JPS62112796A - 多孔質層の形成方法 - Google Patents

多孔質層の形成方法

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JPS62112796A
JPS62112796A JP60253184A JP25318485A JPS62112796A JP S62112796 A JPS62112796 A JP S62112796A JP 60253184 A JP60253184 A JP 60253184A JP 25318485 A JP25318485 A JP 25318485A JP S62112796 A JPS62112796 A JP S62112796A
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保夫 増田
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Yoshio Takizawa
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Shoichi Yoshiki
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    • F28D15/00Heat-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
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    • F28D15/04Heat-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
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
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    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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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、例えば空調用の熱交換器の蒸発管や凝縮管の
伝熱面、あるいはヒートパイプのウィックなどを構成す
るのに好適な多孔質層の形成方法に関し、特に、形成の
ためのコストが安く、伝熱特性を向上させることができ
る多孔質層の形成方法に関する。
E従来の技術] 内部の媒体と外部の媒体との熱交換を行わせるための伝
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)毛細管現象を起こしやすくする。
(4)乱流を起こしやすくする。
ことが有効とされている。
この(1)、(4)を満たすような方法として、鋼管の
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。
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
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記のような従来の方法においては、そ
れぞれ次のような問題点があった。
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iM無し管と比べてら熱特
性値が1.2〜1.5倍程度にしかならなす、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9、工具の寿命が
短くなって、製作コストが高くなるという問題点があっ
た。
一方、多孔質層を形成する方法については、伝熱管のよ
うな管状構造のものの内面に、焼結、鑞付などにより多
孔質層を形成する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は
可能であるが、この方法により管内面に多孔質層を形成
することは困難であり、また、印刷、焼き付は等の複雑
な工程を必要とし、製造コストが高くなるという問題点
があった。
本発明は、上記のような問題点に鑑み、核沸騰を起こさ
せて伝熱特性を向上させる多孔質層を管状体の内面にお
いても容易に形成でき、伝熱特性の優れた伝熱体を安価
に製造するのに役立つ多孔質層の形成方法を提供するこ
とを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、加工成形時において表面に潤滑油の薄膜を形
成した金属製の基体を陰極とし、不溶性の陽極を用いて
電気鍍金を行い、上記基体の表面に、開口部が狭められ
た空孔(以下、挟口空孔という)を有する鍍金層を形成
するようにしたものである。
[作用コ この方法において基体表面に狭口空孔が形成される機構
は、次のように考えられる。まず、不溶性陽極を用いて
鍍金を行うことにより、鍍金液中の水が電気分解され、
陽極において酸素ガスが生成される。そして、この酸素
ガスの一部か鍍金液の移動とともに陰極の基体の表面に
運ばれるが、表面に形成された疎水性の潤滑油薄膜によ
り基体の鍍金液に対する濡れ性が悪くなっており、運ば
れたガスは基体の表面に気泡として付着する。従って、
電折合属はこの気泡を包みこむ形で成長し、均一かつ微
細な狭口空孔が形成される。このため、基体に付着する
気泡の径や数は、陽極電流密度、あるいは鍍金液の基体
に対する相対的移動速変を変えることにより制御するこ
とができろ。な才3、陽極電流密度が20A/dn+’
以下では酸素ガスの発生が不充分であり好ましくない。
[実施例] 以下、本発明の方法を伝熱体(鋼管)に対して応用した
例について具体的に述べる。
本発明において管体の表面に疎水性の薄膜を形成するに
は、特別の工程を設けず、加工成形時における潤滑油を
利用している。すなわち、鋼管をプラグとダイスを用い
てスピンナブロックあるいはドローベンチ等の抽伸機に
より製品寸法に抽伸した後、通常の洗浄、脱脂工程を行
わずに鍍金を施すと、抽伸の際に使用された潤滑油がそ
のまま薄膜として、ちょうどよい厚さて残留する。
このような管体の内面を鍍金する際には、特に管体が細
長いような場合、陽極用のワイヤを管体の軸上に張力を
かけて張り渡し、また、ワイヤの周囲に絶縁性のスペー
サを適当な間隔で設けて管体とワイヤの接触による短絡
を防ぐとよい。
鍍金の電流としては、断続電流、通常のパルス電流また
はPR電流などのパルス電流を適宜使い分ける。このよ
うなパルス電流は、直流に比べて空孔内への金属イオン
の搬送を容易にするので、電析速度を増大さ仕ることが
できるとともに、直流の場合に生じる局部的な泥状の析
出を抑え、電析金属による短絡を防止する。また、PR
電流では、正電と逆電を交互に周期的に通すので、電析
膜の成長を一保にすることができる。
また、本方法においては不溶性の陽極を用いているので
、電析金属のイオンを適宜補充してその濃度を適当な値
に保つことが必要である。
(実施例1) 第1図に示すように、外径9.35mm、肉厚0.35
mmの銅管lを抽伸により成形し、長さ1000mmに
切断して内面に潤滑油波膜2を残したままで陰極とし、
銅管I内に、樹脂製のスペーサ3を一定間隔で取り付け
たTi−Pt製のワイヤを挿入し、両端に張力をかけて
張り渡して不溶性の陽極4としLoそして、硫酸銅鍍金
液(硫酸銅200g/f2、硫酸50g/12)を貯留
する貯槽5と、この鍍金液を銅管Iに流すケミカルポン
プ6とを設け、この貯槽5で鍍金により減少した銅イオ
ンに見合う債の塩基性炭酸銅を補充して、循環使用する
ように構成した。
上記のような装置により、鍍金液の温度30°C1陰極
電流密度33A/dm’、鍍金液の流速2m/sの条件
下で10分間鍍金を施し、銅管I内面に、第2図及び第
3図に示すような、孔径250μの均質な狭口空孔が空
孔率で18%形成された厚さ50μの電着金属層を得た
なお、この銅管1の内面を水洗し、乾燥した後、銅管l
を万力で押し潰すテストを行い、また、銅管1を530
℃で20分焼鈍し、マンドレルによる拡管を試みたが、
いずれにおいてら電着金属層の剥離、脱落は全く見られ
ず、優れた密着性と強度を示した。
上記のように製作した鋼管について、第4図に示すよう
な熱特性試験装置により、次頁の表に示すような条件下
で熱特性を測定した。
この装置中、Tは温度センサ、Pは圧力計、P計、13
は膨張弁、14はコンプレッサ、15はサブコンデンサ
、16はサブエバポレータ、17は恒温水槽であり、1
8が供試管とし”この鋼管である。この熱特性試験装置
においては、供試管18の内部にコンは恒温水槽17か
らの温水が冷媒に対向して流されるようになっている。
恒温水の温度は各冷媒流量に対応して、冷媒系が安定す
るように制御した。
なお、この図中、矢印A、A’は、それぞれ蒸発試験゛
の場合の冷媒及び水の流れる方向を示し、矢印B、B’
はそれぞれ凝縮試験の場合の冷媒及び水の流れる方向を
示してい基。    ′この試験の結果、本発明の方法
によって得られた実施例1の銅管lは、その内側の境膜
伝熱係数が第5図にCとして示すような値を示し、同図
にDとして示した通常の鋼管に比へて7〜8倍の優れた
熱特性を有することが判った。
(実施例2) 上記実施例1の素材と同一形状の銅管の内面に、転造に
より螺旋溝を形成し、その後、実施例1の方法により、
螺旋溝の傾斜壁に狭口空孔を有する鍍金層を形成した。
そして、同様の方法で伝熱特性の測定を行っf二結果、
通常の鋼管と比べてほぼ10倍の熱伝達特性を示した。
(実施例3) ロール圧延されテ200X 100x 1(t)mml
:形成された銅板に、圧延と同時に形成された潤滑油被
膜をそのまま残し、陰極電流密度25A/dm2、鍍金
液の流速2m/sで10分間鍍金を行った。 この銅板
を温水中に入れ、温水を下面より熱したところ、空孔か
ら核沸騰が起きるのが確認された。
なお、上記各側においては、基体の金属として銅を用い
たが、本発明の実施は勿論これに限られるものではない
。また、本発明の応用は伝熱体に限られるものではない
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明は、機械加工時に表面に潤
滑油の薄膜が形成された金属製の基体を陰極とし、不溶
性の陽極を用いて電気鍍金を行い、上記基体の表面に開
口部が狭められた空孔を有する鍍金層を形成するように
したものであるので、管状の金属の内表面にも均一な狭
口空孔を有する鍍金層を、その空孔の大きさや数を制御
しながら形成することかでき、従って、例えば伝熱体に
応用した場合には、核沸騰を利用した伝熱特性の良い伝
熱体を効率的に製造することができるとともに、そのた
めの素材や装置として複雑な、あるいは大規模なものを
必要とせず、特別な処理工程を必要とすることもないの
で製造コストが安いなどの利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法の実施例を示す概略図、第2図は
本発明の方法により形成された多孔質層の断面の形状を
示す顕微鏡写真、第3図は同じく多孔質層の表面の形状
を示す顕微鏡写真、第4図は伝熱特性を試験するための
装置の概略図、第5図は本発明の方法を適用して製造さ
れた伝熱体の伝熱特性を示すグラフである。 ■・・・・・・基体、2・・・・・・潤滑油薄膜、4・
・・・・・不溶性陽極。 第1図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、加工成形時において表面に潤滑油の薄膜が形成
    された金属製の基体を陰極とし、不溶性の陽極を使用し
    て電気鍍金を行い、上記基体の表面に、開口部が相対的
    に狭められた空孔を形成することを特徴とする多孔質層
    の形成方法。
  2. (2)、パルス電流により鍍金を行うことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の多孔質層の形成方法。
  3. (3)上記基体が銅製であり、鍍金液が硫酸銅鍍金液で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多孔
    質層の形成方法。
  4. (4)、上記基体が管状であることを特徴とする特許請
    求の範囲第3項記載の多孔質層の形成方法。
  5. (5)上記基体と鍍金液とを相対的に移動させることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の多孔質層の形成
    方法。
  6. (6)、上記基体と鍍金液の相対的移動速度が0.5〜
    5m/secであることを特徴とする特許請求の範囲第
    5項記載の多孔質層の形成方法。
  7. (7)、陰極電流密度が15A/dm^2以上であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の多孔質層の
    形成方法。
  8. (8)、陽極電流密度が20A/dm^2以上であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の多孔質層の
    形成方法。
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EP86115606A EP0224761B1 (en) 1985-11-11 1986-11-11 Heat-transfer material and method of producing same
DE8686115606T DE3677338D1 (de) 1985-11-11 1986-11-11 Waermeuebertragungsmaterial und verfahren zu dessen herstellung.
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