JP2009257608A - Fin tube, heat exchanger, and manufacturing method of fin tube - Google Patents

Fin tube, heat exchanger, and manufacturing method of fin tube Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fin tube having high durability and achieving high heat exchanging efficiency. <P>SOLUTION: This fin tube FT1 comprising a metallic tubular body 1, and a metallic fin 2 disposed at an outer circumference of the tubular body 1, further comprises a coating layer 3 made of an anticorrosive material, covering an outer peripheral face of the tubular body 1, and disposed in a state that at least a part of a metallic face of the fin is exposed to the external, the tubular body 1 and the fin 2 are kept into contact with each other without through the coating layer 3, or integrally connected with each other. Preferably, the fins 2 are provided with through-holes 22 in which a part of the coating layer 3 enters, and parts 30 adjacent to each other through each fin 2, of the coating layer 3 are integrally connected through the part entering into the through-hole 22. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱交換に用いられるフィンチューブ、これを備えた熱交換器、およびフィンチューブの製造方法に関する。   The present invention relates to a fin tube used for heat exchange, a heat exchanger provided with the fin tube, and a method for manufacturing the fin tube.

従来のフィンチューブの具体例として、特許文献1,2に記載されたものがある。特許文献1に記載されたフィンチューブは、金属製の管体に金属製の複数のフィンが外嵌装着され、かつこれら管体および各フィンの外面の全体が樹脂コーティングされた構成を有している。このような構成によれば、管体や各フィンが比較的腐食し易い金属製であっても、それらの腐食を防止し、耐久性を高めることができる。   Specific examples of conventional fin tubes include those described in Patent Documents 1 and 2. The fin tube described in Patent Document 1 has a configuration in which a plurality of metal fins are externally attached to a metal tube body, and the entire outer surface of the tube body and each fin is resin-coated. Yes. According to such a configuration, even if the pipe body and the fins are made of a metal that is relatively easily corroded, the corrosion can be prevented and the durability can be enhanced.

一方、特許文献2に記載されたフィンチューブは、金属製の管体に螺旋状の金属製のフィンが装着されている。ただし、前記管体の外周面の全体には、樹脂コーティング層が形成されており、この樹脂コーティング層に前記フィンの内周部分が食い込んでいる。このような構成によれば、管体に対するフィンの取り付けが容易となる。また、管体の外周面には樹脂コーティング層が形成されているために、この管体が容易に腐食することも防止することができる。   On the other hand, in the fin tube described in Patent Document 2, a spiral metal fin is attached to a metal tube. However, a resin coating layer is formed on the entire outer peripheral surface of the tubular body, and the inner peripheral portion of the fins bites into the resin coating layer. According to such a configuration, the fin can be easily attached to the tubular body. In addition, since the resin coating layer is formed on the outer peripheral surface of the tubular body, it is possible to prevent the tubular body from being easily corroded.

しかしながら、前記した従来技術においては、次に述べるように、改善すべき点があった。   However, in the above-described prior art, there is a point to be improved as described below.

すなわち、特許文献1に記載されたフィンチューブにおいては、管体および各フィンの外面の全体が樹脂コーティング層によって覆われているために、このフィンチューブを用いて熱交換を行なう場合、フィンチューブの外部に存在する熱媒体を前記管体や各フィンの外面(金属面)に直接接触させることができない。したがって、前記熱媒体とフィンチューブとの間の熱伝達率が低く、熱交換効率も低いものとなる不具合がある。とくに、樹脂コーティング層は熱伝導率が低いために、前記不具合は一層顕著である。   That is, in the fin tube described in Patent Document 1, since the entire outer surface of the tube body and each fin is covered with the resin coating layer, when heat exchange is performed using this fin tube, The heat medium existing outside cannot be brought into direct contact with the outer surface (metal surface) of the tube body or each fin. Therefore, there is a problem that the heat transfer coefficient between the heat medium and the fin tube is low and the heat exchange efficiency is low. In particular, since the resin coating layer has a low thermal conductivity, the above problem is more remarkable.

一方、特許文献2に記載されたフィンチューブにおいては、管体の外周面の全体が樹脂コーティング層によって覆われており、管体とフィンとの間にも樹脂コーティング層が介在している。このため、樹脂コーティング層が管体と各フィンとの間の熱伝達を妨げることとなり、やはり熱交換効率が低いものとなる。   On the other hand, in the fin tube described in Patent Document 2, the entire outer peripheral surface of the tubular body is covered with a resin coating layer, and the resin coating layer is also interposed between the tubular body and the fin. For this reason, the resin coating layer hinders heat transfer between the tube body and each fin, and the heat exchange efficiency is also low.

特開2003−161595号公報JP 2003-161595 A 特開2005−98666号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-98666

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、耐久性が良く、かつ高い熱交換効率を得ることが可能なフィンチューブ、熱交換器、およびそのようなフィンチューブを適切に製造することが可能なフィンチューブの製造方法を提供することを、その課題としている。   The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and is a fin tube, a heat exchanger, and such a fin that have good durability and can obtain high heat exchange efficiency. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fin tube that can appropriately manufacture the tube.

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本発明の第1の側面により提供されるフィンチューブは、金属製の管体と、この管体の外周囲に設けられた1または複数の金属製のフィンと、を備えている、フィンチューブであって、前記管体の外周面を覆い、かつ前記フィンの少なくとも一部の金属面を外部に露出させるように設けられた耐食性材料のコーティング層を備えており、前記管体および前記フィンは、前記コーティング層を介することなく互いに接触し、または一体的に繋がった構成とされていることを特徴としている。   The fin tube provided by the 1st side surface of this invention is a fin tube provided with the metal pipe body and the 1 or several metal fin provided in the outer periphery of this pipe body. A coating layer of a corrosion-resistant material provided so as to cover the outer peripheral surface of the tube and to expose at least a part of the metal surface of the fin to the outside, the tube and the fin, It is characterized by being configured to be in contact with each other or integrally connected without interposing the coating layer.

このような構成によれば、金属製の管体の外周面については、耐食性材料のコーティング層によって適切に保護することができる。その一方、フィンの少なくとも一部の金属面は、外部に露出しているために、この露出部分に対してフィンチューブの外部に存在する熱媒体を直接接触させることが可能である。また、フィンと管体との間にもコーティング層が設けられておらず、これらフィンと管体とは直接接触または一体的に繋がっているために、これらフィンと管体との間の熱伝達性または熱伝導性も良好にすることができる。したがって、フィンチューブの耐久性を良好にしつつ、前記従来技術よりも熱交換効率を高めることができる。なお、本発明においては、フィンの金属面が露出しているために、このフィンをたとえば銅製などにした場合には、長期使用によってこのフィンが腐食し、痩せてしまう虞があるものの、このようにフィンが多少痩せたとしても、フィンチューブの熱交換性能が大きく劣化するようなことはなく、また管体内を流通する流体が外部に漏出するようなこともないため、とくに不具合を生じることはない。
以上のように、本発明は、管体に耐食性をもたせてフィンチューブ全体の耐久性を良好にしつつ、フィンについては、耐食性を優先するのではなく、外部の熱媒体との間の熱伝達性能や管体との間の熱伝達性能を高め得る構成として、フィンチューブ全体の熱交換効率を高めようとするものであり、その実用的価値は大きい。
According to such a configuration, the outer peripheral surface of the metal tube can be appropriately protected by the coating layer of the corrosion resistant material. On the other hand, since at least a part of the metal surface of the fin is exposed to the outside, the heat medium existing outside the fin tube can be brought into direct contact with the exposed portion. In addition, since no coating layer is provided between the fin and the tube, and the fin and the tube are in direct contact or integrally connected, heat transfer between the fin and the tube is performed. Or thermal conductivity can be improved. Therefore, it is possible to improve the heat exchange efficiency as compared with the conventional technique while improving the durability of the fin tube. In the present invention, since the metal surface of the fin is exposed, if the fin is made of, for example, copper, the fin may be corroded and thinned by long-term use. Even if the fins are slightly thinned, the heat exchange performance of the fin tube will not be greatly deteriorated, and the fluid flowing through the tube will not leak to the outside. Absent.
As described above, the present invention provides the pipe body with corrosion resistance to improve the durability of the entire fin tube, and the fins do not give priority to corrosion resistance but heat transfer performance with an external heat medium. As a configuration that can improve the heat transfer performance between the tube and the tube, it is intended to increase the heat exchange efficiency of the entire fin tube, and its practical value is great.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記フィンには、その厚み方向に貫通した貫通孔が形成されており、かつこの貫通孔には、前記コーティング層の一部分が進入している。   In a preferred embodiment of the present invention, the fin has a through hole penetrating in the thickness direction, and a part of the coating layer enters the through hole.

このような構成によれば、コーティング層の一部分がフィンに形成された貫通孔に進入していることにより、前記コーティング層がフィンに固定される作用が発揮されることとなる。したがって、たとえばコーティング層が熱歪を生じた場合であっても、このことに起因して、このコーティング層がフィンや管体から容易に剥離しないようにすることができる。   According to such a configuration, a part of the coating layer enters the through-hole formed in the fin, so that the effect of fixing the coating layer to the fin is exhibited. Therefore, for example, even when the coating layer is subjected to thermal strain, it is possible to prevent the coating layer from being easily peeled off from the fins and the tube due to this.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記コーティング層のうち、前記フィンを挟んで隣り合う部分どうしは、前記貫通孔に進入している部分を介して一体的に繋がっている。   In a preferred embodiment of the present invention, portions of the coating layer that are adjacent to each other with the fin interposed therebetween are integrally connected via a portion entering the through hole.

このような構成によれば、前記コーティング層がフィンによって複数の部分に完全に分断された構成にならないようにし、前記貫通孔に進入している部分を介して前記コーティング層の全体が一体的に繋がった構成とすることができる。したがって、コーティング層が管体から剥離することが、より徹底して防止され、フィンチューブの耐久性能をより高めることができる。   According to such a configuration, the coating layer is not completely divided into a plurality of portions by fins, and the entire coating layer is integrally formed through the portion entering the through hole. A connected configuration can be adopted. Therefore, it is possible to prevent the coating layer from peeling off from the tube more thoroughly, and to further enhance the durability performance of the fin tube.

本発明の第2の側面により提供される熱交換器は、本発明の第1の側面により提供されるフィンチューブを備えていることを特徴としている。   The heat exchanger provided by the second aspect of the present invention includes the fin tube provided by the first aspect of the present invention.

このような構成によれば、本発明の第1の側面により提供されるフィンチューブについて述べたのと同様な効果が得られる。   According to such a configuration, the same effect as described for the fin tube provided by the first aspect of the present invention can be obtained.

本発明の好ましい実施の形態においては、金属製の管体の外周囲に1または複数の金属製のフィンが設けられた複数のフィンチューブを有しており、潜熱を含む燃焼ガスその他のガスから顕熱および潜熱を回収して温水を生成するのに用いられる熱交換器であって、前記複数のフィンチューブのうち、潜熱回収を行なう部分のフィンチューブのみが、本発明の第1の側面により提供されるフィンチューブとされている。   In a preferred embodiment of the present invention, it has a plurality of fin tubes in which one or more metal fins are provided on the outer periphery of a metal tube, and from combustion gas or other gas including latent heat. A heat exchanger used for recovering sensible heat and latent heat to generate hot water, wherein only the fin tubes of the plurality of fin tubes that perform latent heat recovery are according to the first aspect of the present invention. The fin tube is provided.

このような構成によれば、熱交換器の製造コストが高くなることを抑制しつつ、熱交換器全体の耐久性能を良好とし、しかも高い熱交換効率を得ることが達成可能となる。すなわち、潜熱回収時には凝縮水が発生するが、このような凝縮水が発生する部分のフィンチューブについては、管体に耐食性をもたせたフィンチューブとされているために、前記の凝縮水に起因してフィンチューブの管体が容易にダメージを受けることはない。一方、顕熱を回収する部分のフィンチューブは、管体にコーティング層が設けられていない構成とされているために、管体を利用した熱回収も可能となって熱交換効率を高めることができ、またコーティング層が設けられていない分だけ、その製造コストを廉価なものにすることもできる。   According to such a configuration, it is possible to achieve a favorable durability performance of the entire heat exchanger and to obtain a high heat exchange efficiency while suppressing an increase in the manufacturing cost of the heat exchanger. That is, condensate is generated during the recovery of latent heat, but the fin tube where such condensate is generated is a fin tube with corrosion resistance on the tube body, and is therefore attributable to the condensed water. Therefore, the tube body of the fin tube is not easily damaged. On the other hand, since the fin tube of the portion that collects sensible heat is configured so that the coating layer is not provided on the tube body, heat recovery using the tube body is also possible, and heat exchange efficiency can be improved. In addition, the manufacturing cost can be reduced as much as the coating layer is not provided.

本発明の第3の側面により提供されるフィンチューブの製造方法は、本発明の第1の側面により提供されるフィンチューブを製造するための方法であって、金属製の管体の外周面に1または複数の金属製のフィンが直接接触し、または一体的に繋がって設けられているフィンチューブ中間品を準備し、かつ前記管体の外周面および前記フィンの外面の略全体に耐食性材料を塗布してコーティング層を形成する工程と、前記フィンの一部を溶剤中に浸漬させることにより、前記フィンの表面に形成されているコーティング層を除去する工程と、を有していることを特徴としている。   The manufacturing method of the fin tube provided by the 3rd side surface of this invention is a method for manufacturing the fin tube provided by the 1st side surface of this invention, Comprising: On the outer peripheral surface of metal pipes A fin tube intermediate product is provided in which one or a plurality of metal fins are in direct contact with each other or integrally connected, and a corrosion-resistant material is applied to substantially the entire outer peripheral surface of the tube and the outer surface of the fin. Applying a coating layer to form a coating layer, and immersing a part of the fin in a solvent to remove the coating layer formed on the surface of the fin. It is said.

このような構成によれば、簡易な作業工程によって、本発明の第1の側面により提供されるフィンチューブを適切に製造することができる。すなわち、前記構成とは異なり、たとえばフィンに塗装が施されないようにしつつ、管体の外周面のみに耐食性材料を塗装する手段を採用した場合には、たとえばフィンが狭いピッチで管体の外周に複数設けられている場合に、これらフィンどうしの狭い領域に耐食性材料をきめ細かく塗布する必要があり、この作業が難しいものとなる。これに対し、本発明の前記した構成によれば、そのようなきめ細かな作業は不要であり、作業性が良い。   According to such a configuration, the fin tube provided by the first aspect of the present invention can be appropriately manufactured by a simple work process. That is, unlike the above-described configuration, for example, when a means for coating a corrosion-resistant material only on the outer peripheral surface of the pipe body is employed while preventing the fin from being coated, for example, the fins are arranged on the outer circumference of the pipe body at a narrow pitch. In the case where a plurality of fins are provided, it is necessary to finely apply a corrosion-resistant material to a narrow region between these fins, which makes this operation difficult. On the other hand, according to the above-described configuration of the present invention, such fine work is unnecessary and workability is good.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1〜図3は、本発明が適用されたフィンチューブを備えた熱交換器の一例を示している。図1によく表われているように、本実施形態の熱交換器HE1は、複数のフィンチューブFT1と、ケーシング4を備えている。   FIGS. 1-3 has shown an example of the heat exchanger provided with the fin tube to which this invention was applied. As clearly shown in FIG. 1, the heat exchanger HE <b> 1 of this embodiment includes a plurality of fin tubes FT <b> 1 and a casing 4.

各フィンチューブFT1は、図2および図3によく表われているように、管体1、この管体1の外周に装着されてこの管体1の長手方向に適当なピッチで並んだ複数のフィン2、および管体1の外周面10を覆うコーティング層3を備えている。管体1は、たとえば銅製である。各フィン2は、管体1と同様にたとえば銅製であり、管体1に外嵌された円筒部20と、この円筒部20に一体的に繋がった円板状の鍔部21とを備えている。円筒部20の内周面20aは、コーティング層3を介することなく管体1の外周面10に対面接触しており、フィン2と管体1との間の熱伝達が良好となるように構成されている。また、円筒部20の幅L1は、鍔部21の厚みt1よりも大きな寸法であり、フィン2と管体1との間の伝熱面積が大きくされている。   2 and 3, each fin tube FT1 is mounted on the outer periphery of the tube body 1 and the tube body 1 and arranged in a longitudinal direction of the tube body 1 at an appropriate pitch. The coating layer 3 which covers the fin 2 and the outer peripheral surface 10 of the tubular body 1 is provided. Tube 1 is made of, for example, copper. Each fin 2 is made of, for example, copper like the tubular body 1, and includes a cylindrical portion 20 that is externally fitted to the tubular body 1, and a disk-shaped flange portion 21 that is integrally connected to the cylindrical portion 20. Yes. The inner peripheral surface 20a of the cylindrical portion 20 is in contact with the outer peripheral surface 10 of the tubular body 1 without the coating layer 3 therebetween, and is configured so that heat transfer between the fin 2 and the tubular body 1 is good. Has been. Further, the width L1 of the cylindrical portion 20 is larger than the thickness t1 of the flange portion 21, and the heat transfer area between the fin 2 and the tubular body 1 is increased.

コーティング層3は、たとえばエポキシ系、ウレタン系、あるいはアクリル系などの耐食性に優れる樹脂からなり、管体1の外周面10やフィン2の円筒部20の外周面の略全体を覆っている。ただし、既述したように、管体1の外周面10と円筒部20の内周面20aとは直接接触しており、それらの間にはコーティング層3は介装されていない。各フィン2の鍔部21には、この鍔部21の厚み方向に貫通した複数の貫通孔22が形成されている。これに対し、コーティング層3は、鍔部21の広い面積を覆わないようにしつつ、このコーティング層3の内部に各貫通孔22が埋没するように形成されており、このコーティング層3の一部は、各貫通孔22に進入している。コーティング層3は、管体3の長手方向において、複数のフィン2によって複数の部分30に区分されているものの、これら複数の部分30は、各貫通孔22に進入した部分を介して一体的に繋がっている。   The coating layer 3 is made of a resin having excellent corrosion resistance such as epoxy, urethane, or acrylic, for example, and covers substantially the entire outer peripheral surface 10 of the tubular body 1 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 20 of the fin 2. However, as described above, the outer peripheral surface 10 of the tubular body 1 and the inner peripheral surface 20a of the cylindrical portion 20 are in direct contact, and the coating layer 3 is not interposed between them. A plurality of through holes 22 penetrating in the thickness direction of the flange portion 21 are formed in the flange portion 21 of each fin 2. On the other hand, the coating layer 3 is formed so that each through-hole 22 is buried inside the coating layer 3 so as not to cover a large area of the flange 21, and a part of the coating layer 3 is formed. Has entered each through hole 22. Although the coating layer 3 is divided into a plurality of portions 30 by a plurality of fins 2 in the longitudinal direction of the tube body 3, the plurality of portions 30 are integrally formed through the portions that have entered the through holes 22. It is connected.

図1において、ケーシング4は、円筒状あるいは矩形状などの筒状であり、その内部には、加熱用の熱媒体としてたとえば燃焼ガスその他の加熱用のガスが流入する。複数のフィンチューブFT1は、それらの長手方向両端部がケーシング4の外部に露出するようにしてケーシング4内に配され、かつU字管5を介して一連に接続されている。このようにして接続された複数のフィンチューブFT1の両端は、被加熱流体の流入口19aおよび流出口19bとされている。ケーシング4は、たとえば銅製であるが、このケーシング4の腐食を防止することを目的として、その内面に樹脂コーティングを施した構成とすることもできる。   In FIG. 1, the casing 4 has a cylindrical shape such as a cylindrical shape or a rectangular shape, and, for example, combustion gas or other heating gas flows therein as a heating medium. The plurality of fin tubes FT <b> 1 are arranged in the casing 4 so that both ends in the longitudinal direction thereof are exposed to the outside of the casing 4, and are connected in series via the U-shaped tube 5. Both ends of the plurality of fin tubes FT1 connected in this way are an inlet 19a and an outlet 19b for the fluid to be heated. The casing 4 is made of, for example, copper. However, for the purpose of preventing the casing 4 from being corroded, the inner surface thereof may be resin-coated.

前記したフィンチューブFT1は、たとえば図4に示すような方法により製造することができる。   The fin tube FT1 described above can be manufactured by a method as shown in FIG. 4, for example.

まず、図4(a)に示すように、たとえばフィンチューブ中間品FT’を塗料3A中に浸漬させることにより、または同図(b)に示すように、塗装用のノズル8から塗料3Aを噴霧させるなどして、フィンチューブ中間品FT’の外表面に塗装を施す。フィンチューブ中間品FT’は、図2および図3に示したフィンチューブFT1の完成品と比較すると、コーティング層3が形成されていない点が相違しており、それ以外の構成は完成品と同様である。塗料3Aは、たとえばエポキシ系、ウレタン系、あるいはアクリル系などの樹脂を含有するものである。前記した塗装作業により、同図(c)に示すように、フィンチューブ中間品FT’の外表面の全域に、コーティング層3’を形成する。このコーティング層3’は、各貫通孔22内にも進入させるように形成する。   First, as shown in FIG. 4 (a), for example, the fin tube intermediate product FT ′ is immersed in the paint 3A, or as shown in FIG. 4 (b), the paint 3A is sprayed from the coating nozzle 8. For example, the outer surface of the fin tube intermediate product FT ′ is coated. The fin tube intermediate product FT ′ is different from the finished product of the fin tube FT1 shown in FIGS. 2 and 3 in that the coating layer 3 is not formed, and other configurations are the same as the finished product. It is. The paint 3A contains, for example, an epoxy resin, a urethane resin, or an acrylic resin. By the above-described painting operation, a coating layer 3 ′ is formed on the entire outer surface of the fin tube intermediate product FT ′ as shown in FIG. The coating layer 3 ′ is formed so as to enter the through holes 22.

次いで、同図(d)に示すように、各フィン2の一部を溶剤7中に浸漬させた状態で、フィンチューブ中間品FT’を回転させ、各フィン2の鍔部21の外周縁寄りの広い面積領域のコーティング層3’を除去する。このことにより、同図(e)に示すように、複数の貫通孔22に一部が進入した状態で管体1の外周面を覆ったコーティング層3を形成することができ、前述したフィンチューブFT1を適切に製造することができる。   Next, as shown in FIG. 4D, the fin tube intermediate product FT ′ is rotated in a state in which a part of each fin 2 is immersed in the solvent 7, and the fin 2 is close to the outer peripheral edge of the flange portion 21. The large-area coating layer 3 'is removed. As a result, as shown in FIG. 5E, the coating layer 3 covering the outer peripheral surface of the tube body 1 can be formed in a state where a part of the plurality of through holes 22 has entered. FT1 can be manufactured appropriately.

前記したような製造方法によれば、フィン2の配列ピッチが小さい場合であっても、これらフィン2どうしの間の狭い領域に対してコーティング層3を容易かつ適切に形成することが可能である。したがって、コーティング不良などを生じ難くすることができる。また、フィンチューブFT1の製造コストも抑制することができる。   According to the manufacturing method as described above, even when the arrangement pitch of the fins 2 is small, the coating layer 3 can be easily and appropriately formed in a narrow region between the fins 2. . Accordingly, it is possible to make it difficult to cause a coating failure. Moreover, the manufacturing cost of fin tube FT1 can also be suppressed.

次に、前記したフィンチューブFT1を備えた熱交換器HE1の作用について説明する。   Next, the operation of the heat exchanger HE1 including the above-described fin tube FT1 will be described.

まず、熱交換器HE1は、フィンチューブFT1の管体1内に被加熱流体を供給し、かつケーシング1内に燃焼ガスなどの加熱用の熱媒体を供給させた状態で使用される。管体1の外周面10は、コーティング層3により覆われているために、前記熱媒体の熱が管体1に直接伝達することはないものの、前記熱媒体は各フィン2の外部に露出した金属面に直接接触し、各フィン2に対して効率良く熱伝達する。また、各フィン2に伝達した熱は、各フィン2の円筒部20から管体1に伝達される。既述したように、円筒部20と管体1とは直接接触しており、またそれらの接触面積は大きくされているために、各フィン2から管体1への熱伝達も効率良く行なわれる。したがって、この熱交換器HE1においては、管体1が樹脂コーティング層3によって覆われているものの、前記熱媒体からの熱回収量を多くして管体1内の被加熱流体を効率良く加熱することができ、高い熱交換効率が得られることとなる。   First, the heat exchanger HE1 is used in a state where a heated fluid is supplied into the tube body 1 of the fin tube FT1 and a heating heat medium such as combustion gas is supplied into the casing 1. Since the outer peripheral surface 10 of the tube 1 is covered with the coating layer 3, the heat of the heat medium is not directly transferred to the tube 1, but the heat medium is exposed to the outside of the fins 2. It directly contacts the metal surface and efficiently transfers heat to each fin 2. Further, the heat transmitted to each fin 2 is transmitted from the cylindrical portion 20 of each fin 2 to the tube body 1. As described above, the cylindrical portion 20 and the tube body 1 are in direct contact with each other, and their contact area is increased, so that heat transfer from each fin 2 to the tube body 1 is also efficiently performed. . Therefore, in this heat exchanger HE1, although the pipe body 1 is covered with the resin coating layer 3, the amount of heat recovered from the heat medium is increased to efficiently heat the fluid to be heated in the pipe body 1. Therefore, high heat exchange efficiency can be obtained.

一方、管体1は樹脂コーティング層3によって覆われているために、前記熱媒体が銅を腐食させる成分を含んでいる場合、あるいは前記熱媒体からの熱回収に伴って腐食性のドレインが発生する場合であっても、管体1が容易に腐食するようはない。したがって、フィンチューブFT1の耐久性を良くすることが可能であり、管体1が腐食により損傷してこの損傷部分から被加熱流体が外部に漏れ出すような不具合を生じないようにすることができる。各フィン2については、その金属面が外部に露出しているために、腐食により多少は痩せる可能性があるものの、仮に、各フィン2がそのように痩せたとしても、このことに起因して熱回収機能が大きく損なわれたり、あるいは被加熱流体の漏出が生じるようなことはないため、とくに不具合はない。好ましくは、各フィン2については、使用に伴ってフィン2の厚みt1が減少することを予め考慮した設計仕様にしておけばよい。   On the other hand, since the tube body 1 is covered with the resin coating layer 3, a corrosive drain is generated when the heat medium contains a component that corrodes copper or when heat is recovered from the heat medium. Even in this case, the tube body 1 does not easily corrode. Therefore, it is possible to improve the durability of the fin tube FT1, and it is possible to prevent a problem in which the tube body 1 is damaged by corrosion and the heated fluid leaks out from the damaged portion. . About each fin 2, although the metal surface is exposed outside, there is a possibility that it will be somewhat thin due to corrosion, but even if each fin 2 is so thin, due to this There is no particular problem because the heat recovery function is not greatly impaired or the fluid to be heated does not leak. Preferably, each fin 2 may have a design specification that takes into account that the thickness t1 of the fin 2 decreases with use.

図2を参照して説明したように、コーティング層3のうち、各フィン2を挟んで隣り合う部分30どうしは、各フィン2の貫通孔22に進入している部分を介して互いに一体的に繋がっている。このような構成によれば、コーティング層3の複数の部分30が単に一体的に繋がっているばかりではなく、コーティング層3のうち、貫通孔22内に進入している部分は、コーティング層3の全体を各フィン2に対して位置決め固定させる機能を発揮することとなる。したがって、コーティング層3が管体1から容易に剥離しないようにすることができる。フィンチューブFT1は、温度が頻繁に変化する条件下で使用されるために、本実施形態とは異なり、たとえばコーティング層3を単に管体1の外周面上に形成しただけでは、コーティング層3が熱歪を頻繁に生じることに起因して管体1から比較的容易に剥離する虞がある。これに対し、本実施形態においては、そのような虞を適切に解消することが可能であり、フィンチューブFT1の耐久性がより高められることとなる。   As described with reference to FIG. 2, in the coating layer 3, the portions 30 adjacent to each other with the fins 2 interposed therebetween are integrated with each other through the portions entering the through holes 22 of the fins 2. It is connected. According to such a configuration, the plurality of portions 30 of the coating layer 3 are not simply connected together, but the portion of the coating layer 3 entering the through hole 22 A function of positioning and fixing the whole to the fins 2 will be exhibited. Therefore, the coating layer 3 can be prevented from being easily peeled off from the tube body 1. Since the fin tube FT1 is used under conditions where the temperature changes frequently, unlike the present embodiment, for example, if the coating layer 3 is simply formed on the outer peripheral surface of the tube body 1, the coating layer 3 is There is a possibility that the tube body 1 is relatively easily peeled off due to frequent thermal strain. On the other hand, in this embodiment, it is possible to appropriately eliminate such a concern, and the durability of the fin tube FT1 is further improved.

図5〜図7は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。   5 to 7 show other embodiments of the present invention. In these drawings, elements that are the same as or similar to those in the above embodiment are given the same reference numerals as in the above embodiment.

図5に示すフィンチューブFT2においては、管体1Aと複数のフィン2Aとが一体成形されている。管体1Aと複数のフィン2Aとを一体成形すること自体は、従来既知であるため、その製造方法については省略する。本実施形態のように、管体1Aと各フィン2Aとを一体成形した場合であっても、各フィン2Aから管体1Aへの熱伝達がコーティング層3を介することなく、直接的に行なわれることとなる。したがって、前記実施形態のフィンチューブFT1と同様な効果を得ることができる。   In the fin tube FT2 shown in FIG. 5, the tubular body 1A and the plurality of fins 2A are integrally formed. Since the tube body 1 </ b> A and the plurality of fins 2 </ b> A are integrally formed per se, the manufacturing method thereof is omitted. Even in the case where the tube body 1A and the fins 2A are integrally formed as in the present embodiment, heat transfer from the fins 2A to the tube body 1A is directly performed without passing through the coating layer 3. It will be. Therefore, the same effect as the fin tube FT1 of the embodiment can be obtained.

図6に示すフィンチューブFT3は、いわゆるプレートフィンタイプであり、所定間隔で並んだ複数枚のプレート状のフィン2Bのそれぞれに複数の管体1が貫通した構成とされている。コーティング層3(同図において網点模様で示す部分)は、管体1の外周面10を覆っている他、フィン2Bのうち、管体10の周辺領域をも覆っており、貫通孔22にも進入している。本実施形態においても、前記した実施形態と同様な効果が得られる。本発明でいうフィンチューブとは、本実施形態のようなプレートフィンタイプのものも含む概念である。   The fin tube FT3 shown in FIG. 6 is a so-called plate fin type, and is configured such that a plurality of tube bodies 1 penetrates each of a plurality of plate-like fins 2B arranged at predetermined intervals. The coating layer 3 (portion indicated by a halftone dot pattern in the figure) covers the outer peripheral surface 10 of the tube body 1 and also covers the peripheral region of the tube body 10 among the fins 2B. Has also entered. Also in this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. The fin tube referred to in the present invention is a concept including a plate fin type as in this embodiment.

図7に示す熱交換器HE2は、ガスバーナまたはオイルバーナなどの燃焼器90によって発生される燃焼ガスから顕熱および潜熱を回収して温水を生成するためのものであり、燃焼ガスが供給されるケーシング4Aの内部に、本発明が適用された複数のフィンチューブFT1と、本発明が不適用の複数のフィンチューブ6とが設けられている。複数のフィンチューブ6は、顕熱回収用であって、複数のフィンチューブFT1よりも燃焼器90寄りに配されている。各フィンチューブ6は、たとえば銅製の管体60の外周に銅製の複数のフィン61が適当な配列ピッチで装着された構成を有しており、管体60および各フィン61は、樹脂コーティングされておらず、それらの外面の略全域が金属面のままである。これに対し、複数のフィンチューブFT1は、フィンチューブ6によって顕熱が回収された後の燃焼ガスから潜熱を回収するためのものであり、その構成は、前記実施形態のフィンチューブFT1と同様である。なお、フィンチューブFT1,6は、U字管5Aを介して互いに連結されており、流入口19aからフィンチューブFT1,6に入水を行なわせて、出湯口19bから出湯を行なわせることが可能である。   The heat exchanger HE2 shown in FIG. 7 is for recovering sensible heat and latent heat from the combustion gas generated by the combustor 90 such as a gas burner or an oil burner to generate hot water, and is supplied with the combustion gas. Inside the casing 4A, a plurality of fin tubes FT1 to which the present invention is applied and a plurality of fin tubes 6 to which the present invention is not applied are provided. The plurality of fin tubes 6 are for sensible heat recovery, and are disposed closer to the combustor 90 than the plurality of fin tubes FT1. Each fin tube 6 has a configuration in which, for example, a plurality of copper fins 61 are attached to the outer periphery of a copper tube body 60 at an appropriate arrangement pitch. The tube body 60 and each fin 61 are resin-coated. In other words, almost the entire outer surface remains a metal surface. On the other hand, the plurality of fin tubes FT1 are for recovering latent heat from the combustion gas after the sensible heat has been recovered by the fin tubes 6, and the configuration thereof is the same as that of the fin tube FT1 of the embodiment. is there. The fin tubes FT1 and FT6 are connected to each other via the U-shaped tube 5A. The fin tubes FT1 and FT6 are allowed to enter the water from the inlet 19a and the hot water can be discharged from the outlet 19b. is there.

本実施形態によれば、燃焼ガスから潜熱回収を行なった際に、燃焼ガス中の窒素酸化物などを含んだ強酸性のドレイン(凝縮水)が発生するのに対し、そのような潜熱回収を行なう部分については、本発明が適用されたフィンチューブFT1が用いられているために、前記ドレインに起因してフィンチューブFT1の管体1が容易に腐食することはない。一方、顕熱を回収する部分については、樹脂コーティングが一切施されていない銅製のフィンチューブ6が用いられているが、この部分には前記したような強酸性のドレインは発生しないために、管体60が容易に腐食することはやはりない。フィンチューブ6は、管体6が樹脂コーティングされていない分だけ、熱交換効率が良いため、フィンチューブ6の総数を少なくして、この部分の小サイズ化、ひいては熱交換器HE2の全体の小型化を図ることが可能となる。本実施形態から理解されるように、本発明においては、熱交換器を構成する複数のフィンチューブのうち、一部のフィンチューブのみに本発明を適用した構成とすることもできる。   According to this embodiment, when latent heat recovery is performed from combustion gas, a strongly acidic drain (condensate) containing nitrogen oxides in the combustion gas is generated, whereas such latent heat recovery is performed. Since the fin tube FT1 to which the present invention is applied is used for the portion to be performed, the pipe body 1 of the fin tube FT1 is not easily corroded due to the drain. On the other hand, a copper fin tube 6 that is not subjected to any resin coating is used for the portion that recovers sensible heat. However, since the strongly acidic drain as described above does not occur in this portion, the tube Again, the body 60 is not easily corroded. Since the fin tube 6 has high heat exchange efficiency as much as the tube body 6 is not coated with the resin, the total number of fin tubes 6 is reduced to reduce the size of this portion, and thus the overall size of the heat exchanger HE2. Can be achieved. As understood from the present embodiment, in the present invention, the present invention may be applied to only some of the fin tubes of the plurality of fin tubes constituting the heat exchanger.

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るフィンチューブ、および熱交換器の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。また、本発明に係るフィンチューブの製造方法の各工程の具体的な構成も、種々に変更自在である。   The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the fin tube and the heat exchanger according to the present invention can be varied in design in various ways. Moreover, the specific structure of each process of the manufacturing method of the fin tube which concerns on this invention can be changed variously.

たとえば、本発明でいうコーティング層は、要は、管体よりも耐食性に優れる材質であればよい。コーティング層は、樹脂以外として、たとえばセラミックなどの他の材質とすることもできる。   For example, the coating layer referred to in the present invention may be any material that is more excellent in corrosion resistance than a tubular body. The coating layer can be made of other materials such as ceramics other than resin.

管体およびフィンは、ともに金属製であればよく、銅製に限らない。アルミニウムやその他の種々の材質にすることができる。もちろん、管体とフィンとの材質が相違してもよい。フィンとしては、たとえば特許文献2に記載されているような螺旋状のフィンを用いることもできる。本発明は、フィンが腐食することを許容するものであるが、フィンの材質をたとえばステンレス製にするなどして、フィンに耐食性をもたせた構成とすることもできる。ただし、ステンレスは、銅などに比べると熱伝導性に劣り、しかも高価である。したがって、フィンや管体については、耐食性を余り考慮することなく、熱伝導率が高く、かつ安価な金属とすることが好ましい。本発明のフィンチューブは、温水生成用の熱交換器の構成部品として用いられるだけではなく、種々の熱交換用途(冷却用、放熱用なども含む)に用いることができる。   The tube body and the fin may be made of metal, and are not limited to copper. Aluminum or other various materials can be used. Of course, the tube and the fin may be made of different materials. As the fin, for example, a helical fin described in Patent Document 2 can be used. Although the present invention allows the fins to corrode, the fins may be made of stainless steel, for example, so that the fins have a corrosion resistance. However, stainless steel is inferior in thermal conductivity compared to copper or the like, and is expensive. Therefore, it is preferable to use a metal having high thermal conductivity and low cost for the fins and pipes without much consideration of corrosion resistance. The fin tube of the present invention can be used not only as a component of a heat exchanger for generating hot water, but also for various heat exchange applications (including cooling and heat dissipation).

本発明に係るフィンチューブを備えた熱交換器の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the heat exchanger provided with the fin tube which concerns on this invention. 図1に示されたフィンチューブの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the fin tube shown by FIG. 図2のIII−III断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2. (a)〜(e)は、図1に示されたフィンチューブの製造方法の一例を示す説明図である。(A)-(e) is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the fin tube shown by FIG. 本発明に係るフィンチューブの他の例を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the other example of the fin tube which concerns on this invention. 本発明に係るフィンチューブの他の例を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the other example of the fin tube which concerns on this invention. 本発明に係る熱交換器の他の例を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the other example of the heat exchanger which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

HE1,HE2 熱交換器
FT1〜FT3 フィンチューブ
FT’ フィンチューブ中間品
1,1A 管体
2,2A,2B フィン
3 コーティング層
10 外周面(管体の)
20 円筒部(フィンの)
21 鍔部(フィンの)
22 貫通孔
30 複数の部分(コーティング層のうち、フィンを挟んで隣り合う部分)
HE1, HE2 Heat exchangers FT1-FT3 Fin tube FT 'Fin tube intermediate product 1, 1A Tube 2, 2A, 2B Fin 3 Coating layer 10 Outer peripheral surface (of tube)
20 Cylindrical part (fin)
21 Buttocks (of fins)
22 Through-holes 30 Multiple parts (parts adjacent to each other with a fin in the coating layer)

Claims (6)

金属製の管体と、
この管体の外周囲に設けられた1または複数の金属製のフィンと、
を備えている、フィンチューブであって、
前記管体の外周面を覆い、かつ前記フィンの少なくとも一部の金属面を外部に露出させるように設けられた耐食性材料のコーティング層を備えており、
前記管体および前記フィンは、前記コーティング層を介することなく互いに接触し、または一体的に繋がった構成とされていることを特徴とする、フィンチューブ。
A metal tube,
One or more metal fins provided on the outer periphery of the tube;
A fin tube comprising:
A coating layer of a corrosion-resistant material provided to cover the outer peripheral surface of the tubular body and to expose at least a part of the metal surface of the fin to the outside;
The fin tube, wherein the tube and the fin are in contact with each other or integrally connected without the coating layer interposed therebetween.
前記フィンには、その厚み方向に貫通した貫通孔が形成されており、かつこの貫通孔には、前記コーティング層の一部分が進入している、請求項1に記載のフィンチューブ。   The fin tube according to claim 1, wherein a through-hole penetrating in the thickness direction is formed in the fin, and a part of the coating layer enters the through-hole. 前記コーティング層のうち、前記フィンを挟んで隣り合う部分どうしは、前記貫通孔に進入している部分を介して一体的に繋がっている、請求項2に記載のフィンチューブ。   The fin tube according to claim 2, wherein portions of the coating layer adjacent to each other with the fin interposed therebetween are integrally connected via a portion entering the through hole. 請求項1ないし3のいずれかに記載のフィンチューブを備えていることを特徴とする、熱交換器。   A heat exchanger comprising the fin tube according to any one of claims 1 to 3. 金属製の管体の外周囲に1または複数の金属製のフィンが設けられた複数のフィンチューブを有しており、
潜熱を含む燃焼ガスその他のガスから顕熱および潜熱を回収して温水を生成するのに用いられる熱交換器であって、
前記複数のフィンチューブのうち、潜熱回収を行なう部分のフィンチューブのみが、請求項1ないし3のいずれかに記載のフィンチューブとされている、請求項4に記載の熱交換器。
A plurality of fin tubes each having one or more metal fins provided on the outer periphery of the metal tube;
A heat exchanger used to generate sensible heat and latent heat from combustion gas and other gases containing latent heat to generate hot water,
5. The heat exchanger according to claim 4, wherein only the fin tube that performs latent heat recovery among the plurality of fin tubes is the fin tube according to claim 1.
請求項1ないし3のいずれかに記載のフィンチューブを製造するための方法であって、
金属製の管体の外周面に1または複数の金属製のフィンが直接接触し、または一体的に繋がって設けられているフィンチューブ中間品を準備し、かつ前記管体の外周面および前記フィンの外面の略全体に耐食性材料を塗布してコーティング層を形成する工程と、
前記フィンの一部を溶剤中に浸漬させることにより、前記フィンの表面に形成されているコーティング層を除去する工程と、
を有していることを特徴とする、フィンチューブの製造方法。
A method for producing a fin tube according to any one of claims 1 to 3,
A fin tube intermediate product is provided in which one or a plurality of metal fins are in direct contact with or integrally connected to the outer peripheral surface of a metal tube, and the outer peripheral surface of the tube and the fins are prepared. Applying a corrosion-resistant material to substantially the entire outer surface of the coating layer to form a coating layer;
Removing a coating layer formed on the surface of the fin by immersing a part of the fin in a solvent; and
The manufacturing method of a fin tube characterized by having.
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