JPS61190088A - 伝熱管の製造方法 - 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 本発明は熱交換器や、ヒートパイプに利用される、特に
液媒体を流動させる伝熱管に関する。

従来の技術 熱交換部材に多孔質層を形成し、表面積の増大、沸騰伝
熱の促進効果をはかることは一般に知られているが、伝
熱管内に多孔質層を形成することは焼結、溶射法では困
難であるから通常はメッキ法を利用する。しかしこの様
な表面積を増大し沸騰伝熱の促進効果をはかるために行
うメッキ層は、平滑メッキと違った条件で加工し、適度
なポーラス性と突起を有するメッキ層に仕上げる必要が
ある。この様なメッキ層を形成する方法としては、通常
の平滑メッキを得るために必要な錯塩や、にかわ状物質
、光沢剤、結晶微粒子化のための添加剤などはメッキ液
中に配合しないか、極く微量としたメッキ液を使用し、
メッキ条件としては一般的に高温で高電流密度で行ない
、メッキ液は高速の流動攪拌を行うことにより形成され
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この様な条件で伝熱管内壁面等にメッキ
液を導入しても仲々内部まで均一に多孔質状のメッキを
することができず、錯塩の少ない不安定なメッキ液条件
となっているため短時間にて分解を起こし、量産性に向
かないばかりか、伝熱管パイプ壁面とメッキ層との密着
も不充分であシ、液媒体の流動時および振動や衝撃にて
メ、：）キ層が剥離してしまうなどの欠陥があった。

本発明は上記問題点に鑑み、均一にかつ密着性の優れた
凸凹状のメッキ層を形成し、表面積の増大した、沸騰伝
熱の促進効果がはかれる伝熱壁面をもつ伝熱管を提供す
るものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の伝熱管は、メッ
キ液中にオキシエレン系界面活性剤と適度な濃度の塩化
物イオンを介在させ、伝熱管壁面をアノード側とし、対
極に析出させた金属を、伝熱管壁面をカソードに切り替
え、伝熱管壁面に条こん、またはざらつきのある凸凹の
金属メッキ層を形成したものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、メッキ液中のオキシエ
チレン系界面活性剤が、金属イオンと錯体を作シ、塩化
物イオンが適度な凸凹状を形成するのに働く。さらに、
伝熱管壁面をあらかじめアノード側とし、伝熱管壁面を
電解することで、伝熱管壁面は清浄化されるばかりか、
凸凹状態が促進されるので、密着性が良好となり、伝熱
管として適切なる凸凹状態となる。すなわち錯塩の少な
い不安定なメッキ液や過度な条件でのメッキ工法を必要
としないので、メッキ液の分解も少なく、メッキ層と伝
熱管壁面との密着も良好となシ、前記条こん、またはざ
らつきをもつ凸凹の金属メッキ層が表面積の増大と沸騰
伝熱の促進効果を計ることができることとなる。

実施例 以下本発明の一実施例について、第１図から第５図を参
考にしながら説明する。

１は銅パイプの伝熱管２と、この伝熱管２の外周に取付
られるアルミニウムの薄片加工した放熱フィン３とから
なる熱交換器である。

この伝熱管２の内壁面４には凸凹の銅メッキ層６が形成
されている。また、この伝熱管２の両端６ａ、６ｂはか
しめ加工と溶接により完全にシールされ、内部にはフロ
ンガスの作動液が封入され！いる。

次に伝熱管２の製造方法を説明する。

７はヒーター８によシ温調可能なメッキ槽であり、メッ
キ液９が入れられである。このメッキ液９としては１５
０９／１ｃｕｓ○４．５Ｈ２ｏと５０１！／ｌ　Ｈ２Ｓ
Ｏ４１０，Ｏ’４／１１　、ｆ’　！Ｊ　オキシｘチレ
ンオレイルエーテルおよび０．３　ミリモルの塩酸を加
えた酸性硫酸銅メッキ液を使用する。

また１ｏは両端ｅａ、ｅｂを封止する銅パイプからなる
伝熱管であシ、連結管１１と循環ポンプ１２とを組み合
わせることによシ、メッキ液９を伝熱管１０の内部に循
環させる様にしている。尚、すでに放熱フィン３は伝熱
管１ｏを拡管することにより伝熱管１ｏの外周に固定き
れている。さらに連結管１１には、切替えスイッチ１３
を介してる接続端子１６とが固定されている。伝熱管１
０と連結管１１とを接続端子１６で結合させた時、接続
端子１６と伝熱管１０とが導通することとなる。また対
極１５には伝熱管１０との接触を防止するためにポリプ
ロピレンでできた不電導体のスペーサー１７が挿入され
ている。また１８はメー・・キ液９に空気をふき込むエ
アーポンプである。

次にかかる構成での熱交換器の工程について説明する。

まず、伝熱管１０と放熱フィン３とを定位置にて仮嵌合
しておき、伝熱管１ｏを所定の拡管機で拡管し、伝熱管
１０と放熱フィン３とを圧着させておく。次に、この伝
熱管１ｏと連結管１１と循環ポンプ１２とを組み合わせ
、メッキ槽７中のメッキ液９を伝熱管１ｏの内部に循環
させる。この時、メッキ液９としては１００ｇ／１Ｃｕ
Ｓ０４・５　ＨＯ，Ｆ５０ｆｉ／ｌ　Ｈ２ＳＯ４，０，
０５ｇ／ｌ　ホ！Ｊ　第キシエチレンオレイルエーテル
おヨヒｏ、ｓミリモルの塩酸を加えた酸性硫酸銅メッキ
液を使用する。

そこで、直流電源１４よりチタン棒に白金メッキを施し
た対極１５に負の電荷をかけ、カソード側とし、片や、
接続端子１６には正の電荷をかけ、アノードとする。こ
の時の電流値は約１００　ｍＡ／ｃＩＩＩとし約２０分
間通電する。すなわち接続端子１６と伝熱管１０とが導
電しているので、伝熱管１ｏが正の電荷をもつことにな
り、メッキ液９中の陽イオンである銅イオンが、対極１
６に析出し、伝熱管１ｏの内壁面の銅が電解により溶出
していく。次に、切替スイッチ１３により、正と負の電
荷を逆に切替える。すなわち、対極１５側をアノードと
し、接続端子１６及び伝熱管１ｏ側をカソードとする。

よって、前記工程にて対極１５側に析出した銅が逆にメ
ッキ液９中に溶解し、伝熱管１ｏの内壁面にメッキ液９
中の銅イオンが銅として析出することになる。この時の
電流値も約１ｏ。

ｍＡ　／ｌｙｊで、時間は約２０分間とした。またメッ
キ液９の温度はメッキ槽７のヒーター８により加熱きれ
、約５０’Ｃとした。

ここで通常のメッキ液であれば、伝熱管１０内壁面全体
に均一な厚みで銅が析出するが、メ・ツキ液９には、オ
キシエチレン系の界面活性剤であるポリオキシエチレン
オレイルエーテルと、０．３ミリモルという低濃度の塩
酸により生じる塩素イオンとを有するため、全体に均一
な厚みの銅メ・フキ層とはならず、凸凹の銅メッキ層６
が形成されることになる。この理由は、低濃度の塩素イ
オンが錯体化している銅イオンと不安定に結合するため
である。また、この様にして得られた銅メッキ層５は凸
凹の高さの差が約１００μｍのものとなる。

次に、伝熱管１ｏの内壁を湯洗により洗浄し、乾燥した
のち、作動液を内部に封入し、両端６　ａ。

６ｂをかしめ溶接することにより、伝熱管２と放熱フィ
ン３とをもつ熱交換器１が完成する。

この様にして得られた熱交換器１は伝熱管２の内壁面４
の凸凹のメッキ層６が、表面積を増大させる効果と共に
、沸騰伝熱の促進効果を計るだけではなく、内壁面４で
作動液が液化した時、液体層が、メッキ層５の凸部にて
粒滴となり、内壁面４より平滑面よりも早く離れるため
、厚い断熱層である液体層が形成されないので、凝縮時
の伝熱も促進されることにもなる。すなわち７０ン液化
ガスを封入し、気化、凝縮を繰り返す、ヒート・＜イブ
の様な熱交換器１の伝熱効率を著しく良くしたものが得
られる。

尚、本発明の実施例では凸凹のメッキ層を形成させる手
段として酸性硫酸銅メッキ液を使用したが、熱伝導性の
面で銅系が有利であるものの、他の金属メッキ液でも可
能であり、銅メッキに限定するものではない。また界面
活性剤としてポリオキシエチレンオレイルエーテルを使
用したが、ポリエチレングリコールやポリオキシエチレ
ンノリルフェニルエーテル等のオキシエチレン系界面活
性剤をすべて含むものである。また塩酸についてもＮ　
ａ　Ｃｌの様な塩化物でも可能であり、メッキ液中で塩
素イオンとして遊離する塩化物イオンをすべて含むもの
である０ただし塩素イオン濃度が１ミリモル以上になる
と、錯体化している銅イオンとの結合が安定化するため
、全体に均一な厚みで銅が析出するため、塩素イオン濃
度は低濃度である１ミリモル以下にしておく必要がある
。

さらに、対極１６として使用されるチタンに白金メッキ
した材料は、貴金属であり、耐久性および電気伝導性に
すぐれ、量産用の電極としては最適ではあるが、本発明
の場合、一端溶出した銅を再び、析出させる方法である
ので、対極１５としての電極材料に鋼材を使用しても、
耐久性はほとんど憂わらず、設備投資も安価で可能であ
る。

発明の効果 以上のように本発明は、伝熱管壁面に、オキシエチレン
系界面活性剤と低濃度の塩化物イオンを添加剤として加
えたメッキ液により、伝熱管壁面をアノード側とし、カ
ソード側の対極に一時析出させた金属を、伝熱管壁面を
カソードに切り替えることにより、リターンさせ、凸凹
の金属メ・フキ層を形成してなる伝熱管であり、安価で
、量産可能なメッキ条件で、塩素イオン濃度とメ・フキ
液温度。

電流密度、メッキ時間及び、切り替え等の管理により凸
凹の形状を安定化し、かつ密着性の優れた凸凹のメッキ
層を形成させ、表面積を増大し、沸騰伝熱の促進効果が
計られ、さらに凝縮における伝熱効率を促進させる効果
もあり、容易に高効率の伝熱管壁面を形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す熱交換器の横断面図、
第２図は同熱交換器の縦断面図、第３図は同熱交換器の
斜視図、第４図は同メ・ツキ装置の概略図である。 １・・・・・・熱交換器、５・・・・・・凸凹の金属メ
ッキ層、９・°゛・・・メッキ液、１０・・・・・・伝
熱管、１３・・目・・切り替えスイッチ、１６・・・・
・・対極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　　　　　　ｌ・−・塾、交謔番２・・紅楯唐 ５・　・金属メッキ層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伝熱管壁面に、オキシエチレン系界面活性剤と低濃度の
   塩化物イオンを添加剤として加えたメッキ液により、伝
   熱管壁面をアノード側としてカソード側の対極に金属を
   析出させ、その後伝熱管壁面をカソードに切り替え、凸
   凹の金属メッキ層を伝熱管面に形成してなる伝熱管の製
   造方法。