JPH06317362A - 管内吸収式縦型吸収器用伝熱管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、管内吸収式縦型吸収器の吸収
能力を向上させることのできる伝熱管を提供することに
ある。 【構成】本発明の伝熱管は、内壁に吸収液を流下させ、
内部に冷媒上記を通し、外側を冷却媒体にて冷却し、前
記吸収液に前記冷媒蒸気を吸収させる吸収器に用いられ
る伝熱管の内面に、管軸と交差する方向に断続する凸部
を設けると共に、内面にピッチが前記凸部のピッチより
小さなフィンを螺旋状に連続して設けた構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収冷凍機や吸収ヒー
トポンプ等に用いる吸収器、特に管内で吸収液に冷媒蒸
気を吸収させる管内吸収式縦型吸収器に適した伝熱管に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】吸収冷凍機や吸収ヒートポンプ等におけ
る吸収器は、蒸発器で発生した水蒸気を高濃度の臭化リ
チウムのような吸収液に吸収させ、発生する吸収熱を伝
熱管を通して除去するものである。

【０００３】この吸収器としては、密閉容器内に多数の
伝熱管を水平あるいは垂直に配置し、吸収液を伝熱管の
外側に滴下又は散布し、伝熱管の内側に冷却水を流して
吸収液を冷却する形式のものが一般的であるが、垂直に
配した伝熱管の内壁に吸収液を流下させ、内側を通る水
蒸気と接触させて吸収液を伝熱管の外側から水や空気で
冷却する形式のものも実用されている。

【０００４】近年、空調機器の空冷化に伴い、吸収冷凍
機や吸収ヒートポンプ等の吸収器も空冷式のものが要求
されるようになって来ている。

【０００５】これは、空冷であれば管外面での伝熱面積
が広くとれることに起因しているが、管内吸収式の吸収
器用伝熱管としては、従来、内面平滑管が用いられてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】管内吸収式の吸収器を
空冷とする場合、冷却空気の温度を水の場合ほど低くす
ることは難しい。また、空気は比熱、熱伝導率がともに
水より小さいことから、冷却効率が水より低く、伝熱管
の外側に伝熱フィンを設けたにしても、伝熱管内の吸収
液の温度は、水冷の場合より高くなる。

【０００７】吸収液による水蒸気の吸収は、蒸発器から
供給される水蒸気の圧力と管壁を流れる吸収液の飽和蒸
気圧との差によって生じる。そして吸収液の温度が低い
ほど、また濃度が高いほど吸収液の飽和条気圧は低くな
ることから、水蒸気との圧力差が大きくなり、吸収能力
が向上することになる。従って、管内吸収式の吸収器を
空冷とする場合、水冷式よりも吸収能力が低下してしま
う恐れがある。

【０００８】本発明の目的は、管内吸収式縦型吸収器の
吸収能力を向上させることのできる伝熱管を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、伝熱管
として、内面に管軸と交差する方向に断続する凸部と、
管軸方向に螺旋状に連続し、ピッチが前記凸部のピッチ
よりも小さなフィンを設けたものを用い、吸収現象特有
の熱移動と物質移動という２つの現象を大幅に向上させ
たものである。

【００１０】

【作用】管の内面にピッチの小さな螺旋状フィン設けた
場合、管の内壁を流下する吸収液は、内面の微細なフィ
ン部に沿って流れ、これが支配的となって完璧に沿った
旋回流となるが、内面に前記フィンより大きなピッチで
管軸と交差する方向に断続する凸部を付加すると、その
凸部の存在により、流下する吸収液が管の円周方向に別
れるように流動し、凸部連続的に設けた場合に比べて撹
拌効果が向上し、その結果、熱伝達及び物質伝達が向上
して管内吸収式縦型吸収器の性能を向上させることがで
きる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明に係る伝熱管の概略を示す縦
断面で、図中、１は伝熱管本体、２はその伝熱管本体の
内面に所定のピッチと捩れ角をもって螺旋状に連続して
形成された微細なフィン、３は内面に前記フィン２のピ
ッチより大きいピッチをもって螺旋状に断続して形成さ
れた凸部を示し、この凸部３は、内面にフィン２が形成
された伝熱管の管壁を外周から断続的に変形させること
によって形成されている。この凸部３は、螺旋状でな
く、リング状に形成されていてもよい。

【００１２】具体例として、外径１５．８８ｍｍ、内径
１４．４ｍｍの銅管本体１の内面に、高さ０．３ｍｍ、
山数７５、捩れ角１８°の微細なフィン２と、高さ０．
６ｍｍ、直径にして約２ｍｍ、軸方向ピッチ７ｍｍ、円
周方向ピッチ４．５ｍｍの凸部３を有するものを用意し
た。

【００１３】この伝熱管について、有効長１００４ｍｍ
として、図２に示す性能測定装置の吸収器５に組み込ん
で性能測定を行った。

【００１４】図２において、Ｐは性能測定に供せられる
伝熱管、４は吸収液槽（槽内には吸収液として、ＬｉＢ
ｒ水溶液が収容されている）、５は外管５１及び伝熱管
Ｐによって構成される吸収器、５２は水蒸気を吸収して
希釈した吸収液の流路、６は蒸発器（器内には水が収容
されている）、６１は蒸発用ヒータ、６２は水蒸気の流
路、７は水蒸気を吸収して希釈した吸収液を貯蔵するタ
ンク、７１は温度調整用ヒータ、８は流量計、９（９
１、９２）は密度計である。

【００１５】この性能測定装置において、吸収器５では
冷却水を給水路５３から排水路５４へ通して外周から伝
熱管Ｐを冷却する。また、蒸発器６では蒸発用ヒータ６
１により器内に収容された水を蒸発させ、水蒸気を流路
６２を通して伝熱管Ｐに供給する。他方、吸収液槽４か
ら伝熱管Ｐ内にその壁を流下するように吸収液を供給す
る。伝熱管Ｐ内で水蒸気を吸収した吸収液は流路５２を
経てタンク７に戻るが、途中、密度計９１により希釈さ
れた吸収液の密度が測定される。タンク７では温度調整
用ヒータ７１によって吸収液が所定濃度のものとして再
生され、槽４に還流する。

【００１６】本例においては、温度４０°の吸収液（界
面活性剤を含まない、濃度５８重量％のＬｉＢｒ水溶
液）を吸収器５の上方から供給してその内壁を伝わるよ
うに流下させ、給水路５３からは温度２８℃の冷却水を
向流させると同時に、蒸発器６から水蒸気を供給した。
このとき、蒸発温度が１０℃で一定となるように蒸発用
ヒータ６１を調整した。

【００１７】上記の測定実験の結果を、他の伝熱管の測
定結果と共に図３に示す。

【００１８】尚、曲線Ｂは、凸部が高さ０．５ｍｍ、ピ
ッチ６ｍｍである以外は前記と同じ伝熱管のものであ
り、曲線Ｃは、凸部を省略し内面フィンだけにした伝熱
管のものである。

【００１９】図３の結果から、本発明に係る伝熱管
（Ａ）は、液膜流量が０．３ｋｇ／ｍｓの場合で比較す
ると、内面平滑管（Ｄ）に比べて３０％向上し、内面に
微細なフィンと連続する凸部を設けた管（Ｂ）の向上率
２５％より５％高く、大幅な性能向上が期待できること
が判る。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る伝熱管によれば、内面に微細な螺旋状フィン以外
に、このフィンよりピッチの大きい凸部を断続的に設け
ることにより、吸収液の撹拌及び伝熱面積の増大が図ら
れ、熱伝達及び物質移動の双方が大幅に向上し、これを
用いる管内吸収式吸収器の性能を一段と向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る伝熱管の一実施例の概要を示す縦
断面図。

【図２】伝熱管の性能測定装置の概略を示す説明図。

【図３】本発明に係る伝熱管の冷凍能力と液膜流量の関
係を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 伝熱管本体 ２ 微細なフィン ３ 断続的な凸部 ４ 吸収液槽 ５ 吸収器 ６ 蒸発器 ７ 吸収液貯蔵タンク ８ 流量計 ９１、９２ 密度計

【手続補正書】

【提出日】平成４年６月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】尚、曲線Ｂは、内面に微細なフィン と連続
する凸部を設けた菅であって、連続した凸部が高さ０．
５mm、ピッチ６mmである以外は前記と同じ伝熱管のもの
であり、曲線Ｃは、凸部を省略し内面フィンだけにした
伝熱管のものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内壁に沿って吸収液を流下させ、内側に冷
   媒蒸気を通し、外側を冷却媒体で冷却して前記吸収液に
   前記冷媒蒸気を吸収させる管内吸収式縦型吸収器に用い
   る伝熱管であって、管内面に管軸と交差する方向に断続
   する凸部を有すると共に、管内面に管軸方向に螺旋状に
   連続し、ピッチが前記凸部のピッチよりも小さなフィン
   を有することを特徴とする伝熱管。