これにより、Ｙ方向における冷媒の流れ同士の重なりが阻止される。

【0065】

図６に示すように、第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒は、Ｚ方向にも拡がりながら、伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路にＸ方向の第１側から流入する。第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒は、Ｚ方向にも拡がりながら、伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路にＸ方向の第２側から流入する。Ｚ方向には、ヘッダー２３を除き、冷媒の流れを遮る物体が存在しない。そのため、冷媒の流れは、Ｚ方向に噴霧角度θで拡がりながら、伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路を通過する。

【0066】

図７は、伝熱管２２、複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂの詳細な位置関係を示すＹ方向からの側面図である。第１ノズル２４ａ及び第２ノズル２４ｂから延びる破線は、噴霧された冷媒の到達領域を示している。図７に示す噴霧角度θは、図５に示す噴霧角度θに等しい。噴霧された冷媒の到達領域は、第１ノズル２４ａ又は第２ノズル２４ｂを頂点とする噴霧角度θの円錐状の領域である。

【0067】

本実施の形態によれば、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとがＺ方向においてＰ／２の間隔で千鳥状のパターンで配置されている。そのため、伝熱管２２の両側から冷媒を噴霧したとしても、第１ノズル２４ａからの冷媒の流れは、第２ノズル２４ｂからの冷媒の流れと重複せず、あるいは、殆ど重複せず伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路を通過する。

【0068】

なお、図７においては、第１ノズル２４ａからの冷媒の流れの一部が第２ノズル２４ｂからの冷媒の流れの一部と重複しているように見える。しかし、この重複は、第１ノズル２４ａと第２ノズル２４ｂとが同一の平面上に存在せず、かつ、Ｙ方向にＷ／２の間隔で配列されていることに起因するものである。

【0069】

図８から図１１を参照して、冷媒の噴霧状態をさらに詳細に説明する。

【0070】

図８は、図５に示す基準面Ｈ１における冷媒の存在領域を示す図である。基準面Ｈ１は、Ｘ方向の第１側における複数の伝熱管２２の前縁部に接し、かつ、Ｘ方向に垂直な平面である。円形の領域αは、第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒の基準面Ｈ１での存在領域を示している。斜線の領域βは、第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒の基準面Ｈ１での存在領域を示している。

【0071】

第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒は、基準面Ｈ１において、円形の領域αを占有する。Ｙ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔Ｗは、領域α同士が重複しないように、噴霧角度θと、伝熱管２２の前縁部から第１ノズル２４ａまでの距離とに基づいて定められている。本実施の形態では、円形の領域α同士が基準面Ｈ１において接するように、間隔Ｗが定められている。

【0072】

冷媒のミストは、Ｘ方向の第１側から伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路に流入し、Ｚ方向に噴霧角度θで拡がりながら進んで伝熱面２２ｐを濡らす。

【0073】

第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒は、基準面Ｈ１において斜線の領域βを占有する。基準面Ｈ１において、領域αは、領域βに重複していない。つまり、第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒と第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒との基準面Ｈ１における重複が回避されている。

【0074】

図９は、図８に示すIX-IX線に沿った断面における冷媒の存在領域を示す図である。領域ε１は、第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒の存在領域を示している。領域κ１は、第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒の存在領域を示している。

【0075】

第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒は、噴霧角度θでＺ方向に拡がりながら伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路を通過する。この際、冷媒は、領域ε１を通過する。第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒は、噴霧角度θでＺ方向に拡がりながら伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路を通過する。この際、冷媒は、領域κ１を通過する。

【0076】

図９は、第１ノズル２４ａの中心付近を通る断面における冷媒の存在領域を示している。第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒は、図９の断面においてＺ方向の最大幅を有する。一方、第２ノズル２４ｂの位置は、第１ノズル２４ａの位置からＹ方向に間隔Ｗ／２だけ離れている。そのため、第１ノズル２４ａの中心の位置が基準位置である場合、領域κ１は、第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒の流れのＹ方向における外縁に対応する。ただし、第２ノズル２４ｂからの冷媒の流れの外縁は、伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路に位置しているので、第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒の流れのＹ方向における外縁は、伝熱管２２の厚さの１／２だけ第２ノズル２４ｂ側に寄っている。そのため、図９に示すように、領域κ１は、第２ノズル２４ｂが配置された第２側において、台形の領域の一部を切り取った形状を示す。第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒は、曲線を描く形で伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路に流入する。

【0077】

以上のことから、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとの両方から複数の伝熱管２２に向けて冷媒を噴霧した場合でも、伝熱管２２の伝熱面２２ｐにおいて冷媒の流れが重複することを回避できる。これにより、伝熱面２２ｐにおける冷媒の液膜の厚さを抑えることができる。その結果、熱抵抗を下げることができ、ひいては蒸発器１０１の伝熱性能を向上させることができる。また、冷媒が到達できない死水域（ドライアウト領域）も生じにくい。

【0078】

図１０は、図５に示す基準面Ｈ２における冷媒の存在領域を示す図である。基準面Ｈ２は、Ｘ方向の第２側における複数の伝熱管２２の前縁部に接し、かつ、Ｘ方向に垂直な平面である。円形の領域γは、第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒の基準面Ｈ２での存在領域を示している。斜線の領域δは、第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒の基準面Ｈ２での存在領域を示している。

【0079】

第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒は、基準面Ｈ２において、円形の領域γを占有する。Ｙ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔Ｗは、領域γ同士が重複しないように、噴霧角度θと、伝熱管２２の前縁部から第２ノズル２４ｂまでの距離とに基づいて定められている。本実施の形態では、円形の領域γ同士が基準面Ｈ２において接するように、間隔Ｗが定められている。

【0080】

冷媒のミストは、Ｘ方向の第２側から伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路に流入し、Ｚ方向に噴霧角度θで拡がりながら進んで伝熱面２２ｐを濡らす。

【0081】

第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒は、基準面Ｈ２において領域δを占有する。基準面Ｈ２において、領域γは、領域δに重複していない。つまり、第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒と第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒との基準面Ｈ２における重複が回避されている。

【0082】

図１１は、図１０に示すXI-XI線に沿った断面における冷媒の存在領域を示す図である。領域ε２は、第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒の存在領域を示している。領域κ２は、第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒の存在領域を示している。

【0083】

第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒は、噴霧角度θでＺ方向に拡がりながら伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路を通過する。この際、冷媒は、領域κ２を通過する。第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒は、噴霧角度θでＺ方向に拡がりながら伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路を通過する。この際、冷媒は、領域ε２を通過する。

【0084】

図１１は、第２ノズル２４ｂの中心位置での断面における冷媒の存在領域を示している。第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒の流れは、図１１の断面においてＺ方向の最大幅を有する。一方、第１ノズル２４ａの位置は、第２ノズル２４ｂの位置からＹ方向に間隔Ｗ／２だけ離れている。そのため、第２ノズル２４ｂの中心位置が基準位置である場合、領域ε２は、第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒の流れのＹ方向における外縁に対応する。すなわち、領域ε２は、伝熱面２２ｐを濡らしうる最少の面積を持つ。また、領域ε２は、第１ノズル２４ａが配置された第１側において、台形の領域の一部を切り取った形状を示す。第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒は、曲線を描く形で伝熱管２２と伝熱管２２との間の流路に流入する。

【0085】

以上のことから、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとの両方から複数の伝熱管２２に向けて冷媒を噴霧した場合でも、伝熱管２２の伝熱面２２ｐにおいて冷媒の流れが重複することを回避できる。これにより、伝熱面２２ｐにおける冷媒の液膜の厚さを抑えることができる。その結果、熱抵抗を下げることができ、ひいては蒸発器１０１の伝熱性能を向上させることができる。また、冷媒が到達できない死水域（ドライアウト領域）も生じにくい。

【0086】

［１－５．効果等］
以上のように、本実施の形態において、複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂをＸ方向に投影することによって得られる投影像において、複数の第１ノズル２４ａ及び複数の第２ノズル２４ｂが千鳥状の配列パターンを示す。

【0087】

このような構成によれば、第１ノズル２４ａから噴霧された冷媒が第２ノズル２４ｂから噴霧された冷媒と重複することを回避しつつ、伝熱管２２の伝熱面２２ｐを濡らすことができる。これにより、過剰な厚さの冷媒の液膜が形成されることを回避できる。また、冷媒が届かない領域の発生を抑制できるので、蒸発器１０１の伝熱性能を向上させることができる。

【0088】

本実施の形態において、複数の第１ノズル２４ａはＺ方向に配列されていてもよく、複数の第２ノズル２４ｂはＺ方向に配列されていてもよい。上述の投影像において、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとがＺ方向に沿って千鳥状の配列パターンを示してもよい。このような構成によれば、過剰な厚さの冷媒の液膜が形成されることを回避できるとともに、冷媒が届かない領域の発生をより十分に抑制できる。

【0089】

本実施の形態において、複数の第１ノズル２４ａはＹ方向に配列されていてもよく、複数の第２ノズル２４ｂはＹ方向に配列されていてもよい。上述の投影像において、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとがＹ方向に沿って千鳥状の配列パターンを示してもよい。このような構成によれば、過剰な厚さの冷媒の液膜が形成されることを回避できるとともに、冷媒が届かない領域の発生をより十分に抑制できる。

【0090】

本実施の形態において、複数の第１ノズル２４ａはＹ方向とＺ方向とに配列されていてもよく、複数の第２ノズル２４ｂはＹ方向とＺ方向とに配列されていてもよい。上述の投影像において、複数の第１ノズル２４ａと複数の第２ノズル２４ｂとがＺ方向及びＹ方向に沿って千鳥状の配列パターンを示してもよい。このような構成によれば、過剰な厚さの冷媒の液膜が形成されることを回避できるとともに、冷媒が届かない領域の発生をより十分に抑制できる。

【0091】

本実施の形態において、Ｚ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔Ｐは、Ｙ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔Ｗよりも広くてもよい。このような構成は、Ｚ方向において冷媒の流れが重複することを回避するのに有利である。

【0092】

本実施の形態において、Ｚ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔Ｐは、Ｙ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔Ｗよりも広くてもよい。このような構成は、Ｚ方向において冷媒の流れが重複することを回避するのに有利である。

【0093】

本実施の形態において、Ｚ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔Ｐは、Ｚ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔Ｐに等しくてもよい。このような構成によれば、上述した効果をより十分に得ることができる。

【0094】

本実施の形態において、Ｚ方向における第１ノズル２４ａと第２ノズル２４ｂとの間隔がＺ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔Ｐの１／２であってもよい。このような構成によれば、上述した効果をより十分に得ることができる。

【0095】

本実施の形態において、Ｙ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔Ｗは、Ｙ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂ同士の間隔Ｗに等しくてもよい。このような構成によれば、上述した効果をより十分に得ることができる。

【0096】

本実施の形態において、Ｙ方向における第１ノズル２４ａと第２ノズル２４ｂとの間隔がＹ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａ同士の間隔Ｗの１／２であってもよい。このような構成によれば、上述した効果をより十分に得ることができる。

【0097】

本実施の形態において、複数の第１ノズル２４ａはＹ方向に配列されていてもよく、Ｙ方向において互いに隣り合う第１ノズル２４ａからの第２流体の流れの外縁同士が第１側における伝熱管２２の前縁部の位置で交差してもよい。このような構成によれば、上述した効果をより十分に得ることができる。

【0098】

本実施の形態において、複数の第２ノズル２４ａはＹ方向に配列されていてもよく、Ｙ方向において互いに隣り合う第２ノズル２４ｂからの第２流体の流れの外縁同士が第２側における伝熱管２２の前縁部の位置で交差してもよい。このような構成によれば、上述した効果をより十分に得ることができる。

【0099】

本実施の形態において、Ｚ方向が鉛直方向であってもよい。Ｙ方向及びＸ方向が水平方向であってもよい。重力の影響を考慮すると、このような構成において本開示の効果が最大限に得られる。

【0100】

本実施の形態の冷凍サイクル装置１００は、本実施の形態のシェルアンドチューブ式熱交換器と、シェルアンドチューブ式熱交換器に接続された圧縮機１０２とを備えている。シェルアンドチューブ式熱交換器は、蒸発器１０１に使用されてもよく、凝縮器１０３に使用されてもよい。本実施の形態のシェルアンドチューブ式熱交換器を使用することによって、冷凍サイクル装置１００の効率を向上させることができる。

【0101】

（他の実施の形態）
本開示のシェルアンドチューブ式熱交換器は、伝熱管群を１つのみ有していてもよく、３つ以上の伝熱管群を有していてもよい。複数の伝熱管群は、水平方向だけでなく、垂直方向に配列されていてもよい。

【0102】

伝熱管群において、伝熱管２２は、複数列（例えば、前後２列）で設けられていてもよく、１列のみ設けられていてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0103】

本明細書に開示されたシェルアンドチューブ式熱交換器は、業務用エアコンなどの空気調和装置に特に有用である。シェルアンドチューブ式熱交換器は、蒸発器のみならず、凝縮器として使用されてもよい。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】

【0104】

２１ シェル
２２ 伝熱管
２３ ヘッダー
２４ａ 第１ノズル
２４ｂ 第２ノズル
２５ 循環回路
２６ 循環ポンプ
２７ 流入管
２８ 排出管
２９ 接続管
１００ 冷凍サイクル装置
１０１ 蒸発器
１０２ 圧縮機
１０３ 凝縮器
１０４ 流量弁
１０５，１０６ 回路
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ 流路
２２１ 第１伝熱管群
２２２ 第２伝熱管群
２４１ 第１ノズル群
２４２ 第２ノズル群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】