JP2003222487A - プレートフィンチューブ型熱交換器用内面溝付管及びプレートフィンチューブ型熱交換器 - Google Patents

プレートフィンチューブ型熱交換器用内面溝付管及びプレートフィンチューブ型熱交換器

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JP2003222487A JP2002024386A JP2002024386A JP2003222487A JP 2003222487 A JP2003222487 A JP 2003222487A JP 2002024386 A JP2002024386 A JP 2002024386A JP 2002024386 A JP2002024386 A JP 2002024386A JP 2003222487 A JP2003222487 A JP 2003222487A
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tube
plate
heat exchanger
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Kiyonori Koseki
清憲 小関
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱伝達率が高く、拡管によってフィンの倒れ
が起こらないプレートフィンチューブ型熱交換器用内面
溝付管を提供する。また、内面溝付管の熱伝達率が高
く、且つ、内面溝付管とフィンプレートとの間の接触熱
抵抗が小さいため伝熱性能が良好なプレートフィンチュ
ーブ型熱交換器を得る。 【解決手段】 銅からなり、フィン２のリード角が２０
°以上であり且つ頂角Ａが２０°以下である内面溝付管
１において、フィン２の根元２ａの曲率半径ＲをＲ≧
０．４×Ｈｆ−０．０３とし、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値を
１．０２乃至１．０７とし、下記数式により与えられる
αの値を１．０２乃至１．０３とする。また、拡管後の
内面溝付管１とアルミニウムからなるフィンプレートと
の間の接触電気抵抗値を３ｍΩ以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調機器に組み込
まれるプレートフィンチューブ型熱交換器及びこの熱交
換器に使用される内面溝付管に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、空調機器に組み込まれる熱交換器
の大半はプレートフィンチューブ型熱交換器である。プ
レートフィンチューブ型熱交換器においては、相互に平
行に配列された複数のアルミニウム等からなるフィンプ
レートが設けられ、このフィンプレートに孔が形成され
ており、この孔に内面溝付管等の伝熱管が通されてい
る。そして、この伝熱管の内部を冷媒が流れ、伝熱管及
びフィンプレートを介して、冷媒と外部の空気との間で
熱交換を行う。
【０００３】一方、「エネルギーの使用の合理化に関す
る法律」（省エネ法）の改正に伴い、空調機器において
も、エネルギー消費効率の大幅な向上が求められてい
る。このため、空調機器に組み込まれているプレートフ
ィンチューブ型熱交換器の伝熱性能を向上させることが
要求されている。プレートフィンチューブ型熱交換器の
伝熱性能を支配する因子として、空気とフィンプレート
との間の熱伝達率、及び伝熱管と冷媒との間の熱伝達率
が知られている。
【０００４】空気とフィンプレートとの間の熱伝達率を
向上させる手段としては、空気の温度境界層の形成を抑
制するために、フィンプレートの表面に凹凸を設けた
り、スリット又はルーバーと呼ばれる切り込みを入れた
りする方法が開発されており、これらの凹凸、スリット
又はルーバーの形状の最適化が図られている。また、伝
熱管と冷媒との間の熱伝達率を向上させる手段として
は、伝熱管の内表面積を増加させ、沸騰熱伝達、凝縮熱
伝達及び対流熱伝達を促進させるために、最適な内面溝
形状の開発が進められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術には以下に示すような問題点がある。従来の
熱交換器の伝熱性能向上のための開発は、上述の２点、
即ち、空気とフィンプレートとの間の熱伝達率の向上及
び伝熱管と冷媒との間の熱伝達率の向上に主眼が置かれ
ていた。しかし、これらの熱伝達率を向上させるための
フィンプレート形状の開発及び内面溝付管の溝形状の開
発は、既に２０年間以上に渡って行われてきており、こ
れらの改良による熱交換器の性能向上は限界に近づきつ
つある。このため、熱交換器の伝熱性能を向上させる新
たな手段が求められている。
【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、プレートフィンチューブ型熱交換器の伝熱
性能を向上させることができるプレートフィンチューブ
型熱交換器用内面溝付管、及びこのプレートフィンチュ
ーブ型熱交換器用内面溝付管を使用した伝熱性能が良好
なプレートフィンチューブ型熱交換器を得ることを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るプレートフィンチューブ型熱交換器用内面溝付管
は、内面の少なくとも一部に螺旋状に延びる溝が形成さ
れ、この溝間に形成されるフィンのリード角が２０°未
満であるか又は前記フィンの管軸直交断面における頂角
が２０°より大きく、フィンプレートに設けられた孔に
通した後、拡管玉により拡管することにより前記フィン
プレートに固定されるプレートフィンチューブ型熱交換
器用内面溝付管において、外径をＤｔとし、前記溝の底
の肉厚をＴｗとし、前記フィンの高さをＨｆとし、前記
フィンプレートに設けられた孔の直径をＤｆとし、前記
拡管玉の直径をＤｂとするとき、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値
が１．０２乃至１．０７であり、下記数式１により与え
られるαの値が１．０２乃至１．０３であることを特徴
とする。
【０００８】
【数１】
【０００９】本発明者等は、プレートフィンチューブ型
熱交換器（以下、単に熱交換器ともいう）の伝熱性能を
向上させるべく鋭意実験研究を行った結果、熱交換器の
伝熱性能を決定する因子には、上述の空気とフィンプレ
ートとの間の熱伝達率及び伝熱管と冷媒との間の熱伝達
率の他に、フィンプレートと伝熱管との間の伝熱性があ
ることを見出した。従来、このフィンプレートと伝熱管
との間の伝熱性にはほとんど注意が払われてこなかった
が、本発明者等は、このフィンプレートと伝熱管との間
の伝熱性は、フィンプレートと伝熱管との間の密着性に
依存し、この密着性は、伝熱管である内面溝付管の内部
に拡管玉を通して内面溝付管の拡管を行う際の条件に依
存することを見出した。即ち、フィンプレートに形成さ
れた孔と内面溝付管の寸法との関係によっては、拡管の
際にフィンプレートと内面溝付管との間の密着性が不十
分となったり、フィンカラー部、即ち、フィンプレート
における内面溝付管との連結部分に割れが生じたりして
しまい、フィンプレートと伝熱管との間の伝熱性が低下
する。また、拡管率と内面溝付管の形状との関係によっ
ては、拡管の際に内面溝付管の内面に形成されているフ
ィンが倒れ、伝熱管と冷媒との間の熱伝達率が低下す
る。そこで、本発明者等は、内面のフィンが倒壊するこ
とを防止して伝熱管と冷媒との間の良好な熱伝達率を維
持しつつ、フィンプレートとの密着性が高く、フィンプ
レートとの間の伝熱性が良好な内面溝付管を開発し、本
発明を完成した。
【００１０】本発明においては、伝熱管としての内面溝
付管の寸法及び形状を上述のように規定することによ
り、この内面溝付管の内部に拡管玉を通して拡管する際
に、内面溝付管の内面に形成されているフィンが倒壊す
ることを防止しつつ、内面溝付管とフィンプレートとの
間の密着性を確保することができる。これにより、内面
溝付管と冷媒との間の熱伝達率を良好に維持しつつ、内
面溝付管とフィンプレートとの間の接触熱抵抗を低減し
て伝熱性を向上させることができる。この結果、熱交換
器の伝熱性を向上させることができる。なお、拡管玉と
は管の内部に挿通させてこの管を拡管するための工具で
あり、その形状は略球形又は略砲弾形等である。
【００１１】請求項２に記載の発明に係るプレートフィ
ンチューブ型熱交換器用内面溝付管は、内面の少なくと
も一部に螺旋状に延びる溝が形成され、この溝間に形成
されるフィンのリード角が２０°以上であり且つ前記フ
ィンの管軸直交断面における頂角が２０°以下であり、
フィンプレートに設けられた孔に通した後、拡管玉によ
り拡管することにより前記フィンプレートに固定される
プレートフィンチューブ型熱交換器用内面溝付管におい
て、外径をＤｔとし、前記溝の底の肉厚をＴｗとし、前
記フィンの高さをＨｆとし、管軸直交断面における前記
フィンの根元の曲率半径をＲとし、前記フィンプレート
に設けられた孔の直径をＤｆとし、前記拡管玉の直径を
Ｄｂとするとき、Ｒ≧０．４×Ｈｆ−０．０３であり、
比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値が１．０２乃至１．０７であり、
上記数式１により与えられるαの値が１．０２乃至１．
０３であることを特徴とする。
【００１２】本発明においては、拡管前のプレートフィ
ンチューブ型熱交換器用内面溝付管のフィンのリード角
を２０°以上とし、その頂角を２０°以下としているた
め、前述の請求項１に記載のプレートフィンチューブ型
熱交換器用内面溝付管と比較して、この内面溝付管と冷
媒との間の熱伝達率が優れている。しかしながら、請求
項１に記載の内面溝付管と比較して、拡管に伴うフィン
の倒壊がより起こりやすいため、請求項１において規定
した条件に加えて、Ｒ≧０．４×Ｈｆ−０．０３を満た
すことが必要になる。これにより、内面溝付管と冷媒と
の間の熱伝達率を向上させると共に、内面溝付管とフィ
ンプレートとの間の接触熱抵抗を低減して伝熱性を向上
させることができる。この結果、熱交換器の伝熱性を向
上させることができる。
【００１３】請求項４に記載の発明に係るプレートフィ
ンチューブ型熱交換器は、孔が設けられたフィンプレー
トと、前記孔に通した後拡管玉により拡管することによ
り前記フィンプレートに固定された内面溝付管と、を有
し、前記内面溝付管は内面の少なくとも一部に螺旋状に
延びる溝が形成され、この溝間に形成されるフィンの拡
管前のリード角が２０°未満であるか又は前記フィンの
管軸直交断面における拡管前の頂角が２０°より大きい
プレートフィンチューブ型熱交換器において、前記内面
溝付管の拡管前の外径をＤｔとし、拡管前の前記溝の底
の肉厚をＴｗとし、拡管前の前記フィンの高さをＨｆと
し、前記フィンプレートに設けられた孔の直径をＤｆと
し、前記拡管玉の直径をＤｂとするとき、比（Ｄｆ／Ｄ
ｔ）の値が１．０２乃至１．０７であり、上記数式１に
より与えられるαの値が１．０２乃至１．０３であり、
拡管後の前記内面溝付管と前記フィンプレートとの間の
接触電気抵抗値がフィンプレート３０枚あたり３ｍΩ以
下であることを特徴とする。
【００１４】本発明においては、内面溝付管の寸法及び
形状を前述のように規定することにより、プレートフィ
ンチューブ型熱交換器の伝熱性能を向上させることがで
きる。また、内面溝付管とフィンプレートとの間の接触
電気抵抗値を３ｍΩ以下とすることにより、両者の間の
密着性を確保し、両者の間の接触熱抵抗を低減して伝熱
性を向上させることができる。この結果、熱交換器の伝
熱性を向上させることができる。なお、本発明におい
て、接触電気抵抗値とは、後述する測定方法によって測
定されたフィンプレート３０枚あたりの値をいう。
【００１５】請求項５に記載の発明に係るプレートフィ
ンチューブ型熱交換器は、孔が設けられたフィンプレー
トと、前記孔に通した後拡管玉により拡管することによ
り前記フィンプレートに固定された内面溝付管と、を有
し、前記内面溝付管は内面の少なくとも一部に螺旋状に
延びる溝が形成され、この溝間に形成されるフィンの拡
管前のリード角が２０°以上であり且つ前記フィンの管
軸直交断面における拡管前の頂角が２０°以下であるプ
レートフィンチューブ型熱交換器において、前記内面溝
付管の拡管前の外径をＤｔとし、拡管前の前記溝の底の
肉厚をＴｗとし、拡管前の前記フィンの高さをＨｆと
し、管軸直交断面における前記フィンの根元の曲率半径
をＲとし、前記フィンプレートに設けられた孔の直径を
Ｄｆとし、前記拡管玉の直径をＤｂとするとき、Ｒ≧
０．４×Ｈｆ−０．０３であり、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値
が１．０２乃至１．０７であり、上記数式１により与え
られるαの値が１．０２乃至１．０３であり、拡管後の
前記内面溝付管と前記フィンプレートとの間の接触電気
抵抗値がフィンプレート３０枚あたり３ｍΩ以下である
ことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の
第１の実施例について説明する。図１は本実施例に係る
プレートフィンチューブ型熱交換器用内面溝付管（以
下、内面溝付管という）を示す模式的側面図であり、図
２はこの内面溝付管を示す管軸直交断面図であり、図３
はこの内面溝付管の溝の定義を示す模式図であり、図４
はこの内面溝付管を加工したヘアピン管を示す側面図で
ある。また、図５はこの内面溝付管を使用して作製した
プレートフィンチューブ型熱交換器を示す側面図であ
り、図６はその斜視図である。更に、図７は拡管玉を示
す側面図である。
【００１７】図１に示す本実施例に係る内面溝付管１は
銅又は銅合金からなり、その内面には螺旋状に延びる溝
が形成され、この溝間がフィン２になっている。内面溝
付管１の内面展開図（図示せず）において、フィン２が
延びる方向と、内面溝付管１の管軸に平行な直線３との
なす角度を、フィン２のリード角ηとする。このリード
角ηは２０°以上である。内面溝付管１の拡管前の外径
をＤｔとする。なお、内面溝付管１は、シームレス管で
あってもよく、溶接管であってもよい。
【００１８】図２に示すように、内面溝付管１の内面に
おいて、フィン２間は溝４になっている。フィン２にお
ける溝４と接する部分は根元２ａになっている。溝４は
略平坦である。内面溝付管１における溝４の底の肉厚は
Ｔｗ、フィン２の高さはＨｆとする。また、内面溝付管
１の管軸直交断面において、フィン２の頂角は２０°以
下である。また、フィン２の根元２ａの曲率半径をＲと
し、溝４の底部の幅をＷｇとすると、曲率半径Ｒは、Ｒ
≧０．４×Ｈｆ−０．０３を満たし、前記Ｈｆ及び（Ｗ
ｇ／２）の値のうち、小さいほうの値が曲率半径Ｒ以上
である。
【００１９】溝４の底の肉厚Ｔｗは、拡管前の内面溝付
管１を管軸方向に垂直に切断し、この切断面である管軸
直交断面の任意の８箇所において溝底肉厚を測定し、こ
れらの８個の測定値の平均値を採用する。また、フィン
２の高さＨｆは、前記管軸直交断面における任意の８箇
所においてフィン２の頂部から管外面までの長さを測定
し、この全肉厚より前記底肉厚(Ｔｗ)を減じた値を算出
し、その平均値を採用する。フィン２の根元２ａの曲率
半径Ｒは、前記管軸直交断面における任意の８箇所にお
いてフィン２の両側の曲率半径を測定する。即ち、測定
値は合計１６個となる。そして、これら１６個の測定値
の平均値をフィン根元の曲率半径とする。具体的には、
例えば、前記管軸直交断面においてフィンの根元部を拡
大鏡等により観察してこの根元部の拡大像を得て、この
拡大像に種々の半径の円を重ね合せて、最も一致する円
の半径をフィン根元の曲率半径とすればよい。
【００２０】また、図３に示すように、管軸直交断面に
おいて、溝４の底面の接線とこの溝４に隣接する一方の
フィン２の側面の接線との交点と、前記溝４とこの溝４
に隣接する他方のフィン２の側面の接線との交点との間
の距離が、溝４の底部の幅Ｗｇである。更に、図４に示
すように、内面溝付管１はヘアピン管５に加工されて熱
交換器に組み込まれる。
【００２１】図５及び図６に示すように、本実施例に係
るプレートフィンチューブ型熱交換器６においては、複
数のフィンプレート７が相互に平行に設けられている。
フィンプレート７はアルミニウム又はアルミニウム合金
から形成されている。フィンプレート７には複数の孔８
が形成されており、内面溝付管１からなる複数のヘアピ
ン管５がこの孔に挿通されている。ヘアピン管５はフィ
ンプレート７の孔８に通された後、その内部に拡管玉
（ビュレット）（図示せず）が通されて拡管される。こ
れにより、ヘアピン管５がフィンプレート７に固定され
る。
【００２２】図７に示すように、拡管玉（ビュレット）
２４はその形状が球形の一部であり、その最大外径Ｄｂ
がヘアピン管５（内面溝付管１）の最小内径よりも若干
大きい。拡管玉２４は止めネジ２５によってマンドレル
（芯金）２６に連結されている。拡管玉２４はマンドレ
ル２６に対して回転しない。フィンプレート７の孔８の
直径をＤｆとするとき、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値は１．０
２乃至１．０７であり、上記数式１により与えられるα
の値は、１．０２乃至１．０３である。なお、拡管玉の
形状は砲弾形であってもよい。
【００２３】また、図５に示す熱交換器６においては、
複数のＵベント管９が設けられており、このＵベント管
９が相互に隣接するヘアピン管５を連結することによ
り、夫々複数のヘアピン管５及びＵベント管９からなる
１本の伝熱管が形成されている。熱交換器６において
は、拡管後のヘアピン管５とフィンプレート７との間の
接触電気抵抗値はフィンプレート３０枚あたり３ｍΩ以
下である。なお、接触電気抵抗値は、段落００５０乃至
００６０に記載する方法によって測定する。
【００２４】以下、本発明の各構成要件における数値限
定理由について説明する。
【００２５】α：１．０２乃至１．０３ 前述の如く、プレートフィンチューブ型熱交換器の製造
工程においては、外径が内面溝付管１の最小内径よりも
若干大きい拡管玉を内面溝付管１内に挿入することによ
り、内面溝付管１を拡管し、内面溝付管１をフィンプレ
ート７に連結する。このとき、フィンプレート７の孔８
の内径と、拡管後の内面溝付管１（ヘアピン管５）の外
径との関係は下記数式２に示すようになる。下記数式２
は前記数式１の両辺にＤｆを乗じたものである。
【００２６】
【数２】
【００２７】前記数式２の左辺は内面溝付管１の拡管後
におけるフィンプレート７の孔８の内径を表し、右辺は
拡管後の内面溝付管１の外径を表しており、拡管後の両
者の値は等しい。αは孔８の内径が拡管によってどれだ
け拡大したかを示す係数である。右辺の中の（−０．０
２）は拡管による内面溝付管１のフィン２（図２参照）
の高さ及び底肉厚Ｔｗ（図２参照）の減少量である。
【００２８】αの値が熱交換器の伝熱性能に及ぼす影響
を調査するため、αの値が相互に異なる５水準の熱交換
器を作製し、これらの熱交換器の伝熱性能を測定する。
図８は熱交換器の伝熱性能の測定に使用した空気熱交換
器性能測定装置の構成を示す模式図であり、図９はこの
空気熱交換器性能測定装置（以下、測定装置という）の
測定対象となる熱交換器１１を示す模式図である。図８
に示すように、測定装置は、恒温恒湿機能付きの吸引型
風洞１２、冷媒供給装置（図示せず）及び空調機（図示
せず）からなる。吸引型風洞１２においては、空気の流
通経路に熱交換器１１が配置され、この熱交換器１１の
上流側及び下流側に夫々エアーサンプラー１３及び１４
が配置されている。エアーサンプラー１３及び１４には
夫々温湿度測定装置１５及び１６が連結されている。温
湿度測定装置１５及び１６は夫々エアーサンプラー１３
及び１４により採取された空気の乾球温度及び湿球温度
を測定することにより、この空気の温度及び湿度を測定
するものである。温湿度測定装置１５及び１６には温度
を測定するための白金抵抗体が夫々２本設けられてお
り、前記２本の白金抵抗体のうち１本は乾球温度測定用
であり、他の１本は湿球温度測定用である。湿球温度測
定用の白金抵抗体は常に水を含んだガーゼ（ウィック）
に包まれている。また、熱交換器１１とエアーサンプラ
−１４との間には、熱交換器１１を通過した空気を整流
する整流器１７が設けられており、エアーサンプラ−１
４の下流側には横流ファン（Cross Flow Fan）１８が設
けられている。熱交換器１１の入口及び出口には、冷媒
の温度を測定する白金抵抗体及び冷媒の圧力を測定する
歪ゲージ式圧力伝送器の双方が設けられている。
【００２９】また、冷媒供給装置は冷媒の圧力及び温度
を調節して吸引型風洞１２に供給するものであり、凝縮
器及び熱交換器を備えている。冷媒供給装置には、冷媒
の温度及び圧力を測定する白金抵抗体及び歪みゲージ式
圧力伝送器が設けられており、冷媒の流量を測定するコ
リオリ式流量計も設けられている。更に、空調機は空気
の温度及び湿度を制御して吸引型風洞１２に供給するも
のであり、冷却用熱交換器、空気加熱ヒータ及び加湿装
置を備えている。
【００３０】図９に示すように、測定装置１０に搭載さ
れた熱交換器１１は、アルミニウムからなるフィンプレ
ート１９及びこのフィンプレート１９に通された銅から
なる内面溝付管２０から構成されている。冷媒は凝縮試
験時には矢印２１が示す方向に流れ、蒸発試験時には矢
印２２が示す方向に流れる。熱交換器１１の共通の仕様
を表１に示す。また、熱交換器１１における伝熱管の寸
法及び形状並びに伝熱管の拡管条件を表２に示す。な
お、表１に示す熱交換器の幅は、図６に示す有効長に相
当する。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】次に、測定装置１０を使用した熱交換器１
１の伝熱性能の測定方法について説明する。伝熱性能の
測定は、冷媒の凝縮時及び蒸発時について行う。先ず、
図８に示すように、温度及び湿度を所定の条件に調整し
た空気を吸引型風洞１２に送る。エアーサンプラー１３
はこの空気の温度及び湿度を測定する。また、吸引型風
洞１２内に送られた空気は熱交換器１１のフィンプレー
ト１９（図９参照）間を通過する。一方、冷媒を熱交換
器１１の内面溝付管２０内に流す。なお、冷媒にはＲ４
１０Ａを使用する。これにより、内面溝付管２０内の冷
媒とフィンプレート１９間を通過する空気との間で熱交
換を行わせる。このとき、冷媒の凝縮時においては、冷
媒から空気へと熱が流れ、冷媒の蒸発時においては、空
気から冷媒へと熱が流れる。整流器１７が熱交換器１１
を通過した空気を整流し、エアーサンプラー１４が整流
器１７を通過した空気を採取してその温度及び湿度を測
定する。そして、シロッコファン１８がこの空気を吸引
型風洞１２の外へ排出する。
【００３４】凝縮試験時には、冷媒供給装置内の凝縮器
に流れる冷却水量を制御し、熱交換器１１の冷媒入口圧
力が所定の凝縮温度に相当する飽和蒸気圧力の値になる
ようにする。そして、冷媒供給装置内の熱交換器に温水
を流し、この温水の温度を制御することにより、熱交換
器１１の冷媒入口前の冷媒温度を制御する。また、冷媒
流量を制御することにより、出口過冷却度（出口サブク
ール（ＳＣ））を所定の値に制御する。
【００３５】一方、蒸発試験時には、冷媒供給装置内の
膨張弁の開度を調節して熱交換器１１の冷媒出口圧力
が、所定の蒸発温度に相当する飽和蒸気圧力の値になる
ように制御する。そして、熱交換器１１に供給される冷
媒の温度を制御することにより、冷媒の入口乾き度を制
御する。また、冷媒流量を調節することにより、出口過
熱度（出口スーパーヒート（ＳＨ））の値を制御する。
表３に空気及び冷媒の条件を夫々示す。
【００３６】
【表３】
【００３７】次に、熱交換器１１における伝熱量（熱交
換量）の測定方法について説明する。熱交換器１１の出
入口における冷媒の温度及び圧力を測定し、この冷媒の
温度及び圧力に基づいて、米国のNational Institute o
f Standards and Technology(NIST)製のコンピュータソ
フトREFPROP Ver6.01を使用して、熱交換器１１の出入
口における冷媒のエンタルピーを算出する。一方、冷媒
供給装置のコリオリ式流量計により、冷媒の流量を測定
する。冷媒出入口のエンタルピー差をΔＨ（ｋＪ／ｋ
ｇ）とし、冷媒流量をＷ（ｋｇ／ｈ）とし、伝熱量をＥ
（ｋＷ）とすると、伝熱量Ｅは下記数式３により与えら
れる。
【００３８】
【数３】
【００３９】一方、空気の状態量からも伝熱量を算出す
る。先ず、蒸発試験時における伝熱量の算出方法につい
て説明する。空気の流量をＱｍｉ（ｍ３／秒）とし、熱
交換器１１の入口及び出口における空気のエンタルピー
を夫々ｈａ１（ｋＪ／ｋｇ）及びｈａ２（ｋＪ／ｋｇ）
とし、空気比体積をｖｎ（ｍ３／ｋｇ）とし、乾き空気
１ｋｇ当たりの空気の絶対湿度をｘｎ（ｋｇ／ｋｇ）と
し、熱漏洩量をｑ（ｋＷ）とし、蒸発試験時における熱
交換器１１の伝熱量をｑｃｔｉ（ｋＷ）とすると、伝熱
量ｑｃｔｉは下記数式４により与えられる。
【００４０】
【数４】
【００４１】次に、凝縮試験時における伝熱量の算出方
法について説明する。乾き空気１ｋｇ当たりの空気の定
圧比熱をＣｐａ（ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）とし、熱交換器１１
の入口及び出口における空気の乾球温度を夫々ｔａ１及
びｔａ２とし、凝縮試験時における熱交換器１１の伝熱
量をｑｔｈｉ（ｋＷ）とすると、伝熱量ｑｔｈｉは下記
数式５により与えられる。
【００４２】
【数５】
【００４３】このように、空気の状態量から算出した伝
熱量を、上述の冷媒の温度及び圧力から算出した伝熱量
と比較し、測定の信頼性を評価する。具体的には、
｛（冷媒からの算出値）／（空気からの算出値）−１｝
×１００（％）の絶対値が５％を超えるようであれば、
熱交換器１１を設置し直し、再度測定を行う。また、こ
の数式の値の絶対値が５％以内であっても、この値が不
安定に変動する場合は、試験装置を確認し、必要に応じ
て再測定を行う。本実施例においては、伝熱量の測定値
として、冷媒の温度及び圧力から求めた値を採用する。
【００４４】図１０（ａ）乃至（ｆ）は、横軸にαをと
り、縦軸に伝熱量をとって、伝熱量測定結果を示すグラ
フ図であり、（ａ）乃至（ｃ）は凝縮試験において、熱
交換器前面風速が夫々０．７ｍ／秒、１．２ｍ／秒、
２．０ｍ／秒のときの測定結果であり、（ｄ）乃至
（ｆ）は蒸発試験において、熱交換器前面風速が夫々
０．４ｍ／秒、０．８ｍ／秒、１．３ｍ／秒のときの測
定結果である。図１０（ａ）乃至（ｃ）に示すように、
凝縮試験においては、αが約１．０２のときに伝熱量が
最大になる。αが１．０２よりも小さいと、伝熱管とフ
ィンプレートとの間の密着性が確保できず、伝熱量が低
下する。一方、αが大きくなるにつれて、伝熱管とフィ
ンプレートとの間の密着性が向上するが、αが過大にな
ると、フィンカラー部に割れを生じ、フィンプレートが
伝熱管を拘束する力が弱くなる。このため、やはり熱交
換器の伝熱量が低下する。また、図１０（ｄ）乃至
（ｆ）に示すように、蒸発試験においては、フィンプレ
ートの表面及び内面溝付管の表面に生じた結露水が、内
面溝付管とフィンプレートの間隙に入り込み、一時的に
接触熱抵抗を低下させることがあるため、挙動が不安定
になることがあるものの、αが約１．０３のときに伝熱
量が最大になる。従って、本発明においては、αの値を
１．０２乃至１．０３とする。このαの最適値が得られ
るように、フィンプレートの孔の内径Ｄｆ、内面溝付管
の底肉厚Ｔｗ、フィンの高さＨｆ、拡管玉の外径Ｄｂを
選択すればよい。例えば、設備上、Ｄｆ及びＤｂの値を
変えることが不可能である場合、最適なαを得られるよ
うに、Ｔｗ及びＨｆを選択すればよい。
【００４５】比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値：１．０２乃至１．
０７ 上述のように、内面溝付管は通常、図４に示すようにヘ
アピンと呼ばれる１８０°に曲げた形状に加工された
後、フィンプレートの孔に挿入される。しかしながら、
ヘアピン管への加工において、脚部を精度よく等間隔且
つ平行に加工することは困難である。また、熱交換器を
工業的に製造する場合には、内面溝付管を形成する材料
のばらつきによるヘアピン管の形状のばらつきを考慮す
る必要がある。このため、フィンプレートの孔と内面溝
付管との間には、ある程度のクリアランスを形成するこ
とが必要である。比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値が１．０２より
も小さいと、フィンプレートの孔に内面溝付管を挿入す
る際に、フィンプレートの孔と内面溝付管との間のクリ
アランスが小さくなり、内面溝付管を挿入することが困
難になる。一方、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値が１．０７より
も大きいと、前述のαの値を１．０２乃至１．０３にし
ようとすると、拡管による内面溝付管の外径の拡大率
（拡管率）を９％以上にする必要がある。
【００４６】図１１は横軸に前述の拡管率をとり、縦軸
に拡管によるフィンの高さの減少量をとって、拡管が内
面溝付管の内面形状に及ぼす影響を示すグラフ図であ
る。図１１に示すように、拡管率が９％を超えると内面
溝付管のフィンの高さが急激に減少する。これは、ビュ
レットの強い押し付けによってフィンが倒れたことによ
る。このように、フィンが倒れたり傾いたりしてフィン
の高さが大幅に減少した場合には、内面溝付管の管内の
熱伝達率は所定の性能を発揮できず、たとえ銅管とフィ
ンプレートの間の接触熱抵抗が軽減されても、熱交換器
全体では性能向上が図れない。従って、（Ｄｆ／Ｄｔ）
の値は１．０２乃至１．０７とする。
【００４７】フィンのリード角が２０°以上且つ山頂角
が２０°以下である内面溝付管において、フィンの根元
の曲率半径Ｒ：０．４×Ｈｆ−０．０３以上 近時、内面溝付管の熱伝達率を向上させるために、リー
ド角は大きくなり、さらに多溝化の傾向にある。多溝化
しても一定の溝底幅を必要とするため、必然的にフィン
の頂角は小さくなる。前述のように、拡管率が９％を超
えると、拡管の際に内面溝付管のフィンが倒れる。しか
しながら、内面溝付管のリード角が２０°以上であり、
フィンの頂角が２０°以下である場合、拡管率が９％以
下であっても、フィンが倒れることがある。図１２
（ａ）及び（ｂ）は拡管時にフィン２に作用する力を示
す斜視図であり、（ａ）はリード角が小さい場合を示
し、（ｂ）はリード角が大きい場合を示す。図１２
（ａ）及び（ｂ）に示すように、拡管時には拡管玉（図
示せず）により、フィン２に管軸方向の力２３が印加さ
れる。図１２（ａ）に示すように、フィン２のリード角
が小さいと、フィン２が延びる方向に直交する方向にお
ける力２３の分力が小さいため、フィン２は倒れにく
い。これに対して、図１２（ｂ）に示すように、フィン
２のリード角が大きいと、フィン２が延びる方向に直交
する方向における力２３の分力が大きく、フィン２が倒
れやすくなる。また、リード角が大きいと、フィン２が
延びる方向に直交する断面におけるフィンの頂角が小さ
くなるため、さらにフィンが倒れやすくなる。
【００４８】このため、リード角が２０°以上と大き
く、頂角が２０°以下と小さい場合は、フィンの根元の
形状を滑らかにして、フィンが倒れないように支える必
要がある。フィンの根元の曲率半径は小さすぎても意味
が無く、また、フィンが高いほど大きな曲率半径を持た
せる必要がある。実験の結果、曲率半径Ｒが（０．４×
Ｈｆ−０．０３）以上であれば、拡管率が９％以下の拡
管ではフィンが倒れないことが知見されている。従っ
て、フィンの根元の曲率半径Ｒは（０．４×Ｈｆ−０．
０３）以上とする。なお、フィンのリード角が２０°未
満であるか又は前記フィンの管軸直交断面における頂角
が２０°より大きい内面溝付管においては、必ずしもフ
ィンの根元の曲率半径Ｒを０．４×Ｈｆ−０．０３以上
とする必要はない。
【００４９】拡管後の内面溝付管とフィンプレートとの
間の接触電気抵抗値：３ｍΩ以下 内面溝付管とフィンプレートとの間の密着性が良好であ
れば、両者の間の接触熱抵抗が小さくなり、伝熱性が向
上する。この結果、熱交換器の伝熱性が良好になる。内
面溝付管とフィンプレートとの間の密着性は両者の間の
接触電気抵抗値によって評価することができ、接触電気
抵抗値が小さければ、接触熱抵抗値も小さくなる。
【００５０】次に、接触電気抵抗値と熱交換器の伝熱性
能との関係について説明する。相互に拡管率を異ならせ
た熱交換器を作製し、図８に示す試験装置によって伝熱
性能測定を行い、その後、接触電気抵抗値の測定を行
う。以下、内面溝付管とフィンプレートとの間の接触電
気抵抗値の測定方法について説明する。図１３（ａ）及
び（ｂ）は内面溝付管とフィンプレートとの間の接触電
気抵抗値の測定方法を示す斜視図であり、（ａ）は伝熱
量の測定に供する熱交換器１１（図９参照）を示し、
（ｂ）はこの熱交換器１１を接触電気抵抗値測定用に加
工した供試体を示す。また、図１４は内面溝付管とフィ
ンプレートとの間の接触電気抵抗値の測定方法を示す回
路図である。先ず、図１３（ａ）に示す熱交換器１１
を、１００ｍｍの長さに切断し、切断部近傍のフィンプ
レートを取り除いて内面溝付管を露出させ、図１３
（ｂ）に示すような接触電気抵抗値測定用の供試体２７
を作製する。このとき、ヘアピン管５（図５参照）のヘ
アピン曲げ部及びＵベント管９（図５参照）は供試体２
７から切り離され、供試体２７においては内面溝付管１
が、相互に独立している。また、供試体２７には３０枚
のフィンプレート７が残されており、内面溝付管に連結
している。次に、供試体１１において任意の連続して配
置されている３本の内面溝付管Ｔ１、Ｔ２及びＴ３を選
び、配線２８を接続する。配線２８は電気抵抗測定装置
（図示せず）に接続する。
【００５１】図１４に示すように、前記３本の内面溝付
管Ｔ１、Ｔ２及びＴ３のうち、２本の内面溝付管間の電
気抵抗値を測定する。電気抵抗値の測定は雰囲気温度２
５℃の条件下において４線式で行い、電気抵抗測定装置
には、例えばヒューレットパッカード社製ＨＰ３４４２
０Ａ（最小分解能：１００ｎΩ）を使用する。このよう
な測定を、内面溝付管Ｔ１とＴ２との間、内面溝付管Ｔ
１とＴ２との間、及び内面溝付管Ｔ２とＴ２との間につ
いて実施する。
【００５２】内面溝付管Ｔ１とＴ２との間の電気抵抗値
をｒ１−２とし、内面溝付管Ｔ１とＴ３との間の電気抵
抗値をｒ１−３とし、内面溝付管Ｔ２とＴ３との間の電
気抵抗値をｒ２−３とする。また、各内面溝付管間にお
けるフィンプレートの電気抵抗値をＲＡｌとする。更
に、内面溝付管Ｔ１、Ｔ２及びＴ３とフィンプレートと
の間の接触電気抵抗値を夫々Ｒ１、Ｒ２及びＲ３とす
る。すると、図１４より、接触電気抵抗値Ｒ１、Ｒ２及
びＲ３は夫々下記数式６乃至８により与えられる。
【００５３】
【数６】
【００５４】
【数７】
【００５５】
【数８】
【００５６】Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３≫ＲＡｌであるため、Ｒ
Ａｌを無視すると、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は下記数式９乃
至１１により与えられる。
【００５７】
【数９】
【００５８】
【数１０】
【００５９】
【数１１】
【００６０】上記数式９乃至１１により、接触電気抵抗
値Ｒ１、Ｒ２及びＲ３を算出する。測定は夫々３回行
い、３個の測定値の平均値を採用する。この方法によ
り、熱交換器中の全ての内面溝付管について接触電気抵
抗値を求め、それらの平均値を代表値とする。
【００６１】図１５は横軸に接触電気抵抗値の代表値を
とり、縦軸に伝熱量をとって、接触電気抵抗値と凝縮試
験時における伝熱量との関係を示すグラフ図であり、図
１６は横軸に接触電気抵抗値の代表値をとり、縦軸に伝
熱量をとって、接触電気抵抗値と蒸発試験時における伝
熱量との関係を示すグラフ図である。
【００６２】図１５及び図１６に示すように、内面溝付
管とフィンプレートとの間の接触電気抵抗値が増加する
と、伝熱量は減少する傾向がある。特に、接触電気抵抗
値が３ｍΩを超えると、急激に伝熱量が減少する。従っ
て、接触電気抵抗値が３ｍΩ以下となるように、熱交換
器を製作する必要がある。なお、本実施例の熱交換器に
おいても、内面溝付管とフィンプレートとの間の接触電
気抵抗値を上記以外の方法で測定すると、３ｍΩ以下と
ならないことがある。従って、接触電気抵抗値は上記方
法で測定することが必要である。
【００６３】本実施例に係る熱交換器おいては、内面溝
付管の寸法及び形状が上述の各範囲を満たし、この内面
溝付管とフィンプレートとの間の接触電気抵抗値が３ｍ
Ω以下であるため、凝縮試験時及び蒸発試験時の双方に
おいて、伝熱性能が優れている。
【００６４】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。本実施例においては、プレートフィンチューブ型
熱交換器に組み込む内面溝付管として、フィンのリード
角が２０°未満であり、頂角が２０°以下である内面溝
付管を使用する。この内面溝付管においては、比（Ｄｆ
／Ｄｔ）の値は１．０２乃至１．０７であり、前記数式
１により算出されるαの値は１．０２乃至１．０３であ
る。但し、前述の第１の実施例に係る内面溝付管とは異
なり、フィンの根元の曲率半径Ｒの値は、Ｒ＜０．４×
Ｈｆ−０．０３である。また、熱交換器における拡管後
の前記内面溝付管とフィンプレートとの間の接触電気抵
抗値はフィンプレート３０枚あたり３ｍΩ以下である。
本実施例に係る内面溝付管及びプレートフィンチューブ
型熱交換器の上記以外の構成は、前述の第１の実施例と
同様である。また、接触電気抵抗値の測定方法も前述の
第１の実施例と同様である。
【００６５】本実施例においては、フィンのリード角が
２０°未満であるため、フィンの根元の曲率半径Ｒの値
が（０．４×Ｈｆ−０．０３）未満であっても、拡管に
伴ってフィンが倒壊することがない。このため、内面溝
付管の設計自由度が高い。但し、本実施例に係る内面溝
付管及び熱交換器は、前述の第１の実施例に係る内面溝
付管及び熱交換器と比較して、フィンのリード角が小さ
いため、凝縮時の伝熱性能は低い。本実施例における上
記以外の効果は前述の第１の実施例の効果と同様であ
る。
【００６６】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。本実施例においては、プレートフィンチューブ型
熱交換器に組み込む内面溝付管として、フィンのリード
角が２０°以上であり、頂角が２０°より大きい内面溝
付管を使用する。この内面溝付管においては、比（Ｄｆ
／Ｄｔ）の値は１．０２乃至１．０７であり、前記数式
１により算出されるαの値は１．０２乃至１．０３であ
る。また、前述の第２の実施例と同様に、フィンの根元
の曲率半径Ｒの値は、Ｒ＜０．４×Ｈｆ−０．０３であ
る。また、熱交換器における拡管後の前記内面溝付管と
フィンプレートとの間の接触電気抵抗値はフィンプレー
ト３０枚あたり３ｍΩ以下である。本実施例に係る内面
溝付管及びプレートフィンチューブ型熱交換器の上記以
外の構成は、前述の第１の実施例と同様である。また、
接触電気抵抗値の測定方法も前述の第１の実施例と同様
である。
【００６７】本実施例においては、フィンの頂角が２０
°より大きいため、フィンの根元の曲率半径Ｒの値が
（０．４×Ｈｆ−０．０３）未満であっても、拡管に伴
ってフィンが倒壊することがない。このため、内面溝付
管の設計自由度が高い。但し、本実施例に係る内面溝付
管及び熱交換器は、前述の第１の実施例に係る内面溝付
管及び熱交換器と比較して、フィンのリード角が小さい
ため、凝縮時の伝熱性能は低い。本実施例における上記
以外の効果は前述の第１の実施例の効果と同様である。
【００６８】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。本実施例においては、プレートフィンチューブ型
熱交換器に組み込む内面溝付管として、フィンのリード
角が２０°未満であり、頂角が２０°より大きい内面溝
付管を使用する。この内面溝付管においては、比（Ｄｆ
／Ｄｔ）の値は１．０２乃至１．０７であり、前記数式
１により算出されるαの値は１．０２乃至１．０３であ
る。フィンの根元の曲率半径Ｒの値は、Ｒ＜０．４×Ｈ
ｆ−０．０３である。また、熱交換器における拡管後の
前記内面溝付管とフィンプレートとの間の接触電気抵抗
値はフィンプレート３０枚あたり３ｍΩ以下である。本
実施例に係る内面溝付管及びプレートフィンチューブ型
熱交換器の上記以外の構成は、前述の第１の実施例と同
様である。
【００６９】本実施例においては、フィンのリード角が
２０°未満であり、頂角が２０°より大きいため、フィ
ンの根元の曲率半径Ｒの値が（０．４×Ｈｆ−０．０
３）未満であっても、拡管に伴ってフィンが倒壊するこ
とがない。このため、内面溝付管の設計自由度が高い。
但し、本実施例に係る内面溝付管及び熱交換器は、前述
の第１の実施例に係る内面溝付管及び熱交換器と比較し
て、伝熱性能は低い。本実施例における上記以外の効果
は前述の第１の実施例の効果と同様である。
【００７０】
【実施例】以下、本発明の実施例の効果について、その
特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説
明する。上述の実施例に示す熱交換器を作製し、凝縮時
及び蒸発時の伝熱性能を測定した。その後、上述の方法
により、内面溝付管とフィンプレートとの間の接触電気
抵抗値を測定した。また、測定後、フィンプレートのカ
ラー部の割れの有無及び内面溝付管のフィンの倒れの有
無を評価した。試験に供した熱交換器の内面溝付管の寸
法及び形状を表４に示し、拡管条件及び接触電気抵抗値
の測定結果を表５に示し、フィンプレートのカラー部の
割れの有無及び内面溝付管のフィンの倒れの有無の評価
結果、並びに伝熱性能及び接触電気抵抗値の測定結果を
表６に示す。
【００７１】
【表４】
【００７２】
【表５】
【００７３】
【表６】
【００７４】表４乃至表６に示すＮｏ．１、２、６、７
は本発明の実施例である。実施例Ｎｏ．１及び２の熱交
換器は、本願請求項２に記載の発明の要件を全て満たし
ている。即ち、フィンのリード角ηが２０°以上であ
り、フィンの頂角Ａが２０°以下である内面溝付管にお
いて、Ｒ≧０．４×Ｈｆ−０．０３であり、比（Ｄｆ／
Ｄｔ）の値が１．０２乃至１．０７であり、αの値が
１．０２乃至１．０３であり、接触電気抵抗値が３ｍΩ
以下である。このため、フィンプレートのカラー部の割
れ及びフィンの倒れが認められず、凝縮時の伝熱量が
１．７５０ｋＷ以上であり、蒸発時の伝熱量が１．５０
５ｋＷ以上であり、共に良好であった。
【００７５】また、実施例Ｎｏ．６は、本願請求項１に
記載の発明の要件を全て満たしている。即ち、リード角
ηが２０°未満であり、フィンの頂角Ａが２０°以下で
ある内面溝付管において、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値が１．
０２乃至１．０７であり、αの値が１．０２乃至１．０
３であり、接触電気抵抗値が３ｍΩ以下である。このた
め、フィンプレートのカラー部の割れ及びフィンの倒れ
が認められず、蒸発時の伝熱量が１．５０５ｋＷ以上で
あり、良好であった。但し、リード角ηが２０°未満で
あるため、凝縮時の伝熱量は実施例Ｎｏ．１及び２と比
較して劣っていた。
【００７６】実施例Ｎｏ．７は、本願請求項１に記載の
発明の要件を全て満たしている。即ち、リード角ηが２
０°以上であり、フィンの頂角Ａが２０°より大きい内
面溝付管において、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値が１．０２乃
至１．０７であり、αの値が１．０２乃至１．０３であ
り、接触電気抵抗値が３ｍΩ以下である。このため、フ
ィンプレートのカラー部の割れ及びフィンの倒れが認め
られず、蒸発時の伝熱量が１．５０５ｋＷ以上であり、
良好であった。しかしながら、頂角Ａを大きくした結
果、溝底幅Ｗｇが狭くなり、凝縮時の伝熱量は実施例Ｎ
ｏ．１及び２と比較して劣っていた。
【００７７】これに対して、表４乃至表６に示すＮｏ．
３乃至５は比較例である。比較例Ｎｏ．３は、αの値が
１．０３を超え過大であるため、フィンプレートのカラ
ー割れが発生し、フィンプレートと内面溝付管との密着
性が劣化した。この結果、接触電気抵抗値が高くなり、
伝熱量が小さかった。比較例Ｎｏ．４は、（Ｄｆ／Ｄ
ｔ）の値が過大であるため、αを１．０２乃至１．０３
の範囲内に納めると、拡管率が１０．６％と過大にな
り、フィンの倒れを生じ、内面溝付管内の伝熱量が小さ
かった。比較例Ｎｏ．５は、フィンの根元の曲率半径Ｒ
が小さいため、拡管によって、フィンの倒れを生じた。
このため、内面溝付管内の熱伝達率が低くかった。
【００７８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
熱伝達率が高く、且つ、拡管によってフィンの倒れが起
こらないプレートフィンチューブ型熱交換器用内面溝付
管を得ることができる。また、この内面溝付管を使用
し、この内面溝付管とフィンプレートとの間の接触電気
抵抗値を３ｍΩ以下にすることにより、内面溝付管の熱
伝達率が高く、且つ、内面溝付管とフィンプレートとの
間の接触熱抵抗が小さいため伝熱性能が良好なプレート
フィンチューブ型熱交換器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るプレートフィンチ
ューブ型熱交換器用内面溝付管を示す模式的側面図であ
る。
【図２】図１に示す内面溝付管を示す管軸直交断面図で
ある。
【図３】図１に示す内面溝付管の溝の定義を示す模式図
である。
【図４】図１に示す内面溝付管を加工したヘアピン管を
示す側面図である。
【図５】図１に示す内面溝付管を使用して作製したプレ
ートフィンチューブ型熱交換器を示す側面図である。
【図６】図５に示すプレートフィンチューブ型熱交換器
を示す斜視図である。
【図７】拡管玉を示す側面図である。
【図８】熱交換器の伝熱性能の測定に使用する空気熱交
換器性能測定装置の構成を示す模式図である。
【図９】図８に示す空気熱交換器性能測定装置の測定対
象となる熱交換器を示す模式図である。
【図１０】（ａ）乃至（ｆ）は、横軸にαをとり、縦軸
に伝熱量をとって、伝熱量測定結果を示すグラフ図であ
り、７（ａ）乃至（ｃ）は凝縮試験結果を示し、熱交換
器前面風速が夫々０．７ｍ／秒、１．２ｍ／秒、２．０
ｍ／秒のときの結果であり、（ｄ）乃至（ｆ）は蒸発試
験結果を示し、熱交換器前面風速が夫々０．４ｍ／秒、
０．８ｍ／秒、１．３ｍ／秒のときの結果である。
【図１１】横軸に前述の拡管率をとり、縦軸に拡管によ
るフィンの高さの減少量をとって、拡管が内面溝付管の
内面形状に及ぼす影響を示すグラフ図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は拡管時にフィン２に作用
する力を示す斜視図であり、（ａ）はリード角が小さい
場合を示し、（ｂ）はリード角が大きい場合を示す。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は内面溝付管とフィンプレ
ートとの間の接触電気抵抗値の測定方法を示す斜視図で
あり、（ａ）は伝熱量の測定に供する熱交換器を示し、
（ｂ）はこの熱交換器を接触電気抵抗値測定用に加工し
た供試体を示す。
【図１４】内面溝付管とフィンプレートとの間の接触電
気抵抗値の測定方法を示す回路図である。
【図１５】横軸に接触電気抵抗値の代表値をとり、縦軸
に伝熱量をとって、接触電気抵抗値と凝縮試験時におけ
る伝熱量との関係を示すグラフ図である。
【図１６】横軸に接触電気抵抗値の代表値をとり、縦軸
に伝熱量をとって、接触電気抵抗値と蒸発試験時におけ
る伝熱量との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１；内面溝付管 ２；フィン ２ａ；フィン２の根元 ３；管軸に平行な直線 ４；溝 ５；ヘアピン管 ６；プレートフィンチューブ型熱交換器 ７；フィンプレート ８；孔 ９；Ｕベント管 １１；熱交換器 １２；吸引型風洞 １３、１４；エアーサンプラー １５、１６；温湿度測定装置 １７；整流器 １８；横流ファン １９；フィンプレート ２０；内面溝付管 ２１、２２；矢印 ２３；力 ２４；拡管玉（ビュレット） ２５；止めネジ ２６；マンドレル（芯金） ２７；接触電気抵抗値測定用の供試体 ２８；配線 Ａ；フィン２の頂角 Ｄｂ；拡管玉の直径 Ｄｆ；孔８の直径 Ｄｔ；内面溝付管１の拡管前の外径 Ｈｆ；フィン２の高さ Ｒ；フィン２の根元の曲率半径 Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３；内面溝付管 Ｔｗ；底肉厚 Ｗｇ；溝４の底部の幅 η；リード角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２８Ｆ 21/08 Ｆ２８Ｆ 21/08 Ａ Ｅ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内面の少なくとも一部に螺旋状に延びる
    溝が形成され、この溝間に形成されるフィンのリード角
    が２０°未満であるか又は前記フィンの管軸直交断面に
    おける頂角が２０°より大きく、フィンプレートに設け
    られた孔に通した後、拡管玉により拡管することにより
    前記フィンプレートに固定されるプレートフィンチュー
    ブ型熱交換器用内面溝付管において、外径をＤｔとし、
    前記溝の底の肉厚をＴｗとし、前記フィンの高さをＨｆ
    とし、前記フィンプレートに設けられた孔の直径をＤｆ
    とし、前記拡管玉の直径をＤｂとするとき、比（Ｄｆ／
    Ｄｔ）の値が１．０２乃至１．０７であり、下記数式に
    より与えられるαの値が１．０２乃至１．０３であるこ
    とを特徴とするプレートフィンチューブ型熱交換器用内
    面溝付管。
  2. 【請求項２】 内面の少なくとも一部に螺旋状に延びる
    溝が形成され、この溝間に形成されるフィンのリード角
    が２０°以上であり且つ前記フィンの管軸直交断面にお
    ける頂角が２０°以下であり、フィンプレートに設けら
    れた孔に通した後、拡管玉により拡管することにより前
    記フィンプレートに固定されるプレートフィンチューブ
    型熱交換器用内面溝付管において、外径をＤｔとし、前
    記溝の底の肉厚をＴｗとし、前記フィンの高さをＨｆと
    し、管軸直交断面における前記フィンの根元の曲率半径
    をＲとし、前記フィンプレートに設けられた孔の直径を
    Ｄｆとし、前記拡管玉の直径をＤｂとするとき、Ｒ≧
    ０．４×Ｈｆ−０．０３であり、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値
    が１．０２乃至１．０７であり、下記数式により与えら
    れるαの値が１．０２乃至１．０３であることを特徴と
    するプレートフィンチューブ型熱交換器用内面溝付管。
  3. 【請求項３】 銅又は銅合金からなることを特徴とする
    請求項１又は２に記載のプレートフィンチューブ型熱交
    換器用内面溝付管。
  4. 【請求項４】 孔が設けられたフィンプレートと、前記
    孔に通した後拡管玉により拡管することにより前記フィ
    ンプレートに固定された内面溝付管と、を有し、前記内
    面溝付管は内面の少なくとも一部に螺旋状に延びる溝が
    形成され、この溝間に形成されるフィンの拡管前のリー
    ド角が２０°未満であるか又は前記フィンの管軸直交断
    面における拡管前の頂角が２０°より大きいプレートフ
    ィンチューブ型熱交換器において、前記内面溝付管の拡
    管前の外径をＤｔとし、拡管前の前記溝の底の肉厚をＴ
    ｗとし、拡管前の前記フィンの高さをＨｆとし、前記フ
    ィンプレートに設けられた孔の直径をＤｆとし、前記拡
    管玉の直径をＤｂとするとき、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値が
    １．０２乃至１．０７であり、下記数式により与えられ
    るαの値が１．０２乃至１．０３であり、拡管後の前記
    内面溝付管と前記フィンプレートとの間の接触電気抵抗
    値がフィンプレート３０枚あたり３ｍΩ以下であること
    を特徴とするプレートフィンチューブ型熱交換器。
  5. 【請求項５】 孔が設けられたフィンプレートと、前記
    孔に通した後拡管玉により拡管することにより前記フィ
    ンプレートに固定された内面溝付管と、を有し、前記内
    面溝付管は内面の少なくとも一部に螺旋状に延びる溝が
    形成され、この溝間に形成されるフィンの拡管前のリー
    ド角が２０°以上であり且つ前記フィンの管軸直交断面
    における拡管前の頂角が２０°以下であるプレートフィ
    ンチューブ型熱交換器において、前記内面溝付管の拡管
    前の外径をＤｔとし、拡管前の前記溝の底の肉厚をＴｗ
    とし、拡管前の前記フィンの高さをＨｆとし、管軸直交
    断面における前記フィンの根元の曲率半径をＲとし、前
    記フィンプレートに設けられた孔の直径をＤｆとし、前
    記拡管玉の直径をＤｂとするとき、Ｒ≧０．４×Ｈｆ−
    ０．０３であり、比（Ｄｆ／Ｄｔ）の値が１．０２乃至
    １．０７であり、下記数式により与えられるαの値が
    １．０２乃至１．０３であり、拡管後の前記内面溝付管
    と前記フィンプレートとの間の接触電気抵抗値がフィン
    プレート３０枚あたり３ｍΩ以下であることを特徴とす
    るプレートフィンチューブ型熱交換器。
  6. 【請求項６】 前記内面溝付管が銅又は銅合金からなる
    ことを特徴とする請求項４又は５に記載のプレートフィ
    ンチューブ型熱交換器。
  7. 【請求項７】 前記フィンプレートがアルミニウム又は
    アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項４乃
    至６のいずれか１項に記載のプレートフィンチューブ型
    熱交換器。
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