JPH09145279A - 吸収器用伝熱管 - Google Patents
吸収器用伝熱管Info
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- JPH09145279A JPH09145279A JP30136695A JP30136695A JPH09145279A JP H09145279 A JPH09145279 A JP H09145279A JP 30136695 A JP30136695 A JP 30136695A JP 30136695 A JP30136695 A JP 30136695A JP H09145279 A JPH09145279 A JP H09145279A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/14—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally
- F28F1/16—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending longitudinally the means being integral with the element, e.g. formed by extrusion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱移動と共に物質移動をより効果的に進展さ
せ、飛躍的に吸収能力を向上させることのできる吸収器
用伝熱管の提供。 【解決手段】伝熱管１外表面に、管軸方向に延びるフィ
ン２を円周方向に間隔をあけて複数形成すると共に、該
フィン２に交差して螺旋状に延びる溝３を形成する。溝
３に対応する管の内面を凸部４にして内部流体に乱流効
果を持たせる。
せ、飛躍的に吸収能力を向上させることのできる吸収器
用伝熱管の提供。 【解決手段】伝熱管１外表面に、管軸方向に延びるフィ
ン２を円周方向に間隔をあけて複数形成すると共に、該
フィン２に交差して螺旋状に延びる溝３を形成する。溝
３に対応する管の内面を凸部４にして内部流体に乱流効
果を持たせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は吸収冷凍機、吸収冷
温水機あるいは吸収ヒートポンプ等の吸収冷凍サイクル
を用いる熱交換器に用いられる伝熱管に関するものであ
る。
温水機あるいは吸収ヒートポンプ等の吸収冷凍サイクル
を用いる熱交換器に用いられる伝熱管に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】吸収冷凍機、吸収冷温水機、吸収ヒート
ポンプ等の吸収冷凍サイクルを用いる機器に使用される
吸収器は、密閉容器内に水平あるいは垂直に多数の伝熱
管を配置して使用される。この場合、吸収剤ー冷媒とし
て最も多く使用されているリチウムブロマイド（ＬｉＢ
ｒ）ー水系を用いるものにおいては、伝熱管外面に上部
から高濃度のＬｉＢｒ水溶液（吸収液）を薄膜状に流下
し、蒸発器で発生した冷媒の水蒸気を当該吸収液で吸収
すると同時に、吸収時の潜熱を管内を流れる冷却水によ
り取り去るように動作させるのが通常である。
ポンプ等の吸収冷凍サイクルを用いる機器に使用される
吸収器は、密閉容器内に水平あるいは垂直に多数の伝熱
管を配置して使用される。この場合、吸収剤ー冷媒とし
て最も多く使用されているリチウムブロマイド（ＬｉＢ
ｒ）ー水系を用いるものにおいては、伝熱管外面に上部
から高濃度のＬｉＢｒ水溶液（吸収液）を薄膜状に流下
し、蒸発器で発生した冷媒の水蒸気を当該吸収液で吸収
すると同時に、吸収時の潜熱を管内を流れる冷却水によ
り取り去るように動作させるのが通常である。
【０００３】吸収は、蒸発器での蒸発圧力と伝熱管表面
に流下される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吸収能力は向上する。ま
た、吸収液は温度が低いほど、あるいは濃度が高いほど
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。
に流下される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吸収能力は向上する。ま
た、吸収液は温度が低いほど、あるいは濃度が高いほど
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。
【０００４】一方、伝熱管の外表面における挙動を見る
と、吸収液内へ凝縮した水が拡散する物質移動と、熱の
発生並びにこれの除去のための熱移動とが混在し、極め
て複雑な様相を呈しており、その現象については未だ十
分な解明にいたっていないのが現状である。つまり、伝
熱管の性能を向上させるためには、蒸気物質移動と熱移
動の両面での向上が要求されるが、吸収能力の面から判
断すれば、熱移動の向上もさることながら物質移動の性
能向上がより重要である。
と、吸収液内へ凝縮した水が拡散する物質移動と、熱の
発生並びにこれの除去のための熱移動とが混在し、極め
て複雑な様相を呈しており、その現象については未だ十
分な解明にいたっていないのが現状である。つまり、伝
熱管の性能を向上させるためには、蒸気物質移動と熱移
動の両面での向上が要求されるが、吸収能力の面から判
断すれば、熱移動の向上もさることながら物質移動の性
能向上がより重要である。
【０００５】最近、この種の伝熱管として、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。
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来のローフ
ィンチューブ等の加工管では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。これは、円周方
向に多数配置されたフィンにより吸収液の管軸方向への
流れが拘束され、管の円周方向への流動が支配的とな
り、その結果物質移動が阻害されるためである。
ィンチューブ等の加工管では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。これは、円周方
向に多数配置されたフィンにより吸収液の管軸方向への
流れが拘束され、管の円周方向への流動が支配的とな
り、その結果物質移動が阻害されるためである。
【０００７】そのため前述したように、吸収能力向上に
対しては伝熱を促進させることよりも物質移動の促進を
図らねばならない。
対しては伝熱を促進させることよりも物質移動の促進を
図らねばならない。
【０００８】一方、ＬｉＢｒー水系の吸収剤ー冷媒を用
いる機器では吸収液にｎ−オクチルアルコールやジエチ
ルヘキサノール等の界面活性剤が微量添加されており、
これにより吸収時の溶液中においていわゆるマランゴニ
効果に基づく激しい界面攪乱を生じさせ、吸収能力を飛
躍的に向上させようとする方法がとられている。
いる機器では吸収液にｎ−オクチルアルコールやジエチ
ルヘキサノール等の界面活性剤が微量添加されており、
これにより吸収時の溶液中においていわゆるマランゴニ
効果に基づく激しい界面攪乱を生じさせ、吸収能力を飛
躍的に向上させようとする方法がとられている。
【０００９】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、今後機器の小型化、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持
つ。従って、本発明の目的は、熱移動と共に物質移動を
より効果的に進展させ、飛躍的に吸収能力を向上させる
ことのできる吸収器用伝熱管を提供することにある。
ンポーネントであるため、今後機器の小型化、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持
つ。従って、本発明の目的は、熱移動と共に物質移動を
より効果的に進展させ、飛躍的に吸収能力を向上させる
ことのできる吸収器用伝熱管を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の伝熱管は、管の
外表面に、管軸方向に延びるフィンを円周方向に間隔を
あけて複数形成すると共に、該フィンに交差して螺旋状
に延びる溝を形成したことを特徴とする。
外表面に、管軸方向に延びるフィンを円周方向に間隔を
あけて複数形成すると共に、該フィンに交差して螺旋状
に延びる溝を形成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の伝熱管は、管軸方向に延
びるフィンが円周方向に間隔をあけて複数形成されてい
るので、伝熱管の管外に滴下または散布された吸収液
は、フィンにより管軸方向への流動が支配的となる。こ
の場合、フィン数が多いか、フィンの高さが大きいと伝
熱面積が増加して熱移動が向上するが、吸収液の管軸方
向への流動が支配的となり物質移動が劣化するが、フィ
ンと交差して螺旋状に延びる溝が形成されているので、
フィンが断続的になり、その部分から吸収液が管の円周
方向へも流動し、結果として物質移動が大幅に向上し、
伝熱管の性能向上に寄与する。
びるフィンが円周方向に間隔をあけて複数形成されてい
るので、伝熱管の管外に滴下または散布された吸収液
は、フィンにより管軸方向への流動が支配的となる。こ
の場合、フィン数が多いか、フィンの高さが大きいと伝
熱面積が増加して熱移動が向上するが、吸収液の管軸方
向への流動が支配的となり物質移動が劣化するが、フィ
ンと交差して螺旋状に延びる溝が形成されているので、
フィンが断続的になり、その部分から吸収液が管の円周
方向へも流動し、結果として物質移動が大幅に向上し、
伝熱管の性能向上に寄与する。
【００１２】螺旋状の溝は、その形成に当たり対応する
管の内面が凸となるようにすると、その凸部が螺旋状と
なって内部を流れる冷却水に乱流を起こさせ、冷却水側
の性能向上が果たせ、トータル的に伝熱管の性能向上に
寄与することができる。
管の内面が凸となるようにすると、その凸部が螺旋状と
なって内部を流れる冷却水に乱流を起こさせ、冷却水側
の性能向上が果たせ、トータル的に伝熱管の性能向上に
寄与することができる。
【００１３】なお、フィンは円周方向のピッチが１〜３
mm、高さが０．５〜１．２mm程度とすることが望まし
い。
mm、高さが０．５〜１．２mm程度とすることが望まし
い。
【００１４】また螺旋状の溝は、軸方向のピッチを小さ
くすると吸収液の円周方向への流動が過剰となり、管軸
方向の流動が阻害され恐れがあるので、管軸方向のピッ
チを１０〜４０mm程度とすることが望ましい。
くすると吸収液の円周方向への流動が過剰となり、管軸
方向の流動が阻害され恐れがあるので、管軸方向のピッ
チを１０〜４０mm程度とすることが望ましい。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例について説明すると、図１は
本発明に係る伝熱管の概略を示す正面図、図２は図１に
示す伝熱管の横断面図であり、図中、１は伝熱管本体、
２は円周方向に等間隔をおいて複数配置され、管軸方向
に延びるフィン、３はこのフィン２と交差して螺旋状に
延びる溝であり、この溝に対応する管の内面は螺旋状に
延びる凸条４となっている。
本発明に係る伝熱管の概略を示す正面図、図２は図１に
示す伝熱管の横断面図であり、図中、１は伝熱管本体、
２は円周方向に等間隔をおいて複数配置され、管軸方向
に延びるフィン、３はこのフィン２と交差して螺旋状に
延びる溝であり、この溝に対応する管の内面は螺旋状に
延びる凸条４となっている。
【００１６】具体例として、外径１７．３mm、内径１
４．９mmの銅管本体１の外面から軸線方向ピッチ１４mm
のコルゲート加工を施して銅管本体１の一部を０．３mm
押し込むことにより溝３と凸条４を形成した後、銅管本
体１の外面をバイトを用いてすき起し的に切削加工し、
管軸方向に延びる高さ０．８mmの先端が尖った断面三角
形状のフィン２を円周方向に４２条等間隔に形成した伝
熱管を用意した。この例の場合、フィン２の付根に該フ
ィンに沿って深さより幅の広い断面三角形状の溝が形成
された。
４．９mmの銅管本体１の外面から軸線方向ピッチ１４mm
のコルゲート加工を施して銅管本体１の一部を０．３mm
押し込むことにより溝３と凸条４を形成した後、銅管本
体１の外面をバイトを用いてすき起し的に切削加工し、
管軸方向に延びる高さ０．８mmの先端が尖った断面三角
形状のフィン２を円周方向に４２条等間隔に形成した伝
熱管を用意した。この例の場合、フィン２の付根に該フ
ィンに沿って深さより幅の広い断面三角形状の溝が形成
された。
【００１７】この伝熱管について、図３に示す性能測定
装置の吸収器６に８本を有効長２７０mmで１列８段に組
み込んで性能測定を行った。測定は４０℃の吸収液（濃
度５８重量％ＬｉＢｒ水溶液：ｎ−オクチルアルコール
２５０ppm 添加）７を滴下管１０により滴下し、伝える
熱管１６内に２８℃の冷却水（管内流速１ｍ／ｓ）８を
流す一方、蒸発機部５の伝熱管１３に冷媒（水）１１を
滴下管１２により滴下し、冷媒の蒸発温度が１０℃で一
定となるように蒸発機部５の伝熱管１３に流す水１４の
流量及び温度をコントロールした。
装置の吸収器６に８本を有効長２７０mmで１列８段に組
み込んで性能測定を行った。測定は４０℃の吸収液（濃
度５８重量％ＬｉＢｒ水溶液：ｎ−オクチルアルコール
２５０ppm 添加）７を滴下管１０により滴下し、伝える
熱管１６内に２８℃の冷却水（管内流速１ｍ／ｓ）８を
流す一方、蒸発機部５の伝熱管１３に冷媒（水）１１を
滴下管１２により滴下し、冷媒の蒸発温度が１０℃で一
定となるように蒸発機部５の伝熱管１３に流す水１４の
流量及び温度をコントロールした。
【００１８】図４にその測定結果を示す。なお、図４の
横軸の液膜流量（Γ）は管の片側を流れる単位長さ当た
りの質量流量を示す。
横軸の液膜流量（Γ）は管の片側を流れる単位長さ当た
りの質量流量を示す。
【００１９】図４の結果から、いずれの液膜流量におい
ても本発明による伝熱管は平滑管に対し約１．５倍と冷
凍能力が飛躍的に向上していることが判る。
ても本発明による伝熱管は平滑管に対し約１．５倍と冷
凍能力が飛躍的に向上していることが判る。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る伝熱管によれば、管軸方向に延びるフィンと当該
フィンに交差して螺旋状に延びる溝を設けることによ
り、溶液の攪拌を活発にし、かつ伝熱面積の増大を図る
ことができる。従って、熱、物質移動を大幅に向上させ
ることが可能で、これを用いる吸収冷凍機、吸収ヒート
ポンプ等の吸収器の性能を向上させることができる。
に係る伝熱管によれば、管軸方向に延びるフィンと当該
フィンに交差して螺旋状に延びる溝を設けることによ
り、溶液の攪拌を活発にし、かつ伝熱面積の増大を図る
ことができる。従って、熱、物質移動を大幅に向上させ
ることが可能で、これを用いる吸収冷凍機、吸収ヒート
ポンプ等の吸収器の性能を向上させることができる。
【図１】本発明に係る伝熱管の一実施例を示す正面図。
【図２】図１に示す伝熱管の横断面図。
【図３】伝熱管の性能測定に用いた装置の概略図。
【図４】実施例の伝熱管の性能測定結果を示すグラフ。
１ 伝熱管本体 ２ フィン ３ 螺旋状の溝 ４ 凸条 ５ 蒸発器 ６ 吸収器 ７ 濃溶液 ８ 冷却水 ９ 稀溶液 １０、１２ 滴下管 １１ 冷媒（水） １３、１６ 伝熱管 １４ 冷水 １５ 冷媒蒸気
Claims (3)
- 【請求項１】伝熱管の管外に吸収液を滴下または散布し
て前記伝熱管の外表面に吸収液の液膜を形成し、その液
膜を通して熱移動を行わせる吸収器用伝熱管において、
該伝熱管の外表面に、管軸方向に延びるフィンを円周方
向に間隔をあけて複数形成すると共に、前記フィンに交
差して螺旋状に延びる溝を形成してなることを特徴とす
る吸収器用伝熱管。 - 【請求項２】螺旋状の溝に対応する管内面が凸状になっ
ている前記請求項１に記載の吸収器用伝熱管。 - 【請求項３】螺旋状の溝の軸線方向のピッチが１０〜４
０mmである前記請求項１または請求項２に記載の吸収器
用伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30136695A JPH09145279A (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 吸収器用伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30136695A JPH09145279A (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 吸収器用伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145279A true JPH09145279A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17896007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30136695A Pending JPH09145279A (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 吸収器用伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09145279A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2513556A4 (en) * | 2009-12-16 | 2014-12-03 | Eclipse | HEAT RECOVERY BURNER ENHANCED |
-
1995
- 1995-11-20 JP JP30136695A patent/JPH09145279A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2513556A4 (en) * | 2009-12-16 | 2014-12-03 | Eclipse | HEAT RECOVERY BURNER ENHANCED |
| US8986001B2 (en) | 2009-12-16 | 2015-03-24 | Eclipse, Inc. | Burner with improved heat recuperator |
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