CN103562649B - 液体加热器 - Google Patents

Abstract

防止对液体进行快速加热的液体加热器的设备本体过热等。液体加热器（1）具有加热用液体流路（2）、加热部（3）、热反射部（反射板（4））以及冷却部（5），该加热用液体流路供液体流通，该加热部配置在上述加热用液体流路（2）的外侧，该热反射部与上述加热部（3）产生的热辐射一侧相对配置，而该冷却部使冷却介质在上述热反射部的反射面的背面一侧流通并对上述热反射部进行冷却，由此防止未被液体吸收的辐射热由热反射部反射使得加热器本体或周围构件受到辐射热而升温从而烧坏或熔损，而且由冷却部（5）对用于反射辐射热的热反射部进行冷却而使加热器本体或周围构件保持在预定温度以下。

Description

液体加热器

技术领域

本发明涉及一种迅速地加热液体的液体加热器。

背景技术

在半导体制造的保护层剥离工程中，加热并在高温下利用硫酸等溶液来作为清洗液的情形非常常见。尤其是，在利用以电解硫酸溶液而得到的过硫酸（过二硫酸和过一硫酸）为有效成分的硫酸电解液、并在单片式清洗机中进行晶片的保护层剥离的情形下，需要将硫酸电解液从约100℃迅速地（以5至10秒的程度）加热至清洗机中的使用温度、即180℃至200℃的程度。作为用于进行此种加热的装置，提出一种利用近红外线加热器的迅速加热器。（参照专利文献1）

一般而言，传热原理是（1）传导、（2）对流、（3）辐射。迅速加热器需要在短时间内传热。为了将热量在短时间内传至一定流量的流体，需缩短设备内的滞留时间，但由此会无法使传热面积扩大，因此利用（1）传导或（2）对流之类的传热方式无法传递充足的热量。因此，上述迅速加热器采取从近红外线加热器发出光、并使光直接吸收于流体中的分子、在此是硫酸或水的分子中的方式。此外，由于缩短了液体滞留时间，因而能将液体流路的厚度抑制得较小。

在通常的加热装置中，由绝热材料覆盖外部而将热量封入在内部，使内部保持高温，从而提高热效率。基于图13对该加热装置的概要进行说明。

在加热用液体流路100的外侧配置有近红外线加热器101，而在与近红外线加热器101相反的一侧配置有绝热材料102。从近红外线加热器101发出的热线朝向加热用液体流路100照射，流过加热用液体流路100的硫酸电解液由辐射热迅速加热，且高温的硫酸电解液从加热用液体流路100排出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010－060147号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在此，并未由硫酸电解液吸收的热线（热的光线）会通过加热用液体流路而泄漏至外部。然而，由于加热用液体流路的内容积缩小而使得有效传热面积缩小，因而若采用近红外线加热器产生的辐射传热，则由绝热材料所捕获的热量无法有效地传至流体，使得绝热材料的温度上升至高温。在此种状态下持续运转的话，会产生超过绝热材料的耐热温度而使装置熔损等事故。此外，若不进行绝热就在此情形下辐射，会产生设置有迅速加热装置的框体（通常由氯乙烯树脂制成）温度变高之类的问题。

本发明为解决上述问题而作，目的是提供一种液体加热器，在由辐射热产生高温的迅速加热器中，该液体加热器能够在不使设备本体或周围构件受到辐射热而温度变高进而被烧坏或熔损的情况下，安全地连续运行。

解决技术问题所采用的技术方案

即，本发明的液体加热器中的第一发明的特征在于，具有加热用液体流路、加热部、热反射部以及冷却部，该加热用液体流路供加热用液体流通，该加热部配置在上述加热用液体流路的一侧、且能够以热辐射方向与所述加热用液体的流通方向相交的方式朝向上述加热用液体流路进行热辐射，该热反射部配置在上述加热用液体流路的另一侧，而该冷却部用于冷却上述热反射部，

且上述冷却部具有冷却用冷却介质流路，该冷却液冷却介质流路使冷却介质在上述热反射部的反射面的背面一侧流通，利用上述冷却介质来冷却上述热反射部。

第二发明的液体加热器的特征在于，在上述第一发明中，外部冷却介质流路分别连接于上述冷却用冷却介质流路的导入侧和排出侧，且用于冷却上述冷却介质的第二冷却部设置在上述排出侧的上述外部冷却介质流路上。

第三发明的液体加热器的特征在于，在上述第一或第二发明中，上述加热用液体流路由二重管构成，在上述二重管的内管的内侧配置有一个或两个以上的上述加热部，在上述二重管的外管的外侧配置有上述热反射部，进而在上述热反射部的外侧配置有上述冷却部。

第四发明的液体加热器的特征在于，在上述第一至第三发明的任一发明中，上述冷却部具有将作为冷却介质的空气压缩后吹入上述冷却用冷却介质流路的压缩泵，并且在上述压缩泵的吹出侧和上述冷却用冷却介质流路的入口侧之间具有供周围空气进入的空气进气部。

第五发明的液体加热器的特征在于，在上述第四发明中，在上述外部冷却介质流路上具有用于将由该外部冷却介质流路输送的空气朝向上述压缩泵一侧送风的空气风扇。

第六发明的液体加热器的特征在于，在上述第一至第三发明的任一发明中，上述加热用液体流路沿着纵向配置以使得液体导入侧设在下方而液体排出侧设在上方，液体加热器具有与上述冷却用冷却介质流路的液体导入侧连接、且设有用于传送液体来作为冷却介质的泵的外部冷却介质流路，进而在上述外部冷却介质流路上具有绕过上述泵的冷却介质旁通路径，并且在该冷却介质旁通路径上具有阀，该阀在由上述外部冷却介质流路进行正常送液期间关闭，而在由上述外部冷却介质流路进行的送液停止或者送液不良期间打开。

第七发明的液体加热器的特征在于，在上述第一至第六发明的任一发明中，上述加热用液体处于70至120℃，且在上述加热用液体流路中流通期间，升温至140至220℃的不到沸点的温度。

第八发明的液体加热器的特征在于，在上述第一至第七发明的任一发明中，上述加热用液体流路的热辐射方向的厚度在10mm以下。

发明效果

根据本发明，具有如下效果，将未被液体吸收的辐射热反射，以防止加热器本体或周围构件因受到辐射热而温度变高进而被烧坏或熔损，并且通过对用于反射辐射热的反射部进行冷却而将加热器本体及周围构件维持在预定温度以下。

附图说明

图1是示出本发明的装置构造的概要的视图。

图2是类似地示出空冷方式的液体加热器的示例的横向剖视图。

图3是类似地示出空冷方式的液体加热器的示例的纵剖视图。

图4是类似地示出空气吹入部分的放大剖视图。

图5是类似地示出容纳一实施方式的液体加热器来进行空冷的构造的视图。

图6是类似地示出水冷方式的液体加热器的另一示例的横向剖视图。

图7是类似地示出水冷方式的液体加热器的示例的纵剖视图。

图8是类似地示出含有一实施方式的液体加热器来进行水冷的构造的视图。

图9是类似地示出空水冷方式的液体加热器的示例的视图。

图10是类似地示出在突然停止实施例中的液体加热器时的温度变化的图表。

图11是示出比较例中的液体加热器的示例的横向剖视图（a）以及纵剖视图（b）。

图12是示出容纳比较例的液体加热器来进行空冷的构造的视图。

图13是说明现有的液体加热器的概要的纵剖视图。

具体实施方式

下文对本发明的实施方式进行说明。

图1是示意地说明本发明的液体加热器1的视图并且在下文进行说明。

液体加热器1一边使硫酸电解液流通一边迅速加热该硫酸电解液以用于图中未示出的电子材料基板的清洗，而硫酸电解液通过电解硫酸而获得。硫酸电解液使65-96质量百分比的硫酸溶液处于10-90℃的液体温度下，至少在将阳极作为金刚石电极的电极之间进行电解而获得之后预先加热至90-120℃，在液体加热器1中迅速地（例如，0.5-10秒）并且高温地（例如，140-220℃）加热以用于清洗。

液体加热器1具有扁平的加热用液体流路2，且相对于加热面的纵深在10mm以下（理想的是1mm-5mm）。在该加热用液体流路2的扁平面外侧配置有近红外线加热器3来作为加热部。此外，作为加热部，只要能够放出辐射热的部件即可，本发明并未限定特定的部件。例如，并非限定于红外线处于近红外区域的加热器，而是也可以采用利用微波的加热器等。

相对于由液体加热器1产生的热辐射一侧对向地配置有反射板4。反射板4相当于本发明的热反射部。反射板4的反射面面向上述热辐射一侧，且在该反射板的背面一侧配置有冷却部5。

硫酸电解液在加热用液体流路2中流通，此时从近红外线加热器3中发出辐射热线。热线照射在流过加热用液体流体2内部的硫酸电解液上，被硫酸电解液吸收并迅速地加热硫酸电解液。此外，热线的一部分并未被硫酸电解液吸收而是通过加热用液体流路2，一部分被反射板4吸收，其它热线由反射板4反射而对加热用液体流路2内部的硫酸电解液进行再次加热。藉此，能够提高热线被硫酸电解液吸收的吸收率。另外，若隔着近红外线加热器3在与加热用液体流路2相反的一侧进一步配置图中未示出的第二反射板，则能够由第二反射板对由近红外线加热器3在与反射板4相反的一侧发出的热线、以及由前述反射板4反射但未被硫酸电解液吸收而到达图中未示出的第二反射板的热线的一部分进行进一步反射。

虽然反射板4通过吸收热线的一部分而被加热，但藉由冷却部5中导入的冷却介质冷却而抑制过度升温，从而保持在预定温度以下。即，通过设置热量的逃离场所，能够避免反射板和周围构件过度升温。

此外，对于冷却而言，代表性地存在（1）空冷、（2）水冷以及（3）空水冷三种方式。然而，本发明的冷却方式并非限定成这些冷却方式。

（1）空冷使用空气来作为冷却介质。

（2）水冷使用水来作为冷却介质。

（3）空水冷使用空气作为冷却介质并且由水对该空气进行冷却而循环地使用空气。特征则如下所述。

（1）空冷：虽然存在来自装置的排气风量变大的缺点，但装置的构造较为简单。

（2）水冷：虽然存在由于装置紧凑而能够使得设置面积较小的优点，但需要在冷却水的供给突然停止时使得冷却水并不沸腾的处理。

（3）空水冷：虽然排气风量较小而在有效使用量的方面较为有利并且还不用担心沸腾，但由于装置构造复杂使得设置面积较大。

由于存在如上所述的利害得失，因而需要根据状况来选择合适的方式。下文对采用各种冷却方式的液体加热器的示例进行说明。

（1）空冷方式

对空气方式的一个实施方式的液体加热器10进行说明。液体加热器10整体呈圆筒形，如图2（a）所示将圆柱状的近红外线加热器11设置在中心部处，并且依次向外同心状地配置有截面呈环状的加热用液体流路12、圆筒状的反射板13以及圆筒状的外部保护管15。

加热用液体流路12藉由由二重管构造形成的外管以及内管彼此之间的间隙而形成。加热用液体流路12的流路厚度（内径外径差）理想的是1-5mm。

在反射板13和外部保护管15之间确保形成有供作为冷却介质的空气通过的通气路径14，且该通气路径14相当于本发明的冷却用冷却介质流路并且构成本发明的冷却部的一部分。此外，虽然在此种实施方式中，使得加热用液体流路12的截面呈环状，但也可采用在截面圆周上配置多个加热用液体流路的构造。

此外，图2（b）示出液体加热器20的变形例，并且对与图2（a）相同的构成标注相同的符号。

液体加热器20通过圆筒的管路而在中心部具有圆柱状的加热用液体流路21，并且在该加热用液体流路21的外周侧，沿着圆周配置有多个圆柱状的近红外线加热器22。圆筒状的反射板13、圆筒状的外部保护管15以此顺序同心状地配置在配置有该近红外线加热器22的圆周的外周侧。在大型加热器（液流量较多的情形下）中，需要较多数量的加热器，因而有时无法在中心部配置加热器。在此种情形下，如图2（b）所示，将加热器配置在加热用液体流路21的外周侧是有效的。

就算在此种方式中，也能在反射板13和外部保护管15之间确保形成有通气路径14。此外，由于在圆柱状的加热用液体流路21中、从外周开始均匀地加热，因而理想的是，该加热用液体流路21的流路宽度在10mm以下（更理想的是1mm-5mm）。

另外，上述反射板13的材质例如能采用在石英板上镀金的材质。就算在各种金属中，金的反射率也极高。然而，如果温度过高则蒸汽压会变高，而金会升华（挥发）。因此，需要保持适当的温度。虽然也能够使用除了金以外的金属，但需要同样的考虑。

接下来，以图2（a）的液体加热器10为例，基于图3（a）对具有上述通气路径14的冷却部的构造进行说明。图3（a）是图2中贯穿近红外线加热器11的IIIａ－IIIａ剖线的剖视图。

如图3（a）所示，液体加热器10配置成使轴方向大致沿上下方向，且反射板13和外部保护管15之间具有上下贯通的间隙，而该间隙形成通气路径14。在通气路径14下部的导入侧配置有空气喷嘴16，该空气喷嘴16以朝向通气路径14内部的方向作为吹出方向，并且空气流路16a连接于该空气喷嘴16。从空气流路16a、空气喷嘴16以及空气喷嘴16的空气吹出部分至通气路径14的空间构成本发明的外部冷却介质流路。

此外，如图4所示，空气喷嘴16可以使用将压缩空气作为动力，且由于将周围空气卷入而使风量增大类型的空气喷嘴。然而，只要能高效地吹入空气，则并不限定其形式。

在利用压缩空气的方式中，通过将压缩空气向通气路径14内部的吹入，周围空气从空气喷嘴16的空气吹出部分和通气路径14之间的空间外周侧引入并且大量地导入到通气路径14内，以使反射板13冷却。将反射板13冷却后的空气从通气路径14的上方一侧排出到周围空间中。因此，空气喷嘴16的周围空间起到本发明的空气进气部的作用。此外，也可在空气喷嘴16的周围设置与通气路径14连通的幕帘等作为空气进气部，并构造成使空气的吸入更为可靠。

接下来，以图2（b）的液体加热器20为例，在图3（b）中示出具有上述通气路径14的冷却部的构造。图3（b）是图2中贯穿近红外线加热器11的IIIb－IIIb剖线的剖视图。

液体加热器20配置成使轴方向大致沿上下方向，且在反射板13和外部保护管15之间具有上下贯通的间隙，而该间隙形成通气路径14。在通气路径14下部的导入侧配置有空气喷嘴16，该空气喷嘴16以朝向通气路径14内部的方向作为吹出方向，并且空气流路16a连接于该空气喷嘴16。

基于图5对将液体加热器10设置在框体17内部的示例进行说明。此外，在图5中基于图3简单地披露了液体加热器10的构造。

框体17的下方部设有百叶窗17a，而框体17的上方部设有排气部17b，且排气风扇18连接于与排气部17b连接的排气路径17c。藉此，在框体17内，通过排气风扇18的动作，冷却用空气的大部分从百叶窗17a吸入、一边通过框体17内一边通过排气部17b、排气路径17c而排出到框体17外部。理想的是，如上所述使用压缩空气来作为用于使该空气通过反射板13和外部保护管15之间的通气路径14的动力。通常，排气路径17c由氯乙烯树脂管制成，且耐热性（常规温度）为45℃。因此，需要利用藉由压缩空气的动作而起作用的空气进气部来将大量空气吸入到通气路径14中、从而降低排气温度。

（2）水冷方式

接着，基于图6（a）、（b）以及图7对将冷却部设为水冷方式的液体加热器进行说明。

在图6（a）中示出的液体加热器30中，在中心部具有圆柱状的近红外线加热器31，且藉由二重管的管彼此之间的间隙形成的截面呈环状的加热用液体流路32、圆筒状的反射板33、截面呈环状的水冷套管34以此顺序同心状地配置在该近红外线加热器31的外周侧。水冷套管34供冷却水通过且相当于本发明的冷却部。此外，也可配置成分别地制造反射板33和水冷套管34并将两者相连接，且也可将例如金等反射性物质镀覆在水冷套管34的内侧而构成反射板33。反射板33相当于本发明的热反射部。

图6（b）中示出的液体加热器40示出水冷方式的变形例。此外，对与图6（a）相同的构造标注相同的符号来进行说明。

液体加热器40在中心部具有藉由圆筒管路形成的加热用液体流路41，并且在该加热用液体流路41的外周侧沿着圆周配置有多个圆柱状的近红外线加热器42。圆筒状的反射板33、水冷套管34同心状地配置在配置有该近红外线加热器42的圆周的外周侧。

接下来，以图6（a）的液体加热器30为例，基于图7对具有上述水冷套管34的冷却部的构造进行说明。图7是图6中贯穿近红外线加热器31的VII－VII剖线的剖视图。

如图7所示，加热器30中，在反射板33的外周侧紧贴配置有水冷套管34。外部冷却水路径35的送入侧连接于水冷套管34的下部，而外部冷却水路径35的返回侧连接于水冷套管34的上部。外部冷却水路径35相当于本发明的外部冷却介质流路。通过藉由设置在外部冷却水路径35中的图中未示出的泵使冷却水循环，能够使冷却水在水冷套管34内流通而对反射板33进行冷却。

由于水与空气相比单位体积的热容量较大，因此能够以较小的流量来消除相同的热量。虽然该点是优点，但缺点在于，在由于故障等原因而使冷却水的供给停止的情形下、水冷套管内的水可能会沸腾而导致故障。为了防止上述情况发生，需要采取将水冷套管设置成较大以使水冷套管内的水的保有量足够大或者以其它方法使水循环的措施。若水冷套管较大则装置会变重，且在装置的操作方面极为不便。

因此，考虑例如图8所示具有安全机构的构造。在图8中，简要地示出液体加热器30的构造。

即，将冷却水槽36设置在外部冷却水路径35上，并且将泵37设置在冷却水槽36的下游侧。冷却水槽36设置在比液体加热器30高的位置处。此外，在外部冷却水路径35上，将绕过上述泵37的冷却水旁通路径38设置在冷却水槽36的下游侧，且将阀39设置在冷却水旁通路径38上。阀39在冷却水正常流动的时候将外部冷却水路径35关闭，而在由于泵37发生故障或停电等使得冷却水并不供给至水冷套管34、致使送液量异常变少的时候将外部冷却水路径35打开。阀39的开闭也可基于流过外部冷却水路径35的冷却水的水量、水压而进行动作，另外也可通过由控制部产生的控制等进行动作。利用由控制部产生的控制能够检测出流过外部冷却水路径35的冷却水的水量等，并基于该检测结果来进行控制。此外，能够设置在正常的通电状态下将阀39关闭、而一旦由于停电而无意地停止通电时则藉由施力构件等将阀打开的机构等，例如能够选定失效打开的阀。

藉此，若送液不良，则阀39打开，进而在水冷套管34内部温度上升的冷却水通过浮力上升，从而冷却水能通过冷却水旁通路径38并以自然循环的方式循环。在循环水量较少的情形下，也可通过从水冷套管34下部吹入空气来使浮力增大。就算在空气的供给也停止的情形下、水冷套管34内部的水一部分沸腾，由于因沸腾使得较大的浮力起作用，因此只要冷却水槽36中存在水就能循环。即，利用流路的下降侧和上升侧的水的密度差。确保在冷却水槽中存在足够量的水是极为重要的。

在上述构造中，由于若持续运转则冷却水槽36的温度会上升，因而能够通过随时从外部将冷却水接纳至冷却水槽36再使冷却水返回而保持一定的温度。

（3）空水冷方式

考虑空水冷方式作为较佳的方法，该空水冷方式不会像空冷方式那样排出大量排气并且无需像水冷方式那样担心丧失效用时产生的沸腾。

对液体加热器进行冷却的部分与空冷方式相同，但由冷却水来冷却温度升高的空气以循环使用该空气。使用空气翅片冷却器来作为高效地冷却空气的装置是恰当的。该方式在图9中示出。在此种实施方式中，以液体加热器10为例进行说明。此外，对与上述实施方式相同的构造标注相同的符号来进行说明。另外，在图9中，简要地示出液体加热器10的构造。

即，液体加热器10配置在具有百叶窗17a、排气口17b、排气路径17c的框体17内。

在液体加热器10的上方配置有罩盖50，以吸引通过通气路径14后向上方排出的空气。外部空气路径51与罩盖50相连接，且外部空气路径51上设置有空气翅片冷却器52。空气翅片冷却器52供给有冷却水而对通过外部空气路径51的空气进行水冷。上述外部空气路径51相当于本发明的外部冷却介质流路，而空气翅片冷却器52相当于本发明的第二冷却部。

空气循环风扇53连接于外部空气路径51的下游端，且该空气循环风扇53将通过外部空气路径51并由空气翅片冷却器52冷却的空气送入到通气路径14的导入侧空间中。

藉此，在将压缩空气导入至通气路径14的时候，由空气循环风扇53送风。空气循环风扇53相当于本发明的空气风扇。经冷却的空气大量地进入通气路径14内，从而有效地冷却液体加热器10内部、尤其是反射板13。在液体加热器10内部用于冷却而升温的空气由罩盖50回收，在通过外部空气路径51而由空气翅片冷却器52冷却之后，由空气循环风扇53供给至通气路径导入侧，从而持续地进行空水冷。

在此种方式中，就算由于停电等而停止冷却水或压缩空气的供给，由于空气翅片冷却器52内部的水并非连接于高温部，因而不会导致沸腾。液体加热器10内部的热量通过自然放热而温度下降。通过自然通风从百叶窗17a吸入空气并排出至排气管。

实施例1

下文对冷却方式不同的发明例以及比较例进行说明。

发明例：

（1）空冷方式

由在图2（b）以及图3（b）中示出构造的加热器、图4中示出的喷嘴、图5中示出的装置构造来实施本发明的方法。实施条件和结果如下所述。

条件

灯输入：18kW

热功率：50％（基于硫酸溶液的温度上升而计算出的功率）

冷却负荷：9kW（＝18kW×（100－50）／100）

压缩空气流量：500NL／min

框体外部温度：25℃

排气风量：25ｍ³／min

结果

反射板温度＝500℃

外部保护管温度＝100℃

排气温度＝44℃

评价

1.反射板温度：反射板是在石英板上镀金的反射板。石英的最高工作温度是1000℃，而金的升华（挥发）在不超过1000℃的情形下并不显著。在实用方面认为在800℃以下的话就没有问题。

2.外部保护管：外部保护管的材质是ＪＩＳＳＵＳ304或陶瓷。因此，100℃对于材质完全不造成问题。由于从外部保护管向框体的辐射热也是来自100℃的辐射，因而极少且不会造成问题。

3.排气温度：低于氯乙烯树脂管的常规温度45℃。

综上所述，得知能够长期持续运转。

（2）水冷方式

由图6（a）以及图7中示出构造的加热器、图8中示出的装置构造来实施本发明的方法。实施条件和结果如下所述。

条件

灯输入：12kW

热功率：60％（基于硫酸溶液的温度上升而计算出的功率）

冷却负荷：4.8kW（＝12kW×（100－60）／100）。

冷却水入口温度：25℃

冷却水返回温度：35℃

结果

反射板表面温度＝100℃

冷却水流量＝6.9L/min

突然停止测试的结果：

在从常规运转状态开始将灯熄灭且同时使水冷泵停止时，阀打开使得水的自然循环开始。此时，冷却水槽的保有水量是20L。在测量温度变化时，形成图10所示的图表。泵停止后大约5分钟，水冷套管出口的水处于沸腾状态。然而，之后温度下降而变为大约70℃。此外，冷却水槽的温度慢慢上升，在三小时后变为大约65℃。

评价

1.反射板温度：反射板由于直接连接于水冷套管，因而温度较低、在表面处是100℃。不存在装置上的问题。

2.冷却水流量：6.9L/min对于1台单片式清洗机而言并非是较大的流量。

3.得知若保有水量是20L，则就算泵停止，冷却水系统整体也不会沸腾从而能够安全地停止。

综上所述，得知可长期持续运转以及就算冷却水泵停止、装置整体也能够安全地停止。

（3）空水冷方式

通过在图2（b）中示出构造的加热器、图4中示出的喷嘴、图9中示出的装置构造来实施本发明的方法。实施条件和结果如下所述。

条件

照明灯输入：18kW

热功率：50％（基于硫酸溶液的温度上升而计算出的功率）

冷却负荷：9kW（＝18kW×（100－50）／100）。

压缩空气流量：500NL／min

框体外部温度：25℃

排气风量：2ｍ³／min

冷却水入口温度：25℃

冷却水返回温度：35℃。

结果

反射板温度＝500℃

外部保护管温度＝100℃

排气温度＝40℃

冷却水流量＝12.2L／min

评价

1.反射板温度：与空冷方式相同。

2.外部保护管：与空冷方式相同。

3.排气温度：低于氯乙烯树脂管的常规温度45℃。

4.冷却水量：对于一台单片式清洗机的使用量而言恰当。

综上所述，得知能以恰当的有效使用量实现长期持续运转。

比较例：

（1）比较例1

如图11（a）（b）所示，使用由绝热材料覆盖反射板的外侧的液体加热器。绝热材料使用特氟隆（注册商标）中的一种即戈尔特斯（ゴアテックス）（注册商标）。装置整体的构造如图12所示。

下文对比较例的液体加热器60的构造进行简单地说明。

在由二重管的管彼此之间的间隙形成的加热用液体流路62的中心部配置有近红外线加热器61，在液体流路62的外周侧配置有反射板63，而在反射板63的外周上配置有筒状的绝热材料65，从而构成液体加热器60，且该液体加热器60容纳在上述框体17内。

比较例中的实施条件和结果如下所述。

条件

灯输入：18kW

热功率：50％（基于硫酸溶液的温度上升而计算出的功率）

冷却负荷：9kW（＝18kW×（100－50）／100）。

框体外部温度：25℃

结果

在到达常规状态之前，戈尔特斯（注册商标）熔损而产生烟雾。特氟隆（注册商标）的耐热温度是260℃，但推定会远远地超过该温度。

评价

须将耐热温度更高的材料作为绝热材料。或者需要对装置进行冷却。

（2）比较例2

使用与比较例1相同的液体加热器，但用耐高温的石英棉来作为绝热材料。

条件

与比较例1相同。

结果

辐射热线透过石英棉，使得对石英棉进行固定的钢板制的外筒（图中未示出）过热，且从涂在钢板上的涂料（特氟隆（注册商标）涂层）产生烟雾。因此，推定到达远远地超过特氟隆（注册商标）的耐热温度的温度。

评价

例如就算使用极其耐高温的绝热材料，但若装置内充满热量的话温度仍会上升。因此，不管绝热材料的种类如何，都需要为了除去相当于未被流体吸收的热线的能量而对装置进行冷却，这并不现实。

符号说明

1 液体加热器

2 加热用液体流路

3 近红外线加热器

4 反射板

5 冷却部

10 液体加热器

11 近红外线加热器

12 加热用液体流路

13 反射板

14 通气路径

15 外部保护管

20 液体加热器

21 加热用液体流路

22 近红外线加热器

30 液体加热器

31 近红外线加热器

32 加热用液体流路

33 反射板

34 水冷套管

35 外部冷却水路径

36 冷却水槽

38 冷却水旁通路径

39 阀

40 液体加热器

41 加热用液体流路

42 近红外线加热器。

Claims (5)

1.一种液体加热器，其特征在于，该液体加热器具有加热用液体流路、加热部、热反射部以及冷却部，所述加热用液体流路供加热用液体流通，所述加热部配置在所述加热用液体流路的一侧，且能够以热辐射方向与所述加热用液体的流通方向相交的方式朝向所述加热用液体流路进行热辐射，所述热反射部配置在所述加热用液体流路的另一侧，所述冷却部用于对所述热反射部进行冷却，

所述冷却部具有冷却用冷却介质流路，所述冷却用冷却介质流路使冷却介质在所述热反射部的反射面的背面一侧流通，利用所述冷却介质来对所述热反射部进行冷却，

所述加热用液体流路以使得液体导入侧位于下方而液体排出侧位于上方的方式沿纵向配置，并且所述液体加热器具有外部冷却介质流路，所述外部冷却介质流路连接于所述冷却用冷却介质流路的液体导入侧并且设有用于输送液体来作为冷却介质的泵，

另外，在所述外部冷却介质流路上具有绕过所述泵的冷却介质旁通路径，并且在所述冷却介质旁通路径上具有阀，所述阀在所述外部冷却介质流路进行正常送液期间关闭，而在所述外部冷却介质流路的送液停止或者送液不良期间打开。

2.如权利要求1所述的液体加热器，其特征在于，在所述冷却用冷却介质流路的导入侧和排出侧分别连接有外部冷却介质流路，在所述排出侧的所述外部冷却介质流路上设置有用于冷却所述冷却介质的第二冷却部。

3.如权利要求1或2所述的液体加热器，其特征在于，所述加热用液体流路由二重管构成，所述二重管的内管的内侧配置有一个或两个以上的所述加热部，所述二重管的外管的外侧配置有所述热反射部，而且所述热反射部的外侧配置有所述冷却部。

4.如权利要求1或2所述的液体加热器，其特征在于，所述加热用液体处于70-120℃，且在所述加热用液体流路中流通期间，升温至140-220℃的不到沸点的温度。

5.如权利要求1或2所述的液体加热器，其特征在于，所述加热用液体流路的热辐射方向的厚度在10mm以下。