JP2686145B2 - 蒸発器用伝熱管 - Google Patents

蒸発器用伝熱管

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JP2686145B2 JP15511289A JP15511289A JP2686145B2 JP 2686145 B2 JP2686145 B2 JP 2686145B2 JP 15511289 A JP15511289 A JP 15511289A JP 15511289 A JP15511289 A JP 15511289A JP 2686145 B2 JP2686145 B2 JP 2686145B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は管内を流れる液体が管外表面に滴下、又は散
布された冷媒により冷却される蒸発器用伝熱管に関す
る。
(ロ)従来の技術 吸収冷凍機の蒸発器に設けられた伝熱管としては、例
えば実公昭53−40776号に開示されたものがあり、伝熱
管内を流れる冷水を冷媒分散器によって伝熱管外表面上
に散布される冷媒により冷却する。
(ハ)発明が解決しようとする課題 上記従来の技術において、伝熱管内面が平滑であるた
め、管内を流れる冷水の攪拌が充分に行われず、熱交換
効率が低いという問題が発生していた。
又、上記問題点を解決するために、管内壁に突条を形
成したスパイラル管が熱交換器に使用されている。上記
スパイラル管において、ピッチが狭く外径の約0.4〜0.5
倍のものが広く使用され、突条により管内の乱流効果を
起こし、管内の熱伝達係数を上昇させ熱交換量を増加さ
せている。しかしながら、ピッチを狭くしているため、
伝熱管を上下に複数設けた蒸発器の伝熱管群などにおい
ては上方から冷媒を散布した場合に、突条に対応した管
外壁の溝により熱交換器の下部ほど冷媒が集まり、乾い
た伝熱面が現われ、伝熱性能が低下するという問題が発
生していた。又、スパイラルの溝深さを深くすると冷媒
が溝部に入り込み、伝熱管外面に広がらず、さらに伝熱
面上の濡れが悪くなる。
本発明は伝熱管の管内面での熱伝達係数を向上させる
と共に、外表面での冷媒の広がりを良くし、伝熱性能を
向上させることを目的とする。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、管内面に管軸方
向に螺旋状に延びる突条(5)を有し、この突条(5)
に対応して管外面に溝(4)を有し、管の外表面に冷媒
が滴下、又は散布され、冷媒によって管内の冷水を冷却
する蒸発器用伝熱管において、溝(4)のピッチの管外
径に対する比を0.5ないし1.25に設定すると共に、溝
(4)の幅を0.5mmないし2.0mmに設定し、かつ、溝
(4)の深さを0.3mmないし0.7mmに設定した蒸発器用伝
熱管を提供するものである。
又、スパイラル形状を有し、内面に突条を形成した蒸
発器用伝熱管において、スパイラルのピッチの管外径に
対する比を0.5ないし1.25に設定すると共に、スパイラ
ルの管外面溝幅を0.5mmないし2.mmに設定し、かつ、溝
(4)の深さを0.3mmないし0.7mmに設定した蒸発器用伝
熱管を提供するものである。
(ホ)作用 伝熱管に滴下した冷媒は伝熱管の溝(4)を伝わり流
れ、又、溝のピッチを広くし、かつ、溝の幅、及び深さ
を制限しているため、冷媒は外表面に広がり、外表面を
略均一に濡らし濡れ作用を平滑管と略同じに保つことが
でき、又、伝熱管内を流れる冷水に突条(5)により乱
流が発生し、冷水と伝熱管との熱伝達を向上することが
でき、蒸発器の熱交換効率を向上させることが可能にな
る。
又、スパイラル形状の蒸発器用伝熱管に冷媒を滴下し
たとき、スパイラルのピッチが広く、かつ、溝の幅、及
び深さが制限されているため、冷媒は溝を流れると共に
伝熱管外表面に広がり、外表面を略均一に濡らし、下方
へ略均一に滴下し、濡れ作用を平滑管と略同じに保つこ
とができ、又、伝熱管内を流れる冷水に内面の突条によ
り乱流を発生させて冷水と伝熱管との熱伝達を向上さ
せ、熱交換効率を向上させることが可能になる。
(ヘ)実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
第2図において、(1)…は吸収冷凍機の蒸発器
(A)に略水平に複数本配管された例えば直径が16mmの
伝熱管であり、これら伝熱管(1)…の上方には冷媒散
布用の複数の滴下孔(2)…を有したトレイ(3)が設
けられている。上記伝熱管(1)はコルゲート管であ
り、伝熱管(1)はスパイラル形状を有し、外面に螺旋
状の溝(4)が形成されている。又、溝に対応して伝熱
管内面に突条(5)が形成されている。溝(4)のピッ
チ(P)は例えば14mmである。ここで、ピッチを狭くす
ると滴下した冷媒が溝(4)に入り込んで横への広がり
がなくなり、広くし過ぎると突条(4)による乱液効果
が低くするため、ピッチ(P)の伝熱管直径(D)に対
する比率P/Dは0.75ないし1.25に設定される。比率(P/
D)をこのように設定することにより、平滑管と比べ熱
貫流率が20%以上良くなることが実験により確認され
た。又、第1図に示したように、溝(4)の深さ(H)
は例えば0.4mmである。ここで、深さ(H)を深くする
と滴下された冷媒が溝(4)に入り込んで伝熱管(1)
の外表面に広がらず落下し、溝(4)を浅くした場合に
は溝(4)に対応した突条(5)による冷水の乱流効果
作用が低下するため、溝(4)の深さは0.3mmから0.7mm
に設定される。さらに、溝(4)の幅(W)は例えば0.
9mmである。ここで溝幅(W)は溝(4)の曲面(溝
R)が始まる変曲点(6)と曲面が終わる変曲点(7)
との幅であり、幅(W)を広くすると、滴下された冷媒
が溝(4)に集中するので、0.5mmないし2.0mmに設定さ
れる。又、溝の半径(R)については、0.4mmないし1.0
mmに設定される。
上記伝熱管(1)において、トレイ(5)の滴下孔
(2)…から冷媒(水)を伝熱管(1)に滴下した場合
には、冷媒が伝熱管(1)の外表面に広がりスムーズに
流れ下方の伝熱管(1)へ略均一に滴下すると共に、冷
媒の一部が溝(4)を伝わり流れ落ちる。又、伝熱管
(1)内を流れる冷水には、突条(5)により乱流が発
生し、冷水と伝熱管(1)との熱伝達が向上する。又、
蒸発器(A)の下部伝熱管(1)においても、冷媒が上
方の伝熱管(1)から略均一に滴下し、冷媒による伝熱
管(1)表面の濡れは確保される。
以下、上記伝熱管(1)…において、外径を16mmと
し、溝(4)のピッチを変更した場合の平滑管の熱貫流
率に対する伝熱管(1)の熱貫流率の倍率を第3図に示
した。ここで溝(4)の深さ(H)は0.4mm一定とし、
幅(W)は0.9mm一定とした。第3図に示した結果から
明らかなようにピッチ(P)を8mmから20mmにした場
合、即ち、外径(D)に対するピッチ(P)の比を0.5
から1.25にした場合に、熱貫流率が平滑管に比べて1.1
倍以上になる。
上記実施例によれば、ピッチ(P)の外径(D)に対
する比、溝の深さ、及び幅が上記のように設定されてい
るので伝熱管(1)…に冷媒を滴下したとき、管外面の
冷媒が溝(4)に集中して流れることなく、管外略全面
に広がり流れ、冷媒と伝熱管(1)との熱伝達を向上さ
せることができると共に、下方の伝熱管(1)へ略均一
に冷媒を滴下させることができる。又、伝熱管(1)内
を流れる冷水には突条(5)により乱流が発生し、この
乱流により冷水と伝熱管(1)との熱伝達を向上させる
ことができ、この結果、伝熱管(1)での熱交換効率を
大幅に向上させ、蒸発器(A)の性能を大幅に向上させ
ることができ、伝熱管(1)の本数を削減し蒸発器
(A)の小型化を図ることができる。
(ト)発明の効果 本発明は以上のように構成された蒸発器用伝熱管であ
り、管内面に管軸方向に螺旋状に延びる突条を有し、管
外面に突条に対応して溝を有し、管外面に冷媒が滴下
し、冷媒により管内の冷水を冷却する蒸発器用伝熱管に
おいて、溝のピッチの管外径に対する比を0.5ないし1.2
5に設定し、溝の幅を0.5mmないし2.0mmに設定し、さら
に溝の深さを0.3mmないし0.7mmに設定することにより、
伝熱管外表面の冷媒の濡れ作用を平滑管と略同じに保つ
ことができると共に、管内面の突条による冷水の乱流に
より熱伝達を向上させることができ、伝熱性能を向上さ
せ、蒸発器の小型化を図ることができる。
又、スパイラル形状を有し、突条を内面に形成した蒸
発器用伝熱管において、スパイラルピッチの外径に対す
る比を0.5ないし1.25に設定すると共に、スパイラルの
溝幅を0.5mmないし2.00mmに設定し、かつ溝の幅を0.3mm
ないし0.7mmに設定することにより、伝熱管の内面での
冷水乱流効果を確保しつつ、外表面での冷媒の濡れ作用
を平滑管と略同じに保つことができ、この結果、蒸発器
の熱交換率を向上させることができ、蒸発器の小型化を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す伝熱管の断面図、第2
図は第1図に示した伝熱管を使用した蒸発器の構成を説
明するための側面図、第3図は溝のピッチと平滑管に対
する溝付き伝熱管の熱貫流率の比との関係図である。 (1)…伝熱管、(4)…溝、(5)…突条。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−273972(JP,A) 特開 昭61−211673(JP,A) 実開 昭48−75244(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】管壁が管内方へ突出されて形成され、管内
    面に管軸方向に螺旋状に延びる突条を有し、この突条に
    対応して管外面に溝を有し、管の外表面に冷媒が滴下、
    又は散布され、冷媒によって管内の冷水を冷却する蒸発
    器用伝熱管において、上記溝のピッチの管外径に対する
    比を0.5ないし1.25に設定すると共に、上記溝の幅を0.5
    mmないし2.0mmに設定し、かつ、上記溝の深さを0.3mmな
    いし0.7mmに設定したことを特徴とする蒸発器用伝熱
    管。
  2. 【請求項2】スパイラル形状を有し、突条を内面に形成
    した蒸発器用伝熱管において、上記スパイラルのピッチ
    の管外径に対する比を0.5ないし1.25に設定すると共
    に、管外面に形成された上記スパイラルの溝幅を0.5mm
    ないし2.mmに設定し、かつ、上記溝の深さを0.3mmない
    し0.7mmに設定したことを特徴とする蒸発器用伝熱管。
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