JPS6153638B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6153638B2 JPS6153638B2 JP20467482A JP20467482A JPS6153638B2 JP S6153638 B2 JPS6153638 B2 JP S6153638B2 JP 20467482 A JP20467482 A JP 20467482A JP 20467482 A JP20467482 A JP 20467482A JP S6153638 B2 JPS6153638 B2 JP S6153638B2
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- heat transfer
- grooves
- transfer surface
- groove
- boiling
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- Expired
Links
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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)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は低温度差時にも高効率の熱変換を可能
にする沸騰伝熱面形状に関する。
にする沸騰伝熱面形状に関する。
従来、低温度差用伝熱面としては銅、アルミニ
ウムなどの熱伝導率の良に金属粉末を加熱面上に
焼結する形式のものや、特公昭53−25379号公報
に記載のように、金属平板表面上に例えばローレ
ツトなどにより機械的に凹凸を付け、その畝の部
分をバイトにより鋤き起こして平板表面上に開孔
を形成する形式のものがある。前者の焼結タイプ
では伝熱面としての性能は悪くないが、焼結体で
あるが故に内部に形成される空孔径の調節が困難
であり、伝熱特性のばらつきが大きく、またアル
ミニウムのように還元性の強い材質ではその焼結
に特殊技術を必要とする。さらに極めて低密度の
焼結層を加熱面上に形成するため、加熱面から焼
結層への伝熱効率が悪いという欠点がある。
ウムなどの熱伝導率の良に金属粉末を加熱面上に
焼結する形式のものや、特公昭53−25379号公報
に記載のように、金属平板表面上に例えばローレ
ツトなどにより機械的に凹凸を付け、その畝の部
分をバイトにより鋤き起こして平板表面上に開孔
を形成する形式のものがある。前者の焼結タイプ
では伝熱面としての性能は悪くないが、焼結体で
あるが故に内部に形成される空孔径の調節が困難
であり、伝熱特性のばらつきが大きく、またアル
ミニウムのように還元性の強い材質ではその焼結
に特殊技術を必要とする。さらに極めて低密度の
焼結層を加熱面上に形成するため、加熱面から焼
結層への伝熱効率が悪いという欠点がある。
一方後者ではローレツトなどを使用するため開
孔寸法とその形状が一定に出来ず、伝熱特性が安
定しない。また加工工程も単純ではない。
孔寸法とその形状が一定に出来ず、伝熱特性が安
定しない。また加工工程も単純ではない。
前記した２つのタイプの伝熱面に共通するのは
製造工程的に繁雑で、しかも特性的には温度差の
比較的大きいところでの伝熱特性は良いが、低温
度差時に良くないという点である。
製造工程的に繁雑で、しかも特性的には温度差の
比較的大きいところでの伝熱特性は良いが、低温
度差時に良くないという点である。
本発明は前記した従来技術の欠点である製造工
程の繁雑さをなくし、かつ低温度差時にもすぐれ
た伝熱特性を示す沸騰伝熱面を提供するにある。
程の繁雑さをなくし、かつ低温度差時にもすぐれ
た伝熱特性を示す沸騰伝熱面を提供するにある。
前記した目的を達成するため、本発明では伝熱
面にすべき金属板の表面と裏面に複数本の溝を両
面の溝が互いに直交するように形成し、しかも表
裏面双方の溝深さの合計を素材金属板厚さより大
きくし、かつ表裏面各々の溝深さは伝熱面となる
べき金属板厚さより小さくすることにより、金属
板表裏面に溝を形成し、同時に表裏面の溝の交点
に複数個の開孔部を形成する構造にした。さらに
このようにして製作した有溝板を複数枚積層する
ことによつて内部にも空孔を有する構造にした。
面にすべき金属板の表面と裏面に複数本の溝を両
面の溝が互いに直交するように形成し、しかも表
裏面双方の溝深さの合計を素材金属板厚さより大
きくし、かつ表裏面各々の溝深さは伝熱面となる
べき金属板厚さより小さくすることにより、金属
板表裏面に溝を形成し、同時に表裏面の溝の交点
に複数個の開孔部を形成する構造にした。さらに
このようにして製作した有溝板を複数枚積層する
ことによつて内部にも空孔を有する構造にした。
以下本発明の一実施例を図を用いて説明する。
第１図は本発明による沸騰伝熱面を示す図であ
る。図において１，２は溝付伝熱板、３および４
はそれぞれ伝熱板表裏面に設けられた互いに直交
する溝であり、５は伝熱板１，２に熱を供給する
ための加熱板であり熱源を内蔵（図示せず）して
いる。
第１図は本発明による沸騰伝熱面を示す図であ
る。図において１，２は溝付伝熱板、３および４
はそれぞれ伝熱板表裏面に設けられた互いに直交
する溝であり、５は伝熱板１，２に熱を供給する
ための加熱板であり熱源を内蔵（図示せず）して
いる。
表溝３、裏溝４はそれらの深さの合計が板厚ｔ
より大きく、かつ個々の深さは板厚ｔより小さく
なるように設けられており、さらに表裏溝はそれ
ぞれピツチP1，P2で複数本設けられているので溝
３および４の交点には複数の開孔部が形成され
る。したがつて第１図の伝熱面全体を液体中に浸
漬し、加熱板５より伝熱板１，２に熱を供給する
と前記開孔部が発泡核となつて沸騰が生じる。
より大きく、かつ個々の深さは板厚ｔより小さく
なるように設けられており、さらに表裏溝はそれ
ぞれピツチP1，P2で複数本設けられているので溝
３および４の交点には複数の開孔部が形成され
る。したがつて第１図の伝熱面全体を液体中に浸
漬し、加熱板５より伝熱板１，２に熱を供給する
と前記開孔部が発泡核となつて沸騰が生じる。
本実施例では溝は第２図に示すような形状をし
ている。第２図は表溝と裏溝の位置関係を平面的
に表わしたものである。両者は実際には第１図に
示すように互いに直交している。第２図において
w1，B1，h1はそれぞれ表溝３の溝幅、溝底曲り
部の深さならびに溝深さであり、w2，B2，h2は
裏溝４に関する諸寸法である。またｌは表溝３と
裏溝４の干渉長さである。表溝３と裏溝４は次の
関係を満足するように形成する。
ている。第２図は表溝と裏溝の位置関係を平面的
に表わしたものである。両者は実際には第１図に
示すように互いに直交している。第２図において
w1，B1，h1はそれぞれ表溝３の溝幅、溝底曲り
部の深さならびに溝深さであり、w2，B2，h2は
裏溝４に関する諸寸法である。またｌは表溝３と
裏溝４の干渉長さである。表溝３と裏溝４は次の
関係を満足するように形成する。
h1＜ｔ、h2＜ｔ …………(1)
h1＋h2＞ｔ …………(2)
(1)、(2)の関係が満たされていれば伝熱板の表裏
面には互いに直交し、かつ同一平面内にない溝が
形成され、しかもその交点には開孔部が形成され
る。この開孔面積、溝深さ、溝幅を変化させるこ
とにより沸騰特性が変化する。
面には互いに直交し、かつ同一平面内にない溝が
形成され、しかもその交点には開孔部が形成され
る。この開孔面積、溝深さ、溝幅を変化させるこ
とにより沸騰特性が変化する。
開孔面積を変化させるには
０＜ｌ＜B1＋B2 …………(3)
の時には溝深さh1あるいはh2を(1)、(2)式を満たす
範囲で変化させる。また ｌ≧B1＋B2 …………(4) の時には溝幅w1あるいはw2を変化させることに
より種々の面積の矩形断面の開孔部が得られる。
一例としてw1＝w2＝0.35mm、h1＝0.8mm、h2＝0.4
mm、ｔ＝１mm、B1＝B2＝0.175mm（溝底が半径
0.175mmの半円筒）、ｌ＝0.2mm、P1＝P2＝0.55mmの
寸法の溝をつけた。
範囲で変化させる。また ｌ≧B1＋B2 …………(4) の時には溝幅w1あるいはw2を変化させることに
より種々の面積の矩形断面の開孔部が得られる。
一例としてw1＝w2＝0.35mm、h1＝0.8mm、h2＝0.4
mm、ｔ＝１mm、B1＝B2＝0.175mm（溝底が半径
0.175mmの半円筒）、ｌ＝0.2mm、P1＝P2＝0.55mmの
寸法の溝をつけた。
銅製の伝熱面を２枚積層接合した場合の沸騰曲
線を第３図に示す。第３図において６は本発明に
よる伝熱面を用いた場合の沸騰曲線、７は従来技
術の１つである焼結体を用いた伝熱面による沸騰
曲線、８は従来技術の１つであるローレツトによ
り機械的に表面に凹凸をつけることにより作製し
た伝熱面による沸騰曲線である。なお冷媒はフツ
化炭化水素CCl3Fであり、圧力は１気圧の例であ
る。縦軸は供給する熱流束であり、横軸は伝熱面
温度と冷媒飽和温度との差、いわゆる過熱度であ
る。図に示すように本発明による伝熱面６を用い
ると過熱度が1K以下の小さいところで大きい熱
流束を通過させうる。すなわち沸騰特性がすぐれ
ている。また過熱度の大きいところでも焼結体伝
熱面７よりは若干劣るが、機械的に凹凸面を形成
するタイプ８とは同程度である。
線を第３図に示す。第３図において６は本発明に
よる伝熱面を用いた場合の沸騰曲線、７は従来技
術の１つである焼結体を用いた伝熱面による沸騰
曲線、８は従来技術の１つであるローレツトによ
り機械的に表面に凹凸をつけることにより作製し
た伝熱面による沸騰曲線である。なお冷媒はフツ
化炭化水素CCl3Fであり、圧力は１気圧の例であ
る。縦軸は供給する熱流束であり、横軸は伝熱面
温度と冷媒飽和温度との差、いわゆる過熱度であ
る。図に示すように本発明による伝熱面６を用い
ると過熱度が1K以下の小さいところで大きい熱
流束を通過させうる。すなわち沸騰特性がすぐれ
ている。また過熱度の大きいところでも焼結体伝
熱面７よりは若干劣るが、機械的に凹凸面を形成
するタイプ８とは同程度である。
以上溝底が曲面の例について説明したが溝底が
第４図あるいは第５図に示すようなＶ形もしくは
平坦であつても開孔部形状が矩形あるいは八角形
になるだけであり何ら問題はない。また伝熱面は
単層で用いることも、あるいは複数枚積層して用
いることも可能である。また表面および裏面に形
成する溝は実施例では互いに直交する場合を示し
たが、開孔部を形成するのが目的であるので平行
でなければ特に直交する必要はない。
第４図あるいは第５図に示すようなＶ形もしくは
平坦であつても開孔部形状が矩形あるいは八角形
になるだけであり何ら問題はない。また伝熱面は
単層で用いることも、あるいは複数枚積層して用
いることも可能である。また表面および裏面に形
成する溝は実施例では互いに直交する場合を示し
たが、開孔部を形成するのが目的であるので平行
でなければ特に直交する必要はない。
第６図は、第５図の実施例の伝熱面を積層した
例を示す。
例を示す。
本発明の実施により下記の効果がある。
(1) 小さい温度差で高効率の熱交換が可能な沸騰
伝熱面が得られる。
伝熱面が得られる。
(2) 伝熱面構造が極めて単純であるため加工が容
易である。すなわち表裏面に互いに直交する溝
を加工するだけである。
易である。すなわち表裏面に互いに直交する溝
を加工するだけである。
(3) 伝熱面寸法管理が容易であるため、沸騰特性
の安定した伝熱面が得られる。
の安定した伝熱面が得られる。
第１図は本発明による伝熱面の使用状態を示す
図、第２図は表裏溝の相対配置を示す図、第３図
は本発明による伝熱面と従来品との沸騰特性を示
す図、第４図は伝熱面にＶ型溝を形成した例を示
す図、第５図は矩形溝を形成した状態を示す図で
ある。第６図は第５図の実施例の伝熱面を積層し
た例を示す。 １および２……伝熱面、３……表面に形成され
た溝、４……裏面に形成された溝、５……加熱
面。
図、第２図は表裏溝の相対配置を示す図、第３図
は本発明による伝熱面と従来品との沸騰特性を示
す図、第４図は伝熱面にＶ型溝を形成した例を示
す図、第５図は矩形溝を形成した状態を示す図で
ある。第６図は第５図の実施例の伝熱面を積層し
た例を示す。 １および２……伝熱面、３……表面に形成され
た溝、４……裏面に形成された溝、５……加熱
面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 板状の熱伝導性材料の一面およびその反対側
の面に、方向が互いに平行でなく、深さの合計が
材料板厚より大きく、しかも個々の深さが材料板
厚より小さい溝を複数本形成した伝熱板を複数枚
積層したことを特徴とする沸騰伝熱面。 ２ 上記板状の材料の一面およびその反対側の面
に形成する溝の方向を互いに直交させることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の沸騰伝熱
面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20467482A JPS5995395A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 沸騰伝熱面 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20467482A JPS5995395A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 沸騰伝熱面 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5995395A JPS5995395A (ja) | 1984-06-01 |
| JPS6153638B2 true JPS6153638B2 (ja) | 1986-11-18 |
Family
ID=16494409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20467482A Granted JPS5995395A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 沸騰伝熱面 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5995395A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6115092A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-23 | Mitsubishi Metal Corp | 熱交換器用伝熱管 |
| FR2699995A1 (fr) * | 1992-12-24 | 1994-07-01 | Detrait Jean Marc | Dispositif pour l'amélioration du rendement des échangeurs de chaleur. |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP20467482A patent/JPS5995395A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5995395A (ja) | 1984-06-01 |
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