JPH05214504A - 高性能伝熱管及びその製造方法 - Google Patents
高性能伝熱管及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH05214504A JPH05214504A JP32426591A JP32426591A JPH05214504A JP H05214504 A JPH05214504 A JP H05214504A JP 32426591 A JP32426591 A JP 32426591A JP 32426591 A JP32426591 A JP 32426591A JP H05214504 A JPH05214504 A JP H05214504A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- tube
- thermal
- porous
- transfer tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/122—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of wires
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
- F28F13/187—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷凍機のように低温の液体を蒸発させて冷却
するための高性能の伝熱管およびその製造方法に関す
る。 【構成】 素材管８を回転させながらその表面に向っ
て、溶射ノズル４から傾斜した方向に金属粉を溶射して
多孔質溶射層１を形成し、更に金属粉を溶射しながら金
属線５を素材管８に巻きつけ、この金属線５の表面にも
金属粉を溶射して素材管表面の溶射層と連続した溶射層
を形成した後、金属線を除去して多孔質フィンを有する
高性能伝熱管を製造する方法。
するための高性能の伝熱管およびその製造方法に関す
る。 【構成】 素材管８を回転させながらその表面に向っ
て、溶射ノズル４から傾斜した方向に金属粉を溶射して
多孔質溶射層１を形成し、更に金属粉を溶射しながら金
属線５を素材管８に巻きつけ、この金属線５の表面にも
金属粉を溶射して素材管表面の溶射層と連続した溶射層
を形成した後、金属線を除去して多孔質フィンを有する
高性能伝熱管を製造する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷凍機のように、液体を
蒸発させて冷却するための高性能の伝熱管およびその製
造方法に関する。
蒸発させて冷却するための高性能の伝熱管およびその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱交換器は温度の異なる２流体を熱伝達
させて、両者の温度差を狭めるものであり、２流体を分
ける熱交換器壁での表面熱伝達が課題となる。この場
合、一方の液体の沸点が伝熱面温度より低い場合には、
その流体が沸騰し、通常の伝熱形態とは異なり、核沸騰
か膜沸騰かで熱伝達が大きく変化する。核沸騰とは、伝
熱面に液が接しており、伝熱面上から蒸気泡が出ること
であり、膜沸騰とは、伝熱面上は蒸気層であり、液と伝
熱面は接触しておらず、蒸気泡は蒸気層に接する液面か
ら出ることをいう。
させて、両者の温度差を狭めるものであり、２流体を分
ける熱交換器壁での表面熱伝達が課題となる。この場
合、一方の液体の沸点が伝熱面温度より低い場合には、
その流体が沸騰し、通常の伝熱形態とは異なり、核沸騰
か膜沸騰かで熱伝達が大きく変化する。核沸騰とは、伝
熱面に液が接しており、伝熱面上から蒸気泡が出ること
であり、膜沸騰とは、伝熱面上は蒸気層であり、液と伝
熱面は接触しておらず、蒸気泡は蒸気層に接する液面か
ら出ることをいう。
【０００３】沸騰する場合の熱伝達で、液体間の温度差
の比較的小さいものには核沸騰促進型高性能伝熱面があ
り、これは伝熱面に微小孔を設けて核沸騰を促進し、結
果的に同じ熱量を伝えるときに、これは伝熱面温度と液
体温度の差がより小さくなるようにしたものである。
の比較的小さいものには核沸騰促進型高性能伝熱面があ
り、これは伝熱面に微小孔を設けて核沸騰を促進し、結
果的に同じ熱量を伝えるときに、これは伝熱面温度と液
体温度の差がより小さくなるようにしたものである。
【０００４】液体間の温度差が比較的大きい場合には、
一方の液体は膜沸騰を起こし、熱伝達は伝熱面→蒸気層
→液面と伝わるので、伝熱面温度と液体温度の差は急増
し、表面熱伝達率は低下する。
一方の液体は膜沸騰を起こし、熱伝達は伝熱面→蒸気層
→液面と伝わるので、伝熱面温度と液体温度の差は急増
し、表面熱伝達率は低下する。
【０００５】従来、小温度差領域で高い伝熱性能を有
し、かつ、伝熱性能の安定した、信頼性のある高性能伝
熱体に関しては、さまざまな創意工夫がなされ、特許出
願もされている。
し、かつ、伝熱性能の安定した、信頼性のある高性能伝
熱体に関しては、さまざまな創意工夫がなされ、特許出
願もされている。
【０００６】例えばフィンを有する加熱面におけるフィ
ンと加熱面の表面に多孔質の薄層を形成したもの（特開
昭４９−６７２５０）、素材管の表面に表面積の大き
い、細長い金属材を巻き付けたもの（特開昭５７−１５
０８００、特開昭５８−３３０９８）が提案されてい
る。
ンと加熱面の表面に多孔質の薄層を形成したもの（特開
昭４９−６７２５０）、素材管の表面に表面積の大き
い、細長い金属材を巻き付けたもの（特開昭５７−１５
０８００、特開昭５８−３３０９８）が提案されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の伝熱体は製
作が困難であると同時に、素材管とそれに巻き付けた金
属材との接触が悪くなり、熱伝達が不十分になるという
問題があった。
作が困難であると同時に、素材管とそれに巻き付けた金
属材との接触が悪くなり、熱伝達が不十分になるという
問題があった。
【０００８】そこで本発明は、上記問題に鑑み、核沸騰
促進効果を有する多孔質フィンを有する伝熱管によって
温度差の大きい時にも膜沸騰せず、核沸騰状態が維持で
き、温度差の小さい時にも核沸騰が促進され、結果的に
大温度差領域及び小温度差領域でも高性能な伝熱管なら
びに、そのような伝熱管の製造方法を提供することを目
的とするものである。
促進効果を有する多孔質フィンを有する伝熱管によって
温度差の大きい時にも膜沸騰せず、核沸騰状態が維持で
き、温度差の小さい時にも核沸騰が促進され、結果的に
大温度差領域及び小温度差領域でも高性能な伝熱管なら
びに、そのような伝熱管の製造方法を提供することを目
的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、特許請求の範囲に記載されたとおり
の高性能伝熱管およびその製造方法である。
の本発明の構成は、特許請求の範囲に記載されたとおり
の高性能伝熱管およびその製造方法である。
【００１０】図面を参照して本発明を具体的に説明する
と、本発明の伝熱管は図１に示すようにその管壁３の表
面に多孔質溶射層１とそれに続いて多孔質フィン２を有
するものである。
と、本発明の伝熱管は図１に示すようにその管壁３の表
面に多孔質溶射層１とそれに続いて多孔質フィン２を有
するものである。
【００１１】このような多孔質層を素材管の表面に形成
する一つの方法を図２および図３を参照して説明する
と、図２は本発明の製造方法を示す斜視図であり、図３
は製造過程にある伝熱管の縦断面図である。まず素材管
８を、矢印の方向に回転させながら、その表面に向って
溶射ノズル４から金属粉を溶射して多孔質溶射層１を形
成する。この時の溶射ノズル４と素材管８との相対的な
位置の関係は素材管の軸に対して直角ではなく図３に示
すように少し傾斜した方向がよい。このように素材管８
を回転しながら、図２に示すように管８の軸方向に少し
ずつ進行させる。まず、多孔質溶射層が所定の厚さに形
成された位置から金属線５を多孔質溶射層１の上に巻き
付ける。素材管８は回転しながら進行するので金属線は
多孔質溶射層１の上に螺旋状に巻き付けられる。溶射ノ
ズル４からの金属粉の溶射が続けられるので溶射ノズル
４に対向した金属線の表面にも多孔質な溶射層７が形成
される。しかし、溶射ノズル４に対して裏面には溶射層
７が形成されない。したがって、ノズル４からの金属粉
の溶射が行なわれない領域で図２に示すように金属線を
多孔質溶射層から外して巻き取ることができる。この金
属線を外すときに図３に示すようにその表面に形成され
た溶射層７がフィンの形状になるように起き上り、金属
線が抜けた跡の金属線跡６が多孔質フィン２の間の溝に
なる。
する一つの方法を図２および図３を参照して説明する
と、図２は本発明の製造方法を示す斜視図であり、図３
は製造過程にある伝熱管の縦断面図である。まず素材管
８を、矢印の方向に回転させながら、その表面に向って
溶射ノズル４から金属粉を溶射して多孔質溶射層１を形
成する。この時の溶射ノズル４と素材管８との相対的な
位置の関係は素材管の軸に対して直角ではなく図３に示
すように少し傾斜した方向がよい。このように素材管８
を回転しながら、図２に示すように管８の軸方向に少し
ずつ進行させる。まず、多孔質溶射層が所定の厚さに形
成された位置から金属線５を多孔質溶射層１の上に巻き
付ける。素材管８は回転しながら進行するので金属線は
多孔質溶射層１の上に螺旋状に巻き付けられる。溶射ノ
ズル４からの金属粉の溶射が続けられるので溶射ノズル
４に対向した金属線の表面にも多孔質な溶射層７が形成
される。しかし、溶射ノズル４に対して裏面には溶射層
７が形成されない。したがって、ノズル４からの金属粉
の溶射が行なわれない領域で図２に示すように金属線を
多孔質溶射層から外して巻き取ることができる。この金
属線を外すときに図３に示すようにその表面に形成され
た溶射層７がフィンの形状になるように起き上り、金属
線が抜けた跡の金属線跡６が多孔質フィン２の間の溝に
なる。
【００１２】このような高性能伝熱管を作製するのに適
当な材料として、素材管は銅、アルミニウム、または
鋼、ステンレス鋼等の管が挙げられる。
当な材料として、素材管は銅、アルミニウム、または
鋼、ステンレス鋼等の管が挙げられる。
【００１３】溶射粒子は銅、アルミニウムまたはステン
レス鋼等の金属粒子が用いられ、その粒径は５０〜１５
０μｍ、溶射層の厚さは０．３〜０．８ｍｍが適当であ
る。金属線としてはステンレス鋼線等で線径は１〜２ｍ
ｍが適当である。また金属線を溶射層１の上に、螺旋状
に巻きつけるときのピッチは線径の３〜５倍が適当であ
る。
レス鋼等の金属粒子が用いられ、その粒径は５０〜１５
０μｍ、溶射層の厚さは０．３〜０．８ｍｍが適当であ
る。金属線としてはステンレス鋼線等で線径は１〜２ｍ
ｍが適当である。また金属線を溶射層１の上に、螺旋状
に巻きつけるときのピッチは線径の３〜５倍が適当であ
る。
【００１４】また、素材管としては、肉厚１〜２ｍｍ、
管の直径１０〜２０ｍｍが適当である。
管の直径１０〜２０ｍｍが適当である。
【００１５】こうして作製される本発明の伝熱管は多孔
質溶射層１と多孔質フィン２が素材管壁に密着している
ので過熱度の大小に関係なく高性能な沸騰伝熱性能を示
す。
質溶射層１と多孔質フィン２が素材管壁に密着している
ので過熱度の大小に関係なく高性能な沸騰伝熱性能を示
す。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した本発明の効果を要約すると
下記のとおりである。
下記のとおりである。
【００１７】１．核沸騰促進する多孔質伝熱面が得られ
る。
る。
【００１８】２．伝熱面積を増加するフィン付伝熱面が
得られる。
得られる。
【００１９】３．伝熱面において、フィンおよび多孔質
層は素材管と融着しており、熱伝導がよい。
層は素材管と融着しており、熱伝導がよい。
【００２０】４．伝熱管内外の流体の温度差を大きくす
ることができる。
ることができる。
【００２１】５．連続加工ができるので能率のよい製造
ができる。
ができる。
【図１】本発明の伝熱管の管壁の構成を示す断面の説明
図、
図、
【図２】本発明の伝熱管の製造方法の一例の説明図、
【図３】本発明の伝熱管の製造工程における伝熱管の断
面図である。
面図である。
１ 多孔質溶射層 ２ 多孔質フィン ３ 素材管壁 ４ 溶射ノズル ５ 金属線 ６ 金属線跡 ７ 金属線表面の溶射層 ８ 素材管
Claims (2)
- 【請求項１】 素材管の表面に多孔質溶射層を有し、更
にその表面に多孔質フィンを有することを特徴とする高
性能伝熱管。 - 【請求項２】 素材管の表面に、素材管の軸に対して傾
斜した一定の方向に金属粉を溶射しながら、金属線を巻
きつけ、金属線の表面にも金属粉を溶射して素材管表面
の溶射層と連続した溶射層を形成した後、金属線を除去
することを特徴とする請求項１記載の高性能伝熱管の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32426591A JPH05214504A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 高性能伝熱管及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32426591A JPH05214504A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 高性能伝熱管及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05214504A true JPH05214504A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=18163879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32426591A Pending JPH05214504A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 高性能伝熱管及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05214504A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030027372A (ko) * | 2001-09-28 | 2003-04-07 | 엘지전자 주식회사 | 냉동공조용 핀-튜브형 증발기 |
| WO2018212117A1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | 株式会社ササクラ | 充填材、該充填材を用いた蒸留分離方法及び蒸留分離装置 |
| JP2018192400A (ja) * | 2017-05-15 | 2018-12-06 | 株式会社ササクラ | 充填材、該充填材を用いた蒸留分離方法及び蒸留分離装置 |
| JP2018192399A (ja) * | 2017-05-15 | 2018-12-06 | 株式会社ササクラ | 充填材、該充填材を用いた蒸留分離方法及び蒸留分離装置 |
| JP2022033275A (ja) * | 2017-05-15 | 2022-02-28 | 株式会社ササクラ | 充填材を用いた蒸留分離方法及び蒸留分離装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168793A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-30 | Hitachi Cable Ltd | 伝熱管及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-12-09 JP JP32426591A patent/JPH05214504A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168793A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-30 | Hitachi Cable Ltd | 伝熱管及びその製造方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030027372A (ko) * | 2001-09-28 | 2003-04-07 | 엘지전자 주식회사 | 냉동공조용 핀-튜브형 증발기 |
| WO2018212117A1 (ja) * | 2017-05-15 | 2018-11-22 | 株式会社ササクラ | 充填材、該充填材を用いた蒸留分離方法及び蒸留分離装置 |
| JP2018192400A (ja) * | 2017-05-15 | 2018-12-06 | 株式会社ササクラ | 充填材、該充填材を用いた蒸留分離方法及び蒸留分離装置 |
| JP2018192399A (ja) * | 2017-05-15 | 2018-12-06 | 株式会社ササクラ | 充填材、該充填材を用いた蒸留分離方法及び蒸留分離装置 |
| JP2022033275A (ja) * | 2017-05-15 | 2022-02-28 | 株式会社ササクラ | 充填材を用いた蒸留分離方法及び蒸留分離装置 |
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