(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱管内を１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる非共沸混合冷媒を凝縮せしめる方法であって、
管内面に、管軸に対して２５〜４０°の捻れ角と０．２０〜０．３５ｍｍの深さとを有する第一の溝が、管軸方向に連続して延びるように複数形成されると共に、該第一の溝の捻れ角に対して±５°の範囲内の大きさの捻れ角と、該第一の溝の深さに対して±０．０５ｍｍの範囲内の深さとを有する第二の溝が、該第一の溝と交差しつつ、管軸方向に連続して延びるように複数形成されて、それら複数の第一の溝と第二の溝のうち、周方向に隣り合う二つの第一の溝と二つの第二の溝とにて囲まれてなる突起が、０．１５〜０．４０ｍｍの高さと、該第一及び第二の溝のそれぞれの幅よりも小さい長さの四つの底辺を有する四角錐台形状をもって、該第一の溝と該第二の溝を介して千鳥状に、相互に独立して、多数形成されてなる凝縮促進型伝熱管を用い、前記非共沸混合冷媒を、かかる凝縮促進型伝熱管内に前記低冷媒質量速度の下に流通せしめつつ、該凝縮促進型伝熱管の管外面から冷却することにより、凝縮せしめるようにしたことを特徴とする非共沸混合冷媒の凝縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、凝縮促進型伝熱管及び非共沸混合冷媒の凝縮方法に係り、特に、管内を１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる非共沸混合冷媒を凝縮せしめる凝縮器に好適に用いられる凝縮促進型伝熱管と、かかる低冷媒質量速度で、伝熱管内を流通せしめられる非共沸混合冷媒を有利に凝縮せしめ得る凝縮方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来から、ルームエアコンやパッケージエアコン等の如き空調用熱交換器に組み込まれる凝縮促進型伝熱管の一種として、管内面に多数の溝が設けられてなる、所謂、内面溝付伝熱管が、用いられてきている。そして、一般に、この内面溝付伝熱管は、管内面に形成される溝の形態によって、幾つかの種類に分かれており、例えば、特開平７−１２４８３号公報等に示される如き、多数の螺旋溝が管軸方向に連続して延びるように形成されてなる螺旋溝付伝熱管や、特開平９−２６２７９号公報等に開示されるような、Ｖ字状を呈する多数の溝が管軸方向に配列されてなる松葉溝付伝熱管、或いは、特開平３−２３４３０２号公報等に明らかにされる如き、螺旋溝からなる多数の主溝と、該多数の主溝に対して交差して延びる多数の副溝とが形成されてなるクロス溝付伝熱管等が、代表的なものとして、知られている。
【０００３】
ところで、上述の如き空調用熱交換器においては、その冷媒として、従来、ＨＣＦＣ−２２やＨＣＦＣ−１２等の単一冷媒が一般に用いられていたが、近年では、環境保全等の観点から、それらの単一冷媒に代えて、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５とＨＦＣ−１３４ａをそれぞれ所定の割合にて混合してなる冷媒や、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５を混合した冷媒等、所謂、非共沸混合冷媒が多く用いられるようになってきている。このため、最近の空調用熱交換器における凝縮促進型伝熱管には、冷媒として、非共沸混合冷媒を用いた場合にあっても、優れた凝縮性能が発揮され得るようになっていることが求められているのである。
【０００４】
かかる状況下、特開平８−７５３８４号公報には、非共沸混合冷媒を用いた空調用熱交換器の凝縮促進型伝熱管として、前述せる如き内面溝付伝熱管のうち、クロス溝付伝熱管が、有利に用いられ、非共沸混合冷媒に対して、高い凝縮熱伝達率が得られることが、明らかにされている。
【０００５】
ところが、本発明者等が、そのような開示事項を検証すべく、前記公報に開示された構造を有するクロス溝付伝熱管を用いて、公知の凝縮性能試験を行ったところ、冷媒質量速度が１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度域となると、管内を流通せしめられる非共沸混合冷媒に対する撹拌作用が十分に得られなくなって、管内面に、非共沸混合冷媒特有の濃度境界層が形成され、それによって、管内凝縮熱伝達率が著しく低下してしまうことが明らかとなったのである。そして、このことから、従来のクロス溝付伝熱管が組み込まれた空調器用熱交換器では、最も運転時間の長い中間能力運転域において、凝縮能力の極端な低下が惹起されることも、判明したのである。
【０００６】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、非共沸混合冷媒が、管内を、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる際における管内凝縮熱伝達率の低下が可及的に抑制され得、以て、空調機用熱交換器の中間能力運転域における凝縮能力を有利に高め得る凝縮促進型伝熱管を提供することにある。また、本発明にあっては、伝熱管内を、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる非共沸混合冷媒を効率的に凝縮せしめることが出来る、非共沸混合冷媒の凝縮方法を提供することを、その第二の解決課題とするものである。
【０００７】
【解決手段】
そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、管内を１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる非共沸混合冷媒を凝縮せしめるための凝縮促進型伝熱管において、管内面に、管軸に対して２０〜４０°の捻れ角と０．２０〜０．３５ｍｍの深さとを有する第一の溝が、管軸方向に連続して延びるように複数形成されると共に、該第一の溝の捻れ角に対して±５°の範囲内の大きさの捻れ角と、該第一の溝の深さに対して±０．０５ｍｍの範囲内の深さとを有する第二の溝が、該第一の溝と交差しつつ、管軸方向に連続して延びるように複数形成されて、それら複数の第一の溝と第二の溝のうち、周方向に隣り合う二つの第一の溝と二つの第二の溝とにて囲まれてなる突起が、０．１５〜０．４０ｍｍの高さと、該第一及び第二の溝のそれぞれの幅よりも小さい長さの四つの底辺を有する四角錐台形状をもって、該第一の溝と該第二の溝を介して千鳥状に、相互に独立して、多数形成されていることを特徴とする凝縮促進型伝熱管を、その要旨とするものである。
【０００８】
すなわち、この本発明に従う凝縮促進型伝熱管にあっては、管内面に、第一の溝と第二の溝とが、略同一の深さと、管軸に対する略同一の大きさの捻れ角とをもって、互いに交差しつつ、管軸方向に連続して延びるように、それぞれ複数形成されていることによって、四角錐台形状を呈する所定高さの突起が、管内面に、千鳥状に配置された状態で、相互に独立して、多数形成されているところから、多数の突起の間を流通せしめられる非共沸混合冷媒が、第一の溝と第二の溝に沿って、それぞれバランス良く流動せしめられつつ、それら多数の突起に衝突して、乱流が効果的に促進され得るのであり、また、そのような多数の突起間を流通せしめられる非共沸混合冷媒において、第一の溝と第二の溝に沿って流通せしめられる冷媒と、突起の斜面や斜辺に沿って流通せしめられる冷媒との間に、速度分布が生じ、それによっても、非共沸混合冷媒の乱流促進が、より有効に図られ得るのである。
【０００９】
しかも、本発明に係る凝縮促進型伝熱管においては、特に、四角錐台形状を呈する突起の高さが０．１５〜０．４０ｍｍの範囲とされると共に、かかる突起の四つの底辺が、何れも、第一溝と第二の溝の幅よりも小さくされているため、突起の一つ一つが、非共沸混合冷媒の突起との衝突による乱流促進を生じさせるのに十分な大きさを確保した上で、可及的に小さく為されており、それによって、各突起の間を流通せしめられる非共沸混合冷媒の、各突起との衝突による流速の低下が可及的に抑えられ得て、かかる非共沸混合冷媒の突起との衝突による乱流促進が、更に助長せしめられ得ることとなる。
【００１０】
それ故、このような凝縮促進型伝熱管においては、四角錐台形状を呈する多数の突起が形成されていることにより得られる非共沸混合冷媒の乱流促進作用と、そのような突起の一つ一つが比較的に小さくされていることにより得られる乱流促進の助長作用とが相俟って、たとえ、管内を流通せしめられる非共沸混合冷媒の質量速度が小さい場合にあっても、かかる非共沸混合冷媒の乱流促進が、従来のクロス溝付伝熱管に比して、より有効に図られ得ることとなり、それによって、各突起間を流通せしめられる非共沸混合冷媒が十分に撹拌され得て、非共沸混合冷媒特有の濃度境界層の形成が効果的に抑制され得るのである。
【００１１】
従って、かくの如き本発明に従う凝縮促進型伝熱管にあっては、非共沸混合冷媒が、管内を、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる際における管内凝縮熱伝達率の低下が可及的に抑制され得、それによって、空調機用熱交換器の中間能力運転域における凝縮能力を有利に高め得るのであり、その結果として、空調機用熱交換器のエネルギー消費量の低減に大きく寄与せしめ得ることとなるのである。
【００１２】
また、本発明にあっては、前述せる第二の技術的課題を解決するために、伝熱管内を１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる非共沸混合冷媒を凝縮せしめる方法であって、管内面に、管軸に対して２０〜４０°の捻れ角と０．２０〜０．３５ｍｍの深さとを有する第一の溝が、管軸方向に連続して延びるように複数形成されると共に、該第一の溝の捻れ角に対して±５°の範囲内の大きさの捻れ角と、該第一の溝の深さに対して±０．０５ｍｍの範囲内の深さとを有する第二の溝が、該第一の溝と交差しつつ、管軸方向に連続して延びるように複数形成されて、それら複数の第一の溝と第二の溝のうち、周方向に隣り合う二つの第一の溝と二つの第二の溝とにて囲まれてなる突起が、０．１５〜０．４０ｍｍの高さと、該第一及び第二の溝のそれぞれの幅よりも小さい長さの四つの底辺を有する四角錐台形状をもって、該第一の溝と該第二の溝を介して千鳥状に、相互に独立して、多数形成されてなる凝縮促進型伝熱管を用い、前記非共沸混合冷媒を、かかる凝縮促進型伝熱管内に前記低冷媒質量速度の下に流通せしめつつ、該凝縮促進型伝熱管の管外面から冷却することにより、凝縮せしめるようにしたことを特徴とする非共沸混合冷媒の凝縮方法をも、その要旨とするものである。
【００１３】
要するに、この本発明に従う非共沸混合冷媒の凝縮方法は、非共沸混合冷媒が、管内を、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる際における管内凝縮熱伝達率の低下を可及的に抑制せしめ得るといった、前述せる如き優れた特徴を発揮する凝縮促進型伝熱管を用いて、非共沸混合冷媒の凝縮を行うようにしたものである。
【００１４】
従って、このような本発明に従う非共沸混合冷媒の凝縮方法によれば、伝熱管内を、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる非共沸混合冷媒を効率的に凝縮せしめることが出来、それによって、空調機用熱交換器の中間能力運転域における凝縮能力の向上と、それに伴う空調機用熱交換器のエネルギー消費量の大幅な低減とを、有利に実現せしめ得ることが可能となるのである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に明らかにするために、本発明に係る凝縮促進型伝熱管と非共沸混合冷媒の凝縮方法の具体的な構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１６】
先ず、図１には、本発明に従う構造を有する凝縮促進型伝熱管の一例が、それを管軸方向に切断して展開した状態において、概略的に示されている。かかる図１からも明らかなように、本実施形態の凝縮促進型伝熱管においては、その内面に、管軸方向に向かって螺旋状に連続して延びる第一の溝１０と第二の溝１２とが、互い交差する状態で、それぞれ複数設けられると共に、多数の突起１４が、相互に独立して形成されて、成っている。
【００１７】
なお、この凝縮促進型伝熱管は、図示されてはいないものの、非共沸混合冷媒の流通路を管内部に形成し得るように、円形や楕円形、扁平な長円形等の適当な断面形状を呈する中空管体構造において、構成されるものであり、また、その構成材料として、要求される凝縮性能や採用される冷媒の種類等に応じて、例えば、銅や銅合金、アルミニウム合金等の適当な金属材が、適宜に用いられて、形成されるものである。更に、かかる凝縮促進型伝熱管は、例えば、連続する一本の素管内に、所定のプラグを回転可能に挿入した状態で、該素管を管軸方向に引抜き移動せしめることにより、該プラグを回転せしめつつ、該素管内面に、該プラグの外周面に設けられた突条に対応した溝を形成し得るように構成されてなる、従来と同様な構造の転造加工装置を用いた、公知の転造加工を行なうことによって、容易に製造される。なお、このような転造加工方法にて、目的とする凝縮促進型伝熱管を得る際には、好ましくは、外周面に、前記第一の溝１０の管軸に対する捻れ角に対応した捻れ角を有する第一の突条が設けられた第一のプラグと、外周面に、前記第二の溝１２の管軸に対応する捻れ角に対応した捻れ角を有する第二の突条が形成された第二のプラグとが、軸方向に直列に並んで、それぞれ回転可能に連結されてなる構造のプラグが、前記素管内において、第一のプラグが該素管の引抜き方向の前方側に位置するように挿入されて、用いられることとなる。
【００１８】
そして、図１からも明らかなように、複数の第一の溝１０と第二の溝１２は、何れも、管軸に対して直角な断面において、底部に向かうに従って次第に狭幅となる略台形形状とされていると共に、管軸に関して互いに対称となる状態で、該管軸に対してそれぞれ傾斜し、且つ該管軸の延出方向に向かって螺旋状に連続して延びる形態とされているのである。
【００１９】
かくして、凝縮促進型伝熱管の内面に、複数の第一の溝１０と第二の溝１２とが、互いに交差して延びるように形成されており、また、前記相互に独立した多数の突起１４が、複数の第一の溝１０と第二の溝１２のうち、周方向に隣り合う二つの第一の溝１０，１０と二つの第二の溝１２，１２とにて囲まれてなる四角錐台形状をもって、第一の溝１０と第二の溝１２を介して千鳥状に配置された状態で、形成されている。
【００２０】
そして、ここでは、特に、互いに交差して延びる第一及び第二の溝１０，１２において、伝熱管の周方向隣り合う第一の溝１０同士の間隔と第二の溝１２同士の間隔が、それぞれ、第一の溝１０の底部の幅：Ｗ1 と第二の溝１２の底部の幅：Ｗ2 よりも小さくされており、以て、それら第一の溝１０と第二の溝１２とにて形成される四角錐台形状の突起１４の四つの底辺の長さが、何れも、第一の溝１０の底部の幅：Ｗ1 及び第二の溝１２の底部の幅：Ｗ2 よりも小さく為されている。
【００２１】
これによって、本実施形態の凝縮促進型伝熱管にあっては、非共沸混合冷媒が、管内部を、複数の第一の溝１０と第二の溝１２に沿ってスムーズに流通せしめられる一方で、四角錐台形状を呈する多数の突起１４に衝突せしめられて、かかる非共沸混合冷媒の乱流が促進されるようになっているのである。
【００２２】
なお、かかる凝縮促進型伝熱管においては、前述せる如く、管軸方向に向かって螺旋状に延びる第一の溝１０と第二の溝１２とが、管軸に関して互いに対称となるように延出せしめられており、換言すれば、螺旋溝からなる第一の溝１０の管軸に対する捻れ角（リード角）：αと、同じく螺旋溝からなる第二の溝１２の管軸に対する捻れ角（リード角）：βとが同一の大きさとされているが、第二の溝１２の捻れ角：βが、第一の溝１０の捻れ角：αに対して±５°の範囲内の大きさとされている必要がある。つまり、第一の溝１０の捻れ角：αと第二の溝１２の捻れ角：βとの差が５°以内とされていなければならないのである。何故なら、第一の溝１０の捻れ角：αと第二の溝１２の捻れ角：βとの差が５°よりも大きくされる場合には、それらの捻れ角の差が大きくなり過ぎて、管内を流通せしめられる非共沸混合冷媒が、第一の溝１０と第二の溝１２のうち、捻れ角の小さな方の溝に沿って、より多く流通せしめられることとなって、第一の溝１０と第二の溝１２に沿った非共沸混合冷媒の流通量のバランスが崩れてしまい、それによって、かかる非共沸混合冷媒の前記多数の突起１４への衝突による乱流促進作用が低下せしめられることとなるからである。
【００２３】
また、第二の溝１２の捻れ角：βの大きさの基準となる第一の溝１０の捻れ角：αの大きさは、２０〜４０°とされることとなる。第一の溝１０の管軸に対する捻れ角：αが２０°未満の場合には、それら第一及び第二の溝１０，１２にて形成される突起１４の底部の対向する二つの角部の角度が小さくなり過ぎて、それらの角部に衝突せしめられる非共沸混合冷媒の乱流が十分に促進され得なくなってしまうからであり、また、管軸に対する捻れ角が４０°を越えるような螺旋溝は、容易には形成され得ないため、かかる第一の溝１０の捻れ角：αが４０°を越える場合には、該第一の溝１０、ひいては凝縮促進型伝熱管の製造が困難となるからである。
【００２４】
さらに、第二の溝１２の深さ：Ｄ2 も、第一の溝１０の深さ：Ｄ1 に対して±０．０５ｍｍの範囲内となるような略同一の寸法とされている必要がある。かかる第二の溝１２の深さ：Ｄ2 が、第一の溝１０の深さ：Ｄ1 に対して±０．０５ｍｍを越えた寸法とされる場合には、それら第一の溝１０と第二の溝１２のそれぞれの管軸に対する捻れ角の差が大きくされた場合と同様に、伝熱管内部において、非共沸混合冷媒が、第一の溝１０と第二の溝１２のうち、深さの深い方の溝に沿って、より多く流通せしめられることとなって、第一の溝１０と第二の溝１２に沿った非共沸混合冷媒の流通量のバランスが崩れてしまい、それによって、非共沸混合冷媒の前記多数の突起１４への衝突による乱流促進作用が低下せしめられるようになる。
【００２５】
また、第二の溝１２の深さ：Ｄ2 の基準となる第一の溝１０の深さ：Ｄ1 は、０．２０〜０．３５ｍｍとされる。けだし、第一の溝１０の深さ：Ｄ1 が０．２０ｍｍ未満である場合には、第一の溝１０と第二の溝１２とにて形成される突起１４の高さが低くなり過ぎて、突起１４が、伝熱管内部を流通せしめられる非共沸混合冷媒と衝突する障害物としての機能を果たし得なくなってしまい、それによって、非共沸混合冷媒の突起１４への衝突による乱流促進を十分に図ることが出来なくなるからであり、また、限られた肉厚を有する伝熱管の内面には、０．３５ｍｍを越える深さの溝が、容易には形成され得ないため、かかる第一の溝１０の深さ：Ｄ1 を越える場合には、該第一の溝１０、ひいては凝縮促進型伝熱管の製造が困難となるからである。
【００２６】
一方、第一の溝１０と第二の溝１２とにて形成される突起１４は、その高さ：ｈが、第一及び第二の溝１０，１２のそれぞれの深さに依存せしめられることとなるが、ここでは、かかる突起１４の高さ：ｈが、０，１５〜０．４０ｍｍの範囲内とされることとなる。この突起１４の高さ：ｈが、０．１５ｍｍを下回る場合には、第一及び第二の溝１０，１２の深さが浅すぎる場合と同様に、突起１４が、低過ぎて、非共沸混合冷媒と衝突する障害物としての機能を失ってしまい、それによって、非共沸混合冷媒の突起１４への衝突による乱流促進作用が低下してしまうからであり、また、０．４０ｍｍを越える大きな高さの突起１４を形成するためには、第一及び第二の溝１０，１２の深さを、上述の如き範囲を超えて、過剰に深くしなければならなくなり、その場合には、突起１４、ひいては凝縮促進型伝熱管の製造が困難となるようになる。
【００２７】
そして、このような構造とされた本実施形態の凝縮促進型伝熱管は、従来と同様に、例えば、水平方向に延びるように配置された状態で、管外にアルミニウム製の放熱フィンが拡管装着せしめられることにより、ルームエアコンやパッケージエアコン等の如き空調用熱交換器の凝縮器として構成され、また、この凝縮器において、非共沸混合冷媒、例えば、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５とＨＦＣ−１３４ａをそれぞれ所定の割合にて混合してなる冷媒や、ＨＦＣ−３２とＨＦＣ−１２５フを混合した冷媒等を凝縮せしめられるのに使用されることとなる。
【００２８】
つまり、凝縮器として構成された凝縮促進型伝熱管内に、非共沸混合冷媒を、前述の如く、複数の第一の溝１０と第二の溝１２に沿って流通せしめて、それら第一及び第二の溝１０，１２にて形成される多数の突起１４に衝突させることにより、かかる非共沸混合冷媒の乱流を促進する。そして、その一方で、伝熱管の外部に流動せしめられて、管外面に接触する冷却用空気や冷却水等にて、乱流が促進された非共沸混合冷媒を冷却して、凝縮するのである。
【００２９】
このように、本実施形態の凝縮促進型伝熱管においては、内面に、非共沸混合冷媒がバランス良く流通せしめられるように構成された複数の第一の溝１０と第二の溝１２とが、互いに交差しつつ、管軸方向に連続して延びるように形成されていることにより、四角錐台形状の多数の突起１４が、千鳥状に配置された状態で、相互に独立して、形成されているところから、管内を流通せしめられる非共沸混合冷媒が、それら多数の突起１４に衝突して、乱流が効果的に促進され得るのであり、また、かかる非共沸混合冷媒において、第一の溝１０と第二の溝１２に沿って流通せしめられる冷媒と、突起１４の斜面や斜辺に沿って流通せしめられる冷媒との間に速度分布が生じ、それによっても、非共沸混合冷媒の乱流促進が、より有効に図られ得ることとなる。
【００３０】
加えて、かかる凝縮促進型伝熱管においては、各突起１４が、管内を流通せしめられる非共沸混合冷媒の障害物として十分に機能し得る最低限の高さを確保しつつ、四つの底辺の長さが第一及び第二の溝１０，１２の底部側の幅よりも小さくされていることにより、全体の大きさが可及的に小さくされ、それによって、管内を流通せしめられる非共沸混合冷媒の、各突起１４との衝突による流速の低下が可及的に抑えられ得て、かかる非共沸混合冷媒の突起１４との衝突による乱流促進が、更に助長せしめられ得るのである。
【００３１】
それ故、本実施形態においては、非共沸混合冷媒が、管内を低冷媒質量速度域で流通せしめられる場合にあっても、そのような非共沸混合冷媒の乱流促進が、従来管に比して、より有効に図られ得て、管内を流通せしめられる非共沸混合冷媒が、更に一層十分に撹拌され得ることとなり、以て非共沸混合冷媒特有の濃度境界層の形成が効果的に抑制され得ることとなる。
【００３２】
従って、このような本実施形態の凝縮促進型伝熱管にあっては、非共沸混合冷媒が、管内を、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる際における管内凝縮熱伝達率の低下が可及的に抑制され得るのである。そして、その結果、かかる凝縮促進型伝熱管にて構成された凝縮器が組み付けられてなる空調機用熱交換器の中間能力運転域における凝縮能力を有利に高め得て、そのエネルギー消費量を大幅に低減せしめることが出来るのである。
【００３３】
因みに、本発明に従う構造を有する凝縮促進型伝熱管が、上述の如き優れた特徴を発揮するものであることを確認するために、本発明者等が行った、かかる凝縮促進型伝熱管の評価試験について、以下に示す。
【００３４】
すなわち、先ず、複数の第一の溝と第二の溝とが、管軸方向に向かって螺旋状に連続し、且つ互いに交差して延びる形態をもって管内面に形成されることにより、四角錐台形状の多数の突起が、千鳥状に配置された状態で、相互に独立して形成されると共に、下記表１に示されるような寸法諸元を有して構成されてなる、本発明に従う構造とされた４種類の凝縮促進型伝熱管（実施例１〜実施例４）を形成して、準備した。また、比較のために、管内面に、第一の溝のみが多数設けられてなる従来の螺旋溝付伝熱管（比較例１）と、第一の溝と第二の溝とが設けられるものの、第一の溝の管軸に対する捻れ角が本発明の範囲外とされ、且つ突起の底辺の長さが第一及び第二の溝の底部の幅よりも大きくされたクロス溝付伝熱管（比較例２）と、管内面に、Ｖ字形状を呈する溝（表１には、第一の溝として示した）が多数形成されてなる従来の松葉溝付伝熱管（比較例３）とを、それぞれ、下記表１に示されるような寸法諸元をもって形成して、準備した。
【００３５】
なお、これら準備された７種類の凝縮促進型伝熱管（実施例１〜４及び比較例１〜３）は、全て、銅材質のものとした。また、下記表１において、リード角は、第一の溝又は第二の溝の管軸に対する捩じれ角の大きさを示し、条数は、第一の溝又は第二の溝の１周当たりの条数、即ち、管軸に垂直な断面において、その端面に形成される第一の溝又は第二の溝の数を示す。
【００３６】
【表１】
0003771433.tif 000002
【００３７】
次いで、それら準備された７種類の凝縮促進型伝熱管（実施例１〜４及び比較例１〜３）と、従来より公知の伝熱性能試験装置と、冷媒としてＲ−４０７Ｃ（２３ｍａｓｓ％ＨＦＣ−３２／２５ｍａｓｓ％ＨＦＣ−１２５／５２ｍａｓｓ％ＨＦＣ−１３４ａ）とを用い、かかる伝熱性能試験装置の試験セクションに対して、各種伝熱管を単管で組み付けて、図２に示される如き冷媒の流通下で、下記表２に示される試験条件により、凝縮性能試験を、公知の方法に従って実施し、各種伝熱管における非共沸混合冷媒の質量速度に応じた管内凝縮熱伝達率を測定した。そして、かくして得られた、それぞれの伝熱管の冷媒質量速度に応じた管内凝縮熱伝達率の測定値のうち、第一の溝と第二の溝とが互いに交差するように設けられた従来のクロス溝付伝熱管（比較例２）の、冷媒質量速度を５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）とした際の管内凝縮熱伝達率を基準（＝１．０）として、各凝縮促進型伝熱管（実施例１〜４及び比較例１〜３）における冷媒質量速度に応じた管内凝縮熱伝達率の、該基準となる管内凝縮熱伝達率に対する比率を、それぞれ求めた。その結果から得られた、各凝縮促進型伝熱管（実施例１〜４及び比較例１〜３）の管内凝縮熱伝達率比と冷媒質量速度との関係を、図３に示した。なお、凝縮性能試験における試験区間長さは、４ｍとした。
【００３８】
【表２】
0003771433.tif 000003
【００３９】
図３に示される結果から明らかなように、本発明に従う構造を有する４種類の凝縮促進型伝熱管（実施例１〜４）にあっては、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度域における管内凝縮熱伝達率比が、２００ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）程度の中間冷媒質量速度域における管内凝縮熱伝達率比に比して、それほど大きな変化が見られない。これに対して、従来の一般的なクロス溝付伝熱管（比較例２）と螺旋溝付伝熱管（比較例１）と松葉溝付伝熱管（比較例３）においては、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度域における管内凝縮熱伝達率比が、冷媒質量速度が小さくなる従って、２００ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）程度の中間冷媒質量速度域における管内凝縮熱伝達率比に比べて、大幅に低減せしめられることとなる。
【００４０】
このことから、本発明に従う構造を有する凝縮促進型伝熱管（実施例１〜４）においては、従来の凝縮促進型伝熱管とは異なり、非共沸混合冷媒が、管内を１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる際における管内凝縮熱伝達率の低下が、可及的に抑制され得ることが明確に認識され得るのである。
【００４１】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものである。そして、そのような実施形態が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に従う凝縮促進型伝熱管にあっては、非共沸混合冷媒が、管内を、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる際における管内凝縮熱伝達率の低下が可及的に抑制され得るのであり、それによって、空調機用熱交換器の中間能力運転域における凝縮能力を有利に高め得て、該空調機用熱交換器のエネルギー消費量を大幅に低減せしめることが出来るのである。
【００４３】
また、本発明に従う非共沸混合冷媒の凝縮方法によれば、伝熱管内を、１５０ｋｇ／（ｍ2 ・ｓ）以下の低冷媒質量速度で流通せしめられる非共沸混合冷媒を効率的に凝縮せしめることが出来、それによって、空調機用熱交換器の中間能力運転域における凝縮能力の向上と、それに伴う空調機用熱交換器のエネルギー消費量の大幅な低減とを、有利に実現せしめ得ることが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う凝縮促進型伝熱管の一例の展開説明図である。
【図２】実施例又は比較例としての各種凝縮促進型伝熱管の凝縮時の伝熱性能を測定する試験装置における冷媒の流通状態を示す説明図である。
【図３】実施例及び比較例としての各種凝縮促進型伝熱管について、それぞれのものにおける管内凝縮熱伝達率と冷媒質量速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  第一の溝
１２  第二の溝
１４  突起
【図１】
0003771433.tif 000004
【図２】
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【図３】
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