JPS61208496A - 蒸発伝熱壁 - Google Patents
蒸発伝熱壁Info
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- 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
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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)
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- 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。
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。
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)。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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
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)
- (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)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)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)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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4897085A JPS61208496A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 蒸発伝熱壁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4897085A JPS61208496A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 蒸発伝熱壁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208496A true JPS61208496A (ja) | 1986-09-16 |
Family
ID=12818129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4897085A Pending JPS61208496A (ja) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | 蒸発伝熱壁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61208496A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1985
- 1985-03-12 JP JP4897085A patent/JPS61208496A/ja active Pending
Cited By (1)
| 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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