JP3391170B2 - 吸収器用伝熱管及び吸収器 - Google Patents
吸収器用伝熱管及び吸収器Info
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- JP3391170B2 JP3391170B2 JP30136795A JP30136795A JP3391170B2 JP 3391170 B2 JP3391170 B2 JP 3391170B2 JP 30136795 A JP30136795 A JP 30136795A JP 30136795 A JP30136795 A JP 30136795A JP 3391170 B2 JP3391170 B2 JP 3391170B2
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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
- 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
-
- 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
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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、伝熱管の外面に上
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、伝熱管の外面に上
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、該フィンの付根に夫々該フ
ィンに沿って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、該フィンの付根に夫々該フ
ィンに沿って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
びるフィンと溝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
液はフィンと溝に保持されるようになり、管軸方向への
流動が支配的となる。その結果、物質伝達が大幅に向上
し、伝熱管の性能向上に寄与することができる。
びるフィンと溝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
液はフィンと溝に保持されるようになり、管軸方向への
流動が支配的となる。その結果、物質伝達が大幅に向上
し、伝熱管の性能向上に寄与することができる。
【００１２】なお、フィンは円周方向のピッチが１〜３
mm、付根の溝底から頂点までの高さが０．５〜１．２mm
程度であることが望ましい。
mm、付根の溝底から頂点までの高さが０．５〜１．２mm
程度であることが望ましい。
【００１３】また溝はこれに沿って起立するフィンの断
面とほぼ同じ形状と大きさを持っており、そのような溝
は前記フィンをバイトによるすき起し的な切削によって
形成することで容易に形成することができる。この場
合、フィンは先の尖った断面三角形状のものとなるの
で、その付根の溝は深さに比べて幅の大きい断面三角形
状のものとなる。
面とほぼ同じ形状と大きさを持っており、そのような溝
は前記フィンをバイトによるすき起し的な切削によって
形成することで容易に形成することができる。この場
合、フィンは先の尖った断面三角形状のものとなるの
で、その付根の溝は深さに比べて幅の大きい断面三角形
状のものとなる。
【００１４】本発明におけるフィンと溝は、管の横断面
の中心を通る軸を境として左右対称に配置することがで
きる。フィンと溝をそのように配置した場合、フィンを
介さずに溝同志が隣接する部分を鉛直方向上方に位置さ
せて使用すると、上方から滴下または散布された吸収液
は左右にほぼ対称に流動し、伝熱管、ひいては吸収器の
性能向上に寄与することができる。
の中心を通る軸を境として左右対称に配置することがで
きる。フィンと溝をそのように配置した場合、フィンを
介さずに溝同志が隣接する部分を鉛直方向上方に位置さ
せて使用すると、上方から滴下または散布された吸収液
は左右にほぼ対称に流動し、伝熱管、ひいては吸収器の
性能向上に寄与することができる。
【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一実施例の概略を示す横断面図で
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、管軸方向に延びる先の尖った断面
三角形状のフィン、３は該フィン２の付根に沿って延び
る断面三角形状の浅い溝を表している。
本発明に係る伝熱管の一実施例の概略を示す横断面図で
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、管軸方向に延びる先の尖った断面
三角形状のフィン、３は該フィン２の付根に沿って延び
る断面三角形状の浅い溝を表している。
【００１６】図２は、本発明に係る伝熱管の別の実施例
の概略を示す横断面図であり、図１と同じ符号が付され
た部分は同じものを表すが、この例の場合、フィン２と
溝３は、管の中心を通る軸６を境として左右対称に配置
されている。
の概略を示す横断面図であり、図１と同じ符号が付され
た部分は同じものを表すが、この例の場合、フィン２と
溝３は、管の中心を通る軸６を境として左右対称に配置
されている。
【００１７】なお、図２中、４はフィンを介さずに溝３
同志が隣接する部分、５はフィン２同志が隣接する部分
を表している。
同志が隣接する部分、５はフィン２同志が隣接する部分
を表している。
【００１８】＜具体例１＞外径１７．３mm、内径１４．
９mmの銅管本体１の外面をバイトを用いたすき起し的な
切削加工により、管軸方向に延びる高さ０．８mmのフィ
ン２を管の円周方向に２２条等間隔に形成し、各フィン
２の付根に溝３を持った図１に示すような伝熱管を得
た。
９mmの銅管本体１の外面をバイトを用いたすき起し的な
切削加工により、管軸方向に延びる高さ０．８mmのフィ
ン２を管の円周方向に２２条等間隔に形成し、各フィン
２の付根に溝３を持った図１に示すような伝熱管を得
た。
【００１９】＜具体例２＞外径１７．３mm、内径１４．
９mmの銅管本体１の外面をバイトを用いたすき起し的な
切削加工により、管軸方向に延びる高さ０．８mmのフィ
ン２を管の中心を通る軸を境にして左右対称となるよう
に円周方向に２２本等間隔に形成し、各フィン２の付根
に溝３を持った図２に示すような伝熱管を得た。
９mmの銅管本体１の外面をバイトを用いたすき起し的な
切削加工により、管軸方向に延びる高さ０．８mmのフィ
ン２を管の中心を通る軸を境にして左右対称となるよう
に円周方向に２２本等間隔に形成し、各フィン２の付根
に溝３を持った図２に示すような伝熱管を得た。
【００２０】具体例１及び２で得られた伝熱管につい
て、図３に示す性能測定装置の吸収器１４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。
て、図３に示す性能測定装置の吸収器１４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。
【００２１】測定は４０℃の吸収液（濃度５８重量％Ｌ
ｉＢｒ水溶液：ｎ−オクチルアルコール２５０ppm 添
加）１１を滴下管８により滴下し、伝熱管７内に２８℃
の冷却水（管内流速１ｍ／ｓ）９を流す一方、蒸発機部
１３の伝熱管１６に冷媒（蒸留水）１２を滴下管１５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１３の伝熱管１６内に流す水１０の流量及び温
度をコントロールした。なお、具体例２の伝熱管につい
ては、フィンを介さずに溝同志が隣接する部分４を鉛直
方向上方に位置させて配置した場合と、フィン同志が隣
接する部分５を鉛直方向上方に位置させて配置した場合
について測定した。
ｉＢｒ水溶液：ｎ−オクチルアルコール２５０ppm 添
加）１１を滴下管８により滴下し、伝熱管７内に２８℃
の冷却水（管内流速１ｍ／ｓ）９を流す一方、蒸発機部
１３の伝熱管１６に冷媒（蒸留水）１２を滴下管１５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１３の伝熱管１６内に流す水１０の流量及び温
度をコントロールした。なお、具体例２の伝熱管につい
ては、フィンを介さずに溝同志が隣接する部分４を鉛直
方向上方に位置させて配置した場合と、フィン同志が隣
接する部分５を鉛直方向上方に位置させて配置した場合
について測定した。
【００２２】図４に測定結果を示す。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。また縦軸は管外径１９mm、内径１７mm
の平滑管の交換熱量と具体例の伝熱管の交換熱量の比を
示す。
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。また縦軸は管外径１９mm、内径１７mm
の平滑管の交換熱量と具体例の伝熱管の交換熱量の比を
示す。
【００２３】図４中、（ａ）に示すものはフィンを介さ
ずに溝同志が隣接する部分４が鉛直方向上方に位置する
ように配置した場合の結果であり、（ｂ）に示すものは
具体例１のものの結果である。また、（ｃ）に示すもの
はフィン同志が隣接する部分５が鉛直方向上方に位置す
るように配置した場合の結果である。
ずに溝同志が隣接する部分４が鉛直方向上方に位置する
ように配置した場合の結果であり、（ｂ）に示すものは
具体例１のものの結果である。また、（ｃ）に示すもの
はフィン同志が隣接する部分５が鉛直方向上方に位置す
るように配置した場合の結果である。
【００２４】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冷凍能力が向上
し、特に具体例２の伝熱管で溝同志が隣接する部分４を
鉛直方向上方に位置するように配置した場合、液膜流量
が０．０３〜０．０５kg／ｍ・ｓの範囲で平滑管の１．
５倍以上と吸収能力が飛躍的に向上することが判る。
ても本発明による伝熱管は平滑管に対し冷凍能力が向上
し、特に具体例２の伝熱管で溝同志が隣接する部分４を
鉛直方向上方に位置するように配置した場合、液膜流量
が０．０３〜０．０５kg／ｍ・ｓの範囲で平滑管の１．
５倍以上と吸収能力が飛躍的に向上することが判る。
【００２５】
【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該フ
ィンの付根に該フィンに沿って延びる溝を設けることに
より、伝熱面積の増大を図ることができるだけでなく、
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該フ
ィンの付根に該フィンに沿って延びる溝を設けることに
より、伝熱面積の増大を図ることができるだけでなく、
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横断面
図。
図。
【図２】本発明に係る伝熱管の別の実施例を示す横断面
図。
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 溝
４ 溝同志が隣接する部分
５ フィン同志が隣接する部分
６ 管の中心を通る対称軸
７、１６ 伝熱管
８、１５ 滴下管
９ 冷却水
１０ 冷水
１１ 吸収液
１２ 冷媒
１３ 蒸発器
１４ 吸収器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 益子 良市
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
(56)参考文献 特開 平９−72628（ＪＰ，Ａ)
実公 昭64−4051（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25B 37/00
F28F 1/16
Claims (5)
- 【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、前記フィンの付
根に該フィンに沿って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】フィンと溝がすき越し的な切削により形成
されたものであり、フィンの先端が尖っている請求項１
に記載の伝熱管。 - 【請求項３】溝がフィンの片側の同じ側に配置されてい
る請求項１または請求項２に記載の伝熱管。 - 【請求項４】フィンと溝が管の中心を通る軸により左右
対称に配置されている請求項１または請求項２に記載の
伝熱管。 - 【請求項５】伝熱管の複数本を各々水平方向に延びる状
態で相互に鉛直方向に間隔をおいて配設し、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
器において、前記伝熱管がその外表面に、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、前記フィンの付根に該フィンに沿って延びる溝を形
成したものであって、前記フィンと溝が管の中心通る軸
により左右対称に配置され、フィンを介さずに溝同志が
隣接する部分が鉛直方向上方に位置して配置されている
ことを特徴とする吸収器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30136795A JP3391170B2 (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 吸収器用伝熱管及び吸収器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30136795A JP3391170B2 (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 吸収器用伝熱管及び吸収器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145197A JPH09145197A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3391170B2 true JP3391170B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=17896017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30136795A Expired - Fee Related JP3391170B2 (ja) | 1995-11-20 | 1995-11-20 | 吸収器用伝熱管及び吸収器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3391170B2 (ja) |
-
1995
- 1995-11-20 JP JP30136795A patent/JP3391170B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09145197A (ja) | 1997-06-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021224 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |