JP2557939Y2 - 蒸発器 - Google Patents
蒸発器Info
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Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、高電気抵抗の溶媒を用いた熱交換器に係わ
り、特に冷凍機用や冷暖房空調ヒートポンプ用として用
いられる蒸発器に関する。
り、特に冷凍機用や冷暖房空調ヒートポンプ用として用
いられる蒸発器に関する。
［従来の技術］ 従来、熱交換器の一種として、伝熱管表面での熱交換
により、冷媒等の作動流体を蒸発させる蒸発器が用いら
れている。また最近では、伝熱管の沸騰熱伝達効率を向
上させる目的で、EHD（電気流体力学）技術を利用した
蒸発器も開発されている。
により、冷媒等の作動流体を蒸発させる蒸発器が用いら
れている。また最近では、伝熱管の沸騰熱伝達効率を向
上させる目的で、EHD（電気流体力学）技術を利用した
蒸発器も開発されている。
第３図にこの種の蒸発器の一例として、冷凍ヒートポ
ンプシステム、及び冷暖房ヒートポンプシステムにおけ
る冷媒蒸発器の断面形状を示す。第３図において、蒸発
器本体１の下部に接続された冷媒循環供給系２から供給
された冷媒（液）は、多孔板14を通って一様な流れに分
散し、複数本の伝熱管８を収容した蒸発器本体１内に流
入する。ここで、蒸発器１の左右に設けられた分岐水室
６の熱源流体入口４から清水が供給されて、伝熱管８内
を流れ、外部の冷媒との熱授受によって熱源流体（清
水）は所定の温度まで冷却され、熱源流体出口管５から
別のコンポーネントへ供給される。
ンプシステム、及び冷暖房ヒートポンプシステムにおけ
る冷媒蒸発器の断面形状を示す。第３図において、蒸発
器本体１の下部に接続された冷媒循環供給系２から供給
された冷媒（液）は、多孔板14を通って一様な流れに分
散し、複数本の伝熱管８を収容した蒸発器本体１内に流
入する。ここで、蒸発器１の左右に設けられた分岐水室
６の熱源流体入口４から清水が供給されて、伝熱管８内
を流れ、外部の冷媒との熱授受によって熱源流体（清
水）は所定の温度まで冷却され、熱源流体出口管５から
別のコンポーネントへ供給される。
一方、冷媒は伝熱管８の管壁を介して加熱され、蒸発
器本体１内の圧力に対応する飽和温度で蒸発し、ガス体
となって冷媒ガス出口３から別のコンポーネントに供給
される。これにより、ヒートポンプシステム機能を得て
いる。ここで、伝熱管８内外の表面で熱授受による伝熱
作用が生じるが、伝熱管８の外表面では、冷媒が加熱さ
れ温度上昇に伴って、沸騰気泡が生じる。そして、この
気泡が管表面を覆って伝熱管８表面に流れの境界層を形
成し熱抵抗となり、伝熱性能を低下させる。
器本体１内の圧力に対応する飽和温度で蒸発し、ガス体
となって冷媒ガス出口３から別のコンポーネントに供給
される。これにより、ヒートポンプシステム機能を得て
いる。ここで、伝熱管８内外の表面で熱授受による伝熱
作用が生じるが、伝熱管８の外表面では、冷媒が加熱さ
れ温度上昇に伴って、沸騰気泡が生じる。そして、この
気泡が管表面を覆って伝熱管８表面に流れの境界層を形
成し熱抵抗となり、伝熱性能を低下させる。
EHD技術利用の蒸発器は、伝熱管８の外周に配設した
電極９から10数kVの高電圧を印加することによって、電
極９の面と相対する伝熱管８外表面に不平等電界を形成
させ、この不平等電界によって生じる電気力の作用で伝
熱管表面に発生集合する冷媒の沸騰気泡を伝熱管８表面
に押し付け、左右に激しく揺蕩させる。そして、気泡を
小さく分散させ、伝熱管８外表面における冷媒の流動を
活発にすることによって、伝熱管８表面における管外熱
伝達率を向上させるものである。
電極９から10数kVの高電圧を印加することによって、電
極９の面と相対する伝熱管８外表面に不平等電界を形成
させ、この不平等電界によって生じる電気力の作用で伝
熱管表面に発生集合する冷媒の沸騰気泡を伝熱管８表面
に押し付け、左右に激しく揺蕩させる。そして、気泡を
小さく分散させ、伝熱管８外表面における冷媒の流動を
活発にすることによって、伝熱管８表面における管外熱
伝達率を向上させるものである。
この蒸発器においては、第４図に第３図の矢視Ｂ−Ｂ
断面を示すように、それぞれの伝熱管８毎に必要数の電
極９を配設し、それぞれ電極リード線で繋ぎ合わせてブ
ロック化した電極リード13を構成している。
断面を示すように、それぞれの伝熱管８毎に必要数の電
極９を配設し、それぞれ電極リード線で繋ぎ合わせてブ
ロック化した電極リード13を構成している。
より具体的には、第５図に第４図の要部を拡大して示
すように、それぞれの伝熱管８の外周に必要数の電極９
を配列し、絶縁スペーサ15によって、伝熱管８と電極９
の外表面との距離δを均一に保つように形成している。
さらに、隣接する伝熱管８において隣接する電極９の相
互間隔ｈを一定に保つように構成している。
すように、それぞれの伝熱管８の外周に必要数の電極９
を配列し、絶縁スペーサ15によって、伝熱管８と電極９
の外表面との距離δを均一に保つように形成している。
さらに、隣接する伝熱管８において隣接する電極９の相
互間隔ｈを一定に保つように構成している。
なお、第３図乃至第５図において、７は伝熱管８の端
部を取り付ける管板、10は絶縁バッフル、11は２つの管
板７を接続するステーボルト、12は碍子、16はスペーサ
座金を示している。
部を取り付ける管板、10は絶縁バッフル、11は２つの管
板７を接続するステーボルト、12は碍子、16はスペーサ
座金を示している。
［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、この種の蒸発器にあっては次のような
問題があった。即ち、EHD技術を利用しない従来の伝熱
管群の伝熱管９の配列は、一般的に伝熱管配列ピッチＰ
＝1.25dで構成されており、これが蒸発器（伝熱管群）
の大きさ、コンパクト化を示す一つの基準となってい
る。但し、ｄは伝熱管の外径である。
問題があった。即ち、EHD技術を利用しない従来の伝熱
管群の伝熱管９の配列は、一般的に伝熱管配列ピッチＰ
＝1.25dで構成されており、これが蒸発器（伝熱管群）
の大きさ、コンパクト化を示す一つの基準となってい
る。但し、ｄは伝熱管の外径である。
これに対し、第３図乃至第５図に示すEHD技術利用の
伝熱管群の構成においては、伝熱管配列ピッチＰ′≧1.
25d＋ｈとなる。これは、伝熱管群の構成上、配列，横
断（矢視Ｂ−Ｂ断面）面積が通常の熱交換器に比べ1.5
〜1.6倍になることを意味し、蒸発器本体が大きくなる
欠点があった。
伝熱管群の構成においては、伝熱管配列ピッチＰ′≧1.
25d＋ｈとなる。これは、伝熱管群の構成上、配列，横
断（矢視Ｂ−Ｂ断面）面積が通常の熱交換器に比べ1.5
〜1.6倍になることを意味し、蒸発器本体が大きくなる
欠点があった。
本考案は、このような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、電気力による伝熱促進効果を
阻害することなく、伝熱管群の配列横断面積を小さくす
ることができ、小型軽量化をはかり得る蒸発器を提供す
ることにある。
その目的とするところは、電気力による伝熱促進効果を
阻害することなく、伝熱管群の配列横断面積を小さくす
ることができ、小型軽量化をはかり得る蒸発器を提供す
ることにある。
［課題を解決するための手段］ 従来方式のEHD電極は相対する伝熱管に向かって一方
向のみ作用するように形成されていたが、本考案におい
ては、１本の電極が相対する伝熱管に向かって３方向に
作用するように構成している。
向のみ作用するように形成されていたが、本考案におい
ては、１本の電極が相対する伝熱管に向かって３方向に
作用するように構成している。
即ち本考案は、伝熱管の外周に電気絶縁物を介して複
数の電極を配設し、外部から高電圧を印加して伝熱管表
面と電極間に不平等電界を作用させ、この電気力によっ
て伝熱管の沸騰熱伝達率を向上させる蒸発器において、
電圧印加のための電極を伝熱管のそれぞれに対して同心
円上に配列し、且つ隣接する伝熱管との隙間δがいずれ
の伝熱管とも等しくなるように配列し、これに加え電極
板を２枚の絶縁板に挟み込み、それぞれの伝熱管外周に
配設した電極の一端を電極板に接続して構成した集合電
極リードを設けるようにしたものである。
数の電極を配設し、外部から高電圧を印加して伝熱管表
面と電極間に不平等電界を作用させ、この電気力によっ
て伝熱管の沸騰熱伝達率を向上させる蒸発器において、
電圧印加のための電極を伝熱管のそれぞれに対して同心
円上に配列し、且つ隣接する伝熱管との隙間δがいずれ
の伝熱管とも等しくなるように配列し、これに加え電極
板を２枚の絶縁板に挟み込み、それぞれの伝熱管外周に
配設した電極の一端を電極板に接続して構成した集合電
極リードを設けるようにしたものである。
［作用］ 本発明によれば、共通の電極板を電気絶縁板で挟み込
み、さらに絶縁スペーサ等により伝熱管と電極との絶縁
壁を形成して管群電極の集合電極板を構成することによ
って、伝熱管の管群配列を通常の伝熱管配列、即ち60°
千鳥型配列の構成を実現している。さらに、相隣接する
伝熱管の外表面との距離δを一定となるよう電極を配列
することにより、EHD電極の挿入によって生じる余分な
スペースｈを省き、従来の熱交換器における伝熱管配列
（Ｐ＝1.25d,千鳥配列）と同等の伝熱管配列面積で構成
できるコンパクトな構造としている。従って、電気力に
よる伝熱促進技術を実用化するに際して、伝熱促進効果
を阻害することなく、小型コンパクトな高性能のEHD技
術利用熱交換器の構成方法が実現されることになる。
み、さらに絶縁スペーサ等により伝熱管と電極との絶縁
壁を形成して管群電極の集合電極板を構成することによ
って、伝熱管の管群配列を通常の伝熱管配列、即ち60°
千鳥型配列の構成を実現している。さらに、相隣接する
伝熱管の外表面との距離δを一定となるよう電極を配列
することにより、EHD電極の挿入によって生じる余分な
スペースｈを省き、従来の熱交換器における伝熱管配列
（Ｐ＝1.25d,千鳥配列）と同等の伝熱管配列面積で構成
できるコンパクトな構造としている。従って、電気力に
よる伝熱促進技術を実用化するに際して、伝熱促進効果
を阻害することなく、小型コンパクトな高性能のEHD技
術利用熱交換器の構成方法が実現されることになる。
［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本考案の一実施例に係わる蒸発器の概略構成
を示す側断面図、第２図は第１図の矢視Ａ−Ａ断面図で
ある。
を示す側断面図、第２図は第１図の矢視Ａ−Ａ断面図で
ある。
本実施例における蒸発器としての基本的な構成は第３
図と略同様であり、蒸発器本体１及び蒸発器本体１の外
部に接合される管板7,分岐水室6,電極リード13,絶縁碍
子12、さらに蒸発器本体１内に付設される多孔板14,絶
縁バッフル10等の構成，機能は従来装置と共通のもので
ある。
図と略同様であり、蒸発器本体１及び蒸発器本体１の外
部に接合される管板7,分岐水室6,電極リード13,絶縁碍
子12、さらに蒸発器本体１内に付設される多孔板14,絶
縁バッフル10等の構成，機能は従来装置と共通のもので
ある。
本実施例が従来装置と異なる点は、伝熱管８の及び電
極９の配列の仕方にある。即ち、本実施例では、伝熱管
８と電極９との電気絶縁は、第１図に示すように、絶縁
板19と絶縁隔壁板18との間に良導電体の電極板17を挟み
込み、絶縁スペーサ15によって電極９と伝熱管８及びス
テーボルト11とを電気的に絶縁している。一方、絶縁バ
ッフル10及び電極ガイド絶縁板20は、電極９と伝熱管８
との距離δが伝熱管８の長手方向に渡って一定となるよ
うに、これらをガイド支持している。管板７と各バッフ
ル板10,ガイド板20及び絶縁板19は、ステーボルトの締
め付けによって固定され、これらの間隔は、それぞれの
間のスペーサ21によって規定されている。また、電極９
と伝熱管８の配列は、第２図に第１図の矢視Ａ−Ａ断面
を示すように、千鳥配列で構成している。
極９の配列の仕方にある。即ち、本実施例では、伝熱管
８と電極９との電気絶縁は、第１図に示すように、絶縁
板19と絶縁隔壁板18との間に良導電体の電極板17を挟み
込み、絶縁スペーサ15によって電極９と伝熱管８及びス
テーボルト11とを電気的に絶縁している。一方、絶縁バ
ッフル10及び電極ガイド絶縁板20は、電極９と伝熱管８
との距離δが伝熱管８の長手方向に渡って一定となるよ
うに、これらをガイド支持している。管板７と各バッフ
ル板10,ガイド板20及び絶縁板19は、ステーボルトの締
め付けによって固定され、これらの間隔は、それぞれの
間のスペーサ21によって規定されている。また、電極９
と伝熱管８の配列は、第２図に第１図の矢視Ａ−Ａ断面
を示すように、千鳥配列で構成している。
EHD技術利用伝熱管の管外熱伝達率は、通常の伝熱管
に比べ本考案者らの実験結果では実用温度，圧力条件で
約７〜９倍の性能が得られていることを実証しており、
伝熱管の総括熱貫流率は約1.6〜1.7倍の性能向上が得ら
れる。これは、通常の伝熱管に比べ伝熱面積（伝熱管必
要長さ）を1/1.6〜1/1.7に縮小されることを意味するも
ので、熱交換器の製作コストを約35〜40％低減させるこ
とができる。
に比べ本考案者らの実験結果では実用温度，圧力条件で
約７〜９倍の性能が得られていることを実証しており、
伝熱管の総括熱貫流率は約1.6〜1.7倍の性能向上が得ら
れる。これは、通常の伝熱管に比べ伝熱面積（伝熱管必
要長さ）を1/1.6〜1/1.7に縮小されることを意味するも
ので、熱交換器の製作コストを約35〜40％低減させるこ
とができる。
また、本実施例では、第１図に示した集合電極板17を
用いると共に、第２図に示したように伝熱管８を60°千
鳥配列にして隣接する伝熱管９の等間隔空隙に電極９を
相対する伝熱管８壁面との距離δをいずれも等しく同心
状に配列することにより、電極９の電界分布を、３方向
に均一に作用させることができる。このため、伝熱性能
を低下させることなく、従来方式（第３図，第４図，第
５図）の電極９の数を半減することができ、伝熱管８の
配列必要断面積が1/1.5〜1/1.6に縮小され、蒸発器本体
１は約40％小型コンパクトになる。
用いると共に、第２図に示したように伝熱管８を60°千
鳥配列にして隣接する伝熱管９の等間隔空隙に電極９を
相対する伝熱管８壁面との距離δをいずれも等しく同心
状に配列することにより、電極９の電界分布を、３方向
に均一に作用させることができる。このため、伝熱性能
を低下させることなく、従来方式（第３図，第４図，第
５図）の電極９の数を半減することができ、伝熱管８の
配列必要断面積が1/1.5〜1/1.6に縮小され、蒸発器本体
１は約40％小型コンパクトになる。
このように本実施例によれば、共通の電極板17を電気
絶縁板18,19で挟み込み、さらに絶縁スペーサ15により
伝熱管８と電極９との絶縁壁を形成して管群電極の集合
電極板を構成することによって、伝熱管８の管群配列を
通常の伝熱管配列、即ち60°千鳥型配列の構成を実現し
ている。さらに、相隣接する伝熱管８の外表面との距離
δを一定となるよう電極９を配列することにより、EHD
電極の挿入によって生じる余分なスペースｈを省き、従
来の熱交換器における伝熱管配列（Ｐ＝1.25d,千鳥配
列）と同等の伝熱管配列面積で構成できるコンパクトな
構造としている。従って、電気力による伝熱促進技術を
実用化するに際して、伝熱促進効果を阻害することな
く、小型コンパクトな高性能のEHD技術利用熱交換器を
構成することが可能となる。
絶縁板18,19で挟み込み、さらに絶縁スペーサ15により
伝熱管８と電極９との絶縁壁を形成して管群電極の集合
電極板を構成することによって、伝熱管８の管群配列を
通常の伝熱管配列、即ち60°千鳥型配列の構成を実現し
ている。さらに、相隣接する伝熱管８の外表面との距離
δを一定となるよう電極９を配列することにより、EHD
電極の挿入によって生じる余分なスペースｈを省き、従
来の熱交換器における伝熱管配列（Ｐ＝1.25d,千鳥配
列）と同等の伝熱管配列面積で構成できるコンパクトな
構造としている。従って、電気力による伝熱促進技術を
実用化するに際して、伝熱促進効果を阻害することな
く、小型コンパクトな高性能のEHD技術利用熱交換器を
構成することが可能となる。
なお、本考案は上述した実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施
することができる。実施例では冷凍ヒートポンプシステ
ムや冷暖房ヒートポンプシステムにおける蒸発器として
説明したが、本考案は高電気抵抗の溶媒を用いた熱交換
器に適用することが可能である。また、各部の材料，形
状等は仕様に応じて適宜定めればよい。
なく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施
することができる。実施例では冷凍ヒートポンプシステ
ムや冷暖房ヒートポンプシステムにおける蒸発器として
説明したが、本考案は高電気抵抗の溶媒を用いた熱交換
器に適用することが可能である。また、各部の材料，形
状等は仕様に応じて適宜定めればよい。
［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、１本の電極が相
対する伝熱管に向かって３方向に作用するように構成し
ているので、伝熱管群の配列横断面積を小さくすること
ができ、小型軽量化をはかり得る蒸発器を実現すること
ができる。
対する伝熱管に向かって３方向に作用するように構成し
ているので、伝熱管群の配列横断面積を小さくすること
ができ、小型軽量化をはかり得る蒸発器を実現すること
ができる。
第１図は本考案の一実施例に係わる蒸発器の概略構成を
示す断面図、第２図は第１図の矢視Ａ−Ａ断面図、第３
図は従来方式のEHD技術利用の蒸発器の構成を示す断面
図、第４図は第３図の矢視Ｂ−Ｂ断面図、第５図は第３
図の要部を拡大して示す断面図である。 １…蒸発器本体、８…伝熱管、９…電極、17…電極板、
18…絶縁隔壁板、19…絶縁板、20…電極ガイド板、21…
ステーボルトスペーサ、
示す断面図、第２図は第１図の矢視Ａ−Ａ断面図、第３
図は従来方式のEHD技術利用の蒸発器の構成を示す断面
図、第４図は第３図の矢視Ｂ−Ｂ断面図、第５図は第３
図の要部を拡大して示す断面図である。 １…蒸発器本体、８…伝熱管、９…電極、17…電極板、
18…絶縁隔壁板、19…絶縁板、20…電極ガイド板、21…
ステーボルトスペーサ、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岩藤 要三良 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)考案者 川田 章広 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)考案者 橋田 和信 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−4769（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】伝熱管の外周に電気絶縁物を介して複数の
電極を配設し、外部から高電圧を印加して伝熱管表面と
電極間に不平等電界を作用させ、この電気力によって伝
熱管の沸騰熱伝導率を向上させる蒸発器において、 前記伝熱管の複数個を隣接配置し、前記電極を前記伝熱
管のそれぞれに同心円上に配設し、且つ隣接する伝熱管
との隙間δが同一となる位置に電極を配設して構成した
伝熱管群と、 電極板を２枚の絶縁板に挟み込み、それぞれの伝熱管外
周に配設した電極の一端を電極板に接続して構成した集
合電極リードとを具備してなることを特徴とする蒸発
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990104014U JP2557939Y2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-10-04 | 蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990104014U JP2557939Y2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-10-04 | 蒸発器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0461267U JPH0461267U (ja) | 1992-05-26 |
| JP2557939Y2 true JP2557939Y2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=31849117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990104014U Expired - Lifetime JP2557939Y2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-10-04 | 蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2557939Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS628660A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-16 | Nec Corp | イメ−ジデ−タ処理装置 |
-
1990
- 1990-10-04 JP JP1990104014U patent/JP2557939Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0461267U (ja) | 1992-05-26 |
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