JPH05240533A - 吸収器用伝熱管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝熱効率に優れると共に生産性に優れた吸収
器用伝熱管を得る。 【構成】 管外表面の管軸方向に山部３を有する複数の
突条２を設け、隣接する突条２同士の間の谷部４に、突
条２の裾部と不連続曲面を介して連接する溝部５を設け
たため、山部３と谷部４に強さの異なるマランゴニー対
流が発生して強く干渉し合い、外表面での熱交換率が向
上して熱交換効率が向上する。溝部５は小さいので吸収
液の所要増加量は僅少で良い。従来の冷間引き抜き加工
や異形管加工によって容易に形成でき、しかも形状の安
定性に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収式冷凍機や吸収式
ヒートポンプなどの吸収器内に配管される伝熱管に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の伝熱管としては、例えば実開平
２−８９２７０号公報に提案された技術が周知である。
ここに提案された伝熱管は、管外表面の長手方向に複数
の突条を有し、この突条の山部、および隣り合った突条
の間の谷部を共に曲面とするに際し、谷部の曲率半径を
山部の曲率半径より大きく形成したものである。

【０００３】上記構成の伝熱管は、管外表面に滴下した
吸収液が山部より曲率半径の大きい谷部へスムーズに流
れて谷部での吸収液の入れ換えがスムーズとなり、全周
に渡って均一に流れるようになったり、また、山部と谷
部に発生したマランゴニー対流が干渉し合って長手方
向、すなわち管軸方向に大きな攪乱作用が発生するなど
の理由により、管外表面での熱交換が促進され、熱交換
効率を大幅に向上させることができるようになった反
面、谷部と山部に理想的な曲面を形成することが加工上
極めて困難であり、また、加工速度が遅いと云う問題が
あった。

【０００４】また、谷部の曲面を深く形成すると吸収液
が谷部に停滞し、液交換の進捗が遅れて熱交換効率が低
下したり、伝熱管を多数本設置したときには吸収液の充
填所要量が多くなると云った問題点もあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
吸収器用伝熱管における熱交換効率の一層の改善と生産
性の抜本的な改善および吸収液の所要充填量が少なくて
済む、伝熱管構成を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来技
術の課題を解決するためになされたものであって、管外
表面に吸収液が滴下または散布され、管内の冷却水によ
って管外の吸収液を冷却する吸収器用伝熱管において、
管外表面の長手方向に複数の突条を設けると共に、隣接
する突条の山部と山部の間の谷部に、突条の裾部と不連
続曲面で連接する溝部を設けたことを特徴とする吸収器
用伝熱管であり、また、前記突条が管外表面にスパイラ
ル状に設けられたことを特徴とする吸収器用伝熱管であ
る。

【０００７】

【作用】上方のトレイなどから散布または滴下され、伝
熱管の外表面に付着した界面活性剤を含む臭化リチウム
水溶液などの吸収液は、各突条の山部を越えて次の谷部
へと管外表面をスムーズに流れる。

【０００８】また、山部および谷部に沿ってマランゴニ
ー対流が発生するが、谷部には突条の裾部と不連続曲面
を介して連接している溝部があるため、液膜厚みが不連
続的に大きく相違することから、山部と谷部とでは発生
するマランゴニー対流の強さが著しく異なる。

【０００９】したがって、山部で発生するマランゴニー
対流と谷部で発生するマランゴニー対流は強く干渉し合
い、管軸方向に大きな攪乱作用が生じるため、管外表面
での熱交換が大いに促進され、熱交換効率が大幅に向上
する。

【００１０】特に、突条がスパイラル状に形成された伝
熱管においては、吸収液の長手方向における吸収液の入
れ換えが促進されると共に濡れ性が向上するので、吸収
器の冷媒吸収能を向上させる効果が大きい。

【００１１】

【実施例１】本発明になる伝熱管１は管外表面の長手方
向、すなわち管軸方向に山部３を有する複数の突条２が
設けられ、隣接する突条２同士の間の谷部４に、突条２
の裾部と不連続曲面を介して連接する溝部５が設けられ
た構造である。

【００１２】上記伝熱管１の一構成例を図２に基づいて
さらに具体的に説明すると、例えば直径Ｄが１６mmのと
き、突条２の山部３の曲率半径Ｒ１が例えば５．０mm、
溝部５の曲率半径Ｒ２が例えば０．３〜０．５mmに形成
される。

【００１３】上記構成の伝熱管１は例えば図５に示した
ように、吸収式冷凍器の吸収器６の内部に略水平な姿勢
に配管され、管内に通す冷却水によって吸収器６の内部
を冷却し、吸収液の冷媒吸収能を高めるためのものであ
る。

【００１４】伝熱管１の上方にはトレイ７が設けられて
おり、このトレイ７に設けられた多数の滴下孔７ａから
界面活性剤を含んだ臭化リチウム水溶液などの吸収液が
滴下または散布されると、吸収液は各突条２の山部３を
越えて伝熱管１の外表面をスムーズに流れ、管外表面に
マランゴニー対流、すなわち界面活性剤の液膜表面の濃
度分布による表面張力差が生じ、これに起因して張力対
流が発生する。

【００１５】すなわち、図４に示したように各谷部４で
は液膜の厚さＨが厚くなるため、管軸方向に強いマラン
ゴニー対流が発生する。一方、各山部３では液膜の厚さ
ｈが薄いために管軸方向のマランゴニー対流は弱い。そ
して、山部３と谷部４それぞれで発生したマランゴニー
対流が干渉し合い、管軸方向に大きな攪乱作用が発生す
る。

【００１６】特に、本発明の伝熱管１は、谷部４に溝部
５が形成されて液膜の厚さＨがより大きくなる構成であ
るから、吸収液が通常運転時のように所定量滴下してい
るときに強いマランゴニー対流が発生するだけでなく、
起動時などで滴下量が少ないときにも溝部５に液膜厚さ
ΔＨが生じてマランゴニー対流が強くなると云った利点
がある。

【００１７】また、溝部５は曲率半径が０．３〜０．５
mmと小さいが、不連続曲面からの深さが浅いために吸収
液の入れ換わりには全く支障がなく、伝熱管１の外表面
での吸収液の移動が速やかに行われるので、管外表面で
の熱交換が促進され、熱交換効率が顕著に向上する。

【００１８】すなわち、伝熱管１に吸収液が滴下したと
き、管外表面の吸収液は山部３を容易に越えて次の谷部
４へとスムーズに流れ、谷部４の溝部５でも吸収液の入
れ換えがスムーズに行われると共に、吸収液が伝熱管１
の全周に渡って均一に流れることができ、また、山部３
および谷部４に発生したマランゴニー対流が互いに干渉
し合い、管軸方向に大きな攪乱作用が発生して伝熱管１
での熱交換効率が大幅に向上する。

【００１９】上記構成の伝熱管１の特長は、従来普及の
伝熱管との比較においては溝部５に相当する吸収液を増
加させるだけで熱交換率を顕著に改善することができる
と云った点であり、熱交換率を高めた従来の伝熱管との
比較においては吸収液の所要量が少なくて済むと云った
ことである。

【００２０】また、上記構成の伝熱管１は管内面を管外
表面に対応した曲面とすることにより、管内面への冷却
水中のスケール付着を防止できると共に、管内の清掃を
容易に行うことができる。

【００２１】上記構成の伝熱管１は、例えば所要組成の
銅パイプなどを熱間あるいは冷間押し出や引き抜き加工
によって容易に形成することができる。すなわち、各谷
部４に形成する溝部５が、突条２の裾部と不連続曲面を
介して連接する構成であるから、通常の異形管加工技術
によって容易に製造することが可能であり、形状の安定
性にも極めて優れている。

【００２２】図６に例示した伝熱管１は、複数の突条２
が管軸に対して所定の角度αで交差するようにスパイラ
ル状に形成された伝熱管である。溝部５はこの場合も突
条２の裾部と不連続曲面を介して連接しており、突条２
と同じようにスパイラル状に形成されている。

【００２３】突条２と溝部５とがスパイラル状に形成さ
れた伝熱管１は、吸収液の管軸方向の入れ換えが促進さ
れ、濡れ性が向上することから、吸収器の冷媒吸収能が
一層向上すると云った利点がある。

【００２４】図８は、溝部５が三角形の断面に形成され
た他の構成の伝熱管１を示しており、通常の異形管加工
によって容易に製造することができ、図２に例示した溝
部５を有する伝熱管と同様の作用効果が得られる。

【００２５】図９は、溝部５が台形の断面に形成された
他の構成の伝熱管１を示しており、通常の異形管加工に
よって容易に製造することができ、図２に例示した溝部
５を有する伝熱管と同様の作用効果が得られる。

【００２６】図１０は、谷部４が折り曲げ状に形成され
た他の構成の伝熱管１を示しており、突条１の裾部の交
差角度βが例えば１５０度に調整された一例である。こ
のような構成の伝熱管１には吸収液が緩やかな山部３を
容易に越えて流れることができると云った利点がある。
なお、交差角度βは大略９０〜１７０度の範囲とするこ
とが好ましい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明になる吸収器
用伝熱管は、管外表面の谷部と山部とに強さの異なるマ
ランゴニー対流が発生して強く干渉し合うので、管外表
面での熱交換率が向上して熱交換効率が顕著に向上す
る。しかも、谷部に形成する溝部は小さいために吸収液
の所要量が少なくて済むと云った利点がある。さらに、
従来の冷間引き抜き加工や異形管加工によって容易に形
成することができ、しかも形状の安定性に極めて優れて
いると云った大きな利点があり、吸収器の小型化とエネ
ルギー効率を改善する上で顕著な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、各図の内容は次の通りで
ある。

【図１】一実施例の斜視図。

【図２】一実施例の断面図。

【図３】一実施例の正面図。

【図４】吸収液を滴下したときの説明図。

【図５】吸収器の説明図。

【図６】他の実施例の説明図。

【図７】吸収器の他の説明図。

【図８】他の実施例の断面図。

【図９】他の実施例の断面図。

【図１０】他の実施例の断面図。

【符号の説明】

１ 伝熱管 ２ 突条 ３ 山部 ４ 谷部 ５ 溝部 ６ 吸収器 ７ トレイ ７ａ 滴下孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼頭 幸秀 東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内 (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 伊良皆 数恭 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管外表面に吸収液が滴下または散布さ
   れ、管内の冷却水によって管外の吸収液を冷却する吸収
   器用伝熱管において、管外表面の長手方向に複数の突条
   を設けると共に、隣接する突条の山部と山部の間の谷部
   に、突条の裾部と不連続曲面で連接する溝部を設けたこ
   とを特徴とする吸収器用伝熱管。
2. 【請求項２】 管外表面に吸収液が滴下または散布さ
   れ、管内の冷却水によって管外の吸収液を冷却する吸収
   器用伝熱管において、管外表面に複数の突条をスパイラ
   ル状に設けると共に、隣接する突条の山部と山部の間の
   谷部に、突条の裾部と不連続曲面で連接する溝部を設け
   たことを特徴とする吸収器用伝熱管。