JPS6293039A - 伝熱管のメツキ方法 - 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
の促進効果を計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計るために行うメ
、ンキ法は、平滑メッキと異った条件で加工し、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等をメッキ液中に配合
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Ｋよシ形成される。

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
液を導入しても高温、高電流でメッキを行うとメッキ液
が不安定な状態であるためにメッキ液入口及び電極間間
隔が比較的小さい個所に局部的に金属が析出するなどな
かなか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り
、ｉｓ体の流動時及び振動や衝撃にてメッキ層が剥離し
てしまう等の問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、均一にかつ密着性の浸れ
た凹凸状のメッキ層を形成し表面積の増大した、沸騰伝
熱の促進効果が計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Ｋ、本発明の伝熱管のメッキ
方法は、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、第１工程
で伝熱管壁面をアノード側として短時間通電し伝熱管壁
面を電解研摩した後、第２工程で伝熱管壁面をカソード
側として、凹凸の金属メッキ層を形成してなる伝熱管の
メッキ方法である。

作　　　用 本発明は上記した構成によって、メッキ液中のオキ７工
チレン系界面活性剤であるポリオキシエチレンオレイル
エーテルの分子につかまえられて錯体化している金属イ
オンが、低濃度の塩化物イオンの存在下で、塩化物イメ
ノと不安定に結合し凹凸のメッキ層を形成するのに働く
。又、第１工程で伝熱管壁面を短時間アノード側とする
ことにより、伝熱管壁面から金属がマイナスイオンとし
てメブキ溶中に溶出するだめ伝熱管の内壁面は電解研摩
されたことになり、凹凸の金属メッキ層の密着性はたい
へん良好となる。すなわち錯塩の少ない不安定なメンキ
液や過度な条件でのメ１．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、前記凹凸のメッキ層が表面積の増大と沸
騰伝熱の促進効果をはかることができるものである。

実施例 以下本発明の一実施例について、第１図から第４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には凹凸の銅からなる金属メッ
キ層５が形成されている。又、この伝熱管２の両端ｅａ
、ｅｂはかしめ加工と溶接により完全にシールされ、内
部にフロンガスが封入されている。７はヒーター８によ
り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、０．６ｍｏｄ／ｌ　Ｃ
ｕＳＯ４−５Ｈ２０゜ｏ　、　５ｍｏ＃　／１１　、　
Ｈ２ＳＯ４，ｏ　、　３３Ｘ１　ｏ−’ｍａｉｌ　／（
ｌ　ＨＣＩＩ及び１９　ｍ、ｇ　／ｌポリオキシエチレ
ンオレイルエーテルが含まれている。また１Ｑは両端６
ａ、６ｂを封止する前の伝熱管であり、連結管１１と循
環ポンプ１２を組み合わせることにより、メッキ液９を
伝熱管１０の内部に循環させるようにしている。尚、す
でに放熱フィン３は伝熱管１ｏを拡管機（図示せず）で
拡管することにより伝熱管１゜の外周に固定されている
。さらに連結管１１には、直流電源１３に直結されてい
るチタン棒に白金メッキをほどこした対極１４と、対極
１４と逆の電荷を与えられる接続端子１５とが固定され
ている。

伝熱管１０と連結管１１とを接続端子１６で結合させた
時、接続端子１５と対極１４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１６が挿
入されている。又１了はメッキ液９に空気を吹き込むエ
アーポンプである。

次にかかる構成での熱交換器の製造方法について説明す
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１０を所定の拡管機（図示せず）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１０と連結管１１と循環ポンプ１２と
を組み合わせ、メッキ槽Ｔ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０．
６ｍｏｅ／ｅＣｕＳｏ４＠５Ｈ２０，０，６ｔｎｏｇ／
Ｊ？　　Ｈ２ＳＯ４゜０．３３×１０　ｍｏｌ　／　ｌ
　ＨＣｌ　、　１９　ｍ９　／１１　　ポリオキシエチ
レンオレイルエーテルを含む酸性硫酸銅メッキ液を使用
する。メッキ液９の温度はメッキ槽了のヒーター８によ
り加熱され約５０℃とした。

そこで、直流電源１３によりチタン棒に白金メッキを施
した対極１４に負の電荷をかけカソード側とし、一方の
接続端子１５には正の電荷をかけアノード側とする。こ
の時の電流値は約２００ｍＡ／ｃｒＡとし約３０秒間通
電する。次に対極１４に正の電荷をかけアノード側とし
一方の接続端子１６には負の電荷をかけカソード側とし
、２００　ｍＡ／’ｉ−の電流をかけ約２０分間通電す
る。

ここで通常のメッキ液であれば、カソード側である伝熱
管１ｏの内壁面全体に均一な厚みで銅からなる金属が析
出するが、メ・フキ液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低
濃度の塩酸により生じる塩素イオンとを有するために全
体に均一な厚みの銅からなる金属メッキ層とはならず、
凹凸の銅からなる金属メッキ層５が形成されることにな
る。

この理由としては、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の分子につかまえられ錯体化してい
る銅イオンが、低濃度の塩素イオンの存在下で塩素イオ
ンと不安定に結合するためである。

尚、この場合に、対極１４に負の電荷をかけカソード側
とし、一方の接続端子１６には正の電荷をかけアノード
側とし２００　ｍＡ／肩　の電流をかけ約３０秒間通電
する時に、通電時間が３Ｑ秒よりも長くなると、対極１
４に銅からなる金属メッキが多く析出し、それが第２工
程では対極１４がアノード側となり銅からなる金属メッ
キが溶出し再度伝熱管１ｏの内壁面に銅からなる金属メ
ッキの析出するため、−価の銅イオンが多く形成され、
それが伝熱管１ｏの内壁面に析出するため伝熱管１０の
内壁面に析出する銅からなる凹凸の金属メッキ層５は柔
らかいメッキとして形成されるという問題がある。

次だ、銅バイブ１ｏの内壁を湯洗により洗浄し、乾燥し
た後フロンガスを内部に封入し、両端６ａ。

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とを持つ熱交換器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の凹凸の銅からなる金属メッキ層５には、樹枝状の銅
メッキが密に形成されており、表面積を増大させるばか
シではなく、樹枝状の銅メッキが密に形成させているた
め凹凸の銅からなる金属メッキ層６は、沸騰伝熱の沸騰
核となシ、通常の針状の凹凸メッキに比較して沸騰伝熱
の促進効果を計ることができる。又内壁面４でフロンガ
スが液化した時、液体層が凹凸の銅からなる金属メッキ
層５の凸部にて粒滴と′なシ、内壁面４から平滑面より
も早く離れるために、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なる。す
なわち、フロン液化ガスを封入し、蒸発、凝縮をくり返
すヒートノく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。

又前記方法にて形成されたこの樹枝状の銅メ、ソッキ液
や過度な条件でのメツナ工法を必要としないのでメッキ
液の分解も少なく、又第１工程で伝熱管２側を３ｏ秒間
アノード側とすることにより伝熱管２の内壁面４の金属
がマイナスイオンとしてメッキ液中に溶出するため、伝
熱管２の内壁面４が電解研摩されることとなり、第２工
程で行う伝熱管２をカソード側として凹凸の銅からなる
金属メッキ層５を形成させる場合に、前記凹凸の銅から
なる金属メッキ層が電解研摩された伝熱管２の内壁面４
に形成されるのでその密着性はたい、ん良好であシ、常
に安定した凹凸の銅メ１．キ層５が形成される。

尚、本発明の実施例では凹凸の銅からなる金属メッキ層
５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、熱伝導性の面で銅が有利であるものの他の金属
メ・フキ液でも可能であり銅メッキに限定するものでは
ない。さらに塩酸についてもＮａａｌの様な塩化物でも
可能であシ、メ、。

上液中で塩素イオンとして遊離する塩化物イオンをすべ
て含くものである。但し塩素イオン濃度が０゜０１ミリ
モル／１未満になると、メ・ツキ層が凹凸の銅からなる
金属メッキ層６とならず平たんなメッキ層となり、又１
ミリモル／ｅより大きいと凹凸の銅からなる金属メ・ツ
キ層５は形成されるがメッキの密度が疎になる。

又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についても、その濃度が５　ｍ９
７１未満であるとメ・ツキ層が凹凸の銅からなる金属メ
ッキ層とならず平たんなメッキ層となり、又１００　ｍ
り／ｅより大きくなると凹凸の銅からなる金属メッキ層
５は形成されるへがメ。

キの密度が疎になる。

発明の効果 以上のように本発明は、伝熱管壁面に１．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、第１工程で伝熱管壁面をアノー
ド側とし短時間通電し伝熱管壁面を電解研摩した後、第
２工程で伝熱管壁面をカソード側として、凹凸の金属メ
ッキ層を形成してなる伝熱管のメッキ方法であるから、
第１工程において行なう伝熱管壁面をアノード側として
短時間通電するメッキにより伝熱管壁面の金属がマイナ
スイオンとしてメッキ液中に溶出するため、伝熱管壁面
が電解研摩されることとなり、第２工程で行う伝熱管壁
面をカソード側として凹凸の金属メッキ層を形成させる
場合に、凹凸の金属メッキ層が電解研摩された伝熱管壁
面に形成されるためにその密着性はたいへん良好となる
という効果が得られるものである。

【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図は同メッキ装置のツキ層、９・・・・・
・メッキ液。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名、５
−ｍ−凸凹の金、昌メツ午１ 第３図

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、第
   １工程で伝熱管壁面をアノード側とし短時間通電し伝熱
   管壁面を電解研摩した後、第２工程で伝熱管壁面をカソ
   ード側として、凹凸の金属メッキ層を形成してなる伝熱
   管のメッキ方法。