JP2004347134A - 複合伝熱管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱性能、曲げ加工性、耐圧強度および生産性に優れた、さらに、使用される機器の小型化、軽量化が図れる複合伝熱管およびその製造方法を提供する。
【解決手段】両端部２ａ、２ａを除く外表面の少なくとも一部に管軸方向に平行に形成された３本または４本の溝部４を有する大径管２と、この大径管２の直径より小さい直径からなり、３本または４本の前記溝部４にそれぞれが嵌合された３本または４本の小径管３とを備える複合伝熱管１であって、前記小径管３と隣接する前記溝部４の表面は、この表面に接触する前記小径管３の円弧と等しい円弧を有する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、給湯器、床暖房等の熱交換器に用いる伝熱管に関するもので、より詳しくは、大径管と小径管を流れる熱媒体の間で管壁を通して相互に熱交換する複合伝熱管およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱交換器用の複合伝熱管の構成としては、１本の大径管と、その大径管の外表面に１本の小径管を接触させる構成のものが知られている。そして、冷蔵庫、冷凍庫用熱交換器の複合伝熱管においては、大径管および小径管の内部に熱媒体としてのフロン、代替フロン等の冷媒が流され、大径管と小径管とを流れる冷媒間で熱交換が行なわれるものである。また、給湯器用熱交換器の複合伝熱管においては、大径管の内部に水、小径管の内部にＣＯ_２等の自然冷媒が流されるものである。また、床暖房用熱交換器の複合伝熱管においては、大径管の内部に水、小径管の内部にフロン、代替フロン等の冷媒が流されるものである。
【０００３】
前記構成の複合伝熱管の具体的なものとして、大径管の外表面に小径管を平行に沿わせて、はんだ付けにより結着・接合したものが提案されている。しかしながら、この複合伝熱管は、円形断面を有する管同志が接合するために、相互の接触面は線接触となり、管相互の熱交換は効果的でない。また、小径管全周の半分以上を熱伝導の悪いはんだで覆われるために、管相互の熱交換は、これにより一層阻害される。また、管同志の結着・接合の作業工程が非常に煩雑で非能率的であり、多量のはんだを費消し、徒らにコスト高の原因となっていた。（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらには、はんだ付けの信頼性を上げるために、管の脱脂、フラックスの塗布、はんだ付け後のフラックスの除去などが必要であり、作業工程が多く、一層煩雑なものとなっていた。また、円管状部のはんだ付けであるため、はんだが付かないところができやすく、大径管と小径管との間に隙間ができ、伝熱性能が更に低下する。また、大径管および／または小径管を銅管で構成した際には、はんだ付け部では時間の経過と共に脆いＣｕ−Ｓｎ金属間化合物が形成され、複合伝熱管が組み込まれる熱交換器等の振動などにより接合が外れやすく、伝熱性能が経時劣化する。さらに、熱交管用なので水分が付着しやすく、銅とはんだとの電位差により局部電池を形成して腐食しやすく、使用中に冷媒がリークするおそれがある。さらに、廃棄され屋外におかれた場合、雨水によりはんだから人体に有害なＰｂイオンが溶出して水源や周囲の環境を汚染する。さらに、大径管および／または小径管を溶解してＣｕをリサイクルする場合には、銅管からのはんだの分別が難しく、ＣｕにＰｂ及びＳｎが混入したものとなってしまい、Ｃｕをリサイクルできなかった。
【０００５】
前記の問題点を解決する複合伝熱管の具体的なものとして、図１７に示すように、大径管１０２の管軸方向に沿わせて形成した溝部１０４に小径管１０３を配置し、その外周に低発泡率の独立気泡を有する樹脂層１０５を被覆して一体化した複合伝熱管１０１が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、図１８（ｂ）に示すように、軟質または軽軟質の大径管１２２の両端部を除く外表面の少なくとも一部に管軸方向に平行に形成した溝部１２４に、硬質の小径管１２３を抱合・緊締させた構成の複合伝熱管１２１が提案されている。また、図示しないが、大径管の外表面に溝部を形成する方法としては、引抜ダイスの引抜部ベアリングおよびアプローチの一部に溝部断面と一致する円形断面の小圧子を配置（固着）し、この引抜ダイスで大径管を引き抜く方法がある。また、この引抜法に代えて、大径管内にマンドレルや浮芯金を入れて引き抜く方法、ロール成形によるものも知られている。さらに、大径管への小径管の抱合・緊締方法として、引抜ダイスまたはロールを使用することも知られている。（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、図１８（ａ）に示すように、銅製の大径管１１２の両端部を除く外表面の少なくとも一部に管軸方向に平行に形成された溝部１１４に、銅製の小径管１１３が固定された複合伝熱管１１１が提案されている。また、小径管を大径管に固定する方法としては、（１）ロウ材、接着剤、共晶インサート部材、金属シール材等からなる接合層１１６を介して大径管１１２に小径管１１３を接合する方法、または、（２）小径管を大径管の溝部に圧入後、大径管を圧延して小径管を嵌合する方法がある（図示しないが、複合伝熱管の構成は図１８（ｂ）と同じになる）。さらに、大径管の外表面に溝を形成する方法としては、２連の成形ローラを使用することが知られている。（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
また、図１９に示すように、銅製の大径管１３２の両端部を除く外表面の一部に形成された管軸方向に平行に伸びる２本の溝部１３４、１３４に、銅製の２本の小径管１３３、１３３が固定された熱交換器１３１が提案されている。大径管１３２への前記溝部１３４、１３４の形成及び前記溝部１３４、１３４への小径管１３３、１３３の抱き込み一体化加工は、引抜き加工が用いられている。大径管１３２の溝部１３４、１３４の形成を引抜き加工によって行うため、大径管１３２の両端部に溝部１３４、１３４を形成しないようにするにはその両端部を一定長さに渡って縮径しておく必要があり、そのため、大径管１３２の両端部には、加工前の大径管１３２より外径が縮小した縮径部１３２ａ、１３２ａが設けられている。また、小径管１３３、１３３にＣＯ_２冷媒を大径管１３２に水を流通させるヒートポンプ式熱交換器に使用される例として、複合伝熱管１３１をらせん状に巻回した構成が例示されている。（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
【特許文献１】
実開昭５５−１５９９７５号公報（第１頁）
【特許文献２】
特開昭５７−９０５６３号公報（第１〜３頁、第１〜１１図）
【特許文献３】
特開２０００−２８３６６４号（段落番号［０００７］〜［００３１］、図３〜図１０）
【特許文献４】
特開２００３−１４３８３号（段落番号［００２５］〜［００２７］、図４）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に提案された複合伝熱管では、低発泡率の独立気泡を有する発泡樹脂層を被覆して一体化する工程は煩雑であり、生産性に劣る。また、発泡樹脂は温度や湿度の変化により一般に経時劣化しやすく、発泡樹脂の劣化により、大径管と小径管の接触状態が悪くなり伝熱性能、耐圧強度が経時劣化する。また、発泡樹脂を被覆するため、複合伝熱管の管軸直交断面の断面積が大きくなり、スペースが小さい場所への設置が難しく、この複合伝熱管を使用した冷蔵庫等の機器が大型化する。
【００１１】
また、特許文献２に提案された複合伝熱管では、溝部断面の形状の小圧子を配置したダイスで大径管を引抜くことにより大径管の外表面に管軸方向の溝部を形成している。したがって、溝部を形成する大径管の材質が軟質または軽軟質であること、また引抜きが空引き（管内部にプラグがない）であることにより、形成される溝部の断面形状がＶ字型となり、Ｃ字型やＵ字型の溝部を形成することが困難であり、その後のロール加工により大径管との隙間を小さくして小径管を抱合・緊締させることは難しく、伝熱性能、耐圧強度を向上させることが難しい。さらに、この方法では大径管全長に溝が形成されてしまい、溝のない部分を作ることが難しく後述の拡管の問題が残る。また、引抜きダイスと加工される大径管の接触面積が大きいため引抜きによる摩擦力が大きくなる。この摩擦力により大径管の引抜き力が増大するが、大径管の材質が軟質あるいは軽軟質であり、機械的強度が小さいため引抜き加工中に大径管の焼付きや破断が発生しやすいといった問題もある。
【００１２】
また、熱交換器内に組み込む際には、複合伝熱管に曲げ加工を施すことが多く、その際にも、Ｖ字断面の溝部から小径管が外れ易く、曲げ加工性に劣るものである。さらに、溝部の形成にロール形成を使用しても、管内部にプラグがないことにより、Ｖ字型断面の溝部となりやすく、Ｃ字型やＵ字型の溝部を形成することが困難である。
【００１３】
そして、前記の複合伝熱管では、溝部が大径管の全長に渡って形成され、かつ、複合伝熱管を熱交換器内に組み込む際には、管端部を拡管して他の管とロウ付けされている。そのため、管端部をロウ付けする場合には一度埋めこんだ小径管を大径管の溝部から取り外す必要があり、拡管しても断面が真円になり難いため、管端部の管端形状の矯正に時間がかかり、生産性に劣る。
【００１４】
また、特許文献３に提案された前記（１）の固定方法で作製された複合伝熱管では、ロウ材等からなる接合層が時間の経過と共に劣化し易く、冷蔵庫等の機器の振動により大径管から小径管が外れ易く、伝熱性能、耐圧強度が経時劣化する。さらに、銅製の大径管および小径管から接合層（接合材料）を分別することが難しい。そのため、複合伝熱管を溶解して銅をリサイクルしようとしても、銅に接合材料が混入したものとなってしまい、リサイクルが困難である。また、前記（２）の固定方法で作製された複合伝熱管では、溝部を２連のローラにより形成するため、溝部の断面形状がＶ字型になるため、圧延しても大径管の溝部内に隙間なく小径管を固定することが困難であり、伝熱性能、曲げ加工性が十分でない。
【００１５】
さらに、特許文献１ないし特許文献３に提案された複合伝熱管の共通の問題点として、大径管１本と小径管１本の組合せによる熱交換であり、伝熱面積が十分でないため、熱交換容量を大きくしようとすると、伝熱管の長さの増大、大径管と小径管の接触部を複数並列に設けるなどの対応が必要になり、冷蔵庫等の機器に使用した際の機器の小型化、軽量化が難しい。
【００１６】
また、特許文献４に提案されている複合伝熱管は小径管が２本嵌合されているため、熱交換容量を大きくすることができるが、複合伝熱管を熱交換器に組み込む際に一定の外径を有する他の銅管と接続する必要性より、縮径部の端部を一定の外径以上とする必要が生じる。そのためには、外径の大きな素管を使用する必要があるが、その場合は小径管が嵌合されている部分の大径管の断面積が大きくなってしまう。すると、前記嵌合部において大径管内を流れる熱媒体の流速が低下し、この部分の熱伝達率が低下してしまう。また、前記嵌合部の外径をある値より小さくできないため、複合伝熱管の小型化にも不利である。また、大径管が長い場合には、その縮径加工が煩雑である。また、他の管とロウ付けするために、この縮径部を拡管する場合には、拡管率が大きくなり、割れや加工性の低下が発生しやすい。さらに、大径管の縮径部から溝部が形成された部分に移る位置で大径管の断面積が変化するため、大径管内部に水を流す場合には、この付近で流速が変化し、水垢の堆積や腐食の原因となり易い。
【００１７】
そこで、本発明は、このような問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、伝熱性能、曲げ加工性、耐圧強度および生産性に優れた、さらに、使用される機器の小型化、軽量化が図れる複合伝熱管およびその製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、両端部を除く外表面の少なくとも一部に管軸方向に平行に形成された３本または４本の溝部を有する大径管と、この大径管の直径より小さい直径からなり、３本または４本の前記溝部にそれぞれが嵌合された３本または４本の小径管とを備える複合伝熱管であって、前記小径管と隣接する前記溝部の表面は、この表面に接触する前記小径管の円弧と等しい円弧を有する複合伝熱管として構成したものである。
【００１９】
前記構成において、溝部の表面が、この表面に接触する小径管の円弧と等しい円弧を有することにより、溝部の表面に小径管が密着し、大径管と小径管の接触部分の面積（伝熱面積）が増大すると共に、大径管と小径管が強固に嵌合され、溝部から小径管が外れる（抜ける）ことを抑制する。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、前記大径管の両端部における外径が、小径管が嵌合されている部分における大径管の外径と同じか、それより大きく、かつ、小径管の両端部における外径が、その他の部分における小径管の外径と同じか、それより大きい複合伝熱管として構成したものである。
【００２１】
前記構成において、大径管の両端部の外径が、小径管が嵌合されている部分における大径管の外径と同じか、それより大きいことにより、複合伝熱管を熱交換器に組み込むために、従来の複合伝熱管のように小径管が嵌合している部分の大径管の外径を大きくする必要がなく、嵌合部において大径管内を流れる熱媒体の流速が低下しない。また、嵌合部において大径管の外径が大きくならないことにより、複合伝熱管が小型化される。更に、大径管の両端部を拡管することにより、熱交換器に組み込む際の他の管との接合が容易となる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、前記大径管は、前記小径管と嵌合している溝部の溝底部分の肉厚をｔ、前記小径管と嵌合していない部分の肉厚をＴとするとき、ｔ／Ｔの値が０．３〜０．７である複合伝熱管として構成したものである。
【００２３】
前記構成において、ｔ／Ｔの値を所定範囲内にすることにより、大径管への小径管の嵌合がしやすくなり、大径管と小径管との間に隙間が形成されにくくなると共に、溝底部分が大径管の内圧に対抗しうる応力を有し、嵌合された小径管が大径管から押出されるのが抑制される。さらに、大径管と小径管との相互の伝熱性能が向上されると共に、曲げ加工性についても向上でき、かつ、小径管の円弧と等しくなるように、大径管の溝部の表面の円弧を形成することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、前記小径管と隣接する前記溝部の表面の円弧は、前記複合伝熱管の管軸直交断面における前記小径管と前記大径管との見かけ上の接触長さであって、前記小径管の全周の５５％以上である複合伝熱管として構成したものである。
【００２５】
前記構成において、複合伝熱管の管軸直交断面における小径管と大径管との見かけ上の接触長さを所定長さ以上とすることにより、溝部の表面に小径管が密着し、大径管と小径管の接触面積（伝熱面積）が増大すると共に、大径管と小径管が強固に嵌合され、溝部から小径管が外れる（抜ける）ことを抑制する。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、３本または４本の前記小径管は、前記大径管の管軸直交断面における等間隔の位置に配置された３本または４本の溝部に、それぞれが嵌合されてなる複合伝熱管として構成したものである。
【００２７】
前記構成において、前記大径管の管軸直交断面における大径管の円周上の等間隔の位置に小径管が配置されることにより、大径管と小径管との間の伝熱効率が向上すると共に、大径管に小径管を収容するための溝部の形成、およびその溝部への小径管の圧延嵌合の作業性がよくなる。
【００２８】
請求項６に記載の発明は、前記大径管は、その内面に、管軸方向に平行な溝またはらせん状の溝が形成されている複合伝熱管として構成したものである。
【００２９】
前記構成において、平行な溝またはらせん状の溝により、大径管内の伝熱面積が増大し、また溝により熱媒体が攪拌され、伝熱性能が向上する。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、３本または４本の前記小径管は、３本または４本の前記溝部の表面の少なくとも一部において、樹脂を介して前記大径管と嵌合されてなる複合伝熱管として構成したものである。
【００３１】
前記構成において、樹脂を介して大径管と小径管が嵌合されることにより、大径管と小径管の接触する面に形成される微細な隙間にも前記樹脂が充填され、接触面から熱伝導率の低い空気を排除し、大径管と小径管の密着度合いがさらに高まり、大径管と小径管との伝熱面積がさらに増大し、大径管への小径管の嵌合力もさらに増大する。
【００３２】
請求項８に記載の発明は、前記大径管および小径管の少なくとも一方は、無酸素銅またはりん脱酸銅からなる銅管または銅合金管である複合伝熱管として構成したものである。
【００３３】
前記構成において、無酸素銅またはりん脱酸銅からなる銅管または銅合金管の使用により、大径管および小径管の少なくとも一方は熱伝導率、耐食性、塑性加工性（嵌合、曲げ等）、耐圧強度が向上すると共に、熱交換器に組み込む際のロウ・はんだ付け性が向上する。
【００３４】
請求項９または請求項１０に記載の発明は、３本または４本の前記小径管が嵌合された大径管は、らせん状または渦巻状に巻回された巻回部を形成する複合伝熱管として構成したものである。
【００３５】
前記構成において、前記小径管が嵌合された大径管がらせん状または渦巻状の巻回部を形成することにより、同一体積に収納可能な複合伝熱管の長さが長くなり、複合伝熱管としての伝熱面積が増大すると共に、熱交換器内での小型化が可能となる。また、熱交換器内へ設置された際の複合伝熱管の安定性が向上する。
【００３６】
請求項１１に記載の発明は、前記大径管の管軸直交断面は、前記小径管と嵌合している部分において非円形の断面形状を呈する複合伝熱管として構成したものである。
【００３７】
前記構成において、大径管の断面形状が非円形を呈することにより、同一段数のらせん状の巻回部においては、巻回部の高さが低くくなり、または、同一巻数の渦巻状の巻回部においては、巻回部の外径が小さくなる。
【００３８】
請求項１２に記載の発明は、大径管と、大径管の外表面に、前記大径管の管軸方向と平行に嵌合される３本または４本の小径管とを備える複合伝熱管の製造方法であって、前記大径管の両端部を除く外表面にピンを押し当て、前記ピンを固定して前記大径管を管軸方向に平行に移動させることにより、または前記大径管を固定して前記ピンを前記大径管の管軸方向に平行に移動させることにより、前記大径管の外表面の３箇所または４箇所に管軸方向に伸びる溝部を形成する溝部形成工程と、前記溝部が形成された大径管を焼鈍する焼鈍工程と、３本または４本の前記溝部に３本または４本の小径管を載置し、圧延ロールにより圧延して前記溝部に前記小径管を埋め込み、前記焼鈍された大径管と前記小径管を嵌合する圧延嵌合工程とを、含む複合伝熱管の製造方法として構成したものである。
【００３９】
前記構成において、ピンを使用して溝部を形成することにより、大径管の所定部分のみが内方に窪んで溝部が形成され、かつ、形成された溝部のエッジ部に管軸直交断面で見た断面形状が三角形状の突起部が形成され（従来の圧延および引抜による加工では溝部の全面がダイスやロールと接触するため、前記突起部は形成されない）、小径管を嵌合する際、この突起部が小径管を包み込むように倒れ込み、小径管の嵌合強度を大きくするのに有効に作用する。大径管の他の部分は変形しない。また、溝部が形成された大径管を焼鈍することにより、大径管と小径管の嵌合がしやすく、小径管を変形させることもない。また、複合伝熱管の曲げ加工性が向上する。また、圧延ロールで圧延嵌合することにより、小径管が大径管の溝部内に強固に固定される。
【００４０】
請求項１３に記載の発明は、前記大径管および小径管の少なくとも一方は無酸素銅またはりん脱酸銅からなる銅管または銅合金管であって、前記大径管は、その外表面に前記溝部を形成する前の管軸方向の０．２％耐力が２００〜３７０Ｎ／ｍｍ^２であり、前記小径管は、管軸方向の０．２％耐力が２００Ｎ／ｍｍ^２以上である複合伝熱管の製造方法として構成したものである。
【００４１】
前記構成において、所定強度の大径管の使用により、大径管への溝部の成形効率が向上すると共に、溝部形成のためのピンの破損を抑制する。また、所定強度の小径管の使用により、小径管を溝部内に嵌合する際の小径管の変形または疵付きを抑制すると共に、大径管と小径管との間に隙間を小さくする。また、小径管の変形に起因して管内の熱媒体の圧力損失が大きくなるのを抑制する。
【００４２】
請求項１４に記載の発明は、前記圧延嵌合工程の後に、前記小径管が嵌合された大径管を所定半径で巻回する巻回工程、前記大径管または／および小径管の管端部を拡管する拡管工程、および焼鈍工程の少なくとも１つを行う複合伝熱管の製造方法として構成したものである。
【００４３】
前記構成において、巻回工程により、複合伝熱管としての伝熱面積が増大すると共に、熱交換器内での複合伝熱管の占有空間が減少する。また、熱交換器内へ設置された際の複合伝熱管の安定性が向上する。また、拡管工程により、複合伝熱管を熱交換器に組み込む際の他の管との接合が容易となる。さらに、焼鈍工程により、複合伝熱管の曲げ加工性が向上し、熱交換器への組み込みがしやすくなる。
【００４４】
請求項１５に記載の発明は、大径管と、大径管の外表面に、前記大径管の管軸方向と平行に嵌合される３本または４本の小径管とを備える複合伝熱管の製造方法であって、前記大径管の両端部を除く外表面にピンを押し当て、前記ピンを固定して前記大径管を管軸方向に平行に移動させることにより、または前記大径管を固定して前記ピンを前記大径管の管軸方向に平行に移動させることにより、前記大径管の外表面の３箇所または４箇所に管軸方向に伸びる溝部を形成する溝部形成工程と、前記溝部が形成された大径管を焼鈍する焼鈍工程と、３本または４本の前記溝部の表面の少なくとも一部に樹脂を塗布する、または３本または４本の前記小径管の外表面の前記焼鈍が施された大径管と嵌合する部分の少なくとも一部に樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、３本または４本の前記溝部に３本または４本の小径管を載置し、圧延ロールにより圧延して前記溝部に前記小径管を埋め込み、前記樹脂を介して前記焼鈍された大径管と前記小径管を嵌合する圧延嵌合工程と、前記圧延嵌合された複合伝熱管を前記樹脂の硬化温度まで昇温し、所定時間加熱し、前記樹脂を硬化させる樹脂硬化工程とを、含む複合伝熱管の製造方法として構成したものである。
【００４５】
また、請求項１６に記載の発明は、前記大径管および小径管の少なくと一方は無酸素銅またはりん脱酸銅からなる銅管または銅合金管であって、前記溝部を形成する前の大径管および小径管の０．２％耐力が所定範囲内である複合伝熱管の製造方法として構成し、さらに、請求項１７に記載の発明は、前記圧延嵌合工程の後に、巻回工程、拡管工程、焼鈍工程の少なくとも１つを行う複合伝熱管の製造方法として構成したものである。
【００４６】
前記構成において、樹脂塗布工程、樹脂硬化工程により、大径管と小径管の接触する面に形成される微細な隙間にも前記樹脂が充填され、接触面から熱伝導率の低い空気を排除し、大径管と小径管の密着度合いがさらに高まり、大径管と小径管との伝熱面積がさらに増大し、大径管への小径管の嵌合力もさらに増大する。
【００４７】
また、所定強度の大径管の使用により、大径管への溝部の成形効率が向上すると共に、溝部形成のためのピンの破損を抑制する。また、所定強度の小径管の使用により、小径管を溝部内に嵌合する際の小径管の変形または疵付きを抑制すると共に、大径管と小径管との間に隙間を小さくする。また、小径管の変形に起因して管内の熱媒体の圧力損失が大きくなるのを抑制する。また、巻回工程により、複合伝熱管としての伝熱面積が増大すると共に、熱交換器内での複合伝熱管の占有空間が減少する。また、熱交換器内へ設置された際の複合伝熱管の安定性が向上する。また、拡管工程により、複合伝熱管を熱交換器に組み込む際の他の管との接合が容易となる。さらに、焼鈍工程により、複合伝熱管の曲げ加工性が向上し、熱交換器への組み込みがしやすくなる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１（ａ）は３本の小径管を備える複合伝熱管の側面図、（ｂ）は溝部の端部を示す部分切断斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ線の断面図、図３は図２の他の実施形態の断面図、図４は図２の他の実施形態の断面図、図５は４本の小径管を備える複合伝熱管の断面図、図６は図５の他の実施形態の断面図、図７は大径管の４箇所に溝部を形成する溝部形成工程を模式的に示す管軸平行断面図、図８は大径管に溝部を形成する溝部形成工程を模式的に示す管軸直交断面図で、（ａ）は溝部が４箇所の場合、（ｂ）は溝部が３箇所の場合、図９は大径管に４本の小径管を嵌合する圧延嵌合工程を模式的に示す管軸平行断面図、図１０は大径管に小径管を嵌合する圧延嵌合工程を模式的に示す管軸直交断面図で、（ａ）は小径管が４本の場合、（ｂ）は小径管が３本の場合、図１１（ａ）は図１０の嵌合前の溝部の部分拡大断面図、（ｂ）は嵌合後の溝部の部分拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）の他の実施形態の部分拡大断面図、図１２は熱交換器の構成を模式的に示す説明図、図１３はらせん状の巻回部が形成された複合伝熱管の斜視図、図１４（ａ）は図１３のＣ−Ｃ線の断面図、（ｂ）、（ｃ）は図１３の他の実施形態を示す部分断面図、図１５は渦巻状の巻回部が形成された複合伝熱管の斜視図、図１６（ａ）は図１５のＤ−Ｄ線の断面図、（ｂ）は図１５の他の実施形態を示す部分断面図である。
【００４９】
図１に示すように、本発明の複合伝熱管１は、外表面に形成された３本の溝部４、４、４を有する大径管２と、この大径管２の溝部４、４、４に嵌合された３本の小径管３、３、３とを備えるものである。または、４本の溝部を有する大径管と、この大径管の溝部に嵌合された４本の小径管とを備えるものである（図示せず）。
【００５０】
（大径管の構成）
大径管２は、後記する小径管３より外径が大きく、且つ小径管３を３本または４本嵌合して複合伝熱管１とした場合でもその内部に熱媒体としてフロン系冷媒、水などを流すのに十分な内径、及び耐圧強度を持てばよく、一例として、外径は４〜３０ｍｍ、肉厚は０．２〜２．５ｍｍ、長さは１００ｍｍ以上が好ましい。また、小径管より外径が大きいという条件を満足すれば特に寸法に制限はない。一般的には、小径管寸法との関係、本発明の伝熱管が組込まれる熱交換器の寸法、熱容量、加工性を考慮して決められ、前記寸法以外でも何ら問題はない。
【００５１】
また、大径管２の材質としては、熱伝導率及び耐食性の点からＪＩＳＨ３３００に規定の銅または銅合金が好ましく、これに規定されていなくても管に加工でき、且つ溝加工ができるものであれば適用できる。銅、銅合金以外にも、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼などを用いることもできる。
【００５２】
また、大径管２は、管外面に溝加工、各小径管３の嵌合、らせん状または渦巻状の巻回などの塑性加工が可能であり、これらの加工により割れ、各小径管３のはずれなどのおこらない機械的性質を備えることが望ましい。また、複合伝熱管１として熱交換器に組み込まれる際に、曲げ加工を行うので、曲げ加工においても割れ、小径管のはずれなどのおこらない機械的性質を備えることが望ましい。
【００５３】
また、熱交換器に組込むために他の管とロウ、はんだなどにより接合されるのでロウ付け性、はんだ付け性に優れることが望ましい。
【００５４】
また、大径管２を構成する管は、押出し素管を圧延、抽伸して製作される継目無し管でも、あるいは所定幅の板条の幅方向の端面を溶接して製作される溶接管を用いても良い。
【００５５】
さらに、通常、大径管２としては管内面が平滑である平滑管が用いられることが多いが、管内の熱媒体を撹拌したい場合、旋回流を与えたい場合、あるいは管内の伝熱面積を増やしたい場合等には管の内面の少なくとも一部に管軸方向に平行な溝あるいはらせん状の溝（図示せず）が形成された内面溝付管を用いてもよい。また、大径管２内の溝付加工には、転造法、圧延法（転造ボールの代わりに圧延ロールを使用）、条（幅の狭い板状）に圧延ロールで溝付し、条を丸めて端を溶接するなどの方法によればよい。
【００５６】
（小径管の構成）
小径管３は、大径管２に３本または４本嵌合され、且つその場合大径管２の内部を熱媒体が必要量流通することが可能な寸法に形成されている。また、小径管の内部を流通する熱媒体の圧力が大きい場合はその運転圧力に耐えられる厚さが必要になる。一例として、外径は１〜８ｍｍ、肉厚は０．２〜５ｍｍ、長さは１００ｍｍ以上が好ましい。また、前記寸法外でも、大径管より外径が小さいという条件を満たしていれば何ら問題はない。
【００５７】
また、小径管３の材質は、熱伝導率及び耐食性の点からＪＩＳＨ３３００に規程の銅または銅合金が好ましく、これに規定されていなくても管に加工でき、曲げ加工が可能なものなら適用できる。また、銅、銅合金以外にも、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼などを用いることもできる。また、小径管３の加工性は、複合伝熱管１としてらせん状または渦巻状の巻回加工を行うので、巻回により割れ、大径管２からのはずれなどのおこらない機械的性質を備えることが望ましい。さらに、複合伝熱管１として熱交換器に組み込む際に曲げ加工を行うので、曲げ加工においても割れ、大径管２からのはずれなどのおこらない機械的性質を備えることが望ましい。
【００５８】
熱交換器に組込むために他の管とロウ、はんだなどにより接合されるのでロウ付け性、はんだ付け性に優れることが望ましい。
【００５９】
この小径管３は、断面積が小さいが、内部を流れる熱媒体の流通量を多くしたい場合が多いので、大径管２より内圧を高くして運転されることが多い。そのため、管の外径に対する肉厚を大きくすることが多く、一般には、押出し素管を圧延、抽伸して製作される継目無し管を用いることが多い。管の肉厚は、熱交換器の運転圧力に基づいて計算される耐圧強度から決定すれば良い。耐圧強度が要求値を満たせば、溶接管を用いても良い。
【００６０】
管内面が平滑である平滑管が用いられることが多いが、管内の熱媒体を撹拌したい場合、旋回流を与えたい場合、あるいは管内の伝熱面積を増やしたい場合等には管の内面の少なくとも一部にらせん状あるいは管軸方向に平行な溝が形成された内面溝付管を用いてもよい。
【００６１】
（複合伝熱管の構成）
図１〜図６に示すように、複合伝熱管１は、大径管２の両端部２ａ、２ａを除く外表面の少なくとも一部に管軸方向に沿って平行に形成された３本または４本の溝部４に、３本または４本の小径管３のそれぞれが密着するように嵌合され、各小径管３に隣接する各溝部４の表面４Ａは、各表面４Ａに接触する各小径管３の円弧３Ａと等しい円弧を有する。
【００６２】
また、各小径管３が大径管２の各溝部４に嵌合されている複合化区間Ｂの長さは特に制限はないが、１００ｍｍ以上が好ましい。また、複合化区間Ｂ以外の部分Ａは、大径管２と各小径管３が分離して存在しており、それぞれの管の両端部２ａ、３ａが熱交換器２０の必要な部分に接続されている（図１２参照）。そして、前記接続のために、分離した大径管２の両端部２ａ及び／または各小径管３の両端部３ａが所定長さだけ拡管（拡管部）されていると、ロウ付け接合のために好適である。また、図１３、図１５に示すように、複合化区間Ｂにらせん状または渦巻状の巻回部３１ｋ、６１ｋを形成してもよい。
【００６３】
また、各溝部４の表面４Ａの管軸直交断面における円弧（嵌合されている小径管３の円弧３Ａ）の長さは、各小径管３の全円周の５５％以上であることが好ましい。これにより、各小径管３の外表面の５５％以上が各溝部４の表面４Ａに覆われることとなる。また、７０％以上であることが更に好ましい。そして、各表面４Ａの円弧（各小径管３の円弧３Ａ）の長さが各小径管３の全円周の５５％未満であると、複合伝熱管１を直線状及び曲げた状態で、例えば、らせん状または渦巻状に巻回して用いるときに、小径管３が大径管２（各溝部４）から抜けたり（外れたり）、また大径管２と各小径管３との間の熱交換が低下しやすくなる。前記円弧の長さ（％）は次のようにして求める。各小径管３が嵌合されている部分を管軸直交断面で観察し、各小径管３と大径管２が見かけ上接触している部分に対して各小径管３の円周角を測定する。［測定された円周角（°）／３６０（°）］×１００が求める値となる。通常、１断面において３本または４本の小径管３に対する平均値を求め、３断面以上について前記平均値を求め、それらの平均値の更に平均した値を求める値とする。また、「見かけ上」とは、本来接触すべき（断面を観察して大径管２に囲まれている）という意味で、顕微鏡スケールでは接触していない部分も含まれる。
【００６４】
さらに、大径管２と各小径管３の複合化区間Ｂの両端部において、大径管２に形成されている各溝部４が管軸方向と３０°程度の角度θをなして浅くなるようにしておくと、各小径管３に無理な力をかけずに大径管２より離脱（分離）させることができる。
【００６５】
また、前記嵌合形態は、大径管２の外表面にその管軸方向に平行に、各小径管３が埋めこまれた状態になっていれば良い。そして、このような嵌合形態の形成方法は、後記のように、大径管２の外表面に、その管軸方向に平行に各小径管３の外径にほぼ等しく、深さが前記各表面４Ａを形成するのに必要な所定深さの各溝部４を形成し、各溝部４に各小径管３を嵌め込み、その後大径管２の各溝部４に形成された突起部４ａ、４ａを圧延などの方法で各小径管３にかぶせ、各小径管３を大径管２に固定することにより形成される。そして、各小径管３が大径管２に密着した接触状態が形成される（図１１参照）。
【００６６】
但し、このような嵌合形態において、各溝部４では、大径管２と各小径管３との間には管軸直交方向及び管軸方向に微細な隙間が残存するが、大径管２と各小径管３との接触部分の面積が大きいため、十分な伝熱性能を発揮させることができる。
【００６７】
また、本発明の複合伝熱管は、複合伝熱菅の管軸直交断面で見た場合の大径管に対する３本または４本の小径管の位置が、図２、図５に示すように、大径管２の管軸直交断面における大径管２の円周上の等間隔の位置に３本または４本の各小径管３を存在させたものが好ましい。このような形態の複合伝熱管１は、伝熱効率が良く、最も好適に用いられ、また、後記する各小径管３を収容するための各溝部４の加工、各溝部４への各小径管３の嵌合加工が最も行いやすい。そして、この複合伝熱管１は、特に、大径管２内を流れる熱媒体の流量が多い場合に好適に用いられる。
【００６８】
３本または４本の小径管３の位置は、図２、図５のみに限るわけではなく、種々の位置に存在させることが可能である。例えば、大径管２内を流れる熱媒体の流量が少ない場合には、図３、図６の大径管２の管軸直交断面の６０°ずつ離れた位置に３本または４本の各小径管３が存在する、または、図４の大径管２の管軸直交断面の９０°ずつ離れた位置に３本の各小径管３が存在する、小径管の配置が均等でないもの配置を用いることがある。但し、各小径管３を収容するための各溝部４の加工、各溝部４への各小径管３の嵌合加工、複合伝熱管１の熱交換器への組み込みの際の曲げ加工には、各小径管３の配置に対応したものが必要となる。
【００６９】
このように大径管に小径管を３本または４本嵌合させた複合伝熱管は、小径管を１本または２本嵌合させたものに比較して溝部加工、嵌合などの難易度は高くなるが、小径管本数の増大（接触面積の増大）による伝熱性能の向上、およびこの複合伝熱管を用いて製作される熱交換器の小型化に対して、予想を上回る効果が得られるものである。伝熱性能の大幅な向上は以下のような機構により達成される。
【００７０】
（１）大径管は、管軸方向に伸びる溝部の形成により、大径管内にリブが３本または４本形成された形状となっており、リブが１または２本形成されているものに比べて大径管内を流れる熱媒体の撹拌効果が著しく増大する。このために、大径管における管内熱伝達性能が大幅に向上する。
【００７１】
（２）小径管が３本または４本嵌合されているので大径管の管軸直交断面における断面積が小さくなっており（例えば、図２〜図６）、単位時間あたり同一質量の熱媒体を大径管内に流した場合その流速が増大することにより大径管における管内熱伝達性能が大幅に向上する。
【００７２】
（３）複合伝熱管を曲げ加工すると、曲げ部において大径管と小径管との接触状態が変化し、熱伝達性能が影響を受けるが、小径管の数を３本または４本とすることにより前記接触状態の変化がより平均化され、熱伝達性能に及ぼす影響が小さくなる。
【００７３】
（４）小径管が３本または４本嵌合されているので、大径管と小径管との接触面積が増大し、大径管と小径管との間の熱伝達量が増大する。
また、このように伝熱性能の大幅な向上が可能であることから同一熱容量の熱交換器を製作するために必要な複合伝熱管の長さを短縮でき、それによる熱交換器の小型化、軽量化が達成できる。
【００７４】
図１３〜図１６に示すように、複合伝熱管１は、各小径管３を大径管２に嵌合させた後、適当な巻きの直径及び巻きの高さＨ方向に適当な管の間隔で、らせん状または渦巻状に巻回された巻回部３１ｋ、４１ｋ、５１ｋ、６１ｋを形成してもよい。
【００７５】
（らせん状の巻回部）
図１３、図１４（ａ）に示すように、巻回部３１ｋの巻きの最小内径ＩＤは、大径管２および各小径管３の外径、大径管２および各小径管３の肉厚、大径管２および各小径管３の結晶粒径、大径管２および各小径管３の機械的性質（引張り強さ、耐力、伸び、ばね限界値など）等に依存するが、例えば大径管の管外径ａを定数「ａ」としたとき、巻回部３１ｋの最小内径ＩＤは６×ａ程度まで小さくすることが可能である。また、巻回部３１ｋの高さＨを小さくするためには各小径管３を大径管２に嵌合させた後、更に焼鈍を行ってもよい。
【００７６】
また、巻回部３１ｋの大径管２の間隔ｐは、大径管どおしが接触した状態としてもよいし（ｐ≒２×ａ）、あるいは隙間を設けて接触しない状態としてもよい。巻回部３１ｋのコンパクト化のためには、巻回部３１ｋの間隔ｐを小さくし、隣合う管どおしを接触させるとよく、複合伝熱管３１の小型化に有効である。また、図１４（ｃ）に示すように、大径管５２の管軸直交断面における外形形状を楕円あるいは扁平円形状とすると（左右径＞上下径）、巻回部５１ｋの高さＨを更に低減することが可能である。
【００７７】
また、図１４（ａ）は一重巻きの例を示したが、巻回部３１ｋの熱交換容量を更に向上させるには、図１４（ｂ）に示すように二重巻き４１ｋあるいはそれ以上の回数だけ巻いた構成としてもよい。
【００７８】
（渦巻状の巻回部）
図１５、図１６（ａ）に示すように、巻回部６１ｋの巻きの最大外径ＯＤ、最小内径ＩＤは、大径管２および各小径管３の外径、大径管２および各小径管３の肉厚、大径管２および各小径管３の結晶粒径、大径管２および各小径管３の機械的性質（引張り強さ、耐力、伸び、ばね限界値など）等に依存するが、例えば大径管の管外径ａを定数「ａ」としたとき、巻回部６１ｋの最大外径ＯＤはａの４０倍程度まで大きくすることが可能であり、さらに、最小内径ＩＤはａの６倍程度まで小さくすることが可能である。また、巻回部６１ｋの高さＨを小さくするためには各小径管３を大径管２に嵌合させた後、更に焼鈍を行ってもよい。
【００７９】
また、巻回部６１ｋの大径管２の間隔ｐは大径管どおしが接触した状態としてもよいし（ｐ≒２×ａ）、あるいは隙間を設けて接触しない状態としてもよい。巻回部６１ｋのコンパクト化のためには、巻回部６１ｋの間隔ｐを小さくし、隣合う管どおしを接触させるとよく、複合伝熱管６１の小型化に有効である。また、図１６（ｂ）に示すように、大径管７２の管軸直交断面における外形形状を楕円あるいは扁平円形状とすると（左右径＜上下径）、巻回部７１ｋの高さＨを更に低減することが可能である。
【００８０】
また、図１５、図１６（ａ）は渦巻状の巻回部６１ｋを２つ形成し、二層に積層した例を示したが、巻回部６１ｋは一つで一層でもよいし、巻回部６１ｋの熱交換容量を更に向上させるために三つとして三層以上で構成してもよい。また、二つ以上の場合、各巻回部６１ｋの移行部６１ｉが図１６（ａ）のように、次の巻回部６１ｋを垂直方向に重ねるように連続して巻回される状態としてもよいし、各巻回部の端部を直接（ロウ付け等）または接続管等を用いて接合して、次の巻回部を同一平面状となるようにしてもよい。
【００８１】
また、大径管２、５２、７２と各小径管３、５３、７３の嵌合部の断熱性を高めるためには、巻回部３１ｋ、４１ｋ、５１ｋ、６１ｋ、７１ｋを含む嵌合部を、後記する断熱性の樹脂や断熱材で被覆してもよい（図示せず）。樹脂の材質は大径管２、５２、７２及び各小径管３、５３、７３の内部を流れる熱媒体の温度により選択すればよく、大径管２、５２、７２に水、小径管３、５３、７３にＣＯ_２を流通させ、大径管２、５２、７２の水を温める場合は耐熱性に優れ、長期間に渡り変質しない材質を選択すればよい。
【００８２】
図２〜図６に示すように、本発明の複合伝熱管１は、３本または４本の小径管３が、３本または４本の溝部４の表面の少なくとも一部において、樹脂５（図１１（ｃ）参照）を介して大径管２と嵌合されてなるものが好ましい。前記のように、溝部４の大径管２と小径管３との間の微細な隙間を完全になくすことは困難である。そのため、微細な隙間があると空気が介在し、金属より熱伝導率が低く、伝熱抵抗が大きい部分となるため、この空気が介在する部分に、空気より熱伝導率の大きい樹脂５を設ける。樹脂５を設けることにより、各溝部４における伝熱性能を更に向上させた複合伝熱管１が得られる。
【００８３】
前記微細な隙間に樹脂を充填させる方法としては、流動状態の樹脂５（図１１（ｃ）参照）を、嵌合前の大径管２の３本または４本の各溝部４の表面４Ａ、または３本または４本の各小径管３の外表面３Ａに必要量だけ塗布し、大径管２に３本または４本の各小径管３を嵌合させる嵌合処理を行った後、樹脂５を硬化させる処理（例えば加熱）を行えば良い。
【００８４】
また、嵌合処理により３本または４本の各溝部４よりはみ出した樹脂５（図１１（ｃ）参照）は、隙間の伝熱性能向上に寄与しないため、樹脂５の硬化前あるいは硬化後除去しても良い。なお、樹脂５そのものが耐食性などに悪影響を及ぼさないのであればそのままにしても良い。
【００８５】
樹脂５（図１１（ｃ）参照）の種類としては、一例をあげると、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、有機無機ハイブリッドセラミックス（有機修飾シリケート材料、所謂セラマー等）が挙げられる。有機無機ハイブリッドセラミックスは、無機部分が有機ポリマー又はオリゴマーにより結合されてネットワーク化したものであるため、無機及び有機の両方の特性を併せ持つ。そのため、緻密で且つ優れた強度を有しながら、熱交換器内の温度差又は冷熱サイクルによる基材の熱膨張及び収縮に追従することができる。
【００８６】
これらの樹脂５（図１１（ｃ）参照）を水、有機溶剤等の適当な溶剤で望ましい濃度に希釈して用いることができる。樹脂５は前記に特に限定されないが、室温付近の温度で流動性があり、その硬化温度が２００℃以下であり、大径管２及び各小径管３の耐食性、耐応力腐食割れ性、耐蟻巣状腐食性などに悪影響を及ぼさないものが望ましい。さらに、樹脂５の流動性、伝熱性能、膨張係数等の調整のために、大径管２および／または各小径管３と同材質の金属または合金粉末、金属酸化物粉末等をこれらの樹脂５に添加しても良い。
【００８７】
また、本発明の複合伝熱管は、図２〜図６に示すように、大径管２が、小径管３と嵌合している溝部４の溝底部分４ｂの肉厚をｔ（図２〜図４ではｔ１、ｔ２、ｔ３でｔ１、ｔ２、ｔ３の平均値、図５〜図６ではｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４でｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の平均値）、小径管３と嵌合していない部分の肉厚をＴ（図２〜図４ではＴ１、図５〜図６ではＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４またはＴ１で、Ｔ１またはＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の平均値またはＴ１）とするとき、ｔ／Ｔの値が０．３〜０．７であるものが好ましい。
【００８８】
そして、ｔ／Ｔの値は、大径管２と小径管３との嵌合の行いやすさと、作製した複合伝熱管１の耐圧強度に影響を与える。ｔ／Ｔが、０．３より小さいと、溝底部分４ｂの肉厚ｔが薄くなり小径管３を嵌合させ易くなるが、この溝底部分４ｂを外側に張り出すのに必要な応力は小さくなる。
【００８９】
したがって、大径管２内に圧力をかけたとき、大径管２の内側から外側に向かって管円周方向に作用する内圧により、溝部４内に嵌合された小径管３が外側に押出されてしまいやすくなり、複合伝熱管の耐圧強度が低下してしまう。また、ｔ／Ｔが０．７より大きいと、大径管２に小径管３を嵌合させにくい。それにより、嵌合後、溝部４の表面４Ａと小径管３の円弧３Ａとの間に大きな隙間が形成され、複合伝熱管１としての伝熱性能が低下しやすくなる。
【００９０】
また、本発明の複合伝熱管１は、その素材として、大径管２および小径管３の少なくとも一方が、無酸素銅またはりん脱酸銅からなる銅管または銅合金管であるものが好ましい。
【００９１】
複合伝熱管として要求される特性は、（１）大径管および小径管がそれぞれの管の熱伝導率が優れ、大径管及び小径管の内部を流れる熱媒体間で効率良く熱交換できること、（２）大径管および小径管が種々の使用雰囲気で耐食性に優れること、（３）大径管および小径管が嵌合、曲げ等の塑性加工性に優れること、（４）大径管および小径管がロウ、はんだつけ性に優れること、（５）大径管および小径管が所定の耐圧強度を有することなどである。
これらの（１）〜（５）の特性を満足する大径管および小径管の材質としては、エアコン、大型空調機器などの熱交換器用伝熱管として広く用いられているＪＩＳＨ３３００に規定する合金番号Ｃ１１０１の無酸素銅、合金番号Ｃ１２０１及びＣ１２２０のりん脱酸銅のいずれかが好ましい。
【００９２】
また、本発明の複合伝熱管用素材として、前記の素材のみに限定する必要はなく、熱伝導率に加えて更に耐圧強度が必要な場合は、ＪＩＳＨ３３００に規定された銅または銅合金や、例えばＦｅ、Ｐ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｌ等の元素より選択する１種または２種以上を総計で数％以下Ｃｕに含有させたＪＩＳＨ３３００に規定されていない銅合金を用いることができる。
【００９３】
また、特に耐食性と耐圧強度が必要な場合には、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ７０６０、Ｃ７１００、Ｃ７１５０などのＣｕ−Ｎｉ系合金やＴｉまたはＴｉ合金、ステンレス鋼などを用いることも可能である。また、軽量化が求められる場合には、更に耐食性、強度、加工性などの特性を考慮して、アルミニウム、アルミニウム合金より所定の特性を有するものを選択することも可能である。
【００９４】
また、図１に示すように、本発明の複合伝熱管は、両端部における大径管の外径を小径管が嵌合されている部分における大径管の外径と同じにすることが好ましい。ここで、嵌合部における大径管の外径は、溝部を外して測定した大径管の外径である。このような構成にすることにより、小径管が嵌合されている部分における大径管の断面積が前記両端部より小さくなり、この部分を流れる熱媒体の流速が低下しないため、熱伝達性能を向上させることが可能である。また、特許文献４の複合伝熱管より外径の小さい大径管を用いて複合伝熱管を製作することが可能となり、熱交換器の小型化にも有効である。更に、大径管および／または小径管の両端部に一定長さの拡管部が形成されているものが好ましい。複合伝熱管を熱交換器に組み込む際には、大径管と同様な外径の他の管とロウ、はんだなどにより接合する必要があり、この場合には大径管の管端部を必要長さだけ拡管しておくと接合に都合がよい（図１２参照）。また、拡管には一般的に用いられる拡管治具を用いれば良い。さらに、小径管を同様な外径の他の管とロウ、はんだなどにより接合する場合についても前記大径管と同様である。
【００９５】
つぎに、本発明の複合伝熱管の製造方法について説明する。本発明の製造方法は、溝部形成工程と、焼鈍工程と、圧延嵌合工程とを含む。
（１）溝部形成工程
図７、図８（ａ）（ｂ）に示すように、スリーブ１５の所定位置でスリーブ１５内側にその加工先端部１１ａが突出するよう固定治具で固定された３本または４本のピン１０を大径管２の両端部を除く外表面に押し当て、３本または４本のピン１０を固定した状態で、例えば、図示しない保持ロールにて大径管２を管軸方向に平行に移動させることにより、または大径管２を固定した状態でピン１０を大径管２の管軸方向に平行に移動させることにより（図示せず）、大径管２の外表面の３箇所または４箇所に管軸方向に伸びる溝部４を形成する。
【００９６】
（ピン）
ピン１０は、所定長さを持つ溝加工部１１と、より径の大きい把持部１２とにより構成されている。また、溝加工部先端１１ａは半球状に加工され、把持部１２と溝加工部１１の繋ぎ部１３は応力集中による破壊の緩和のため、所定のＲが付けられている（肩部１４にも所定の面取りがなされている）。また、溝加工部先端１１ａの外径は小径管の外径±０〜２０％程度とされることが多い。これは、溝加工部先端１１ａの外径を小径管の外径より大きくしても、加工された溝部４の外径は溝部加工後に弾性変形分が戻るため、加工時の溝部４の外径より小さくなるためである。
【００９７】
また、大径管２にピン１０を押し当て、大径管２を所定の深さだけ窪ませた状態で大径管２またはピン１０を管軸方向に移動させることにより溝部４を形成させるので、ピン１０には変形し難い（機械的強度が大きい）こと、磨耗し難い（耐摩耗性に優れる）こと、溝部４の加工中に折損しない（耐衝撃性に優れる）こと等が求められる。
【００９８】
このような点から、ピン１０の材質としては超硬材質が望ましい。特に、ＷＣ（タングステンカーバイト）の平均粒子径が１ミクロン未満のものが長寿命であり望ましい。また、ピンの部分にＳｉＣ、ＳｉＮ、ＡｌＮ、サイアロンなどのセラミック質あるいは非晶質炭素などのコーティングをＣＶＤ、ＰＶＤなどの方法により行うと溝部４の成形性（加工性）とピン１０の寿命が更に向上する。
【００９９】
（溝部の形成方法）
３個または４個のピン１０を溝部４を形成しようとする大径管２の３箇所または４箇所の場所に押し当て大径管２を所定の深さだけ窪ませた状態で、大径管２または各ピン１０を管軸方向に所定長さだけ移動させると、３箇所または４箇所の位置に同時に溝を形成することができる。また、ピン１０の数を１個または２個にして大径管２またはピン１０を管軸方向に移動させ、まず大径管２の１箇所に所定の長さと深さの溝部４を形成し、その後大径管２を管軸周りに回転させ、別の位置に同様な方法で２箇所目以上の溝部を形成しても良い（図示せず）。さらに、これらの方法により目的とする深さの各溝部４を１回の移動だけで形成しても良く、あるいは２回以上の移動で形成しても良い。
【０１００】
また、各溝部４の加工時の各ピン１０の押圧力、各ピン１０または大径管２の移動速度および前記移動回数は、大径管２の材質、機械的性質、形成する各溝部４の深さを考慮して、大径管２に各溝部４のみが形成され、大径管２の他の部分（各溝部４以外）は変形しないように、また被加工部のバリや切り粉の発生が少なくなるように適当な条件を選択すれば良い。
【０１０１】
また、各溝部４の加工は強加工であるため、加工発熱、被加工部のバリや切り粉の発生を少なくするために、管の抽伸、転造などに用いる種々の潤滑油より適当なものを選択して用いることが望ましい。被加工部にブロアーを設置し、エアブローしながら加工すると、発生する切り粉や余分な潤滑油を除去することができる。
【０１０２】
（２）焼鈍工程
外表面に溝部が形成された大径管は、被加工部（溝部）が加工硬化している。この状態で、図９、図１０（ａ）（ｂ）に示す後記する圧延嵌合工程を行うと（大径管２の各溝部４内に各小径管３を嵌合させると）、大径管２の被加工部の変形抵抗が大きく延性が低下しているため、各溝部４において大径管２と各小径管３との間に隙間が形成されやすく、また各小径管３を変形させやすくなる。また、作製された複合伝熱管１を熱交換器に組み込むために、複合伝熱管１に曲げなどの塑性加工を行う場合、加工性が低下してしまうことがある。このような問題を避けるため、前記溝部形成工程後の大径管２に、図示しない焼鈍装置を使用して、焼鈍を行って軟質材としておくことが必要である。
【０１０３】
また、大径管の素材が無酸素銅またはりん脱酸銅である場合は、溝部形成工程で使用した潤滑油を脱脂し、引張り強さ２００〜３００Ｎ／ｍｍ^２、伸び３０％以上となるように焼鈍することが望ましい。また、小径管を嵌合して製作した複合伝熱管に曲げ半径の小さい曲げを行うには、焼鈍後の前記大径管の管軸平行断面における平均結晶粒径が３０μｍ以下（望ましくは２０μｍ以下）としておくと、曲げ加工による割れの発生が抑制され有利である。他の素材の場合も焼鈍後の大径管の伸びが３０％以上となるように焼鈍すると良い。
【０１０４】
また、焼鈍装置には、高周波誘導加熱炉による連続焼鈍、あるいはバッチ式の炉など特に制限はないが、焼鈍により大径管２の表面に厚い酸化膜が形成されないように雰囲気を調整することが必要である。酸化膜は大径管２と各小径管３との接触部の熱抵抗になるためである。
【０１０５】
（３）圧延嵌合工程
図９、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、３本または４本の溝部４に３本または４本の小径管３を載置し、１組の圧延ロール１６、１６により圧延して、各溝部４に各小径管３を埋め込み、前記焼鈍された大径管２と各小径管３を嵌合する。そして、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、圧延ロール１６、１６で圧延することにより、大径管２の各溝部４の上端部に形成されている突起部４ａ、４ａが各小径管３の外表面にかぶさり、各小径管３を大径管２の各溝部４内に強固に固定する（各小径管３が各溝部４に密着する）。また、圧延ロール１６、１６の材質は一般の圧延機に用いられているものと同じで良い。さらに、所定長さだけ嵌合後、圧延ロール１６、１６の間隔を広げることにより、各溝部４が形成されていない部分には嵌合が行われない。
【０１０６】
また、圧延嵌合には適当な潤滑剤を使用し、嵌合終了後に付着した潤滑油を除去することが好ましい。さらに、この圧延嵌合は複数回行っても良い。そして、圧延ロール１６、１６で圧延する前に、大径管２の各溝部４に載置した各小径管３を各溝部４に押し込む補助ロールあるいはダイス（図示せず）を設置しても良い。
【０１０７】
また、圧延ロール１６、１６のロール軸を含む断面において、大径管２および各小径管３に接触する部分が、大径管２と同じまたは少し小さい外径ｄの円により構成されている（ｄ≦大径管２外径）。そして、前記外径ｄが大径管２の外径より小さい場合には、各小径管３が大径管２に嵌合されると同時に、大径管２の外径が外径ｄに近い値に縮径される。また、前記外径ｄが大径管２の外径を超えると、各小径管３が大径管２（各溝部４の表面４Ａ）と密着せず、大径管２と各小径管３との間に大きな隙間が生じ、嵌合が不十分となりやすい。また、図１３および図１６に示すように、巻回部３１ｋ、４１ｋ、６１ｋが形成された複合伝熱管３１、４１、６１において、その巻回部３１ｋ、４１ｋ、６１ｋの高さＨ、最大外径ＯＤを低減するために、大径管２の管軸直交断面における外形形状を扁平円形に作製する際には、大径管２および各小径管３に接触する部分が扁平円形（楕円形：図１４（ｃ）の大径管５２、図１６（ｂ）の大径管７２参照）に構成された圧延ロール（図示せず）で圧延嵌合する。
【０１０８】
また、本発明の製造方法は、図８、図１０に示すように、大径管２および各小径管３が無酸素銅またはりん脱酸銅からなる銅管または銅合金管であって、大径管２が、その外表面に各溝部４を形成する前の管軸方向の０．２％耐力が２００〜３７０Ｎ／ｍｍ^２であり、各小径管３が、管軸方向の０．２％耐力が２００Ｎ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。
【０１０９】
（溝部加工前の大径管の調質）
大径管２は、管軸方向の０．２％耐力が２００〜３７０Ｎ／ｍｍ^２である調質のものを用いることが好ましい。０．２％耐力が２００Ｎ／ｍｍ^２未満であると、ピン１０により溝部４加工をする場合に大径管２が荷重を支えることができず、ピン１０が接触した部分の周辺も変形して広い範囲が窪んでしまい、大径管２に各溝部４が正しく形成することが難しい。そのため、各小径管３を隙間を小さくして嵌合することが難しくなる。
【０１１０】
大径管２は、０．２％耐力が、３７０Ｎ／ｍｍ^２を超えると、大径管２の強度が高くなり、各溝部４の形成が困難になり（１回の加工で形成される溝部の深さが浅くなる）、各溝部の形成効率が低下し、またピン１０が破損しやすくなる。
【０１１１】
なお、前記条件に加え、さらに０．２％耐力（σ_０．２）と引張り強さ（σ_Ｂ）との比（σ_０．２／σ_Ｂ）が０．８０以上、且つ伸び５〜４０％である調質の大径管２を用いることがさらに好ましい。
【０１１２】
（嵌合させる小径管の調質）
管軸方向の０．２％耐力が２００Ｎ／ｍｍ^２以上である調質の各小径管３を用いることが好ましい。各小径管３は、０．２％耐力が２００Ｎ／ｍｍ^２未満のものを用いると、各小径管３を大径管２に嵌合する際に、各小径管３に変形あるいは疵付きが発生しやすい。そのため、大径管２と各小径管３との隙間が大きくなり、その伝熱性能が低下しやすい。また、管の変形により管内の断面積が小さくなり、各小径管３内を流れる熱媒体の圧力損失が大きくなる。
【０１１３】
なお、前記条件に加え、さらに０．２％耐力（σ_０．２）と引張り強さ（σ_Ｂ）との比（σ_０．２／σ_Ｂ）が０．７０以上である調質の各小径管３を用いることがさらに好ましい。
【０１１４】
また、本発明の製造方法は、図１３〜図１６に示すように、前記圧延嵌合工程の後に、前記小径管３、５３、７３が嵌合された大径管２、５２、７２を所定半径で巻回する巻回工程、前記大径管２、５２、７２または／および小径管３、５３、７３の管端部を拡管する拡管工程、および焼鈍工程の少なくとも１つを行うことが好ましい。さらに、前記工程の後に最終焼鈍を行なってもよい。
【０１１５】
また、巻回工程では、らせん状の巻回部３１ｋ、４１ｋ、５１ｋの形成には円筒状のドラム（図示せず）、渦巻状の巻回部６１ｋ、７１ｋの形成には円錐型のドラム（図示せず）を使用して、前記圧延嵌合によって小径管３、５３、７３が嵌合された大径管２、５２、７２をドラムに巻き付ける。そして、このドラムの径は、大径管２、５２、７２のスプリングバック量を考慮して設定される。すなわち、大径管２、５２、７２がスプリングバックして巻回部３１ｋ、４１ｋ、５１ｋ、６１ｋ、７１ｋの最小内径ＩＤまたは／および最大外径ＯＤ（図１４、図１６参照）になるように設定する。
【０１１６】
また、図４、５、６に示すように、大径管２の円周方向に３本または４本の各小径管３を嵌合した場合には、大径管２の管軸直交断面の上下方向に小径管３、３が配置される様に巻き付けるのが好ましい。この場合、上下方向の小径管３、３の巻付長さが等しくなり都合がよい。図２、３、４、６に示すように、大径管２の円周方向に３本または４本の各小径管３を嵌合した場合には、巻回直径の大きさによっては巻きの外周部に配置される各小径管３が大径管２より外れる場合がある。このような場合には、巻回直径を大きくするように、各小径管３が巻回中心側に配置されるように巻回する。または、巻回前に小径管が嵌合された大径管を焼鈍する。
【０１１７】
また、拡管工程では、大径管２、５２、７２または／および小径管３、５３、７３の管端部を一般的に用いられる拡管器具（図示せず）を用いて拡管する。この拡管により、複合伝熱管１を熱交換器２０（図１２参照）に組み込む際に、大径管２、５２、７２または／および小径管３、５３、７３を、他の管にロウ、はんだなどにより接合しやすくなる。
【０１１８】
また、焼鈍工程では、小径管３、５３、７３が嵌合された大径管２、５２、７２または、その大径管２、５２、７２に巻回部３１ｋ、４１ｋ、５１ｋ、６１ｋ、７１ｋを形成した複合伝熱管１、３１、４１、５１、６１、７１を適当な条件で焼鈍する。前記圧延嵌合工程後の大径管２、５２、７２は、溝部が半硬質、その他の部分が軟質であり、小径管３、５３、７３は硬質である。そして、大径管２、５２、７２を更に巻回する際に、巻回直径（図１４、図１６における最小内径ＩＤ、最大外径ＯＤ）が小さい場合、巻回を精度良く行いたい場合、小径管３、５３、７３の延性が小さい場合には、大径管２、５２、７２および小径管３、５３、７３をわずかでも焼鈍により軟質化したほうが望ましい。また、複合伝熱管１、３１、４１、５１、６１、７１を熱交換器２０（図１２参照）に取付ける場合にも曲げ加工を行うことが多く、厳しい曲げ加工性を満足させるためには、大径管２、５２、７２および小径管３、５３、７３をわずかでも焼鈍により軟質化したほうがよい。
【０１１９】
この焼鈍により、大径管２、５２、７２および小径管３、５３、７３の応力が除去され、巻回部３１ｋ、４１ｋ、５１ｋ、６１ｋ、７１ｋが高さ（Ｈ）方向にコンパクト化される。また、熱交換器２０（図６参照）に組み込む際に、大径管２、５２、７２および小径管３、５３、７３が容易に曲げられ、他の管に変形させて接合することが可能となり、さらに、応力腐食割れが発生しにくくなる。
【０１２０】
そして、大径管２、５２、７２および／または小径管３、５３、７３の材質が、無酸素銅またはりん脱酸銅であれば、前記製造方法で作製された複合伝熱管１、３１、４１、５１、６１、７１を２００〜５００℃の温度で１０秒〜２時間程度保持する。それにより、複合伝熱管１、３１、４１、５１、６１、７１がより軟質となり、前記目的とする加工性が付与される。
【０１２１】
また、本発明の他の製造方法について説明する。他の製造方法は、溝部形成工程と、焼鈍工程と、樹脂塗布工程と、圧延嵌合工程と、樹脂硬化工程とを含むものである。
【０１２２】
（溝部形成工程）前記製造方法と同様に行う。
（焼鈍工程）前記製造方法と同様に行う。
（樹脂塗布工程）
前記したポリエチレングリコール、有機無機ハイブリットセラミックス等の樹脂５から適当な樹脂５を選定し、適当な粘性に調整する。この樹脂５を、大径管に形成した３本または４本の各溝部４の表面の少なくとも一部、または、３本または４本の各小径管３の外表面の大径管２と嵌合される部分の少なくとも一部に、スプレー、インクジェット、筆など適当な方法により塗布する。（図１１（ｃ）参照）
【０１２３】
（圧延嵌合工程）
前記製造方法と同様に行い、前記樹脂５を硬化させる前に、樹脂５を介して各小径管３を大径管２に圧延嵌合する。また、圧延嵌合により各溝部４からはみ出した樹脂５は、ブロアーなどで除去する。また、樹脂５そのものが複合伝熱管１の耐食性などに悪影響を及ぼさないものであれば、除去しなくてもよい。
【０１２４】
（樹脂硬化工程）
前記圧延嵌合工程で作製された複合伝熱管１に脱脂処理を施し、一般的に用いられる加熱器（図示せず）で前記樹脂５の硬化温度（２００℃以下が好ましい）まで昇温し、所定時間加熱し、大径管２と各小径管３との間の樹脂５を硬化させる。この樹脂５の硬化により、大径管２と各小径管３の嵌合が十分なものとなり、また、大径管２と各小径管３との間の微細な隙間を埋めることができ、伝熱性能が向上する（図１１（ｃ）参照）。
【０１２５】
また、前記製造方法と同様に、前記圧延嵌合工程の後に、前記小径管３、５３、７３が嵌合された大径管２、５２、７２を所定半径で巻回する巻回工程、前記大径管２、５２、７２または／および小径管３、５３、７３の管端部を拡管する拡管工程、および焼鈍工程の少なくとも１つを行うことが好ましい。また、前記樹脂硬化工程は巻回工程の後に行なってもよい。さらに、最終焼鈍を行ってもよい。
【０１２６】
つぎに、本発明の複合伝熱管の使用例を、図１２を参照して説明する。図１２はガス圧縮式冷却原理を用いた冷蔵庫用の熱交換機２０である。熱交換器２０内の冷媒（例えば、フロン代替ガス）は圧縮機２１により圧縮されて高圧ガスとなり、これが放熱器２２で温度が下げられて液体となる。そして冷却器２３においては、この液体が急激に減圧（膨張）されることにより気化する。この気化により周囲の熱を大量に奪うため、この気化熱により熱交換器２０を備えた冷蔵庫内が冷却される。そして冷媒は低温低圧ガスとなって圧縮機２１に戻る。
【０１２７】
また、熱交換器２０に組み込まれた本発明の複合伝熱管１においては、放熱器２２と冷却器２３の間に３本または４本の小径管３を介在させ、冷却器２３から圧縮機２１の間に大径管２を介在させる。そして、各小径管３では、液体冷媒が管径の減少により減圧調整される。それと共に、放熱器２２だけでは除去しきれなかった液体冷媒の温度が、大径管２内を流動する低温低圧の冷媒ガスにより、低下熱交換される。これにより、液体冷媒を冷却器２３における気化に適する温度圧力に調整するものである。一方、大径管２では、大径管２内を流動する低温低圧の冷媒ガスが、各小径管３を流動する中温低圧の液体冷媒により、高温傾向に熱交換される。このように、複合伝熱管１の使用により、熱交換器２０における冷媒の液化および気化が効率的におこなわれる。
【０１２８】
また、本発明の複合伝熱管１の大径管２に水を流し、各小径管３に高温高圧のＣＯ_２を流すことにより、大径管２内の水を加熱するヒートポンプ式給湯器や床暖房用の熱交換器としても利用することが可能である。
【０１２９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明する。
（第１の実施例）実施例１〜実施例６
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、表３に示す６段階にｔ／Ｔを変化させ、大径管の管軸直交断面の管円周方向に１２０°ずつ離れた位置（管軸直交断面における等間隔の位置）に３本の小径管が嵌合された複合伝熱管（実施例１〜６）を各４本ずつ作製した。
【０１３０】
（１−１）大径管の溝部形成
大径管には表１のものを使用した。大径管の材質としては、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を使用した。また、溝部形成には表２および図８（ｂ）に示すピン１０を使用した。ピン１０を固定し、大径管２を移動させることにより大径管２の管軸直交断面で１２０°ずつ離れた３箇所に溝部４、４、４を形成した。また、各溝部４の形成は、潤滑油を滴下しながら（図示せず）、大径管２全長に対し、両端部の１００ｍｍを除いた部分に各溝部４を形成した。
【０１３１】
また、本実施例においては、ピンの押し当て荷重を変えることにより、後記するｔ／Ｔを変化させた。また、大径管２を１回または複数回移動させることにより、大径管２に、複数回、３本の溝部４、４、４が形成され、所定深さの各溝部４を形成した。また、大径管２の移動回数が増えるたびに、溝部４の長さを短くし、溝部４の両端部が階段状になるようにした。また、各溝部４の形成の際、各溝部４内に微細な切り粉が発生するため、ピン１０の磨耗および小径管（図示せず）との接触状況を良くするために（図９参照）、ブロアー（図示せず）を用いて切り粉を除去した。
【０１３２】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管を脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で大径管を焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さは２４０〜２４９Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力は７３〜７８Ｎ／ｍｍ^２、伸びは４８〜４９．５％、平均結晶粒径（管軸平行断面）は２３〜２７μｍとなった。
【０１３３】
（１−３）小径管の嵌合
小径管には表１のものを使用した。小径管の材質としては、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を使用した。図１０（ｂ）に示すように、大径管２に形成された３本の溝部４、４、４に３本の小径管３、３、３をそれぞれ軽くはめ込み、圧延ロール１６、１６に通す。これにより、大径管２の管軸直交断面の１２０°離れた位置に、３本の小径管３、３、３が嵌合された複合伝熱管１を作製した。
【０１３４】
（２）評価項目
前記で作製された４本の複合伝熱管の内１本について、長さ５０００ｍｍの溝部を５００ｍｍずつに切断して１０本の試料を作成し、ｔ／Ｔ、伝熱性能及び曲げ加工性を調査した。また、残りの３本を用いて耐圧強度を調査した。
（２−１）ｔ／Ｔ
図２に示すように、ｔは、小径管３、３、３と嵌合している３本の溝部４、４、４の溝底部分４ｂ、４ｂ、４ｂの肉厚ｔ１、ｔ２、ｔ３の平均値とする。また、Ｔは、同図に示す、小径管３、３、３と嵌合していない大径管２の３ヶ所の肉厚Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の平均値とする。長さ５０００ｍｍの溝部のうち、両端より５００ｍｍ及び２５００ｍｍの３箇所より厚さ１０ｍｍ程度の試料を採取し、管軸直交断面を光学顕微鏡で観察してそれぞれの位置における肉厚ｔ１〜ｔ３、Ｔ１〜Ｔ３を測定し、それらの平均値よりｔ／Ｔを計算し、表３に示す。
【０１３５】
（２−２）伝熱性能
溝部における大径管と小径管との密着状況で評価する。前記の５００ｍｍずつに切断した１０本の試料において、両端部を除く９箇所の管軸直交断面で、溝部の大径管と小径管との密着状況を光学顕微鏡で観察した。その結果を表３に示す。また、大径管と小径管と間に生じた隙間が微細で少ないものを、伝熱性能が優れ「○」と、生じた隙間が大きくないものを、伝熱性能が良好で「△」と、生じた隙間が大きく多いものを、伝熱性能が劣る「×」と評価した。
【０１３６】
（２−３）曲げ加工性
曲げ試験により曲げ加工性を評価した。曲げ試験は、前記の長さ５００ｍｍに切断された試料を用いて行なった。試料を半径３０ｍｍの曲げ治具に沿わせてＵ字曲げし、大径管から小径管が外れることはないか評価した。なお、図２に示すように、複合伝熱管１の管軸直交断面において、一点鎖線（Ｙ−Ｙ線）が曲げの中立軸となるように曲げた。サンプル数ｎ＝５で評価を行い、小径管が外れたものの個数を記録した。その結果を表３に示す。
【０１３７】
（２−４）耐圧強度
切断しなかった複合伝熱管の大径管に水を充填してハンドポンプで徐々に加圧し、小径管が大径管から離脱し始める圧力をブルドン管ゲージで読取った。ｎ＝３の平均値で評価を行い、その結果を表３に示す。
【０１３８】
【表１】

【０１３９】
【表２】

【０１４０】
【表３】

【０１４１】
（３）評価結果
実施例１は、他の実施例２〜６よりｔ／Ｔが小さく、大径管に形成された溝部が深くなったため、嵌合により小径管にかぶさった大径管の突起部４ａ、４ａ（図１１参照）が長く、この部分の密着状況は良好であった。そして、溝底部分４ｂ、４ｂ、４ｂ（図２参照）に相当する位置に隙間が形成されたが、その隙間は大きいものでなく、伝熱性能としては良好であった。また、溝底部分４ｂ、４ｂ、４ｂ（図２参照）における大径管の肉厚ｔ１、ｔ２、ｔ３（図２参照）が薄くなったため、他の実施例２〜６に比べて１０〜３０％程度耐圧強度が低い。
【０１４２】
実施例２〜５は、伝熱性能、曲げ加工性、耐圧強度ともに優れていた。
実施例６は、他の実施例１〜５よりｔ／Ｔが大きく、大径管に形成された溝部が浅くなるため、各溝部４における大径管２（表面４Ａ）と各小径管３（円弧３Ａ）の接触長さが短くなり（図２参照）、大径管の突起部４ａ、４ａ（図１１参照）の密着状況は良好であった。そして、その他の部分で隙間が形成されたが、その隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。また、溝部が浅いために小径の嵌合力が小さくなり、曲げ試験において１本の複合伝熱管より小径管が離脱した（曲げの外側になる小径管）。
【０１４３】
これらの結果から、伝熱性能、曲げ加工性、及び耐圧性をすべて満足するためにはｔ／Ｔが０．３〜０．７の範囲が好ましいことがわかる。
【０１４４】
（第２の実施例）実施例７、実施例８
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、ｔ／Ｔが実施例１および実施例３と同じであり、大径管と小径管が樹脂を介して嵌合された複合伝熱管を各１本ずつ作製し、それぞれ実施例７および実施例８とした。
（１−１）大径管の溝部形成
使用した大径管およびピン、溝部形成手順は第１の実施例と同じである。
【０１４５】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
第１の実施例と同じである。
【０１４６】
（１−３）樹脂の塗布
樹脂としてはポリエチレングリコールを用いた。樹脂を水で塗布しやすい濃度に希釈し、更に、溝部における樹脂の存在状態を確認するため、青インクで着色し、大径管に形成した溝部に塗布した。
【０１４７】
（１−４）小径管の嵌合
使用した小径管は第１の実施例と同じである。そして、第１の実施例と同様に小径管を嵌合し、溝部より押出された余分な樹脂をふき取った。
【０１４８】
（１−５）樹脂の硬化
小径管が嵌合した大径管を非酸化性雰囲気に保たれた２００℃の炉に装入し、所定時間（０．５時間）加熱し、樹脂を硬化させ、複合伝熱管を得た。
【０１４９】
（２）評価項目
ｔ／Ｔ、伝熱性能、曲げ加工性について、第１の実施例と同様な方法で評価し、その結果を表４に示した。
【０１５０】
【表４】

【０１５１】
（３）評価結果
実施例１の複合伝熱管では、溝底部分に相当する位置に隙間が形成されているのが観察された。そして、実施例１と同じ値のｔ／Ｔを有する実施例７の複合伝熱管は、隙間が存在した部分に樹脂が充填されており、大径管と小径管は直接的または樹脂により密着している。このため、伝熱性能は優れたものであった。また、樹脂が存在しても曲げ加工性においても良好であった。
【０１５２】
実施例３の複合伝熱管は隙間が微細で少ないものであった。そして、実施例３と同じ値のｔ／Ｔを有する実施例８の複合伝熱管は、微細な隙間部にも樹脂が存在していることが確認され、伝熱性能は優れたものであった。また、実施例７と同様に、樹脂が存在しても曲げ加工性においても良好であった。
【０１５３】
これらの結果より、大径管と小径管との間に樹脂を存在させることにより、熱抵抗となる空気層がなくなり、熱抵抗が減少するため、伝熱性能が優れたものとなる、また、曲げ加工性にも悪影響を及ぼさないことが分かった。
【０１５４】
（第３の実施例）実施例９〜実施例１１
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、実施例８とｔ／Ｔが同じで、実施例８とは異なる樹脂（セラミックス）を介して大径管と小径管が嵌合された複合伝熱管を３本作製し、実施例９〜１１とした。
（１−１）大径管の溝部形成
使用した大径管およびピン、溝部形成手順は第１の実施例と同じである。
【０１５５】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
第１の実施例と同じである。
【０１５６】
（１−３）樹脂（セラミックス）の塗布
塗布する樹脂（セラミックス）としてはＪＳＲ社製グラスカＨＰＣ７５０６溶液（固体での密度１．５×１０^３ｋｇ／ｍ^３）を使用した。このセラミックスは加熱して硬化させると有機無機ハイブリッドセラミックスとなる。そして、ＨＰＣ７５０６溶液を溶剤で適当な濃度に希釈し、大径管の溝部に塗布したものを実施例９、ＨＰＣ７５０６溶液に平均粒径１μｍのα−Ｆｅ_２Ｏ_３粒子を１５ｖｏｌ％加え、溶剤で適当な濃度に希釈し、大径管の溝部に塗布したものを実施例１０、ＨＰＣ７５０６溶液に３５０メッシュアンダーの電解銅粉を１０ｖｏｌ％加え、溶剤で適当な濃度に希釈し、大径管の溝部に塗布したものを実施例１１とした。
【０１５７】
（１−４）小径管の嵌合
使用した小径管は第１の実施例と同じである。そして、第１の実施例と同様にして小径管を嵌合し、嵌合部より押出された余分な樹脂（セラミックス）をふき取った。
（１−５）樹脂（セラミックス）の硬化
小径管が嵌合した大径管を非酸化性雰囲気に保たれた１００℃の炉に装入し、樹脂（セラミックス）を硬化させ、複合伝熱管を得た。
【０１５８】
（２）評価項目
ｔ／Ｔ、伝熱性能、曲げ加工性について、第１の実施例と同様な方法で評価し、その結果を表５に示した。
【０１５９】
【表５】

【０１６０】
（３）評価結果
表５に示すように、実施例９〜実施例１１のいずれの複合伝熱管においても、小径管と大径管との間の微細な隙間部には、セラミックス層または金属酸化物粒子（金属粒子）を含有するセラミックス層が存在し、熱抵抗となる空気層がなくなる。それにより、熱抵抗が減少するため、伝熱性能が優れるものであった。また、曲げ加工性にも悪影響を及ぼさないことが分かった。
【０１６１】
（第４の実施例）実施例１２〜実施例１５
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、表７に示すようにｔ／Ｔを４段階に変化させ、大径管の管軸直交断面において管円周方向に６０°ずつ離れた位置に３本の小径管を嵌合させた複合伝熱管（実施例１２〜実施例１５）を各４本ずつ作製した。
【０１６２】
（１−１）大径管の溝部形成
大径管には表８のものを使用した。大径管の材質としては、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２０１のりん脱酸銅を使用した。また、溝部形成には表６に示すピンを使用した。また、溝部形成には図８（ｂ）において、下側のピン１０の位置はそのままとし、上側のピン１０、１０を下側のピン１０から大径管２の管円周方向に６０°ずつ離れた位置に配置したものを用いた。その他の点は第１の実施例と同様とした。
【０１６３】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管を脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で大径管を焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さは２４３〜２５０Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力は７８〜８１Ｎ／ｍｍ^２、伸びは５１〜５３％、平均結晶粒径（管軸平行断面）は２３〜２５μｍとなった。
【０１６４】
（１−３）小径管の嵌合
小径管には表８のものを使用した。小径管の材質としては、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を使用した。大径管に形成された３本の溝部に３本の小径管をそれぞれ軽くはめ込み、３本の小径管が上側のロールに当るように圧延ロールに通した。これにより、大径管の管軸直交断面の管円周方向に６０°ずつ離れた位置に、３本の小径管が嵌合された複合伝熱管を作製した。
【０１６５】
（２）評価項目
前記で作製された４本の複合伝熱管の内１本について、長さ８０００ｍｍの溝部を８００ｍｍずつに切断し１０本の試料を作成し、ｔ／Ｔ、伝熱性能及び曲げ加工性を調査した。また、残りの３本を用いて耐圧強度を調査した。
（２−１）ｔ／Ｔ
図３に示すように、ｔは、３本の小径管３、３、３と嵌合している３本の溝部４、４、４の溝底部分４ｂ、４ｂ、４ｂの肉厚ｔ１、ｔ２、ｔ３の平均値とする。また、Ｔは、同図に示す、各小径管３と嵌合していない大径管２の所定位置での肉厚Ｔ１とする。長さ８０００ｍｍの溝部のうち、両端より８００ｍｍ及び４０００ｍｍの３箇所より厚さ１０ｍｍ程度の試料を採取し、管軸直交断面を光学顕微鏡で観察してそれぞれの位置における肉厚ｔ１、ｔ２、ｔ３、Ｔ１を測定し、それらの平均値よりｔ／Ｔを計算し、表７に示す。
【０１６６】
（２−２）伝熱性能
溝部における大径管と小径管との密着状況で評価する。前記の８００ｍｍずつに切断した１０本の試料において、両端部を除く９箇所の管軸直交断面で、溝部の大径管と小径管との密着状況を光学顕微鏡で観察した。その結果を表７に示す。また、大径管と小径管と間に生じた隙間が微細で少ないものを、伝熱性能が優れ「○」と、生じた隙間が大きくないものを、伝熱性能が良好で「△」と、生じた隙間が大きく多いものを、伝熱性能が劣る「×」と評価した。
【０１６７】
（２−３）曲げ加工性
曲げ試験により曲げ加工性を評価した。曲げ試験は、前記の長さ８００ｍｍに切断された試料を用いて行なった。試料は半径６０ｍｍの曲げ治具に沿わせてＵ字曲げし、大径管から小径管が外れることはないか評価した。なお、図３に示すように、複合伝熱管１の管軸直交断面において、一点鎖線（Ｙ−Ｙ線）が曲げの中立軸となる（３本の小径管３、３、３が曲げの内側になる）ように曲げた。ｎ＝５で調査を行い、小径管が外れたものの個数を記録した。その結果を表７に示す。
【０１６８】
（２−４）耐圧強度
第１の実施例の方法に同じ。その結果を表７に示す。
【０１６９】
【表６】

【０１７０】
【表７】

【０１７１】
【表８】

【０１７２】
（３）評価結果
表７に示すように、実施例１２は他の試料よりｔ／Ｔが小さく、大径管に形成された溝が深くなったため、嵌合により小径管にかぶさった大径管の突起部における密着は良好であった。そして、溝底部分に相当する位置に隙間が形成されたが、その隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。また、溝底部分における大径管の肉厚が薄くなったため、他の試料に比べて耐圧強度が低い。
【０１７３】
実施例１３および実施例１４は、伝熱性能、曲げ加工性、耐圧強度とも優れたものであった。
【０１７４】
実施例１５は他の試料よりｔ／Ｔが大きく、大径管に形成された溝が浅くなるため、溝部における大径管と小径管の接触長さが短くなり、大径管の突起部の密着状況は良好であるが、その他の部分で隙間が形成された。その隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。また、実施例１５は嵌合力は小さいが、曲げ断面において小径管が曲げの内側面に来るように曲げても、複合伝熱管より小径管が離脱したものはなかった。
【０１７５】
（第５の実施例）実施例１６
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、銅合金からなる大径管の管軸直交断面の管円周方向に１２０°ずつ離れた位置（管軸直交断面における等間隔の位置）に小径管を３本嵌合させた複合伝熱管（実施例１６）を４本作製した。
【０１７６】
（１−１）大径管の溝形成
第１の実施例に同じ。但し、大径管には表９のものを使用し、その材質は、０．６５質量％Ｓｎ、０．０２７質量％Ｐ、０．３５質量％Ｚｎ、残部がＣｕの銅合金を使用した。
【０１７７】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管を脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で大径管を焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さは３２２Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力は１２８Ｎ／ｍｍ^２、伸びは４３％、平均結晶粒径（管軸平行断面）は１５μｍとなった。
【０１７８】
（１−３）小径管の嵌合
小径管は表１のものを用い、嵌合の方法も第１の実施例に同じとした。
【０１７９】
（２）評価項目
第１の実施例に同じ。その結果を表１０に示す。
（３）評価結果
表１０に示すように、実施例１６の複合伝熱管は、伝熱性能、曲げ加工性とも優れたものであった。また、大径管に合金管を用いたため耐圧強度は、ｔ／Ｔがほぼ同じである実施例４の複合伝熱管に比べても大幅に向上していた。
【０１８０】
【表９】

【０１８１】
【表１０】

【０１８２】
（第６の実施例）実施例１７
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、大径管及び小径管として、表１１に示す材質及び機械的性質のアルミニウム合金管またはアルミニウム管を用い、大径管の管軸直交断面における等間隔の位置に小径管を３本嵌合させた複合伝熱管（実施例１７）を１本作製した。
【０１８３】
（１−１）大径管の溝部形成
第１の実施例に同じ。但し、大径管には表１１のものを使用し、その材質は、ＪＩＳＨ４０００に規定された合金番号Ａ５０５２のＡｌ−Ｍｇ系合金を使用した。
【０１８４】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管を脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で大径管を焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さは１８７Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力は８７Ｎ／ｍｍ^２、伸びは３１％となった。
【０１８５】
（１−３）小径管の嵌合
第１の実施例に同じ。但し、小径管には表１１のものを使用し、その材質としては、ＪＩＳＨ４０００に規定された合金番号Ａ１１００の純アルミニウムを使用した。
【０１８６】
（２）評価項目
第１の実施例に同じ。但し、耐圧試験は評価せず。その結果を表１２に示す。
【０１８７】
【表１１】

【０１８８】
【表１２】

【０１８９】
（３）評価結果
表１２に示すように、実施例１７の複合伝熱管は、伝熱性能、曲げ加工性とも優れたものであった。
【０１９０】
（第７の実施例）実施例１８
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、大径管として内面溝付管を用いて、その大径管に３本の小径管を嵌合させた複合伝熱管（実施例１８）を４本作製した。
【０１９１】
（１−１）大径管の溝部形成
第１の実施例と同じ。但し、大径管には表１３のものを使用し、その材質はＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を使用した。また、内面の溝形状はリード角２５°、溝数５５、溝深さ０．２３ｍｍ、山頂角３０°のものを使用した。
【０１９２】
（２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管を脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で大径管を焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さは２２７Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力は７０Ｎ／ｍｍ^２、伸びは４９％、平均結晶粒径（管軸平行断面）は２０μｍとなった。
【０１９３】
（１−３）小径管の嵌合
小径管は表１のものを用い、嵌合の方法も第１の実施例に同じとした。
（２）評価項目
第１の実施例に同じ。その結果を表１４に示す。
【０１９４】
【表１３】

【０１９５】
【表１４】

【０１９６】
（３）評価結果
表１４に示すように、実施例１８は、伝熱性能、曲げ加工性、耐圧強度とも優れたものであった。
【０１９７】
（第８の実施例）実施例１９〜実施例２７、比較例１、比較例２
（１） 複合伝熱管の作製
以下の手順で、特定の０．２％耐力を有する大径管に、特定の０．２％耐力を有する３本の小径管を嵌合した複合伝熱管（実施例１９〜実施例２７）を作製した。また、焼鈍を行わない大径管を用いた複合伝熱管（比較例１、比較例２）も作製した。
【０１９８】
（１−１）大径管の溝部形成
第１の実施例と同じ。但し、大径管には表１５のものを使用し、その材質としてはＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２０１のりん脱酸銅を用い、全長５２００ｍｍとした。また、ピンは表１６のものを使用し、このピンを大径管に押し当てた状態で、大径管の移動をＮｏ．Ｄ１〜Ｎｏ．Ｄ４では４回行い（５０００ｍｍ×４）、Ｄ５のみ６回（５０００ｍｍ×６）行い、管端１００ｍｍを除いた部分に溝部を形成した。そして、表１５のＮｏ．Ｄ３の大径管のみ４本、他の大径管は２本に、溝部を形成した。また、溝部形成の結果を表１７に示す。
【０１９９】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管（表１５のＮｏ．Ｄ１〜Ｎｏ．Ｄ５）を各２本ずつ脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さ２０８〜２５０Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力５６〜７７Ｎ／ｍｍ^２、伸び４９〜５３％、平均結晶粒径（管軸平行断面）２０〜３０μｍとなった。そして、表１５のＮｏ．Ｄ３の残りの２本は焼鈍を行わなかった。
【０２００】
（１−３）小径管の嵌合
小径管には表１８の２種類（Ｎｏ．Ｓ１、Ｓ２）を使用し、その材質はＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２０１のりん脱酸銅を使用した。そして、前記の焼鈍したＮｏ．Ｄ１〜Ｄ５の大径管及び焼鈍を行っていないＮｏ．Ｄ３の大径管に形成した３本の溝に、２種類（Ｎｏ．Ｓ１、Ｓ２）の小径管を３本それぞれ軽くはめ込み、第１の実施例と同様に圧延ロールに通す。これにより、大径管の管軸直交断面の等間隔の位置に３本の小径管が嵌合された複合伝熱管を作製した。
【０２０１】
（３）評価項目
第１の実施例に同じ。但し、曲げ加工性、耐圧強度を除く。その結果を表１９に示す。
【０２０２】
【表１５】

【０２０３】
【表１６】

【０２０４】
【表１７】

【０２０５】
【表１８】

【０２０６】
【表１９】

【０２０７】
（４）評価結果
表１９に示すように、実施例１９は、大径管の０．２％耐力が小さいため、溝部形成時にピンの当たる部分以外も変形を受けやすく、広めの幅（Ｖ字型に近い形状）の溝部が形成された。しかしながら、小径管を嵌合したとき大径管の突起部以外の部分で発生した隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。また、小径管として軟質なもの（Ｓ２）を用いた実施例２０においても、圧延により小径管が変形したが、発生した隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。
【０２０８】
実施例２１、実施例２３、実施例２５は、小径管として硬質なもの（Ｓ１）を嵌合したため、いずれも隙間の発生が少なく、伝熱性能は優れたものであった。また、実施例２２、実施例２４は、小径管として軟質なもの（Ｓ２）を嵌合したため、いずれも圧延により小径管が変形したが、発生した隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。
【０２０９】
実施例２６、実施例２７は、大径管が硬質であるため溝部形成に手間取ったが、実施例２１〜実施例２５と同様に、発生した隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。
【０２１０】
比較例１、比較例２は、大径管の焼鈍を行わなかったため、硬質な状態の大径管に小径管を嵌合することとなり、大径管の溝部に小径管が入りにくく、大径管突起部の小径管へのかぶさりも十分ではなかった。そのため、溝底部分に大きな隙間が多く形成され、伝熱性能は劣っていた。
【０２１１】
前記より、管外面に溝を形成する前の大径管として管軸方向の０．２％耐力σ_０．２が２００〜３７０Ｎ／ｍｍ^２であるものを用い、小径管として、０．２％耐力σ_０．２が２００Ｎ／ｍｍ^２以上のものを用いることが好ましいことが分かる。
【０２１２】
（第９の実施例）実施例２８〜実施例３３
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、表２１に示す６段階にｔ／Ｔを変化させ、大径管の管軸直交断面の管円周方向に９０°ずつ離れた位置（管軸直交断面における等間隔の位置）に４本の小径管が嵌合された複合伝熱管（実施例２８〜３３）を各４本ずつ作製した。
【０２１３】
（１−１）大径管の溝部形成
大径管には表２０のものを使用した。大径管の材質としては、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を使用した。また、溝部形成には表２および図８（ａ）に示すピン１０を使用した。ピン１０を固定し、大径管２を移動させることにより大径管２の管軸直交断面で９０°ずつ離れた４箇所に溝部４、４、４、４を形成した。また、各溝部４の形成は、潤滑油を滴下しながら（図示せず）、大径管２全長に対し、両端部の１００ｍｍを除いた部分に各溝部４を形成した。その他は第１の実施例と同じ。
【０２１４】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
第１の実施例と同じ。焼鈍後の引張り強さは２２０〜２３６Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力は７１〜７４Ｎ／ｍｍ^２、伸びは５０〜５１．５％、平均結晶粒径（管軸平行断面）は２２〜２５μｍとなった。
【０２１５】
（１−３）小径管の嵌合
小径管には表２０のものを使用した。小径管の材質としては、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を使用した。図１０（ａ）に示すように、大径管２に形成された４本の溝部４、４、４、４に４本の小径管３、３、３、３をそれぞれ軽くはめ込み、圧延ロール１６、１６に通す。これにより、大径管２の管軸直交断面の９０°離れた位置に、４本の小径管３、３、３、３が嵌合された複合伝熱管１を作製した。
【０２１６】
（２）評価項目
前記で作製された４本の複合伝熱管の内１本について、長さ５０００ｍｍの溝部を５００ｍｍずつに切断して１０本の試料を作成し、ｔ／Ｔ、伝熱性能及び曲げ加工性を調査した。また、残りの３本を用いて耐圧強度を調査した。
（２−１）ｔ／Ｔ
図５に示すように、ｔは、小径管３、３、３、３と嵌合している４本の溝部４、４、４、４の溝底部分４ｂ、４ｂ、４ｂ、４ｂの肉厚ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の平均値とする。また、Ｔは、同図に示す、小径管３、３、３、３と嵌合していない大径管２の４ヶ所の肉厚Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の平均値とする。長さ５０００ｍｍの溝部のうち、両端より５００ｍｍ及び２５００ｍｍの３箇所より厚さ１０ｍｍ程度の試料を採取し、管軸直交断面を光学顕微鏡で観察してそれぞれの位置における肉厚ｔ１〜ｔ４、Ｔ１〜Ｔ４を測定し、それらの平均値よりｔ／Ｔを計算し、その結果を表２１に示す。
【０２１７】
（２−２）伝熱性能
第１の実施例と同じ。その結果を表２１に示す。
【０２１８】
（２−３）曲げ加工性
第１の実施例と同じ。その結果を表２１に示す。
【０２１９】
（２−４）耐圧強度
第１の実施例と同じ。その結果を表２１に示す。
【０２２０】
【表２０】

【０２２１】
【表２１】

【０２２２】
（３）評価結果
実施例２８は、他の実施例２９〜３３よりｔ／Ｔが小さく、大径管に形成された溝部が深くなったため、嵌合により小径管にかぶさった大径管の突起部４ａ、４ａ（図１１参照）が長く、この部分の密着状況は良好であった。そして、溝底部分４ｂ、４ｂ、４ｂ、４ｂ（図５参照）に相当する位置に隙間が形成されたが、その隙間は大きいものでなく、伝熱性能としては良好であった。また、溝底部分４ｂ、４ｂ、４ｂ、４ｂ（図５参照）における大径管の肉厚ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４（図５参照）が薄くなったため、他の実施例２９〜３３に比べて１０〜３０％程度耐圧強度が低い。
【０２２３】
実施例２９〜３２は、伝熱性能、曲げ加工性、耐圧強度ともに優れていた。
実施例３３は、他の実施例２８〜３２よりｔ／Ｔが大きく、大径管に形成された溝部が浅くなるため、各溝部４における大径管２（表面４Ａ）と各小径管３（円弧３Ａ）の接触長さが短くなり（図５参照）、大径管の突起部４ａ、４ａ（図１１参照）の密着状況は良好であった。そして、その他の部分で隙間が形成されたが、その隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。また、溝部が浅いために小径の嵌合力が小さくなり、曲げ試験において２本の複合伝熱管より小径管が離脱した（曲げの外側になる小径管）。
【０２２４】
これらの結果から、伝熱性能、曲げ加工性、及び耐圧性をすべて満足するためにはｔ／Ｔが０．３〜０．７の範囲が好ましいことがわかる。
【０２２５】
（第１０の実施例）実施例３４、実施例３５
（１）複合伝熱管の作製
第２の実施例と同じ手順で、ｔ／Ｔが表２１の実施例２８および実施例３０と同じであり、大径管と小径管が樹脂を介して嵌合された複合伝熱管を各１本ずつ作製し、それぞれ実施例３４および実施例３５とした。
（１−１）大径管の溝部形成
使用した大径管およびピン、溝部形成手順は第９の実施例と同じである。
【０２２６】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
第９の実施例と同じである。
【０２２７】
（１−３）樹脂の塗布
第２の実施例と同じ。
【０２２８】
（１−４）小径管の嵌合
使用した小径管は第９の実施例と同じである。そして、第９の実施例と同様に小径管を嵌合し、溝部より押出された余分な樹脂をふき取った。
【０２２９】
（１−５）樹脂の硬化
小径管が嵌合した大径管を非酸化性雰囲気に保たれた２００℃の炉に装入し、所定時間（０．５時間）加熱し、樹脂を硬化させ、複合伝熱管を得た。
【０２３０】
（２）評価項目
ｔ／Ｔ、伝熱性能、曲げ加工性について、第９の実施例と同様な方法で評価し、その結果を表２２に示した。
【０２３１】
【表２２】

【０２３２】
（３）評価結果
第９の実施例の実施例２８の複合伝熱管では、溝底部分に相当する位置に隙間が形成されているのが観察された。そして、実施例２８と同じ値のｔ／Ｔを有する実施例３４の複合伝熱管は、隙間が存在した部分に樹脂が充填されており、大径管と小径管は直接的または樹脂により密着している。このため、伝熱性能は優れたものであった。また、樹脂が存在しても曲げ加工性においても良好であった。
【０２３３】
実施例３０の複合伝熱管は隙間が微細で少ないものであった。そして、実施例３０と同じ値のｔ／Ｔを有する実施例３５の複合伝熱管は、微細な隙間部にも樹脂が存在していることが確認され、伝熱性能は優れたものであった。また、実施例３４と同様に、樹脂が存在しても曲げ加工性においても良好であった。
【０２３４】
これらの結果より、大径管と小径管との間に樹脂を存在させることにより、熱抵抗となる空気層がなくなり、熱抵抗が減少するため、伝熱性能が優れたものとなる、また、曲げ加工性にも悪影響を及ぼさないことが分かった。
【０２３５】
（第１１の実施例）実施例３６〜実施例３９
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、表２４に示すようにｔ／Ｔを４段階に変化させ、大径管の管軸直交断面において管円周方向に６０°ずつ離れた位置に４本の小径管を嵌合させた複合伝熱管（実施例３６〜実施例３９）を各４本ずつ作製した。
【０２３６】
（１−１）大径管の溝部形成
大径管には表２３のものを使用した。大径管の材質としては、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２０１のりん脱酸銅を使用した。また、溝部形成には表６に示すピンを使用した。また、溝部形成には図８（ａ）において、下側のピン１０の位置はそのままとし、上側のピン１０、１０、１０を下側のピン１０から大径管２の管円周方向に６０°ずつ離れた位置に配置したものを用いた。その他の点は第１の実施例と同様とした。
【０２３７】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管を脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で大径管を焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さは２４５〜２５０Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力は７９〜８１Ｎ／ｍｍ^２、伸びは５１〜５３％、平均結晶粒径（管軸平行断面）は２１〜２３μｍとなった。
【０２３８】
（１−３）小径管の嵌合
小径管には表２３のものを使用した。小径管の材質としては、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を使用した。大径管に形成された４本の溝部に４本の小径管をそれぞれ軽くはめ込み、４本の小径管が上側のロールに当るように圧延ロールに通した。これにより、大径管の管軸直交断面の管円周方向に６０°ずつ離れた位置に、４本の小径管が嵌合された複合伝熱管を作製した。
【０２３９】
（２）評価項目
前記で作製された４本の複合伝熱管の内１本について、長さ８０００ｍｍの溝部を８００ｍｍずつに切断し１０本の試料を作成し、ｔ／Ｔ、伝熱性能及び曲げ加工性を調査した。また、残りの３本を用いて耐圧強度を調査した。
（２−１）ｔ／Ｔ
図６に示すように、ｔは、４本の小径管３、３、３、３と嵌合している４本の溝部４、４、４、４の溝底部分４ｂ、４ｂ、４ｂ、４ｂの肉厚ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の平均値とする。また、Ｔは、同図に示す、各小径管３と嵌合していない大径管２の所定位置での肉厚Ｔ１とする。長さ８０００ｍｍの溝部のうち、両端より８００ｍｍ及び４０００ｍｍの３箇所より厚さ１０ｍｍ程度の試料を採取し、管軸直交断面を光学顕微鏡で観察してそれぞれの位置における肉厚ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、Ｔ１を測定し、それらの平均値よりｔ／Ｔを計算し、表２４に示す。
【０２４０】
（２−２）伝熱性能
第４の実施例と同じ。その結果を表２４に示す。
【０２４１】
（２−３）曲げ加工性
第４の実施例と同じ。その結果を表２４に示す。
【０２４２】
（２−４）耐圧強度
第１の実施例の方法に同じ。その結果を表２４に示す。
【０２４３】
【表２３】

【０２４４】
【表２４】

【０２４５】
（３）評価結果
表２４に示すように、実施例３６は他の試料よりｔ／Ｔが小さく、大径管に形成された溝が深くなったため、嵌合により小径管にかぶさった大径管の突起部における密着は良好であった。そして、溝底部分に相当する位置に隙間が形成されたが、その隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。また、溝底部分における大径管の肉厚が薄くなったため、他の試料に比べて耐圧強度が低い。
【０２４６】
実施例３７および実施例３８は、伝熱性能、曲げ加工性、耐圧強度とも優れたものであった。
【０２４７】
実施例３９は他の試料よりｔ／Ｔが大きく、大径管に形成された溝が浅くなるため、溝部における大径管と小径管の接触長さが短くなり、大径管の突起部の密着状況は良好であるが、その他の部分で隙間が形成された。その隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。また、実施例３９は嵌合力は小さいが、曲げ断面において小径管が曲げの内側面に来るように曲げても、複合伝熱管より小径管が離脱したものはなかった。
【０２４８】
（第１２の実施例）実施例４０
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、銅合金からなる大径管の管軸直交断面の管円周方向に９０°ずつ離れた位置（管軸直交断面における等間隔の位置）に小径管を４本嵌合させた複合伝熱管（実施例４０）を４本作製した。
【０２４９】
（１−１）大径管の溝部形成
第９の実施例に同じ。但し、大径管には表２５のものを使用し、その材質は、０．６５質量％Ｓｎ、０．０２７質量％Ｐ、０．３５質量％Ｚｎ、残部がＣｕの銅合金を使用した。
【０２５０】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管を脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で大径管を焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さは３１１Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力は１１３Ｎ／ｍｍ^２、伸びは４５％、平均結晶粒径（管軸平行断面）は１５μｍとなった。
【０２５１】
（１−３）小径管の嵌合
小径管は表２０のものを用い、嵌合の方法も第９の実施例に同じ。
【０２５２】
（２）評価項目
第９の実施例に同じ。その結果を表２６に示す。
（３）評価結果
表２６に示すように、実施例４０の複合伝熱管は、伝熱性能、曲げ加工性とも優れたものであった。また、大径管に強度の高い合金管を用いたため耐圧強度は、ｔ／Ｔがほぼ同じである実施例３１の複合伝熱管に比べても大幅に向上していた。
【０２５３】
【表２５】

【０２５４】
【表２６】

【０２５５】
（第１３の実施例）実施例４１
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、大径管として内面溝付管を用いて、その大径管の管円周方向に等間隔に４本の小径管を嵌合させた複合伝熱管（実施例４１）を４本作製した。
【０２５６】
（１−１）大径管の溝部形成
第９の実施例と同じ。但し、大径管には表２７のものを使用し、その材質はＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を使用した。また、内面の溝形状はリード角３５°、溝数５５、溝深さ０．２３ｍｍ、山頂角２５°のものを使用した。
【０２５７】
（２）溝部が形成された大径管の焼鈍
第９の実施例と同じ。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さは２２０Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力は６９Ｎ／ｍｍ^２、伸びは５０％、平均結晶粒径（管軸平行断面）は１８μｍとなった。
【０２５８】
（１−３）小径管の嵌合
小径管は表２０のものを用い、嵌合の方法も第９の実施例に同じ。
（２）評価項目
第９の実施例に同じ。その結果を表２８に示す。
【０２５９】
【表２７】

【０２６０】
【表２８】

【０２６１】
（３）評価結果
表２８に示すように、実施例４１は、伝熱性能、曲げ加工性、耐圧強度とも優れたものであった。
【０２６２】
（第１４の実施例）実施例４２〜実施例５１、比較例３、比較例４
（１） 複合伝熱管の作製
以下の手順で、特定の０．２％耐力を有する大径管に、特定の０．２％耐力を有する４本の小径管を嵌合した複合伝熱管（実施例４２〜実施例５１）を作製した。また、焼鈍を行わない大径管を用いた複合伝熱管（比較例３、比較例４）も作製した。
【０２６３】
（１−１）大径管の溝部形成
第９の実施例と同じ。但し、大径管には表２９のものを使用し、その材質としてはＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を用い、全長５２００ｍｍとした。また、ピンは表３０のものを使用し、このピンを大径管に押し当てた状態で、大径管の移動をＮｏ．Ｄ６〜Ｎｏ．Ｄ９では４回行い（５０００ｍｍ×４）、Ｎｏ．Ｄ１０のみ６回（５０００ｍｍ×６）行い、管端１００ｍｍを除いた部分に溝部を形成した。そして、表２９のＮｏ．Ｄ８の大径管のみ４本、他の大径管は２本に、溝部を形成した。また、溝部形成の結果を表３１に示す。
【０２６４】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管（表２９のＮｏ．Ｄ６〜Ｎｏ．Ｄ１０）を各２本ずつ脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さ２１０〜２４３Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力６６〜８３Ｎ／ｍｍ^２、伸び４９〜５１％、平均結晶粒径（管軸平行断面）２０〜３０μｍとなった。そして、表２９のＮｏ．Ｄ８の残りの２本は焼鈍を行わなかった。
【０２６５】
（１−３）小径管の嵌合
小径管には表１８の２種類（Ｎｏ．Ｓ１、Ｓ２）を使用した。そして、前記の焼鈍したＮｏ．Ｄ６〜Ｎｏ．Ｄ１０の大径管及び焼鈍を行っていないＮｏ．Ｄ８の大径管に形成した４本の溝に、２種類（Ｎｏ．Ｓ１、Ｓ２）の小径管を４本それぞれ軽くはめ込み、第９の実施例と同様に圧延ロールに通す。これにより、大径管の管軸直交断面の等間隔の位置に４本の小径管が嵌合された複合伝熱管を作製した。
【０２６６】
（３）評価項目
第９の実施例に同じ。但し、曲げ加工性、耐圧強度を除く。その結果を表３２に示す。
【０２６７】
【表２９】

【０２６８】
【表３０】

【０２６９】
【表３１】

【０２７０】
【表３２】

【０２７１】
（４）評価結果
表３２に示すように、実施例４２は、大径管の０．２％耐力が小さいため、溝部形成時にピンの当たる部分以外も変形を受けやすく、広めの幅（Ｖ字型に近い形状）の溝部が形成された。しかしながら、小径管を嵌合したとき大径管の突起部以外の部分で発生した隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。また、小径管として軟質なもの（Ｓ２）を用いた実施例４３においても、圧延により小径管が変形したが、発生した隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。
【０２７２】
実施例４４、実施例４６、実施例４８は、小径管として硬質なもの（Ｓ１）を嵌合したため、いずれも隙間の発生が少なく、伝熱性能は優れたものであった。また、実施例４５、実施例４７、実施例４９は、小径管として軟質なもの（Ｓ２）を嵌合したため、いずれも圧延により小径管が変形したが、発生した隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。
【０２７３】
実施例５０、実施例５１は、大径管が硬質であるため溝部形成に手間取ったが、実施例４４〜実施例４９と同様に、発生した隙間は大きいものではなく、伝熱性能は良好であった。
【０２７４】
比較例３、比較例４は、大径管の焼鈍を行わなかったため、硬質な状態の大径管に小径管を嵌合することとなり、大径管の溝部に小径管が入りにくく、小径管が変形し、大径管突起部の小径管へのかぶさりも十分ではなかった。そのため、溝底部分に大きな隙間が多く形成され、伝熱性能は劣っていた。
【０２７５】
前記より、管外面に溝部を形成する前の大径管として管軸方向の０．２％耐力σ_０．２が２００〜３７０Ｎ／ｍｍ^２であるものを用い、小径管として、０．２％耐力σ_０．２が２００Ｎ／ｍｍ^２以上のものを用いることが好ましいことが分かる。
【０２７６】
（第１５の実施例）実施例５２〜実施例５４
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、管軸直交断面における小径管と大径管の接触長さを変化させて嵌合した複合伝熱管を各２本ずつ作製し、それぞれ実施例５２〜実施例５４とした。
【０２７７】
（１−１）大径管の溝部形成
使用した大径管およびピンは第９の実施例と同じである。ピンの押し当て荷重及び移動回数を変化させることにより、溝深さを３種類に変化させ、溝の最も浅いものを実施例５２、溝の最も深いものを実施例５４とした。
【０２７８】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
第９の実施例と同じである。
【０２７９】
（１−３）小径管の嵌合
使用した小径管は第９の実施例と同じである。そして、第９の実施例と同様にして小径管を嵌合した。
【０２８０】
（２）評価項目
嵌合部における小径管の接触長さは発明の実施の形態で述べた方法で測定した。伝熱性、曲げ加工性については、第９の実施例と同様な方法で評価し、その結果を表３３に示した。
【０２８１】
【表３３】

【０２８２】
（３）評価結果
表３３に示すように、小径管の接触長さは実施例５２の複合伝熱管が５２％、実施例５３の複合伝熱管が５５％、実施例５４の複合伝熱管が８０％であった。実施例５２〜実施例５４のいずれの複合伝熱管においても、小径管が大径管に正しく嵌合されており、伝熱性能が優れるものであった。曲げ加工性は、小径管の接触長さが５５％未満である実施例５２において、５本中２本の小径管のはずれが発生したが、小径管の接触長さが５５％以上の実施例５３及び実施例５４の複合伝熱管においては良好であった。このことより、特に曲げ加工を行う場合には小径管の接触長さが５５％以上であることが好ましいことがわかる。
【０２８３】
更に、各実施例の残りの１本の複合伝熱管を用いて拡管試験を行った。実施例５２の複合伝熱管の両端部に拡管プラグを挿入して内径が１２ｍｍとなるように拡管したところ、割れが発生することなく拡管が可能であった。実施例５２及び実施例５３の複合伝熱管をローラーハース炉により非酸化雰囲気で焼鈍した。焼鈍後の複合伝熱管の両端部に拡管プラグを挿入して内径が１２ｍｍとなるように拡管したところ、やはり割れが発生することなく拡管が可能であった。
【０２８４】
（第１６の実施例）実施例５５〜実施例６２
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、表３５に示すようにｔ／Ｔを５段階に変化させ、大径管の管軸直交断面の９０°離れた位置に４本の小径管を嵌合させた、図１３に示すようならせん状の巻回部が形成された複合伝熱管（実施例５５〜実施例６２）を各４本ずつ作製した。
【０２８５】
（１−１）大径管の溝部形成
使用したピン、溝部形成手順は第９の実施例と同じ。大径管は表３４のものを使用した。
【０２８６】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管を脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で大径管を焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さ２３１〜２３８Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力７１〜７５Ｎ／ｍｍ^２、伸び５０〜５２％、平均結晶粒径２５μｍ（管軸平行断面）となった。
【０２８７】
（１−３）小径管の嵌合
４本の小径管には表３４のものを使用。嵌合方法は第９の実施例と同じとした。
【０２８８】
（１−４）小径管が嵌合された大径管の焼鈍
実施例５８、実施例５９は、４本の小径管を嵌合した後、前記（１−２）と同じ条件で焼鈍を行った。焼鈍により大径管は引張り強さ２２８Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力７０Ｎ／ｍｍ^２、伸び５１％、小径管は引張り強さ２６０Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力１４３Ｎ／ｍｍ^２、伸び４５％に軟化した。また、いずれも管軸平行方向の断面で観察した平均結晶粒径（切断法）は約２５μｍであった。
【０２８９】
（１−５）らせん状複合伝熱管の作製
前記（１−３）、（１−４）において製作した各試料４本を、図１３、図１４（ａ）に示すように、４本の小径管が大径管に嵌合されている部分の全長をらせん状に２０回巻回し、巻回部の最小内径ＩＤが１５０ｍｍ、平均ピッチｐが約１３．０ｍｍのらせん状複合伝熱管を各４本ずつ作製した。なお、実施例５６、実施例５８、実施例６０については（１−２）と同一な条件で焼鈍を行なった。
【０２９０】
（２）評価項目
前記で作製された４本のらせん状複合伝熱管の内１本で、ｔ／Ｔおよび伝熱性能、また、残りの３本で小径管の離脱および耐圧強度を調査した。
（２−１）ｔ／Ｔ
らせん状複合伝熱管の巻回部の端部、中央部及び下端部より試験片を切出し、第９の実施例と同様な方法で評価し、その結果を表３５に示した。
【０２９１】
（２−２）伝熱性能
第９の実施例と同様な方法で評価し、その結果を表３５に示した。
【０２９２】
（２−３）小径管の離脱
らせん状複合伝熱管の外観を目視観察し、大径管より小径管が浮いている箇所、小径管が外れている箇所があるか観察した（ｎ＝３）。
【０２９３】
（２−４）耐圧強度
前記（２−３）の評価の後、大径管に水を充填してハンドポンプで徐々に加圧し、小径管が大径管から離脱し始める圧力をブルドン管ゲージで読取った。ｎ＝３の平均値で評価を行った。
【０２９４】
【表３４】

【０２９５】
【表３５】

【０２９６】
（３）評価結果
実施例５５は他の試料よりｔ／Ｔが小さく、大径管に形成された溝が深くなったため、嵌合により小径管にかぶさった大径管の溝エッジ部が長く、この部分の密着状況は良好であった。そして、溝底部に相当する位置にやや大きな隙間が形成されているのが観察されが、伝熱性能としては良好であった。また、大径管のかぶさり代が大きいため、コイルに成型しても小径管の離脱は発生しなかった。嵌合部における大径管の肉厚が薄くなったため、他の試料に比べて１０〜３０％程度耐圧強度が低かった。
【０２９７】
また、実施例５６〜実施例６１は、焼鈍無し及び焼鈍有りとも小径管が大径管に強固に嵌合されていることから伝熱性能は良好であり、いずれも小径管の離脱は発生しなかった。また、耐圧強度も良好であった。
【０２９８】
また、実施例５６、実施例５８、実施例６０の焼鈍２を施した試料は、巻回後の焼鈍により残留応力が除去され、太径管と小径管が良く密着したため、耐圧強度は他の試料に比べ高かった。
【０２９９】
また、実施例６２は、他の試料よりｔ／Ｔが大きく、大径管に形成された溝が浅くなるため、管軸直交断面の嵌合部における大径管と小径管の接触長さが短くなり、大径管の溝エッジ部の密着状況は良好であるが、その他の部分でやや隙間の大きい部分が見られた。しかしながら、伝熱性能としては良好であった。また、大径管による小径管の嵌合力が小さいため、らせん状に巻回したときに小径管の離脱がわずかに発生し、耐圧強度が低下する傾向にあった。
【０３００】
また、これらの結果から、伝熱性能、曲げ加工性、及び耐圧性をすべて満足するためにはｔ／Ｔが０．３〜０．７の範囲が望ましいことがわかる。また、らせん状の巻回による小径管の離脱、伝熱性能及び耐圧強度上昇させるには、らせん状の巻回後の焼鈍が効果的であることがわかった。
【０３０１】
（第１７の実施例）実施例６３
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、大径管の管軸直交断面の６０°離れた位置に４本の小径管を嵌合させた、らせん状の巻回部が形成されたらせん状複合伝熱管（実施例６３）を作製した。
【０３０２】
（１−１）大径管の溝部形成
大径管には表３６のものを使用した。また、溝部形成には表３７のピンを使用し、上側のピンの位置はそのままとし、下側のピンを上側のピンから大径管の管円周方向に６０°離れた位置に配置したものを用いた。その他の点は第１６の実施例と同じである。
【０３０３】
【表３６】

【０３０４】
【表３７】

【０３０５】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
溝部が形成された大径管を脱脂し、ローラーハース炉を用いて非酸化雰囲気で大径管を焼鈍した。焼鈍後の大径管は軟化し、引張り強さ２５０Ｎ／ｍｍ^２、０．２％耐力８１Ｎ／ｍｍ^２、伸び５３％、平均結晶粒径２３μｍ（管軸平行断面）となった。
【０３０６】
（１−３）小径管の嵌合
４本の小径管が上側のロールに当たるように圧延ロールに通した。その他の点は第１６の実施例と同じ。
【０３０７】
（１−４）小径管が嵌合された大径管の焼鈍
焼鈍は行なわなかった。
【０３０８】
（１−５）らせん状複合伝熱管の作製
第１６の実施例と同じ。巻回後の焼鈍も行った。そして、作製されたらせん状複合伝熱管を、第１６の実施例と同様に評価した結果、ｔ／Ｔが０．３〜０．７の範囲内で、伝熱性能、小径管の離脱、耐圧強度も良好であった。
【０３０９】
（第１８の実施例）実施例６４
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、大径管の管軸直交断面の９０°離れた位置に小径管を嵌合させた、図１５に示すような渦巻状の巻回部が二つ形成された複合伝熱管（実施例６４）を作製した。
【０３１０】
（１−１）大径管の溝部形成
第１６の実施例と同じである。
【０３１１】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
第１６の実施例と同じである。
【０３１２】
（１−３）小径管の嵌合
第１６の実施例と同じである。
【０３１３】
（１−４）小径管が嵌合された大径管の焼鈍
焼鈍は行なわなかった。
【０３１４】
（１−５）渦巻状複合伝熱管の作製
前記（１−３）において製作した試料を、図１５、図１６（ａ）に示すように、４本の小径管が大径管に嵌合されている部分の全長を渦巻状に巻回直径が縮径する方向に７回巻回し、引き続いて、巻回直径が拡径する方向に７回巻回し、二つの巻回部６１ｋ、６１ｋの最小内径ＩＤが２００ｍｍ、最大外径ＯＤが４００ｍｍ、平均ピッチｐが約１３．５ｍｍの渦巻状複合伝熱管を作製した。なお、巻回後、第１６の実施例と同一な条件で焼鈍を行なった。
【０３１５】
（２）評価項目（伝熱性能）
作製した渦巻状複合伝熱管の大径管に流量１．１６ｋｇ／ｍｉｎの水を流し、４本の小径管に１１．５ＭＰａのＣＯ_２を流した。この渦巻状複合伝熱管を１０００時間運転し、運転中の入口温度（大径管）に対する出口温度（大径管）の変化を見ることにより、伝熱性能を確認した。
【０３１６】
（３）評価結果
大径管の入口温度に対する出口温度は常に安定していた。
【０３１７】
（第１９の実施例）実施例６５
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、大径管の管軸直交断面の９０°離れた位置に４本の小径管を嵌合させた、渦巻状の巻回部が一つ形成された複合伝熱管（実施例６５）を作製した。
【０３１８】
（１−１）大径管の溝部形成
第１８の実施例と同じである。大径管および小径管の長さは５０００ｍｍとする。
【０３１９】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
第１８の実施例と同じである。
【０３２０】
（１−３）小径管の嵌合
第１８の実施例と同じである。
【０３２１】
（１−４）小径管が嵌合された大径管の焼鈍
焼鈍は行なわなかった。
【０３２２】
（１−５）渦巻状複合伝熱管の作製
第１８の実施例と同様に、４本の小径管が大径管に嵌合されている部分の全長を渦巻状に巻回直径が縮径する方向に７回巻回し、巻回部の最小内径が２００ｍｍ、最大外径が４００ｍｍ、平均ピッチｐが約１３．５ｍｍの渦巻状複合伝熱管を作製した。なお、巻回後、第１８の実施例と同一な条件で焼鈍を行なった。
【０３２３】
（２）評価項目（伝熱性能）
第１８の実施例と同じである。
【０３２４】
（３）評価結果
大径管の入口温度に対する出口温度は常に安定していた。
【０３２５】
（第２０の実施例）実施例６６
（１）複合伝熱管の作製
以下の手順で、第１９の実施例と同様の渦巻状複合伝熱管を二つ作製し、それぞれを結合した複合伝熱管（実施例６６）を作製した。
【０３２６】
（１−１）大径管の溝部形成
第１９の実施例と同じである。
【０３２７】
（１−２）溝部が形成された大径管の焼鈍
第１９の実施例と同じである。
【０３２８】
（１−３）小径管の嵌合
第１９の実施例と同じである。
【０３２９】
（１−４）小径管が嵌合された大径管の焼鈍
焼鈍は行なわなかった。
【０３３０】
（１−５）渦巻状複合伝熱管の作製
第１９の実施例と同じ。作製された二つの渦巻状複合伝熱管の一方の管端部を拡管し、それぞれの管端部をロウ付けにより結合した。
【０３３１】
（２）評価項目（伝熱性能）
第１９の実施例と同じである。
【０３３２】
（３）評価結果
大径管の入口温度に対する出口温度は常に安定していた。また、ロウ付け部からの漏洩も認められなかった。
【０３３３】
【発明の効果】
以上説明したような構成であるため、本発明にかかる複合伝熱管においては、以下に示す優れた効果を奏する。
【０３３４】
複合伝熱管は、小径管と隣接する大径管の溝部の表面が、小径管の円弧と等しい円弧を有するものであるため、溝部の表面に小径管が密着し、大径管と小径管の接触部分の面積（伝熱面積）が増大すると共に、大径管と小径管が強固に嵌合され、溝部から小径管が外れる（抜ける）ことを抑制することができる。そのため、複合伝熱管は、伝熱性能が所望となるものを適切に製造でき生産性に優れる。また、複合伝熱管は、伝熱性能が良く、かつ耐圧強度も十分で、コンパクトに製造できるため、当該複合伝熱管を用いる冷蔵庫などの機器が小型化できる。
【０３３５】
また、複合伝熱管は、大径管および小径管の両端部の外径を所定範囲とすることにより、嵌合部における伝熱性能がさらに向上し、小型化されると共に、熱交換器に組み込む際の他の管との接合が容易となり都合がよい。
【０３３６】
また、複合伝熱管は、大径管は、小径管と嵌合している溝部の溝底部分の肉厚をｔ、小径管と嵌合していない部分の肉厚をＴとするとき、ｔ／Ｔの値が０．３〜０．７である複合伝熱管とすることで、大径管への小径管の嵌合がしやすくなり、大径管と小径管との間に隙間が形成されにくくなると共に、溝底部分が大径管の内圧に対向しうる応力を有し、嵌合された小径管が大径管から押出されるのが抑制される。さらに、大径管と小径管との相互の伝熱性能が向上されると共に、曲げ加工性についても向上でき、かつ、小径管の円弧と等しくなるように、大径管の溝部の表面の円弧を形成することができる。
【０３３７】
また、複合伝熱管は、複合伝熱管の管軸直交断面における小径管と大径管との見かけ上の接触長さを所定長さ以上とすることにより、大径管と小径管との伝熱面積がさらに増大し、大径管への小径管の嵌合力もさらに増大する。
【０３３８】
また、複合伝熱管は、大径管の管軸直交断面における等間隔の位置に小径管を配置することにより、大径管と小径管との間の伝熱効率が向上すると共に、大径管に小径管を収容するための溝部を形成、およびその溝部への小径管の圧延嵌合の作業性がよく生産性に優れる。
【０３３９】
また、複合伝熱管は、大径管の内面に管軸方向に平行な溝またはらせん状の溝が形成されていることにより、大径管内の伝熱面積がさらに増大し、複合伝熱管の伝熱性能がさらに向上する。
【０３４０】
さらに、複合伝熱管は、樹脂を介して大径管と小径管が嵌合されることにより、大径管と小径管の接触する面に形成される微細な隙間にも前記樹脂が充填され、接触面から熱伝導率の低い空気を排除し、大径管と小径管の密着度合いがさらに高まり、大径管と小径管との伝熱面積がさらに増大し、大径管への小径管の嵌合力もさらに増大する。
【０３４１】
また、複合伝熱管は、大径管および／または小径管が、無酸素銅またはりん脱酸銅から形成されることにより、大径管および／または小径管の熱伝導率、耐食性、塑性加工性（嵌合、曲げ等）、耐圧強度が向上すると共に、熱交換器に組み込む際のロウ・はんだ付け性が向上する。
【０３４２】
また、複合伝熱管は、らせん状または渦巻状の巻回部を形成することにより、複合伝熱管の伝熱面積が増大すると共に、コンパクト化できる。それにより、熱交換器内に設置しやすくなると共に、安定して設置することができる。また、大径管の管軸直交断面における外形形状を扁平円形にすることにより、複合伝熱管がさらにコンパクトになる。
【０３４３】
さらに、複合伝熱管の製造方法は、溝部形成工程と、焼鈍工程と、圧延嵌合工程とを含む、または、さらに樹脂塗布工程および樹脂硬化工程を含むため、または、さらに巻回工程、拡管工程、および焼鈍工程の少なくとも１つを行うため、伝熱性能が所望となる、耐圧強度も十分で、コンパクトな複合伝熱管を適切に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明にかかる３本の小径管を備える複合伝熱管の側面図、（ｂ）は溝部の端部を示めす部分切断斜視図である。
【図２】本発明にかかる複合伝熱管の図１のＸ−Ｘ線の断面図である。
【図３】本発明にかかる複合伝熱管の図２の他の実施形態の断面図である。
【図４】本発明にかかる複合伝熱管の図２の他の実施形態の断面図である。
【図５】本発明にかかる４本の小径管を備える複合伝熱管の断面図である。
【図６】本発明にかかる複合伝熱管の図５の他の実施形態の断面図である。
【図７】本発明にかかる複合伝熱管の大径管の４箇所に溝部を形成する溝部形成工程を模式的に示す管軸平行断面図である。
【図８】本発明にかかる複合伝熱管の大径管に溝部を形成する溝部形成工程を模式的に示す管軸直交断面図で、（ａ）は溝部が４箇所の場合、（ｂ）は溝部が３箇所の場合である。
【図９】本発明にかかる複合伝熱管の大径管に４本の小径管を嵌合する圧延嵌合工程を模式的に示す管軸平行断面図である。
【図１０】本発明にかかる複合伝熱管の大径管に小径管を嵌合する圧延嵌合工程を模式的に示す管軸直交断面図で、（ａ）は小径管が４本の場合、（ｂ）は小径管が３本の場合である。
【図１１】（ａ）は本発明にかかる図１０の嵌合前の溝部の部分拡大断面図、（ｂ）は嵌合後の溝部の部分拡大断面図、（ｃ）は（ｂ）の他の実施形態の部分拡大断面図である。
【図１２】本発明にかかる複合伝熱管を使用した熱交換器の構成を模式的に示す説明図である。
【図１３】本発明にかかるらせん状の巻回部が形成された複合伝熱管の斜視図である。
【図１４】（ａ）は図７のＣ−Ｃ線の断面図、（ｂ）、（ｃ）は図７の他の実施形態を示す部分断面図である。
【図１５】本発明にかかる渦巻状の巻回部が形成された複合伝熱管の斜視図である。
【図１６】（ａ）は図９のＤ−Ｄ線の断面図、（ｂ）は図９の他の実施形態を示す部分断面図である。
【図１７】従来の複合伝熱管の断面図である。
【図１８】（ａ）、（ｂ）は他の従来の複合伝熱管の断面図である。
【図１９】従来の他の複合伝熱管の斜視図である。
【符号の説明】
１、３１、４１、５１、６１、７１ 複合伝熱管
２、５２、７２ 大径管
２ａ 両端部
３、５３、７３ 小径管
３ａ 両端部
３Ａ 円弧
４ 溝部
４ａ 突起部
４ｂ 溝底部分
４Ａ 表面
５ 樹脂
３１ｋ、４１ｋ、５１ｋ、６１ｋ、７１ｋ 巻回部
６１ｉ、７１ｉ 移行部
１０ ピン
１１ 溝加工部
１１ａ 溝加工部先端
１２ 把持部
１３ 繋ぎ部
１４ 肩部
１５ スリーブ
１６ 圧延ロール
２０ 熱交換器
２１ 圧縮機
２２ 放熱器
２３ 冷却器
Ａ 複合化区間Ｂ以外の部分
Ｂ 複合化区間
θ 角度
ｄ 外径
ＩＤ 最小内径
ＯＤ 最大外径
Ｈ 高さ
ａ 管外径
ｐ 間隔

Claims (17)

1. 両端部を除く外表面の少なくとも一部に管軸方向に平行に形成された３本または４本の溝部を有する大径管と、この大径管の直径より小さい直径からなり、３本または４本の前記溝部にそれぞれが嵌合された３本または４本の小径管とを備える複合伝熱管であって、
   前記小径管と隣接する前記溝部の表面は、この表面に接触する前記小径管の円弧と等しい円弧を有することを特徴とする複合伝熱管。
2. 前記大径管の両端部における外径が、小径管が嵌合されている部分における大径管の外径と同じか、それより大きく、かつ、小径管の両端部における外径が、その他の部分における小径管の外径と同じか、それより大きいことを特徴とする請求項１に記載の複合伝熱管。
3. 前記大径管は、前記小径管と嵌合している溝部の溝底部分の肉厚をｔ、前記小径管と嵌合していない部分の肉厚をＴとするとき、ｔ／Ｔの値が０．３〜０．７であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合伝熱管。
4. 前記小径管と隣接する前記溝部の表面の円弧は、前記複合伝熱管の管軸直交断面における前記小径管と前記大径管との見かけ上の接触長さであって、前記小径管の全周の５５％以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合伝熱管。
5. ３本または４本の前記小径管は、前記大径管の管軸直交断面における大径管の円周上に等間隔の位置に配置された３本または４本の溝部に、それぞれが嵌合されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の複合伝熱管。
6. 前記大径管は、その内面に、管軸方向に平行な溝またはらせん状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の複合伝熱管。
7. ３本または４本の前記小径管は、３本また４本の前記溝部の表面の少なくとも一部において、樹脂を介して前記大径管と嵌合されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の複合伝熱管。
8. 前記大径管および小径管の少なくとも一方は、無酸素銅またはりん脱酸銅からなる銅管または銅合金管であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の複合伝熱管。
9. ３本または４本の前記小径管が嵌合された大径管は、らせん状に巻回されたらせん状の巻回部を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項８に記載の複合伝熱管。
10. ３本または４本の前記小径管が嵌合された大径管は、渦巻状に巻回された渦巻状の巻回部を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項８に記載の複合伝熱管。
11. 前記大径管の管軸直交断面における外形は、扁平円形の断面形状を呈することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の複合伝熱管。
12. 大径管と、大径管の外表面に、前記大径管の管軸方向と平行に嵌合される３本または４本の小径管とを備える複合伝熱管の製造方法であって、
    前記大径管の両端部を除く外表面にピンを押し当て、前記ピンを固定して前記大径管を管軸方向に平行に移動させることにより、または前記大径管を固定して前記ピンを前記大径管の管軸方向に平行に移動させることにより、前記大径管の外表面の３箇所または４箇所に管軸方向に伸びる溝部を形成する溝部形成工程と、
    前記溝部が形成された大径管を焼鈍する焼鈍工程と、
    ３本また４本の前記溝部に３本または４本の小径管を載置し、圧延ロールにより圧延して前記溝部に前記小径管を埋め込み、前記焼鈍された大径管と前記小径管を嵌合する圧延嵌合工程とを、含むことを特徴とする複合伝熱管の製造方法。
13. 前記大径管および小径管の少なくとも一方は無酸素銅またはりん脱酸銅からなる銅管または銅合金管であって、
    前記大径管は、その外表面に前記溝部を形成する前の管軸方向の０．２％耐力が２００〜３７０Ｎ／ｍｍ^２であり、
    前記小径管は、管軸方向の０．２％耐力が２００Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１２に記載の複合伝熱管の製造方法。
14. 前記圧延嵌合工程の後に、前記小径管が嵌合された大径管を所定半径で巻回する巻回工程、前記大径管または／および小径管の管端部を拡管する拡管工程、および焼鈍工程の少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の複合伝熱管の製造方法。
15. 大径管と、大径管の外表面に、前記大径管の管軸方向と平行に嵌合される３本または４本の小径管とを備える複合伝熱管の製造方法であって、
    前記大径管の両端部を除く外表面にピンを押し当て、前記ピンを固定して前記大径管を管軸方向に平行に移動させることにより、または前記大径管を固定して前記ピンを前記大径管の管軸方向に平行に移動させることにより、前記大径管の外表面の３箇所または４箇所に管軸方向に伸びる溝部を形成する溝部形成工程と、
    前記溝部が形成された大径管を焼鈍する焼鈍工程と、
    ３本または４本の前記溝部の表面の少なくとも一部に樹脂を塗布する、または３本または４本の前記小径管の外表面の前記焼鈍が施された大径管と嵌合する部分の少なくとも一部に樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、
    ３本または４本の前記溝部に３本または４本の小径管を載置し、圧延ロールにより圧延して前記溝部に前記小径管を埋め込み、前記樹脂を介して前記焼鈍された大径管と前記小径管を嵌合する圧延嵌合工程と、
    前記圧延嵌合された複合伝熱管を前記樹脂の硬化温度まで昇温し、所定時間加熱し、前記樹脂を硬化させる樹脂硬化工程とを、含むことを特徴とする複合伝熱管の製造方法。
16. 前記大径管および小径管の少なくとも一方は無酸素銅またはりん脱酸銅からなる銅管または銅合金管であって、
    前記大径管は、その外表面に前記溝部を形成する前の管軸方向の０．２％耐力が２００〜３７０Ｎ／ｍｍ^２であり、
    前記小径管は、管軸方向の０．２％耐力が２００Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１５に記載の複合伝熱管の製造方法。
17. 前記圧延嵌合工程の後に、前記小径管が嵌合された大径管を所定半径で巻回する巻回工程、前記大径管または／および小径管の管端部を拡管する拡管工程、および焼鈍工程の少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の複合伝熱管の製造方法。

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