JPS63137196A - 伝熱管内壁面のめつき装置 - 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／クイズに利用される、特
に液媒体を流動させる伝熱管の内壁面の凹凸めっき処理
装置に関する。

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？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に焼結法や溶射
法では困難であるから通常はめつき法を利用する。

しかしこの様な表面積全増大し、沸騰伝熱の促進効果を
はかるために行うめつき層は平滑めっきと違った条件で
加工し、適度なポーラス性と突起を有するめっき層に仕
上げる必要がある。この様なめっき層を形成する方法と
しては、特公昭４７−４００１３号公報、および特公昭
５５−４１３１２号公報、または特公昭５７−３２３１
９号公報の様に通常の平滑めっきを得るために必要な錯
塩や、にかわ状物質、光沢剤、結晶微粒化のための添加
剤などはめっき液中に配合しないか、極く微量としため
っき液を使用し、めっき条件としては一般的に高温で高
電流密度で行ない、めっき液はできるだけ静止させた状
態でめっき金行う。すなわち拡散律速領域での限界電流
密度以上の高電流密度で形成されるデンドライト結晶を
多孔質層として利用することが提案されている。特公昭
５５−４１３１２号公報においては、相対移動速度子０
．３〜３ｍ／秒とし、高速の流動攪拌が行われてはいる
が、記載されている実施例、および付記されている電流
密度と相対速度との関係図から、非常に高い電流密度条
１件が使用されており、限界電流密度以上でめっきが行
われている。

また伝熱管の内壁面へのめっき方法としては特開昭４９
−１０８２７号および特開昭５５−３８９７０号の様に
、金属管の中心に挿入する陽極棒の両端部に、絶縁性の
キャップによりシールし、金属管内部にめっき液を入れ
、陽極棒と金属管との間に電流を流して金属管の内壁面
にめっきする方法が提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記の様なメッキ液組成で、まためっき
条件でもって伝熱管内壁面等にめっき液を導入しても仲
々内部にまで均一に多孔質状のめっき全することができ
ず、錯塩の少ない不安定なめっき液条件となっているた
め短時間にて分解全起こし、また高温で高電流密度での
条件であれば、粉末状のやわらかいめっきしかできない
ため、量産性に向かないばかりか、伝熱管内面とめつき
層との密着性も不光分であり、液媒体の流動時および振
動や衝撃にてめっき層が剥離してしまうなどの欠陥があ
る。

また、前記従来の様な伝熱管内面へのめっき方法であれ
ば、伝熱管と伝熱管の中心軸に沿って挿入するアノード
棒との両端での絶縁物によるシールが困難で、又、単に
片側からアノード棒を挿入した場合には、伝熱管の中心
軸に沿ってアノード棒を固定することは非常に困難であ
る。特に本発明の狙いとする多孔質層を形成する場合は
、伝熱管内径と同一寸法の絶縁スペーサー全アノードの
先端に設けた場合には、めっき処理後アノード棒を取出
す時に多孔質層にキズ付きが生じるが、アノード棒が抜
けない等の問題を生じる。また、充分なりリヤランスの
ある絶縁スペーサーを使用した場合には、伝熱管の中心
軸にアノード棒を固定することが出来ず、めっき層のム
ラが生じる問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、均一にかつ密着性に優れた
凹凸状のメッキ層を伝熱管内面の必要部分に容易に形成
させ、表面積の増大した、沸騰熱伝達の促進効果がはか
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、本発明の伝熱管内壁面の
めっき装置は、前記伝熱管の中心軸に沿って挿入するア
ノード棒の先端にアノード棒の挿入と同時に広がり、そ
れによりアノード棒を伝熱管の中心軸に固定させる絶縁
物のスペーサ全敗り付けたものである。

作　　用 本発明は伝熱管内部へ挿入するアノード棒の先端に取り
付けたアノード僕の挿入と同時に広がる絶縁スペーサー
により、アノード棒を伝熱管の中心軸に固定することが
できるので、凸凹状のめつき層が伝熱管内壁に形成され
ていても、なめらかに電極棒の出入ができ、量産性が容
易となる。

すなわち、錯塩の少ない不安定なめつき液や、過度は条
件でのめっき工法全必要としないので、めっき液の分解
も少なく、めっき層と伝熱管壁面との密着も良好となり
、前記凸凹の金属めっき層が表面積の増大と沸騰伝熱の
促進効果がはかれる。

実施例 以下本発明の一実施例について、第１図から第６図全参
考にしながら説明する。

１は複数本の銅パイプの伝熱管２を拡管することにより
アルミニウムの薄片加工した放熱フィン３を固定し、■
字管４をロウ付接合し比熱交換器である。この伝熱管２
は直管全中程で折曲した平行した長い管を有している。

この伝熱管２の内壁面５には凹凸状の銅めっき層６が形
成されている。この様な熱交換器１は通常、空調用冷却
システムに組み込まれ、内部にフロンガス全封入し、蒸
発器や凝縮器として使用される。

７はヒーター８により温調可能なめっき槽であり、めっ
き液９が入れられである。このめっき液としては、１’
５０ｑ／１ＣｕＳＯ４−ｔｓＨ２０゜５０ｆ／（！Ｈ２
Ｓｏ４，０．０６ｇ／ｌポリオキシエチレンオレイルエ
ーテル、および５０　ｐｐｍ　　の塩素イオンを加えた
酸性硫酸銅めっき成子使用する。

１０は底にすのこ１１全しき不織布等のフィルター１２
と活性炭７ｉ１１３とをもつ口過槽である。

１４はポリオキシエチレンオレイルエーテルの混合槽で
ポリオキシエチレンオレイルエーテルの濃度が４０ｇ／
ｌ　　の濃縮液の入った供給タンク１６より適量のポリ
オキシエチレンオレイルエーテルを混合槽１４に供給す
る。

１６は酸化第１銅の混合槽で、酸化第１銅の供給タンク
１７より適量の酸化第１銅が供給される。

また、１８ばＵ字管６を溶接する前の伝熱管であり、す
でに伝熱管１８の外周には伝熱管１８を拡管することに
より放熱フィン３が固定されている。

１９は不溶性アノード棒２ｏを伝熱管１８の中心軸に沿
って挿入させると共に、シール管２１でもって端部のシ
ール全行い、めっき成環全伝熱管１８の内部に導入まｔ
は伝熱管１８内部から流出させるための接続部材である
。アノード棒２ｏには直流電源２２のプラス側端子２３
が結＃Ｊされており、被めっき体１８との接触を防止す
るための絶縁スペーサー２４が取付けである。

この絶縁スペーサー２４はポリプロピレン裂で、少なく
とも３つ以上の切れ込み２６と、数ケ所に延伸加工部２
６を設けた広がり部２γと、支持棒２８、およびアノー
ド棒２ｏとの接合部２９とで構成されたものである。ま
たこの広がり部２７の外径は伝熱管１８への挿入途中に
おいては、伝熱管１８の内径よりも小さく、支持棒２８
の先端３０が伝熱管１８の底部３１に接し押された時、
広がり部２７が延伸加工部２６で屈曲し外周が広がる様
になっている。

３２はめっき槽７からめっき液９を被めっき体１８内部
に送り込むための第１循環ポンプで、３３は口過槽１０
からめっき液９をポリオキシエチレンオレイルエーテル
混合槽に送り込む第２循環ポンプであり、第１循環ポン
プ３２より第２循環ポンプ３３の方が°能力が大きく、
口過槽１ｏ中に設置されているレベルスイッチＡ３４で
起動し、レベルスイッチＢ３５で運転が停止される様に
しである。

尚、接続部材１９のシール管２１部全伝熱管１８の端部
３６に圧入した時、直流電源２２のマイナス端子３７が
被めっき体１８と接続する様な構成となっている。また
３８はアノード°棒２０全上下させるエアーシリンダー
で、３９はママキングテープである。アノード棒２ｏは
、銅とチタンとのフラッド棒に白金めつき全施し几不溶
性のアノードを使用した。又、４０はリーク弁である。

尚、４１．４２．４３は各種の攪拌機である。

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１８と放熱フィン３とを定位置にて仮嵌合
しておき、伝熱管１８を所定の拡管機で拡管し、伝熱管
１８と放熱フィン３とを圧着させておく。

次に、この伝熱管１８の中心軸に沿って接続部材１９に
固定し友アノード棒２０ｉエアーシリンダー３８全上げ
ることにより挿入する。またシール管２１を伝熱管１８
の端部３６に圧入させることにより、伝熱管１８内部金
シールすると共にマイナス端子３７を伝熱管１８に接続
させる。アノード棒２ｏの挿入は、絶縁スペーサー２４
の広がり部２７が、伝熱管１８の内径よりも小さいので
容易にでき、絶縁スペーサー２４の支持棒２８が伝熱管
１８の底部３１に接し押されると、延伸加工部２６が屈
曲し、広がり部２７が広がり、伝熱管１８の内壁面４に
圧接される。すなわち、絶縁スペーサー２４の接合部２
９がアノード棒２ｏに接合されているのでアノード棒２
０が伝熱管１８の中心軸に固定されることになる。

次に、伝熱管１８を脱脂、湯洗、酸洗、水洗の各処理を
行った後、凹凸めっき処理工程に入る。

すなわち、第１循環用ポンプ３２全稼動させ、めっき槽
７内のめっき液９を伝熱管１８内部に流し込む。めっき
９の液温はヒーター８により５０℃に加温されている。

めっき液９が伝熱管１８内を循環開始すると同時に、直
流電源２２により、伝熱管１８にマイナス端子３０から
負の電荷金かけ、一方アノード棒２ｏにはプラス端子２
３から正の電荷をかけ、アノード棒２０と伝熱管１８と
の間に電流金波す。この時の電流密度は４ｏＡ／ｄｙｔ
ｆとし、めっきｔｉ９の流速は約１ｍ／秒として行った
。

めっき処理時間は４分間とした。めっき完了後、電′＃
、全切り、リーク弁３２を開き、伝熱管１８内のめっき
液を排出させる。

次にエアーシリンダー３８を下げることにより、アノー
ド棒２０を伝熱管１８より取り出し、水洗。

乾燥全行うことにより１サイクルの管内めっき処理工程
が完了する。このアノード棒２０を取り出す時は、伝熱
管１８の底部３１との接触が無くなると同じに広がり部
２７の外径は小さくなるので、めっき層６をキズつける
ことは無い。

尚、通常のめっき液であれば、伝熱管１８の内壁面５全
体に均一な厚みで銅が析出するが、めっき液９には非イ
オンの界面活性剤であるポリオキンエチレンオレイルエ
ーテルと、５０ｐｐｍ　　という低濃度の塩素イオンと
を有する之め、全体に均一な厚みの銅めっき層とはなら
ず、凹凸の銅めっき層６が形成されることになる。限界
電流密度以上でめっき処理を行った時に生じるデンドラ
イト結晶状のめっき層とは異なり、本発明のめっき層は
非イオン界面活性剤であるポリオキシエチレンオレイル
エーテルが、１価銅イオンと錯体を作り、安定なポリカ
チオンを形成する。そのポリカチオンと低濃度の塩素イ
オンとがめつき形成全抑制する役割をするが、塩素イオ
ンが低濃度であるがために、めっき層は平滑にならず、
凹凸状となるものである。

本発明の凹凸めっき処理方法で重要な管理ポイントは、
ポリオキシエチレンオレイルエーテルの分解によるアセ
トアルデヒド等での液の汚れと、１価の銅イオンの濃度
全一定に保つ事である。そこで本発明は伝熱管１８を通
過しためっき液１９を直接めっき槽７にもどすことを避
け、口、過程１０を通す事により、よりめっき液９中の
有機物質全活性炭層１３で吸着し、めっき液９全再生す
るものである。

すなわち再生され之めっき液９はまず第２循環ポンプ３
３によりポリオキシエチレンオレイルエーテルの混合槽
に送り込まれ、ポリオキシエチレンオレイルエーテル供
給タンク１６よりポリオキンエチレンオレイルエーテル
が添加される事により約５０　ｐｐｍ　　の濃度に調整
される第１工程がある。

次の第２工程では、供給タンク１７より酸化第１銅が同
混合槽１６に供給される。ここで、酸化第１銅はめっき
夜中に溶けると１価の銅イオンとなり、前工程で添加さ
れたポリオキシエチレンオレイルエーテルと錯体を形成
し安定なポリカチオンとしてめっき液９中で安定して生
存する。

第３工程の凹凸めっき処理では、低濃度の塩素イオンと
ポリカチオンとが一部にて結合し凹凸めっき層を形成す
る様に働くが、アノード棒２ｏに不溶性の白金を使用し
ている之め、アノード表面の電位が高くなり水の分解を
起こし、多量の酸素が生成される。この高電位領域では
ポリオキシエチレンオレイルエーテルの分解も促進され
アセトアルデヒド等の不純物が生じる。そのめっき成金
そのまま、繰り返しめっき処理に夏用すると凹凸めっき
状態は安定なものにならない。

そこで、第４工程においては、口過槽１ｏ中の活性炭層
１３を通過させ前工程にて生じた不純物や、残ったポリ
オキシエチレンオレイルエーテルを吸着させ除却する。

以上の工程金繰り返すことにより、めっき液９中のポリ
オキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレ
ン系非イオン界面活性剤の濃度、１価の銅イオン濃度お
よび、めっき液９中の不純物を皆無にすることができる
ので、伝熱管１８の全体に安定して凹凸の銅めっき層６
が形成されることになる。

尚、本発明の一実施例ではポリオキシエチレン系非イオ
ン界面活性剤としてポリオキシエチレンオレイルエーテ
ル全使用したが、それに限るものではなく、ポリエチレ
ングリコールやポリオキシエチレンラウリルエーテル等
のポリオキシエチレン系の非イオン界面活性剤全すべて
含むものである。

また１価の銅イオンの補給方法として酸化第１銅の添加
全実施例に上げたが、銅イオンの補給を酸化第２銅とし
、１価の銅イオンの補給を凹凸めっき全形成する電解系
とは別の補助電解系を設け。

銅電極板に通電しめっき液中に１価の銅イオン全補給さ
せることも考えられるが、酸化第１銅の添加の方が確実
性が高い。

発明の効果 以上の様に、本発明は伝熱管内壁面に凹凸状の銅めっき
層ヲ施すもので、めっき液を伝熱管内へ流し込み電気め
っきするに際し、伝熱管の中心軸に沿って挿入するアノ
ード棒の先端に少なくとも３つの切り込みを入れた広が
り部をもつ絶縁スペーサー全敗り付けたことを特徴とす
る伝熱管管内車面のめっき装置であり、アノードの出し
入れ時に、凹凸状のめっき層をキズつけることなく、ア
ノード棒全伝熱管の中心軸に固定できるので、非常に安
定した、密着強度、硬度の面で優れた凹凸めっき層とな
り、表面積の増大と沸騰伝熱の促進効果をはかる多孔質
層として良好な性能全発揮する伝熱管を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例全示す伝熱管内壁面のめっき
装置の絶縁スペーサーの断面図、第２図！ｉ同第１図の
動作状態を示す断面図、第３図は同装置の接続部材の断
面図、第４図は同装置の伝熱管に挿入されたアノード棒
の状態金示す要部拡大断面図、第５図は同装置の全体概
略図、第６図は熱交換器の斜視図である。 ２．１８・・・・・・伝熱管、６・・・・内壁面、９・
・・・・・めっき液、２０・・・・・アノード棒、２４
・・パ・絶縁スペーサー。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 窮　３　図　　　　　　　　　　　　　２．　ＩＳ−、
イ、Ｐ菅ｓ　−内壁面 第４図　　　　　　　　　９−めり；屓８−　　慴焦！ ゐ　　ゐ ９・−めワ乏潰 第　　５　　図　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　Ｉ８　−ｍ−イ云す）（ｔｎ゛−アノード ２４−　　絶球スペーサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 伝熱管の中心軸に沿ってアノード棒を挿入し、めっき液
   を伝熱管内へ流し込み、伝熱管内壁面に凹凸状のめっき
   層を形成するものであって、前記アノード棒の先端に少
   なくとも３つの切り込みを入れた広がり部をもつ電気絶
   縁スペーサーを取りつけたことを特徴とする伝熱管内壁
   面のめっき装置。