直管式蒸发器用于氨制冷装置，其结构如图8-22所示。直管式蒸发器全部由无缝钢管焊制而成，蒸发器管以组为单位，根据不同容最要求，蒸发器可由若干管组组合而成。蒸发管组安装在矩形金属水箱中。每组蒸发管由上下两根水平管及焊在其间许多根端部微弯的立管所组成。在管组的一端，上集针接气液分离器，下集管接集油器。氨液从中间的供液管进入。供液管由上面一直伸入到下集管，这样使液体从下部进入下集管后，均匀地进入各立管中去。制冷剂液体在管内吸收载冷剂的热后后，不断蒸发汽化。汽化后的制冷剂通过上集管，经气液分离器分离后，蒸汽从上面引出，被压缩机吸入，液体返回下集管。集油器上端有一根管子与吸气管接通，以便将冷冻机油中的制冷剂抽走，积存的润滑油定期从放油管放出。
为了提高直管式蒸发器的传热效果，在水箱内装有搅拌机。搅拌机有卧式和立式两种。 由于卧式搅拌机安装时需要密封措施，并且维修较困难，故目前采用立式搅拌机较多。水流速一般保持在0.3~0.7m/s。水箱上部设有溢流管，底部设有泄水口。
为了控制族发器排管中的氨液面，在水箱上装有浮球阀或电子液位控制装置。
立管式蒸发器由于上部开启，便于操作人员观察和维修。载冷剂容量较大，所以用淡水作载冷剂时，不会有结冰损坏设备的危险。当用盐水作载冷剂时，由于盐水和空气接触，水箱腐蚀较严重 ,需在盐水中加入缓蚀剂，且盐水易吸收空气中水分而使浓度降低，需经常检查盐水的相对密度，向盐水补充加入固体盐。
