JPS58133875A - 滴状凝縮面の形成方法 - Google Patents
滴状凝縮面の形成方法Info
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- JPS58133875A JPS58133875A JP1667582A JP1667582A JPS58133875A JP S58133875 A JPS58133875 A JP S58133875A JP 1667582 A JP1667582 A JP 1667582A JP 1667582 A JP1667582 A JP 1667582A JP S58133875 A JPS58133875 A JP S58133875A
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- JP
- Japan
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- condensation
- polymer
- dropwise
- condenser
- heat exchanger
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱交換効率の優れた凝縮面の形成方法に関し
、さらに詳しくは、凝縮器等の金属表面に凝縮液と親和
性のない高分子化合物（ポリマー）の薄膜を形成させる
ことにより、長期間安定な滴状凝縮を持続しうる熱伝達
特性の優れた凝縮形態４に換器の滴状凝縮面の形成方法
に関するものである。
、さらに詳しくは、凝縮器等の金属表面に凝縮液と親和
性のない高分子化合物（ポリマー）の薄膜を形成させる
ことにより、長期間安定な滴状凝縮を持続しうる熱伝達
特性の優れた凝縮形態４に換器の滴状凝縮面の形成方法
に関するものである。
飽和又は過熱蒸気が、その飽和温度よりも低い温度に保
たれた表面に接触すると、蒸気はその表面に潜熱を放出
して凝縮液化する。この凝縮を定常的に進行させ、連続
した熱の流れを形成させた凝縮熱伝達は、凝縮面におけ
る凝縮の状況によって、その熱伝達効率が大きく異なる
ことが知られている。凝縮の状況は、凝縮生成液が凝縮
面を膜状に覆う膜状凝縮と凝縮面に滴状となって凝縮す
る滴状凝縮に大別されるが、同一条件においては、滴状
凝縮の熱伝達率は膜状凝縮よりも１０ないし数１０倍大
きいことも知られている。従って、熱交換効率の点から
みる限りでは、滴状凝縮により凝縮熱伝達を行わせるこ
とが極めて望ましい。
たれた表面に接触すると、蒸気はその表面に潜熱を放出
して凝縮液化する。この凝縮を定常的に進行させ、連続
した熱の流れを形成させた凝縮熱伝達は、凝縮面におけ
る凝縮の状況によって、その熱伝達効率が大きく異なる
ことが知られている。凝縮の状況は、凝縮生成液が凝縮
面を膜状に覆う膜状凝縮と凝縮面に滴状となって凝縮す
る滴状凝縮に大別されるが、同一条件においては、滴状
凝縮の熱伝達率は膜状凝縮よりも１０ないし数１０倍大
きいことも知られている。従って、熱交換効率の点から
みる限りでは、滴状凝縮により凝縮熱伝達を行わせるこ
とが極めて望ましい。
滴状凝縮は、例えば脂肪族やチオアルコールのような不
純物が蒸気または凝縮表面に存在すると小さな滴状をな
して面上に凝縮するが、この滴状凝縮を持続させるため
にプロモーターとして凝桐面に、例えば油脂奈弊井洛←
剤などを塗布することが提案されたが、いずれも凝縮液
によって洗哨流されてしまうので、その効果は短期間で
あることが多く、長期間にわたって滴状凝縮を持続する
ことは実質的に困難であった。従って、凝縮形態交換器
は、滴状凝縮が優れた熱伝達特性を有することがわかっ
ていながらも、滴状凝縮を持続させる実用的方法がない
ため、効率の悪い膜状凝縮の熱伝達係数を用いて凝縮器
等の設計がなされ実用に供されている。
純物が蒸気または凝縮表面に存在すると小さな滴状をな
して面上に凝縮するが、この滴状凝縮を持続させるため
にプロモーターとして凝桐面に、例えば油脂奈弊井洛←
剤などを塗布することが提案されたが、いずれも凝縮液
によって洗哨流されてしまうので、その効果は短期間で
あることが多く、長期間にわたって滴状凝縮を持続する
ことは実質的に困難であった。従って、凝縮形態交換器
は、滴状凝縮が優れた熱伝達特性を有することがわかっ
ていながらも、滴状凝縮を持続させる実用的方法がない
ため、効率の悪い膜状凝縮の熱伝達係数を用いて凝縮器
等の設計がなされ実用に供されている。
本発明ｎらは、凝縮形の熱交換器等の上記のような現状
において、熱交換効率の優れた滴状凝縮を長期間安定に
行わせる方法について鋭意研究を１丁（ねた結果、極め
て効果的かつ実用性の優れた凝縮面の形成方法を見い出
した。すなわち、本発明は、蒸気凝縮液と親和性をもた
ないポリマー又は該ポリマーを形成しうるモノマーもし
くはそれらの溶液を真空条件下で気化させ、凝縮形態交
換器の金属凝縮面にポリマーのち密な薄い被膜を形成さ
せることを特徴とする凝縮形態交換器の滴状凝縮面の形
成方法を提供するものである。
において、熱交換効率の優れた滴状凝縮を長期間安定に
行わせる方法について鋭意研究を１丁（ねた結果、極め
て効果的かつ実用性の優れた凝縮面の形成方法を見い出
した。すなわち、本発明は、蒸気凝縮液と親和性をもた
ないポリマー又は該ポリマーを形成しうるモノマーもし
くはそれらの溶液を真空条件下で気化させ、凝縮形態交
換器の金属凝縮面にポリマーのち密な薄い被膜を形成さ
せることを特徴とする凝縮形態交換器の滴状凝縮面の形
成方法を提供するものである。
本発明の対象とする熱交換器は蒸気を凝縮させる形式の
もので、それらの凝縮器としては、その）用目的、用途
により多種多様の形状、構造のものがあるが、一般的に
は複数の管や隔壁によって区切られた雨空間の一方を蒸
気が流れ、他方の空間をその蒸気の飽和温度以下の冷却
流体が流れる方式、構造のもので、工業的には、例えば
原子力又は火力発電プラントにおける復水器が代表的で
あり、発電プラントをボイラ、過熱器、タービンなどと
いうように熱交換器単体として見れば、復水器は最も大
きな構造物である。また、化学工業における蒸留塔類は
各種成分の分離除去、回収を行うとともに蒸気の凝縮潜
熱を加熱の熱源として有効利用され、各種の蒸気の条件
に適合した構造及び規模のものが採用されている。
もので、それらの凝縮器としては、その）用目的、用途
により多種多様の形状、構造のものがあるが、一般的に
は複数の管や隔壁によって区切られた雨空間の一方を蒸
気が流れ、他方の空間をその蒸気の飽和温度以下の冷却
流体が流れる方式、構造のもので、工業的には、例えば
原子力又は火力発電プラントにおける復水器が代表的で
あり、発電プラントをボイラ、過熱器、タービンなどと
いうように熱交換器単体として見れば、復水器は最も大
きな構造物である。また、化学工業における蒸留塔類は
各種成分の分離除去、回収を行うとともに蒸気の凝縮潜
熱を加熱の熱源として有効利用され、各種の蒸気の条件
に適合した構造及び規模のものが採用されている。
これらの熱交換器類は、高い熱交換効率を得るために、
熱伝導性の優れた耐食性金属を材料としてつくられてい
る。また、熱交換面積を増大させるために、粗面ないし
凹凸面を形成させることも通常行われている。
熱伝導性の優れた耐食性金属を材料としてつくられてい
る。また、熱交換面積を増大させるために、粗面ないし
凹凸面を形成させることも通常行われている。
このような凝縮形態交換器は、前記のように蒸気原動所
を有する発電プラント、大型船舶などに訃ける復水器や
化学工業における各種蒸留器などのほか、化学工業、醸
造業などにおいて一定温度の加熱や火気を嫌う工程が避
けられな爆口熱を必要とする場合などに、例えば飽和蒸
気圧をコントロールすることにより、その凝縮潜熱を所
望温度の安定な加熱に効果的に利用することができる。
を有する発電プラント、大型船舶などに訃ける復水器や
化学工業における各種蒸留器などのほか、化学工業、醸
造業などにおいて一定温度の加熱や火気を嫌う工程が避
けられな爆口熱を必要とする場合などに、例えば飽和蒸
気圧をコントロールすることにより、その凝縮潜熱を所
望温度の安定な加熱に効果的に利用することができる。
このように凝縮形態交換は省エネルギーばかりでなく、
熱交換器を小形化できるので省資源の観点からも極めて
望ましい熱源としての高い利用性をイ１°する。
熱交換器を小形化できるので省資源の観点からも極めて
望ましい熱源としての高い利用性をイ１°する。
このような凝縮形態交換器は、水蒸気のみならず４丁機
溶剤や混合溶剤蒸気の凝縮にも使用され、放出された熱
を有効に利用することができるので本発明はこれらのす
べての凝縮形態交換器を包括的にン・１象とするもので
あるが、よりよき理解のために以下水蒸気凝縮の場合に
ついて主として説明する。
溶剤や混合溶剤蒸気の凝縮にも使用され、放出された熱
を有効に利用することができるので本発明はこれらのす
べての凝縮形態交換器を包括的にン・１象とするもので
あるが、よりよき理解のために以下水蒸気凝縮の場合に
ついて主として説明する。
本発明によれば、熱伝導性のよい金属製の凝縮形態交換
器の金属表面に、凝縮させる水蒸気の凝縮水、−親和性
をもたない疎水性高分子化合物の薄くかつち密な被膜を
強固に付着形成させる効果的方法が提供される。
器の金属表面に、凝縮させる水蒸気の凝縮水、−親和性
をもたない疎水性高分子化合物の薄くかつち密な被膜を
強固に付着形成させる効果的方法が提供される。
耐水性及び耐熱性を有する高分子化合物（材料）は数多
く知られているが、金属に強固に付着する高分子材料は
種類が少なく、また熱抵抗が無視できる程度の厚さ、例
えば１μｍ以下の薄膜を金属表面に、強固に被着形成さ
せる方法は開発されていない。さらに通常、凝縮器は複
雑な形状をしており、その金属全表面に実質的に均一な
高分子材料の薄層を形成させることは極めて困難である
。
く知られているが、金属に強固に付着する高分子材料は
種類が少なく、また熱抵抗が無視できる程度の厚さ、例
えば１μｍ以下の薄膜を金属表面に、強固に被着形成さ
せる方法は開発されていない。さらに通常、凝縮器は複
雑な形状をしており、その金属全表面に実質的に均一な
高分子材料の薄層を形成させることは極めて困難である
。
被
本発明者らは、高分子材料を金属表面に＋覆挿；成させ
る方法として蒸着法に着目し、低真空＃−４可及的薄い
被膜を形成させる方法について種々検針した結果、ポリ
マー（高分子材料）の溶液又は該ポリマーを金属表面で
容易かつ急速に形成しうる、例えばシアノアクリレート
などのモノマーもしくはその溶液を用いて低真中で気化
させることにより、気化雰囲気中に置かれた′複雑な形
状の金属表面にポリマーの均一な被膜を形成させうるこ
とを知った。この事実は、溶液の減圧蒸留や金属讃着技
術からは予測できなかったものであり、全く意外であっ
た。
る方法として蒸着法に着目し、低真空＃−４可及的薄い
被膜を形成させる方法について種々検針した結果、ポリ
マー（高分子材料）の溶液又は該ポリマーを金属表面で
容易かつ急速に形成しうる、例えばシアノアクリレート
などのモノマーもしくはその溶液を用いて低真中で気化
させることにより、気化雰囲気中に置かれた′複雑な形
状の金属表面にポリマーの均一な被膜を形成させうるこ
とを知った。この事実は、溶液の減圧蒸留や金属讃着技
術からは予測できなかったものであり、全く意外であっ
た。
本発明の方法において、凝縮器の金属表面に形成させる
ポリマーとしては、例えば耐水性の耐熱性高分子−化合
物としてポリカーボネート、ポリアクリル系樹脂、ポリ
ウレタン、ポリエステル、エボキン樹脂、ボリンアノア
クリレートなどを挙げることができる。これらのポリマ
ーは金属に対し−Ｃ強い付着力を有し、極めて望ましい
ものである。
ポリマーとしては、例えば耐水性の耐熱性高分子−化合
物としてポリカーボネート、ポリアクリル系樹脂、ポリ
ウレタン、ポリエステル、エボキン樹脂、ボリンアノア
クリレートなどを挙げることができる。これらのポリマ
ーは金属に対し−Ｃ強い付着力を有し、極めて望ましい
ものである。
凝縮液が水以外の場合も、それに対し親和性を有しない
で、かつ、金属付着性及び耐熱性のポリマーの中から適
宜選択して使用することができる。
で、かつ、金属付着性及び耐熱性のポリマーの中から適
宜選択して使用することができる。
これらのポリマーは、２種以上を組み合わせて使用して
よい。ポリマーを溶解させる溶剤としては、それらを溶
解しつるものであれば特に制限されない。
よい。ポリマーを溶解させる溶剤としては、それらを溶
解しつるものであれば特に制限されない。
本発明の方法においては、ポリマーの溶液は、ｔｌｌ、
’空条件丁に気化させるが、その真空度は、溶液４度及
びへ全系の温度とともに金属表面に付着形成させるポリ
マーの被膜形成に影響し、特に真空度が大きいほど、ま
た系の温度が高いほどポリマーの気化蒸着速度が大きく
短時間に皮膜が形成されるので、所望の膜厚皮膜を得る
にはそれらの条件及び蒸着時間が組合せ選択される。凝
縮器の金属全表面に、ち密で強固に付着した均一な膜厚
の層を形成させるには、室温あるいはそれ以下の気化可
能温度及び高真空条件が望ましいが、ポリマー溶液の場
合、あまり低温では長時間を要し、工業的に望ましくな
いので、通常好ましくは緩和さＯＯ れた加熱条件、例えば４０〜−４１Ｈ℃程度が採用さｎ
、また真空度は１０−１〜１０−４ ミＩＪバール程度
の範囲が好適である。
’空条件丁に気化させるが、その真空度は、溶液４度及
びへ全系の温度とともに金属表面に付着形成させるポリ
マーの被膜形成に影響し、特に真空度が大きいほど、ま
た系の温度が高いほどポリマーの気化蒸着速度が大きく
短時間に皮膜が形成されるので、所望の膜厚皮膜を得る
にはそれらの条件及び蒸着時間が組合せ選択される。凝
縮器の金属全表面に、ち密で強固に付着した均一な膜厚
の層を形成させるには、室温あるいはそれ以下の気化可
能温度及び高真空条件が望ましいが、ポリマー溶液の場
合、あまり低温では長時間を要し、工業的に望ましくな
いので、通常好ましくは緩和さＯＯ れた加熱条件、例えば４０〜−４１Ｈ℃程度が採用さｎ
、また真空度は１０−１〜１０−４ ミＩＪバール程度
の範囲が好適である。
また、凝縮器の金属表面に形成させるポリマーの膜厚は
、熱交換効率の低下を考慮するときは薄いほどよいが、
その寿命などの実用性を考慮するときは、０．０１〜２
μｍの範囲が好ましい。
、熱交換効率の低下を考慮するときは薄いほどよいが、
その寿命などの実用性を考慮するときは、０．０１〜２
μｍの範囲が好ましい。
本発明の方法により製造された凝縮形熱交換器の凝縮面
は、熱交換において蒸気が滴状凝縮し、安定なかつ極め
て高い熱交換効率が長期間にわたって得られるので、従
来の凝縮形熱交換器に比べてはるかに優れ、工業的に高
い実用的価値を有する熱交換器を提供する。
は、熱交換において蒸気が滴状凝縮し、安定なかつ極め
て高い熱交換効率が長期間にわたって得られるので、従
来の凝縮形熱交換器に比べてはるかに優れ、工業的に高
い実用的価値を有する熱交換器を提供する。
本発明の滴状凝縮面の形成方法は、以下のような利点を
有する。
有する。
ｆｉ＋ 気化率−の調整が容易である。すなわち、耐
熱性ポリマーを気化させるには、通常数１００℃、ある
いはそれ以上の温度に加熱する必要があるが、本発明に
おいては、室温ないし数ｌθ℃の加熱でよく、該材料の
溶液の気化量は真空度、温度及び溶液濃度を選択するこ
とにより容易にコノトロールすることができる。
熱性ポリマーを気化させるには、通常数１００℃、ある
いはそれ以上の温度に加熱する必要があるが、本発明に
おいては、室温ないし数ｌθ℃の加熱でよく、該材料の
溶液の気化量は真空度、温度及び溶液濃度を選択するこ
とにより容易にコノトロールすることができる。
（２）複雑な形状の凝縮面にも均一な厚さの薄い被膜が
形成できる。すなわち、ポリマーをそのまま気化させて
均一な蒸着層を得るには被蒸着物の表面形状に沿った蒸
発熱源を準備することが必要であるが、本発明のポリマ
ー溶液の気化蒸気はそのような厄介な操作を必要としな
い。
形成できる。すなわち、ポリマーをそのまま気化させて
均一な蒸着層を得るには被蒸着物の表面形状に沿った蒸
発熱源を準備することが必要であるが、本発明のポリマ
ー溶液の気化蒸気はそのような厄介な操作を必要としな
い。
本発明の方法によって得られたポリマー被覆凝−縮面は
、蒸気の滴状凝縮が長期間安定に確保さｔｔた被膜＆′
ｊ、・° 。
、蒸気の滴状凝縮が長期間安定に確保さｔｔた被膜＆′
ｊ、・° 。
基材金属に対する付着力が強く、耐剥離性及び機械的強
度も優れている。
度も優れている。
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
シアノアクリレートを３重量倍のアセトンに溶解し、こ
れを真空容器中に入れ、その上方１．４ｍ離れた位置に
、エメリー紙＃１０００で表面を研摩した銅板を保持し
た。２３℃の室温条件で、ロータリーポンプを用いて真
空容器中を約ｓ ｘ ｌｏ−２ｍ ｂａｒに減圧し、ｌ
Ｏ分間蒸着させた。
れを真空容器中に入れ、その上方１．４ｍ離れた位置に
、エメリー紙＃１０００で表面を研摩した銅板を保持し
た。２３℃の室温条件で、ロータリーポンプを用いて真
空容器中を約ｓ ｘ ｌｏ−２ｍ ｂａｒに減圧し、ｌ
Ｏ分間蒸着させた。
銅板を取り出し乾燥したのち、蒸着膜の厚さを光学的方
法で測定したところ、約０．０１μｍの均一な被膜が形
成されていることが確認された。
法で測定したところ、約０．０１μｍの均一な被膜が形
成されていることが確認された。
実施例２
シアノアクリレートを希釈することなく用い、実施例１
と同じ条件で操作して、銅板表面に厚さ約０．０４μｍ
の均一なポリシアノアクリレートの被膜が得られた。
と同じ条件で操作して、銅板表面に厚さ約０．０４μｍ
の均一なポリシアノアクリレートの被膜が得られた。
実施例３
熱容量の大きな金属製真空容器を用い、その温度を４５
℃に保つ以外は実施例２と同様にして、銅板表面に約０
．１４μｍのポリンアノアクリレートの均一な被膜を形
成させた。
℃に保つ以外は実施例２と同様にして、銅板表面に約０
．１４μｍのポリンアノアクリレートの均一な被膜を形
成させた。
実施例４
実施例２において、温度を６０℃に保つ以外は同様に操
作し、銅板表面に厚さ約１．１μｍのポリ／アノアクリ
レートの均一な被膜を形成させた。
作し、銅板表面に厚さ約１．１μｍのポリ／アノアクリ
レートの均一な被膜を形成させた。
」−記実施例１〜４で得られた蒸着膜被覆銅板を、水蒸
気による凝縮試験に供したところ、いずれも良好な滴状
凝縮が長期にわたって得られ、優れた熱交換効率を示し
た。
気による凝縮試験に供したところ、いずれも良好な滴状
凝縮が長期にわたって得られ、優れた熱交換効率を示し
た。
実施例５
ポリカーボネート樹脂をクロロホルムに溶解した粘ちょ
うな溶液を９０℃に保つ以外は実施例３と同様に操作し
、銅板表面に厚さ約０．０１μｍの均なポリカーボネー
ト樹脂の蒸着膜が得られた。
うな溶液を９０℃に保つ以外は実施例３と同様に操作し
、銅板表面に厚さ約０．０１μｍの均なポリカーボネー
ト樹脂の蒸着膜が得られた。
実施例６
アルキド１１１１脂塗料（ポリエステル塗料）を８０℃
（・薯呆つ以外は実施例３と同様に操作し、銅板表面に
厚さ約０．０５μｍのアルキド樹脂の均一な蒸着膜が得
られた。
（・薯呆つ以外は実施例３と同様に操作し、銅板表面に
厚さ約０．０５μｍのアルキド樹脂の均一な蒸着膜が得
られた。
実施例５及び６で形成された樹脂被覆銅板をそれぞれ凝
縮試験に供し、水蒸気凝縮形熱交換器の凝縮面として優
れた性能を有することが認められた。
縮試験に供し、水蒸気凝縮形熱交換器の凝縮面として優
れた性能を有することが認められた。
特許出願人 工業技術院長 石板 誠−指定代理人
東北工業技術試験所長 和泉 学
東北工業技術試験所長 和泉 学
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【 蒸気凝縮液と親和性をもたないポリマー又は該ポリ
マーを形成しうるモノマーもしくはそれらの溶液を真空
条件下で気化させ、凝縮形態交換器の金属凝縮面にポリ
マーのち密な薄い被膜を形成させることを特徴とする凝
縮形態交換器の滴状凝縮面の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1667582A JPS6054112B2 (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 滴状凝縮面の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1667582A JPS6054112B2 (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 滴状凝縮面の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58133875A true JPS58133875A (ja) | 1983-08-09 |
| JPS6054112B2 JPS6054112B2 (ja) | 1985-11-28 |
Family
ID=11922881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1667582A Expired JPS6054112B2 (ja) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | 滴状凝縮面の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054112B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6178463A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-22 | Ulvac Corp | 合成樹脂被膜の形成方法 |
| EP0799999A2 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-08 | VARIAN S.p.A. | A rotor for turbomolecular pump |
-
1982
- 1982-02-03 JP JP1667582A patent/JPS6054112B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6178463A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-22 | Ulvac Corp | 合成樹脂被膜の形成方法 |
| JPH046791B2 (ja) * | 1984-09-25 | 1992-02-06 | Ulvac Corp | |
| EP0799999A2 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-08 | VARIAN S.p.A. | A rotor for turbomolecular pump |
| EP0799999B1 (en) * | 1996-04-05 | 2003-01-22 | VARIAN S.p.A. | A rotor for turbomolecular pump |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6054112B2 (ja) | 1985-11-28 |
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