本发明涉及一种提高吸收性能的吸收器用传热管，在该管的外 表面上设置多个槽峰区和槽谷区，可用于吸收式热交换器，例如吸 收式致冷机、吸收式冷却和供热机的吸收器。

在吸收式热交换器，例如吸收式致冷机中，该热交换器内部保 持真空状态，致冷剂在低温下蒸发，通过蒸发而除去潜热致冷的冷 水，供空调等用作冷却水。

吸收器和蒸发器组装在一个机壳内。为了连续蒸发，在蒸发器 中产生的致冷蒸气，被分散在吸收器的传热管表面的吸收液体所吸 收，使机壳内维持一定的真空度。因此，为改善吸收式致冷机和吸 收式冷却及供热机的致冷效率，必须提高蒸发器中致冷剂蒸气的产 生量，也即提高吸收效率。为提高吸收效率，改进传热管的性能是 很有效的方法。已经研究提出了各种形状的传热管。

例如，日本实用新案出愿公告平2-89270(Japanese Utility Model Application Laid-Open No.Hei2-89270)及日本特许出愿 公告平2-176378(Japanese Patent Application Laid-Open No.Hei2-16378)提出在传热管轴向上设置连续轴向槽沟，并在与 管轴呈直角的方向上形成槽峰区和槽谷区，该槽峰区和槽谷区具有 予定关系的曲率。

上述技术特点是不影响由Marangoni对流产生的轴向吸收液的 波形；而且，当吸收液由槽峰区流到槽谷区时，获得进一步的涡流 效应。

此外，日本公开实用新案46-67080(Japanese Utility Model Publication No.46-67080)和日本公开特许平5-22838(Jap anese Patent Publication No.Hei5-22838)所提出的技术，是在 传热管上设置间断式槽峰区和槽谷区，其特点是间断式的槽峰区和 槽谷区使吸收液受到扰动，并使吸收液停留时间延长。

虽然上述技术可使传热性能得到一定程度的改善，但存在有如 下一些问题。首先，管轴方向上设置连续槽沟的传热管，其传热性 能的差异取决于管的安装方向。

特别是，若传热管安装成槽谷区位于垂直向上的方向时，吸收 液会滞留在槽谷区内，使吸收液不易排出。因此，吸收效率已降低 的吸收液滞留于槽谷区，会使传热性能降低；具当吸收液流速增加 时，吸收液5在管的下部槽峰区有时会滴出，这也会使传热性能降 低。为了防止这些不利影响，可将传热管组成排安放，且使槽峰区 向上。在这样的情况下，将传热管插入致冷机内时，需要确保管子 依次排列的方向，给操作人员带来很大负担。

若传热管的管壁厚度减小，当构件安装到管板时，传热管会被 扭弯，使吸收液的分布恶化，往往降低吸收性能。

若槽谷区的深度变深，吸收液的滞留量增加，则驱动致冷循环 所需的吸收液的循环量就增加，使整机的重量也增大。

日本公开实用新案46-67080所提出的传热管设置有间断式槽谷 区。为图6所示，在管的围边间断设置槽谷区8，构成成排的槽谷 区组，一排槽谷区在周边的位置不同于相邻排槽谷区在周边的位 置，而槽谷区8的布位使隔一排的槽谷区在环圆周方向上是相重叠 的。然而，在这种常规传热管中，从轴向看在设有槽谷区处，有一 种类似网状的区域；因此，当致冷蒸气被吸收出现Marangoni对流 时，向下流动的吸收液以条带状产生，并在管的轴向方向波动的同 时流下。因而，为图6所示，吸收液不流进槽谷区、致使吸收液滞 留不充分，吸收性能得不到提高。

日本公开特许平5-22838是前述日本公开实用新案46-67080所 提出传热管结构的改进，但有如下的问题。即日本公开特许平5- 220838提出的传热管，其结构是使吸收液能尽可能长时间地滞留于 管的表面上，吸收液不经间断设置的槽峰区，而是沿着槽峰之间的 平坦区流下。

如上所述结构是有可能延长吸收液的滞留时间，并增加吸收液 的滞留量，但由于在管表面上滞留的吸收液多于需要量；如前所 述，会使吸收液的循环量增大，从而增加设备的重量。此外，因吸 收液的流径是由槽谷区决定，吸收液并不经槽峰顶部流下，槽峰顶 部不与吸收液接触，故传热管的热面积未充分利用，使传热性能的 提高受到一定限制。

鉴于上述情况，本发明人已提出一种吸收器用传热管，当此传 热管组装于致冷机时，可进一步提高传热性能，并改善其实用性 (日本特许出愿公告平8-159605 Japanese Patent Application Laid-Open No.Hei8-159605)。

按上述的在先申请，提出一种多个传热管水平安装于吸收器中 的吸收器用传热管，其特点是在传热管的环圆周方向上相邻的一排 槽谷区中，一排槽谷区的一个中心与另一排槽谷区之间的一个中心 在管的轴向上相重合。在传热管环圆周方向彼此相邻的各排槽谷 区中，槽谷区重合部分的长度为L0，对槽谷区L1之比，L0/L1， 设定为0.2至0.8；槽谷区环圆周方向宽度W1，与槽谷区之间的槽 峰区的环圆周方向宽度W2，其比W1/W2设定为0.5至2.5；槽谷的 深度h设定为0.5至1.5mm；槽谷区的长度L设定为10-50mm。

如此构型的吸收器用传热管，沿管的轴向延伸的间断式槽谷区 是这样安排的，即一排槽谷区的长度与相邻的另一排槽谷区重叠的 长度之比有一予定值。如前所述，在管的轴向上有连续槽沟的纵向 槽沟管中，由于管的安装方向不同，会出现传热性能不均匀。然 而，具有间断槽谷区的吸收器用传热管，则没有方向性问题，即使 管的上部表面排成所需的方向，也显示基本上给定的传热性。

此外，该传热管不形成吸收液的确定流径，而是吸收液往下流 时均匀润湿管壁，故可获得良好的吸收性能。

虽然按上述在先申请的吸收器用传热管能达到所希望的目标， 但吸收液在管表面上的滞留量较小，吸收性能未必充分，因此，希 望开发出具有更好吸收性能的吸收器用传热管。

本发明克服了上述存在的问题。本发明目的是提供一种吸收器 用传热管，在该传热管中，吸收液在传热管表面槽谷区的滞留量 大，且滞留的吸收液呈薄而广泛地分散在传热管表面，从而使吸收 性能大为提高。

本发明提供的吸收器用传热管，其特征在于，在外直径为D的 金属管外表面上，当垂直于传热管的轴向方向切割时，在管的割面 的圆周边，设置一组N个数目(N为自然数)的槽谷区，在管轴向 上槽谷区长度L1为70mm≤L1≤130mm，槽谷区深度H为 0.23mm≤H＜0.5mm，并使槽谷距P(＝πD/N)设定在6.2至8.7mm范 围，所述的槽谷区组是在管的轴向上多组设置；而所述的沿管轴方 向相邻的槽谷区组，是设置成使每个槽谷区的两端彼此交错插入。

在该吸收器用传热管中，设定W1是在垂直于管轴方向上，金 属管外表面形成的所述槽谷区的宽度，设定W2是当垂直于传热管 的轴向切割时，在管的剖面周边上各槽谷区间形成的槽峰区在与管 垂直的方向上的宽度，其最佳满足范围为：0.5≤W1/W2≤2.5。此 外，设定L2为在管的轴向上，各邻接的槽谷区组相互交错的长 度，其最佳满足范围为：0≤L2/≤W1≤1.2。

将上述结构的吸收器用传热管水平地安装于真空容器内，当吸 收液垂直于传热管的轴向方向流下进行热交换时，水蒸汽被吸收在 传热管表面的吸收液中。在本吸收器用传热管中，金属管的外表面 上按管轴方向设置的予定长度的槽谷区，可抑制吸收液在管的环圆 周方向流出，并在管轴向上分散吸收液，以增大吸收水蒸汽所必需 的润湿面积。因此，具有该槽谷区的传热管，其吸收性能良好。

吸收液滞留于金属管外表面的槽谷区内，由于液体浓度不同而 使吸收液浓度均匀，在滞留液中会出现Meldhgonl对流，从而保持 对水蒸汽的吸收效率。吸收液的滞留使吸收器的性能进一步提高。

由于槽谷区在金属管轴向上按预定长度被分隔开，从金属管上 流下的部分吸收液，在槽谷区长度的间隔处被分隔开，所以不致发 生由于金属管在安装角度、扭弯等问题上引起的液体下流的偏移。 因此，甚至传热管是以多级式水平安装应用时，也不致因传热管安 装位置引起性能差异，从而提高了吸收器的性能。

图的简述

图1为本发明实施例的吸收器用传热管侧视图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图2中沿3-3线的剖视图；

图4(a)为图2中沿4-4线的剖视图；

图4(b)为图4(a)的局部放大图；

图5为常规传热管中吸收液出现滴出状态的示意图；

图6为常规传热管中吸收液流下状态的示意图；

图7为L1与致冷效率比之间的关系图；

图8为H与致冷效率比之间的关系图；

图9为P与致冷效率比之间的关系图；

图10为W1/W2与致冷效率比之间的关系图；

图11为L2/W1与致冷效率比之间的关系图。

现结合附图，详细描述本发明的最佳实施例。图1是本发明实 施例的吸收器用传热管的整体侧视图。图2是图1的局部放大图。 图3和4分别是图2中沿3-3线及4-4线的剖视图。如图1所 示，在金属管的外表面，按管的轴向分别设置区域3和区域4，而 区域3内有槽峰区和槽谷区，拱形光滑区域4内未设置槽峰区和槽 谷区。槽峰和槽谷区可几乎设置于金属管的全部地区，而光滑区域 4仅设置在金属管的两端及中央部位很短的区域内。传热管是通过 光滑区域4安装于管板上，或致冷机之类的设备上。光滑区可安装 在相当于致冷机挡板的位置上。同时，管板孔与管子之间的间隙可 做得很小，能够抑制致冷机工作时，由于振动引起管子与管板间的 相互摩擦导致的磨蚀。

如图2所示，在槽峰和槽谷区域3中，在管环圆周方向上按一 定间隔设置槽谷区1，槽谷区1沿管轴向延伸长度为L1；由一组 在管的环圆周方向上设置的多个(N)槽谷区1构成一组槽谷区。 在管的轴向上设置多组槽谷区。相邻的槽谷区组是这样配置的，即 一组槽谷区中的每个槽谷区1的中间位置稍微交错进入另一组槽谷 区中的每个槽谷区1中。相邻两组槽谷区之间槽谷区1交错进入的 长度为L2。

如图3、4的剖示图所示，不形成槽谷区1的区域是在加工槽 谷区之前的环形外圈；而在加工槽谷区之后，所述的无槽谷区的区 域，则形成一种凸出的外缘。另一方面，槽谷区1在外园周表面的 深度为H，但对比于环形外周边部分，在内园周表面，槽谷区以H 的高度向管内凸出。

槽谷区1的宽度(管外环圆周方向上的周长)被设定为W1， 在管外环圆周方向上各槽谷区1之间形成的槽峰区2的宽度(管外 环圆周方向的周长)被设定为W2。此外，沿管外表的环圆周方向 上，槽谷区1的谷距设置为P(＝πD/N)。W1和W2定义如下：为图4 (b)所示，虚线表示槽峰区和槽谷区的外切圆。如图4(a)所 示，该外切圆的直径为D。槽谷区1的弧线延伸与外切圆形成两交 点，交点之间槽谷1的拱长定义为W1，两交点间槽峰区2的拱长 定义为W2。

本发明的第一特点，是增加吸收液在槽谷区1的滞留量，并尽 可能多地在管外表面分散吸收液，因而更广范围地形成一层薄的液 膜，以提高液体吸收作用，从而改善吸收性能。故本发明中槽谷区 1的长度L1，应满足下式(1)：

70mm≤L1≤130mm    (1)

在先申请中，L1设在10-50mm范围，这就减少了吸收液 在槽谷区的滞留时间，并减少了吸收液的循环量。在本发明中，L1 设在上述所定义的范围内，使吸收液滞留在槽谷区1的时间尽可能 多地增加，液体的吸收作用得以提高，从而改善其吸收性能。但若 L1超过130mm，下流的吸收液出现偏移，则降低了吸收性能。 另一方面，若L1小于70mm，吸收液的滞留量减少，也会降低吸 收性能。因此必须满足式(1)的条件。

其次，槽谷区1的深度H需满足于下式(2)：

0.23mm≤H＜0.5mm    (2)

槽谷区1的深度H定义在式(2)范围，则吸收液有可能在槽 谷区1内适当滞留，并改善管外表面的润湿分散性，以形成一层薄 的液膜，从而提高吸收液的吸收性能。若深度H起超过0.5mm，管 外表面的液膜增厚，以致在液膜表面上会幅射热量，且液膜引起的 传热阻力增大，从而降低了吸收性能。另一方面，若深度H小于 0.23mm，吸收液的滞留时间很短，以致吸收液未按所要求的进行吸 收就下流了。因此，槽区深度H设置在0.23mm≤H＜0.5mm范围。

再其次，在管外周边上的槽谷区1沿管外环圆周上的谷距P(＝π D/N)需满足下式(3)：

6.2mm≤P≤8，7mm    (3)

在外缘周边上槽谷区1沿管外环圆周方向上的谷距小于6.2mm 时，槽谷区相对过大，难于形成薄的液膜。另一方面，若P超过 8.7mm，平滑区增加，且产生吸收液对流的区域减少，导致吸收液 的吸收性能降低。因此，槽谷区1的外周边上的谷距P设定在6.2 至8.7mm范围内。

槽谷区1的宽度W1对槽峰区的宽度W2之比W1/W2，最好满足 下式(4)：

0.5mm≤W1/W2≤2.5mm    (4)

当W1和W2的宽度满足式(4)时，则吸收液可充分地滞留， 并可恰当保持管中冷水的压力损失。若W1/W2超过2.5，则与管轴 呈垂直切面的流径面积过小，则管中冷水的压力损失增大。因为是 用电泵输送冷水，压力损失增大，就需要大功率的泵，使整机的综 合能效降低。另一方面，或W1/W2小于0.5，则因吸收液滞留量不 足而降低了吸收性能。

本发明的第二特点是缩短了槽谷区1交错插入的长度L2，在 槽谷区1的宽度为W1时，使管外环圆周方向上能设置槽谷区1的 数增多；因此，管表面上吸收液的滞留量增加，从而促进 Marangoni对流，提高吸收性能。

根据本发明，在槽谷区1的管外圆周方向上的宽度为W1时， 槽谷区1交错插入的长度L2应满足下式(5)：

0≤L2≤1.2W1    (5)

当槽谷区1宽度为W1时，槽谷区交错插入的长度L2由式 (5)决定。因此，槽谷区1宽度W1可以加宽，槽峰区2宽度W2 可以变窄，从而使环圆周方向上的槽峰区数目增多。

若L2超过1.2W1时，在环圆周方向上槽谷区1的谷距变大，以 致槽谷区的数目减少，或者使邻槽谷区在管的轴向上连接，从而降 低滞留液的吸收作用。另一方面，若L2小于1.2W1时，上述现象相 反，环圆周方向上槽谷的谷距变窄，使槽谷区数增多。

在先申请中，L2相对于L1而是定，而L2/L1设置在0.2-0.8mm 范围。此时吸收液的滞留量增加。但其不足之处为槽谷区的交错插 入过长，致使环圆周方向上不能设置较多的槽谷区。若L2过长，L2 /L1超过0.3，结果是W1＜W2。因而，不能设置较多的槽谷区，且 槽谷区的宽度变窄。当L2/L1超过0.3时，为了提供足够的槽谷区， 必需使W1足够小，且环圆周方向上槽谷区的谷距也足够小，结果 使槽谷区吸收液的滞留量减少，达不到高的吸收性能。这是其缺 点。

设置槽谷区1在上述数目范围内时，管表面上吸收液的滞留量 增加，促进Marangoni对流，吸收性能增强。

应指出的是本发明中构成传热管的金属管，包括合金管，及各 种金属管或合金管；例如铜管或铝管以及铜铝的合金管，或者也可 用钢管。

实施例

在此，对比不同于本发明的比较例，描述本发明的效果。

表1列出实验条件

表1     吸收室内压力     溶液入口浓度     溶液入口温度     冷却水流速     冷却水入口温度     液膜流动速率     表面活性剂     6.0毫米汞柱     63％(重量)     55℃         1.50米/秒     32.0℃         0.017-0.035公斤/米.秒     2-乙基己醇

以下表2和3，列出实施例和比较例中传热管的形状和尺寸。 有关数值是图2和4中所用的数值。

表2 编号   D   管壁厚   L1  L2/W1     P     H  W1/W2     实施例     1     2     3  15.88  19.05  22.23     0.7     0.7     0.7     95     90     97     0.60     0.60     0.60     6.24     6.65     6.98     0.41     0.41     0.40     1.5     1.5     1.49     比较例     4     5     6  15.88  19.05  19.05     0.7     0.7     0.7     65     135     95     0.60     0.60     0.6     6.24     5.54     9.97     0.41     0.51     0.41     1.5     1.5     1.5     实施例     7     8     9     10  19.05  19.05  19.05  19.05     0.7     0.7     0.7     0.7     72     128     90     90     0.60     0.60     0.60     0.60     6.64     6.64     6.64     6.64     0.41     0.39     0.24     0.49     1.5     1.5     1.5     1.5     比较例     11     12  19.05  19.05     0.7     0.7     90     90     0.60     0.60     6.64     6.64     0.21     0.50     1.5     1.5     实施例     13     14     15  19.05  19.05  19.05     0.7     0.7     0.7     94     94     94     0.60     0.60     0.60     7.84     8.55     6.34     0.39     0.39     0.39     1.5     1.5     1.5

表3 编号   D   管壁厚   L1  L2/W1     P     H  W1/W2     比较例   16   17   19.05   19.05     0.7     0.7     94     94     0.60     0.60     5.98     8.73     0.39     0.39     1.5     1.5     实施例   18   19   19.05   19.05     0.7     0.7     90     90     0.60     0.60     6.65     6.65     0.41     0.41     2.4     0.6     比较例   20   21   19.05   19.05     0.7     0.7     90     90     0.60     0.60     6.65     6.65     0.41     0.41     2.7     0.4     实施例   22   23   19.05   19.05     0.7     0.7     91     91     1.10     0     6.65     6.65     0.41     0.41     1.5     1.5     比较例   24   25   19.05   19.05     0.7     0.7     91     -     1.3     -     6.65       -     0.41       -     1.5       -

以下表4到表8，列出在实施例和比较例的传热管中的蒸发器致 冷效率比(与光滑板对比)。图7到11中绘出表4到表8的数据。

表4 编号   L1     与光滑管对比的蒸发器     致冷效率比     比较例     实施例     实施例     实施例     实施例     比较例     实施例     比较例     4     7     2     1     3     6     8     5     65     72     90     95     97     95     128     135     1.01     1.1     1.19     1.19     1.18     1.01     1.15     0.97   表5 编号     H   与光滑管对比的蒸发器     致冷效率比     比较例     实施例     实施例     实施例     实施例     比较例     11     9     8     2     10     12     0.21     0.24     0.39     0.42     0.49     0.5     0.93     1.18     1.15     1.18     1.17     1   表6 编号     P     与光滑管对比的蒸发器     致冷效率比     比较例     实施例     实施例     实施例     实施例     实施例     实施例     比较例   16   15   9   2   7   13   14   17   5.98   6.34   6.64   6.65   6 64   7.48   8.55   8.73     1.01     1.13     1.14     1.15     1.12     1.18     1.16     1 01

表7 编号   W1/W2     与光滑管对比的蒸发器     致冷效率比     比较例     实施例     实施例     实施例     比较例   21   19   2   18   20   0.4   0.6   1.5   2.4   2.7     1     1.1     1.13     1.12     1   表8 编号   L2/W1     与光滑管对比的蒸发器     致冷效率比     实施例     实施例     实施例     比较例   23   2   22   24     0     0.6     1.1     1.3     1.18     1.19     1.14     1.01

如表4至表8及图7至图11所示，蒸发器致冷效率在实施例中 均≥1.1，而在比较例中则小于1.01。

正如上所述，根据本发明，由于大量的吸收液滞留在管的外表 上，且呈薄层分布于管表面，吸收液的吸收作用增大，吸收性能获 得增强。

1997年元月27日申请的日本特许出愿No.9-12937，及1997年12 月10日申请的日本特许出愿No.9-340372，包括说明，权利要求 书，附图和文摘的全部内容，经参考并结合于本发明中。