JP2004278957A

JP2004278957A - バッフルプレート

Info

Publication number: JP2004278957A
Application number: JP2003072606A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Kagiyama; 智也鍵山
Original assignee: Chofu Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Chofu Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】簡単な構造で、容易に着脱でき、熱交換効率をよくするバッフルプレートを提供する。
【解決手段】本発明のバッフルプレート１は、平板２から交互に切り起こした仕切り板３，４を有して熱交換用管５内に挿入されるバッフルプレート１において、仕切り板３，４の外周が熱交換用管５の内周面に点接触する形状に形成されているので、仕切り板３，４と熱交換用管５との間に隙間１５が形成され、加熱空気は両側の仕切り板の隙間１５をそれぞれ均等に通過することになり、また、接触部分の近傍の加熱空気が滞留せずに下流側に移動する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換用管内に配置されて熱交換効率を向上させるバッフルプレートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボイラー内に熱交換用管を設けてこの熱交換用管の内部に加熱空気（燃焼ガス）を通過させ、熱交換用管を加熱する熱交換器が使用されている。この熱交換器には、内部に配置されて通過する加熱空気の流路を長くする多数の仕切板を有するバッフルプレートが使用されている。
【０００３】
標準的なバッフルプレートは、平板から交互に切り起こした半円状の仕切り板を有しており、各仕切り板を熱交換用管の内壁に当接または近接させている。そして、熱交換用管の内部に連続したＳ字状の流路を形成して、通過する加熱空気を熱交換用管の内部に長時間滞留させて熱交換の効率を高めている。
【０００４】
近年では、内部を通過する加熱空気による振動を防止するために、仕切り板の外周部に弾性変形可能な突起板を形成したものが開発されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、仕切り板を回動可能に設けておき、ボイラーの点火時の燃焼室内の急激な圧力変動を、仕切り板を回動させて流路の形状を変えることにより吸収するものも開発されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
実開昭５２−３７６６０号公報（第２−５頁、第２図）
【特許文献２】
実開昭５５−１６８１４４号公報（第２−９頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のバッフルプレートのように、熱交換用管に圧入する構造にすると、多数の仕切り板を設けた場合には、圧入途中で徐々に抵抗が増加するために時間がかかり、また、取り付け時や取り外し時に平板が途中位置で折れ曲がってしまうという問題がある。また、熱交換用管に圧接させると、熱交換用管の内面を傷つけてしまうことにもなる。
【０００８】
また、特許文献２のバッフルプレートでは各仕切り板にそれぞれ回動機構を設ける必要があるため構造が複雑になり、製造に手間と時間がかかるという問題がある。
【０００９】
図３（Ａ）は従来のバッフルプレートの正面図、（Ｂ）は同バッフルプレートを熱交換用管に装着した状態の側面図、（Ｃ）は同バッフルプレートの平断面図である。
【００１０】
バッフルプレート７１は、平板７２から交互に切り起こした仕切り板７３，７４を有して熱交換用管７５内に挿入される。平板７２の仕切り板７３，７４を屈曲させた部分には、孔部７６，７７が形成されている。
【００１１】
仕切り板７３，７４の外周部は、略半円状又は円弧状に形成されている。このバッフルプレート７１を熱交換用管７５に挿入したとき、仕切り板７３，７４と熱交換用管７５との間の隙間７８は、全て同一であることが好ましい。
【００１２】
しかし、図３（Ｃ）に示すように、仕切り板７３，７４のそれぞれの先端が熱交換用管７５の内面に接触するようにすると組付けしにくいため、少し小さく形成する必要がある。また、平板７２の曲がりや仕切り板７３，７４の寸法のばらつきも発生する。このため、一側の仕切り板７３が熱交換用管７５に密接し、他側の仕切り板７４と熱交換用管７５との間の隙間７８が大きくなる。
【００１３】
図３（Ｂ）に示すように、この状態で、加熱空気が熱交換用管７５内に流入すると、加熱空気は、一側の仕切り板７３にぶつかって、平板７２の孔部７６を通過して他側に移動しながら上昇する。他側に移動した加熱空気は、仕切り板７４にぶつかった後、大部分は平板７２の孔部７７を通過して一側に移動するが、一部の加熱空気は、仕切り板７４と熱交換用管７５との間の円弧状の隙間７８を通過して上昇する。これを繰り返して、加熱空気は熱交換用管７５の上端から排出される。
【００１４】
熱交換用管７５は、加熱空気が通過するときに、この加熱空気との間で熱交換を行う。熱交換は、隣接する一側の仕切り板７３，７３の間と、隣接する他側の仕切り板７４，７４の間で主に行われるが、他側の仕切り板７４と熱交換用管７５との間の隙間７８の近傍でも行われる。
【００１５】
一方、一側の仕切り板７３と熱交換用管７５が密接している部分の近傍では加熱空気が通過できないので、熱交換効率が悪くなっている。また、他側を通過する加熱空気は、孔部７７および隙間７８を通過するので、一側を流れる空気の量は他側より少なくなっている。
【００１６】
このように、加熱空気と一側の熱交換用管７５との間の熱交換効率が低下するので、これを改善する手段が望まれている。
【００１７】
そこで本発明が解決しようとする課題は、簡単な構造で、容易に着脱でき、熱交換効率をよくするバッフルプレートを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のバッフルプレートは、平板から交互に切り起こした仕切り板を有して熱交換用管内に挿入されるバッフルプレートにおいて、前記仕切り板の外周は前記熱交換用管の内周面に点接触する形状に形成されている。
【００１９】
仕切り板の外周を熱交換用管の内周面に接触させると、仕切り板と熱交換用管との間に隙間が形成され、加熱空気は両側の仕切り板の隙間をそれぞれ均等に通過することになる。また、点接触させているので接触部分の近傍の加熱空気は滞留せずに下流側に移動する。
【００２０】
前記仕切り板の外周に、所定形状の切欠き部を連続的に形成すると、点接触する部分は、各切欠き部の端部になり、加熱空気は切欠き部内を通過して下流側に移動する。所定形状の切欠き部を形成することにより、各切欠き部を通過する加熱空気の流量が一定になる。所定形状とは任意であるが、例えば、Ｖ字状、コ字状または円弧状等に形成することができる。
【００２１】
前記仕切り板の外周に、多数の突起部を間隔を開けて形成すると、突起部の半径方向外側への突出高さによって、隙間の幅を調整でき、加熱空気を一様に流すことができる。また、隙間の幅が一定になるので、加熱空気が熱交換用管に近い位置を通過する。
【００２２】
前記平板の下端部に面取り部を形成すると、バッフルプレートを熱交換用管に挿入するときに、バッフルプレートの下端部の角部が熱交換用管に当たりにくくなる。
【００２３】
前記平板の下部の両側に、Ｖ字状切欠き部を形成すると、両側のＶ字状切欠き部の底部を結ぶ線に沿って平板を切断することにより、複数のバッフルプレートの長さを揃えて短くすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）は本発明の第１の実施の形態のバッフルプレートを熱交換用管に装着した状態の正面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同平断面図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態のバッフルプレート１は、平板２から交互に切り起こした仕切り板３，４を有して熱交換用管５内に挿入される部材である。
【００２６】
平板２は、縦長の矩形に形成されている。上端部の一側には突出部６が形成され、他側には突出部６の形状に符合するＬ字状切欠き部７が形成されている。
【００２７】
仕切り板３，４は同形状で、平板２に対してそれぞれ逆側に略直角に屈曲して形成されている。
【００２８】
仕切り板３，４は、熱交換用管５の内周より少し小さく形成された半円状の板部の外周に、底部が鈍角に形成されたＶ字状の切欠き部８を所定角度おきに連続して形成したものである。
【００２９】
切欠き部８の端部は、隣接する切欠き部８の端部に接続され、鈍角の角部を形成している。仕切り板３，４の外周が熱交換用管５の内周面に当接するときは、この角部が点接触して、切欠き部８と熱交換用管５の内周面によって囲まれた所定面積の隙間１５が確保される。なお、角部は鋭角や直角に形成することも可能である。
【００３０】
平板２の仕切り板３，４を切り起こした部分には、孔部９，１０が形成されている。孔部９，１０は、仕切り板３，４の大きさよりも大きく形成されている。また、孔部９，１０の下側の周縁部は、波形に、詳しくは連続したＶ字状に形成されている。これは、プレス機で打ち抜き加工をするときの金型強度を持たせるため、仕切り版３，４との間に一定の間隔をあけたものであるが、円弧状に形成することも可能である。
【００３１】
平板２の下端部の両側には、面取り部１１が形成されている。面取り部１１を形成することにより、熱交換用管５への挿入を容易にすることができる。
【００３２】
平板２の両側であって、最下部の孔部１０とこれに隣接する孔部９との間には、Ｖ字状切欠き部１２がそれぞれ形成されている。
【００３３】
Ｖ字状切欠き部１２の上側の辺は、面取り部１１と同じ角度に傾斜して形成され、下側の辺は、平板２の下辺に対して平行に形成されている。
【００３４】
Ｖ字状切欠き部１２の下側の辺に沿って平板２を切断すると、最下部の仕切り板４を除去して、バッフルプレート１の長さを短くすることができる。
【００３５】
また、孔部９と、この直上部にある孔部１０との間にも同形状のＶ字状切欠き部１３が形成されている。このＶ字状切欠き部１３の下側の辺に沿って平板２を切断すると、バッフルプレート１の長さをさらに短くすることができる。
【００３６】
平板２の上端部と下端部には、貫通孔１４が形成されている。貫通孔１４を形成することにより、プレス機の自動送り用の位置決め孔として用いることができる。
【００３７】
次にバッフルプレート１の使用状態について説明する。
図１に示すように、バッフルプレート１は、熱交換用管５に上方から挿入される。仕切り板３，４は、熱交換用管５に外周の一部が点接触するのみなので、挿入時の摺動抵抗が低減される。これにより、仕切り板３，４が挿入時に曲がってしまうことがなくなる。
【００３８】
挿入した後は、突出部６が熱交換用管５の上端部に掛止して自動的に上下方向の位置決めが行われる。バッフルプレート１は片持ち状に吊り下げられるが、平板２の幅は熱交換用管５の内径より少し小さいだけで、また、長尺に形成されているので、略鉛直に支持することができる。
【００３９】
熱交換用管５の下方位置に配置された燃焼室（図示せず）によって加熱された加熱空気は、熱交換用管５に下側から流入する。
【００４０】
熱交換用管５に流入する加熱空気のうちの約半分は、直接仕切り板３に当たり、残りの約半分は、仕切り板４に当たる。仕切り板４に当たった加熱空気の大部分は孔部１０内を通過するが、一部は多数の隙間１５内を通過する。また、孔部１０を通過した加熱空気は、前述した約半分の加熱空気と合流して仕切り板３に当たり、大部分は孔部９を通過して上昇し、一部は隙間１５内を通過して上昇する。また、一部の加熱空気は、仕切り板３，４の両端部に形成された隙間１６を通過して上昇する。
【００４１】
仕切り板３，４と熱交換用管５には所定の隙間１５が形成され、また、仕切り板３，４が熱交換用管５に当接したときには点接触となるので、熱交換用管５に対する仕切り板３，４の当接部分の近傍に滞留する空気がなくなり、熱交換効率がよくなる。また、仕切り板３，４と熱交換用管５との間の摺動抵抗が小さくなった分だけ切欠き部８の両端の外側に突出した部分を大きく形成することができ、仕切り板３，４が一方に偏ることが防止され、平板２の両側を流れる加熱空気を略同じ流速にすることができる。
このようにして、バッフルプレートを使用することができる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態のバッフルプレートの平断面図である。第２の実施の形態のバッフルプレート２０は、熱交換用管５の内周より少し小さく形成した半円または円弧状の仕切り板２１の外周に、３つの突起部２３を間隔を開けて一体的に形成したものである。突起部２３は三角形状に形成されており、熱交換用管５に当接したときには点接触となる。
【００４３】
仕切り板２１，２２と熱交換用管５との間の隙間２４は、略扇形に形成され、半径方向の幅は略同一となっている。かかる構成によって、隙間２４を通過する空気に対する抵抗が周方向のどの位置でも略同じになるので、隙間２４を通過する空気の流量を平均化して、熱交換効率を向上させることができる。また、突起部２３の数を１箇所または２箇所にしても隙間２４の形状を略扇形に形成できるので、挿入時の摺動抵抗をさらに低減することも可能である。
【００４４】
なお、前記実施の形態では、加熱空気を熱交換用管５内に通過させる場合について説明したが、熱交換用管５の外側を加熱し、熱交換用管５の内部に熱交換用媒体を通過させることも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）平板から交互に切り起こした仕切り板を有して熱交換用管内に挿入されるバッフルプレートにおいて、仕切り板の外周を熱交換用管の内周面に点接触する形状に形成しているので、加熱空気が両側の仕切り板と熱交換用管との間に形成された隙間をそれぞれ均等に通過することになり、また、点接触させるので加熱空気の滞留部分がなくなり、簡単な構造で、容易に着脱でき、熱交換効率をよくすることができる。
（２）仕切り板の外周に、所定形状の切欠き部を連続的に形成すると、各切欠き部を通過する加熱空気の流量が一定になり、熱交換効率をよくすることができる。
（３）仕切り板の外周に、多数の突起部を間隔を開けて形成すると、突起部の半径方向外側への突出高さによって、隙間の幅を調整でき、加熱空気を一様に流すことができ、熱交換効率をよくすることができる。
（４）平板の下端部に面取り部を形成することにより、バッフルプレートの下端部の角部が熱交換用管に当たりにくくなり、挿入が容易になる。
（５）平板の下部の両側に、Ｖ字状切欠き部を形成すると、両側のＶ字状切欠き部の底部を結ぶ線に沿って平板を切断することにより、複数のバッフルプレートの長さを揃えて短くすることができるので、汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態のバッフルプレートを熱交換用管に装着した状態の正面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同平断面図である。
【図２】第２の実施の形態のバッフルプレートの平断面図である。
【図３】（Ａ）は従来のバッフルプレートの正面図、（Ｂ）は同バッフルプレートを熱交換用管に装着した状態の側面図、（Ｃ）は同バッフルプレートの平断面図である。
【符号の説明】
１バッフルプレート
２平板
３，４仕切り板
５熱交換用管
６突出部
７Ｌ字状切欠き部
８切欠き部
９，１０孔部
１１面取り部
１２，１３Ｖ字状切欠き部
１４貫通孔
１５隙間
１６隙間
２０バッフルプレート
２１，２２仕切り板
２３突起部
２４隙間

Claims

平板から交互に切り起こした仕切り板を有して熱交換用管内に挿入されるバッフルプレートにおいて、
前記仕切り板の外周は前記熱交換用管の内周面に点接触する形状に形成されていることを特徴とするバッフルプレート。
前記仕切り板の外周には、所定形状の切欠き部が連続的に形成されていることを特徴とする請求項１記載のバッフルプレート。
前記仕切り板の外周には、多数の突起部が間隔を開けて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッフルプレート。
前記平板の下端部には面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載のバッフルプレート。
前記平板の下部の両側には、Ｖ字状切欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載のバッフルプレート。