JPS6298199A - 物質移動熱交換器 - Google Patents
物質移動熱交換器Info
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- JPS6298199A JPS6298199A JP60235704A JP23570485A JPS6298199A JP S6298199 A JPS6298199 A JP S6298199A JP 60235704 A JP60235704 A JP 60235704A JP 23570485 A JP23570485 A JP 23570485A JP S6298199 A JPS6298199 A JP S6298199A
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- liquid
- heat
- fins
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- 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
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/34—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D3/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits
- F28D3/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium flows in a continuous film, or trickles freely, over the conduits with tubular conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/124—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of pins
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- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S165/00—Heat exchange
- Y10S165/163—Heat exchange including a means to form fluid film on heat transfer surface, e.g. trickle
- Y10S165/171—Heat exchange including a means to form fluid film on heat transfer surface, e.g. trickle including means at top end of vertical pipe to distribute liquid film on pipe exterior
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- 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〕
この発明は、伝熱管の外周面に蒸気吸収液を流し、この
蒸気吸収液に（又は、から）蒸気を吸収（又は発生）さ
せて発熱（又は吸熱）させ、この熱を伝熱管中を流れる
流体に伝達する物質移動熱交換器に関するものである。
蒸気吸収液に（又は、から）蒸気を吸収（又は発生）さ
せて発熱（又は吸熱）させ、この熱を伝熱管中を流れる
流体に伝達する物質移動熱交換器に関するものである。
第１１図は従来のこの種の熱交換器の正面図であり、図
において、（１１）は円筒状の伝熱管、（員は伝熱管（
１１）の外周に取り付けられたフィン、（＋３）は伝熱
管管壁である。また、第１２図、第１３図は第１１図の
伝熱管をそれぞれ水平および垂直に配置した場合の蒸気
吸収液の流動状態を示す正面図で、図において、（ｌｌ
ａ ）、 （ｌｌｂ ）は（ｌｌ）と同じく伝熱管、（
１４は蒸気吸収液、（１５）は蒸気、（＋［９は蒸気吸
収液（＋４）を散布するノズル、（１７）は蒸気吸収液
の配管である。
において、（１１）は円筒状の伝熱管、（員は伝熱管（
１１）の外周に取り付けられたフィン、（＋３）は伝熱
管管壁である。また、第１２図、第１３図は第１１図の
伝熱管をそれぞれ水平および垂直に配置した場合の蒸気
吸収液の流動状態を示す正面図で、図において、（ｌｌ
ａ ）、 （ｌｌｂ ）は（ｌｌ）と同じく伝熱管、（
１４は蒸気吸収液、（１５）は蒸気、（＋［９は蒸気吸
収液（＋４）を散布するノズル、（１７）は蒸気吸収液
の配管である。
次に動作について説明する。第１２図に示すように伝熱
管（ｌｌａ）、 （ｌｌｂ）を水平に配置した場合、蒸
気吸収液（１４）は配管（１７）を通り、ノズル（樽を
介して伝熱管（ｌｌａ）の上部に散布されろ。散布され
た蒸気吸収液（１４）はフィン（噂、管壁０３）を濡し
ながら流下し、下方の伝熱管（ｌｌｂ）上に流れ落ちる
。この間、蒸気吸収液（１→は蒸気（１５）を吸収し発
熱する。発生した熱は伝熱管（ｌｌａ ）、 （Ｉｌｂ
）の管中を流れる流体に伝達される。第１３図に示す
ように伝熱管（１１）を垂直に配置した場合、蒸気吸収
液（１４はノズル（図示せず）を介して伝熱管（＋１）
の上部に散布され、フィン（四、管壁（１３）を濡らし
ながら流下し、途中蒸気（１５）を吸収して発熱する。
管（ｌｌａ）、 （ｌｌｂ）を水平に配置した場合、蒸
気吸収液（１４）は配管（１７）を通り、ノズル（樽を
介して伝熱管（ｌｌａ）の上部に散布されろ。散布され
た蒸気吸収液（１４）はフィン（噂、管壁０３）を濡し
ながら流下し、下方の伝熱管（ｌｌｂ）上に流れ落ちる
。この間、蒸気吸収液（１→は蒸気（１５）を吸収し発
熱する。発生した熱は伝熱管（ｌｌａ ）、 （Ｉｌｂ
）の管中を流れる流体に伝達される。第１３図に示す
ように伝熱管（１１）を垂直に配置した場合、蒸気吸収
液（１４はノズル（図示せず）を介して伝熱管（＋１）
の上部に散布され、フィン（四、管壁（１３）を濡らし
ながら流下し、途中蒸気（１５）を吸収して発熱する。
発生した熱は伝熱管（１り中を流れる流体に伝達される
。
。
さらに、第１１図〜第１３図に示す第１従来例の改善の
為に第２従来例である実開昭 号公報を示す物質移動用熱交換器がある。
為に第２従来例である実開昭 号公報を示す物質移動用熱交換器がある。
第１４図〜第１８図にこれを示す。
即ち、直立させた伝熱管の外周部に複数の針状または歯
状フィンが上向きに傾斜して固定されていることにより
、蒸気吸収液を上記伝熱管の外周面に上記複数の針状ま
たは歯状フィンに亘って均一に分散させ、上記伝熱管の
熱交換効率を上げるものである。
状フィンが上向きに傾斜して固定されていることにより
、蒸気吸収液を上記伝熱管の外周面に上記複数の針状ま
たは歯状フィンに亘って均一に分散させ、上記伝熱管の
熱交換効率を上げるものである。
第１４図は従来の物質移動熱交換器を示す正面図、第１
５図はその断面図、第１６図は第１４図に示すフィンの
部分を拡大して示す正面図である。
５図はその断面図、第１６図は第１４図に示すフィンの
部分を拡大して示す正面図である。
図において、（１呻、 （１８１）〜（１８５）は歯状
フィンである。歯状フィン（ＩＩＩ）、 （１８１）〜
（１８５）は第１５図に示すように折り曲げ角θで折り
曲げ形成されており、隣り合うフィン（１８１） 、
（１８２）問およびフィン（１８１）と管壁０３）との
間に蒸気吸収液（＋４）を保持し得る間隙を設けている
。また、伝熱間（１１）の管軸方向に隣り合うフィン（
１８１） 、 （１８４）は第１５図。
フィンである。歯状フィン（ＩＩＩ）、 （１８１）〜
（１８５）は第１５図に示すように折り曲げ角θで折り
曲げ形成されており、隣り合うフィン（１８１） 、
（１８２）問およびフィン（１８１）と管壁０３）との
間に蒸気吸収液（＋４）を保持し得る間隙を設けている
。また、伝熱間（１１）の管軸方向に隣り合うフィン（
１８１） 、 （１８４）は第１５図。
第１６図に示すように伝熱管に直角に投影したときに互
いに重なるように構成されている。
いに重なるように構成されている。
なお、フィン（１８）の形状は、上記実施例に示した歯
状の他に針状であってもよく、またその取り付は状態も
規則正しく並んでいても不規則であってもよい。取り付
は方法としては、伝熱管（ＩＸ）表面を加工し削り出す
方法や、第１８図の伝熱フィンの正面図に示すように別
途形成したフィン（菫８）を平滑な伝熱管（１１）に巻
きつける方法などが考えられる。
状の他に針状であってもよく、またその取り付は状態も
規則正しく並んでいても不規則であってもよい。取り付
は方法としては、伝熱管（ＩＸ）表面を加工し削り出す
方法や、第１８図の伝熱フィンの正面図に示すように別
途形成したフィン（菫８）を平滑な伝熱管（１１）に巻
きつける方法などが考えられる。
次に動作について説明する。第１６図において、蒸気吸
収液が滴下されると、乙の蒸気吸収液は伝熱管（Ｉりの
軸方向に隣り合う歯状フィン（１８１１、（１８４）の
間を満たしながら流下していくが、この時、周方向に隣
り合う歯状フィン（１８１） 、 （１８２） 、 （
１８３）の間にも毛管力により液が拡がり、伝熱管（皿
り全体に液膜を形成しながら流下する状態となる。蒸気
吸収液の流下状態を示す正面図の第１７図にその様子を
示す。
収液が滴下されると、乙の蒸気吸収液は伝熱管（Ｉりの
軸方向に隣り合う歯状フィン（１８１１、（１８４）の
間を満たしながら流下していくが、この時、周方向に隣
り合う歯状フィン（１８１） 、 （１８２） 、 （
１８３）の間にも毛管力により液が拡がり、伝熱管（皿
り全体に液膜を形成しながら流下する状態となる。蒸気
吸収液の流下状態を示す正面図の第１７図にその様子を
示す。
従来の物質移動用熱交換器は以上のように構成されてい
るので、第１２図のように伝熱管（ｌｌａ）。
るので、第１２図のように伝熱管（ｌｌａ）。
（ｌｌｂ）を水平に配置する例では、ノズル（噂のすぐ
下の伝熱管（Ｉｌａ）では蒸気吸収液（ロ）はスプレー
されるため伝熱管（ｌｌａ）全体に拡がるが、この伝熱
管（ｌｌａ）より下部に配置された伝熱管（ｌｌｂ）で
は、フィン（噂が伝熱管（ｌｌｂ）の円周方向に取り付
けられているため上部から流下した蒸気吸収液θ→は伝
熱管（ｌｌｂ）の管軸方向に拡がりにくく液切れを生じ
やすい。また、第１３図のように伝熱管０りを垂直に配
置する例では、フィン（ロ）が蒸気吸収液（１４の流下
方向とほぼ直角になるため、第１２図の場合よりは蒸気
吸収液（→が伝熱管（１１）全体に拡がりやすい。しか
し、管軸が少しでも垂直方向からずれると蒸気吸収液（
１４３が偏り、やはり液膜切れを生じる。
下の伝熱管（Ｉｌａ）では蒸気吸収液（ロ）はスプレー
されるため伝熱管（ｌｌａ）全体に拡がるが、この伝熱
管（ｌｌａ）より下部に配置された伝熱管（ｌｌｂ）で
は、フィン（噂が伝熱管（ｌｌｂ）の円周方向に取り付
けられているため上部から流下した蒸気吸収液θ→は伝
熱管（ｌｌｂ）の管軸方向に拡がりにくく液切れを生じ
やすい。また、第１３図のように伝熱管０りを垂直に配
置する例では、フィン（ロ）が蒸気吸収液（１４の流下
方向とほぼ直角になるため、第１２図の場合よりは蒸気
吸収液（→が伝熱管（１１）全体に拡がりやすい。しか
し、管軸が少しでも垂直方向からずれると蒸気吸収液（
１４３が偏り、やはり液膜切れを生じる。
この結果、何れの場合も管壁（＋３）が露出し、期待す
るほどの吸収に必要な液表面積が得られない。あるいは
、液膜切れを防止するため多量の蒸気吸収液（４）を流
す必要があり、この結果液膜が厚くなる。
るほどの吸収に必要な液表面積が得られない。あるいは
、液膜切れを防止するため多量の蒸気吸収液（４）を流
す必要があり、この結果液膜が厚くなる。
このため伝熱管（ＩＩ）、 （ｌｌａ ）、 （Ｉｌｂ
）の熱交換効率が期待したほど上がらないなどの欠点
があった。
）の熱交換効率が期待したほど上がらないなどの欠点
があった。
さらに第２従来例の物質移動熱交換器は第１従来例に比
べて、蒸気吸収液を均一に分散及び保持する事ができ、
流下速度も小さいため、蒸気の吸収特性及び熱伝達特性
を改善できるが、伝熱フィンの傾斜角度、巻きピッチの
望ましい幾何学的形状については、いまだ十分明らかに
なっていなかった０ この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、より吸収特性および熱伝達特性に優れ熱交換効率
が向上し、高性能かつコンパクトな物質移動熱交換器を
得ることを目的とする。
べて、蒸気吸収液を均一に分散及び保持する事ができ、
流下速度も小さいため、蒸気の吸収特性及び熱伝達特性
を改善できるが、伝熱フィンの傾斜角度、巻きピッチの
望ましい幾何学的形状については、いまだ十分明らかに
なっていなかった０ この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、より吸収特性および熱伝達特性に優れ熱交換効率
が向上し、高性能かつコンパクトな物質移動熱交換器を
得ることを目的とする。
この発明の物質移動熱交換器は、直立した伝熱管および
複数の針状又は歯状片を有する多層体を上記伝熱管の外
周に、多層体間の伝熱管軸方向スペースが多層体の層間
隔の２倍以上になるように取り付けられた伝熱フィンを
備え、上記針状片又は歯状片の傾斜角が上向きで、伝熱
管軸に対して３０〜８０°であるように設けられ、上記
伝熱管の外周の伝熱フィンに亘って蒸気吸収液を分散流
下させその吸収液に（又は、から）蒸気を吸収（又は発
生）させて発熱（又は吸熱）させ、その熱を上記伝熱管
中を流れる流体に伝達させるようにしたものである。
複数の針状又は歯状片を有する多層体を上記伝熱管の外
周に、多層体間の伝熱管軸方向スペースが多層体の層間
隔の２倍以上になるように取り付けられた伝熱フィンを
備え、上記針状片又は歯状片の傾斜角が上向きで、伝熱
管軸に対して３０〜８０°であるように設けられ、上記
伝熱管の外周の伝熱フィンに亘って蒸気吸収液を分散流
下させその吸収液に（又は、から）蒸気を吸収（又は発
生）させて発熱（又は吸熱）させ、その熱を上記伝熱管
中を流れる流体に伝達させるようにしたものである。
物質移動熱交換器を上記のように構成したことにより、
蒸気吸収液の伝熱管への分散流下の流動状態を波状にす
ることができ上記目的を達成できる。即ち、波状にする
ことにより、以下に示す要因により物質移動熱交換器の
吸収特性および熱伝達特性の向上が図れる。
蒸気吸収液の伝熱管への分散流下の流動状態を波状にす
ることができ上記目的を達成できる。即ち、波状にする
ことにより、以下に示す要因により物質移動熱交換器の
吸収特性および熱伝達特性の向上が図れる。
１、冷媒蒸気−蒸気吸収液膜間（気液界面）においては
、液膜の冷媒蒸気にさらされている冷媒の表面積が増加
し、吸収特性が向上する。
、液膜の冷媒蒸気にさらされている冷媒の表面積が増加
し、吸収特性が向上する。
２、蒸気吸収液膜内においては、吸収された冷媒液が液
膜内にすみやかに拡散され、液膜表面上の冷媒液の温度
上昇及び圧力上昇を抑え、上述の気液界面における吸収
特性を促進させる。
膜内にすみやかに拡散され、液膜表面上の冷媒液の温度
上昇及び圧力上昇を抑え、上述の気液界面における吸収
特性を促進させる。
３、蒸気吸収液膜−伝熱面間において（よ、液の乱れに
よす液膜と伝熱面との間の熱伝達率が向上する。
よす液膜と伝熱面との間の熱伝達率が向上する。
なお、ザ デザイン オブ ア フォーリングフィルム
アブソーバ−イン アン アブソープション ヒート
ポンプ ニス−１００４４ストックホルム １９８５
年５月（Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｆａｌｌｉ
Ｂ ［ｉｌｎ＋ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｉｎ ａ
ｎ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ
。
アブソーバ−イン アン アブソープション ヒート
ポンプ ニス−１００４４ストックホルム １９８５
年５月（Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｆａｌｌｉ
Ｂ ［ｉｌｎ＋ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｉｎ ａ
ｎ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｈｅａｔ ｐｕｍｐ
。
Ｓ−１００４４５ＴＯＣＫ［（ＯＬＭ Ｍａｙ １９８
５）に、ウドホルム（ＨｏｕｎＤＨＯＬＭ）らによって
示されているように、縦型伝熱管上の液膜の波動の出現
は出来る限り早い方が望ましく、液膜の波動が熱伝達特
性を良くする。
５）に、ウドホルム（ＨｏｕｎＤＨＯＬＭ）らによって
示されているように、縦型伝熱管上の液膜の波動の出現
は出来る限り早い方が望ましく、液膜の波動が熱伝達特
性を良くする。
以下、乙の発明の実施例を第１図〜第５図によって説明
する。第１図は、この発明の一実施例に係わる伝熱フィ
ンの巻き付は状態を示す正面図、第２図はその断面図、
第３図は巻き付ける伝熱フィン材の正面図、第４図は伝
熱フィンの斜視図、第５図は伝熱フィンの巻き付は方の
一例を示す部分断面図である。（１）は伝熱管、（２）
は歯状あるいは針状の伝熱フィン、（３）は伝熱管の中
心軸と伝熱フィンのなす角度θで図はθ＝４８°の場合
を示す、（４）は巻き付ける伝熱フィン材、（５）は伝
熱フィンの多層体の層間隔、（６）は伝熱フィンの多層
体間の伝熱管軸方向スペースである。また、ｂは伝熱フ
ィンの切り幅、Ｈｉ、を伝熱フィン高さ、Ｓは伝熱フィ
ンの多層体の層間隔（５）、ｄは伝熱フィンの多層体間
の伝熱管軸方向スペース（６）である。
する。第１図は、この発明の一実施例に係わる伝熱フィ
ンの巻き付は状態を示す正面図、第２図はその断面図、
第３図は巻き付ける伝熱フィン材の正面図、第４図は伝
熱フィンの斜視図、第５図は伝熱フィンの巻き付は方の
一例を示す部分断面図である。（１）は伝熱管、（２）
は歯状あるいは針状の伝熱フィン、（３）は伝熱管の中
心軸と伝熱フィンのなす角度θで図はθ＝４８°の場合
を示す、（４）は巻き付ける伝熱フィン材、（５）は伝
熱フィンの多層体の層間隔、（６）は伝熱フィンの多層
体間の伝熱管軸方向スペースである。また、ｂは伝熱フ
ィンの切り幅、Ｈｉ、を伝熱フィン高さ、Ｓは伝熱フィ
ンの多層体の層間隔（５）、ｄは伝熱フィンの多層体間
の伝熱管軸方向スペース（６）である。
第３図構成の伝熱フィン材（４）は伝熱フィン材（４）
の中心部で折り曲げられ、第４図構成の伝熱フィン（２
）の形状となる。乙の伝熱フィン（２）を伝熱管（１）
に第５図に一例で示すような巻き付は方に巻いた後、所
定の伝熱フィン角度θになるように傾け、第１図、第２
図構成の伝熱フィンを備丸な物質移動熱交換器が出来上
がる。
の中心部で折り曲げられ、第４図構成の伝熱フィン（２
）の形状となる。乙の伝熱フィン（２）を伝熱管（１）
に第５図に一例で示すような巻き付は方に巻いた後、所
定の伝熱フィン角度θになるように傾け、第１図、第２
図構成の伝熱フィンを備丸な物質移動熱交換器が出来上
がる。
第５図で例丸ば、第４図構成の伝熱フィン（２）の伝熱
管（１）への巻き付は方の例を説明する。
管（１）への巻き付は方の例を説明する。
第５図（ａ）は２層の伝熱フィン（２）を伝熱管（１）
の周囲に密に巻き付けた状態、第５図（ｂ）は同じく２
層の伝熱フィン（２）を伝熱管（１）の周囲に粗に巻き
付けた状態、第５図（Ｃ）は４暦の伝熱フィン（２）を
伝熱管（１）の周囲に巻き付けた状態を示す。伝熱フ、
ｒン（２）の巻き付けは、２層あるいは４層に限らず、
多者で巻き付けてもよい。
の周囲に密に巻き付けた状態、第５図（ｂ）は同じく２
層の伝熱フィン（２）を伝熱管（１）の周囲に粗に巻き
付けた状態、第５図（Ｃ）は４暦の伝熱フィン（２）を
伝熱管（１）の周囲に巻き付けた状態を示す。伝熱フ、
ｒン（２）の巻き付けは、２層あるいは４層に限らず、
多者で巻き付けてもよい。
第６図〜第９図は蒸気吸収液の流下状態を示す部分断面
図であり、伝熱フィン角度θに関して、伝熱フィン角度
θが第２図に示すある角度（例えば図示の例ではθ＝４
８°）をもっときは、上部から流下する蒸気吸収液（以
下、液と記す）の挙動については、以下に述べるような
現象が考えられる。すなわち、流下する液はスペース（
６）に流入した後、表面張力による液保持作用と、重力
及び流路抵抗による液流下作用がバランスするまで彼が
保持され、その後流下していく。したがって、伝熱管軸
方向の液膜の状態は第６図に見られるごとく、伝熱フィ
ン隙間に液が保持される箇所が生しる。図中（７）は蒸
気吸収液である。また、ある任意の伝熱フィン（２）に
注目するならば、上述の両作用の働きより液（７）が保
持されたり、流下されたりする周期的な振動現象がある
。液（７）が流下し、また次に流下するまでを１回の振
動現象とすると、第６図の場合の振動回数ｆは、１分間
に生じる振動の回数である。この振動が生じるためには
、伝熱フィン（２）が作るスペース（６）に、表面張力
による液保持特性を破るような液量かたまる事が必要で
ある。
図であり、伝熱フィン角度θに関して、伝熱フィン角度
θが第２図に示すある角度（例えば図示の例ではθ＝４
８°）をもっときは、上部から流下する蒸気吸収液（以
下、液と記す）の挙動については、以下に述べるような
現象が考えられる。すなわち、流下する液はスペース（
６）に流入した後、表面張力による液保持作用と、重力
及び流路抵抗による液流下作用がバランスするまで彼が
保持され、その後流下していく。したがって、伝熱管軸
方向の液膜の状態は第６図に見られるごとく、伝熱フィ
ン隙間に液が保持される箇所が生しる。図中（７）は蒸
気吸収液である。また、ある任意の伝熱フィン（２）に
注目するならば、上述の両作用の働きより液（７）が保
持されたり、流下されたりする周期的な振動現象がある
。液（７）が流下し、また次に流下するまでを１回の振
動現象とすると、第６図の場合の振動回数ｆは、１分間
に生じる振動の回数である。この振動が生じるためには
、伝熱フィン（２）が作るスペース（６）に、表面張力
による液保持特性を破るような液量かたまる事が必要で
ある。
しかし、伝熱フィン角度θが例えば９０°の場合は、上
述のスペース（６）に液（７）が流れにくい事により振
動が生じない。この流動状態を第７図に示す。
述のスペース（６）に液（７）が流れにくい事により振
動が生じない。この流動状態を第７図に示す。
また一方伝熱フイン角度θが０６に近い場合は、上述の
スペース（６）が非常に狭くなり、表面張力を破る液量
がたまらないため、振動が生じない。この流動状態を第
８図に示す。
スペース（６）が非常に狭くなり、表面張力を破る液量
がたまらないため、振動が生じない。この流動状態を第
８図に示す。
したがって伝熱フィン角度θに対しては、伝熱フィンの
多層体の層間隔（５）に振動を起こす最低角（θ１ｎ）
と最高角（θ１１ｘ）が存在する。
多層体の層間隔（５）に振動を起こす最低角（θ１ｎ）
と最高角（θ１１ｘ）が存在する。
巻き方に関しても、液（７）は伝熱フィン（２）を密に
巻き付けた場合、上記における伝熱フィン角度θり０°
に近い状態になり、伝熱フィンの多層体の層間隔（５）
に振動が生じない。伝熱フィン（２）を祖に巻き付ける
と、上記第６図のような周期的な振動現象が生じる。
巻き付けた場合、上記における伝熱フィン角度θり０°
に近い状態になり、伝熱フィンの多層体の層間隔（５）
に振動が生じない。伝熱フィン（２）を祖に巻き付ける
と、上記第６図のような周期的な振動現象が生じる。
したがって、巻き方に関しても、伝熱フィンの多層体の
層間隔（５）に振動を起こす伝熱フィンの多層体の層間
隔ｄの最小値ｄ１アが存在する。
層間隔（５）に振動を起こす伝熱フィンの多層体の層間
隔ｄの最小値ｄ１アが存在する。
以上、θ１，１．θｍａＸｊ ｄ １ｌｌｌ＋’＋を求
める実験を行なった。供試伝熱管は、φ１２ｍｍの鋼管
に表に示す仕様で伝熱フィンを巻き付けた３種類のもの
を用いた。液はエチレングリコール水溶液を使用した。
める実験を行なった。供試伝熱管は、φ１２ｍｍの鋼管
に表に示す仕様で伝熱フィンを巻き付けた３種類のもの
を用いた。液はエチレングリコール水溶液を使用した。
各液量における、伝熱フィンの取り付は角度（θ）によ
る伝熱フィンの多層体の層間隔の液の振動数（ｆ）変化
を示す特性図を第１０図に示す。
る伝熱フィンの多層体の層間隔の液の振動数（ｆ）変化
を示す特性図を第１０図に示す。
横軸は度で表わす角度θ（０）を縦軸は数で表す振動数
ｆを示す。ｆは、１分間あたりの液の振動数であり、液
量が増加するにつれて増加する。各波及に対して、液の
振動は３０’〜８００の範囲で望ましくは３５°〜６０
°の範囲で生じている。３０°以下８０’以上では液が
振動せず好ましくない。
ｆを示す。ｆは、１分間あたりの液の振動数であり、液
量が増加するにつれて増加する。各波及に対して、液の
振動は３０’〜８００の範囲で望ましくは３５°〜６０
°の範囲で生じている。３０°以下８０’以上では液が
振動せず好ましくない。
伝熱フィンの多層体の層間隔ｄに関して、Ｄ２管におい
ては、振動は伝熱フィンの多層体の層間隔に全く生じな
かった。その流動状態を第９図に示す。Ｄｌ管、Ｓ管に
おいては、伝熱管上の全ての伝熱フィンの多層体の層間
隔に液の振動が観察された。ゆえに、振動が生じるｄ
ＩＩＩＭは、伝熱フィンの多層体の層間隔Ｓで表すとｄ
−＋−／ Ｓ ２＝２．Ｑである。なお、上記結果は
他の管径の鋼管にも観なお、この発明の物質移ｒｆ！Ｊ
Ｊ熱交換器は、実施例の動作とは逆に、管内の流体から
分散される吸収液に熱を伝達し、吸収液から水蒸気を発
生する場合においても、液膜の振動がこの蒸気発生に効
力を発揮することは言うまでもない。又、フィンの形状
は、実施例に示した歯状の他に針状であってもよく、そ
の取り付は状態も規則的、不規則的によらない。取り付
は方法も、伝熱管表面を加工し削り出す方法や、別途形
成したフィンを伝熱管に巻き付けろ方法などがある。
ては、振動は伝熱フィンの多層体の層間隔に全く生じな
かった。その流動状態を第９図に示す。Ｄｌ管、Ｓ管に
おいては、伝熱管上の全ての伝熱フィンの多層体の層間
隔に液の振動が観察された。ゆえに、振動が生じるｄ
ＩＩＩＭは、伝熱フィンの多層体の層間隔Ｓで表すとｄ
−＋−／ Ｓ ２＝２．Ｑである。なお、上記結果は
他の管径の鋼管にも観なお、この発明の物質移ｒｆ！Ｊ
Ｊ熱交換器は、実施例の動作とは逆に、管内の流体から
分散される吸収液に熱を伝達し、吸収液から水蒸気を発
生する場合においても、液膜の振動がこの蒸気発生に効
力を発揮することは言うまでもない。又、フィンの形状
は、実施例に示した歯状の他に針状であってもよく、そ
の取り付は状態も規則的、不規則的によらない。取り付
は方法も、伝熱管表面を加工し削り出す方法や、別途形
成したフィンを伝熱管に巻き付けろ方法などがある。
以上説明したとおり、この発明は、直立した伝熱管およ
び複数の針状片または歯状片を有する多層体を上記伝熱
管の外周に、多層体間の伝熱管軸方向スペースが多層体
の層間隔の２倍以上になるように取り付けられた伝熱フ
ィンを備え、上気針状片又は歯状片の傾斜角が上向きで
、伝熱管軸に対して３０〜８０’であるように設けられ
、上気伝熱管の外周の伝熱フィンに亘って蒸気吸収液を
分散流下させその吸収液に（又は、から）蒸気を吸収（
又は発生）させて発熱（又は吸熱）させ、その熱を上記
伝熱管中を流れる流体に伝達させるようにして、より吸
収特性および熱伝達特性に優れ熱交換効率が向上し、高
性能かつコンパクトな物質移動熱交換器を得ることがで
きる。
び複数の針状片または歯状片を有する多層体を上記伝熱
管の外周に、多層体間の伝熱管軸方向スペースが多層体
の層間隔の２倍以上になるように取り付けられた伝熱フ
ィンを備え、上気針状片又は歯状片の傾斜角が上向きで
、伝熱管軸に対して３０〜８０’であるように設けられ
、上気伝熱管の外周の伝熱フィンに亘って蒸気吸収液を
分散流下させその吸収液に（又は、から）蒸気を吸収（
又は発生）させて発熱（又は吸熱）させ、その熱を上記
伝熱管中を流れる流体に伝達させるようにして、より吸
収特性および熱伝達特性に優れ熱交換効率が向上し、高
性能かつコンパクトな物質移動熱交換器を得ることがで
きる。
第１図および第２図はこの発明の一実施例の物質移動熱
交換器を示す正面図および断面図、第３図はこの発明の
一実施例に係わる伝熱フィン材の正面図、第４図はこの
発明の一実施例に係オ〕ろ伝熱フィンの斜視図、第５図
はこの発明の実施例に係わる伝熱フィンの巻き付は状態
を示す部分断面図、第６図はこの発明の一実施例の物質
移動熱交換器におけろ蒸気吸収液の分散流下状態を示す
郡部断面図、第７図〜第９図は、従来の物質移動熱交換
器における蒸気吸収液の分散流下状態を示す部分断面図
、第１０図はこの発明の実施例の各液量における伝熱フ
ィンの取り付は角度（θ）による伝熱フィンの多層体の
層間隔の液の振動数（ｆ）変化を示す特性図、第１１図
は従来の物質移動熱交換器の正面図、第１２図および第
１３図は従来の物質移動熱交換器における蒸気吸収液の
流動状態を示す部分正面図、第１４図〜第１８図は他の
従来例の物質移動熱交換器を示し、第１４図はその正面
図、第１５図はその断面図、第１６図はその拡大部分正
面図、第１７図はその蒸気吸収液の流動状態を示す正面
図、第１８図はそのフィンの拡大正面図である。 図において、（１）は伝熱管、（２）は伝熱フィン、（
３）は伝熱フィンの傾斜角、（５）は多層体の層間隔、
（６）は多層体間の伝熱管軸方向スペース、（７）＋よ
蒸気吸収液である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
交換器を示す正面図および断面図、第３図はこの発明の
一実施例に係わる伝熱フィン材の正面図、第４図はこの
発明の一実施例に係オ〕ろ伝熱フィンの斜視図、第５図
はこの発明の実施例に係わる伝熱フィンの巻き付は状態
を示す部分断面図、第６図はこの発明の一実施例の物質
移動熱交換器におけろ蒸気吸収液の分散流下状態を示す
郡部断面図、第７図〜第９図は、従来の物質移動熱交換
器における蒸気吸収液の分散流下状態を示す部分断面図
、第１０図はこの発明の実施例の各液量における伝熱フ
ィンの取り付は角度（θ）による伝熱フィンの多層体の
層間隔の液の振動数（ｆ）変化を示す特性図、第１１図
は従来の物質移動熱交換器の正面図、第１２図および第
１３図は従来の物質移動熱交換器における蒸気吸収液の
流動状態を示す部分正面図、第１４図〜第１８図は他の
従来例の物質移動熱交換器を示し、第１４図はその正面
図、第１５図はその断面図、第１６図はその拡大部分正
面図、第１７図はその蒸気吸収液の流動状態を示す正面
図、第１８図はそのフィンの拡大正面図である。 図において、（１）は伝熱管、（２）は伝熱フィン、（
３）は伝熱フィンの傾斜角、（５）は多層体の層間隔、
（６）は多層体間の伝熱管軸方向スペース、（７）＋よ
蒸気吸収液である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 直立した伝熱管および複数の針状片又は歯状片を有する
多層体を上記伝熱管の外周に、多層体間の伝熱管軸方向
スペースが多層体の層間隔の２倍以上になるように取り
付けられた伝熱フィンを備え、上記針状片又は歯状片の
傾斜角が上向きで、伝熱管軸に対して３０〜８０°であ
るように設けられ、上記伝熱管の外周の伝熱フィンに亘
って蒸気吸収液を分散流下させその吸収液に（又は、か
ら）蒸気を吸収（又は発生）させて発熱（又は吸熱）さ
せ、その熱を上記伝熱管中を流れる流体に伝達させるよ
うにした物質移動熱交換器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235704A JPS6298199A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 物質移動熱交換器 |
| DE8686308188T DE3661972D1 (en) | 1985-10-21 | 1986-10-21 | Heat and/or mass transfer device |
| EP86308188A EP0221722B1 (en) | 1985-10-21 | 1986-10-21 | Heat and/or mass transfer device |
| US06/921,182 US4742869A (en) | 1985-10-21 | 1986-10-21 | Heat and mass transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235704A JPS6298199A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 物質移動熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298199A true JPS6298199A (ja) | 1987-05-07 |
Family
ID=16989990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60235704A Pending JPS6298199A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 物質移動熱交換器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4742869A (ja) |
| EP (1) | EP0221722B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6298199A (ja) |
| DE (1) | DE3661972D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5255535A (en) * | 1991-12-26 | 1993-10-26 | General Electric Company | Refrigerator with spine fin evaporator |
| US5241840A (en) * | 1991-12-26 | 1993-09-07 | General Electric Company | Refrigerator with spine fin evaporator |
| US5241838A (en) * | 1991-12-26 | 1993-09-07 | General Electric Company | Refrigerator with spine fin evaporator |
| KR100482827B1 (ko) * | 2002-09-14 | 2005-04-14 | 삼성전자주식회사 | 열교환기 |
| US20110226782A1 (en) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Gas temperature moderation within compressed gas vessel through heat exchanger |
| US20150345708A1 (en) * | 2013-01-08 | 2015-12-03 | Agility Fuel Systems, Inc. | Vortex fill |
| CN103557736B (zh) * | 2013-11-22 | 2016-02-03 | 茂名重力石化机械制造有限公司 | 一种斜翅翅片管 |
| CN109855441B (zh) * | 2017-11-30 | 2020-10-30 | 杭州三花微通道换热器有限公司 | 换热组件、用于换热器的导液件及换热系统 |
| DE102018001700A1 (de) * | 2018-03-03 | 2019-09-05 | Linde Aktiengesellschaft | Kühlrippenanordnung, Produktsammelrohr und Dampfreformer |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US242300A (en) * | 1881-05-31 | Samuel p | ||
| US1932610A (en) * | 1932-10-25 | 1933-10-31 | Tilley Edwin Frost | Radiation device |
| CH235639A (de) * | 1942-05-04 | 1944-12-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | Rippenrohr für Wärmeaustauscher mit strahlenförmig angeordneten Blechrippen und Verfahren zur Herstellung desselben. |
| BE561143A (ja) * | 1956-09-28 | |||
| DE1107259B (de) * | 1957-02-09 | 1961-05-25 | Babcock & Wilcox Dampfkessel | Rohrfoermiger Hohlkoerper fuer Waermeaustauscher, der in axialer Richtung angestroemt wird und auf der Aussenseite mit ring- oder schraubenfoermig verlaufenden Rippen versehen ist |
| DE1108716B (de) * | 1957-05-29 | 1961-06-15 | Gen Electric | Rippenrohr mit einem flachen Basisflansch und mindestens einem zu zahlreichen Lamellen aufgeschnittenen Rippenabschnitt und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US3134166A (en) * | 1960-08-26 | 1964-05-26 | Gen Electric | Manufacture of heat exchange tubing |
| FR2019968B1 (ja) * | 1968-10-04 | 1974-11-15 | Escoa Corp | |
| GB1328302A (en) * | 1970-06-25 | 1973-08-30 | Escoa Fintube Corp | Segmented finned tube and its method of manufacture |
| JPS5414050A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-01 | Hitachi Ltd | Heat exchanger |
| JPS5543310A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | Heat exchanger and making thereof |
| JPS55167091U (ja) * | 1979-05-16 | 1980-12-01 |
-
1985
- 1985-10-21 JP JP60235704A patent/JPS6298199A/ja active Pending
-
1986
- 1986-10-21 DE DE8686308188T patent/DE3661972D1/de not_active Expired
- 1986-10-21 EP EP86308188A patent/EP0221722B1/en not_active Expired
- 1986-10-21 US US06/921,182 patent/US4742869A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0221722B1 (en) | 1989-01-25 |
| DE3661972D1 (en) | 1989-03-02 |
| EP0221722A1 (en) | 1987-05-13 |
| US4742869A (en) | 1988-05-10 |
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