JPH0961013A - 吸収式冷凍機 - Google Patents

吸収式冷凍機

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JPH0961013A
JPH0961013A JP7236002A JP23600295A JPH0961013A JP H0961013 A JPH0961013 A JP H0961013A JP 7236002 A JP7236002 A JP 7236002A JP 23600295 A JP23600295 A JP 23600295A JP H0961013 A JPH0961013 A JP H0961013A
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JP
Japan
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groove
heat transfer
tube
angle
absorption
Prior art date
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Pending
Application number
JP7236002A
Other languages
English (en)
Inventor
Hajime Yatsuhashi
元 八橋
Osayuki Inoue
修行 井上
Akiyoshi Suzuki
晃好 鈴木
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.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溝付き管の内壁に均一な液膜を形成して伝熱
性能をより向上させた吸収式冷凍機を提供する。 【解決手段】 吸収式冷凍機の吸収器の伝熱管1の内面
に形成されたらせん溝が、その溝直角断面において左右
非対称形状であり、溝の稜線と溝底平面とのなす角度θ
1 とθ2 のいずれか一方が70°〜110°の範囲で他
の一方より小さな角度を有し、螺旋溝のねじれ角が15
°〜45°、その溝ピッチPがP=0.4〜4.0(m
m)、溝の深さ(H)が0.3〜0.7(mm)で構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、伝熱管の内壁に液
を流下させるとともに熱交換用気体を通し、液に気体を
吸収させつつ、伝熱管外の媒体との間で熱交換を行なう
吸収式冷凍機に関する。
【0002】
【従来の技術】吸収式冷凍機は、吸収器、発生器、凝縮
器、蒸発器、熱交換器、それらを接続する溶液経路及び
冷媒経路で冷凍サイクルを形成しているもので、吸収ヒ
ートポンプや吸収冷温水機を含む。このような吸収式冷
凍機の従来例を、図5の空冷吸収器を有する吸収式冷凍
機について説明する。この空冷吸収器は、上部ヘッダ2
と下部ヘッダ4の間にフィン5付きの伝熱管1を上下に
架設し、上部ヘッダ2に蒸気供給管7と液供給管6を、
下部ヘッダ4に液出口管9を設けたものである。液供給
管6により上部ヘッダ2内に流入した液3は、伝熱管1
の内壁に沿って流下し、その間に蒸気供給管7により流
入した蒸気8を吸収する。蒸気吸収の際、希釈熱が発生
するが、この希釈熱は管外に設置した冷却フィン5を通
じて冷却空気10により除去される。
【0003】従来の伝熱管1としては、内面が平滑な平
滑管が一般に採用され、その他に、管内に溝を加工した
加工管(内面溝付管と呼ぶ)が採用されている。従来の
内面溝付管は、図6に示すように溝11の中心が管面に
対して直交するように、つまり、溝11の中心に対して
左右対称に形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、平滑管では管
内に流れが一様に分布せず、偏流して均一に管全体に液
膜を形成することがでないので、液と伝熱管、液と気体
のいずれの接触も不充分となり、伝熱性能が低下する。
また、均一な液膜が形成されていても、液流動の変動に
よって偏流が生じ易く、一度偏流が生じると、均一な液
膜を回復することが困難となる。
【0005】一方、内面溝付管では、溝11に液を保持
して偏流を防止するとともに、伝熱面積を増大させるの
で、平滑管より伝熱性能の向上が見込まれる。しかしな
がら、従来の伝熱管では、垂直に上から下へ流下する液
に対して、溶液を管壁に保持する機能が充分ではない。
従って、図6に示すように、液が溝壁12の先端から落
下するので、液膜形成が不均一となり、偏流防止、伝熱
面積増大の作用が不充分となる結果、十分な熱交換量を
持つ吸収式冷凍機を提供することができなかった。
【0006】本発明は、上記のような従来技術の問題点
に鑑み、溝付き管の内壁に均一な液膜を形成して伝熱性
能をより向上させた吸収式冷凍機を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するための請求項1の発明は、吸収式冷凍機の吸収器の
伝熱管の内面に形成されたらせん溝が、その溝直角断面
において左右非対称形状であり、溝の稜線と溝底平面と
のなす角度θ1 とθ2 のいずれか一方が70°〜110
°の範囲で他の一方より小さな角度を有し、螺旋溝のね
じれ角が15°〜45°、その溝ピッチがP=0.4〜
4.0(mm)、溝の深さ(H)が0.3〜0.7(m
m)で構成されていることを特徴とする吸収式冷凍機で
ある。請求項2に記載の発明は、上記伝熱管の外径(D
0)が15〜31(mm)である請求項1に記載の吸収
式冷凍機である。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の吸収式冷凍機
であり、伝熱管の構造以外は、図5に示した従来のもの
と同様であるので、符号を同じくして説明を省略する。
この伝熱管1は、左右非対称の溝直角断面を有する。図
2は、伝熱管1の溝形状を示した部分断面図である。溝
直角断面を左右非対称にすることにより、図1に示すよ
うに溝稜線部(MR)と溝底平面のなす角度θ1 を70
°前後まで起こすことができる。
【0009】通常、左右対称の溝形状では、加工上の問
題からこのθ1 の角度は110°〜115°が限界であ
り、溝付けプラグの破損や拡管時に溝形状が変形するな
どの問題がある。しかしながら、本発明の吸収式冷凍機
の伝熱管1の溝11の形状は左右非対称であるため、θ
1 を70°前後まで起こしてもθ2 を140°以上の角
度にすることにより、実質的な山頂角αの値を30°以
上に設定することが可能であり、従来発生していた加工
上の問題を解決することができる。またθ1 の角度を7
0°前後まで起こすことにより、低流量域においては溝
稜線部(MR)上での吸収液の保持力を飛躍的に増大さ
せ、高流量域においては角度θ1 を70°近くまで起こ
しているために従来の形状よりも液膜撹拌能力に優れた
伝熱管を提供できる。
【0010】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
溝付プラグを用いた転造加工により、外径15,19,
25,31mmの溝付管を作成した。この伝熱管の溝形
状は図2に示したとおりであり、内面に形成されている
溝の各寸法値は特許請求の範囲に示した通りである。
【0011】図3に、本発明の吸収式冷凍機と従来型の
吸収式冷凍機の性能を比較するために、それぞれの伝熱
管の物質伝達率を吸収式伝熱管評価装置で測定した結果
を示す。従来品である三角山の伝熱管は、外径19m
m,山高さH=0.3mm,溝ピッチP=0.6mm,
溝ねじれ角15°,θ1=θ2−115°である。一方、
本発明の吸収式冷凍機に用いた伝熱管は、外径19m
m,山高さH=0.3mm,溝ピッチP=0.6mm,
溝ねじれ角15°で一定とし、溝稜線と溝底平面のなす
角度を、第1例:θ1=70°,θ2=140°,第2
例:θ1=80°,θ2=130°;第3例:θ1=9
0,θ2=120°;第4例:θ1=100°,θ2=1
10°と変化させた。なお、液膜流量は、以下の式で算
出した。
【0012】従来型の吸収式冷凍機と比較して、本発明
の吸収式冷凍機の性能は全流量域において向上してお
り、特に低流量域での性能上が顕著であった。これは伝
熱管1の内面に形成されている溝11が溝直角断面にお
いて左右非対称形状であることに関係する。
【0013】図4(a)は、本発明の吸収式冷凍機の伝
熱管1の管軸に平行な断面を示したもので、前記の点に
関してこの図を用いて説明する。溝稜線(ML1 )と溝
底平面のなす角度が90°前後まで起きているので、特
に吸収液の流量が少なくなった時に、この溝稜線(ML
1 )上での吸収液の保持力が他の形状のものと比較して
大きくなるため、吸収液が形成された溝に沿って順次流
れ、有効伝熱面積の増大に伴って性能が向上する。
【0014】図4(b)は、図4(a)と同様、本発明
の吸収式冷凍機の伝熱管1の管軸に平行な断面を示した
もので、溝稜線(ML2 )と溝底平面のなす角度を70
°前後まで起こすことにより吸収液の保持力を飛躍的に
増大させ、少流量時における吸収液の流路をほぼ完全に
コントロールし、溝稜線(ML2 )上での吸収液の撹拌
を促進し熱伝達率と物質伝達率が向上する。図6は、従
来の伝熱管の管軸に沿った断面を示したもので、溝稜線
(ML3 )と溝底平面のなす角度が加工上の問題から1
10°以上になるため低流量域での吸収液の保持力が小
さくなり、溝稜線(ML3 )上での液膜保持が困難にな
るため吸収液の液膜切れの発生により有効伝熱面積が減
少し性能が低下する。
【0015】表1は外径15,19,25,31mmの
各内面溝付管において、山高さH=0.3mm,溝ピッ
チP=0.6mm,溝稜線と溝底平面のなす角度θ1=
90°,θ2=130°で一定にし、溝ねじれ角を10
°〜50°まで変化させたときの性能値を示したもので
ある。各溝付管の性能は15〜40°の間で良好な性能
を維持しているのがわかる。
【表1】
【0016】表2は外径15,19,25,31mmの
各内面溝付管において、溝ピッチP=0.6mm,溝稜
線と溝底平面のなす角度θ1=90°,θ2=130
°,溝ねじれ角15°で一定にし、山高さ(H)を0.
1〜0.9mmまで変化させた時の性能値を示したもの
である。これによると山高さが0.2mmより小さくな
ると吸収液の膜厚より低くなってしまい、吸収液で溝部
が埋まるために水蒸気と吸収液の接触面積が減少し、伝
熱性能の低下を招いてしまう。また0.7mmより高く
なると吸収液の膜厚よりも山が高くなりすぎるため、山
全体を吸収液で濡らすことが困難になるために性能が低
下しているのがわかる。
【表2】
【0017】表3は外径15,19,25,31mmの
各内面溝付管において、溝稜線と溝底平面のなす角度θ
1=90°,θ2=130°,溝ねじれ角15°,山高
さH=0.3mmで一定にし、溝ピッチを0.4〜4.
0mmまで変化させた時の性能値を示したものである。
溝ピッチが0.4mmより小さいと溝部における吸収液
の膜厚が厚くなり、熱抵抗の増大に伴って性能の低下を
招いてしまい、4.0mmより広くなると管内で頻繁に
吸収液の液膜切れが発生し、有効伝熱面積の減少に伴い
性能が低下していた。
【表3】
【0018】以上の結果より、本発明の吸収式冷凍機
は、優れた吸収液の保持力と液膜撹拌能力を有し、吸収
液の各流量全域において従来品より優秀な性能を示すこ
とが判明した。
【0019】
【発明の効果】本発明の吸収式冷凍機によれば、伝熱管
の内壁面に連続する複数の溝を設け、その溝形状を溝直
角断面が左右非対称形にし、溝の稜線と溝底平面とのな
す角度が他の一方より小さな角度を有する溝側面が吸収
液の流れてくる方向に対するよう設置することによっ
て、特に低流量域での優れた吸収液の保持力と撹拌力を
あわせ持ち、これにより熱伝達および物質伝達が向上す
るので熱交換性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の吸収式冷凍機の断面図である。
【図2】本発明の吸収式冷凍機の伝熱管の断面図であ
る。
【図3】従来例と本発明の吸収式冷凍機の性能を比較し
て示すグラフである。
【図4】本発明による伝熱管の管軸に平行な部分断面図
である。
【図5】従来例の吸収式冷凍機の断面図である。
【図6】従来例の吸収式冷凍機の断面図である。
【符号の説明】
1 伝熱管 2 上部ヘッダ 4 下部ヘッダ 11 溝 α 山頂角 P 溝ピッチ H 山高さ MR 溝の稜線 θ1 溝の稜線と溝底平面のなす角度 θ2 溝の稜線と溝底平面のなす角度 ML1 管軸に平行な溝断面における溝の稜線 ML2 管軸に平行な溝断面における溝の稜線 ML3 管軸に平行な溝断面における溝の稜線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸収式冷凍機の吸収器の伝熱管の内面に形
    成されたらせん溝が、その溝直角断面において左右非対
    称形状であり、溝の稜線と溝底平面とのなす角度θ1
    θ2のいずれか一方が70°〜110°の範囲で他の一
    方より小さな角度を有し、螺旋溝のねじれ角が15°〜
    45°、その溝ピッチがP=0.4〜4.0(mm)、
    溝の深さ(H)が0.3〜0.7(mm)で構成されて
    いることを特徴とする吸収式冷凍機。
  2. 【請求項2】 上記伝熱管の外径(D0)が15〜31
    (mm)である請求項1に記載の吸収式冷凍機。
JP7236002A 1995-08-22 1995-08-22 吸収式冷凍機 Pending JPH0961013A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002115933A (ja) * 2000-10-10 2002-04-19 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 吸収器用伝熱管
CN106595372A (zh) * 2016-11-17 2017-04-26 浙江耐乐铜业有限公司 一种直内螺纹换热铜管
CN106643271A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 浙江耐乐铜业有限公司 一种复齿型换热铜管

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