JP3266886B2 - 伝熱管 - Google Patents
伝熱管Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、伝熱管に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば熱交換器用伝熱管は熱交換
器の性能向上のため、沸騰用、蒸発用、凝縮用、吸収用
など、その用途によりさまざまな形状のものが提案され
ている。このなかで特に流下液膜式の熱交換器は吸収冷
暖房機等の吸収器、蒸発器に多く利用されている。例え
ば吸収器では、密閉容器内に水平あるいは垂直に伝熱管
を多数配置し、その伝熱管上に、吸収溶液を流下させ、
前記密閉容器に連結されている蒸発器より発生する冷媒
蒸気を、吸収溶液が吸収する際に発生する吸収熱を伝熱
管を介して冷却媒体によって排除している。
器の性能向上のため、沸騰用、蒸発用、凝縮用、吸収用
など、その用途によりさまざまな形状のものが提案され
ている。このなかで特に流下液膜式の熱交換器は吸収冷
暖房機等の吸収器、蒸発器に多く利用されている。例え
ば吸収器では、密閉容器内に水平あるいは垂直に伝熱管
を多数配置し、その伝熱管上に、吸収溶液を流下させ、
前記密閉容器に連結されている蒸発器より発生する冷媒
蒸気を、吸収溶液が吸収する際に発生する吸収熱を伝熱
管を介して冷却媒体によって排除している。
【0003】吸収は蒸発器での蒸発圧力と、伝熱管表面
に流下された吸収溶液の飽和蒸気圧の差によって生じ、
この圧力差が大きくなるほど吸収能力は向上する。吸収
溶液の飽和蒸気圧は、溶液の温度が低いほど、濃度が高
いほど低くなるため、吸収能力を向上させるためには、
高い冷却能力によって溶液の温度を低く保つと同時に、
吸収溶液の濃度をできるだけ高く維持することが必要と
なる。例えば熱伝達性能向上を目的に伝熱面積を増大す
るために、伝熱管の表面にフィンが等ピッチで形成され
ている。なお、この種のものの伝熱性能改良に関するも
のとして例えば特開平1−134180号公報が挙げら
れる。しかしこれらの伝熱管は能力当りのコストが高
く、このためコストの低い平滑管が利用されることが多
い。
に流下された吸収溶液の飽和蒸気圧の差によって生じ、
この圧力差が大きくなるほど吸収能力は向上する。吸収
溶液の飽和蒸気圧は、溶液の温度が低いほど、濃度が高
いほど低くなるため、吸収能力を向上させるためには、
高い冷却能力によって溶液の温度を低く保つと同時に、
吸収溶液の濃度をできるだけ高く維持することが必要と
なる。例えば熱伝達性能向上を目的に伝熱面積を増大す
るために、伝熱管の表面にフィンが等ピッチで形成され
ている。なお、この種のものの伝熱性能改良に関するも
のとして例えば特開平1−134180号公報が挙げら
れる。しかしこれらの伝熱管は能力当りのコストが高
く、このためコストの低い平滑管が利用されることが多
い。
【0004】また伝熱壁面上を流下する液膜状の熱媒体
ではなく単相流の熱媒体に関しての熱伝達促進技術とし
ては、実開昭59−71083号公報、及び特開昭61
−6595号公報に開示されるように、単相流媒体の流
れる側の電熱壁面に滑らかな突起を設けることにより熱
媒体の流動を剥離渦を生じないように乱し、熱媒体の流
動に伴う圧力損失の増大を極力防ぎながら、熱伝達性能
を向上させようとするものがある。しかし、この滑らか
な突起を形成させるために必要となる。伝熱壁表面の反
対側に形成する窪みは、もう一方の熱媒体の熱伝達性能
の向上になんら効果を及ぼそうとするものではない。
ではなく単相流の熱媒体に関しての熱伝達促進技術とし
ては、実開昭59−71083号公報、及び特開昭61
−6595号公報に開示されるように、単相流媒体の流
れる側の電熱壁面に滑らかな突起を設けることにより熱
媒体の流動を剥離渦を生じないように乱し、熱媒体の流
動に伴う圧力損失の増大を極力防ぎながら、熱伝達性能
を向上させようとするものがある。しかし、この滑らか
な突起を形成させるために必要となる。伝熱壁表面の反
対側に形成する窪みは、もう一方の熱媒体の熱伝達性能
の向上になんら効果を及ぼそうとするものではない。
【0005】また相変化を伴う熱交換器として満液形蒸
発器があり、このなかで沸騰現象を促進するために特開
平4−236097号公報に開示されるように、沸騰を
促進する側の伝熱面に空洞部を形成し、かつこの空洞の
伝熱表面部分での開口部の面積を、伝熱壁面と平行な断
面における横断開口面積より小さくすることで、沸騰促
進に有効な気泡核を生成し易くしている。
発器があり、このなかで沸騰現象を促進するために特開
平4−236097号公報に開示されるように、沸騰を
促進する側の伝熱面に空洞部を形成し、かつこの空洞の
伝熱表面部分での開口部の面積を、伝熱壁面と平行な断
面における横断開口面積より小さくすることで、沸騰促
進に有効な気泡核を生成し易くしている。
【0006】また凝縮用伝熱壁としては、特開昭58−
129197号公報に開示されるように伝熱壁表面に複
数の窪みを設け、伝熱壁上で蒸気の凝縮により生じた液
膜をこの窪みに引き込み一定時間保持できるように、こ
の窪みの深さを深くすることによって、窪み以外の伝熱
壁での液膜の厚さを薄くし、凝縮伝熱性能を高めてい
る。
129197号公報に開示されるように伝熱壁表面に複
数の窪みを設け、伝熱壁上で蒸気の凝縮により生じた液
膜をこの窪みに引き込み一定時間保持できるように、こ
の窪みの深さを深くすることによって、窪み以外の伝熱
壁での液膜の厚さを薄くし、凝縮伝熱性能を高めてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、これ
まで、冷凍機の小型化、高性能化のため、各種のフィン
付き伝熱管が提案された。従来の伝熱管は冷却能力を上
げるために、伝熱管にフィンを配置し、そのフィンのピ
ッチを細かくし、伝熱面積の向上を図るものが主流であ
った。しかし、これらの伝熱管を吸収冷暖房機の吸収器
などの液膜流下式熱交換器に利用した場合、吸収現象は
吸収溶液液膜の表面のみで起こるため表面部分の濃度の
みが低下し、結果的に伝熱管に単純にフィンを多く配置
することによって冷却能力を高めようとした場合、フィ
ンの間に溶液が溜り液膜の厚さが増加し、吸収時の熱物
質移動の抵抗になり、期待されるほどの吸収能力増加に
はなっていない。またこれらのフィンのために液膜が伝
熱管上を流下する時に、伝熱管の軸方向への液膜の広が
りが悪くなり、伝熱管の下段に行けば行くほど、液膜の
均一性が欠け液膜が存在しない箇所が発生する結果とな
った。伝熱管上に吸収溶液よりなる液膜がないと吸収現
象は起きないため、結果的には吸収現象促進のために形
成したフィンが有効に働かない場合が生じていた。この
結果、吸収能力を期待するほど上げることができない結
果となった。
まで、冷凍機の小型化、高性能化のため、各種のフィン
付き伝熱管が提案された。従来の伝熱管は冷却能力を上
げるために、伝熱管にフィンを配置し、そのフィンのピ
ッチを細かくし、伝熱面積の向上を図るものが主流であ
った。しかし、これらの伝熱管を吸収冷暖房機の吸収器
などの液膜流下式熱交換器に利用した場合、吸収現象は
吸収溶液液膜の表面のみで起こるため表面部分の濃度の
みが低下し、結果的に伝熱管に単純にフィンを多く配置
することによって冷却能力を高めようとした場合、フィ
ンの間に溶液が溜り液膜の厚さが増加し、吸収時の熱物
質移動の抵抗になり、期待されるほどの吸収能力増加に
はなっていない。またこれらのフィンのために液膜が伝
熱管上を流下する時に、伝熱管の軸方向への液膜の広が
りが悪くなり、伝熱管の下段に行けば行くほど、液膜の
均一性が欠け液膜が存在しない箇所が発生する結果とな
った。伝熱管上に吸収溶液よりなる液膜がないと吸収現
象は起きないため、結果的には吸収現象促進のために形
成したフィンが有効に働かない場合が生じていた。この
結果、吸収能力を期待するほど上げることができない結
果となった。
【0008】また特開平1−134180号公報には液
膜の撹拌性を向上するために、伝熱管に多数の管軸に平
行である溝を付けたものが開示されているが、この方法
では加工が複雑であること、また溝を付けることによっ
て不用意に伝熱面積を減少させるなどの問題点があっ
た。
膜の撹拌性を向上するために、伝熱管に多数の管軸に平
行である溝を付けたものが開示されているが、この方法
では加工が複雑であること、また溝を付けることによっ
て不用意に伝熱面積を減少させるなどの問題点があっ
た。
【0009】また吸収能力を伝熱管にフィンを配置する
ことにより改善する方法は、伝熱管を構成するために必
要な銅材のコスト及び加工コストを上げる結果となり、
その割に性能の向上率が低いなどの問題点があった。
ことにより改善する方法は、伝熱管を構成するために必
要な銅材のコスト及び加工コストを上げる結果となり、
その割に性能の向上率が低いなどの問題点があった。
【0010】また特開昭58−129197号公報に開
示されるように伝熱壁表面に複数の窪みを設け、伝熱壁
上の液膜をこの窪みに引き込み一定時間保持できるよう
に、この窪みの深さを深くしたのでは、流下液膜式熱交
換器のように流下する液膜の膜厚が厚い場合には、窪み
内に形成される液膜の厚さが厚くなるため、液膜が熱伝
達の抵抗となって伝熱性能を高めることができないとい
う問題点があった。
示されるように伝熱壁表面に複数の窪みを設け、伝熱壁
上の液膜をこの窪みに引き込み一定時間保持できるよう
に、この窪みの深さを深くしたのでは、流下液膜式熱交
換器のように流下する液膜の膜厚が厚い場合には、窪み
内に形成される液膜の厚さが厚くなるため、液膜が熱伝
達の抵抗となって伝熱性能を高めることができないとい
う問題点があった。
【0011】本発明の目的は、伝熱性能または吸収性能
を高め、また壁面に突起を有する伝熱壁において、壁面
上での流体の撹拌を促進させ吸収性能を高め得る構造の
伝熱管を提供することにある。
を高め、また壁面に突起を有する伝熱壁において、壁面
上での流体の撹拌を促進させ吸収性能を高め得る構造の
伝熱管を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の伝熱壁は、壁面に複数の窪みを有する伝熱
壁において、上記窪みの深さが窪み径(窪みの開口部の
直径)より小さくしている。
め、本発明の伝熱壁は、壁面に複数の窪みを有する伝熱
壁において、上記窪みの深さが窪み径(窪みの開口部の
直径)より小さくしている。
【0013】本発明の伝熱管は、管外壁面に複数の窪み
を有する伝熱管において、上記窪みの深さが窪み径より
小さくしている。またその窪みの形成により伝熱管の内
壁面に滑らかな突起が生じている。本発明の熱交換器
は、伝熱管の内外壁間で内外流体間の熱交換を行う伝熱
管を組み込んで構成する熱交換器において、該伝熱管に
上記伝熱管を用いる。
を有する伝熱管において、上記窪みの深さが窪み径より
小さくしている。またその窪みの形成により伝熱管の内
壁面に滑らかな突起が生じている。本発明の熱交換器
は、伝熱管の内外壁間で内外流体間の熱交換を行う伝熱
管を組み込んで構成する熱交換器において、該伝熱管に
上記伝熱管を用いる。
【0014】本発明の吸収冷暖房機は、蒸発器、吸収
器、再生器、凝縮器を備える吸収冷暖房機において、熱
交換器を吸収器として用いる。
器、再生器、凝縮器を備える吸収冷暖房機において、熱
交換器を吸収器として用いる。
【0015】また本発明の伝熱壁は、壁面に複数の突起
と該突起間に延びる底部とを有する伝熱壁において、前
記底部はその上を流れる流体の全体的流れ方向にほぼ平
行な仮想面上を、隣合う突起間の壁面上の最短距離を通
過する最短距離仮想線に沿って延びることが防止されて
いる。また相互に熱変換されるべき第1流体と第2流体
のうち、第1流体がその上を流れる第1壁面と、第2流
体がその上を流れる第2壁面とを有し、その第1壁面と
第2壁面の少なくとも一方は壁面に複数の突起と該突起
間に延びる底部とを有し、その底部はその上を流れる流
体の全体的流れ方向にほぼ平行な仮想面上を、隣合う突
起間の壁面上の最短距離を通過する最短距離仮想線に沿
って延びることが防止されている。
と該突起間に延びる底部とを有する伝熱壁において、前
記底部はその上を流れる流体の全体的流れ方向にほぼ平
行な仮想面上を、隣合う突起間の壁面上の最短距離を通
過する最短距離仮想線に沿って延びることが防止されて
いる。また相互に熱変換されるべき第1流体と第2流体
のうち、第1流体がその上を流れる第1壁面と、第2流
体がその上を流れる第2壁面とを有し、その第1壁面と
第2壁面の少なくとも一方は壁面に複数の突起と該突起
間に延びる底部とを有し、その底部はその上を流れる流
体の全体的流れ方向にほぼ平行な仮想面上を、隣合う突
起間の壁面上の最短距離を通過する最短距離仮想線に沿
って延びることが防止されている。
【0016】また本発明の伝熱管は、相互に熱交換され
るべき第1流体と第2流体のうち、第1流体がその上を
流れる外壁面と、第2流体がその上を流れる内壁面とを
有し、その外壁面と内壁面の少なくとも一方は壁面に複
数の突起と該突起間に延びる底部とを有し、その底部は
その上を流れる流体の全体的流れ方向にほぼ平行な仮想
面上を、隣合う突起間の壁面上の最短距離を通過する最
短距離仮想線に沿って延びることが防止されている。
るべき第1流体と第2流体のうち、第1流体がその上を
流れる外壁面と、第2流体がその上を流れる内壁面とを
有し、その外壁面と内壁面の少なくとも一方は壁面に複
数の突起と該突起間に延びる底部とを有し、その底部は
その上を流れる流体の全体的流れ方向にほぼ平行な仮想
面上を、隣合う突起間の壁面上の最短距離を通過する最
短距離仮想線に沿って延びることが防止されている。
【0017】また本発明の熱交換器は、伝熱管の内外壁
間での内外流体間の熱交換を行う伝熱管を組み込んで構
成する熱交換器に、上記伝熱管を用いる。また本発明の
吸収冷暖房機は、蒸発器、吸収器、再生器、凝縮器を備
える吸収冷暖房機に、上記熱交換器を吸収器として用い
る。
間での内外流体間の熱交換を行う伝熱管を組み込んで構
成する熱交換器に、上記伝熱管を用いる。また本発明の
吸収冷暖房機は、蒸発器、吸収器、再生器、凝縮器を備
える吸収冷暖房機に、上記熱交換器を吸収器として用い
る。
【0018】
【作用】上記伝熱壁及び伝熱壁及び伝熱管並びに熱交換
器及び吸収冷暖房機は、伝熱壁及び伝熱管の壁面の窪み
径よりも窪みの深さを小さくすると熱抵抗が少なくなっ
て伝熱性能が向上する。また伝熱管方向の液膜の広がり
が阻害されず、伝熱壁表面に形成される流下液膜の膜厚
を管軸方向に広く均一化させ、窪みから次の窪みへと溶
液が乗り越える場合、冷媒蒸気を吸収して表面張力が大
きくなって窪み部のよく冷却された吸収溶液を引っ張り
上げ、これにより吸収溶液の対流が活発化して熱・物質
移動性能を向上させて吸収性能が向上する。
器及び吸収冷暖房機は、伝熱壁及び伝熱管の壁面の窪み
径よりも窪みの深さを小さくすると熱抵抗が少なくなっ
て伝熱性能が向上する。また伝熱管方向の液膜の広がり
が阻害されず、伝熱壁表面に形成される流下液膜の膜厚
を管軸方向に広く均一化させ、窪みから次の窪みへと溶
液が乗り越える場合、冷媒蒸気を吸収して表面張力が大
きくなって窪み部のよく冷却された吸収溶液を引っ張り
上げ、これにより吸収溶液の対流が活発化して熱・物質
移動性能を向上させて吸収性能が向上する。
【0019】また伝熱壁及び伝熱管の壁の突起間の底部
は、その上を流れる全体的流れ方向にほぼ平行な仮想面
上を、隣合う突起の間の最短距離を通過する最短距離仮
想線に沿って、延びることが防止されているので、該流
体が底部で全体的流れ方向に一定に流れ続けることを防
止し、全体的流れ方向に対してほぼ直角に付勢し、壁面
の撹拌を促進し、該壁面と該流体との間の熱交換を促進
する。
は、その上を流れる全体的流れ方向にほぼ平行な仮想面
上を、隣合う突起の間の最短距離を通過する最短距離仮
想線に沿って、延びることが防止されているので、該流
体が底部で全体的流れ方向に一定に流れ続けることを防
止し、全体的流れ方向に対してほぼ直角に付勢し、壁面
の撹拌を促進し、該壁面と該流体との間の熱交換を促進
する。
【0020】
【実施例】図1、図2、図3に実施例を示す。図1は伝
熱壁の断面図、図2は伝熱壁表面の液膜形状図、図3は
図1の伝熱壁を用いた伝熱管の実施例の外観図である。
図1、図2、図3において、伝熱壁21の表面には、流
下液膜の膜厚を薄くすると同時に溶液表面積を拡大する
ために窪み20を形成する。この窪み20の深さ(h
d)は窪み径(Dd)より小さくなるように形成する。
又加工を容易するために、伝熱壁表面が2次元平面であ
れば該窪み20は複数の直線もしくは曲線に、又伝熱壁
表面が3次元表面、例えば図3に示すように、伝熱管に
用いられた場合には1条あるいは複数条の螺旋曲線又は
管軸に平行あるいは垂直な複数の直線に沿って一定ある
いは規則的に変化する間隔で断続的に設ける。又この窪
み20の内面は滑らかな曲率をもつ面とし、かつ窪み2
0の横断開口面積が深さ方向に減少し、又好ましくは窪
み20と反対の面すなわち裏面に滑らかな突起29が生
じていて窪み20の深さを伝熱壁21の肉厚(t)より
深くする。さらに壁面には窪み20のない平滑面21A
が存在し、平滑面の面積は、窪み20を形成しない場合
の全平面積の50%以下とする。
熱壁の断面図、図2は伝熱壁表面の液膜形状図、図3は
図1の伝熱壁を用いた伝熱管の実施例の外観図である。
図1、図2、図3において、伝熱壁21の表面には、流
下液膜の膜厚を薄くすると同時に溶液表面積を拡大する
ために窪み20を形成する。この窪み20の深さ(h
d)は窪み径(Dd)より小さくなるように形成する。
又加工を容易するために、伝熱壁表面が2次元平面であ
れば該窪み20は複数の直線もしくは曲線に、又伝熱壁
表面が3次元表面、例えば図3に示すように、伝熱管に
用いられた場合には1条あるいは複数条の螺旋曲線又は
管軸に平行あるいは垂直な複数の直線に沿って一定ある
いは規則的に変化する間隔で断続的に設ける。又この窪
み20の内面は滑らかな曲率をもつ面とし、かつ窪み2
0の横断開口面積が深さ方向に減少し、又好ましくは窪
み20と反対の面すなわち裏面に滑らかな突起29が生
じていて窪み20の深さを伝熱壁21の肉厚(t)より
深くする。さらに壁面には窪み20のない平滑面21A
が存在し、平滑面の面積は、窪み20を形成しない場合
の全平面積の50%以下とする。
【0021】伝熱壁表面に形成した窪み20は次の作用
をする。一般に液体と固体が接触する場合に、界面張力
の影響により、メニスカスが形成される。メニスカスは
ヤング・ラプラスの式において形成される界面の曲率半
径 の一方を大きくとった場合、界面断面形状は円弧に
近似することができる。したがって、窪み径(円でない
場合は円相当径)よりも窪み20の深さが大きくなると
窪み20内に形成する液膜22の厚さが厚くなり、熱抵
抗が増えて好ましくないので、本実施例では窪み径に対
して、窪み20の深さを小さくすることにより、窪み2
0内に形成する液膜22の厚さを薄くし、熱抵抗を減ら
して熱交換性能を向上させる。
をする。一般に液体と固体が接触する場合に、界面張力
の影響により、メニスカスが形成される。メニスカスは
ヤング・ラプラスの式において形成される界面の曲率半
径 の一方を大きくとった場合、界面断面形状は円弧に
近似することができる。したがって、窪み径(円でない
場合は円相当径)よりも窪み20の深さが大きくなると
窪み20内に形成する液膜22の厚さが厚くなり、熱抵
抗が増えて好ましくないので、本実施例では窪み径に対
して、窪み20の深さを小さくすることにより、窪み2
0内に形成する液膜22の厚さを薄くし、熱抵抗を減ら
して熱交換性能を向上させる。
【0022】また次の作用をする。(1)液膜22内で
吸収現象のように熱以外の物質移動がある場合、この物
質拡散の浸透割合が大きくなる。(2)伝熱管軸方向の
液膜の広がりが阻害されず、伝熱壁表面に形成される流
下液膜の膜厚を管軸方向に広く均一化させる作用があ
る。(3)吸収溶液として臭化リチウム水溶液を用い
て、その中に界面活性剤を数十から数百ppm添加した
場合、前記窪みから次の窪みへと溶液が乗り越える場
合、冷媒蒸気を吸収して表面張力が大きくなって窪み部
のよく冷却された吸収溶液を引っ張り上げる。これによ
り吸収溶液の対流が活発化して熱・物質移動性能を向上
することができる。
吸収現象のように熱以外の物質移動がある場合、この物
質拡散の浸透割合が大きくなる。(2)伝熱管軸方向の
液膜の広がりが阻害されず、伝熱壁表面に形成される流
下液膜の膜厚を管軸方向に広く均一化させる作用があ
る。(3)吸収溶液として臭化リチウム水溶液を用い
て、その中に界面活性剤を数十から数百ppm添加した
場合、前記窪みから次の窪みへと溶液が乗り越える場
合、冷媒蒸気を吸収して表面張力が大きくなって窪み部
のよく冷却された吸収溶液を引っ張り上げる。これによ
り吸収溶液の対流が活発化して熱・物質移動性能を向上
することができる。
【0023】吸収能力を高める効果を高めるために図4
8に示すように窪み20の形状を変えた伝熱管(D1か
らD4までの4種類)および性能比較のために従来の窪
みのない平滑管を作った。これらは窪み20の形状を半
球面形とし伝熱面の面積拡大率をほぼ等しくなるよう窪
み20の深さ及び径を変えたものである。性能測定結果
を図4に示す。図は横軸に液膜流量(kg/m.s)、
縦軸に熱伝達率(W/m2K)をとったものである。図
から明らかなように、性能が最も大となるものは平滑管
と比較して40%以上の向上が図られている。また本結
果より窪み20の深さは1mm度で大きな効果が期待で
きることがわかった。
8に示すように窪み20の形状を変えた伝熱管(D1か
らD4までの4種類)および性能比較のために従来の窪
みのない平滑管を作った。これらは窪み20の形状を半
球面形とし伝熱面の面積拡大率をほぼ等しくなるよう窪
み20の深さ及び径を変えたものである。性能測定結果
を図4に示す。図は横軸に液膜流量(kg/m.s)、
縦軸に熱伝達率(W/m2K)をとったものである。図
から明らかなように、性能が最も大となるものは平滑管
と比較して40%以上の向上が図られている。また本結
果より窪み20の深さは1mm度で大きな効果が期待で
きることがわかった。
【0024】さらに、伝熱壁表面の窪み形状は円弧と限
らない。図5から図20に示す形状のものでも同様の効
果が得られる。図5は実施例の平面図、図6はその断面
図で窪み20Aの平面は円で断面が円弧のもの、図7は
他の実施例の平面図、図8はその断面図で窪み20Bの
平面は楕円で断面も楕円のもの、図9はさらに他の実施
例の平面図、図10はその断面図で窪み20Cの平面は
円で断面が円錐のもの、図11はさらに他の実施例の平
面図、図12はその断面図で窪み20Dの平面は円で断
面が四角錐のもの、図13はさらに他の実施例の平面
図、図14はその断面図で窪み20Eの平面は六角形で
断面も六角錐のもの、図15はさらに他の実施例の平面
図、図16はその断面図で窪み20Fの平面は四角形で
その断面が四角錐のもの、図17はさらに他の実施例の
平面図、図18はその断面図で窪み20Gの平面は円で
断面が円弧かつ底に突起を有するものと、図19はさら
に他の実施例の平面図、図20はその断面図で窪み20
Hの平面は円で断面が円弧でかつ底にさらに窪みを有す
るもの、図21はさらに他の実施例の平面図、図22は
その断面図で窪み20Iと突起20Jとが混合して存在
しているもの、図23はさらに他の実施例の平面図、図
24はその断面図で突起20Jのみで形成したもので、
液膜の漏れ性を高める効果は窪み形状のものより若干劣
る。さらに、窪み20の配列は図25から図32に示す
ものでもよい。前述した図1に示す実施例の窪み20を
形成した伝熱管の場合、管内側の熱伝達率も高める。こ
のときに管内流体の乱れを促進するために窪み20は図
3、図25のように千鳥もしくは正方配列でなく、図2
6のように窪み20の大きさを変化させると、さらに高
い効果を得ることができる。また図27は伝熱管表面で
の液膜の管軸方向の均一性を高めるのに効果がある。図
28は管内を流れる流体に螺旋状の乱れをつくる効果が
あり管内性能を高めることができる。また図29に示す
ように窪み配列の規則性を弱めることによりさらに管内
側の性能を高めることができる。これらの管外側、管内
側の性能を高める組み合わせとして、他に図30から図
32のような実施例もそれぞれ効果が高い。また伝熱管
21を重力に対して立てて使用し、管内側に液膜を流下
させるような場合では、図33に示すように管内側に窪
み30を設けることにより性能を高めることができる。
らない。図5から図20に示す形状のものでも同様の効
果が得られる。図5は実施例の平面図、図6はその断面
図で窪み20Aの平面は円で断面が円弧のもの、図7は
他の実施例の平面図、図8はその断面図で窪み20Bの
平面は楕円で断面も楕円のもの、図9はさらに他の実施
例の平面図、図10はその断面図で窪み20Cの平面は
円で断面が円錐のもの、図11はさらに他の実施例の平
面図、図12はその断面図で窪み20Dの平面は円で断
面が四角錐のもの、図13はさらに他の実施例の平面
図、図14はその断面図で窪み20Eの平面は六角形で
断面も六角錐のもの、図15はさらに他の実施例の平面
図、図16はその断面図で窪み20Fの平面は四角形で
その断面が四角錐のもの、図17はさらに他の実施例の
平面図、図18はその断面図で窪み20Gの平面は円で
断面が円弧かつ底に突起を有するものと、図19はさら
に他の実施例の平面図、図20はその断面図で窪み20
Hの平面は円で断面が円弧でかつ底にさらに窪みを有す
るもの、図21はさらに他の実施例の平面図、図22は
その断面図で窪み20Iと突起20Jとが混合して存在
しているもの、図23はさらに他の実施例の平面図、図
24はその断面図で突起20Jのみで形成したもので、
液膜の漏れ性を高める効果は窪み形状のものより若干劣
る。さらに、窪み20の配列は図25から図32に示す
ものでもよい。前述した図1に示す実施例の窪み20を
形成した伝熱管の場合、管内側の熱伝達率も高める。こ
のときに管内流体の乱れを促進するために窪み20は図
3、図25のように千鳥もしくは正方配列でなく、図2
6のように窪み20の大きさを変化させると、さらに高
い効果を得ることができる。また図27は伝熱管表面で
の液膜の管軸方向の均一性を高めるのに効果がある。図
28は管内を流れる流体に螺旋状の乱れをつくる効果が
あり管内性能を高めることができる。また図29に示す
ように窪み配列の規則性を弱めることによりさらに管内
側の性能を高めることができる。これらの管外側、管内
側の性能を高める組み合わせとして、他に図30から図
32のような実施例もそれぞれ効果が高い。また伝熱管
21を重力に対して立てて使用し、管内側に液膜を流下
させるような場合では、図33に示すように管内側に窪
み30を設けることにより性能を高めることができる。
【0025】また以上のように構成した伝熱管は、その
上方あるいは側方に熱交換媒体を散布する散布装置を設
け、熱交換媒体が重力によって流下しながら伝熱管表面
において液膜を形成させて熱交換をおこなう熱交換器を
構成することができる。さらに伝熱管表面を流下する熱
交換媒体が、流下と同時に媒体がその液膜表面で接する
気体と物質移動を伴う熱交換をおこなうように構成す
る。またもっとも特殊な場合は、図37に示す吸収器に
採用できる(構成は後述)。特に吸収剤が臭化リチウム
水溶液であり、かつ吸収剤に界面活性剤として有機物質
を添加してある場合は、窪み20の深さを0.6mmか
ら2.0mmとする。また吸収器用の伝熱管表面を流下
する吸収溶液の流れる側の伝熱管の単位長さ当たりの流
量を0.7kg/m.sから0.25kg/m.sとす
る。
上方あるいは側方に熱交換媒体を散布する散布装置を設
け、熱交換媒体が重力によって流下しながら伝熱管表面
において液膜を形成させて熱交換をおこなう熱交換器を
構成することができる。さらに伝熱管表面を流下する熱
交換媒体が、流下と同時に媒体がその液膜表面で接する
気体と物質移動を伴う熱交換をおこなうように構成す
る。またもっとも特殊な場合は、図37に示す吸収器に
採用できる(構成は後述)。特に吸収剤が臭化リチウム
水溶液であり、かつ吸収剤に界面活性剤として有機物質
を添加してある場合は、窪み20の深さを0.6mmか
ら2.0mmとする。また吸収器用の伝熱管表面を流下
する吸収溶液の流れる側の伝熱管の単位長さ当たりの流
量を0.7kg/m.sから0.25kg/m.sとす
る。
【0026】次に上記実施例の伝熱管を製造するための
製造方法を図34、図35によって説明する。図34は
伝熱管21の製造過程での形状を示す。本製造方法で
は、あらかじめ窪み加工を施した平板あるいは曲率をも
った板21Aを管状に形成し接する部分を高周波溶接等
で接合することで伝熱管に加工するものである。このよ
うな製造方法で加工をおこなうと窪み20を形成する
際、窪み20の裏側を器具で保持することができ、窪み
20の形成状態を良好とすることができると同時に、加
工後の伝熱管21の肉厚を一様にすることができ、材料
費を最小限に抑えることができる。さらに図35に示す
加工装置は、送りローラ31、31、管成形装置35か
ら構成される。窪み加工ローラ33及び34の位置を入
れ換えることで、窪み20の形成面を容易に管の内面あ
るいは外面に変えることができ、図33の内面に窪み3
0がある伝熱管も同じ装置で製作することができる。
製造方法を図34、図35によって説明する。図34は
伝熱管21の製造過程での形状を示す。本製造方法で
は、あらかじめ窪み加工を施した平板あるいは曲率をも
った板21Aを管状に形成し接する部分を高周波溶接等
で接合することで伝熱管に加工するものである。このよ
うな製造方法で加工をおこなうと窪み20を形成する
際、窪み20の裏側を器具で保持することができ、窪み
20の形成状態を良好とすることができると同時に、加
工後の伝熱管21の肉厚を一様にすることができ、材料
費を最小限に抑えることができる。さらに図35に示す
加工装置は、送りローラ31、31、管成形装置35か
ら構成される。窪み加工ローラ33及び34の位置を入
れ換えることで、窪み20の形成面を容易に管の内面あ
るいは外面に変えることができ、図33の内面に窪み3
0がある伝熱管も同じ装置で製作することができる。
【0027】本発明の伝熱管を用いる吸収冷暖房機の構
成を図36に示す。図36において、吸収冷暖房機は高
温再生器1、低温再生器2、凝縮器3、蒸発器4、吸収
器5、クーリングタワー6、室内空気熱交換器7、冷媒
循環ポンプ8、溶液ポンプ9、冷水ポンプ10、冷水循
環ポンプ11、流量調整弁16、流量調節三方弁16、
冷水量調節弁17及びそれらをつなぐ配管によって構成
される。また前記吸収器5は図37に示すように伝熱管
21、溶液散布装置36から構成される。
成を図36に示す。図36において、吸収冷暖房機は高
温再生器1、低温再生器2、凝縮器3、蒸発器4、吸収
器5、クーリングタワー6、室内空気熱交換器7、冷媒
循環ポンプ8、溶液ポンプ9、冷水ポンプ10、冷水循
環ポンプ11、流量調整弁16、流量調節三方弁16、
冷水量調節弁17及びそれらをつなぐ配管によって構成
される。また前記吸収器5は図37に示すように伝熱管
21、溶液散布装置36から構成される。
【0028】この高温再生器1より発生した冷媒蒸気
は、吸収器5より吸収溶液ポンプ9を経て低温再生器2
に流入する吸収溶液と熱交換し、吸収溶液から冷媒蒸気
を蒸発させながら凝縮し、液冷媒となって凝縮器3に流
入する。また低温再生器2で蒸発した冷媒蒸気は凝縮器
3内で伝熱管内を流れる冷却水と熱交換し冷却水を加熱
しながら凝縮し液化する。ここで生成される冷媒は蒸発
器4に流入し、伝熱管内を流れる冷水循環ポンプ11よ
り送られる冷水と熱交換して冷水を冷却しながら蒸発
し、吸収器5へ移動する。一方冷水は室内空気熱交換器
7の能力を可変するための複数の冷水量調節弁17によ
り流量をコントロールされながら室内空気熱交換器7に
流入して空気と熱交換し、空気を冷却して加熱され、冷
水循環ポンプ11へ戻る。
は、吸収器5より吸収溶液ポンプ9を経て低温再生器2
に流入する吸収溶液と熱交換し、吸収溶液から冷媒蒸気
を蒸発させながら凝縮し、液冷媒となって凝縮器3に流
入する。また低温再生器2で蒸発した冷媒蒸気は凝縮器
3内で伝熱管内を流れる冷却水と熱交換し冷却水を加熱
しながら凝縮し液化する。ここで生成される冷媒は蒸発
器4に流入し、伝熱管内を流れる冷水循環ポンプ11よ
り送られる冷水と熱交換して冷水を冷却しながら蒸発
し、吸収器5へ移動する。一方冷水は室内空気熱交換器
7の能力を可変するための複数の冷水量調節弁17によ
り流量をコントロールされながら室内空気熱交換器7に
流入して空気と熱交換し、空気を冷却して加熱され、冷
水循環ポンプ11へ戻る。
【0029】蒸発器4で発生した冷媒蒸気は吸収器5内
の伝熱管21上を流下する吸収溶液に吸収され、このと
き発生する吸収熱は伝熱管21内を流れる冷却水により
除去される。吸収器5内を流下した吸収溶液は溶液ポン
プ9より流量調整弁12を経て高温再生器1に送られる
と同時に低温再生器2にも送られ、一部流量調整弁13
を経て吸収器5へ再循環される。吸収器5より送られた
吸収溶液は高温再生器1においてボイラ19で加熱さ
れ、一部冷媒蒸気となって低温再生器2へ流入し、一方
濃縮された吸収溶液は低温再生器2より戻る濃縮吸収溶
液と混合し流量調整弁15で流量をコントロールされな
がら吸収器5の溶液散布装置36によって散布され流下
する。
の伝熱管21上を流下する吸収溶液に吸収され、このと
き発生する吸収熱は伝熱管21内を流れる冷却水により
除去される。吸収器5内を流下した吸収溶液は溶液ポン
プ9より流量調整弁12を経て高温再生器1に送られる
と同時に低温再生器2にも送られ、一部流量調整弁13
を経て吸収器5へ再循環される。吸収器5より送られた
吸収溶液は高温再生器1においてボイラ19で加熱さ
れ、一部冷媒蒸気となって低温再生器2へ流入し、一方
濃縮された吸収溶液は低温再生器2より戻る濃縮吸収溶
液と混合し流量調整弁15で流量をコントロールされな
がら吸収器5の溶液散布装置36によって散布され流下
する。
【0030】クーリングタワー6を流下して冷却された
冷却水は冷却水ポンプ10により吸収器5をへて凝縮器
3に送られるが、流量調節三方弁16によって一部吸収
器5をバイパスして凝縮器3に送られ、クーリングタワ
ー6へ戻ってくる。この時、冷凍負荷の変化に従って、
流量調節三方弁16の開度、クーリンクタワーの送風フ
ァン18の回転数を制御して、冷却水の条件を変化させ
て冷却量を調整する。以上が冷凍サイクルフローであ
る。
冷却水は冷却水ポンプ10により吸収器5をへて凝縮器
3に送られるが、流量調節三方弁16によって一部吸収
器5をバイパスして凝縮器3に送られ、クーリングタワ
ー6へ戻ってくる。この時、冷凍負荷の変化に従って、
流量調節三方弁16の開度、クーリンクタワーの送風フ
ァン18の回転数を制御して、冷却水の条件を変化させ
て冷却量を調整する。以上が冷凍サイクルフローであ
る。
【0031】上記したような吸収冷暖房機では、蒸発器
4から蒸発した冷媒蒸気は、吸収器5内に水平に設置さ
れた吸収伝熱管21上を重力のみによって流下する吸収
溶液に吸収される。その時、吸収溶液は吸収熱を発生し
て希釈される。吸収溶液は濃度が高く、温度が低いほど
吸収能力が大きいので、伝熱管内を流れる冷却水によっ
て吸収熱を除去し、さらに溶液の温度を下げて吸収能力
を維持している。
4から蒸発した冷媒蒸気は、吸収器5内に水平に設置さ
れた吸収伝熱管21上を重力のみによって流下する吸収
溶液に吸収される。その時、吸収溶液は吸収熱を発生し
て希釈される。吸収溶液は濃度が高く、温度が低いほど
吸収能力が大きいので、伝熱管内を流れる冷却水によっ
て吸収熱を除去し、さらに溶液の温度を下げて吸収能力
を維持している。
【0032】したがって、吸収能力の向上のためには図
1に示すような窪み20で高さが低くかつピッチ(P
d)が大きい形状とし、液膜22の厚さを小さくする必
要がある。またこのような伝熱管表面では液膜の軸方向
の流動を阻害することがないので管表面に液膜がなくな
ることを防ぐ効果があり、結果的吸収能力を向上させる
ことができる。
1に示すような窪み20で高さが低くかつピッチ(P
d)が大きい形状とし、液膜22の厚さを小さくする必
要がある。またこのような伝熱管表面では液膜の軸方向
の流動を阻害することがないので管表面に液膜がなくな
ることを防ぐ効果があり、結果的吸収能力を向上させる
ことができる。
【0033】以上の実施例は伝熱壁が窪みを有する例で
あったが、窪みとは反対に突起を有する実施例もある。
図38は伝熱壁のかかる突起を有する実施例の断面図で
ある。図38において、伝熱壁21Aの壁面には複数の
突起29とその突起間に延びる底部100とを有する。
図39は本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の断面図で
ある。図39において、伝熱壁21Aを介して、相互に
熱変換されるべき第1流体と第2流体のうち、第1流体
がその上を流れる第1壁面と、第2流体が流れる第2壁
面とを有し、その第1壁面と第2壁面の少なくとも一方
は、例えば第2壁面は壁面に突起29とその突起間に延
びる底部100とを有する。
あったが、窪みとは反対に突起を有する実施例もある。
図38は伝熱壁のかかる突起を有する実施例の断面図で
ある。図38において、伝熱壁21Aの壁面には複数の
突起29とその突起間に延びる底部100とを有する。
図39は本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の断面図で
ある。図39において、伝熱壁21Aを介して、相互に
熱変換されるべき第1流体と第2流体のうち、第1流体
がその上を流れる第1壁面と、第2流体が流れる第2壁
面とを有し、その第1壁面と第2壁面の少なくとも一方
は、例えば第2壁面は壁面に突起29とその突起間に延
びる底部100とを有する。
【0034】図40は本発明の伝熱壁のさらに他の実施
例の断面図である。図40において、伝熱壁21を介し
て、相互に熱変換されるべき第1流体と第2流体のう
ち、第1流体がその上を流れる第1壁面と、第2流体が
流れる内壁面とを持つ管を有し、その外壁面と内壁面の
少なくとも一方は、例えば内壁面は壁面に突起29とそ
の突起間に延びる底部100とを有する。
例の断面図である。図40において、伝熱壁21を介し
て、相互に熱変換されるべき第1流体と第2流体のう
ち、第1流体がその上を流れる第1壁面と、第2流体が
流れる内壁面とを持つ管を有し、その外壁面と内壁面の
少なくとも一方は、例えば内壁面は壁面に突起29とそ
の突起間に延びる底部100とを有する。
【0035】さらに、伝熱壁自体が薄い場合、図1〜図
17に示す如き窪みの実施例は、その反対側の面からみ
ると突起を有すことになる。特に薄い平板を利用した伝
熱壁で伝熱管(図34、図35)を形成した場合、管の
外部では窪みが形成され、管の内部では突起が形成され
る。こうした場合の管内部からみての突起の例は、本実
施例の一つに含まれる。こうした伝熱管の場合、先の実
施例の如き窪みピッチと窪み深さとの関係は満足されて
も、されなくてもよい。
17に示す如き窪みの実施例は、その反対側の面からみ
ると突起を有すことになる。特に薄い平板を利用した伝
熱壁で伝熱管(図34、図35)を形成した場合、管の
外部では窪みが形成され、管の内部では突起が形成され
る。こうした場合の管内部からみての突起の例は、本実
施例の一つに含まれる。こうした伝熱管の場合、先の実
施例の如き窪みピッチと窪み深さとの関係は満足されて
も、されなくてもよい。
【0036】図41(a)、(b)は図38から図40
の突起配置の正面とその矢印斜視方向の最短距離仮想線
に沿った突起間底部の形状の一実施例の概略図、図42
(a)、(b)は図38から図40の突起配置の正面と
その矢印斜視方向の最短距離仮想線に沿った突起間底部
の形状の他の実施例の概略図、図43(a)、(b)は
図38から図40の突起配置の正面とその矢印斜視方向
の最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状のさらに他
の実施例の概略図であって、図41(a)、(b)と図
42(a)、(b)は突起29が壁面上を流れる流体の
全体的流れ方向に対して相異なる千鳥配列の突起配置
で、図43(a)、(b)は突起29が壁面上を流れる
流体の全体的流れ方向に対して正方配列の突起配列であ
る。
の突起配置の正面とその矢印斜視方向の最短距離仮想線
に沿った突起間底部の形状の一実施例の概略図、図42
(a)、(b)は図38から図40の突起配置の正面と
その矢印斜視方向の最短距離仮想線に沿った突起間底部
の形状の他の実施例の概略図、図43(a)、(b)は
図38から図40の突起配置の正面とその矢印斜視方向
の最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状のさらに他
の実施例の概略図であって、図41(a)、(b)と図
42(a)、(b)は突起29が壁面上を流れる流体の
全体的流れ方向に対して相異なる千鳥配列の突起配置
で、図43(a)、(b)は突起29が壁面上を流れる
流体の全体的流れ方向に対して正方配列の突起配列であ
る。
【0037】図41(a)、(b)から図43(a)、
(b)のいずれの実施例においても、図41(b)から
図43(b)のいずれの外形形状線と最短距離仮想線は
等しく、図38から図40の伝熱壁21Aの壁面及び伝
熱管21の内壁面で、図41(a)、(b)から図43
(a)、(b)の隣合う突起29(一つの突起とその周
囲の最も近い一個以上の突起)の間の最短距離を通過す
る最短距離仮想線に沿う壁面の突起29の間の底部10
0は、連続的に弯曲する形状を有しており、その上を流
れる流体の全体的流れ方向、即ち伝熱壁21Aの壁面に
平行及び伝熱管21の長手方向軸線方向にほぼ平行な仮
想面(伝熱管21の内壁面が概略的に円筒管形なら仮想
面は円筒形、同じくほぼ角型管形なら仮想面は角型柱
形)に沿って延びず、該仮想面にその一点でのみ接して
該一点から該仮想面より離れる方向に延び、上記仮想面
上を延びる部分を有しない。このような上記最短距離仮
想線に沿う底部100の先細り形状は、伝熱壁21Aの
壁面及び伝熱管21の内壁面側を流れる流体が、底部1
00で伝熱壁21Aの壁面に平行な同一方向及び伝熱管
21の長手方向軸線方向にほぼ平行方向に流れ続けるこ
とを防止し、伝熱壁21Aの壁面及び伝熱管21の内壁
面側を流れる流体を流体の全体的流れ方向に対してほぼ
直角に付勢し、流体の該壁面上での撹拌を促進する。な
お上記最短距離仮想線は突起21及び底部100の形状
によって最短距離仮想面の場合もある。
(b)のいずれの実施例においても、図41(b)から
図43(b)のいずれの外形形状線と最短距離仮想線は
等しく、図38から図40の伝熱壁21Aの壁面及び伝
熱管21の内壁面で、図41(a)、(b)から図43
(a)、(b)の隣合う突起29(一つの突起とその周
囲の最も近い一個以上の突起)の間の最短距離を通過す
る最短距離仮想線に沿う壁面の突起29の間の底部10
0は、連続的に弯曲する形状を有しており、その上を流
れる流体の全体的流れ方向、即ち伝熱壁21Aの壁面に
平行及び伝熱管21の長手方向軸線方向にほぼ平行な仮
想面(伝熱管21の内壁面が概略的に円筒管形なら仮想
面は円筒形、同じくほぼ角型管形なら仮想面は角型柱
形)に沿って延びず、該仮想面にその一点でのみ接して
該一点から該仮想面より離れる方向に延び、上記仮想面
上を延びる部分を有しない。このような上記最短距離仮
想線に沿う底部100の先細り形状は、伝熱壁21Aの
壁面及び伝熱管21の内壁面側を流れる流体が、底部1
00で伝熱壁21Aの壁面に平行な同一方向及び伝熱管
21の長手方向軸線方向にほぼ平行方向に流れ続けるこ
とを防止し、伝熱壁21Aの壁面及び伝熱管21の内壁
面側を流れる流体を流体の全体的流れ方向に対してほぼ
直角に付勢し、流体の該壁面上での撹拌を促進する。な
お上記最短距離仮想線は突起21及び底部100の形状
によって最短距離仮想面の場合もある。
【0038】なお、図41(a)、(b)から図43
(a)、(b)の実施例においても、図39から図40
の伝熱壁21A及び伝熱管21の第1壁面と第2壁面の
距離及び外壁面と内壁面の距離は、突起先端において、
隣合う突起29の間の最短距離仮想線に沿う底部100
の一部においてより大きくするのもよい。また上記第1
壁面と第2壁面の距離、及び外壁面と内壁面の距離は、
突起先端において、該最短距離仮想線から離れた底部1
00のその他の一部においてより小さくしてもよい。
(a)、(b)の実施例においても、図39から図40
の伝熱壁21A及び伝熱管21の第1壁面と第2壁面の
距離及び外壁面と内壁面の距離は、突起先端において、
隣合う突起29の間の最短距離仮想線に沿う底部100
の一部においてより大きくするのもよい。また上記第1
壁面と第2壁面の距離、及び外壁面と内壁面の距離は、
突起先端において、該最短距離仮想線から離れた底部1
00のその他の一部においてより小さくしてもよい。
【0039】図44は図41から図43の突起配置の斜
視方向の最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状のさ
らに他の実施例の概略図である。図44において、この
隣合う突起29の間の上記最短距離仮想線に沿う突起2
9の間の底部100は、不連続に弯曲する形状を有す
る。図45は図43の突起配置のY斜視方向の最短距離
仮想線から離れた突起間底部の形状の他の実施例の概略
図である。図45において、図43の隣合う突起29の
間の上記最短距離仮想線に沿った突起間底部100の深
さh1は図45の上記最短距離仮想線から離れた突起2
9の間の深さh2より小さいことが好適である。
視方向の最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状のさ
らに他の実施例の概略図である。図44において、この
隣合う突起29の間の上記最短距離仮想線に沿う突起2
9の間の底部100は、不連続に弯曲する形状を有す
る。図45は図43の突起配置のY斜視方向の最短距離
仮想線から離れた突起間底部の形状の他の実施例の概略
図である。図45において、図43の隣合う突起29の
間の上記最短距離仮想線に沿った突起間底部100の深
さh1は図45の上記最短距離仮想線から離れた突起2
9の間の深さh2より小さいことが好適である。
【0040】図46は図39からの図45の伝熱壁の突
起と反対側の壁面の窪みとその間の区画壁(隔壁)の最
短距離仮想線に沿った形状の一実施例を示す概略断面図
である。図46において、突起29の反対側の複数の窪
み20とその隣合う窪み20の間の区画壁200を有
し、該窪み20の深さ方向において、隣合う窪み20の
間の最短距離仮想線に沿う区画壁(隔壁)200の一部
の窪み底に対する高さh 3は、該最短距離仮想線から離
れた区画壁(隔壁)200のその他の一部の窪み底に対
する高さより低くてもよい。
起と反対側の壁面の窪みとその間の区画壁(隔壁)の最
短距離仮想線に沿った形状の一実施例を示す概略断面図
である。図46において、突起29の反対側の複数の窪
み20とその隣合う窪み20の間の区画壁200を有
し、該窪み20の深さ方向において、隣合う窪み20の
間の最短距離仮想線に沿う区画壁(隔壁)200の一部
の窪み底に対する高さh 3は、該最短距離仮想線から離
れた区画壁(隔壁)200のその他の一部の窪み底に対
する高さより低くてもよい。
【0041】図47は図38から図40の突起配置と突
起形状のさらに他の実施例の概略正面図である。図47
において、図38から図40の伝熱壁21Aの一方向及
び伝熱管21の長手方向即ち管内の流れ方向の突起29
の長さは、伝熱壁21Aの一方向及び伝熱管21の長手
方向に直交する方向における突起29の長さよりも大き
くてもよい。
起形状のさらに他の実施例の概略正面図である。図47
において、図38から図40の伝熱壁21Aの一方向及
び伝熱管21の長手方向即ち管内の流れ方向の突起29
の長さは、伝熱壁21Aの一方向及び伝熱管21の長手
方向に直交する方向における突起29の長さよりも大き
くてもよい。
【0042】図39から図48の伝熱管21は、図33
の伝熱管21と同様に、熱交換器として、図37の吸収
器5及び図36の吸収冷暖房機に用いることができる。
の伝熱管21と同様に、熱交換器として、図37の吸収
器5及び図36の吸収冷暖房機に用いることができる。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、伝熱壁及び伝熱管を液
膜状に流下する液体の液膜を薄くすることで、熱交換時
の液膜熱抵抗を小さくすることができるので伝熱管の熱
伝達性能を高める。また上記液膜内で吸収現象のように
熱以外の物質移動がある場合、この物質拡散の浸透割合
を大きくすることができるので、吸収能力が高まる。さ
らに伝熱壁及び伝熱管内の流体の撹拌を促進するので、
熱交換を促進する。このような効果により、この伝熱壁
及び伝熱管を用いた熱交換器及び吸収冷暖房機の効率と
性能を高めることができる。
膜状に流下する液体の液膜を薄くすることで、熱交換時
の液膜熱抵抗を小さくすることができるので伝熱管の熱
伝達性能を高める。また上記液膜内で吸収現象のように
熱以外の物質移動がある場合、この物質拡散の浸透割合
を大きくすることができるので、吸収能力が高まる。さ
らに伝熱壁及び伝熱管内の流体の撹拌を促進するので、
熱交換を促進する。このような効果により、この伝熱壁
及び伝熱管を用いた熱交換器及び吸収冷暖房機の効率と
性能を高めることができる。
【図1】本発明の伝熱壁の実施例の断面図である。
【図2】本発明の伝熱壁表面の液膜形状図である。
【図3】本発明の伝熱管の実施例の外観図である。
【図4】本発明の伝熱管と平滑管との性能比較図であ
る。
る。
【図5】本発明の伝熱壁の実施例の平面図である。
【図6】図5の実施例の断面図である。
【図7】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の平面図で
ある。
ある。
【図8】図7の実施例の断面図である。
【図9】本発明の伝熱壁の他の実施例の平面図である。
【図10】図9の実施例の断面図である。
【図11】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の平面図
である。
である。
【図12】図11の実施例の断面図である。
【図13】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の平面図
である。
である。
【図14】図13の実施例の断面図である。
【図15】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の平面図
である。
である。
【図16】図15の実施例の断面図である。
【図17】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の平面図
である。
である。
【図18】図17の実施例の断面図である。
【図19】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の平面図
である。
である。
【図20】図19の実施例の断面図である。
【図21】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の平面図
である。
である。
【図22】図21の実施例の断面図である。
【図23】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の平面図
である。
である。
【図24】図23の実施例の断面図である。
【図25】本発明の伝熱管の他の実施例の外観図であ
る。
る。
【図26】本発明の伝熱管のさらに他の実施例の外観図
である。
である。
【図27】本発明の伝熱管のさらに他の実施例の外観図
である。
である。
【図28】本発明の伝熱管のさらに他の実施例の外観図
である。
である。
【図29】本発明の伝熱管のさらに他の実施例の外観図
である。
である。
【図30】本発明の伝熱管のさらに他の実施例の外観図
である。
である。
【図31】本発明の伝熱管のさらに他の実施例の外観図
である。
である。
【図32】本発明の伝熱管のさらに他の実施例の外観図
である。
である。
【図33】本発明の伝熱管のさらに他の実施例の外観図
である。
である。
【図34】本発明の伝熱管の製造方法の説明図である。
【図35】本発明の伝熱管の製造方法の説明図である。
【図36】吸収冷暖房機の構成図である。
【図37】本発明の伝熱管を用いた吸収器の外観図であ
る。
る。
【図38】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の断面図
である。
である。
【図39】本発明の伝熱壁のさらに他の実施例の断面図
である。
である。
【図40】本発明の伝熱管のさらに他の実施例の断面図
である。
である。
【図41】(a)、(b)は本発明による熱交換手段の
突起配置と最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状の
一の実施例を示す概略図である。
突起配置と最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状の
一の実施例を示す概略図である。
【図42】(a)、(b)は本発明による熱交換手段の
突起配置と最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状の
他の実施例を示す概略図である。
突起配置と最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状の
他の実施例を示す概略図である。
【図43】(a)、(b)は本発明による熱交換手段の
突起配置と最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状の
さらに他の実施例を示す概略図である。
突起配置と最短距離仮想線に沿った突起間底部の形状の
さらに他の実施例を示す概略図である。
【図44】本発明による最短距離仮想線に沿った突起間
底部の形状のさらに他の実施例を示す概略図である。
底部の形状のさらに他の実施例を示す概略図である。
【図45】最短距離仮想線から離れた突起間底部の形状
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図46】本発明による窪みとその間の隔壁の最短距離
仮想線に沿った形状を示す、概略図である。
仮想線に沿った形状を示す、概略図である。
【図47】本発明による熱交換手段の突起配置と突起形
状のもう一つの実施例を示す概略図である。
状のもう一つの実施例を示す概略図である。
【図48】窪みの形状を変えた伝熱管及び窪みなし平滑
管の性能測定結果の説明図である。
管の性能測定結果の説明図である。
1 高温再生器 2 低温再生器 3 凝縮器 4 蒸発器 5 吸収器 6 クーリングタワー 7 室内空調器 8 冷媒ポンプ 9 溶液ポンプ 10 冷却水ポンプ 11 冷水循環ポンプ 12、13、14、15 流量調整弁 16 流量調節三方弁 17 冷水量調節弁 18 送風ファン 19 ボイラ 20、20A〜20I 窪み 20J 突起 21 伝熱管 21A 伝熱壁 22 液膜 29 突起 31 送りローラ 32 平板 33 窪み加工ローラ 35 管成形装置 36 溶液散布装置 100 底部 200 区画壁
フロントページの続き (72)発明者 大内 富久 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 相沢 道彦 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所土浦工場内 (72)発明者 塚田 佐武郎 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64−46546(JP,A) 特開 昭60−29594(JP,A) 特開 昭63−17393(JP,A) 特開 平4−236097(JP,A) 特開 平1−134180(JP,A) 特開 昭61−6595(JP,A) 特開 昭58−129197(JP,A) 実開 昭64−35368(JP,U) 実開 昭59−71083(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F28F 1/42 F25B 37/00 F28F 1/12
Claims (4)
- 【請求項1】 内面または外面の少なくともいずれかに
複数個の窪みにより凹凸が形成された伝熱管において、
前記窪みをこの伝熱管の軸方向に連続的に配置し、隣り
合う2つの前記窪み間に隔壁部を形成し、この隔壁部の
窪み底部からの高さは、隣り合う窪みの最短距離仮想線
上において、他の場所におけるより低くしたことを特徴
とする伝熱管。 - 【請求項2】 内面または外面の少なくともいずれかに
複数個の窪みにより凹凸が形成された伝熱管において、
前記窪みをこの伝熱管の軸方向に螺旋状に連続的に配置
し、隣り合う2つの前記窪み間に隔壁部を形成し、この
隔壁部の窪み底部からの高さは、隣り合う窪みの最短距
離仮想線上において、他の場所におけるより低くしたこ
とを特徴とする伝熱管。 - 【請求項3】 内面または外面の少なくともいずれかに
複数個の窪みにより凹凸が形成された伝熱管において、
前記窪みをこの伝熱管の軸方向に複数個連続的に配置
し、隣り合う2つの前記窪み間に隔壁部を形成し、この
隔壁部の窪み底部からの高さは、隣り合う窪みの最短距
離仮想線上において、他の場所におけるより低くしたこ
とを特徴とする伝熱管。 - 【請求項4】 前記窪みを伝熱管の周方向には複数個連
続的に配置したことを特徴とする請求項1ないし3のい
ずれか1項に記載の伝熱管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32442999A JP3266886B2 (ja) | 1993-02-24 | 1999-11-15 | 伝熱管 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3517093 | 1993-02-24 | ||
JP5-35170 | 1993-11-19 | ||
JP32442999A JP3266886B2 (ja) | 1993-02-24 | 1999-11-15 | 伝熱管 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06025712A Division JP3091071B2 (ja) | 1993-02-24 | 1994-02-23 | 熱交換器及び吸収冷暖房機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000111291A JP2000111291A (ja) | 2000-04-18 |
JP3266886B2 true JP3266886B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=26374110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32442999A Expired - Fee Related JP3266886B2 (ja) | 1993-02-24 | 1999-11-15 | 伝熱管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3266886B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1211633C (zh) * | 2003-05-10 | 2005-07-20 | 清华大学 | 不连续双斜内肋强化换热管 |
JP4983279B2 (ja) * | 2007-02-01 | 2012-07-25 | パナソニック株式会社 | 熱交換器の製造方法 |
JP2009264644A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Panasonic Corp | 熱交換器 |
JP2010255857A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Panasonic Corp | 熱交換器およびそれを用いたヒートポンプ給湯機 |
-
1999
- 1999-11-15 JP JP32442999A patent/JP3266886B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000111291A (ja) | 2000-04-18 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |