JP2009034432A - Heat exchanger, manufacturing method of heat exchanger and cleaning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器及び熱交換器の製造方法並びにこの熱交換器を用いた洗浄装置に関する。 The present invention relates to a heat exchanger, a method for manufacturing the heat exchanger, and a cleaning apparatus using the heat exchanger.
従来、例えば、歯科技工用の洗浄装置には、所定温度に加熱された液体を噴出するノズルと、ノズルに液体を供給する流路と、流路を通過する液体を加熱する電気ヒータと、流路に液体を圧送するポンプと、液体を貯留する貯水タンクを備え、貯水タンクの液体をポンプによって流路中に圧送するとともに、電気ヒータによって液体を所定の温度に加熱してノズルから噴出させるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a cleaning apparatus for a dental technician includes a nozzle that ejects a liquid heated to a predetermined temperature, a flow path that supplies the liquid to the nozzle, an electric heater that heats the liquid that passes through the flow path, A pump for pumping liquid to the passage and a water storage tank for storing the liquid are provided. The liquid in the water storage tank is pumped into the flow path by the pump, and the liquid is heated to a predetermined temperature by the electric heater and ejected from the nozzle. (For example, refer to Patent Document 1).
この洗浄装置の流路は、電気ヒータに螺旋状に巻き付けられており、この流路と電気ヒータとによって熱交換器を構成している。
従来の熱交換器では、電気ヒータに螺旋状に巻き付けられた流路は、電気ヒータとの接触面積が小さく、このため効率の良い熱交換がなされていなかった。 In the conventional heat exchanger, the flow path spirally wound around the electric heater has a small contact area with the electric heater, so that efficient heat exchange has not been performed.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、熱交換を効率良く行うことができる熱交換器を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide the heat exchanger which can perform heat exchange efficiently.
また、本発明は、熱交換を効率良く行うことができる熱交換器の製造方法を提供することを課題とする。 Moreover, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the heat exchanger which can perform heat exchange efficiently.
また、本発明は、熱交換を効率良く行うことができる熱交換器を備えた洗浄装置を提供することを課題とする。 Moreover, this invention makes it a subject to provide the washing | cleaning apparatus provided with the heat exchanger which can perform heat exchange efficiently.
本発明は、熱源の外周に直接的または間接的に螺旋状に巻き付けられるとともに、その内部に流体を流通可能な熱伝導性の流通部を備える熱交換器において、流通部と熱源との間に形成される空間に熱伝導材が設けられることを特徴とする。 The present invention relates to a heat exchanger that is directly or indirectly spirally wound around the outer periphery of a heat source and includes a heat-conductive circulation part that can circulate a fluid therein, and between the circulation part and the heat source. A heat conductive material is provided in the space to be formed.
かかる構成によれば、流通部と熱源との間に形成される空間を、熱伝導材で埋めることによって、熱交換器は、熱源からの流通部への直接的な熱伝達に加えて、熱源の熱を熱伝導材を介して流通部に伝達することができるようになり、これによって、効率の良い熱交換を実現できる。 According to such a configuration, by filling the space formed between the circulation part and the heat source with the heat conductive material, the heat exchanger can directly transfer heat from the heat source to the circulation part. The heat can be transmitted to the circulation part via the heat conductive material, thereby realizing efficient heat exchange.
また、本発明は、前記流通部と熱源との間に形成される空間に設けられる熱伝導材を複数の銅材とする構成を採用できる。 Moreover, this invention can employ | adopt the structure which uses as a some copper material the heat conductive material provided in the space formed between the said distribution part and a heat source.
かかる構成によれば、熱伝導材を熱伝導率の高い銅材で構成することによって、より効率のよい熱交換ができるようになる。 According to such a configuration, a more efficient heat exchange can be performed by configuring the heat conductive material with a copper material having a high thermal conductivity.
また、本発明は、熱源の外周に直接的または間接的に螺旋状に巻き付けられるとともに、その内部に流体を流通可能な熱伝導性の流通部を備える熱交換器の製造方法において、熱源の外周に螺旋状の流通部を形成すべく、所定長さの配管部材を熱源に直接的または間接的に螺旋状に巻き付けるとともに、流通部と熱源との間に形成される空間に熱伝導材を設けることを特徴とする。 The present invention also relates to a method of manufacturing a heat exchanger that is directly or indirectly spirally wound around an outer periphery of a heat source and includes a heat conductive circulation part capable of circulating a fluid therein. In order to form a spiral circulation part, a pipe member having a predetermined length is directly or indirectly wound around the heat source in a spiral form, and a heat conductive material is provided in a space formed between the circulation part and the heat source. It is characterized by that.
かかる構成によれば、流通部と熱源との間に形成される空間を、熱伝導材で埋めることによって、熱源から流通部への熱伝達に加えて、熱源の熱を熱伝導材を介して流通部に伝達することができるようになり、これによって、この製造方法で製造された熱交換器は、効率の良い熱交換を実現できる。 According to such a configuration, by filling the space formed between the circulation part and the heat source with the heat conduction material, in addition to heat transfer from the heat source to the circulation part, the heat of the heat source is passed through the heat conduction material. Thus, the heat exchanger manufactured by this manufacturing method can realize efficient heat exchange.
また、本発明に係る洗浄装置は、気体と所定の温度に加熱される液体とを混合して洗浄対象物に噴出するための噴出部と、中途部に液体を加熱する加熱部を有するとともに加熱部で加熱された液体を噴出部に供給する第１供給経路と、噴出部に気体を供給する第２供給経路とを備え、第２供給経路は、加熱部よりも下流側で第１供給経路と合流され、加熱部には、前記熱交換器が設けられ、第１供給経路を流通する液体を加熱部で加熱するとともに、この加熱された液体と第２供給経路を流通する気体とを混合して噴出部に供給するように構成されてなることを特徴とする。 In addition, the cleaning device according to the present invention includes a jetting unit for mixing a gas and a liquid heated to a predetermined temperature and jetting the gas to a cleaning target, and a heating unit for heating the liquid in the middle of the heating unit. A first supply path for supplying the liquid heated by the section to the ejection section and a second supply path for supplying gas to the ejection section, and the second supply path is a first supply path downstream of the heating section. The heating unit is provided with the heat exchanger, and the liquid flowing through the first supply path is heated by the heating unit, and the heated liquid and the gas flowing through the second supply path are mixed. And it is comprised so that it may supply to an ejection part.
かかる構成によれば、加熱部に上記のような熱交換器を採用することで、効率の良い熱交換によって液体を所定の温度に迅速に加熱することができるようになり、この点で特に有用なものになる。 According to such a configuration, by employing the heat exchanger as described above in the heating unit, the liquid can be quickly heated to a predetermined temperature by efficient heat exchange, which is particularly useful in this respect. It becomes something.
また、本発明に係る洗浄装置は、前記第１供給経路と第２供給経路の間に、その使用を終了したときに第１供給経路に残留する液体を第１供給経路外に排出させるべく、気体を第２供給経路から第１供給経路に供給する第３供給経路が設けられる構成を採用できる。 In addition, the cleaning apparatus according to the present invention is configured to discharge the liquid remaining in the first supply path between the first supply path and the second supply path to the outside of the first supply path when the use is finished. A configuration in which a third supply path for supplying gas from the second supply path to the first supply path is provided can be employed.
かかる構成によれば、洗浄装置の使用を終了したときに第１供給経路に残留する液体を第１供給経路外に排出することによって、第１供給経路内、特に熱交換器の流通部の内壁面に付着する炭酸カルシウム等の被膜（いわゆるスケール）の発生を抑制し、流通部内の液体の流量の低下、流通部の熱伝導率の低下等を防止できるようになる。 According to this configuration, the liquid remaining in the first supply path is discharged out of the first supply path when the use of the cleaning device is finished, so that the inside of the first supply path, particularly in the circulation part of the heat exchanger. Generation | occurrence | production of coatings (what is called scale), such as a calcium carbonate adhering to a wall surface, can be suppressed, and the fall of the flow rate of the liquid in a distribution part, the fall of the heat conductivity of a distribution part, etc. can be prevented now.
本発明によれば、熱交換を効率良く行うことができるようになる。 According to the present invention, heat exchange can be performed efficiently.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１、図２は、熱交換器の第１実施形態を示している。この熱交換器１は、熱源を収容する熱伝導性の収容ケース２と、この収容ケース２に巻き付けられる熱伝導性の配管部材３と、この収容ケース２と配管部材３との間の空間に設けられる熱伝導材４とを備える。この熱交換器１は、配管部材３に流体を通過させ、この流体と収容ケース２内の熱源とで熱交換を行うようになっている。
1 and 2 show a first embodiment of a heat exchanger. The heat exchanger 1 includes a heat
この収容ケース２に収容される熱源には、例えば、図１に示すように円柱状に構成された発熱部５ａと、この発熱部５ａの一端部に設けられた２本のリード線５ｂ，５ｂとを備えた電気ヒータ５が採用されている。
The heat source accommodated in the
収容ケース２は、電気ヒータ５の発熱部５ａを内部に収容可能とすべく、銅板を円筒状に構成したものが用いられる。具体的には、この収容ケース２は、タフピッチ銅で構成されている。また、この収容ケース２は、開口部分から内部に電気ヒータ５を挿入できるようになっている。この収容ケース２の厚さ（板厚）は、好ましくは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とされるのがよく、より好ましくは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度とされるのがよい。本実施形態では、収容ケース２の厚さは、約０．１ｍｍ程度とされている。
The
本実施形態では、配管部材３は、外径が約４ｍｍ、厚さが約０．５ｍｍの円管状の銅管が用いられる。より具体的には、この配管部材３は、りん脱酸銅によって構成されている。また、配管部材３は、内部に気体、液体等の流体を通過可能とされており、その一部（以下「流通部」という）７が収容ケース２に螺旋状に巻き付けられている。
In the present embodiment, the pipe member 3 is a circular copper pipe having an outer diameter of about 4 mm and a thickness of about 0.5 mm. More specifically, the piping member 3 is made of phosphorous deoxidized copper. The piping member 3 is capable of passing a fluid such as gas or liquid therein, and a part (hereinafter referred to as “circulation portion”) 7 is spirally wound around the
また、配管部材３は、流通部７の一端部側に、流体を流通部７に流入させる流入通路９を備え、流通部７の他端部側に、流通部７を通過する流体を流出させる流出通路１０を備える。流入通路９の先端部には、流体の流入口１１が形成され、流出通路１０の先端部には、流体の流出口１２が形成されている。なお、以下、螺旋状の流通部７の一巻き分に相当する部分を「環状部分」８という。流通部７は複数の環状部分８が収容ケース２の長手方向（螺旋の中心軸方向）にて接触し合って連続して繋がることで螺旋状に構成されている。
Further, the piping member 3 includes an
図２は、流通部７の一部分の断面図を示している。この図２に示すように、配管部材３の流通部７は、収容ケース２に巻き付けられたときの力によって、螺旋を構成する環状部分８の断面が楕円状に変形している。このように流通部７の断面が楕円形に変形することにより、流通部７の螺旋形状を構成する複数の環状部分８は、それぞれ隣り合う環状部分８の外面同士が接触した状態になっている。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a part of the circulation part 7. As shown in FIG. 2, in the circulation portion 7 of the piping member 3, the cross section of the
図２に示すように、環状部分８は、断面視で楕円状とされていることから、隣り合う２つの環状部分８同士が接触した状態において、この２つの環状部分８と熱源との間、より具体的には、２つの環状部分８と収容ケース２の外周面２ｃとの間に空間（隙間）ができる。以下、この空間を「流通部と熱源との間の空間」１５という。
As shown in FIG. 2, the
前記熱伝導材４は、熱交換器１の熱交換を効率良く行えるように、熱伝導率の高い材料を用いるのが望ましい。この熱伝導材４の熱伝導率は、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上とされるのが好ましく、より好ましくは、１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上とされ、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上とされるのが更に好ましい。さらに、熱伝導率が３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の良熱伝導体を熱伝導体４に用いるのが最も望ましい。 It is desirable that the heat conducting material 4 is made of a material having high heat conductivity so that heat exchange of the heat exchanger 1 can be performed efficiently. The thermal conductivity of the heat conducting material 4 is preferably 100 W / m · K or more, more preferably 150 W / m · K or more, and even more preferably 200 W / m · K or more. . Furthermore, it is most desirable to use a good thermal conductor having a thermal conductivity of 300 W / m · K or more for the thermal conductor 4.
この熱伝導材４は、この流通部７と熱源との間の空間１５を埋めるように設けられている。具体的には、熱伝導材４は、線状に構成され、隣り合う２つの環状部分８と熱源との間にできる空間１５を埋めるべく、２つの環状部分８の間に位置するように、流通部７の螺旋の方向に沿って、収容ケース２の外周面２ｃに螺旋状に巻き付けられている。
The heat conducting material 4 is provided so as to fill a
本実施形態では、この熱伝導材４として複数の銅材（熱伝導率：約３９０〜４２０Ｗ／ｍ・Ｋ）４ａ，…が用いられている。より具体的には、本実施形態では、流通部７と熱源との間の空間１５には、直径０．１６ｍｍ、４２本、断面がほぼ円形の銅材（銅線）４ａ，…が設けられている。この流通部７の収容ケース２の隙間に複数の銅線４ａ，…を設ける場合には、これらの複数の銅線４ａ，…を捩って束状にするのが望ましい。
In the present embodiment, a plurality of copper materials (thermal conductivity: about 390 to 420 W / m · K) 4a,. More specifically, in the present embodiment, the
以下、この熱交換器１の製造方法について説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of this heat exchanger 1 is demonstrated.
この熱交換器１を製造するには、まず、銅板を円柱状（又は円筒状）の芯体に巻き付けて筒状に形成し、これを熱源の収容ケース２とする。これにより、収容ケース２は、その内面が、芯体の外面に密着した状態で形成される。そして、この収容ケース２内に芯体を残したままで、芯体をその軸心が回転中心となるように、旋盤等の工作機械に装着する。
In order to manufacture this heat exchanger 1, first, a copper plate is wound around a columnar (or cylindrical) core body to form a cylindrical shape, which is used as a heat
次に、工作機械によって、芯体をその軸心（回転軸）まわりに回転させ、収容ケース２の外周面２ｃに所定長さ（例えば約１．７ｍ）の配管部材３を巻き付け、螺旋状の流通部７を形成する。このとき、流通部７の螺旋形状を構成する環状部分８が互いに接触し、さらに、これらの環状部分８が収容ケース２の外周面２ｃにも接触するように、収容ケース２の外周面２ｃに強く巻き付ける。
Next, the machine tool is used to rotate the core body around its axis (rotation axis), wind a pipe member 3 having a predetermined length (for example, about 1.7 m) around the outer
配管部材３は、このように、収容ケース２に強く巻き付けられることにより、その断面が円形から、図２に示すような楕円形に変形する。これによって、流通部７の螺旋形状を構成する複数の環状部分８は、隣り合う環状部分８同士が接触した状態となる。
As described above, the piping member 3 is strongly wound around the
配管部材３の収容ケース２への巻き付けと同時に、収容ケース２の外周面２ｃに熱伝導材４を巻き付ける。このとき、熱伝導材４は、配管部材３が、複数の環状部分８が接触し合って形成されていく中で、隣り合う２つの環状部分８の間で、環状部分８と収容ケース２の外周面２ｃとの間に形成される隙間に入るように、この流通部７の螺旋の方向に沿って、収容ケース２の外周面２ｃに螺旋状に巻き付けられる。
Simultaneously with winding of the piping member 3 around the
このように配管部材３を熱伝導材４とともに収容ケース２の外周面２ｃに複数回巻き付けることによって、所定巻き数の螺旋状の流通部７が形成される。流通部７が形成されると、この流通部７の端部を曲げ、この流通部７の一端部側に流入通路９を形成し、流通部７の他端部側に流出通路１０を形成する。
In this way, by winding the piping member 3 together with the heat conductive material 4 around the outer
上述のように流通部７が形成されると、収容ケース２内の芯体を取り除き、この収容ケース２内に電気ヒータ５の発熱部５ａを収容し、以上によって熱交換器１が完成する。
When the flow part 7 is formed as described above, the core in the
このような製造方法によって製造された熱交換器１は、流通部７と熱源との間の空間１５に線状の熱伝導材４が埋められることになり、収容ケース２に収容された熱源（電気ヒータ５）の熱は、収容ケース２を介して流通部７（環状部分８）に伝わるとともに、この収容ケース２から熱伝導材４に伝達され、この熱伝導材４から流通部７の環状部分８に伝達されることになる。
In the heat exchanger 1 manufactured by such a manufacturing method, the linear heat conductive material 4 is buried in the
流通部７と熱源との間の空間１５に熱伝導材４が設けられていない場合には、この空間１５を区画する流通部７の外面部分は、収容ケース２の外周面２ｃに接触していないため、この部分に収容ケース２の外周面２ｃから熱が直接伝達されることがないが、流通部７と熱源との間の空間１５に、熱伝導材４が設けられ、この熱伝導材４が収容ケース２の外周面２ｃと、前記空間１５を区画する流通部７の外面部分とに接触しているので、熱源からの熱を、この熱伝導材４を介して流通部７に伝達できる。これによって、この熱交換器１は、流通部７内を流通する流体と熱源との熱交換を効率良く行うことができる。
When the heat conductive material 4 is not provided in the
また、流通部７と熱源との間の空間１５に、熱伝導材４が設けられていない場合には、電気ヒータ５の電源を切った場合、放熱に時間がかかり、電気ヒータ５の空焚きとなってしまうおそれがあるが、この空間１５に熱伝導材４が設けられることにより、電気ヒータ５の電源を切った場合でも、熱伝導材４から流通部７への熱伝達（放熱）が迅速に行われることになり、これによって、電気ヒータ５の空焚きを防止する効果もある。
Further, when the heat conduction material 4 is not provided in the
同様に、流通部７と熱源との間の空間１５に、熱伝導材４が設けられていない場合には、熱源である電気ヒータ５の通電中に、この電気ヒータ５の発熱部５ａの表面温度が上昇して、電気ヒータ５ａの酸化が進行し、焼き付きの発生原因となるおそれがあるが、この空間１５に熱伝導材４が設けられて熱交換効率が良くなることで、熱源の焼き付きを防止する効果もある。
Similarly, when the heat conductive material 4 is not provided in the
また、流通部７を構成する複数の環状部分８は、隣り合う環状部分８同士が接触していることから、熱伝導材４に伝達された熱は、確実に環状部分８の外面へと伝達される。
Moreover, since the adjacent
また、配管部材３、収容ケース２、熱伝導材４の材質として熱伝導率の高い銅を用いており、これによっても効率の良い熱交換を実現できる。また、配管部材３、収容ケース２、熱伝導材４を同質の材料（銅）で形成することによって、熱交換を効率良く行うことができるとともに、一体もので製作する場合に比べ製造コストを軽減できるようになる。
Moreover, copper with high heat conductivity is used as the material of the piping member 3, the
また、熱伝導材４を銅線４ａ，…で構成し、流通部７と熱源との間の空間１５に設けていることから、この熱伝導材４は、熱源からの熱が伝達されることで膨張し、これによって、熱伝導材４同士、熱伝導材４と流通部７、熱伝導材４と収容ケース２の外周面２ｃとが密接することになり、これによって、より効率の良い熱交換を実現できる。なお、この熱伝導材４は、その断面が網状、または繊維状とされている線状のものを単数または複数用いることができる。
Further, since the heat conducting material 4 is constituted by the
また、熱伝導材４として複数の銅線４ａ，…を用いた場合には、これらの銅線４ａ，…を捩って束状にすることよって、この熱伝導材４を外周面２ｃに巻き付ける際に、各銅線４ａ，…が解れることがなく、１つの纏まりとなって、流通部７と熱源の間の空間１５に設けられることになり、この点で熱交換器１の製造が容易になる。
When a plurality of
なお、流通部７と熱源の間の空間１５に熱伝導材４として伝熱セメントを充填することも考えられるが、伝熱セメントは、銅材に比べて熱伝導率が低く、また、時間の経過とともに自然収縮することが考えられ、伝熱セメントと環状部分８の外面との間、または、伝熱セメントと収容ケース２の外周面２ｃとの間に、隙間が生じ、効率の良い熱交換がなされなくなるおそれがある。
It is also conceivable to fill the
これに対して、本実施形態の熱交換器１は、流通部７と熱源との間の空間１５に設けられた複数の銅線４ａ，…自体が経年変化し難く、熱伝導率も高い上に、使用時には、熱源から伝達された熱によって膨張して熱伝導材４間の隙間が小さくなるものであることから、長期間にわたって効率の良い熱交換を行うことができる。
On the other hand, in the heat exchanger 1 of the present embodiment, the plurality of
図３〜図５は、熱交換器１の第２実施形態を示している。上述した第１実施形態では、熱交換器１には１つの流通部７が設けられていたが、この第２実施形態では、熱交換器１には、２つの熱源（電気ヒータ５）、２つの収容ケース２ａ，２ｂ、２つの流通部７ａ，７ｂが設けられている。第２実施形態に係る熱交換器１の２つの流通部７ａ，７ｂは、１本の配管部材３によって形成されている。
3 to 5 show a second embodiment of the heat exchanger 1. In the first embodiment described above, the heat exchanger 1 is provided with one flow section 7, but in the second embodiment, the heat exchanger 1 includes two heat sources (electric heaters 5), 2 Two
なお、図３〜図５には図示していないが、第２実施形態に係る熱交換器１は、第１実施形態に係る熱交換器１と同様に、熱源である電気ヒータ５を収容する収容ケース２（２ａ、２ｂ）の外周面２ｃに螺旋状に巻き付けられて形成された流通部７（７ａ、７ｂ）と熱源との間の空間１５に熱伝導材４が設けられたものである。また、第１実施形態の熱交換器１と第２実施形態の熱交換器１とで共通する部分には、共通符号を付して、その説明を割愛する。
Although not illustrated in FIGS. 3 to 5, the heat exchanger 1 according to the second embodiment houses the electric heater 5 as a heat source, similarly to the heat exchanger 1 according to the first embodiment. The heat conductive material 4 is provided in the
以下、第２実施形態に係る熱交換器１の製造方法を説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the heat exchanger 1 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated.
第２実施形態に係る熱交換器１を製造するには、まず、第１実施形態と同様に、芯体に所定の大きさの銅板を巻き付けて筒状の収容ケース（以下「第１収容ケース」という）２ａを形成し、第１収容ケース２ａを芯体とともに、所定の回転軸まわりに回転させ、この第１収容ケース２ａの外周面２ｃに所定の長さ（例えば３．４ｍ）の配管部材３を螺旋状に巻き付けて１つめの流通部（以下「第１流通部」という）７ａを形成する。このとき、配管部材３の長さは、第１実施形態で用いた配管部材３の２倍以下程度の長さのものが用いられる。
In order to manufacture the heat exchanger 1 according to the second embodiment, first, similarly to the first embodiment, a copper plate of a predetermined size is wound around the core body to form a cylindrical storage case (hereinafter referred to as “first storage case”). 2a), the
このように第１収容ケース２ａに配管部材３を巻き付けて第１流通部７ａを形成するとともに、熱伝導材４を第１流通部７ａと第１収容ケース２ａ内に収容される熱源との間に形成される空間１５に熱伝導材４が入るように、この熱伝導材４を第１収容ケース２ａの外周面２ｃに螺旋状に巻き付ける。
In this way, the piping member 3 is wound around the
このようにして、第１流通部７ａが形成されると、配管部材３の余長部分を用いてもう１つの流通部（以下「第２流通部」という）７ｂを形成する。このとき、配管部材３は、先に形成された第１流通部７ａから所定間隔離れた位置を、第１収容ケース２ａへの巻き付けの巻始端として第１収容ケース２ａの外周面２ｃに巻き付ける。
Thus, when the
このようにすることで、第１流通部７ａと第２流通部７ｂとの間には、この２つの流通部７ａ，７ｂを所定間隔離して連結する連結部１７が形成される。なお、第１流通部７ａを形成する際には、連結部１７は、回転の方向にほぼ直線となっている。
By doing in this way, between the
第２流通部７ｂは、配管部材３の一端部側に第１流通部７ａが形成された状態で、２つめの銅板を芯体に巻き付けて２つ目の収容ケース（以下「第２収容ケース」という）２ｂを形成し、第１流通部７ａと同様に、芯体が内部に入った第２収容ケース２ｂを所定の回転軸まわりに回転させ、この第２収容ケース２ｂに配管部材３を螺旋状に巻き付けて第２流通部７ｂを形成するとともに、この第２流通部７ｂと第２収容ケース２ｂ内に収容される熱源との間に形成される空間１５に熱伝導材４を設ける。
In the state where the
このとき、第２収容ケース２ｂの回転方向は、第１収容ケース２ａと同じ回転方向とする。これにより、図３、図４に示すように第１流通部７ａの螺旋の方向と第２流通部７ｂの螺旋の方向が同じになる。なお、第２収容ケース２ｂに巻き付けられる熱伝導材４は、第１流通部７ａを形成する際に第１収容ケース２ａの外周面２ｃに巻き付けたものとは別体のものを用いる。
At this time, the rotation direction of the
このようにして第２流通部７ｂが形成されると、第１流通部７ａの螺旋の軸線と第２流通部７ｂの螺旋の軸線とがほぼ平行となるように、連結部１７の一端部側と他端部側の部分を曲げる。
When the
なお、第１流通部７ａは、連結部１７側とは反対の端部に配管部材３の余長部分を残しておき、これを流入通路９（または流出通路１０）とする。また、第２流通部７ｂの連結部１７側とは反対の端部にも配管部材３の余長部分を残しておき、これを流出通路１０（または流入通路９）とする。
In addition, the 1st distribution |
第１流通部７ａ、第２流通部７ｂが形成されると、第１収容ケース２ａ、第２収容ケース２ｂ内の芯体を取り除き、第１流通部７ａ、第２流通部７ｂのそれぞれに、熱源である電気ヒータ５，５の発熱部５ａ，５ａを収容する。
When the
上記の製造方法によって製造された熱交換器１は、第１流通部７ａと第２流通部７ｂの２つの流通部７を備えることになり、第１流通部７ａで加熱された流体を第２流通部７ｂでさらに加熱することができるようになり、流体を、より高温に加熱する場合に、特に有効なものとなる。
The heat exchanger 1 manufactured by the above manufacturing method includes the two circulation portions 7 of the
第２実施形態のその他の構成は第１実施形態と同様であり、この第２実施形態においても第１実施形態と同様の作用効果を奏する。 The other structure of 2nd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment, and there exists an effect similar to 1st Embodiment also in this 2nd Embodiment.
図５は、第２実施形態に係る熱交換器１の変形例を示している。図３、図４の例では、第１流通部７ａと第２流通部７ｂの螺旋に向きが同じに形成されていたが、この例では、第１流通部７ａの螺旋の向きと、第２流通部７ｂの螺旋の向きが異なって形成されている。このように第１流通部７ａと第２流通部７ｂを形成した場合であっても、図３、図４の例と同様の作用効果を奏する。
FIG. 5 shows a modification of the heat exchanger 1 according to the second embodiment. In the example of FIGS. 3 and 4, the
図６、図７は、上記図１〜図５で示した熱交換器１を用いた洗浄装置２１を示している。
6 and 7 show a
洗浄装置２１は、例えば、歯科技工用に製作される石膏模型や義歯等の洗浄対象物を洗浄するものである。図６に示すように、気体（例えば空気）と所定の温度に加熱された液体（例えば水）とを混合して霧状に噴出する噴出口を有する噴出部（ノズル）２２と、噴出部２２に液体を供給する第１供給経路２３と、第１供給経路２３の中途部に設けられた加熱部２４と、第１供給経路２３に液体を圧送するポンプ２５と、液体を貯留する貯留タンク２６と、噴出部２２に所定の気体を供給する第２供給経路２７と、第２供給経路２７に接続されて気体を圧送するコンプレッサ２８と、第２供給経路２７と第１供給経路２３との間に設けられた第３供給経路２９とを備える。
The
図６に示すように、第１供給経路２３、第２供給経路２７、第３供給経路２９、加熱部２４、ポンプ２５は、ケース３０内に設けられ、コンプレッサ２８、貯留タンク２６はケース３０外に設けられている。
As shown in FIG. 6, the
第１供給経路２３は、貯留タンク２６に接続されており、前記ポンプ２５は、この第１供給経路２３の中途部に設けられ、前記加熱部２４は、このポンプ２５の下流側に設けられている。また、第１供給経路２３は、その下流側で、ケース３０外に設けられたホース３１を介して噴出部２２に接続されている。
The
加熱部２４には、上述した第１実施形態または第２実施形態に係る熱交換器１が用いられている。この熱交換器１の流通部７は、第１供給経路２３に接続され、この第１供給経路２３の一部となっている。この第１供給経路２３は、貯留タンク２６の液体をポンプ２５によって加熱部２４に圧送し、加熱部２４では、ポンプ２５によって圧送される液体を流入通路９の流入口１１から流通部７内に取り込んで、電気ヒータ５によって加熱し、所定温度（例えば約１２０℃）に加熱された液体を流出通路１０の流出口１２から噴出部２２へと送るようになっている。
The heat exchanger 1 according to the first embodiment or the second embodiment described above is used for the
第２供給経路２７の中途部には、ＯＮ−ＯＦＦ弁３２が設けられており、このＯＮ−ＯＦＦ弁３２を操作することにより、コンプレッサ２８によって圧送される気体を第２供給経路２７を流通させるか否かを選択できるようになっている。
An ON-
また、この第２供給経路２７は、加熱部２４よりも下流側の位置で、第１供給経路２３と合流している。第２供給経路２７と第１供給経路２３の合流点には、混合器３３が設けられており、これによって、第２供給経路２７からの気体と第１供給経路２３の液体とが混合され、噴出部２２に送られるようになっている。
Further, the
第３供給経路２９は、その一端部が第２供給経路２７の中途部（ＯＮ−ＯＦＦ弁３２よりも上流側の位置）から分岐され、その他端部がポンプ２５と加熱部２４の間の位置（ポンプ２５の下流側でかつ加熱部２４の上流側）で、第１供給経路２３と合流している。この第３供給経路２９は、加熱部２４（熱交換器１）の流通部７内にスケールが発生するのを防止するために、洗浄装置２１の使用を終了したときに、第２供給経路２７の気体を第１供給経路２３に供給して、この第１供給経路２３内に残留している液体を排出するためのものである。この第３供給経路２９の中途部には水抜き弁３４が設けられている。
One end of the
図７に示すように、ケース３０の外面には、操作スイッチ３５が設けられており、この操作スイッチ３５の操作により、ケース３０内のポンプ２５およびＯＮ−ＯＦＦ弁３２を始動・停止させて、液体と気体を混合させたものを噴出部２２から噴出・停止できるようになっている。
As shown in FIG. 7, an
上記構成の洗浄装置２１を始動させると、ポンプ２５が作動し、貯留タンク２６内の液体が第１供給経路２３を通じて噴出部２２に向けて圧送される。また、コンプレッサ２８の圧力により、気体が第２供給経路２７を通じて噴出部２２に向けて圧送される。このとき、第２供給経路２７のＯＮ−ＯＦＦ弁３２は開いた状態に、水抜き弁３４は閉じた状態になるように制御される。このように、洗浄装置２１が作動している間は、水抜き弁３４が閉じた状態となることで、第３供給経路２９に気体が流通しないようになっている。
When the
第１供給経路２３を流通する液体は、加熱部２４を通過することによって、所定の温度（例えば１００〜１２０℃）に加熱される。一方、第２供給経路２７を流通する気体は、混合器３３を介して加熱部２４で加熱された液体と混合され、ともにホース３１を通じて噴出部２２に圧送され、その噴出口から霧状に噴出される。
The liquid flowing through the
操作スイッチ３５の操作によって洗浄装置２１の使用を終了すると、洗浄装置２１は、ポンプ２５が停止し、第２供給経路２７のＯＮ−ＯＦＦ弁３２が閉じられるとともに、水抜き弁３４が開いた状態となるように制御される。これにより、コンプレッサ２８によって圧送される気体は、第３供給経路２９を介して第１供給経路２３に圧送される。
When the use of the
このように、第３供給経路２９を通じて気体を第１流通経路２３に供給することにより、第１流通経路２３（特に加熱部２４）に残留している液体を噴出部２２に圧送し、その噴出口から第１供給経路２３外に排出することができる。
In this way, by supplying the gas to the
上記構成の洗浄装置２１によれば、加熱部２４には、上述した熱交換効率を良くした熱交換器１が用いられているため、流通部７に送られた液体は、迅速に所定の温度に加熱されることになり、熱損失が少なく、使用コストを軽減しながら使用できるようになる。
According to the
また、第２供給経路２７と第１供給経路２３との間に第３供給経路２９を設けることによって、洗浄装置２１の使用を終了したとき（使用しないとき）に、第２供給経路２７の気体を第１供給経路２３に供給することによって、この第１供給経路２３内に残留している液体を第１供給経路２３外に排出でき、これによって、第１供給経路２３内のスケールの発生を防止できるようになる。
Further, by providing the
また、この洗浄装置２１は、第２供給経路２７が第１供給経路２３に合流し、噴出部２２の噴出口の口径が第１供給経路２３の内径よりも小さくなっていることから、コンプレッサ２８によって第２供給経路２７から第１供給経路２３に圧力がかけられることにより、この第１供給経路２３の内圧が高くなるように構成されている。このような構成により、洗浄装置２１の使用時には、第１供給経路２３を流通する液体の沸点が高くなり、加熱部２４（熱交換器１）を流通する液体が沸騰し難くなって、スケールの発生を抑制できるようになる。
Further, the
なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変形・変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation and change are possible.
例えば、上記の実施形態では、収容ケース２（２ａ、２ｂ）を介して熱源に配管部材３を巻き付けることにより、熱伝導性の流通部７が形成された例を示したが、収容ケース２を介さずに、熱源（例えば、電気ヒータ５の発熱部５ａ）の外周に配管部材３を巻き付けて流通部７を形成してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the example in which the heat conductive circulation part 7 is formed by winding the piping member 3 around the heat source via the housing case 2 (2a, 2b) is shown. The circulation part 7 may be formed by winding the piping member 3 around the outer periphery of the heat source (for example, the heat generating part 5a of the electric heater 5) without being interposed.
すなわち、流通部７は、熱源に間接的に巻き付けられて構成されてもよく、また、熱源に直接的に巻き付けられて構成されてもよい。熱源に配管部材３を直接的に巻き付けて螺旋状の流通部７を形成した場合であっても、熱源の外周面（例えば発熱部５ａの外周面）と流通部７との間に形成される空間１５に熱伝導材４を設けることによって、熱交換を効率良くした熱交換器１を実現できる。
That is, the circulation part 7 may be configured to be indirectly wound around the heat source, or may be configured to be directly wound around the heat source. Even when the pipe member 3 is directly wound around the heat source to form the spiral circulation part 7, it is formed between the outer peripheral surface of the heat source (for example, the outer peripheral surface of the heat generating part 5 a) and the circulation part 7. By providing the heat conductive material 4 in the
また、上記の実施形態では、熱源としての電気ヒータ５は発熱部５ａが円柱状のものを例示したが、これに限らず、楕円柱状、四角柱状等の多角柱状その他の種々の形状が採用可能であり、この電気ヒータ５を収容する収容ケース２を電気ヒータ５を収容できるように、楕円筒状、多角筒状その他の種々の形状に構成してもよい。また、上記の実施形態では、熱源として電気ヒータ５を例示したが、これに限らず、ガスヒータ等その他の種々のヒータを熱源として用いても良い。
Further, in the above embodiment, the electric heater 5 as the heat source is exemplified by the heat generating portion 5a having a cylindrical shape. However, the present invention is not limited to this, and various other shapes such as an elliptical column shape and a quadrangular column shape can be adopted. The
また、上記の実施形態では、熱伝導材４に銅材を採用した例を示したが、これに限らず、これらの部材を、金、銀、真鍮、アルミニウム、銅合金、半田等の種々の金属や種々の合金を採用できる。また、熱伝導材４は、その材質が金属に限定されるものではなく、例えば熱伝導率の高い炭素繊維・フィルム材料、またはその複合材料、樹脂材料その他の非金属材料によって構成されていてもよい。 In the above embodiment, an example in which a copper material is used as the heat conductive material 4 has been shown. However, the present invention is not limited to this, and various members such as gold, silver, brass, aluminum, copper alloy, and solder can be used. Metals and various alloys can be used. The material of the heat conducting material 4 is not limited to metal, and may be composed of, for example, a carbon fiber / film material having high heat conductivity, a composite material thereof, a resin material, or other non-metallic materials. Good.
上記の実施形態では、螺旋状に構成された流通部７の複数の環状部分８が接触し合って形成された例を示したが、これに限らず、熱伝導材４が環状部分８に接触する状態を維持できる限り、環状部分８同士が所定間隔離れて形成されていてもよい。また、螺旋状の流通部７は、その一部分で隣り合う環状部分８同士が接触し、他の部分で隣り合う環状部分８同士が離れている状態で構成されていてもよい。
In the above embodiment, an example in which the plurality of
上記の実施形態では、熱伝導材４として、断面がほぼ円形の銅材を用いた例を示したが、これに限定されず、断面多角形状、断面楕円状、異形形状その他の種々のものを本発明に適用できる。また、上記の実施形態では、熱伝導材４として、線状の銅材を用いた例を示したが、これに限定されず、網状に構成されたもの、帯状、板状その他の種々の長尺状の形態のものを本発明に適用できる。 In the above embodiment, an example in which a copper material having a substantially circular cross section is used as the heat conductive material 4 is not limited to this, and various other shapes such as a polygonal cross section, an elliptical cross section, an irregular shape, and the like are available. Applicable to the present invention. Moreover, in said embodiment, although the example which used the linear copper material was shown as the heat conductive material 4, it is not limited to this, What was comprised by net shape, strip | belt shape, plate shape, and various other lengths The thing of a scale form is applicable to this invention.
また、熱伝導材４を弾性変形可能なＣ字形状、または環状に構成するとともに、これを複数用意し、収容ケース２の外周又は熱源の外周に取り付け可能にし、隣り合う環状部分８の間で流通部７と熱源との間に形成される空間１５に、この熱伝導材４を順次設けるようにしてもよい。
Further, the heat conducting material 4 is configured in a C-shape that can be elastically deformed, or in an annular shape, and a plurality of these are prepared and can be attached to the outer periphery of the
上記の実施形態では、収容ケース２に巻き付ける配管部材３として、外径が４ｍｍ、厚さが０．５ｍｍのものを例示したが、配管部材３の長さ、外径、内径、厚さ等は、熱交換器１の大きさに応じて適宜変更可能である。
In the above embodiment, the piping member 3 wound around the
また、上記の実施形態では、流通部７の螺旋形状を構成する環状部分８は、収容ケース２の外周面２ｃに巻き付けられたときに断面が楕円状に変形する例を示したが、これに限らず、円管状の配管部材３を変形しないように、収容ケース２の外周面２ｃまたは熱源に直接的に巻き付けて流通部７を構成してもよい。また、上記実施形態では、配管部材３（流通部７）が円管状に構成されたものを例示したが、これに限らず、断面視多角形状、異形形状の配管部材３を採用可能である。
Moreover, in said embodiment, although the cyclic |
また、上記の第２実施形態では、熱交換器１に２つの流通部７を連結部１７を介して連続的に形成した例を示したが、これに限らず、３つ以上の複数の流通部７を連続的に形成しても良いし、または、２つ以上の複数の流通部７をそれぞれ別個に製作し、これらの流通部７を連結するようにして複数の流通部７を有する熱交換器１を製造してもよい。なお、熱交換器１の流通部７や熱源の数は、１，２に限らず、３以上の複数であってもよい。
Moreover, in said 2nd Embodiment, although the example which formed two distribution | circulation parts 7 continuously in the heat exchanger 1 via the
また、上記の実施形態では、熱伝導材４として複数の銅線４ａ，…を捩って束状にした状態で、流通部７と熱源との間の空間１５に設けていたが、これに限らず、複数の銅線４ａ，…を捩ることなく、流通部７と収容ケース２の外周面２ｃとの間の空間１５に設けて良い。また、複数の銅線４ａ，…の中途部を結束部材で結束して束状にした状態で、流通部７と収容ケース２の外周面２ｃとの間の空間１５に設けるようにしてもよい。
Moreover, in said embodiment, in the state which twisted and bundled
また、上記の実施形態では、熱交換器１を用いた洗浄装置２１を例示したが、熱交換器１の用途は、これに限定されず、例えば、電気ポット、給湯器、瞬間湯沸かし器、暖房機その他の種々の用途に適用可能である。例えば、この熱交換器１を電気ポットに用いた場合には、熱交換が効率良く行われるため、その貯水タンク内のお湯を再沸騰、保温することを要さずに、瞬時に加熱して給湯することが可能になる。また、この熱交換器１を水道に直結する給湯器に用いた場合には、貯水タンクすら必要なくなり、水道からの水を熱交換器１によって直接加熱して給湯できるようになる。
Moreover, in said embodiment, although the washing | cleaning
また、例えば、複数の熱交換器１を並列に設けると、多量の液体を急速に加熱できるようになるので、多量の給水を必要とする湯沸かし器に対して特に有用なものになる。また、熱交換器１を直列に接続すると、液体をより高温にかつ急速に加熱できるようになり、この点で特に有用である。 Further, for example, when a plurality of heat exchangers 1 are provided in parallel, a large amount of liquid can be rapidly heated, which is particularly useful for a water heater that requires a large amount of water supply. In addition, when the heat exchangers 1 are connected in series, the liquid can be heated to a higher temperature and rapidly, which is particularly useful in this respect.
上記の実施形態では、収容ケース２、配管部材３は、その材質が銅の場合を例示したが、これに限定されず、熱伝導率の高く、加工性の良い種々の金属または合金で構成することができる。
In the above embodiment, the
また、収容ケース２、配管部材３、熱伝導材４のいずれか、またはこれら全てを銅製とする場合には、熱交換器１の使用環境に応じて、りん脱酸銅、タフピッチ銅、無酸素銅その他の種々の銅材を適宜選択して用いることができる。
Further, when any of the
上記の実施形態では、洗浄装置２１の使用を終了したときに、第３供給経路２９を介して第２供給経路２７から第１供給経路２３に気体を圧送し、第１供給経路２３に残留している液体を噴出部２２の噴出口から排出する例を示したが、これに限らず、第１供給経路２３の中途部に液体の排出口を別途設けて、洗浄装置２１の使用を終了したときに、第１供給経路２３に残留している液体を、この排出口から排出させるようにしてもよい。
In the above embodiment, when the use of the
１…熱交換器、２…収容ケース、２ａ…第１収容ケース、２ｂ…第２収容ケース、２ｃ…収容ケースの外周面、３…配管部材、４…熱伝導材、４ａ…銅線、５…熱源（電気ヒータ）、７…流通部、７ａ…第１流通部、７ｂ…第２流通部、８…環状部分、１５…流通部と熱源との間の空間、２１…洗浄装置、２２…噴出部、２３…第１供給経路、２４…加熱部、２５…ポンプ、２６…貯留タンク、２７…第２供給経路、２８…コンプレッサ、２９…第３供給経路、３０…ケース、３１…ホース、３２…ＯＮ−ＯＦＦ弁、３３…混合器、３４…水抜き弁、３５…操作スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat exchanger, 2 ... Storage case, 2a ... 1st storage case, 2b ... 2nd storage case, 2c ... Outer peripheral surface of a storage case, 3 ... Piping member, 4 ... Heat conduction material, 4a ... Copper wire, 5 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Heat source (electric heater), 7 ... Distribution | circulation part, 7a ... 1st distribution | circulation part, 7b ... 2nd distribution | circulation part, 8 ... Annular part, 15 ... Space between a distribution | circulation part and a heat source, 21 ... Cleaning apparatus, 22 ... Ejection section, 23 ... first supply path, 24 ... heating section, 25 ... pump, 26 ... storage tank, 27 ... second supply path, 28 ... compressor, 29 ... third supply path, 30 ... case, 31 ... hose, 32 ... ON-OFF valve, 33 ... Mixer, 34 ... Drain valve, 35 ... Operation switch
Claims (5)
熱源の外周に螺旋状の流通部を形成すべく、所定長さの配管部材を熱源に直接的または間接的に螺旋状に巻き付けるとともに、流通部と熱源との間に形成される空間に熱伝導材を設けることを特徴とする熱交換器の製造方法。 In a method of manufacturing a heat exchanger that is directly or indirectly spirally wound around the outer periphery of a heat source and includes a heat-conductive circulation part that can circulate a fluid therein,
In order to form a spiral circulation part on the outer periphery of the heat source, a pipe member of a predetermined length is wound around the heat source directly or indirectly in a spiral shape, and heat conduction is performed in a space formed between the circulation part and the heat source. A method of manufacturing a heat exchanger, comprising providing a material.
第２供給経路は、加熱部よりも下流側で第１供給経路と合流され、
加熱部には、請求項１または２に記載の熱交換器が設けられ、
第１供給経路を流通する液体を加熱部で加熱するとともに、この加熱された液体と第２供給経路を流通する気体とを混合して噴出部に供給するように構成されてなることを特徴とする洗浄装置。 A jet part for mixing the gas and the liquid heated to a predetermined temperature and jetting it to the object to be cleaned, and a heating part for heating the liquid in the middle part and the liquid heated by the heating part in the jet part A first supply path for supplying, and a second supply path for supplying gas to the ejection part,
The second supply path is joined to the first supply path on the downstream side of the heating unit,
The heating unit is provided with the heat exchanger according to claim 1 or 2,
The liquid flowing through the first supply path is heated by the heating unit, and the heated liquid and the gas flowing through the second supply path are mixed and supplied to the ejection unit. Cleaning device to do.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2012078079A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Kyu Sung Chung | Hot water making device using carbon heater |
| JP2015004470A (en) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | 新熱工業株式会社 | Fluid heater and fluid heating device |
-
2007
- 2007-08-03 JP JP2007202994A patent/JP2009034432A/en active Pending
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