JP2000283680A

JP2000283680A - 内面溝付管及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000283680A
Application number: JP11361951A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Ishikawa; 守石川; Chikara Saeki; 主税佐伯; Kiyonori Koseki; 清憲小関; Nobuaki Hinako; 伸明日名子
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒流量が少ない領域であっても、高い凝縮
性能及び高い蒸発性能を得ることができ、凝縮器及び蒸
発器の伝熱管として好適な内面溝付管及びその製造方法
を提供する。【解決手段】金属又は合金管の内面に螺旋状溝が形成
された螺旋溝加工帯１と、金属又は合金管の内面に複数
の溝を交差させた交差溝群が形成された交差溝加工帯２
とが相互に異なる領域に配置されている。この螺旋溝加
工帯１と交差溝加工帯２とは金属又は合金管の管円周方
向に交互に１又は複数配置されている。前記管円周方向
における螺旋溝加工帯１の加工幅をＷ₁とし、交差溝加
工帯２の加工幅をＷ₂としたとき、Ｗ₁とＷ₂との比Ｗ₁／
Ｗ₂が１．１乃至３．０である。なお、この比Ｗ₁／Ｗ₂
を０．３乃至０．９とすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はルームエアコン等の
熱交換器に使用される凝縮器及び蒸発器用伝熱管として
好適な内面溝付管及びその製造方法に関し、特に、冷媒
流量が少ない領域であっても高い凝縮性能及び蒸発性能
を発揮する内面溝付管及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エアコン等の熱交換器では、熱交
換性能を高めるために、伝熱管として管の内面に複数の
螺旋状溝を有する内面溝付管が使用されている。

【０００３】エアコン等の熱交換は冷媒液を蒸発させた
り、冷媒ガスを凝縮させるときの潜熱を利用したもので
あり、蒸発性能の向上には、冷媒液を伝熱管内全体に広
めて、伝熱面全体で蒸発が生じる構造が必要である。一
方、凝縮性能の向上には、伝熱面で凝縮した冷媒液が容
易に除去できると共に、除去した液により伝熱面が再び
覆われることがないように、液を１ヶ所に集めやすい構
造が好ましい。

【０００４】近時、エアコン等においては、省エネルギ
のために、伝熱性能（蒸発性能及び凝縮性能）の高性能
化が求められており、このため、運転負荷の小さい条
件、即ち、冷媒流量が少ない領域であっても高い伝熱性
能を発揮する伝熱管が不可欠となっている。

【０００５】従来、伝熱性能を高めるために管の内面に
加工を施した内面溝付管として、以下に示す伝熱管が提
案されている。

【０００６】特開平４−１５８１９３号公報に記載され
た伝熱管においては、複数種の螺旋溝群が設けられてお
り、これらの螺旋溝群は、隣接する螺旋溝間で管軸方向
に対する溝のピッチ、溝の寸法、溝の形状及び管軸方向
に対する溝群の捩れ角度のうち、少なくとも１以上の要
素が異なるように形成されている。

【０００７】また、特開平８−１２１９８４号公報に記
載された伝熱管においては、管軸方向に互いに交差しな
いように形成された連続する複数のフィンと、この連続
フィンと隣接し連続フィンと交差しないように長手方向
に沿って不連続又は鋸歯状に形成された不連続フィン
と、この不連続フィンと連続フィンとの間に形成された
溝とが設けられている。

【０００８】更に、特開平８−１７８５７４号公報に記
載された内面クロス溝付伝熱管においては、管内面に主
溝を管軸に対し７°乃至２５°傾斜させて成形すると共
に、副溝を管軸に平行に設けるか、又は主溝と副溝との
間に残された３次元的な突起にバリを設けることによ
り、副溝方向に冷媒の流れを誘導するようにしている。

【０００９】更にまた、特開平１０−２０６０６０号公
報に記載された内面溝付伝熱管においては、管円周方向
の溝ピッチが同一で管軸方向に対する捩れ角度及び捩れ
方向が相違する第１及び第２の溝群を設け、これらの第
１及び第２の溝群が形成された第１及び第２の溝加工領
域を異なる幅で複数組管円周方向に配置し、各溝加工領
域間に、管軸方向に延びる直線溝領域を配置している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の伝熱管には以下に示す問題点がある。先ず、特
開平４−１５８１９３号公報に記載された伝熱管におい
ては、冷媒液の流れは阻害されないが、蒸発時には圧力
損失を十分に低減できないので、蒸発性能が低下してし
まうと共に、凝縮時には凝縮液の排出性が十分でないの
で伝熱面と冷媒ガスとの接触性が低下して凝縮性能が低
下してしまう。また、管軸方向に対して同一の捩れ角度
を有する螺旋溝群を管内面全体に設けると、凝縮時に凝
縮液が伝熱面全体に拡がりやすくなり、伝熱面が凝縮液
に覆われてしまい、凝縮性能が低下してしまうという問
題点がある。

【００１１】また、特開平８−１２１９８４号公報及び
特開平８−１７８５７４号公報に記載された伝熱管にお
いては、伝熱面は連続溝を基準に設計されているため、
凝縮器として使用した場合には、冷媒ガス凝縮液が溝に
沿って旋回流を生じやすい。この結果、凝縮に必要な乾
いた伝熱面の確保が困難になるため、凝縮性能の低下を
招く。従って、蒸発性能及び凝縮性能が要求されるヒー
トポンプ式エアコンには好ましくないという欠点があ
る。

【００１２】更に、特開平１０−２０６０６０号公報に
記載された伝熱管においては、冷媒流量が少ない条件で
は、逆方向の溝によって冷媒の旋回流が阻害されるた
め、蒸発性能が低下するという問題点がある。

【００１３】このように、いずれの従来技術においても
一長一短があり、蒸発性能及び凝縮性能が共に優れた性
能を確保することはできないという問題点がある。

【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、冷媒流量が少ない領域であっても、高い凝
縮性能及び高い蒸発性能を得ることができ、凝縮器及び
蒸発器の伝熱管として好適な内面溝付管及びその製造方
法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る内面溝付管
は、金属又は合金管の内面に螺旋状溝が形成された螺旋
溝加工帯と、前記金属又は合金管の内面の前記螺旋溝加
工帯とは異なる領域に配置され複数の溝を交差させた交
差溝群が形成された交差溝加工帯と、を有し、前記螺旋
溝加工帯と前記交差溝加工帯とが前記金属又は合金管の
内周方向に交互に１又は複数配置されると共に、前記内
周方向における前記螺旋溝加工帯の加工幅をＷ₁とし、
前記交差溝加工帯の加工幅をＷ₂としたとき、Ｗ₁とＷ₂
との比Ｗ₁／Ｗ₂が０．３乃至０．９又は１．１乃至３．
０であることを特徴とする。

【００１６】本発明においては、本発明の内面溝付管を
蒸発器として使用した場合、内面溝付管内に冷媒液が供
給されると、交差溝加工帯においては、複数の溝群が相
互に交差した交差溝群が形成されているため、各溝が交
差した交差溝部が沸騰核となり、冷媒液の蒸発が促進さ
れるため、蒸発性能を向上させることができる。

【００１７】一方、内面溝付管を凝縮器として使用した
場合、内面溝付管内に冷媒ガスが供給されると、この冷
媒ガスは伝熱面と接触し冷却されて凝縮する。この凝縮
した冷媒液（冷媒ガス凝縮液）は加工幅が広い領域に形
成された溝群に沿って旋回流を生じようとするが、液化
初期の冷媒ガス凝縮液はその流れの慣性が小さいため、
加工幅が狭い領域に形成されて前記溝群と逆方向に傾斜
する溝群により旋回流の流れが抑制される。このため、
冷媒ガス凝縮液は重力により内面溝付管内の下部に集液
しやすくなり、伝熱面全体が冷媒ガス凝縮液に覆われる
ことがないと共に、内面溝付管内の上部では、常に伝熱
面が冷媒ガスと接触して連続的な凝縮を維持するため、
高い凝縮性能を得ることができる。

【００１８】また、Ｗ₁／Ｗ₂が０．３未満であると、冷
媒の旋回流の流れが促進されるため、蒸発性能が向上す
るものの、冷媒ガスが凝縮した凝縮液が伝熱面全体に広
がりやすくなり伝熱面を覆うことにより、伝熱面と冷媒
ガスとの接触が阻害されるため、凝縮性能の低下が生じ
る。一方、Ｗ₁／Ｗ₂が０．９を超え１．０以下である
と、凝縮性能が向上するものの、螺旋溝加工帯の螺旋状
溝群により冷媒の旋回流が抑止されることによる蒸発性
能の低下が生じる。

【００１９】更に、Ｗ₁／Ｗ₂が１．１未満であると、凝
縮性能は向上するものの、狭い交差溝加工帯の交差溝部
による冷媒の旋回流の抑止効果が大きくなり、蒸発性能
の低下が生じる。一方、Ｗ₁／Ｗ₂が３．０を超えると、
冷媒の旋回流が促進されて蒸発性能は向上するものの、
凝縮時に液化した凝縮液が内面溝付管の伝熱面全体に広
がりやすくなり、凝縮液が内面溝付管の伝熱面を覆って
冷媒ガスと伝熱面との接触が阻害され凝縮性能が低下す
る。従って、Ｗ₁／Ｗ₂を０．３乃至０．９又はＷ₁／Ｗ₂
を１．１乃至３．０とすることにより、蒸発性能及び凝
縮性能のいずれも高い性能を得ることができる。

【００２０】また、前記交差溝加工帯に形成された交差
溝群を構成する一の溝群及びこれに交差する他の溝群の
うち、前記一の溝群は前記金属又は合金管の管軸に対す
る捩れ方向が、前記螺旋状溝とは逆向きに形成され、前
記一の溝群の溝底幅は前記他の溝群の溝底幅よりも広く
形成されていることが好ましい。この場合に、前記一の
溝群はその溝底が長手方向に連続し、前記他の溝群はそ
の溝底が長手方向に断続的になるように形成することが
できる。このように、一の溝群の連続性を他の溝群より
強くすることにより、冷媒液は他の溝群に比較して連続
性が強い一の溝群に沿って旋回流を生じ、管内面全体に
広がる。このため、内面溝付管の蒸発性能を更に向上さ
せることができる。

【００２１】本発明に係る内面溝付管の製造方法は、金
属又は合金からなる帯状の条材の表面に、圧延により、
請求項１乃至３に記載の条件の前記交差溝加工帯及び前
記螺旋溝加工帯を形成し、前記交差溝加工帯及び前記螺
旋溝加工帯が形成された面を内側にして前記条材を丸め
ながらその突き合わせ端部を溶接することを特徴とす
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る内面
溝付管及びその製造方法について、添付の図面を参照し
て具体的に説明する。図１は本発明の第１の実施例に係
る内面溝付管の内面を管の円周方向に展開した状態を示
す模式図である。

【００２３】本実施例の内面溝付管においては、金属又
は合金管の内面に管軸方向に連なる螺旋状溝群６を形成
した螺旋溝加工帯１が配置されている。この螺旋溝加工
帯１に隣接して、管軸方向に連なる溝からなる複数の溝
群３を交差させた交差溝群を形成した交差溝加工帯２が
配置されている。即ち、金属又は合金管内に螺旋溝加工
帯１と交差溝加工帯２とが交互に夫々３つ配置されてい
る。なお、螺旋溝加工帯１と交差溝加工帯２との管円周
方向における加工幅は夫々Ｗ₁、Ｗ₂であり、Ｗ ₁はＷ₂よ
り大きい。

【００２４】このような溝形状を有する内面溝付管は、
金属又は合金からなる帯状の条材の片側表面に図１に示
すように、加工幅がＷ₁の螺旋溝加工帯１と加工幅がＷ₂
の交差溝加工帯２とが交互に配置されるように溝形状を
圧延成形により転写し、この条材の溝形成面を内側にし
て管状に湾曲させ、条材を管周方向に丸めながら突合せ
端部を溶接接合することにより製造することができる。

【００２５】次に、上述のような構成の内面溝付管の動
作について説明する。この内面溝付管を蒸発器として使
用する場合には、先ず、内面溝付管内に冷媒液が供給さ
れる。内面溝付管内に管軸方向に連なる管円周方向の加
工幅の異なる溝加工帯を設け、夫々異なる形状の溝を配
置すると、冷媒液は管円周方向の加工幅がＷ₁と広い螺
旋溝加工帯１の溝に沿った流れが生じやすくなる。この
ため、管円周方向の加工幅がＷ₁と広い螺旋溝加工帯１
に螺旋状溝を形成することにより、内面溝付管内におい
て冷媒の旋回流が生じる。従って、内面溝付管全体に冷
媒液が広がり、高い蒸発性能を得ることができる。

【００２６】また、管円周方向の加工幅がＷ₂と狭い方
の交差溝加工帯２に、複数の溝を交差させた溝群３を形
成することにより、夫々の溝の交差溝部４が沸騰核とな
り、蒸発が促進されて内面溝付管の蒸発性能を高めるこ
とができる。

【００２７】ところで、冷媒流量が少ない条件では、冷
媒流速が遅くなるため、冷媒液の旋回流が生じ難くなる
が、伝熱面における冷媒液に覆われた部位においては、
溝の交差溝部４が沸騰核として冷媒液の蒸発が促進され
るため、冷媒流量が少ない領域においても高い蒸発性能
を確保することができる。

【００２８】一方、内面溝付管を凝縮器として使用した
場合に、内面溝付管には冷媒ガスが供給される。この冷
媒ガスは伝熱面と接触して冷却されて凝縮（液化）す
る。この凝縮した冷媒液（冷媒ガス凝縮液）は管円周方
向の加工幅がＷ₁と広い螺旋溝加工帯１の溝に沿って、
旋回流を生じようとするが、このとき、冷媒液は流れの
慣性が小さいため、加工幅がＷ₂と狭い交差溝加工帯２
に形成された交差溝部４により旋回流が抑制される。こ
のため、凝縮した冷媒液は重力により伝熱管下方面側に
凝縮しやすくなり、伝熱面全体が凝縮した冷媒液に覆わ
れることなく、伝熱管上方面側では常に伝熱面が冷媒ガ
スと接触して連続的な凝縮を維持する。このため、高い
凝縮性能を得ることができる。

【００２９】なお、溝形成領域の夫々の加工幅に関し
て、Ｗ₁／Ｗ₂が１．１未満であると、凝縮性能は向上す
るものの、狭い交差溝加工帯２の交差溝部４による冷媒
の旋回流の抑止効果が大きくなり、蒸発性能の低下が生
じる。一方、Ｗ₁／Ｗ₂が３．０を超えると、冷媒の旋回
流が促進されて蒸発性能は向上するものの、凝縮時に液
化した凝縮液が内面溝付管の伝熱面全体に広がりやすく
なり、凝縮液が内面溝付管の伝熱面を覆って冷媒ガスと
伝熱面との接触が阻害され凝縮性能が低下する。従っ
て、Ｗ₁／Ｗ₂は１．１乃至３．０とする。

【００３０】本実施例においては、管軸方向に連なる溝
からなる複数の溝群３が交差された交差溝群を形成した
交差溝加工帯２を形成する構成としたが、本発明は特に
これに限定されるものではなく、交差溝加工帯２に形成
された交差溝群のうち、１つの溝群３は管軸に対して捩
れを有し、この捩れは螺旋溝加工帯１に形成された螺旋
状溝とは逆向きに形成してもよい。また、この１つの溝
群３は交差溝加工帯２の他の溝群５と比較して、管軸断
面における溝群３の溝底幅を他の溝群５の溝底幅よりも
広く形成してもよい。これにより、冷媒等が流れやすく
なる。

【００３１】また、本実施例においては、螺旋溝加工帯
１と交差溝加工帯２とを夫々３つ交互に配置する構成と
したが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、
螺旋溝加工帯１と交差溝加工帯２との夫々の加工幅に関
して、Ｗ₁／Ｗ₂が１．１乃至３．０の範囲内で金属又は
合金管の内面に交互に１又は複数配置することができ
る。

【００３２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図２は本発明の第２の実施例に係る内面溝付管の
内面を管の円周方向に展開した状態を示す模式図、図３
は図２の交差溝加工帯２の表面の溝形状を示す斜視図で
ある。なお、図２において、図１に示す第１の実施例と
同一構成物には同一符号を付してその詳細な説明は省略
する。

【００３３】図２に示すように、本実施例の内面溝付管
においては、金属又は合金管の内面に交差溝加工帯２と
螺旋溝加工帯１とが管の円周方向に交互に夫々３個づつ
配置されている。この交差溝加工帯２の管円周方向の加
工帯幅Ｗ₂は螺旋溝加工帯１の管円周方向の加工幅Ｗ₁よ
り大きい。

【００３４】螺旋溝加工帯１においては、管軸方向に対
して所定の捩れ角度で延びる複数の螺旋状溝からなる螺
旋状溝群６が形成されている。一方、交差溝加工帯２に
おいては、螺旋状溝からなる複数の溝群が、その管軸方
向に対する捩れ角度を相互に異ならせ、相互に交差する
ように形成されている。この交差溝加工帯２における複
数の溝群のうち、溝の連続性が強い溝群３はその管軸方
向に対する捩れ方向が、螺旋溝加工帯１に形成された螺
旋状溝群６の捩れ方向とは逆の方向に形成されている。

【００３５】図３に示すように、交差溝加工帯２におい
ては、螺旋状に延びる複数の溝からなる溝群３，５が相
互に交差するように形成されており、このうち、連続性
が強い溝群３は、その溝底面１１が溝の長手方向に連続
しており、連続性が弱い溝群５は、その溝底面１２が溝
の長手方向に断続している。また、連続性が強い溝群３
の溝底の幅Ｄ₁は連続性が弱い溝群５の溝底の幅Ｄ₂より
広くなっており（Ｄ₁＞Ｄ₂）、以上の点で、連続性が強
い溝群３内の方が連続性が弱い溝群５内よりも冷媒等が
流れやすくなっている。

【００３６】このような溝形状を有する内面溝付管は、
金属又は合金からなる帯状の条材の片側表面に図２に示
すように、加工幅がＷ₂の交差溝加工帯２と加工幅がＷ₁
の螺旋溝加工帯１とが交互に配置されるように溝形状を
圧延成形により転写し、この条材の溝形成面を内側にし
て管状に湾曲させ、条材を管周方向に丸めながら突合せ
端部を溶接接合することにより製造することができる。

【００３７】このように構成された本実施例の内面溝付
管においては、蒸発器として使用した場合には、先ず、
内面溝付管内に冷媒液が供給される。内面溝付管内面に
は相互に形状の異なる溝群が形成された交差溝加工帯２
と螺旋溝加工帯１とが管の円周方向に交互に配置されて
おり、交差溝加工帯２の幅が螺旋溝加工帯１の幅より広
いため、冷媒液の流れは交差溝加工帯２の影響を強く受
ける。

【００３８】このとき、交差溝加工帯２を構成する複数
の溝群のうち一の溝群３は、管軸に対し捩れを有して成
形されていると共に、連続性を強く成形されているた
め、冷媒液は溝群３に沿って旋回流を生じ、管内面全体
に広がる。このため、内面溝付管の蒸発性能が向上す
る。

【００３９】更に、交差溝加工帯２においては、複数の
溝群が交差した交差溝群が形成されているため、夫々の
溝が交差した交差溝部４が沸騰核となり、冷媒液の蒸発
が促進されるため、内面溝付管の蒸発性能を更に向上さ
せることができる。

【００４０】ところで、冷媒流量が少ない条件では、冷
媒流速が遅くなるため、冷媒液の旋回流が生じ難くなる
が、伝熱面における冷媒液に覆われた部位においては、
溝の交差溝部４が沸騰核として冷媒液の蒸発が促進され
るため、冷媒流量が少ない領域においても高い蒸発性能
を確保することができる。

【００４１】一方、内面溝付管を凝縮器として使用した
場合には、内面溝付管内に冷媒ガスが供給される。この
冷媒ガスは伝熱面と接触し冷却されて凝縮（液化）す
る。この凝縮した冷媒液（冷媒ガス凝縮液）は交差溝加
工帯２に形成された溝群３に沿って旋回流を生じようと
するが、このとき、冷媒ガス凝縮液はその流れの慣性が
小さいため、螺旋溝加工帯１に形成されて交差溝加工帯
２に形成された溝群３とは捩れ方向が逆向きの螺旋状溝
群６により旋回流の流れが抑制される。

【００４２】このため、冷媒ガス凝縮液は重力により内
面溝付管下方面側に集液しやすくなり、伝熱面全体が冷
媒ガス凝縮液に覆われることがないと共に、内面溝付管
上方面側では、常に伝熱面が冷媒ガスと接触して連続的
な凝縮を維持する。このため、高い凝縮性能を得ること
ができる。

【００４３】なお、交差溝加工帯２の幅Ｗ₂と螺旋溝加
工帯１の幅Ｗ₁との比、即ち、Ｗ₁／Ｗ₂が０．９を超え
１．０以下であると、凝縮性能が向上するものの、螺旋
溝加工帯１の螺旋状溝群６により冷媒の旋回流が抑止さ
れることによる蒸発性能の低下が生じる。

【００４４】一方、Ｗ₁／Ｗ₂が０．３未満であると、冷
媒の旋回流の流れが促進されるため、蒸発性能が向上す
るものの、冷媒ガスが凝縮した凝縮液が伝熱面全体に広
がりやすくなり伝熱面を覆って、伝熱面と冷媒ガスとの
接触が阻害されるため、凝縮性能の低下が生じる。

【００４５】従って、蒸発性能及び凝縮性能共に高性能
を得るためには、Ｗ₁／Ｗ₂は０．３乃至０．９である。

【００４６】また、管軸に対し相互に逆方向の捩れを有
し溝底幅が広く成形された２種類の溝群を形成すると、
圧力損失が増加するので、夫々の捩れ角を異ならせるこ
とが好ましい。

【００４７】また、本実施例においては、交差溝加工帯
２と螺旋溝加工帯１とを夫々３つ交互に配置する構成と
したが、本発明は特にこれに限定されるものではなく、
交差溝加工帯２と螺旋溝加工帯１との夫々の加工幅に関
して、Ｗ₁／Ｗ₂が０．３乃至０．９の範囲内で金属又は
合金管の内面に交互に１又は複数配置することができ
る。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る内面溝付管を製
造し、その特性を比較例の内面溝付管と比較した結果に
ついて具体的に説明する。

【００４９】実施例及び比較例の内面溝付管用の素材と
して、厚さが０．４５ｍｍのりん脱酸銅（ＪＩＳＨ３
１００Ｃ１２２０）コイルにより所定幅にスリットし
た帯状の条材を使用した。この条材への溝付け加工は下
側に平滑ロールを配し、上側に所定形状の溝形成ロール
を配した圧延機に条材を通過させ、上ロールの凹凸形状
を条材に転写させることにより行った。本発明の螺旋溝
及び交差溝を同一の条材に形成させるには、１ラインに
２台の圧延機を有するタンデム式圧延機を使用してもよ
く、また、ロールを１組しか有しない圧延装置を使用す
る場合には、例えば最初に螺旋溝を圧延形成してロール
アップし、その後、上ロールを組替えて行う２回目の圧
延で１回目と逆方向の螺旋溝を形成することによって所
定の位置に交差溝を形成してもよい。本実施例及び比較
例においては、圧延機が２台連続して配列するタンデム
圧延機を使用することによって溝付条材を製作した。

【００５０】このように、２台の圧延機が連続配列する
タンデム圧延機を使用し、１段目の圧延機で溝深さが
０．２ｍｍ、管の円周方向の溝ピッチが０．４１ｍｍ及
び管軸に対して右ネジ方向の捩れ角が１５°の１次溝群
を条材の両端部を夫々１ｍｍ残して片側表面全体に圧延
形成した。なお、フィン（突起部）の頂角は２５°、溝
底肉厚（最小肉厚）は０．２５ｍｍとした。

【００５１】１段目の圧延機で溝圧延された条材は引き
続いて２段目の圧延機に導かれ、溝深さが０．２ｍｍ、
管の円周方向の溝ピッチが０．４１ｍｍ及び管軸に対し
て左ネジ方向の捩れ角が３０°の２次溝群（１次溝群と
は捩れ角度と捩れ方向が異なる）を、板厚方向（管の円
周方向に相当）の３ヵ所に、所定の間隔を空けて所定の
加工幅で圧延成形した。なお、この２次圧延で圧下を受
けない部位は１次圧延時の溝がそのまま存続する。即
ち、板幅方向には１次圧延による螺旋溝加工帯と、２次
圧延による交差溝加工帯とが交互に配置された溝付銅板
が得られる。また、２段目の圧延機において、幅の異な
る溝形成上ロールを組み込むことにより、螺旋溝加工帯
の加工幅と交差溝加工帯の加工幅との比を変化させた。

【００５２】このように溝加工が施された条材の溝加工
面を内側にして、この条材を丸めながら板幅端部を突き
合わせて高周波溶接しつつ、管径をサイジングすること
により、外径が７．０ｍｍの内面溝付管を形成した。

【００５３】このように形成された内面溝付管を長さが
３０００ｍｍの２重管式熱交換器（以下、外管という）
の内側に配置し、内面溝付管内に冷媒（Ｒ−４１０Ａ）
を供給し、内面溝付管と外管との間の環状部に水を供給
して熱交換を行い、伝熱性能を測定した。

【００５４】なお、本実施例と伝熱性能を比較するため
の標準材として、螺旋状溝群のみが形成された外径が
７．０ｍｍの内面溝付管（溝深さ：０．２ｍｍ、管の円
周方向溝ピッチ：０．４１ｍｍ、管軸に対する捩れ角
度：１８°（右ネジ方向）、フィン頂角：２０°、溝底
肉厚：０．２５ｍｍ）を製造し、その伝熱性能を測定
し、以下、実施例及び比較例の内面溝付管の性能をこの
標準材の伝熱性能に対する比で表した。

【００５５】図４は縦軸に伝熱性能比、横軸に交差溝群
が形成された交差溝加工帯の加工幅（Ｗ₁）と螺旋状溝
群が形成された螺旋溝加工帯の加工幅（Ｗ₂）との比
（Ｗ₁／Ｗ₂）をとって、比（Ｗ₁／Ｗ₂）と伝熱性能比と
の関係を示すグラフ図である。なお、図中の▲は蒸発性
能比を示し、●は凝縮性能比を示す。

【００５６】冷媒流量が２０ｋｇ／時間の場合における
本実施例の内面溝付管の伝熱性能と標準材の内面溝付管
の伝熱性能との比（蒸発性能比及び凝縮性能比）を下記
表１及び図４に示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１及び図４に示すように、Ｗ₁／Ｗ₂が１
であれば、標準材と同等な伝熱性能を有していた。Ｗ₁
／Ｗ₂が１よりも小さくなるか、又は大きくなるに連
れ、伝熱性能（蒸発性能及び凝縮性能）が急激に上昇
し、Ｗ₁／Ｗ₂が０．３乃至０．９及びＷ₁／Ｗ₂が１．１
乃至３．０の領域においては、標準材と比較して伝熱性
能が２０％以上も大幅に改善された。また、Ｗ₁／Ｗ₂が
０．３未満の領域においては、凝縮性能が低下し、Ｗ₁
／Ｗ₂が３．０を超える領域においては、蒸発性能が低
下した。なお、Ｗ₁／Ｗ₂が０．３乃至０．９の領域にお
いては特に蒸発性能が優れており、一方、Ｗ₁／Ｗ₂が
１．１乃至３．０の領域においては特に凝縮性能が優れ
ていた。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、Ｗ
₁／Ｗ₂が０．３乃至０．９又は１．１乃至３．０である
から、蒸発性能及び凝縮性能の双方が優れており、この
本発明の内面溝付管を使用することにより、冷媒流量が
少ない場合であっても熱交換器の性能が極めて優れたも
のとなり、エアコン等の省エネルギ効果も著しく向上す
る。また、室内の冷房性能を特に重視する熱交換器には
Ｗ₁／Ｗ₂が０．３乃至０．９の蒸発性能比が優れた伝熱
管を使用し、室内の暖房性能を特に重視する熱交換器に
はＷ₁／Ｗ₂が１．１乃至３．０の凝縮性能比が優れた伝
熱管を使用することにより、更に一層熱交換器性能を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る内面溝付管の内面
を管の円周方向に展開した状態を示す模式図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る内面溝付管の内面
を管の円周方向に展開した状態を示す模式図である。

【図３】図２の交差溝加工帯の表面の溝形状を示す斜視
図である。

【図４】縦軸に伝熱性能比、横軸に交差溝群が形成され
た交差溝加工帯の加工幅（Ｗ₁）と螺旋状溝群が形成さ
れた螺旋溝加工帯の加工幅（Ｗ₂）との比（Ｗ₁／Ｗ₂）
をとって、比（Ｗ₁／Ｗ₂）と伝熱性能比との関係を示す
グラフ図である。

【符号の説明】

１；螺旋溝加工帯２；交差溝加工帯３、５；溝群４；交差溝部６；螺旋状溝群１１、１２；溝底面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小関清憲神奈川県秦野市平沢65番地株式会社神戸製鋼所秦野工場内 (72)発明者日名子伸明神奈川県秦野市平沢65番地株式会社神戸製鋼所秦野工場内Ｆターム(参考） 4E028 EA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属又は合金管の内面に螺旋状溝が形成
された螺旋溝加工帯と、前記金属又は合金管の内面の前
記螺旋溝加工帯とは異なる領域に配置され複数の溝を交
差させた交差溝群が形成された交差溝加工帯と、を有
し、前記螺旋溝加工帯と前記交差溝加工帯とが前記金属
又は合金管の内周方向に交互に１又は複数配置されると
共に、前記内周方向における前記螺旋溝加工帯の加工幅
をＷ₁とし、前記交差溝加工帯の加工幅をＷ₂としたと
き、Ｗ₁とＷ₂との比Ｗ₁／Ｗ₂が０．３乃至０．９又は
１．１乃至３．０であることを特徴とする内面溝付管。
【請求項２】前記交差溝加工帯に形成された交差溝群
を構成する一の溝群及びこれに交差する他の溝群のう
ち、前記一の溝群は前記金属又は合金管の管軸に対する
捩れ方向が、前記螺旋状溝とは逆向きに形成され、前記
一の溝群の溝底幅は前記他の溝群の溝底幅よりも広く形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の内面溝
付管。
【請求項３】前記一の溝群はその溝底が長手方向に連
続して形成されており、前記他の溝群はその溝底が長手
方向に断続的に形成されていることを特徴とする請求項
２に記載の内面溝付管。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
内面溝付管を製造する方法において、金属又は合金から
なる帯状の条材の表面に、圧延により前記交差溝加工帯
及び前記螺旋溝加工帯を形成し、前記交差溝加工帯及び
前記螺旋溝加工帯が形成された面を内側にして前記条材
を丸めながらその突き合わせ端部を溶接することを特徴
とする内面溝付管の製造方法。