JPH0792352B2 - 水平管式蒸発器用伝熱管 - Google Patents

水平管式蒸発器用伝熱管

Info

Publication number
JPH0792352B2
JPH0792352B2 JP60243861A JP24386185A JPH0792352B2 JP H0792352 B2 JPH0792352 B2 JP H0792352B2 JP 60243861 A JP60243861 A JP 60243861A JP 24386185 A JP24386185 A JP 24386185A JP H0792352 B2 JPH0792352 B2 JP H0792352B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat transfer
tube
transfer tube
evaporator
horizontal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60243861A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62106292A (ja
Inventor
由夫 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60243861A priority Critical patent/JPH0792352B2/ja
Publication of JPS62106292A publication Critical patent/JPS62106292A/ja
Publication of JPH0792352B2 publication Critical patent/JPH0792352B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F28F13/185Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
    • F28F13/187Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • F28D5/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation in which the evaporating medium flows in a continuous film or trickles freely over the conduits

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はヒートポンプ装置、冷凍機、低温度差発電プラ
ントなどの水平管式蒸発器に使用される水平管式蒸発器
用伝熱管に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来蒸発器に用いられる伝熱管の被蒸発媒体側の性能向
上策としては、通常の平滑管(本発明書で言うところの
平滑管とは管表面にフィンや溝を成形した表面加工管以
外のものを示す言葉であり、主として通常市販されてい
る引抜き素管を指す)の外壁面もしくは内壁面上に多孔
質層を形成する方法が良く知られており、そのような伝
熱管の製造方法についても金属粉末の焼結加工によるも
の、機械塑性加工によるもの等、種々考案がなされてい
る。そのうち、特に前者の金属粉末の焼結加工を施した
伝熱管においては、金属粉末の大きさ、焼結(多孔質)
層の厚さを適当に選定しさえすれば他の加工法による伝
熱管に比べて格段に良好な伝熱特性が得られることが知
られている。
第12図は金属粉末焼結加工によって得られる伝熱管の従
来例の概略を示す斜視図であり、第13図はその部分拡大
断面図である。第12図、第13図に示す如く、伝熱管14は
通常の平滑管2の外壁面3に多数の金属粉末4を焼結さ
せて多孔質5を形成して作られたものであり、この伝熱
管14内に加熱流体Aを流通して伝熱管14外に接触してあ
る媒体液Fを沸騰蒸発させることができる。このような
伝熱管14は例えば以下に説明する水平管外流下液膜式蒸
発器に使用される。
水平管流下液膜式蒸発器はその原理だけを説明すると第
14図のように蒸発器の蒸発室8内に第12図、第13図で説
明した金属粉末焼結層を有する伝熱管14が複数本水平多
段に配置されており、この各伝熱管14内部に加熱流体A
を流し、各伝熱管14の外面に沿って媒体液Fを膜状に流
下させつつ蒸発させるようにしたものである。従って、
満液式蒸発器において生じるような媒体液の静水頭によ
る蒸発抑制がないため一般に媒体の蒸発圧力が低い蒸発
器に適している。
しかしながら、以上に説明したように第12図、第13図で
示した金属粉末の焼結加工を施された従来の伝熱管を水
平管外流下液膜式蒸発器にそのまま使用しても、次のよ
うな欠点の出る恐れがあり、現実には伝熱管14の持って
いる高い沸騰伝熱特性を十分に発揮させることが出来な
かった。すなわち、この種の伝熱管14においては外面に
付着した媒体液Fの管軸方向への分散作用が通常の平滑
管に比べれば良好であるが、それでもまだ不十分である
ため、第14図に示すように蒸発室8上部の図示しない液
分散装置によって最上段の伝熱管14に媒体液Fが管軸方
向にほぼ均一に振りかけられても、下段の伝熱管14へい
くに従い媒体液Fの液膜の厚さが伝熱管14の管軸方向に
不均一になり、伝熱管14表面上に媒体液に漏れない乾い
た部分、いわゆるドライアウト部15が生じてしまう。し
たがってこのドライブアウト部15は伝熱に寄与しないた
め、伝熱管14全体で実質的な伝熱面積が減少してしま
う。これを補うためには所要伝熱管の本数を多くする必
要があるため、潜在的に高い沸騰伝熱特性を有する伝熱
管14を使用しながら蒸発器をそれほど小型にすることが
出来なかった。また、このような蒸発器は、その性能が
ドライアウト部15の面積の大小に大きく左右されるため
信頼性が低くなる恐れがあった。このドライアウト部15
の発生を防止するには大量の媒体液Fを供給して伝熱管
14外面に流下させればよいわけであるが、この場合には
図示しない蒸発室下部に溜った媒体液Fを再循環させる
ためのポンプの所要動力が大きくなり、ヒートポンプ装
置に使用した場合には成績係数の低下を、また低温度差
発電プラントにおいては正味発電量の減少を招くという
欠点があった。
さて、以上に説明した伝熱管14は平滑管の外壁面に金属
粉末の多孔質層を形成したものであるが、実機蒸発器に
おいては第15図、第16図に示すような平滑管2の内壁面
9に多数の金属粉末4を焼結させて多孔質層5を形成し
た伝熱管14′も使用され、伝熱管14′内に接触してある
媒体液Fを沸騰させることができる。このような伝熱管
14′は通常ヒートポンプ装置、冷凍機などに使用される
水平管内二相流型の蒸発器に用いられる。
しかしながら、第15図、第16図に示した伝熱管をそのま
ま水平管内二相流型の蒸発器に使用した場合には次に説
明する欠点のために現実には伝熱管14′のもっている高
い沸騰伝熱特性を十分に復帰させることが出来なかっ
た。すなわち、水平管内二相流型蒸発器の媒体上流側の
蒸気クオリティ(媒体の全質量流量に対する蒸気質量流
量の比)が比較的小さい領域においては伝熱管14′内に
おける媒体Fの流動様式は第17図に示すような層状流と
なる。層状流とは水平に置かれた伝熱管14′内で媒体蒸
気Gに比べて密度の大きい媒体液Hが管内の下部を流
れ、軽い蒸気Gが管内の上部を流れるという二層分離の
流れである。このような流動様式においては、第17図に
示すように伝熱管14′内壁面の上方側16は乾いた状態
(いわゆるドライアウト状態)となり伝熱面として有効
に作用しないため、伝熱管14′の特性を十分に発揮させ
られず、蒸発器をそれほど小型にすることができなかっ
た。
〔発明の目的〕
本発明は上記の問題点に鑑み創案されたもので、高い伝
熱特性を発揮する水平管式蒸発器用伝熱管を提供するこ
とを目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために本発明は、中空の平滑管の内
壁面あるいは外壁面に金属粉末を焼結させて多孔室層を
形成した伝熱管をほぼ水平に配置し、前記伝熱管で媒体
液の沸騰蒸発を行わせる水平管式蒸発器に用いられる水
平管式蒸発器用伝熱管において、前記多孔質層の表面に
該多孔質層と一体的に形成され、かつ前記伝熱管の管軸
方向に沿って延びる複数の凹凸を前記平滑管の周囲のほ
ぼ全体にわたって設けたことを特徴としている。
〔発明の効果〕
本発明によれば、平滑管の壁面に金属粉末を焼結して多
孔質層を形成した水平管式蒸発器用伝熱管において、多
孔質層の表面に該多孔質層と一体的に形成され伝熱管の
管軸方向に沿って延びる複数の凹凸を平滑管の周囲のほ
ぼ全体にわたって設けているので、液媒体を伝熱管の全
体にわたって供給することが可能となりしたがってドラ
イアウトを防止でき、その多孔質面の有する沸騰伝熱特
性を十分に発揮させることができ、高性能な伝熱管を実
現できる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明に係る伝熱管の一実施例を示す図であ
り、第2図はその部分拡大断面図である。本発明に係る
伝熱管1は第1図、第2図に示す如く平滑管2の外壁面
3にに多数の金属粉末4を焼結させて多孔質層5を形成
して得られたものであり、その多孔質層5の表面6には
凹凸が設けられ、この凹凸は管軸方向に沿った直状の溝
7を多数設けて形成している。このような伝熱管1は管
内に加熱流体を通流して管外に接触してある媒体液を効
率よく沸騰蒸発せしめることができ、例えば以下に説明
する水平管外流下液膜式蒸発器に使用される。本発明に
係る伝熱管1を水平管外流下液膜式蒸発器に使用した場
合の状態を模式的に第3図に示す。図示の如く、第1
図、第2図で説明した本発明の一実施例である伝熱管1
を蒸発器の蒸発室8内に水平多段に配置して伝熱管1内
部に加熱流体Aを流し、伝熱管1の外面に沿って媒体液
Fを膜状に流下させて蒸発させる。第3図において蒸発
室8上部の図示しない液分散装置によって最上段の伝熱
管1に振り掛けられた媒体液Fは各伝熱管1の外面に沿
って膜状に流下する。この時、外伝熱管1では管軸方向
の溝7の作用によって媒体液Fの管軸方向への分散が強
められる。この場合、第1図に示した伝熱管1の上部の
溝7は振り掛けられた媒体液Fを自らの管外表面に分散
させるために作用し、また下部の溝7は媒体液Fを管軸
方向に分散して次段の伝熱管に振り掛ける作用をなすも
のである。なお、それらの中間に位置する側面の溝は両
方の役割を果たす。これによって、伝熱管1の全表面を
伝熱面として有効に利用することが出来、金属粉末の焼
結加工を施した伝熱管1の高い沸騰伝熱特性を十二分に
発揮させることができる。
以上説明したように本発明に係る伝熱管1は水平管外流
下液膜式蒸発器においてドライアウトの発生による実質
的な伝熱面積の減少防止に役立ち、その高い沸騰伝熱特
性を十分に発揮するため、装置の高性能化および小型化
に格段の効力を発揮する。
また、装置の性能がドライアウトの面積に左右されるこ
ともなくなり、高い信頼性も同時に実現できる。
ここで伝熱管1の溝の数、形状および寸法、設置箇所等
は特に限定されるものではなく、第4図に示すように伝
熱管1の上半分にのみ溝7を設けてもよいし、また第5
図のように伝熱管1の上部と下部に一つずつ溝7を設け
てもよい。
以上に説明した用途において、本発明に係る伝熱管は第
6図に示す如くらせん状の溝7′を管外に設けたもので
もよい。この伝熱管1′は先に第1図、第2図で説明し
た実施例同様、平滑管2の外壁面3に多数の金属粉末4
を焼結させて多孔質層5を形成して得られるものである
が、前述の実施例と異なるのは多孔質層5の表面6に設
けられている溝7′が直線状ではなくらせん状になって
いる点である。前述の実施例同様、この溝が媒体液を伝
熱管表面上に拡散案内する機能を持っているため、流下
液膜蒸発用として使用した場合伝熱管の全表面を伝熱面
として有効に利用することが出来、金属粉末の焼結加工
を施した伝熱管の高い沸騰伝熱特性を十分に発揮させる
ことができる。
第7図、第8図は本発明に係る他の実施例を示す図であ
る。これは先に第15図、第16図で説明した水平管内二相
流用の伝熱管を従来技術としており、その構成は第7
図、第8図に示す如く平滑管2の内壁面9に多数の金属
粉末4を焼結させて多孔層5を形成して得られるもので
あり、多孔質層の表面6にはらせん状の溝7′が多数設
けられている。このような構造にすると伝熱管70内を流
れる媒体液Fは旋回力を受けて伝熱管70の内面の上方側
を濡らすことにより、従来水平管内二相流型蒸発器の媒
体上流側、すなわち蒸気クオリティが比較的小さい領域
において生じていたドライアウトを防止し、高い沸騰伝
熱特性を有する伝熱面を有効に使用することができるよ
うになる。水平管内二相流蒸発用の伝熱管としては第7
図、第8図で示した溝7′の代わりに第9図に示す多孔
室層5からなる突起10を伝熱管内面にらせん状に設けて
もほぼ同時効果が得られる。
次に、上記で説明した本発明の水平管式蒸発器用伝熱管
の製造方法について第1図、第2図に示した実施例の伝
熱管1を例にとって説明する。第10図、第11図に示すよ
うに平滑管2と内表面に管軸方向に沿って直線状若しく
はらせん状の溝を設けた型溝11が設けられている型体12
とを組合わせて形成されたる平滑管2と型体12との間の
環状空間13に金属粉末4を充填した後、使用素材によっ
て決まる所定の雰囲気および温度で焼結して平滑管2の
外壁面3に金属粉末4からなる多孔質層5を固着させ、
その後この型体12を取除く。こと方法によれば上述の高
い伝熱特性を有する伝熱管を容易に製作することが可能
であり、その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る伝熱管の構成を示す斜視
図、第2図は第1図に示された実施例の要部の拡大断面
図、第3図は媒体液の流下状態を示す斜視図、第4図乃
至第5図は同実施例の変形例の要部を拡大して示す拡大
断面図、第6図は同実施例の他の変形例を示す斜視図、
第7図は本発明の他の実施例を示す断面図、第8図は第
7図のに示される実施例の要部の拡大断面図、第9図は
同実施例の伝熱管の変形例の要部を拡大して示す拡大断
面図、第10図は本発明の伝熱管の製造方法を説明するた
めの斜視図、第11図は第10図に示される伝熱管を管軸方
向に垂直な面で切って示す断面図、第12図は従来例の伝
熱管を示す斜視図、第13図は従来例の伝熱管の拡大断面
図、第14図は従来例の伝熱管において媒体液の流下状態
を示す斜視図、第15図は従来の伝熱管を示す断面図、第
16図は第15図に示される伝熱管を管軸方向に垂直な面で
切って示す断面図、第17図は第15図に示した従来例の伝
熱管内の媒体の流動状態を示す図である。 1……伝熱管、2……平滑管、3……外壁面 4……金属粉末、5……多孔質層 6……多孔質層の表面、7……溝。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中空の平滑管の内壁面あるいは外壁面に金
    属粉末を焼結させて多孔質層を形成した伝熱管をほぼ水
    平に配置し、前記伝熱管で媒体液の沸騰蒸発を行わせる
    水平管式蒸発器に用いられる水平管式蒸発器用伝熱管に
    おいて、 前記多孔質層の表面に該多孔質層と一体的に形成され、
    かつ前記伝熱管の管軸方向に沿って延びる複数の凹凸を
    前記平滑管の周囲のほぼ全体にわたって設けたことを特
    徴とする水平管式蒸発器用伝熱管
  2. 【請求項2】前記複数の凹凸は螺旋状に形成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の水平管式
    蒸発器用伝熱管。
  3. 【請求項3】前記複数の凹凸は、前記平滑管の内壁面に
    螺旋状に形成されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の水平管式蒸発器用伝熱管。
JP60243861A 1985-11-01 1985-11-01 水平管式蒸発器用伝熱管 Expired - Lifetime JPH0792352B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60243861A JPH0792352B2 (ja) 1985-11-01 1985-11-01 水平管式蒸発器用伝熱管

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60243861A JPH0792352B2 (ja) 1985-11-01 1985-11-01 水平管式蒸発器用伝熱管

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62106292A JPS62106292A (ja) 1987-05-16
JPH0792352B2 true JPH0792352B2 (ja) 1995-10-09

Family

ID=17110059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60243861A Expired - Lifetime JPH0792352B2 (ja) 1985-11-01 1985-11-01 水平管式蒸発器用伝熱管

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0792352B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2524983B2 (ja) * 1986-09-01 1996-08-14 古河電気工業株式会社 小径伝熱管
JPH0330081U (ja) * 1989-08-01 1991-03-25
JP2703665B2 (ja) * 1990-12-27 1998-01-26 三菱電機株式会社 熱交換パイプの製造方法
KR100752636B1 (ko) * 2006-05-02 2007-08-29 삼성광주전자 주식회사 냉장고용 열교환기 및 그 튜브의 제조방법
EP3390948B1 (en) * 2015-12-16 2020-08-19 Carrier Corporation Heat transfer tube for heat exchanger
FR3054651B1 (fr) * 2016-07-29 2018-08-31 Technip France Echangeur de chaleur a tubes verticaux et procede d'echange de chaleur
CN111207619B (zh) * 2020-01-15 2021-04-06 郑州轻工业大学 一种高效沸腾强化换热管及其制作方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58487A (ja) * 1981-06-22 1983-01-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 氷海航行船舶
JPS597764A (ja) * 1982-07-05 1984-01-14 Tokyo Roki Kk 燃料加熱装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62106292A (ja) 1987-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6938680B2 (en) Tower heat sink with sintered grooved wick
US4108239A (en) Heat pipe
JPH0792352B2 (ja) 水平管式蒸発器用伝熱管
JP7189901B2 (ja) ヒートパイプ
JPH02108426A (ja) 熱交換器用高性能伝熱チューブとその製造方法
JP2009168326A (ja) 金属細線、ウイック構造体およびそれを用いたヒートパイプ
JPS5816187A (ja) 熱伝達装置
JP2007017115A (ja) ヒートパイプ
JPS5835388A (ja) 回転式ヒ−トパイプ
JP2663775B2 (ja) 満液式蒸発器
JPS5546331A (en) Heat pipe
JPH0387596A (ja) ヒートパイプ
JPH0444192B2 (ja)
JPS61180884A (ja) 水平管外流下液膜式蒸発器及び沸騰促進伝熱管
JP3566804B2 (ja) フィン付き伝熱管
JPH05214504A (ja) 高性能伝熱管及びその製造方法
JPS5852993A (ja) 多孔質伝熱面
JP7079361B1 (ja) ベーパーチャンバ
JPS6152587A (ja) マイクロヒ−トパイプ
JPH0559357B2 (ja)
JPS5822890A (ja) 交叉螺旋状作動液流路を有するヒ−トパイプ
TWM637251U (zh) 熱管
JPS6226492A (ja) ヒ−トパイプ
JPS59217493A (ja) ヒ−トパイプ
SU1502919A1 (ru) Теплообменник