JPS63183393A - 伝熱管 - Google Patents

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。

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使用されろヒート
バイブ等の伝熱管に関する。

「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媒体の相
変態（気体←→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乙のである。

例えばヒートバイブは、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が沸騰して蒸気圧差により蒸気が他
端側に流れ、そこで放熱して液体となり、この液体が流
れて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、ヒートバイブにおいて伝熱性
能を向上さＵ゛るためには、（イ）管内外の伝熱性能、
（ロ）管内面におけろ沸騰、あるいは凝縮を促進さ仕る
性能、（ハ）管の長手方向に媒体（特に液体）を移送ず
ろ性能、を向上さＵ”たウィックを形成することが要求
される。

この種の伝熱管の改良として、本出願人は先に、特願昭
（ｉｏ−２５２３５８号において第５図に示すようなも
のを提案した。

この伝熱管は、金属製管体！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ｉの内面の伝熱面積を増
大させて上記（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上記（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」 ところで、この種の伝熱管にあっては、外部との熱交換
能率を向上するために、その外面に金属製フィンを取り
付けて使用されることが多い。

このようなフィンとしては、通常、伝熱管の外径よりも
若干大きな径の孔を有する板状のものが用いられ、この
孔に伝熱管を挿通した状態で、伝熱管の内径よりも大き
な外径を有する拡管用プラグと呼ばれる治具を伝熱管内
に一端側から押し込むことにより、伝熱管を内側から押
し広げて、その外面をフィンに圧着させ、これを固定し
ている。

ところが、前記のように内面に多孔質めっき層３が形成
された伝熱管では、内部に拡管用プラグを通ずと、この
多孔質層が一部剥離したり、多孔質層の凹所２・・・が
潰れて核沸騰を促進する効果が低下したり°４°ろとい
った問題があった。

「問題点を解決するための手段」 本発明は上記問題点を解決するためのもので、金属製管
体の内面に、軸方向に連続する複数の突条を周方向路一
定間隔毎に形成するとともに、これら突条を除く内面に
、開口部が相対的に狭められた多数のイｆ底円筒状の凹
所を有しかつ前記突条の突出量よりら肉厚の小さい多孔
質層を形成したことを特徴とする。

「作用　」 本発明では、伝熱管の外面にフィンを固定するに擦し、
拡管用プラグを管内に押し込むと、管の内面に形成され
た突条のみが拡管用プラグに押し広げられて伝熱管の拡
径がなされる。したがって、多孔質層は突条に保護され
てプラグに接触しないため、剥離したり潰れたりするこ
とがない。

「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、ともに一実施例の伝熱管を示す
もので、第１図は横断面性状、第２図は内面性状をそれ
ぞれ示す拡大図である。

これらの図において、符号ＩＯは銅などの金属からなる
管体であり、この管体ｌＯの内面には軸方向に螺旋状に
延びる複数の突条１１・・・が周方向一定間隔毎に形成
されている。これら突条１にの本数は、拡管用プラグ（
図示せず）による拡管作業に支障を及ぼさない範囲でで
きるだけ少なくすることが望ましく、また、個々の突条
１１の幅も拡管作業に十分に耐えろ範囲で狭くすること
が望ましい。

また、これら突条１１・・・を除く管体ｌＯの内面には
、突条１１の突出爪よりら薄肉な多孔質めっき層１２が
ｍ若されている。この多孔質めっき層１２は、開口部が
相対的に挟められた多数の有底円筒状の凹所１３・・・
を有するらので、これら凹所１３・・・の表面積比率は
１０〜５０％とされている。

この比率が１０％よりも小さいと効果が少なく、コスト
の上昇に見合う程伝熱能力が向上しない。

次に、このような伝熱管の製造方法を説明する。

まず、管体１０の内面全面に、絶縁性を有するマスキン
グ剤を塗布する。次いで、この管体１０を転造装置にセ
ットし、絶縁性被膜が形成された内面に幅広の溝を形成
し、これら溝以外の′部分を突条Ｉｔ・・・として残す
。すると、溝の底面は転造によ１てマスキング膜が破壊
されて金属面が露出する一方、突条１１・・・の部分は
そのままマスキング膜が残った状態となる。

次に、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ものを、管体１０の内面に塗布し
、溶剤を蒸発させて疎水性の薄膜を形成ずろ。この峠水
性薄膜の厚さは、０．１〜５μ肩であることが好ましく
、ｏ４μｌ以下では凹所１２の生成が少なくなり、他方
、５μ肩を超えると絶縁性が高くなり°４°ぎて均一な
多孔質めっき層１１が得られなくなる。

次いで、この管体ｌＯを第３図に示すようなめっ九壮＋
ｙ均−鼾一、Ｌｌ　　二小山品ｌ−タヱ祈込−喝ｌｉ’
ｍ　Ｉ２を形成する。この装置は、Ｔｉ−ＰＬ製などの
不溶性の陽極ワイヤ１４を、管体ｌＯ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
る貯槽１６と、めっき液を管体ｌＯ内に流すケミカルポ
ンプＩ７とを設けたもので、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！４と管体ＩＯとの間に、断続
電流１通常のパルス電流またはＰＲ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！４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ｌＯの内面に
塗布された疎水性薄膜に付着するため、この気泡を包み
込むような形で析出金属が成長し、多孔性のめっき層１
２が形成される。なお、陽極電流密度は、２０Ａ／ｄａ
”以上であることが必要で、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Ｉ２が所定の厚さに達したら管
体ｌＯを取り外して洗浄し、マスキング剤を除去して伝
熱管を得る。

この上うな構成からなる伝熱管においては、その外面に
フィンを固定ずろに際し、拡管用プラグを管内に押し込
むと、管体１０の内面に形成された突条１１・・・のみ
がプラグ外面に押し広げられて伝熱管の拡径がなされる
。その間、多孔質めっき層Ｉ２はプラグに接触しないた
め、剥離したり潰れたりするといったことがなく、拡管
作業の後にも完全な状態に保たれ、多孔質めっき層１２
の特性を十分に発揮して高い伝熱性能を得ろことが可能
である。

また、この伝熱管では、突条１１が螺旋状に形成されて
いるので、管内を流れる蒸気等の流体が突条１１・・・
に沿って回転され、流体とめっき層１２との接触が促進
されるといった利点ら得られる。

なお、必要に応じて、突条！！を螺旋状に形成する代わ
りに、管体１０の軸線方向に沿う直線状に形成した構成
としてもよい。

また、第４図に示すように、多孔質めっき層１２の上に
樹枝状めっき層２０を形成してもよく、その場合には伝
熱性能をいっそう高めることかできる。

また、前記の実施例では、めっき層１１の凹所１３・・
・が管体ｌＯの内面に対し垂直に形成されていたが、め
っき層１２を￥ｒｉ若する際にめっき液の流速を速く設
定して、前記凹所１３を伝熱管内の液体が流れる方向に
傾けて形成することも可能で、この場合、凹所１３を垂
直に形成した場合よりも伝熱性能を高めることができる
。

「発明の効果」 本発明の伝熱管では、その外面にフィンを固定する際に
拡管用プラグを伝熱管内に押し込むと、管体の内面に形
成された突条のみがプラグに当接し、この突条が押し広
げられて管体の拡径がなされろ。このため、多孔質層は
プラグに接触Ｕ・ず、剥離したり潰れたりするといった
ことがなく、多孔質層の特性を十分に発揮して高い伝熱
性能を得

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の伝熱管の断面性状を示す拡
大図、第２図は同伝熱管の内面の性状を示す拡大図、第
３図は同伝熱管を製造するためのめっき装置の構成図、
第４図は本発明の他の実施例の断面性状を示す拡大図で
ある。 また、第５図は本出願人が先に出願した伝熱管の断面性
状を示す拡大図である。 ｌＯ・・・管体、　　　　　　ｔｉ・・・突条、１２・
・・多孔質めっき層、１３・・・凹所。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　金属製管体の内面に、軸方向に連続する複数の突条を
   周方向略一定間隔毎に形成するとともに、これら突条を
   除く部分に、開口部が相対的に狭められた多数の有底円
   筒状の凹所を有しかつ前記突条の突出量よりも肉厚が小
   さい多孔質層を形成したことを特徴とする伝熱管。