JPH05311494A - 伝熱管の製造方法 - Google Patents
伝熱管の製造方法Info
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- JPH05311494A JPH05311494A JP4015582A JP1558292A JPH05311494A JP H05311494 A JPH05311494 A JP H05311494A JP 4015582 A JP4015582 A JP 4015582A JP 1558292 A JP1558292 A JP 1558292A JP H05311494 A JPH05311494 A JP H05311494A
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- steel sheet
- transfer tube
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- 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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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/16—Electroplating with layers of varying thickness
-
- 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】
【目的】 伝熱特性に優れた伝熱管を容易かつ経済的に
製造する方法を得る。 【構成】 金属製の基板に該基板を貫通する多数の孔部
を形成し、この後、前記基板の表面に鍍金を施し、前記
各孔部の表面側の開口部が相対的に狭められた形状と
し、しかる後、前記基板の裏面に板状部材を重着すると
ともに該基板を管状に成形する。
製造する方法を得る。 【構成】 金属製の基板に該基板を貫通する多数の孔部
を形成し、この後、前記基板の表面に鍍金を施し、前記
各孔部の表面側の開口部が相対的に狭められた形状と
し、しかる後、前記基板の裏面に板状部材を重着すると
ともに該基板を管状に成形する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば空調用の熱交換
器の蒸着管や凝縮管、あるいはウィックを有するヒート
パイプなどを構成するのに好適な伝熱管の製造方法に関
する。
器の蒸着管や凝縮管、あるいはウィックを有するヒート
パイプなどを構成するのに好適な伝熱管の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】内外の媒体の熱交換を行なわせるための
伝熱管において、その伝熱効率を上げるためには、 (1)伝熱面積を大きくする。 (2)核沸騰を起こしやすくする。 (3)乱流を起こしやすくする。 ことが有効とされている。
伝熱管において、その伝熱効率を上げるためには、 (1)伝熱面積を大きくする。 (2)核沸騰を起こしやすくする。 (3)乱流を起こしやすくする。 ことが有効とされている。
【0003】上記(1),(3)を満たすような方法と
して、銅管の内面に螺旋状の溝を転造法などにより形成
する方法が用いられている。
して、銅管の内面に螺旋状の溝を転造法などにより形成
する方法が用いられている。
【0004】また、(2)を満たすような方法として
は、伝熱体の表面に核沸騰の核となる多孔質層を形成す
る方法が知られており、板状の伝熱体においては焼結あ
るいは鑞付法によりそのような多孔質層を形成すること
が行われている。
は、伝熱体の表面に核沸騰の核となる多孔質層を形成す
る方法が知られており、板状の伝熱体においては焼結あ
るいは鑞付法によりそのような多孔質層を形成すること
が行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方法においては、それぞれ次のような課題
があった。すなわち、螺旋溝を形成する場合には、上記
の伝熱効率を上げる方法のうち、最も効果の高い核沸騰
現象を利用しておらず、また、転造工具の製作技術上及
び転造の技術上から、螺旋溝の条数やねじれの角度に制
限があることなどの理由により、通常の溝無し管と比べ
ても熱特性値が1.2〜1.5倍程度にしかならず、性
能が不充分であった。また、製造において、転造工具と
管内面の摩擦力が大きいため、大きな加圧力を必要と
し、従って大規模な装置を必要とするとともに、工具の
寿命が短くなって、製作コストが高くなるという課題が
あった。
ような従来の方法においては、それぞれ次のような課題
があった。すなわち、螺旋溝を形成する場合には、上記
の伝熱効率を上げる方法のうち、最も効果の高い核沸騰
現象を利用しておらず、また、転造工具の製作技術上及
び転造の技術上から、螺旋溝の条数やねじれの角度に制
限があることなどの理由により、通常の溝無し管と比べ
ても熱特性値が1.2〜1.5倍程度にしかならず、性
能が不充分であった。また、製造において、転造工具と
管内面の摩擦力が大きいため、大きな加圧力を必要と
し、従って大規模な装置を必要とするとともに、工具の
寿命が短くなって、製作コストが高くなるという課題が
あった。
【0006】一方、多孔質層を形成する方法において
は、伝熱管のような管状構造のものの内面に、焼結、鑞
付を施すことは困難であった。また、金属表面にスクリ
ーン印刷等によりパターンマスキングを施した後、電気
鍍金することにより多孔質層を形成することも可能では
あるが、この方法により管内面に多孔質層を形成するの
は至難であり、かつ印刷、焼き付け等の複雑な工程を必
要とし、製造コストが高くなるという課題があった。本
発明は、上記の如き課題を解決することを目的とするも
のである。
は、伝熱管のような管状構造のものの内面に、焼結、鑞
付を施すことは困難であった。また、金属表面にスクリ
ーン印刷等によりパターンマスキングを施した後、電気
鍍金することにより多孔質層を形成することも可能では
あるが、この方法により管内面に多孔質層を形成するの
は至難であり、かつ印刷、焼き付け等の複雑な工程を必
要とし、製造コストが高くなるという課題があった。本
発明は、上記の如き課題を解決することを目的とするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属製の基板
に、該基板の表面に開口する多数の孔部を形成する行程
と、前記基板の表面に鍍金を施す行程(鍍金行程)と、
前記基板を管状に成形する行程(成形行程)とを主要部
とするものであり、孔部の形成態様、鍍金行程と成形行
程の順序により、以下の各構成となる。
に、該基板の表面に開口する多数の孔部を形成する行程
と、前記基板の表面に鍍金を施す行程(鍍金行程)と、
前記基板を管状に成形する行程(成形行程)とを主要部
とするものであり、孔部の形成態様、鍍金行程と成形行
程の順序により、以下の各構成となる。
【0008】(1).金属製の基板に、該基板の表面に
開口し且つ該基板を貫通しない多数の孔部を形成し、こ
の後、前記基板の表面に鍍金を施して前記各孔部を開口
部が相対的に狭められた形状とし、しかる後、前記基板
を前記表面が内周側となるように管状に成形する。
開口し且つ該基板を貫通しない多数の孔部を形成し、こ
の後、前記基板の表面に鍍金を施して前記各孔部を開口
部が相対的に狭められた形状とし、しかる後、前記基板
を前記表面が内周側となるように管状に成形する。
【0009】(2).金属製の基板に、該基板の表面に
開口し且つ該基板を貫通しない多数の孔部を形成し、こ
の後、前記基板を前記表面が内周側となるように管状に
成形し、しかる後、管状に成形された前記基板の内周側
に鍍金を施して前記各孔部を開口部が相対的に狭められ
た形状とする。
開口し且つ該基板を貫通しない多数の孔部を形成し、こ
の後、前記基板を前記表面が内周側となるように管状に
成形し、しかる後、管状に成形された前記基板の内周側
に鍍金を施して前記各孔部を開口部が相対的に狭められ
た形状とする。
【0010】(3).金属製の基板に該基板を貫通する
多数の孔部を形成し、この後、前記基板の表面に鍍金を
施し、前記各孔部の表面側の開口部が相対的に狭められ
た形状とし、しかる後、前記基板の裏面に板状部材を重
着するとともに該基板を管状に成形する。
多数の孔部を形成し、この後、前記基板の表面に鍍金を
施し、前記各孔部の表面側の開口部が相対的に狭められ
た形状とし、しかる後、前記基板の裏面に板状部材を重
着するとともに該基板を管状に成形する。
【0011】(4).前記(3)において、前記板状部
材を前記基板の一部とする。
材を前記基板の一部とする。
【0012】(5).金属製の基板に該基板を貫通する
多数の孔部を形成し、この後、前記基板の裏面に板状部
材を重着するとともに該基板を管状に成形し、しかる
後、管状に成形された前記基板の内周側に鍍金を施し、
前記各孔部の表面側の開口部が相対的に狭められた形状
とする。
多数の孔部を形成し、この後、前記基板の裏面に板状部
材を重着するとともに該基板を管状に成形し、しかる
後、管状に成形された前記基板の内周側に鍍金を施し、
前記各孔部の表面側の開口部が相対的に狭められた形状
とする。
【0013】(6).前記(5)において、前記板状部
材を前記基板の一部とする。
材を前記基板の一部とする。
【0014】
【作用】上記構成に係る伝熱管の製造方法によれば、伝
熱管に、内周面に開口するとともに外周側に貫通せず且
つ開口部が相対的に狭められた形状の多数の孔部が形成
される。該孔部を有する伝熱管は、該孔部が核となって
核沸騰を起こしやすいとともに乱流も起こしやすく、さ
らに伝熱面積も大きくなり、伝熱特性に優れる。
熱管に、内周面に開口するとともに外周側に貫通せず且
つ開口部が相対的に狭められた形状の多数の孔部が形成
される。該孔部を有する伝熱管は、該孔部が核となって
核沸騰を起こしやすいとともに乱流も起こしやすく、さ
らに伝熱面積も大きくなり、伝熱特性に優れる。
【0015】
[実施例1]図1乃至し図4に示す方法で伝熱管を形成
した。長さ500mm、幅100mm、厚さ0.3mmの鋼板
1の幅方向のほぼ半分に直径200μの多数の貫通孔2
を、比表面積が15%になるように打ち抜き加工した。
次に、鋼板1を陰極とし、鋼板を陽極として硫酸銅液中
で陰極電流密度10A/dm2で 15分鍍金を施し、表裏
面に銅の電析金属層3を形成するとともに、貫通孔2の
開口部に狭窄部4を形成した(図2)。
した。長さ500mm、幅100mm、厚さ0.3mmの鋼板
1の幅方向のほぼ半分に直径200μの多数の貫通孔2
を、比表面積が15%になるように打ち抜き加工した。
次に、鋼板1を陰極とし、鋼板を陽極として硫酸銅液中
で陰極電流密度10A/dm2で 15分鍍金を施し、表裏
面に銅の電析金属層3を形成するとともに、貫通孔2の
開口部に狭窄部4を形成した(図2)。
【0016】次に、上記行程を経た鋼板1に、孔あき加
工部(貫通孔2の形成された側)を内側にして図3に示
すように二重に巻き加工を施した。続いて、このように
形成された管状体を高周波誘導加熱等の手段により局部
的に銅の融点以上且つ鋼板1の融点以下の温度に加熱し
て、鋼板1上に形成された電析金属層3(外側に巻かれ
た鋼板1と内側に巻かれた鋼板1との接合面に位置する
部分の電析金属層3であって、管状体の内周面部分の電
析金属層3を含まない)を瞬時に溶融させ、且つ直ちに
冷却する処理を施した。そして、この加熱、冷却処理
を、管状体上の部位を移動させつつ順次繰り返し、管状
体の全周に渡って同処理を施した。これにより、外側に
巻かれた鋼板1と内側に巻かれた鋼板1とが、電析金属
層3が溶融・固化してできた銅の接合層を介して接合さ
れ、図4に示す一体の伝熱管が製造された(図4はシー
ム部及び接合層の部分の表示を省略している)。
工部(貫通孔2の形成された側)を内側にして図3に示
すように二重に巻き加工を施した。続いて、このように
形成された管状体を高周波誘導加熱等の手段により局部
的に銅の融点以上且つ鋼板1の融点以下の温度に加熱し
て、鋼板1上に形成された電析金属層3(外側に巻かれ
た鋼板1と内側に巻かれた鋼板1との接合面に位置する
部分の電析金属層3であって、管状体の内周面部分の電
析金属層3を含まない)を瞬時に溶融させ、且つ直ちに
冷却する処理を施した。そして、この加熱、冷却処理
を、管状体上の部位を移動させつつ順次繰り返し、管状
体の全周に渡って同処理を施した。これにより、外側に
巻かれた鋼板1と内側に巻かれた鋼板1とが、電析金属
層3が溶融・固化してできた銅の接合層を介して接合さ
れ、図4に示す一体の伝熱管が製造された(図4はシー
ム部及び接合層の部分の表示を省略している)。
【0017】なお、上記加熱、冷却処理は瞬時に行われ
るため、管状体の内周側の開口部に形成された狭窄部4
は、図4に示されるようにその初期形状を維持する。ま
た、二重巻き加工を施した管状体を不活性又は還元性雰
囲気中で700℃以上かつ銅の融点以下の温度に加熱
し、電析金属層3と鋼板1との間で拡散接合を行っても
よい。このようにして内側に巻かれた鋼板1と外側に巻
かれた鋼板1とを接合しても、管状体の内周側の開口部
に形成された狭窄部4の形状を維持できる。
るため、管状体の内周側の開口部に形成された狭窄部4
は、図4に示されるようにその初期形状を維持する。ま
た、二重巻き加工を施した管状体を不活性又は還元性雰
囲気中で700℃以上かつ銅の融点以下の温度に加熱
し、電析金属層3と鋼板1との間で拡散接合を行っても
よい。このようにして内側に巻かれた鋼板1と外側に巻
かれた鋼板1とを接合しても、管状体の内周側の開口部
に形成された狭窄部4の形状を維持できる。
【0018】この伝熱管を、万力を用いて押しつぶした
が、接合面の剥離は全く見られなかった。
が、接合面の剥離は全く見られなかった。
【0019】この伝熱管についてR−22を用いて熱特
性試験を行ったところ、冷媒流量50kg/hr、乾き度
0.5、蒸発温度5℃の条件において、8000kcal/
m2hr℃の沸騰熱伝達率を示した。この値は、通常の伝熱
管として使用される同じサイズの銅管の3〜4培の性能
値であった。
性試験を行ったところ、冷媒流量50kg/hr、乾き度
0.5、蒸発温度5℃の条件において、8000kcal/
m2hr℃の沸騰熱伝達率を示した。この値は、通常の伝熱
管として使用される同じサイズの銅管の3〜4培の性能
値であった。
【0020】なお、この伝熱管をさらに引抜加工して形
状を整えるとともに、開口部をより狭めるようにしても
よい。
状を整えるとともに、開口部をより狭めるようにしても
よい。
【0021】この伝熱管は、鋼製の基板に銅鍍金を施す
ことにより狭口空孔を形成され、伝熱特性が向上されて
いるとともに、この電析銅を基板の融着用として使用す
ることにより、強度が大きく向上されている。
ことにより狭口空孔を形成され、伝熱特性が向上されて
いるとともに、この電析銅を基板の融着用として使用す
ることにより、強度が大きく向上されている。
【0022】上記実施例においては、鋼板1に鍍金を施
した後にこの鋼板1を管状に成形したが、鋼板1に貫通
孔2を形成した後に該鋼板1を管状に成形し、しかる後
この管状体の内側に上記のような鍍金を施し、貫通孔2
の開口部に図2に示すような狭窄部4を形成するように
してもよい。
した後にこの鋼板1を管状に成形したが、鋼板1に貫通
孔2を形成した後に該鋼板1を管状に成形し、しかる後
この管状体の内側に上記のような鍍金を施し、貫通孔2
の開口部に図2に示すような狭窄部4を形成するように
してもよい。
【0023】[実施例2]図5乃至図7に示すような方
法で銅製の伝熱管を製造した。長さ500mm、幅100
mm、厚さ0.3mmの銅板1aの表面に、直径100μ、
深さ200μの貫通しない凹孔2aを比表面積が20%
となるようにエンボス加工して形成した(図1)。この
銅板1aを陰極とし、Ti−Pt製の不溶性陽極を用
い、硫酸銅鍍金液中で陰極電流密度10A/dm2で20
分間鍍金を施し、凹孔2aの開口部に狭窄部4aを形成
した(図6)。
法で銅製の伝熱管を製造した。長さ500mm、幅100
mm、厚さ0.3mmの銅板1aの表面に、直径100μ、
深さ200μの貫通しない凹孔2aを比表面積が20%
となるようにエンボス加工して形成した(図1)。この
銅板1aを陰極とし、Ti−Pt製の不溶性陽極を用
い、硫酸銅鍍金液中で陰極電流密度10A/dm2で20
分間鍍金を施し、凹孔2aの開口部に狭窄部4aを形成
した(図6)。
【0024】次に、上記銅板1を、表面(凹部2aの開
口する側の面)を内側にして管状に折り曲げ加工し、そ
の両端部を接合して図7に示す伝熱管を製造した。
口する側の面)を内側にして管状に折り曲げ加工し、そ
の両端部を接合して図7に示す伝熱管を製造した。
【0025】このように製造した伝熱管の伝熱特性をR
−22を用いて調査したところ、冷媒流量50kg/hr、
乾き度0.5、蒸発温度5℃の条件において、1000
0kcal/m2hr℃の沸騰熱伝達率を示した。
−22を用いて調査したところ、冷媒流量50kg/hr、
乾き度0.5、蒸発温度5℃の条件において、1000
0kcal/m2hr℃の沸騰熱伝達率を示した。
【0026】なお、この例においては凹孔を一面のみに
形成したが、両面に形成するようにしてもよい。また、
鍍金は管状に成形した後に、管軸にワイヤ状の陽極を張
り渡して行ってもよい。
形成したが、両面に形成するようにしてもよい。また、
鍍金は管状に成形した後に、管軸にワイヤ状の陽極を張
り渡して行ってもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る伝熱
管の製造方法によれば、伝熱面積が大きく、核沸騰、乱
流を起こしやすい、伝熱特性に優れた伝熱管を容易かつ
経済的に製造することができる。また、基板を構成する
金属と鍍金により析出する金属を変えることにより、両
者の特性を生かした伝熱管を製造することができる。
管の製造方法によれば、伝熱面積が大きく、核沸騰、乱
流を起こしやすい、伝熱特性に優れた伝熱管を容易かつ
経済的に製造することができる。また、基板を構成する
金属と鍍金により析出する金属を変えることにより、両
者の特性を生かした伝熱管を製造することができる。
【図1】本発明の一実施例に係る伝熱管の製造行程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る伝熱管の製造行程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る伝熱管の製造行程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図4】本発明の一実施例に係る伝熱管を示す断面図で
ある。
ある。
【図5】本発明の他の実施例に係る伝熱管の製造行程を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図6】本発明の他の実施例に係る伝熱管の製造行程を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図7】本発明の他の実施例に係る伝熱管を示す断面図
である。
である。
1,1a 基板 2,2a 孔部 3,3a 電析金属層 4,4a 狭窄部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 敏郎 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項1】 金属製の基板に、該基板の表面に開口し
且つ該基板を貫通しない多数の孔部を形成し、この後、
前記基板の表面に鍍金を施して前記各孔部を開口部が相
対的に狭められた形状とし、しかる後、前記基板を前記
表面が内周側となるように管状に成形することを特徴と
する伝熱管の製造方法。 - 【請求項2】 金属製の基板に、該基板の表面に開口し
且つ該基板を貫通しない多数の孔部を形成し、この後、
前記基板を前記表面が内周側となるように管状に成形
し、しかる後、管状に成形された前記基板の内周側に鍍
金を施して前記各孔部を開口部が相対的に狭められた形
状とすることを特徴とする伝熱管の製造方法。 - 【請求項3】 金属製の基板に該基板を貫通する多数の
孔部を形成し、この後、前記基板の表面に鍍金を施し、
前記各孔部の表面側の開口部が相対的に狭められた形状
とし、しかる後、前記基板の裏面に板状部材を重着する
とともに該基板を管状に成形することを特徴とする伝熱
管の製造方法。 - 【請求項4】 前記板状部材が前記基板の一部であるこ
とを特徴とする請求項3項記載の伝熱管の製造方法。 - 【請求項5】 金属製の基板に該基板を貫通する多数の
孔部を形成し、この後、前記基板の裏面に板状部材を重
着するとともに該基板を管状に成形し、しかる後、管状
に成形された前記基板の内周側に鍍金を施し、前記各孔
部の表面側の開口部が相対的に狭められた形状とするこ
とを特徴とする伝熱管の製造方法。 - 【請求項6】 前記板状部材が前記基板の一部であるこ
とを特徴とする請求項5項記載の伝熱管の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60254505A JPS62116797A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 多孔質板の形成方法 |
JP4015582A JPH0791672B2 (ja) | 1985-11-13 | 1992-01-30 | 伝熱管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60254505A JPS62116797A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 多孔質板の形成方法 |
JP4015582A JPH0791672B2 (ja) | 1985-11-13 | 1992-01-30 | 伝熱管の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60254505A Division JPS62116797A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 多孔質板の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05311494A true JPH05311494A (ja) | 1993-11-22 |
JPH0791672B2 JPH0791672B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=26351759
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60254505A Granted JPS62116797A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 多孔質板の形成方法 |
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