JPS59100398A - 多孔質伝熱面 - Google Patents
多孔質伝熱面Info
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- JPS59100398A JPS59100398A JP20933182A JP20933182A JPS59100398A JP S59100398 A JPS59100398 A JP S59100398A JP 20933182 A JP20933182 A JP 20933182A JP 20933182 A JP20933182 A JP 20933182A JP S59100398 A JPS59100398 A JP S59100398A
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- Japan
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- heat transfer
- porous
- particle layer
- transfer surface
- liquid
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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
- 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
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
-
- 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
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
- F28F13/187—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はオルガニック・ランキンサイクルの蒸気発生器
、冷凍機の蒸発器、ｄＬ子機器の冷却器などに利用され
る多孔質伝熱面に関するものである。
、冷凍機の蒸発器、ｄＬ子機器の冷却器などに利用され
る多孔質伝熱面に関するものである。
従来蒸発器に用いられている伝熱面の伝熱性能向上方法
には、フィンチューブに見られるような伝熱面積の拡大
による性能向上、および、焼結粒子層のような多孔質構
造による性能向上の２つに大別された方法がある。前者
は単に拡大伝熱面という消極的なものであるが、後者は
沸騰伝熱機構上から見て非常に有効な積極的な伝熱性能
向上方法である。現在までにこの多孔質構造を有する伝
熱面として、焼結粒子によるもの、機械、塑性両加工を
併用して製作したものなど多くの種類のものが造られて
外た。
には、フィンチューブに見られるような伝熱面積の拡大
による性能向上、および、焼結粒子層のような多孔質構
造による性能向上の２つに大別された方法がある。前者
は単に拡大伝熱面という消極的なものであるが、後者は
沸騰伝熱機構上から見て非常に有効な積極的な伝熱性能
向上方法である。現在までにこの多孔質構造を有する伝
熱面として、焼結粒子によるもの、機械、塑性両加工を
併用して製作したものなど多くの種類のものが造られて
外た。
第１図は、多孔質伝熱面における沸騰原理を示す。多数
の・焼結粒チ１からなる多孔質層８には活性開孔２と不
活性開孔４が形成される。活性な開孔２では気泡の成長
、離脱が行われ、これに伴う多孔質層８内の圧力変動お
よび、沸騰液７０表向張力により不活性な開孔４では矢
印５で示す多孔質層Ｂ内へのＭｉ騰液の流入が起こる。
の・焼結粒チ１からなる多孔質層８には活性開孔２と不
活性開孔４が形成される。活性な開孔２では気泡の成長
、離脱が行われ、これに伴う多孔質層８内の圧力変動お
よび、沸騰液７０表向張力により不活性な開孔４では矢
印５で示す多孔質層Ｂ内へのＭｉ騰液の流入が起こる。
この流入液は、多孔式層８内の連結した空洞部に存在す
るコーナ９を伝わり非常に薄い液膜を形成しながら多孔
質層８日全域に広がる。このコーナ９では、液膜が薄い
ため非常に小さな熱抵抗で熱伝達が行われ、液が蒸発す
る。この蒸発蒸気６は、活性開孔２より沸騰気羽３とな
って沸騰液７の伴流を起こしながら吹き出される。この
故の伴流は、多孔質層８最外面における対流熱伝達を促
進する。上記コーナ９における蒸発伝熱および、最外面
における対流伝熱の２つにより、多孔質伝熱面の熱伝達
率は向北する。
るコーナ９を伝わり非常に薄い液膜を形成しながら多孔
質層８日全域に広がる。このコーナ９では、液膜が薄い
ため非常に小さな熱抵抗で熱伝達が行われ、液が蒸発す
る。この蒸発蒸気６は、活性開孔２より沸騰気羽３とな
って沸騰液７の伴流を起こしながら吹き出される。この
故の伴流は、多孔質層８最外面における対流熱伝達を促
進する。上記コーナ９における蒸発伝熱および、最外面
における対流伝熱の２つにより、多孔質伝熱面の熱伝達
率は向北する。
従来技術に挙げた２つの方法のうち拡大伝熱面は、伝熱
面積の拡大に限度があり、飛躍的な性能向上は望めない
。一方、現在製品化されている多孔質伝熱面には次の問
題点がある。即ち、気泡が成長、離脱する活性開化及び
液が流入する不活性開孔が、多孔質層の不均一性によっ
てのみ形成され、この作用の異なった２種類の開孔が、
伝熱面上に不確定に分散しているということである。し
たがって、多孔質伝熱面の製造の出来合いにまかせられ
ているため、個々の伝熱面の伝熱性能のバラツキが大き
く、信頼性に乏しいものとなる。また、多孔質層よりの
気泡の放出及び層内への液の流入が、層内の蒸気圧と液
の表面張力とのバランスのもとに行われることが高い伝
熱性能を維持するためには必要であるが、開孔数が非常
に多く、気液の流入出に対する抵抗が小さいだめ、表面
張力のみが支配因子となっている。したがって、特に低
熱流束域では、多孔質層内での蒸発量が少なくなるため
、活性開孔数が急激に減少し、多孔質層内へ大量の液が
流入する。したがって、多孔質層内の空洞部が液で満た
された状態となり、コーナでの薄い液膜が形成されなく
なるため、伝熱性能の低Ｆが著（〜くなる。液を多孔′
ｓ、層内に入りにくくする方法として細かい粒子を密に
焼結することが考λ−られる。この様にすると、確かに
液供給開孔が小さくなり、多孔質層内への液の引き込み
量は減少する。しかし、同時に多孔質層内の空洞の体積
も減少するため、多条孔質層内に蒸発蒸気を捕捉するだ
けの空洞容積が得られなくなる。さらに、空洞の断面積
が小さくなることにより、気液の流動にｌｊする抵抗が
原産に増加する之め、多孔質層内層部からの蒸気の抜け
が悪くなると共に、内層部への液の供給がとたえがちに
なる。
面積の拡大に限度があり、飛躍的な性能向上は望めない
。一方、現在製品化されている多孔質伝熱面には次の問
題点がある。即ち、気泡が成長、離脱する活性開化及び
液が流入する不活性開孔が、多孔質層の不均一性によっ
てのみ形成され、この作用の異なった２種類の開孔が、
伝熱面上に不確定に分散しているということである。し
たがって、多孔質伝熱面の製造の出来合いにまかせられ
ているため、個々の伝熱面の伝熱性能のバラツキが大き
く、信頼性に乏しいものとなる。また、多孔質層よりの
気泡の放出及び層内への液の流入が、層内の蒸気圧と液
の表面張力とのバランスのもとに行われることが高い伝
熱性能を維持するためには必要であるが、開孔数が非常
に多く、気液の流入出に対する抵抗が小さいだめ、表面
張力のみが支配因子となっている。したがって、特に低
熱流束域では、多孔質層内での蒸発量が少なくなるため
、活性開孔数が急激に減少し、多孔質層内へ大量の液が
流入する。したがって、多孔質層内の空洞部が液で満た
された状態となり、コーナでの薄い液膜が形成されなく
なるため、伝熱性能の低Ｆが著（〜くなる。液を多孔′
ｓ、層内に入りにくくする方法として細かい粒子を密に
焼結することが考λ−られる。この様にすると、確かに
液供給開孔が小さくなり、多孔質層内への液の引き込み
量は減少する。しかし、同時に多孔質層内の空洞の体積
も減少するため、多条孔質層内に蒸発蒸気を捕捉するだ
けの空洞容積が得られなくなる。さらに、空洞の断面積
が小さくなることにより、気液の流動にｌｊする抵抗が
原産に増加する之め、多孔質層内層部からの蒸気の抜け
が悪くなると共に、内層部への液の供給がとたえがちに
なる。
一方、高い熱流束域では、開孔の大部分が活性開孔とな
り、多孔質層内は蒸気で満たされた状態となる。したが
って、伝熱性能は低下すると共に、バーンアウトしやす
くなる。
り、多孔質層内は蒸気で満たされた状態となる。したが
って、伝熱性能は低下すると共に、バーンアウトしやす
くなる。
本発明の目的は、高い伝熱し能を有し、かつ伝熱性能の
安定した、信頼性のある多孔質伝熱面を提供することに
ある。
安定した、信頼性のある多孔質伝熱面を提供することに
ある。
この目的を達成するため、本発明は、伝熱面母材」二に
形成された多孔質粒子層と、この多孔質粒子層の上部の
一部分を規則的に発泡抑制部材でおおうことにより形成
された表皮とから多孔質伝熱面を構成したものである。
形成された多孔質粒子層と、この多孔質粒子層の上部の
一部分を規則的に発泡抑制部材でおおうことにより形成
された表皮とから多孔質伝熱面を構成したものである。
以下、本発明の実施例を図により説明する。
ます、第２図の実施例は、焼結粒子層１１と焼結粒子層
表面上に、規則的な開孔１３あるいはスリット状の狭い
隙間１４及び規則的な開孔１３とスリット状の狭い隙間
１４の双方を持った表皮１２ＶＣより構成された多孔質
伝熱面である。伝熱壁１０の上には焼結粒子層１１を設
け、更にそれを、多数の規則的な開孔１３が開けられた
表皮１２で覆っている。従って、焼結粒子層１１内への
沸騰液の流入及び焼結粒子層１１内よりの気泡の放出に
対して制限を加えることができる。ｇ１］ち、表皮１２
がなく、焼結粒子層１１が沸騰液に゛ム出している場合
、気泡発生点における気泡の成長、離脱には、浮力と気
液界面の表面張力とが支配的因子として関係しており、
焼結粒子層１１内の空洞部の圧力（蒸気圧）はさほど関
与しない。一方、焼結粒子層１１表面の大部分をしめる
沸騰液供給点では、焼結粒子層１１内に形成された狭い
隙間での毛細管現象（表面張力）が支配因子となって、
沸騰ｔｉ、を・焼結粒子層１１内に導く。したがって、
気泡の成長、離脱と液の供給は個々バラバラに単独に行
われることになり、熱流束によって、焼結粒子層１１内
が液で満たされてしまったり、蒸気で元請してしまった
りする。そこで、焼結粒子層１１七部に表皮を設け、気
泡及び液の流入出に抵抗をつけると、それぞれの挙動に
対して、焼結粒子層１１内の圧力が支配因子と（７て加
わることになり、この圧力を介して気泡の成長、離脱と
液の流入とが互いに従属となる。したがって、気泡の放
出量に応じて液の流入量が決まるという様に気液の流入
出がセルフコントロールされるため、広い熱流束範囲で
焼結粒子層１１内に常に薄い液膜が形成され高い熱伝遠
率が得られる。ここで、表皮１２に設けられた開孔１３
の大きさを大小組み合わせることにより、大開孔からは
気泡の放出、小開孔からは液の流入が行われ、気液の流
入山開孔が一意的に決定されてし″まうため、焼結粒子
層１１内の気液の交換がより円滑に行われる様になり、
より効果的となる。第２図に示す様な規則的な開孔１３
の代わりに第３図に示す様な帯状の薄板１５を焼結粒子
層１１上に一定の間隔で規則的に配置することによって
得られるスリット状の狭い隙間１４を設けることによっ
ても同様の効果がイｑられる。即ち、スリット状の狭い
隙間１３が気液の流入出口として働くが、その間隔が十
分に狭い／こめ、気液の流入出に対して抵抗となり、・
焼結粒子層１工内の圧力が気液の流入出に対する支配因
子となる。したがって、第２図に示す開口１３と同様の
働きをスリット状の狭い隙間１３が持つ。
表面上に、規則的な開孔１３あるいはスリット状の狭い
隙間１４及び規則的な開孔１３とスリット状の狭い隙間
１４の双方を持った表皮１２ＶＣより構成された多孔質
伝熱面である。伝熱壁１０の上には焼結粒子層１１を設
け、更にそれを、多数の規則的な開孔１３が開けられた
表皮１２で覆っている。従って、焼結粒子層１１内への
沸騰液の流入及び焼結粒子層１１内よりの気泡の放出に
対して制限を加えることができる。ｇ１］ち、表皮１２
がなく、焼結粒子層１１が沸騰液に゛ム出している場合
、気泡発生点における気泡の成長、離脱には、浮力と気
液界面の表面張力とが支配的因子として関係しており、
焼結粒子層１１内の空洞部の圧力（蒸気圧）はさほど関
与しない。一方、焼結粒子層１１表面の大部分をしめる
沸騰液供給点では、焼結粒子層１１内に形成された狭い
隙間での毛細管現象（表面張力）が支配因子となって、
沸騰ｔｉ、を・焼結粒子層１１内に導く。したがって、
気泡の成長、離脱と液の供給は個々バラバラに単独に行
われることになり、熱流束によって、焼結粒子層１１内
が液で満たされてしまったり、蒸気で元請してしまった
りする。そこで、焼結粒子層１１七部に表皮を設け、気
泡及び液の流入出に抵抗をつけると、それぞれの挙動に
対して、焼結粒子層１１内の圧力が支配因子と（７て加
わることになり、この圧力を介して気泡の成長、離脱と
液の流入とが互いに従属となる。したがって、気泡の放
出量に応じて液の流入量が決まるという様に気液の流入
出がセルフコントロールされるため、広い熱流束範囲で
焼結粒子層１１内に常に薄い液膜が形成され高い熱伝遠
率が得られる。ここで、表皮１２に設けられた開孔１３
の大きさを大小組み合わせることにより、大開孔からは
気泡の放出、小開孔からは液の流入が行われ、気液の流
入山開孔が一意的に決定されてし″まうため、焼結粒子
層１１内の気液の交換がより円滑に行われる様になり、
より効果的となる。第２図に示す様な規則的な開孔１３
の代わりに第３図に示す様な帯状の薄板１５を焼結粒子
層１１上に一定の間隔で規則的に配置することによって
得られるスリット状の狭い隙間１４を設けることによっ
ても同様の効果がイｑられる。即ち、スリット状の狭い
隙間１３が気液の流入出口として働くが、その間隔が十
分に狭い／こめ、気液の流入出に対して抵抗となり、・
焼結粒子層１工内の圧力が気液の流入出に対する支配因
子となる。したがって、第２図に示す開口１３と同様の
働きをスリット状の狭い隙間１３が持つ。
この場合においても、スリット状の狭い隙間工３の幅を
大小と組み合わせることにより、気液の流入山路が一意
的に決定される様になり、気液の交換がより円滑に行わ
れる様になる。また、第３図に示す様な帯状の薄板１５
の代わりにワイヤーを用いても同様の効果が得られる。
大小と組み合わせることにより、気液の流入山路が一意
的に決定される様になり、気液の交換がより円滑に行わ
れる様になる。また、第３図に示す様な帯状の薄板１５
の代わりにワイヤーを用いても同様の効果が得られる。
第４図は、開孔１３とスリット状の狭い隙間１４を組み
合わせたものである。この場合も上記の２例と同様の効
果を持つが、それぞれ抵抗係数の異なる開孔１３とスリ
ット状の狭い隙間１４の双方を設けたことにより、気液
の流入出路の分＃を更に進めたものである。
合わせたものである。この場合も上記の２例と同様の効
果を持つが、それぞれ抵抗係数の異なる開孔１３とスリ
ット状の狭い隙間１４の双方を設けたことにより、気液
の流入出路の分＃を更に進めたものである。
上記第２図、！ｔ３図、第４図に示した表皮１２は焼結
粒子層１１と熱的に継がっている必要はなく、例えば、
伝熱＋ｂｉがバイブの場合、表皮１２を焼結広島ａ上に
巻くという装作によって本発明による高い伝熱性能を有
する多孔質伝熱管が得られる。
粒子層１１と熱的に継がっている必要はなく、例えば、
伝熱＋ｂｉがバイブの場合、表皮１２を焼結広島ａ上に
巻くという装作によって本発明による高い伝熱性能を有
する多孔質伝熱管が得られる。
また、表皮工２として非金属板材を用いると、伝熱面外
表面か断熱状態となり、したがって、大部分の熱が焼結
粒子層重１内の蒸発によって移動するため、特に低い熱
流束域においても活発な発泡が行われる。
表面か断熱状態となり、したがって、大部分の熱が焼結
粒子層重１内の蒸発によって移動するため、特に低い熱
流束域においても活発な発泡が行われる。
さらに本発明の他の実施例を第５図により説明する。
第５図は、一定の間隔で敵状に形成された焼結粒子層１
１と、この焼結粒子層１１部を覆う成年浸透性部材から
成る表皮１２とを伝熱壁１０上に構成（〜て得られる多
孔質伝熱面の一例を示す。この表皮１２は、その下部に
形成されている焼結粒子層１１と同様一定間隔に設けら
れたものである。
１と、この焼結粒子層１１部を覆う成年浸透性部材から
成る表皮１２とを伝熱壁１０上に構成（〜て得られる多
孔質伝熱面の一例を示す。この表皮１２は、その下部に
形成されている焼結粒子層１１と同様一定間隔に設けら
れたものである。
したがって、スリット状の狭い隙間、即ち表面開口２３
を持ち、この表面開口２３を通して外表面と連結させら
れた表皮上空洞２４を形成する。・焼結粒子層１１内部
のコーナに形成された液膜は、焼結粒子により熱を受け
、蒸発する。一方、この蒸発蒸気は表皮上空洞２４に導
かれ、そこで、一定時間捕捉された後、気泡となって表
面開口２３より外表面へ放出される。一方、沸騰液は、
表皮１ｚによって焼結粒子層１１への供給が抑制されて
おり、上記気泡の放出と入れ代わりに表面開口２３より
放出気泡に見合った量の沸騰液が表皮上空洞２４へ導か
れる。表面開口２３より入った沸ｍａは、敵状の焼結粒
子１−１１の内部を毛細管現象で伝わりながら表皮上空
洞２４の側壁全面を濡らすように広がる。即ち、本実施
例によると、伝熱面中で最も温度の高い伝熱壁側の焼結
粒子層が布に液で濡らされた状態に保つことができ、さ
らに、液及び蒸気は、表皮上空洞２４と表面開孔２３に
よって気液の流入出量がセルフコントロールされる。
を持ち、この表面開口２３を通して外表面と連結させら
れた表皮上空洞２４を形成する。・焼結粒子層１１内部
のコーナに形成された液膜は、焼結粒子により熱を受け
、蒸発する。一方、この蒸発蒸気は表皮上空洞２４に導
かれ、そこで、一定時間捕捉された後、気泡となって表
面開口２３より外表面へ放出される。一方、沸騰液は、
表皮１ｚによって焼結粒子層１１への供給が抑制されて
おり、上記気泡の放出と入れ代わりに表面開口２３より
放出気泡に見合った量の沸騰液が表皮上空洞２４へ導か
れる。表面開口２３より入った沸ｍａは、敵状の焼結粒
子１−１１の内部を毛細管現象で伝わりながら表皮上空
洞２４の側壁全面を濡らすように広がる。即ち、本実施
例によると、伝熱面中で最も温度の高い伝熱壁側の焼結
粒子層が布に液で濡らされた状態に保つことができ、さ
らに、液及び蒸気は、表皮上空洞２４と表面開孔２３に
よって気液の流入出量がセルフコントロールされる。
また、表皮１２０幅を敵状の焼結粒子層１１の幅より大
きくすることにより、堀皮Ｆ空洞２４に保持された蒸気
及び液がより支足的にイ子仕するようになる。
きくすることにより、堀皮Ｆ空洞２４に保持された蒸気
及び液がより支足的にイ子仕するようになる。
第６図に、本発明の他の実施例を示す。本実施例は、鮎
状に形成された焼結粒子層１１とこの焼結粒子層１１部
を覆う表皮１２とを伝熱壁１０上に人手の間隔で交互に
組み合わせて構成して得ら１する多孔式伝Ｍ面の一″Ｍ
を示す。
状に形成された焼結粒子層１１とこの焼結粒子層１１部
を覆う表皮１２とを伝熱壁１０上に人手の間隔で交互に
組み合わせて構成して得ら１する多孔式伝Ｍ面の一″Ｍ
を示す。
間隔の大きい方に形成された表面開口２７は、この表面
開口２７を通して外表面と連結された表皮ド空洞２５を
有する。また、同様に、間隔の小さい方に形成された表
向開口２６は、表皮上空洞２４を有する。焼結粒子層１
１内で発生した蒸発蒸気は、外表面一までの蒸気の流動
抵抗が小さい、大きい表面開口２７と連通している表皮
上空洞２５に導かれる。そこで、一定時間捕捉された後
、気泡となって大きい表面開口２７よシ外表面へ放出さ
れる。一方、大きい表面開口２７からの発泡に伴って、
小さい表面開口２６を通して表皮上空洞２４内に沸騰液
が流入する。表皮上空洞２４内に導かれた沸騰液は、敵
状の焼結粒子）＠ １１の内部を毛細管現象で伝わりな
がら、表皮Ｆ空洞２４の側壁全面を藺らすように広がる
。本実施例によると、大きい表面開口２７から蒸気が放
出され、小さい表面開口２６から沸騰液が流入するとい
う様に、気液の流入山路を分離することができ、気液の
流れが安定したものとなる。
開口２７を通して外表面と連結された表皮ド空洞２５を
有する。また、同様に、間隔の小さい方に形成された表
向開口２６は、表皮上空洞２４を有する。焼結粒子層１
１内で発生した蒸発蒸気は、外表面一までの蒸気の流動
抵抗が小さい、大きい表面開口２７と連通している表皮
上空洞２５に導かれる。そこで、一定時間捕捉された後
、気泡となって大きい表面開口２７よシ外表面へ放出さ
れる。一方、大きい表面開口２７からの発泡に伴って、
小さい表面開口２６を通して表皮上空洞２４内に沸騰液
が流入する。表皮上空洞２４内に導かれた沸騰液は、敵
状の焼結粒子）＠ １１の内部を毛細管現象で伝わりな
がら、表皮Ｆ空洞２４の側壁全面を藺らすように広がる
。本実施例によると、大きい表面開口２７から蒸気が放
出され、小さい表面開口２６から沸騰液が流入するとい
う様に、気液の流入山路を分離することができ、気液の
流れが安定したものとなる。
第７図に、本発明の他の実施例を示す。本実施例は、第
５図に示した実施例の表皮１２に複数個の開孔２８を設
けたものでちる。表皮１２に開孔２８を設けることによ
り、表面開口１３からは蒸気泡が放出され、開孔２８か
らは辞騰液が吸引される。したがって、気液の流入出口
が分離され、その流動が安定となる。また、第６図に示
す実施例のように、表皮１２の間隔で沸騰液の流入量を
コントロールするものではないため製作が容易になる。
５図に示した実施例の表皮１２に複数個の開孔２８を設
けたものでちる。表皮１２に開孔２８を設けることによ
り、表面開口１３からは蒸気泡が放出され、開孔２８か
らは辞騰液が吸引される。したがって、気液の流入出口
が分離され、その流動が安定となる。また、第６図に示
す実施例のように、表皮１２の間隔で沸騰液の流入量を
コントロールするものではないため製作が容易になる。
第８図に、本発明の他の実施例を示す。本実施例は、第
５図に示した実施例の表面開口２３部を形成する表皮１
２を波形にしたものである。表皮１２を波形にすること
により、同一列上に、大表面開化３０と小表面開孔２９
が形成される。大表面開孔３０からは蒸気泡が放出され
、／］・表面開孔２９からは液が吸引される。したがっ
て、気液の流入出口が分離され、その流動が安定となる
。また、第６図に示す実施例のように、表皮１２の間隔
で開口幅をコントロールするものではないだめ製作が容
易になる。
５図に示した実施例の表面開口２３部を形成する表皮１
２を波形にしたものである。表皮１２を波形にすること
により、同一列上に、大表面開化３０と小表面開孔２９
が形成される。大表面開孔３０からは蒸気泡が放出され
、／］・表面開孔２９からは液が吸引される。したがっ
て、気液の流入出口が分離され、その流動が安定となる
。また、第６図に示す実施例のように、表皮１２の間隔
で開口幅をコントロールするものではないだめ製作が容
易になる。
第９図に、本発明の他の実施例を示す。本実施例は、敵
状に形成された焼結粒子層１１の上部を傾斜させ、この
傾斜した焼結粒子層１１部を覆う表皮１２を伝熱壁１０
上に構成して得られる多孔質伝熱面の一例を示す。この
表皮１２は、伝熱壁ｌＯとの間に上部が傾斜した焼結粒
子Ｎｊｊｌｌによって、大きい側面開口３１、小さい側
面開口３２を形成する。大きい側面開口３１からは蒸気
泡が放出され、小さい側面開口３２からは沸騰液が吸引
される。したがって、気液の流入出口が分離され、その
流動が安定となる。
状に形成された焼結粒子層１１の上部を傾斜させ、この
傾斜した焼結粒子層１１部を覆う表皮１２を伝熱壁１０
上に構成して得られる多孔質伝熱面の一例を示す。この
表皮１２は、伝熱壁ｌＯとの間に上部が傾斜した焼結粒
子Ｎｊｊｌｌによって、大きい側面開口３１、小さい側
面開口３２を形成する。大きい側面開口３１からは蒸気
泡が放出され、小さい側面開口３２からは沸騰液が吸引
される。したがって、気液の流入出口が分離され、その
流動が安定となる。
第１０図に、本発明の他の実施例を示す。本実施例は、
第８図に示した実施例の表面開孔２９゜３０を連通しだ
ものではなく、個々に独立させ、より制限された表面開
孔３３としたものである。
第８図に示した実施例の表面開孔２９゜３０を連通しだ
ものではなく、個々に独立させ、より制限された表面開
孔３３としたものである。
表面開孔３３をより制限することにより、蒸気泡の放出
に対する抵抗が増加する。したがって、より多くの蒸気
を表皮上空洞２４内に捕捉することができ、表皮上空洞
２４内の圧力が上昇すると共に、蒸気泡の放出に伴う圧
力変動幅が大きくなる。
に対する抵抗が増加する。したがって、より多くの蒸気
を表皮上空洞２４内に捕捉することができ、表皮上空洞
２４内の圧力が上昇すると共に、蒸気泡の放出に伴う圧
力変動幅が大きくなる。
このため、沸騰液の表皮上空洞２４内への流入が制限さ
れると共に、蒸気泡の放出分に見合った液量のみが流入
することになり、表皮上空洞２４及び焼結粒子層１１内
が液で満たされるという状態を回避することができる。
れると共に、蒸気泡の放出分に見合った液量のみが流入
することになり、表皮上空洞２４及び焼結粒子層１１内
が液で満たされるという状態を回避することができる。
よって、特に、多孔質層内での蒸発量が少なく、層内が
液で埋まってしまうような低熱流束下においても高い伝
熱性能が維持できる。
液で埋まってしまうような低熱流束下においても高い伝
熱性能が維持できる。
第１１図に、本発明の他の実施例を示す。本実施例は、
第９図に示した実施例の側面開口３１゜３２を焼結粒子
層１１の上部を傾斜させて形成するのではなく、表皮３
４で焼結粒子層１１の側面も覆ったものである。表皮３
４で覆う焼結粒子層１１の側面の大きさを変えることで
、蒸気泡が放出される大きい側面開口３７、沸騰液が吸
引される小さい…り面開口３６が形成される。表皮３４
の各間は、伝熱壁１０が底面となる矩形溝３５が形成さ
れる。したがって、気液の流入出口が分離され、その流
動が安定となる。また、沸騰液は、最も温度の高い伝熱
壁１０に沿って小さい側面間［コ３６から焼結粒子層１
１内に流入するため、蒸発性能が向上する。
第９図に示した実施例の側面開口３１゜３２を焼結粒子
層１１の上部を傾斜させて形成するのではなく、表皮３
４で焼結粒子層１１の側面も覆ったものである。表皮３
４で覆う焼結粒子層１１の側面の大きさを変えることで
、蒸気泡が放出される大きい側面開口３７、沸騰液が吸
引される小さい…り面開口３６が形成される。表皮３４
の各間は、伝熱壁１０が底面となる矩形溝３５が形成さ
れる。したがって、気液の流入出口が分離され、その流
動が安定となる。また、沸騰液は、最も温度の高い伝熱
壁１０に沿って小さい側面間［コ３６から焼結粒子層１
１内に流入するため、蒸発性能が向上する。
第１２図に、本発明の他の実施例を示す。本実施例は、
第１１図に示した実施例の側面開口３６゜３７を焼結粒
子層１１の側面を覆う表皮３４の大きさによって形成す
るのではなく、表面に複数個の開孔２８、両側面に複数
個の切欠き２８を有する表皮３４で焼結粒子層１１を全
体的に覆ったものである。焼結粒子層１１内で発生した
蒸発蒸気は、表皮３４内で捕捉された後、気泡となって
表面に設けた開孔２８から放出される。一方、沸騰液は
、開孔２８からの発泡に応じて、表皮３４０両側面に設
けた切欠き３８から焼結粒子層１１内に流入する。した
がって、気液の流入出口が分離され、その流動が安定と
なる。また、沸騰液は、最も温度の高い伝熱壁１０に沿
って、セルフコントロールされながら表皮３４の両側面
に設けられた切欠き３８から焼結粒子層１１内に流入す
るため、蒸発性能が向上する。
第１１図に示した実施例の側面開口３６゜３７を焼結粒
子層１１の側面を覆う表皮３４の大きさによって形成す
るのではなく、表面に複数個の開孔２８、両側面に複数
個の切欠き２８を有する表皮３４で焼結粒子層１１を全
体的に覆ったものである。焼結粒子層１１内で発生した
蒸発蒸気は、表皮３４内で捕捉された後、気泡となって
表面に設けた開孔２８から放出される。一方、沸騰液は
、開孔２８からの発泡に応じて、表皮３４０両側面に設
けた切欠き３８から焼結粒子層１１内に流入する。した
がって、気液の流入出口が分離され、その流動が安定と
なる。また、沸騰液は、最も温度の高い伝熱壁１０に沿
って、セルフコントロールされながら表皮３４の両側面
に設けられた切欠き３８から焼結粒子層１１内に流入す
るため、蒸発性能が向上する。
上記の実施例で示した多孔質伝熱面は、液上浸透性部材
から成る短冊状の薄板の上に焼結粒子層を形成１／ 、
伝熱壁土に焼結粒子層を下にして貼り付けることによっ
て得られる。特に、伝熱面が・くイブの場合、第１３図
に示すように、焼結粒子層１１を形成したテープ状の薄
板４０を伝熱壁１０に巻き付けるという装作で、簡単に
高い伝熱性能を有する多孔質伝熱管が得られる。
から成る短冊状の薄板の上に焼結粒子層を形成１／ 、
伝熱壁土に焼結粒子層を下にして貼り付けることによっ
て得られる。特に、伝熱面が・くイブの場合、第１３図
に示すように、焼結粒子層１１を形成したテープ状の薄
板４０を伝熱壁１０に巻き付けるという装作で、簡単に
高い伝熱性能を有する多孔質伝熱管が得られる。
本発明によれば、液を蒸発させ蒸気を製造する部分と、
蒸気を気泡として放出する部分及び液を供給する部分を
分離することができ、更に、気泡の流入流量が必要量に
応じてセルフコントロールできるため、多孔質層内が液
で満だ・されてしまったり、蒸気で満たされてしまうと
いう状態を防ぐことができ、広い熱流束範囲で高い伝熱
性能を有する多孔式伝熱面を実現することができる。
蒸気を気泡として放出する部分及び液を供給する部分を
分離することができ、更に、気泡の流入流量が必要量に
応じてセルフコントロールできるため、多孔質層内が液
で満だ・されてしまったり、蒸気で満たされてしまうと
いう状態を防ぐことができ、広い熱流束範囲で高い伝熱
性能を有する多孔式伝熱面を実現することができる。
第１図は多孔質伝熱面における沸騰モデル図、第２図〜
第４図は各々本発明による多孔質伝熱面の実施例を説明
する拡大斜視断面図、第５図〜第１２図も各々本発明に
よる多孔質伝熱面の実施例を説明する拡大斜視断面図で
ある。第１３図は本発明による多孔質伝熱面をパイプと
して製作する場合の一例を示す正面図である。 １０・・・伝熱壁、１１・・・焼結粒子層、１２・・・
表皮、１３・・・開孔、１４・・・スリット状の狭い隙
間、１５・・・帯状の薄板、２３・・・表面間［」、２
４・・・表皮下空第 １ 区 Ｙ ２ り ／θ 第 ３ ロ 第４− 図 １４、 第 ５ 図 ２３ ）６ ６ 匹〕 第 ７ 図 第 ８ ロ 第 ９ 目 閉 ／ρ 図 ９ ４８１− 矛 １１ 図 茅 １２２ ／θ 、が ／ｌ 第 １３ 図 習志野市実籾町１−６８７エヌデ ーシー株式会社内 ■出 願 人 工ヌデーシー株式会社 習志野市実籾町１−６８７
第４図は各々本発明による多孔質伝熱面の実施例を説明
する拡大斜視断面図、第５図〜第１２図も各々本発明に
よる多孔質伝熱面の実施例を説明する拡大斜視断面図で
ある。第１３図は本発明による多孔質伝熱面をパイプと
して製作する場合の一例を示す正面図である。 １０・・・伝熱壁、１１・・・焼結粒子層、１２・・・
表皮、１３・・・開孔、１４・・・スリット状の狭い隙
間、１５・・・帯状の薄板、２３・・・表面間［」、２
４・・・表皮下空第 １ 区 Ｙ ２ り ／θ 第 ３ ロ 第４− 図 １４、 第 ５ 図 ２３ ）６ ６ 匹〕 第 ７ 図 第 ８ ロ 第 ９ 目 閉 ／ρ 図 ９ ４８１− 矛 １１ 図 茅 １２２ ／θ 、が ／ｌ 第 １３ 図 習志野市実籾町１−６８７エヌデ ーシー株式会社内 ■出 願 人 工ヌデーシー株式会社 習志野市実籾町１−６８７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、熱を伝える多孔質粒子性伝熱面において、伝熱壁母
材上に形成された多孔質粒子層の上部の一部分を発泡抑
制部（］によって規則的に覆ったことを特徴とする多孔
質伝熱面。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記発泡抑制部材
を帯状の薄板としたことを特徴とする多孔質伝熱面。 ３、特許請求の範囲第１項において、ｎＩ記発泡抑制部
利を、多数の制限された開口部全方する多孔板としたこ
とを特徴とする多孔質伝熱面。 ４、熱を伝える多孔質伝熱面において、伝熱壁母材上に
敵状の多孔質粒子層と、前記多孔質粒子層の上部を覆う
減下浸透性の帯状の薄板とによって構成したことを特徴
とする多孔質伝熱面。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記減小浸透性部
材から成る帯状の薄板で覆われた多孔質粒子層の畝間隔
を交互に大小としたこと全特徴どする多孔質伝熱面。 ６、特許請求の範囲第４項において、前記減小浸透性部
材から成る帯状の薄板に複数個の開孔を設けたことを特
徴とする多孔質伝熱面。 ７、特許請求の範囲第４項において、Ａｉｌ記液不減下
性部材から成る帯状の薄板を長手方向に一定の間隔で波
形の切欠きを設けたことを特徴とする多孔質伝熱面。 ８、特許請求の範囲第４項において、前記減小浸透性部
材から成る帯状の薄板で覆われた多孔質粒子層の北部を
傾斜させたことを特徴とする多孔質伝熱面っ ９、特許請求の範囲第４項において、前記減小浸透性部
材から成る帯状の薄板に前記敵状の多孔質粒子層間で個
々に独立した開孔を設けたことを特徴とする多孔質伝熱
面。 １０、特許請求の範囲第４項において、前記敵状の多孔
質粒子層の両側部も前記減小浸透性部材から成る帯状の
薄板で大きさを変えて覆ったことを特徴とする多孔質伝
熱面。 １１、特許請求の範囲第４項において、前記敵状の多孔
質粒子層の上部に開孔、両側部に切欠きが設けられるよ
うに前記減下浸透性部材から成る帯状の薄板で全体的に
覆ったことを特徴とする多孔質伝熱面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20933182A JPS59100398A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 多孔質伝熱面 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20933182A JPS59100398A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 多孔質伝熱面 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59100398A true JPS59100398A (ja) | 1984-06-09 |
| JPH0559357B2 JPH0559357B2 (ja) | 1993-08-30 |
Family
ID=16571171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20933182A Granted JPS59100398A (ja) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | 多孔質伝熱面 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59100398A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794983A (en) * | 1987-02-02 | 1989-01-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heat exchanger tube for evaporation or condensation |
| US6119770A (en) * | 1996-12-09 | 2000-09-19 | Uop Llc | Trapped particle heat transfer tube |
| WO2003019081A1 (de) * | 2001-08-24 | 2003-03-06 | Zae Bayern Bayrisches Zentrum Für Angewandte Energieforschung E.V. | Stoff- und wärmeaustauscherfläche sowie stoff- und wärmeaustauschreaktor mit einer solchen stoff- und wärmeaustauscherfläche |
| US8165855B2 (en) | 2009-05-27 | 2012-04-24 | King Fahd University Of Petroleum & Minerals | Method for modeling fluid flow over porous blocks |
| DE202019105225U1 (de) * | 2019-09-20 | 2020-12-22 | Akg Verwaltungsgesellschaft Mbh | Wärmeaustauscher |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5185543A (ja) * | 1975-01-25 | 1976-07-27 | Hitachi Shipbuilding Eng Co | Takoshitsudennetsutai |
| JPS57164292A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | Boiling heat transfer surface |
-
1982
- 1982-12-01 JP JP20933182A patent/JPS59100398A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5185543A (ja) * | 1975-01-25 | 1976-07-27 | Hitachi Shipbuilding Eng Co | Takoshitsudennetsutai |
| JPS57164292A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | Boiling heat transfer surface |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4794983A (en) * | 1987-02-02 | 1989-01-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heat exchanger tube for evaporation or condensation |
| US4880054A (en) * | 1987-02-02 | 1989-11-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heat exchanger tube for evaporation or condensation |
| US6119770A (en) * | 1996-12-09 | 2000-09-19 | Uop Llc | Trapped particle heat transfer tube |
| WO2003019081A1 (de) * | 2001-08-24 | 2003-03-06 | Zae Bayern Bayrisches Zentrum Für Angewandte Energieforschung E.V. | Stoff- und wärmeaustauscherfläche sowie stoff- und wärmeaustauschreaktor mit einer solchen stoff- und wärmeaustauscherfläche |
| US8165855B2 (en) | 2009-05-27 | 2012-04-24 | King Fahd University Of Petroleum & Minerals | Method for modeling fluid flow over porous blocks |
| DE202019105225U1 (de) * | 2019-09-20 | 2020-12-22 | Akg Verwaltungsgesellschaft Mbh | Wärmeaustauscher |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0559357B2 (ja) | 1993-08-30 |
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