(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るとともに、バッフルプレートの端部をフィンパイプの屈曲部に臨ませたとき、屈曲部の上流側から屈曲部に至る水流が通過する略円形の開孔をバッフルプレートの端部に設け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５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６は図５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５及び図６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。また、乱流コイル11はフィンパイプ12の空間内にしまり嵌めとなるように装着されていた。
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５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 に乱流コイル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７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２）を示しているが、この場合には上記従来例１でネジリ板と組み合わされて乱流形成装置を構成していた乱流コイルを廃し、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、上記従来例１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５、図６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。
さらに、図７で示す従来例２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。また、乱流コイルに組み付けずにバッフルプレートのみで乱流形成装置を構成しているため、図８に示すようにバッフルプレート13が水流によりフィンパイプ12内で回転、移動し、フィンパイプ12の屈曲部まで押し込まれる可能性があり、この場合にはバッフルプレート13の端部で水流が阻害されるという問題があった。
【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、乱流コイルを廃し、バッフルプレートのみを使用する構成とした上で、水流方向に対して所定角度を付けて立ち上がらせ、水流の抵抗を適度に緩和できる複数の切り起こし部を設けることで、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ることが可能となり、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。
【０００７】
【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るとともに、バッフルプレートの端部をフィンパイプの屈曲部に臨ませたとき、屈曲部の上流側から屈曲部に至る水流が通過する略円形の開孔をバッフルプレートの端部に設けたことを第１の特徴としている。
【０００８】
請求項１記載の乱流形成装置によれば、フィンパイプ内を流れる水流はバッフルプレートを境界面として一方の片面側では水流方向に対して傾斜させて立ち上がらせた切り起こし部に当たると、この切り起こし部の傾斜に沿って外周方向へと流れ、他方の片面側でも切り起こし部の傾斜に沿って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、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、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の数の増減、切り起こし部の曲げ角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。また、バッフルプレートが水流によってフィンパイプ内で回転、移動し、フィンパイプの屈曲部まで押し込まれたとしても、バッフルプレートの端部に設けた略円形の開孔を通って水が流れるため、通水抵抗が増加することもない。さらに、この略円形の開孔はバッフルプレートの製造工程において、搬送装置によってストリップ材を連続供給し、切り起こし部のプレス加工等を行う際の位置決め用ピンのガイド孔として利用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４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、図４はバッフルプレートがフィンパイプの屈曲部まで押し込まれた状態を示す断面図である。
【００１０】
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。そしてバッフルプレート１の端部には円形の開孔８が形成されている。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。
【００１１】
以上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、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、切り起こし部２の曲げ角度（この第１の例では、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。
【００１２】
また図４で示すように、バッフルプレート１が水流によってフィンパイプ７内で回転、移動し、フィンパイプ７の屈曲部まで押し込まれたとしても、バッフルプレート１の端部には円形の開孔８が形成されているので、水流Ｍが阻害されることはない。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。また、製造工程において、搬送装置によってストリップ材を連続供給して切り起こし部２のプレス加工等を行う際に、開孔８を位置決め用ピンのガイド孔として利用することができる。
【００１３】
以上、説明した実施形態において、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。
またバッフルプレート１の端部の開孔８は、各端部に複数設けてもよいし、その形状については、製造工程で位置決め用ピンのガイド孔として利用するためには上記の実施形態のように円形の開孔が最適であるが、これに限定されるものではなく、楕円や矩形でもよいし、フィンパイプの屈曲部において水通路を確保することだけを目的とする場合は、バッフルプレートの端部に単に切り欠きを設けるようにしてもよい。
【００１４】
【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端部には開孔が形成されているので、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、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の数、切り起こし部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。さらにバッフルプレートが水流によってフィンパイプ内で回転、移動し、フィンパイプの屈曲部まで押し込まれたとしても、バッフルプレートの端部には開孔が形成されているので、水流が阻害されることはない。また、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るとともに、バッフルプレートの端部をフィンパイプの屈曲部に臨ませたとき、屈曲部の上流側から屈曲部に至る水流が通過する略円形の開孔をバッフルプレートの端部に設けているので、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、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の数、切り起こし部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。さらにバッフルプレートが水流によってフィンパイプ内で回転、移動し、フィンパイプの屈曲部まで押し込まれたとしても、バッフルプレートの端部には略円形の開孔が形成されているので、水流が阻害されることはない。さらにまた、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を設けるという簡単な構成であることに加え、バッフルプレートの端部に設けた略円形の開孔は、製造工程においてストリップ材を連続供給する搬送装置に必要な位置決め用ピンのガイド孔として利用することができるので、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】本発明の実施形態の例を示す乱流形成装置の一部拡大正面図である。
【図２】本発明の実施形態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】本発明の実施形態において、バッフルプレートがフィンパイプの屈曲部まで押し込まれた状態を示す断面図である。
【図５】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６】図５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７】従来のフィンパイプの乱流形成装置の他の例（従来例２）を示す一部斜視図である。
【図８】図７に示す乱流形成装置がフィンパイプの屈曲部まで押し込まれた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  バッフルプレート
２  切り起こし部
３  開孔
５  両端部
６  開孔
７  フィンパイプ
８  開孔
【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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