JP2001263975A - 内面溝付伝熱管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィン転造圧力を極端に高めることなく、従
来品よりも尖ったフィンが形成可能で、それにより、高
い凝縮性能が得られる内面溝付伝熱管を提供する。 【解決手段】 この内面溝付伝熱管１は、金属管の内周
面に、この内周面から突出したフィン２が多数形成さ
れ、フィン２の側壁面の下部２Ｃは急斜面とされる一
方、フィン２の側壁面の上部２Ｂは、急斜面である前記
フィン側壁面下部２Ｃよりも傾斜角度の緩い緩斜面とさ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換効率を高め
るためのフィンを金属管の内面に形成した内面溝付伝熱
管に関し、特にフィンの転造を容易にするための技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の内面溝付伝熱管は、空調装置や
冷蔵庫等の熱交換器において蒸発管または凝縮管として
主に使用されるものである。従来は、伝熱管として内周
面の平滑な金属管が主に使用されていたが、最近では、
金属管の内面のほぼ全面に亙って螺旋状等のフィン（突
条）を転造加工等により形成し、これらフィンにより熱
交換性能を高めた伝熱管が製品化されている。このよう
な内面溝付伝熱管のフィンの断面形状は、一般に丸みを
帯びた三角形状や半円状とされている。

【０００３】なお、内面溝付伝熱管の製造方法は大別し
て２通りある。第１の方法は、シームレスの金属管の内
部にフローティングプラグを配置して引き抜き加工を行
い、金属管の内周面にフィンを転造する方法であり、第
２の方法は、帯状の板条材の表面を転造ロールで圧して
フィンを転造加工した後、この板条材を管状に丸めて電
縫加工する方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のフ
ィンを有する内面溝付伝熱管では、フィンの先端を尖ら
せるほど、凝縮管として使用した場合の凝縮性能が高め
られることが知られている。フィンの先端が尖っている
と、この先端部での排液性が良好となり、先端部が熱媒
液体の膜に包まれることが少なくなり、内面溝付伝熱管
内を流れる熱媒基体とフィン先端部の金属面との直接接
触および熱交換が促進できるからである。

【０００５】フィンの先端を尖らせるには、断面形状が
鋭いＶ字状をなす転造溝を、フローティングプラグの外
周面または転造ロールの外周面に形成し、このようなフ
ローティングプラグまたは転造ロールを用いてフィンを
転造すればよいと思われるが、実際には、転造されたフ
ィンの断面形状は、転造溝の断面形状と完全に一致する
ものではない。フローティングプラグまたは転造ロール
によって転造を行う場合、材料の流れは、通常、転造溝
の奥底まで到達することなく、転造溝の途中で止まって
しまうため、転造溝の断面形状をいくら鋭くしても、先
端がある程度丸くなったフィンしか製造できないのであ
る。

【０００６】フローティングプラグまたは転造ロールに
よる押圧力、すなわち転造圧力を高めれば、材料の流れ
を転造溝のさらに奥まで到達させることもできるが、そ
の場合、転造溝の入口エッジや内壁面に過大な負担がか
かり、転造溝の損耗が激しくなり、フローティングプラ
グまたは転造ロールの寿命を著しく短縮してしまうとい
う問題があった。フローティングプラグまたは転造ロー
ルは高価な精密部品であるから、その寿命が短くなるこ
とは内面溝付伝熱管の製造コストを高める原因となる。
したがって、転造圧力を高めてフィンの先端を鋭くする
ことには自ずと限界があった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、フィン転造圧力を極端に高めることなく、従来品よ
りも尖ったフィンが形成可能で、それにより、高い凝縮
性能が得られる内面溝付伝熱管を提供することを課題と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る第１の内面溝付伝熱管は、金属管の内
周面に、この内周面から突出したフィンが多数形成さ
れ、これらフィンの側壁面の下部は急斜面とされる一
方、前記フィンの前記側壁面の上部は、前記急斜面より
も傾斜角度の緩い緩斜面とされていることを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明に係る第２の内面溝付伝熱管
は、金属管の内周面に、この内周面から突出したフィン
が多数形成され、これらフィンの側壁面の下部は緩斜面
とされる一方、前記フィンの前記側壁面の上部は、前記
緩斜面よりも傾斜角度の急な急斜面とされていることを
特徴とする。

【００１０】一方、本発明に係る第３の内面溝付伝熱管
は、金属管の内周面に、この内周面から突出したフィン
が多数形成され、これらフィンは、先端へ向けて２段階
以上の段階を以て細幅化されていることを特徴としてい
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施形態を説明する。 ［第１実施形態］図１は本発明の第１実施形態に係る内
面溝付伝熱管の部分展開図である。この内面溝付伝熱管
１は、限定はされないが一般に銅、銅合金、アルミニウ
ム、アルミニウム合金等の金属で形成され、この実施形
態では、その内周面に、周方向にジグザグに延びるフィ
ン２が互いに平行に多数形成され、これらフィン２同士
の間は溝４とされている。

【００１２】この実施形態のフィン２は、管軸回りの周
方向９０゜毎に屈折しているため、図１のように展開し
た状態において、個々のフィン２は「Ｗ」形状をなして
いる。このようなジグザグパターンのフィン２を形成し
た場合には、単純な螺旋フィンなどに比して内面溝付伝
熱管の熱交換性能を高めることが可能であるが、フロー
ティングプラグによるフィン転造は行えなくなる。そこ
で、板条材にまずフィン転造ロールを用いてフィンを転
造加工した後、この板条材を丸めて電縫加工する製造方
法が採られる。図１に示す符号６は、板条材の両側縁部
に形成されるフィン無し部分６であり、これは電縫加工
における溶接時電流密度を均一にする効果を奏する。ま
た、符号８は溶接線を示し、この溶接線８の管内面側に
は突条状のビード（図示略）が生じるが、ビードの管内
周面からの突出量はフィン２の突出量よりも小さいこと
が必要である。

【００１３】ただし、本発明は図１のフィンパターンに
限定されず、後述する第４実施形態のようにフィン２は
管内面を周回する単純な螺旋状であってもよいし、周方
向１８０゜毎に屈折する「Ｖ」形状としてもよいし、周
方向６０゜毎に屈折する「ＶＶＶ」形状としてもよい
し、周方向４５゜、３６゜または３０゜毎に屈折する各
形状としてもよい。管内周面を一周する間のフィン屈折
回数は偶数の方が好ましいが、場合によっては奇数であ
ってもよい。さらには、フィン２の屈折間隔は周方向に
おいて不均等であってもよい。

【００１４】第１実施形態における特徴は、図２および
図３に示すように、フィン２の側壁面の下部２Ｃは急斜
面とされる一方、フィン２の側壁面の上部２Ｂは、急斜
面である前記フィン側壁面下部２Ｃよりも傾斜角度の緩
い緩斜面とされていることにある。なお、この明細書で
いう急斜面および緩斜面は、管体内周面に対する傾斜角
度の大小を相対的に区別するための用語であり、それ自
体が特定の角度範囲を指すものではない。また、この実
施形態のフィン２の断面形状は、フィン２の中心を通る
金属管内周面の法線に対してほぼ線対称である。

【００１５】フィン２の急斜面（フィン側壁面下部）２
Ｃの角度および緩斜面（フィン側壁面上部）２Ｂの角度
は本発明では限定されないが、金属管の軸線に対して垂
直な断面において、フィン側壁面上部２Ｂ同士がなす角
度γは、フィン側壁面下部２Ｃ同士がなす角度βの１．
２倍以上であることが望ましい。同時に、フィン側壁面
下部２Ｃ同士がなす角度βは５〜５０゜であることが好
ましく、より好ましくは１０〜４５゜、さらに好ましく
は１５〜３０゜である。また、フィン側壁面上部２Ｂ同
士がなす角度γは２０〜１２０゜であることが好まし
く、より好ましくは３０〜９０゜、さらに好ましくは４
０〜６０゜である。上記のような範囲を満たした場合、
本発明の効果が顕著となり、高い凝縮性能が得られる。

【００１６】個々のフィン２の左右のフィン側壁面上部
２Ｂ同士、並びにフィン２の左右のフィン側壁面下部２
Ｃ同士は、金属管内周面に対する角度が互いに異なって
いてもよい。例えば、上述した条件を満たす範囲内にお
いて、金属管一端側の側壁面での金属管内周面に対する
角度が、金属管他端側の側壁面での金属管内周面に対す
る角度よりも３〜１０゜程度大きくてもよい。すなわ
ち、フィン２が管内周面の法線に対して傾いて形成され
ていてもよい。この場合は、フィン２を転造する際に、
転造進行方向の後方側を前方側よりも相対的に緩い斜面
にすることにより、転造ロールのフィン形成溝からフィ
ン２が抜けやすくなり、フィン形成溝の損耗が減り、そ
の分、転造速度を大きくできるため、生産性が向上でき
るという利点が得られる。

【００１７】金属管内周面からフィン側壁面下部２Ｃと
フィン側壁面上部２Ｂとの交差線３までの高さＨ１は、
本発明では限定されないが、フィン高さＨの２０〜９０
％であることが好ましく、より好ましくは３０〜８０％
とされ、さらに好ましくは５０〜８０％とされる。この
ような範囲内であると、本発明の効果が顕著となる。

【００１８】フィン２の先端部２Ａは本発明を適用した
場合にも、ある程度の曲率半径を有する曲面となる。フ
ィン先端部２Ａの断面の曲率半径は限定されないが、一
般に０．０２〜０．１ｍｍ程度であることが好ましく、
より好ましくは０．０２〜０．０６ｍｍとされる。この
範囲であれば、本発明により形成が容易であり、しかも
高い凝縮性能が得られる。

【００１９】フィン２の直線部分と管軸とがなすリード
角度α（図１参照）は限定されないが、一般には５〜２
０゜であることが望ましい。リード角度αが２０゜を越
えるとフィン２が流れを遮る効果が大きくなり、内面溝
付伝熱管を通過する熱媒の圧力損失が大きくなる。ま
た、リード角度αが５゜未満であると、フィン２が流れ
に対して平行に近くなり、フィン２によって熱媒液体を
攪拌する効果が低減する。ただし、内面溝付伝熱管の外
径が７ｍｍ以下である場合には、リード角度αは５〜１
５゜と小さいことが望ましい。内面溝付伝熱管の外径が
７ｍｍ以下の場合には、リード角度αが小さくないと圧
力損失が大きくなるからである。

【００２０】フィン２の高さＨの具体例としては、一般
的な外径１０ｍｍ以下の内面溝付伝熱管の場合、好まし
くは０．１０〜０．５０ｍｍ、さらに好ましくは０．１
５〜０．２５ｍｍが挙げられる。フィン２が低すぎると
熱媒液体をかき上げる効果が小さくなり、フィン２が高
すぎると圧力損失が増大するからである。

【００２１】フィン２の底幅Ｗ２（管軸と直交する方向
での幅／図２参照）も限定されないが、好ましくは０．
０５〜０．５０ｍｍ、さらに好ましくは０．１０〜０．
２５ｍｍとされる。フィン２の高さＨと底幅Ｗ２との比
Ｈ／Ｗ２は０．５〜２．５程度であると好ましい。この
範囲であれば、熱媒液体をかき上げる効果と圧力損失と
のバランスが良好になる。

【００２２】溝４の幅Ｗ１（管軸と直交する方向での幅
／図２参照）も限定されないが、好ましくは０．１〜
０．３ｍｍ、さらに好ましくは０．１５〜０．２５ｍｍ
とされる。この範囲であると、熱媒液体をかき上げる効
果と圧力損失とのバランスが良好になる。

【００２３】上記内面溝付伝熱管１を製造する方法とし
ては、図４に示すように、平坦な板条材Ｔの上面にフィ
ン転造ロールＢによりフィン２を転造した後、この板条
材Ｔを電縫加工して管体とする方法が可能である。フィ
ン転造ロールＢの外周面には、フィン転造溝Ｃがフィン
２のパターンに対応したパターンで形成されている。フ
ィン転造溝Ｃの断面形状は、フィン２の断面形状とほぼ
相補形状をなしているが、フィン転造溝Ｃの最深部ＣＡ
の断面形状は、フィン先端部２Ａの断面形状よりも尖っ
た（曲率半径の小さい）状態とされている。フィン転造
溝最深部ＣＡまで材料を充填して転造を行うと、転造圧
力が過大となってフィン転造ロールＢの寿命を短縮する
ことにつながるため、フィン転造溝最深部ＣＡの内壁面
とフィン先端部２Ａとの間にはわずかな空隙が生じるよ
うに、フィン転造溝Ｃの形状および転造条件を設定する
べきである。

【００２４】このような製造方法によれば、フィン転造
溝Ｃの下部ＣＣの内壁面は急斜面であり、フィン転造溝
Ｃの上部ＣＢの内壁面はそれよりも傾斜が緩やかな緩斜
面をなしているから、フィン転造溝Ｃの下部ＣＣでの開
口幅が広くテーパが緩い。このため、転造加工時には、
フィン転造溝Ｃの最深部ＣＡ近くまで材料が流れ込みや
すく、転造圧力を極端に高めなくてもフィン転造溝Ｃへ
の材料の充填率を増すことができ、最深部ＣＡの断面形
状に近い、尖った断面形状のフィン２を形成することが
容易である。したがって、フィン先端部２Ａにおける排
液性を高めることができ、凝縮管として使用した場合の
凝縮性能を高めることが可能である。

【００２５】また、蒸発管として使用した場合には、溝
４の底幅が狭くなるため、毛細管力によって熱媒液体が
溝４に沿って広がりやすく、その分、水平に配置された
内面溝付伝熱管の天井面まで熱媒液体が広がりやすく、
蒸発面積が増大する。したがって、蒸発性能も高めるこ
とができる。

【００２６】これに対し、従来の三角形状の断面を有す
るフィンの場合、図５に示すようにフィン転造溝Ｄの開
口幅が相対的に小さく、テーパが一定なので、フィン転
造溝Ｄに侵入していくときの材料が受ける抵抗が大き
く、材料流れは最深部から比較的離れた位置で止まって
しまう。これにより、フィン２０の先端部２０Ａの曲率
半径は本発明（図４）の場合よりも大きくなり、その
分、凝縮性能が低くなるのである。三角形状の断面を有
するフィンにおいて、フィンの頂角を大きくすることに
よりフィン転造溝への材料の流れ込みを促進することも
考えられるが、その場合には、フィンの底幅が大きくな
りすぎ、フィン形成ピッチを大きくしなければならなく
なるので、その分、凝縮性能が相殺される。よって、本
発明のような効果は得られない。

【００２７】［第２実施形態］次に、図６および図７
は、本発明の第２実施形態の内面溝付伝熱管を示してい
る。この実施形態では、金属管１の内周面に、この内周
面から突出したフィン１０が多数形成され、これらフィ
ン１０は、フィン先端部１０Ａへ向けて２段階に細幅化
されていることを特徴とする。すなわち、フィン下部１
０Ｃは太く、フィン上部１０Ｂは相対的に細く形成さ
れ、フィン上部１０Ｂの側壁面は、フィン下部１０Ｃの
側壁面を延長した仮想面よりも内側に位置している。フ
ィン上部１０Ｂとフィン下部１０Ｃとの境界部分は例え
ば断面Ｓ字状をなす曲線でなめらかにつながれている。

【００２８】フィン上部１０Ｂの側壁面がフィン下部１
０Ｃの側壁面を延長した仮想面よりもどの程度内側に位
置しているかは限定されないが、好ましくは、図７に示
すように、フィン上部１０Ｂの側壁面の上端と、フィン
下部１０Ｃの側壁面を延長した仮想面との離間量Ｅが、
フィン高さＨの３〜５０％程度とされ、より好ましくは
３〜４０％程度とされ、さらに好ましくは５〜２０％程
度とされる。このような範囲内であると本発明の効果が
顕著となる。

【００２９】フィン上部１０Ｂの側壁面の角度、および
フィン下部１０Ｃの側壁面の角度は、本発明では限定さ
れないが、フィン上部１０Ｂの側壁面同士がなす角度Ｐ
は５〜３０゜であることが好ましく、より好ましくは１
０〜２５゜、さらに好ましくは１０〜２０゜である。ま
た、フィン下部１０Ｃの側壁面同士がなす角度Ｑは５〜
３０゜であることが好ましく、より好ましくは１０〜２
５゜、さらに好ましくは１０〜２０゜である。上記のよ
うな範囲を満たした場合、本発明の効果が顕著となり、
高い凝縮性能が得られる。

【００３０】また、フィン上部１０Ｂの左右の側壁面同
士、並びにフィン下部１０Ｃの左右の側壁面同士は、金
属管内周面に対する角度が互いに異なっていてもよい。
例えば、上述した条件を満たす範囲内において、金属管
一端側の側壁面での金属管内周面に対する角度が、金属
管他端側の側壁面での金属管内周面に対する角度よりも
３〜１０゜程度大きくてもよい。この場合は、フィン１
０を転造する際に、転造ロールのフィン形成溝からフィ
ン１０が抜けやすくなり、フィン形成溝の損耗が減り、
その分、転造速度を大きくできるため、生産性が向上で
きるという利点が得られる。

【００３１】なお、この実施形態においても、フィン１
０のパターンは任意でよく、図１に示すように管軸回り
の周方向９０゜毎に屈折した「Ｗ」形状であってもよい
し、後述する第４実施形態のようにフィン２は管内面を
周回する単純な螺旋状であってもよいし、周方向１８０
゜毎に屈折する「Ｖ」形状としてもよいし、周方向６０
゜毎に屈折する「ＶＶＶ」形状としてもよいし、周方向
４５゜、３６゜または３０゜毎に屈折する各形状として
もよい。管内周面を一周する間のフィン屈折回数は偶数
の方が好ましいが、場合によっては奇数であってもよ
い。さらには、フィン１０の屈折間隔は周方向において
不均等であってもよい。他の構成は第１実施形態と同様
でよい。

【００３２】このような第２実施形態の内面溝付伝熱管
によっても、フィン１０の転造を行う際に、個々のフィ
ン転造溝の下部での開口幅が広くテーパが緩いため、フ
ィン転造溝の最深部近くまで材料が流れ込みやすく、転
造圧力を極端に高めなくてもフィン転造溝への材料の充
填率を増すことができ、尖った断面形状のフィン１０を
形成することが容易である。したがって、フィン先端部
１０Ａにおける排液性を高めることができ、凝縮管とし
て使用した場合の凝縮性能を高めることが可能である。

【００３３】［第３実施形態］図８および図９は、本発
明の第３実施形態の内面溝付伝熱管を示している。この
実施形態では、金属管１の内周面に、この内周面から突
出したフィン１２が多数形成され、これらフィン１２
は、先端へ向けて３段階に細幅化されていることを特徴
とする。すなわち、フィン下部１２Ｄ、フィン中部１２
Ｃ、フィン上部１２Ｂの順で相対的に細く形成されてお
り、フィン中部１２Ｃの側壁面は、フィン下部１２Ｄの
側壁面を延長した仮想面よりも内側に位置し、フィン上
部１２Ｂの側壁面は、フィン中部１２Ｃの側壁面を延長
した仮想面よりも内側に位置している。フィン下部１２
Ｄ、フィン中部１２Ｃ、フィン上部１２Ｂの相互の境界
部分は曲線でなめらかにつながれている。

【００３４】フィン中部１２Ｃの側壁面がフィン下部１
２Ｄの側壁面を延長した仮想面よりもどの程度内側に位
置しているかは限定されないが、好ましくは、フィン中
部１２Ｃの側壁面の上端と、フィン下部１２Ｄの側壁面
を延長した仮想面との離間量がフィン高さＨの３〜４０
％程度とされ、より好ましくは３〜２０％程度とされ
る。

【００３５】また、フィン上部１２Ｂの側壁面がフィン
中部１２Ｃの側壁面を延長した仮想面よりもどの程度内
側に位置しているかは限定されないが、好ましくは、フ
ィン上部１２Ｂの側壁面の上端と、フィン中部１２Ｃの
側壁面を延長した仮想面との離間量がフィン高さＨの３
〜４０％程度とされ、より好ましくは３〜２０％程度と
される。これらのような範囲内であると本発明の効果が
顕著となる。他の構成は第１実施形態または第２実施形
態と同様でよい。

【００３６】このような第３実施形態の内面溝付伝熱管
によっても、フィン１２の転造を行う際に、個々のフィ
ン転造溝の下部での開口幅が広くテーパが緩いため、フ
ィン転造溝の最深部近くまで材料が流れ込みやすく、転
造圧力を極端に高めなくてもフィン転造溝への材料の充
填率を増すことができ、尖った断面形状のフィン１２を
形成することが容易である。したがって、フィン先端部
１２Ａにおける排液性を高めることができ、凝縮管とし
て使用した場合の凝縮性能を高めることが可能である。

【００３７】［第４実施形態］次に、図１０は、本発明
に係る内面溝付伝熱管の第４実施形態を示している。こ
の実施形態では、フィン２（または１０、１２、１４）
が螺旋状に形成されている点のみが図１の実施形態と異
なり、他の構成は第１〜第５実施形態と同様でよい。

【００３８】この実施形態では、フィン２が螺旋状に形
成されているために、先に述べたフィン転造および電縫
加工からなる製造方法の他に、金属管の内部にフローテ
ィングプラグを通す製造方法によっても製造することが
できる。フローティングプラグによりフィンを転造する
場合にも、フィン転造溝の下部での開口幅が広くテーパ
が緩いことにより、フィン転造溝の最深部近くまで材料
が流れ込みやすくなり、転造圧力を極端に高めなくても
フィン転造溝への材料の充填率を増すことができ、尖っ
た断面形状のフィン２を形成することが容易である。し
たがって、フィン先端部２Ａにおける排液性を高めるこ
とができ、凝縮管として使用した場合の凝縮性能を高め
ることが可能である。

【００３９】［第５実施形態］図１１および図１２は、
本発明の第５実施形態におけるフィン１４の断面形状を
示している。第５実施形態における特徴は、フィン１４
の側壁面の下部１４Ｃは緩斜面とされる一方、フィン１
４の側壁面の上部１４Ｂは、前記フィン側壁面下部１４
Ｃよりも傾斜角度の大きい急斜面とされていることにあ
る。すなわち、第１実施形態と逆である。この実施形態
のフィン１４の断面形状は、フィン１４の中心を通る金
属管内周面の法線に対してほぼ線対称である。

【００４０】フィン１４の緩斜面（フィン側壁面下部）
１４Ｃの角度および急斜面（フィン側壁面上部）１４Ｂ
の角度は本発明では限定されないが、金属管の軸線に対
して垂直な断面において、フィン側壁面下部１４Ｃ同士
がなす角度βは、フィン側壁面上部１４Ｂ同士がなす角
度γの１．２倍以上であることが望ましい。同時に、フ
ィン側壁面上部１４Ｂ同士がなす角度γは５〜５０゜で
あることが好ましく、より好ましくは１０〜４５゜、さ
らに好ましくは１５〜３０゜である。また、フィン側壁
面下部１４Ｃ同士がなす角度βは２０〜１２０゜である
ことが好ましく、より好ましくは３０〜９０゜、さらに
好ましくは４０〜６０゜である。上記のような範囲を満
たした場合、本発明の効果が顕著となり、高い凝縮性能
が得られる。

【００４１】個々のフィン１４の左右のフィン側壁面上
部１４Ｂ同士、並びにフィン１４の左右のフィン側壁面
下部１４Ｃ同士は、金属管内周面に対する角度が互いに
異なっていてもよい。例えば、上述した条件を満たす範
囲内において、金属管一端側の側壁面での金属管内周面
に対する角度が、金属管他端側の側壁面での金属管内周
面に対する角度よりも３〜１０゜程度大きく、フィン１
４が管内周面の法線に対して傾いて形成されていてもよ
い。この場合は、フィン１４を転造する際に、転造ロー
ルのフィン形成溝からフィン１４が抜けやすくなり、フ
ィン形成溝の損耗が減り、その分、転造速度を大きくで
きるため、生産性が向上できるという利点が得られる。

【００４２】金属管内周面からフィン側壁面下部１４Ｃ
とフィン側壁面上部１４Ｂとの交差線１５までの高さＨ
１は、本発明では限定されないが、フィン高さＨの２０
〜９０％であることが好ましく、より好ましくは３０〜
８０％とされ、さらに好ましくは５０〜８０％とされ
る。このような範囲内であると、本発明の効果が顕著と
なる。

【００４３】フィン１４の先端部１４Ａは本発明を適用
した場合にも、ある程度の曲率半径を有する曲面とな
る。フィン先端部１４Ａの断面の曲率半径は限定されな
いが、一般に０．０２〜０．１ｍｍ程度であることが好
ましく、より好ましくは０．０２〜０．０６ｍｍとされ
る。この範囲であれば、本発明により形成が容易であ
り、しかも高い凝縮性能が得られる。

【００４４】フィン１４の高さＨの具体例としては、一
般的な外径１０ｍｍ以下の内面溝付伝熱管の場合、好ま
しくは０．１０〜０．５０ｍｍ、さらに好ましくは０．
１５〜０．２５ｍｍが挙げられる。フィン１４が低すぎ
ると熱媒液体をかき上げる効果が小さくなり、フィン１
４が高すぎると圧力損失が増大するからである。

【００４５】フィン１４の底幅Ｗ２（管軸と直交する方
向での幅／図１１参照）も限定されないが、好ましくは
０．０５〜０．５０ｍｍ、さらに好ましくは０．１０〜
０．２５ｍｍとされる。フィン１４の高さＨと底幅Ｗ２
との比Ｈ／Ｗ２は０．５〜２．５程度であると好まし
い。この範囲であれば、熱媒液体をかき上げる効果と圧
力損失とのバランスが良好になる。

【００４６】溝１６の幅Ｗ１（管軸と直交する方向での
幅／図１１参照）も限定されないが、好ましくは０．１
〜０．３ｍｍ、さらに好ましくは０．１５〜０．２５ｍ
ｍとされる。この範囲であると、熱媒液体をかき上げる
効果と圧力損失とのバランスが良好になる。

【００４７】上記内面溝付伝熱管１を製造する方法とし
ては、図１３に示すように、平坦な板条材Ｔの上面にフ
ィン転造ロールＢによりフィン１４を転造した後、この
板条材Ｔを電縫加工して管体とする方法が可能である。
フィン転造ロールＢの外周面には、フィン転造溝Ｃがフ
ィン１４のパターンに対応したパターンで形成されてい
る。フィン転造溝Ｃの断面形状は、フィン１４の断面形
状とほぼ相補形状をなしているが、フィン転造溝Ｃの最
深部ＣＡの断面形状は、フィン先端部１４Ａの断面形状
よりも尖った（曲率半径の小さい）状態とされている。
フィン転造溝最深部ＣＡまで材料を充填して転造を行う
と、転造圧力が過大となってフィン転造ロールＢの寿命
を短縮することにつながるため、フィン転造溝最深部Ｃ
Ａの内壁面とフィン先端部１４Ａとの間にはわずかな空
隙が生じるように、フィン転造溝Ｃの形状および転造条
件を設定するべきである。

【００４８】このような製造方法によれば、フィン転造
溝Ｃの下部ＣＣの内壁面は緩斜面であるから、フィン転
造溝Ｃの中へ金属材料が滑らかに進入しやすく、転造加
工時には、フィン転造溝Ｃの最深部ＣＡ近くまで材料が
流れ込みやすく、転造圧力を極端に高めなくてもフィン
転造溝Ｃへの材料の充填率を増すことができ、最深部Ｃ
Ａの断面形状に近い、尖った断面形状のフィン１４を形
成することが容易である。したがって、フィン先端部１
４Ａにおける排液性を高めることができ、凝縮管として
使用した場合の凝縮性能を高めることが可能である。

【００４９】また、蒸発管として使用した場合には、溝
４の底幅が狭くなるため、毛細管力によって熱媒液体が
溝４に沿って広がりやすく、その分、水平に配置された
内面溝付伝熱管の天井面まで熱媒液体が広がりやすく、
蒸発面積が増大する。したがって、蒸発性能も高めるこ
とができる。

【００５０】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものではなく、前記実施形態の各構成を適宜組み合
わせてもよいし、あるいは、周知の構成を組み合わせて
もよい。また、特に記載のない事項については、各実施
形態で共通であってもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る内面
溝付伝熱管によれば、フィンの断面形状を工夫したこと
により、転造加工時にフィン転造溝の最深部近くまで材
料が流れ込みやすく、転造圧力を極端に高めなくてもフ
ィン転造溝への材料の充填率を増すことができ、先端が
尖った断面形状のフィンを形成することが容易である。
したがって、フィン先端部における排液性を高めること
ができ、凝縮管として使用した場合の凝縮性能を高める
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る内面溝付伝熱管の第１実施形態
を示す一部展開した平面図である。

【図２】 第１実施形態の管軸に対して垂直な断面の拡
大図である。

【図３】 第１実施形態のフィンの断面拡大図である。

【図４】 第１実施形態のフィンの転造方法を示す断面
拡大図である。

【図５】 従来のフィン転造方法の問題点を示す断面拡
大図である。

【図６】 本発明の第２実施形態におけるフィンの断面
拡大図である。

【図７】 第２実施形態におけるフィンの断面拡大図で
ある。

【図８】 本発明の第３実施形態におけるフィンの断面
拡大図である。

【図９】 第３実施形態におけるフィンの断面拡大図で
ある。

【図１０】 本発明の第４実施形態を示す一部展開した
平面図である。

【図１１】 本発明の第５実施形態におけるフィンの断
面拡大図である。

【図１２】 第５実施形態におけるフィンの断面拡大図
である。

【図１３】 第５実施形態のフィンの転造方法を示す断
面拡大図である。

【符号の説明】

１ 内面溝付伝熱管 ２、１０、１２、１４ フィン ２Ａ、１０Ａ、１２Ａ、１４Ａ フィン先端部 ２Ｂ、１０Ｂ、１２Ｂ、１４Ｂ フィン側壁面上部 ２Ｃ、１０Ｃ、１２Ｄ、１４Ｃ フィン側壁面下部 ３、１５ フィン側壁面下部とフィン側壁面上部との交
差線 Ｂ フィン転造ロール Ｃ フィン転造溝 Ｔ 板条材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属管の内周面に、この内周面から突出
   したフィンが多数形成され、これらフィンの側壁面の下
   部は急斜面とされる一方、前記フィンの前記側壁面の上
   部は、前記急斜面よりも傾斜角度の緩い緩斜面とされて
   いることを特徴とする内面溝付伝熱管。
2. 【請求項２】 金属管の内周面に、この内周面から突出
   したフィンが多数形成され、これらフィンの側壁面の下
   部は緩斜面とされる一方、前記フィンの前記側壁面の上
   部は、前記緩斜面よりも傾斜角度の急な急斜面とされて
   いることを特徴とする内面溝付伝熱管。
3. 【請求項３】 前記金属管の軸線に対して垂直な断面に
   おいて、前記フィンの両側の前記急斜面同士がなす角度
   は５〜５０゜であり、前記フィンの両側の前記緩斜面同
   士がなす角度は２０〜１２０゜であり、前記緩斜面同士
   がなす角度は前記急斜面同士がなす角度の１．２倍以上
   であることを特徴とする請求項１または２記載の内面溝
   付伝熱管。
4. 【請求項４】 前記金属管内周面から前記急斜面と前記
   緩斜面との交差線までの高さは、前記フィンの高さの２
   ０〜９０％であることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載の内面溝付伝熱管。
5. 【請求項５】 金属管の内周面に、この内周面から突出
   したフィンが多数形成され、これらフィンは、先端へ向
   けて２段階以上の段階を以て細幅化されていることを特
   徴とする内面溝付伝熱管。