JPS62248995A - 蒸発器 - Google Patents
蒸発器Info
- Publication number
- JPS62248995A JPS62248995A JP9160286A JP9160286A JPS62248995A JP S62248995 A JPS62248995 A JP S62248995A JP 9160286 A JP9160286 A JP 9160286A JP 9160286 A JP9160286 A JP 9160286A JP S62248995 A JPS62248995 A JP S62248995A
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- Japan
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- tube
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- Pending
Links
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 abstract description 26
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- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 241000208822 Lactuca Species 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は空気調和機や冷凍機等に用いる蒸発器に関する
ものである。
ものである。
従来の技術
冷媒等の作動流体が伝熱管内を相変化しながら流動する
蒸発器としては、従来、第４図に示すようなフィン付熱
交換器が用いられていた。これは一定間隔に並設した多
数のフィン１と前記フィン１を貫通して配列した複数の
伝熱管２から構成されており、透熱管内の冷媒と管外の
空気の間で熱交換を行っていた。図中矢印３は冷媒の流
動方向を示す。伝熱管２としては、第６図に示すように
、らせん溝４を管内壁に設けた管内らせん溝付管を用い
ていた。
蒸発器としては、従来、第４図に示すようなフィン付熱
交換器が用いられていた。これは一定間隔に並設した多
数のフィン１と前記フィン１を貫通して配列した複数の
伝熱管２から構成されており、透熱管内の冷媒と管外の
空気の間で熱交換を行っていた。図中矢印３は冷媒の流
動方向を示す。伝熱管２としては、第６図に示すように
、らせん溝４を管内壁に設けた管内らせん溝付管を用い
ていた。
発明が解決しようとする問題点
このような構成のために、管内壁に刻設されたらせん溝
４により、蒸発熱伝達の場合は管底部の液冷媒が毛細管
現象によって溝内を上昇し管内伝熱面に形成される冷媒
液膜の平均厚さが薄くなり、伝熱性能が向上すると言わ
れていた。しかし、我々の実験によれば第６図に示すよ
うに、蒸発熱伝達の場合に管内全伝熱面に薄い厚さの冷
媒液膜が形成され著しい伝熱促進効果が得られるのは冷
媒の乾き度が０．３以上の環状流の領域、すなわち蒸発
過程の後期だけである。一方、冷媒の乾き度が０．３以
下の層状流の領域、すなわち蒸発過程の初期においては
管内の液冷媒の流量が多い。そのため、液冷媒は容易に
溝を埋めてしまい、溝を乗り越えて流動する。したがっ
て、前述のような蒸発メカニズムによる著しい伝熱促進
効果は望めない。
４により、蒸発熱伝達の場合は管底部の液冷媒が毛細管
現象によって溝内を上昇し管内伝熱面に形成される冷媒
液膜の平均厚さが薄くなり、伝熱性能が向上すると言わ
れていた。しかし、我々の実験によれば第６図に示すよ
うに、蒸発熱伝達の場合に管内全伝熱面に薄い厚さの冷
媒液膜が形成され著しい伝熱促進効果が得られるのは冷
媒の乾き度が０．３以上の環状流の領域、すなわち蒸発
過程の後期だけである。一方、冷媒の乾き度が０．３以
下の層状流の領域、すなわち蒸発過程の初期においては
管内の液冷媒の流量が多い。そのため、液冷媒は容易に
溝を埋めてしまい、溝を乗り越えて流動する。したがっ
て、前述のような蒸発メカニズムによる著しい伝熱促進
効果は望めない。
以上の理由のために、従来の蒸発器は冷媒の乾き度が０
．３より小さな領域において伝熱性能が低かった０ 本発明は、前記従来の問題点を解消するものであり、冷
媒の乾き度が小さな層状流の領域における管内らせん溝
付管の伝熱性能を著しく向上させた高性能な蒸発器を提
供するものである。
．３より小さな領域において伝熱性能が低かった０ 本発明は、前記従来の問題点を解消するものであり、冷
媒の乾き度が小さな層状流の領域における管内らせん溝
付管の伝熱性能を著しく向上させた高性能な蒸発器を提
供するものである。
問題点を解決するための手段
本発明は前記問題点を解決するため、伝熱管の管内を相
変化する流体の流路とし、主として管内の上部を気体が
下部を液体がそれぞれ層状に流動する管内流体の乾き度
が０．３より小さな領域の前記伝熱管内底部に複数の小
孔を設けた半環状薄肉部材を挿入し伝熱管の内表面との
間に狭い空間を形成したものである。
変化する流体の流路とし、主として管内の上部を気体が
下部を液体がそれぞれ層状に流動する管内流体の乾き度
が０．３より小さな領域の前記伝熱管内底部に複数の小
孔を設けた半環状薄肉部材を挿入し伝熱管の内表面との
間に狭い空間を形成したものである。
作 用
この技術的手段による作用は次のようになる。
伝熱管内流体の乾き度が０．３より小さな領域には、管
内底部に複数の小孔を設けた半環状薄肉部材を挿入して
いることにより、半環状薄肉部材と伝熱管内壁面との間
に狭い空間が形成される。この領域では、実験によれは
、液冷媒の流量が多く、管底部での液膜厚さが非常に大
きい領域であるので、伝熱管底部に設けられた半環状薄
肉部材は液中に存在することになる。以上のことから、
蒸発熱伝達の場合には、半環状薄肉部材は伝熱面上の沸
騰空間を制限することになる。一方、管内流体の乾き度
が０．３より大きな領域には、半環状薄肉部材を設けて
いない。この領域では液冷媒よりも冷媒蒸気の流量が著
しく増加し、管内の流動状態は環状流へと変化する。そ
のため、管内全伝熱面に薄い厚さの冷媒液膜が形成され
る。
内底部に複数の小孔を設けた半環状薄肉部材を挿入して
いることにより、半環状薄肉部材と伝熱管内壁面との間
に狭い空間が形成される。この領域では、実験によれは
、液冷媒の流量が多く、管底部での液膜厚さが非常に大
きい領域であるので、伝熱管底部に設けられた半環状薄
肉部材は液中に存在することになる。以上のことから、
蒸発熱伝達の場合には、半環状薄肉部材は伝熱面上の沸
騰空間を制限することになる。一方、管内流体の乾き度
が０．３より大きな領域には、半環状薄肉部材を設けて
いない。この領域では液冷媒よりも冷媒蒸気の流量が著
しく増加し、管内の流動状態は環状流へと変化する。そ
のため、管内全伝熱面に薄い厚さの冷媒液膜が形成され
る。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図は本発明の一実施例の蒸発器の一部断面図、
第２図ａ、ｂは第１図に示した低乾き度域における伝熱
管の縦断面図および横断面図、第３図は半環状薄肉部材
の斜視図である。
る。第１図は本発明の一実施例の蒸発器の一部断面図、
第２図ａ、ｂは第１図に示した低乾き度域における伝熱
管の縦断面図および横断面図、第３図は半環状薄肉部材
の斜視図である。
第１図において、一定間隔に並設した多数のフロ
。
。
イン６と前記フィン５を貫通して配列した複数の伝熱管
６．７および前記伝熱管６，７を結合するＵベンド８よ
り蒸発器が構成され、管内を矢印９方向に冷媒が流動し
、管外のフィン５間を空気が流動して熱交換が行われる
。
６．７および前記伝熱管６，７を結合するＵベンド８よ
り蒸発器が構成され、管内を矢印９方向に冷媒が流動し
、管外のフィン５間を空気が流動して熱交換が行われる
。
管内流体の乾き度が０．３よシ小さな領域には、内壁に
複数のらせん細溝１ｏを有する伝熱管６の管内底部に複
数の小孔１１を基盤配列に設けた半環状薄肉部材１２を
挿入し、その半環状薄肉部材１２と伝熱管６の内壁面と
の間に狭い空間１３を形成している。半環状薄肉部材１
２は、第３図に示すように、薄肉板に複数の小孔１１を
設け、この薄肉板を伝熱管６の管内径に見合った曲率で
半環状に成形したものである。薄肉板に設けた小孔１１
は基盤配列にしているが、千鳥配列あるいはランダムな
配列でも良い。
複数のらせん細溝１ｏを有する伝熱管６の管内底部に複
数の小孔１１を基盤配列に設けた半環状薄肉部材１２を
挿入し、その半環状薄肉部材１２と伝熱管６の内壁面と
の間に狭い空間１３を形成している。半環状薄肉部材１
２は、第３図に示すように、薄肉板に複数の小孔１１を
設け、この薄肉板を伝熱管６の管内径に見合った曲率で
半環状に成形したものである。薄肉板に設けた小孔１１
は基盤配列にしているが、千鳥配列あるいはランダムな
配列でも良い。
また、管内流体の乾き度が０．３より大きな領域には、
半環状薄肉部材１２を管内に挿入せず、従来からの内壁
に複数のらせん細溝１０を有する伝熱管７を用いている
。なお、１４は側板である。
半環状薄肉部材１２を管内に挿入せず、従来からの内壁
に複数のらせん細溝１０を有する伝熱管７を用いている
。なお、１４は側板である。
次に、この一実施例の動作を説明する。管底部に形成さ
れる冷媒液膜の厚さが非常に厚くなる０、３より小さな
冷媒乾き度の領域には、内壁に複数のらせん細溝１０を
有する伝熱管６の管内底部に複数の小孔１１を設けた半
環状薄肉部材１２を挿入し両者の間に狭い空間１３を形
成したことにより、管底部の伝熱面上の沸騰空間が非常
に狭く制限されることになる。そして、沸騰空間が狭く
制限された場合には、制限のない場合と比較して沸騰熱
伝達率が著しく向上する。また、半環状薄肉部材１２の
複数の小孔１１は、その部材１２と伝熱面間の狭い空間
１３への液冷媒の流入と蒸発した冷媒蒸気の流出をそれ
ぞれ活発にする。さらに、管底部の厚い液膜の一部は管
内壁に刻設された複数のらせん細溝１ｏによる毛細管現
象によって溝内を管頂方向に上昇し、管内上部に薄い厚
さの液膜が形成される。以上の理由により、管底部の厚
い液膜によって低かった０、３より小さな乾き度域にお
ける管内熱伝達率が半環状薄肉部材１２を挿入すること
によって著しく向上し、伝熱性能が大幅に高くなる。
れる冷媒液膜の厚さが非常に厚くなる０、３より小さな
冷媒乾き度の領域には、内壁に複数のらせん細溝１０を
有する伝熱管６の管内底部に複数の小孔１１を設けた半
環状薄肉部材１２を挿入し両者の間に狭い空間１３を形
成したことにより、管底部の伝熱面上の沸騰空間が非常
に狭く制限されることになる。そして、沸騰空間が狭く
制限された場合には、制限のない場合と比較して沸騰熱
伝達率が著しく向上する。また、半環状薄肉部材１２の
複数の小孔１１は、その部材１２と伝熱面間の狭い空間
１３への液冷媒の流入と蒸発した冷媒蒸気の流出をそれ
ぞれ活発にする。さらに、管底部の厚い液膜の一部は管
内壁に刻設された複数のらせん細溝１ｏによる毛細管現
象によって溝内を管頂方向に上昇し、管内上部に薄い厚
さの液膜が形成される。以上の理由により、管底部の厚
い液膜によって低かった０、３より小さな乾き度域にお
ける管内熱伝達率が半環状薄肉部材１２を挿入すること
によって著しく向上し、伝熱性能が大幅に高くなる。
加えて、管内の冷媒の流動状態が環状流で、管内全伝熱
面に薄い厚さの冷媒液膜が形成される０、３より大きな
乾き度域には、半環状薄肉部材１２を管内に挿入してい
ない。乾き度が増加するにつれて、冷媒の流動にともな
う圧力損失は著しく増大する。そのため、半環状薄肉部
材１２を０．３より大きな乾き度域の伝熱管内に挿入し
ないことによって、熱交換器全体としての圧力損失の増
加は非常に小さくなる。
面に薄い厚さの冷媒液膜が形成される０、３より大きな
乾き度域には、半環状薄肉部材１２を管内に挿入してい
ない。乾き度が増加するにつれて、冷媒の流動にともな
う圧力損失は著しく増大する。そのため、半環状薄肉部
材１２を０．３より大きな乾き度域の伝熱管内に挿入し
ないことによって、熱交換器全体としての圧力損失の増
加は非常に小さくなる。
以上のことから、本発明は伝熱性能の著しい向上を達成
できる。
できる。
なお、本実施例では、伝熱管として内壁に複数のらせん
溝を有するらせん溝付伝熱管を用いたが、平滑管あるい
は管内が多孔質である管などを用いても上記と同様の効
果が得られる。また、本実施例では、半環状薄肉部材１
２を伝熱管６の管底部にのみ挿入したが、伝熱管内全面
に沿って環状に挿入しても良い。
溝を有するらせん溝付伝熱管を用いたが、平滑管あるい
は管内が多孔質である管などを用いても上記と同様の効
果が得られる。また、本実施例では、半環状薄肉部材１
２を伝熱管６の管底部にのみ挿入したが、伝熱管内全面
に沿って環状に挿入しても良い。
発明の効果
以上のように、本発明の蒸発器は、伝熱管の管内を相変
化する流体の流路とし、主として管内の上部を気体が下
部を液体がそれぞれ層状に流動する管内流体の乾き度が
０．３より小さな領域の前記伝熱管内底部に複数の小孔
を設けた半環状薄肉部材を挿入し伝熱管の内表面との間
に狭い空間を形成したものであるから、伝熱面上の沸騰
空間を制限することになり、０．３よりも小さな乾き度
域における沸騰熱伝熱率を著しく向上させることができ
る。したがって、本発明は蒸発器の伝熱性能を著しく高
めることが可能であり、実用的に極めて有用である。
化する流体の流路とし、主として管内の上部を気体が下
部を液体がそれぞれ層状に流動する管内流体の乾き度が
０．３より小さな領域の前記伝熱管内底部に複数の小孔
を設けた半環状薄肉部材を挿入し伝熱管の内表面との間
に狭い空間を形成したものであるから、伝熱面上の沸騰
空間を制限することになり、０．３よりも小さな乾き度
域における沸騰熱伝熱率を著しく向上させることができ
る。したがって、本発明は蒸発器の伝熱性能を著しく高
めることが可能であり、実用的に極めて有用である。
第１図は本発明の一実施例の蒸発器の一部断面図、第２
図ａ、ｂは第１図に示した低乾き度域における伝熱管の
縦断面図および横断面図、第３図は半環状薄肉部材の斜
視図、第４図は従来のフィン付熱交換器の斜視図、第５
図ａ、ｂは管内らせ５・・・・・・フィン、６，７・・
・・・・伝熱管、１ｏ・・・・・・らせん細溝、１１・
・・・・・小孔、１２・・・・・・半環状薄肉部材、１
３・・・・・・狭い空間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名６−
−−フイン 乙７７−−−イチミクシＮ＃ Ｂ−ｕへ°ンド゛ 第１図 ／Ｚ−半環状薄肉節材／−フィン 第５図 。−伏ん再 （山）（ｂ２ 第６図 ００．２０．４θ、６ ｏ、８１．０ 乾き浅 λ
図ａ、ｂは第１図に示した低乾き度域における伝熱管の
縦断面図および横断面図、第３図は半環状薄肉部材の斜
視図、第４図は従来のフィン付熱交換器の斜視図、第５
図ａ、ｂは管内らせ５・・・・・・フィン、６，７・・
・・・・伝熱管、１ｏ・・・・・・らせん細溝、１１・
・・・・・小孔、１２・・・・・・半環状薄肉部材、１
３・・・・・・狭い空間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名６−
−−フイン 乙７７−−−イチミクシＮ＃ Ｂ−ｕへ°ンド゛ 第１図 ／Ｚ−半環状薄肉節材／−フィン 第５図 。−伏ん再 （山）（ｂ２ 第６図 ００．２０．４θ、６ ｏ、８１．０ 乾き浅 λ
Claims (1)
- 伝熱管の管内を相変化する流体の流路とし、主として
管内の上部を気体が下部を液体がそれぞれ層状に流動す
る管内流体の乾き度が０．３より小さな領域の前記送熱
管内底部に複数の小孔を設けた半環状薄肉部材を挿入し
伝熱管の内表面との間に狭い空間を形成した蒸発器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160286A JPS62248995A (ja) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | 蒸発器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9160286A JPS62248995A (ja) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | 蒸発器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62248995A true JPS62248995A (ja) | 1987-10-29 |
Family
ID=14031102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9160286A Pending JPS62248995A (ja) | 1986-04-21 | 1986-04-21 | 蒸発器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62248995A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009121738A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 空冷式熱交換器 |
| CN102032825A (zh) * | 2011-01-10 | 2011-04-27 | 天津商业大学 | 用于蒸发器的换热管及其组成的蒸发器 |
| CN102213441A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-10-12 | 杭州美宝炉窑工程有限公司 | 换热管进出口同温差喷流式空气预热器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5363643A (en) * | 1976-11-19 | 1978-06-07 | Hitachi Ltd | Heat exchanger |
| JPS6115092A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-23 | Mitsubishi Metal Corp | 熱交換器用伝熱管 |
-
1986
- 1986-04-21 JP JP9160286A patent/JPS62248995A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5363643A (en) * | 1976-11-19 | 1978-06-07 | Hitachi Ltd | Heat exchanger |
| JPS6115092A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-23 | Mitsubishi Metal Corp | 熱交換器用伝熱管 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009121738A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 空冷式熱交換器 |
| CN102032825A (zh) * | 2011-01-10 | 2011-04-27 | 天津商业大学 | 用于蒸发器的换热管及其组成的蒸发器 |
| CN102213441A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-10-12 | 杭州美宝炉窑工程有限公司 | 换热管进出口同温差喷流式空气预热器 |
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