JP2000121268A - Finned heat transfer tube - Google Patents

Finned heat transfer tube

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JP2000121268A
JP2000121268A JP10298775A JP29877598A JP2000121268A JP 2000121268 A JP2000121268 A JP 2000121268A JP 10298775 A JP10298775 A JP 10298775A JP 29877598 A JP29877598 A JP 29877598A JP 2000121268 A JP2000121268 A JP 2000121268A
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JP
Japan
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heat transfer
fin
tip
transfer tube
fins
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JP10298775A
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Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Kotaka
生男 高鷹
Yoshio Saito
由男 斉藤
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/34Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
    • F28F1/36Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely the means being helically wound fins or wire spirals

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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a heat transfer area and to improve a heat transfer efficiency by providing many fin chips each having a root and a tip in sawtooth state and forming the tips of the chips to be convergent and wider toward its tip. SOLUTION: The finned heat transfer tube has flat serrated fins having many fin chips by continuously and spirally winding a cut fin material on a heat transfer tube 1 and fixing them by continuous resistance welding. Tips 4 of the fin chips 3 of the serrated fins are twisted in predetermined directions to incline the tips 4 to the root at 20 degrees, and then pressed so that thicknesses of the tips 4 become thinner toward the tips and simultaneously wider toward the tips. Thus, its heat transfer area can be increased as much as possible to improve its heat transfer efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フィン付伝熱管に
係り、特に、少ない伝熱管本数で熱交換量を増大させる
ことができるフィン付伝熱管に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a finned heat transfer tube, and more particularly to a finned heat transfer tube capable of increasing the amount of heat exchange with a small number of heat transfer tubes.

【0002】[0002]

【従来の技術】ボイラ装置の過熱器管、再熱器管等に代
表される伝熱管においては、伝熱面積を増大させる等の
ために、従来から、その表面にフィンを設けたものが知
られている。
2. Description of the Related Art Heat transfer tubes typified by superheater tubes and reheater tubes of boiler devices have conventionally been provided with fins on the surface thereof in order to increase the heat transfer area. Have been.

【0003】伝熱管に設けられたフィンの周囲を流れる
管外流体が管内流体よりも高温の場合、管外流体の熱は
フィンに伝達し、フィン材を伝わり、管壁を通り管内流
体へと伝わる。従って、伝熱管の伝熱性能を上げるため
には、フィン表面の熱伝達率、表面積、フィンの熱伝導
率、通過断面積、管内面の熱伝達率と表面積等を改善す
ることが有効である。特に、管外流体が気体の場合、熱
伝達率が小さいので、フィンによって管外表面積を増大
させることは伝熱性能の改善に有効である。伝熱管表面
に形成されるフィンの形状としては、例えば帯鋼のフィ
ン材を伝熱管表面に連続的に巻き付けたソリッドフィ
ン、帯鋼のフィン材に鋸歯状の切り込みを入れて伝熱管
表面に巻き付けたセレーテッドフィン等が挙げられる。
[0003] When the extra-pipe fluid flowing around the fins provided in the heat transfer tube is higher in temperature than the intra-pipe fluid, the heat of the extra-pipe fluid is transmitted to the fins, transmitted through the fin material, and passed through the pipe wall to the intra-pipe fluid. Convey. Therefore, in order to improve the heat transfer performance of the heat transfer tube, it is effective to improve the heat transfer coefficient, the surface area of the fin surface, the heat conductivity of the fin, the cross-sectional area of the passage, the heat transfer coefficient and the surface area of the inner surface of the tube, and the like. . In particular, when the fluid outside the tube is a gas, the heat transfer coefficient is small. Therefore, increasing the surface area outside the tube by the fins is effective for improving the heat transfer performance. The shape of the fins formed on the surface of the heat transfer tube is, for example, a solid fin in which a fin material of a steel strip is continuously wound on the surface of the heat transfer tube, or a serrated cut is formed in the fin material of the steel band and wound around the heat transfer tube surface. Serrated fins.

【0004】図13は、従来多用されてきた、フィン材
にカットを入れないソリッドフィンを有する伝熱管の長
さ方向に垂直な一部断面図、図14は、その伝熱管の長
さ方向に沿った一部断面図である。図において、カット
を入れない帯鋼からなるソリッドフィン9が伝熱管1に
巻き付けて固着されている。ソリッドフィン9は、カッ
トを入れない帯鋼を強制的に引き延ばして伝熱管1に巻
き付けて、例えば溶接等によって固着するものであるた
めに、巻き付け条件が制限され、製造時の巻き付け速度
およびフィン形状が制約されるという問題がある。な
お、このようなソリッドフィンは、フィンの先端部が延
びてその肉厚が根本部よりも若干薄くなるが、意図的に
薄くしたものではない。
FIG. 13 is a partial cross-sectional view perpendicular to the length direction of a heat transfer tube having solid fins in which fin materials are not cut, and FIG. 14 is a sectional view taken along the length direction of the heat transfer tube. FIG. In the figure, a solid fin 9 made of a steel strip that is not cut is wound around and fixed to the heat transfer tube 1. Since the solid fin 9 is formed by forcibly stretching a strip of steel not cut and winding it around the heat transfer tube 1 and fixing the same by, for example, welding, the winding conditions are limited, and the winding speed and fin shape at the time of manufacture are limited. Is restricted. In addition, such a solid fin has a slightly thinner wall thickness than the root portion due to the extension of the tip portion of the fin, but is not intentionally made thinner.

【0005】他方、図11は、従来のセレーテッドフィ
ンを有する伝熱管の、長さ方向に垂直な一部断面図、図
12は、そのフィンチップの拡大図である。図におい
て、伝熱管1の表面に鋸歯状に切り込みを入れたフィン
材を螺旋状に巻き付けて固着した、複数のフィンチップ
(以下、単にチップともいう)8を有するセレーテッド
フィン7が示されている。このセレーテッドフィン7
は、伝熱管表面を流れるガス流を乱して伝熱性能をより
向上させるために、フィンチップ8がそれぞれ所定方向
に捩じられたツイストセレーテッドフィンであり、切り
込み根本部の幅Wfoと先端部の幅Wftはほぼ同一であ
る。また、フィン材にカットを入れてあるために、各チ
ップの断面厚さも根本部と先端部でほとんど同一とな
る。
[0005] On the other hand, FIG. 11 is a partial cross-sectional view perpendicular to the length direction of a conventional heat transfer tube having serrated fins, and FIG. 12 is an enlarged view of the fin tip. In the figure, there is shown a serrated fin 7 having a plurality of fin tips (hereinafter, also simply referred to as tips) 8 to which a fin material having a sawtooth cut is spirally wound and fixed on the surface of the heat transfer tube 1. I have. This serrated fin 7
In order to further improve the heat transfer performance disturbs the gas flow through the heat transfer tube surface, the fin tip 8 is twisted Serrated fins twisted in a predetermined direction, and the width W fo cut base portion The width W ft at the tip is substantially the same. Further, since the fin material is cut, the cross-sectional thickness of each chip is almost the same at the root portion and the tip portion.

【0006】このようなツイストセレーテッドフィンを
はじめとするセレーテッドフィンは、フィン材にカット
を入れることにより、巻き付け時の変形が少なくなり、
ソリッドフィンに比べて加工時の巻き付け速度を高める
ことができる。また、ツイストセレーテッドフィンをは
じめとするセレーテッドフィンの伝熱面積は、カットさ
れたチップの切断面の面積増加分とチップ間隙間部の面
積減少分で増減し、フィン材を引っ張りながら伝熱管表
面に巻き付けたものであるためにチップ根本部が延びる
ので、製作手法によって、上記ソリッドフィンよりも若
干増減するが、伝熱性能はソリッドフィンと同等または
それ以上となる。
[0006] Serrated fins such as such twisted serrated fins have less deformation during winding by cutting the fin material,
The winding speed during processing can be increased as compared with the solid fin. In addition, the heat transfer area of serrated fins such as twisted serrated fins increases and decreases according to the increase in the area of the cut surface of the cut chip and the decrease in the area of the gap between the chips. Since the base of the chip extends because it is wrapped around the surface, it slightly increases or decreases compared to the solid fins depending on the manufacturing method, but the heat transfer performance is equal to or higher than that of the solid fins.

【0007】しかしながら、上記従来のソリッドフィン
およびセレーテッドフィンは、フィン本来の目的であ
る、伝熱面積を増大させるうえで十分な形状とは言え
ず、ガス流の乱れに基づく伝熱性能の向上は期待できる
が、伝熱面積の増大に基づく伝熱性能の向上を図る上で
なお改良の余地があり、伝熱効率の向上には自ずと限界
があった。
However, the above-mentioned conventional solid fins and serrated fins cannot be said to have a shape sufficient for increasing the heat transfer area, which is the original purpose of the fin, and the heat transfer performance is improved due to the turbulence of the gas flow. However, there is still room for improvement in improving the heat transfer performance based on the increase in the heat transfer area, and the improvement of the heat transfer efficiency was naturally limited.

【0008】なお、フィン付伝熱管において伝熱効率を
より向上させるためには、伝熱管の長さ方向のフィン密
度を増すか、またはフィン高さを高くすることによって
管外伝熱面積を増大させることが有効であるが、このよ
うな手法は、拡大伝熱面採用の基本的条項であり、従来
から検討、採用されてきた手法であるが、例えば高さを
大きくする場合、フィン効率が低下し、外径が大きくな
るために管ピッチを大きくすることが必要となり、製作
時にフィン根本部に変形が生じ易く、加工速度、フィン
密着度等に問題がある。
In order to further improve the heat transfer efficiency of the finned heat transfer tube, it is necessary to increase the fin density in the length direction of the heat transfer tube or to increase the heat transfer area outside the tube by increasing the fin height. However, such a method is a basic provision for adopting an expanded heat transfer surface, and has been studied and adopted in the past.For example, when the height is increased, the fin efficiency decreases. In addition, since the outer diameter is increased, it is necessary to increase the pipe pitch, and the root of the fin is easily deformed at the time of manufacture, and there are problems in the processing speed, the degree of fin adhesion, and the like.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決し、管外流体の抵抗を増大させ
ることなく、フィン本来の目的である伝熱面積をできる
限り増大させることにより、伝熱効率をより向上させる
ことができるフィン付伝熱管を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to increase the heat transfer area, which is the original object of the fin, as much as possible without increasing the resistance of the extravascular fluid. Accordingly, an object of the present invention is to provide a finned heat transfer tube that can further improve heat transfer efficiency.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者は、伝熱管表面に設けられたフィンの形状
と伝熱面積等との関係について鋭意研究した結果、ソ
リッドフィンについてはフィンをプレスして延ばせばフ
ィン高さは高くなるが、伝熱係数が増加する訳ではな
く、フィン効率が低下するために、ある高さ以上では伝
熱性能と経済性は共にはじめから幅広のフィン材を巻い
た場合とほとんど変わらないこと、多数のフィンチッ
プからなるセレーテッドフィンの場合、チップ幅がチッ
プ部の高さよりも小さいので、チップ部をプレスするこ
とによって容易に幅および高さ方向に延ばすことがで
き、これによって伝熱面積が増大すること、また幅方向
のみに延ばすことも可能であること、およびセレーテ
ッドフィンの各チップを捩じるか、または折り曲げるこ
とによって各チップが新しい管外流体と接触するように
なり、伝熱係数を大きくすることができること等の知見
を得、これらの知見に基いて鋭意研究した結果、伝熱管
表面に鋸歯状にフィンチップを多数形成したフィン付伝
熱管において、前記フィンチップのチップ部を、先端部
ほど薄肉で、かつ幅広となるように、プレスまたは圧延
することにより、同一フィン材を用いて形成した別形状
のフィンを有する伝熱管に比べて伝熱面積が著しく増大
し、伝熱効率が向上することを見出し、本発明に到達し
た。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventor has conducted intensive studies on the relationship between the shape of the fins provided on the surface of the heat transfer tube and the heat transfer area and the like. Pressing and extending the fin increases the fin height, but does not increase the heat transfer coefficient, but lowers the fin efficiency.At a certain height or higher, the heat transfer performance and economic efficiency are both wide from the beginning. In the case of serrated fins consisting of a large number of fin tips, the tip width is smaller than the height of the tip part, so it is easy to change the width and height direction by pressing the tip part. Can be extended, which increases the heat transfer area, and can be extended only in the width direction, and twists each tip of the serrated fin Or, by bending, each chip comes into contact with a new extra-fluid fluid, and the knowledge that the heat transfer coefficient can be increased was obtained. In the heat transfer tube with fins formed with a large number of fin tips in a shape, the tip portion of the fin tip was formed using the same fin material by pressing or rolling so that the tip portion was thinner and wider as the tip end portion became wider. The inventors have found that the heat transfer area is remarkably increased as compared with the heat transfer tube having the fins of different shapes, and the heat transfer efficiency is improved, and the present invention has been achieved.

【0011】すなわち、本願で特許請求する発明は、以
下のとおりである。 (1)伝熱管表面に、切り込みを入れたフィン材を連続
的に巻き付けて固着し、ルート部とチップ部とからなる
フィンチップを多数鋸歯状に設けたフィン付伝熱管にお
いて、前記フィンチップのチップ部を、先端部ほど肉厚
を薄くし、かつ幅を広くしたことを特徴とするフィン付
伝熱管。 (2)前記フィンチップの、ルート部の厚さに対するチ
ップ部先端部の厚さ比を0.67以下とし、かつチップ
部先端部の厚さを0.2mm以上としたことを特徴とす
る上記(1)に記載のフィン付伝熱管。
That is, the invention claimed in the present application is as follows. (1) In a finned heat transfer tube in which a fin material having a cut is continuously wound and fixed on the surface of the heat transfer tube and a number of fin chips including a root portion and a chip portion are provided in a saw-tooth shape, A heat transfer tube with fins, characterized in that the tip portion is made thinner and wider at the tip. (2) The thickness ratio of the tip portion of the fin tip to the thickness of the root portion is set to 0.67 or less, and the thickness of the tip portion is set to 0.2 mm or more. The finned heat transfer tube according to (1).

【0012】(3)前記鋸歯状に設けられたフィンチッ
プのチップ部を捩って該チップ部面を前記ルート部面に
対してそれぞれ所定の角度だけ傾斜させたことを特徴と
する上記(1)または(2)に記載のフィン付伝熱管。 (4)前記傾斜角を、15〜35度としたことを特徴と
する上記(3)に記載のフィン付伝熱管。 (5)前記鋸歯状に設けられたフィンチップの隣接する
チップ部をそれぞれ交互に逆方向に折り曲げたことを特
徴とする上記(1)または(2)に記載のフィン付伝熱
管。
(3) The tip portion of the fin tip provided in a sawtooth shape is twisted so that the tip portion surface is inclined at a predetermined angle with respect to the root portion surface. ) Or the finned heat transfer tube according to (2). (4) The finned heat transfer tube according to the above (3), wherein the inclination angle is 15 to 35 degrees. (5) The finned heat transfer tube according to the above (1) or (2), wherein adjacent chip portions of the fin chips provided in a sawtooth shape are alternately bent in opposite directions.

【0013】図6は、本発明の原理を示す説明図であ
り、フィン高さ12.7mm、フィン厚さ1.2mmの
フラットセレーテッドフィンを用い、フィンチップの高
さおよび体積を不変、一定とし、チップ部を先端部に向
かって徐々にその厚さが薄くなるように圧延してその幅
を先端へ行くほど広くした場合のチップ部先端部の厚さ
t の変化に対する伝熱面積比の変化を示したものであ
る。
FIG. 6 is an explanatory view showing the principle of the present invention. The flat serrated fins having a fin height of 12.7 mm and a fin thickness of 1.2 mm are used. And the ratio of the heat transfer area to the change in the thickness Tt of the tip portion of the tip portion when the tip portion is rolled so that the thickness gradually decreases toward the tip portion and the width is increased toward the tip portion. This shows the change of

【0014】また表1は、図6におけるフィンチップの
チップ部先端部の厚み(Tt)と伝熱面積比との関係お
よびこれらとチップ部先端部の幅Wftとの関係、前記チ
ップ部先端部厚さの根本部(ルート部)厚さに対する比
等を示したものである。このとき、高さは不変としてい
る。なお、伝熱面積比は、チップ部を圧延しないフラッ
トセレーテッドフィンの伝熱面積に対する圧延処理後の
フラットセレーテッドフィンの伝熱面積の割合として示
した。
Table 1 shows the relationship between the thickness (T t ) of the tip portion of the fin tip in FIG. 6 and the ratio of the heat transfer area and the relationship between these and the width W ft of the tip portion of the fin tip. The ratio of the thickness of the tip portion to the thickness of the root portion (root portion) is shown. At this time, the height is unchanged. The heat transfer area ratio is shown as a ratio of the heat transfer area of the flat serrated fin after rolling to the heat transfer area of the flat serrated fin in which the tip portion is not rolled.

【0015】[0015]

【表1】 図6および表1において、フィンチップのチップ部先端
部の厚みを徐々に薄くすることにより、チップ部先端部
の幅Wftおよび伝熱面積比が次第に増大し、チップ部の
先端部の厚みを0.6mm、すなわち、根本部(ルート
部)の厚さの1/2になるまで圧延した場合は、チップ
部先端部の幅Wftが根本部(ルート部)の幅Wf0の2倍
となり、フィン表面の増加に伴う伝熱面積比が約20%
増加することが分かる。
[Table 1] In FIG. 6 and Table 1, by gradually reducing the thickness of the tip portion of the fin tip, the width W ft and the heat transfer area ratio of the tip portion gradually increase, and the thickness of the tip portion of the tip portion is reduced. When rolled to 0.6 mm, that is, half the thickness of the root (root), the width W ft of the tip of the tip becomes twice the width W f0 of the root (root). , Heat transfer area ratio of about 20% due to increase of fin surface
It can be seen that it increases.

【0016】本発明において、フィンチップのチップ部
とは、鋸歯状の切り込みを入れたフィン材で構成される
放射状に延びた部分をいい、ルート部とは、フィンチッ
プが放射状に延びる根本部をいい、切り離されることな
く、各フィンチップに共通な連続した帯状部分をいう。
但し、本発明において各フィンチップのチップ部に対応
するルート部部分を便宜上フィンチップのルート部また
は単にルート部という。このルート部が、例えば連続抵
抗溶接されることによって伝熱管表面にフィンが固着さ
れる。そして上記チップ部とルート部とでフィンチップ
が形成される。ルート部の高さは、通常4〜5mmであ
る。
In the present invention, the tip portion of the fin tip refers to a radially extending portion composed of a fin material having a saw-toothed cut, and the root portion refers to a root portion at which the fin tip extends radially. No, it refers to a continuous strip that is common to each fin tip without being separated.
However, in the present invention, the root portion corresponding to the tip portion of each fin tip is referred to as the fin tip root portion or simply the root portion for convenience. The fin is fixed to the surface of the heat transfer tube by, for example, continuous resistance welding of this root portion. Then, a fin tip is formed by the tip part and the root part. The height of the root is usually 4-5 mm.

【0017】本発明において、例えば圧延することによ
り、フィンチップのチップ部先端部を薄くし過ぎると、
振動防止のために取り付けられるサポートとの接触部が
小さくなり、強度不足となることがある。従って、フィ
ンチップ先端部の厚みは、フィン材の厚さよりも薄く、
0.2mm以上であることが好ましい。より好ましく
は、フィン材の厚み、すなわちフィン根本部(ルート
部)の厚みに対するフィン先端部(チップ部先端部)の
厚みの比が0.67以下で、かつフィンチップ先端部の
厚みが0.2mm以上である。
In the present invention, if the tip of the fin tip is made too thin, for example, by rolling,
A contact portion with a support attached for preventing vibration may become small, resulting in insufficient strength. Therefore, the thickness of the tip of the fin tip is thinner than the thickness of the fin material,
It is preferably 0.2 mm or more. More preferably, the ratio of the thickness of the fin material, that is, the ratio of the thickness of the fin tip portion (tip portion tip) to the thickness of the fin root portion (root portion) is 0.67 or less, and the thickness of the fin tip tip portion is 0.1 mm. 2 mm or more.

【0018】本発明において、フィンチップのチップ部
を圧延する際、チップの高さ方向に延ばすこともできる
が、高さ方向に延ばすとサポート等との取り合いが全て
変わってくるので、フィンチップの幅方向にのみ延ばす
ことが、より好ましい。本発明において、鋸歯状に設け
られたフィンチップをそれぞれ一定方向に捩ってチップ
部面をルート部面に対して所定角度だけ傾斜させること
が好ましい。傾斜角度(捩れ角)は、15〜35度、好
ましくは20〜30度である。傾斜角度が大きすぎると
隣接するフィンチップとの関係で管外流体の流れが阻害
され、伝熱性能が低下する。一方、傾斜角度が小さすぎ
ると伝熱性能の増加が不十分となる。
In the present invention, when the tip portion of the fin chip is rolled, it can be extended in the height direction of the chip, but if it is extended in the height direction, the engagement with the support and the like will all be changed. It is more preferable to extend only in the width direction. In the present invention, it is preferable that each of the fin tips provided in a saw-tooth shape is twisted in a predetermined direction so that the tip portion surface is inclined by a predetermined angle with respect to the root portion surface. The inclination angle (twist angle) is 15 to 35 degrees, preferably 20 to 30 degrees. If the inclination angle is too large, the flow of the extravascular fluid is hindered due to the relationship with the adjacent fin tip, and the heat transfer performance is reduced. On the other hand, if the inclination angle is too small, the increase in the heat transfer performance becomes insufficient.

【0019】本発明において、鋸歯状のフィンチップの
チップ部をそれぞれ交互に反対方向に折り曲げることも
できる。これによって、伝熱面積と伝熱係数が共に増大
する。
In the present invention, the tip portions of the sawtooth-shaped fin tips may be alternately bent in opposite directions. This increases both the heat transfer area and the heat transfer coefficient.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例によってさ
らに詳細に説明する。図1〜図5は、本発明の一実施例
を示すフィン付伝熱管の説明図であり、図1は、伝熱管
の長さ方向に垂直な断面図、図2は、図1の一部拡大
図、図3は、フィン付伝熱管をガス煙道内に設置した場
合の概念図、図4は、フィンチップの幅広部分を示す一
部詳細図、図5は、図4のフィンチップの断面を示す説
明図である。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples. 1 to 5 are explanatory views of a heat transfer tube with fins showing one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view perpendicular to the length direction of the heat transfer tube, and FIG. 2 is a part of FIG. FIG. 3 is an enlarged view, FIG. 3 is a conceptual diagram when a finned heat transfer tube is installed in a gas flue, FIG. 4 is a partially detailed view showing a wide portion of the fin tip, and FIG. 5 is a cross section of the fin tip of FIG. FIG.

【0021】このフィン付伝熱管は、カットを入れたフ
ィン材を伝熱管1に螺旋状に連続して巻き付け、例えば
連続抵抗溶接によって固着して、例えば厚さ1.2m
m、幅4mm、高さ7.7mmのフィンチップを多数有
するフラットセレーテッドフィンとし(図1および図2
参照)、該フラットセレーテッドフィンの、フィンチッ
プ3のチップ部4をそれぞれ所定方向に捩じってチップ
部面をルート部面に対して、例えば20度傾斜させたの
ち、プレスしてチップ部4の肉厚を先端部になるほど薄
くすると同時にその幅を先端部になるほど拡げたもので
ある(図4および図5参照)。チップ部先端部の、厚さ
は、例えば0.6mm、幅は、例えば8mmである。
In this heat transfer tube with fins, a cut fin material is continuously wound spirally around the heat transfer tube 1 and fixed by, for example, continuous resistance welding to have a thickness of, for example, 1.2 m.
m, width 4 mm, and height 7.7 mm are flat serrated fins (FIGS. 1 and 2).
Of the flat serrated fins, the tip portions 4 of the fin tips 3 of the flat serrated fins are each twisted in a predetermined direction so that the tip portion surface is inclined, for example, by 20 degrees with respect to the root portion surface, and then pressed to form a tip portion. 4 is made thinner toward the tip, and at the same time the width is increased toward the tip (see FIGS. 4 and 5). The tip portion has a thickness of, for example, 0.6 mm and a width of, for example, 8 mm.

【0022】図3および図4において、フィンチップ2
の先端部の幅Wftは、根本部の幅W foに比べて広くなっ
ている。また、図5において、フィンチップ2の先端部
の厚さ厚さTt は根本部(ルート部)の厚さT0 に比べ
て薄く、根本部から先端部になるほど徐々に薄くなって
いる。フィンチップ2の高さHf は、ルート部の高さh
r とチップ部の高さhc の合計として表される。このよ
うな構成のフィン付伝熱管は、図3に示されるように、
例えば燃焼排ガス煙道6内に配置され、排ガスの熱量を
回収する、例えば過熱器管として使用される。
In FIG. 3 and FIG.
Width W at the tip offtIs the width W of the root foWider than
ing. In FIG. 5, the tip of the fin tip 2 is shown.
Thickness TtIs the thickness T of the root part (root part)0compared to
And gradually thinner from the root to the tip
I have. The height H of the fin tip 2fIs the height h of the root
rAnd tip height hcExpressed as the sum of This
As shown in FIG.
For example, it is arranged in the flue gas flue 6 and reduces the calorific value of the flue gas.
Used for recovery, for example as a superheater tube.

【0023】本実施例によれば、伝熱管1の表面に、カ
ットを入れたフィン材を螺旋状に連続して巻き付け、例
えば連続抵抗溶接で固着してセレーテッドフィンを設
け、該セレーテッドフィンの、フィンチップ3のチップ
部4をルート部5に対してそれぞれ所定方向に捩って傾
斜させたのち、プレスしてチップ部4の先端部ほど薄く
すると同時にその幅を先端部ほど広くしたことにより、
材料重量の増加を抑えながら伝熱面積を約15〜20%
増大させることができる。従って、伝熱性能が向上し、
必要な伝熱管本数を10〜15%減少させることができ
る。
According to the present embodiment, the cut fin material is continuously wound spirally around the surface of the heat transfer tube 1 and fixed by, for example, continuous resistance welding to provide serrated fins. After the tip portion 4 of the fin tip 3 is twisted and inclined in a predetermined direction with respect to the root portion 5, the tip portion 4 is pressed to be thinner at the tip end portion and to be wider at the tip end portion. By
Approximately 15-20% heat transfer area while suppressing increase in material weight
Can be increased. Therefore, the heat transfer performance is improved,
The required number of heat transfer tubes can be reduced by 10 to 15%.

【0024】なお、伝熱装置全体の大きさは、主として
伝熱管本数によって決まるので、伝熱管本数を少なくで
きる本実施例は、伝熱装置もコンパクトになり、総合的
経済効果はより大きなものとなる。
Since the size of the entire heat transfer device is mainly determined by the number of heat transfer tubes, this embodiment in which the number of heat transfer tubes can be reduced makes the heat transfer device more compact, and the overall economic effect is greater. Become.

【0025】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
7および図8は、本発明の他の実施例を示す説明図であ
り、図7は、伝熱管の長さ方向に垂直な断面図、図8は
フィンチップの断面を示す図である。このフィン付伝熱
管は、カットを入れたフィン材を伝熱管1に螺旋状に連
続して巻き付けて固着したフラットセレーテッドフィン
を有するもの、すなわち前記実施例において、フィンチ
ップ3のチップ部4を捩ることなくフラットのままの状
態で、チップ部4をプレスし、その先端部ほど肉薄、か
つ幅広としたものであり、フイッチップ3のチップ部4
とルート部5は同一平面上にある。
Next, another embodiment of the present invention will be described. 7 and 8 are explanatory views showing another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view perpendicular to the length direction of the heat transfer tube, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the fin tip. This finned heat transfer tube has a flat serrated fin in which a cut fin material is continuously wound spirally around the heat transfer tube 1 and fixed, that is, in the above embodiment, the tip portion 4 of the fin tip 3 is replaced with a flat serrated fin. The tip portion 4 is pressed in a flat state without being twisted, and the tip portion is made thinner and wider.
And the route section 5 are on the same plane.

【0026】本実施例においては、性能はソリッドフィ
ンのプレスしたものと大差ないが、フィン根本部の変形
が少なく、高速巻き付けが可能となる。次に、図9およ
び図10は、本発明の別の実施例を示す説明図であり、
図9は、伝熱管の長さ方向に垂直な一部断面図、図10
は、フィンチップの断面を示す説明図である。図におい
て、本実施例における伝熱管に設けられたフィンは、各
フィンチップ3のチップ部4を圧延してその厚みを先端
部ほど薄くし、かつ幅を広くしたフラットセレーテッド
フィンの、前記フィンチップ3のチップ部4の中心軸を
一つ置きにルート部5を基準として逆方向に折り曲げて
段差を設けたものである。
In the present embodiment, the performance is not much different from that of the pressed solid fin, but the deformation of the root portion of the fin is small, and high-speed winding is possible. Next, FIGS. 9 and 10 are explanatory views showing another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a partial sectional view perpendicular to the length direction of the heat transfer tube, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing a cross section of a fin tip. In the figure, the fins provided in the heat transfer tube in this embodiment are the same as the fins of the flat serrated fins in which the tip portion 4 of each fin tip 3 is rolled to reduce the thickness toward the tip and widen. The chip 3 is bent in the opposite direction with respect to the root 5 every other central axis of the chip 4 of the chip 3 to provide a step.

【0027】本実施例におけるフィン形状は、チップ部
4を圧延処理したフラットセレーテッドフィンとツイス
トセレーテッドフィンの中間の特性を持ち、フィンチッ
プ3のチップ部4を圧延したことにより、伝熱面積と伝
熱係数を共に増大させることができる。
The shape of the fin in this embodiment has an intermediate characteristic between the flat serrated fin obtained by rolling the tip portion 4 and the twisted fin, and the heat transfer area is obtained by rolling the tip portion 4 of the fin tip 3. And the heat transfer coefficient can both be increased.

【0028】[0028]

【発明の効果】本願の請求項1記載の発明によれば、フ
ィンチップのチップ部を、先端部ほど肉厚を薄くし、か
つ幅を広くしたことにより、フィンの重量を増加させる
ことなく伝熱面積を増大させて伝熱効率を向上させるこ
とができる。従って伝熱管の本数を相対的に減少させる
ことができるので、伝熱装置の重量低減、コンパクト化
による経済性も向上する。
According to the first aspect of the present invention, the tip portion of the fin tip is made thinner and wider at the tip end, so that the fin tip can be transferred without increasing the weight of the fin. The heat transfer efficiency can be improved by increasing the heat area. Therefore, since the number of heat transfer tubes can be relatively reduced, the weight of the heat transfer device can be reduced, and the economy due to the compactness can be improved.

【0029】本願の請求項2記載の発明によれば、前記
フィンチップの、ルート部の厚さに対するチップ部先端
部の厚さ比を0.67以下とし、かつチップ部先端部の
厚さを0.2mm以上としたことにより、上記発明の効
果に加え、フィン付伝熱管の振動防止用サポート等との
接触点を確保して強度不足を回避することができる。
According to the invention of claim 2 of the present application, the thickness ratio of the tip portion of the fin tip to the thickness of the root portion is set to 0.67 or less, and the thickness of the tip portion is reduced to 0.67 or less. When the thickness is 0.2 mm or more, in addition to the effect of the above-described invention, a point of contact with the support for preventing vibration of the heat transfer tube with fins can be secured to avoid insufficient strength.

【0030】本願の請求項3記載の発明によれば、前記
鋸歯状に設けられたフィンチップのチップ部を捩ってチ
ップ部面をルート部面に対してそれぞれ所定の角度だけ
傾斜させたことにより、上記発明の効果に加え、管外流
体の抵抗を増大させることなく伝熱係数を増大して伝熱
効率を向上させることができる。本願の請求項4記載の
発明によれば、前記傾斜角を、15〜35度としたこと
により、上記発明の効果に加え、管外流体の流れを阻害
することもない。
According to the third aspect of the present invention, the tip portion of the fin tip provided in a sawtooth shape is twisted so that the tip portion surface is inclined at a predetermined angle with respect to the root portion surface. Thereby, in addition to the effect of the above invention, the heat transfer coefficient can be increased without increasing the resistance of the extra-fluid fluid, and the heat transfer efficiency can be improved. According to the invention as set forth in claim 4 of the present application, by setting the inclination angle to 15 to 35 degrees, in addition to the effect of the above invention, the flow of the extravascular fluid is not obstructed.

【0031】本願の請求項5記載の発明によれば、前記
鋸歯状に設けられたフィンチップの隣接するチップ部を
それぞれ交互に逆方向に折り曲げたことにより、上記発
明の効果に加え、伝熱面積および伝熱係数を共に増大さ
せることができる。
According to the invention as set forth in claim 5 of the present application, the adjacent tip portions of the fin tips provided in a saw-tooth shape are alternately bent in opposite directions, so that in addition to the effect of the above-described invention, heat transfer is achieved. Both area and heat transfer coefficient can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す伝熱管の長さ方向に垂
直な断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view perpendicular to the length direction of a heat transfer tube showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の部分拡大図。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1;

【図3】本発明の一実施例であるフィン付伝熱管をガス
煙道に設置した際の概念を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a concept when a finned heat transfer tube according to one embodiment of the present invention is installed in a gas flue.

【図4】本発明の一実施例におけるフィンチップの拡大
図。
FIG. 4 is an enlarged view of a fin tip in one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例におけるフィンチップの断面
を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a cross section of a fin tip in one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の原理を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施例におけるフィンチップの断
面図。
FIG. 8 is a sectional view of a fin tip according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の別の実施例を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の別の実施例におけるフィンチップの
断面図。
FIG. 10 is a sectional view of a fin tip according to another embodiment of the present invention.

【図11】従来技術の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【図12】従来技術の説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【図13】従来技術の説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【図14】従来技術の説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…伝熱管、2…セレーテッドフィン、3…フィンチッ
プ、4…チップ部、5…ルート部、6…排ガス煙道、7
…セレーテッドフィン、8…フィンチップ、9…ソリッ
ドフィン。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat transfer tube, 2 ... Serrated fin, 3 ... Fin tip, 4 ... Tip part, 5 ... Root part, 6 ... Exhaust gas flue, 7
... serrated fins, 8 ... fin tips, 9 ... solid fins.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 伝熱管表面に、切り込みを入れたフィン
材を連続的に巻き付けて固着し、ルート部とチップ部と
からなるフィンチップを多数鋸歯状に設けたフィン付伝
熱管において、前記フィンチップのチップ部を、先端部
ほど肉厚を薄くし、かつ幅を広くしたことを特徴とする
フィン付伝熱管。
1. A finned heat transfer tube in which a fin material having a cut is continuously wound and fixed on the surface of the heat transfer tube, and a plurality of fin chips each including a root portion and a tip portion are provided in a saw-tooth shape. A heat transfer tube with fins, characterized in that the tip portion of the tip is made thinner and wider at the tip.
【請求項2】 前記フィンチップの、ルート部の厚さに
対するチップ部先端部の厚さ比を0.67以下とし、か
つチップ部先端部の厚さを0.2mm以上としたことを
特徴とする請求項1に記載のフィン付伝熱管。
2. A method according to claim 1, wherein the thickness ratio of the tip of the fin tip to the root is 0.67 or less, and the thickness of the tip of the fin tip is 0.2 mm or more. The finned heat transfer tube according to claim 1.
【請求項3】 前記鋸歯状に設けられたフィンチップの
チップ部を捩って該チップ部面を前記ルート部面に対し
てそれぞれ所定の角度だけ傾斜させたことを特徴とする
請求項1または2に記載のフィン付伝熱管。
3. The chip portion of the fin tip provided in a sawtooth shape is twisted by a predetermined angle with respect to the root portion surface by twisting the tip portion surface. 3. The heat transfer tube with fins according to 2.
【請求項4】 前記傾斜角を、15〜35度としたこと
を特徴とする請求項3に記載のフィン付伝熱管。
4. The finned heat transfer tube according to claim 3, wherein the inclination angle is set to 15 to 35 degrees.
【請求項5】 前記鋸歯状に設けられたフィンチップの
隣接するチップ部をそれぞれ交互に逆方向に折り曲げた
ことを特徴とする請求項1または2に記載のフィン付伝
熱管。
5. The heat transfer tube with fins according to claim 1, wherein adjacent chip portions of the fin chips provided in a sawtooth shape are alternately bent in opposite directions.
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