FI85060C - Vaermeoeverfoeringsmaterial och foerfarande foer framstaellning av detsamma. - Google Patents

Vaermeoeverfoeringsmaterial och foerfarande foer framstaellning av detsamma. Download PDF

Info

Publication number
FI85060C
FI85060C FI864554A FI864554A FI85060C FI 85060 C FI85060 C FI 85060C FI 864554 A FI864554 A FI 864554A FI 864554 A FI864554 A FI 864554A FI 85060 C FI85060 C FI 85060C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
heat transfer
transfer material
material according
manufacturing
electroplating
Prior art date
Application number
FI864554A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI864554A (fi
FI85060B (fi
FI864554A0 (fi
Inventor
Yasuo Masuda
Tsutomu Takahashi
Yoshio Takizawa
Naokazu Yoshiki
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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
Priority claimed from JP25235885A external-priority patent/JPS62112996A/ja
Priority claimed from JP60252357A external-priority patent/JPS62112795A/ja
Priority claimed from JP60253184A external-priority patent/JPS62112796A/ja
Priority claimed from JP61037736A external-priority patent/JPH0641838B2/ja
Priority claimed from JP61221065A external-priority patent/JPH0765230B2/ja
Priority claimed from JP61221064A external-priority patent/JPH0765229B2/ja
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Publication of FI864554A0 publication Critical patent/FI864554A0/fi
Publication of FI864554A publication Critical patent/FI864554A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI85060B publication Critical patent/FI85060B/fi
Publication of FI85060C publication Critical patent/FI85060C/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • F28F13/185Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
    • F28F13/187Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/623Porosity of the layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • F28D15/046Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2200/00Prediction; Simulation; Testing
    • F28F2200/005Testing heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2245/00Coatings; Surface treatments
    • F28F2245/04Coatings; Surface treatments hydrophobic
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/922Static electricity metal bleed-off metallic stock
    • Y10S428/9335Product by special process
    • Y10S428/934Electrical process
    • Y10S428/935Electroplating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12993Surface feature [e.g., rough, mirror]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

1 8 5 060 Lämmönsiirtomateriaali ja sen valmistusmenetelmä Tämä keksintö koskee lämmönsiirtomateriaalia, joka käsittää metallirungon, jonka pinnalla on huokoinen galva-5 noitu kerros, jossa on sisäänpistäviä onkalolta, ja jota hyödynnetään esimerkiksi jäähdytysputkena tai lämmönvaihtimen haihdutusputkena käytettäväksi ilmastointilaitteessa tai lämpöputkena, ja menetelmää sen valmistamiseksi.
Useita tehokkaita menetelmiä lämmönsiirron tehok-10 kuuden parantamiseksi lämmönsiirtoputkessa tunnetaan yleisesti: (1) kasvatetaan lämmönsiirron pinta-alaa; (2) aiheutetaan turbulentti virtaus; (3) aiheutetaan kapillaa-risuutta; ja (4) aiheutetaan kuplakiehumista. Lämmönsiir-toputkena, jonka lämmönsiirtotehokkuutta parannetaan yllä-15 mainituilla tavoilla (1) ja (2), käytetään tavanomaisesti kupariputkea, jonka sisäreunaan on muodostettu spiraali-uurteita. Kun valssataan spiraaliuurteita putken sisäreunalle valssauslaitteella, uurrosten lukumäärä ja ruuvin nousukulmat rajoittuvat pyöritysoperaation tekniikan ja 20 pyöritysvälineiden valmistamisen rajoitusten takia. Tulok sena lämmönsiirron tehokkuus uurretulle putkelle voidaan kasvattaa vain noin 1,2 - 1,5 kertaiseksi verrattuna putkeen, jossa ei ole uria, ja se ei riitä. Lisäksi vaaditaan suurta voimaa urien muodostamisessa uurretun putken 25 valmistuksessa, koskä suurta kitkaa syntyy pyörityslait-teen ja putken sisäpinnan välille. Sen mukaisesti vaaditaan suuri valssauslaite, ja sitäpaitsi laitteen palveluaika on lyhyt, ja näin valmistuskustannukset kasvavat.
Lisäksi lämmönsiirtomateriaalina, jota parannetaan 30 yllämainitulla tavalla (4), joka tapa katsotaan tehokkaimmaksi, tunnetaan metallimateriaali, jonka pinnalle muodostetaan huokoinen metallikerros sintrausmenetelmällä tai juottomenetelmällä. Vaikka huokoinen kerros voidaan helposti muodostaa sintraamalla tai juottamalla levymäiselle 35 lämmönsiirtomateriaalille, on ollut vaikeaa muodostaa täi- 2 85060 laista huokoista kerrosta putkimaisen osan, kuten kuparisen lämmönsiirtoputken sisäpinnalle, tällä menetelmällä. Lisäksi voidaan käyttää galvanoimista huokoisen kerroksen muodostamiseksi metallipinnalle sellaisen vaiheen jälkeen, 5 jossa suoritetaan mallin naamiointi metallipinnalla kaa-viopainolla. Menetelmää ei kuitenkaan voida käyttää huokoisen kerroksen muodostamiseksi putken sisäreunalle, ja sitäpaitsi se vaatii monimutkaisia vaiheita, kuten painamisen, ja näinollen valmistuskustannukset kasvavat oleel-10 lisesti.
Yleisesti tunnetun tekniikan mukaisesti galvanoitava pinta on puhdistettava ennen galvanointia. US-patentti-julkaisussa 4 311 733 esitetään, että on edullista pestä galvanoitava pinta puhtaaksi natriumhydroksidilla tai sen 15 kaltaisella liuoksella. Esillä olevassa keksinnössä kuitenkin tarkoituksellisesti levitetään hydrofobinen kalvo galvanoitavalle pinnalle ennen galvanointia.
US-patenttijulkaisussa 4 311 733 esitetään myös, että happea muodostuisi anodilla. Happi ei kuitenkaan tar-20 tu katodille, koska sille ei ole levitetty hydrofobista kalvoa. Lisäksi on huomattava, että US-patenttijulkaisun 4 311 733 mukaan galvanointiliuokseen lisätään pinta-aktiivista ainetta estämään kuplien tarttuminen pinnoitettavaan pintaan, kun taas esillä olevassa keksinnössä on 25 oleellista, että kuplat tarttuvat pinnoitettavaan pintaan.
US-patenttijulkaisussa 4 311 733 esitetty huokoinen kerros, joka on dentriittien muodostama kerros, eroaa merkittävästi keksinnön mukaisesta kerroksesta, jossa ko. kerrosen huokoisuus muodostuu kerrokseen sisäänpistävistä 30 onkaloista, joiden pohjapinnoilla on vielä pieniä sisäon-teloita.
GB-patenttijulkaisussa 1 375 160 tosin kuvataan kerrokseen sisäänpistäviä onkalotta, mutta ne eivät ole yleensä sylinterimäisiä, koska niiden aukot ovat muodol-35 taan epäsäännöllisiä. Niissä ei myöskään ole minkäänlaisia sisäonkaloita, vaan niiden pohjat ovat tasaisia.
3 85060 Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää lämmön-siirtomateriaali, joka käsittää metallirungon, jonka sisäpinnalla on huokoinen galvanoitu kerros, joka aiheuttaa kuplakiehumista siten, että materiaalilla on erinomainen 5 lämmönsiirron tehokkuus. Tämän keksinnön toisena tavoitteena on esittää menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, jolla menetelmällä huokoisen kerroksen sisältävälle materiaalille voidaan saavutte helposti erinomaiset lämmönsiirto-ominaisuudet oleellisesti alennetuilla valio mistuskustannuksilla.
Tämän keksinnön kohteena on siten lämmönsiirtoma-teriaali, joka käsittää metallirungon, jonka pinnalla on huokoinen galvanoitu kerros, jossa on sisäänpistäviä onkalolta, jolle lämmönsiirtomateriaalille on tunnusomaista, 15 että mainitut onkalot ovat yleensä sylinterimäisiä onka lolta ja niiden pohjapinnoilla on sisäonkaloita, jotka ovat kooltaan pienempiä kuin mainitut sisäänpistävät onkalot.
Lisäksi tämän keksinnön kohteena on menetelmä jon-20 kin patenttivaatimuksista 1-5 mukaisen lämmönsiirtomate riaalin valmistamiseksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että se käsittää seuraavat vaiheet: a) valmistetaan metallirunko, joka toimii katodina, ja muodostetaan hydrofobinen kalvo ainakin yhdelle 25 mainitun rungon pinnoista; b) sen jälkeen pidetään sitä/niitä mainitun rungon pintaa/pintoja, jolle/joille on muodostettu hydrofobinen kalvo, sekä anodia kosketuksessa vesipitoiseen galvanoin-tiliuokseen; ja 30 c) sitten kohdistetaan suora sähköinen potentiaali mainitun anodin ja mainitun katodin välille, jolloin syntyy galvanointivirta, joka virtaa mainitun galvanointi-liuoksen läpi ja muodostaa galvanointimetallikerroksia sille/niille pinnalle/pinnoille, jolle/joille on muodos-35 tettu hydrofobinen kalvo, ja muodostetaan suuri määrä hyvin pieniä kuplia mainitulle hydrofobiselle kalvolle si- 4 85060 ten, että mainitut metallikerrokset ympäröivät mainitut kuplat, Jolloin sille/niille mainitun rungon pinnalle/pin-noille, jolle/Joille on muodostettu hydrofobinen kalvo, muodostuu huokoinen galvanointikerros, jossa on sisäänpis-5 täviä onkalolta.
Kuvio 1 on kaavakuva laitteesta, jolla toteutetaan tämän keksinnön mukaista menetelmää;
Kuvio 2 esittää lämmönsiirtomateriaalin pintaa, joka on valmistettu tämän keksinnön mukaisella menetel-10 mällä;
Kuvio 3 on poikkileikkauskuva kuvion 2 lämmönsiir-tomateriaalista;
Kuvio 4 on kaavakuva laitteesta lämmönsiirtomateriaalin lämmönsiirto-ominaisuuksien testaamiseksi; 15 Kuvio 5 on graafinen esitys, joka esittää koetu losten käyriä kuvion 4 laitteella saaduista lämmönsiirto-ominaisuuksista kuvion 2 lämmönsiirtomateriaalilla ja tavanomaisella lämmönsiirtomateriaalilla;
Kuvio 6 esittää modifioidun lämmönsiirtomateriaa-20 Iin pintaa, joka materiaali valmistetaan tämän keksinnön mukaisella menetelmällä;
Kuvio 7 on kuvion 6 lämmönsiirtomateriaalin poikkileikkaus;
Kuvio 8 esittää lämmönsiirtomateriaalin pintaa, 25 joka materiaali on valmistettu tämän keksinnön mukaisella modifioidulla menetelmällä;
Kuvio 9 on poikkileikkaus kuvion 8 lämmönsiirto-materiaalista ;
Kuvio 10 on kaavakuva laitteesta edelleen modifioi-30 dun menetelmän toteuttamiseksi tämän keksinnön mukaan;
Kuvio 11 on graafinen esitys, joka esittää käyriä mitatuista tuloksista kuvion 10 laitteella valmistetun lämmönsiirtomateriaalin huokoisuudesta ja vertailevan lämmönsiirtomateriaalin huokoisuudesta; 35 Kuvio 12 on graafinen esitys, joka esittää käyriä lämmönsiirto-ominaisuuksien koetuloksista, jotka saadaan 5 85060 kuvion 4 laitteella lämmönsiirtomateriaaleille, jotka on valmistettu kuvion 10 laitteella, ja tavanomaiselle kupariputkelle;
Kuvio 13 on kaavakuva, joka esittää laitetta edel-5 leen modifioidun menetelmän suorittamiseksi tämän keksinnön mukaisesti;
Kuvio 14 on graafinen esitys, joka esittää käyriä kuvion 13 laitteella valmistetun lämmönsiirtomateriaalin huokoisuuden ja vertailevan lämmönsiirtomateriaalin huo-10 koisuuden mitatuista tuloksista;
Kuvio 15 on graafinen esitys, joka esittää käyriä lämmönsiirto-ominaisuuksien koetuloksista, jotka saadaan kuvion 4 laitteella, lämmönsiirtomateriaalille, joka on valmistettu kuvion 13 laitteelle, ja vertailevalle läm-15 mönsiirtomateriaalilla; ja
Kuvio 16 on kaavakuva, joka esittää mittauslaitteistoa lämpöputkien lämmönsiirto-ominaisuuksille. Tämän keksinnön yhden toteutustavan mukaisesti ensin valmistetaan putkirunko metallista, kuten kuparista, alumii-20 nista tai ruostumattomasta teräksestä. Sitten muodostetaan ohut hydrofobinen kalvo rungon sisäpinnalle. Hydrofobisen kalvon muodostamiseen voidaan käyttää useita tekniikkoja. Esimerkiksi valmistetaan liuos, joka sisältää hydrofobisia aineita, kuten rasvaa, öljyä ja haihtuvaa ainetta disper-25 goituna tai liuotettuna liuottimeen, ja rungon sisäpinta päällystetään liuoksella harjan tai suihkuttimen avulla. Rungon pinta voidaan upottaa liuokseen ja poistaa sitten liuoksesta liuottimen haihduttamiseksi, jolloin jää hydrofobisten aineiden ohut kalvo. Vaikka muodostettavan ohuen 30 kalvon optimaalinen tiheys vaihtelee riippuen hydrofobisten aineiden laadusta, paksuuden pitäisi olla välillä 0,1-5 pm. Jos paksuus on alle 0,1 pm, huokoisen kerroksen, jota kuvataan alla, huokoisuus pienenee. Toisaalta jos paksuus on yli 5 pm, kalvon sähköinen eristysvastus 35 kasvaa niin, että tulee vaikeaksi saada saostuskerrosta tasaisesti ja yhtenäisesti rungon pinnalle. Lisäksi jos 6 85060 putkirunko valmistetaan valssaamalla puhtaan putken halkaisijaa pienemmäksi levittämällä voiteluöljyä sen sisä-ja ulkopinnoille, puhtaan putken sisäpinnalle kerrostettu voiteluöljy toimii yllämainittuna hydrofobisena kalvona.
5 Seuraavana vaiheena rungon sisäpintaa, joka toimii katodina, galvanoidaan sopivalla galvanointiliuoksella määrätty aika. Aloitettaessa galvanointioperaatiota metal-lilanka, joka toimii liukenemattomana anodina, sijoitetaan putkirunkoon siten, että se on yleisesti koaksiaalisesti 10 rungon kanssa. Useita välilevyjä, jotka on valmistettu eristysmateriaalista, voidaan sijoittaa metallilangalle pitkittäiseen asentoon pitämään metallilankaa etäisyydellä rungon sisäpinnalta oikosulun estämiseksi. Galvanointi-liuos pannaan virtaamaan putkirungon läpi, ja suora sähkö-15 potentiaali kohdistetaan sitten anodin ja katodin välille, jolloin galvanointivirta kulkee galvanointiliuoksen läpi, kunnes rungon sisäpinnalle muodostuu galvanointikerros. Koska metallilanka on liukenematon galvanointiliuokseen, happikaasua kehittyy suurena määränä kuplia anodin lähei-20 syydessä galvanoinnin aikana. Kuplat liikkuvat galvanoin-tiliuoksen virtauksen mukana, ja jotkut saavuttavat rungon sisäpinnan. Koska rungon pinnan kastuvuus galvanointiliuoksella alenee siinä olevan hydrofobisen kalvon takia, rungon pinnan saavuttavat kuplat kiinnittyvät siihen. Me-25 tallikerrokset kasvavat sisäpinnalle siten, että ne ympäröivät kuplat, joten muodostuu huokoinen metallikerros, jossa on sisäänpistäviä yleensä sylinterinmuotoisia koloja muodostuneina rungon sisäpinnalle, ja kullakin sisäänpis-tävällä kololla ulosmenoaukon koko on pienempi kuin sen 30 sisäosa.
Rungon sisäpinnalle kiinnittyvien kuplien lukumäärä ja keskimääräistä kokoa kontrolloidaan opitmaalisesti säätämällä katodi- ja anodivirtatiheyksiä ja/tai galvanointi-liuoksen suhteellisen liikkeen nopeutta runkoon nähden. 35 Spesifisesti, jotta valmistuisi riittävä määrä happikaasu- kuplia huokoisen kerroksen muodostamiseksi, anodivirran 7 85060 tiheyden pitäisi olla vähintään 20 A/dm2, ja jotta metal-likerrokset voivat helposti ympäröidä kuplat, jotka ovat kiinnittyneet rungonsisäpinnalle sisäänpistävien kolojen muodostamiseksi, katodivirran tiheyden pitäisi olla vähin-5 tään 15 A/dm2. Galvanointivirtana käytetään selektiivisesti pulssivirtaa, kuten keskeytettyä virtaa, tavanomaista pulssivirtaa ja PR (jaksottainen kääntyminen) - virtaa. Koska pulssivirta edistää metalli-ionien kulkeutumista katodille verrattuna tavanomaiseen suoraan virtaan, gal-10 vanointinopeus kasvaa, ja sitä paitsi neulamaisten tai pensasmaisten kerrosten, jotka usein muodostuvat tavanomaisen suoran virran tapauksessa, muodostuminen estetään, ja näinollen estetään neulamaisista kerroksista johtuvan oikosulun muodostuminen. Erityisesti PR-virrassa positii-15 vinen virta, jolla runko toimii katodina, ja negatiivinen virta, jolla runko toimii anodina, generoituvat vaihtaen jaksottaisesti siten, että positiivisen virran kestoaika ei ole pitempi kuin negatiivisen virran kestoaika, saavutetaan tasainen ja yhtenäinen kerrosten kasvu rungon sisä-20 pinnalle. Edelleen, koska käytetään liukenematonta anodia, on välttämätöntä lisätä galvanointimetallin ioneja sen konsentraation pitämiseksi sopivalla vakiotasolla.
Kuten on kuvattu yllä, näin valmistetulla lämmön-siirtoputkella on sisäpinnallaan huokoinen kerros, jossa 25 on sisäänpistäviä onkaloita. Sen mukaisesti ei aiheuteta vain kapillaarisuutta, vaan myös kuplakiehumista kehittyy siten, että lämmönsiirron tehokkuus kasvaa oleellisesti. Näin saatua lämmönsiirtoputkea voidaan käyttää lämpöput-kena, jossa huokoinen kerros toimii lämpöputken sydäminä. 30 Lämpöputkena käytettävällä lämmönsiirtoputkella pitäisi olla sellainen huokoinen kerros, jonka huokoisuus pinta-alaa kohti on välillä 10-50 %. Spesifisemmin onkaloiden koko aukkoalueen prosentuaalinen osuus kerroksen sisäreunan pinnan pinta-alasta pitäisi olla välillä 10-50 %. Jos 35 huokoisuus on alle 10 %, lämpöputken suorituskyky alenee. Toisaalta, jos huokoisuus on yli 50 %, suorituskyky on β 85060 korkea, mutta ei oleellisesti parane valmistuskustannusten kasvua vastaavasti.
Ylläkuvatulla menetelmällä galvanointiliuoksen virtausnopeuden pitäisi olla vähintään 0,5 m/s kuplien kul-5 jettamiseksi rungon pinnalle. Virtausnopeus voi kuitenkin olla nolla siinä tapauksessa, jolloin kuplat saadaan virtaamaan laattamaisen rungon pinnalle vain nosteen ansioista. Lisäksi, jos virtausnopeus valitaan nopeammaksi kuin 3-5 m/s, kerrokseen muodostuu sisäänpistäviä onkalotta, 10 jotka ovat kaltevia omaten kaltevuuskulman rungon akselin suhteen. Näin valmistettu lämmönsiirtomateriaali on ylivoimaista lämmönsiirto-ominaisuuksiltaan verrattuna materiaaliin, jonka sisäänpistävillä onkaloilla ei ole kaltevuutta.
15 Lisäksi yllä kuvatussa menetelmässä vedenelektro- lyysillä muodostetut happikuplat kiinnittyvät putkirungon sisäpintaan, mutta muita tekniikoita voidaan käyttää tällaisten hiukkaskuplien muodostamiseksi galvanoitavalle pinnalle. Esimerkiksi kaasua, kuten typpeä, argonia, hap-20 pea tai hiilidioksidia, voidaan puhaltaa galvanointiliuok-seen huokoisen suodattimen läpi, jossa on pieniä aukkoja, pienien kuplien muodostamiseksi. Suodattimen aukot ovat kooltaan edullisesti väliltä 0,05 - 100 pm. Jos suodattimen aukot ovat alle 0,05 pm, on vaikeaa käyttää sopivaa 25 määrää kaasua. Toisaalta, jos suodattimen aukot ovat yli 100 pm, kuplien koko tulee liian suureksi ympäröitäväksi galvanointimetallilla. Toinen menetelmä pienten kuplien muodostamiseksi galvanointiliuokseen on lisätä kaasua muodostavaa ainetta galvanointiliuokseen. Kaasua muodostava 30 aine voi olla mitä tahansa ainetta, joka muodostaa kaasua joutuessaan galvanoinnin kohteeksi tai sekoitettuna galvanointiliuokseen. Emäksinen kuparikarbonaatti on esimerkki jälkimmäisestä, joka kuparigalvanoinnin tapauksessa auttaa myös materiaalisesti pitämään kupari-ionien konsent-35 raation vakiona galvanointiliuoksessa, kun kupari-ionit lähtevät katodilta. Vetyperoksidin vesiliuos ei ole hai- 9 85060 tallista galvanoinnille, ja sitä voidaan edullisesti käyttää kaasua muodostavana aineena.
Tätä keksintöä kuvataan nyt seuraavilla esimerkeillä: 5 Esimerkki 1
Viitaten kuvioon 1, valmistettiin kupariputki 10, jonka ulkohalkaisija oli 9,35 mm ja paksuus 0,35 mm, pelkistyksellä, ja leikattiin 1000 mm pituisiin paloihin. Putken 10 sisäpinta pestiin sitten trikloorietyleenillä. 10 Sen jälkeen etanoliliuosta, joka sisälsi silikoniöljyä 1/3 vahvuisena, pidettiin putkessa 10, ja etanoli haihdutettiin, jolloin silikoniöljystä muodostui ohut kalvo putken 10 sisäpinnalle. Ti-Pt-lanka 12, jossa oli useita hart-silevyjä 14 pitkittäisessä suunnassa, sijoitettiin putken 15 10 sisäpuolelle yleensä koaksiaalisesti putken 10 kanssa.
Välilevyjen sijaan voidaan käyttää voimaa metallilangan 12 vastakkaisiin päihin siten, että metallilanka venytetään yleensä koaksiaaliseksi putken 10 kanssa.
Kuparisulfaatti-galvanointiliuosta käytettiin säi-20 liöstä 16 pumpun 18 läpi kupariputkeen 10, ja kierrätettiin säiliöön, ja galvanointiliuos sisälsi kuparisufaat-tia 200 g/1 ja rikkihappoa 50 g/1. Suodattimet 20 ja virtausmittari 22 asennettiin, kuten näkyy kuviosta 1, putkelle, yhdistämään pumpun 18 ja putken 10.
25 Galvanointia suoritettiin sitten 10 minuuttia gal- vanointiliuoksen lämpötilassa 30 °C, katodivirrantiheydellä 33 A/dm2 ja anodivirran tiheydellä 80 A/dm2 ja galvanointi-liuoksen virtausnopeudella 2 m/s, mikä johti saostuneen kuparin huokoiseen kerrokseen putken 10 sisäpinnalle, ku-30 ten näkyy kuvioista 2 ja 3. Kerroksen keskipaksuudeksi havaittiin 100 pm ja siinä oli sisäänpistäviä onkalolta 24 tasaisesti ja yhtenäisesti jakautuneina sisäiselle reuna-pinnalle ja aukkoon, ja sisäänpistävien onkaloiden 24 keskikoko oli 250 pm. Huokoisen kerroksen huokoisuus pinta-35 alasta havaittiin 18 %:ksi.
ίο 8 5 0 60 Näin saadun lämmönsiirtoputken 10 sisäpinnan puhdistuksen jälkeen putki 10 kuivattiin ja sille suoritettiin murtumistestaus ruuvipenkillä. Lisäksi toista yllä mainitulla menetelmällä saatua lämmönsiirtoputkea hehku-5 tettiin 20 minuuttia 530 °C lämpötilassa, ja sille suoritettiin laajentumistesti karalla. Kummassakaan tapauksessa ei havaittu kerrostuneen metallin kuoriutumista tai putoamista, mikä osoittaa erinomaista huokoisen kerroksen adheesiota ja lujuutta.
10 Lisäksi ylläkuvatulla menetelmällä valmistettiin lämmönsiirtoputki, ja sille suoritettiin lämmönsiirto-ominaisuuksien testaus ja vertailutestaus tavanomaiseen kupariputkeen.
Kuvio 4 esittää testeihin käytettyä testauslaitet-15 ta. Laite käsittää kuoren 28, johon testattava lämmönsiirtoputki 30 sijoitetaan, kompressorin 32 yhdistettynä putken toiseen päähän, apujäähdyttimen 34 ja apuhaihduttimen 36, jotka sijoitetaan samansuuntaisesti toisiinsa nähden ja yhdistetään toisesta päästään kompressoriin, paisunta-20 venttiilin 38 yhdistettynä toisesta päästään apujäähdyttimen ja apuhaihduttimen toiseen päähän, ja toisesta päästään putken toiseen päähän, vakiolämpötila-altaan 40 yhdistettynä kuoren toiseen päähän, ja pumpun 42 yhdistettynä sisääntuloaukostaan altaaseen ja ulostuloaukostaan 25 putken toiseen päähän. Kuori ja putki muodostavat kaksois-putki-lämmönvaihtimen. Laite sisältää myös useita lämpö-tiladetektoreja 44, painemittareita 46, differentiaalisen painemittarin 48, venttileitä 50 ja aukko-virtausmittarei-ta 52.
30 Laitetta käyttämällä suoritettiin haihdutus- ja jäähdytystestit. Haihdutustestissä, jota merkitään nuolilla B kuviossa 4, kompressori 32 jakaa kuuman, puristetun jäähdytyskaasun tai freonkaasun apujäähdyttimeen 34, jossa se tiivistyy. Apujäähdyttimestä nestemäinen jäähdytysaine 35 virtaa paisuntaventtiilin 38 läpi testattavaan lämmönsiir- n 85060 toputkeen 30. Putkessa nestemäinen jäähdytysaine haihtuu kaasuksi absorboiden lämmön lämpimän veden vastavirrasta, joka kulkee kuoren 28 läpi. Putkesta jäähdytyskaasu palaa kompressoriin uudelle kierrokselle. Vakiolämpötila-astias-5 sa 40 oleva lämmin vesi kierrätetään pumpulla 42 kuoren 28 läpi suljetussa piirissä, jota merkitään nuolilla B'. Oletetaan että lämpimän veden lämpötila laskee T1:stä T2:een kuoressa, ja jäähdytysaine haihtuu lämpötilassa T0. Silloin kalvon lämmönsiirtokerroin jäähdytysaineen puolelle tai 10 kiehumisen lämmönsiirtokerroin lämmönsiirtoputkelle saadaan seuraavasta tavanomaisesta yhtälöstä.
a, = l/[ (l(U)-( l/a0)] jossa U = Q/AATm 15 Q = CW(TX - T2) a0 = 0,023 x ( λ/De)xRe0,8xPr1/3
De = (D22 - D,2 )/Dj ATm = [ (T1-T0) - (T2-T0) ] / [lnfT.-To) / (T2-T0)] 20 ja jossa Q = lämmönsiirtonopeus jäähdytysaineen ja lämpimän veden välillä, C = ominaislämpö, W = lämpimän veden massavirtausnopeus, a0 = lämmönsiirron kalvokerroin veden puolelle, U * lämmönsiirron kokonaiskerroin, A = lämmönsiirron pinta-ala, ATm = logaritminen keskimääräinen läm-25 pötilaero, Re = Reynoldsin luku, Pr = Prandtlen luku,Λ = veden lämmönjohtavuuskerroin, D2 = putken sisähalkaisija ja D2 * putken ulkohalkaisija.
Samoin jäähdytystestissä jäähdytysaine ja lämmin vesi pannaan virtaamaan suunnissa, jotka merkitään nuolil-30 la F ja F', vastaavasti, ja kiehumisen lämmönsiirtokerroin lämmönsiirtoputkelle saadaan samoista yhtälöistä.
Laitetta kontrolloitiin testissä automaattisesti siten, että taulukossa I esitetyt parametrit säädettiin ennaltamääritettyihin arvoihin. Jäähdytysaineen massavir-35 tausnopeutta vaihdeltiin, ja kiehumisen lämmönsiirtokerroin laskettiin ja siitä tehtiin käyrä jäähdytysaineen virtausnopeuksiin nähden.
i2 85060
Taulukko 1 haihdutus tiivistäminen 5 jäähdytysaineen 40, 60, 80 40, 60, 80 massavirtausnopeus (kg/h) haihdutuslämpö- 5±0,5 5±0,5 tila (°C) 10 --- ylikuumennuslämpö- 5±0,5 5±0,5 tila (°C) lämpötila paisuntavent- 15 tiilin sisäänmenoaukos- 35 ± 0,5 35 ± 0,5 sa (°C) tiivistymislämpöti- 45 ± 0,5 45 ± 0,5 la (°C) 20 - alijäähdytyslämpöti- 10 ± 0,5 5 ± 0,5 la (°C) veden tilavuusvirtaus- 8-10 8-10 25 nopeus (1/min) veden lämpötila (°C) 20 - 25 30 - 35 30
Saadut tulokset esitetään graafisesti kuviossa 5, jossa Hx merkitsee tulosta lämmönsiirtoputkelle, joka on valmistettu yllämainitulla menetelmällä, kun taas H0 merkitsee tulosta tavanomaiselle kupariputkelle. Kuviosta 5 35 käy ilmi, että yllämainitulla menetelmällä valmistetun lämmönsiirtoputken kiehumisen lämmönsiirtokerroin on 7-8 kertaa suurempi kuin tavanomaisella kupariputkella.
i3 85060
Esimerkki II
Spiraaliuria muodostettiin valssaamalla kupariputken sisäpinnalle, jolla putkella on sama koko kuin esimerkissä I, ja menetelmä, joka kuvattiin esimerkissä I tois-5 tettiin huokoisen metallisaostumakerroksen muodostamisek si, jossa on sisäänpistäviä onkalolta putken sisäpinnalla. Kerrosta ei muodostettu vain putken sisäpinnalle, vaan urien sisäpinnalle. Näin saadulle putkelle suoritettiin lämmönsiirto-ominaisuuksien testaus, kuten on kuvattu esi-10 merkissä I, ja tulokseksi saatiin, että putken lämmönsiir-totehokkuus on kymmenen kertaa niin suuri kuin tavanomaisella kupariputkella.
Esimerkki III
Levyn pinta, kooltaan 200 mmx 100 mm x 1 mm, pääl-15 lystettiin voiteluöljyllä, telapäällystysmenetelmällä ohuen, hydrofobisen kalvon muodostamiseksi pinnalle. Sen jälkeen pintaa galvanoitiin 10 minuuttia katodivirran tiheydellä 25 A/dm2, anodivirran tiheydellä 25 A/dm2 ja gal-vanointiliuoksen virtausnopeudella 2 m/s. Näin saatua ku-20 parilevyä pidettiin lämpimässä vedessä ja lämmitettiin takapuolelta. Sitten kuplakiehumisen kehittymistä havainnoitiin.
Esimerkki IV
Kun esimerkissä I kuvattu menetelmä toistettiin, 25 muodostui kupariputken sisäpinnalle odottamatta huokoinen kerros, jossa oli sisäänpistäviä onkalolta 24, joissa kussakin oli yksi tai useampia pienempiä onkalolta 24a pohja-pinnassaan, kuten on esitetty kuvioissa 6 ja 7. Näin saadun lämmönsiirtoputken lämmönsiirron kerroin, oli noin 30 20 % suurempi kuin putkella, jossa el ollut pienempiä on kalolta sisäänpistävissä onkaloissa. Tarkat olosuhteet, joissa muodostui huokoinen kerros, joissa oli pienempiä onkalolta sisäänpistävissä onkaloissa, eivät olleet selvät, mutta ajateltiin, että niihin liittyi useita paramet-35 rejä, kuten galvanointiliuoksen virtausnopeus ja virrantiheydet .
I·* 8 5 060
Esimerkki V
Kupariputki, jonka ulkohalkaisija oli 9,35 mm, paksuus 0,35 mm ja pituus 500 mm valmistettiin, ja esimerkissä I kuvattu menetelmä toistettiin sillä poikkeuksella, 5 että katodivirran tiheys oli 20 A/dm2 ja galvanointiliuok-sen virtausnopeus oli 4 m/s, jolloin saatiin kerros, jossa oli sisäänpistäviä onkaloita 24, joiden kaltevuuskulmat olivat noin 20 astetta galvanointiliuoksen virtauksen suunnassa, kuten näkyy kuvioista 8 ja 9. Saadulle lämmön-10 siirtoputkelle suoritettiin lämmönsiirto-ominaisuuksien testaus esimerkissä I kuvatuilla menetelmillä, samoissa olosuhteissa sillä tuloksella, että tämän esimerkin mukaisen putken kiehumisen lämmönsiirtokertoimen havaittiin olevan noin 30 % suurempi kuin putkella, jonka sisäänpis-15 tävillä onkaloilla ei ollut kaltevuutta.
Esimerkki VI
Viitaten kuvioon 10, jossa samat osat tai samanlaiset osat kuin kuvion 1 laitteessa merkitään samoilla vii-temerkeillä, valmistettiin kupariputki 10, jonka ulkohal-20 kaisija oli 9,52 mm ja paksuus 0,35 mm sekä pituus 1000 mm sillä poikkeuksella, että typpikaasua puhallettiin typpi-säiliöstä 60 galvanointiliuokseen suodattimen 62 läpi, ja katodivirran tiheyttä muuteltiin eri tavoin. Suodattimen 62 aukon koko oli 0,2 pm niin, että kaasu muodosti suuren 25 määrän pieniä kuplia. Lämmönsiirtoputken sisäpinnalle muodostuneen huokoisen kerroksen havaittiin olevan paksuudeltaan noin 150 pm, ja siinä oli sisäänpistäviä onkaloita tasaisesti ja yhtenäisesti jakautuneena sisäpinnalle ja sen aukkoon, ja sisäänpistävien onkaloiden koko oli välil-30 lä 100 - 150 pm. Kerroksen huokoisuus pinta-alaa kohti mitattiin mallianalyysisysteemillä kullekin putkelle, joka saatiin yllämainitulla menetelmällä, ja vertailevalle putkelle, joka valmistettiin puhaltamalla kaasua galvanointiliuokseen, kuten on kuvattu esimerkissä I. Mitatut huokoi-35 suudet piirrettiin käyriksi erilaisiin katodivirran tiheyksiin nähden kuviossa 11, jossa Sx tarkoittaa yllämaini- is 85060 tulla menetelmällä saadun lämmönsiirtoputken tulosta, kun taas S2 merkitsee vertailevaa lämmönsiirtoputkea, joka saatiin esimerkissä I kuvatulla menetelmällä. Kuviosta 11 käy ilmi, että ylläkuvatulla menetelmällä putken huokoisella 5 kerroksella on 30 % suurempi huokoisuus, esimerkiksi kato-divirran tiheydellä 50 A/dm2, kuin vertailuputkella.
Edelleen lämmönsiirtoputkelle ja tavanomaiselle kupariputkelle suoritettiin lämmönsiirto-ominaisuuksien testaus esimerkissä I kuvatulla menetelmällä, samoissa 10 olosuhteissa.
Kiehumisen lämmönsiirtokertoimista tehdään käyrä katodivirran tiheyksien funktiona kuviossa 12, jossa H3 tarkoittaa yllämainitulla menetelmällä saadun lämmönsiirtoputken tulosta, kun taas H5 tarkoittaa tavanomaisella 15 kupariputkella saatua tulosta. Kuviosta 12 käy ilmi, että yllämainitulla menetelmällä saadun putken kiehumisen läm-mönsiirtokertoimet ovat noin 10 kertaa niin suuret kuin tavanomaisella kupariputkella.
E s imerkki VII
20 Valmistettiin lämmönsiirtoputki esimerkissä VI ku vatulla tavalla sillä poikkeuksella, että käytettiin liukoista kuparianodia, ja näin saaduille putkille suoritettiin lämmönsiirto-ominaisuuksien testaus käyttämällä samaa laitetta, jota kuvattiin esimerkissä VI, samoissa olo-25 suhteissa.
Saatu tulos on esitetty graafisesti kuviossa 12 yhdessä esimerkin VI tulosten kanssa, ja tulosta merkitään H4:llä. Kuviosta 12 käy ilmi, että kiehumisen lämmönsiir-tokerroin lämmönsiirtoputkelle tämän esimerkin mukaan on 30 pienempi kuin esimerkissä V saadulla putkella, mutta paljon suurempi kuin tavanomaisella kupariputkella.
Esimerkki VIII
Viitaten kuvioon 13, jossa samat osat tai samanlaiset osat kuin kuviossa 1 esitetyssä laitteessa on merkitty 35 samoilla viitemerkeillä, valmistettiin kupariputki, jonka ulkohalkaisija oli 9,52 mm, paksuus 0,35 mm ja pituus 1000 ie 85060 mm, ja lämmönsiirtoputki 10 valmistettiin samalla menetelmällä kuin esimerkissä I sillä poikkeuksella, että emäksistä kuparikarbonaattia lisättiin jatkuvasti säiliöstä 64 säiliöön 16 nopeudella 6 g/min, ja katodisia tiheyksiä 5 muuteltiin vaihtuvasti. Emäksinen kuparikarbonaatti auttoi materiaalisesti ylläpitämään kupari-ionien vakiokonsen-traatiota galvanointiliuoksessa, kun kupari-ioneja kerrostuu katodille, ja reagoi jatkuvasti, jolloin muodostui hiilidioksidikaasua, joka pantiin virtaamaan liuokseen ja 10 kiinnittymään putken sisäpinnalle. Putken sisäpinnalle muodostuneen kerroksen keskimääräiseksi paksuudeksi havaittiin 150 pm, ja siinä oli sisäänpistäviä onkalolta tasaisesti ja yhtenäisesti jakautuneena sisäiselle reuna-pinnalle ja aukkoon, ja sisäänpistävien onkaloiden keski-15 määräinen koko oli välillä 100-150 pm. Kerroksen huokoisuus pinta-alaa kohti mitattiin kuva-analyysisysteemillä kullekin ylläkuvatulla menetelmällä saadulle putkelle ja vertailuputkelle, joka valmistettiin lisäämättä kuparikarbonaattia liuokseen, kuten on kuvattu esimerkissä I. Huo-20 koisuudet on esitetty erilaisten katodisten virrantiheyksien funktiona kuviossa 14, jossa S3 merkitsee tulosta läm-mönsiirtoputkelle, joka on valmistettu yllämainitulla menetelmällä, kun taas S4 tarkoittaa vertailevan putken tulosta. Kuviosta 14 käy ilmi, että ylläkuvatulla menetel-25 mällä valmistetun putken kerroksella on 30 % suurempi huokoisuus esimerkiksi katodisella virrantiheydellä 50 A/dm2 kuin vertailevalla putkella, joka saatiin esimerkissä I kuvatulla menetelmällä.
Edelleen putkille suoritettiin lämmönsiirto-ominai-30 suuksien testaus esimerkissä I kuvatulla tavalla, samoissa olosuhteissa.
Kiehumisen lämmönsiirtokertoimet on piirretty katodisten virrantiheyksien funktiona jäähdytysaineen virtausnopeudella 60 kg/h kuviossa 15, jossa H6 tarkoittaa tulosta 35 yllämainitulla menetelmällä valmistetulle lämmönsiirtoput-kelle, kun taas H7 tarkoittaa verrokkiputken tulosta, joka i7 8 5 0 60 putki saatiin esimerkissä I kuvatulla menetelmällä. Kuviosta 15 käy ilmi, että kiehumisen lämmönsiirtokerroin yllämainitulla menetelmällä valmistetulla putkella on esimerkiksi 22 % suurempi katodivirran tiheydellä 50 A/dm2, 5 kuin verrokkiputkella.
Esimerkki IX
Valmistettiin kupariputki, jonka ulkohalkaisija oli 9,52 mm, paksuus 0,30 mm ja pituus 300 mm, ja esimerkissä I kuvattu menetelmä toistettiin sillä poikkeuksella, että 10 katodivirran tiheys oli 40 A/dm2, mikä johti huokoiseen kerrokseen, jossa oli sisäänpistäviä onkalolta. Huokoisen kerroksen paksuudeksi havaittiin 70 pm ja huokoisuudeksi 20 % pinta-alasta.
Lisäksi valmistettiin toinen kupariputki, jonka 15 koko oli sama kuin yllämainitulla putkella, ja spiraali-uurteita muodostettiin valssaamalla putken sisäpinnalle. Sen jälkeen esimerkissä I kuvattu menetelmä toistettiin, jolloin muodostui saosmetallin huokoinen kerros, jossa oli sisäänpistäviä onkalolta putken sisäpinnalla.
20 Näin valmistetuille lämmönsiirtoputkille ja tavan omaiselle kupariputkelle suoritettiin testaus niiden toiminnalle lämpöjohtoina. Kukin putki pantiin vaakasuoraan, ja vettä pidettiin kussakin putkessa suljettuna siihen, operointinesteenä, ja kunkin lämpöputken kuljettama läm-25 pömäärä mitattiin kuviossa 15 esitetyllä mittauslaitteella. Laite käsittää sähkölämmittimen 66 kiinnitettynä lämpöputken 68 toiseen päähän; vesivaipan 70 sijoitettuna putken toiseen päähän, ja useita lämpöpareja 72 kiinnitettynä ulkoreunalle akselin suuntaisesti. Länunittimeen 30 kohdistettavaa sähkövoimaa ja veden virtausnopeutta vesi- vaipaan säädeltiin siten, että lämpötila putken ulkoreunalla pysyi yleensä 100 °C:ssa, ja lämpöputken kuljettama lämpömäärä laskettiin lämpötilaerosta vesivaipan sisäänmeno- ja ulostuloaukon välillä. Tulokset on esitetty tau-35 lukossa II.
ie 8 5 060
Taulukko II
testiputki kuljetettu lämpömäärä 5 -
lämpöputki ilman uurteita 60 W
uurrettu lämpöputki 76 W
10 tavallinen kupariputki 25 W
Taulukosta II käy ilmi, että tämän keksinnön mukaisten lämpöputkien havaittiin olevan ylivoimaisia siir-15 retyn lämpömäärän suhteen verrattuna tavanomaiseen lämpö-putkeen, ja määrä ensimmäisessä esimerkissä oli 2,4 kertaa tavanomaisen putken määrä, kun taas toisessa esimerkissä se on noin kolminkertainen. Syyksi katsottiin se, että huokoinen kerros kussakin edeltävässä esimerkissä kasvat-20 taa lämmönsiirtoalaa, ja että sisäänpistävät onkalot edistävät kuplakiehumisen määrää, ja edistävät faasinsiirtoa nestemäisen ja kaasumaisen välillä lämmönsiirron puolella.
Kuten yllä on esimerkein esitetty, tämän keksinnön mukainen menetelmä on helppo toteuttaa eikä vaadi monimut-25 kaista tai suurta laitetta, joten se on kustannuksia säästävä aikaisempiin menetelmiin verrattuna. Erityisesti menetelmää voidaan käyttää, ei vain huokoisen lämmönsiir-tokerroksen muodostamiseksi litteän kappaleen pinnalle tai putkirungon ulkopinnalle, kuten kupariputken, vaan myös : : 30 tällaisen kerroksen muodostamiseksi putkirungon sisäpinnalle, ja sitä paitsi on mahdollista optimoida helposti saadun materiaalin lämmönsiirto-ominaisuuksia kontrolloimalla tai säätelemällä parametrejä, kuten onkaloiden lukumäärää ja keskikokoa, materiaalia valmistettaessa. Lisäk-- 35 si tämän keksinnön mukaan valmistetulla lämmönsiirtoput- i9 85060 keila on sisäpinnallaan huokoinen saostumakerros, jossa on sisäänpistäviä onkaloita. Koska kapillaarisuuden lisäksi aiheutetaan kuplakiehumista lämmönsiirtomateriaalin yhteydessä, materiaalin lämmönsiirtoteho oleellisesti kasvaa 5 verrattuna aikaisempaan materiaaliin, mikä johtaa, ei vain erinomaisten lämmönsiirtoputkien käyttöön laitteessa, kuten lämmönvaihtimessa, vaan hyvään suorituskykyyn myös lämpöj ohtona.
Ilmeisesti monet tämän keksinnön modifikaatiot ja 10 variaatiot ovat mahdollisia ylläolevien opetusten valossa. On siksi ymmärrettävä, että allaolevien patenttivaatimusten laajuudessa keksintöä voidaan harjoittaa muutoinkin kuin on spesifisesti kuvattu.
15

Claims (21)

1. Lämmönsiirtomateriaali, joka käsittää metalli-rungon, jonka pinnalla on huokoinen galvanoitu kerros, 5 jossa on sisäänpistäviä onkalotta, tunnettu siitä, että mainitut onkalot ovat yleensä sylinterimäisiä onkalolta ja niiden pohjapinnoilla on sisäonkaloita, jotka ovat kooltaan pienempiä kuin mainitut sisäänpistävät onkalot.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämmönsiirtomate riaali, tunnettu siitä, että mainitut sisäänpistävät onkalot ovat kaltevia siihen suoraan nähden, joka on kohtisuorassa mainittuun runkoon nähden.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen lämmönsiir- 15 tomateriaali, tunnettu siitä, että mainittu runko on putkimainen.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen lämmönsiirtomateriaali, tunnettu siitä, että mainitulla rungolla on yksi tai useampia uurteita ainakin yhdellä sen sisä- ja 20 ulkopinnoista, joiden uurteiden leveydet ovat suuremmat kuin mainittujen sisäänpistävien onkaloiden poikkileik-kaushalkaisijat.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen lämmönsiirtomateriaali, tunnettu siitä, että maini- 25 tun huokoisen kerroksen huokoisuus pinta-alan suhteen on 10 - 50 %.
6. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukaisen lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: 30 a) valmistetaan metallirunko, joka toimii katodi na, ja muodostetaan hydrofobinen kalvo ainakin yhdelle mainitun rungon pinnoista; b) sen jälkeen pidetään sitä/niitä mainitun rungon pintaa/pintoja, jolle/joille on muodostettu hydrofobinen 35 kalvo, sekä anodia kosketuksessa vesipitoiseen galvanoin-tiliuokseen; ja 2i 8 5 060 c) sitten kohdistetaan suora sähköinen potentiaali mainitun anodin ja mainitun katodin välille, jolloin syntyy galvanointivirta, joka virtaa mainitun galvanointi-liuoksen läpi ja muodostaa galvanointimetallikerroksia 5 sille/niille pinnalle/pinnoille, jolle/joille on muodostettu hydrofobinen kalvo, ja muodostetaan suuri määrä hyvin pieniä kuplia mainitulle hydrofobiselle kalvolle siten, että mainitut metallikerrokset ympäröivät mainitut kuplat, jolloin sille/niille mainitun rungon pinnalle/pin-10 noille, jolle/joille on muodostettu hydrofobinen kalvo, muodostuu huokoinen galvanointikerros, jossa on sisäänpis-täviä onkalolta.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä lämmön-siirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu sii- 15 tä, että mainittu anodi on valmistettu aineesta, joka on liukenematonta mainittuun galvanointiliuokseen sähkögalva-noinnin aikana happikaasun muodostamiseksi mainittujen pienten kuplien muodossa mainitun anodin lähellä galva-noinnin aikana, ja mainittua runkoa ja mainittua galva-20 nointiliuosta liikutetaan toisiinsa nähden, jolloin mainitut pienet kuplat virtaavat sille/niille mainitun rungon pinnalle/pinnoille, jolle/joille on muodostettu hydrofobinen kalvo.
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä lämmön- 25 siirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu sii tä, että kaasua muodostava aine sekoitetaan mainittuun galvanointiliuokseen, jolloin muodostuu kaasua, joka syntyy mainittujen pienten kuplien muodossa galvanoinnin aikana tai sekoitettuna mainittuun galvanointiliuokseen.
9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä lämmön- siirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että kaasua puhalletaan mainittuun galvanointiliuokseen mainittujen kuplien muodostamiseksi.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä läm-35 mönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että kaasua puhalletaan mainittuun galvanointi- 22 85060 liuokseen huokoisen suodattimen läpi, jossa on aukkoja, joiden koot ovat 0,05 - 100 pm.
11. Jonkin patenttivaatimuksista 6-10 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, 5 tunnettu siitä, että mainittu hydrofobinen kalvo on paksuudeltaan 0,1 - 5 pm.
12. Jonkin patenttivaatimuksista 6-11 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu galvanointivirta on 10 pulssivirta.
13. Jonkin patenttivaatimuksista 6-12 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu metallirunko on valmistettu kuparista ja mainittu galvanointiliuos on kupari- 15 sulfaatin vesiliuos.
14. Jonkin patenttivaatimuksista 6-13 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että mainittua runkoa ja mainittua galvanointiliuosta liikutetaan toistensa suhteen nopeudel- 20 la 3 - 5 m/s, jolloin saadaan mainitut sisäänpistävät onkalot kalteviksi ennalta määrättyihin kaltevuuskulmiin, mainitun rungon mainitun pinnan suhteen.
15. Jonkin patenttivaatimuksista 6-14 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, 25 tunnettu siitä, että katodivirran tiheys ei ole alle 15 A/dm2, kun taas anodivirran tiheys ei ole alle 20 A/dm2.
16. Jonkin patenttivaatimuksista 6-15 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, 30 tunnettu siitä, että mainittu runko on putki.
17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu putki tehdään valssaamalla puhdas putki pienempään halkaisijaan, voiteluöljyä levitetään 35 mainitun puhtaan putken sisä- ja ulkopinnoille mainitun valssausoperaation aikana, ja mainittu voiteluöljy, joka 23 85060 on pantu mainitun putken pinnoille, toimii hydrofobisena kalvona.
18. Jonkin patenttivaatimuksista 6-17 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, 5 tunnettu siitä, että mainittu hydrofobinen kalvo on muodostettu veteen oleellisesti liukenemattomasta öljystä.
19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu 10 siitä, että mainittu öljy on voiteluöljy.
20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä lämmönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu voiteluöljy levitetään mainitun me-tallirungon pinnalle metallirungon valssauksen aikana.
20 8 5 0 6 0
21. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä läm mönsiirtomateriaalin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että mainittu voiteluöljy levitetään mainitun metallirungon pinnalle metallirungon vetämisen aikana. 24 85060
FI864554A 1985-11-11 1986-11-10 Vaermeoeverfoeringsmaterial och foerfarande foer framstaellning av detsamma. FI85060C (fi)

Applications Claiming Priority (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25235885A JPS62112996A (ja) 1985-11-11 1985-11-11 伝熱体
JP25235885 1985-11-11
JP60252357A JPS62112795A (ja) 1985-11-11 1985-11-11 多孔質層の形成方法
JP25235785 1985-11-11
JP60253184A JPS62112796A (ja) 1985-11-12 1985-11-12 多孔質層の形成方法
JP25318485 1985-11-12
JP61037736A JPH0641838B2 (ja) 1986-02-22 1986-02-22 ヒ−トパイプ
JP3773686 1986-02-22
JP61221065A JPH0765230B2 (ja) 1986-09-19 1986-09-19 金属表面における多孔質層の形成方法
JP61221064A JPH0765229B2 (ja) 1986-09-19 1986-09-19 金属表面における多孔質層の形成方法
JP22106486 1986-09-19
JP22106586 1986-09-19

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI864554A0 FI864554A0 (fi) 1986-11-10
FI864554A FI864554A (fi) 1987-05-12
FI85060B FI85060B (fi) 1991-11-15
FI85060C true FI85060C (fi) 1992-02-25

Family

ID=27549867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI864554A FI85060C (fi) 1985-11-11 1986-11-10 Vaermeoeverfoeringsmaterial och foerfarande foer framstaellning av detsamma.

Country Status (4)

Country Link
US (2) US4826578A (fi)
EP (1) EP0224761B1 (fi)
DE (1) DE3677338D1 (fi)
FI (1) FI85060C (fi)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8815494D0 (en) * 1988-06-29 1988-08-03 Univ City Process for preparation of porous metal
US5454163A (en) * 1993-09-16 1995-10-03 Mcdonald; William K. Method of making a foraminous article
US20030060873A1 (en) * 2001-09-19 2003-03-27 Nanomedical Technologies, Inc. Metallic structures incorporating bioactive materials and methods for creating the same
US20050138959A1 (en) * 2002-06-18 2005-06-30 Bsh Bosch Und Siemens Hausgerate Gmbh Evaporator for a refrigeration device
ITVR20020051U1 (it) * 2002-08-26 2004-02-27 Benetton Bruno Ora Onda Spa Scambiatore di calore a piastre.
US7011145B2 (en) * 2004-07-12 2006-03-14 Industrial Technology Research Institute Method for enhancing mobility of working fluid in liquid/gas phase heat dissipating device
US7370491B2 (en) * 2005-09-28 2008-05-13 General Electric Company Method and apparatus for water dispensing systems within a refrigerator
CN101421579A (zh) 2006-03-03 2009-04-29 理查德·弗伯格 多孔层
US7875161B2 (en) * 2006-12-28 2011-01-25 Hamilton Sundstrand Corporation Method for electrodepositing a coating on an interior surface
EP2172729A1 (en) * 2007-07-27 2010-04-07 Mitsubishi Electric Corporation Heat exchanger, method of producing the heat exchanger
CN101478868B (zh) * 2009-01-23 2012-06-13 北京奇宏科技研发中心有限公司 散热装置
CN103556193B (zh) * 2013-10-31 2016-04-13 华南理工大学 紫铜表面超亲水结构制备方法及用该方法制造的紫铜微热管
KR101508877B1 (ko) * 2014-04-14 2015-04-07 김흥배 모세관력을 가지는 구조물이 형성된 베이퍼 챔버
CN111530207A (zh) * 2020-05-08 2020-08-14 黄龙标 一种粘性气液对冲式高温烟气排放装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1807875A (en) * 1926-10-21 1931-06-02 Meriden Gravure Company Method of electroplating and product thereof
US2217334A (en) * 1937-12-30 1940-10-08 Bell Telephone Labor Inc Screen for electro-optical device and method of preparing it
US2846759A (en) * 1954-09-07 1958-08-12 Gen Electric Plated porous materials and method of making the same
US3293109A (en) * 1961-09-18 1966-12-20 Clevite Corp Conducting element having improved bonding characteristics and method
US3857681A (en) * 1971-08-03 1974-12-31 Yates Industries Copper foil treatment and products produced therefrom
US3884772A (en) * 1971-09-25 1975-05-20 Furukawa Electric Co Ltd Method for producing a heat exchanger element
GB1375160A (fi) * 1971-11-01 1974-11-27
US3925168A (en) * 1972-07-26 1975-12-09 Anaconda American Brass Co Method of monitoring the active roughening agent in a copper plating bath
US4311733A (en) * 1974-03-11 1982-01-19 Inoue-Japax Research Incorporated Method of preparing a capillary heat-pipe wicking structure
US4120994A (en) * 1974-03-11 1978-10-17 Inoue-Japax Research Incorporated Method of preparing heat-transfer members
JPS5214259A (en) * 1975-07-23 1977-02-03 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Heat conductive pipe and its manufacturing system
US4019969A (en) * 1975-11-17 1977-04-26 Instytut Nawozow Sztucznych Method of manufacturing catalytic tubes with wall-supported catalyst, particularly for steam reforming of hydrocarbons and methanation
US4120944A (en) * 1976-08-31 1978-10-17 Phillips Petroleum Company Preparation of carbonyl sulfide and production of methyl mercaptan therefrom
US4216819A (en) * 1976-09-09 1980-08-12 Union Carbide Corporation Enhanced condensation heat transfer device and method
US4258783A (en) * 1977-11-01 1981-03-31 Borg-Warner Corporation Boiling heat transfer surface, method of preparing same and method of boiling
US4186063A (en) * 1977-11-01 1980-01-29 Borg-Warner Corporation Boiling heat transfer surface, method of preparing same and method of boiling
JPS54259A (en) * 1977-11-21 1979-01-05 Inoue Japax Res Inc Heat transferring member for heat exchanger
US4199414A (en) * 1978-01-09 1980-04-22 Uop Inc. Method of producing finned heat transfer tube with porous boiling surface
JPS5826996A (ja) * 1981-08-10 1983-02-17 Mishima Kosan Co Ltd ニツケル電熱管及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US4826578A (en) 1989-05-02
FI864554A (fi) 1987-05-12
EP0224761B1 (en) 1991-01-30
DE3677338D1 (de) 1991-03-07
EP0224761A1 (en) 1987-06-10
FI85060B (fi) 1991-11-15
FI864554A0 (fi) 1986-11-10
US4879185A (en) 1989-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI85060C (fi) Vaermeoeverfoeringsmaterial och foerfarande foer framstaellning av detsamma.
JPS6376895A (ja) 金属表面における多孔質層の形成方法
US20100330311A1 (en) Metal, ceramic and cermet articles formed from low viscosity aqueous slurries
US4214952A (en) Electrochemical treatment process
US4136428A (en) Method for producing improved heat transfer surface
US5195578A (en) Method of and an apparatus for trickling film heat exchange
JPH03229889A (ja) 高速電解法を用いての導電性基体の連続被覆方法とその装置
US3884772A (en) Method for producing a heat exchanger element
US4120994A (en) Method of preparing heat-transfer members
CN110998217A (zh) 带有微结构化涂层的热交换元件及其制造方法
US4780373A (en) Heat-transfer material
US4038159A (en) Method for fabrication of manganese oxide solid electrolyte capacitor
CA1131159A (en) Method for producing improved heat transfer surface
JPH0240752B2 (fi)
JPS63183388A (ja) 伝熱体
JPH0213038B2 (fi)
JPH0648153B2 (ja) 伝熱体
JPH0565789B2 (fi)
JPS6376894A (ja) 金属表面における多孔質層の形成方法
JPS63183389A (ja) 伝熱体
Le Goff et al. A new falling film evaporator with spiral fins
Ortuondo et al. International Journal of Thermofluids
JPH01306016A (ja) 伝熱管の製造方法
Ortuondo et al. Polymeric surface coatings with nanoporous microparticles for boiling intensification in advanced steam accumulators
Janssen et al. Mass transfer to and copper deposition on a round bar in a new type of electrolytic cell: the helix cell

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: MITSUBISHI MATERIALS CORPORATION