JPH0621744B2 - 吸収器用伝熱管 - Google Patents
吸収器用伝熱管Info
- Publication number
- JPH0621744B2 JPH0621744B2 JP61149250A JP14925086A JPH0621744B2 JP H0621744 B2 JPH0621744 B2 JP H0621744B2 JP 61149250 A JP61149250 A JP 61149250A JP 14925086 A JP14925086 A JP 14925086A JP H0621744 B2 JPH0621744 B2 JP H0621744B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- transfer tube
- tube
- absorber
- absorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプ等の吸収器
に使用される伝熱管に関するものである。
に使用される伝熱管に関するものである。
［従来技術とその問題点］ 吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプ等の吸収器は、密閉
容器内に水平あるいは垂直に多数の伝熱管を並列配置し
て構成されている。この場合、伝熱管は管外側に吸収
液、例えばＬｉＢｒ水溶液（濃度約６０質量％）が滴下
散布され、蒸発器で発生した水蒸気を吸収させると同時
に、吸収時の吸収熱を管内を流れる冷却水により取去る
ように作用する。吸収は、蒸発器での蒸発圧力と伝熱管
表面上に滴下された吸収液の飽和蒸気圧との圧力差によ
って生じ、この圧力差が大きければ能力は向上する。ま
た、吸収液は温度が低いほど、あるいは濃度が低いほど
飽和蒸気圧が低く、圧力差が大きくなって吸収能力の向
上に寄与する。したがって、この種の伝熱管には熱の移
動と吸収液内へ凝縮した水が拡散する物質移動の両面の
向上が要求される。しかし、これまでこの吸収機構につ
いては不明な点が多く、伝熱管としては平滑管が主流と
なっている。
容器内に水平あるいは垂直に多数の伝熱管を並列配置し
て構成されている。この場合、伝熱管は管外側に吸収
液、例えばＬｉＢｒ水溶液（濃度約６０質量％）が滴下
散布され、蒸発器で発生した水蒸気を吸収させると同時
に、吸収時の吸収熱を管内を流れる冷却水により取去る
ように作用する。吸収は、蒸発器での蒸発圧力と伝熱管
表面上に滴下された吸収液の飽和蒸気圧との圧力差によ
って生じ、この圧力差が大きければ能力は向上する。ま
た、吸収液は温度が低いほど、あるいは濃度が低いほど
飽和蒸気圧が低く、圧力差が大きくなって吸収能力の向
上に寄与する。したがって、この種の伝熱管には熱の移
動と吸収液内へ凝縮した水が拡散する物質移動の両面の
向上が要求される。しかし、これまでこの吸収機構につ
いては不明な点が多く、伝熱管としては平滑管が主流と
なっている。
一方、吸収器では伝熱管が水平に配置され、吸収液が上
方から滴下される方式が主流である。この際、管表面上
を流れる吸収液は薄膜状となり、さらに伝熱抵抗の減
少、機器の効率向上のため、より薄膜化の方向に進んで
いる。しかし、吸収においては熱移動よりも物質移動が
律速となる。したがって、現状の薄膜流下方式では伝熱
を促進させることよりも物質移動の促進を図らなければ
吸収性能の飛躍的向上は望めない。例えば最近この伝熱
管として、伝熱面積を増加させると同時に吸収液の薄膜
化を図る目的でローフィンチューブ等の加工管を使用す
る試みがなされているが、伝熱面積の増加に見合うまで
の吸収能力の向上には至っていない。
方から滴下される方式が主流である。この際、管表面上
を流れる吸収液は薄膜状となり、さらに伝熱抵抗の減
少、機器の効率向上のため、より薄膜化の方向に進んで
いる。しかし、吸収においては熱移動よりも物質移動が
律速となる。したがって、現状の薄膜流下方式では伝熱
を促進させることよりも物質移動の促進を図らなければ
吸収性能の飛躍的向上は望めない。例えば最近この伝熱
管として、伝熱面積を増加させると同時に吸収液の薄膜
化を図る目的でローフィンチューブ等の加工管を使用す
る試みがなされているが、伝熱面積の増加に見合うまで
の吸収能力の向上には至っていない。
吸収器は、機器の性能を左右する重要なコンポーネント
であるため、今後機器の小形化、高性能化を図る上で吸
収器を高性能化することが大きな意味をもつ。したがっ
て、伝熱管の高性能化が重要なポイントであり、特に吸
収過程における物資移動の促進を図る必要がある。
であるため、今後機器の小形化、高性能化を図る上で吸
収器を高性能化することが大きな意味をもつ。したがっ
て、伝熱管の高性能化が重要なポイントであり、特に吸
収過程における物資移動の促進を図る必要がある。
［発明の目的］ 商用の吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプ等の吸収液に
はジエチルヘキサノール等の界面活性剤が加えられてい
る。これは吸収能力を向上させる方法として経験的に知
られている。
はジエチルヘキサノール等の界面活性剤が加えられてい
る。これは吸収能力を向上させる方法として経験的に知
られている。
本発明ではこのような界面活性剤を添加した吸収液を用
いる吸収器であってもの飛躍的な性能向上を図ることの
できる新規な伝熱管を提供することにある。
いる吸収器であってもの飛躍的な性能向上を図ることの
できる新規な伝熱管を提供することにある。
［発明の概要］ 発明者等は伝熱性能と共に、物質伝熱性能についても研
究実験を重ねた結果、伝熱管表面上の吸収液膜内で対流
が発生すると、熱と共に特に物質移動が大幅に促進され
ることが分った。伝熱管表面上の溶液は水蒸気と接する
面では水蒸気を吸収して低濃度となるが、深さ方向への
移動は拡散だけではあまり進展しない。そこで対流が発
生すれば液膜内での攪乱が発生し、溶液表面だけが低濃
度となって吸収を抑制することはなくなり、性能が向上
する。また、一般に対流は界面活性剤の添加による表面
張力差により引き起こされ、溶液の厚さが厚い方が発生
しやすいことが知られている。そこで本発明では溶液中
に対流を発生させるため、管表面上にある程度溶液が厚
く保持できる深い凹部を管軸方向へ断続的に設けた。こ
の凹部によりそこに滞留した溶液内で対流が発生すると
共に、凹部の深さより小さい高さの微細なフィンを設け
て円周方向へ流れを分配する。そして、次段の凹部に流
下する際溶液が攪拌され、熱・物質移動が大幅に促進さ
れる。一方、機器の運転が停止されたときには溶液が凹
部内に停滞して結晶化してしまう心配がある。そこで本
発明では付加的に凹部の深さより小さい高さの微細なフ
ィンにより表面の濡れ性を向上させると共に、液切れが
促進されるようにしている。
究実験を重ねた結果、伝熱管表面上の吸収液膜内で対流
が発生すると、熱と共に特に物質移動が大幅に促進され
ることが分った。伝熱管表面上の溶液は水蒸気と接する
面では水蒸気を吸収して低濃度となるが、深さ方向への
移動は拡散だけではあまり進展しない。そこで対流が発
生すれば液膜内での攪乱が発生し、溶液表面だけが低濃
度となって吸収を抑制することはなくなり、性能が向上
する。また、一般に対流は界面活性剤の添加による表面
張力差により引き起こされ、溶液の厚さが厚い方が発生
しやすいことが知られている。そこで本発明では溶液中
に対流を発生させるため、管表面上にある程度溶液が厚
く保持できる深い凹部を管軸方向へ断続的に設けた。こ
の凹部によりそこに滞留した溶液内で対流が発生すると
共に、凹部の深さより小さい高さの微細なフィンを設け
て円周方向へ流れを分配する。そして、次段の凹部に流
下する際溶液が攪拌され、熱・物質移動が大幅に促進さ
れる。一方、機器の運転が停止されたときには溶液が凹
部内に停滞して結晶化してしまう心配がある。そこで本
発明では付加的に凹部の深さより小さい高さの微細なフ
ィンにより表面の濡れ性を向上させると共に、液切れが
促進されるようにしている。
［実施例］ 本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、外径１９．０５mmのローフィンチューブ（１
９山／インチ）の外面に、深さ２mm、長さ１０mm、幅３mm
の凹部３を管軸と平行に１２条軸方向ピッチ１４mmで形
成して伝熱管１とした場合を示しており、凹部３を除く
外面には微小なフィン２が残存し、内側には外側の凹部
３に相対して断続的に突起２６が形成されている。
９山／インチ）の外面に、深さ２mm、長さ１０mm、幅３mm
の凹部３を管軸と平行に１２条軸方向ピッチ１４mmで形
成して伝熱管１とした場合を示しており、凹部３を除く
外面には微小なフィン２が残存し、内側には外側の凹部
３に相対して断続的に突起２６が形成されている。
このような伝熱管１は、例えば第２図に示すように、ロ
ーフィンチューブ等の管２５に歯車状ディスク２２を押
し込み、管２５を移動させながらディスク２２を回転さ
せることによって容易に成形することができる。なお第
２図中、２３は押えディスク、２４は三方チャックを示
す。
ーフィンチューブ等の管２５に歯車状ディスク２２を押
し込み、管２５を移動させながらディスク２２を回転さ
せることによって容易に成形することができる。なお第
２図中、２３は押えディスク、２４は三方チャックを示
す。
この伝熱管１について、第３図に示す実験装置で吸収液
の流下状態を観察した。
の流下状態を観察した。
実験は、二段に配置した伝熱管１に対して、界面活性剤
としてｎ−オクチルアルコールが添加されたＬｉＢｒ水
溶液（濃度６０質量％）７を滴下した。なお第２図中、
５は滴下管、６は透明筐体、８は滴、９はバルブ、１０
は溶液槽、１１はポンプ、１２は流量計を示す。
としてｎ−オクチルアルコールが添加されたＬｉＢｒ水
溶液（濃度６０質量％）７を滴下した。なお第２図中、
５は滴下管、６は透明筐体、８は滴、９はバルブ、１０
は溶液槽、１１はポンプ、１２は流量計を示す。
この結果、溶液７は管外面を円周方向に流下するが、凹
部３で流下が阻止されてそこに滞留した。また、管１は
全体が溶液７で覆われた。
部３で流下が阻止されてそこに滞留した。また、管１は
全体が溶液７で覆われた。
次に、第４図に示すような性能測定装置に、４８本の有
効長３００mmの伝熱管１を６列８段に組込んで性能測定
した。
効長３００mmの伝熱管１を６列８段に組込んで性能測定
した。
実験は、４０℃の吸収液（前記と同じ）７を滴下し、伝
熱管１内に冷却水１８を流す一方、蒸発温度が１０℃で
一定となるよう蒸発器１６の伝熱管１３内へ流す水１９
の流量をコントロールした。なお、第３図中、１４は滴
下管、１５は吸収器、１７は冷媒（水）、２０は水蒸
気、２１は低濃度のＬｉＢｒ水溶液を示す。
熱管１内に冷却水１８を流す一方、蒸発温度が１０℃で
一定となるよう蒸発器１６の伝熱管１３内へ流す水１９
の流量をコントロールした。なお、第３図中、１４は滴
下管、１５は吸収器、１７は冷媒（水）、２０は水蒸
気、２１は低濃度のＬｉＢｒ水溶液を示す。
この実験方法では、吸収器１５の伝熱管１の性能がよけ
れば水蒸気２０の吸収量が多くなり、蒸発器１６での冷
却能力が向上する。
れば水蒸気２０の吸収量が多くなり、蒸発器１６での冷
却能力が向上する。
測定結果を第５図に示す。横軸の液膜流量Γは、流量を
管外周で割ったものである。この結果Γ＝０．１kg／ｍ
・ｓにおいて、実施例の伝熱管１は平滑管に対して約
１．６倍冷却性能が向上した。これは前述したように、
本発明の伝熱管１では滴下された溶液７が全体に広がる
と共に、凹部３での液厚さが厚く対流滞留が発生しやす
くなったこと、また、凹部３の溶液が次段の凹部へ移る
際の攪拌効果、さらには管内の突起２６による冷却水側
伝熱性能向上により熱・物質伝達が大幅に促進された予
想できる。
管外周で割ったものである。この結果Γ＝０．１kg／ｍ
・ｓにおいて、実施例の伝熱管１は平滑管に対して約
１．６倍冷却性能が向上した。これは前述したように、
本発明の伝熱管１では滴下された溶液７が全体に広がる
と共に、凹部３での液厚さが厚く対流滞留が発生しやす
くなったこと、また、凹部３の溶液が次段の凹部へ移る
際の攪拌効果、さらには管内の突起２６による冷却水側
伝熱性能向上により熱・物質伝達が大幅に促進された予
想できる。
なお、フィン２は円周方向に連続せず、独立したもので
あっても差し支えない。
あっても差し支えない。
［発明の効果］ 本発明の伝熱管は、長手方向に断続した凹部を円周方向
に複数設け、滴下された管表面上の液厚さを厚くして対
流を発生させると共に、凹部の液が次段の凹部へ移る際
の攪拌効果により熱・物質伝達を大幅に向上させたもの
であるから、これを用いる吸収式冷凍機、吸収式ヒート
ポンプ等の吸収器の性能を向上させることができる効果
がある。
に複数設け、滴下された管表面上の液厚さを厚くして対
流を発生させると共に、凹部の液が次段の凹部へ移る際
の攪拌効果により熱・物質伝達を大幅に向上させたもの
であるから、これを用いる吸収式冷凍機、吸収式ヒート
ポンプ等の吸収器の性能を向上させることができる効果
がある。
第１図は本発明に係わる伝熱管の一実施例を示す説明
図、第２図はその伝熱管の製造法の例を示す概略図、第
３図は溶液滴下実験装置の概略図、第４図は性能測定装
置の概略図、第５図は実施例の性能測定結果を示すグラ
フである。 １……伝熱管、 ２……フィン、 ３……凹部、 ２６……突起。
図、第２図はその伝熱管の製造法の例を示す概略図、第
３図は溶液滴下実験装置の概略図、第４図は性能測定装
置の概略図、第５図は実施例の性能測定結果を示すグラ
フである。 １……伝熱管、 ２……フィン、 ３……凹部、 ２６……突起。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 教之 東京都港区海岸１丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 井上 修行 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 八橋 元 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 川又 治 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社金属研究所内 (72)発明者 大谷 忠男 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社金属研究所内 (72)発明者 沢田 篤 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内 (72)発明者 篠原 義広 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内 (72)発明者 宮内 徳雄 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭54−159754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−243288（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】密閉容器内に水平に配置され、外側に吸収
液が滴下され、内側に冷却水が流される吸収器の伝熱管
であって、外面には長手方向に断続する凹部が円周方向
に複数設けられ、少なくともその凹部を除く外面に複数
の微小なフィンを有することを特徴とする吸収器用伝熱
管。 - 【請求項２】管内側に外面の凹部に相対した形状の突起
が形成されている、前記第１項記載の伝熱管。 - 【請求項３】フィンが円周方向に延びている、前記第１
項または第２項記載の伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61149250A JPH0621744B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 吸収器用伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61149250A JPH0621744B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 吸収器用伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS636363A JPS636363A (ja) | 1988-01-12 |
| JPH0621744B2 true JPH0621744B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=15471154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61149250A Expired - Lifetime JPH0621744B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 吸収器用伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621744B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6446546A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-21 | Hitachi Cable | Heat transfer tube for absorber |
| US5463880A (en) * | 1994-02-07 | 1995-11-07 | Hitachi, Ltd. | Absorption refrigerator |
| JP3769338B2 (ja) * | 1996-12-13 | 2006-04-26 | 三洋電機株式会社 | 吸収器用伝熱管及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4847050U (ja) * | 1971-10-04 | 1973-06-20 |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61149250A patent/JPH0621744B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS636363A (ja) | 1988-01-12 |
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