| 【発明の名称】 |
吸収式冷凍機及びそれに使用する伝熱管 |
| 【発明者】 |
【氏名】古川 雅裕
【氏名】伊良皆 数恭
【氏名】佐伯 主税
【氏名】高橋 宏行
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| 【要約】 |
【課題】熱交換に寄与する面積を増加させると共に、表面張力の大きい冷媒液や吸収液が管の外表面に過剰に滞留しないようして、熱交換特性を改善する。
【解決手段】銅製の伝熱管１の内表面に複数の突条２がほぼ等間隔で螺旋状に並設されている。突条２はリード角４０〜５０度に形成され、高さは０．１〜０．３ｍｍである。管の外表面には０．４〜０．８ｍｍピッチで列設された多数の突起３からなる突起列４が螺旋状に並設されている。突起列４と突条２とは逆方向に螺旋を描いている。突起３は底面の真上に頂点がある四角錐の上部を底面に平行な面で切り取った時の下部側に類似した形状に形成され、基部の一辺は０．４〜０．７ｍｍ、頂部３Ａの一辺は０．２〜０．４ｍｍである。突起３の高さは０．２〜０．４ｍｍであるが、突条２がある部位では他の部位より低くなっている。また、突起列４は何れも突起３が同じピッチで列設されているが、隣接する突起列４の突起３同士は、位相が１／３づつずれている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 吸収液に塩基の水溶液、冷媒に水を使用する吸収式冷凍機において、管内面に突条が螺旋状に形成された伝熱管の管外面に先端に平面を有する高さ０．２〜０．４ｍｍの突起を、前記突条とは逆向きの螺旋状に０．７〜１．４ｍｍピッチで互いに離間した複数列に０．４〜０．８ｍｍピッチの連続に形成し、この伝熱管を水平または略水平に設置して前記水が管外面に滴下または流下される蒸発器、またはこの伝熱管を水平または略水平に設置して前記水溶液が管外面に滴下または流下される吸収器、またはこの伝熱管を水平または略水平に設置して前記水が蒸気で管外面に供給される凝縮器の少なくとも何れかを構成することを特徴とする吸収式冷凍機。
【請求項２】 前記伝熱管の管外突起の先端平面部に凹陥部または突出部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の吸収式冷凍機。
【請求項３】 前記伝熱管の管外突起の平面の間隔が、同一列において０．２〜０．８ｍｍ離間して形成されたことを特徴とする請求項1または2記載の吸収式冷凍機。
【請求項４】 前記伝熱管の管外突起が円周方向に長い矩形に形成されたことを特徴とする請求項１〜３何れかに記載の吸収式冷凍機。
【請求項５】 前記伝熱管の管外突起が最大間隔を最小間隔の１．５〜２．５倍の隙間を有する複数列に形成されたことを特徴とする請求項１〜４何れかに記載の吸収式冷凍機。
【請求項６】 前記伝熱管の管外突起が前記突条とはリード角５０度以下の逆向きの螺旋状に形成されたことを特徴とする請求項１〜５何れかに記載の吸収式冷凍機。
【請求項７】 前記伝熱管の管外突起の先端に一辺が０．２〜０．４ｍｍの面が形成されると共に、前記突起の底面が一辺０．４〜０．７ｍｍに形成されたことを特徴とする請求項１〜６何れかに記載の吸収式冷凍機。
【請求項８】 前記伝熱管の管外突起の列設方向を向いている面の傾斜が、他方を向いている面の傾斜より緩くなるように形成されたことを特徴とする請求項１〜７何れかに記載の吸収式冷凍機。
【請求項９】 前記伝熱管の管軸方向に隣接する管外突起同士が非直線的に配設されたことを特徴とする請求項１〜８何れかに記載の吸収式冷凍機。
【請求項１０】 前記伝熱管の管内面の突条が高さ０．１〜０．３ｍｍ、リード角４０〜５０度に形成されたことを特徴とする請求項１〜９何れかに記載の吸収式冷凍機。
【請求項１１】 前記伝熱管の管内面の突条が傾斜した略平面状の頂部を有することを特徴とする請求項１〜１０何れかに記載の吸収式冷凍機。
【請求項１２】 水平又は略水平に設置されて管内を流れる媒体と管外に滴下、流下又は供給される水との間で熱交換を行う伝熱管において、この伝熱管の管内面に突条を螺旋状に形成すると共に、この伝熱管の管外面に先端に平面を有する高さ０．２〜０．４ｍｍの突起を前記突条とは逆向きの螺旋状に０．７〜１．４ｍｍピッチで互いに離間した複数列に０．４〜０．８ｍｍピッチの連続に形成したことを特徴とする伝熱管。
【請求項１３】 前記管外突起の先端平面部に凹陥部または突出部が形成されたことを特徴とする請求項１２記載の伝熱管。
【請求項１４】 前記管外突起の平面の間隔が、同一列において０．２〜０．８ｍｍ離間して形成されたことを特徴とする請求項１２または１３記載の伝熱管。
【請求項１５】 前記管外突起が円周方向に長い矩形に形成されたことを特徴とする請求項１２〜１４何れかに記載の伝熱管。
【請求項１６】 前記管外突起が最大間隔を最小間隔の１．５〜２．５倍の隙間を有する複数列に形成されたことを特徴とする請求項１２〜１５何れかに記載の伝熱管。
【請求項１７】 前記管外突起が前記突条とはリード角５０度以下の逆向きの螺旋状に形成されたことを特徴とする請求項１２〜１６何れかに記載の伝熱管。
【請求項１８】 前記管外突起の先端に一辺が０．２〜０．４ｍｍの面が形成されると共に、前記突起の底面が一辺０．４〜０．７ｍｍに形成されたことを特徴とする請求項１２〜１７何れかに記載の伝熱管。
【請求項１９】 前記管外突起の列設方向を向いている面の傾斜が、他方を向いている面の傾斜より緩くなるように形成されたことを特徴とする請求項１２〜１８何れかに記載の伝熱管。
【請求項２０】 管軸方向に隣接する前記管外突起同士が非直線的に配設されたことを特徴とする請求項１２〜１９何れかに記載の伝熱管。
【請求項２１】 管内面の前記突条が高さ０．１〜０．３ｍｍ、リード角４０〜５０度に形成されたことを特徴とする請求項１２〜２０何れかに記載の伝熱管。
【請求項２２】 管内面の前記突条が傾斜した略平面状の頂部を有することを特徴とする請求項１２〜２１何れかに記載の伝熱管。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸収液に塩基の水溶液、冷媒に水を使用する吸収式冷凍機と、その蒸発器、凝縮器、吸収器の内部に設置する伝熱管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に吸収式冷凍機では、蒸発器においては伝熱管内を流れるブラインと冷媒との間で熱交換が行われ、凝縮器においては伝熱管内を流れる冷却水と冷媒との間で熱交換が行われている。伝熱管の外周表面には冷媒が濡れて拡がるように凹凸が形成され、冷媒と管内を流れるブラインまたは冷却水との熱交換を促進させている。この凹凸の形状としては、例えば図１４・図１５に示したような突起が知られている。図１４に示した伝熱管１Ｘは、外面に互いに平行なフィン１１が形成されたものであり、この構成によって管外表面を増大させ、熱交換特性の向上を図っている。
【０００３】一方、図１５に示した伝熱管１Ｘは、図１４のフィン１１と同様にフィン１２を形成し、このフィン１２の頂部に直交する方向に延びる第１の切れ込み１３を設け、さらにフィン１２の頂部に沿ってこの頂部を二分割するように形成された第２の切れ込み１４を設けてあり、管外の表面積を図１４に示す伝熱管１Ｘよりさらに増大している。
【０００４】また、図１５の伝熱管１Ｘにおける第１の切り込み１３を、頂部の延設方向に４０〜６０度の角度で交差して設け、表面積をさらに増大させたものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの伝熱管は、管の外表面積を増大させることにのみ腐心していたため、例えば吸収液に臭化リチウムなどの塩基の水溶液を使用し、冷媒に水を使用する吸収式冷凍機では、この伝熱管に上方から冷媒の水または吸収液を散布、滴下、流下したときに、管外の複雑で深い凹み部に付着し停滞する液が多くなるものであった。
【０００６】この付着した冷媒の水や吸収液は熱抵抗となって伝熱性能を低下させるため、蒸発器の伝熱管表面においては冷媒の蒸発機能が、凝縮器の伝熱管表面においては冷媒の凝縮機能が、吸収器の伝熱管表面においては吸収液による冷媒の吸収機能がそれぞれ低下すると云った問題点があった。
【０００７】また、凹み部に冷媒の水や吸収液が停滞するため、管外での液の濡れ拡がり性が悪くなり、その結果管外に水や吸収液の膜が厚く形成されて伝熱性能が低下する問題点もあった。
【０００８】このため、伝熱管の管外を伝熱作用に寄与する面積が増加するように構成するのは勿論、冷媒として使用する水や吸収液の特性、特に表面張力を考慮して、管外に付着した液が停滞して熱抵抗が増加しないように、液の濡れ拡がり性を良好に保つと共に、冷媒の水や吸収液を広く薄く付着させて熱交換特性を改善する必要があり、これが解決すべき課題であった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来技術の課題を解決するためになされたものであって、吸収液に塩基の水溶液、冷媒に水を使用する吸収式冷凍機において、管内面に突条が螺旋状に形成された伝熱管の管外面に先端に平面を有する高さ０．２〜０．４ｍｍの突起を、前記突条とは逆向きの螺旋状に０．７〜１．４ｍｍピッチで互いに離間した複数列に０．４〜０．８ｍｍピッチの連続に形成し、この伝熱管を水平または略水平に設置して前記水が管外面に滴下または流下される蒸発器、またはこの伝熱管を水平または略水平に設置して前記水溶液が管外面に滴下または流下される吸収器、またはこの伝熱管を水平または略水平に設置して前記水が蒸気で管外面に供給される凝縮器の少なくとも何れかを構成するようにした第１の構成の吸収式冷凍機と、前記管外突起の先端平面部に凹陥部または突出部が形成された伝熱管を用いるようにした第２の構成の吸収式冷凍機と、前記管外突起の平面の間隔が、同一列において０．２〜０．８ｍｍ離間して形成された伝熱管を用いるようにした第３の構成の吸収式冷凍機と、管外突起が円周方向に長い矩形に形成された伝熱管を用いるようにした第４の構成の吸収式冷凍機と、前記管外突起が最大間隔を最小間隔の１．５〜２．５倍の隙間を有する複数列に形成された伝熱管を用いるようにした第５の構成の吸収式冷凍機と、前記管外突起が前記突条とはリード角５０度以下の逆向きの螺旋状に形成された伝熱管を用いるようにした第６の構成の吸収式冷凍機と、前記管外突起の先端に一辺が０．２〜０．４ｍｍの面が形成されると共に、前記管外突起の底面が一辺０．４〜０．７ｍｍに形成された伝熱管を用いるようにした第７の構成の吸収式冷凍機と、前記管外突起の列設方向を向いている面の傾斜が、他方を向いている面の傾斜より緩く形成された伝熱管を用いるようにした第８の構成の吸収式冷凍機と、管軸方向に隣接する前記管外突起同士が非直線的に配設された伝熱管を用いるようにした第９の構成の吸収式冷凍機と、管内面の前記突条が高さ０．１〜０．３ｍｍ、リード角４０〜５０度に形成された伝熱管を用いるようにした第１０の構成の吸収式冷凍機と、管内面の前記突条が傾斜した略平面状の頂部を有する伝熱管を用いるようにした第１１の構成の吸収式冷凍機と、【００１０】水平又は略水平に設置されて管内を流れる媒体と管外に滴下、流下又は供給される水との間で熱交換を行う伝熱管において、この伝熱管の管内面に突条を螺旋状に形成すると共に、この伝熱管の管外面に先端に平面を有する高さ０．２〜０．４ｍｍの突起を前記突条とは逆向きの螺旋状に０．７〜１．４ｍｍピッチで互いに離間した複数列に０．４〜０．８ｍｍピッチの連続に形成するようにした第１の構成の伝熱管と、前記管外突起の先端平面部に凹陥部または突出部を形成するようにした第２の構成の伝熱管と、前記管外突起の平面の間隔を、同一列において０．２〜０．８ｍｍ離間して形成するようにした第３の構成の伝熱管と、前記管外突起を円周方向に長い矩形に形成するようにした第４の構成の伝熱管と、前記管外突起が最大間隔を最小間隔の１．５〜２．５倍の隙間を有する複数列に形成するようにした第５の構成の伝熱管と、前記管外突起を前記突条とはリード角５０度以下の逆向きの螺旋状に形成するようにした第６の構成の伝熱管と、前記管外突起の先端に一辺が０．２〜０．４ｍｍの面を形成すると共に、前記突起の底面を一辺０．４〜０．７ｍｍに形成するようにした第７の構成の伝熱管と、前記管外突起の列設方向を向いている面の傾斜を、他方を向いている面の傾斜より緩く形成するようにした第８の構成の伝熱管と、管軸方向に隣接する前記管外突起同士を非直線的に配設するようにした第９の構成の伝熱管と、管内面の前記突条を高さ０．１〜０．３ｍｍ、リード角４０〜５０度に形成するようにした第１０の構成の伝熱管と、管内面の前記突条が傾斜した略平面状の頂部を有するようにした第１１の構成の伝熱管とを提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明になる吸収式冷凍機の実施形態を、図１〜図１３に基づいて説明する。図１は吸収式冷凍機の構成を示す概略図であり、吸収液に臭化リチウムなどの塩基の水溶液、冷媒に水を用いている。吸収液と冷媒との混合液がバーナなどの加熱器５１を備える高温再生器５２で加熱されて高温の冷媒蒸気を分離し、この高温の冷媒蒸気が低温再生器５３で加熱作用した後、凝縮器５４に入って吸収器５５を通ってきた冷却水で冷却されて凝縮液化する。
【００１２】この液化した冷媒は蒸発器５６で負荷を循環するブライン（冷水など）の熱で蒸発し、再気化して冷水を冷やし、再気化した冷媒は吸収器５５で低温再生器５３から戻される濃吸収液に吸収されて稀液となり、再び高温再生器５２に吸収液ポンプ５７で送られて上記したような冷媒の循環が維持される。
【００１３】なお、高温再生器５２で冷媒を蒸発分離して高濃度となった吸収液は、高温熱交換器５９および低温熱交換器５８で吸収液ポンプ５７から送られる稀液と熱交換を行い、また低温再生器５３で冷媒蒸気と熱交換を行っている。
【００１４】そして、凝縮器５４、吸収器５５、蒸発器５６には、それぞれ図１に示すようにほぼ水平に設置された複数の伝熱管１Ａ、１Ｂ、１Ｃが配置されている。凝縮器５４では冷媒が蒸気の状態で伝熱管１Ａに供給され、吸収器５５では吸収液が伝熱管１Ｂに上方から滴下または流下され、蒸発器５６では冷媒が伝熱管１Ｃに冷媒ポンプ６０により上方から滴下または流下されている。
【００１５】本発明になる吸収式冷凍機においては、この伝熱管１Ａ、１Ｂ、１Ｃ（以下、設置位置を問題としないときにはＡ、Ｂ、Ｃを省略して示す。）は図２、図３などに示すような加工が管の内外に施されている。
【００１６】このような形状の伝熱管１は、例えば外形が１６ｍｍ、肉厚が０．７ｍｍのリン脱酸銅管（ＪＩＳＨ３３００、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し込み、管外面に螺旋状の独立した突起３を形成する。また、管内面には螺旋状に溝が形成されたマンドレルを配置し、管外面に螺旋状の突起３を形成するのと同時に、管内面に螺旋状の突条２を形成する。
【００１７】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、リチウム合金、鋼材など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１／２に限定されるものではなく、例えば調質は０材でも良い。
【００１８】管内面の突条２は複数、例えば８本がほぼ等間隔、すなわち約５．５ｍｍピッチで螺旋状に並設されている。なお、各突条２はリード角４０〜５０度に形成され、且つ、その高さは０．１〜０．３ｍｍである。また、各突条２は傾斜した略平面状の頂部を有している。
【００１９】これらの値は伝熱管の中をブライン、例えば水（または同等の特性を備えたもの）を流す際の熱交換率と通過抵抗とを考慮して設定した値であり、突条２のピッチを小さく、且つ、高さを高くして熱交換効率が高くなるようにするには、ブラインの流速を遅くして突条２同士の間にブラインが拡がるようにすれば良いが、単位時間当たりのブラインの流量が減り、装置を大型化しない限り満足のいく流量と熱交換量を得ることができない。
【００２０】また、ピッチを大きく、且つ、高さを低くすると単位時間当たりのブラインの流量は確保できるが、熱交換量が小さくなるので、負荷へのブラインの循環量を充分に大きくしなければ、負荷へ満足のいく熱量供給ができないものである。
【００２１】また、リード角も４０度以下になるとブラインの伝熱管内での停滞時間が短くなって熱交換量が減り、また、リード角が５０度を越えるとブラインの通過抵抗が大きくなって熱交換量が減るものである。
【００２２】また、伝熱管１の外表面には、０．４〜０．８ｍｍピッチで列設された多数の突起３からなる突起列４が螺旋状に並設されている。突起列４は複数、例えば４Ａ・４Ｂ・４Ｃの三列があり、それぞれが０．７〜１．４ｍｍピッチで並設され、且つ、伝熱管１の外表面（管外）に形成される突起列４と伝熱管１の内表面（管内）に形成される突条２とは逆方向に螺旋を描いている。
【００２３】このように、管外と管内とで冷媒液（水）または吸収液とブラインとの流れを交差させることによって熱交換量が増加する。特に、図７に示したように突起列４のリード角θ３を０度以上、５０度以下とすることで、管外での排液性（水または吸収液の膜を厚くしない）と液の濡れ拡がり性の両方が確保できると云った利点がある。
【００２４】この場合、各突起３は正方形の底面の真上に頂点がある四角錐の上部を底面に平行な面で切り取った時の下部側に類似した形状に形成されてあり、基部の一辺は０．４〜０．７ｍｍ、頂部３Ａの一辺は０．２〜０．４ｍｍとなっている。
【００２５】このようにして決まる基部と頂部の面積で頂部の面積が小さくなる方向に値が外れると、突起先端部の面積が減少して突起先端部の冷媒液（水）または吸収液は、突起３同士の間の間隙に流れ込み易くなり、突起間にある液の膜厚が厚くなって性能が低下する。一方、頂部３Ａの面積比が大きくなる方向に外れると、突起３同士の間隙が相対的に狭くなり、液が濡れ拡がらなくなる。
【００２６】また、各突起３の斜面３Ｂ、すなわち突起３が列設されている方向を向いた斜面は傾斜角θ１が３５〜６５度であり、斜面３Ｃ、すなわち突起列４が並設されている方向を向いた斜面は傾斜角θ２は６０〜９０度であり、斜面３Ｂの方が斜面３Ｃより緩く形成されている。
【００２７】したがって、突起３の空間Ｓ１に面した斜面３Ｃは冷媒液（水）や吸収液を速やかに空間Ｓ１に導き、突起３の空間Ｓ２に面した斜面３Ｂは冷媒液（水）や吸収液を斜面３Ｃより遅く空間Ｓ２に導くものであり、管外の液は突起３の主に頂部３Ａと斜面３Ｂ、空間Ｓ２を経て空間Ｓ１に導かれるものである。
【００２８】また、突起３の高さは０．２〜０．４ｍｍであるが、突条２が内面に形成されている部位の管外面に形成された突起３は他の部位に形成された突起３より僅かに、例えば最大で大略０．１ｍｍほど低く形成されている。
【００２９】また、突起列４Ａ・４Ｂ・４Ｃは、何れも突起３が同じピッチで列設されて形成されているが、隣接する突起列４の突起３同士は、図３に示したように位相が１／３づつずれて配設されている。
【００３０】上記構成の伝熱管１においては、管の外表面に所要の寸法の突起３を多数設けることで伝熱面積の増大を図っているが、管外面には深い凹み部が形成されていないし、突起３同士の間の空間は外側程拡がった形状であるので、フロンなどに比べると表面張力が数倍にもなる冷媒液（水）や吸収液を、水平に設置した状態で付着させたときにも、伝熱管１の外表面に液が過剰に留まることがない。
【００３１】なお、このように伝熱管１の外表面に表面張力の大きい水や吸収液が過剰に留まることがないようにするためには、突起３は０．４ｍｍより高くしてはならない。また、突起３を０．４ｍｍより小さいピッチで列設したり、突起列４を０．７ｍｍより小さいピッチで並設することも好ましくない。
【００３２】一方、突起３を０．２ｍｍより低くしたり、０．８ｍｍより大きいピッチで列設したり、突起列４を１．４ｍｍより大きいピッチで並設すると、水や吸収液の過剰付着は容易に回避できるが、今度は伝熱管１の外表面積が小さくなり過ぎて熱交換特性が低下するので好ましくない。
【００３３】また、伝熱管１の外表面に表面張力の大きい水や吸収液が過剰に留まることがないようにすると共に、外表面積が小さくなり過ぎて熱交換特性が低下しないようにする観点から、伝熱管１の各突起列４における隣接する突起３同士の頂部３Ａは、０．２〜０．８ｍｍの範囲で離間して設けることが好ましい。
【００３４】なお、伝熱管１は、脱脂処理などのそれ自体は従来周知の親水性処理を行って使用される。
【００３５】したがって、伝熱管１の外表面に滴下された冷媒液（水）や吸収液、伝熱管１の外表面で凝縮した水滴は突起３同士の間に入り込み、対向する斜面３Ｃ同士で囲われた広いＵ字状の空間Ｓ１を通って重力作用により下方に流れ落ちると共に、一部は対向する斜面３Ｂ同士で囲まれたＶ字状の空間Ｓ２を通って横方向にも拡がる。なお、突起３の高さを０．４ｍｍ以下に制限しているので、付着する液が多いときには、液は突起３を簡単に乗り越えて下方や横方向に拡がる。
【００３６】そして、突起列４同士の間に形成されたＵ字状の空間Ｓ１は、伝熱管１内に通す水が攪拌されて常に均一な熱状態が維持されるように、回転力を与えるために設けた突条２の螺旋方向とは逆方向に螺旋を描いているので、伝熱管１内を流れる水とＵ字状の空間Ｓ１を通って下方に流れる冷媒液（水）や吸収液とは対向流となり、内外の液が同一方向に回転しながら流れる伝熱管より熱交換特性が高い。
【００３７】なお、伝熱管１の内面に形成する突条２は、リード角が４０度より小さいと高さが０．３ｍｍあっても内部に通す水を回転させて攪拌する作用が小さく、リード角が５０度を越すと通過する水を攪拌させる作用は大きくなるが、高さを０．１ｍｍに抑えても通過抵抗が大きくなり過ぎるので、リード角は４０〜５０度の範囲とするのが好ましい。
【００３８】また、この突条２は頂部が略平面状に形成されて管の肉厚増加が抑えられているので、突条２が形成されている部分でも熱交換特性が良い。また、略平面状の頂部が傾斜して設けられているので、水が低い側から突条２を乗り越える方向に水を流すと通過抵抗を少なくすることができ、水が高い側から突条２を乗り越える方向に水を流すと攪拌作用を強めることができる。
【００３９】また、Ｖ字状の空間Ｓ２を通って横方向に拡がる冷媒液（水）や吸収液も、この空間Ｓ２が非直線的に配置されているため、真横方向ではなく螺旋を描くように拡がって異なる高さの液と混合され、温度を均一化する作用があるので、液が単に真横に拡がるように構成した伝熱管より熱交換特性が高い。
【００４０】また、突条２が内面に形成された部位の外表面の突起３は他の部位の突起３より低く形成されて、その部位の肉厚増加が抑えられているので、全ての突起３を同じ高さに形成した伝熱管より熱交換特性が高い。
【００４１】したがって、表面張力が大きい冷媒液（水）や塩基の吸収液を冷媒として使用する吸収式冷凍機の、例えば蒸発器５６の内部に上記構成の伝熱管１を水平に設置し、その上方から冷媒の水を散布したときには、水は伝熱管１の外表面に薄く付着し、その熱抵抗を小さく保つことができるため、伝熱管１の外表面に付着した冷媒の水は管内に通す水などから熱を奪って速やかに蒸発することができる。
【００４２】図８は、例えば管外面にいかなる突起も有さない伝熱管を蒸発器５６の伝熱管１Ｃとし、この伝熱管１Ｃに冷媒液を０．５ｌ／ｍｉｎ．ｍで散布したときの熱通過率を１００％として、例えば管内面に高さ０．２ｍｍの突条２がリード角４３度に形成され、一辺が０．３ｍｍの正方形の平坦な高さ０．３ｍｍの頂部３Ａを有する突起３を、前記突条とは逆向きの螺旋状にリード角３度で０．６ｍｍピッチに列設して形成する複数の突起列４を０．９ｍｍピッチで複数列に配設して形成した本発明の伝熱管と、図１５に示した形状の従来の伝熱管の熱通過率とを比較したものであり、この比較試験結果から明らかなように、本願発明の伝熱管では管外面にいかなる突起も有さない伝熱管はもちろん、図１５に示した形状の伝熱管に比べても熱通過率が改善されている。
【００４３】また、前記吸収式冷凍機の凝縮器５４の内部に上記構成の本発明の伝熱管１を水平に設置し、内部に通す冷却水で吸熱して冷媒蒸気である水蒸気を凝縮させる場合には、管内の冷却水に放熱して凝縮した冷媒の水が伝熱管１の表面に過剰に滞留して熱抵抗となることがないので、冷媒蒸気は管内を通る冷却水に次々に放熱して凝縮し、この凝縮した水は管外表面に深い溝部がないので速やかに流下する。
【００４４】また、前記吸収式冷凍機の吸収器５５の内部に上記構成の本発明の伝熱管１を水平に設置し、その上方に低温再生器５３から供給される濃吸収液を散布したときにも、濃吸収液は伝熱管１の外表面に薄く付着し、その熱抵抗を小さく保つことができるため、伝熱管１の外表面に付着した濃吸収液は管内に通す水などから熱を奪って速やかに温度を下げ、蒸発器５６から蒸発して入ってきた冷媒蒸気はこの温度が下がった濃吸収液に速やかに吸収され、冷媒を吸収して管外表面で生成された稀液は管外表面に深い溝部がないので速やかに流下する。
【００４５】図９は、例えば管外面に突起を有さない伝熱管を吸収器５５の伝熱管１Ｂとし、この伝熱管１Ｂに吸収液を０．９ｌ／ｍｉｎ．ｍで散布したときの熱通過率を１００％として、前記図８の実験データを得るときに使用した本発明の伝熱管の熱通過率を比較調査したものであり、この比較試験結果から明らかなように、本願発明の伝熱管では管外面に突起を有さない伝熱管よりも熱通過率が大幅に改善されている。
【００４６】なお、伝熱管１の突起３は、長辺が短辺の例えば１．５〜２．５倍の長さである長方形の底面の真上に頂点がある四角錐の上部を底面に平行な面で切り取った時の下部側に類似した形状とし、図１０に示したように長辺が突起３の列設方向に沿い、短辺が突起列４の並設方向に沿うように配設しても良い。
【００４７】また、伝熱管１の突起３の頂部３Ａには、例えば図１１（Ａ）、（Ｂ）に示した十字状の凹陥部５、図１１（Ｃ）に示した半球状の凹陥部５などを設けて突起３の表面積を増やし、熱交換特性の一層の向上を図ることも可能である。そして、これらの凹陥部５は、頂部３Ａの高さの例えば２０〜９０％の範囲の深さで設けられることが好ましい。
【００４８】また、伝熱管１の突起３の頂部３Ａには、図１２に示した半球状の突出部６などを頂部３Ａの高さの例えば２０〜９０％の範囲で設けて、突起３の表面積の増大を図るようにすることも可能である。
【００４９】また、伝熱管１の外表面に設ける突起列４は、図１３に示したように、突起列同士の最大間隔が最小間隙の１．５〜２．５倍となるように、例えば突起列４Ａと４Ｂは０．１５ｍｍ、突起列４Ｂと４Ｃは０．２５ｍｍ、突起列４Ｃと４Ａは０．３５ｍｍだけ離間して設けることもできる。
【００５０】このように突起列４同士の間隙、すなわちＵ字状の空間Ｓ１の幅は最大と最小の比が１．５〜２．５倍であると、管外表面に付着する冷媒液（水）や吸収液を保持する力は伝熱管１の軸方向に一様ではなくなり、流れ落ちる速度も一様でなくなる。このため、横方向への液の拡散が不規則に行われて、管外表面における液の熱分布は却って均一化されると云った利点がある。
【００５１】なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明になる吸収式冷凍機は、蒸発器、凝縮器、吸収器に設置する伝熱管の外表面に所要の寸法の突起を多数設けることで伝熱面積の増大を図っているが、管外面には深い凹み部が形成されていないので、水平に設置した伝熱管にフロンなどに比べると表面張力が数倍にもなる冷媒液（水）や吸収液を滴下したり、冷媒を凝縮させたときにも、伝熱管の外表面に液が過剰に滞留することがない。
【００５３】このため、伝熱管の外表面に付着した冷媒液（水）や吸収液の熱抵抗は小さく、したがって管内に通す水などの流体と管の外表面に付着した液との熱交換特性が優れているので、蒸発器の伝熱管に使用されると、伝熱管表面に散布などされた冷媒の水は、管内を流れる水などから熱を奪ってこれを冷却し、冷媒の水は速やかに蒸発する。
【００５４】また、凝縮器の伝熱管として使用されたときには、冷媒蒸気は管内に通す冷却水に次々に放熱して凝縮し、速やかに流下する。
【００５５】また、吸収器の伝熱管として使用されたときには、濃吸収液は管内に通す冷却水に速やかに放熱して温度を下げ、蒸発器から蒸発して入ってくる冷媒蒸気はこの温度が下がった濃吸収液に容易に吸収され、稀液となって速やかに流下する。
【００５６】したがって、本発明になる吸収式冷凍機においては、蒸発器、凝縮器、吸収器の小型化が図れると共に、省エネ化を図る上でも顕著な効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
【識別番号】０００００１１９９
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
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| 【出願日】 |
平成１１年２月９日（１９９９．２．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２２２５
【弁理士】
【氏名又は名称】秋元 輝雄
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３３４５（Ｐ２０００−１９３３４５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１２６０ |
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