JPH03230095A - 高性能伝熱体の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、冷凍機、ヒートポンプなどの熱交換を行う熱
交換器あるいはヒートパイプなどに使用される高性能伝
熱体の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の高性能伝熱体としては、熱交換面に対し
て２０〜４０度の角度で一定方向に開孔した多孔質の金
属溶射層を該熱交換面に形成したものが知られている。

（例えば特開昭４９−１１３２５７号公報参照）かかる
溶射層は基体表面に対して２０〜４０度の角度で溶射粒
子を溶射することによって得られる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の製造方法によって得られる伝熱面は、基体の
表面に向って狭くなるような連続した溝状の多孔質層か
らなる伝熱面となり、このような場合においては、前記
溝において発生する気泡の核を止めておくことができず
、−度気泡が発生したら、次に気泡が発生するまでに時
間がかかるとともに、気泡の発生する部分（溝）が比較
的少なくなるため、気泡を連続的に発生させることが困
難であり、伝熱面における伝熱性能に問題があった。

そこで本発明は、連続的に無数の気泡を発生させ、伝熱
面における伝熱性能をより高性能とする伝熱体の製造方
法を提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、金属粒子を基体表面に溶射し、基体表面に多
孔質層からなる伝熱面を形成する方法において、金属粒
子の溶射距離を適切な距離とし、その溶射空間に貫通部
を有する遮蔽板を配し、ほぼ球状の金属粒子を前記遮蔽
板の貫通部を通して基体表面上に溶射し、多孔質層から
なる伝熱面を形成することを特徴とする高性能伝熱体の
製造方法である。

このようにして得られる伝熱面は、末広力（りの孔にお
いて気泡の核が止まり易く、成長した気泡の核が気泡と
して連続的に発生し、すなわち核沸騰を盛んにして、伝
熱性能にすぐれた伝熱面となる。

溶射手段としては、例えばプラズマジエ・ソト溶射が考
えられる。このプラズマジエ・ソト溶射は、溶射材料を
Ａ　ｒ　１Ｈｅ　ＳＮ　２などからなる高温プラズマジ
ェット中に供給し、これを溶融し、基体の表面に溶射し
て、溶射材料をコーティングする方法である。プラズマ
ジェットはＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２などに放電させることによ
って発生し、その温度は５０００〜１２０００℃である
。

本発明において、プラズマジェット中に供給される金属
粒子は溶融状態となり、この溶融状態となった材料は、
Ａｒ５ＨｅＳＮ２などのガスにより基体の表面に向って
噴出し、基体表面までの間で球状に近い小滴となり、こ
れがプラズマジェット中から離れるにしたがって凝固し
ていく。溶射距離を適切な距離とすることにより、半溶
融状態にある金属粒子を球状に近い形で基体の表面に付
着させることができる。逆に言えば、適切な溶射距離と
は、金属粒子が球状に近い形で基体表面に付着すること
ができる距離のことである。また、半溶融状態にある金
属粒子が付着する基体を常温にまたはそれ以下に保つこ
とにより、基体の表面に衝突した時、または粒子同士が
衝突した時において、粒子の変形が少なく、球状に近い
状態で基体表面に、または、金属粒子同士が付着する。

このことによって、基体の表面からその面に向ってほぼ
直角方向に連続し、かつ末広りの無数の孔が形成された
多孔質層を有する伝熱面が得られる。

さらに、貫通部を有する遮蔽板をプラズマジェットと基
体との溶射空間に配し、金属粒子をその遮蔽板の貫通孔
を通すことにより、空気中に放出された金属粒子の噴流
の外側の酸化され易い粒子を伝熱面から取り除くことが
でき、基体の表面にはほとんど酸化されていない金属粒
子が付着するため、基体の表面に形成される多孔質層は
、充分な密着性を有したものとなる。

ここで遮蔽板は基体に近ければ近いほどよいことば言う
までもない。

［実施例コ 次に実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

第１図に示すプラズマ溶射装置の陽極１と陰極２との間
に、直流電圧２７〜３０Ｖを印加し、ガス供給口３より
Ａｒガスを流量４０〜８０５１　／　ｍｉｎで導入し、
装置内にプラズマジェット　４を発生させる。このプラ
ズマジェット　４中に、金属粒子供給口５より、大きさ
が５０〜１５０μ■のＡ１粒子約１０〜２０ｇ／ａ＋ｉ
ｎを供給し、この粒子を溶融状態にする。この溶融粒子
６を適切な距離５００■離れた基体７に向けて、装置内
に導入されたＡｒガスにより吹き飛ばす。溶融粒子６は
５００ＩＩｍの距離の間で球状に近い小滴で凝固し、半
溶融状態になってＡＩの基体７の表面に付着する。そし
て球状に近い粒子の集合からなる多孔質層８を形成する
。このとき基体７の背面から空気を吹き付け、基体の温
度が上がらないように（基体を常温に保つように）する
とともに、上記適切距離の基体に近い位置に遮蔽板９を
配する。遮蔽板９は貫通孔１０を有し、この貫通孔１０
によって、溶融粒子６の噴流の酸化され易０外側部分を
カットし、内側の溶融粒子６のみを基体７表面に付着さ
せる。このようにして、肉厚０．３ｍｍ、　　０．５ｍ
ｍ、０．８＋ｎｍの多孔質層８が形成された伝熱体を得
ることができた。得られたものについて、その液体窒素
に対する伝熱性能を調べたところ、第２図に示す結果が
得られた。

また、比較のため、Ｃｕ基体の表面をエメリー研磨した
ものについて同様にして試験をしたところ、第２図に示
す結果が得られた。

第２図の結果から明らかなように、本発明の実施例のも
のの温度差の変化にともなう熱流束が、Ｃｕ基体のもの
よりもかなり大きく、これにより伝熱面表面での伝達率
が大きいということが判断でき、伝熱性能に優れている
といえる。

また、温度差が小さい場合においてはより顕著な違いが
でている。さらに温度差に対し熱流束が４５°の角度で
一定に増加することにより、本発明の伝熱体は熱のコン
トロールが容易に行なえるものであることが判る。

なお、本発明においては高伝熱性を得るため、基体およ
び金属粒子は、アルミニウム、銅などの熱伝導に優れた
ものが使用される。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の製造方法によって得られ
る伝熱体は伝熱性能に優れ、かつ熱のコントロールが容
易に行える高性能の伝熱性を有し、また、本発明の製造
方法によれば、基体の表面に向けて連続した末広がりな
孔が無数に形成された多孔質層からなる伝熱面を比較的
容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製法の一例の説明図、第２図は本発明
の実施例並びに比較例の伝熱性能の試験結果を示すグラ
フである。 ■・・・陽極、２・・・陰極、３・・・ガス供給口、４
・・・プラズマジェット、５・・・金属粒子供給口、６
・・・溶融粒子、７・・・基体、８・・・多孔質層、９
・・・遮蔽板、１０・・・貫通孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属粒子を基体表面に溶射し、基体表面に多孔質層から
   なる伝熱面を形成する方法において、金属粒子の溶射距
   離を適切な距離とし、その溶射空間に貫通部を有する遮
   蔽板を配し、ほぼ球状の金属粒子を前記遮蔽板の貫通部
   を通して基体表面上に溶射し、多孔質層からなる伝熱面
   を形成することを特徴とする高性能伝熱体の製造方法。