JPH0723819B2 - 吸収器用伝熱管 - Google Patents

吸収器用伝熱管

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JPH0723819B2
JPH0723819B2 JP62140664A JP14066487A JPH0723819B2 JP H0723819 B2 JPH0723819 B2 JP H0723819B2 JP 62140664 A JP62140664 A JP 62140664A JP 14066487 A JP14066487 A JP 14066487A JP H0723819 B2 JPH0723819 B2 JP H0723819B2
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absorption
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忠男 大谷
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプ等の吸収器
に使用される伝熱管に関するものである。
[従来技術とその問題点] 吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプ等における吸収器
は、密閉容器内に、水平あるいは垂直に多数の伝熱管を
配置して構成される。この場合、伝熱管の外側には吸収
液、例えばLiBr水溶液(濃度約60質量%)が滴下散布さ
れ、蒸発器で発生した水蒸気を吸収させると同時に、吸
収時の熱を管内を流れる冷却水により取去るように作用
する。
吸収は蒸発器での蒸発圧力と、伝熱管の表面に滴下され
た吸収液の飽和蒸気圧との圧力差によって生じ、この圧
力差が大きければ能力は向上する。又、吸収液は温度が
低いほど、あるいは濃度が高いほど飽和蒸気圧が低く、
圧力差が大きくなって吸収能力の向上に寄与する。従っ
て、この種の伝熱管には熱の移動と吸収液内へ凝縮した
水が拡散する物質移動の両面の向上が要求される。しか
し、これまでの吸収機構については不明な点が多く、伝
熱管としては平滑管が主流となっている。
一方、吸収器では伝熱管が水平に配置され、吸収液が上
方から滴下される方式が主流である。この際、管表面上
を流れる吸収液は薄膜状となり、さらに伝熱抵抗の減
少、機器の効率向上のため、より薄膜化の方向に進んで
いる。しかし、吸収においては、熱移動よりも物質移動
が律速となる。従って、現状の薄膜流下方式では伝熱を
促進させることよりも物質移動の促進を図らなければ吸
収性能の飛躍的向上は望めない。そのため最近、伝熱面
積を増加させると同時に吸収液の薄膜化を図る目的で、
ローフィンチューブ等の加工管を使用する試みがなされ
ているが、これでも伝熱管の増加に見合うまでの吸入能
力の向上には至っていない。
吸収器は、機器の性能を左右する重要なコンポーネント
であるため、今後機器の小形化、高性能化を図る上で吸
収器を高性能化することが大きな意味をもつ。従って、
伝熱管の高性能化が重要なポイントであり、特に吸収過
程における物質移動の促進を図る必要がある。
[発明の目的] 商用の吸収式冷凍機、吸収式ヒートポンプ等の吸収液に
はジエチルヘキサノール等の界面活性剤が加えられてい
る。これは吸収能力を向上させる方法として経験的に知
られている。
本発明では、このような界面活性剤を添加した吸収液を
用いる吸収器であっても飛躍的な性能向上を図ることの
できる新規な伝熱管を提供することにある。
[発明の概要] 発明者等は伝熱性能と共に物質伝熱性能についても研
究、実験を重ねた結果、伝熱管表面上の吸収液膜内で対
流が発生すると、熱と共に、特に物質移動が大幅に促進
されることがわかった。伝熱管表面上の溶液は水蒸気と
接する面では水蒸気を吸収して低濃度となるが、深さ方
向への移動は拡散だけではあまり進展しない。そこで対
流が発生すれば液膜内での撹拌が発生し、溶液表面だけ
が低濃度となって吸収を抑制することはなくなり性能が
向上する。
又、一般に対流は界面活性剤の添加による表面張力差に
より引き起こされ、溶液の厚さが大きい方が発生しやす
いことが知られている。
本発明では管の表面に、管軸方向に延びる深さの大きい
複数の溝を設けることにより溶液中に対流を発生させる
ための厚い液膜を形成させると同時に、前記溝と交差す
る浅いらせん溝を設けることにより円周方向へも溶液を
分配して流し、円周方向に流れる液の膜厚を変化させる
ことにより液の攪拌を促進させて熱・物質移動が大幅に
促進されるようにしている。
尚、溝の深さは、深い方が0.5〜5mm、浅い方が0.1〜2.5
mm程度の範囲であることが望ましい。
[実 施 例] 本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図及び第2図は、外径19mmの伝熱管用銅管の表面
に、管軸方向に延びる深さ1mmの溝2を円周上等分に20
条設けると共に、深さ0.5mm、らせん角度30゜のらせん
溝3を円周上等分に30条設けて伝熱管とした場合を示し
ている。
この伝熱管1について、第3図に示すような性能測定装
置4の吸収器部5に、24本を有効長300mmで3列8段に
組込んで性能測定した。
実験は、40℃の吸収液(濃度58wt%LiBr水溶液:添加剤
なし)6を滴下管7のノズルから滴下し、伝熱管1内に
28℃の冷却水8を流す一方、蒸発器部10内の伝熱管11に
冷媒(水)12を滴下管15のノズルから滴下し、蒸発温度
が10℃で一定となるよう蒸発器部10の伝熱管11内へ流す
水13の流量をコントロールした。
この実験方法では、吸収器部5の伝熱管1の性能が良け
れば、水蒸気14の吸収量が多くなり、蒸発器部10での水
13の冷却能力が向上する。
第4図に測定結果を示す。尚、横軸の液膜流量(Γ)は
管の片側を流れる単位長さなりの流量を表わす。
第4図の結果から、Γ=0.015kg/m・sにおいて約1.4倍
平滑管に対して冷却性能が向上することが判る。これは
前述したように、本発明の伝熱管では滴下された液が深
い溝2内に停留したことによる対流の発生と浅い溝3に
沿って流れる円周方向への液の膜厚が随時変化すること
による攪拌効果により熱・物質伝達が大幅に促進された
ことによるものと予想できる。
尚、図示例は、管内側は平滑な場合を示したが、内面は
溝や突起の付いた加工面としても差支えない。
[発明の効果] 本発明の伝熱管は、深さの大きい溝を設けて滴下された
液の膜厚を厚く保持させ対流を発生させると同時に、浅
いらせん溝を設けることにより円周方向にへ液を分配
し、その溝に沿って流れる液の膜厚を随時変化させた液
の攪拌を促進させ、熱・物質伝達を大幅に向上させたも
のであるから、これを用いる吸収式冷凍機、吸収式ヒー
トポンプ等の吸収器の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る伝熱管の一実施例を示す横断面
図、第2図は正面図、第3図は、伝熱管の性能測定に用
いた装置の概略図、第4図は実施例の伝熱管の性能測定
結果を示すグラフである。 1:伝熱管、 2:深い溝、 3:浅いらせん溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大泉 清 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内 (56)参考文献 実開 昭57−100161(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】密閉容器内に水平に配置され、外側に吸収
    液が滴下され、内側に冷却水が流される吸収器の伝熱管
    であって、外表面に、管軸方向に延びる複数の深い溝
    と、該溝と交差する前記溝より浅い複数のらせん溝を有
    することを特徴とする吸収器用伝熱管。
JP62140664A 1987-06-04 1987-06-04 吸収器用伝熱管 Expired - Fee Related JPH0723819B2 (ja)

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JPH09257382A (ja) * 1996-03-21 1997-10-03 Furukawa Electric Co Ltd:The 伝熱管およびその製造方法

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