向下流动的液膜式蒸发器用传热管制造技术

本发明专利技术提供一种能提高管外表面的制冷剂湿润扩散性，特别是沿管轴方向的制冷剂湿润扩散性，实现传热性能提高的向下流动的液膜式蒸发器用传热管。在传热管主体１的外表面１ａ上形成３种凸起２、３及４。多个凸起２至４分别沿相互平行的方向以螺旋状排列，构成凸起群２ａ至４ａ。凸起群２ａ至４ａ各设置１组。凸起２至４的间隔Ｐ２至Ｐ４为０．３５ｍｍ≤Ｐ４＜Ｐ３＜Ｐ２≤０．９５ｍｍ，凸起２至凸起４的高度ｈ２至ｈ４为０．１ｍｍ≤ｈ４＜ｈ３＜ｈ２≤０．５ｍｍ。另外，管轴方向的凸起群２ａ至４ａ的排列间隔分别为０．７２～１．１２ｍｍ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过让制冷剂向下流到管外表面上，在管外表面形成液膜，使该制冷剂蒸发，从而在与流经管内的流体之间进行热交换的向下流动的液膜式蒸发器用传热管。特别是近来，由于环境问题日益重要，因此，不使用热交换性能良好但温暖化系数高的含氯氟烃制冷剂而能够得到高热效率的吸收式低温水机，作为环境优良的大型建筑物用制冷循环及区域性冷暖系统的开发和普及正在迅速进行。随之，承担吸收式低温水机最重要部分的传热管的高性能化的要求也日渐增强。在吸收式低温水机等向下流动的液膜式蒸发器中，在维持内部压力低的筐体内设置有多个传热管，使其管轴方向水平，制冷剂(例如水)向下流到该传热管的外表面上，在该制冷剂和流经管内的流体(例如水)之间进行热交换，冷却管内的流体。与传热管接触的制冷剂在传热管表面湿润扩散。这时，由于容纳该传热管的筐体内的压力维持得低，所以制冷剂蒸发并从传热管的外表面吸热，从而冷却传热管内部的流体。为了得到传热性能良好的传热管，必须尽可能地扩大制冷剂和传热管之间的接触面积，即传热面的面积。因此，必须提高传热管外表面的制冷剂的湿润扩散性。作为这种向下流动的液膜式蒸发器用传热管，在特开平10-318691号公报中公开了在管外表面具有以螺旋状排列的多个凸起的传热管。这种传热管具有管主体，设置在该管主体的外表面且沿着与管轴方向垂直或倾斜的方向延伸的翘片，沿着与该翘片交叉的方向将该延伸翘片切槽的切槽部，切槽部的深度与翘片的高度实质上相同，在切槽部上切槽的翘片形成有多个凸起。另外，这些凸起的高度为0.2至0.4mm，间隔为0.5至0.9mm。由此，与外表面不形成凸起的平滑管相比，提高了制冷剂的湿润扩散性，同时增加了管外表面的表面积，所以在某种程度上提高了传热性能。但是，这种以往技术存在下述问题。公开于特开平10-318691号公报中的向下流动的液膜式蒸发器用传热管，虽然增加了管外表面的表面积，但是管外表面的制冷剂的湿润扩散性不够充分。因此，在将多个传热管多级配置使其管轴方向水平的蒸发器中，流下到最上级的传热管外表面管顶部的制冷剂在沿传热管的管轴方向湿润扩散之前，容易沿传热管的管周方向落下。这样，向下流到传热管管顶部的制冷剂沿管周方向大致垂直地流动落下，在相当于管顶部的制冷剂流下来的位置大致正下方的管底部位置，朝下一级传热管滴落。因此，即使是下一级以下的传热管，也确定了管外表面的制冷剂湿润扩散的形式，导致制冷剂从配设在上一级的传热管向配设在下一级的传热管滴落的位置始终相同。结果，在配置于蒸发器内的传热管的外表面上，常常发生制冷剂不浸湿的区域。这些区域由于制冷剂和管内的水之间不能进行热交换，所以传热管的传热性能降低。本专利技术就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能提高管外表面的制冷剂湿润扩散性，特别是沿管轴方向的制冷剂湿润扩散性，实现了传热性能提高的向下流动的液膜式蒸发器用传热管。解决上述课题的本专利技术，是在下滴到管外面的液体形成的液膜与流经管内的液体之间进行热交换的向下流动的液膜式传热管，包括管主体，在管外表面上形成的多个独立的凸起以及在管内表面形成凸状并以螺旋状延伸的肋，上述凸起分类成多组凸起群，在各凸起群中，彼此具有相同形状的多个凸起以螺旋状排列，使该凸起间的间隔为同一间隔，上述各凸起群设置成凸起的排列方向相互平行，构成至少一个凸起群的凸起的形状或间隔与构成其他凸起群的凸起的形状或间隔不同。根据上述构成，各凸起群的制冷剂表面张力的大小彼此不同，制冷剂产生从一凸起群向其他凸起群的流动。结果，制冷剂在管轴方向上容易湿润扩散，增大了传热面的面积。也就是说，制冷剂向下一级传热管下滴的位置发生变动，也增大了下一级传热管传热面的面积。而且，通过在管轴方向湿润扩散，在管下部下滴时的模式不会一定化。结果，可增大下一级传热面的面积。于是，沿各级传热管很难引起传热面的干燥，提高作为热交换器的性能。在本专利技术的向下流动的液膜式传热管中，优选上述凸起的形状在所有上述凸起群中为四棱锥台形或四棱锥形。如果为以四棱为基本的凸起形状，增多了平行于管轴的部分。因此，可增大沿管轴方向流动的制冷剂相对于沿圆周方向流动的制冷剂量的比率，从而能够提高湿润扩散性。另外，如果为以锥为基本的凸起形状，与柱状凸起相比，在凸起基部附近形成的液膜的厚度变薄。因此，可缩小制冷剂液膜的热传导的障碍，提高了传热性能。在本专利技术的向下流动的液膜式传热管中，上述凸起群可设置3组。而且，上述3组凸起群通过沿管轴方向顺次排列第一凸起构成的第一凸起群、第二凸起构成的第二凸起群及第三凸起构成的第三凸起群而构成。其中，可以为下述结构，即上述第一凸起的高度与上述第二凸起的高度相同，同时高于上述第三凸起的高度，并且，上述第一凸起的间隔与上述第二凸起的间隔相同，同时大于上述第三凸起的间隔。这样，产生制冷剂从凸起高度高的第一凸起及第二凸起群向凸起高度低的第三凸起群的流动，提高了制冷剂的湿润扩散性。另外，制冷剂向下一级传热管下滴的位置发生变动。其中，对于凸起高度高的部分，通过加长凸起间隔，容易产生制冷剂从高突起部分向低突起部分方向的流动。结果，容易把制冷剂向管轴方向导入，提高了湿润扩散性。此外，可以为下述结构，即上述第一凸起的高度与上述第二凸起的高度相同，同时低于上述第三凸起的高度，而且上述第一凸起的间隔与上述第二凸起的间隔相同，同时小于上述第三凸起的间隔。这样，产生制冷剂从凸起高度高的第三凸起群向凸起高度低的第一及第二凸起群的流动，提高了制冷剂的湿润扩散性。另外，制冷剂向下一级传热管下滴的位置发生变动。另外，可以为下述结构，即上述第一凸起的高度高于上述第二凸起的高度，且上述第二凸起的高度高于上述第三凸起的高度。其中，可以为下述结构，即上述第一凸起的间隔大于上述第二凸起的间隔，且上述第二凸起的间隔大于上述第三凸起的间隔。这样，产生制冷剂从凸起高度最高的第一凸起群经过第二凸起群向凸起高度最低的第三凸起群的流动，提高了制冷剂的湿润扩散性。另外，制冷剂向下一级传热管下滴的位置发生变动。在本专利技术的向下流动的液膜式传热管中，优选在一个凸起群中上述各凸起的间隔全部为0.35mm至0.95mm。在本专利技术的向下流动的液膜式传热管中，优选上述凸起的高度全部为0.1mm至0.5mm。在本专利技术的向下流动的液膜式传热管中，优选管轴方向上的上述凸起群的排列间隔为0.72mm至1.12mm。在本专利技术的向下流动的液膜式传热管中，优选上述肋的高度为0.15mm至0.45mm。在本专利技术的向下流动的液膜式传热管中，优选上述肋延伸的方向与管轴方向所成的角度是20度至45度。附图说明图1是表示本专利技术实施例的向下流动的液膜式蒸发器用传热管构成的局部图。图2是表示本实施例的传热管构成的平行于管轴方向的剖视图。图3是表示本实施例的传热管制造方法的剖视图。图4是表示用于传热管性能评价试验的试验装置构成的模式图。图5是表示测定传热管湿润扩散性的试验装置构成的模式图。图6是表示传热管的湿润扩散性测定位置的与管轴垂直剖面的模式图。图7是以横轴为测定位置，纵轴为湿润扩散长度，表示传热管外表面形状与湿润扩散性关系的曲线图。图8是以横轴为制冷剂量，纵轴为总传热系数，表示传热管外表面形状与总传热系数关系的曲线图。图9是以横轴为制冷剂量，纵轴为总传热系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向下流动的液膜式传热管，在下滴到管外面的液体形成的液膜与流经管内的液体之间进行热交换，其特征是，由下述物质构成： 管主体； 在管外表面上形成的多个独立的凸起；以及 在管内表面形成凸状并以螺旋状延伸的肋， 其中，所述凸起分类成多组凸起群，在各凸起群中，彼此具有相同形状的多个凸起以螺旋状排列，使该凸起间的间隔为同一间隔，所述各凸起群设置成凸起排列方向相互平行，构成至少一个凸起群的凸起的形状或间隔与构成其他凸起群的凸起的形状或间隔不同。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：多田义男，佐伯主税，高桥宏行，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]