JP3480514B2 - 流下液膜式蒸発器用伝熱管 - Google Patents
流下液膜式蒸発器用伝熱管Info
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D3/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits
- F28D3/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits with tubular conduits
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
-
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は吸収冷凍機等の流下液膜
式蒸発器に組み込むのに好適の流下液膜式蒸発器用伝熱
管に関する。
式蒸発器に組み込むのに好適の流下液膜式蒸発器用伝熱
管に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸収式冷温水機等の流下液膜式蒸発器で
は、伝熱管の外周面に冷媒を流下させて、管内を流通す
る例えば水と前記冷媒との間で熱交換させ、管内の水を
冷却している。伝熱管に接触した冷媒は、伝熱管表面を
濡れ拡がり、低い圧力で蒸発して伝熱管の伝熱面から熱
を奪うことにより、伝熱管内部の水を冷却する。また、
伝熱管の表面に濡れ拡がった冷媒が蒸発する際に、伝熱
面から気化熱を奪うため、効率的に管内の水等を冷却す
ることができる。従って、伝熱性能が良好な高性能の伝
熱管を得るためには、冷媒と伝熱管との接触面積（即
ち、伝熱面の面積）を可及的に増大させることが必要で
ある。
は、伝熱管の外周面に冷媒を流下させて、管内を流通す
る例えば水と前記冷媒との間で熱交換させ、管内の水を
冷却している。伝熱管に接触した冷媒は、伝熱管表面を
濡れ拡がり、低い圧力で蒸発して伝熱管の伝熱面から熱
を奪うことにより、伝熱管内部の水を冷却する。また、
伝熱管の表面に濡れ拡がった冷媒が蒸発する際に、伝熱
面から気化熱を奪うため、効率的に管内の水等を冷却す
ることができる。従って、伝熱性能が良好な高性能の伝
熱管を得るためには、冷媒と伝熱管との接触面積（即
ち、伝熱面の面積）を可及的に増大させることが必要で
ある。
【０００３】冷媒と伝熱管との接触面積を増大させるた
めには、伝熱管の表面積を増大させること及び伝熱管表
面での冷媒の濡れ拡がり性を良好にすることが考えられ
る。従来、表面積を増大させた伝熱管としては、管外面
に管軸に沿って溝を形成したフルートチューブ及び管外
面に鍔状又は螺旋状にフィンを配設したローフィンチュ
ーブがある。また、冷媒の濡れ拡がり性を良好にした伝
熱管としては、管外面を平滑化した表面処理管及び管外
面にワイヤブラシ研磨を施した表面処理管がある。更
に、表面積の増大と冷媒の濡れ拡がり性との両方を改善
した伝熱管としては、管外面に配設されたフィンに管軸
方向に配列するように切欠部を設け、これにより冷媒の
フィンに対する濡れ拡がり性を向上させた高性能伝熱管
が提案されている（最近の吸収冷凍機とヒートポンプ
（３）；高田秋一著、1989年3月発行）。
めには、伝熱管の表面積を増大させること及び伝熱管表
面での冷媒の濡れ拡がり性を良好にすることが考えられ
る。従来、表面積を増大させた伝熱管としては、管外面
に管軸に沿って溝を形成したフルートチューブ及び管外
面に鍔状又は螺旋状にフィンを配設したローフィンチュ
ーブがある。また、冷媒の濡れ拡がり性を良好にした伝
熱管としては、管外面を平滑化した表面処理管及び管外
面にワイヤブラシ研磨を施した表面処理管がある。更
に、表面積の増大と冷媒の濡れ拡がり性との両方を改善
した伝熱管としては、管外面に配設されたフィンに管軸
方向に配列するように切欠部を設け、これにより冷媒の
フィンに対する濡れ拡がり性を向上させた高性能伝熱管
が提案されている（最近の吸収冷凍機とヒートポンプ
（３）；高田秋一著、1989年3月発行）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の伝熱管には、いずれも以下に示す問題点があ
る。即ち、外面を平滑化又は研磨した表面処理管の場合
は、冷媒を滴下すると、滴下点の周囲では冷媒は大きく
濡れ拡がるが、冷媒が伝熱管外面を流下するのに伴って
冷媒が管軸方向に収縮し、濡れ拡がりが小さくなる。フ
ルート管の場合は、冷媒が溝に沿って管軸方向に流れる
ため、上述の表面処理管よりも濡れ拡がりは大きいが、
溝間の山部では濡れ拡がりが得られないため、伝熱管全
体の伝熱面積は比較的小さい。また、ローフィンチュー
ブの場合は管外面に配設されたフィンのために表面積が
増大するが、このフィンにより冷媒の管軸方向の移動が
阻害されるため、濡れ拡がりが小さくなる。更に、フィ
ンに切欠部を設けた高性能伝熱管は、上述の各伝熱管に
比して伝熱性能が高いものの、未だ十分に高い伝熱性能
を有しているとはいえない。近年、より一層高性能の吸
収冷温水機が求められており、それに対応するために従
来の伝熱管に比して更に一層伝熱性能が優れた伝熱管が
要望されている。
た従来の伝熱管には、いずれも以下に示す問題点があ
る。即ち、外面を平滑化又は研磨した表面処理管の場合
は、冷媒を滴下すると、滴下点の周囲では冷媒は大きく
濡れ拡がるが、冷媒が伝熱管外面を流下するのに伴って
冷媒が管軸方向に収縮し、濡れ拡がりが小さくなる。フ
ルート管の場合は、冷媒が溝に沿って管軸方向に流れる
ため、上述の表面処理管よりも濡れ拡がりは大きいが、
溝間の山部では濡れ拡がりが得られないため、伝熱管全
体の伝熱面積は比較的小さい。また、ローフィンチュー
ブの場合は管外面に配設されたフィンのために表面積が
増大するが、このフィンにより冷媒の管軸方向の移動が
阻害されるため、濡れ拡がりが小さくなる。更に、フィ
ンに切欠部を設けた高性能伝熱管は、上述の各伝熱管に
比して伝熱性能が高いものの、未だ十分に高い伝熱性能
を有しているとはいえない。近年、より一層高性能の吸
収冷温水機が求められており、それに対応するために従
来の伝熱管に比して更に一層伝熱性能が優れた伝熱管が
要望されている。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、冷媒の濡れ拡がり性が優れていると共に、
伝熱表面積が大きく、従来に比して伝熱性がより一層優
れている流下液膜式蒸発器用伝熱管を提供することを目
的とする。
のであって、冷媒の濡れ拡がり性が優れていると共に、
伝熱表面積が大きく、従来に比して伝熱性がより一層優
れている流下液膜式蒸発器用伝熱管を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る蒸発器用伝
熱管は、管本体と、この管本体の外面に設けられ管軸方
向に直交又は傾斜する方向に延びるフィンと、前記フィ
ンの頂部にフィンに沿って形成された溝部と、このフィ
ンに交差する方向に延び前記フィンの尖端部を切り欠く
切欠部とを有する蒸発器用伝熱管において、前記フィン
は管軸方向の１ｍ当たりに９０５乃至１１０２列設けら
れており、フィンの高さは０．２乃至０．８ｍｍであ
り、前記溝の壁面がなす角度が７０乃至１５０°であ
り、前記切欠部は管周方向に０．５乃至１．０ｍｍのピ
ッチで設けられていることを特徴とする。
熱管は、管本体と、この管本体の外面に設けられ管軸方
向に直交又は傾斜する方向に延びるフィンと、前記フィ
ンの頂部にフィンに沿って形成された溝部と、このフィ
ンに交差する方向に延び前記フィンの尖端部を切り欠く
切欠部とを有する蒸発器用伝熱管において、前記フィン
は管軸方向の１ｍ当たりに９０５乃至１１０２列設けら
れており、フィンの高さは０．２乃至０．８ｍｍであ
り、前記溝の壁面がなす角度が７０乃至１５０°であ
り、前記切欠部は管周方向に０．５乃至１．０ｍｍのピ
ッチで設けられていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明に係る蒸発器用伝熱管は、外面に管軸方
向に直交又は傾斜する方向に延びるフィンが形成されて
おり、このフィンの頂部にはフィンに沿って延びる溝部
が形成されている。また、このフィンには尖端部を所定
のピッチで管軸方向に切り欠く切欠部が設けられてい
る。
向に直交又は傾斜する方向に延びるフィンが形成されて
おり、このフィンの頂部にはフィンに沿って延びる溝部
が形成されている。また、このフィンには尖端部を所定
のピッチで管軸方向に切り欠く切欠部が設けられてい
る。
【０００８】水等の冷媒を上述の伝熱管に滴下すると、
冷媒は伝熱管のフィンで捕捉され、この冷媒は前記溝部
に沿ってフィン頂部を周方向に流下すると共に、前記切
欠部を通って管軸方向に移動する。この管軸方向に移動
した冷媒は、最終的にはフィン間を通って管上部から管
下部に向けて流下する。このように、本発明に係る伝熱
管においては、フィンの頂部に形成された溝部と、フィ
ン尖端部を所定のピッチで管軸方向に切り欠く切欠部と
を介して、冷媒が周方向及び管軸方向の両方に拡がるた
め、伝熱管の外面を流下する冷媒は、流下に伴う濡れ拡
がりの偏りを生じない。従って、本発明に係る蒸発器用
伝熱管は、冷媒と伝熱管との接触面積が大きく、フィン
形成による大きな管表面積を有効に利用できるため、伝
熱性能が極めて優れている。
冷媒は伝熱管のフィンで捕捉され、この冷媒は前記溝部
に沿ってフィン頂部を周方向に流下すると共に、前記切
欠部を通って管軸方向に移動する。この管軸方向に移動
した冷媒は、最終的にはフィン間を通って管上部から管
下部に向けて流下する。このように、本発明に係る伝熱
管においては、フィンの頂部に形成された溝部と、フィ
ン尖端部を所定のピッチで管軸方向に切り欠く切欠部と
を介して、冷媒が周方向及び管軸方向の両方に拡がるた
め、伝熱管の外面を流下する冷媒は、流下に伴う濡れ拡
がりの偏りを生じない。従って、本発明に係る蒸発器用
伝熱管は、冷媒と伝熱管との接触面積が大きく、フィン
形成による大きな管表面積を有効に利用できるため、伝
熱性能が極めて優れている。
【０００９】ところで、管軸方向１ｍ当たりのフィン数
は９０５乃至１１０２列であることが必要である。管軸
方向１ｍ当たりのフィン数が９０５列未満の場合及び１
１０２列を超える場合は、いずれも濡れ拡がり性が低下
し、伝熱性能が低下する。従って、管軸方向１ｍ当たり
のフィン数は９０５列乃至１１０２列であることが必要
である。
は９０５乃至１１０２列であることが必要である。管軸
方向１ｍ当たりのフィン数が９０５列未満の場合及び１
１０２列を超える場合は、いずれも濡れ拡がり性が低下
し、伝熱性能が低下する。従って、管軸方向１ｍ当たり
のフィン数は９０５列乃至１１０２列であることが必要
である。
【００１０】また、フィンの高さは０．２乃至０．８ｍ
ｍであることが必要である。フィンの高さが０．２ｍｍ
未満の場合及び０．８ｍｍを超える場合は、いずれも濡
れ拡がり性が低下する。このため、フィンの高さは０．
２ｍｍ乃至０．８ｍｍであることが必要である。
ｍであることが必要である。フィンの高さが０．２ｍｍ
未満の場合及び０．８ｍｍを超える場合は、いずれも濡
れ拡がり性が低下する。このため、フィンの高さは０．
２ｍｍ乃至０．８ｍｍであることが必要である。
【００１１】更に、フィン頂部に設けられた溝部の両壁
面のなす角度が７０°未満の場合及び１５０°を超える
場合は、いずれも濡れ拡がり性が低下する。このため、
フィン頂部に設けられた溝部の両壁面のなす角度は７０
乃至１５０°であることが必要である。
面のなす角度が７０°未満の場合及び１５０°を超える
場合は、いずれも濡れ拡がり性が低下する。このため、
フィン頂部に設けられた溝部の両壁面のなす角度は７０
乃至１５０°であることが必要である。
【００１２】更にまた、フィンの尖端に設けられた切欠
部の管の周方向の配列ピッチは、０．５乃至１．０ｍｍ
であることが必要である。フィン切欠部の周方向の配列
ピッチが０．５ｍｍ未満の場合は、切欠部を形成するこ
とが極めて困難になる。また、切欠部の周方向の配列ピ
ッチが１．０ｍｍを超えると、濡れ拡がり性が低下す
る。このため、フィン切欠部の周方向の配列ピッチは
０．５乃至１．０ｍｍであることが必要である。
部の管の周方向の配列ピッチは、０．５乃至１．０ｍｍ
であることが必要である。フィン切欠部の周方向の配列
ピッチが０．５ｍｍ未満の場合は、切欠部を形成するこ
とが極めて困難になる。また、切欠部の周方向の配列ピ
ッチが１．０ｍｍを超えると、濡れ拡がり性が低下す
る。このため、フィン切欠部の周方向の配列ピッチは
０．５乃至１．０ｍｍであることが必要である。
【００１３】なお、伝熱管の内側にリブを設けることに
より、伝熱管内を通る流体（例えば、冷水）を撹拌する
ことができて、伝熱性能をより一層向上させることがで
きる。この場合に、リブ高さｈと管の最大内径Ｄｉとの
比ｈ／Ｄｉが０．０２より小さいと、リブの突起による
撹乱効果が少なく、性能の向上が得られない。また、ｈ
／Ｄｉが０．０４より大きいとリブの成形が著しく困難
となる。更に、リブのピッチＰRとＤｉとの比ＰR／Ｄｉ
が０．４より小さいと管内を通る冷水等の圧力損失等が
大きくなり、冷水を送り込むポンプ動力が増大する。一
方ＰR／Ｄｉが１．０より大きいと冷水の撹拌効果が少
なく、伝熱性能の十分な向上が得られない。
より、伝熱管内を通る流体（例えば、冷水）を撹拌する
ことができて、伝熱性能をより一層向上させることがで
きる。この場合に、リブ高さｈと管の最大内径Ｄｉとの
比ｈ／Ｄｉが０．０２より小さいと、リブの突起による
撹乱効果が少なく、性能の向上が得られない。また、ｈ
／Ｄｉが０．０４より大きいとリブの成形が著しく困難
となる。更に、リブのピッチＰRとＤｉとの比ＰR／Ｄｉ
が０．４より小さいと管内を通る冷水等の圧力損失等が
大きくなり、冷水を送り込むポンプ動力が増大する。一
方ＰR／Ｄｉが１．０より大きいと冷水の撹拌効果が少
なく、伝熱性能の十分な向上が得られない。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１５】図１は本発明の第１の実施例に係る流下液
膜式蒸発器用伝熱管の側壁及びフィン構造を示す模式的
斜視図である。伝熱管の外周には、管軸方向に対し直交
又は傾斜して延びるフィン１が設けられている。このフ
ィン１は、管軸方向１ｍ当たり９０５列乃至１１０２列
の割合で設けられている。また、このフィン１の高さは
０．２乃至０．８ｍｍに設定されている。このフィン１
の頂部には、フィンに沿って形成された溝部３が設けら
れている。この溝部３の両側壁のなす角度α（以下、半
割角度という）は７０乃至１５０°に設定されている。
また、フィン１の尖端には管軸方向に配列し、管の周方
向に０．５乃至１．０ｍｍのピッチＰで切欠部２が設け
られている。
膜式蒸発器用伝熱管の側壁及びフィン構造を示す模式的
斜視図である。伝熱管の外周には、管軸方向に対し直交
又は傾斜して延びるフィン１が設けられている。このフ
ィン１は、管軸方向１ｍ当たり９０５列乃至１１０２列
の割合で設けられている。また、このフィン１の高さは
０．２乃至０．８ｍｍに設定されている。このフィン１
の頂部には、フィンに沿って形成された溝部３が設けら
れている。この溝部３の両側壁のなす角度α（以下、半
割角度という）は７０乃至１５０°に設定されている。
また、フィン１の尖端には管軸方向に配列し、管の周方
向に０．５乃至１．０ｍｍのピッチＰで切欠部２が設け
られている。
【００１６】本実施例に係る流下液膜式蒸発器用伝熱管
において、伝熱管の上方から滴下された冷媒（水）は、
伝熱管の上半部で捕捉される。そして、この冷媒はフィ
ン頂部の溝部３に沿って流下すると共に、切欠部２を通
って管軸方向へも移動する。フィン１は、その頂部に溝
部３が形成されるときに圧縮されるため、頂部が管軸方
向に若干膨出している。このため、隣接するフィンの先
端部間の距離は、フィン１の頂部に溝部がない場合に比
して短くなる。従って、単にフィンに切欠部を設けただ
けの伝熱管に比して、管軸方向への冷媒の偏りをより一
層抑制することができる。また、外面が平滑な管又はフ
ルート管では、管軸方向の濡れ拡がり性は良好であるも
のの、管上部から管下部へ向けて冷媒が流下するのに伴
う冷媒の偏りが発生する。また、ローフィンチューブで
は、流下に伴う冷媒の偏りは生じないが、フィンが障壁
となるため、冷媒の管軸方向への濡れ拡がりが小さい。
しかし、本実施例に係る伝熱管は、フィン１の頂部にフ
ィン１に沿って形成された溝部３が設けられていると共
に、フィン１に軸方向に配列する切欠部２が設けられて
いるため、管軸方向の濡れ拡がりが大きいと共に流下に
伴う冷媒の収縮を回避することができる。
において、伝熱管の上方から滴下された冷媒（水）は、
伝熱管の上半部で捕捉される。そして、この冷媒はフィ
ン頂部の溝部３に沿って流下すると共に、切欠部２を通
って管軸方向へも移動する。フィン１は、その頂部に溝
部３が形成されるときに圧縮されるため、頂部が管軸方
向に若干膨出している。このため、隣接するフィンの先
端部間の距離は、フィン１の頂部に溝部がない場合に比
して短くなる。従って、単にフィンに切欠部を設けただ
けの伝熱管に比して、管軸方向への冷媒の偏りをより一
層抑制することができる。また、外面が平滑な管又はフ
ルート管では、管軸方向の濡れ拡がり性は良好であるも
のの、管上部から管下部へ向けて冷媒が流下するのに伴
う冷媒の偏りが発生する。また、ローフィンチューブで
は、流下に伴う冷媒の偏りは生じないが、フィンが障壁
となるため、冷媒の管軸方向への濡れ拡がりが小さい。
しかし、本実施例に係る伝熱管は、フィン１の頂部にフ
ィン１に沿って形成された溝部３が設けられていると共
に、フィン１に軸方向に配列する切欠部２が設けられて
いるため、管軸方向の濡れ拡がりが大きいと共に流下に
伴う冷媒の収縮を回避することができる。
【００１７】即ち、本実施例に係る流下液膜式蒸発器用
伝熱管は、その外周にフィンが設けられているために伝
熱面積が大きく、更に冷媒の濡れ拡がり性が良好であっ
て伝熱管との接触面積が大きいので、伝熱効率が極めて
優れている。
伝熱管は、その外周にフィンが設けられているために伝
熱面積が大きく、更に冷媒の濡れ拡がり性が良好であっ
て伝熱管との接触面積が大きいので、伝熱効率が極めて
優れている。
【００１８】図２は、本発明の第２の実施例に係る流下
液膜式蒸発器用伝熱管のフィン構造を示す模式的斜視図
である。
液膜式蒸発器用伝熱管のフィン構造を示す模式的斜視図
である。
【００１９】本実施例が第１の実施例と異なる点は管内
面にリブ４が設けられていることにあり、その他の構成
は基本的には第１の実施例と同様であるので、図２にお
いて図１と同一物には同一符号を付してその詳しい説明
は省略する。
面にリブ４が設けられていることにあり、その他の構成
は基本的には第１の実施例と同様であるので、図２にお
いて図１と同一物には同一符号を付してその詳しい説明
は省略する。
【００２０】本実施例においては、管内面にリブ４が設
けられている。このリブ４は、管軸を中心とする螺旋状
に配設されており、高さが０．２５乃至０．５ｍｍ、リ
ード角が１０乃至３０°、リブ数が８乃至３０／周であ
り、リブ高さｈと管の最大内径Ｄｉとの比ｈ／Ｄｉが
０．０２乃至０．０４、リブのピッチＰRとＤｉとの比
ＰR／Ｄｉが０．４乃至１．０の範囲で設定されてい
る。
けられている。このリブ４は、管軸を中心とする螺旋状
に配設されており、高さが０．２５乃至０．５ｍｍ、リ
ード角が１０乃至３０°、リブ数が８乃至３０／周であ
り、リブ高さｈと管の最大内径Ｄｉとの比ｈ／Ｄｉが
０．０２乃至０．０４、リブのピッチＰRとＤｉとの比
ＰR／Ｄｉが０．４乃至１．０の範囲で設定されてい
る。
【００２１】本実施例に係る流下液膜式蒸発用伝熱管に
おいては、管内面にリブ４が設けられており、このリブ
４が管軸方向に傾斜する方向に延出しているため、管内
を通る液体の乱流効果の増加により管内の伝熱性能が向
上する。これにより、本実施例に係る流下液膜式蒸発器
用伝熱管は、第１の実施例に比して伝熱性能がより一層
向上するという効果を奏する。
おいては、管内面にリブ４が設けられており、このリブ
４が管軸方向に傾斜する方向に延出しているため、管内
を通る液体の乱流効果の増加により管内の伝熱性能が向
上する。これにより、本実施例に係る流下液膜式蒸発器
用伝熱管は、第１の実施例に比して伝熱性能がより一層
向上するという効果を奏する。
【００２２】次に、本実施例に係る伝熱管を実際に製造
し、その濡れ拡がり性及び伝熱性能を調べた結果につい
て説明する。即ち、図１に示す第１の実施例に係る流下
液膜式蒸発器用伝熱管とフィンの形状を変えた比較例の
伝熱管とを製造し、蒸発器の実機の状態を模擬して熱交
換性能等の比較試験を行った。
し、その濡れ拡がり性及び伝熱性能を調べた結果につい
て説明する。即ち、図１に示す第１の実施例に係る流下
液膜式蒸発器用伝熱管とフィンの形状を変えた比較例の
伝熱管とを製造し、蒸発器の実機の状態を模擬して熱交
換性能等の比較試験を行った。
【００２３】実施例及び比較例の各流下液膜式蒸発器用
伝熱管（供試管）寸法を下記表１に示す。なお、表１
で、原管部とは伝熱管の端部等のようにフィンが形成さ
れていない部分のことである。また、各供試管は、いず
れも銅管（Ｃ１２０１；ＪＩＳＨ３３００）によって製
作した。
伝熱管（供試管）寸法を下記表１に示す。なお、表１
で、原管部とは伝熱管の端部等のようにフィンが形成さ
れていない部分のことである。また、各供試管は、いず
れも銅管（Ｃ１２０１；ＪＩＳＨ３３００）によって製
作した。
【００２４】なお、実施例２，３，４及び比較例１，５
はフィン数を変化させ、それ以外の寸法を同一とした供
試管のグループであり、実施例６，７，８，９及び比較
例１０はフィン高さを変化させたグループであり、実施
例１３，１４及び比較例１２，１５はフィン頂部の溝部
の半割角度を変化させたグループであり、また、実施例
１６，１７，１８及び比較例１９は切欠部の配列ピッチ
を変化させたグループである。なお、比較例１１はフィ
ンを形成していない平滑管である。
はフィン数を変化させ、それ以外の寸法を同一とした供
試管のグループであり、実施例６，７，８，９及び比較
例１０はフィン高さを変化させたグループであり、実施
例１３，１４及び比較例１２，１５はフィン頂部の溝部
の半割角度を変化させたグループであり、また、実施例
１６，１７，１８及び比較例１９は切欠部の配列ピッチ
を変化させたグループである。なお、比較例１１はフィ
ンを形成していない平滑管である。
【００２５】
【表１】
【００２６】これらの供試管について、濡れ拡がり性を
調べた。図３（ａ）は、濡れ拡がり性の試験装置を示す
模式図である。供試管表面の脱脂を充分に行なうため、
トリクロロエタンに１時間浸漬し、更に酸化雰囲気で２
００℃に１時間加熱する熱処理を行なった。供試管１０
を軸方向を水平にして設置し、ピペット７を管１０の略
中央部の上方２０ｍｍの位置にその先端が配置されるよ
うに固定した。このピペット７にはインクで着色した水
８が装入されており、コック９を調節することにより供
試管１０上に着色した水８を２ｃｃ滴下した。その後、
図３（ｂ）に示す供試管１０の周方向の８箇所の位置で
の濡れ拡がり長さを測定し、平均濡れ長さを算出した。
調べた。図３（ａ）は、濡れ拡がり性の試験装置を示す
模式図である。供試管表面の脱脂を充分に行なうため、
トリクロロエタンに１時間浸漬し、更に酸化雰囲気で２
００℃に１時間加熱する熱処理を行なった。供試管１０
を軸方向を水平にして設置し、ピペット７を管１０の略
中央部の上方２０ｍｍの位置にその先端が配置されるよ
うに固定した。このピペット７にはインクで着色した水
８が装入されており、コック９を調節することにより供
試管１０上に着色した水８を２ｃｃ滴下した。その後、
図３（ｂ）に示す供試管１０の周方向の８箇所の位置で
の濡れ拡がり長さを測定し、平均濡れ長さを算出した。
【００２７】図４は横軸に２５．４ｍｍ当たりのフィン
数をとり、縦軸に平均濡れ長さをとって両者の関係を示
すグラフ図である。濡れ長さはフィン数が２５．４ｍｍ
当たり約２５列（１ｍ当たり約９８０列）のときに最も
良好であり、２５．４ｍｍ当たり２３乃至２８列（１ｍ
当たり約９０５乃至１１０２列）の範囲内では濡れ長さ
が長く、良好な広がり性を示した。
数をとり、縦軸に平均濡れ長さをとって両者の関係を示
すグラフ図である。濡れ長さはフィン数が２５．４ｍｍ
当たり約２５列（１ｍ当たり約９８０列）のときに最も
良好であり、２５．４ｍｍ当たり２３乃至２８列（１ｍ
当たり約９０５乃至１１０２列）の範囲内では濡れ長さ
が長く、良好な広がり性を示した。
【００２８】図５は横軸にフィン高さをとり、縦軸に平
均濡れ長さをとって両者の関係を示すグラフ図である。
フィン高さが低くなるほど平均濡れ長さは長いが、フィ
ン高さが０．２ｍｍ未満のフィンは濡れ拡がりが急激に
減少する。フィン高さが０．２乃至０．８ｍｍの範囲で
は平均濡れ長さが長く、濡れ拡がり性は良好である。図
６は横軸にフィン頂部の溝部の半割角度をとり、縦軸に
平均濡れ長さをとって両者の関係を示すグラフ図であ
る。平均濡れ長さは半割角度が約９０°のときに最も長
く、半割角度が７０°未満のとき及び１５０°を超える
ときは濡れ拡がり長さが短い。
均濡れ長さをとって両者の関係を示すグラフ図である。
フィン高さが低くなるほど平均濡れ長さは長いが、フィ
ン高さが０．２ｍｍ未満のフィンは濡れ拡がりが急激に
減少する。フィン高さが０．２乃至０．８ｍｍの範囲で
は平均濡れ長さが長く、濡れ拡がり性は良好である。図
６は横軸にフィン頂部の溝部の半割角度をとり、縦軸に
平均濡れ長さをとって両者の関係を示すグラフ図であ
る。平均濡れ長さは半割角度が約９０°のときに最も長
く、半割角度が７０°未満のとき及び１５０°を超える
ときは濡れ拡がり長さが短い。
【００２９】図７は横軸にフィンの切欠部の周方向の配
列ピッチをとり、縦軸に平均濡れ長さをとって両者の関
係を示すグラフ図である。切欠部の配列ピッチが短いほ
ど平均濡れ長さは長く、切欠部の配列ピッチが１．０ｍ
ｍを超えると濡れ長さが極めて短くなる。しかし、切欠
部の配列ピッチを０．５ｍｍ未満とすることは加工性の
点から極めて困難である。
列ピッチをとり、縦軸に平均濡れ長さをとって両者の関
係を示すグラフ図である。切欠部の配列ピッチが短いほ
ど平均濡れ長さは長く、切欠部の配列ピッチが１．０ｍ
ｍを超えると濡れ長さが極めて短くなる。しかし、切欠
部の配列ピッチを０．５ｍｍ未満とすることは加工性の
点から極めて困難である。
【００３０】次に、本発明の実施例及び比較例の蒸発器
用伝熱管の蒸発性能を測定した。即ち、下記表２に示す
寸法で本発明の実施例に係る伝熱管を製造した。なお、
実施例２０，２１は前述した実施例３，８，１３，１７
の供試管と同一形状である。
用伝熱管の蒸発性能を測定した。即ち、下記表２に示す
寸法で本発明の実施例に係る伝熱管を製造した。なお、
実施例２０，２１は前述した実施例３，８，１３，１７
の供試管と同一形状である。
【００３１】
【表２】
【００３２】これらの供試管の蒸発性能を調べた。図８
は、蒸発性能の測定に使用した試験装置である。供試管
は、１列×１０段とした。この供試管群１５の上方には
冷媒散布管１２が設置されている。供試管群１５の下側
端部は供試管内に流す冷水の入口１３に接続し、上側端
部は冷水の出口１４に接続した。この試験装置には、装
置内の蒸発圧力を調整するための吸収部１１が設けられ
ている。なお、冷媒としては水を使用し、冷水の入口１
３から流入する約１２℃の温度の冷水が出口１４では約
７℃の温度で流出するように、吸収部１１で装置内の圧
力を調節した。なお、蒸発器管内を流れる冷水の流速は
１．５（ｍ／ｓ）である。このようにして、冷水の水温
及び装置内温度の初期条件を一定とした後、供試管群１
５に冷媒散布管１２より冷媒を０．７乃至１．３（リットル
／ｍ・分）の流速で散布し、伝熱性能を測定した。
は、蒸発性能の測定に使用した試験装置である。供試管
は、１列×１０段とした。この供試管群１５の上方には
冷媒散布管１２が設置されている。供試管群１５の下側
端部は供試管内に流す冷水の入口１３に接続し、上側端
部は冷水の出口１４に接続した。この試験装置には、装
置内の蒸発圧力を調整するための吸収部１１が設けられ
ている。なお、冷媒としては水を使用し、冷水の入口１
３から流入する約１２℃の温度の冷水が出口１４では約
７℃の温度で流出するように、吸収部１１で装置内の圧
力を調節した。なお、蒸発器管内を流れる冷水の流速は
１．５（ｍ／ｓ）である。このようにして、冷水の水温
及び装置内温度の初期条件を一定とした後、供試管群１
５に冷媒散布管１２より冷媒を０．７乃至１．３（リットル
／ｍ・分）の流速で散布し、伝熱性能を測定した。
【００３３】図９は横軸に冷媒散布量（リットル／ｍ・分）
をとり、縦軸に総括伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ2ｈ℃）を
とって両者の関係を示すグラフ図である。実施例２０は
従来例２３の平滑管に対し２．２倍の総括伝熱係数を示
し、従来例２２のローフィンチューブよりも高い伝熱係
数を示した。また、実施例２１は従来例２３に対して
２．３倍の伝熱係数であり、実施例２０よりも更に高い
伝熱性能を示した。
をとり、縦軸に総括伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ2ｈ℃）を
とって両者の関係を示すグラフ図である。実施例２０は
従来例２３の平滑管に対し２．２倍の総括伝熱係数を示
し、従来例２２のローフィンチューブよりも高い伝熱係
数を示した。また、実施例２１は従来例２３に対して
２．３倍の伝熱係数であり、実施例２０よりも更に高い
伝熱性能を示した。
【００３４】次に、管内にリブを設けた供試管の蒸発性
能を調べた。フィン加工部の管外形状は実施例６と同じ
であり、フィン数は１ｍ当たり１０２４列（１インチ当
たり２６列）、フィン高さは０．３ｍｍ、溝部半割角度
は９０℃、切欠部ピッチは０．６２ｍｍである。この管
外形状で管内のリブ形状を変えて性能を評価した。伝熱
性能の評価条件は、冷媒散布量を１．０（リットル／ｍ
・分）とし、管内の冷水の入口温度を約１２℃、出口温
度を７℃、冷水の流速を１．５（ｍ／ｓ）とした。
能を調べた。フィン加工部の管外形状は実施例６と同じ
であり、フィン数は１ｍ当たり１０２４列（１インチ当
たり２６列）、フィン高さは０．３ｍｍ、溝部半割角度
は９０℃、切欠部ピッチは０．６２ｍｍである。この管
外形状で管内のリブ形状を変えて性能を評価した。伝熱
性能の評価条件は、冷媒散布量を１．０（リットル／ｍ
・分）とし、管内の冷水の入口温度を約１２℃、出口温
度を７℃、冷水の流速を１．５（ｍ／ｓ）とした。
【００３５】図１１は横軸にｈ／Ｄｉ、縦軸に総括伝熱
係数をとって両者の関係を表したものである。この場合
において、ＰR／Ｄｉは０．４３及び０．８６である。
ｈ／Ｄｉが０．０２よりも大きくなると、総括伝熱係数
の減少が大きくなっている。一方、ｈ／Ｄｉが０．０４
よりも大きくなると、リブの成形が困難となる。ｈ／Ｄ
ｉが０．０２〜０．０４であれば総括伝熱係数が高く、
リブの成形も問題なく行うことができる。なお、ｈ／Ｄ
ｉは０．０２２〜０．０３５であれば、より一層好まし
い。
係数をとって両者の関係を表したものである。この場合
において、ＰR／Ｄｉは０．４３及び０．８６である。
ｈ／Ｄｉが０．０２よりも大きくなると、総括伝熱係数
の減少が大きくなっている。一方、ｈ／Ｄｉが０．０４
よりも大きくなると、リブの成形が困難となる。ｈ／Ｄ
ｉが０．０２〜０．０４であれば総括伝熱係数が高く、
リブの成形も問題なく行うことができる。なお、ｈ／Ｄ
ｉは０．０２２〜０．０３５であれば、より一層好まし
い。
【００３６】図１２はＰR／Ｄｉに対する総括伝熱係数
及び圧力損失を示す。この場合において、ｈ／Ｄｉは
０．０３である。ＰR／Ｄｉが０．４より小さくなる
と、総括伝熱係数の増加に比べて圧力損失の増加が大き
くなる。ＰR／Ｄｉが１より大きくなると、総括伝熱係
数の低下が大きくなる。従ってＰR／Ｄｉは０．４〜
１．０であることが好ましい。
及び圧力損失を示す。この場合において、ｈ／Ｄｉは
０．０３である。ＰR／Ｄｉが０．４より小さくなる
と、総括伝熱係数の増加に比べて圧力損失の増加が大き
くなる。ＰR／Ｄｉが１より大きくなると、総括伝熱係
数の低下が大きくなる。従ってＰR／Ｄｉは０．４〜
１．０であることが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】本発明に係る流下液膜式蒸発器用伝熱管
は、管本体の外面に管軸方向に直交又は傾斜する方向に
延びるフィンと、このフィンの頂部にフィンに沿って設
けられた溝部と、前記フィンに交差する方向に延び前記
フィンの尖端部を切り欠く切欠部とを有するため、表面
積が大きく、また、管外面を流下する冷媒の濡れ拡がり
に偏りができず、濡れ拡がり性が極めて優れている。こ
のため、本発明に係る流下液膜式蒸発器用伝熱管は伝熱
性能が極めて優れている。
は、管本体の外面に管軸方向に直交又は傾斜する方向に
延びるフィンと、このフィンの頂部にフィンに沿って設
けられた溝部と、前記フィンに交差する方向に延び前記
フィンの尖端部を切り欠く切欠部とを有するため、表面
積が大きく、また、管外面を流下する冷媒の濡れ拡がり
に偏りができず、濡れ拡がり性が極めて優れている。こ
のため、本発明に係る流下液膜式蒸発器用伝熱管は伝熱
性能が極めて優れている。
【図１】本発明の第１の実施例に係る蒸発器用伝熱管を
示す模式的斜視図である。
示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る蒸発器用伝熱管を
示す模式的斜視図である。
示す模式的斜視図である。
【図３】（ａ）は伝熱管の濡れ拡がりを測定する装置の
模式図、（ｂ）は伝熱管の濡れ拡がりを測定する点を示
す模式図である。
模式図、（ｂ）は伝熱管の濡れ拡がりを測定する点を示
す模式図である。
【図４】フィン数と平均の濡れ長さとの関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図５】フィン高さと平均の濡れ長さとの関係を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図６】フィン頂部の溝部の半割角度と平均の濡れ長さ
との関係を示すグラフ図である。
との関係を示すグラフ図である。
【図７】フィン尖端を切り欠く切欠部の配設ピッチと平
均の濡れ長さとの関係を示すグラフ図である。
均の濡れ長さとの関係を示すグラフ図である。
【図８】伝熱管の伝熱性能を測定する装置の模式的断面
図である。
図である。
【図９】実施例及び従来例の伝熱管の伝熱性能を比較し
て示すグラフ図である。
て示すグラフ図である。
【図１０】実施例の伝熱管の管軸方向の模式的断面図で
ある。
ある。
【図１１】ｈ／Ｄｉと統括伝熱係数との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図１２】ＰR／Ｄｉと統括伝熱係数及び圧力損失との
関係を示すグラフ図である。
関係を示すグラフ図である。
１；フィン
２；切欠部
３；溝部
４；リブ
７；ピペット
８；着色した水
９；コック
１０；伝熱管
１１；圧力調整用吸収部
１２；冷媒散布管
１３；冷水の入口
１４；冷水の出口
１５；供試管群
α； フィン先端半割角度
ρ； 切欠部のピッチ
θ； リード角
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 肥後 富夫
神奈川県秦野市平沢65番地 株式会社神
戸製鋼所秦野工場内
(72)発明者 内田 哲夫
神奈川県秦野市平沢65番地 株式会社神
戸製鋼所秦野工場内
(72)発明者 古川 雅裕
大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三
洋電機株式会社内
(72)発明者 泉 雅士
大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三
洋電機株式会社内
(72)発明者 吉井 一寛
大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三
洋電機株式会社内
(56)参考文献 特開 昭59−100396（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−103770（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−797（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−369391（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F28F 1/00
Claims (2)
- 【請求項１】 管本体と、この管本体の外面に設けられ
管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びるフィンと、前
記フィンの頂部にフィンに沿って形成された溝部と、前
記フィンに交差する方向に延び前記フィンの尖端部を切
り欠く切欠部とを有する流下液膜式蒸発器用伝熱管にお
いて、前記フィンは管軸方向の１ｍ当たりに９０５乃至
１１０２列設けられており、フィンの高さは０．２乃至
０．８ｍｍであり、前記溝部の壁面がなす角度が７０乃
至１５０°であり、前記切欠部は管周方向に０．５乃至
１．０ｍｍのピッチで設けられていることを特徴とする
流下液膜式蒸発器用伝熱管。 - 【請求項２】 前記管本体の内面に設けられ管軸方向に
傾斜する方向に延びるリブを有し、リブ高さｈと最大内
径Ｄｉとの比ｈ／Ｄｉが０．０２乃至０．０４であり、
リブのピッチＰRとＤｉとの比ＰR／Ｄｉが０．４乃至
１．０であることを特徴とする請求項１に記載の流下液
膜式蒸発器用伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15482294A JP3480514B2 (ja) | 1993-07-07 | 1994-07-06 | 流下液膜式蒸発器用伝熱管 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16785293 | 1993-07-07 | ||
| JP5-167852 | 1993-07-07 | ||
| JP15482294A JP3480514B2 (ja) | 1993-07-07 | 1994-07-06 | 流下液膜式蒸発器用伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0771889A JPH0771889A (ja) | 1995-03-17 |
| JP3480514B2 true JP3480514B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=26482994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15482294A Expired - Lifetime JP3480514B2 (ja) | 1993-07-07 | 1994-07-06 | 流下液膜式蒸発器用伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3480514B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6056048A (en) * | 1998-03-13 | 2000-05-02 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Falling film type heat exchanger tube |
| JP3992833B2 (ja) * | 1998-04-08 | 2007-10-17 | 株式会社コベルコ マテリアル銅管 | 吸収式熱交換器の吸収器用伝熱管 |
| JP3801771B2 (ja) * | 1998-03-13 | 2006-07-26 | 株式会社コベルコ マテリアル銅管 | 流下液膜式蒸発器用伝熱管 |
| US6098420A (en) * | 1998-03-31 | 2000-08-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Absorption chiller and heat exchanger tube used the same |
| JP2003287393A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-10 | Kobe Steel Ltd | 凝縮器用伝熱管 |
| CN102003907B (zh) * | 2010-11-19 | 2013-09-25 | 高克联管件(上海)有限公司 | 一种提高传热管管束效果的方法 |
| CN108369079B (zh) * | 2015-12-16 | 2020-06-05 | 开利公司 | 用于换热器的传热管 |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP15482294A patent/JP3480514B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0771889A (ja) | 1995-03-17 |
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