CN1124347A - 吸收式制冷机用热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明之一涉及在管1的外周面以一定的角度间隔沿管1的长度方向形成连续或断续的多个沟槽10，上述沟槽10其宽度和深度沿该沟槽10的长度方向缓慢变化，相邻的沟槽10相互间的凸起11的管心的高度沿该凸起的长度方向缓慢变化，制成吸收式制冷机用热交换管。用本发明的热交换管因为在管的外周形成如上所述的多个的沟槽和凸起或多个的凹陷部分辨，所以进一步进时沿管轴方向的界质的扩散和界面的扰乱以及管轴方向的界质的扩散和界面扰乱从而发挥更高的导热性能。

Description

吸收式制冷机用热交换管

本发明涉及用于吸收式制冷机的吸收器、再生器和蒸发器等的热交换管。具体说涉及外表面有沟槽和凹凸的吸收式制冷机用热交换管。

一般吸收式制冷机如图19所示，有蒸发器4、吸收器5、再生器6及冷凝器7。

在处于真空状态的蒸发器4内，热交换管40被以一定间距以水平状态，在垂直及水平方向上配置。上下方向上配置的热交换管40互相连通。

来自具有冷凝器7或制冷剂泵的冷却介质管路41的冷却介质(水)44，通过喷淋管路43，喷淋在蒸发器用的热交换管40。使热交换管40内流动的水被顺热交换管40表面流下的冷却介质所冷却。

吸收器5内及再生器6内各自的热交换管50、60被以水平状态在垂直及水平方向上以一定间距并列配置。上下方向上相邻的各热交换管50、60互相连通。

由喷淋管51将吸收液喷淋在吸收器用热交换管50的外表面(溴化锂水溶液)。在冷却介质热交换管50内部流动，此冷却介质供给配置于冷凝器7内的热交换管70。

由热交换管40内流动的水的温度而蒸发了的冷却介质44的蒸汽被沿吸收器5内热交换管50表面流下的低温吸收液52吸收。因吸收冷却介质的蒸汽而浓度下降的吸收液52被泵53送到再生器6内的喷淋管61。

送到喷淋管61的低浓度吸收液52，由该喷淋管61向再生器用热交换管60的表面喷淋。被吸收液52吸收的冷却介质当吸收液52沿热交换管60的表面流下时，被热交换管60内流动的加热介质加热、沸腾、从吸收液52中分离出来。

由再生器6从吸收液52中分离出来的冷却介质蒸汽被冷凝器7内的热交换管70冷却凝缩。冷凝后的冷却介质44返回蒸发器4，通过喷淋管43喷淋在热交换管40。

另一方面，由再生器再生的吸收液52被热交换管54冷却后返回吸收器。

由于上述循环，在蒸发器4的热交换管40内流动的水被连续地冷却。

随着近年来制冷机小型化、高性能的要求，用于吸收式制冷机的热交换管，不仅要求小直径而且要求高性能。

蒸发器4、吸收器5及再生器6使用的热交换管，因其内部流体和与该热交换管表面接触流下的介质液(吸收液52和冷却介质44)间进行热传导，所以为使这些热交换管小型化和导热性能提高，必须尽量使热交换管的表面被介质普遍浸湿，即必须促进在热交换管表面的介质的扩散性和浸湿面积扩大(或者提高湿润性)。

又、因为要在热交换管和介质的接触面上进行良好的热传导，所以必须使介质沿热交换管的表面流下时，更进一步加强它们的对流(界面扰动或液膜紊流)。

作为促进外周面流动介质的湿润面积的扩大及液膜紊流的结构，例如：在实开昭57—100161号公报(Masaki Minemoto的发明)提出了管外周面形成许多小的螺旋状沟的吸收器用热交换管。

此公报所记载的热交换管，使吸收液沿管表面的螺旋状的沟流动，通过使吸收液沿管的轴向(长度方向)充分扩散，使管表面的湿润面积变大，以谋求提高其性能、机器小型化。

又、作为一种促进介质的界面扰动的热交换管，例如：在特开昭63—6364号公报(Giich：Nagaoka等的发明)，记载着在外径19mm的管材外表面上形成了与管轴平行高2mm的多条凸条，在各凸条间以5mm间距形成深0.5mm的切槽的吸收器用热交换管。

发明者们制作了多个试验装置。该试验装置由沿垂直方向间隔6mm水平地支承5个热交换管的一对支柱和距支承在支柱上的最上部的热交换管的上方25mm位置外设置的喷淋管组成，在热交换器上使用上述热交换管和与上述以前技术试作的同样的热交换管，一面从上述散水管连续喷淋红墨水，一面观察在这些热交换管表面的墨水的流动状态及这些热交换管的湿润状态。

其结果：使用实开昭57—100161号公报记载的热交换管的情况是：在从该热交换管的上面到侧面的范围，红墨水由于重力沿螺旋状沟槽向管轴方向(长度方向)流动。而且确认了流到管的侧面的墨水不仅沿上述螺旋状沟槽流动，而且大部分在流下途中越过沟侧部的凸起落下了。即发生了在管的下侧相当大部分没有浸湿。

还有即使在管的顶上面，液体向管轴方向扩散状态也不理想。

另一方面，使用上述特开昭63—6364号公报记载的热交换管情况是：墨水沿热交换管的凸条向管轴方向扩散，若墨水在相邻的凸条之间(沟)到达其凸条的沟槽并积存，墨水就从凸条的沟槽部分沿管轴方向向下一条沟移动。再沿其沟向管轴方向扩散。即从整体上看，管表面湿润情况良好。

可是，如果对后者的热交换管观察其界面的扰动面，虽然管周方向的液膜紊流良好，但因相邻的凸条间的沟的形状沿长度方向是一定的，所以管轴方向的液膜紊流并不好。

本发明的目的是：提供一种能解决上述问题，当介质因重力沿管表面流下时，更好地促进管周方向的介质扩散和界面扰乱，及管轴方向介质的扩散和界面扰乱的高性能吸收式制冷机用热交换管。

本发明的第一种吸收式制冷机用热交换管，为达到上述目的，在管的外周面管的长度方向，以定角度间隔形成连续或断续的多个沟槽。而且该沟槽其宽度沿该沟槽的长度方向形成缓慢的变化。相邻的沟槽以相互间的凸起距管轴心的高度沿该凸起长度方向变化地形成。

上述第一种热交换管，如将其配置于吸收器、再生器或蒸发器内，若使吸收式制冷机运转，向热交换管上面形成上述沟槽部分落下的介质液体，沿上述沟槽方向向管轴方向(管的长度方向)移动扩散。同时因沟槽宽度缓慢变化，所以沿管轴方向移动的介质的液膜充分紊流。

一面扰乱界面，一面沿管轴方向移动的介质，因为以凸起的低的部分附近为中心沿管周方向流向下面的沟槽，所以向周向扩散的同时，越过凸起时液膜紊流。

这样不仅促进液体沿管周向的扩散和液膜紊流，而且也能充分促进管轴方向的液体扩散和液膜紊流，其结果是能发挥更高的导热性。

流到热交换管下侧的介质落到下一个热交换管上。

在沟槽宽度变化和凸起高度变化沿管长度方向以几乎相同的间距反复设置时，因热交换管的形成有上述沟槽和凸起的部分，使沿管周方向的液体扩散及液膜紊流和沿管轴方向的液体扩散及液膜的紊流在热交换管的各部分易于均匀。

因而在沟槽形成部分的导热性能作为整体被平均化了。

上述沟槽宽度宽的部分和上述凸起的低的部分最好形成于上述第一种热交换管大致相同位置的管的周向上。

如此，若沟槽宽度宽的部分和凸起低的部分形成于几乎相同管周向位置，则落到该热交换管上的介质从沟槽幅为窄的方向向宽的方向流动，从沟槽幅为宽的部分越过凸起，向管周方向扩散。

本发明的第二种吸收式制冷机用热交换管，在上述第一种热交换管上，形成有上述沟槽的深度沿该沟槽的长度方向缓慢地变化的上述沟槽。

根据第二种热交换管，因为上述沟槽的深度沿其长度方向缓慢地变化。所以，落到热交换管沟槽内的介质沿管轴方向扩散时，在热交换管上面，从沟槽浅的部分向深的部分流动。另一方面，在热交换管下侧从沟槽深的部分向浅的部分流动。

即：易使介质沿管轴方向的扩散具有一定的方向性。

在上述第二种热交换管的沟槽的底部上最好形成沿该沟槽长度方向向管轴心方向逐渐靠近的向下的缓慢倾斜部分和不仅与该倾斜部分相连接且以与向下缓慢倾斜部分几乎相同的斜率从管轴方向逐渐远离的向上缓慢倾斜部分。

根据此类结构，上述向下的缓慢倾斜部分和向上缓慢倾斜部分的边界部分成为该沟槽的最深部分。

因此，流入该热交换管沟槽内的介质，在热交换管的上方流向上述边界的方向，在热交换管的下方朝远离上述边界方向流动。又因为，上述向下缓慢倾斜部分和向上缓慢倾斜部分几乎相同，所以，沿管轴方向的液体扩散的速度相等。

在上述第二种热交换管的上述凸起的顶部(棱部)上，反复形成沿该凸起的长度方向逐渐远离管轴心方向的向上缓慢倾斜部分和不仅与该向上缓慢倾斜部分相连接且用与向下缓慢倾斜部分几乎相同的长度以及相同的斜率向管轴方向逐渐靠近的向下缓慢倾斜部分较好。因为此热交换管在凸起的棱部的向上缓慢倾斜部分和向下缓慢倾斜部分几乎同长度以及几乎同斜率，所以，沟槽内的介质流入相邻的下一个沟槽的位置的距离相同，向管周方向的液体的扩散和紊流易于均匀。

上述第二种热交换管，如果在几乎相同的管周位置形成上述沟槽的最深部分和此沟槽的单侧或两侧的凸起的低的部分，则落下到此热交换管上的介质在此热交换管的上面从沟槽的最深部分移向相邻的沟槽。

本发明的第三种吸收式制冷机用热交换管在管的外表面上以一定角度间隔形成有沿管的长度方向连续或断续的多个沟槽，上述沟槽的宽度和深度沿其长度方向缓慢地变化。

此第三种热交换管，最好是构成上述沟槽幅为窄的部分和此沟槽深的部分在几乎相同的位置。

如果将上述第三种热交换管配置于吸收器、再生器或蒸发器内，若使吸收式制冷机运转，由于落到热交换管上面形成有上述沟槽的部分的介质沿上述沟槽从浅的地方向深的地方流动，所以在管轴方向(长度方向)移动扩散的同时，随着上述沟槽宽度和深度的变化干扰其界面。

即扰乱界面又向管轴方向扩散的介质，将越过凸起流到相邻的下一个沟槽，而在管周方向扩散、越过凸起时，其液膜紊流。

又，在热交换管的下侧，沿向管轴方向的介质从沟槽深的方向流到浅的方向。

如此，促进管轴方向及管周方向的液体的扩散和液膜的紊流的结果是发挥更高的导热性能。

沟槽的宽度变化和沟槽的深度变化沿管的长度方向以几乎相同的间距反复设置时，由形成在热交换管上的上述沟槽和凸起部分，易使沿管轴方向的液体扩散及液膜紊流在热交换管的各部分相等。因此，在沟槽形成的部分的导热性能整体上平均化了。

本发明的第一～第三种热交换管，在用于加工该热交换管的管材的外径是19.5mm左右时，对应于上述沟槽的最大宽度部分的宽度尺寸与最小宽度部分的宽度尺寸之比，最好设计在20～80％的范围。

总之，若对应于上述沟槽的最大宽度尺寸的最小宽度尺寸过大，则介质流向管轴方向时阻力变大妨碍液体沿管轴方向的扩散，另一方面，若对应于上述沟槽的最大宽度尺寸的最小宽度尺寸过小，就不能期待介质向管轴方向的移动扩散时的界面扰乱。

对于上述第一～第三种热交换管，选择几条沟槽根据使用的管材的直径和沟槽的最大宽度部分的尺寸来选择。

例如：用于加工该热交换管的管材的外径是19.5mm左右，设沟槽的相互间隔为等角度间隔时，最好设计沟槽数为3～12。即，如果沟槽数过多，则平均沟槽宽度变窄，阻碍介质沿管轴方向的流动，另一方面，如果，沟槽数过少，则又不利于促进湿润面积的提高和介质液膜的紊流。

对于上述第一～第三种热交换管，对应于该热交换管的管轴方向用35°以下的扭曲角形成上述沟槽时，介质的扩散和液膜的紊流变得更好。

但是，对应于管轴的沟槽如果超过35°扭曲角，就会阻碍沿管轴方向的介质的扩散。

本发明的第四种热交换管，在管的外表面以一定角度间隔形成由逐渐靠近管的轴心方向沿管长度方向的向下缓慢倾斜面和连接此向下缓慢倾斜面且逐渐远离管的轴心方向沿管长度方向的向上缓慢倾斜面构成多外凹部，多个凹部相互成并排状。

对于此类热交换管，即使相邻列凹陷部分相对应的最深的部分交错地位于管的长度方向或形成于几乎相同位置也无防。

上述第四种热交换管，如将其配置于吸收器、再生器或蒸发器内使吸收式制冷机运转，因落到热交换管上面的介质沿管上面的凹陷部分的缓慢倾斜面流向该凹陷的最深部分(向下缓慢倾斜面和连接该向下缓慢倾斜面的向上缓慢倾斜面的边界部分)，所以在管轴方向扩散并扰乱界面。

沿上述凹陷部分流动的介质，终将从其凹陷部分流出，沿管的侧部向下流动，而向管周方向扩散。通过介质向管周方向的扩散，在离开上述凹陷部分时，介质液膜紊流。

再者，在管的下侧流动的介质，因沿管下侧的凹陷部分的缓慢倾斜面流向从该凹陷部分最深部分离开的方向，随沿管轴方向扩散而使液膜紊流，不久落到管的下方。

上述第四种热交换管，最好在上述凹陷部分的向下缓慢倾斜面和向上缓慢倾斜面倾斜角形成为0.5～7°范围。

缓慢倾斜面的倾斜角不足0.5°介质难以向管轴方向扩散，缓慢倾斜面的倾斜角超过7°，介质向管轴方向的流动速度增加液膜难以紊流。

上述第四种热交换管，最好对称形成上述凹陷部分的向下缓慢倾斜面和上缓慢倾斜面的，或将上述凹陷部分向管的长度方向用大致相同的距离成型。其理由是，介质向管轴方向以及管周方向的流动和其液膜的紊流更均匀。

第四种热交换管上述每条凹陷部分对于管轴方向以35°以下的扭曲角形成时，介质的扩散和液膜的紊流更良好。

但是，对应于管轴的沟槽的扭曲角如超过35°则阻碍向管轴方向的介质的扩散。

图1是指示应用本发明的吸收式制冷机用热交换管的一个实施例的剖视图。

图2是图1的热交换管沿A—A的扩大视图。

图3是指示应用本发明的热交换管其他实施例的部分斜视图。

图4是指示又一个应用本发明的热交换管其他实施例的部分平面视图。

图5是图4的热交换管沿B—B的剖视图。

图6是指示为制造图1的热交换管的轧辊例子的平面图。

图7是指示加工轧辊图6的主视图。

图8是指示使用由图6及图7指示成型热交换管加工装置的一个例子的概略主视图。

图9是应用本发明的又一其他实施例的吸收式冷冻用热交换管的部分展开平面图。

图10是指示制造图9的热交换管的加工装置的一例的概略主视图。

图11是应用本发明的又一其他实施例的热交换管的部分剖视图。

图12是沿图11的热交换管的C—C的剖视图。

图13是指示又一个应用本发明的热交换管其他实施例的部分剖视图。

图14是沿图13的热交换管的E—E的剖视图。

图15是指示制造图11的热交换管的加工装置的一例的概略主视图。

图16是指示又一个应用本发明的热交换管其他实施例的部分展开平面视图。

图17是指示比较应用本发明的实施例的热交换管与以前的吸收器用热交换管的导热率的试验结果的图表。

图18图17是导热率试验装置的概略配管图。

图19是一般吸收式制冷机的概略图。

(实施例1)

图1的吸收式制冷机用热交换管1是用后述的外径19，05mm，壁厚0.6mm的脱磷铜管材利用图5的加工装置加工而形成的热交换管。在此热交换管1的外表面上(外周)以等角度间隔沿长度方向形成了连续的6条沟槽10。

由于如图1及图2所示各沟槽10，以宽处为W和窄处为w的长度为L的间隔互相交替反复形成的，所以，沟槽10的宽度沿长度方向缓慢变化。分别形成各沟槽10的宽幅部分W的最小宽度1w(约2mm)和窄幅部分w的最大底宽1W(约4mm)。

如图1所示相邻的沟槽10互相间的各凸起11的其棱(顶)具有沿长度方向逐渐远离管轴心的上述长度L的上缓慢倾斜部分15和与上缓慢倾斜部分15呈连续的、且与上缓慢倾斜部分15具有几乎相同的长度和倾斜率，并逐渐接近管轴心方向的下缓慢倾斜部分14。

而且，因为上述长度L的缓慢倾斜部分14、15反复形成循环，所以，凸起11到管轴中心的高度沿该凸起11的长度方向缓慢地变化。

设计凸起部分11高的部分和低的部分的平均差：约为0.8mm。

上述沟槽10的底部，具有沿该沟槽的长度方向逐渐远离管轴心方向的长度L的下缓慢倾斜部分12和与其向下缓慢倾斜部分12相连的且和该上缓慢倾斜部分12以几乎相同的倾斜率、相同长度的逐渐远离管轴心的向上缓慢倾斜部分13。

因而，由于使上述长度的两缓慢倾斜部分12、13的反复形成，所以，上述沟槽10的深度沿该沟槽10的长度方向缓慢地变化。

本实施例的沟槽10，最深部分16的深度(从凸起11的棱到沟底)D平均为1.6mm，最浅部分17的深度平均为0.1mm。

沟槽10的最深部分16、最小底宽部分1w和凸起11的最低部分以及沟槽10的最浅部分16，最大底宽部分1W和凸起11的最高部分，分别置于管1的几乎相同的圆周方向上。

本实施例，外接凸起11的最高部分的顶部的圆的直径比管材的直径小1～2mm。

根据本实施例的热交换管1，将其组装在如吸收式制冷机的吸收器上情况下，喷淋或落到该热交换管1上的吸收液，在图1状态的热交换管1上面，沿沟槽10流向该沟槽10的下倾斜方向扩散，积存在以最深部分16为中心的地方。这样，吸收液沿沟槽10流向下倾斜方向时，因为沟槽10的宽度和深度的缓慢变化，使液膜充分紊流。

因为沟槽10的下倾斜部分12和上倾斜部分13几乎等倾斜度和几乎等长度，使向管轴方向的吸收液的扩散和液膜紊流均匀。

在热交换管10上面，当吸收液在沟槽10的最深部分积存到某种程度，吸收液从此凸起11的最低位置为中心的地方沿管周向下方流动，流入其下位沟槽。一面流向沟槽10的下倾斜方向并扩散，另一方面主要地从以沟槽10下位相邻的凸起11的最低位置为中心的部分流向相邻的沟槽10。

这样，吸收液越过凸起11流向管周方向(扩散)时，其液膜充分紊流。

又，因为从凸起11的低位置到高位置的长度和凸起11的棱部的缓慢倾斜部分14、15的斜率几乎相同，所以向管周方向的吸收液的扩散与液膜的紊流易于均匀。

而且，在管1的下侧，对于与沟槽10倾斜相反的部分，则是吸收液从沟槽10的最深部位16流向最浅部位17的方向并落下。

如前所述，据此实施例热交换管，介质沿上述沟槽10的倾斜向管轴方向充分扩散的同时，沿以上述凸起的最低位置为中心的部分充分向管周方向扩散，热交换管1的湿润面积充分扩大。而且，因为上述沟槽10的宽度和凸起11的高度沿长度方向变化，所以促进了管轴、管周两方向的液膜紊流。

因此，即便是小直径，导热能力也很高，可以使吸收式制冷机的吸收器、再生器或蒸发器小型化。

图1实施例的热交换管，各沟槽10的最深部分16，槽底的最小宽度1w和凸起11的最低部分以及各沟槽10的最浅部分17，最大底宽部分1W和凸起11的最高部分，虽然分别被制造于各自管1几乎相同管周方向，但它们可以相互错开也无妨碍。又，相邻的沟槽10的最深部分16及最浅部分17也可处于相互错开的位置。

上述实施例的热交换管1，用类似图8的加工装置(拉模)工业性制造。

图8的加工装置，在圆形或多角筒状台座2的内侧，以指向中心的等角度间隔固定着6个U字形支撑架20，在各支撑架20上，安装着如图6图7所示的结构的在轴上自由回转相同尺寸的加工轧辊3。相对的加工轧辊3的相互距离，设计为与上述实施例热交换管1的截面尺寸大致相等。

加工轧辊3是这样形成的：在外接圆50mm，厚度4mm的正方形金属板的中心加工出轴孔32，此金属板的各角取圆形倒角的同时，切削该倒角30的两侧，加工不到2mm宽，形成与该倒角30相连续的平滑部分31。

把管材1a插入到图8的加工装置的6个加工轧辊3形成的空间内，将管材向一定方向拉制，各加工轧辊3和管材1a接触回转，在管材的外圆形成沟槽10及凸起11，连续形成图1的热交换管1。

用加工轧辊3的倒角30加压的部分形成图1的热交换管的沟槽10的最深部分16，用平滑部分加压的部分的约为中心形成沟槽10的最浅部分17。

如果将各加工轧辊3的相同部分指向管材的轴心来拉制管材，则形成图1的热交换管1，如果将各加工轧辊3的不同部分指向管材的轴心来拉制管材，则形成各沟槽10的平面形状及各凸起11的平面形状互相错开的状态。

图1的热交换管虽然沿长度方向凸起11的高度发生变化，但在图8的加工装置中各加工轧辊3和管材1A的接触部分(外圆周)的宽度全变小则凸起11不能形成高的部分和低的部分。象这类没有高低差的凸起11也可以。

此场合当吸收液落到热交换管1上面时，吸收液沿高槽10从沟槽浅的地方向深的地方(在管轴方向)流动并扩散，同时由于沟槽低部宽度的变化流向管轴方向的液膜形成紊流。一面界面扰动一面向管轴扩散的吸收液，一旦有定量的积存就会越过凸起11沿着管轴方向流向下面的沟槽10，所以向管轴方向扩散的同时一越过凸起11其液膜就紊流。

再者，在热交换管的下侧吸收液从沟槽深的方向向浅的方向扩散。

(实施例2)

图3表示本发明的热交换管的另一个实施例。

图3实施例的热交换管1是沿管的长度方向以等角度间隔形成的8条断续的沟槽10在长度方向上相邻的沟槽10互相之间形成圆管18。

图3的热交换管其另一种构成和图1的热交换管几乎相同，再者这个圆筒管18的部分除和普通的平滑管具有相同的作用，因其作用与图1的热交换管大至相同，所以省略对其说明。

用图6至图8所示的加工轧辊3，在其平滑部分31的中间切一定范围的槽的加工装置，可以制造图3所示的热交换管1。

(实施例3)

图4及图5表示用本发明的热交换管的又一个实施例。

本实施例的热交换管1在沿管1的长度方向上形成8条连续的沟槽时，各沟槽10从宽的部分W到窄的部分w的长度近似相等，以其长度L的间距形成宽的部分W和窄的部分w互相循环，所以各沟槽10的低部宽度沿长度方向缓慢变化。

在本实施例中，各沟槽10的宽的部分W和最大低宽部分1W、窄的部分和最小低宽部分1w在各自相同的位置，在各沟槽10的低部不形成对应图1的实施例的缓慢倾斜的部分12、13。

沟槽10相互间的凸起11的高度在沟槽10的窄的部分w最高，在宽的部分W最低。

以图4的热交换管1将其装入吸收式制冷机的吸收器使用时，吸收液一落到热交换管1的上面，该吸收液就沿沟槽10向管轴方向流动扩散，同时由于沟槽10的底部宽度的变化流向管轴方向的液膜成紊流。

一面扰乱介面一面向管轴方向扩散的液体以凸起11的最低的部分附近为中心沿管周方向流入下一沟槽并向管周方向扩散，越过凸起11时向管周方向流动的液膜成紊流。

再者，在热交换管的下侧吸收液多的情况下从沟槽10窄的部分w向宽的部分扩散，不久就落下。

这样除促进向管周方向流动的液体的扩散和液膜紊流外还促进管轴方向的液体的扩散和液膜的紊流。其结果是发挥更好的导热·性能。

将图8所示的加工装置中的加工轧辊3变成圆形，同时设定其数量为8个，通过使各加工轧辊3的管材加压面的宽度沿周向可变化的加工装置，可在工业上(批量地)制造用图4及图5的热交换管。

对于图3及图4实施例的热交换管1，相邻的沟槽10相互的宽的部分W和窄的部分即使互相偏离也可。此时在图3所示的热交换管中相邻的沟槽10相互间的管圆周方向的位置成为偏离原来位置的状态。

(实施例4)

图9表示应用本发明的另一个实施例的热交换管。

本实施例的热交换管1表面的各沟槽10对应于管轴1b的方向以14°的扭曲角形成。其构成与图1所示的热交换管大至相同。

图9的热交换管1将各加工轧辊3从图8的状态调整到向图10的状态那样对应管材1a的管轴方向具有14°交叉角，使管材1a通过各加工轧辊3之间就可以被制造出来。

如果比较图9的热交换管1和图1的热交换管1，流向管轴方向及管周方向的吸收液的扩散和液膜的紊流会进一步被促进，前者此点更为有利。

上述扭动角θ在35°以下性能为更好。即如果扭曲角超过35°就会阻碍吸收液的扩散。

对于与图3与图4所示的热交换管与图9的热交换管1的沟槽10同样对于管轴方向有一定的扭曲角形成它们的各沟槽时，则可进一步促进从其表面流下的液膜的扩散与紊流。

对上述实施例中的热交换管1，虽然平滑形成沟槽10的低面，但是，如果沟槽的低部形成圆弧状界面也无妨。

再者，对于上述实施例中的热交换管，沟槽10的平面形状以宽度窄的部分为中心时近似鼓型，如果宽度沿长度方向缓慢变化也可采用鼓型以外的平面形状。

而且沟槽的平面形状可以根据图8的加工轧辊3和管材的接触部分的形状的变化任意选择。

对于上述各实施例，管1的沟槽10的数量过多就使沟槽宽度变得过窄，就会阻碍流向管轴方向的液膜的流动。如果数量过少就不利于促进湿润面积的提高和扰乱界面。

一般情况下如前所述管材的外径是19.5mm或其附近时希望设计沟槽的数量为3～12。

再者，如果沟槽10的最大低宽1W和最小低宽1w的差值过大就会使液阻增大，从而妨碍吸收液沿管轴方向的流动。另一方面，如果其差值过小就不能期望吸收液移动时管轴方向上界面的扰动。因此，管材的外径是15mm左右时最好设定对应沟槽10的最大低部宽度1W的最小低部宽度1w的比例为20％～80％。

(实施例5)

图11及图12表示本发明的热交换管的另一个实施例。

图11的热交换管是最大外径19.05mm，壁厚0.6mm的脱磷铜管。在热交换管1的表面形成数条沿长度方向逐渐靠近管1轴心方向的向下缓慢倾斜面1d和与该下缓慢倾斜面1d相连并逐渐远离管1轴心方向的向上缓慢倾斜面1e的凹陷部分1c。

上述凹陷部分1c沿热交换管1的长度方向在约90°角度间隔上形成4列，上下列的凹陷部分1c和左右侧面条纹的凹陷部分1c不在相同管周方向上，而相对于管1的长度方向彼此交错构成。

而且，凹陷部分1c的向下缓慢倾斜面1d和向上缓慢倾斜面1e的长度L1都是75mm，各凹陷部分的最深部分1f的深度D1是3mm，各缓慢倾斜面1d和1d的倾斜角θ₁约1.5°，相邻的凹陷部分1c从1c间的顶部1g到相邻的顶部1g的间隔150mm。

如果以图11实施例的热交换管1例，将其装入吸收式制冷机的吸收器使用时，由上方散落的吸收液沿缓慢倾斜面1d、1e在管轴方向易于扩散，且，由于缓慢倾斜面1d、1e其液膜易紊流。

再者，由于宽度沿长度方向变化的缓慢倾斜面1d、1e当吸收液向管周方向扩散时，液膜充分紊流。

这样，因为促进吸收液向管轴方向以及管周方向的扩散和紊流，可得到导热性能高的热交换管。

根据实验，判明缓慢倾斜面1d，1e的倾斜角度θ₁最好是0.5°～7°，又，凹陷部分1c的列数最好是3～8。

在缓慢倾斜面1d，1e的倾斜角度θ₁比上述值小的时侯，介质难向管轴方向流动；比上述值大时，介质的流动变快液膜难以紊流。

图11实施例的热交换管，用如图15所示的加工装置可进行工业制造。

图15的加工装置的以90°角度间隔向中央设置的四组框架22上安装了可自由转动的加工轧辊2a、2a，2b、2b。

而且，各加工轧辊2a、2b的轴23从加工轧辊2a、2b的中心24各自偏离一定的L2(本例约2mm)，图的左右的各加工轧辊2b由于上述偏心向对方伸出时，上下加工轧辊2a从相对方面后退，由于使管材1G通过加工轧辊2a、2a，2b、2b之间，来制造图8的热交换管。

(实施例6)

在图11的实施例中，虽然热交换管1的上下列的凹陷1c和左右列的凹陷1c交错地配置，不过也可以如图13以及图14那样将他们置于热交换管1的管周方向上的同位置处。

图13以及图14所示热交换管也可用图15所示加工装置进行工业制造。此时，设加工轧辊2a、2a和2b、2b回转中同时向对方伸出或后退，使管材1a通过各加工轧辊2a、2a，2b、2b之间。

用图11的实施例的热交换管即使各列的凹陷部分逐渐偏离长度方向也可以。

再者，在向下缓慢倾斜面1d和向上缓慢倾斜面1e上可以形成多个，沿该缓慢倾斜面1d、1e的长度方向平行的图中未示的小沟。如果缓慢倾斜面1d、1e形成这类沟，则在缓慢倾斜面1d、1e液体易单层流动，同时，由于配管状态，在热交换管1的侧面的凹陷部分1c，也使液体宜于流向凹陷部分1c的最深部分1f的方向。有这类沟槽的热交换管用图15所示的加工装置的轧辊2a、2b的表面加工未图示的旋轮线来制造。

(实施例7)

图16表示本发明的热交换管的另一个实施例。

本实施例的热交换管1是由表面的各凹陷部分1c具有对管轴1b方向14°扭曲角θ2而形成的。其他构成与图11所示热交换管大致相同。

图16的热交换管可由将图15所示的各加工轧辊2a、2a，2b、2b从图15的状态倾斜14°，使管材1a通过各加工轧辊2a、2a，2b、2b之来制造。

图16的热交换管1比图11的热交换管1更进一步地促进向管轴方向和管周方向的液体的扩散和液膜紊流，有管表面的保持液膜状态良好的优点，因此其性能进一步提高。

上述扭曲角θ2从性能上讲最好在35°以下。即，如果扭曲角θ2超过35°则吸收液的扩散受阻。

(试验例)

以下热交换管标品Ex1～Ex3各制造5个，由以下试验条件，使用图18的试验装置，进行使用各样品Ex1～Ex3的热交换管用于吸收器的热交换试验。

热交换管样本

Ex1图1的实施例的热交换管

Ex2图11的实施例的热交换管

Ex3使用“实开昭57—100161号”的热交换管

且，沟槽对管轴的扭转角＝30°

沟槽深度：0.35mm

沟槽数：61

外径：19.05mm

壁厚：0.6mm

材质：脱磷铜

试验条件

LiBr水溶液

入口浓度：58±0.5wt％

入口温度：40±1℃

流量：50～150kg/h

表面活性剂添加：无

吸收器冷却水

入口温度：28±0.3℃

流速：1m/s

吸收器、蒸发器内压力：15±0.5mmHg

热交换管的配置

长度500mm的热交换管上下方向5行1排

吸收液喷淋装置

孔径：1.5mm、间隔24mm

图18的试验装置的说明

4是蒸发器，内部配置热交换管40，2排5行，上下热交换管40互通并通水，对热交换管40由喷淋泵43喷淋介质。

5是和联通蒸发器4的吸收器，内部配置样品管1h，1排5行，连通上下管1h通过冷却水，对样品管1h由喷淋泵51喷淋吸收液(溴化锂水溶液)。

56是在吸收器5内存放吸收蒸汽被稀释的吸收液的稀溶液槽，该稀溶液槽56内的稀溶液供给浓溶液槽57，在该浓溶液槽57加热溴化锂调整浓度，把浓度调整后的吸收液由泵53配管58喷淋管51喷淋向样本管1h。

由以上试验的结果得到各热交换管的样本的导热率如图12所示。

如根据此结果用本发明的热交换管样本Ex1和Ex2比以前的螺旋沟槽样本Ex3导热性能优良。

以上热交换管主要对用于吸收式制冷机的吸收器情况下说明的，但是，也可用于吸收式制冷机的再生器和蒸发器。

本发明的制冷机热交换管促进介质的扩散和液膜的紊流不仅在管轴方向而且在管周方向同样适用。

因而，即使用小尺寸的管也能发挥高的导热率，所以，可使吸收式制冷机进一步小型化。

Claims (17)

1.一种吸收式制冷机用热交换管，其特征在于：在管(1)的外周面上具有以一定的角度间隔沿管(1)的长度方向连续或断续的多个沟槽(10)，上述沟槽(10)的宽度沿其长度方向缓慢变化，相邻的沟槽(10)间的凸起(11)至管(1)轴心的高度沿该凸起(11)的长度方向变化。

2.根据权利要求1所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于：上述沟槽(10)的宽度变化和凸起(11)的高度变化沿其长度方向以几乎相同的距离循环。

3.根据权利要求1所述的吸收式制冷机用热交换管1，其特征在于：上述沟槽(10)的深度沿其长度方向缓慢变化。

4.根据权利要求3上述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于：上述沟槽(10)的底部包括沿其长度方向逐渐接近管轴心方向的下缓慢倾斜部分(12)和与该下缓慢倾斜部分(12)连接的与该下缓慢倾斜部分斜率相同地逐渐远离管轴心方向上缓慢倾斜部分(13)。

5.根据权利要求3或4所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于上述凸起(11)的顶部包括沿其长度方向逐渐远离管1轴心方向的上缓慢倾斜部分(15)和与该上缓慢倾斜部分(15)连接的与该上缓慢倾斜部分15以相同长度和相同斜率逐渐接近管轴心方向下缓慢倾斜部分(14)。

6.根据权利要求3—5中任一项所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于：上述沟槽(10)的最深部分(16)和上述凸起(12)的最低部分形成于管周的相同位置。

7.一种吸收式制冷机用热交换管，其特征在于：管的外周上设有以一定的角度间隔沿管的长度方向连续或断续的多个沟槽(10)，上述沟槽(10)的宽度及其深度沿其长度方向缓慢变化。

8.根据权利要求7所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于：上述沟槽(10)的宽度及深度的变化沿其长度方向以相同的距离循环。

9.根据权利要求1—8任一项所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于：上述沟槽(10)的最小宽度部分是其最大宽度部分的20～80％。

10.根据权利要求1—9任一项所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于上述沟槽(10)相对于管轴具有35°以下的扭曲角。

11.一种吸收式制冷机用热交换管，其特征在于在管1的外表面以所定角度间隔成为条纹形成由逐渐靠近管心方向的且沿管长度方向的向下缓慢倾斜面(1d)和与此向下缓慢倾斜面(1d)相连续的逐渐远离轴心方向的管长度方向的向上缓慢倾斜面(1e)构成的多个凹陷部分(1c)。

12.根据权利要求11所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于上述凹陷部分(1c)的向下缓慢倾斜面(1d)和向上缓慢倾斜面(1e)的倾斜角度是0.5°～7°。

13.根据权利要求11或12所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于上述凹陷部分(1c)的向下缓慢倾斜面(1d)和向上缓慢倾斜面(1e)是对称的。

14.根据权利要求11—13任一项所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于上述凹陷部分(1c)沿管长度方向以几乎相同的间距形成的。

15.根据权利要求11—14任一项所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于：相邻列的凹陷部分(1c)的相互间对应的最深部分沿管的长度方向交错地设置。

16.根据权利要求11—14任一项所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于相邻的列的凹陷部分(1c)的相互间对应的最深部分形成于管周的相同部位。

17.根据权利要求11—14任一项所述的吸收式制冷机用热交换管，其特征在于：上述凹陷部分的列相对于管轴方向具有35°以下扭曲角。

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