JPH0994612A - 内面溝付伝熱管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸発性能及び凝縮性能を共に向上せしめ得る
内面溝付伝熱管を提供する。 【解決手段】 管内表面において、管軸に対して所定の
傾斜角度を有する溝条４の複数が、隣接する溝条間に所
定の突条６を形成しつつ、管軸を含む垂直面に対して対
称となるように形成されてなる、松葉溝構造を有する内
面溝付伝熱管において、前記突条６を、前記溝条４より
深さの浅い凹所８が所定のピッチにおいて設けられてな
る第一の突条６ａと、そのような凹所の設けられていな
い第二の突条６ｂとから構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、冷凍機器や空調機器に用いられ
る伝熱管及びその製造方法に係り、特にその蒸発性能及
び凝縮性能の向上が共に図られ得る内面溝付伝熱管及び
その有利な製造方法に関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来より、冷凍機や空気調和装置等におけ
る蒸発器や凝縮器等の熱交換器にあっては、複数の伝熱
管が、それぞれ所定の方向に配管されて、取り付けられ
ており、それら複数の伝熱管内に流通せしめられる伝熱
流体と各伝熱管の外面に接触せしめられる伝熱流体との
間で、熱交換が行なわれて、該伝熱管内に導かれる伝熱
流体が蒸発乃至は凝縮され得るようになっている。

【０００３】そして、一般に、そのような熱交換器に取
り付けられる伝熱管としては、管内表面に管軸に平行な
溝を形成した内面平行溝付管や管内表面に螺旋溝を形成
した内面螺旋溝付管等が採用されてきた。しかし、それ
らの伝熱管が有している蒸発性能や凝縮性能は低いとこ
ろから、充分な伝熱性能が得られていないのが現状であ
る。

【０００４】そこで、実開昭５７−１８３４８７号公報
には、蒸発性能や凝縮性能の改善を目的とする伝熱管
が、明らかにされている。即ち、かかる伝熱管にあって
は、その管内表面において、管軸方向に対して所定の傾
斜角度を有する溝条の複数が、隣接する溝条間に所定の
突条を形成しつつ、管軸を含む垂直面に対して対称とな
るように形成されてなる、所謂松葉溝構造が付与されて
いるのである。そして、この伝熱管は、凝縮器に用いら
れる場合には、管内表面で凝縮した冷媒の液滴が、松葉
溝を伝って、速やかに伝熱管下部に導かれることによ
り、管内表面が乾き易くなるのであり、一方、蒸発器に
用いられる場合には、管内を流通せしめられる冷媒液
が、松葉溝を伝って、伝熱管上部に導かれことにより、
冷媒液体の薄膜化が図られると共に、管上部の内表面の
乾きが抑制されるのであり、以て伝熱性能が有利に向上
せしめられている。

【０００５】しかしながら、そのような内面松葉溝付管
にあっても、前記松葉溝に冷媒液や冷媒ガスが流通せし
められる際に温度境界層が形成され、かかる温度境界層
の更新が充分に行なわれ得ないために、蒸発性能や凝縮
性能が充分なものではなく、その伝熱性能には自ずから
限界が生じるのである。それ故に、優れた蒸発性能及び
凝縮性能を有する伝熱管の開発が切望されているのであ
る。

【０００６】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景として為されたものであって、その課題とするところ
は、蒸発性能及び凝縮性能を共に向上せしめ得る内面溝
付伝熱管を提供するところにあり、また、そのような内
面溝付伝熱管を有利に製造する方法を提供することにも
ある。

【０００７】

【解決手段】そして、そのような課題を解決するため
に、本発明は、管内表面において、管軸方向に対して所
定の傾斜角度を有する溝条の複数が、隣接する溝条間に
所定の突条を形成しつつ、管軸を含む垂直面に対して対
称となるように形成されてなる、松葉溝構造を有する内
面溝付伝熱管において、前記突条に、前記溝条より深さ
の浅い凹所を所定のピッチにおいて設けたことを、その
要旨とする。

【０００８】すなわち、このような内面溝付管にあって
は、その基本構成として内面松葉溝付管が採用されてい
るところから、従来の内面松葉溝付管と同様に、優れた
伝熱性能が発揮され得ているのである。従って、かかる
伝熱管が蒸発器に用いられる場合には、冷媒液体が管両
側の松葉溝を伝って、管上部に引き上げられるところか
ら、管上部において冷媒液体の薄膜化が有利に図られる
と共に、管内上部の表面における乾燥が効果的に防止さ
れ得て、蒸発性能が効果的に向上せしめられ得ることと
なるのであり、一方、この伝熱管が凝縮器に用いられる
場合には、管上部で凝縮した冷媒の液滴が管両側の松葉
溝を伝って、管下部に強制的に流下せしめられるところ
から、管上部が乾き易くなり、凝集性能が向上せしめら
れ得ることとなる。

【０００９】そして、それに加えて、本発明に係る内面
溝付伝熱管では、前記松葉溝間に形成されている突条に
おいて、前記溝条よりも深さの浅い凹所を所定のピッチ
をもって設けているところから、松葉溝条に沿った流れ
の方向に対して、交わる向きの流れが惹起されて、松葉
溝条に沿った流れと、それに交わる、凹所を通過する流
れとが衝突することとなり、松葉溝条に沿った流れが有
利に撹乱され得て、以て伝熱管の内表面に形成される温
度境界層が効果的に更新せしめられ得ることとなるので
ある。

【００１０】また、本発明に従う内面溝付伝熱管の好ま
しい態様によれば、前記凹所を一部の突条のみに設ける
ことにより、前記突条は、前記溝条より深さの浅い凹所
が所定のピッチにおいて設けられてなる第一の突条と、
そのような凹所の設けられていない第二の突条とから構
成されているのである。

【００１１】かかる態様においては、前記凹所は全ての
突条に形成されるわけではなく、凹所が設けられている
第一の突条の間に、凹所が設けられていない第二の突条
が配設されるようになっているために、凹所を通過する
流れが、前記第二の突条に阻まれることとなる。従っ
て、松葉溝条に沿った流れと、それに交わる、凹所を通
過する流れとの衝突がより激しくなり、撹乱作用がより
効果的に大ならしめられ得るのである。

【００１２】さらに、上記の如く、突条が、凹所が設け
られている第一の突条と凹所が設けられていない第二の
突条とから構成される内面溝付伝熱管の好ましい態様に
よれば、前記凹所が設けられてなる第一の突条と前記凹
所の設けられていない第二の突条とは、交互に設けられ
る。特に、そのような構成を採用することによって、前
記松葉溝条に沿った流れと、凹所を通過する流れとの衝
突が激しくなり、温度境界層の発達がより一層効果的に
抑制され得ることとなる。

【００１３】更にまた、本発明に従う内面溝付伝熱管の
別の好ましい態様によれば、前記突条に設けられた凹所
のピッチ：Ｐに対する該凹所の長さ：Ｌの比（Ｌ／Ｐ）
は、０．１〜０．９の範囲内とされ、更に別の好ましい
態様によれば、前記溝条の深さ：Ｄに対する前記凹所の
深さ：ｄの比（ｄ／Ｄ）は、０．２〜０．８の範囲内と
される。そして、このように、凹所のピッチ：Ｐに対す
る凹所の長さ：Ｌの比や前記溝条の深さ：Ｄに対する凹
所の深さ：ｄの比を規定することにより、温度境界層の
発達がより効果的に抑制されることとなるのである。

【００１４】また、本発明は、管内表面において、管軸
方向に対して所定の傾斜角度を有する溝条の複数が、隣
接する溝条間に所定の突条を形成しつつ、管軸を含む垂
直面に対して対称となるように形成されてなる、松葉溝
構造を有する内面溝付伝熱管を製造するに際して、ロー
ルの中央部において、（ａ）ロール軸心に対して垂直と
なる平面に対して対称となるように、多数の傾斜溝がロ
ール表面に設けられている溝付ロールを用いて、所定の
金属帯板を圧延加工せしめ、該金属帯板上に該溝付ロー
ルの傾斜溝に対応するようにして形成された、溝条及び
突条を有する松葉溝構造を現出せしめる工程と、（ｂ）
所定の突部がロール表面に形成されている押潰ロールを
用いて、該金属帯板上に形成された松葉溝構造における
突条の一部を押し潰すことにより、突条に所定の凹所を
形成する工程と、（ｃ）該押潰ロールによる加工の施さ
れた金属帯板を、前記溝条及び突条の形成されている面
が内面となるようにして、管状にロール成形せしめ、両
側部を突き合わせる工程と、（ｄ）かかる管状に形成さ
れた金属帯板の突合せ部を溶接する工程とを採用する方
法も、その要旨とするものである。

【００１５】従って、本発明に係る内面溝付伝熱管の製
造方法によれば、前述の如き優れた蒸発性能と凝縮性能
を有する本発明に係る内面溝付伝熱管を、一連の工程に
おいて、有利に製造することができるのである。しか
も、本発明に係る内面溝付伝熱管の製造方法は、金属帯
板に形成される溝条及び突条の形状が、金属帯板を幅方
向に二等分する面に対して、対称であるところから、圧
延加工により、前記溝付ロールを用いて、溝条及び突条
を形成する際に、従来の螺旋溝付管を製造する場合のよ
うに、曲がりが生じることもなく、高度で複雑な制御も
必要でないという利点も有しているのである。

【００１６】

【発明の実施の形態】ところで、本発明は、管内表面に
おいて、管軸方向に対して所定の傾斜角度を有する溝条
の複数が、隣接する溝条間に所定の突条を形成しつつ、
管軸を含む垂直面に対して対称となるように形成されて
なる内面松葉溝付管において、全ての突条に対して、或
いは所定の突条のみに対して、所定の凹所を設けたこと
を特徴とするものであるが、そのような本発明に従う内
面溝付伝熱管の一例を、図１に示す。

【００１７】すなわち、図１には、その管内表面に、松
葉溝形態の溝条４及び該溝条４間に形成される突条６を
有する内面溝付伝熱管２が示されている。より詳細に
は、溝条４は、伝熱管の管軸を通る垂直面に対して対称
である、即ち管軸方向に対する傾斜角度がそれぞれ逆と
なる溝４ａ及び溝４ｂから構成されている。また、図２
に示されるように、前記突条６は、所定のピッチ：Ｐに
おいて、その深さ：ｄが前記溝条４の深さ：Ｄよりも浅
くなるようにされた凹所８が設けられている第一の突条
６ａと、そのような凹所８が何等設けられていない第二
の突条６ｂとから構成されている。

【００１８】ところで、本発明に従う内面溝付伝熱管２
の基本構成である前記溝条４の構成は、特に限定される
ものではなく、従来から知られている松葉溝構造が採用
され得る。即ち、その深さ：Ｄは、０．１ｍｍ〜０．４
ｍｍ程度とされ、その開口幅：Ｗは、０．２０ｍｍ〜
０．５０ｍｍ程度とされるのである。なお、本発明でい
うところの溝条４の深さ：Ｄとは、溝条４の底面から、
該溝条４を挟む突条６の頂点に接する直線に下ろした垂
線の長さのことを意味しており、溝条４の開口幅：Ｗと
は、溝条４を挟んで隣り合う突条６の頂部間の距離のこ
とを意味している。また、管軸に垂直な断面における溝
条４の形状は、台形形状、Ｖ字形状等の各種形状が採用
される。さらに、溝条４の管軸方向に対する傾斜角度
は、通常、５゜〜３０゜とされる。

【００１９】また、前記溝条４間に形成される突条６
は、その管周方向の厚み幅が、０．１０ｍｍ〜０．３０
ｍｍ程度とされる。そして、管軸に垂直な断面における
突条６の形状は、前記溝条４の形状により、ある程度規
定されるが、突条６の頂部における液切れ性を考慮する
と、三角形状や台形形状等とされる。

【００２０】さらに、前記突条６ａにおいて形成されて
いる凹所８は、そのピッチ：Ｐが、０．２ｍｍ〜２．０
ｍｍ程度とされ、凹所８の長さ：Ｌが、０．０４ｍｍ〜
１．５ｍｍ程度とされ、深さ：ｄが、前記溝条４の深さ
より浅くされ、０．０２ｍｍ〜０．３５ｍｍ程度とされ
る。けだし、凹所８の深さ（ｄ）が溝条４の深さ（Ｄ）
より浅くなるようにされるのは、凹所８の深さ（ｄ）と
溝条４の深さ（Ｄ）とが同程度となると、冷媒流体の溝
条４に沿った流れが形成されなくなり、望ましくないか
らである。また、かかる凹所８を突条６の長さ方向に切
断した面の形状は、矩形形状や台形形状が採用される。

【００２１】ところで、前記凹所８のピッチ：Ｐに対す
る長さ：Ｌの比：Ｌ／Ｐや溝条４の深さ：Ｄに対する前
記凹所８の深さ：ｄの比：ｄ／Ｄは、特に限定されるも
のではないが、温度境界層の発達を効果的に抑制するた
めに、それぞれ、０．１≦Ｌ／Ｐ≦０．９、０．２≦ｄ
／Ｄ≦０．８とされるのが好ましい。

【００２２】また、ここに示される、本発明に従う内面
溝付伝熱管２にあっては、凹所８が設けられていない第
二の突条６ｂを有することが、大きな特徴の一つとして
挙げられるが、そのような第二の突条６ｂが設けられる
ことにより、第一の突条６ａに交差して、凹所８を通過
する流れが、突条６ｂによって遮断されることにより、
溝条４に沿う流れと効果的に衝突せしめられるような構
成となっているのである。なお、第一の突条６ａ及び第
二の突条６ｂの配列形態は、前記凹所８を通過する流れ
と溝条４に沿う流れとが衝突せしめられて、冷媒流体の
撹乱作用が充分に得られるのであれば、如何なるもので
あっても、何等差し支えないが、冷媒流体の撹乱作用を
より大きくするためには、第一の突条６ａの１条と第二
の突条６ｂの１条が一組となるようにして交互に配列さ
れるもの（図２参照）や第一の突条６ａの２条と第二の
突条６ｂの１条が一組となるようにして配列されるもの
（図３参照）が好ましく、中でも、図３の如く、第一の
突条６ａの２条と第二の突条６ｂの１条が一組となるよ
うにして配列されてなるものが、より好ましいのであ
る。

【００２３】そして、上記の如き本発明に従う内面溝付
伝熱管２は、従来から知られている内面松葉溝付管と同
様に、蒸発器或いは凝縮器等の熱交換器に取り付けられ
て使用される。より詳細には、例えば、内面溝付伝熱管
２が蒸発器に適用される場合には、図４に示されるよう
に、冷却液体が流通せしめられる方向（図中、白抜きの
矢印方向）に進むに従って、溝条４が上がるような形態
で取り付けられる。そして、伝熱管２が、そのような形
態で取り付けられることにより、流通せしめられる冷却
液体が、溝条４を伝って、図の中央に示される黒矢印の
方向に運ばれるのであり、伝熱管の内表面における冷却
液体の薄膜化が有利に図られているのである。一方、内
面溝付伝熱管２が凝縮器に適用される場合には、図５の
ように冷却ガスが流通せしめられる方向（図中、白抜き
の矢印方向）に進むに従って、溝条４が下がるような形
態で取り付けられる。そして、伝熱管２が、そのような
形態で取り付けられることにより、伝熱管２の上部にお
いて凝縮して液滴となった冷却液体が、溝条４を伝っ
て、図の中央に示される黒矢印の方向に運ばれるのであ
り、管上部の内表面における乾きが促進されているので
ある。

【００２４】その上、本発明に従う内面溝付伝熱管２に
あっては、上記の如き内面松葉溝付伝熱管に基づく作用
に加えて、図６に示されるように、溝条４を流れる冷却
流体の撹乱作用が惹起されるようになっているのであ
る。即ち、かかる図６に示されるように、本発明に従う
内面溝付伝熱管２は、溝条４に沿う冷却流体の流れ（白
抜きの矢印）に対して、凹所８を通過して溝条４に交わ
る冷却流体の流れ（小さい矢印）が衝突せしめられるよ
うに構成されているのである。しかも、凹所８を通過す
る冷却流体の流れは、隣の突条６ａには凹所が設けられ
ていないところから、より確実に溝条４に沿う冷却流体
に衝突せしめられるのであり、効果的に温度境界層の更
新及び冷却流体の撹乱が行なわれるようになっているの
である。

【００２５】次に、本発明に係る内面溝付伝熱管の製造
方法について、図面を参照しつつ、詳細に説明すること
とする。

【００２６】先ず、図７には、本発明手法に従って、内
面溝付伝熱管１０を製造するための圧延加工・造管装置
の一例が概略的に示されている。そこにおいて、１２
は、伝熱管素材としての帯板であり、銅または銅合金よ
りなっている。そして、この帯板１２が、圧延加工・造
管装置１４において、各種のロール部材に案内されて、
該帯板１２の長さ方向の一方向に移動せしめられつつ、
一方の面に溝部が形成された後、該一方の面を内側にし
て、管状に成形され、その後、その継目部分が溶接され
て、目的とする内面溝付伝熱管１０が得られるようにな
っている。

【００２７】より具体的には、圧延加工・造管装置１４
における帯板１２の移動方向の最も後方側（入口側）に
は、ガイドロール１８、１８が、一軸回りに回転可能な
状態で、帯板１２を幅方向に跨ぎ、その厚さ方向（上下
方向）に並べられて配置されている。そして、図示しな
い駆動ロールにより、長さ方向の一方向に移動せしめら
れる帯板１２が、このガイドロール１８、１８の間に挟
まれて、その前方側に配された２つの圧延ロールに導か
れるようになっている。

【００２８】ここにおいて、この２つの圧延ロールは、
帯板１２の移動方向の後方側に位置する松葉溝付ロール
２０と前方側に配された突部押潰ロール２２とにて、構
成されている。そして、図８に示される如く、松葉溝付
ロール２０は、その外周面に、目的とする伝熱管の管内
表面の松葉溝に対応する山条２４が形成されて、構成さ
れている。一方、突条押潰ロール２２は、その外周面
に、目的とする内面溝付伝熱管１０の突条１６ａに設け
られる凹所５６に対応した形状にて、圧延加工時に突条
に対向するような配列形態をもって、突起部２８が形成
されて、構成されている。

【００２９】また、前記突条押潰ロール２２に形成され
ている突起部２８のロール表面からの突出している高さ
は、前記松葉溝付ロール２０によって、帯板１２に形成
された松葉溝の深さより小さくされ、突条が完全に押潰
されることがないようにされている。

【００３０】そして、図７に示されるように、かくの如
き構造とされた松葉溝付ロール２０と突条押潰ロール２
２とが、帯板１２の一方の面上（管内面形成側の面）に
おいて、それぞれの下方に配された支持ロール２３、２
３との間で、帯板１２を挟み且つ所定の圧力にて押圧せ
しめた状態で、各々一軸回りに回転可能に配されている
と共に、帯板１２への押圧時における、該帯板１２の一
方の面上に対する松葉溝付ロール２０の溝の軌跡と突条
押潰ロール２２の突起部２８の軌跡とが略一致するよう
に、換言すれば、松葉溝付ロール２０により帯板１２に
形成された突条が、突条押潰ロール２２の突起部２８に
より、所定の凹所が形成されるように、位置せしめられ
ている。

【００３１】また、帯板１２の移動方向における、それ
ら２つの圧延ロール２０、２２の前方側には、帯板１２
を徐々に管状に成形するための、従来と同様な構造を有
する９対の成形ロールが、各々対を為すロール同士に
て、帯板１２を挟持せしめた状態で、それぞれ各軸心回
りに回転可能に配置せしめられている。

【００３２】すなわち、この９対の成形ロールのうちの
４対の成形ロール３０、３２、３６、４０にあっては、
それぞれ対を為す各ロールが、帯板１２を間に挟んで、
該帯板１２の厚さ方向（上下方向）に並んで配されてい
る。そして、その上面側に位置するロールが、互いに異
なる４種類の太鼓形形状を呈し、帯板１２の移動方向の
前方側に向かうに従って幅が小さくなるように構成され
ている一方、帯板１２の下面側に位置するロールが、上
面側に位置するロールに対応した鼓形状をもって成って
いる。また、別の４対の成形ロール３４、３８、４２、
４６は、それぞれ略徳利形形状を呈し、互いに対を為す
各ロールが、該徳利形状の首部において、帯板１２を間
に挟んだ状態で、該帯板１２の幅方向に並んで配されて
いる。更に、残りの１対の成形ロール４４は、帯板１２
を間に挟んで、その上面側と下面側に並んで配されてお
り、上面側に位置するロールが幅の狭いプーリ形状を呈
する一方、下面側のロールが鼓形形状を呈している。か
くして、帯板１２においては、その移動に伴って、幅方
向の中央部分が、太鼓状の成形ロール３０、３２、３
６、４０により、上面を内側にした状態で、湾曲状に凹
まされ、また幅方向の両端部分が、徳利状の成形ロール
３４、３８、４２、４６にて、内側に包み込まれるよう
に、それぞれ湾曲せしめられ、更にプーリ状の成形ロー
ル４４にて、幅方向の両端縁部が、互いに当接せしめら
れて、管状に成形され得るようになっている。

【００３３】そして、帯板１２の移動方向における、そ
れら９対の成形ロールの前方側には、従来装置と同様
に、該９対の成形ロールにて管状に成形された帯板１２
を更に前方側へと導く１対のシームガイドロール４８
と、該管状に成形された帯板１２の幅方向両端縁部を互
いに溶接して、１本の連続した管体となす高周波誘導コ
イル５０と、かくして得られる管体の形状を整える一対
のスクイズロール５２が配置されている。

【００３４】而して、かくの如き構造とされた圧延加工
・造管装置１４を用いて、目的とする内面溝付伝熱管１
０が、以下のようにして作製されることとなる。即ち、
先ず、図７に示されるように、駆動ロール（図示せず）
にて、長さ方向の一方向（図中、矢印方向）に移動せし
められ、ガイドロール１８にて導かれた帯板１２が、軸
心回りに回転せしめられる松葉溝付ロール２０にて押圧
されて、圧延加工せしめられる。それによって、図８に
示される如く、帯板１２の一方の面上に、松葉溝付ロー
ル２０の山条２４に対応した形状をもって形成される松
葉溝条５４が、複数形成される。また、それら複数の松
葉溝条５４は、松葉溝付ロール２０の外周面を展開した
傾斜形態をもって、形成される。そして、複数の松葉溝
条５４の間に、突条１６が、松葉溝条５４に対応した形
態をもって、複数形成されるのである。

【００３５】次いで、複数の突条１６が、突条押潰ロー
ル２２の突起部２８にて押圧される。これにより、図８
に示される如く、所定の凹所５６が形成された第一の突
条１６ａと、そのような凹所が形成されていない第二の
突条１６ｂが交互に配設されるのである。なお、ここで
は、凹所５６が形成された第一の突条１６ａと、そのよ
うな凹所が形成されていない第二の突条１６ｂが交互に
配設されているが、何等、これに限定されるものでな
く、例えば、前記突条押潰しロール２２の突起部２８を
全ての突条１６に対応するように設けることにより、全
ての突条１６に凹所５６を形成することも可能である。

【００３６】その後、９対の成形ロール３０、３２、３
４、３６、３８、４０、４２、４４、４６によって、帯
板１２が、上述の如き構造を有する松葉溝条５４が形成
された面を内側にして、管状に成形された後、かかる成
形により互いに対向位置せしめられた帯板１２の幅方向
両端縁部同士が高周波誘導コイル５０にて高周波誘導溶
接され、以て連続する一本の管体６２が、成形される。

【００３７】さらに、その後、スクイズロール５２に
て、かかる管体６２が、断面略真円形状となるように、
その形状が整えられた後、必要に応じて、所定の長さに
切断される。かくして、松葉溝条５４及び所定の凹所５
６が設けられてなる第一の突条１６ａ及びそのような凹
所５６が設けられていない第二の突条１６ｂが、管内面
に形成された内面溝付伝熱管１０が作製されるのであ
る。

【００３８】

【実施例】以下に、本発明を更に具体的に明らかにする
ために、本発明の幾つかの実施例を示すこととするが、
本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制
約をも受けるものでないことは、言うまでもないところ
である。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更
には上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱し
ない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変
更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解さ
れるべきである。

【００３９】本実施例では、本発明に従う内面溝付伝熱
管が、前述の如き優れた特徴を有するものであることを
確認することとする。

【００４０】すなわち、先ず、リン脱酸銅を用いて、下
記表１に示される如き形状寸法となるように、本発明例
１〜２及び比較例１〜３の内面溝付伝熱管を製造した。
本発明例１〜２及び比較例２の内面溝付伝熱管は、前記
圧延加工・造管装置１４を用いて製造した。但し、本発
明例１の内面溝付伝熱管では、突条が凹所が設けられた
第一の突条及び凹所の設けられていない第二の突条から
構成されるような突条押潰ロール２２が採用されてお
り、本発明例２の内面溝付伝熱管では、全ての突条に凹
所が設けられるような押潰ロール２２が採用されてい
る。また、比較例２の内面溝付伝熱管を製造する際に
は、突条押潰ロール２２は設けなかった。一方、比較例
１、３の内面溝付伝熱管は、素管内に一つ或いはそれ以
上の溝付けプラグを挿入し、それによって、管内面に所
望する形状を転写する転造方式により製造した。なお、
得られた各種内面溝付伝熱管の全てにおいて、管の外径
は７ｍｍφであり、溝条底部における伝熱管の肉厚は
０．２５ｍｍであった。

【００４１】

【表１】

【００４２】次いで、上記で製造した本発明例１〜２及
び比較例１〜３の内面溝付伝熱管を、外管（シェル）内
径が２５mmである二重式熱交換器にそれぞれ取り付ける
と共に、この二重式熱交換器を図９に示される如き蒸発
性能試験装置に組み付け、更に冷媒としてフロン（Ｒ２
２）を使用して、下記表２に示される如き試験条件に
て、蒸発性能試験及び凝縮性能試験を行なった。そし
て、本発明例１〜２及び比較例１〜３の内面溝付伝熱管
の管内熱伝達率をそれぞれ調べ、それによって、前記各
種伝熱管の蒸発性能及び凝縮性能を評価した。その結果
を、グラフ化して、蒸発性能は図１０に、凝縮性能は図
１１に示した。なお、図９中、６４は二重式熱交換器、
６６は蒸発器、６８は圧縮機、７０は凝縮器、Ａは各種
内面溝付伝熱管を表している。

【００４３】

【００４４】かかる図１０及び図１１のグラフに示され
る結果からも明らかなように、本発明例の内面溝付伝熱
管にあっては、優れた蒸発性能を有すると共に、優れた
凝縮性能を有しているのである。より詳細には、蒸発性
能を比較すると、本発明例１及び本発明例２の内面溝付
伝熱管は、従来の内面螺旋溝付管（比較例１）や内面松
葉溝付管（比較例２）よりも優れた蒸発熱伝達率を有し
ていることが分かる。また、比較例３の内面溝付伝熱管
は、比較例１の内面溝付伝熱管よりも蒸発熱伝達率が改
善されているが、本発明例１、２の内面溝付伝熱管の蒸
発熱伝達率は、それより優れていることが理解される。
一方、凝縮性能を比較すると、本発明例１の内面溝付伝
熱管は、従来から知られる比較例１及びそれを改善した
比較例３並びに比較例２の内面溝付伝熱管の何れよりも
優れた凝縮熱伝達率を有していることが分かる。また、
本発明例２の内面溝付伝熱管にあっても、比較例１や比
較例３の内面溝付伝熱管よりも優れた蒸発熱伝達率を有
しているのである従って、本発明例１及び本発明例２の
内面溝付伝熱管は、蒸発熱伝達率及び凝縮熱伝達率の両
方において、従来の内面溝付伝熱管よりも優れているこ
とが、容易に理解されるのである。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る内面溝付伝熱管にあっては、従来の伝熱管と比
べて、伝熱性能、特に蒸発性能が著しく向上せしめられ
ているのである。そして、そのように凝縮性能が高めら
れていることにより、かかる伝熱管を用いた熱交換器を
有利に小型化することが出来るのである。

【００４６】また、本発明に従う内面溝付伝熱管の製造
方法によれば、上記の如き内面溝付伝熱管を、何等特別
な装置を用いることなく、従来の圧延加工・造管装置を
利用して、簡便に且つ連続的に作製することが出来るの
であり、伝熱性能が効果的に向上せしめられ得る内面溝
付伝熱管が、極めて優れた生産性をもって、製造され得
るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う内面溝付伝熱管の一例に係る水平
断面説明図である。

【図２】図１に示される内面溝付伝熱管の要部拡大説明
図である。

【図３】本発明に従う内面溝付伝熱管の別の例を示す図
２に対応する図である。

【図４】図１に示される伝熱管を蒸発器用伝熱管として
用いる場合の冷却流体の流れを概念的に表す、管軸を含
む垂直断面における管内面説明図である。

【図５】図１に示される伝熱管を凝縮器用伝熱管として
用いる場合の冷却流体の流れを概念的に表す、管軸を含
む垂直断面における管内面説明図である。

【図６】図１に示される伝熱管における冷却流体の流れ
を示す、管内面を平面視したときの要部拡大説明図であ
る。

【図７】本発明に従って内面溝付伝熱管を製造するため
の圧延加工・造管装置を概略的に示す説明図である。

【図８】図７に示される装置の要部拡大説明図である。

【図９】各種伝熱管の伝熱性能を測定する試験装置の概
念図である。

【図１０】図９に示される伝熱性能試験装置を用いて、
各種伝熱管の蒸発熱伝達率を測定した結果を示すグラフ
である。

【図１１】図９に示される伝熱性能試験装置を用いて、
各種伝熱管の凝縮熱伝達率を測定した結果を示すグラフ
である。

【符号の説明】

２、１０ 内面溝付伝熱管 ４ 溝条 ６ 突条 ６ａ 第一の突条 ６ｂ 第二の突条 ８ 凹所 １２ 帯板 １４ 圧延加工・
造管装置 １６ 突条 ２０ 松葉溝付ロ
ール ２２ 突条押潰ロール ５４ 松葉溝条 ５６ 凹所

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管内表面において、管軸方向に対して所
   定の傾斜角度を有する溝条の複数が、隣接する溝条間に
   所定の突条を形成しつつ、管軸を含む垂直面に対して対
   称となるように形成されてなる、松葉溝構造を有する内
   面溝付伝熱管において、 前記突条に、前記溝条より深さの浅い凹所を所定のピッ
   チにおいて設けたことを特徴とする内面溝付伝熱管。
2. 【請求項２】 前記凹所を一部の突条のみに設けること
   により、前記突条を、前記溝条より深さの浅い凹所が所
   定のピッチにおいて設けられてなる第一の突条と、その
   ような凹所の設けられていない第二の突条とから構成す
   る請求項１に記載の内面溝付伝熱管。
3. 【請求項３】 前記凹所が設けられてなる第一の突条と
   前記凹所の設けられていない第二の突条とが、交互に配
   設されている請求項２に記載の内面溝付伝熱管。
4. 【請求項４】 前記突条に設けられた凹所のピッチ：Ｐ
   に対する該凹所の長さ：Ｌの比（Ｌ／Ｐ）が、０．１〜
   ０．９の範囲内にある請求項１乃至請求項３の何れかに
   記載の内面溝付伝熱管。
5. 【請求項５】 前記溝条の深さ：Ｄに対する前記凹所の
   深さ：ｄの比（ｄ／Ｄ）が、０．２〜０．８の範囲内に
   ある請求項１乃至請求項４の何れかに記載の内面溝付伝
   熱管。
6. 【請求項６】 管内表面において、管軸方向に対して所
   定の傾斜角度を有する溝条の複数が、隣接する溝条間に
   所定の突条を形成しつつ、管軸を含む垂直面に対して対
   称となるように形成されてなる、松葉溝構造を有する内
   面溝付伝熱管を製造する方法であって、 ロールの中央部において、ロール軸心に対して垂直とな
   る平面に対して対称となるように、多数の傾斜溝がロー
   ル表面に設けられている溝付ロールを用いて、所定の金
   属帯板を圧延加工せしめ、該金属帯板上に該溝付ロール
   の傾斜溝に対応するようにして形成された、溝条及び突
   条を有する松葉溝構造を現出せしめる工程と、 所定の突部がロール表面に形成されている押潰ロールを
   用いて、該金属帯板上に形成された松葉溝構造における
   突条の一部を押し潰すことにより、該突条に所定の凹所
   を形成する工程と、 該押潰ロールによる加工の施された金属帯板を、前記溝
   条及び突条の形成されている面が内面となるようにし
   て、管状にロール成形せしめ、両側部を突き合わせる工
   程と、 かかる管状に形成された金属帯板の突合せ部を溶接する
   工程と、からなることを特徴とする内面溝付伝熱管の製
   造方法。