(57)【要約】【課題】  家庭用および業務用エアーコンディショナ等の空冷式熱交換器に組み込まれる伝熱管として使用される、優れた伝熱性能を有する内面溝付管を提供する。【解決手段】  管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の溝付帯２ａを備え、溝付帯２ａには管軸方向に伸びる複数の台形溝４と台形フィン３とを有し、溝付帯２ａの中央から管周方向の両側Ｐに向かって台形溝４が順次浅くなるように形成された内面溝付管１において、台形溝４と管軸とがなす溝リード角は各台形溝４で同一で、０度以上３５度以下であり、最大フィン高さ（ｈｍａｘ）は０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、斜面角は０度を超え５０度以下であると共に、台形溝４の溝底幅は０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、溝底幅と最大台形フィン３ｍａｘの上底幅との比（上底幅／溝底幅）は０．６以上２．５以下である内面溝付管１である。【選択図】      図１
2005315556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の溝付帯を備え、前記溝付帯には管軸方向に伸びる複数の台形溝と、この台形溝間に形成された台形フィンとを有し、前記溝付帯の中央から管周方向の両側に向かって前記台形溝が順次浅くなるように形成された内面溝付管において、各溝付帯における、
前記台形溝と管軸とがなす溝リード角（θ）は各台形溝で同一で、θ:０度以上３５度以下であり、
管軸直交断面で測定されるフィン高さが最大となる最大台形フィンにおいて、その最大フィン高さ（ｈｍａｘ）は０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、斜面角（σ）は０度を超え５０度以下であると共に、
前記最大台形フィンを形成する台形溝の管軸直交断面で測定される溝底幅（Ａ）は０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、前記溝底幅（Ａ）と前記最大台形フィンの上底幅（Ｂ）との比（Ｂ/Ａ）は０．６以上２．５以下であることを特徴とする内面溝付管。
【請求項２】
管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の溝付帯を複数備え、前記溝付帯のそれぞれの組は、管周方向の互いに異なる位置に設けられ、前記溝付帯には管軸方向に伸びる複数の台形溝と、この台形溝間に形成された台形フィンとを有し、前記溝付帯の中央から管周方向の両側に向かって前記台形溝が順次浅くなるように形成された内面溝付管において、各溝付帯における、
前記台形溝と管軸とがなす溝リード角（θ）は、１８０度対向する領域に形成された台形溝同士間で同一で、θ:０度以上３５度以下であり、
管軸直交断面で測定されるフィン高さが最大となる最大台形フィンにおいて、その最大フィン高さ（ｈｍａｘ）は０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、斜面角（σ）は０度を超え５０度以下であると共に、
前記最大台形フィンを形成する台形溝の管軸直交断面で測定される溝底幅（Ａ）は０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、前記溝底幅（Ａ）と前記最大台形フィンの上底幅（Ｂ）との比（Ｂ/Ａ）は０．６以上２．５以下であることを特徴とする内面溝付管。
【請求項３】
前記管内面に、前記溝付帯の少なくとも２組が、管周方向で、溝付帯の少なくとも一部を互いに重複して形成した交差溝付帯が設けられ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】
管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の第１溝付帯と、この第１溝付帯に対して管周方向の異なる位置に設けられた１組の第２溝付帯とを備え、前記第１溝付帯が管軸方向に伸びる複数の台形溝と、この台形溝間に形成された台形フィンとを有し、前記第２溝付帯が管軸方向に伸びる複数の三角溝または台形溝と、この三角溝間または台形溝間に形成された三角フィンとを有し、前記第１溝付帯および第２溝付帯が、これら溝付帯の中央から管周方向の両側に向かって前記台形溝および三角溝が順次浅くなるように形成された内面溝付管において、各溝付帯における、
前記台形溝と管軸とがなす溝リード角（θ）は、１８０度対向する領域に形成された台形溝同士間で同一で、θ:０度以上３５度以下であり、
管軸直交断面で測定されるフィン高さが最大となる最大台形フィンにおいて、その最大フィン高さ（ｈｍａｘ）は０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、斜面角（σ）は０度を超え５０度以下であると共に、
前記最大台形フィンを形成する台形溝の管軸直交断面で測定される溝底幅（Ａ）は０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、前記溝底幅（Ａ）と前記最大台形フィンの上底幅（Ｂ）との比（Ｂ/Ａ）は０．６以上２．５以下であることを特徴とする内面溝付管。
【請求項５】
前記管内面に、前記第１溝付帯と前記第２溝付帯とが、管周方向で、溝付帯の少なくとも一部を互いに重複して形成した交差溝付帯が設けられることを特徴とする請求項４に記載の内面溝付管。
【請求項６】
前記台形フィンは、その上底部に凹部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１項に記載の内面溝付管。
【請求項７】
前記凹部の深さは、０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の内面溝付管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用エアーコンディショナ、業務用エアーコンディショナおよび自動販売機等に使用される空冷式熱交換器に組み込まれる伝熱管として使用される内面溝付管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用および業務用エアーコンディショナ等に使用される空冷式熱交換器に組み込まれる伝熱管として使用される内面溝付管の製造方法には、ボール転造による製造方法が提案されている。
【０００３】
ボール転造による内面溝付管の製造（ボール転造法）は、焼鈍により調質された素管の内部に、外面に溝が形成された溝付プラグを挿入すると共に、前記素管の外面に転接して遊星回転する転造ボールを前記溝付プラグに対応する位置に配置した状態で、転造ボールの遊星回転を磁気浮上式高速モータにより行う。そして、この転造ボールにより前記素管を前記溝付プラグに向けて押圧すると共に、前記素管を抽伸することにより、溝付プラグは管軸を中心に回転し、前記素管の内面全体に前記溝付プラグの溝が転写され、溝が形成される。
【０００４】
しかしながら、前記のボール転造法では、転造ボールの公転によって管を変形させるために、管の軟質性が要求され、素管を焼鈍する焼鈍設備を必要としている。また、転造ボールを公転させるために、極めて高価な磁気浮上式高速モータを使用しなければならなかった。そのため、前記したボール転造法では、設備コストが高くつくという問題があった。
【０００５】
また、ボール転造法では、管の抽伸速度は、転造ボールの公転速度、すなわち、磁気浮上式高速モータの回転速度によって決定されるため、約９０ｍ／分が限界で、あまり速くすることができず、生産性の向上に限界があるという問題があった。
【０００６】
また、ボール転造法では、溝のリード角を０°、即ち管の抽伸方向に平行にすると、溝付プラグが回転しなくなり、管の破断が生じる。従って、ボール転造法においては、管内面に管軸方向に平行な溝を形成することが困難であるという問題があった。
【０００７】
さらに、ボール転造法では、管内面を管周方向において複数の領域に分け、それぞれの領域において異なる種類の溝を形成すること、及び、一部の領域にのみ溝を形成し、残りの領域には溝を形成しないことは不可能であり、管内面に形成できる溝パターンの自由度が極めて小さいという問題があった。
【０００８】
これらの問題を解決する手段として、従来、ロール加工による製造方法（ロール加工法）が提案されている。このロール加工による内面溝付管の製造は、焼鈍を行っていない素管の内部に、外面に溝が形成された溝付プラグを挿入すると共に、前記素管の外面に転接して回転する１組のロールを前記溝付プラグに対応する位置に配置する。そして、配置したロールにより前記素管を前記溝付プラグに向けて押圧すると共に、前記素管を抽伸することにより、溝付プラグは管軸を中心に回転し、前記素管の内面に前記溝付プラグの溝が転写され、溝が形成される。また、管の生産性を考慮して、溝の形状としては三角形状の溝が使用され、図１６に示すように、管内面に管周方向の１８０度対向する領域に形成され、複数の三角溝２４および三角溝２４間に形成された三角フィン２３からなる溝付帯２２ａを２組有する内面溝付管２１が提案されている。そして、管軸直交断面において、三角フィン２３は溝付帯２２ａの中央から両側に向かって次第に小さく形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−８０３０８号公報（段落番号００５０〜００５１、図１、図２、図４、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記のロール加工法で製造された内面溝付管２１は、前記のボール転造法のように転造ボールを使用しないため、管の抽伸速度等が速くなり、内面溝付管２１の生産性等は向上するが、管内面の一部にしか三角溝２４および三角フィン２３が形成されていないため、冷媒との接触面積が小さく、冷媒の攪拌も生じにくいため、伝熱性能において十分なものではないという問題が残っていた。
【００１０】
本発明はかかる問題を鑑みてなされたものであって、優れた伝熱性能を有する内面溝付管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の溝付帯を備え、前記溝付帯には管軸方向に伸びる複数の台形溝と、この台形溝間に形成された台形フィンとを有し、前記溝付帯の中央から管周方向の両側に向かって前記台形溝が順次浅くなるように形成された内面溝付管において、各溝付帯における、前記台形溝と管軸とがなす溝リード角（θ）は各台形溝で同一であり、θ:０度以上３５度以下であり、管軸直交断面で測定されるフィン高さが最大となる最大台形フィンにおいて、その最大フィン高さ（ｈｍａｘ）は０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、斜面角（σ）は０度を超え５０度以下であると共に、前記最大台形フィンを形成する台形溝の管軸直交断面で測定される溝底幅（Ａ）は０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、前記溝底幅（Ａ）と前記最大台形フィンの上底幅（Ｂ）との比（Ｂ/Ａ）は０．６以上２．５以下である内面溝付管として構成したものである。
【００１２】
このような構成によれば、内面溝付管は、管内面の所定の領域に、所定の形状を持った台形溝および台形溝間に形成された台形フィンが複数形成されるため、管内面に供給される冷媒との接触面積が増大し、冷媒の攪拌も促進される。また、台形溝および台形フィンが管内面の一部の領域にしか形成されないため、溝成形工程における管の抽伸速度が向上する。
【００１３】
また、請求項２の発明は、管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の溝付帯を複数備え、前記溝付帯のそれぞれの組は、管周方向の互いに異なる位置に設けられ、前記溝付帯には管軸方向に伸びる複数の台形溝と、この台形溝間に形成された台形フィンとを有し、前記溝付帯の中央から管周方向の両側に向かって前記台形溝が順次浅くなるように形成された内面溝付管において、各溝付帯における、前記台形溝と管軸とがなす溝リード角（θ）は、１８０度対向する領域に形成された台形溝同士間で同一で、θ:０度以上３５度以下であり、管軸直交断面で測定されるフィン高さが最大となる最大台形フィンにおいて、その最大フィン高さ（ｈｍａｘ）は０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、斜面角（σ）は０度を超え５０度以下であると共に、前記最大台形フィンを形成する台形溝の管軸直交断面で測定される溝底幅（Ａ）は０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、前記溝底幅（Ａ）と前記最大台形フィンの上底幅（Ｂ）との比（Ｂ/Ａ）は０．６以上２．５以下である内面溝付管として構成したものである。
【００１４】
このように構成すれば、内面溝付管は、管内面の所定の複数の領域に、所定の形状を持った台形溝および台形フィンからなる溝付帯が複数形成されるため、管内面に供給される冷媒との接触面積がより一層増大し、冷媒の攪拌もより一層促進される。また、複数の領域に溝付帯が形成されるため、管内面に形成される溝形状の自由度が大きくなる。
【００１５】
また、請求項３の発明は、前記管内面に、前記溝付帯の少なくとも２組が、管周方向で、溝付帯の少なくとも一部を互いに重複して形成した交差溝付帯が設けられる内面溝付管として構成したものである。このように構成すれば、内面溝付管は、複数組の溝付帯に加えて、管内面の所定の領域に交差溝付帯が形成されるため、この交差溝付帯が管内面に供給される冷媒の沸騰核となり、冷媒の蒸発がより一層促進される。
【００１６】
また、請求項４の発明は、管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の第１溝付帯と、この第１溝付帯に対して管周方向の異なる位置に設けられた１組の第２溝付帯とを備え、前記第１溝付帯が管軸方向に伸びる複数の台形溝と、この台形溝間に形成された台形フィンとを有し、前記第２溝付帯が管軸方向に伸びる複数の三角溝または台形溝と、この三角溝間または台形溝間に形成された三角フィンとを有し、前記第１溝付帯および第２溝付帯が、これら溝付帯の中央から管周方向の両側に向かって前記台形溝および三角溝が順次浅くなるように形成された内面溝付管において、各溝付帯における、前記台形溝と管軸とがなす溝リード角θは、１８０度対向する領域に形成された台形溝同士間で同一で、θ:０度以上３５度以下であり、管軸直交断面で測定されるフィン高さが最大となる最大台形フィンにおいて、その最大フィン高さ（ｈｍａｘ）は０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、斜面角（σ）は０度を超え５０度以下であると共に、前記最大台形フィンを形成する台形溝の管軸直交断面で測定される溝底幅（Ａ）は０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、前記溝底幅（Ａ）と前記最大台形フィンの上底幅（Ｂ）との比（Ｂ/Ａ）は０．６以上２．５以下である内面溝付管として構成したものである。
【００１７】
このように構成すれば、管内面の所定の複数の領域に、所定の形状を持った台形溝および台形フィンからなる溝付帯と、三角溝および三角フィンと、台形溝および三角フィンとからなる溝付帯とが複数形成されるため、管内面に供給される冷媒との接触面積がより一層増大し、冷媒の攪拌もより一層促進される。また、複数の領域に台形溝または三角溝からなる溝付帯が形成されるため、管内面に形成される溝形状の自由度がより一層大きくなる。さらに、管内面に三角溝および三角フィンが形成されるため、管材料と管内面に溝を形成する溝付プラグとの摩擦抵抗が小さくなり、管材料の流動性が向上する。
【００１８】
また、請求項５の発明は、前記管内面に、前記第１溝付帯と前記第２溝付帯とが、管周方向で、溝付帯の少なくとも一部を互いに重複して形成した交差溝付帯が設けられる内面溝付管として構成したものである。このように構成すれば、内面溝付管は、第１および第２溝付帯に加えて、管内面の所定の領域に交差溝付帯が形成されるため、この交差溝付帯が管内面に供給される冷媒の沸騰核となり、冷媒の蒸発がより一層促進される。
【００１９】
また、請求項６または請求項７の発明は、前記台形フィンにおいて、台形フィンの上底部に凹部が形成されている内面溝付管、または、前記凹部の深さは、０．０５ｍｍ以下である内面溝付管として構成したものである。
【００２０】
このように構成すれば、台形フィンの上底部に凹部が形成されることによって、管内面に供給される冷媒との接触面積がより一層増大し、冷媒の攪拌もより一層促進される。また、管内面に形成される台形フィンと溝付プラグとの間に、管材料の未充填部が形成され、管材料と溝付プラグの摩擦抵抗がより一層小さくなる。
【発明の効果】
【００２１】
このような本発明によれば、優れた伝熱性能を有し、また、管の破断等が生じにくい生産性が向上した内面溝付管を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は、内面溝付管の構成を示す管軸直交断面図、（ｂ）は（ａ）の溝付帯の拡大図、図２は図１（ｂ）の台形フィンの拡大図、図３は内面溝付管の模式的な内面展開図、図４は内面溝付管の他の実施形態の構成を示す管軸直交断面図、図５（ａ）は内面溝付管の他の実施形態の構成を示す管軸直交断面図、（ｂ）は（ａ）の溝付帯２ｂの拡大図、（ｃ）は（ｂ）の溝付帯２ｂの変形例を示す拡大図、図６（ａ）は図４および図５の内面溝付管の模式的な内面展開図、（ｂ）は（ａ）と溝方向が異なる内面溝付管の模式的な展開図、図７は内面溝付管の製造装置の構成を示す断面図、図８（ａ）〜（ｄ）は内面溝付管の製造方法を示す管軸直交断面図、図９（ａ）〜（ｃ）は内面溝付管の製造方法であって図８の次工程を示す管軸直交断面図であり、図１０は内面溝付管の変形例における（ａ）、（ｂ）は内面溝付管の製造装置の溝付プラグの溝パターンを示す模式図、（ｃ）は内面溝付管の模式的な内面展開図、図１１は溝成形部における溝付プラグおよび素管の一部拡大断面図、図１２は内面溝付管を組み込んだ熱交換器の一部破断正面図、図１３（ａ）は熱交換器の伝熱性能を測定する際に使用する吸引型風洞の模式図、（ｂ）は（ａ）の吸引型風洞に冷媒を供給する冷媒供給装置の模式図、図１４（ａ）は内面溝付管の変形例における模式的な内面展開図、（ｂ）は（ａ）を作製する際のロール配置を示す説明図、図１５は図１４（ａ）の交差溝付帯の管軸直交拡大断面図である。また、図３、図６、図１０および図１４では台形溝４および三角溝２４を線で示し、台形フィン３および三角フィン２３は省略した。
【００２３】
１.内面溝付管の構成
本発明の内面溝付管の第１の実施形態について説明する。図１〜図３に示すように、内面溝付管１は、管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の溝付帯２ａを備え、前記溝付帯２ａが管軸方向に伸びる複数の台形溝４と、この台形溝４間に形成された台形フィン３とを有し、前記溝付帯２ａの中央から管周方向の両側Ｐに向かって前記台形溝４が順次浅くなるように形成されている。ここで、領域とは、後記する内面溝付管１の製造装置１０において、ロール１３の押圧によって溝付プラグ１９の溝１９Ａが転写される素管１１ａ’の管内面を意味し、領域間は溝１９Ａが転写されない平滑な管内面を有する。この領域は、管周方向の全周長さの２０％以上８０％以下を占有し、２０％未満では内面溝付管１の伝熱性能が低下しやすく、８０％を超えると素管１１ａ’の抽伸速度が減少し内面溝付管１の生産性が低下しやすい。また、溝付帯２ａを１８０度対向する領域に形成する理由は、管の抽伸速度を速くするためで、溝付帯２ａ形成のためのロール１３、１３を１８０度対向する位置に配置することによって、管破断等を発生させずに安定的に内面溝付管１を製造できる。
【００２４】
また、内面溝付管１は、家庭用および業務用エアーコンディショナ等に使用される空冷式熱交換器に組み込まれる伝熱管として使用されることから、管の管外径Ｄは、内面溝付管１として主流である６ｍｍ以上１０ｍｍ以下のものが好適に使用され、また、内面溝付管１の管内面に供給される冷媒はＨＦＣ系冷媒であるＲ３２およびＲ１２５を混合した混合冷媒（例えば、Ｒ４１０Ａ）等が好適に使用される。さらに、内面溝付管１の素管の材質としては、銅または銅合金などが使用され、例えばＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０、Ｃ１２０１等のりん脱酸銅である。
【００２５】
内面溝付管１の管外径Ｄが６ｍｍ未満である場合には、熱交換器５０に組み込んで使用した際（図１２参照）、内面溝付管１の管長が長くなり冷媒の圧力損失が過大となり、内面溝付管１の伝熱性能、特に、蒸発性能が低下しやすい。また、管外径Ｄが１０ｍｍを超える場合には、内面溝付管１の重量が重くなり、内面溝付管１を組み込む熱交換器５０（図１２参照）が軽量化しにくい。また、Ｒ４１０Ａは、近年のオゾン層破壊や地球環境温暖化の原因となる塩素を含むＨＣＦＣ系冷媒に替わる冷媒として、塩素を含まず水素を含むＨＣＦ系冷媒の最も代表的なものである。そして、このＲ４１０Ａは、Ｒ３２：Ｒ１２５＝５０：５０の質量比の混合冷媒である。
【００２６】
また、図２、図３に示すように、溝付帯２ａは以下のような内面溝形状を有する。内面溝付管１の内面溝形状は、台形溝４の管軸Ｙに対する方向は各台形溝４で同一であり、台形溝４と管軸Ｙとがなす溝リード角θは０度以上３５度以下であり、台形フィン３の管軸直交断面で測定されるフィン高さｈが最大となる最大台形フィン３ｍａｘにおいて、その最大フィン高さｈｍａｘは０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、斜面角σは０度を超え５０度以下であると共に、最大台形フィン３ｍａｘを形成する台形溝４の管軸直交断面で測定される溝底幅Ａは０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、溝底幅Ａと最大台形フィン３ｍａｘの上底幅Ｂとの比（Ｂ／Ａ）は０．６以上２．５以下である。また、台形溝４の管軸Ｙに対する方向とは、台形溝４の進行方向を意味し、管軸Ｙに対して平行方向、上側に傾斜する方向および下側に傾斜する方向の３方向が存在する。図３では、台形溝４の方向は、管軸Ｙに対して上側に傾斜する方向である。さらに、図２に示すように、前記の斜面角σは、隣り合う台形フイン３同士の斜面が成す角度で定義されるものである。
【００２７】
前記のように、内面溝付管１を構成することによって、内面溝付管１の伝熱性能が向上する。以下、内面溝付管１の前記内面溝形状における数値限定について説明する。
（溝リード角θ：０度以上３５度以下）
台形溝４（台形溝４ｍａｘ）の溝リード角θは、０度以上３５度以下である。溝リード角が０度とは、管軸Ｙ（管の抽伸方向）に対して平行、すなわち、平行溝を意味し、０度を超えるものは螺旋溝を意味する。そして、溝リード角θが３５度を超えると、溝成形工程において、台形溝４を形成する速度が極端に低下し、管内面に安定して台形溝４を成形しにくくなる。また、溝付プラグと管材料との摩擦が増大し、管の破断が生じ易くなる。その結果、内面溝付管１の生産性が低下する。
【００２８】
また、管軸直交断面において１８０度対向する領域（図１（ａ）の管の上下方向の領域）に形成された溝付帯２ａにおいては、台形溝４の管軸Ｙに対する方向が、溝付帯２ａ同士間では同一であることが好ましい。台形溝４の管軸Ｙに対する方向が異なる場合には、溝付プラグが回転しないため、管内面に台形溝４を成形しにくい。
【００２９】
（最大フィン高さｈｍａｘ：０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下）
本発明の内面溝付管１は、後記するように、ロール加工による製造装置で製造される（図７参照）。そのため、管内面に形成される台形溝４の管軸直交断面で測定される溝深さは均一にならない。その結果、台形溝４間に形成される台形フィン３の管軸直交断面で測定されるフィン高さｈも、溝付帯２ａの中央から管周方向両側Ｐに向かって順次に小さく形成される（図１（ｂ）参照）。ここで、本発明の台形フィン３の管軸直交断面で測定されるフィン高さｈは、その高さが最大となる最大台形フィン３ｍａｘの最大フィン高さｈｍａｘで定義し、その最大フィン高さｈｍａｘは、０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。最大フィン高さｈｍａｘが０．０５ｍｍ未満の場合には、管内面に形成された台形フィン３が、管内面における作動冷媒の凝縮液面より低くなり、前記凝縮液に埋没する。そのため、管内面の有効伝熱面積が著しく減少し、伝熱性能が低下する。また、最大フィン高さｈｍａｘが０．３０ｍｍを超える場合には、管内面に台形フィン３を成形する際に、溝付プラグが破損し易く、管内面に安定して台形フィン３を成形しにくく、内面溝付管１の生産性が低下する。
【００３０】
（斜面角σ：０度を超え５０度以下）
前記最大台形フィン３ｍａｘの管軸直交断面で測定される斜面角σは、０度を超え５０度以下である。斜面角σが５０度を超えると、溝成形工程において、溝付プラグの溝部斜面と管材料との摩擦が増大し、管の破断が生じ易く、内面溝付管１の生産性が低下する。
【００３１】
（溝底幅Ａ：０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下）
前記最大台形フィン３ｍａｘを形成する台形溝４の管軸直交断面で測定される溝底幅Ａは、０.０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下である。溝底幅Ａが０．０５ｍｍ未満であると、溝成形工程において、溝付プラグが破損し易く、管内面に安定して台形溝４を成形しにくい。溝底幅Ａが０．４０ｍｍを超えると、溝付プラグと管材料との接触面積が大きくなり、摩擦の増大で管の破断が生じ易い。その結果、内面溝付管１の生産性が低下する。
【００３２】
（上底幅Ｂ／溝底幅Ａ：０．６以上２．５以下）
前記溝底幅Ａと、管軸直交断面で測定される前記最大台形フィン３ｍａｘの上底幅Ｂとの比（Ｂ／Ａ）は０．６以上２．５以下である。図１１に示すように、溝成形工程では、溝底幅Ａは溝付プラグ１９のランド部１９ａ、上底幅Ｂは溝部１９ｂに相当する。したがって、（Ｂ／Ａ）が０．６未満であると、溝付プラグ１９の溝部１９ｂとランド部１９ａの比が小さくなり、溝成形工程において、溝付プラグ１９と素管１１ａ’との摩擦が増大し、素管１１ａ’の破断が生じ易い。（Ｂ／Ａ）が２．５を超えると、溝付プラグ１９の溝部１９ｂとランド部１９ａの比が大きくなり、伝熱性能が低下する。
【００３３】
また、内面溝付管１の好ましい内面溝形状は、前記項目に加えて、さらに、台形フィン３の上底部３ａに凹部５が形成されていることが好ましい。
（深さＦ：０．０５ｍｍ以下）
凹部５の深さＦは０．０５ｍｍ以下が好ましい。深さＦが０．０５ｍｍを超えると、台形フィン成形工程において、溝付プラグ１９と管材料の摩擦が増大し、素管１１ａ’の破断が生じ易い（図１１参照）。また、さらに好ましくは、深さＦは０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下である。このような凹部５の形成によって、管内面に供給される冷媒との接触面積がより一層増大し、冷媒の攪拌もより一層促進され、内面溝付管１の伝熱性能がより一層向上する。また、台形フィン成形工程（溝成形工程）において、管内面に形成される台形フィン３と溝付プラグ１９との間に管材料の充填されない未充填部３０（図１１参照）が形成される。そのため、凹部５が形成されない場合に比べて、管材料と溝付プラグ１９の摩擦抵抗がより一層小さくなり、素管１１ａ’の破断が防止される。
【００３４】
次に、内面溝付管の第２または第３の実施形態について説明する。図４は内面溝付管の第２の実施形態を示し、前記第１の実施形態の管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の溝付帯２ａを複数備え（図４では２組）、それぞれの溝付帯２ａが管周方向の互いに異なる位置に設けられた内面溝付管１である。図５（ａ）〜（ｃ）は内面溝付管の第３の実施形態を示し、管内面の管軸直交断面の１８０度対向する領域に管周方向に設けられた１組の溝付帯２ａ（第１溝付帯）と、この溝付帯２ａ（第１溝付帯）に対して管周方向の異なる位置に管周方向に設けられた１組の溝付帯２ｂ（第２溝付帯）とを備え、前記溝付帯２ａ（第１溝付帯）が管軸方向に伸びる複数の台形溝４と、この台形溝４間に形成された台形フィン３とを有し、前記溝付帯２ｂ（第２溝付帯）が管軸方向に伸びる複数の三角溝２４または台形溝４と、この三角溝２４間または台形溝４間に形成された三角フィン２３とを有し、前記溝付帯２ａ（第１溝付帯）および溝付帯２ｂ（第２溝付帯）が、これら溝付帯２ａ、２ｂの中央から管周方向の両側Ｐに向かって前記台形溝４および三角溝２４が順次浅くなるように形成された内面溝付管１である（台形溝４については図１（ｂ）参照）。
【００３５】
また、管周方向の互いに異なる位置に設けられた溝付帯２ａ同士、または、溝付帯２ａ（第１溝付帯）と溝付帯２ｂ（第２溝付帯）とは、管周方向に均等（管軸直交断面において互いに直交する領域）に配置されるのが好ましい。このような配置は、内面溝付管１の伝熱性能の向上に寄与し、また、製造も容易である。しかしながら、このような配置に限定されるものではない。
【００３６】
さらに、図１４（ａ）、図１５に示すように、内面溝付管１は、管周方向の互いに異なる位置に設けられた溝付帯２ａの少なくとも２組（図１４（ａ）では２組）、または、溝付帯２ａ（第１溝付帯）と溝付帯２ｂ（第２溝付帯）とが、管周方向で、溝付帯の少なくとも一部を互いに重複して形成された交差溝付帯２ｃを設けたものであってもよい。なお、交差溝付帯２ｃは、図１４（ｂ）に示すように、ロール１３、１５の素管１１ａ’（１１ｃ）に対する押付量を調整して管内面に形成される溝付帯の領域を拡大する、および／または、ロール１３、１５の管周方向での配置を互いに直交しない配置に調整して管内面に形成される溝付帯の領域を近づけることによって、形成される。また、図１５に示すように、交差溝付帯２ｃでは２組の溝付帯２ａ、２ａの台形溝４が形成されるため、台形フィン３のピッチが小さくなる。
【００３７】
そして、この交差溝付帯２ｃが形成される領域の割合は、溝付帯（第１溝付帯）２ａ、または、溝付帯（第１溝付帯）２ａと溝付帯（第２溝付帯）２ｂが形成された領域に対して、５％以上４０％以下が好ましい。５％未満であると、交差溝付帯２ｃが管内面に供給される冷媒の沸騰核となりにくく、冷媒蒸発の促進効果が小さいため、内面溝付管の伝熱性能の向上率が小さくなる。４０％を超えると、素管の抽伸速度が減少し、内面溝付管の生産性が低下しやすい。図１４（ｂ）に示すように、交差溝付帯２ｃの割合（％）は、管軸直交断面において、｛（交差溝付帯２ｃの長さＲ3）／（第１溝付帯２ａ、または第１溝付帯２ａおよび第２溝付帯２ｂの長さＲ2）｝×１００で計算される。
【００３８】
また、溝付帯（第１溝付帯）２ａ、または、溝付帯（第１溝付帯）２ａと溝付帯（第２溝付帯）２ｂが形成される領域の割合（溝付帯の割合（％））は、前記したように、管周方向の全周長さの２０％以上８０％以下が好ましい。そして、管軸直交断面において、｛（第１溝付帯２ａ、または第１溝付帯２ａおよび第２溝付帯２ｂの長さＲ2）／仮想内円の円周長さＲ1｝×１００で計算される。また、仮想内円の円周長さＲ1は、｛（内面溝付管１の直径Ｄ）−（内面溝付管１の底肉厚ｔ）×２｝×円周率で計算される（図１（ａ）、（ｂ）参照）。
【００３９】
また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、台形溝４および三角溝２４の管軸Ｙに対する方向は、１８０度対向する領域に形成された溝付帯２ａ（第１溝付帯）同士間、または溝付帯２ｂ（第２溝付帯）同士間で同一であることが好ましい。また、後記するように、溝成形工程において、複数組の溝付帯２ａ、または溝付帯２ａ（第１溝付帯）と溝付帯２ｂ（第２溝付帯）は別工程で成形される（図７では複数組の溝付帯２ａの場合を示している）。したがって、１組の溝付帯２ａともう１組の溝付帯２ａ、または、溝付帯２ａ（第１溝付帯）と溝付帯２ｂ（第２溝付帯）の台形溝４および三角溝２４の管軸Ｙに対する方向を異なるものとしてもよい。図６（ｂ）では、溝付帯２ａ（第１溝付帯）の方向が管軸Ｙに対して上側に傾斜、溝付帯２ｂ（第２溝付帯）の方向が管軸Ｙに対して下側に傾斜した場合を示している。
【００４０】
そして、図４に示す第２の実施形態における台形溝４および台形フィン３は、前記の第１の実施形態と同様である。すなわち、図２、図３に示すように、台形溝４と管軸Ｙとがなす溝リード角θは、０度以上３５度以下である。そして、台形フィン３の管軸直交断面で測定されるフィン高さｈが最大となる最大台形フィン３ｍａｘにおいて、その最大フィン高さｈｍａｘは０．０５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、斜面角σは０度を超え５０度以下であると共に、最大台形フィン３ｍａｘを形成する台形溝４の管軸直交断面で測定される溝底幅Ａは０．０５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下、溝底幅Ａと最大台形フィン３ｍａｘの上底幅Ｂとの比（Ｂ／Ａ）は０．６以上２．５以下である。
【００４１】
また、図５（ａ）、（ｂ）に示す第３の実施形態において、溝付帯２ａ（第１溝付帯）を形成する台形溝４および台形フィン３は、前記の第２の実施形態と同様である。また、溝付帯２ｂ（第２溝付帯）を形成する三角溝２４および三角フィン２３は、例えば、三角溝２４と管軸Ｙとがなす溝リード角θは０度以上３５度以下である。そして、三角フィン２３の管軸直交断面で測定されるフィン高さｈが最大となる最大三角フィン２３ｍａｘにおいて、その最大フィン高さｈｍａｘは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下、山頂角γは６０度以上１３０度以下であると共に、三角フィン２３（最大三角フィン２３ｍａｘ）の管軸直交断面で測定されるフィンピッチＣは０．２〜０．５ｍｍであることが好ましい（図５（ｂ）参照）。ここで、山頂角γは三角フィン２３の頂部の角度、フィンピッチＣは隣り合う三角溝間の距離で定義される。また、三角溝２４および三角フィン２３は、前記に限定されるものではない。さらに、図５（ａ）、（ｂ）の三角フィン２３は三角溝２４間に形成されているが、図５（ｃ）に示すように、三角溝２４の代わりに台形溝４を使用しても構わない。そして、台形溝４間に三角フィン２３を形成する場合には、台形溝４の溝底幅Ａは０．１５ｍｍ未満、台形溝４と管軸とがなす溝リード角（θ）は０度以上３５度以下であることが好ましい。
【００４２】
２.内面溝付管の製造装置
次に、本発明の内面溝付管の製造装置について図７を参照して説明する。しかしながら、製造装置は図７に限定されるものではない。また、ここでは、本発明の第２の実施形態である１組の溝付帯を複数有する内面溝付管の事例を説明する。
【００４３】
図７に示すように、製造装置１０は、銅または銅合金等からなる素管１１ａの外面に接するようにダイス１２が設けられ、ダイス１２から見て素管１１ａの抽伸方向には２個のロール１３が素管１１ａ’を挟んで対向するように設けられている。ロール１３はその回転軸が素管１１ａ’の管軸方向に直交するように素管１１ａ’に転接しており、２個のロール１３の回転軸は相互に平行になっている。ロール１３の抽伸方向出側（下流側）には素管１１ｂの外面に接するようにダイス１４が設けられている。また、ダイス１４の抽伸方向出側には２個のロール１５が素管１１ｃを挟んで対向するように設けられている。ロール１５はその回転軸が素管１１ｃの管軸方向に直交するように素管１１ｃに転接しており、２個のロール１５の回転軸は相互に平行である。なお、図７においては、ロール１５の回転軸はロール１３の回転軸に対して直交するように描かれているが、実際には素管１１ａ’はロール１３による圧延により捩れるため、この捩れの量に応じてロール１５の位置を調節する必要がある。従って、ロール１５の回転軸はロール１３の回転軸に対して必ずしも直交するとは限らない。また、ロール１５の出側にはダイス１６が素管１１ｄの外面に接するように設けられている。なお、本発明の第１の実施形態の内面溝付管の製造装置においては、ダイス１４、ロール１５は設けなくてもよい。
【００４４】
また、図１４（ａ）に示すように、溝付帯の少なくとも２組が管周方向で互いに重複して形成された交差溝付帯２ｃが設けられた内面溝付管１を製造する場合には、図１４（ｂ）に示すように、前記交差溝付帯２ｃ（図１４（ａ）参照）の割合、および、ロール１３、１５の押圧による溝の形成領域の面積に応じて、ロール１５の管周方向の位置を、ロール１３に対して直交する位置からロール１３に近付けた位置に調節することが好ましい。
【００４５】
また、ロール１３、１５の回転軸の変動を抑えるために、ロール１３、１５の夫々にバクアップロールを設けてもよい（図示せず）。そして、ダイス１２、１４、１６およびロール１３、１５は、超硬合金またはベアリング鋼から構成されている。超硬合金はＪＩＳＶ１相当の合金が適し、ベアリング鋼はＪＩＳＧ４８０５において規定されているもので、一般には高炭素低クロム鋼が代表的な鋼種である。
【００４６】
一方、図７に示すように、素管１１ａの内部には、プラグ１７がダイス１２に係合するように配置されている。プラグ１７は、素管１１ａの抽伸方向上流側に配置された円柱部１７ａ及び円柱部１７ａの抽伸方向下流側（出側）に連結された円錐台形部１７ｂから構成されている。プラグ１７は超硬合金により構成されており、この超硬合金としてはＪＩＳＶ１相当の合金が適している。プラグ１７の抽伸方向出側には、プラグ軸１８ａが連結されている。プラグ軸１８ａはプラグ１７に設けられた孔（図示せず）に嵌合されている。
【００４７】
プラグ軸１８ａの抽伸方向出側には溝付プラグ１９が連結されている。溝付プラグ１９にはプラグ軸１８ａが嵌合する孔（図示せず）が設けられ、プラグ軸１８ａに対して回転可能に連結されている。溝付プラグ１９はプラグ軸１８ａによってプラグ１７から一定の距離だけ隔てられており、この結果、溝付プラグ１９は素管１１ａ’の内部におけるロール１３に整合する位置に配置され、ロール１３と共に素管１１ａ’の内面の一部に溝付帯２ａを形成する。
【００４８】
溝付プラグ１９の抽伸方向出側にはプラグ軸１８ｂが回転可能に連結され、プラグ軸１８ｂの抽伸方向出側には溝付プラグ２０が連結されている。溝付プラグ２０にはプラグ軸１８ｂが嵌合する孔（図示せず）が設けられ、プラグ軸１８ｂに対して回転可能に連結されている。溝付プラグ２０はプラグ軸１８ｂによって溝付プラグ１９から一定の距離だけ隔てられている。これにより、溝付プラグ２０は素管１１ｃの内部におけるロール１５に整合する位置に配置されている。溝付プラグ２０はロール１５と共に素管１１ｃの内面の一部に溝付帯２ａを形成するものである。なお、本発明の第１の実施形態の内面溝付管の製造装置においては、溝付プラグ２０、プラグ軸１８ｂは設けなくてもよい。
【００４９】
また、溝付プラグ１９、２０は、超硬合金により構成されており、この超硬合金としてはＪＩＳＶ３ないしＶ６相当の合金が適している。そして、溝付プラグ１９、２０の夫々の外面には溝１９Ａ、２０Ａが形成され、溝１９Ａ、２０Ａの溝形状は、転写によって、前記内面溝付管１の内面溝形状（溝付帯２ａ、２ａ）が形成されるような形状を有する。なお、本発明の第３の実施形態の内面溝付管の製造装置においても、前記製造装置と同様であるが、溝１９Ａ、２０Ａのいずれか一方の溝形状は、転写によって、前記内面溝付管１の溝付帯２ｂ（図５、図６参照）が形成されるような形状を有する。
【００５０】
３.内面溝付管の製造方法
次に、本実施例に係る内面溝付管の製造方法について説明する。ここでは、図７の製造装置を使用した本発明の第２の実施形態の内面溝付管の製造方法について図８、図９を参照して説明する。しかしながら、製造方法は図８、図９に限定されない。また、図８（ａ）〜（ｄ）および図９（ａ）〜（ｃ）は、内面溝付管の製造方法を示す管軸直交断面図である。ここで、図８（ａ）は図７のＸ１−Ｘ１線、（ｂ）は図７のＸ２−Ｘ２線（ロール１３の押圧前の状態）、（ｃ）は図７のＸ３−Ｘ３線、（ｄ）は図７のＸ４−Ｘ４線の断面図である。また、図９（ａ）は図７のＸ５−Ｘ５線（ロール１５の押圧前の状態）、（ｂ）は図７のＸ６−Ｘ６線、（ｃ）は図７のＸ７−Ｘ７線の断面図である。
【００５１】
先ず、図７に示すように、銅または銅合金等からなり焼鈍されていない材料（Ｈ材）からなる素管１１ａが、ダイス１２およびプラグ１７により縮径される。このとき、素管１１ａの材料として焼鈍材（Ｏ材）を使用すると、素管１１ａの引張強さが弱くなり、容易に伸びが生じる。その結果、素管１１ａの肉厚が薄くなり破断を生じやすくなる。このため、素管１１ａはＨ材を使用することが好ましい。そして、図８（ａ）に示すように、素管１１ａの管軸直交断面形状は略真円形であり、内面に溝は形成されていない。
【００５２】
次に、図７および図８（ｂ）に示すように、素管１１ａ’の外面が１対のロール１３、１３により溝付プラグ１９に向けて押圧される。これにより、図７および図８（ｃ）に示すように、素管１１ａ’の内面に、溝付プラグ１９の溝１９Ａが転写され、１８０度対向する領域に１組の溝付帯２ａ、２ａが形成された素管１１ｂとなる。そして、台形溝４の管軸に対する方向は、溝付帯２ａ間で同一となる。このとき、ロール１３の素管１１ａ’との接触長さ(ロール１３の凹部曲率半径)及び押付力を調整することにより、溝（台形溝４）の深さ及び形成領域（溝付帯２ａ）の面積を制御することができる。この加工により、素管１１ｂの管軸直交断面形状はロール１３により押圧された方向に扁平化する。また、素管１１ｂの縮径率は１０％以下が好ましい。縮径率が１０％を超えると、素管１１ｂの抽伸速度が減少、または、管の破断が生じやすくなり、生産性が低下しやすい。ここで、縮径率は、図７、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、ダイス１２およびプラグ１７により縮径された素管１１ａ’の外径ｄ２に対する、素管１１ｂの長径ｄ３および短径ｄ４の外径減少率の平均値である。なお、本発明の第１の実施形態の内面溝付管１においては、続いて、後記するダイス１６により縮径加工し、内面溝付管１が製造される。
【００５３】
次に、図７に示すように、ダイス１４により素管１１ｂにサイジング加工を施す。これにより、図８（ｄ）に示すように、管軸直交断面形状が略真円形の素管１１ｃとなる。次に、図７および図９（ａ）に示すように、１対のロール１５、１５が素管１１ｃの外面を溝付プラグ２０に向けて押圧する。この結果、図９（ｂ）に示すように、前記溝付帯２ａ、２ａが形成された素管１１ｃの内面に、溝付プラグ２０の溝２０Ａが転写され、１８０度対向する領域で溝付帯２ａと直交する配置に、もう１組の溝付帯２ａ、２ａが形成された素管１１ｄとなる。そして、台形溝４の管軸に対する方向は、溝付帯２ａ、２ａ間で同一となる。また、図７においては、台形溝４の管軸に対する方向は、２組の溝付帯２ａ、２ａ間で同一である。
【００５４】
このとき、ロール１５、１５の素管１１ｃとの接触長さ（ロール１５の凹部曲率半径）及び押付力を調整することにより、溝(台形溝４)の深さ及び形成領域（溝付帯２ａ）の面積を制御することができる。また、２組の溝付帯２ａ、２ａを重複させて交差溝付帯２ｃ（図１４（ａ）、図１５参照）を形成させる場合には、図１４（ｂ）に示すように、ロール１５の管周方向の位置を、ロール１３に対して直交する位置からロール１３に近付けた位置に調節することが好ましい。
【００５５】
この加工により、素管１１ｄの管軸直交断面形状はロール１５、１５により押圧された方向に扁平化する。また、素管１１ｄの縮径率は１０％以下が好ましい。縮径率が１０％を超えると、素管１１ｄの抽伸速度が減少、または、管の破断が生じやすくなり、生産性が低下しやすい。ここで、縮径率は、図８（ｄ）、図９（ｂ）に示すように、サイジング加工された素管１１ｃの外径ｄ５に対する、素管１１ｄの短径ｄ６および長径ｄ７の外径減少率の平均値である。
【００５６】
次に、素管１１ｄをダイス１６により縮径加工する。これにより、図９（ｃ）に示すように、管軸直交断面形状が略真円形で、２組の溝付帯２ａ、２ａが形成された内面溝付管１が製造される。ここで、内面溝付管１の外径Ｄ（図９（ｃ）参照）のトータルの縮径率、すなわち素管１１ａの外径ｄ１（図８（ａ）参照）に対する、内面溝付管１の外径Ｄの外径減少率は、３５％以下が好ましい。トータルの縮径率が３５％を超えると、管の抽伸速度が減少、または、管の破断が生じやすくなり、生産性が低下しやすい。したがって、トータルの縮径率が３５％以下になるように、保持ダイス１２、ロール１３、ダイス１４、ロール１５およびダイス１６での縮径率を適宜調整する。
【００５７】
また、図７においては、溝付プラグ１９、２０の溝１９Ａ、２０Ａを同種のものとして記載されているが、図１０に示すように、溝リード角（θ）の異なる溝１９Ａ’、溝の管軸に対する方向が異なる溝２０Ａ’を使用してもよい。さらに、本発明の第３の実施形態の内面溝付管も前記と同様な製造方法で製造され、図１０では、台形形状の溝１９Ａ’、２０Ａ’が転写されて２つの台形溝４が形成されているが、溝１９Ａ’、２０Ａ’の溝形状の一方を三角形状にして、内面溝付管１に台形溝４および三角溝２４（図５）を形成してもよい。
【００５８】
また、ロール１３、１５による加工において、ロール１３、１５の押付量を調整することによって、形成される台形溝４の深さを調整すると共に、図１１に示すように、溝付プラグ１９の溝１９Ａ間に、充填される素管１１ａ’の管材料が充填されない未充填部３０が形成されるようにすることが好ましい。この未充填部３０の形成によって、管材料と溝付プラグ１９との接触面積が少なくなり、摩擦抵抗が低下するため、素管１１ａ’の破断、または、溝付プラグ１９の破損がなくなる。また、図示しないが、溝付プラグ２０においても同様である。
【００５９】
そして、未充填部３０が形成されることによって、素管１１ａ’の内面に形成される台形フィン３の上底部３ａには、凹部５が形成されることとなる。この凹部５は以下のようにして形成される。図１１に示すように、ロール１３（図示せず）の押付によって、素管１１ａ’の管材料が溝付プラグ１９の溝１９Ａ間に充填され、その際の管材料の流動には２つの流動Ｌ１、Ｌ２が形成される。流動Ｌ１は、素管１１ａの半径方向に溝付プラグ１９の溝部１９ｂに向かって管材料が流動するものである。そして、流動Ｌ２は、溝付プラグ１９のランド部１９ａで圧縮された管材料がランド部１９ａの両脇の溝斜面に沿って溝部１９ｂに向かって流動するものである。このため、溝斜面付近では、流動Ｌ１と流動Ｌ２との両者が形成され、充填される管材料が多くなり、また、溝部１９ｂの中央部では、流動Ｌ１のみが形成され、充填される管材料が少なくなる。結果として、形成される台形フィン３は、両脇が高く、上底部３ａの中央部が低い、凹部５を有するものとなる。さらに、図示しないが、溝付プラグ２０においても同様である。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の実施例について、具体的に説明する。
（第１の実施例）
本発明の請求範囲を満足する供試管（実施例１〜４）と、本発明の請求範囲を満足しない供試管（比較例１、２）を作製した。また、前記供試管の作製方法は、先ず、ＪＩＳＨ３３００に規定された合金番号Ｃ１２２０のりん脱酸銅を溶解し、鋳造し、熱間押出し、冷間圧延し、冷間抽伸加工を施して管外径９．０ｍｍ×肉厚０．３２ｍｍ×長さ２０００ｍの素管を作製した。次に、図７の製造装置で、前記素管１１ａに第１の縮径加工を施し、縮径された素管１１ａ’の内面に第１の溝付帯を形成し、溝付帯が形成された素管１１ｂにサイジング加工を施す。次いで、サイジング加工された素管１１ｃに第２の溝付帯を形成し、第２の溝付帯が形成された素管１１ｄに第２の縮径加工を施して、管外径７ｍｍ×底肉厚０．２５ｍｍ×長さ４０００ｍの供試管（内面溝付管１）を作製した。また、製造装置の加工条件については表１に示す。
【００６１】
【表１】
2005315556.tif 000003
【００６２】
なお、実施例１、２では図７の溝付プラグ１９、２０として台形溝（螺旋溝）の溝付プラグを使用し、実施例３、４では溝付プラグ１９として三角溝（平行溝）の溝付プラグ、溝付プラグ２０として台形溝（螺旋溝）の溝付プラグを使用し、比較例１では溝付プラグ１９、２０として三角溝（螺旋溝）の溝付プラグを使用した。また、比較例２は素管の縮径加工のみ行い、管内面への溝付帯の形成を行わなかった。実施例１〜４、比較例１、２の溝付帯の内面溝形状を表２に示す。なお、実施例１〜４、比較例１の台形溝および三角溝の管軸に対する方向は溝付プラグ１９と溝付プラグ２０で同一とした。
【００６３】
次に、前記各供試管（実施例１〜４、比較例１、２）を用いて、図１２に示すプレートフィンチューブ型の熱交換器５０を作製した。なお、熱交換器５０の仕様は以下の通りとした。
（熱交換器５０）
外形は、高さ２５０ｍｍ×長さ２５０ｍｍ×幅２５．４ｍｍとした。
（内面溝付管１）
前記供試管をヘアピン状に加工して、２列１２段（曲げピッチ２１ｍｍ、列方向ピッチ１２．７ｍｍ）に配置した（図１２では２列６段）。そして、内面溝付管１の有効伝熱管長は約６．７ｍであった。
（フィン材５１）
ＪＩＳＨ４０００に規定された合金番号１Ｎ３０のアルミニウムからなる板材で、板材の表面を樹脂で被覆したものである。また、フィン材５１の厚さは１００μｍとした。そして、２００枚のフィン材５１をフィンピッチ１．２５ｍｍで平行に配置した。
【００６４】
この熱交換器５０を用いて伝熱性能（蒸発性能、凝縮性能）を測定し、その結果を表３に示した。ここで、蒸発性能および凝縮性能は、各々、総括熱伝達率を測定し、比較例１を１００とした場合の比率として記載した。
【００６５】
また、図１３（ａ）に伝熱性能を測定する測定装置の模式図を示す。図１３（ａ）に示すように、測定装置は、恒温恒湿機能付きの吸引型風洞１００、冷媒供給装置１１０（図１３（ｂ）参照）及び空調機（図示せず）からなる。この吸引型風洞１００においては、空気流入口１０８から流入されて空気排出口１０９から排出される空気の流通経路に熱交換器５０が配置され、この熱交換器５０の上流側および下流側に夫々エアーサンプラ１０１、１０２が配置されている。このエアーサンプラ１０１、１０２には夫々温湿度計測箱１０３、１０４が連結されている。この温湿度計測箱１０３、１０４は夫々エアーサンプラ１０１、１０２により採取された空気の乾球温度およ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。また、エアーサンプラ１０２の下流側には誘引ファン１０５が設けられ、空気排出口１０９に空気を排出している。また、熱交換器５０とエアーサンプラ１０２との間、およびエアーサンプラ１０２と誘引ファン１０５との間には、熱交換器５０を通過した空気を整流する整流器１０６、１０６が設けられている。
【００６６】
また、図１３（ｂ）に冷媒供給装置１１０の模式図を示す。図１３（ｂ）において、１０７は冷媒配管、１１１はサイトグラス、１１２は液（冷媒）加熱および冷却用熱交換器、１１３はドライヤー、１１４は受液（冷媒）器、１１５は溶栓、１１６は凝縮器、１１７はオイルセパレータ、１１８はコンプレッサー、１１９はアキュームレータ、１２０は蒸発器、１２１は膨張弁、１２２は流量計である。そして、冷媒配管１０７を通じて、吸引型風洞１００内に備えられた熱交換器５０の内面溝付管１（図１２参照）の内部に、圧力および温度を調節した冷媒が供給される。また、熱交換器５０の入口及び出口には、冷媒の温度および圧力を測定する圧力計１２３（温度は測定圧力相当飽和温度とする）が設けられている。さらに、空調機（図示せず）は、吸引型風洞１００の空気流入口１０８に温度および湿度が制御された空気を供給するものである。
【００６７】
そして、測定条件は表４に示す通りとし、冷媒としてはＲ４１０Ａを使用し、冷媒質量速度３００ｋｇ／ｍ2ｓ（冷媒流量３５ｋｇ／ｈ）とした。また、蒸発性能測定の際の冷媒の流れと、凝縮性能測定の際の冷媒の流れとは、互いに異なる方向とした（図１３（ｂ）に示す冷媒供給装置１１０の冷媒の流れ方向は、蒸発性能測定の際の冷媒の流れ方向を示している）。
【００６８】
【表２】
2005315556.tif 000004
【００６９】
【表３】
2005315556.tif 000005
【００７０】
【表４】
2005315556.tif 000006
【００７１】
表３の結果より、本発明の実施例１〜４は、蒸発性能および凝縮性能の両者において、比較例１、２より優れていた。また、実施例１、３の結果から、台形フィンの上底部に凹部を形成することによって、蒸発性能および凝縮性能の両者が向上することが確認された。
【００７２】
（第２の実施例）
次に、本発明の交差溝付帯が設けられた内面溝付管の性能を確認するため、供試管（実施例５〜８）を作製した。作製方法は、前記第１の実施例と同様に、管外径９．０ｍｍ×肉厚０．３２ｍｍ×長さ２０００ｍの素管を作製し、図７の製造装置を使用し、前記素管１１ａから管外径７ｍｍ×底肉厚０．２５ｍｍ×長さ４０００ｍの供試管（内面溝付管１）を作製した。加工条件は、前記第１の実施例と同様な表１に示す条件とした。
【００７３】
なお、実施例５では、図７の溝付プラグ１９、２０として台形溝（螺旋溝）の溝付プラグを使用し、台形溝の管軸に対する方向は、溝付プラグ１９と溝付プラグ２０で同一とした。実施例６では、溝付プラグ１９として台形溝（螺旋溝）の溝付プラグ、溝付プラグ２０として三角溝（螺旋溝）の溝付プラグを使用し、台形溝および三角溝の管軸に対する方向は、溝付プラグ１９と溝付プラグ２０で同一とした。実施例７では、溝付プラグ１９、２０として台形溝（螺旋溝）の溝付プラグを使用し、台形溝の管軸に対する方向は、溝付プラグ１９と溝付プラグ２０で異なるものとした。実施例８では、溝付プラグ１９として台形溝（螺旋溝）の溝付プラグを使用し、溝付プラグ２０による圧延は行わなかった。
【００７４】
また、実施例５〜７においては、図１４（ａ）に示すような交差溝付帯２ｃを形成するために、図１４（ｂ）に示すように、ロール１５をロール１３に対して直交する位置からロール１３に近付いた位置に調整した。実施例８においては、１組のロール１３、１３で管内面の全周に台形溝が形成されるように、ロール１３の押付量、素管と接触するロール１３の凹部形状を調整した。実施例５〜８の溝付帯の内面溝形状、溝付帯の割合、および交差溝付帯の数、割合を表５に示す。
【００７５】
【表５】
2005315556.tif 000007
【００７６】
そして、前記各供試管（実施例５〜８）、および比較対照として前記第１の実施例の供試管（比較例１）を用いて、前記第１の実施例と同様に、図１２に示す熱交換器５０を作製した。ただし、熱交換器５０の外形は、高さ６００ｍｍ×長さ２３０ｍｍ×幅２５．４ｍｍとし、それ以外の仕様は第１の実施例と同様とした。この熱交換器５０を、前記第１の実施例と同様に、図１３（ａ）、（ｂ）に示す測定装置に組み込み、伝熱性能（蒸発性能、凝縮性能）を測定し、その結果を表６に示す。ここで、蒸発性能および凝縮性能は、各々、総括熱伝達率を各風速条件下で測定し、その最大風速条件下での値で比較を行い、前記第１の実施例の比較例１を１００とした場合の比率として記載した。測定条件は表７に示す通りとし、冷媒としてはＲ４１０Ａを使用し、冷媒質量速度３００ｋｇ／ｍ2ｓ（冷媒流量３５ｋｇ／ｈ）とした。また、蒸発性能測定の際の冷媒の流れと、凝縮性能測定の際の冷媒の流れとは、互いに異なる方向とした。
【００７７】
【表６】
2005315556.tif 000008
【００７８】
【表７】
2005315556.tif 000009
【００７９】
表６の実施例５〜８の結果から、交差溝付帯の形成によって、蒸発性能および凝縮性能の両者が向上することが確認された。また、実施例５〜８は、蒸発性能および凝縮性能の両者において、従来例である比較例１より優れていた。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】（ａ）は本発明に係る内面溝付管の構成を示す管軸直交断面図、（ｂ）は（ａ）の溝付帯の拡大図である。
【図２】図１（ｂ）の台形フィンの拡大図である。
【図３】本発明に係る内面溝付管の模式的な内面展開図である。
【図４】本発明に係る内面溝付管の他の実施形態の構成を示す管軸直交断面図である。
【図５】（ａ）は本発明に係る内面溝付管の他の実施形態の構成を示す管軸直交断面図、（ｂ）は（ａ）の溝付帯２ｂの拡大図、（ｃ）は（ｂ）の溝付帯２ｂの変形例を示す拡大図である。
【図６】（ａ）は図４および図５の内面溝付管の模式的な内面展開図、（ｂ）は（ａ）と溝方向が異なる内面溝付管の模式的な内面展開図である。
【図７】内面溝付管の製造装置の構成を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は内面溝付管の製造方法を示す管軸直交断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は内面溝付管の製造方法であって図８の次工程を示す管軸直交断面図である。
【図１０】内面溝付管の変形例における（ａ）、（ｂ）は内面溝付管の製造装置の溝付プラグの溝パターンを示す模式図、（ｃ）は内面溝付管の模式的な内面展開図である。
【図１１】溝成形部における溝付プラグおよび素管の一部拡大断面図である。
【図１２】内面溝付管を組み込んだ熱交換器の一部破断正面図である。
【図１３】（ａ）熱交換器の伝熱性能を測定する際に使用する吸引型風洞の模式図、（ｂ）は（ａ）の吸引型風洞に冷媒を供給する冷媒供給装置の模式図である。
【図１４】（ａ）は内面溝付管の変形例における模式的な内面展開図、（ｂ）は（ａ）を作製する際のロール配置を示す説明図である。
【図１５】図１４（ａ）の交差溝付帯の管軸直交拡大断面である。
【図１６】従来の内面溝付管の構成を示す管軸直交断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１      内面溝付管
２ａ    溝付帯（第１溝付帯）
２ｂ    溝付帯（第２溝付帯）
２ｃ    交差溝付帯
３      台形フィン
３ｍａｘ  最大台形フィン
４      台形溝
θ      溝リード角
ｈ      フィン高さ
ｈｍａｘ  最大フィン高さ
σ      斜面角
Ａ      溝底幅
Ｂ      上底幅
【図１】
2005315556.tif 000010
【図２】
2005315556.tif 000011
【図３】
2005315556.tif 000012
【図４】
2005315556.tif 000013
【図５】
2005315556.tif 000014
【図６】
2005315556.tif 000015
【図７】
2005315556.tif 000016
【図８】
2005315556.tif 000017
【図９】
2005315556.tif 000018
【図１０】
2005315556.tif 000019
【図１１】
2005315556.tif 000020
【図１２】
2005315556.tif 000021
【図１３】
2005315556.tif 000022
【図１４】
2005315556.tif 000023
【図１５】
2005315556.tif 000024
【図１６】
2005315556.tif 000025