(57)【要約】【課題】イナンデーションの影響を反映させた伝熱管の凝縮性能評価を、単管の状態で行うことを可能にする。【解決手段】供試管４０の管外面で冷媒蒸気を凝縮する凝縮工程と、前記供試管４０が前記冷媒蒸気を凝縮する際の前記管外面における熱伝達率に基づき当該供試管４０の凝縮性能を評価する評価工程とを有する凝縮性能評価方法であって、前記凝縮工程は、前記供試管４０に対して前記冷媒蒸気の液状物である液冷媒２２を滴下あるいは散布しながら、当該供試管４０による前記冷媒蒸気の凝縮を行う。【選択図】図１
2012017901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器の伝熱管として用いられる供試管の管外面で冷媒蒸気を凝縮する凝縮工程と、
前記供試管が前記冷媒蒸気を凝縮する際の前記管外面における熱伝達率に基づき当該供試管の凝縮性能を評価する評価工程と
を有する凝縮性能評価方法であって、
前記凝縮工程は、前記供試管に対して前記冷媒蒸気の液状物である液冷媒を滴下あるいは散布しながら、当該供試管による前記冷媒蒸気の凝縮を行う
ことを特徴とする凝縮性能評価方法。
【請求項２】
単管の状態の前記供試管に対して、前記液冷媒を滴下あるいは散布する
ことを特徴とする請求項１記載の凝縮性能評価方法。
【請求項３】
前記供試管に対する前記液冷媒の滴下量あるいは散布量を所望量にコントロールする
ことを特徴とする請求項１または２記載の凝縮性能評価方法。
【請求項４】
管状に形成されて管外面にて冷媒蒸気を凝縮するように構成された凝縮器用伝熱管であって、
前記管外面には、当該管外面の周方向へ環状あるいは螺旋状に連続するフィンが切削加工で鋤き起こされて形成されており、
前記フィンには、当該フィンの先端部から基端部に向けて形成された切欠き部が当該フィンの連続方向に沿って所定間隔で配されており、
前記フィンの基端部から先端部までの形成高さが０．８〜１．１ｍｍである
ことを特徴とする凝縮器用伝熱管。
【請求項５】
前記凝縮器用伝熱管の管軸方向にて隣り合う前記フィン同士の配置ピッチが０．５〜０．７ｍｍである
ことを特徴とする請求項４記載の凝縮器用伝熱管。
【請求項６】
前記フィンの先端部からの前記切欠き部の形成深さが０．２５〜０．９ｍｍである
ことを特徴とする請求項４または５記載の凝縮器用伝熱管。
【請求項７】
管内面に螺旋状のリブが設けられている
ことを特徴とする請求項４、５または６記載の凝縮器用伝熱管。
【請求項８】
管状に形成されて管外面にて冷媒蒸気を凝縮するように構成された凝縮器用伝熱管であって、
前記管外面には、当該管外面の周方向へ環状あるいは螺旋状に連続するフィンが切削加工で鋤き起こされて形成されており、
前記フィンには、当該フィンの先端部から基端部に向けて形成された切欠き部が当該フィンの連続方向に沿って所定間隔で配されており、
前記フィンおよび前記切欠き部は、前記凝縮器用伝熱管に対して前記冷媒蒸気の液状物である液冷媒を滴下あるいは散布しながら当該凝縮器用伝熱管の管外面で前記冷媒蒸気を凝縮して得られた凝縮性能の評価結果に基づき決定された寸法形状を有する
ことを特徴とする凝縮器用伝熱管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒蒸気の凝縮のために使用される伝熱管の凝縮性能を評価する凝縮性能評価方法、および、冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器用伝熱管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱交換器の一例であるターボ冷凍機やスクリュー冷凍機等は、冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器を備えている。凝縮器は、冷却流体が流れる管状の伝熱管が組み込まれており、その伝熱管の管外面に冷媒蒸気を接触させることで、当該冷媒蒸気の凝縮を行うように構成されている。
【０００３】
凝縮器に用いられる伝熱管については、良好な熱伝達性能を実現するために、様々な伝熱面（管外面）形状のものが提案されている。その一例としては、図８に示すように、伝熱面（管外面）に周方向（図中矢印参照）へ連続する隆起部５１を形成し、その隆起部５１の先端部から基端部に向けて谷５２を設けたものがある（例えば特許文献１参照）。かかる伝熱管では、管内を流れる冷却流体によって管外面が飽和温度以下に冷やされ、これにより管外面に接触する冷媒蒸気が当該管外面上にて凝縮され液状になる。このとき、管外面では、凝縮された液膜が、液の表面張力の作用あるいはこれに重力の作用が加わって、隆起部５１の間に位置する溝５３あるいは谷５２の部分へ流れる。したがって、隆起部５１における山５４の部分には液膜が滞留してしまうことがなく、その結果として良好な熱伝達性能が得られるのである。
【０００４】
ところで、実際に熱交換器を構成する場合には、例えば図９に示すように、凝縮器において凝縮対象の冷媒蒸気が供給されるシェル６０内に、多数本の伝熱管６１ａ，６１ｂ…を例えば蜂の巣状に並べて配置することが一般的である。このような多数本の伝熱管６１ａ，６１ｂ…による伝熱管群６１を用いて冷媒蒸気を凝縮する構成の場合、イナンデーションによる熱伝達の劣化が生じ得ることが知られている（例えば特許文献２参照）。イナンデーションとは、シェル６０内の重力方向上段の伝熱管６１ａから凝縮液が滴下され、当該シェル６０内の重力方向下段の伝熱管６１ｂが滴下液に覆われて凝縮に寄与する部分が減少してしまい、これにより重力方向下段の伝熱管６１ｂでの冷媒蒸気の凝縮作用が妨げられてしまう現象である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５１−８１０７２号公報
【特許文献２】特開平０７−７１８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
凝縮器に用いられる伝熱管については、上述の特許文献１に開示された管外面形状を採用することが考えられる。ただし、近年は、熱交換器の高性能化や小型化等のために、凝縮器用の伝熱管における熱伝達性能（すなわち凝縮性能）の更なる向上が強く求められている。伝熱管の凝縮性能が向上すれば、これに伴い熱交換器での交換熱量を増大させることができ、また同じ交換熱量の熱交換器であればより小さなサイズで製作できるからである。
【０００７】
凝縮器用の伝熱管において、更なる凝縮性能の向上を実現するためには、実際に伝熱管が冷媒蒸気を凝縮する際の管外面における熱伝達率を測定し、その測定結果に基づき当該
伝熱管における凝縮性能を把握し評価した上で、その評価結果に応じて管外面形状の見直し等を行うことが必要である。つまり、更なる凝縮性能向上を実現する管外面形状を見出すためには、伝熱管の凝縮性能評価を行うことが不可欠である。
【０００８】
伝熱管の凝縮性能評価は、従来、単管の状態で行うことが常である。多数本の管が並ぶ管群の状態で行うと、評価（試験）装置が大掛かりなものとなり、そのために多くのコストが必要となるからである。
【０００９】
しかしながら、従来の単管の状態で行う凝縮性能評価では、上述の特許文献２に開示されたイナンデーションの影響が考慮されない。つまり、イナンデーションの影響が考慮されないことから、単管の状態で評価した凝縮性能と、実際に熱交換器を構成した場合に管群を構成する各管の凝縮性能とで、齟齬が生じてしまうおそれがある。したがって、従来の単管評価では、イナンデーションの影響による凝縮性能（熱伝達性能）の劣化を抑制できる管外面形状を見出すことが困難である。
【００１０】
そこで、本発明は、イナンデーションの影響を考慮した伝熱管の凝縮性能評価を、大掛かりな構成や多くのコスト等を要することなく行うことを可能にする凝縮性能評価方法を提供するとともに、このイナンデーションの影響による凝縮性能劣化を抑制することのできる凝縮器用伝熱管を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、凝縮器の伝熱管として用いられる供試管の管外面で冷媒蒸気を凝縮する凝縮工程と、前記供試管が前記冷媒蒸気を凝縮する際の前記管外面における熱伝達率に基づき当該供試管の凝縮性能を評価する評価工程とを有する凝縮性能評価方法であって、前記凝縮工程は、前記供試管に対して前記冷媒蒸気の液状物である液冷媒を滴下あるいは散布しながら、当該供試管による前記冷媒蒸気の凝縮を行うことを特徴とする凝縮性能評価方法である。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様の凝縮性能評価方法において、単管の状態の前記供試管に対して、前記液冷媒を滴下あるいは散布することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様の凝縮性能評価方法において、前記供試管に対する前記液冷媒の滴下量あるいは散布量を所望量にコントロールすることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第４の態様は、管状に形成されて管外面にて冷媒蒸気を凝縮するように構成された凝縮器用伝熱管であって、前記管外面には、当該管外面の周方向へ環状あるいは螺旋状に連続するフィンが切削加工で鋤き起こされて形成されており、前記フィンには、当該フィンの先端部から基端部に向けて形成された切欠き部が当該フィンの連続方向に沿って所定間隔で配されており、前記フィンの基端部から先端部までの形成高さが０．８〜１．１ｍｍであることを特徴とする凝縮器用伝熱管である。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第４の態様の凝縮器用伝熱管において、前記凝縮器用伝熱管の管軸方向にて隣り合う前記フィン同士の配置ピッチが０．５〜０．７ｍｍであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第４の態様または第５の態様の凝縮器用伝熱管において、前記フィンの先端部からの前記切欠き部の形成深さが０．２５〜０．９ｍｍであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第７の態様は、第４の態様、第５の態様または第６の態様の凝縮器用伝熱管において、管内面に螺旋状のリブが設けられていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第８の態様は、管状に形成されて管外面にて冷媒蒸気を凝縮するように構成された凝縮器用伝熱管であって、前記管外面には、当該管外面の周方向へ環状あるいは螺旋状に連続するフィンが切削加工で鋤き起こされて形成されており、前記フィンには、当該フィンの先端部から基端部に向けて形成された切欠き部が当該フィンの連続方向に沿って所定間隔で配されており、前記フィンおよび前記切欠き部は、前記凝縮器用伝熱管に対して前記冷媒蒸気の液状物である液冷媒を滴下あるいは散布しながら当該凝縮器用伝熱管の管外面で前記冷媒蒸気を凝縮して得られた凝縮性能の評価結果に基づき決定された寸法形状を有することを特徴とする凝縮器用伝熱管である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、液冷媒を滴下あるいは散布しながら伝熱管の凝縮性能評価を行うので、大掛かりな装置構成や多くのコスト等を要することなく、イナンデーションの影響を考慮した凝縮性能評価を行うことが可能となり、その結果イナンデーションの影響による凝縮性能劣化を抑制可能な凝縮器用伝熱管を得ることができる。つまり、凝縮器用伝熱管の更なる凝縮性能向上が容易に実現可能となり、これにより熱交換器の高性能化や小型化等に寄与することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る凝縮性能評価方法を実施する凝縮性能評価装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る凝縮器用伝熱管の管外面形状を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る凝縮性能評価方法で評価対象となる供試管の詳細を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る凝縮性能評価方法によって得られる評価結果の一具体例を示す説明図であり、冷媒散布量と熱伝達率との関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る凝縮性能評価方法によって得られる評価結果の一具体例を示す説明図であり、管外面のフィンピッチと熱伝達率との関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る凝縮性能評価方法によって得られる評価結果の一具体例を示す説明図であり、管外面のフィン高さと熱伝達率との関係を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る凝縮性能評価方法によって得られる評価結果の一具体例を示す説明図であり、管外面のフィンにおける切欠深さと熱伝達率との関係を示す図である。
【図８】従来の凝縮器用伝熱管の管外面形状の一例を示す斜視図である。
【図９】熱交換器を構成する凝縮器にて生じるイナンデーションの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る凝縮性能評価方法および凝縮器用伝熱管の実施形態を説明する。
【００２２】
＜凝縮性能評価装置＞
はじめに、本実施形態の凝縮性能評価方法の実施に用いる凝縮性能評価装置（以下、単に「評価装置」という。）の概略構成を説明する。図１は、本実施形態で説明する評価装置の概略構成図である。
【００２３】
評価装置は、管状の外殻シェルを有した凝縮器１０および蒸発器２０を、管状の配管３１によって複数箇所で接続した構造となっている。凝縮器１０および蒸発器２０の外殻シ
ェルは、例えば外径１６５．２ｍｍ、厚さ５．５ｍｍ、長さ９７６ｍｍのステンレス製管材によって形成されており、水平方向に延びるように配置されている。凝縮器１０および蒸発器２０の外殻シェルの両端縁は、例えばステンレス製の壁材によって封止されている。また、配管３１は、例えば外径８９．１ｍｍ、厚さ４．５ｍｍのステンレス製管材によって形成されており、鉛直方向に延びるように配置されている。なお、凝縮器１０と蒸発器２０とは、図示せぬ回収管によっても接続されており、凝縮器１０での凝縮によって得られる液冷媒が回収管を通じて蒸発器２０に回収されるようになっている。
【００２４】
凝縮器１０のシェル内には、評価装置での評価試験に供される供試管４０が、単管の状態で水平方向に延びるように設置される。この供試管４０は、凝縮器用伝熱管として用いられるものであり、例えば銅製管材によって形成されている。なお、供試管４０は、単管の状態で設置することが望ましいが、これに限定されることはなく、複数本を並べて設置することも考えられる。また、凝縮器１０のシェル内には、供試管４０よりも重量方向上方側に、当該供試管４０と平行に延びるように、散布管１１が設置されている。
【００２５】
凝縮器１０内の供試管４０には、冷却流体の一例である冷却水が、入口側から出口側へ向けて流れるように構成されている。この冷却水によって、供試管４０の管外面が冷媒蒸気の飽和温度以下に冷却されることになる。冷却水の出入口温度は、測温計の一例である白金測温抵抗体１２ａ，１２ｂによって測定される。また、冷却水の流量は、流量計の一例である電磁流量計１３によって測定される。
【００２６】
また、凝縮器１０のシェルには、当該シェル内の圧力を測定する圧力計１４が接続されている。
【００２７】
一方、蒸発器２０のシェル内には、沸騰促進伝熱管２１が水平方向に延びるように設置されている。さらに、蒸発器２０のシェル内には、沸騰促進伝熱管２１が液没するように、液冷媒２２が充填される。
【００２８】
蒸発器２０内の沸騰促進伝熱管２１には、加熱流体の一例である温水が、入口側から出口側へ向けて流れるように構成されている。この温水によって蒸発器２０内の液冷媒２２が昇温、昇圧され冷媒蒸気となり、配管３１を通り凝縮器１０内へ送られることになる。温水の出入口温度は、測温計の一例である白金測温抵抗体２３ａ，２３ｂによって測定される。また、温水の流量は、流量計の一例である電磁流量計２４によって測定される。
【００２９】
蒸発器２０のシェル下部には、導管３２の一端が接続されている。導管３２の他端は、凝縮器１０の側壁に接続され、当該凝縮器１０内の散布管１１に連通している。導管３２の経路途中には、ポンプ３３が配置されており、このポンプ３３の駆動によって蒸発器２０内の液冷媒２２が導管３２を通じて散布管１１へ供給されるように構成されている。ポンプ３３は、図示せぬインバータを介して駆動されるようになっており、そのインバータによってポンプ吐出量が調整される。また、ポンプ３３と散布管１１との間の導管３２の経路途中には、液冷媒２２の流量をモニタする流量計３４が配置されており、そのモニタ結果に基づきポンプ吐出量をフィードバック制御することで、散布管１１への液冷媒２２の供給量を調整し得るように構成されている。
【００３０】
液冷媒２２が供給される凝縮器１０内の散布管１１には、例えばφ１．５ｍｍの孔が管軸方向に８ｍｍ間隔で設けられている。この孔を通じて、散布管１１に供給された液冷媒２２が、当該散布管１１の下方に位置する供試管４０に対して散布される。ここで、「散布」とは、液冷媒２２を霧状にして撒き散らすことをいう。なお、供試管４０に対しては、液冷媒２２を散布ではなく滴下してもよい。「滴下」とは、液冷媒２２を液滴の状態で落下させることをいう。液冷媒２２を散布するか滴下するかは、散布管１１に設ける孔の
大きさや当該散布管１１への液冷媒２２の供給量等を適宜設定することで、切り換えることが可能である。
【００３１】
＜凝縮性能評価方法＞
続いて、上述した構成の評価装置を用いて行う凝縮性能評価方法の手順、すなわち本実施形態の凝縮性能評価方法の手順を説明する。
【００３２】
本実施形態の凝縮性能評価方法は、少なくとも凝縮工程と評価工程を有する。これらの各工程を有していれば、これら以外の工程の有無は問わない。
【００３３】
（凝縮工程）
凝縮工程では、評価装置の凝縮器１０内に設置された供試管４０を用いて、蒸発器２０から配管３１を通じて送られてきた冷媒蒸気を実際に凝縮させる。ただし、このときの供試管４０による冷媒蒸気の凝縮は、当該冷媒蒸気の液状物である液冷媒２２を、散布管１１に設けられた孔から単管の状態の供試管４０に対して散布しながら行う。
【００３４】
例えば、凝縮工程の一具体例として、以下に述べる処理動作を行う。先ず、凝縮器１０内に単管の状態の供試管４０を設置し、系内を真空引きした後に、例えば液冷媒２２としてのＲ１３４ａを蒸発器２０内に封入する。次いで、凝縮器１０内の供試管４０に対して、例えば入口温度が３０℃となるように調整された冷却水を、流速が１．３ｍ／ｓとなるように流量を調整して通水する。さらに、ポンプ３３の駆動により蒸発器２０内のＲ１３４ａを散布管１１へ供給し、凝縮器１０内の供試管４０に対して、散布管１１からのＲ１３４ａの散布を行う。これにより、供試管４０は、散布されたＲ１３４ａによって管外面（伝熱面）が覆われ、冷媒蒸気の凝縮に寄与する部分が減少することになる。
【００３５】
散布管１１からＲ１３４ａを散布する際には、その散布量が所望量となるように、ポンプ吐出量の制御を通じて当該散布管１１へのＲ１３４ａの供給量を調整する。このように散布管１１からのＲ１３４ａの散布量をコントロールすることで、供試管４０を管群における中段あるいは下段に配置した状態を模擬的に作り出すことが可能になる。つまり、供試管４０が管群内のどの段に配置されるのを想定しているかによって、散布管１１からのＲ１３４ａの散布量を可変させるようにコントロールして、供試管４０の管外面を覆うＲ１３４ａの量を調整するのである。このことは、Ｒ１３４ａを散布ではなく滴下する場合についても全く同様である。なお、調整目標となる所望量の値、当該所望量と散布管１１へのＲ１３４ａの供給量との関係等については、構成すべき熱交換器の仕様、実験を通じて得られた経験則等に基づいて、予め定めておくことが考えられる。
【００３６】
その後は、蒸発器２０内の沸騰促進伝熱管２１に流す温水の温度および流量をコントロールしつつ、当該蒸発器２０内のＲ１３４ａを昇温、昇圧させる。そして、Ｒ１３４ａを昇温、昇圧させて得られる冷媒蒸気を、配管３１を通じて凝縮器１０内へ送出する。このとき、圧力計１４による圧力測定値を参照しながら、例えば冷媒蒸気の飽和温度が３５℃となるように、蒸発器２０内のＲ１３４ａに対する昇温、昇圧を調整する。
【００３７】
配管３１を通じて冷媒蒸気が送られてくると、凝縮器１０内では、供試管４０の管内を流れる冷却水によって当該供試管４０の管外面が飽和温度以下に冷やされ、当該供試管４０の管外面に接触した冷媒蒸気が凝縮され液状になる。ただし、このとき、供試管４０に対しては、散布管１１からのＲ１３４ａが散布されている。したがって、供試管４０は、管群における中段あるいは下段に配置した状態を模擬的に作り出したまま、すなわち想定されるイナンデーションの影響を反映させた状態で、冷媒蒸気の凝縮を行うことになる。
【００３８】
（評価工程）
評価工程では、凝縮工程において供試管４０が冷媒蒸気を凝縮する際の当該供試管４０の管外面における熱伝達率を測定する。そして、その熱伝達率の測定結果に基づき、供試管４０の凝縮性能を評価する。
【００３９】
熱伝達率の測定手法は、特に限定されることはなく、公知の手法を用いて行えばよい。そのため、ここでは、測定手法に関する詳細な説明を省略する。
【００４０】
凝縮性能の評価は、相対評価であってもよいし、絶対評価であってもよい。相対評価の場合、管外面形状の異なる複数の供試管４０について熱伝達率を測定し、それぞれの熱伝達率の測定結果を比較して、どの管外面形状の供試管４０における凝縮性能が優れているかを判断する。また、絶対評価の場合は、供試管４０の管外面における熱伝達率の測定結果を、予め設定されている基準値と比較し、その基準値によって特定される性能（条件）を満足するか否かを判断する。
【００４１】
このような凝縮性能の評価を様々な管外面形状を有する供試管４０について繰り返し行えば、凝縮性能の向上を実現する管外面形状、さらに詳しくはイナンデーションの影響による凝縮性能（熱伝達性能）の劣化を抑制できる管外面形状を、見出すことが可能になる。
【００４２】
＜凝縮器用伝熱管の構成＞
次に、上述した凝縮性能評価方法による凝縮性能評価を経て、管外面形状が定められる凝縮器用伝熱管について説明する。図２は、本実施形態で説明する凝縮器用伝熱管の管外面形状を示す斜視図である。
【００４３】
本実施形態で説明する凝縮器用伝熱管は、例えば銅製管材を加工して得られるもので、管本体４１の伝熱素面（加工前は平滑面である。）を加工することによって、以下に述べる管外面形状を有する。管本体４１の外周面に相当する管外面には、当該管外面の周方向（図中矢印参照）へ環状あるいは螺旋状に連続するフィン４２が、切削加工で鋤き起こされて隆起した状態に形成されている。フィン４２には、当該フィン４２の先端部４２ａから基端部４２ｂに向けて形成された谷状の切欠き部４３が、当該フィン４２の連続方向に沿って所定間隔で配されている。このような管外面形状を有することで、凝縮器用伝熱管の管外面には、その管軸方向に複数のフィン４２が所定ピッチで並び、隣り合うフィン４２同士の間に溝４４が配されることになる。
【００４４】
このような管外面形状を有する凝縮器用伝熱管は、ローレット掛けと切削を順次行うことによって制作することができる。ローレット掛けは、螺旋状に複数の刻み用突条を持ったロールを具備するローレット器を旋盤の刃物台に装着し、このローレット器とチャックに固定されて回転する管の表面とを当接させ、刃物台を親ねじに沿って移動させることによって行われる。これによって、管の表面には、所定のピッチで螺旋状に連続する間隔の小なる浅い溝が形成される。この浅い溝は、ローレット掛けによらずバイトによる切削などによっても製作できる。また、ローレット掛けにより管の表面に浅い溝が形成された後、この溝と交差する方向（例えば４５°）に切削が行われる。切削用のバイトは刃先形成が同じかやや異なるものが数本用意されそれぞれ複数の刃物台に装着され、多条ねじを形成する要領で回転する管の表面に当接される。このときの切削は、管の表面を切除することなく、鋤起的に変形させる切削が利用される。鋤起的な切削によって微細で深い溝を接近させた状態にすることが可能になる。この切削によって、管の表面には螺旋状に連続し間隔の小なる深い溝４４と、その溝４４によって隔離され先端からの深さが溝４４よりも浅いＶ字形をした切欠き部４３を持ったフィン４２が形成される。このフィン４２の先端部４２ａは切削前の管表面より上にあり、切削後の溝４４の深さはバイトの切込量よりも大きい。なお、上述の説明では、パイプ表面に螺旋状の溝を形成する場合を例に示したが
、平板表面に適用する場合には溝は螺旋状である必要はなく、例えば直線状に形成されていてもよい。
【００４５】
以上のような管外面形状を有する凝縮器用伝熱管においては、冷媒蒸気を凝縮する場合に、その凝縮によって管外面上に生成された液滴あるいは液滴が合体した液膜が、液の表面張力の作用あるいはこれに重力の作用が加わって、溝４４あるいは切欠き部４３の部分へ流れる。したがって、フィン４２の先端部４２ａの近傍における液膜は薄くなり、そこで冷媒蒸気の凝縮が激しく行われることになる。つまり、フィン４２の先端部４２ａの近傍には、液膜が滞留してしまうことがない。また、溝４４へ流れた液膜が切欠き部４３の底までの厚さになると、流れは切欠き部４３によって攪乱され、その結果液膜は破壊され隣りの溝４４にも流れる。その結果、管外面上の全体では、液膜が均一な薄い状態に保たれて、これにより良好な熱伝達性能が得られるのである。
【００４６】
また、本実施形態で説明する凝縮器用伝熱管は、上述した管外面形状を有することに加えて、管内面に螺旋状のリブ４５が設けられている。リブ４５の形成手法は、特に限定されることはなく、公知の手法を用いて行えばよい。そのため、ここでは、リブ４５の形成手法に関する詳細な説明を省略する。このようなリブ４５を管内面に有する凝縮器用伝熱管では、当該リブ４５がない場合に比べて、当該凝縮器用伝熱管と管内を流れる冷却水との間の熱伝達効率が向上する。したがって、冷却水との熱伝達効率向上を通じて、凝縮器用伝熱管における凝縮性能（熱伝達性能）の向上に寄与することになる。
【００４７】
＜凝縮器用伝熱管の評価例＞
次に、上述した管外面形状の凝縮器用伝熱管を評価対象である供試管とした場合の凝縮性能の評価結果の具体例を説明する。ここで説明する評価結果の具体例は、上述した凝縮性能評価方法の説明で例に挙げた条件にて評価を行って得られたものである。
【００４８】
図３は、本実施形態で評価対象となった供試管の詳細を示す説明図である。図中左から、フィンを形成した後 の管外径（Ｄｆ（ｍｍ））、フィン高さ（Ｈｆ（ｍｍ））、フィ
ンの間隔を示すフィンピッチ（Ｐｆ（ｍｍ））、フィン先端に設けられた切欠深さ（Ｄｃ（ｍｍ））、周方向のリブ数（Ｎ（個））、管内に設けられたリブ４５のリブ深さ（Ｄｒ（ｍｍ））、溝４４の管軸に対する角度であるリブ角度（β（°））を示す。
【００４９】
図中に示した実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１は、本実施形態による凝縮性能の評価結果が良好であった供試管の例である。これらの各供試管は、いずれも図２を用いて説明した管外面形状を有するものであるが、それぞれ寸法形状が互いに異なっている。また、図中には、評価結果が良好でなかったものについても、比較例Ｎｏ．１，Ｎｏ．２として併せて示している。
【００５０】
図４は、冷媒散布量と熱伝達率との関係を示す図である。この図によれば、実施例Ｎｏ．１，Ｎｏ．３の寸法形状であれば、比較例Ｎｏ．１の場合に比べて、液冷媒の散布量が増大しても熱伝達率の劣化を抑制できることが分かる。つまり、イナンデーションの影響による凝縮性能劣化が抑制可能である。これは、主として、フィン４２の高さ寸法の相違による影響によるものと考えられる。
【００５１】
図５は、管外面のフィンピッチと熱伝達率との関係を示す図であり、液冷媒の散布量が７．０ｋｇ／（ｍ・ｍｉｎ）のときの管外面の熱伝達率を纏めたものである。図中におけるプロットは、図中左から実施例Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５の場合をそれぞれ順に示している。この図によれば、実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５の各場合のように、フィンピッチは０．５〜０．７ｍｍの範囲内が好ましいことが分かる。ここで、フィンピッチとは、凝縮器用伝熱管の管軸方向にて隣り合うフィン４２同士の配置ピッチ
（図２中の記号Ｐｆ参照）のことをいう。つまり、イナンデーションの影響による凝縮性能劣化を抑制可能にするためには、管軸方向におけるフィン４２同士の配置ピッチを０．５〜０．７ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００５２】
図６は、管外面のフィン高さと熱伝達率との関係を示す図であり、液冷媒の散布量が７．０ｋｇ／（ｍ・ｍｉｎ）のときの管外面の熱伝達率を纏めたものである。図中におけるプロットは、図中左から比較例Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、実施例Ｎｏ．８、Ｎｏ．３、Ｎｏ．７、Ｎｏ．６の場合をそれぞれ順に示している。この図によれば、実施例Ｎｏ．８、Ｎｏ．３、Ｎｏ．７、Ｎｏ．６のフィン高さであれば、比較例Ｎｏ．１、Ｎｏ．２に比べて、良好な熱伝達率が得られることが分かる。つまり、イナンデーションの影響による凝縮性能劣化を抑制可能にするためには、管外面におけるフィン高さを、実施例Ｎｏ．８、Ｎｏ．３、Ｎｏ．７、Ｎｏ．６の各場合のように、０．８〜１．１ｍｍの範囲内とすることが好ましい。ここで、フィン高さとは、管外面に形成されたフィン４２の基端部４２ｂから先端部４２ａまでの形成高さ（図２中の記号Ｈｆ参照）のことをいう。
【００５３】
図７は、管外面のフィンにおける切欠深さと熱伝達率との関係を示す図であり、液冷媒の散布量が７．０ｋｇ／（ｍ・ｍｉｎ）のときの管外面の熱伝達率を纏めたものである。図中におけるプロットは、図中左から実施例Ｎｏ．１１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．９の場合をそれぞれ順に示している。この図によれば、切欠深さの影響は上述したフィンピッチ、フィン高さほど顕著ではないが、深くすることで性能が向上しており、実施例Ｎｏ．１１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．９の各場合のように、切欠深さを０．２５〜０．９ｍｍの範囲内とすることが好ましいことが分かる。ここで、切欠深さとは、管外面に形成されたフィン４２の先端部４２ａからの切欠き部４３の形成深さ（図２中の記号Ｄｃ参照）のことをいう。つまり、イナンデーションの影響による凝縮性能劣化を抑制可能にするためには、管外面のフィン４２における切欠き部４３の形成深さを０．２５〜０．９ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００５４】
フィンピッチ、フィン高さ、切欠深さについては、これらの全てを上述した数値範囲に収めることが考えられる。その場合において、切欠深さは、フィン４２に形成される切欠き部４３の形成深さなので、当該フィン４２におけるフィン高さを超える値とはならない。ただし、これらの全てを上述した数値範囲に収めるのではなく、フィンピッチ、フィン高さ、切欠深さの少なくとも一つについて上述した数値範囲に収めれば、これらの全てが当該数値範囲から外れている場合に比べて、良好な熱伝達率を得ることが可能である。
【００５５】
＜本実施形態の作用効果＞
以上に説明したように、本実施形態においては、液冷媒２２を滴下あるいは散布することによって、イナンデーションの影響を反映させた凝縮性能評価を行うことが可能となる。したがって、供試管４０の凝縮性能評価のために大掛かりな装置構成や多くのコスト等が必要になるのを回避しつつ、イナンデーションの影響による凝縮性能（熱伝達性能）の劣化を抑制できる管外面形状を見出すことができる。
【００５６】
また、本実施形態においては、単管の状態の供試管４０に対して、液冷媒２２を滴下あるいは散布する。したがって、多数本の管が並ぶ管群の状態で凝縮性能評価を行う場合とは異なり、評価（試験）装置が大掛かりなものとなったり、そのために多くのコストが必要となったりすることがない。つまり、大掛かりな構成や多くのコスト等を要することなく、イナンデーションの影響を反映させた伝熱管の凝縮性能評価を行うことができる。なお、装置構成の簡素化やコスト低減等のためには供試管４０が単管の状態であることが望ましいが、例えば２〜３本といった少数本の供試管４０を並べて設置した場合であっても、多数本の管が並ぶ管群の場合に比べると装置構成の簡素化やコスト低減等の実現が可能である。
【００５７】
さらに、本実施形態においては、供試管４０に対する液冷媒２２の滴下あるいは散布にあたり、その滴下量あるいは散布量が所望量となるようにコントロールするので、供試管４０が管群内のどの段に配置される場合であっても、その配置状態を模擬的に作り出すことができる。このことは、供試管４０が管群内のどの段に配置されても、その配置状態におけるイナンデーションの影響を的確に反映させつつ、供試管４０の凝縮性能評価を行えることを意味する。つまり、滴下量あるいは散布量をコントロール可能にすることで、凝縮性能評価の適用対象についての汎用性や柔軟性等を十分に確保することができる。
【００５８】
また、本実施形態で説明した凝縮性能評価を経て凝縮器用伝熱管の管外面形状を定めれば、その凝縮器用伝熱管は、イナンデーションの影響による凝縮性能劣化を確実に抑制可能なものとなる。つまり、本実施形態で得られる凝縮器用伝熱管では、その管外面におけるフィン４２および切欠き部４３が、当該凝縮器用伝熱管に対して液冷媒２２を滴下あるいは散布しながら当該凝縮器用伝熱管の管外面で冷媒蒸気を凝縮して得られた凝縮性能の評価結果に基づき決定された寸法形状を有しているので、イナンデーションの影響による凝縮性能劣化を確実に抑制でき、イナンデーションの影響を考慮しない場合に比べ、凝縮器用伝熱管の更なる凝縮性能向上が期待される。したがって、その凝縮器用伝熱管を凝縮器に組み込んで熱交換器を構成すれば、当該熱交換器の高性能化や小型化等に寄与できる。
【００５９】
さらに、凝縮器用伝熱管の管外面形状を、本実施形態で説明したフィンピッチ、フィン高さ、切欠深さとし、また本実施形態で説明したように凝縮器用伝熱管の管内面にリブ４５を形成すれば、その凝縮器用伝熱管については、本実施形態で説明した構成以外のものに比べて、凝縮性能（熱伝達性能）が確実に向上することになる。つまり、本実施形態によれば、イナンデーションに対して非常に有効な凝縮器用伝熱管を提供することができ、これによって熱交換器の高性能化、小型化等を確実に達成することが可能になる。
【００６０】
なお、本実施形態における開示内容は、本発明の好適な実施具体例を例示するものに過ぎない。すなわち、本発明の技術的範囲が本実施形態の内容に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して構わない。特に、本実施形態中で例示した具体的な数値や材料等については、これに限定されることはなく、適宜改変を加えて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１１…凝縮器、１１…散布管、２０…蒸発器、２１…沸騰促進伝熱管、２２…液冷媒、３２…導管、３３…ポンプ、３４…流量計、４０…供試管、４１…管本体、４２…フィン、４２ａ…先端部、４２ｂ…基端部、４３…切欠き部、４４…溝、４５…リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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