JPS61208496A - 蒸発伝熱壁 - Google Patents

蒸発伝熱壁

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Publication number
JPS61208496A
JPS61208496A JP4897085A JP4897085A JPS61208496A JP S61208496 A JPS61208496 A JP S61208496A JP 4897085 A JP4897085 A JP 4897085A JP 4897085 A JP4897085 A JP 4897085A JP S61208496 A JPS61208496 A JP S61208496A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cavity
heat transfer
transfer wall
wall
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4897085A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Kawamata
川又 治
Tadao Otani
忠男 大谷
Hiromichi Yoshida
博通 吉田
Satoshi Sasaki
敏 佐々木
Kiyoshi Oizumi
大泉 清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP4897085A priority Critical patent/JPS61208496A/ja
Publication of JPS61208496A publication Critical patent/JPS61208496A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、接触する液体を蒸R<Fljmを含む広い意
味)させることによって液体へ有利に熱を伝達すること
のできる伝熱壁の改良に関するしのである。
[従来技術とその問題点] 板や管の表面からこれと接触する液体、例えばフロン液
を蒸発させることによって液体へ有利に熱伝達するため
の試みとして、伝熱壁の表面下に微小な間隔で隣接する
多数の微細な細長い空洞を設け、該空洞の各々の天井に
、該空洞に沿って機状な間隔で規則的に配置され、該空
洞を外部と連通させる微小な孔を設けたものが提案され
ている(特公昭56−44357号公報)。
このような伝熱壁であれば、空洞に沿ってスリット状の
狭い開口を連続させて設けたものに化へて高い伝熱性能
を得ることができる。しかし、近年このよう(2伝熱壁
を使用づる機器の小型化、高性能化等に伴って、伝熱壁
としては更に高い伝熱性能、特に低熱負荷時でも高性能
な伝熱性能を維持できるものが要求されている。
[発明の概要] 本発明は以上のような点に鑑み、前記したような伝熱壁
における空洞を、これと交差し、深さが少なくとも前記
空洞の底面と同じの複数の溝によって分断し、前記空洞
を前記孔と異なる開口によって解放づることにより、低
熱負荷時でも優れた伝熱性能を示す伝熱壁が得られるよ
うにしたものである。
[実施例1 以下、本発明の添付図面を参照して説明すれば、第1図
は本発明を管材の外表面部に適用した場合を示している
。
第1図において2が例えば鋼管からなる管材1の外側の
表面下に形成された微細な空洞で、例えば、高さ0.2
〜1.0ttm、幅0.1〜1.0Im程度のものが、
0.2〜1.5mm程度のピッチで隣接し、管軸に対し
てほぼ直角に近い傾きをもってらせlυ状に連続してい
る。3は管材1と−・体をなして空洞2を隔てる壁でそ
の」ニ方は、第1図の右側の断面に見られるように、空
洞2に沿った方向に部分的に、一方の面が隣接する壁に
接近したような形で厚くなっている。4がその壁3と−
・体をなり天井で、各空洞2の天井には夫々第2図(a
)に示ずように平面的には内接円径にして0.1〜0.
4m程度の略三角形をなす微小な孔5が空洞2に沿って
0.3〜1.0#程度のピッチで規則的に設けられてい
る。この孔5は略三角形に限らず、円形1片形、小判形
等であってもよい。
空洞2に沿った孔5の間の天井4部分は、第1図の左側
の断面で示づように、その裏面中央部が他部より厚くな
って壁3の厚くなった部分への続き、天井の裏面全体と
しては、それがあたかも空洞2に沿って波を打ったよう
になついる。
従って空洞2は、その断面積が長手方向に部分的に異な
り、孔5の部分が他の部分に比べてやっと大きくなって
いる。
この空洞2の断面は、天井の裏面が平らでほぼ一様であ
ってもよい。
各空洞2は、その空洞2の管軸に対するらせん角と異な
る角度で−・定間隔、例えば20#I#I以下のピッチ
で設けられた溝9によって開放されている。
この溝9の深さは空洞2が開放されるよう、空洞2の底
面と同じか、それよりも深く、例えば0.2〜1.C)
IMである。また溝9の幅は、0.1〜5.0FM1程
度が適当であり、溝9により開放された空洞の出入口孔
6の大きさは、表面の孔5よりも大きくなっている。
尚、表面側の孔5の内部には、各々該孔5を含む孔部近
傍から鎖孔5を横切る方向へ突出した突起が設けられて
いてもよい。そのような突起は、孔5部において空洞2
に対する液の侵入を蒸気泡の放出を交通整理するように
作用し、伝熱性能向上に寄与する。以上のような構成の
表皮帯域をもった伝熱壁1が、これと接触して)11i
a ?lる液体8より高い温度で加熱され、液体8を沸
騰させる現象を第2図によって説明づる。蒸発熱伝達性
能面向上の要因は、空洞2内への液8の吸、引の促進及
びその液の蒸気泡7への成長、孔5からの離脱の促進で
ある。つまり、空洞2内の液が蒸気泡7への成長し、孔
5から離脱することにより空洞2内の蒸気圧力を変動さ
せ、あたかもパルプのように孔5から液8を吸引する。
また液8の吸引される量は、孔5の大きさに起因する流
路抵抗及び空洞2内の蒸気圧力の変動量によってコント
ロール4される。
伝熱壁1の加熱が大きい場合、つまり熱負荷が大きい時
、空洞2内の液の蒸気泡7への成長、離脱が活発であり
、空洞2内の蒸気圧力変動量が大きく、孔5の大きさに
起因する流路抵抗の大小にも拘らず、液の吸引も活発に
行われる。一方、加熱が小さい場合、つまり熱゛負荷が
小さい場合、蒸気泡7の成長、離脱が抑制されるため、
空洞2内の蒸気圧力変動間が小さく、流路抵抗の大ぎい
小なる孔5では、液の吸引が抑制されてしまう。表面側
の孔5を大きくすると、蒸気圧力変動に拘らず、空洞2
内へ液8が流入するため、空洞2内が満液状態となって
蒸気泡7の成長を抑えてしまう。
そのため、表面孔5に大小をつければ、液8の吸引、蒸
気泡7の成長、離脱をあたかも役割分1f1するように
低負荷時においでも沸騰が活発に行イイわれる。このよ
うな伝熱壁として本発明の空洞天井部にもうけられた孔
5及び溝9によって設けられた空洞2の出入1コ部とな
る大きな孔6を有するものが考えられる。
本発明の実施例では、外径18m、肉厚1.1mrRの
導管の外表面の直下に、高さが高いところで0.45m
、低いところで0.3M1幅0.25Mの空洞を管軸に
対して直角に近い傾きをもって0.5順のピッチでら「
ん状に形成した。この場合、空洞が形成された部分の外
表面は、孔部を除いて平らにされた。しかして、その空
洞の高さの高い部分の天井に、−辺が空洞をへだでる壁
の一方の面の外表面側への延長上にあり、内接円径にし
て約0.2mの大きさをもつ略三角形状の孔を、空洞に
沿って0.8mのピッチで形成した。この伝熱面に、管
軸方向のピッチが5m、7m、10M及び14mのらせ
ん状の溝を、溝幅1.5m。
深さ0.56I屑で各々設り、らせん溝部で形成される
空洞の出入口部の大ぎな孔の数を変化させ、らVん溝の
ない従来の伝熱面に対ツる蒸発熱伝達率の変化を調べた
。その結果を第3図及び第4図に示づ。この場合の実験
条件は、フ[JンR11を用い、絶対圧)] 0 、4
1 k(+/cm2とした。この結果、らせん溝による
空洞出入口部の大きな孔がもうけられることにより、各
熱流速において蒸発熱伝達率の増加率は変化するが、特
に低熱流速下でより高い蒸発熱伝達率の増加が得られる
ことが確認でき、しかも、らせん溝によ大きな孔と表面
の小さな孔との蒸発性能に対する最適割合が、らせん溝
のピッチにして5〜7Mであり、第4図に示すように、
熱流速が8000〜10000kca、++/m21に
おいて、らせん溝のない従来伝熱面に比べ蒸発熱伝達率
が約120%となる。
前の例では空洞は、らせん状に連続する場合を示したが
、これは直線状、リング状であってもよい。勿論、伝熱
壁は管材に限らず、筒体、板体等であってもよい。また
伝熱壁の材質は銅の場合を示したが、他の金属あるいは
非金属材料であつ℃−もよい。
また、前の説明では、伝熱壁を液中に浸漬して沸騰させ
るプール沸騰状態の場合について説明したが、本発明は
伝熱壁に液を滴らしたり、吹き付けたりして薄膜の液に
して蒸発させる用途に対しても使用することができ、同
様に高い伝熱性能が得られることを確認している。
し発明の効果] 以、Fから明らかなように、本発明は小さな鋼を有する
空洞を溝によって分断し、前記鋼とは別の開口をもって
解放したものであるから、低熱負荷時でも高い伝熱性能
を示す伝熱壁を得ることができ、これを使用する機器の
小型化、高性能化等に寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る伝熱壁の一実施例の概略図、第
2図は伝熱壁の沸騰状況を示す説明図。 第3図及び第4図は夫々本発明に係る伝熱壁の伝熱特性
を示すグラフである。 1・・・伝熱壁としての管材。 2・・・空  洞。 3・・・壁。 4・・・天  井。 5・・・小さな孔。 6・・・空洞の出入口孔。 7・・・蒸気泡。 8・・・液。 9・・・溝。 代理人 弁理士 佐 藤 不二雄 第 1 目 早 2 図 第 31i21

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)伝熱壁の液体と接する表面下に微小な間隔で隣接
    する多数の微細な細長い空洞を有し、その空洞の天井に
    は空洞の長手方向に沿って微小な間隔で規則的に配置さ
    れ、前記空洞を外部と連通させる多数の微小な孔が設け
    られた伝熱壁において前記各空洞が、これと交差する角
    度で一定間隔で設けられ、深さが少なくとも前記空洞の
    底面と同じ溝により分断されて解放されていることを特
    徴とする蒸発伝熱壁。
  2. (2)伝熱壁が管材であり、空洞が管軸に沿ってらせん
    状に延びており、これと交差して設けられた溝がらせん
    状もしくはリング状である前記第1項記載の蒸発伝熱壁
    。
  3. (3)空洞と交差して設けられた溝のピッチが空洞に沿
    って設けられた微小な孔のピッチより大きく、かつ20
    mm以下である。前記第1項又は第2項記載の蒸発伝熱
    壁。
  4. (4)溝の幅が0.1〜5.0mmである。前記第1項
    、第2項又は第3項記載の蒸発伝熱壁。
JP4897085A 1985-03-12 1985-03-12 蒸発伝熱壁 Pending JPS61208496A (ja)

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JPS61208496A true JPS61208496A (ja) 1986-09-16

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ID=12818129

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JP4897085A Pending JPS61208496A (ja) 1985-03-12 1985-03-12 蒸発伝熱壁

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1156294A3 (de) * 2000-05-18 2002-05-22 Wieland-Werke AG Wärmeaustauscherrohr zur Verdampfung mit unterschiedlichen Porengrössen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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