JPH11148747A - 吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管 - Google Patents
吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管Info
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- JPH11148747A JPH11148747A JP31865397A JP31865397A JPH11148747A JP H11148747 A JPH11148747 A JP H11148747A JP 31865397 A JP31865397 A JP 31865397A JP 31865397 A JP31865397 A JP 31865397A JP H11148747 A JPH11148747 A JP H11148747A
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- tube
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- 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
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
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- 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
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
- F28F1/422—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element with outside means integral with the tubular element and inside means integral with the tubular element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 その外面に付着した冷媒の濡れ拡がりがすぐ
れ、その内面における流体の温度境界層が薄く、且つ表
面積が大きく、伝熱性能が優れた吸収式冷凍機の蒸発器
用伝熱管を提供する。 【解決手段】 吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管の外面に
は、管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びるフィン１
が設けられている。このフィン１の高さは０.８５ｍｍ
であり、管軸方向１ｍ当たりのフィン数は１３３９列に
設定されている。フィン１の頂部にはフィンに沿って溝
部３が設けられている。この溝部３の両側壁面のなす角
度は５０°に設定されている。更に、フィン１には切欠
部２が設けられている。伝熱管の内面には、管軸方向に
傾斜する方向に延びるリブ４が設けられている。リブの
管軸方向に対するリード角は４３°である。リブのピッ
チＰとフィンを有する部分の最大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄ
ｉは０.１３である。
れ、その内面における流体の温度境界層が薄く、且つ表
面積が大きく、伝熱性能が優れた吸収式冷凍機の蒸発器
用伝熱管を提供する。 【解決手段】 吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管の外面に
は、管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びるフィン１
が設けられている。このフィン１の高さは０.８５ｍｍ
であり、管軸方向１ｍ当たりのフィン数は１３３９列に
設定されている。フィン１の頂部にはフィンに沿って溝
部３が設けられている。この溝部３の両側壁面のなす角
度は５０°に設定されている。更に、フィン１には切欠
部２が設けられている。伝熱管の内面には、管軸方向に
傾斜する方向に延びるリブ４が設けられている。リブの
管軸方向に対するリード角は４３°である。リブのピッ
チＰとフィンを有する部分の最大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄ
ｉは０.１３である。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、工業用及びビルの
空調用等の吸収式冷凍機に組み込むのに好適な蒸発器用
伝熱管に関し、特に、蒸発伝熱特性が良好な吸収式冷凍
機の蒸発器用伝熱管に関する。
空調用等の吸収式冷凍機に組み込むのに好適な蒸発器用
伝熱管に関し、特に、蒸発伝熱特性が良好な吸収式冷凍
機の蒸発器用伝熱管に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、伝熱管では、伝熱管の外周面に
冷媒を流下させて、管内を流れる流体と前記冷媒との間
で熱交換させ、管内の流体を冷却している。伝熱管に接
触した冷媒は、伝熱管表面を濡れ拡がり、低い圧力で蒸
発して伝熱管の伝熱面から熱を奪うことにより、伝熱管
内部の流体を冷却する。また、伝熱管の表面に濡れ拡が
った冷媒が蒸発する際に、伝熱面から気化熱を奪うた
め、効率的に管内の流体を冷却することができる。従っ
て、伝熱性能が良好な高性能の伝熱管を得るためには、
冷媒と伝熱管との接触面積（即ち、伝熱面の面積）を可
及的に増大させることが必要である。
冷媒を流下させて、管内を流れる流体と前記冷媒との間
で熱交換させ、管内の流体を冷却している。伝熱管に接
触した冷媒は、伝熱管表面を濡れ拡がり、低い圧力で蒸
発して伝熱管の伝熱面から熱を奪うことにより、伝熱管
内部の流体を冷却する。また、伝熱管の表面に濡れ拡が
った冷媒が蒸発する際に、伝熱面から気化熱を奪うた
め、効率的に管内の流体を冷却することができる。従っ
て、伝熱性能が良好な高性能の伝熱管を得るためには、
冷媒と伝熱管との接触面積（即ち、伝熱面の面積）を可
及的に増大させることが必要である。
【０００３】冷媒と冷却管との接触面積を増大させるに
は、伝熱管の表面積を増大させること及び伝熱管表面で
の冷媒の濡れ拡がり性を良好にすることが考えられる。
従来、表面積を増大させた伝熱管としては、管の外周面
に螺旋状のフィンが形成されたローフィン管及び前記ロ
ーフィン管の内周面に螺旋状のリブが設けられた内面リ
ブ付きローフィン管等が提案されている。例えば、冷媒
の濡れ拡がり性を良好にした伝熱管としては、特開昭６
２−２０６３５６号公報が提案されている。この公報に
記載された従来の伝熱管においては、外面フィンの一部
に割れ部分を設けることによって、濡れ面積を増大させ
ている。また、管内面の伝熱性向上を目的として、例え
ば、内面に独立した突起を設けることにより、温度境界
層を薄くした伝熱管が提案されている（特開昭６２−２
４２７９５号公報）。
は、伝熱管の表面積を増大させること及び伝熱管表面で
の冷媒の濡れ拡がり性を良好にすることが考えられる。
従来、表面積を増大させた伝熱管としては、管の外周面
に螺旋状のフィンが形成されたローフィン管及び前記ロ
ーフィン管の内周面に螺旋状のリブが設けられた内面リ
ブ付きローフィン管等が提案されている。例えば、冷媒
の濡れ拡がり性を良好にした伝熱管としては、特開昭６
２−２０６３５６号公報が提案されている。この公報に
記載された従来の伝熱管においては、外面フィンの一部
に割れ部分を設けることによって、濡れ面積を増大させ
ている。また、管内面の伝熱性向上を目的として、例え
ば、内面に独立した突起を設けることにより、温度境界
層を薄くした伝熱管が提案されている（特開昭６２−２
４２７９５号公報）。
【０００４】更に、特開平７−７１８８９号公報に記載
された従来の伝熱管においては、外面のフィンに溝部を
形成すると共に、フィンの先端部に管軸方向に切欠きを
形成し、冷媒の濡れ拡がり性を向上させ、伝熱表面積を
大きくしている。更に、内周面にリブを設けることによ
って、管内の流体を乱し、管内面側の伝熱性能の向上を
図っている。
された従来の伝熱管においては、外面のフィンに溝部を
形成すると共に、フィンの先端部に管軸方向に切欠きを
形成し、冷媒の濡れ拡がり性を向上させ、伝熱表面積を
大きくしている。更に、内周面にリブを設けることによ
って、管内の流体を乱し、管内面側の伝熱性能の向上を
図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
伝熱管には以下に示すような問題点がある。即ち、特開
昭６２−２０６３５６号公報に記載された伝熱管におい
ては、蒸発伝熱特性が十分なものではない。また、特開
昭６２−２４２７９５号公報に記載された伝熱管におい
ては、内面に設けられた独立した突起が、液体の乱流を
促進させる効果を有しているものの、温度境界層を薄く
するには十分なものではない。また、特開平７−７１８
８９号公報に記載された伝熱管においては、管内面のリ
ブのピッチが大きいことにより、管内流体の乱流は促進
されても、再び温度境界層が形成され、伝熱性能の向上
に限界がある。
伝熱管には以下に示すような問題点がある。即ち、特開
昭６２−２０６３５６号公報に記載された伝熱管におい
ては、蒸発伝熱特性が十分なものではない。また、特開
昭６２−２４２７９５号公報に記載された伝熱管におい
ては、内面に設けられた独立した突起が、液体の乱流を
促進させる効果を有しているものの、温度境界層を薄く
するには十分なものではない。また、特開平７−７１８
８９号公報に記載された伝熱管においては、管内面のリ
ブのピッチが大きいことにより、管内流体の乱流は促進
されても、再び温度境界層が形成され、伝熱性能の向上
に限界がある。
【０００６】更に、従来技術においては、低流量範囲で
高い総括伝熱係数が示されなかったため、モータの容量
を大きくする必要があった。
高い総括伝熱係数が示されなかったため、モータの容量
を大きくする必要があった。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、管内を流れる流体の乱流を可能な限り促進
させ、且つ温度境界層の形成を少なくして蒸発伝熱性能
を著しく向上させた吸収式冷凍機の蒸発用伝熱管を提供
することを目的とする。
のであって、管内を流れる流体の乱流を可能な限り促進
させ、且つ温度境界層の形成を少なくして蒸発伝熱性能
を著しく向上させた吸収式冷凍機の蒸発用伝熱管を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る吸収式冷凍
機の蒸発器用伝熱管は、管本体と、この管本体の外面に
設けられ管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びるフィ
ンと、前記フィンの頂部に沿って形成された溝部と、前
記フィンに交差する方向に延び前記フィンの先端部を切
り欠く切欠部と、前記管本体の内面に設けられ管軸方向
に傾斜する方向に延びるリブとを有する吸収式冷凍機の
蒸発器用伝熱管において、前記フィンは管軸方向の１ｍ
当たりに１１４２乃至１４１７列設けられており、フィ
ンの高さは０．７乃至１．２ｍｍであり、前記溝部の壁
面がなす角度は４５乃至６５°であり、前記リブのピッ
チＰとフィンを有する部分の最大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄ
ｉは０．１以上０．４未満であり、前記リブの管軸方向
に対するリード角は３５乃至５０°であることを特徴と
する。
機の蒸発器用伝熱管は、管本体と、この管本体の外面に
設けられ管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びるフィ
ンと、前記フィンの頂部に沿って形成された溝部と、前
記フィンに交差する方向に延び前記フィンの先端部を切
り欠く切欠部と、前記管本体の内面に設けられ管軸方向
に傾斜する方向に延びるリブとを有する吸収式冷凍機の
蒸発器用伝熱管において、前記フィンは管軸方向の１ｍ
当たりに１１４２乃至１４１７列設けられており、フィ
ンの高さは０．７乃至１．２ｍｍであり、前記溝部の壁
面がなす角度は４５乃至６５°であり、前記リブのピッ
チＰとフィンを有する部分の最大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄ
ｉは０．１以上０．４未満であり、前記リブの管軸方向
に対するリード角は３５乃至５０°であることを特徴と
する。
【０００９】本発明においては、水等の冷媒を上述の伝
熱管に滴下すると、冷媒は伝熱管のフィンで捕捉され、
この冷媒は前記溝部に沿ってフィン頂部を周方向に流下
すると共に、前記切欠部を通って管軸方向に移動する。
この管軸方向に移動した冷媒は、最終的にはフィン間を
通って管上部から管下部に向けて流下する。このよう
に、本発明に係る伝熱管においては、フィンの頂部に形
成された溝部と、フィン尖端部を所定のピッチで管軸方
向に切り欠く切欠部とを介して、冷媒が周方向及び管軸
方向の両方に拡がるため、伝熱管の外面を流下する冷媒
は、流下に伴う濡れ拡がりの偏りを生じない。従って、
本発明に係る蒸発器用伝熱管は、冷媒と伝熱管との接触
面積が大きく、フィン形成による大きな管表面積を有効
に利用できるため、蒸発伝熱性能が極めて優れている。
熱管に滴下すると、冷媒は伝熱管のフィンで捕捉され、
この冷媒は前記溝部に沿ってフィン頂部を周方向に流下
すると共に、前記切欠部を通って管軸方向に移動する。
この管軸方向に移動した冷媒は、最終的にはフィン間を
通って管上部から管下部に向けて流下する。このよう
に、本発明に係る伝熱管においては、フィンの頂部に形
成された溝部と、フィン尖端部を所定のピッチで管軸方
向に切り欠く切欠部とを介して、冷媒が周方向及び管軸
方向の両方に拡がるため、伝熱管の外面を流下する冷媒
は、流下に伴う濡れ拡がりの偏りを生じない。従って、
本発明に係る蒸発器用伝熱管は、冷媒と伝熱管との接触
面積が大きく、フィン形成による大きな管表面積を有効
に利用できるため、蒸発伝熱性能が極めて優れている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明
の実施例に係る吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管の側壁及
びフィン構造を示す模式的斜視図である。伝熱管の外周
には、管軸方向に対し直交又は傾斜して延びるフィン１
が設けられている。このフィン１の頂部には、フィンに
沿って形成された溝部３が設けられている。また、フィ
ン１の尖端には管軸方向に配列した切欠部２が設けられ
ている。
添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明
の実施例に係る吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管の側壁及
びフィン構造を示す模式的斜視図である。伝熱管の外周
には、管軸方向に対し直交又は傾斜して延びるフィン１
が設けられている。このフィン１の頂部には、フィンに
沿って形成された溝部３が設けられている。また、フィ
ン１の尖端には管軸方向に配列した切欠部２が設けられ
ている。
【００１１】本実施例に係る吸収式冷凍機の蒸発用伝熱
管において、伝熱管の上方から滴下された冷媒は、伝熱
管の上半部で捕捉される。そして、この冷媒はフィン頂
部の溝部３に沿って流下すると共に、切欠部２を通って
管軸方向へも移動する。フィン１の頂部は、その頂部に
溝部３が形成されるときに圧縮されるため、頂部が管軸
方向に若干膨出している。このため、隣接するフィンの
先端部間の距離は、フィン１の頂部に溝部がない場合に
比して短くなる。従って、単にフィンに切欠部を設けた
だけの伝熱管に比して、管軸方向への冷媒の偏りを一層
制御することができる。また、ローフィンチューブで
は、フィンが障壁となるため、冷媒の管軸方向への濡れ
拡がりが小さい。しかし、本実施例に係る伝熱管は、フ
ィン１の頂部にフィン１に沿って形成された溝部３が設
けられていると共に、フィン１に管軸方向に配列する切
欠部２が設けられているため、管軸方向の濡れ拡がりが
大きいと共に流下に伴う冷媒の収縮を回避することがで
きる。
管において、伝熱管の上方から滴下された冷媒は、伝熱
管の上半部で捕捉される。そして、この冷媒はフィン頂
部の溝部３に沿って流下すると共に、切欠部２を通って
管軸方向へも移動する。フィン１の頂部は、その頂部に
溝部３が形成されるときに圧縮されるため、頂部が管軸
方向に若干膨出している。このため、隣接するフィンの
先端部間の距離は、フィン１の頂部に溝部がない場合に
比して短くなる。従って、単にフィンに切欠部を設けた
だけの伝熱管に比して、管軸方向への冷媒の偏りを一層
制御することができる。また、ローフィンチューブで
は、フィンが障壁となるため、冷媒の管軸方向への濡れ
拡がりが小さい。しかし、本実施例に係る伝熱管は、フ
ィン１の頂部にフィン１に沿って形成された溝部３が設
けられていると共に、フィン１に管軸方向に配列する切
欠部２が設けられているため、管軸方向の濡れ拡がりが
大きいと共に流下に伴う冷媒の収縮を回避することがで
きる。
【００１２】図２は本発明の実施例に係る伝熱管の管軸
方向の模式的断面図である。図４に示すように、管内面
には管軸を中心として螺旋状にリブ４が配設されてい
る。本実施例に係る吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管にお
いては、このリブ４が管軸方向に傾斜する方向に延出し
ているため、管内を通る流体の乱流効果の増加により管
内の伝熱性能が向上する。これにより。本実施例に係る
吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管は、内面にリブがない場
合に比して、伝熱性能が向上するという効果を奏する。
方向の模式的断面図である。図４に示すように、管内面
には管軸を中心として螺旋状にリブ４が配設されてい
る。本実施例に係る吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管にお
いては、このリブ４が管軸方向に傾斜する方向に延出し
ているため、管内を通る流体の乱流効果の増加により管
内の伝熱性能が向上する。これにより。本実施例に係る
吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管は、内面にリブがない場
合に比して、伝熱性能が向上するという効果を奏する。
【００１３】なお、外面及び内面の成形方法は特に限定
されるものではなく、例えば、特公昭５２−１１６７０
が挙げられる。この方法においては、表面に螺旋溝を有
する中空のピンを有する心軸を管の内部に挿入し、管の
外部を複数個の円板からなる円板群により押圧するの
で、外部螺旋フィン及び内部リブを同時に成形すること
が可能である。
されるものではなく、例えば、特公昭５２−１１６７０
が挙げられる。この方法においては、表面に螺旋溝を有
する中空のピンを有する心軸を管の内部に挿入し、管の
外部を複数個の円板からなる円板群により押圧するの
で、外部螺旋フィン及び内部リブを同時に成形すること
が可能である。
【００１４】以下、本発明に係る吸収式冷凍機の蒸発器
用伝熱管における数値限定理由について説明する。
用伝熱管における数値限定理由について説明する。
【００１５】管軸方向１ｍ当たりのフィン数：１１４２
乃至１４１７列 管軸方向１ｍ当たりのフィン数が１１４２列未満の場合
及び１４１７列を超える場合は、いずれも濡れ拡がり性
が低下し、伝熱性能が低下する。従って、管軸方向１ｍ
当たりのフィン数は１１４２乃至１４１７列であること
が好ましい。
乃至１４１７列 管軸方向１ｍ当たりのフィン数が１１４２列未満の場合
及び１４１７列を超える場合は、いずれも濡れ拡がり性
が低下し、伝熱性能が低下する。従って、管軸方向１ｍ
当たりのフィン数は１１４２乃至１４１７列であること
が好ましい。
【００１６】フィンの高さ：０．７乃至１．２ｍｍ フィンの高さが０．７ｍｍ未満の場合及び１．２ｍｍを
超える場合は、いずれも濡れ拡がり性が低下する。従っ
て、フィンの高さは０．７乃至１．２ｍｍであることが
好ましい。
超える場合は、いずれも濡れ拡がり性が低下する。従っ
て、フィンの高さは０．７乃至１．２ｍｍであることが
好ましい。
【００１７】溝部の両壁面のなす角度：４５乃至６５° フィン頂部に設けられた溝部の両壁面のなす角度が４５
°未満の場合及び６５°を超える場合は、いずれも濡れ
拡がり性が低下する。従って、フィン頂部に設けられた
溝部の両壁面のなす角度は４５乃至６５°であることが
好ましい。なお、溝部の両壁面のなす角度とは、管軸を
通る断面において、溝部を形成する両壁面のなす角度を
いう。
°未満の場合及び６５°を超える場合は、いずれも濡れ
拡がり性が低下する。従って、フィン頂部に設けられた
溝部の両壁面のなす角度は４５乃至６５°であることが
好ましい。なお、溝部の両壁面のなす角度とは、管軸を
通る断面において、溝部を形成する両壁面のなす角度を
いう。
【００１８】リブのピッチＰとフィンを有する部分の最
大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄｉ：０．１以上０．４未満 管内面に設けられたリブのピッチＰとフィンを有する部
分の最大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄｉが０．１未満となる
と、内面の溝部の幅が狭くなり、管内を流れる流体の乱
流が促進されなくなり、伝熱性能の向上が小さくなる。
一方、Ｐ／Ｄｉが０．４以上となると、溝部の幅が広く
なるため、管内を流れる流体の乱流は促進されるが、再
び温度境界層が形成され、伝熱性能の向上が小さくな
る。従って、リブのピッチＰとフィンを有する部分の最
大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄｉは０．１以上０．４未満であ
ることが好ましい。
大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄｉ：０．１以上０．４未満 管内面に設けられたリブのピッチＰとフィンを有する部
分の最大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄｉが０．１未満となる
と、内面の溝部の幅が狭くなり、管内を流れる流体の乱
流が促進されなくなり、伝熱性能の向上が小さくなる。
一方、Ｐ／Ｄｉが０．４以上となると、溝部の幅が広く
なるため、管内を流れる流体の乱流は促進されるが、再
び温度境界層が形成され、伝熱性能の向上が小さくな
る。従って、リブのピッチＰとフィンを有する部分の最
大内径Ｄｉとの比Ｐ／Ｄｉは０．１以上０．４未満であ
ることが好ましい。
【００１９】リブの管軸方向に対するリード角：３５乃
至５０° 管内部に設けられたリブの管軸方向に対するリード角が
３５°未満となると、管内を流れる流体が管内の溝部に
沿って流れるようになり、温度境界層が形成されやすく
なり、伝熱性能の向上が小さくなる。一方、リード角が
５０°を超えると、管内を流れる流体の乱流が促進され
る以前に、管内の圧力損失が大幅に増加する。従って、
リブの管軸方向に対するリード角は３５乃至５０°であ
ることが好ましい。
至５０° 管内部に設けられたリブの管軸方向に対するリード角が
３５°未満となると、管内を流れる流体が管内の溝部に
沿って流れるようになり、温度境界層が形成されやすく
なり、伝熱性能の向上が小さくなる。一方、リード角が
５０°を超えると、管内を流れる流体の乱流が促進され
る以前に、管内の圧力損失が大幅に増加する。従って、
リブの管軸方向に対するリード角は３５乃至５０°であ
ることが好ましい。
【００２０】
【実施例】次に、本発明の実施例について、その特許請
求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
求の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
【００２１】先ず、管の外径が１５．８８ｍｍであり、
管の肉厚が１．２４ｍｍであるリン脱酸銅管（Ｃ１２０
１；ＪＩＳ Ｈ３３００）を、その外面にフィンを成形
し、内周面に前述の特公昭５２−１１６７０号公報に記
載されている転造装置を用いてリブを成形し、供試管に
成形した。このとき、実施例１並びに比較例２及び３の
管の外周面は表１に示すような形状を有している。ま
た、外周面のフィンはその高さが１ｍｍであり、管軸方
向の１ｍ当たりに１３３９列設けられている。更に、こ
のフィンの先端部を歯車状のディスクを用いて管軸方向
に切欠を成形した後、このフィンの先端を略クサビ形の
形状を有するディスクを用いて、両壁面のなす角度が５
０°になるように円周方向に成形した。また、比較例４
として外面のフィンが管軸方向に１０２４列／ｍ設けら
れている伝熱管を用いた。
管の肉厚が１．２４ｍｍであるリン脱酸銅管（Ｃ１２０
１；ＪＩＳ Ｈ３３００）を、その外面にフィンを成形
し、内周面に前述の特公昭５２−１１６７０号公報に記
載されている転造装置を用いてリブを成形し、供試管に
成形した。このとき、実施例１並びに比較例２及び３の
管の外周面は表１に示すような形状を有している。ま
た、外周面のフィンはその高さが１ｍｍであり、管軸方
向の１ｍ当たりに１３３９列設けられている。更に、こ
のフィンの先端部を歯車状のディスクを用いて管軸方向
に切欠を成形した後、このフィンの先端を略クサビ形の
形状を有するディスクを用いて、両壁面のなす角度が５
０°になるように円周方向に成形した。また、比較例４
として外面のフィンが管軸方向に１０２４列／ｍ設けら
れている伝熱管を用いた。
【００２２】
【表１】
【００２３】そして、本発明の実施例及び比較例の吸収
式冷凍機の蒸発器用伝熱管の蒸発性能を測定した。図３
は、蒸発性能の測定に使用した試験装置である。供試管
は１列×４段（段ピッチ；２４ｍｍ）とした。蒸発部１
７の供試管群の上部には冷媒の入口７が、供試管群の下
部には蒸発部内を流れる冷媒の出口８が設置されてい
る。この冷媒の出口８から排出された冷媒は配管１９ａ
を介して冷媒ポンプ１５に送り込まれ、更に冷媒はこの
冷媒ポンプ１５により配管１９ｂを介して冷媒の入口７
に運ばれる。この配管１９ｂには冷媒散布量調節バルブ
２０が設けられており、冷媒散布量調節バルブ２０によ
り蒸発部に散布される冷媒の量が調節される。また、こ
の供試管群の下側端部は供試管内に流す冷水の入口５に
接続され、上側端部は冷水の出口６に接続されている。
このとき、蒸発部を通過する冷水のパス数は４パスとし
た。更に、蒸発部１７の上部には、測定装置内の圧力を
測定するためのデジタルマノメータ１４がバルブ１３ｂ
を介して設けられている。
式冷凍機の蒸発器用伝熱管の蒸発性能を測定した。図３
は、蒸発性能の測定に使用した試験装置である。供試管
は１列×４段（段ピッチ；２４ｍｍ）とした。蒸発部１
７の供試管群の上部には冷媒の入口７が、供試管群の下
部には蒸発部内を流れる冷媒の出口８が設置されてい
る。この冷媒の出口８から排出された冷媒は配管１９ａ
を介して冷媒ポンプ１５に送り込まれ、更に冷媒はこの
冷媒ポンプ１５により配管１９ｂを介して冷媒の入口７
に運ばれる。この配管１９ｂには冷媒散布量調節バルブ
２０が設けられており、冷媒散布量調節バルブ２０によ
り蒸発部に散布される冷媒の量が調節される。また、こ
の供試管群の下側端部は供試管内に流す冷水の入口５に
接続され、上側端部は冷水の出口６に接続されている。
このとき、蒸発部を通過する冷水のパス数は４パスとし
た。更に、蒸発部１７の上部には、測定装置内の圧力を
測定するためのデジタルマノメータ１４がバルブ１３ｂ
を介して設けられている。
【００２４】一方、吸収部１８の伝熱管群の上部には吸
収部内を流れるＬｉＢｒ水溶液の入口９が、伝熱管群の
下部にはＬｉＢｒ水溶液の出口１０が設置されている。
更に、このＬｉＢｒ水溶液の出口１０は配管１９ｃを介
してＬｉＢｒ水溶液ポンプ１６に接続されており、Ｌｉ
Ｂｒ水溶液はＬｉＢｒ水溶液ポンプ１６により系外へと
排出される。また、この伝熱管群の下側端部は伝熱管内
に流す冷却水の入口１１に接続され、上側端部は冷却水
の出口１２に接続されている。また、吸収部１８の上部
には、測定装置内を真空にするためのバルブ１３ａが取
り付けられており、この配管は真空ポンプに接続されて
いる。
収部内を流れるＬｉＢｒ水溶液の入口９が、伝熱管群の
下部にはＬｉＢｒ水溶液の出口１０が設置されている。
更に、このＬｉＢｒ水溶液の出口１０は配管１９ｃを介
してＬｉＢｒ水溶液ポンプ１６に接続されており、Ｌｉ
Ｂｒ水溶液はＬｉＢｒ水溶液ポンプ１６により系外へと
排出される。また、この伝熱管群の下側端部は伝熱管内
に流す冷却水の入口１１に接続され、上側端部は冷却水
の出口１２に接続されている。また、吸収部１８の上部
には、測定装置内を真空にするためのバルブ１３ａが取
り付けられており、この配管は真空ポンプに接続されて
いる。
【００２５】蒸発性能の測定は下記のようにして行っ
た。先ず、蒸発部１７の伝熱管に冷水の入口５から１．
５０ｍ／ｓの流速で冷水を流し、冷水の出口温度が７．
０℃になるように冷水の入口温度を調節した。また、吸
収部１８の伝熱管には冷却水の入口１１から一定水量の
冷却水を流し、測定装置内の圧力が６．０ｍｍＨｇにな
るように冷却水流量を調節した。このようにして、蒸発
器の伝熱量が定常状態となった後、供試管群に冷媒の入
口７より冷媒を０．７５乃至１．２５ｋｇ／ｍ・分の散
布量で散布し、冷水の出口温度及び入口温度、冷水の流
量並びに測定器内の圧力を測定した。
た。先ず、蒸発部１７の伝熱管に冷水の入口５から１．
５０ｍ／ｓの流速で冷水を流し、冷水の出口温度が７．
０℃になるように冷水の入口温度を調節した。また、吸
収部１８の伝熱管には冷却水の入口１１から一定水量の
冷却水を流し、測定装置内の圧力が６．０ｍｍＨｇにな
るように冷却水流量を調節した。このようにして、蒸発
器の伝熱量が定常状態となった後、供試管群に冷媒の入
口７より冷媒を０．７５乃至１．２５ｋｇ／ｍ・分の散
布量で散布し、冷水の出口温度及び入口温度、冷水の流
量並びに測定器内の圧力を測定した。
【００２６】ところで、蒸発性能は、蒸発器の冷凍能力
をＱ（ｋｃａｌ／時）と、対数平均温度差をΔＴ
m（℃）と及び原管部外径基準管外表面積をＡ0（ｍ2）
としたとき、下記数１に示す総括伝熱係数Ｋ0（ｋｃａ
ｌ／時・℃・ｍ2）によって評価することができる。
をＱ（ｋｃａｌ／時）と、対数平均温度差をΔＴ
m（℃）と及び原管部外径基準管外表面積をＡ0（ｍ2）
としたとき、下記数１に示す総括伝熱係数Ｋ0（ｋｃａ
ｌ／時・℃・ｍ2）によって評価することができる。
【００２７】
【数１】Ｋ0＝Ｑ／（ΔＴm・Ａ0）
【００２８】但し、蒸発器の冷凍能力Ｑは、冷水流量を
Ｇ（ｋｇ／時）と、冷水比熱をＣp（ｋｃａｌ／ｋｇ・
℃）と、冷水入口温度をＴin（℃）と及び冷水出口温度
をＴout（℃）としたとき、下記数２で示される。
Ｇ（ｋｇ／時）と、冷水比熱をＣp（ｋｃａｌ／ｋｇ・
℃）と、冷水入口温度をＴin（℃）と及び冷水出口温度
をＴout（℃）としたとき、下記数２で示される。
【００２９】
【数２】Ｑ＝Ｇ・Ｃp・（Ｔin−Ｔout）
【００３０】また、対数平均温度差ΔＴmは、冷媒蒸発
温度をＴe（℃）としたとき、下記数３で示される。
温度をＴe（℃）としたとき、下記数３で示される。
【００３１】
【数３】ΔＴm＝（Ｔin−Ｔout）／ｌｎ（（Ｔin−
Ｔe）／（Ｔout−Ｔe））
Ｔe）／（Ｔout−Ｔe））
【００３２】また、原管部外径基準管外表面積Ａ0は、
原管部外径をＤ0（ｍ）と、チューブ有効長をＬ（ｍ）
と及びチューブ本数をＮとしたとき、下記数４で示され
る。
原管部外径をＤ0（ｍ）と、チューブ有効長をＬ（ｍ）
と及びチューブ本数をＮとしたとき、下記数４で示され
る。
【００３３】
【数４】Ａ0＝π・Ｄ0・Ｌ・Ｎ
【００３４】図４は横軸に冷媒散布量をとり、縦軸に総
括伝熱係数をとって両者の関係を示すグラフ図である。
図４に示すように、実施例１においては、リード角、リ
ブのピッチＰとフィンを有する部分の最大内径Ｄｉとの
比Ｐ／Ｄｉ及びリブの高さが本発明で規定したものであ
るので、現行品である比較例４に対して、蒸発性能が約
１.１８倍（冷媒散布量；１.００ｋｇ／ｍ・ｍｉｎの
時）向上した。
括伝熱係数をとって両者の関係を示すグラフ図である。
図４に示すように、実施例１においては、リード角、リ
ブのピッチＰとフィンを有する部分の最大内径Ｄｉとの
比Ｐ／Ｄｉ及びリブの高さが本発明で規定したものであ
るので、現行品である比較例４に対して、蒸発性能が約
１.１８倍（冷媒散布量；１.００ｋｇ／ｍ・ｍｉｎの
時）向上した。
【００３５】一方、比較例２及び３においては、リード
角が本発明で規定したものとは相違するので、温度境界
層が形成され、伝熱性能が低下してしまい、現行品であ
る比較例４に対して、蒸発性能が低下した。
角が本発明で規定したものとは相違するので、温度境界
層が形成され、伝熱性能が低下してしまい、現行品であ
る比較例４に対して、蒸発性能が低下した。
【００３６】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明に係る吸
収式冷凍機の蒸発器用伝熱管によれば、管本体の外面に
管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びるフィンと、こ
のフィンの頂部にフィンに沿って設けられた溝部と、前
記フィンに交差する方向に延び前記フィンの先端部を切
り欠く切欠部と、前記管本体の内面に管軸方向に傾斜す
る方向に延びるリブと、を有する伝熱管において、前記
フィンの数及び高さ、前記溝部の壁面がなす角度、前記
リブのピッチＰとフィンを有する部分の最大内径Ｄｉと
の比Ｐ／Ｄｉ並びに前記リブの管軸方向に対するリード
角を適切なものに規定しているので、冷媒と伝熱管との
接触面積を増大させることができ、また、管外面を流下
する冷媒の濡れ拡がり性を極めて良好にすることがで
き、更に、管内面において、温度境界層を極めて薄くす
ることができる。このため、本発明に係る吸収式冷凍機
の蒸発器用伝熱管の伝熱特性は極めて優れている。ま
た、低流量範囲で高い総括伝熱係数が示されるので、大
きな容量のモータを必要とせず、コンパクト化すること
ができる。
収式冷凍機の蒸発器用伝熱管によれば、管本体の外面に
管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びるフィンと、こ
のフィンの頂部にフィンに沿って設けられた溝部と、前
記フィンに交差する方向に延び前記フィンの先端部を切
り欠く切欠部と、前記管本体の内面に管軸方向に傾斜す
る方向に延びるリブと、を有する伝熱管において、前記
フィンの数及び高さ、前記溝部の壁面がなす角度、前記
リブのピッチＰとフィンを有する部分の最大内径Ｄｉと
の比Ｐ／Ｄｉ並びに前記リブの管軸方向に対するリード
角を適切なものに規定しているので、冷媒と伝熱管との
接触面積を増大させることができ、また、管外面を流下
する冷媒の濡れ拡がり性を極めて良好にすることがで
き、更に、管内面において、温度境界層を極めて薄くす
ることができる。このため、本発明に係る吸収式冷凍機
の蒸発器用伝熱管の伝熱特性は極めて優れている。ま
た、低流量範囲で高い総括伝熱係数が示されるので、大
きな容量のモータを必要とせず、コンパクト化すること
ができる。
【図１】本発明の実施例に係る蒸発器用伝熱管を示す模
式的斜視図である。
式的斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る蒸発器用伝熱管の管軸方
向の模式的断面図である。
向の模式的断面図である。
【図３】伝熱管の伝熱性能を測定する装置の模式図であ
る。
る。
【図４】実施例及び比較例の伝熱管の伝熱性能を比較し
て示すグラフ図である。
て示すグラフ図である。
１；フィン ２；切欠部 ３；溝部 ４；リブ ５；冷水の入口 ６；冷水の出口 ７；冷媒の入口 ８；冷媒の出口 ９；ＬｉＢｒ水溶液の入口 １０；ＬｉＢｒ水溶液の出口 １１；冷却水の入口 １２；冷却水の出口 １３ａ、１３ｂ；バルブ １４；デジタルマノメータ １５；冷媒ポンプ １６；ＬｉＢｒ水溶液ポンプ １７；蒸発部 １８；吸収部 １９ａ、１９ｂ、１９ｃ；配管 ２０；冷却散布量調節バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木島 広行 神奈川県秦野市平沢65番地 株式会社神戸 製鋼所秦野工場内 (72)発明者 佐伯 主税 神奈川県秦野市平沢65番地 株式会社神戸 製鋼所秦野工場内 (72)発明者 河合 満嗣 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社内 (72)発明者 瀧川 孝寿 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 管本体と、この管本体の外面に設けられ
管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びるフィンと、前
記フィンの頂部に沿って形成された溝部と、前記フィン
に交差する方向に延び前記フィンの先端部を切り欠く切
欠部と、前記管本体の内面に設けられ管軸方向に傾斜す
る方向に延びるリブとを有する吸収式冷凍機の蒸発器用
伝熱管において、前記フィンは管軸方向の１ｍ当たりに
１３３９列設けられており、フィンの高さは０．８５ｍ
ｍであり、前記溝部の壁面がなす角度は５０°であり、
前記リブのピッチＰとフィンを有する部分の最大内径Ｄ
ｉとの比Ｐ／Ｄｉは０．１３であり、前記リブの管軸方
向に対するリード角は４３°であることを特徴とする吸
収式冷凍機の蒸発器用伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31865397A JPH11148747A (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31865397A JPH11148747A (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11148747A true JPH11148747A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18101542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31865397A Pending JPH11148747A (ja) | 1997-11-19 | 1997-11-19 | 吸収式冷凍機の蒸発器用伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11148747A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003287393A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-10 | Kobe Steel Ltd | 凝縮器用伝熱管 |
| WO2009009426A3 (en) * | 2007-07-06 | 2009-03-12 | Wolverine Tube Inc | Finned tube with stepped peaks |
| KR20090093500A (ko) * | 2008-02-29 | 2009-09-02 | 엘에스엠트론 주식회사 | 흡수식 냉동기의 전열장치 |
| CN102121805A (zh) * | 2011-04-07 | 2011-07-13 | 金龙精密铜管集团股份有限公司 | 降膜蒸发器用强化传热管 |
| KR101151871B1 (ko) | 2010-03-18 | 2012-05-31 | (주)현대기공 | 터보냉동기의 응축기용 전열관 |
| KR101151872B1 (ko) | 2010-03-18 | 2012-05-31 | (주)현대기공 | 터보냉동기의 증발기용 전열관 |
| CN104197769A (zh) * | 2014-06-09 | 2014-12-10 | 赵炜 | 凸起高度沿高度变化的翅片散热器 |
| CN106440898A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-22 | 广东工业大学 | 一种平板热管复合沟槽式吸液芯及其制备方法 |
| CN106642829A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-10 | 金龙精密铜管集团股份有限公司 | 一种吸收式机组用蒸发管及制备方法 |
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| CN113380737A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-09-10 | 西安交通大学 | 一种y字形浸没式毛细微通道强化散热结构及其制造方法 |
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| CN118744276A (zh) * | 2024-08-14 | 2024-10-08 | 广州航海学院 | 一种具有分级结构的高传热性能超薄均热板吸液芯制备方法及一种超薄均热板吸液芯 |
-
1997
- 1997-11-19 JP JP31865397A patent/JPH11148747A/ja active Pending
Cited By (18)
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| KR101151871B1 (ko) | 2010-03-18 | 2012-05-31 | (주)현대기공 | 터보냉동기의 응축기용 전열관 |
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| CN104197769A (zh) * | 2014-06-09 | 2014-12-10 | 赵炜 | 凸起高度沿高度变化的翅片散热器 |
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| CN113380737A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-09-10 | 西安交通大学 | 一种y字形浸没式毛细微通道强化散热结构及其制造方法 |
| CN113380737B (zh) * | 2021-04-28 | 2024-05-07 | 西安交通大学 | 一种y字形浸没式毛细微通道强化散热结构及其制造方法 |
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| CN118744276A (zh) * | 2024-08-14 | 2024-10-08 | 广州航海学院 | 一种具有分级结构的高传热性能超薄均热板吸液芯制备方法及一种超薄均热板吸液芯 |
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