JPH0271062A - 吸収器用伝熱管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は吸収器用伝熱管、特に伝熱性能に優れた吸収器
用伝熱管に関するものである。

（背景技術） 吸収式ヒートポンプや吸収式冷凍器等の吸収器は、一般
に、多数の伝熱管が水平方向に延びる状態で密閉容器内
に並列的に配置された構造を有している。そして、それ
ら伝熱管内に冷却水等の冷却媒体が流通せしめられる一
方、それら伝熱管の外面にＬｉＢｒ水溶液等の吸収液が
滴下せしめられるようになっており、その吸収液が蒸発
器で蒸発させられた水蒸気を吸収する際の吸収熱を、冷
却媒体で運び去るようになっている。

ところで、このような吸収器では、その伝熱管として、
一般に、内外面が平滑な平滑管が採用されているが、か
かる平滑管の伝熱性能は低（、オクチルアルコール等の
界面活性剤を吸収液に添加して、吸収液の吸収能力を向
上させるようにしても、伝熱性能を充分向上させること
ができず、吸収器の高性能化や小型化を充分達成するこ
とができないといった問題があった。そこで、近年にお
いて、伝熱管の伝熱性能の向上を図って吸収器の高性能
化や小型化を達成するために、種々の構造の伝熱管が提
案されるに至っているが、未だ充分満足すべき構造のも
のが提案されているとは言い難いのが実情である。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、このような事情を背景として
為されたものであり、その課題とするところは、平滑管
に比べて伝熱性能を大幅に向上することのできる吸収器
用伝熱管の新規な構造を提供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明において
は、管外面において、複数の山部と谷部が、管周方向に
おいて交互に位置する状態で、管軸に対して３°以上の
捩じれ角をもって螺旋状に形成された構造を、吸収器用
伝熱管の構造として採用したのである。

（作用および発明の詳細な説明） このような構造の吸収器用伝熱管においては、管外面に
滴下された吸収液が谷部を伝わって管軸方向に効果的に
流動せしめられると共に、吸収液が山部を乗り越えて流
下する際に、吸収液に撹乱・対流現象が効果的に惹起さ
れるのであり、これらの両者によって、吸収液による水
蒸気の吸収作用が安定して持続させられて、平滑管より
も大幅に優れた伝熱性能が得られるのである。

なお、ここで、伝熱管の管外面における山部と谷部の管
軸に対する捩じれ角が３°よりも小さくなると、伝熱性
能の向上が大して望めなくなるのであり、それ故、かか
る捩じれ角は３°以上の大きさに設定することが必要と
なるのであるが、かかる捩じれ角が大きくなり過ぎても
、伝熱性能の向上は大して望めなくなる。従って、かか
る捩じれ角は、通常、３〜２０°程度、好ましくは５〜
１５°程度の大きさに設定されることとなる。

また、かかる伝熱管の谷部（溝）は、通常、吸収液が滞
留しない程度以上の溝幅をもって形成され、その谷部の
溝深さ：ｄは、隣接する山部の頂上間の距離（ピッチ）
をｐとしたとき、通常、そのピッチ：ｐとの比率：　ｒ
　（−ｄ／ｐ）が、１／１０〜１／２となるように、よ
り好ましくは１／３程度となるように設定されることと
なる。

ところで、本発明に従う伝熱管は、一般には、目的とす
る伝熱管の管外面における山部と谷部に対応した螺旋状
の谷部と山部とを内面に有するダイを用い、かかるダイ
に円筒管（平滑管）を通過させる一方、その円筒管内に
、該円筒管の縮管量を規制するプラグを挿入して、該円
筒管に抽伸加工を施すことによって製造されることとな
るが、その際、円筒管の縮管量を規制するプラグとして
、外面が円筒状の平滑面とされたプラグを用いて、伝熱
管の管内面を平滑な円筒面とするようにしてもよく、ま
たそのプラグとして、ダイの山部と谷部に対応した螺旋
状の山部と谷部を外面に備えたプラグを用いて、伝熱管
の内面にも、伝熱管外面の山部と谷部に対応した谷部と
山部を形成するようにしてもよい。

なお、管外面の山部と谷部に対応した谷部と山部を管内
面に設けるようにすれば、伝熱管の薄肉・軽量化を有利
に達成することが可能となる。

以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その実施例を示すが、本発明がかかる実施例の記載によ
って何等の制限をも受けるものではなく、本発明が、そ
の趣旨を逸脱しない範囲内において、他の態様によって
も実施され得ることが、理解されるべきである。

（実施例） 先ず、第１図および第２図には、本発明の一実施例であ
る吸収器用伝熱管２が示されている。この伝熱管２は、
１９＋ｎｍの外径を有しており、その外面には、管周方
向において３　ｍｍ弱の一定のピッチ：Ｐをもって、且
つ管軸に対して５゛の捩じれ角：θを為す状態で、２１
条の螺旋状の山部４が形成されている。そして、これに
より、それら山部４の隣接するものの間において、溝深
さ；ｄが１ｍｍ弱の螺旋状の谷部（溝）６がそれぞれ形
成されている（第３図参照）。ここでは、谷部６の溝深
さ：ｄと山部＝４の形成ピッチ：ｐとの比率：ｒ　（＝
ｄ／ｐ）が略１／３に設定されているのである。

このような構造の伝熱管２を、有効長５００薗として、
１列５段の３５閣ピツチで実験用の吸収器に水平にセッ
トし、伝熱管２の下側のものから５パスで冷却媒体とし
ての冷却水を流通させる一方、２５０ＰＰＭのオクチル
アルコールを添加した吸収液としてのＬｉＢｒ水溶液を
、直径：２ｍｒａの滴下穴から最上段の伝熱管２の管外
面に滴下して、かかる構造の伝熱管２について、下記（
１）、　（２）弐で定義される熱通過重重におよび管内
面熱伝達率二ｈ０を測定・演算し、その結果を第４図に
示した。また、これと比較するために、同一外径の平滑
管について測定・演算した熱通過率：におよび管外面熱
伝達率：ｈｏを、第４図に併せて示した。

Ｋ＝Ｑ／（Ｓ・ΔＴ）　　　　　　　　　・・・（１）
１／ｈ、＝１／に一１／ｈｉ（ｄ、／ｄｉ）　　　・−
−（２）〔ただし、 Ｑ：交換熱量（ｋｃａｌ／ｈ） Ｓ；管外表面積（ｍ２） ΔＴ；対数平均温度差（°Ｃ） ｈ、；管内面熱伝達率（ｋｃａ　Ｉ／　ｍ　”ｈ　’Ｃ
）ｄｏ　　；管外径（ｍ） ｄ、；管内径（ｍ）〕 なお、管外表面積：Ｓは、５本の伝熱管２の総表面積で
あり、また交換熱量：Ｑおよび対数平均温度差：ΔＴは
、比熱をＣｐ　（ｋｃａｌ／ｋｇ’ｃ　）　、冷却水量
をＷ（ｍ３／ｈ）、比重量をρ（ｋｇ／ｍ′３）、冷却
水吸収器出口温度をＴｃ、（’Ｃ）、冷却水吸収器入口
温度をＴｃｉ　（’Ｃ）　、Ｉ、ｉＢｒ濃溶液吸収器入
口平衡温度をＴｉｔ　（”Ｃ）　、ＬｉＢｒ希溶液吸収
器出口温度をＴ、、（’Ｃ）とすると、それぞれ、下記
（３）および（４）式で表される。

Ｑ＝Ｃ，−Ｗ・ρ（Ｔｃ、、−Ｔｃ、）　　　　　−・
・（３）Ｔ、。−Ｔ　ｃ　ｉ また、下記第１表は、前記以外の主要実験条件を示して
いる。

第４図から明らかなように、本実施例の伝熱管２は、平
滑管に比べて、熱通過率：におよび管外面熱伝達率：ｈ
ｏが何れも大幅に向上しており、これにより、平滑管に
比べて、本発明に従う伝熱管の伝熱性能が極めて優れて
いることが認められるのである。

なお、上記構造の伝熱管２は、目的とする伝熱管２の山
部４と谷部６にそれぞれ対応する螺旋状の谷部と山部を
内面に備えたダイと、外面が円筒面とされたプラグとを
用い、かかるプラグにて縮管量を規制しつつ、円筒管を
かかるダイに通過させて、円筒管を抽伸加工することに
よって製造したが、かかる円筒管の抽伸加工に際して、
外面にダイの山部と谷部に対応した山部と谷部を備えた
プラグを採用すれば、第５図に示す如き、管外面の山部
４と谷部６に対応した螺旋状の谷部８と山部１０を管内
面に備えた構造の伝熱管１２が製造されることとなる。

このような構造の伝熱管１２によっても、平滑管よりも
大幅に優れた伝熱性能が得られるのであり、またこのよ
うな構造の伝熱管１２によれば、内面が平滑な円筒面と
される伝熱管２に比べて、管肉厚を有利に薄肉化して、
管重量を有利に軽量化することができるのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う吸収器用
伝熱管は、管軸に対して３°以上の捩じれ角を為す螺旋
状の複数の山部と谷部が、管外面において管周方向で交
互に形成された構造を有するものであるため、平滑管に
比べて伝熱性能が大幅に向上するのであり、それ故、吸
収器の高性能化や小型化に大きく寄与することができる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う吸収器用伝熱管の一例を示す外
観図であり、第２図は、第１図における■−■断面図で
あり、第３図は、第２図の一部を拡大して示す断面図で
ある。第４図は、第１図の伝熱管と平滑管についての熱
通過率および管外面熱伝達率の測定結果を比較して示す
グラフである。 第５図は、本発明の別の実施例の第３図に対応する図で
ある。 ２゜ ：伝熱管 ４゜ ：山部 ６゜ ：谷部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内側に冷却媒体が流通せしめられる一方、外面に吸収液
   が滴下せしめられる吸収器用伝熱管であって、 管外面において、複数の山部と谷部が、管周方向におい
   て交互に位置する状態で、管軸に対して３゜以上の捩じ
   れ角をもって螺旋状に形成せしめられていることを特徴
   とする吸収器用伝熱管。