JPH11257888A - 流下液膜式蒸発器用伝熱管 - Google Patents
流下液膜式蒸発器用伝熱管Info
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- JPH11257888A JPH11257888A JP10063771A JP6377198A JPH11257888A JP H11257888 A JPH11257888 A JP H11257888A JP 10063771 A JP10063771 A JP 10063771A JP 6377198 A JP6377198 A JP 6377198A JP H11257888 A JPH11257888 A JP H11257888A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷媒の液膜の蒸発性能が高く、蒸発伝熱性能
が優れた流下液膜式蒸発器用伝熱管を提供する。 【解決手段】 伝熱管１は管内面に凸状に形成され適長
間隔で螺旋状に延びるリブ５と、管外面に形成され適長
間隔で螺旋状に延びる凹部２と、管外面に形成され螺旋
状に配列された複数個の独立した突起６とを有する。突
起６は、その上面が管内面のリブ５に整合する部分７が
リブ間の領域に整合する部分８よりも低くなるように凹
んでいる。また、管外面の凹部２と、管内面のリブ５と
は夫々相互に整合する位置に形成されている。突起６
は、高さが０．２０乃至０．４０ｍｍの四角錐台状をな
し、上面と底面との面積比（Ａ）が０．２５≦Ａ≦０．
４０である。また、管軸直交断面から見て、突起６の上
面における凹部分８のピッチ（Ｐ）が５．７５≦Ｐ≦
６．７５ｍｍである。また、リブ５の管軸方向となす角
度θは４０°≦θ≦４４°である。
が優れた流下液膜式蒸発器用伝熱管を提供する。 【解決手段】 伝熱管１は管内面に凸状に形成され適長
間隔で螺旋状に延びるリブ５と、管外面に形成され適長
間隔で螺旋状に延びる凹部２と、管外面に形成され螺旋
状に配列された複数個の独立した突起６とを有する。突
起６は、その上面が管内面のリブ５に整合する部分７が
リブ間の領域に整合する部分８よりも低くなるように凹
んでいる。また、管外面の凹部２と、管内面のリブ５と
は夫々相互に整合する位置に形成されている。突起６
は、高さが０．２０乃至０．４０ｍｍの四角錐台状をな
し、上面と底面との面積比（Ａ）が０．２５≦Ａ≦０．
４０である。また、管軸直交断面から見て、突起６の上
面における凹部分８のピッチ（Ｐ）が５．７５≦Ｐ≦
６．７５ｍｍである。また、リブ５の管軸方向となす角
度θは４０°≦θ≦４４°である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管外面に冷媒を流
下して管外面に液膜を形成し、冷媒を蒸発させることに
より管内を通流する流体との間で熱交換を行う流下液膜
式蒸発器用伝熱管に関する。
下して管外面に液膜を形成し、冷媒を蒸発させることに
より管内を通流する流体との間で熱交換を行う流下液膜
式蒸発器用伝熱管に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸収式冷温水機等の流下液膜式蒸発器で
は、伝熱管の外周面に冷媒を流下させて管内を通流する
例えば水と前記冷媒との間で熱交換させ、管内の水を冷
却している。伝熱管に接触した冷媒は、伝熱管表面を濡
れ拡がり、低い圧力で蒸発して伝熱管の伝熱面から熱を
奪うことにより、伝熱管内部の水を冷却する。
は、伝熱管の外周面に冷媒を流下させて管内を通流する
例えば水と前記冷媒との間で熱交換させ、管内の水を冷
却している。伝熱管に接触した冷媒は、伝熱管表面を濡
れ拡がり、低い圧力で蒸発して伝熱管の伝熱面から熱を
奪うことにより、伝熱管内部の水を冷却する。
【０００３】このように、流下液膜式伝熱管において
は、管外面に冷媒として例えば純水を散布し、管内に冷
水を通流させる。そして、管外面に冷媒の液膜を形成
し、この冷媒が蒸発することにより、管内を通流する冷
水を冷却する。この場合に、伝熱管の表面に濡れ拡がっ
た冷媒が蒸発する際に、伝熱面から気化熱を奪うため、
効率的に管内の水を冷却するためには、伝熱管と冷媒と
の接触面積、即ち、伝熱面（管外面）の面積を可及的に
増大させることが必要である。
は、管外面に冷媒として例えば純水を散布し、管内に冷
水を通流させる。そして、管外面に冷媒の液膜を形成
し、この冷媒が蒸発することにより、管内を通流する冷
水を冷却する。この場合に、伝熱管の表面に濡れ拡がっ
た冷媒が蒸発する際に、伝熱面から気化熱を奪うため、
効率的に管内の水を冷却するためには、伝熱管と冷媒と
の接触面積、即ち、伝熱面（管外面）の面積を可及的に
増大させることが必要である。
【０００４】このような流下液膜式伝熱管として、本願
出願人は外面にフィンを多数設けた伝熱管を提案した
（特開平７−７１８８９号公報）。この従来の伝熱管
は、管外面に管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びる
フィンを設け、フィンの頂部にフィンに沿って溝部を設
けたものであり、更にこのフィンの上半部を区切る切欠
部を所定のピッチで設けたものである。前記溝部の両側
壁間のなす角度は７０乃至１５０°である。
出願人は外面にフィンを多数設けた伝熱管を提案した
（特開平７−７１８８９号公報）。この従来の伝熱管
は、管外面に管軸方向に直交又は傾斜する方向に延びる
フィンを設け、フィンの頂部にフィンに沿って溝部を設
けたものであり、更にこのフィンの上半部を区切る切欠
部を所定のピッチで設けたものである。前記溝部の両側
壁間のなす角度は７０乃至１５０°である。
【０００５】この伝熱管は、冷媒の濡れ拡がり性が優れ
ていると共に、伝熱表面積が大きく、伝熱性能が従前よ
りも優れているという利点を有する。
ていると共に、伝熱表面積が大きく、伝熱性能が従前よ
りも優れているという利点を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の伝熱管においては、所期の目的は達成されたもの
の、以下に示すように、近時ますます高性能が要求され
る蒸発器用伝熱管として、その伝熱性能が十分なもので
はなくなってきた。即ち、この従来の伝熱管は、フィン
の長手方向に沿って溝部を設けているので、フィンを長
手方向に直交する断面でみると、フィンの上半部がＹ字
状に２分割され、しかもこのフィンの分割角度が７０乃
至１５０°である。このため、この分割部分が結果的に
フィン間に形成される溝を塞ぐので、フィン間の溝への
冷媒の濡れ広がり性が悪く、液膜が厚く形成されてしま
い、蒸発性能が低下する。
従来の伝熱管においては、所期の目的は達成されたもの
の、以下に示すように、近時ますます高性能が要求され
る蒸発器用伝熱管として、その伝熱性能が十分なもので
はなくなってきた。即ち、この従来の伝熱管は、フィン
の長手方向に沿って溝部を設けているので、フィンを長
手方向に直交する断面でみると、フィンの上半部がＹ字
状に２分割され、しかもこのフィンの分割角度が７０乃
至１５０°である。このため、この分割部分が結果的に
フィン間に形成される溝を塞ぐので、フィン間の溝への
冷媒の濡れ広がり性が悪く、液膜が厚く形成されてしま
い、蒸発性能が低下する。
【０００７】更に、フィンがその長手方向に直交する方
向に延びる切欠部で分断されている。そして、この切欠
部の深さが前記溝部と同様にフィンの高さに比して浅い
ため、管軸方向への濡れ拡がり性が十分ではない。この
ため、液膜が厚く形成され、蒸発性能が低下する。
向に延びる切欠部で分断されている。そして、この切欠
部の深さが前記溝部と同様にフィンの高さに比して浅い
ため、管軸方向への濡れ拡がり性が十分ではない。この
ため、液膜が厚く形成され、蒸発性能が低下する。
【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、冷媒の液膜の蒸発性能が高く、蒸発伝熱性
能が優れた流下液膜式蒸発器用伝熱管を提供することを
目的とする。
のであって、冷媒の液膜の蒸発性能が高く、蒸発伝熱性
能が優れた流下液膜式蒸発器用伝熱管を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る流下液膜式
蒸発器用伝熱管は、管内面に凸状に形成され適長間隔で
螺旋状に延びるリブと、管外面に形成され適長間隔で螺
旋状に延びる凹部と、管外面に形成され螺旋状に配列さ
れた複数個の独立した突起と、を有し、前記突起は、そ
の上面が前記管内面の前記リブに整合する領域がリブ間
の領域に整合する領域よりも低くなるように凹んでいる
ことを特徴とする。
蒸発器用伝熱管は、管内面に凸状に形成され適長間隔で
螺旋状に延びるリブと、管外面に形成され適長間隔で螺
旋状に延びる凹部と、管外面に形成され螺旋状に配列さ
れた複数個の独立した突起と、を有し、前記突起は、そ
の上面が前記管内面の前記リブに整合する領域がリブ間
の領域に整合する領域よりも低くなるように凹んでいる
ことを特徴とする。
【００１０】この流下液膜式蒸発器用伝熱管において、
前記管外面の凹部と、前記管内面のリブとが夫々相互に
整合する位置に形成されていることが好ましい。また、
前記突起は、例えば、高さが０．２０乃至０．４０ｍｍ
の四角錐台状をなすものである。更に、前記突起は、上
面と底面との面積比（Ａ）が０．２５≦Ａ≦０．４０で
あることことが好ましい。更にまた、管軸直交断面から
見て、独立した前記突起の上面における凹部のピッチ
（Ｐ）が５．７５≦Ｐ≦６．７５ｍｍであることが好ま
しい。更にまた、前記リブの管軸方向となす角度θが４
０°≦θ≦４４°であることが好ましい。更にまた、前
記突起の管軸方向のピッチＰＦが０．８９≦ＰＦ≦１．
１２ｍｍであることが好ましい。
前記管外面の凹部と、前記管内面のリブとが夫々相互に
整合する位置に形成されていることが好ましい。また、
前記突起は、例えば、高さが０．２０乃至０．４０ｍｍ
の四角錐台状をなすものである。更に、前記突起は、上
面と底面との面積比（Ａ）が０．２５≦Ａ≦０．４０で
あることことが好ましい。更にまた、管軸直交断面から
見て、独立した前記突起の上面における凹部のピッチ
（Ｐ）が５．７５≦Ｐ≦６．７５ｍｍであることが好ま
しい。更にまた、前記リブの管軸方向となす角度θが４
０°≦θ≦４４°であることが好ましい。更にまた、前
記突起の管軸方向のピッチＰＦが０．８９≦ＰＦ≦１．
１２ｍｍであることが好ましい。
【００１１】本発明においては、管外面に例えば四角錘
台状の独立した突起が螺旋状に配置されており、この突
起の上面は管内面のリブに相当する領域が凹み、高さが
高い部分と、低い部分とが存在する。このため、冷媒を
散布した際に、高さが高い部分の冷媒が低い部分に表面
張力により引き込まれ、突起の高さが高い部分の厚さが
薄くなり、蒸発伝熱性能が向上する。また、散布された
冷媒が螺旋状に配置された突起の間の領域に沿って流れ
る際に、管外面に形成された凹部に誘導され、結果的に
他の部位に存在する冷媒の厚さが薄くなり、このため、
蒸発伝熱性能が向上する。
台状の独立した突起が螺旋状に配置されており、この突
起の上面は管内面のリブに相当する領域が凹み、高さが
高い部分と、低い部分とが存在する。このため、冷媒を
散布した際に、高さが高い部分の冷媒が低い部分に表面
張力により引き込まれ、突起の高さが高い部分の厚さが
薄くなり、蒸発伝熱性能が向上する。また、散布された
冷媒が螺旋状に配置された突起の間の領域に沿って流れ
る際に、管外面に形成された凹部に誘導され、結果的に
他の部位に存在する冷媒の厚さが薄くなり、このため、
蒸発伝熱性能が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の
実施例に係る流下液膜式蒸発器用伝熱管の一部を切り欠
いて示す斜視図である。図１は管軸方向及び管円周方向
に一部の領域を示す。この図に示すように、本実施例の
伝熱管１は、管内面に、管軸方向に傾斜する方向、即ち
螺旋状に延びる凸状のリブ５が相互間に適長間隔をおい
て形成されている。また、管外面には、同様に螺旋状に
延びる凹部２が形成されており、この管外面の凹部２と
管内面のリブ５とは相互に整合する位置に配置されてい
る。また、管内面のリブ５間の領域は、リブ５に挟まれ
た凹部４となっており、管外面の凹部２間の領域は凹部
２に挟まれた凸部３となっている。
付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の
実施例に係る流下液膜式蒸発器用伝熱管の一部を切り欠
いて示す斜視図である。図１は管軸方向及び管円周方向
に一部の領域を示す。この図に示すように、本実施例の
伝熱管１は、管内面に、管軸方向に傾斜する方向、即ち
螺旋状に延びる凸状のリブ５が相互間に適長間隔をおい
て形成されている。また、管外面には、同様に螺旋状に
延びる凹部２が形成されており、この管外面の凹部２と
管内面のリブ５とは相互に整合する位置に配置されてい
る。また、管内面のリブ５間の領域は、リブ５に挟まれ
た凹部４となっており、管外面の凹部２間の領域は凹部
２に挟まれた凸部３となっている。
【００１３】そして、管外面には、独立した突起６が螺
旋状に点在するように配置されている。この突起６が配
置される螺旋の管軸方向に対する傾斜角度は、凹部２の
螺旋の管軸方向に対する傾斜角度と異なり、突起６の配
列方向と、凹部２の延長方向とは相互に交差するもので
ある。そして、突起６のうち、管外面の凹部２にかかる
位置にあるものは、その上面が、凹部２に整合する部分
で凹んでいる。このため、この突起６は、その凸部３上
の部分７が、凹部２上の部分８よりも高く、部分７と部
分８との間に段差が生じている。
旋状に点在するように配置されている。この突起６が配
置される螺旋の管軸方向に対する傾斜角度は、凹部２の
螺旋の管軸方向に対する傾斜角度と異なり、突起６の配
列方向と、凹部２の延長方向とは相互に交差するもので
ある。そして、突起６のうち、管外面の凹部２にかかる
位置にあるものは、その上面が、凹部２に整合する部分
で凹んでいる。このため、この突起６は、その凸部３上
の部分７が、凹部２上の部分８よりも高く、部分７と部
分８との間に段差が生じている。
【００１４】図２は図１の伝熱管１を管軸方向に直交す
る方向で切断した断面図である。管円周方向について、
凹部２は、凹部２自体として現れたり、突起６の上面の
凹み（部分８）として現れる。従って、この凹部２の管
円周方向のピッチＰは図２の矢印にて示される。なお、
このピッチＰは突起の上面の包絡線におけるものであ
る。
る方向で切断した断面図である。管円周方向について、
凹部２は、凹部２自体として現れたり、突起６の上面の
凹み（部分８）として現れる。従って、この凹部２の管
円周方向のピッチＰは図２の矢印にて示される。なお、
このピッチＰは突起の上面の包絡線におけるものであ
る。
【００１５】図３は図１の伝熱管１を管軸方向で切断し
た断面図である。この図３に示すように、螺旋状に延び
るリブ５の延長方向が管軸方向に対してなす角度をθと
する。このθは管内面において、管軸に平行に延びる線
と、リブ５とが交差する角度である。突起の管軸方向の
ピッチ（ＰＦ）は突起の底部の中心位置で表したピッチ
である。
た断面図である。この図３に示すように、螺旋状に延び
るリブ５の延長方向が管軸方向に対してなす角度をθと
する。このθは管内面において、管軸に平行に延びる線
と、リブ５とが交差する角度である。突起の管軸方向の
ピッチ（ＰＦ）は突起の底部の中心位置で表したピッチ
である。
【００１６】次に、このように構成された本実施例の流
下液膜式蒸発器用伝熱管の動作について説明する。この
伝熱管１の内部に水を通流させ、管外面に冷媒を流下又
は散布する。そうすると、冷媒が管外面に付着して液膜
が形成され、低い圧力で冷媒が蒸発し、この蒸発時の気
化熱により伝熱管内部を通流する水が冷却される。
下液膜式蒸発器用伝熱管の動作について説明する。この
伝熱管１の内部に水を通流させ、管外面に冷媒を流下又
は散布する。そうすると、冷媒が管外面に付着して液膜
が形成され、低い圧力で冷媒が蒸発し、この蒸発時の気
化熱により伝熱管内部を通流する水が冷却される。
【００１７】この場合に、管外面に螺旋状に配列された
独立した突起６はその一部で上面が段差を有し、高い部
分７と低い部分８とを有する。このため、冷媒を散布し
たときに高さが高い部分７の冷媒が低い部分８に表面張
力により引き込まれ、高い部分７の冷媒の膜厚が薄くな
る。また、突起６の底部では、突起間の間隙を伝わって
冷媒が流れようとするが、この場合に管外面における内
面リブ５に相当する部位が凹んでいて凹部２となってい
るので、冷媒は凹部２に誘導されて凹部２を流れるよう
になる。その結果、他部位の冷媒の膜厚が薄くなる。こ
のようにして、管外面の冷媒の膜厚が薄くなる結果、伝
熱性能が向上し、冷媒が蒸発しやすくなる。
独立した突起６はその一部で上面が段差を有し、高い部
分７と低い部分８とを有する。このため、冷媒を散布し
たときに高さが高い部分７の冷媒が低い部分８に表面張
力により引き込まれ、高い部分７の冷媒の膜厚が薄くな
る。また、突起６の底部では、突起間の間隙を伝わって
冷媒が流れようとするが、この場合に管外面における内
面リブ５に相当する部位が凹んでいて凹部２となってい
るので、冷媒は凹部２に誘導されて凹部２を流れるよう
になる。その結果、他部位の冷媒の膜厚が薄くなる。こ
のようにして、管外面の冷媒の膜厚が薄くなる結果、伝
熱性能が向上し、冷媒が蒸発しやすくなる。
【００１８】而して、突起６は四角錘台状をなし、その
高さは０．２０乃至０．４０ｍｍであることが好まし
い。突起６の高さが０．２ｍｍより低くなると、突起の
高い部分と突起間の間隙部との段差が小さくなり、表面
張力による引き込まれる冷媒量が少なくなり、突起の高
い部分の冷媒の膜厚が厚くなり、性能が低下する。一
方、突起６の高さが０．４ｍｍより高くなると、突起の
高い部分の冷媒が突起間の間隙部に表面張力により引き
込まれ、突起の高い部分の冷媒の膜厚が薄くなるもの
の、突起間の間隙部に冷媒が引き込まれやすくなり、間
隙部の冷媒膜厚が厚くなり、性能が低下する。このた
め、突起６の高さは０．２０乃至０．４０ｍｍであるこ
とが好ましい。
高さは０．２０乃至０．４０ｍｍであることが好まし
い。突起６の高さが０．２ｍｍより低くなると、突起の
高い部分と突起間の間隙部との段差が小さくなり、表面
張力による引き込まれる冷媒量が少なくなり、突起の高
い部分の冷媒の膜厚が厚くなり、性能が低下する。一
方、突起６の高さが０．４ｍｍより高くなると、突起の
高い部分の冷媒が突起間の間隙部に表面張力により引き
込まれ、突起の高い部分の冷媒の膜厚が薄くなるもの
の、突起間の間隙部に冷媒が引き込まれやすくなり、間
隙部の冷媒膜厚が厚くなり、性能が低下する。このた
め、突起６の高さは０．２０乃至０．４０ｍｍであるこ
とが好ましい。
【００１９】突起６の上面の面積（Ｓ１）と下端の輪郭
により決まる底面積（Ｓ２）との比（Ａ）＝Ｓ１／Ｓ２
が０．２５乃至０．４０であることが好ましい。但し、
この面積Ｓ１，Ｓ２はその面に凹凸を有する場合でも、
投影面積である。この面積比Ａが０．２５未満では、フ
ィン先端部の面積が減少し、突起先端部の冷媒が突起間
の間隙に流れ込みやすくなり、突起間の冷媒の膜厚が厚
くなり、性能が低下する。一方、面積比（Ａ）が０．４
０を超える場合、突起６の間隙が相対的に狭くなり、冷
媒が濡れ広がらなくなる。このため、面積比（Ａ）は
０．２５乃至０．４０とする。
により決まる底面積（Ｓ２）との比（Ａ）＝Ｓ１／Ｓ２
が０．２５乃至０．４０であることが好ましい。但し、
この面積Ｓ１，Ｓ２はその面に凹凸を有する場合でも、
投影面積である。この面積比Ａが０．２５未満では、フ
ィン先端部の面積が減少し、突起先端部の冷媒が突起間
の間隙に流れ込みやすくなり、突起間の冷媒の膜厚が厚
くなり、性能が低下する。一方、面積比（Ａ）が０．４
０を超える場合、突起６の間隙が相対的に狭くなり、冷
媒が濡れ広がらなくなる。このため、面積比（Ａ）は
０．２５乃至０．４０とする。
【００２０】凹部２の管円周方向の突起上面におけるピ
ッチ（Ｐ）は５．７５乃至６．７５ｍｍであることが好
ましい。この凹部ピッチ（Ｐ）が５．７５ｍｍ未満では
表面張力により冷媒の引き込みがなくなるため、冷媒の
膜厚が厚くなり、効果がなくなる。ピッチ（Ａ）が６．
７５ｍｍを超える場合は、表面張力はあるが凹部が少な
くなるため、上述の効果が少なくなる。よって、凹部ピ
ッチ（Ｐ）は５．７５乃至６．７５ｍｍであることが好
ましい。
ッチ（Ｐ）は５．７５乃至６．７５ｍｍであることが好
ましい。この凹部ピッチ（Ｐ）が５．７５ｍｍ未満では
表面張力により冷媒の引き込みがなくなるため、冷媒の
膜厚が厚くなり、効果がなくなる。ピッチ（Ａ）が６．
７５ｍｍを超える場合は、表面張力はあるが凹部が少な
くなるため、上述の効果が少なくなる。よって、凹部ピ
ッチ（Ｐ）は５．７５乃至６．７５ｍｍであることが好
ましい。
【００２１】凹部２が管軸方向に対してなす角度θは４
０°乃至４４°であることが好ましい。θが４０°未満
では表面張力により引き込みがなくなるため、液膜が厚
くなり、効果がなくなる。一方、θが４４°を超える場
合は、表面張力はあるものの、凹部が少なくなるため、
効果が少なくなる。よって、凹部２が管軸方向に対して
なす角度θは４０乃至４４°であることが好ましい。
０°乃至４４°であることが好ましい。θが４０°未満
では表面張力により引き込みがなくなるため、液膜が厚
くなり、効果がなくなる。一方、θが４４°を超える場
合は、表面張力はあるものの、凹部が少なくなるため、
効果が少なくなる。よって、凹部２が管軸方向に対して
なす角度θは４０乃至４４°であることが好ましい。
【００２２】また、管外表面の突起８の管軸方向のピッ
チ（ＰＦ）は、０．８９≦ＰＦ≦１．１２ｍｍであるこ
とが好ましい。ピッチＰＦが０．８９ｍｍ未満の場合
は、突起間の間隙に冷媒が流れにくくなり、管表面での
濡れ拡がりが悪くなって、性能が低下する。ピッチＰＦ
が１．１２ｍｍを超えると、突起間の間隙に冷媒が流れ
込みやすくなり、突起間の冷媒の膜厚が厚くなり、性能
が低下する。
チ（ＰＦ）は、０．８９≦ＰＦ≦１．１２ｍｍであるこ
とが好ましい。ピッチＰＦが０．８９ｍｍ未満の場合
は、突起間の間隙に冷媒が流れにくくなり、管表面での
濡れ拡がりが悪くなって、性能が低下する。ピッチＰＦ
が１．１２ｍｍを超えると、突起間の間隙に冷媒が流れ
込みやすくなり、突起間の冷媒の膜厚が厚くなり、性能
が低下する。
【００２３】なお、図１に示す形状の伝熱管は以下のよ
うにして製造することができる。例えば、外径が１６ｍ
ｍ、肉厚が０．７ｍｍのリン脱酸銅管（ＪＩＳＨ３３０
０、Ｃ１２０１−１／２Ｈ）を使用して管外面に螺旋状
のフィンを管軸方向に一定のピッチにて転造加工し、歯
車ディスクにて管周方向に一定のピッチにて押込み、図
１のように管外面に螺旋状の独立した突起を形成する。
また、管内面には、螺旋状に溝が成形されたマンドレル
を配置し、管外面に螺旋状のフィン形状を成形するのと
同時に管内面に螺旋状のリブを成形する。これにより、
図１に示す形状の伝熱管を製造することができる。
うにして製造することができる。例えば、外径が１６ｍ
ｍ、肉厚が０．７ｍｍのリン脱酸銅管（ＪＩＳＨ３３０
０、Ｃ１２０１−１／２Ｈ）を使用して管外面に螺旋状
のフィンを管軸方向に一定のピッチにて転造加工し、歯
車ディスクにて管周方向に一定のピッチにて押込み、図
１のように管外面に螺旋状の独立した突起を形成する。
また、管内面には、螺旋状に溝が成形されたマンドレル
を配置し、管外面に螺旋状のフィン形状を成形するのと
同時に管内面に螺旋状のリブを成形する。これにより、
図１に示す形状の伝熱管を製造することができる。
【００２４】なお、原管については、リン脱酸銅に限定
されるものではなく、銅合金、アルミニウム合金、鋼材
等の種々の材質を使用することができる。また、調質に
ついても、１／２Ｈに限定されるものではなく、例え
ば、調質がＯ材でもよい。
されるものではなく、銅合金、アルミニウム合金、鋼材
等の種々の材質を使用することができる。また、調質に
ついても、１／２Ｈに限定されるものではなく、例え
ば、調質がＯ材でもよい。
【００２５】
【実施例】次に、上述の数値範囲の効果を実証するため
の実施例について、本発明の特許請求の範囲請求項４乃
至８の範囲から外れる比較例と比較して示す。下記表１
は管外面及び内面の形状寸法を示す。
の実施例について、本発明の特許請求の範囲請求項４乃
至８の範囲から外れる比較例と比較して示す。下記表１
は管外面及び内面の形状寸法を示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】図４はこれらの伝熱管の性能評価試験に供
した試験装置を示す。チャンバ９内を仕切り９ａにより
蒸発器及び吸収器の２室に分割し、各室に伝熱管１０を
水平にして同数配置し、夫々直列に連結する。なお、仕
切り９ａの上部は蒸気が通流することができる。そし
て、一方の蒸発器においては、冷水入口１１から伝熱管
１０内に冷水を導入し、上端部の伝熱管１０の冷水出口
１２からこの冷水を排出する。また、これらの伝熱管１
０の上方には、冷媒を室内に導入する冷媒入口１３が設
けられており、この冷媒入口１３から冷媒を伝熱管１０
上に流下するようになっている。また、冷媒ポンプ２１
はチャンバ内に溜まった冷媒を冷媒出口１４から冷媒入
口１３まで汲み上げるものである。他方、吸収器におい
ては、下端部の伝熱管１０に冷却水入口１７から冷却水
を導入し、上端部の伝熱管１０から冷却水出口１８を介
して冷却水を排出する。そして、これらの伝熱管１０の
上方には、ＬｉＢｒ水溶液を室内に導入するＬｉＢｒ水
溶液入口１５が設けられており、この水溶液入口１５か
ら水溶液を伝熱管１０上に流下するようになっている。
また、チャンバ９の底部に溜まったＬｉＢｒ水溶液はＬ
ｉＢｒ水溶液出口１６からポンプ２２により排出され
る。なお、チャンバ９にはデジタルマノメータ２０とチ
ャンバ内のガスを排出するバルブ１９が設けられてい
る。
した試験装置を示す。チャンバ９内を仕切り９ａにより
蒸発器及び吸収器の２室に分割し、各室に伝熱管１０を
水平にして同数配置し、夫々直列に連結する。なお、仕
切り９ａの上部は蒸気が通流することができる。そし
て、一方の蒸発器においては、冷水入口１１から伝熱管
１０内に冷水を導入し、上端部の伝熱管１０の冷水出口
１２からこの冷水を排出する。また、これらの伝熱管１
０の上方には、冷媒を室内に導入する冷媒入口１３が設
けられており、この冷媒入口１３から冷媒を伝熱管１０
上に流下するようになっている。また、冷媒ポンプ２１
はチャンバ内に溜まった冷媒を冷媒出口１４から冷媒入
口１３まで汲み上げるものである。他方、吸収器におい
ては、下端部の伝熱管１０に冷却水入口１７から冷却水
を導入し、上端部の伝熱管１０から冷却水出口１８を介
して冷却水を排出する。そして、これらの伝熱管１０の
上方には、ＬｉＢｒ水溶液を室内に導入するＬｉＢｒ水
溶液入口１５が設けられており、この水溶液入口１５か
ら水溶液を伝熱管１０上に流下するようになっている。
また、チャンバ９の底部に溜まったＬｉＢｒ水溶液はＬ
ｉＢｒ水溶液出口１６からポンプ２２により排出され
る。なお、チャンバ９にはデジタルマノメータ２０とチ
ャンバ内のガスを排出するバルブ１９が設けられてい
る。
【００２８】蒸発器において、蒸発することにより伝熱
管内を通流する冷水を冷却した冷媒は、その一部が液化
してチャンバの底部に溜まり、残部は仕切り９ａの上部
を介して吸収器内に入る。そして、冷媒は吸収器内の伝
熱管１０上に流下するＬｉＢｒ水溶液に吸収される。
管内を通流する冷水を冷却した冷媒は、その一部が液化
してチャンバの底部に溜まり、残部は仕切り９ａの上部
を介して吸収器内に入る。そして、冷媒は吸収器内の伝
熱管１０上に流下するＬｉＢｒ水溶液に吸収される。
【００２９】試験条件は以下のとおりである。 蒸発圧力：６．０ｍｍＨｇ 冷媒散布量：１．００kg／ｍ・分 冷水流速：１．５０ｍ／秒（管端部の断面積を基準とし
て設定） 冷水出口温度：７．０℃ 管配列：１列×４段（段ピッチ２４ｍｍ） パス数：４パス 得られた測定値から下記数式に従って総括伝熱係数Ｋ0
を算出した。
て設定） 冷水出口温度：７．０℃ 管配列：１列×４段（段ピッチ２４ｍｍ） パス数：４パス 得られた測定値から下記数式に従って総括伝熱係数Ｋ0
を算出した。
【００３０】
【数１】 Ｋ0＝Ｑ／（ΔＴ／Ａ0） Ｑ＝Ｇ・Ｃｐ・（Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ） ΔＴｍ＝（Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔ）／ln｛（Ｔｉｎ−Ｔｅ）
／（Ｔｏｕｔ−Ｔｅ）｝ Ａ0＝π・Ｄ0・Ｌ・Ｎ 但し、Ｑ：蒸発器の冷凍能力（ｋｃａｌ／時） Ｇ：冷水流量（ｋｇ／ｈ） Ｃｐ：冷水比熱（ｋｃａｌ／kg・℃） Ｔｉｎ：冷水入口温度（℃） Ｔｏｕｔ：冷水出口温度（℃） ΔＴｍ：対数平均温度差（℃） Ｔｅ：冷媒蒸発温度（℃） Ｋ0：総括伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ2ｈ℃） Ａ0：原管部基準管外表面積（ｍ2） Ｄ0：原管部外径（ｍ） Ｌ：チューブ有効長（ｍ） Ｎ：チューブ本数（本）
／（Ｔｏｕｔ−Ｔｅ）｝ Ａ0＝π・Ｄ0・Ｌ・Ｎ 但し、Ｑ：蒸発器の冷凍能力（ｋｃａｌ／時） Ｇ：冷水流量（ｋｇ／ｈ） Ｃｐ：冷水比熱（ｋｃａｌ／kg・℃） Ｔｉｎ：冷水入口温度（℃） Ｔｏｕｔ：冷水出口温度（℃） ΔＴｍ：対数平均温度差（℃） Ｔｅ：冷媒蒸発温度（℃） Ｋ0：総括伝熱係数（ｋｃａｌ／ｍ2ｈ℃） Ａ0：原管部基準管外表面積（ｍ2） Ｄ0：原管部外径（ｍ） Ｌ：チューブ有効長（ｍ） Ｎ：チューブ本数（本）
【００３１】図５はこの数式１から求めた総括伝熱係数
と、突起ピッチとの関係を示すグラフ図、図６は総括伝
熱係数と、面積比Ａとの関係を示すグラフ図、図７は総
括伝熱係数と、凹部ピッチＰとの関係を示すグラフ図、
図８は総括伝熱係数とリブリード角θとの関係を示すグ
ラフ図、図９は総括伝熱係数と突起高さＦＨとの関係を
示すグラフ図である。これらの図５乃至９に示すよう
に、１．０kg／ｍ／分の範囲の冷媒散布量において、実
施例の総括伝熱係数が比較例１乃至１５の総括伝熱係数
より高いものであった。
と、突起ピッチとの関係を示すグラフ図、図６は総括伝
熱係数と、面積比Ａとの関係を示すグラフ図、図７は総
括伝熱係数と、凹部ピッチＰとの関係を示すグラフ図、
図８は総括伝熱係数とリブリード角θとの関係を示すグ
ラフ図、図９は総括伝熱係数と突起高さＦＨとの関係を
示すグラフ図である。これらの図５乃至９に示すよう
に、１．０kg／ｍ／分の範囲の冷媒散布量において、実
施例の総括伝熱係数が比較例１乃至１５の総括伝熱係数
より高いものであった。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷媒の濡れ広がり性が向上し、液膜が薄く形成されるこ
とにより、蒸発性能が著しく向上するという効果を奏す
る。
冷媒の濡れ広がり性が向上し、液膜が薄く形成されるこ
とにより、蒸発性能が著しく向上するという効果を奏す
る。
【図１】本発明の実施例に係る流下液膜式蒸発器用伝熱
管の一部を示す斜視図である。
管の一部を示す斜視図である。
【図２】凹部ピッチ（Ｐ）を説明する断面図である。
【図３】リブのリード角を説明する断面図である。
【図４】性能評価装置を示す図である。
【図５】総括伝熱係数と、突起ピッチとの関係を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図６】総括伝熱係数と、面積比Ａとの関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図７】総括伝熱係数と、凹部ピッチＰとの関係を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図８】総括伝熱係数とリブリード角θとの関係を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図９】総括伝熱係数と突起高さＦＨとの関係を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
１：伝熱管 ２：凹部 ３：凸部 ４：凹部 ５：リブ ６：突起 ７、８：部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 雅裕 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 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５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 管外に滴下された液体が形成する液膜と
管内を流れる液体との間の熱交換を促す形状を有する流
下液膜式伝熱管において、管内面に凸状に形成され適長
間隔で螺旋状に延びるリブと、管外面に形成され適長間
隔で螺旋状に延びる凹部と、管外面に形成され螺旋状に
配列された複数個の独立した突起と、を有し、前記突起
は、その上面が前記管内面の前記リブに整合する領域が
リブ間の領域に整合する領域よりも低くなるように凹ん
でいることを特徴とする流下液膜式蒸発器用伝熱管。 - 【請求項２】 前記管外面の凹部と、前記管内面のリブ
とが夫々相互に整合する位置に形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の流下液膜式蒸発器用伝熱管。 - 【請求項３】 前記突起は、四角錐台状をなすことを特
徴とする請求項１又は２に記載の流下液膜式蒸発器用伝
熱管。 - 【請求項４】 前記突起の高さは、０．２０乃至０．４
０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の流下液
膜式蒸発器用伝熱管。 - 【請求項５】 前記突起は、上面と底面との面積比
（Ａ）が０．２５≦Ａ≦０．４０であることを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流下液膜式蒸
発器用伝熱管。 - 【請求項６】 管軸直交断面から見て、独立した前記突
起の上面における凹部のピッチ（Ｐ）が５．７５≦Ｐ≦
６．７５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１項に記載の流下液膜式蒸発器用伝熱管。 - 【請求項７】 前記リブの管軸方向となす角度θが４０
°≦θ≦４４°であることを特徴とする請求項１乃至６
のいずれか１項に記載の流下液膜式蒸発器用伝熱管。 - 【請求項８】 前記突起の管軸方向のピッチＰＦが０．
８９≦ＰＦ≦１．１２ｍｍであることを特徴とする請求
項１乃至７のいずれか１項に記載の流下液膜式蒸発器用
伝熱管。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06377198A JP3801771B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 流下液膜式蒸発器用伝熱管 |
| US09/266,914 US6056048A (en) | 1998-03-13 | 1999-03-12 | Falling film type heat exchanger tube |
| MYPI99000918A MY121045A (en) | 1998-03-13 | 1999-03-12 | Falling film type heat exchanger tube. |
| KR1019990008528A KR100310588B1 (ko) | 1998-03-13 | 1999-03-13 | 강하 경막형 열교환기 관 |
| CNB991033086A CN1203288C (zh) | 1998-03-13 | 1999-03-15 | 降膜式热交换器管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06377198A JP3801771B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 流下液膜式蒸発器用伝熱管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257888A true JPH11257888A (ja) | 1999-09-24 |
| JP3801771B2 JP3801771B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=13238977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06377198A Expired - Lifetime JP3801771B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 流下液膜式蒸発器用伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3801771B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11294899A (ja) * | 1998-04-08 | 1999-10-29 | Kobe Steel Ltd | 吸収式熱交換器の吸収器用伝熱管 |
| EP1113237A3 (de) * | 1999-12-28 | 2003-10-08 | Wieland-Werke AG | Beidseitig strukturiertes Wärmeaustauscherrohr und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP2003287392A (ja) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Kobe Steel Ltd | 沸騰型伝熱管 |
| US6655451B2 (en) | 2001-06-12 | 2003-12-02 | Kobe Steel, Ltd. | Heat transfer tube for falling film type evaporator |
| JP2006090657A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 熱交換器用伝熱管およびその製造方法 |
| JP2006284166A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-10-19 | Kobelco & Materials Copper Tube Inc | 流下液膜式蒸発器用伝熱管及び使用方法 |
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| WO2009009426A3 (en) * | 2007-07-06 | 2009-03-12 | Wolverine Tube Inc | Finned tube with stepped peaks |
| JP2019527812A (ja) * | 2016-08-05 | 2019-10-03 | オブシェストフォ ス オグラニチェンノイ オトゥヴェステュヴェンノステュ “レインノルツ ラブ”Ｏｂｓｈｅｓｔｖｏ Ｓ Ｏｇｒａｎｉｃｈｅｎｎｏｉ Ｏｔｖｅｔｓｔｖｅｎｎｏｓｔ’Ｕ Ｒｅｉｎｎｏｌｔｓ Ｌａｂ | シェルアンドチューブ式凝縮器およびシェルアンドチューブ式凝縮器の熱交換チューブ（複数のバージョン） |
| JP2020101362A (ja) * | 2020-03-30 | 2020-07-02 | 株式会社コベルコ マテリアル銅管 | 沸騰型伝熱管 |
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| JPH10318691A (ja) * | 1997-03-17 | 1998-12-04 | Kobe Steel Ltd | 流下液膜式蒸発器用伝熱管 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP06377198A patent/JP3801771B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (8)
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