JPH11211376A - 伝熱部材及びその製造方法 - Google Patents
伝熱部材及びその製造方法Info
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- JPH11211376A JPH11211376A JP1417298A JP1417298A JPH11211376A JP H11211376 A JPH11211376 A JP H11211376A JP 1417298 A JP1417298 A JP 1417298A JP 1417298 A JP1417298 A JP 1417298A JP H11211376 A JPH11211376 A JP H11211376A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な製造工程で伝熱部材の伝熱効率を向上
させる。 【解決手段】 伝熱部材本体１０が熱交換器用の銅管か
らなり、銅管の内表面及び外表面のいずれか一方又は双
方の表面から銅又は酸化銅の針状体１１が突出して形成
された伝熱部材である。針状体１１の平均長さは０．０
５〜２．０μｍであり、針状体が表面に０．５〜９００
本／μｍ2の平均密度で突出して形成される。伝熱部材
本体１０を酸化剤を含むアルカリ又は中性の水溶液に浸
漬して酸化銅の針状体を形成した後、還元して銅の針状
体を形成する。
させる。 【解決手段】 伝熱部材本体１０が熱交換器用の銅管か
らなり、銅管の内表面及び外表面のいずれか一方又は双
方の表面から銅又は酸化銅の針状体１１が突出して形成
された伝熱部材である。針状体１１の平均長さは０．０
５〜２．０μｍであり、針状体が表面に０．５〜９００
本／μｍ2の平均密度で突出して形成される。伝熱部材
本体１０を酸化剤を含むアルカリ又は中性の水溶液に浸
漬して酸化銅の針状体を形成した後、還元して銅の針状
体を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器を構成する
伝熱管や伝熱板等の伝熱部材及びその製造方法に関する
ものである。
伝熱管や伝熱板等の伝熱部材及びその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より熱交換器の伝熱効率を高めるた
めに、熱交換器を構成する伝熱管や伝熱板の表面にフィ
ンや溝を設けて伝熱面積を増大させている。またフィン
の構造を改良することにより熱媒体の核沸騰及び凝縮を
活性化させたり、熱媒体の乱流を発生させたりして熱伝
導特性を向上させることが試みられている。例えば、特
開昭５５−５１５２号公報には、蛇行管の周囲部にフィ
ンプレートと多孔質金属を一体成形することにより熱交
換器の伝熱特性を増大させる熱交換器の製造方法が開示
され、また特開平４−１１０５９７号公報には、銅又は
銅合金からなる素管の内面に銅又は銅合金からなるメッ
シュ状又はセル状の発泡体を被着することにより熱媒体
の輸送効率を高め、熱媒体の沸騰及び凝縮を促進する熱
交換器用伝熱管が開示されている。更に特開平８−１４
５５９２号公報には、金属焼結体を三次元網目構造体と
し、これを同材質の金属板表面や金属管内外に一体焼結
化することにより熱伝導効率の高い伝熱板や伝熱管を得
る方法が開示されている。
めに、熱交換器を構成する伝熱管や伝熱板の表面にフィ
ンや溝を設けて伝熱面積を増大させている。またフィン
の構造を改良することにより熱媒体の核沸騰及び凝縮を
活性化させたり、熱媒体の乱流を発生させたりして熱伝
導特性を向上させることが試みられている。例えば、特
開昭５５−５１５２号公報には、蛇行管の周囲部にフィ
ンプレートと多孔質金属を一体成形することにより熱交
換器の伝熱特性を増大させる熱交換器の製造方法が開示
され、また特開平４−１１０５９７号公報には、銅又は
銅合金からなる素管の内面に銅又は銅合金からなるメッ
シュ状又はセル状の発泡体を被着することにより熱媒体
の輸送効率を高め、熱媒体の沸騰及び凝縮を促進する熱
交換器用伝熱管が開示されている。更に特開平８−１４
５５９２号公報には、金属焼結体を三次元網目構造体と
し、これを同材質の金属板表面や金属管内外に一体焼結
化することにより熱伝導効率の高い伝熱板や伝熱管を得
る方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭５５−
５１５２号公報に示された方法では蛇行管の周囲部にフ
ィンプレートと多孔質金属を一体成形する際に、また特
開平４−１１０５９７号公報に示された伝熱管では素管
の内面に発泡体を被着する際に、また特開平８−１４５
５９２号公報に示された方法では金属焼結体を金属板表
面や金属管内外に一体焼結化する際に、それぞれ複雑で
面倒な作業を必要とする問題がある。本発明の目的は、
簡単な製造工程で伝熱部材の伝熱効率を向上させること
のできる伝熱部材及びその製造方法を提供することにあ
る。
５１５２号公報に示された方法では蛇行管の周囲部にフ
ィンプレートと多孔質金属を一体成形する際に、また特
開平４−１１０５９７号公報に示された伝熱管では素管
の内面に発泡体を被着する際に、また特開平８−１４５
５９２号公報に示された方法では金属焼結体を金属板表
面や金属管内外に一体焼結化する際に、それぞれ複雑で
面倒な作業を必要とする問題がある。本発明の目的は、
簡単な製造工程で伝熱部材の伝熱効率を向上させること
のできる伝熱部材及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、銅又は銅合金からなる伝熱部材本体
１０の表面から銅又は酸化銅の針状体１１が前記表面か
ら突出して形成された伝熱部材である。請求項２に係る
発明は、請求項１に係る発明であって、伝熱部材本体１
０が熱交換器用の銅管からなり、銅管の内表面及び外表
面のいずれか一方又は双方の表面から銅又は酸化銅の針
状体１１が突出して形成された伝熱部材である。請求項
３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、
銅又は酸化銅の針状体１１の平均長さが０．０５〜２．
０μｍであり、この針状体１１が前記表面に０．５〜９
００本／μｍ2の平均密度で突出して形成された伝熱部
材である。伝熱部材本体１０の表面には微細な針状体１
１が高密度で存在しているため、伝熱部材に要求される
単位容積当りの表面積が増大し、これにより熱媒体の核
沸騰及び凝縮が活性化し、熱媒体の乱流が発生する。そ
の結果、伝熱部材の伝熱効率が向上する。
図１に示すように、銅又は銅合金からなる伝熱部材本体
１０の表面から銅又は酸化銅の針状体１１が前記表面か
ら突出して形成された伝熱部材である。請求項２に係る
発明は、請求項１に係る発明であって、伝熱部材本体１
０が熱交換器用の銅管からなり、銅管の内表面及び外表
面のいずれか一方又は双方の表面から銅又は酸化銅の針
状体１１が突出して形成された伝熱部材である。請求項
３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、
銅又は酸化銅の針状体１１の平均長さが０．０５〜２．
０μｍであり、この針状体１１が前記表面に０．５〜９
００本／μｍ2の平均密度で突出して形成された伝熱部
材である。伝熱部材本体１０の表面には微細な針状体１
１が高密度で存在しているため、伝熱部材に要求される
単位容積当りの表面積が増大し、これにより熱媒体の核
沸騰及び凝縮が活性化し、熱媒体の乱流が発生する。そ
の結果、伝熱部材の伝熱効率が向上する。
【０００５】請求項４に係る発明は、図１に示すよう
に、銅又は銅合金からなる伝熱部材本体１０を酸化剤を
含むアルカリ又は中性の水溶液に浸漬して酸化銅の針状
体１１を形成することを特徴とする伝熱部材の製造方法
である。請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明で
あって、伝熱部材本体１０の表面に酸化銅の針状体１１
を形成した後、還元して銅の針状体１１を形成する伝熱
部材の製造方法である。請求項４又は５に係る発明によ
れば、簡単な方法で酸化銅又は銅の針状体を形成でき
る。
に、銅又は銅合金からなる伝熱部材本体１０を酸化剤を
含むアルカリ又は中性の水溶液に浸漬して酸化銅の針状
体１１を形成することを特徴とする伝熱部材の製造方法
である。請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明で
あって、伝熱部材本体１０の表面に酸化銅の針状体１１
を形成した後、還元して銅の針状体１１を形成する伝熱
部材の製造方法である。請求項４又は５に係る発明によ
れば、簡単な方法で酸化銅又は銅の針状体を形成でき
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１に示すように、銅又は銅合金
からなる伝熱部材本体１０の表面に突出して形成される
針状体１１は以下のように形成される。先ず銅又は銅合
金からなる伝熱部材本体１０を酸化処理することにより
酸化銅の針状体１１を本体１０から成長させて本体表面
に形成する。この酸化処理の方法としては加熱するか、
或は亜塩素酸、ペルオキソ二硫酸塩等の酸化剤を含むア
ルカリ又は中性の水溶液に浸漬して行われる。次いで伝
熱部材本体１０の表面に形成された酸化銅の針状体１１
を還元処理してして銅の針状体１１を形成する。還元処
理の方法としては水素化ホウ素アルカリ、ホルマリン等
の還元剤を含む水溶液に上記酸化処理された伝熱部材本
体１０を浸漬する方法が挙げられる。また別の還元処理
の方法としてはＮａＯＨ、Ｈ2ＳＯ4、Ｎａ3ＰＯ4のよう
なアルカリ、酸、塩を１種又は２種以上溶解させた好ま
しくはＰＨ７以上の水溶液中で対極をステンレス、白
金、炭素、金等とした電解還元を行う方法が挙げられ
る。
からなる伝熱部材本体１０の表面に突出して形成される
針状体１１は以下のように形成される。先ず銅又は銅合
金からなる伝熱部材本体１０を酸化処理することにより
酸化銅の針状体１１を本体１０から成長させて本体表面
に形成する。この酸化処理の方法としては加熱するか、
或は亜塩素酸、ペルオキソ二硫酸塩等の酸化剤を含むア
ルカリ又は中性の水溶液に浸漬して行われる。次いで伝
熱部材本体１０の表面に形成された酸化銅の針状体１１
を還元処理してして銅の針状体１１を形成する。還元処
理の方法としては水素化ホウ素アルカリ、ホルマリン等
の還元剤を含む水溶液に上記酸化処理された伝熱部材本
体１０を浸漬する方法が挙げられる。また別の還元処理
の方法としてはＮａＯＨ、Ｈ2ＳＯ4、Ｎａ3ＰＯ4のよう
なアルカリ、酸、塩を１種又は２種以上溶解させた好ま
しくはＰＨ７以上の水溶液中で対極をステンレス、白
金、炭素、金等とした電解還元を行う方法が挙げられ
る。
【０００７】伝熱部材本体１０の酸化処理及び還元処理
の処理温度、処理時間、処理雰囲気、処理液組成等の酸
化条件を制御することにより、針状体１１の密度及び長
さを調整することができる。このようにして得られた伝
熱部材は使用条件によっては酸化され易い場合がある。
この対策として酸化処理後の還元処理を省くことや還元
処理後に再び適度の酸化処理を加えることが挙げられ
る。また必要に応じて親水性又は撥水性の塗料を伝熱部
材に塗布してもよい。
の処理温度、処理時間、処理雰囲気、処理液組成等の酸
化条件を制御することにより、針状体１１の密度及び長
さを調整することができる。このようにして得られた伝
熱部材は使用条件によっては酸化され易い場合がある。
この対策として酸化処理後の還元処理を省くことや還元
処理後に再び適度の酸化処理を加えることが挙げられ
る。また必要に応じて親水性又は撥水性の塗料を伝熱部
材に塗布してもよい。
【０００８】
【実施例】次に本発明の具体的態様を示すために、本発
明の実施例を説明する。 ＜実施例１＞ (a) 酸化処理 直径約２０ｍｍ、肉厚１ｍｍの銅管をＮａＣｌＯ2を４
０ｇ／ｌ、ＮａＯＨを１５ｇ／ｌ、及びＮａ3ＰＯ4・１
２Ｈ2Ｏを１２ｇ／ｌの割合で含む９５℃の水溶液に５
分間浸漬して銅管の内表面及び外表面の両方に酸化銅の
針状体を形成した後、２０℃のイオン交換水で１分間洗
浄した。 (b) 還元処理 ＮａＯＨを４０ｇ／ｌ含む２５℃の水溶液中において、
上記酸化処理工程(a)で酸化した銅管を陰極とし、ステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を陽極として１．５Ｖの定電
圧で電解を行った。電流値が次第に減少して、一定値を
示すようになったところで電解を終了し、電解処理した
銅管を２０℃のイオン交換水で１分間洗浄し、乾燥して
内表面及び外表面の両方に銅の針状体が形成された伝熱
管を作製した。この伝熱管を窒素で脱気した２０℃の１
０％硫酸に浸漬したが、銅の針状体に変化は認められ
ず、伝熱管の内表面から外表面の電気抵抗値をデジタル
マルチメータで測定したが、未処理の銅管と同等の値を
示した。このことから内表面及び外表面の付近に酸化物
は残留していないことが明らかとなった。電解処理後の
伝熱管表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図２及
び図３に示す。
明の実施例を説明する。 ＜実施例１＞ (a) 酸化処理 直径約２０ｍｍ、肉厚１ｍｍの銅管をＮａＣｌＯ2を４
０ｇ／ｌ、ＮａＯＨを１５ｇ／ｌ、及びＮａ3ＰＯ4・１
２Ｈ2Ｏを１２ｇ／ｌの割合で含む９５℃の水溶液に５
分間浸漬して銅管の内表面及び外表面の両方に酸化銅の
針状体を形成した後、２０℃のイオン交換水で１分間洗
浄した。 (b) 還元処理 ＮａＯＨを４０ｇ／ｌ含む２５℃の水溶液中において、
上記酸化処理工程(a)で酸化した銅管を陰極とし、ステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を陽極として１．５Ｖの定電
圧で電解を行った。電流値が次第に減少して、一定値を
示すようになったところで電解を終了し、電解処理した
銅管を２０℃のイオン交換水で１分間洗浄し、乾燥して
内表面及び外表面の両方に銅の針状体が形成された伝熱
管を作製した。この伝熱管を窒素で脱気した２０℃の１
０％硫酸に浸漬したが、銅の針状体に変化は認められ
ず、伝熱管の内表面から外表面の電気抵抗値をデジタル
マルチメータで測定したが、未処理の銅管と同等の値を
示した。このことから内表面及び外表面の付近に酸化物
は残留していないことが明らかとなった。電解処理後の
伝熱管表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図２及
び図３に示す。
【０００９】＜実施例２＞銅管の両端にテープを貼っ
て、銅管内部に処理液が入らないようにした以外は実施
例１と同様に処理して銅管の外表面にのみ銅の針状体が
形成された伝熱管を作製した。 ＜実施例３＞銅管の外表面全体をテープで被覆した以外
は実施例１と同様に処理して銅管の内表面にのみ銅の針
状体が形成された伝熱管を作製した。 ＜実施例４＞還元処理をしないこと以外は実施例１と同
様に処理して銅管の内表面及び外表面の両方に酸化銅の
針状体が形成された伝熱管を作製した。
て、銅管内部に処理液が入らないようにした以外は実施
例１と同様に処理して銅管の外表面にのみ銅の針状体が
形成された伝熱管を作製した。 ＜実施例３＞銅管の外表面全体をテープで被覆した以外
は実施例１と同様に処理して銅管の内表面にのみ銅の針
状体が形成された伝熱管を作製した。 ＜実施例４＞還元処理をしないこと以外は実施例１と同
様に処理して銅管の内表面及び外表面の両方に酸化銅の
針状体が形成された伝熱管を作製した。
【００１０】＜実施例５＞還元処理をしないこと以外は
実施例２と同様に処理して銅管の外表面のみに酸化銅の
針状体が形成された伝熱管を作製した。 ＜実施例６＞還元処理をしないこと以外は実施例３と同
様に処理して銅管の内表面のみに酸化銅の針状体が形成
された伝熱管を作製した。 ＜比較評価＞実施例１〜６の伝熱管について伝熱効率を
調べたところいずれも良好な値を示すことが確認され
た。
実施例２と同様に処理して銅管の外表面のみに酸化銅の
針状体が形成された伝熱管を作製した。 ＜実施例６＞還元処理をしないこと以外は実施例３と同
様に処理して銅管の内表面のみに酸化銅の針状体が形成
された伝熱管を作製した。 ＜比較評価＞実施例１〜６の伝熱管について伝熱効率を
調べたところいずれも良好な値を示すことが確認され
た。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、銅
又は銅合金からなる伝熱部材本体の表面に銅又は酸化銅
の針状体を突出するように形成したので、伝熱部材本体
の表面には微細な針状体が高密度で形成される。従っ
て、伝熱部材に要求される単位容積当りの表面積が増大
し、これにより熱媒体の核沸騰及び凝縮が活性化し、熱
媒体の乱流が発生し、伝熱部材の伝熱効率の向上が可能
となる。
又は銅合金からなる伝熱部材本体の表面に銅又は酸化銅
の針状体を突出するように形成したので、伝熱部材本体
の表面には微細な針状体が高密度で形成される。従っ
て、伝熱部材に要求される単位容積当りの表面積が増大
し、これにより熱媒体の核沸騰及び凝縮が活性化し、熱
媒体の乱流が発生し、伝熱部材の伝熱効率の向上が可能
となる。
【図１】本発明の伝熱部材の要部を拡大して模式的に示
す断面図。
す断面図。
【図２】図３の伝熱部材表面を倍率を高めて撮影した走
査型電子顕微鏡写真図。
査型電子顕微鏡写真図。
【図３】電解処理後の実施例１の伝熱部材表面を斜めか
ら撮影した走査型電子顕微鏡写真図。
ら撮影した走査型電子顕微鏡写真図。
１０ 伝熱部材本体 １１ 針状体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
Claims (5)
- 【請求項１】 銅又は銅合金からなる伝熱部材本体(10)
の表面から銅又は酸化銅の針状体(11)が前記表面から突
出して形成された伝熱部材。 - 【請求項２】 伝熱部材本体(10)が熱交換器用の銅管か
らなり、銅管の内表面及び外表面のいずれか一方又は双
方の表面から銅又は酸化銅の針状体(11)が突出して形成
された請求項１記載の伝熱部材。 - 【請求項３】 銅又は酸化銅の針状体(11)の平均長さが
０．０５〜２．０μｍであり、この針状体(11)が前記表
面に０．５〜９００本／μｍ2の平均密度で突出して形
成された請求項１又は２記載の伝熱部材。 - 【請求項４】 銅又は銅合金からなる伝熱部材本体(10)
を酸化剤を含むアルカリ又は中性の水溶液に浸漬して酸
化銅の針状体(11)を形成することを特徴とする伝熱部材
の製造方法。 - 【請求項５】 伝熱部材本体(10)の表面に酸化銅の針状
体(11)を形成した後、還元して銅の針状体(11)を形成す
る請求項４記載の伝熱部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1417298A JPH11211376A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 伝熱部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1417298A JPH11211376A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 伝熱部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211376A true JPH11211376A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11853735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1417298A Withdrawn JPH11211376A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 伝熱部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11211376A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100554976B1 (ko) | 2004-07-22 | 2006-03-03 | 정인숙 | 반경류형 열교환기용 열교환휠 및 그것을 이용한열교환엘리먼트 |
| KR100554975B1 (ko) | 2004-07-22 | 2006-03-03 | 정인숙 | 축류형 열교환기용 열교환휠 및 그것을 이용한 열교환기 |
| US7524702B2 (en) | 2003-04-16 | 2009-04-28 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Conductor substrate, semiconductor device and production method thereof |
| JP2010249501A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | General Electric Co <Ge> | 表面処理基材を備えた熱交換器 |
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| CN105127328A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-09 | 青岛凯能锅炉设备有限公司 | 针形管自动搬针机 |
| JP2017132243A (ja) * | 2016-01-21 | 2017-08-03 | 大成プラス株式会社 | 銅と樹脂の複合体 |
-
1998
- 1998-01-27 JP JP1417298A patent/JPH11211376A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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