JPS6026316Y2 - 凝縮用熱交換器 - Google Patents
凝縮用熱交換器Info
- Publication number
- JPS6026316Y2 JPS6026316Y2 JP17256781U JP17256781U JPS6026316Y2 JP S6026316 Y2 JPS6026316 Y2 JP S6026316Y2 JP 17256781 U JP17256781 U JP 17256781U JP 17256781 U JP17256781 U JP 17256781U JP S6026316 Y2 JPS6026316 Y2 JP S6026316Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- surface tension
- condensate
- transfer surface
- condensing heat
- 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
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は凝縮伝熱面を有する凝縮用熱交換器の関するも
のである。
のである。
凝縮伝熱面上で凝縮現象が生じるとき、該凝縮伝熱面に
は凝縮液が付着するが、この凝縮液は被凝縮流体（以下
、単に流体という）と伝熱面との間の熱抵抗となるため
、凝縮能力の維持のためにはこの凝縮液の液滴を小さい
うちに落下させ、伝熱面を露出させるようにし、流体と
伝熱面との間の熱移動が確保されるようにする必要があ
る。
は凝縮液が付着するが、この凝縮液は被凝縮流体（以下
、単に流体という）と伝熱面との間の熱抵抗となるため
、凝縮能力の維持のためにはこの凝縮液の液滴を小さい
うちに落下させ、伝熱面を露出させるようにし、流体と
伝熱面との間の熱移動が確保されるようにする必要があ
る。
凝縮液が伝熱面上に付着する場合、滴状に付着すれば付
着面積が小さいかわりに流下しにくいという性質があり
、これに対して膜状に付着する場合は付着面積が大きい
かわりに流下し易い（液はけがよい）という性質がある
。
着面積が小さいかわりに流下しにくいという性質があり
、これに対して膜状に付着する場合は付着面積が大きい
かわりに流下し易い（液はけがよい）という性質がある
。
これを第１図を参照して説明すると、第１図において符
号Ｓは伝熱面、Ｌは凝縮液を示し、σＳは点Ｘにおける
固体の表面張力、σＬは液体の表面張力、σｉは界面張
力を示している。
号Ｓは伝熱面、Ｌは凝縮液を示し、σＳは点Ｘにおける
固体の表面張力、σＬは液体の表面張力、σｉは界面張
力を示している。
凝縮液りが伝熱面Ｓ上で図示の形状を保持しているとき
は各表面張力σＳ、σＩ、と界面張力σｉの間には、 σＳ＝σＬｃｏｓ（７＋σｉ の関係がある。
は各表面張力σＳ、σＩ、と界面張力σｉの間には、 σＳ＝σＬｃｏｓ（７＋σｉ の関係がある。
即ち、固体の表面張力σＳが小さいと０が大きくなって
凝縮液りは第１図イに示すように滴状となり、逆にσＳ
が大きいと０が小さくなって第１図口に示すように膜状
となる。
凝縮液りは第１図イに示すように滴状となり、逆にσＳ
が大きいと０が小さくなって第１図口に示すように膜状
となる。
本考案は凝縮液と凝縮伝熱面との間における上記のよう
な相関関係に着目し、さらに総合的に凝縮液付着面積が
小さくしかも液はけがよくなるようにした凝縮伝熱面を
有する凝縮用熱交換器を提供することを目的としてなさ
れたもので、波板または螺旋状管の伝熱面に山部に、滴
状凝縮をおこさせる表面張力の小さい部分と、前記伝熱
面の谷部に膜状凝縮をおこさせる表面張力の大きい部分
とを交互に隣接形威し、表面張力の小さい山部に付着し
た滴状凝縮液を、表面張力の大きい谷部に付着した膜状
凝縮液に誘引させて流下させ、全体として伝熱効率を向
上させるとともに、液はけ速度を早めるようにしたこと
を特徴とするものである。
な相関関係に着目し、さらに総合的に凝縮液付着面積が
小さくしかも液はけがよくなるようにした凝縮伝熱面を
有する凝縮用熱交換器を提供することを目的としてなさ
れたもので、波板または螺旋状管の伝熱面に山部に、滴
状凝縮をおこさせる表面張力の小さい部分と、前記伝熱
面の谷部に膜状凝縮をおこさせる表面張力の大きい部分
とを交互に隣接形威し、表面張力の小さい山部に付着し
た滴状凝縮液を、表面張力の大きい谷部に付着した膜状
凝縮液に誘引させて流下させ、全体として伝熱効率を向
上させるとともに、液はけ速度を早めるようにしたこと
を特徴とするものである。
以下、本考案の凝縮用熱交換器に使用可能ないくつかの
伝熱面形状の具体例を添付の図面を参照して説明すると
、第２図は波板状の伝熱面、第３図は螺旋状管の山部お
よび谷部の伝熱面にそれぞれ、滴状凝縮をおこさせる表
面張力の小さい部分Ａ（以下、小表面張力部Ａという）
と膜状凝縮をおこさせる表面張力の大きい部分Ｂ（以下
、大表面張力部Ｂという）とを交互に隣接して形成した
状態を示している。
伝熱面形状の具体例を添付の図面を参照して説明すると
、第２図は波板状の伝熱面、第３図は螺旋状管の山部お
よび谷部の伝熱面にそれぞれ、滴状凝縮をおこさせる表
面張力の小さい部分Ａ（以下、小表面張力部Ａという）
と膜状凝縮をおこさせる表面張力の大きい部分Ｂ（以下
、大表面張力部Ｂという）とを交互に隣接して形成した
状態を示している。
第２図の伝熱面は垂直な波板板２の山部に小表面張力部
Ａ１谷部に大表面張力Ｂをを交互に形成したものである
。
Ａ１谷部に大表面張力Ｂをを交互に形成したものである
。
第３図に伝熱面は水平な螺旋状管４の山部に小表面張力
部Ａ、谷部に大表面張力部Ｂを形成したもので第４図は
第３図のＺ矢視部の拡大断面図である。
部Ａ、谷部に大表面張力部Ｂを形成したもので第４図は
第３図のＺ矢視部の拡大断面図である。
尚、上記の各実施例においては、伝熱面上に小表面張力
部Ａを形成するために、たとえば四フッ化エチレン樹脂
等の滴状化促進剤を塗布する一方、大表面張力部Ｂには
特別の処理を施さないという方法を採用している。
部Ａを形成するために、たとえば四フッ化エチレン樹脂
等の滴状化促進剤を塗布する一方、大表面張力部Ｂには
特別の処理を施さないという方法を採用している。
本考案を実施する場合、小表面張力部Ａと大表面張力部
Ｂの幅は被凝縮流体の種類や流速等、実際に熱交換器が
使用される状況に応じて決定する必要がある。
Ｂの幅は被凝縮流体の種類や流速等、実際に熱交換器が
使用される状況に応じて決定する必要がある。
（通常は１〜５ｍｍ）。又、小表面張力部Ａに塗布する
滴状化促進剤は伝熱抵抗の面からはできるだけ薄くする
のがよい。
滴状化促進剤は伝熱抵抗の面からはできるだけ薄くする
のがよい。
現在では１０μ以下の塗布が可能であるため、この滴状
化促進剤の塗布による伝熱抵抗の増加は実際上大きな問
題とはならない。
化促進剤の塗布による伝熱抵抗の増加は実際上大きな問
題とはならない。
次に、本考案の凝縮用熱交換器に使用される凝縮伝熱面
上における凝縮液の一般的な挙動例を第５図を参照して
説明すると、同図において１は小表面張力部Ａ上にいく
つかの小滴状の凝縮液Ｌ１が付着した状態を示し、同図
■は前記Ｉにおける小滴状の凝縮液り、が合体等で成長
じて中程度の滴状凝縮液となった状態を示腰同図■は然
記■における滴状凝縮液がさらに成長じて隣接する大表
面張力部Ｂに付着している膜状凝縮液Ｌ２と接触し、そ
の瞬間に該滴状凝縮液が表面張力の大なる膜状凝縮液に
誘引されて、小表面張力部Ａ上における滴状凝縮液が鎖
線ＬＩＩ’示すように消滅した状態を示し、同図■は前
記■のあとに再び小表面張力部Ａ上に小滴状の凝縮液が
付着した状態を示している。
上における凝縮液の一般的な挙動例を第５図を参照して
説明すると、同図において１は小表面張力部Ａ上にいく
つかの小滴状の凝縮液Ｌ１が付着した状態を示し、同図
■は前記Ｉにおける小滴状の凝縮液り、が合体等で成長
じて中程度の滴状凝縮液となった状態を示腰同図■は然
記■における滴状凝縮液がさらに成長じて隣接する大表
面張力部Ｂに付着している膜状凝縮液Ｌ２と接触し、そ
の瞬間に該滴状凝縮液が表面張力の大なる膜状凝縮液に
誘引されて、小表面張力部Ａ上における滴状凝縮液が鎖
線ＬＩＩ’示すように消滅した状態を示し、同図■は前
記■のあとに再び小表面張力部Ａ上に小滴状の凝縮液が
付着した状態を示している。
次に伝熱面上に小表面張力部Ａと大表面張力部Ｂとに形
成する方法の一例を第６図を参照して説明すると、第６
図においては平板１に第２図に示すような縦縞模様の小
表面張力部Ａと大表面張力部Ｂを形成する場合を示して
る。
成する方法の一例を第６図を参照して説明すると、第６
図においては平板１に第２図に示すような縦縞模様の小
表面張力部Ａと大表面張力部Ｂを形成する場合を示して
る。
この方法は、先ず、平板１に平行な１〜５ＴｒｒＩｎの
細幅の窓穴１１ａ、ｌｌａ・・・・・・を形成したマス
キングテープ１１を貼着し、次いで表面を脱脂処理する
。
細幅の窓穴１１ａ、ｌｌａ・・・・・・を形成したマス
キングテープ１１を貼着し、次いで表面を脱脂処理する
。
次に、サンドブラスト等の手段で表面を粗面化して、そ
の上から四フッ化エチレン樹脂の滴状化促進剤を５μ程
度塗布し、さらに、（必要に応じて塗布をくりかえして
もよい）これを乾燥させたあと、焼付して定着させ、冷
却したところでマスキングテープを除去するものである
。
の上から四フッ化エチレン樹脂の滴状化促進剤を５μ程
度塗布し、さらに、（必要に応じて塗布をくりかえして
もよい）これを乾燥させたあと、焼付して定着させ、冷
却したところでマスキングテープを除去するものである
。
そして、平板１を波状に加工するかまたは平板１をあら
かじめめ波状に加工して前記表面処理をしてもよい。
かじめめ波状に加工して前記表面処理をしてもよい。
また管の場合はあざかじめ螺旋状に加工した管に前記表
面処理をするのが好ましい。
面処理をするのが好ましい。
続いて本考案の効果を説明すると、本考案の凝縮用熱交
換器は、波板または螺旋状管の伝熱面の山部に小表面張
力部Ａと、前記伝熱面の谷部に大表面張力部Ｂと交を互
に隣接形成することにより、山部の小表面張力部Ａ上に
付着する凝縮液を滴状化せしめて伝熱面を露出し易くす
るとともに、その滴状凝縮液を大表面張力部Ｂの膜状凝
縮液によって谷部に誘引して流下するようにしたもので
あるから、伝熱面上で生成する凝縮液の多くの部分を滴
状化させて伝熱面と被凝縮流体との間の平均熱伝達率を
向上させるとともに、生成した滴状凝縮液の離脱を促進
させて高熱伝達率を継続的に維持することができるとい
う効果がある。
換器は、波板または螺旋状管の伝熱面の山部に小表面張
力部Ａと、前記伝熱面の谷部に大表面張力部Ｂと交を互
に隣接形成することにより、山部の小表面張力部Ａ上に
付着する凝縮液を滴状化せしめて伝熱面を露出し易くす
るとともに、その滴状凝縮液を大表面張力部Ｂの膜状凝
縮液によって谷部に誘引して流下するようにしたもので
あるから、伝熱面上で生成する凝縮液の多くの部分を滴
状化させて伝熱面と被凝縮流体との間の平均熱伝達率を
向上させるとともに、生成した滴状凝縮液の離脱を促進
させて高熱伝達率を継続的に維持することができるとい
う効果がある。
第１図イ９口は表面張力と凝縮液形状の相関関係説明図
、第２図及び第３図はそれぞれ本考案実施例の凝縮用熱
交換器に使用可能な伝熱面の形状図で、第２図は伝熱面
が波状フィンの場合を、第３図は伝熱面が螺旋状管の場
合を示す。 第４図は第３図における２矢視部の拡大断面図、第５図
は伝熱面上における凝縮液の挙動状態説明図、第６図は
伝熱面の加工工程説明図である。 ２・・・・・・波板、４・・・・・・螺旋状管、Ａ・・
・・・・小表面張力部、Ｂ・・・・・・大表面張力部。
、第２図及び第３図はそれぞれ本考案実施例の凝縮用熱
交換器に使用可能な伝熱面の形状図で、第２図は伝熱面
が波状フィンの場合を、第３図は伝熱面が螺旋状管の場
合を示す。 第４図は第３図における２矢視部の拡大断面図、第５図
は伝熱面上における凝縮液の挙動状態説明図、第６図は
伝熱面の加工工程説明図である。 ２・・・・・・波板、４・・・・・・螺旋状管、Ａ・・
・・・・小表面張力部、Ｂ・・・・・・大表面張力部。
Claims (1)
- 波板２または螺旋状管４の伝熱面の山部に滴状凝縮を北
ニさせる表面張力σＳの小さい部分Ａと、前記伝熱面の
谷部に膜状凝縮おこさせる表面張力σＳの大きい部分Ｂ
とを交互に隣接形威した凝縮伝熱面を有する凝縮用熱交
換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17256781U JPS6026316Y2 (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 凝縮用熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17256781U JPS6026316Y2 (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 凝縮用熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877291U JPS5877291U (ja) | 1983-05-25 |
| JPS6026316Y2 true JPS6026316Y2 (ja) | 1985-08-07 |
Family
ID=29964462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17256781U Expired JPS6026316Y2 (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 凝縮用熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6026316Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104748604A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-01 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种带有疏水带的珠状凝结强化换热表面结构 |
-
1981
- 1981-11-17 JP JP17256781U patent/JPS6026316Y2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104748604A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-01 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种带有疏水带的珠状凝结强化换热表面结构 |
| CN104748604B (zh) * | 2015-03-26 | 2016-07-13 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种带有疏水带的珠状凝结强化换热表面结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5877291U (ja) | 1983-05-25 |
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