JPH1172104A

JPH1172104A - 渦流発生体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1172104A
Application number: JP27375097A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Saito; 正一齋藤
Original assignee: SAITO JIDOSHA SHATAI KOGYO KK
Current assignee: SAITO JIDOSHA SHATAI KOGYO KK
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で、下流側に渦流（渦状の
流れまたはその元となる素流）を効果的に発生させ得る
渦流発生体を提供すること。【解決手段】一端３に円形流入口を備えた円筒状部２
と、円筒状部２の他端５側に一体的に形成された渦流発
生部６とを有し、渦流発生部は、円筒状部２の端部５側
においてその周方向に配置された複数の転換・切板部７
からなり、各転換・区切板部７は、円筒状部の端部５の
対応円弧状部分８に連続的に且つ滑らかにつながった基
端部９と、円周方向に対して螺旋角Ｄだけ傾斜した線上
に位置する延在端１０まで軸線Ｂ方向に延在した軸線方
向延在部１１と、延在端１０から半径方向内向きに延在
した半径方向延在部１２とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、導管を流れる流
体（気体、液体、又はこれらの混合物）を渦流に転換し
得る渦流発生体、該渦流発生体を用いた渦流発生装置、
及び渦流発生体の製造方法に係る。

【０００２】この明細書において、「渦流」とは、螺旋
状の流れのみならず、導管路が下流側に、典型的には
（好ましくは）同軸に、延びている場合該螺旋状流れを
この下流の導管路中に生ぜしめ得る、径方向外向きで下
流側に向き且つ軸線のまわりで左又は右回りのうちのい
ずれか一方に向いた単位流れ（この明細書では、「渦流
素流」又は単に「素流」という）が軸線の周りに複数個
あるような流れを含む。

【０００３】

【従来の技術】従来、螺旋状通路を形成して該通路内に
渦流を生ぜしめるようにしたもの（例えば実開平５−７
８９２１号公報（実願平４−２８１２１号））や円柱状
室に接線方向に流体を流すべく制御流を流すもの（例え
ば特開平７−２１０２５２号公報）等は、知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、螺旋状
通路を用いたものでは、該通路内での流路抵抗が大きく
なるので、螺旋状の渦流を下流側に生ぜしめるために
は、効率的ではなく、円柱状室に接線方向に流体を流す
ものでは流体流の流し方が制限がされる。

【０００５】本発明は、前記した点に鑑みなされたもの
であり、その第一の目的は、比較的簡単な構成で、下流
側に渦流（渦状の流れまたはその元となる複数個の素
流）を効果的に発生させ得る渦流発生体を提供すること
にある。

【０００６】本発明の第二の目的は、このような渦流発
生体を用いた渦流発生装置を提供することにある。

【０００７】本発明の第三の目的は、このような渦流発
生体を簡単に製造し得る方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段１】本発明によれば、前記
第一の目的は、一端に円形流入口を備えた円筒状部と、
円筒状部の他端側に一体的に形成された渦流発生部とを
有する渦流発生体によって達成される。ここで、渦流発
生部は、円筒状部の前記他端側においてその周方向に沿
って配置された複数の転換・区切板部からなる。各転換
・区切板部は、円筒状部の前記他端の対応円弧状部分に
連続的に且つ滑らかにつながった基端部と、円筒状部の
該他端の円弧状部分から遠ざかる向きに円筒状部の円周
方向に対して螺旋角だけ傾斜した線上にほぼ位置する延
在端まで前記基端部から軸線方向に延在した軸線方向延
在部と、軸線方向延在部の延在端から半径方向内向きに
延在した半径方向延在部とを有する。

【０００９】この明細書において、螺旋角とは、具体的
には実施例の欄において図面を参照して後述するよう
に、軸線方向延在部のほぼ軸線方向の延在端をつないだ
線であって全体としてほぼ螺旋状に延在しているものの
うち渦流発生部の基端部（即ち円筒状部の前記他端部）
における接線と該端部（渦流発生部の基端部又は円筒状
部の前記他端部）における円筒状部の（周方向）接線と
の間の角度をいう。

【００１０】

【作用及び効果１】本発明の渦流発生体は、円筒状部の
前記一端側から流体が流入し渦流発生部の軸線方向延在
部及び半径方向延在部の延在端側から流体が流出するよ
うに、渦流発生体が流路内に配置される。渦流発生体の
円筒状部内にその一端側から流入した流体は、円筒状部
の他端側に達し、更に、軸線方向延在部に沿ってほぼ軸
線方向に案内されるが、少なくとも軸線方向延在部の延
在端近傍に達すると半径方向延在部よって前記螺旋角に
従って右回り（又は左回り）の周回方向に方向転換され
つつ軸方向に流れる渦流素流となされる。また、この螺
旋状の渦流素流が更に導管路に沿って流れると、下流側
では、周方向に一様な渦流になる。この螺旋状の渦流素
流又は渦流は、例えば、流体の撹拌や管路の壁部での流
体流の滞留の抑制などのために、所望に応じて利用され
得る。

【００１１】

【発明の実施の形態１】本発明による好ましい一実施の
形態の渦流発生体では、各転換・区切板部の半径方向延
在部は、その半径方向最内端が相互に一体的に固着され
ている。

【００１２】この場合、各転換・区切板部は、半径方向
延在部の半径方向最内端において、一体的に固着された
他の転換・区切板部によって支持されているから、渦流
発生体を通って流れる流体流が激しいときでも、転換・
区切板部が振れたりする虞が少ない。なお、各転換・区
切板部の半径方向延在部の半径方向最内端は、好ましく
は、前記円筒状部の中心軸線上に位置する。

【００１３】本発明による好ましい別の一実施の形態の
渦流発生体では、少なくとも一つの転換・区切板部の半
径方向延在部は、その半径方向最内端が間隙を介して少
なくとも一つの他の転換・区切板部の半径方向延在部の
半径方向最内端に対向しており、より好ましくは、各転
換・区切板部の半径方向延在部は、その半径方向最内端
が間隙を介して他の転換・区切板部の半径方向延在部の
半径方向最内端に対向している。

【００１４】この場合、流体流中に混入した一種の垢
（水垢や油垢）や錆のような異物が転換・区切板部の半
径方向延在部の延在端ところに引っかかることなく該延
在端の間の間隙を通って流体流と共に流れ得るから、該
異物の存在の故に渦流発生体の流路が詰まる虞が少な
い。

【００１５】本発明の渦流発生体の転換・区切板部の数
は、２個以上ならば何個でもよいが、軸線方向延在部の
延在端が螺旋の周回方向下流側において渦流発生体の下
端開口まで延び得るようにするためには、転換・区切板
部の個数は、好ましくは、２−６、より好ましくは３−
６である。なお、渦流発生部が先細になってもよい場合
には、転換・区切板部の数は、７個以上でもよい。

【００１６】本発明の渦流発生体の複数の転換・区切板
部の大きさ（円周方向長さ）及び形状は、相互に異なっ
ていてもよいが、軸線のまわりで非対称な素流が望まし
い場合を除いて、同一であることが好ましい。即ち、各
転換・区切板部は、円筒状部の中心軸線のまわりで回転
対称である。

【００１７】本発明の渦流発生体の各部、特に半径方向
延在部は、流体の流れを滑らかに転向・案内するように
滑らかに湾曲していることが好ましい。すなわち、半径
方向延在部は、軸線方向、半径方向、周方向、及び螺旋
角に従った螺旋の延在方向うちの全ての方向沿って、全
体的に滑らかに湾曲していることが好ましい。従って、
各転換・区切板部の軸線方向延在部が前記延在端のとこ
ろで滑らかに半径方向延在部につながっていることが、
好ましい。

【００１８】本発明の渦流発生体を二つ組合せて、渦流
発生体組立体にすることもできる。すなわち、本発明に
よれば、更に、上記のような一の渦流発生体と同様に構
成され且つ該一の渦流発生体よりも小径の第二の渦流発
生体を更に具備しており、該第二の渦流発生体は、その
渦流発生部から流出する複数の渦流素流の夫々が前記一
の渦流発生体の渦流発生部の対応する渦流素流の生成流
路の入口に流入するような相対回動位置を採るように、
前記一の渦流発生体の円筒状部に渦流発生部が嵌め込ま
れている渦流発生体組立体が提供される。

【００１９】この渦流発生体組立体では、上流側に位置
する小径の第二の渦流発生体において、形成された渦流
素流の夫々が下流側に位置するより大径の前記一の渦流
発生体によって更にまとまった渦流素流となされるの
で、個々の渦流素流の流速がより高められ得る。

【００２０】この場合、一の渦流発生体と第二の渦流発
生体とは、好ましくは、同数の転換・区切版部を備える
が、場合によっては、一方の転換・区切版部の数が他方
の転換区切版部の数の整数倍であってもよい。なお、第
二の渦流発生体の円筒状部の上流端が前記一の渦流発生
体の円筒状部の上流端よりも下流側に位置していてもよ
い。また、第二の渦流発生体の円筒状部が前記一の渦流
発生体の円筒状部の上流端から上流側に突出し、該突出
部が前記一の渦流発生体の円筒状部と実質上同径程度ま
で拡径されていてもよい。

【００２１】

【課題を解決するための手段２】本発明によれば、前記
第二の目的は、（１）上述したような渦流発生体を該渦
流発生体の外径とほぼ同程度の内径の導管内に配置して
なる渦流発生装置であって、前記導管は、渦流発生体か
ら下流側に向って、所定回転方向に且つ半径方向外向き
に流出する複数の渦流素流を全体として（周方向に関し
て）ほぼ一様な螺旋状の渦流に変換するに十分な長さ渦
流発生体の下流側に延在している渦流発生装置、又は
（２）上述したような渦流発生体を該渦流発生体の外径
とほぼ同程度の内径の導管であって下流端が該導管の内
径よりも大きい寸法の室に開口しているもの（導管）内
に配置してなる渦流発生装置であって、渦流発生体から
下流側に向って、所定回転方向に且つ半径方向外向きに
流出する複数の渦流素流のうちの少なくとも二つが該導
管の内壁に実際上ぶつかることなく導管の下流端から流
出して前記室内に流入するように構成されている渦流発
生装置によって達成される。

【００２２】

【作用及び効果２】前記（１）の形式の渦流発生装置で
は、渦流発生体の下流側の導管内の流路中に（周方向に
関して）ほぼ一様な螺旋状の渦流が形成され、（２）の
形式の渦流発生装置では、渦流発生体からの複数の渦流
素流うちの前記少なくとも二つの素流が導管の内壁に実
際上ぶつかることなく導管の下流端から流出して相対的
に離間しつつ前記室内の離れた部位に向って流れること
になる。

【００２３】

【発明の実施の形態２】渦流発生体を直接導管に（接着
剤を用いるか用いることなく）取付けてもよいが、流体
圧によって渦流発生体の配設位置が変動しないようにす
るためには、通常は、前記渦流発生体が取付部材を介し
て前記導管に固定されていることが好ましい。この場
合、取付部材の径方向断面は、好ましくは、「Ｃ」型で
ある。尚、取付を強固にすると共にこの「Ｃ」の間隙に
よって流体の流れが乱れたり流体漏れが生じるのを防ぐ
べく、該間隙にゴムなどの弾性体を挿入してもよい。

【００２４】尚、前記導管が可撓性材料からなる場合に
は、渦流発生体を直接導管に取付けてもよく、この場
合、好ましくは、前記渦流発生体が、前記導管のうち、
該渦流発生体の周りに位置する部分を締め付ける締着手
段によって導管の当該部分に固定される。

【００２５】この場合、導管と渦流発生体との間に取付
部材が介在しない分だけ渦流発生体の径を大きく採り得
るから、渦流発生体を通る流体流路を最大限拡げ得る。

【００２６】本発明の一実施の形態では、前述のような
一の渦流発生体と同様に構成された第二の渦流発生体
が、前記渦流発生体の上流側において、補助の渦流発生
体として前記導管内に直列に配置されている。補助の渦
流発生体は、例えば、下流側の渦流発生体よりも螺旋角
の大きい転換・区切板部を有し、軸線方向の流れを徐々
に螺旋方向に転換するようになっていてもよい。

【００２７】ほぼ同径の複数の渦流発生体を直列に配列
する場合、直列に配列された渦流発生体が相対回転する
のを防ぐべく、直列に配列された渦流発生体のうち下流
側に位置する渦流発生体は、好ましくは、上流側に位置
する渦流発生体の複数の転換・区切板部の軸線方向下流
端と係合する複数の凹凸部を、円筒状部の前記一端に備
えている。尚、凹凸部を形成するには、円筒状部の該一
端に周方向に間隔をおいて切欠（凹部）及び突起（凸
部）の少なくとも一方を形成すればよい。

【００２８】この場合、複数の渦流発生体を直列に配列
することによって、流体流の渦流化（螺旋流化）を促進
しようと又は高めようとする際渦流発生体に働く軸線の
周りの回転力に抗して渦流発生体列を確実に保持し得
る。

【００２９】上流側の渦流発生体と下流側の渦流発生体
とが同数の転換区切板部を備える場合、凹凸の数（凹部
または凸部の数）は、渦流発生体が備える転換区切板部
の数と一致するかその整数倍であるのが好ましい。この
場合、上流側の渦流発生体から流出する渦流素流が下流
側の渦流発生体の素流流路に丁度流入するような相対位
置を上下の渦流発生体が採るように、凹凸が形成され
る。尚、例えば、凹凸の数が多い場合は、軸線方向に隣
接する二つの渦流発生体の相対回転位置を細かく調整し
得ることになる。

【００３０】尚、渦流発生体を複数個直列に配する場
合、渦流発生体組立体として前に説明したように、前記
第二の渦流発生体の渦流発生部が、前記一の渦流発生体
の円筒状部よりも小径であり、前記第二の渦流発生体
は、その渦流発生部から流出する複数の渦流素流が前記
一の渦流発生体の渦流発生部の対応する渦流素流生成流
路の入口に流入するような相対回動位置を採るように、
前記一の渦流発生体の円筒状部に渦流発生部が嵌め込ま
れている渦流発生体組立体を導管内に配置するようにし
てもよい。

【００３１】この場合、二つの渦流発生体の渦流発生部
を軸線方向に近接させ得るから流体流を渦流素流に効果
的に変換し得る。

【００３２】本発明の別の一実施の形態では、前記渦流
発生体の円筒状部の前記一端にフランジ部が形成されて
おり、該フランジ部が導管の上流側端部に係止されてい
る。

【００３３】本発明の渦流発生装置をラジエータに適用
する場合、例えば、前記導管がラジエータのインレット
パイプであり、前記室がラジエータのアッパータンク内
の室である。

【００３４】本発明の渦流発生装置を空気調和機に適用
する場合、前記導管が空気調和機のコンデンサ又はエバ
ポレータへの入口管であり、前記室が空気調和機のコン
デンサ又はエバポレータ内の室である。

【００３５】

【課題を解決するための手段３】渦流発生体がアルミニ
ウムのような金属からなる場合、本発明によれば、前記
第三の目的は、前記円筒状部と同一の径の円筒体をプレ
ス機によりプレス加工して上述の渦流発生体を製造する
渦流発生体製造方法によって達成される。

【００３６】

【作用及び効果３】本発明の渦流発生体は、その特殊形
状の故に、アルミニウムのような金属の円筒体を、製造
されるべき渦流発生体の内側形状と相補的な所定形状の
下金型に嵌装し、該渦流発生体の外側形状と相補的な所
定形状の上金型を油圧ラムで圧下することにより、円筒
体の上側に複数の転換・区切板部からなる渦流発生部を
形成して渦流発生体を製造し得る。従って、製造が容易
である。

【００３７】なお、各転換・区切板部の半径方向延在端
を相互に一体的に固着する場合、各転換・区切板部の半
径方向延在端は、プレス加工の後で、アルミニウムはん
だなどによるはんだ付ないし溶接によって一体的に固着
される。円筒体がアルミニウム以外の例えば銅や鉄その
他の金属又は合金又はからなる場合であっても、プレス
加工が可能な材料の場合、好ましくは、この方法（プレ
ス加工及びはんだ付又は溶接）が用いられる。

【００３８】本発明の渦流発生体は、その特殊形状の故
に、例えば上下に開かれる二つの金型を用いて、鋳造さ
れてもよい。渦流発生体がプラスチック材料からなる場
合、同様な形状の金型内に、射出成形して渦流発生体を
製造してもよい。

【００３９】

【発明の実施の形態３】本発明による好ましい実施の形
態の渦流発生体の製造方法では、渦流発生体の特殊形状
を利用して、前記プレス機によるプレス加工を基本的に
は１回のプレス作業によって行うようにしている。すな
わち、実施例で図１などに示すような基本形態の渦流発
生体の場合、基本的には１回のプレス加工で形成し得
る。但し、転換・区切板部の角を丸めたり、（後で詳し
く説明する図６の例のように）転換・区切板部の半径方
向延在部の半径方向最内端を切り欠いたりする場合に
は、更に、別のプレス工程で該切欠などを形成してもよ
い。更に、（後で詳しく説明する図１１に示すように）
円筒状部の上流側端部に複数の切欠を形成する場合に
は、切欠の数に相当する回数だけまたはその半分の回数
（切欠が偶数の場合）だけプレス工程を付加的に行なう
ようにしてもよい。

【００４０】

【実施例】次に、本発明による好ましい実施例を図面に
基づいて説明する。

【００４１】本発明による好ましい一実施例の渦流発生
体１を示す図１から図２において、２は一端３に円形流
入口４を備えた円筒状部であり、この円筒状部２の他端
５側には渦流発生部６が一体的に形成されている。円筒
状部２の横断面は、楕円などのように真円とは異なった
形でもよいが、渦流発生体１の装着環境などによって特
に要求されない限り、実際上真円に近い方が好ましい。
円筒状部２は、長くてもよく、また長い導管の一部にな
っていてもよい。その場合、導管のうち渦流発生部の上
流側の短い範囲の部分を円筒状部とみなしてもよいか
ら、当該部分が円形断面を有していれば導管の上流部分
の横断面は円形でなくてもよい。ここで、円筒状部２の
他端とは、円筒状部２の（図１において）上端部分を指
し、該円筒状部２と一体的に形成された渦流発生部６の
基端と一致する。渦流発生部６は、円筒状部２の前記他
端５側においてその周方向Ａに沿って配置された４つの
転換・区切板部７からなる。４つの転換・区切板部７は
その周方向の長さ等が異なっていてもよいが、好ましく
は、この例のように、４つの転換・区切板部７は、円筒
状部２の中心軸線Ｂのまわりでの９０度の回転に関して
対称であり、４つの転換・区切板部７は、夫々同一形状
を有している。

【００４２】各転換・区切板部７は、円筒状部２の前記
他端（他端部）５の対応円弧状部分８に連続的に且つ滑
らかにつながった基端部９を有する。即ち、一体部材よ
りなる渦流発生体１では、円筒状部２の端部５と転換・
区切板部７の基端部９とは、実際上同一の部分を指す。
別体よりなる円筒状部２と転換・区切板部７とを相互に
固着・接続して渦流発生体１を形成する場合、端部５の
円弧状部分８は対応する転換・区切板部７の基端部９と
固着・接続される。円筒状部２の端部５の対応円弧状部
分（この例では円周の１／４の範囲に亘って延在する円
弧）８とは、転換・区切板部７の円弧状基端部９と一致
する円筒状部２の端部５の円弧状部分８を指す。

【００４３】各転換・区切板部７は、また、円筒状部２
の軸線Ｂ方向に見て円筒状部２の該端部５の円弧状部分
８から遠ざかる向きＣ（流体が流される方向）に円筒状
部２の円周方向Ａに対して螺旋角Ｄだけ傾斜した線１０
上にほぼ位置する延在端１０まで基端部９から軸線Ｂの
方向Ｃに延在した軸線方向延在部１１を有する。ここ
で、螺旋角Ｄとは、軸線方向延在部１１のほぼ軸線方向
の延在端１０をつないだ線であって全体としてほぼ螺旋
状（図１及び図２の例では左回りの螺旋状）に延在して
いるもの１０の基端部９（即ち端部５）における接線Ｅ
と該端部５（即ち基端部９）における円筒状部２の円周
方向の接線Ｆとの間の角度をいい、この例では、好まし
くは４５度程度である。なお、この螺旋角Ｄは、所望な
らば、４５度程度よりも大きくても、小さくてもよい
が、あまり大きすぎると流体がほぼ軸線方向に流れてし
まうことになり、あまり小さすぎると流路抵抗が高くな
りすぎる虞が有る。尚、延在端１０を結ぶ線は、一定の
螺旋角を有する代わりに、上流部では螺旋角が比較的大
きくて下流側程螺旋角が徐々に小さくなっていてもよ
い。

【００４４】各転換・区切板部７は、更に、軸線方向延
在部１１の延在端１０からほぼ半径方向内向きに延在し
た半径方向延在部１２を有している。図１及び図２の
（ｂ）では、渦流発生体１の大まかな形状が簡明にわか
るように、延在端１０が角張っているかのごとく示され
ているけれども、渦流発生体１が流体の軸方向の流れを
効果的に渦流に転換するためには、軸線方向延在部１１
は滑らかに湾曲して半径方向延在部１２に連続的に且つ
滑らかにつながっているのが好ましいことに注意された
い。また、図１及び図２では大まかな形状が簡明にわか
るように直線状に見える部分が有るけれども、半径方向
延在部１２は、好ましくは、外表面がすべての部位でい
ずれの方向に見てもわずかに凸であるような曲面になっ
ているおり、例えば、鞍点状の部分もない。

【００４５】渦流発生体１は、以上のような本発明の基
本形態を備えている。図１及び２に示した渦流発生体１
では、更に、各転換・区切板部７の半径方向延在部１２
は、その半径方向延在端１３のうちの半径方向最内端１
４が円筒状部２の中心軸線Ｂ上に位置し相互に一体的に
固着・接続されている。なお、４つの最内端１４は、相
互に若干重なり合っていてもよい。また、半径方向延在
端１３は、図１及び図２では直線状になっているけれど
も、図２の（ａ）に想像線１３ａで示すように、凸状に
湾曲していてもよい。なお、半径方向延在端１３は、基
端側で、軸線方向延在部１１の延在端１０と交わる。即
ち、軸線方向延在部１１は、円筒状部２の円周方向に関
する、転換・区切板部７の一端（図１では左端）におい
ては、その軸線方向の長さが実質上ゼロになっている。
但し、製造上の便宜などを考慮して、軸線方向に切込み
が形成されていてもよく、その場合、転換・区切板部７
が円周方向の前記一端においてある程度の軸線方向の長
さを有し得る。なお、半径方向延在部１２の下流側端部
１５は、半径方向外側ほど下流側（図１の上方）に位置
するように最内端１４から滑らかに延びて、軸線方向延
在部１１の延在端１０のうちほぼ円周方向に延在した円
周方向延在部分１６に連続的につながっている。なお、
軸線方向延在端１０が円周方向延在部分１６を含まなく
てもよいが、渦流発生体１において流れ抵抗の増大を抑
えるためには、円周方向延在部分１６が残っているのが
好ましい場合があり得る。円周方向延在部分１６が存在
する場合、側端１７は、軸線方向延在部１１の右側端
に、軸線Ｂと平行に円筒状部分２から一直線に延びてい
る。この場合でも、軸線方向から螺旋方向に流体流路の
向きが変わるところで流体流路が実際上絞られているの
で、流体が軸線方向に平行に流出してしまう虞は少な
い。なお、各転換・区切板部７において、円周方向延在
部分１６と側端１７とが滑らかにつながるように、図２
の（ｂ）において想像線１７ａで示したように角を丸め
てもよい。また、半径方向最内端１４の軸線Ｂ方向の位
置は、図２の（ｂ）において、符号１４ａで示したよう
に、渦流発生体１の最も下流側の端部である円周方向延
在部分１６と同じ位置でもよく、更に、符号１４ｂで示
したように、円周方向延在部分（下流側端部）１６より
も下流側に位置していてもよい。

【００４６】以上のように構成された渦流発生体１の端
部３の開口４からＣ方向に渦流発生体１の円筒状部分２
に流入した流体は、該円筒状部分２の円柱状室に沿って
Ｃ方向に流れた後、渦流発生体１の各転換・区切板部７
の半径方向延在部１２によって右回りに転向（方向転
換）されつつ、該各転換・区切板部７と該各転換・区切
板部７の（下流側に向って）右側においてこれに隣接す
る別の転換・区切板部７との間に形成された右回りの流
路１８に沿って若干径方向外向きに流れる。ここで、各
転換・区切板部７（例えば７ａ）は、隣接転換・区切板
７（例えば７ｂ）と協働して流体流１９に対して右回り
の方向転換を行わしめる一の右回り流体流通路（渦流素
流生成流路又は同通路）１８を提供すると共に、別の隣
接の転換・区切板部７（例えば７ｃ）との間に形成され
る別の右回り流体流通路（渦流素流生成流路）１８から
該一の流体流通路（渦流素流生成流路）１８を画成する
（区切る）べく働くことになる。

【００４７】この結果、この例では、流体は、４つの右
回りの流体流通路（渦流素流生成流路）１８に沿って４
つの右回り流体流１９の形で渦流発生体１の渦流発生部
６中を流れ、隣接する転換・区切板部７，７の間に形成
された４つの下流側開口２０から軸線Ｂに関して右回り
で若干半径方向外向きに下流方向Ｃに向って渦流素流の
形で流出することになる。

【００４８】なお、渦流発生体１は、図３及び図４の
（ａ）から（ｃ）において、符号１ａで示すように、３
つの転換・区切板部７を備えていてもよく、また、図５
の（ａ）において符号１ｂで示したように、６つの転換
・区切板部７を備えていてもよい。渦流発生体１の転換
・区切板部７の数は、２つでも、５つでも、７つ以上で
もよい。なお、転換・区切板部７の数が変わっている点
を除いて、渦流発生体の構成は、いずれの場合も、図１
及び図２の場合と同様である。尚、渦流発生体を円筒体
の加工で形成する場合、各転換・区切板部７の半径方向
延在部１２の半径方向最内端１４が相互に一体的に固着
されるような態様では、加工による素材の大幅な伸びが
ないときには、軸線方向延在部１１の下流側延在端１０
が円周方向延在部１６を備えるためには、転換・区切板
部７の数は、６個以下になる。

【００４９】また、渦流発生体１の転換・区切板部は、
図５の（ｂ）及び（ｃ）において符号７ｄで示したよう
に、（下流側に向ってみて）左回りの渦流２１を生じる
ように構成されていてもよい。なお、転換・区切板部が
形成する渦流の回転方向が逆になっている点を除いて、
図５の（ｂ）及び（ｃ）の渦流発生体１ｃ，１ｄの構成
は、夫々、図１及び図２並びに図３及び図４の場合と同
様である。

【００５０】渦流発生体の渦流発生部６の転換・区切版
部７の半径方向延在部１２が、半径方向最内端１４で相
互に固着される代わりに、図６及び図７の（ａ），
（ｂ）に示した渦流発生体１ｇのように、半径方向最内
端で間隙または切欠１０３を介して相互に対向するよう
にしてもよい。

【００５１】図６及び図７の（ａ），（ｂ）に示した渦
流発生体１ｇは、図３及び図４に示した渦流発生体１ａ
において、その半径方向最内端１４を図４の（ｃ）に想
像線で示したような切欠線１４ａに沿って切り欠いたも
のに相当する。換言すれば、図６及び７の渦流発生体１
ｇでは、半径方向最内端は、ほぼ切欠線１４ａと一致す
る。尚、図６及び図７に示した渦流発生体１ｇにおい
て、図３及び図４の渦流発生体１ａの部分や要素と実際
上同一の部分や要素には、図３及び４と同一の符号が付
されている。

【００５２】図６及び図７に示した渦流発生体１ｇで
は、中心軸線Ｂの近傍に間隙１０３が形成されているの
で、渦流発生体１ｇを通って流れる流体中に、油垢や水
垢、錆などの固形状の異物が含まれている場合であって
も、その異物が中心軸線Ｂの近傍においても間隙１０３
を通って流れ得るから、流体中に混在する異物が渦流発
生体１ｇ中に堆積して渦流発生体１ｇの流体流通路１８
が細くなったり詰まったりする虞が少ない。

【００５３】尚、図６及び７に示した渦流発生体１ｇで
は、間隙１０３が、隣接する転換・区切板部７の間で狭
り易いけれども、該間隙１０３が隣接転換・区切板部７
の間で狭くならないように、切欠線１４ａを半径方向内
側に凸になるように滑らかに湾曲させてもよい（尚、隣
接する転換・区切板部７の対向端部は図６からわかるよ
うに軸線方向に位置がズレているから、該対向端部間の
間隙部分は図７の平面図でみる程には狭くなっていな
い）。また、渦流発生体１ｇを円筒体の加工によって形
成する場合、転換・区切板部７の半径方向最内端１１４
の間に間隙１０３を形成するためには、転換・区切板部
７の半径方向最内端１４を切欠く代わりに、転換・区切
板部７の軸線方向延在部１１に対する半径方向延在部１
２の角度や湾曲の仕方・程度を調整して、別々の転換・
区切板部７の半径方向最内端１４の間に間隙が形成され
るようにしてもよい。

【００５４】尚、図６及び図７では、全ての転換・区切
板部７が間隙１０３を介して相互に対向している例につ
いて示したが、場合によっては、一部の転換・区切板部
７を半径方向最内端で相互に固着し、該一部の転換・区
切板部７と残りの少なくとも一部の転換・区切板部７の
半径方向最内端との間に間隙を形成するようにしてもよ
い。例えば、転換・区切板部７の数が３つである図６及
び図７の例についていえば、二つの転換・区切板部７を
半径方向最内端で相互に固着し、該二つの転換・区切板
部７の半径方向最内端と残りの一つの転換・区切板部７
の半径方向最内端との間に間隙が形成されるようにして
もよい。

【００５５】尚、このように転換・区切板部の半径方向
最内端に間隙が形成されるべき渦流発生体は、その転換
・区切板部の数が２つであっても、４つ，５つ，６つな
ど４つ以上であっても、また左回りの渦流素流を生成す
るような構成であってもよい。

【００５６】次に、図１から図７までに示したような本
発明の渦流発生体１を導管に配設する際の配設の仕方に
ついて、換言すれば本発明の好ましい一実施例による渦
流発生体１を配設してなる本発明の好ましい一実施例の
渦流発生装置２５について、図８に基づいて説明する。

【００５７】図８の（ａ）及び（ｂ）において、渦流発
生装置２５では、渦流発生体１は、該渦流発生体１の外
径Ｇ１とほぼ同程度の内径Ｇ２の導管２６内に取付部材
２７を介して配置・固定されている。取付部材２７は、
図８の（ｂ）に示すように、径方向断面が「Ｃ」型の管
状部材２８と、Ｃ型管状部材２８の軸方向に延在した間
隙２９に配設されたゴムなどの弾性体３０とを備えてい
る。管状部材２８は、例えばプラスチックからなるが、
場合によっては、金属製でもよい。またこの例では、取
付部材２７のＣ型管状部材２８には、渦流発生体１を管
状部材２８に止めるための止めボルト３１がボルト穴３
２に螺挿されるようになっている。３３はボルトの頭部
を受容する凹所である。この取付部材２７では、管状部
材２８の肉厚Ｈ及び弾性体３０の大きさ等を選択・調整
することにより、導管２６の内径Ｇ２の大小にかかわら
ず、渦流発生体１を導管２６内の所定位置に圧入・固定
し得る。尚、取付部材２７を渦流発生体１に固定するた
めに取付部材２７の周囲にバンドを締め付けるようにし
てもよい。なお、導管２６がゴムなどで出来ている場
合、取付部材２７と渦流発生体１の全体を導管（例えば
ゴムホース）２６に固定するために、導管２６の周囲に
（想像線で示したように）金属などからなるバンド２６
ａを締め付けるようにしてもよい。また、導管２６が硬
質プラスチックや金属からなる場合、取付部材２７を用
いないで、渦流発生体１を導管２６に接着剤で直接固着
してもよい。接着剤は、必要に応じて、耐熱性のものな
どが用いられる。

【００５８】この渦流発生装置２５では、Ｃ方向に流れ
て渦流発生体１に流入した流体は、図８の（ａ）におい
て矢印Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４で示したような渦流素流
の形で、渦流発生体１から流出する。これらの素流Ｊ１
−Ｊ４は、下流側の領域２６Ａにおいて導管２６の内面
に当たってほぼ螺旋状の素流Ｋ１−Ｋ４に変えられる。
導管２６の更に下流側の領域２６Ｂでは、これらの螺旋
状素流Ｋ１−Ｋ４は一体的になって流体全体が周方向に
関して一様な螺旋状の渦流Ｌの形で下流側に向ってＣ方
向に流れる。即ち、導管２６は、渦流発生体１から下流
側に、所定回転方向に且つ半径方向外向きに流出する前
記複数の流れＫ１−Ｋ４を全体として螺旋状の一様な渦
流Ｌ（図８（ａ）では紙面の都合上螺旋状に見えにくい
が、Ｋ１−Ｋ４とほぼ同様な螺旋角の螺旋状である）に
変換するに十分な長さ渦流発生体１の下流側に延在して
いる。なお、導管２６は、直線状に延在する代わりに、
例えば、領域２６Ａの途中でＬ字型に曲って（図面上で
は紙面の都合上細くなっているけれども）ほぼ同じ太さ
の又はより太い領域２６Ａ１に繋がっていても、また領
域２６Ｂの途中でＬ字型に曲って（図面上では紙面の都
合上細くなっているけれども）ほぼ同じ太さの又はより
太い領域２６Ｂ１に繋がっていてもよく、これらの場合
にも、ほぼ同様な螺旋状素流Ｋ１−Ｋ４及び渦流Ｌが得
られる。更に、Ｌ字型に曲る代わりにＴ字型に分岐して
いてもほぼ同様である。

【００５９】なお、渦流の素流Ｊ１−Ｊ４、螺旋状素流
Ｋ１−Ｋ４、及び一様な螺旋状渦流Ｌの螺旋のピッチな
いし螺旋の傾斜角度は、渦流発生体１の流路の大きさ及
び向き、並びに導管２６の内径のみならず、圧送される
流体の流速や流量及び粘性などに依存する。また、螺旋
状素流Ｋ１−Ｋ４が存在する領域２６Ａの長さも同様に
これらに依存する。なお、螺旋状素流Ｋ１−Ｋ４には、
符号Ｍで示したような渦流が随伴し得る。

【００６０】なお、取付部材２７の管状部材２８は、図
８の（ａ）において実線で示したような渦流発生体１の
下流端（円周方向延在部）１６にほぼ一致する位置の代
わりに、図８の（ａ）において想像線で示したように該
下流端１６よりも下流側まで延在した下流側部分２８ａ
を備えていても下流側端部よりも上流側で終端していて
よい。素流Ｊ１−Ｊ４の流れ具合を調整するために、延
在部分２８ａの突出長Ｎを調節してもよい。

【００６１】また、導管２６が可撓性または弾性を有す
る場合、図８のように取付部材２７を介して渦流発生体
１を導管２６内に固定する代わりに、図９に示したよう
に、ボルトのような締付具２６ｃで締め付けられるバン
ド２６ｄを導管２６のまわりに巻いて、該締付バンド２
６ｄの締付によって渦流発生体１を導管２６内に固定す
るようにしてもよい。尚、渦流発生体１を導管２６内に
固定する手段としては締付バンド２６ｄの代わりに締付
ワイヤーなど他の手段でもよい。また、バンドやワイヤ
ーによる締付・固定を確実にすべく、渦流発生体１の外
周に溝や粗面を形成しておいてもよい。

【００６２】図９において、３６は後でより詳しく説明
するラジエータのアッパータンク３９への入口パイプで
あるが、他の任意の流体流路に渦流発生体のこの取付構
造を適用し得ることは明らかであろう。

【００６３】渦流発生装置は、渦流発生体を一つ備える
代わりに、直列に配置された複数の渦流発生体を有して
いてもよい。例えば、図１０に示した渦流発生装置は、
二つの渦流発生体１，１を直列に備えている。この場
合、上流側の補助の渦流発生体１Ａと下流側の渦流発生
体１Ｂとは、特性の異なるもの（例えば転換・区切板部
の螺旋角や軸線の周りでの相対配置（回動角）、及び数
のうちの少なくとも一つが異なるもの）であってもよ
い。例えば、螺旋角の異なるものを用いる場合、流れ方
向が軸線方向から徐々に周方向に変えられるように、上
流側の補助の渦流発生体１Ａの螺旋角を下流側のものよ
りを大きくすることが好ましい。また、所望ならば、上
流側の補助の渦流発生体１Ａを逆向きに（円筒状部２が
渦流発生部６よりも下流側に位置するように）配置して
もよい。この場合、渦流発生体１Ａ及び１Ｂの全体を一
体物で構成してもよい。

【００６４】尚、図１１に示すように、円筒状部２の上
流側端部に複数の切欠部１０５を形成してなる渦流発生
体１Ｄを下流側の渦流発生体として配置し、この渦流発
生体１Ｄの切欠部１０５と下流側の渦流発生体１Ａの渦
流発生部６の転換・区切板部７の下流端とを係合させて
渦流発生装置１０７を形成してもよい。

【００６５】図１１の例の場合、上流側及び下流側の渦
流発生体１Ａ，１Ｄは、夫々、３つの転換・区切板部７
を備え、下流側の渦流発生体１Ｄは、周方向に沿って等
間隔に６つの切欠部１０５を備えている。この例では、
切欠部１０５は、各転換・区切板部７の軸線方向延在部
１１の側縁１７のところと、隣接側縁１７，１７間の中
間のところに形成されており、上流側渦流発生体１Ａの
渦流発生部６の下流端が下流側渦流発生体１Ｄの軸線方
向延在部１１の側縁１７と軸線方向に平行な方向に整列
した切欠部１０５に係合されている。

【００６６】このような配置の場合、上流側の渦流発生
体１Ａの渦流発生部６から流出した各渦流素流が、夫
々、下流側の渦流発生体１Ｄの渦流発生部６の対応する
流体流路（渦流素流生成流路）にほぼ流入し得るから、
二つの渦流発生体１Ａ，１Ｄが協動してより強い（両素
区・流量がより大きかったり全体の流れ方向がより整っ
た）渦流素流を生成し得る。

【００６７】以上のような渦流発生体１Ａ，１Ｄの周方
向の相対配置のためには、中間の切欠部１０５ａはなく
てもよい。また、切欠部１０５を周方向に更に多数設け
て、下流側の渦流発生体１Ｄに対する上流側の渦流発生
体１Ａの周方向の相対位置（相対回動位置または相対回
転位置）を細かく調整し得るようにしてもよい。更に、
上流側の渦流発生体１Ａが下流側渦流発生体１Ｄに対し
て周方向に位置ズレしないように係止され得る限り、切
欠部１０５の形は図示のような半円状の代わりに他の任
意の形状でもよい。加えて、下流側の渦流発生体１Ｄの
上流端に、切欠の代わりに複数の軸線方向凸部を周方向
に間隔をおいて設けて周方向に隣接する凸部の間の凹部
に上流側の渦流発生体１Ａの渦流発生部６の下流端が係
合されるようにしてもよい。いずれの場合でも、下流側
の渦流発生体１Ａの上流端に形成された凹凸部のうちの
凹部（切欠部そのもの、または隣接凸部間の凹部）に上
流側の渦流発生体１Ａの渦流発生部６の下流端（凸部）
が係合されることになる。なお、所望ならば、上流側の
渦流発生体１Ａの渦流発生部６の軸線方向延在部１１の
側縁１７によって一側が規定される凹部に嵌合または係
合されるような特殊形状の凸部を下流側の渦流発生体１
Ｄの上流側端部に形成してもよい。各渦流発生体の転換
・区切板部の数が３つであるか、それより多いか（４つ
以上、例えば４つ、５つまたは６つ、であるか）少ない
か（２つであるか）を問わず、上流側及び下流側の渦流
発生体の転換・区切判部の数が同数であることが以上の
ような周方向の相対配置を採る際に特に有益であること
は明らかであろう。

【００６８】上流側及び下流側の渦流発生体を同一の外
径にするかわりに、図１２の（ａ）から（ｃ）に示した
ように、上流側の渦流発生体１Ｅを下流側の渦流発生体
１Ｂよりも小径にして、上流側の渦流発生体１Ｅを下流
側の渦流発生体１Ｂの円筒状部２内に嵌合または嵌着し
て渦流発生体組立体（複合渦流発生体）または渦流発生
装置１０９を形成するようにしてもよい。

【００６９】この渦流発生装置１０９における上流側及
び下流側の渦流発生体１Ｅ，１Ｂの周方向の相対配置
（相対回動位置または相対回転位置）としては、図１２
の（ａ）の上面図（下流側から上流側に向かってみた
図）及び図１２の（ｃ）の底面図（上流側から下流側に
向かってみた図）からわかるように、例えば、上流側の
渦流発生体１Ｅの転換・区切板部７が下流側の渦流発生
体１Ｂの周方向に隣接した二つの転換・区切板部７，７
の中間に位置するようなものが好ましい。この相対配置
の場合、上流側の渦流発生体１Ｅの３つの転換・区切板
部７によって形成される流体流路（渦流素流生成流路）
から流出した３つの渦流素流が、夫々、下流側渦流発生
体１Ｂの周方向に隣接する二つの転換・区切板部７の間
の流体流路（渦流素流生成流路）に、実質上分岐される
ことなく丁度流入され得る。

【００７０】以上のように、上流側の渦流発生体１Ｅか
ら流出した複数の渦流素流の夫々が実際上分岐されるこ
となく（換言すれば実際上他の渦流素流と合流すること
なく）下流側の渦流発生体１Ｂの流体流路に流入せしめ
られるように、上流側及び下流側の渦流発生体１Ｅ，１
Ｂの周方向の相対配置（相対位置）が設定されることが
好ましいが、この相対配置は、転換・区切板部の数、転
換・区切板部の螺旋角Ｄ、上流側及び下流側の渦流発生
体１Ｅ，１Ｂの間の軸線方向の間隔など、並びに内部を
流れる流体の流速・流量に依存し、これらに応じて適宜
選択される。

【００７１】尚、所望ならば、上流側の渦流発生体１Ｅ
の転換・区切板部７の数と下流側の渦流発生体１Ｂの転
換・区切板部７の数とが異なっていてもよい。そのう
ち、特殊な場合としては、例えば、前者が後者の倍数ま
たは約数であってもよい。

【００７２】本発明者が、鉛直に配置した内径約１８ｍ
ｍの導管中に装着した渦流発生装置１０９を通して水道
水を約１５０ｋＰａ（約１．５気圧）程度の水圧で鉛直
方向上向きに流すと共に渦流発生装置から流出した渦流
素流を下流側の約１０ｃｍの導管を通して螺旋状渦流と
した後外に上向きに放出させた場合、放出された螺旋状
の渦流が約５０ｃｍ程度の高さの朝顔の花のようなに円
錐を形成し得ることを確認した。尚、図１１の渦流発生
装置１０７の場合このような条件下では円錐状流れの高
さは高々５ｃｍ程度であった。従って、図１２の渦流発
生装置１０９は、きわめて高い渦流発生能力を備えてい
るといえる。換言すれば、図１２の渦流発生装置１０９
を導管中に配置した場合、該渦流発生装置１０９で生成
され下流側の導管中に形成される螺旋状渦流は、長い範
囲（距離）にわたって維持され得ることになり、該螺旋
状の流れが下流側の導管の内壁に沿って形成され得るこ
とになる。

【００７３】図１３に示す本発明の別の好ましい実施例
の渦流発生装置３５では、渦流発生体１は、該渦流発生
体１の外径Ｇ１とほぼ一致する内径Ｇ３の導管３６内に
嵌挿されている。この例では、渦流発生体１の円筒状部
２の一端３にはフランジ部３７が形成されており、該フ
ランジ部３７が導管３６の上流側端部３８に係止されて
いる。この例では、導管３６は、例えば、ラジエータの
アッパータンク３９へのインレットパイプからなる。４
０はインレットチューブである。なお、インレットパイ
プ３６と渦流発生体１との間に、図８で示したような取
付部材２７を設けて固定するようにしてもよいが、取付
部材２７を径方向に介在させない場合には、渦流発生体
１の円筒状部２の内径を導管部３６の内径に近づけて圧
送される熱水の流れをより滑らかに案内し得る。

【００７４】この実施例の渦流発生装置３５では、導管
としてのインレットパイプ３６は、下流端４１が該導管
３６の内径Ｇ３よりもはるかに大きい寸法のアッパータ
ンク３９内の室４２に開口しており、渦流発生体１から
下流側に、所定回転方向に且つ半径方向外向きに流出す
る複数（図１３に示したように図３及び図４の渦流発生
体１ａを用いた例では、３つ）の流れ（渦流の素流）Ｊ
１−Ｊ３は、該導管３６の内壁に実際上ぶつかることな
く導管３６の下流端４１から流出して室４２内に流入し
て、該室４２内を流れる。

【００７５】この流れＪ１−Ｊ３が室４２内をどのよう
に流れるかの詳細は、室４２の形状及び室４２からの流
体流出路の位置、大きさ、形状などに依存することにな
る。しかしながら、渦流発生体１がインレットパイプ３
６に設けられていない状態では、インレットパイプ３６
の下端開口から流出した流体流がタンク３９の内壁（壁
の内面）４３のうちこの開口に対向する内壁部分４３ａ
に当たって乱流化されて室４２内に拡がることと比較し
て、渦流発生装置３５を備えている場合、素流Ｊ１−Ｊ
３が対向領域の壁部分４３ａから離れた複数（この例で
は３つ）の壁部分に斜めに当たることになるので、素流
Ｊ１−Ｊ３は、流れ状態を比較的維持したままで、室４
２内の遠くまで伝わり得ることになる。従って、例え
ば、ラジエータのアッパータンク３９のように流入流体
が冷却されるべき高温の冷却水（熱水）であるような場
合であっても、対向壁部分４３ａないしその近傍、又は
他の特定の狭い領域に熱水が滞留する虞が少なく、タン
ク３９の壁４３が熱によって変形されるなどの損傷を受
ける虞が少なくなる。

【００７６】すなわち、図１４の（ａ）から（ｃ）に示
したように、インレットパイプ３６からアッパータンク
３９に流入した熱水を入口部４５で開口した多数の薄い
熱交換流路４６を介してロワータンク４７に送る際、該
熱交換流路４６の外側のフィン４８の間を流れる冷却流
で冷却するようにしたラジエータ４９において、インレ
ットパイプ３６内に配設された渦流発生体１からの素流
Ｊ１−Ｊ３は、アッパータンク３９の室４２内で複数の
異なる方向に伝わり、タンク３９の室４２内の熱水を撹
拌しつつ熱交換流路４６の入口４５に送られることにな
る。

【００７７】尚、図１４の（ｂ）に想像線で示したよう
に、流れ方向の上流側に位置する円筒状の軸線方向延在
部１２１ａと、この軸線方向延在部１２１ａよりも下流
側に位置し同図で右方向に徐々に湾曲した側壁（周壁）
部１２１ｂと、該湾曲側壁部１２１ｂに対向する対向側
壁部に形成された流出口１２１ｃとからなる方向転換
（偏向）部材１２１をインレットパイプ３６と室４２の
うちこのパイプ３６に対向する部分とに配設して、アッ
パータンク３９に流入する渦流素流又は螺旋状渦流を図
１４の（ｂ）で見て右方向に案内するようにしてもよ
い。この例では、偏向部材１２１がインレットパイプ３
６からの挿入を容易にするようにほぼ直線状の外形を有
するけれども、偏向部材１２１は典型的には実際上Ｌ字
型のパイプなら他の形状でもよく、例えば、一端に流入
用開口を備え他端に流出用開口を備えた通常のＬ字型パ
イプでもよい。

【００７８】偏向部材１２１を図１４の（ｂ）のように
設けた場合、インレットパイプ３６のからの渦流素流が
実際上減衰することなく偏向部材１２１でより滑らかに
転向されてアッパータンク３９の長手方向に沿って流出
せしめられ得、渦流素流又は螺旋状渦流がアッパータン
ク３９の室４２内でより長い範囲にわたって（実際上反
対側の端部まで）伝播され得る。

【００７９】このことは、渦流発生体１として図１２に
示した複合渦流発生体ないし渦流発生体組立体１０９
（各渦流発生体１Ｂ，１Ｅは図６及び７に示したように
間隙１０３のあるタイプのもの）を用い、該組立体１０
９を図９に示したようにインレットパイプ３６への導管
（チューブ）２６中に配設固定し、吐出圧力が約４０ｋ
Ｐａ（約０．４気圧）のポンプから吐出される水を図９
の導管２６の上流側から図１４の（ｂ）のインレットパ
イプ３６の入口に流入させることによって実験的に確認
された。

【００８０】なお、偏向部材１２１は、タンク３９のよ
うな圧力室への入口のみならず通常のＴ字型分岐のある
管路もしくは流路部分等において一方向に優先的に曲げ
るような場合にも用いられ得る。

【００８１】また、図１５に示したように、圧縮機５
１、熱媒体のコンデンサ（凝縮器）５２、リザーバ５
３、並びにエバポレータ（蒸発器）５４及びこれに関連
する膨張弁５５を備え、これらが導管５６ａ，５６ｂ，
５６ｃ，５６ｄで接続された循環路中において、例え
ば、符号１で示した個所、即ち、導管５６ａのうちコン
デンサ５２の入口のところや、導管５６ｃのうちエバポ
レータ５４の入口のところ（又は膨張弁５５の上流側）
のうちの少なくとも一個所に本発明の渦流発生体を設け
て、コンデンサ５２又はエバポレータ５４での熱交換の
効率を高めるようにしてもよい。

【００８２】次に、図１から図１３に示した渦流発生体
を製造する方法について説明する。

【００８３】まず、渦流発生体１を製造する際に必要と
なる手順を渦流発生体１の構造を考慮して図１６の平面
図（ａ１）−（ａ４）及び正面図（ｂ１）−（ｂ４）に
基づいて説明する。実際の製造方法では、この手順によ
って得られる結果の構造を実質上含む限り、手順の前後
関係は任意に変更可能である（例えば、複数の手順また
は段階を同時に行なうようにしてもよい）。

【００８４】まず、図１６の（ａ１）及び（ｂ１）に示
すように、例えばアルミニウムのような金属からなる円
筒体６１を準備する。渦流発生体１の軸線方向延在部１
１に延在端１６が残る限り、この円筒体６１の長さは最
終的に製造される渦流発生体１の長さと実際上同一であ
り、渦流発生体１の円筒状部２が径方向に縮径されない
限り、円筒体６１の外径は渦流発生体１の円筒状部２の
外径と実際上同一である。従って、渦流発生体の取付部
のサイズに応じた長さ及び外径の円筒体を準備すればよ
い。

【００８５】次に、図１６の（ａ２）及び（ｂ２）に示
すように、円筒体６１の一端（円周方向延在端及びその
円周方向延在部）１６側において円周方向の複数箇所
（図示の例では３個所（この数は転換・区切板部７の数
に等しい））に、転換・区切板部７の側端１７の長さに
等しい深さの切込６２を入れて、複数（この例では、３
つ）の部分円筒状部６３を形成する。この切込６２の深
さは、螺旋角Ｄの大きさをどの程度にするかに関係す
る。ここで、切込６２の入っていない部分が渦流発生体
１の円筒状部２になる。

【００８６】次に、図１６の（ａ３）及び（ｂ３）に示
すように、所定の螺旋角Ｄを形成するように軸線方向延
在部１１を残しつつ延在端１０となる線１０に沿って部
分円筒状部６３の一部１２を半径方向内側に折り曲げて
半径方向延在部１２を形成する。なお、この図では、特
徴を誇張して示すべく、延在端１０を直線で示している
けれどもこの延在端は曲線状であることが好ましく、且
つ半径方向延在部１２が延在端１０に沿って角度を付け
て折り曲げられているかのごとく示しているけれども、
折曲げ線１０が明瞭には出ないように折曲げ線１０の近
傍で滑らかに湾曲されて半径方向延在部１２が形成され
るのが好ましい。更に、半径方向延在部１２自体も平面
状ではなくて曲面状であるのが好ましい。図１６の（ａ
３）及び（ｂ３）では、一つの部分円筒状部６３が折り
曲げられた状態を実線で示し、残りの二つの部分円筒状
部６３，６３については、折り曲げられると出来上がる
であろう形態が想像線で示されている。

【００８７】同様にして、二つ目の部分円筒状部６３を
折り曲げた後の状態が図１６の（ａ４）及び（ｂ４）に
示されている。

【００８８】最後の一つの部分円筒状部６３を同様にし
て折り曲げると、図１６の（ａ４）及び（ｂ４）におい
て想像線で示したような状態になる。この状態は、実際
上図３及び図４に示した状態である。最後に、３つの半
径方向延在部１２，１２，１２の半径方向最内端１４，
１４，１４を当接させるか又は部分的に重ね合わせて、
該当接部ないし重合部を溶接又ははんだ付などにより固
着する。渦流発生体の材料がアルミニウムからなるよう
な場合、例えば、アルミニウムはんだ等を用いて固着す
る。なお、渦流発生体の材料がプラスチックなどからな
る場合、接着剤を用いて固着するようにしてもよい。中
心軸線のまわりで、回転対称性が有るので、最内端１
４，１４，１４の固着部は、中心軸線上に位置すること
になる。なお、最内端１４が図１の（ｂ）に示した位置
１４ａ又は１４ｂに位置するようにするためには、例え
ば、円筒体６１の端１６を、図１６の（ｂ１）でみて、
直線状ではなく、所望の凹凸を有する形状にしておけば
よい。

【００８９】また、図６及び図７のように間隙１０３を
備えた渦流発生体を作る場合、図１７の（ａ２）及び
（ｂ２）に示すように第二段階で切欠１４ａを形成して
おき、同図の（ａ４）及び（ｂ４）で示すように第四段
階の後で切欠１４ａ，１４ａ，１４ａのところに間隙１
０３が残るようにすればよい。

【００９０】図１６に示した手順は、１パスのプレス加
工によって行なわれ得ることに注目されるべきである。
すなわち、図１８に示したように、下金型６５として渦
流発生体１の内側及び下側形状と相補的形状の外形を備
えたものを準備し、且つ上金型６６として（図１８には
具体的には示さないが）渦流発生体１の外側及び上側形
状と相補的形状の外形を備えたものを準備しておき、
（例えば焼きなましたアルミニウム製の）円筒体６１を
下金型６５に嵌装して上金型６６をプレス機６７の油圧
ラム装置６８などでＰ方向に圧下することにより１回の
プレス動作で渦流発生体１の形態のものを製造し得る。
この場合にも、金型から取出したプレス加工品の複数個
の半径方向延在部の最内端を、最後に、適当な手段で固
着すればよい。所望ならば、渦流発生体１の材料を前記
固着の前又は後に焼入れしてもよい。

【００９１】以上のように、渦流発生体は基本的には極
めて構造が簡単であるので、小型化が容易に行われ得る
のみならず、その製造も容易に行われ得る。また、コス
ト的にみても、材料コスト、加工コスト等を低くし得
る。

【００９２】なお、プレス機６７の型６５，６６と実際
上同様な輪郭形状の型を用いて、鋳造または射出成形に
よって、金属製またはプラスチック製の渦流発生体１を
製造してもよい。この場合にも、型は２つの部分に分離
されればよく、該２部分が型開き・型閉じのために一方
向に相対移動可能であればよい。

【００９３】一方、図６及び図７に示したように半径方
向延在部１２の半径方向最内端に切欠１４ａを備える渦
流発生体１ｇを製造するときや、図１１に示したように
円筒状部２の上流側端部に切欠１０５を備える渦流発生
体１Ｄを製造するときのように、渦流発生体１に特殊形
状を付加する場合、３つ以上の型を用いて２パス（２
回）もしくは３パス（３回）、またはそれ以上のプレス
工程で渦流発生体を形成すればよい。尚、所望ならば、
１パスのプレス加工のうちの最後の段階で切欠１４ａを
同時に形成するようにしてもよい。

【００９４】渦流発生体１を製造するために出発材料と
して、円筒体６１を用いる代わりに、図１９の（ａ）に
示したように長方形の板状体７１を用いてもよい。この
場合、図１９の（ｂ）に示すように側端１７の長さに相
当する長さだけ端部１６側に切込６２と同様な切込７２
を入れ、図１９の（ｃ）に示すように、延在端１０に相
当する線７３に沿って折り曲げて、軸線方向延在部１１
に相当する部分７４及び半径方向延在部１２に相当する
部分７５を形成し、その後、想像線で示し符号７６で指
したようなほぼ円柱状の芯体の廻りに板状体７１を巻い
て円筒状体にし、端部７７，７８を固着することによっ
て円筒状にし、最後に、半径方向最内端７９を固着して
渦流発生体１を作ってもよい。ここで、板状体７１を芯
体７６に巻く際、折曲げ部７３のところで適宜引張りを
加えつつ巻上げるために、芯体７６が、円柱状部の上に
適当な長さ・形状の突起部８０を備えるようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による好ましい一実施例の渦流発生体の
斜視図である。

【図２】第１図の渦流発生体を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。

【図３】本発明による好ましい別の一実施例の渦流発生
体の斜視図である。

【図４】第３図の渦流発生体を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図である。

【図５】本発明による更に別の好ましい実施例の渦流発
生体を示し、（ａ）は６つの転換・区切板部を備えたも
のの平面図、（ｂ）は４つの転換・区切板部を備えた左
回りの渦流発生体の平面図、（ｃ）は３つの転換・区切
板部を備えた左回りの渦流発生体の平面図である。

【図６】本発明による好ましい更に別の一実施例の渦流
発生体の斜視図である。

【図７】第６図の渦流発生体を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は底面図である。

【図８】本発明による好ましい一実施例の渦流発生装置
を示し、（ａ）は該装置の導管及び取付部材を断面で示
した正面図、（ｂ）は取付部材の一部破断斜視図であ
る。

【図９】本発明による好ましい別の一実施例の渦流発生
装置について導管及び締付部材を断面で示した正面図で
ある。

【図１０】本発明による好ましい別の一実施例の渦流発
生装置について導管及び取付部材を断面で示した正面図
である。

【図１１】本発明による好ましい別の一実施例の渦流発
生装置について導管を断面で示した正面図である。

【図１２】本発明による好ましい別の一実施例の渦流発
生装置の主要部分（渦流発生体組立体）を示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）は下流側で且つ外側の渦流発生体の円
筒状部を断面で示した正面図、（ｃ）は底面図である。

【図１３】本発明による好ましい更に別の一実施例の渦
流発生装置の一部を断面で示した平面説明図である。

【図１４】本発明の渦流発生体がアッパータンクのイン
レットチューブ内に適用された例を説明しており、
（ａ）は正面図、（ｂ）はアッパータンクのケース内の
室を（ａ）のＢ−Ｂ線に沿ってみた図、（ｃ）は（ａ）
の熱交換部の入口側をＣ−Ｃ線に沿ってみた図である。

【図１５】本発明の渦流発生体が空気調和機に適用され
た例を示す説明である。

【図１６】本発明の渦流発生体を製造するための本発明
による好ましい一実施例の製造方法を方法を説明してお
り、（ａ１）から（ａ４）は製造の各段階での平面図、
（ｂ１）から（ｂ４）は夫々（ａ１）から（ａ４）に対
応する製造の各段階での正面図である。

【図１７】本発明の渦流発生体を製造するための本発明
による好ましい別の一実施例の製造方法を方法を説明し
ており、（ａ１）から（ａ４）は製造の各段階での平面
図、（ｂ１）から（ｂ４）は夫々（ａ１）から（ａ４）
に対応する製造の各段階での正面図である。

【図１８】本発明の渦流発生体を製造するための本発明
による好ましい一実施例のプレス加工方法を説明する説
明図である。

【図１９】本発明の渦流発生体を製造するための本発明
による別の一実施例の方法を示しており、（ａ），
（ｂ），（ｃ）はその製造の各段階での被加工物の形状
を示す正面図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｃ，１ｄ，１ｇ，１Ａ，１Ｂ，１Ｄ，１Ｅ
渦流発生体２円筒状部３一端４円形開口５他端（端部）６渦流発生部７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ転換・区切板部８円弧状部分９基端部１０延在端１１軸線方向延在部１２半径方向延在部１４半径方向最内端１４ａ切欠１０３間隙１０５切欠１０７，１０９渦流発生装置Ａ周方向Ｂ中心軸線Ｃ流れ方向Ｄ螺旋角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２５Ｂ 39/00 Ｆ２５Ｂ 39/00 ＬＦ２８Ｆ 13/12 Ｆ２８Ｆ 13/12 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に円形流入口を備えた円筒状部と、
円筒状部の他端側に一体的に形成された渦流発生部とを
有する渦流発生体であって、前記渦流発生部は、円筒状部の前記他端側においてその
周方向に沿って配置された複数の転換・区切板部からな
り、各転換・区切板部は、円筒状部の前記他端の対応円弧状部分に連続的に且つ滑
らかにつながった基端部と、円筒状部の軸線方向に見て円筒状部の該他端の円弧状部
分から遠ざかる向きに円筒状部の円周方向に対して螺旋
角だけ傾斜した線上にほぼ位置する延在端まで前記基端
部から軸線方向に延在した軸線方向延在部と、軸線方向延在部の延在端から半径方向内向きに延在した
半径方向延在部とを有している渦流発生体。
【請求項２】各転換・区切板部の半径方向延在部は、
その半径方向最内端が相互に一体的に固着されている請
求項１に記載の渦流発生体。
【請求項３】少なくとも一つの転換・区切板部の半径
方向延在部は、その半径方向最内端が間隙を介して少な
くとも一つの他の転換・区切板部の半径方向延在部の半
径方向最内端に対向している請求項１に記載の渦流発生
体。
【請求項４】各転換・区切板部の半径方向延在部は、
その半径方向最内端が間隙を介して他の転換・区切板部
の半径方向延在部の半径方向最内端に対向している請求
項１に記載の渦流発生体。
【請求項５】転換・区切板部の数が２−６のいずれか
である請求項１から４までのいずれか一つの項に記載の
渦流発生体。
【請求項６】各転換・区切板部が、円筒状部の中心軸
線のまわりで回転対称である請求項１から５までのいず
れか一つの項に記載の渦流発生体。
【請求項７】各転換・区切板部の軸線方向延在部が前
記延在端のところで滑らかに湾曲して半径方向延在部に
つながっている請求項１から６までのいずれか一つの項
に記載の渦流発生体。
【請求項８】請求項１から７までのいずれか一つの項
に記載の一の渦流発生体と同様に構成され且つ該一の渦
流発生体よりも小径の第二の渦流発生体を更に具備して
おり、該第二の渦流発生体は、その渦流発生部から下流
側に向って所定回転方向に且つ半径方向外向きに流出す
る複数の渦流素流の夫々が前記一の渦流発生体の渦流発
生部の対応する渦流素流生成流路の入口に流入するよう
な相対回動位置を採るように、前記一の渦流発生体の円
筒状部に渦流発生部が嵌め込まれている渦流発生体組立
体。
【請求項９】渦流発生体の外径とほぼ同程度の内径の
導管と、該導管内に配置された請求項１から７までのい
ずれか一つの項に記載の渦流発生体とを備えた渦流発生
装置であって、前記導管は、渦流発生体から下流側に向
って、所定回転方向に且つ半径方向外向きに流出する複
数の渦流素流を全体としてほぼ一様な螺旋状の渦流に変
換するに十分な長さ渦流発生体の下流側に延在している
渦流発生装置。
【請求項１０】渦流発生体の外径とほぼ同程度の内径
の導管であって下流端が該導管の内径よりも大きい寸法
の室に開口しているものと、該導管内に配置された請求
項１から７までのいずれか一つの項に記載の渦流発生体
とを備えた渦流発生装置であって、渦流発生体から下流
側に向って、所定回転方向に且つ半径方向外向きに流出
する複数の渦流素流のうちの少なくとも二つが該導管の
内壁に実際上ぶつかることなく導管の下流端から流出し
て前記室内に流入するように構成されている渦流発生装
置。
【請求項１１】前記導管がラジエータのインレットパ
イプであり、前記室がラジエータのアッパータンク内の
室である請求項１０に記載の渦流発生装置。
【請求項１２】前記導管が空気調和機のコンデンサ又
はエバポレータへの入口管であり、前記室が空気調和機
のコンデンサ又はエバポレータ内の室である請求項１０
に記載の渦流発生装置。
【請求項１３】前記渦流発生体が取付部材を介して前
記導管に固定されている請求項９から１２までのいずれ
か一つの項に記載の渦流発生装置。
【請求項１４】前記取付部材の径方向断面が、「Ｃ」
型である請求項１３に記載の渦流発生装置。
【請求項１５】前記導管が可撓性材料からなり、前記
渦流発生体が、前記導管のうち、該渦流発生体の周りに
位置する部分を締め付ける締着手段によって導管の当該
部分に固定されている請求項９から１２までのいずれか
一つの項に記載の渦流発生装置。
【請求項１６】請求項１から７までのいずれか一つの
項に記載の一の渦流発生体と同様に構成された第二の渦
流発生体が前記一の渦流発生体の上流側において、前記
導管内に直列に配置されている請求項９から１５までの
いずれか一つの項に記載の渦流発生装置。
【請求項１７】直列に配列された二つの渦流発生体が
相対回転するのを防ぐべく、直列に配列された渦流発生
体のうち下流側に位置する前記一の渦流発生体は、上流
側に位置する前記第二の渦流発生体の複数の転換・区切
板部の軸線方向下流端と係合する複数の凹凸部を、円筒
状部の前記一端に備えている請求項１６に記載の渦流発
生装置。
【請求項１８】前記第二の渦流発生体の渦流発生部
は、前記一の渦流発生体の円筒状部よりも小径であり、
前記第二の渦流発生体は、その渦流発生部から流出する
複数の渦流素流が前記一の渦流発生体の渦流発生部の対
応する渦流素流生成流路の入口に流入するような相対回
動位置を採るように、前記一の渦流発生体の円筒状部に
渦流発生部が嵌め込まれている請求項９に記載の渦流発
生装置。
【請求項１９】請求項１から７までのいずれか一つの
項に記載の渦流発生体又は請求項８に記載の前記一の渦
流発生体の円筒状部の前記一端にフランジ部が形成され
ており、該フランジ部が導管の上流側端部に係止されて
いる渦流発生装置。
【請求項２０】前記円筒状部と同一の径の円筒体をプ
レス機によりプレス加工して請求項１から７までのいず
れか一つの項に記載の渦流発生体を製造する方法。
【請求項２１】前記プレス機によるプレス加工を１回
のプレス作業によって行なって渦流発生体の基本形態を
形成するようにした請求項２０に記載の渦流発生体製造
方法。