(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィンパイプの内空間にバッフルプレートを装着してなるフィンパイプの乱流形成装置であって、上記バッフルプレートの長手方向には水流方向に対して傾斜させて立ち上がらせた複数の切り起こし部が所定間隔をおいて形成され、且つ各切り起こし部の切り起こし方向がバッフルプレートを基準面として交互に逆向きとなるように形成され、バッフルプレートの長手方向の端部または端部近傍に水流方向に対向して立ち上がらせた切り起こし片を設け、この切り起こし片はバッフルプレートを基準面として長手方向両端部近傍でそれぞれ逆向きとなるよう折曲して形成したことを特徴とするフィンパイプの乱流形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば給湯機の熱交換器の一部を構成するフィンパイプ等のフィンパイプ内空間に複数の切り起こし部分を形成したバッフルプレートを装着してなるフィンパイプの乱流形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の給湯機の熱交換器の一部を構成するフィンパイプの乱流形成装置の一例（従来例１）を示し、（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は一部断面正面図である。そして図７は図６に示す乱流形成装置をフィンパイプ内空間に装着した状態を示す断面図である。
上記図６及び図７で示す乱流形成装置は、熱交換器のフィンパイプ12内での温水の局部沸騰による沸き上がり音の防止と熱効率アップのため、フィンパイプ12内を流れる水流が乱流になるようにバネ状の乱流コイル11と銅板を捩じった形状のネジリ板10とが挿入された構成となっていた。
そして上記従来例１の乱流形成装置におけるネジリ板10と乱流コイル11との組付状態を図７により説明すると、ネジリ板10の長手方向の端部にスリット10a を形成し、このスリット10a で乱流コイル11の末端部を挟み込んでカシメることで上記ネジリ板10を固定し、これによりネジリ板10の回り止めがなされるように構成されていた。
また図８は従来のフィンパイプの乱流形成装置の他の例（従来例２）を示しており、この場合は、ネジリ板10の端部10b の径が乱流コイル11との関係において、相互にしまり嵌めとなるように上記ネジリ板10の端部10b の寸法Ｗを正確に管理していた。
さらに、また図９は従来のフィンパイプの乱流形成装置のさらに他の例（従来例３）を示しているが、この場合には上記従来例１及び２で乱流形成装置をフィンパイプ内で固定するために不可欠であった乱流コイルを廃してバッフルプレート13のみを使用したものであり、同図で示すように、上記バッフルプレート13にはその長手方向に水流方向に対して角度90度に立ち上がるように切り起こした複数の切り起こし部14が形成されており、しかも上記バッフルプレート13がフィンパイプの空間内にしまり嵌めとなるように装着したものであって、これにより部品点数の削減を図ろうとするものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来例１及び２の場合では、ネジリ板10と乱流コイル11という２種類の部品が構成部品として不可欠であり、製造上の工数とコストがかかるという不都合があった。
特に図６、図７に示す従来例１の場合では、カシメ部のガタが大きいため、給湯機使用時にネジリ板10に回転振動が発生するという問題があり、これにより上記ネジリ板10に変形磨耗Ｓが生じる結果、ネジリ板10の外周部分の一部10c がフィンパイプ12の内壁面に接触を繰り返し、この接触部を削ってしまう等の不都合があった。
また図８に示す従来例２の場合では、ネジリ板10の端部10b の寸法Ｗを、しまり嵌めとなるように厳密に管理する必要があるため、例えばロール巻きされたストリップ材等を用いて簡単且つ低コストで所望とするネジリ板10を得ることができないという問題があった。
さらに、図９で示す従来例３の場合では、部品点数の削減については一応達成しているものの、同例のバッフルプレート13の切り起こし形状では、切り起こし部14の後側で水流が滞って局部沸騰の原因となることがあるのみならず、上記切り起こし部14が水流方向に対して角度90度に立ち上がらせて切り起こしてあるため、水流に対する抵抗がきわめて大きくなって缶体の圧損が大きくなるという不都合があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記従来のフィンパイプの乱流形成装置の問題点を解消し、ロール巻きされたストリップ材を用い、これを適当な長さに切断し、長手方向の端部または端部近傍に水流方向に対向して立ち上がらせた切り起こし片と、水流方向に対して所定角度を付けて立ち上がらせた複数の切り起こし部を設けることで、水流の抵抗を適度に緩和しながら、流れてくる水流を効率的に乱流となして局部沸騰の原因をなくすことが可能となり、しかも製造上の工数、コストの低減をも可能としたフィンパイプの乱流形成装置の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のフィンパイプの乱流形成装置は、フィンパイプの内空間にバッフルプレートを装着してなるフィンパイプの乱流形成装置であって、上記バッフルプレートの長手方向には水流方向に対して傾斜させて立ち上がらせた複数の切り起こし部が所定間隔をおいて形成され、且つ各切り起こし部の切り起こし方向がバッフルプレートを基準面として交互に逆向きとなるように形成され、バッフルプレートの長手方向の端部または端部近傍に水流方向に対向して立ち上がらせた切り起こし片を設け、この切り起こし片はバッフルプレートを基準面として長手方向両端部近傍でそれぞれ逆向きとなるよう折曲して形成したことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に本発明の実施に形態の１例を示す。図１は乱流形成装置の一部拡大正面図、図２は同じく平面図である。図３は図１のＡ方向からみた状態を示す拡大図である。
【０００７】
図１において、乱流形成装置を構成するバッフルプレート１は、例えばロール巻されたストリップ材を適当な長さに切断した帯状片からなり、その長手方向には水流方向に対して角度略45度に立ち上がらせた傾斜した切り起こし部２が複数形成され、各切り起こし部２は、図２で示すようにバッフルプレート１を基準面として、それぞれ交互に逆向きとなるように形成してある。上記バッフルプレート１の幅Ｈはフィンパイプ内にしまり嵌めとなりうるような寸法に構成する。また上記各切り起こし部２は打ち抜き加工等により形成したＬ字状切れ込み1bに対して破線1aで示す位置でバッフルプレート１を基準面としてそれぞれ交互に逆向きとなるように曲げ加工等で折曲して形成してあるので、これら各切り起こし部２の形成によって三角形状の開孔３が同時に形成されている。なお、いうまでもなく切り起こし部２の高さ方向の幅ｈ（三角形状の開孔３の高さ方向の幅）はバッフルプレート１の幅Ｈより小さくなっている。そしてバッフルプレートの長手方向端部には水流に対向して抵抗となるように立ち上がらせた切り起こし片４が形成してある。
このような構成のバッフルプレート１を、フィンパイプ内にしまり嵌めして装着することで所望とする乱流形成装置としての機能を奏するものである。これを図１により説明すると、符号Ｍで示すフィンパイプ内を流れる水流はバッフルプレート１を境界面として一方の片面側では水流方向に対して角度略45度の切り起こし部２に当たると、この切り起こし部２の傾斜に沿って実線矢印ｍで示すように外周方向へと流れ、他方の片面側ではまず切り起こし片４に当たった後、水流方向に対して角度略45度の切り起こし部２に当たり、この切り起こし部２の傾斜に沿って破線矢印ｎで示すように外周方向へと流れる。このように、フィンパイプ内を流れる水流はバッフルプレート１に設けた切り起こし部２の存在によって常に外へ外へと流れて効率的に乱流が形成され、攪拌されるので、局部沸騰が抑制され、且つ熱効率が上昇する。また、水流に対向して立ち上がらせた切り起こし片４の後側では水流が滞ることになるが、切り起こし片４はバッフルプレートの長手方向端部にあり、この部分では比較的熱流束が小さいため局部沸騰が起こりにくい。
さらにバイパスミキシング方式の給湯機等の缶体側とバイパス側の流量比も上記切り起こし部２の数の増減、切り起こし片４および切り起こし部２の曲げ角度（この第１の例では、図２、図３で示すようにバッフルプレート１に対する切り起こし片４と切り起こし部２の角度であり、例えば105 度）の設定如何によって抵抗を変えることで容易に調整可能となる。切り起こし片４はバッフルプレート１の長手方向端部にのみ形成されているので、水流に対する抵抗が大きくなり過ぎることがなく、仮に切り起こし片４がなかった場合は、缶体側の水流に対する抵抗が小さすぎてバイパス側へ水が流れにくくなる可能性がある。
さらに上記バッフルプレート１は、例えばロール巻きされたストリップ材を所定寸法に切断し、これに上記のような構成の切り起こし部２および切り起こし片４を設けるという簡単な構成であるので製造性が極めて良いばかりか、コストの低減をも図ることができる。なお、バッフルプレート１単品でも乱流形成装置として充分な効果が期待できるが、これに公知の乱流コイルを組み合わせれば、より効果が期待できるのはいうまでもない。
【０００８】
つぎに本発明の実施の形態の第２の例を図４、図５に示す。図４は乱流形成装置の一部拡大正面図、図５は同じく平面図である。
【０００９】
バッフルプレート１、切り起こし部２については上記第１の例と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。バッフルプレート１の長手方向端部近傍には水流に対向して立ち上がらせた切り起こし片４が形成されている。切り起こし片４は打ち抜き加工等により形成したコの字状切れ込み1cに対して破線1dで示す位置でバッフルプレート１を基準面として長手方向両端部近傍でそれぞれ逆向きとなるように曲げ加工等で折曲して形成してあるので、この切り起こし片4 の形成によって四角形状の開孔５が同時に形成されている。したがって、切り起こし片４に当たった水流の一部は、開孔５を通り抜けてバッフルプレート１の他面側に流れるため、前記実施の形態の第１の例に比べると水流に対する抵抗は若干小さい。また、切り起こし片４の後側では水流が滞ることになるが、切り起こし片４はバッフルプレートの長手方向端部近傍にあり、この部分では比較的熱流束が小さいため局部沸騰が起こりにくい。
さらにバイパスミキシング方式の給湯機等の缶体側とバイパス側の流量比も切り起こし部２の数の増減、切り起こし片４および切り起こし部２の曲げ角度（この第２の例では、図５で示すようにバッフルプレート１に対する切り起こし片４の角度および第１の例と同様に図３に示す切り起こし部２の角度であり、例えば105 度）の設定如何によって抵抗を変えることで容易に調整可能となる。切り起こし片４はバッフルプレート１の長手方向端部近傍にのみ形成されているので、水流に対する抵抗が大きくなり過ぎることがなく、仮に切り起こし片４がなかった場合は、缶体側の水流に対する抵抗が小さすぎてバイパス側へ水が流れにくくなる可能性がある。さらに上記バッフルプレート１は、例えばロール巻きされたストリップ材を所定寸法に切断し、これに上記のような構成の切り起こし部２および切り起こし片４を設けるという簡単な構成であるので製造性が極めて良いばかりか、コストの低減をも図ることができる。なお、バッフルプレート１単品でも乱流形成装置として充分な効果が期待できるが、これに公知の乱流コイルを組み合わせれば、より効果が期待できるのはいうまでもない。
【００１０】
以上、説明した実施の形態において、切り起こし部２の傾斜角度は水流方向に対して略45度、切り起こし部２および切り起こし片４のバッフルプレート１に対する曲げ角度は105 度としたが、これに限定されるものではなく、フィンパイプの径の大きさ、流速等により適宜変更してもよい。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなり、請求項１に記載のフィンパイプの乱流形成装置によれば、フィンパイプの内空間にバッフルプレートを装着してなるフィンパイプの乱流形成装置であって、上記バッフルプレートの長手方向には水流方向に対して傾斜させて立ち上がらせた複数の切り起こし部が所定間隔をおいて形成され、且つ各切り起こし部の切り起こし方向がバッフルプレートを基準面として交互に逆向きとなるように形成され、バッフルプレートの長手方向の端部または端部近傍に水流方向に対向して立ち上がらせた切り起こし片を設け、この切り起こし片はバッフルプレートを基準面として長手方向両端部近傍でそれぞれ逆向きとなるよう折曲して形成たので、フィンパイプ内を流れる水流はバッフルプレートに設けた切り起こし部の存在によって常に外へ外へと流れて効率的に乱流が形成されるので局部沸騰が効率的に抑制され、且つ熱効率の上昇を図ることができる。また、切り起こし片の後側では水流が滞ることになるが、切り起こし片はバッフルプレートの長手方向端部または端部近傍にあり、この部分では比較的熱流束が小さいため局部沸騰が起こりにくい。
さらに、バイパスミキシング方式の給湯機等においては切り起こし片によって缶体側への水流に対する抵抗を生じさせることにより、バイパス側への流量を確保するとともに、缶体側とバイパス側の流量比も切り起こし部の数、切り起こし部および切り起こし片のバッフルプレートに対する曲げ角度の選択によって容易に調整可能となる。また、切り起こし片はバッフルプレートの端部または端部近傍に形成されるので水流に対する抵抗が過大となることもない。
さらに上記バッフルプレートはロール巻きされたストリップ材を所定寸法に切断し、これに切り起こし部と切り起こし片とを設けるという簡単な構成であるので生産性がよく、且つコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例を示す乱流形成装置の一部拡大正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の第１の例を示す乱流形成装置の一部拡大平面図である。
【図３】図１の乱流形成装置をＡ方向からみた図である。
【図４】本発明の実施の形態の第２の例を示す乱流形成装置の一部拡大正面図である。
【図５】本発明の実施の形態の第２の例を示す乱流形成装置の一部拡大平面図である。
【図６】従来のフィンパイプの乱流形成装置の一例（従来例１）を示し、（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は一部断面正面図である。
【図７】図６に示す乱流形成装置をフィンパイプ内空間に装着した状態を示す断面図である。
【図８】従来のフィンパイプの乱流形成装置の他の例（従来例２）を示す一部断面正面図である。
【図９】従来のフィンパイプの乱流形成装置のさらに他の例（従来例３）を示す一部斜視図である。
【符号の説明】
１  バッフルプレート
２  切り起こし部
３  開孔
４  切り起こし片
５  開孔
【図１】
0003678262.tif 000002
【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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