JPH07111287B2 - 吸収器用伝熱管 - Google Patents

吸収器用伝熱管

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JPH07111287B2
JPH07111287B2 JP62291268A JP29126887A JPH07111287B2 JP H07111287 B2 JPH07111287 B2 JP H07111287B2 JP 62291268 A JP62291268 A JP 62291268A JP 29126887 A JP29126887 A JP 29126887A JP H07111287 B2 JPH07111287 B2 JP H07111287B2
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忠男 大谷
徳雄 宮内
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Tokyo Gas Co Ltd
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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の改良に関するものである。
[従来の技術と問題点] 吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプ等において使用され
る吸収器は、密閉容器内に、水平あるいは垂直に多数の
伝熱管を配置して構成される。この場合、伝熱管の外側
には吸収液、例えばLiBr水溶液(濃度約60質量%)が滴
下散布され、蒸発器で発生した冷媒の水蒸気を吸収させ
ると同時に、吸収時の潜熱を管内を流れる冷却水により
取去るように動作させるものである。
吸収は蒸発器での蒸発圧力と、伝熱管の表面に滴下され
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。
一方、伝熱管の外表面における挙動をみると、吸収液内
へ凝縮した水が拡散する物質移動と、熱の発生ならびに
これの除去のための熱移動とが混在し、きわめて複雑な
様相を呈しており、その現象については未だ十分な解明
に到っていないのが現状であって、これに使用される伝
熱管についても、平滑管がこれまでの主流を占めてき
た。
伝熱管の性能を向上せしめるには、上記物質移動と熱移
動の両面での向上が要求されるが、吸収能力の上からす
れば、熱移動の向上もさることながら物質移動の性能向
上が大切なことは理の当然である。
今日の吸収器内での伝熱管の配置は水平配置が主流をな
し、水平管群に上方から吸収液を滴下散布する方式がと
られている。この際、管表面を流れる吸収液は薄膜状と
なり、さらに伝熱抵抗を減少させ機器の効率向上を図ろ
うとする知見から、より一層薄膜化しようという方向に
進みつつある。しかし、現状の薄膜流下方式において
も、前述の通り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。
そのため、最近、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フィン
付き管を使用する試みがなされているが、それによる伝
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。
また、実機においては吸収液に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、これにより吸収時に溶液中においていわゆるマ
ランゴニ効果に基く激しい界面攪乱を生じさせ、吸収能
力を飛躍的に向上せしめようとする方法がとられてい
る。
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は大きな課題である。
従って、そのための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質移動の促進を図り得
る伝熱管の案出ならびにそれに対しての前記界面活性剤
の果す顕著な役割の解明およびそれに基く管形状の選定
が望まれる。
[発明の目的] 本発明は、上記のような実情にかんがみてなされたもの
であり。とくに界面活性剤を添加したことにともなう伝
熱管表面での挙動に対し最適条件となり得る表面形状を
有する新規な吸収器用伝熱管を提供しようとするもので
ある。
[発明の概要] すなわち、本発明の要旨とするところは、伝熱管の外面
に長手方向に延びる複数の溝と、該溝間に微細なピッチ
の多数のフィンを形成し、かつこれら溝およびフィンの
構成に最適条件を規定したものであり、それにより吸収
器における吸収効果を従来例に比較して飛躍的に向上せ
しめ得る伝熱管を市場に供給し得るものである。
[実施例] 以下に、本発明について実施例に基いて説明する。
発明者等は、伝熱性能と共に物質移動性能について詳細
な研究実験を重ねた。その結果、伝熱管表面上の吸収液
膜内で対流が発生すると、熱と共にとくに物質移動が大
巾に促進されることがわかった。伝熱管表面上の溶液は
冷媒蒸気と接する面では冷媒蒸気を吸収して低濃度とな
るが、液膜の深さ方向への移動は拡散だけではあまり進
展しない。そこでこの溶液中に対流を発生せしめれば液
膜内での攪拌が発生し、冷媒は深さ方向へ進展し、溶液
表面だけが低濃度化して吸収を抑止することがなくな
り、物質移動性能が大巾に向上する。
一方、冷媒−吸収剤として水−LiBr系等を用いる場合に
は吸収溶液中に界面活性剤を添加するが、この添加によ
り水蒸気が吸収された場合に溶液表面の界面張力に変化
が生じ、激しいマランゴニ対流が発生する。それによっ
て、界面活性剤を添加しない場合に比べ、吸収能力が大
巾に向上する。
本発明は、この界面活性剤による対流現象に着目し、こ
の対流が生じた際に溶液をより一層強制攪拌し得る伝熱
管の表面形状の最適構成を見出したものである。
本発明に係る伝熱管によれば、管表面上の長手方向に深
さの大きい複数の平行溝を設けたが、これにより滴下さ
れた溶液が活発に攪拌されると同時に管軸方向への流れ
を発生させ溶液の広がりを生じさせることがわかった。
さらに、平行溝間に多数のフィンを設けたが、これによ
り伝熱面積を増加させると共に、フィン寸法の最適化に
より表面での溶液の濡れ性を向上させ有効伝熱面が大巾
に増加することがわかった。また、さらに、界面活性剤
により発生するマランゴニ対流に対しても、平行溝によ
り溶液が管軸方向に自由に移動でき、対流がより活発に
作用することも判明した。しかして、上記溝ならびにフ
ィンの効果をより確実なものとするには、それなりの最
適形状ないし寸法のあることも、幾多の実験により明ら
かとなった。
第1図は、本発明に係る伝導管1の具体例を示す横断面
図であり、第2図はその説明正面図である。図示例は、
常用サイズ(外径19mm)の伝熱管用銅管を用い、その表
面に円周上等分に溝数N、溝深さVなる平行溝2,2を形
成し、さらに溝2,2間にフィン高さhf、フィンピッチpf
なる微細なフィン3,3を形成したものであるが、これの
吸収性能に及ぼす効果を調べるために、溝数N、溝深さ
V、フィン高さhf、フィンピッチpfをさまざまに変えた
供試材を準備し、性能測定を行なった。
この性能測定は、第3図に示すような吸収器を模した性
能測定装置4に24本の供試伝熱管を有効長300mmで3列
8段に組込んで行なった。
実験は、濃度58質量%、温度40℃のLiBr水溶液よりなる
吸収溶液6を滴下管7,7のノズル7a,7aから滴下し、吸収
器用伝熱管1,1内に28℃、流速1m/secの冷却水8を流す
一方、蒸発器部10内の冷却用伝熱管11,11に水(冷媒)1
2を滴下管15,15のノズル15a,15aより滴下し、蒸発温度
が10℃で一定となるよう蒸発器部10の伝熱管11,11内へ
流す水13の流量をコントロールした。なお、第3図中9
は冷媒蒸気を吸収した低濃度の吸収液である。
この実験方法では、吸収器部5の伝熱性能、物質移動性
能が良ければ、水蒸気14の吸収量が多くなり、蒸発器部
10での水13の冷却能力が向上する。また、はじめの実験
では、管形状の効果のみを調べるために界面活性剤の添
加は行なわず測定した。
第4図にフィンピッチと冷凍能力との関係を、第5図に
フィン高さ、平行溝深さと冷凍能力との関係を、さらに
第6図に平行溝数と冷凍能力の関係をそれぞれ示す。
尚、各値ともLiBr水溶液液膜流量(管片側を流れる単位
長さ当りの質量流量Γ)が0.016kg/mS一定の場合におけ
る数値を示すものである。
上記において、溝そのものの巾は他の因子ほど大きな影
響を示さないが、ここでは約1.5〜2mmの溝巾とした。
第4図からわかるように、フィンピッチは1.5mm以上に
なると性能低下がはっきりとする。これは溶液の濡れ性
を決めるパラメータであり、0.4〜1.5mmの範囲が良好で
あることがわかる。
また、第5図からフィン高さと溝深さの間には一種の相
対関係があることがわかる。すなわち、溝深さはフィン
高さと同じかあるいは大きくしなければ溶液の攪拌があ
まり作用せず性能低下をまねく。さらにフィン高さは低
いと伝熱面積の減少、高いと濡れ性の低下となり性能が
低下する。したがって、両者の関係を考慮すると、フィ
ン高さは0.5〜1.5mm、溝深さは0.5〜2mmが適当であるこ
とがわかる。
そしてまた、溝数も性能に深い関係があり、溝数は少な
いと溶液の攪拌効果が小さく、多いと伝熱面積の低下と
なり性能が低下する。第6図から10条〜20条が良好であ
ることがわかり、このことから円周方向の溝間隔は3〜
6mmが適当であることがわかる。
さらにまた、本発明に係る伝熱管が水平配置されること
を考慮すれば、管軸と溝のなす角度が大きいことは好ま
しくなく、管軸に対する溝の角度は−10°〜+10°程度
にとどめることが望ましい。
第7図は、以上の検討結果から得た最適条件に基いて加
工した本発明伝熱管と、比較例としてのローフィンチュ
ーブおよび平滑管について性能測定を行なった結果を示
す線図である。図には、界面活性剤としてn−オクチア
ルコールを重量比で250ppm添加した場合(黒塗り)と添
加しない場合の測定結果を対比データとして示した。
第7図から明らかなように、界面活性剤を添加しない場
合において、本発明伝熱管は従来の平滑管に比べ冷凍能
力で約1.7倍という大巾な向上を示し、さらに同様な加
工形態よりなるローフィンチューブに比べても約1.45倍
の向上を示しており、本発明に規定する管形状による効
果が有効に作用していることがよくわかる。また、界面
活性剤を添加した場合では、冷凍能力は平滑管に対し、
約1.4倍、ローフィンチューブに対し、約1.22倍とな
り、マランゴニ対流の効果も有効に作用されることがわ
かる。これは界面活性剤添加時の管表面での溶液の可視
化によっても確認された。すなわち、本発明伝熱管は、
吸収時、平行溝に沿った激しい溶液の動きを観察でき
た。なお、界面活性剤を添加した場合、添加無しの場合
に比べ実質的な向上率において低下しているが、これは
本発明伝熱管の場合、実験条件から与えらえる最大冷凍
能力の理論値にかなり近い値になっているためであり、
外周構造のみでなく管内面構造について溝や突起の付い
た加工面とすれば、冷凍能力をより一層向上せしめ得る
ことも、別な実験により確かめられている。
[発明の効果] 以上詳記の通り、本発明に係る伝熱管は、管形状による
溶液の攪拌、伝熱面積の増加等の効果と共に、界面活性
剤によるマランゴニ対流の促進効果をも発揮し、熱・物
質両面の伝達を大巾に向上させ得るものであり、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、機器のコンパクト化、高能率化に資するな
ど、その意義は高く評価さるべきものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る伝熱管の実施例を示す横断面図、
第2図はその説明正面図、第3図は性能測定装置の概要
を示す説明図、第4から7図は性能測定結果を示す線図
である。 1:伝熱管、2:溝、3:フィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 大泉 清 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62−206356(JP,A) 特開 昭63−306370(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外側に吸収液が滴下され、内側に冷却水が
    流される吸収器用の伝熱管であり、外面には長手方向に
    延びる複数の溝と、該溝間に設けられた微細なピッチの
    多数のフィンとを有し、フィンの高さが0.5〜1.5mm、フ
    ィンのピッチが0.4〜1.5mm、溝の深さが0.5〜2mm、溝の
    円周方向における間隔が3〜6mmとなるようにそれぞれ
    構成されてなる吸収器用伝熱管。
  2. 【請求項2】溝の底面がフィン底とほぼ等しいか、それ
    よりも深く形成されてなる特許請求の範囲第1項記載の
    伝熱管。
  3. 【請求項3】管軸に対する溝の角度が−10°〜+10°の
    範囲内である特許請求の範囲第1または2項記載の伝熱
JP62291268A 1987-11-18 1987-11-18 吸収器用伝熱管 Expired - Lifetime JPH07111287B2 (ja)

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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0132015B1 (ko) * 1993-02-24 1998-04-20 가나이 쯔도무 열 교환기
JP5255241B2 (ja) * 2007-07-30 2013-08-07 古河電気工業株式会社 伝熱管
EP2087930A1 (de) * 2008-02-05 2009-08-12 Evonik Degussa GmbH Verfahren zur Absorption eines flüchtigen Stoffes in einem flüssigen Absorptionsmittel
DE102009047564A1 (de) 2009-12-07 2011-06-09 Evonik Degussa Gmbh Arbeitsmedium für eine Absorptionskältemaschine
DE102011077377A1 (de) 2010-11-12 2012-05-16 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Absorption von sauren Gasen aus Gasmischungen
MX2014005746A (es) 2011-11-14 2014-07-09 Evonik Degussa Gmbh Metodo y dispositivo para la separacion de gases acidos de una mezcla de gases.
DE102012200907A1 (de) 2012-01-23 2013-07-25 Evonik Industries Ag Verfahren und Absorptionsmedium zur Absorption von CO2 aus einer Gasmischung
DE102012207509A1 (de) 2012-05-07 2013-11-07 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Absorption von CO2 aus einer Gasmischung
DE102015212749A1 (de) 2015-07-08 2017-01-12 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Entfeuchtung von feuchten Gasgemischen
DE102016210484A1 (de) 2016-06-14 2017-12-14 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Entfeuchtung von feuchten Gasgemischen
EP3257843A1 (en) 2016-06-14 2017-12-20 Evonik Degussa GmbH Method of preparing a high purity imidazolium salt
EP3257568B1 (de) 2016-06-14 2019-09-18 Evonik Degussa GmbH Verfahren zur entfeuchtung von feuchten gasgemischen mit ionischen flüssigkeiten
DE102016210478A1 (de) 2016-06-14 2017-12-14 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Entfeuchtung von feuchten Gasgemischen
DE102016210483A1 (de) 2016-06-14 2017-12-14 Evonik Degussa Gmbh Verfahren und Absorptionsmittel zur Entfeuchtung von feuchten Gasgemischen
DE102016210481B3 (de) 2016-06-14 2017-06-08 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zum Reinigen einer ionischen Flüssigkeit
CN107057777B (zh) * 2017-03-01 2023-11-28 海口图腾新能源应用研发有限公司 一种采用界面波动诱发马拉高尼凝结的实验装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS477185U (ja) * 1971-02-16 1972-09-26
JPS62206356A (ja) * 1986-03-05 1987-09-10 東京瓦斯株式会社 滴下液分散用伝熱管

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