JPH0635668B2 - 熱交換器用伝熱管の製造方法 - Google Patents
熱交換器用伝熱管の製造方法Info
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- JPH0635668B2 JPH0635668B2 JP59110114A JP11011484A JPH0635668B2 JP H0635668 B2 JPH0635668 B2 JP H0635668B2 JP 59110114 A JP59110114 A JP 59110114A JP 11011484 A JP11011484 A JP 11011484A JP H0635668 B2 JPH0635668 B2 JP H0635668B2
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- metal tube
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、熱交換器用伝熱管の製造方法に関する。
熱交換器用伝熱管において、伝熱効率を高めるには、 伝熱面積を大きくする 核沸騰をおこしやすくする 毛細管現象をおこしやくする 乱流が生じやすくする ことが有効とされている。
ところが、従来実用に供されている伝熱管、たとえば内
面平滑なもの（平滑管）あるいは内面にらせん溝等の付
いたもの（溝付管）などは、上記項目を充分満足させる
までには至らず、まだまだ伝熱効率の低いものであっ
た。そこで、本出願人等は、より一層伝熱効率の高い伝
熱管を提供すべく鋭意研究したところ、管の内面に熱伝
熱性を有する粉粒体を無数接合すれば、伝熱面積を大き
くでき、粉粒体間に生じる空間を沸騰核として効果的に
作用させることができ、その結果乱流を効果的に生じさ
せることができ、さらに毛細現象を有効に生じさせるこ
とができる、との考えに至った。
面平滑なもの（平滑管）あるいは内面にらせん溝等の付
いたもの（溝付管）などは、上記項目を充分満足させる
までには至らず、まだまだ伝熱効率の低いものであっ
た。そこで、本出願人等は、より一層伝熱効率の高い伝
熱管を提供すべく鋭意研究したところ、管の内面に熱伝
熱性を有する粉粒体を無数接合すれば、伝熱面積を大き
くでき、粉粒体間に生じる空間を沸騰核として効果的に
作用させることができ、その結果乱流を効果的に生じさ
せることができ、さらに毛細現象を有効に生じさせるこ
とができる、との考えに至った。
ところが、現在のところ、このような伝熱管の有効適切
な製造方法は提供されていないのが実情であり、その方
法の開発が望まれていた。
な製造方法は提供されていないのが実情であり、その方
法の開発が望まれていた。
本発明は、上記のように管の内面に粉粒体を接合してな
る伝熱管を製造するための有効適切な方法を提供するこ
とを目的とする。
る伝熱管を製造するための有効適切な方法を提供するこ
とを目的とする。
本発明では、図１に示すように、熱交換器用金属管１を
矢印（イ）の如く回転させる一方、金属管１の内部にノ
ズル２を挿入する。そして、金属管２を図中右から左に
矢印（ニ）の如く送りつつ、ノズル２から、金属の粉粒
体３と、それより融点の低い粉粒状のはんだまたはろう
材と、バインダー（粘着性を有するのり状の結合剤であ
り、この場合フラックス性を備えているもの。）とを噴
出させて、このバインダーにより金属管１内面に前記金
属粉粒体３および粉粒状のはんだまたはろう材を付着さ
せる。この場合、金属管１を回転させることにより、金
属粉粒体３等は金属管１内面に均一に付着する。
矢印（イ）の如く回転させる一方、金属管１の内部にノ
ズル２を挿入する。そして、金属管２を図中右から左に
矢印（ニ）の如く送りつつ、ノズル２から、金属の粉粒
体３と、それより融点の低い粉粒状のはんだまたはろう
材と、バインダー（粘着性を有するのり状の結合剤であ
り、この場合フラックス性を備えているもの。）とを噴
出させて、このバインダーにより金属管１内面に前記金
属粉粒体３および粉粒状のはんだまたはろう材を付着さ
せる。この場合、金属管１を回転させることにより、金
属粉粒体３等は金属管１内面に均一に付着する。
一方、ノズル２よりも図中左側、すなわちノズル２に対
して前記金属管１の送り方向側（金属管１側から見る
と、ノズル２の相対移動方向の後方側）には、ノズル２
から噴出された金属粉粒体３が管内面に均一に付着され
ると思われる位置に、高周波誘導加熱コイル４等の加熱
手段が配設されている。そして、このように金属粉粒体
３とはんだまたはろう材とが金属管１の内面に付着した
段階で、この加熱手段によって金属管３を加熱し、はん
だまたはろう材のみを溶融させることにより、金属粉粒
体３を金属管１内面に接合する。
して前記金属管１の送り方向側（金属管１側から見る
と、ノズル２の相対移動方向の後方側）には、ノズル２
から噴出された金属粉粒体３が管内面に均一に付着され
ると思われる位置に、高周波誘導加熱コイル４等の加熱
手段が配設されている。そして、このように金属粉粒体
３とはんだまたはろう材とが金属管１の内面に付着した
段階で、この加熱手段によって金属管３を加熱し、はん
だまたはろう材のみを溶融させることにより、金属粉粒
体３を金属管１内面に接合する。
このように本発明によれば、金属管１の内面に金属の粉
粒体３が無数に接合されて、突起や多孔質構造体からな
る層が形成された伝熱効率のきわめて高い伝熱管を、は
んだ付けあるいはろう付けという簡単な接合原理を用い
て製造することが可能である。
粒体３が無数に接合されて、突起や多孔質構造体からな
る層が形成された伝熱効率のきわめて高い伝熱管を、は
んだ付けあるいはろう付けという簡単な接合原理を用い
て製造することが可能である。
しかも、本発明では加熱手段がノズル２に対して金属管
１の送り方向側、すなわち金属管１に対するノズル２の
相対移動方向の後方向に位置せしめられており、このた
めノズル２から噴出されて前記バインダーによりはんだ
またはろう材とともに金属管１内面に付着された金属粉
粒体３は、金属管１の送りにしたがって順次連続的には
んだまたはろう材が溶融せしめられて金属管１の内面に
接合されることとなる。従って、第１図においては右か
ら左に矢印（ニ）の如く金属管１を送ることにより、左
端からは、製品としての伝熱管（実際には自然冷却を含
めた冷却工程を経た後のものが製品となる。）が送り出
されることとなる。
１の送り方向側、すなわち金属管１に対するノズル２の
相対移動方向の後方向に位置せしめられており、このた
めノズル２から噴出されて前記バインダーによりはんだ
またはろう材とともに金属管１内面に付着された金属粉
粒体３は、金属管１の送りにしたがって順次連続的には
んだまたはろう材が溶融せしめられて金属管１の内面に
接合されることとなる。従って、第１図においては右か
ら左に矢印（ニ）の如く金属管１を送ることにより、左
端からは、製品としての伝熱管（実際には自然冷却を含
めた冷却工程を経た後のものが製品となる。）が送り出
されることとなる。
このように本発明においては、前述のような伝熱効率の
高い伝熱管を１回の金属管１の送り出しによって連続に
製造することができ、当該伝熱管の製造工程の簡略化お
よび作業効率の向上を図ることが可能となるとともに、
このような伝熱管の多量生産にも容易に適応することが
できる。しかも加熱手段としては、前記金属粉粒体３等
が管内面に均一に付着されると思われる位置のみに高周
波誘導加熱コイル４等を設ければよく、これによって金
属管１を順次部分的に加熱して金属粉粒体３を接合して
いくので、本発明によれば加熱手段のための設備の簡略
化および省エネルギー化をもなすことができる。
高い伝熱管を１回の金属管１の送り出しによって連続に
製造することができ、当該伝熱管の製造工程の簡略化お
よび作業効率の向上を図ることが可能となるとともに、
このような伝熱管の多量生産にも容易に適応することが
できる。しかも加熱手段としては、前記金属粉粒体３等
が管内面に均一に付着されると思われる位置のみに高周
波誘導加熱コイル４等を設ければよく、これによって金
属管１を順次部分的に加熱して金属粉粒体３を接合して
いくので、本発明によれば加熱手段のための設備の簡略
化および省エネルギー化をもなすことができる。
この場合、金属管１の外側に保護管５を設けるなどし
て、加熱部分における金属管１の内外面を不活性ガスあ
るいは還元性ガス雰囲気に保つことが望ましく、そうす
ることにより、加熱による酸化を防止し、金属粉粒体３
の接合を完全にし、脱落粒をなくすとともに、管外面の
酸化による変質や酸化層の成長を防止し伝熱効果の低下
を防ぐことができ、その結果、高品質の伝熱管を製造で
きる。図中矢印（ロ）（ハ）がそれらガスの流れを示し
ている。
て、加熱部分における金属管１の内外面を不活性ガスあ
るいは還元性ガス雰囲気に保つことが望ましく、そうす
ることにより、加熱による酸化を防止し、金属粉粒体３
の接合を完全にし、脱落粒をなくすとともに、管外面の
酸化による変質や酸化層の成長を防止し伝熱効果の低下
を防ぐことができ、その結果、高品質の伝熱管を製造で
きる。図中矢印（ロ）（ハ）がそれらガスの流れを示し
ている。
なお、金属管１としては、平滑管あるいは溝付管等任意
のものを用いることができ、溝付管を用いた場合には、
溝の壁面や上部等に金属粉粒体が接合されることから、
有効な多孔質構造層が形成され、核沸騰や乱流をきわめ
ておこしやすい、伝熱効率の高い伝熱管を製造すること
ができる。
のものを用いることができ、溝付管を用いた場合には、
溝の壁面や上部等に金属粉粒体が接合されることから、
有効な多孔質構造層が形成され、核沸騰や乱流をきわめ
ておこしやすい、伝熱効率の高い伝熱管を製造すること
ができる。
また、第１図では金属管１をノズル２や加熱コイル４に
対して図中左側に送り出す場合について説明したが、こ
れとは逆に金属管１を固定してノズル２や加熱コイル４
を図中右側に移動させたり、あるいは金属管１を図中左
側に送りつつ、ノズル２や加熱コイル４を図中右側に移
動させるようにしてもよい。ただし、これらの場合にお
いても加熱コイル４等の加熱手段は、ノズル２の金属管
１に対する相対移動方向について、その後方側に配置さ
れていなければならない。
対して図中左側に送り出す場合について説明したが、こ
れとは逆に金属管１を固定してノズル２や加熱コイル４
を図中右側に移動させたり、あるいは金属管１を図中左
側に送りつつ、ノズル２や加熱コイル４を図中右側に移
動させるようにしてもよい。ただし、これらの場合にお
いても加熱コイル４等の加熱手段は、ノズル２の金属管
１に対する相対移動方向について、その後方側に配置さ
れていなければならない。
次に本発明の具体的な実施例をあげる。
第２図の表にあげる組成、形状、および内面溝付管の場
合は溝形状を有する金属管１の内部にノズル２を通し、
このノズル２から、同表に示す組成と粒径を有する金属
粒３、および粒度１００メッシュのはんだまたはろう材
を、バインダーとともに噴出させて管内に付着させ、高
周波誘導加熱により同表に示す温度に金属管１外面の温
度をコントロールしながら、はんだまたはろう材を溶融
させて金属粒３を接合させた。このとき、金属管１の送
り速度は０．９ｍ／min、回転速度は２０ＲＰＭとし
た。また、雰囲気ガスとして、金属管１の内部にＨ２：
Ｎ２＝１：１，外部にＮ２：Ｎ２＝１：３の混合ガスを
流した。
合は溝形状を有する金属管１の内部にノズル２を通し、
このノズル２から、同表に示す組成と粒径を有する金属
粒３、および粒度１００メッシュのはんだまたはろう材
を、バインダーとともに噴出させて管内に付着させ、高
周波誘導加熱により同表に示す温度に金属管１外面の温
度をコントロールしながら、はんだまたはろう材を溶融
させて金属粒３を接合させた。このとき、金属管１の送
り速度は０．９ｍ／min、回転速度は２０ＲＰＭとし
た。また、雰囲気ガスとして、金属管１の内部にＨ２：
Ｎ２＝１：１，外部にＮ２：Ｎ２＝１：３の混合ガスを
流した。
その結果得られた製品を、第３図に示す伝熱特性試験装
置で試験した。この装置中、Ｔは温度センサ、Ｐは圧力
計、ＰＤは差圧計、３０はポンプ、３１はバルブ、３２
は流量計、３３は膨張弁、３４はコンプレッサ、３５は
サブコンデンサ、３６はサブエバボイラ、３７は恒温水
槽であり、３８が供試管としての伝熱管である。そし
て、蒸発および凝縮試験は、５ｍの直管（伝熱管）を使
用し、冷媒Ｒ２２にて次の試験条件にて実施した。
置で試験した。この装置中、Ｔは温度センサ、Ｐは圧力
計、ＰＤは差圧計、３０はポンプ、３１はバルブ、３２
は流量計、３３は膨張弁、３４はコンプレッサ、３５は
サブコンデンサ、３６はサブエバボイラ、３７は恒温水
槽であり、３８が供試管としての伝熱管である。そし
て、蒸発および凝縮試験は、５ｍの直管（伝熱管）を使
用し、冷媒Ｒ２２にて次の試験条件にて実施した。
蒸発試験 凝縮試験 冷媒流量（kg／Ｈ） 40，60，80 40，60，80 蒸発温度（℃） ５ ５付近 過熱度（℃） ５±0.5 ５付近 凝縮温度（℃） 45 45 過冷却度（℃） 10±0.5 ５±0.5 水量 （ｌ／分） 9.0 9.0 水温（℃） 15〜25 25〜35 この場合、それぞれの冷媒流量（kg／Ｈ）毎に冷媒系が
安定するように水温を制御し、この恒温水は供試管３８
に流入する冷媒に対し向流となるようバルブ操作した。
第３図中矢印Ａ，Ａ′は、それぞれ蒸発試験の場合の冷
媒およ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および水の流れる方向を示して
いる。
安定するように水温を制御し、この恒温水は供試管３８
に流入する冷媒に対し向流となるようバルブ操作した。
第３図中矢印Ａ，Ａ′は、それぞれ蒸発試験の場合の冷
媒およ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および水の流れる方向を示して
いる。
この試験の結果、本発明の方法によって得られた伝熱管
は、第４図に示すような優れた伝熱特性を有することが
わかった。なお、比較例は平滑銅管５ｍの場合の結果で
ある。
は、第４図に示すような優れた伝熱特性を有することが
わかった。なお、比較例は平滑銅管５ｍの場合の結果で
ある。
本発明によれば、以上のように、伝熱効率のきわめて高
い新規な伝熱管、すなわち管内面に金属粉粒体を接合し
てなる伝熱管を製造することができた。しかも本発明で
は、ノズルから噴出されて金属管内面に付着した金属粉
粒体は、このノズルの金属管に対する相対移動方向後方
側に配置される加熱手段により、はんだまたはろう材が
溶融することによって金属管内面に接合されるので、前
述のような伝熱管を１回の工程で連続的に製造すること
ができ、製造工程の簡略化、作業効率の向上、および多
量生産への対応を図ることができるとともに、加熱手段
の設備の簡略化、省エネルギー化をもなすことが可能と
なる。さらに、本発明においては、金属管を回転させる
ことにより、金属粉粒体の均一な分散を行なうようにし
ているので、高品質の製品を製造できる等の優れた効果
を奏する。
い新規な伝熱管、すなわち管内面に金属粉粒体を接合し
てなる伝熱管を製造することができた。しかも本発明で
は、ノズルから噴出されて金属管内面に付着した金属粉
粒体は、このノズルの金属管に対する相対移動方向後方
側に配置される加熱手段により、はんだまたはろう材が
溶融することによって金属管内面に接合されるので、前
述のような伝熱管を１回の工程で連続的に製造すること
ができ、製造工程の簡略化、作業効率の向上、および多
量生産への対応を図ることができるとともに、加熱手段
の設備の簡略化、省エネルギー化をもなすことが可能と
なる。さらに、本発明においては、金属管を回転させる
ことにより、金属粉粒体の均一な分散を行なうようにし
ているので、高品質の製品を製造できる等の優れた効果
を奏する。
第１図は本発明の方法を説明するための側断面図、第２
図は本発明の実施例を説明するための表を示す図、第３
図は本発明によって得られた伝熱管の伝熱特性を調べる
ための試験装置の図、第４図は同試験装置によって試験
した結果得られた本発明方法による伝熱管の伝熱特性と
従来の伝熱管の伝熱特性を比較するための図である。 １……金属管、２……ノズル、３……金属の粉粒体、４
……高周波誘導加熱コイル、５……保護管。
図は本発明の実施例を説明するための表を示す図、第３
図は本発明によって得られた伝熱管の伝熱特性を調べる
ための試験装置の図、第４図は同試験装置によって試験
した結果得られた本発明方法による伝熱管の伝熱特性と
従来の伝熱管の伝熱特性を比較するための図である。 １……金属管、２……ノズル、３……金属の粉粒体、４
……高周波誘導加熱コイル、５……保護管。
Claims (4)
- 【請求項１】回転する金属管の内部に挿入されたノズル
から金属の粉粒体と、それより融点の低い粉粒状のはん
だまたはろう材と、バインダーとを噴出させつつ、この
ノズルと前記金属管とを該金属管の長手方向に沿って相
対移動させて、前記バインダーにより前記金属管の内面
に前記金属の粉粒体と、はんだまたはろう材とを付着さ
せながら、 前記金属管に対する前記ノズルの相対移動方向の後方側
に配置される加熱手段により、前記金属の粉粒体とはん
だまたはろう材とが前記金属管の内面に付着した段階で
当該金属管を加熱して、前記金属管の相対移動に従って
順次前記はんだまたはろう材のみを溶融させ、前記金属
の粉粒体を前記金属管の内面に接合することを特徴とす
る熱交換器用伝熱管の製造方法。 - 【請求項２】前記金属管を加熱する際、加熱部分におけ
る金属管の内外面は不活性ガスまたは還元性ガス雰囲気
中におかれることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の熱交換器用伝熱管の製造方法。 - 【請求項３】前記金属管は内面が平滑な管であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の熱
交換器用伝熱管の製造方法。 - 【請求項４】前記金属管は内面に溝が形成された溝付管
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の熱交換器用伝熱管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110114A JPH0635668B2 (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 熱交換器用伝熱管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110114A JPH0635668B2 (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 熱交換器用伝熱管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255982A JPS60255982A (ja) | 1985-12-17 |
| JPH0635668B2 true JPH0635668B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=14527393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110114A Expired - Lifetime JPH0635668B2 (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 熱交換器用伝熱管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635668B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH064185B2 (ja) * | 1987-03-18 | 1994-01-19 | 伸和工業株式会社 | 金属パイルの植毛方法 |
| KR100462226B1 (ko) * | 2002-02-08 | 2004-12-16 | 주식회사 한국에치피티 | 히트파이프 금속분말충진장치 |
| TWI681075B (zh) * | 2018-11-27 | 2020-01-01 | 宏進金屬科技股份有限公司 | 形成金屬管內側金屬鍍層的方法 |
| CN114941137B (zh) * | 2022-05-19 | 2024-01-23 | 湘潭大学 | 一种不锈钢多孔膜的制备及其与不锈钢管连接的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5824495B2 (ja) * | 1979-07-20 | 1983-05-21 | アルミニウム線材株式会社 | 耐熱性導電用アルミニウム合金の製造法 |
| JPS6053830B2 (ja) * | 1980-08-25 | 1985-11-27 | 松下電器産業株式会社 | 太陽熱温水器 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP59110114A patent/JPH0635668B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60255982A (ja) | 1985-12-17 |
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