JPS63183388A - 伝熱体 - Google Patents
伝熱体Info
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- JPS63183388A JPS63183388A JP62012726A JP1272687A JPS63183388A JP S63183388 A JPS63183388 A JP S63183388A JP 62012726 A JP62012726 A JP 62012726A JP 1272687 A JP1272687 A JP 1272687A JP S63183388 A JPS63183388 A JP S63183388A
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Classifications
-
- 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
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
- F28D15/046—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
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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、例えば空調用の熱交換器の蒸発管や凝縮管、
あるいは道路の融雪装置などにおいて伝熱体として使用
されるヒートバイブ等の伝熱体に関する。
あるいは道路の融雪装置などにおいて伝熱体として使用
されるヒートバイブ等の伝熱体に関する。
「従来の技術」
上記の蒸発管、凝縮管、あるいはヒートバイブは、いず
れら管の内外の温度差により管内に封入された熱媒体の
相変態（気体−一液体）を行わせ、さらにこの媒体を移
送して管の長手方向の伝熱を行うものである。
れら管の内外の温度差により管内に封入された熱媒体の
相変態（気体−一液体）を行わせ、さらにこの媒体を移
送して管の長手方向の伝熱を行うものである。
例えばヒートパイプは、減圧した金属管の内部に水また
はアルコールなどの液体を封入したしので、パイプの一
端を加熱すると液体か沸騰して蒸気圧差により蒸気が他
端側（放熱部）に流れ、そこで凝縮して液体となり、こ
の液体が再び加熱部に戻るように設計されており、その
ような機能を果たすために、管内面にウィックと呼ばれ
る構造体を形成している。従って、ヒートパイプにおい
て伝熱性能を向上させるためには、（イ）管内外の伝熱
性能、（ロ）管内面における沸騰、あるいは凝縮を促進
させる性能、（ハ）管の長手方向に媒体（特に液体）を
移送する性能、を向上させたウィックを形成することが
要求される。
はアルコールなどの液体を封入したしので、パイプの一
端を加熱すると液体か沸騰して蒸気圧差により蒸気が他
端側（放熱部）に流れ、そこで凝縮して液体となり、こ
の液体が再び加熱部に戻るように設計されており、その
ような機能を果たすために、管内面にウィックと呼ばれ
る構造体を形成している。従って、ヒートパイプにおい
て伝熱性能を向上させるためには、（イ）管内外の伝熱
性能、（ロ）管内面における沸騰、あるいは凝縮を促進
させる性能、（ハ）管の長手方向に媒体（特に液体）を
移送する性能、を向上させたウィックを形成することが
要求される。
この種の伝熱体の改良として、本出願人は先に、特願昭
６０−２５２３５８号において第５図に示すようなもの
を提案した。
６０−２５２３５８号において第５図に示すようなもの
を提案した。
この伝熱体は、金属製管体（Ｊｌ（体）１の内面に、開
口部が相対的に狭められた多数の有底円筒状の凹所２・
・・を有する多孔質めっき層３を形成したことを特徴と
するもので、前記凹所２・・・により、管体ｌの内面の
伝熱面積を増大させて前記（イ）の性能を向上するとと
もに、気泡発生ための核生成を促して核沸騰を促進させ
て前記（ロ）の性能を向上させ、熱輸送能力の向上を図
ったものである。
口部が相対的に狭められた多数の有底円筒状の凹所２・
・・を有する多孔質めっき層３を形成したことを特徴と
するもので、前記凹所２・・・により、管体ｌの内面の
伝熱面積を増大させて前記（イ）の性能を向上するとと
もに、気泡発生ための核生成を促して核沸騰を促進させ
て前記（ロ）の性能を向上させ、熱輸送能力の向上を図
ったものである。
「発明が解決しようとする問題点」
ところが、上記の伝熱体においては、隣接している凹所
２がそれぞれ独立している割合が高いため、この伝熱体
を凝縮管やヒートパイプの凝縮部として使用した場合に
は、凝縮した液体が凹所２・・・に溜まったまま排出さ
れにり＜、液体の還流速度が小さいという問題があった
。また、凝縮した液体によって多孔質めっき層３が覆わ
れるため、この多孔質めっき層３による凝縮促進効果が
十分に発揮され難いという欠点があった。
２がそれぞれ独立している割合が高いため、この伝熱体
を凝縮管やヒートパイプの凝縮部として使用した場合に
は、凝縮した液体が凹所２・・・に溜まったまま排出さ
れにり＜、液体の還流速度が小さいという問題があった
。また、凝縮した液体によって多孔質めっき層３が覆わ
れるため、この多孔質めっき層３による凝縮促進効果が
十分に発揮され難いという欠点があった。
「問題点を解決するための手段」
本発明は上記の問題点を解決するためのらので、金属製
基体の表面に、開口部が相対的に狭められた多数の有底
円筒状の凹所を有する多孔質層を形成するとともに、こ
の多孔質層に、熱媒体となる液体が流れるべき方向に連
続する溝を形成したことを特徴とする。
基体の表面に、開口部が相対的に狭められた多数の有底
円筒状の凹所を有する多孔質層を形成するとともに、こ
の多孔質層に、熱媒体となる液体が流れるべき方向に連
続する溝を形成したことを特徴とする。
「作用 」
本発明の伝熱体では、多孔質層の表面で蒸気が凝縮して
液体となると、この液体が溝内に流れ込み、溝の毛細管
現象によって液体が流れるべき方向へ運ばれろ。したが
って、液体の排出性が良好で、還流速度の向上が図れる
とともに、多孔質層が液体中に没して凝縮促進効果が低
下ずろといったことを防ぐことができる。
液体となると、この液体が溝内に流れ込み、溝の毛細管
現象によって液体が流れるべき方向へ運ばれろ。したが
って、液体の排出性が良好で、還流速度の向上が図れる
とともに、多孔質層が液体中に没して凝縮促進効果が低
下ずろといったことを防ぐことができる。
「実施例」
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第１図および第２図は、本発明をヒートバイブ（伝熱体
）として実施した例を示すもので、第１図はヒートバイ
ブの横断面性状、第２図は内面性状の拡大図である。
）として実施した例を示すもので、第１図はヒートバイ
ブの横断面性状、第２図は内面性状の拡大図である。
これらの図において、符号ｌＯは銅などの金属からなる
管体（基体）、１１は管体ｌＯの内面全面に形成された
多孔質めっき層（多孔質層）である。
管体（基体）、１１は管体ｌＯの内面全面に形成された
多孔質めっき層（多孔質層）である。
この多孔質めっき層１１は、開口部が相対的に挟められ
た有底円筒状の凹所１２を多数有し、これら凹所Ｉ２の
表面積比率は１０〜５０％とされている。この比率が１
０％よりも小さいと効果が少なく、また５０％より大き
いと製造が困難となろうえ、コストの上昇に見合う程伝
熱能力か向上しない。
た有底円筒状の凹所１２を多数有し、これら凹所Ｉ２の
表面積比率は１０〜５０％とされている。この比率が１
０％よりも小さいと効果が少なく、また５０％より大き
いと製造が困難となろうえ、コストの上昇に見合う程伝
熱能力か向上しない。
また、前記めっき層１１および管体１０の内壁には、管
体ｌＯの軸線方向に連続して螺旋状に延びる断面コ字状
の溝１３・・・が複数本形成されている。これらＭ＋３
の幅および深さは、溝１３の毛□ 細管現象を考慮し
て最も良好な液体輸送能力が得られるように決定される
ことが望ましい。
体ｌＯの軸線方向に連続して螺旋状に延びる断面コ字状
の溝１３・・・が複数本形成されている。これらＭ＋３
の幅および深さは、溝１３の毛□ 細管現象を考慮し
て最も良好な液体輸送能力が得られるように決定される
ことが望ましい。
そして、管体ｌＯ内には水あるいはアルコール等の液体
が適量入れられ、内部が減圧されて両端が閉じられてい
る。
が適量入れられ、内部が減圧されて両端が閉じられてい
る。
次に、このようなヒートパイプの製造方法を説明する。
まず、管体１０の内面に、シリコンオイル等の疎水性物
質をエタノール等の揮発性溶剤で希釈した乙のを塗布し
、その後、溶剤を蒸発させて疎水性の薄膜を形成する。
質をエタノール等の揮発性溶剤で希釈した乙のを塗布し
、その後、溶剤を蒸発させて疎水性の薄膜を形成する。
この疎水性薄膜の７さは、０．１〜５μ肩であることが
好ましく、０．１μ、η以下では凹所１２の生成が少な
くなり、他方、５μｍを超えろと絶縁性が高くなりすぎ
て均一な多孔質めっき層１１が得られなくなる。
好ましく、０．１μ、η以下では凹所１２の生成が少な
くなり、他方、５μｍを超えろと絶縁性が高くなりすぎ
て均一な多孔質めっき層１１が得られなくなる。
次いで、第３図に示すようなめっき装置を用い、この管
体ｌＯの内面に多孔質めっき層１１を電青形成する。こ
の装置は、Ｔ ｉ −Ｐ を製などの不溶性の陽極ワイ
ヤ１４を、管体１０の軸線に沿って張力をかけて張り渡
し、ワイヤ１４の周囲に絶縁性のスペーサ１５を適当な
間隔で設け、硫酸銅めっき液を貯留する貯ｈｆｆ １６
と、めっき液を管体ｌＯ内に流すケミカルポンプ１７と
を設けたしので、この貯槽１６でめっきによる銅イオン
の減少を塩基性炭酸銅を添加して補い、循環使用するよ
うに構成されている。
体ｌＯの内面に多孔質めっき層１１を電青形成する。こ
の装置は、Ｔ ｉ −Ｐ を製などの不溶性の陽極ワイ
ヤ１４を、管体１０の軸線に沿って張力をかけて張り渡
し、ワイヤ１４の周囲に絶縁性のスペーサ１５を適当な
間隔で設け、硫酸銅めっき液を貯留する貯ｈｆｆ １６
と、めっき液を管体ｌＯ内に流すケミカルポンプ１７と
を設けたしので、この貯槽１６でめっきによる銅イオン
の減少を塩基性炭酸銅を添加して補い、循環使用するよ
うに構成されている。
そして、前記陽極ワイヤ１４と管体ｌＯとの間に、断続
電流１通常のパルス電流またはＰ Ｒ電流などのパルス
電流を適宜使い分けて通電する。すると、めっき液中の
水が電気分解されて陽極ワイヤ１４から酸素ガスが発生
し、この酸素ガスの一部が陰極である管体１０の内面に
塗布された疎水性薄膜に付着し、この気泡を包み込むよ
うな形で近用金属が成長して、多孔性のめっき層ｉｔが
形成されろ。なお、陽極電流密度は、２０Ａ／ｄｍ”以
上てあることが必要で、それ以下では酸素ガスの発生が
不十分となる。
電流１通常のパルス電流またはＰ Ｒ電流などのパルス
電流を適宜使い分けて通電する。すると、めっき液中の
水が電気分解されて陽極ワイヤ１４から酸素ガスが発生
し、この酸素ガスの一部が陰極である管体１０の内面に
塗布された疎水性薄膜に付着し、この気泡を包み込むよ
うな形で近用金属が成長して、多孔性のめっき層ｉｔが
形成されろ。なお、陽極電流密度は、２０Ａ／ｄｍ”以
上てあることが必要で、それ以下では酸素ガスの発生が
不十分となる。
やがて、多孔質めっき層１１が所定の厚さに達したら管
体ｌＯを取り外し、この管体ｌＯを転造装置にかけて、
めっき層１１および管体ｌＯ内壁に螺旋状の溝！３・・
・を形成する。
体ｌＯを取り外し、この管体ｌＯを転造装置にかけて、
めっき層１１および管体ｌＯ内壁に螺旋状の溝！３・・
・を形成する。
このような構成からなるヒートパイプでは、放熱部内の
多孔質めっき層１１の表面で液体が凝縮すると、この液
体が溝１３内に流れ込み、’ｔＭ Ｉ ３の毛細管現象
によって加熱部に運ばれる。これにより、液体の排出性
が良好となり、還流速度を向上することができる。また
、多孔質めっき層ＩＩが液体中に没して凝縮促進効果が
低下することを防くことができるので、ヒートパイプの
熱輸送能力を増大さｔ！−ろことが可能である。
多孔質めっき層１１の表面で液体が凝縮すると、この液
体が溝１３内に流れ込み、’ｔＭ Ｉ ３の毛細管現象
によって加熱部に運ばれる。これにより、液体の排出性
が良好となり、還流速度を向上することができる。また
、多孔質めっき層ＩＩが液体中に没して凝縮促進効果が
低下することを防くことができるので、ヒートパイプの
熱輸送能力を増大さｔ！−ろことが可能である。
なお、以上のヒートパイプては、管体１０内面にめっき
層Ｉｔを形成したのちに溝１３を転造していｆこか、そ
の代わりに、予め管体１０に溝１３を形成しておき、こ
の！ｆ＋Ｔ ｌ ａ内を絶縁塗料等でマスキングして、
めっき層１１を電着形成する方法を採って乙よい。その
場合には、転造によってめっき層１０の接着強度に影響
を与えろことがないというｆｌ１点がある。
層Ｉｔを形成したのちに溝１３を転造していｆこか、そ
の代わりに、予め管体１０に溝１３を形成しておき、こ
の！ｆ＋Ｔ ｌ ａ内を絶縁塗料等でマスキングして、
めっき層１１を電着形成する方法を採って乙よい。その
場合には、転造によってめっき層１０の接着強度に影響
を与えろことがないというｆｌ１点がある。
また、転造によって’ｔｉｉ Ｉ ３を形成する代わり
に、第４図ウニ点鎖線に示すように管体ｌＯ内面にトめ
帯状のマスキング２０を形成しておき、この状態で多孔
質めっき層１１を電着したのち、前記マスキング２０を
除去してその跡を溝２１とずろことら可能であり、０ゴ
記の方法よりも溝形成が容易となる。
に、第４図ウニ点鎖線に示すように管体ｌＯ内面にトめ
帯状のマスキング２０を形成しておき、この状態で多孔
質めっき層１１を電着したのち、前記マスキング２０を
除去してその跡を溝２１とずろことら可能であり、０ゴ
記の方法よりも溝形成が容易となる。
ま几、ｉＭの形状は螺旋状に限らず、管体１０の軸線方
向に沿う直線状であってらよい。この場合、潜の数を１
木とし、ヒートパイプの使用時に二の溝がヒートパイプ
の下側内面に位置するようにして、重力によって下方に
流れてきた液体を輸送オろ構成としてらよい。
向に沿う直線状であってらよい。この場合、潜の数を１
木とし、ヒートパイプの使用時に二の溝がヒートパイプ
の下側内面に位置するようにして、重力によって下方に
流れてきた液体を輸送オろ構成としてらよい。
まｆこ、前記の実施例では、めっき層１１の凹所１２が
管体１０の内面に垂直に形成されていたが、めっき層１
１を７１１着する際にめっき液の流速を速く設定して、
前記凹所１２をヒートパイプ内の液体が流れる方向に傾
けて形成することにより、さらに伝熱特性を高めること
ができる。
管体１０の内面に垂直に形成されていたが、めっき層１
１を７１１着する際にめっき液の流速を速く設定して、
前記凹所１２をヒートパイプ内の液体が流れる方向に傾
けて形成することにより、さらに伝熱特性を高めること
ができる。
さらに、本発明はヒートパイプのみに限らず、凝縮管や
蒸発管、板状伝熱体、管体の外面に多孔質層を形成した
伝熱体としてら実施可能である。
蒸発管、板状伝熱体、管体の外面に多孔質層を形成した
伝熱体としてら実施可能である。
「発明の効果」
本発明の伝熱体においては、多孔質めっき層の表面で液
体が凝縮すると、この液体がｄＩ￥内に流れ込み、溝の
毛細管現象によって液体の流れるべき方向に運ばれる。
体が凝縮すると、この液体がｄＩ￥内に流れ込み、溝の
毛細管現象によって液体の流れるべき方向に運ばれる。
したがって、多孔質層上での液体の排出性が良好となり
、その還流速度を向上することができる。同時に、多孔
質層が液体中に没して凝縮促進効果が低下することが防
げるので、熱輸送能力を向上することが可能である。
、その還流速度を向上することができる。同時に、多孔
質層が液体中に没して凝縮促進効果が低下することが防
げるので、熱輸送能力を向上することが可能である。
第１図は本発明の一実施例のヒートパイプ（伝熱体）の
断面性状を示す拡大図、第２図は同ヒートパイプの内面
の性状を示す拡大図、第３図は同ヒートパイプを製造ず
ろためのめっき装置の（を成因、第・１図は本発明の池
の実施例の断面性状を示す拡大図である。 また、第５図は本出願人か先に出願しｆ二伝熱体の断面
性状を示セ拡大図である。 ｌＯ・・・管体（堰体）、Ｉｔ・多孔質めっき層、１２
・・凹所、 １３．２１ ・・溝。
断面性状を示す拡大図、第２図は同ヒートパイプの内面
の性状を示す拡大図、第３図は同ヒートパイプを製造ず
ろためのめっき装置の（を成因、第・１図は本発明の池
の実施例の断面性状を示す拡大図である。 また、第５図は本出願人か先に出願しｆ二伝熱体の断面
性状を示セ拡大図である。 ｌＯ・・・管体（堰体）、Ｉｔ・多孔質めっき層、１２
・・凹所、 １３．２１ ・・溝。
Claims (1)
- 金属製基体の表面に、開口部が相対的に狭められた多
数の有底円筒状の凹所を有する多孔質層を形成するとと
もに、この多孔質層に、熱媒体となる液体が流れるべき
方向に連続する溝を形成したことを特徴とする伝熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62012726A JPS63183388A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 伝熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62012726A JPS63183388A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 伝熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63183388A true JPS63183388A (ja) | 1988-07-28 |
Family
ID=11813436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62012726A Pending JPS63183388A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | 伝熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63183388A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63189793A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | 蒸発・凝縮用伝熱管 |
| JP2007147194A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Isuzu Motors Ltd | ヒートパイプ及びその製造方法 |
| JP2008031965A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Hitachi Ltd | 圧縮機 |
-
1987
- 1987-01-22 JP JP62012726A patent/JPS63183388A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63189793A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | 蒸発・凝縮用伝熱管 |
| JP2007147194A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Isuzu Motors Ltd | ヒートパイプ及びその製造方法 |
| JP2008031965A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Hitachi Ltd | 圧縮機 |
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