JPH0827100B2 - 吸収器用伝熱管 - Google Patents
吸収器用伝熱管Info
- Publication number
- JPH0827100B2 JPH0827100B2 JP62196907A JP19690787A JPH0827100B2 JP H0827100 B2 JPH0827100 B2 JP H0827100B2 JP 62196907 A JP62196907 A JP 62196907A JP 19690787 A JP19690787 A JP 19690787A JP H0827100 B2 JPH0827100 B2 JP H0827100B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- absorber
- transfer tube
- tube
- fins
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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に関し、特に壁面にフィン・溝等
を設けることにより吸収効率を改良した吸収器用伝熱管
に関する。
器に使用される伝熱管に関し、特に壁面にフィン・溝等
を設けることにより吸収効率を改良した吸収器用伝熱管
に関する。
吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプ等における吸収器
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、蒸発器で発生した水蒸気を凝縮させると同時に、
吸収した熱を管内に流れる冷却水へ伝熱する。商用的に
は、吸収液にはジエチルヘキサノール等の界面活性剤が
加えられている。界面活性剤の添加は吸収能力を向上さ
せる方法として経験的に知られている。
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、蒸発器で発生した水蒸気を凝縮させると同時に、
吸収した熱を管内に流れる冷却水へ伝熱する。商用的に
は、吸収液にはジエチルヘキサノール等の界面活性剤が
加えられている。界面活性剤の添加は吸収能力を向上さ
せる方法として経験的に知られている。
吸収器における吸収は蒸発器での水蒸気圧と、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、この圧力差が大きいと高い能力を示す。飽和
蒸気圧は吸収液の温度あるいは濃度が低くなると低下す
る。この理由から、熱伝導を良くして吸収液の温度を下
げ、吸収液内へ凝縮した水を拡散して濃度を低くするこ
とが望まれる。従って、伝熱管には熱伝導、および凝縮
水の拡散という物質移動の両者の効率向上が要求され
る。しかし、これまでこの吸収機構については不明な点
が多く、伝熱管としては平滑管が主流となっている。
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、この圧力差が大きいと高い能力を示す。飽和
蒸気圧は吸収液の温度あるいは濃度が低くなると低下す
る。この理由から、熱伝導を良くして吸収液の温度を下
げ、吸収液内へ凝縮した水を拡散して濃度を低くするこ
とが望まれる。従って、伝熱管には熱伝導、および凝縮
水の拡散という物質移動の両者の効率向上が要求され
る。しかし、これまでこの吸収機構については不明な点
が多く、伝熱管としては平滑管が主流となっている。
一方、吸収器は伝熱管を水平に配置し、吸収液を上方
から滴下する方式が主流になっている。この際、管表面
上を流れる吸収液は薄膜状となり、さらに伝熱抵抗、お
よび機器全体の効率を向上するため、吸収液をさらに薄
膜化する方向に進んでいる。
から滴下する方式が主流になっている。この際、管表面
上を流れる吸収液は薄膜状となり、さらに伝熱抵抗、お
よび機器全体の効率を向上するため、吸収液をさらに薄
膜化する方向に進んでいる。
しかし、吸収器用伝熱管においては、熱移動よりも物
質移動の方が重要であると考えられる。吸収性能の大幅
な向上のためには、従来の薄膜化方式では熱抵抗を小さ
くできるものの物質移動の促進が図られない。最近、伝
熱面積を増加させると同時に熱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
なされているが、これでも伝熱面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。
質移動の方が重要であると考えられる。吸収性能の大幅
な向上のためには、従来の薄膜化方式では熱抵抗を小さ
くできるものの物質移動の促進が図られない。最近、伝
熱面積を増加させると同時に熱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
なされているが、これでも伝熱面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。
吸収器は、冷凍機等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は大きな意味をもつ。
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は大きな意味をもつ。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、小型で高
性能の吸収器用伝熱管を得るため、伝熱管の外壁に従来
の概念とは異なった高い複数のフィンを設け、かつ、こ
のフィンの間に微小なフィンまたは溝を形成した熱吸収
器用伝熱管を提供する。
性能の吸収器用伝熱管を得るため、伝熱管の外壁に従来
の概念とは異なった高い複数のフィンを設け、かつ、こ
のフィンの間に微小なフィンまたは溝を形成した熱吸収
器用伝熱管を提供する。
即ち、本発明の熱吸収器用伝熱管は以下の構成を有す
る。
る。
（１）所定の膜厚の吸収液層を形成するフィン（液膜形
成用フィン） 伝熱管の外壁に管の長手方向に平行で所定の高さ、例
えば、0.5〜5mmの高さで複数設けられる。
成用フィン） 伝熱管の外壁に管の長手方向に平行で所定の高さ、例
えば、0.5〜5mmの高さで複数設けられる。
伝熱管表面の吸収液は蒸発器から送られた水蒸気を吸
収して低濃度となるが、深さ方向への移動は拡散だけで
はあまり進展しない。そこで対流が発生すれば液膜内で
攪拌が生じ、吸収液の表面だけが低濃度となって物質移
動を抑制することはなくなる。また、界面活性剤を添加
すると表面張力によって液膜が厚くなり、対流が発生し
易くなる。従って、伝熱管の表面に厚い液膜が形成さ
れ、同時に、円周方向への液の流れがフィンの上を移動
する際に攪拌を活発に行わせる。
収して低濃度となるが、深さ方向への移動は拡散だけで
はあまり進展しない。そこで対流が発生すれば液膜内で
攪拌が生じ、吸収液の表面だけが低濃度となって物質移
動を抑制することはなくなる。また、界面活性剤を添加
すると表面張力によって液膜が厚くなり、対流が発生し
易くなる。従って、伝熱管の表面に厚い液膜が形成さ
れ、同時に、円周方向への液の流れがフィンの上を移動
する際に攪拌を活発に行わせる。
（２）液膜形成用フィンの間に形成される複数の微小の
フィンまたは溝 管軸に対して平行、あるいは所定の角度を有して複数
本形成される。所定の角度を異ならせて溝同志を交差さ
せても良い。外周表面積の増加により熱移動量の増加を
図る。
フィンまたは溝 管軸に対して平行、あるいは所定の角度を有して複数
本形成される。所定の角度を異ならせて溝同志を交差さ
せても良い。外周表面積の増加により熱移動量の増加を
図る。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１
図は管長手方向に垂直な断面を示し、第２図は管長手方
向の平面を示す。外径19mmの伝熱管用銅管１の表面には
管軸方向に延びる高さ2mmのフィン３が円周上等分に12
条設けられ、各フィン３の間に深さ0.5mmの軸方向に30
°のらせん溝２が円周方向にピッチ1.2mmで設けられて
いる。
図は管長手方向に垂直な断面を示し、第２図は管長手方
向の平面を示す。外径19mmの伝熱管用銅管１の表面には
管軸方向に延びる高さ2mmのフィン３が円周上等分に12
条設けられ、各フィン３の間に深さ0.5mmの軸方向に30
°のらせん溝２が円周方向にピッチ1.2mmで設けられて
いる。
この伝熱管を１とし、第３図に示す測定装置に組込ん
で測定を行った。測定装置４は吸収器部５と蒸発器部10
に分かれる。吸収器部５に伝熱管１を24本、有効長300m
mで３列８段に組み、内部に冷却水８を流す。濃い吸収
液６は滴下管７のノズル7aより滴下され、後述する水蒸
気の吸収によって薄められた吸収液９は吸収器部５の下
方より排出される。蒸発器部10も同様の構成であり、伝
熱管11の内部に冷水13が流され、冷媒（水）12が滴下管
15のノズル15aより滴下され、水蒸気14として吸収器部
５へ移行し、残部は蒸発器部10の下方より排出される。
本実施例では、吸収液６を濃度58wt％のLiBr水溶液と
し、ｎ−オクチルアルコールを重量比で250ppm添加し、
液温を40℃とした。冷却水８の水温は28℃とし、冷水13
の水量は冷媒12の蒸発温度が10℃で一定になるように制
御される。吸収器部５において、伝熱管１の表面での熱
移動と物質移動が速やかに行われることにより、水蒸気
14が吸収液６に吸収される量は多くなり、蒸発器部10に
おける冷水13の冷却能力が向上する。
で測定を行った。測定装置４は吸収器部５と蒸発器部10
に分かれる。吸収器部５に伝熱管１を24本、有効長300m
mで３列８段に組み、内部に冷却水８を流す。濃い吸収
液６は滴下管７のノズル7aより滴下され、後述する水蒸
気の吸収によって薄められた吸収液９は吸収器部５の下
方より排出される。蒸発器部10も同様の構成であり、伝
熱管11の内部に冷水13が流され、冷媒（水）12が滴下管
15のノズル15aより滴下され、水蒸気14として吸収器部
５へ移行し、残部は蒸発器部10の下方より排出される。
本実施例では、吸収液６を濃度58wt％のLiBr水溶液と
し、ｎ−オクチルアルコールを重量比で250ppm添加し、
液温を40℃とした。冷却水８の水温は28℃とし、冷水13
の水量は冷媒12の蒸発温度が10℃で一定になるように制
御される。吸収器部５において、伝熱管１の表面での熱
移動と物質移動が速やかに行われることにより、水蒸気
14が吸収液６に吸収される量は多くなり、蒸発器部10に
おける冷水13の冷却能力が向上する。
第４図は本発明の実施例における測定結果と従来の平
滑管の冷却能力を比較したものである。横軸の液膜流量
（Γ）は管の片側を流れる単位長さ当りの流量を示し、
縦軸は蒸発器部10における冷却能力Qcを示す。この実施
例によれば、液膜流量Γ＝0.015kg/m・ｓにおいて、従
来の平滑管に対し約1.5倍の冷却能力Qcを示し、冷却能
力が向上したことがわかる。伝熱管１の表面における吸
収液６の流動状況を観察したところ、フィン３の間に液
が所定の液膜の厚さで停留するため、対流に基づく攪拌
が活発になり、界面活性剤によると思われる液の横走り
が見られ、さらにフィン３の各段で液が乱されているこ
とが確認された。従って、本発明の実施例では吸収液の
攪拌と伝熱面積の増加により熱伝達と物質移動が大幅に
促進されたと考えられる。
滑管の冷却能力を比較したものである。横軸の液膜流量
（Γ）は管の片側を流れる単位長さ当りの流量を示し、
縦軸は蒸発器部10における冷却能力Qcを示す。この実施
例によれば、液膜流量Γ＝0.015kg/m・ｓにおいて、従
来の平滑管に対し約1.5倍の冷却能力Qcを示し、冷却能
力が向上したことがわかる。伝熱管１の表面における吸
収液６の流動状況を観察したところ、フィン３の間に液
が所定の液膜の厚さで停留するため、対流に基づく攪拌
が活発になり、界面活性剤によると思われる液の横走り
が見られ、さらにフィン３の各段で液が乱されているこ
とが確認された。従って、本発明の実施例では吸収液の
攪拌と伝熱面積の増加により熱伝達と物質移動が大幅に
促進されたと考えられる。
第５図は本発明の第２の実施例であり、管軸に対して
所定の角度を有する溝20aと管軸に対して平行な溝20bが
交差している伝熱管１を示している。
所定の角度を有する溝20aと管軸に対して平行な溝20bが
交差している伝熱管１を示している。
尚、以上の実施例では伝熱管の内面が平滑な場合を示
したが、内面に溝や突起等が設けられた加工面であって
も良い。
したが、内面に溝や突起等が設けられた加工面であって
も良い。
以上説明した通り、本発明の熱吸収器用伝熱管によれ
ば、伝熱管の外壁に複数フィンを設け、フィンの間に微
小なフィン、溝等を形成したため、伝熱管表面上の吸収
液膜内で発生する対流に基づいて攪拌を活発にし、か
つ、伝熱面積の増大を図ることができる。それによっ
て、熱伝導と物質移動の両者を促進させることが可能と
なり、小型で高性能の吸収器用伝熱管を得ることができ
る。
ば、伝熱管の外壁に複数フィンを設け、フィンの間に微
小なフィン、溝等を形成したため、伝熱管表面上の吸収
液膜内で発生する対流に基づいて攪拌を活発にし、か
つ、伝熱面積の増大を図ることができる。それによっ
て、熱伝導と物質移動の両者を促進させることが可能と
なり、小型で高性能の吸収器用伝熱管を得ることができ
る。
第１図、第２図は本発明の実施例を示し、第１図は管長
手方向に垂直な断面を示す説明図。第２図は平面を示す
説明図。第３図は実施例の伝熱管の能力を測定する装置
の説明図。第４図は実施例と従来の熱吸収器用伝熱管の
冷却能力を比較した図。第５図は本発明の第２の実施例
を示す図。 符号の説明 １……吸収器用伝熱管 ２……溝、３……高いフィン ４……測定装置、５……吸収器部 ６……高濃度の吸収液 ７、15……滴下管 7a、15a……ノズル ８……冷却水、９……低濃度の吸収液 12……冷媒（水）、13……冷水 14……水蒸気
手方向に垂直な断面を示す説明図。第２図は平面を示す
説明図。第３図は実施例の伝熱管の能力を測定する装置
の説明図。第４図は実施例と従来の熱吸収器用伝熱管の
冷却能力を比較した図。第５図は本発明の第２の実施例
を示す図。 符号の説明 １……吸収器用伝熱管 ２……溝、３……高いフィン ４……測定装置、５……吸収器部 ６……高濃度の吸収液 ７、15……滴下管 7a、15a……ノズル ８……冷却水、９……低濃度の吸収液 12……冷媒（水）、13……冷水 14……水蒸気
Claims (2)
- 【請求項１】密閉容器内に配置され、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の伝熱管におい
て、該伝熱管の外壁に管の長手方向に延びる複数のフィ
ンと、該フィンの間に形成された前記フィンより低い複
数の微小なフィンまたは複数の溝を有することを特徴と
する吸収器用伝熱管。 - 【請求項２】複数の溝が交差して形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の吸収器用伝熱
管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62196907A JPH0827100B2 (ja) | 1987-08-06 | 1987-08-06 | 吸収器用伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62196907A JPH0827100B2 (ja) | 1987-08-06 | 1987-08-06 | 吸収器用伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6441779A JPS6441779A (en) | 1989-02-14 |
| JPH0827100B2 true JPH0827100B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16365633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62196907A Expired - Fee Related JPH0827100B2 (ja) | 1987-08-06 | 1987-08-06 | 吸収器用伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827100B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62186179A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-14 | 東京瓦斯株式会社 | 滴下液分散用伝熱管 |
-
1987
- 1987-08-06 JP JP62196907A patent/JPH0827100B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6441779A (en) | 1989-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |