CN111038106B - 液体循环装置及液体喷出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够将液体加热到适当温度的液体循环装置及液体喷出装置。液体循环装置包括第一流路管、第一泵、第一扩径部、第二流路管、第二泵、第二扩径部、加热器。第一流路管的二次侧连接到喷出液体的液体喷出头。第一泵设置在上述第一流路管的中途。第一扩径部在上述第一流路管的中途，设置在上述第一泵的二次侧，并且形成为具有比上述第一流路管的流路横截面积大的流路横截面积。第二流路管的一次侧连接到上述液体喷出头。第二泵设置在上述第二流路管的中途。第二扩径部在上述第二流路管的中途，设置在上述第二泵的一次侧，并且形成为具有比上述第二流路管的流路横截面积大的流路横截面积。加热器设置在上述液体喷出头的一次侧，加热上述液体。

Description

液体循环装置及液体喷出装置
技术领域
本发明的实施方式涉及液体循环装置及液体喷出装置。
背景技术
以往，已知包括使墨水等液体循环的液体循环装置，并且从液体喷出头将液体喷射到纸张类等记录介质的液体喷出装置。还已知这种液体喷出装置以提高打印性能为目的，为了达到适合液体喷出的粘度，包括加热液体的加热器。像这样设置加热器的液体循环装置，将温度传感器设置在与加热器的加热部相同的部位，设想流入液体喷出头内的液体的温度，根据该设想值来控制加热器。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种能够将液体加热到适当温度的液体循环装置和液体喷出装置。
实施方式的液体循环装置包括第一流路管、第一泵、第一扩径部、第二流路管、第二泵、第二扩径部、加热器。第一流路管的二次侧连接到喷出液体的液体喷出头。第一泵设置在上述第一流路管的中途。第一扩径部在上述第一流路管的中途，设置在上述第一泵的二次侧，并且形成为具有比上述第一流路管的流路横截面积大的流路横截面积。第二流路管的一次侧连接到上述液体喷出头。第二泵设置在上述第二流路管的中途。第二扩径部在上述第二流路管的中途，设置在上述第二泵的一次侧，并且形成为具有比上述第二流路管的流路横截面积大的流路横截面积。加热器设置在上述液体喷出头的一次侧，加热上述液体。
实施方式的液体喷出装置具备：喷出液体的液体喷出头；二次侧连接到所述液体喷出头的第一流路管；设置在所述第一流路管的中途的第一泵；在所述第一流路管的中途，设置在所述第一泵的二次侧，并且形成为具有比所述第一流路管的流路横截面积大的流路横截面积的第一扩径部；一次侧连接到所述液体喷出头的第二流路管；设置在所述第二流路管的中途的第二泵；在所述第二流路管的中途，设置在所述第二泵的一次侧，并且形成为具有比所述第二流路管的流路横截面积大的流路横截面积的第二扩径部；以及设置在所述液体喷出头的一次侧并加热所述液体的加热器。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的喷墨记录装置的结构的立体图。
图2是示出该喷墨记录装置的结构的说明图。
图3是示出该喷墨记录装置的结构的框图。
图4是示出设置在该喷墨记录装置中的墨水循环装置的控制的一个示例的流程图。
图5是示出该墨水循环装置以及液体喷出头内的墨水温度的关系的说明图。
图6是示出根据第二实施方式的喷墨记录装置的结构的说明图。
附图标记说明：
1、1A...喷墨记录装置(液体喷出装置)；11...罐；11a...罐主体；11b...空气过滤器；12、12A...液体喷出头；12a...喷嘴孔；12b...喷嘴列；12c...压力室；13...墨水循环装置(液体循环装置)；14...壳体；15...CPU；16...程序存储器；17...RAM；18...通信I/F；19...头控制器；20...控制基板；20a...驱动电路；21...第一流路管；22...第一泵；23...第一扩径部；24...第一压力传感器；25...第一阀；31...第二流路管；32...第二泵；33...第二扩径部；34...第二压力传感器；35...第二阀；36...加热器；37...第一温度传感器；38...第二温度传感器；90...墨水(液体)；100...主机控制装置。
具体实施方式
以下，使用图1至图3，对使用了第一实施方式的墨循环装置(液体循环装置)13的喷墨记录装置(液体喷出装置)1进行说明。图1是示出根据第一实施方式的喷墨记录装置1的结构的立体图。图2是示出喷墨记录装置1的结构的说明图。图3是示出喷墨记录装置1的结构的框图。
如图1至图3所示，喷墨记录装置1包括一个或多个罐11、液体喷出头12、在罐11和液体喷出头12之间循环墨水(液体)90的墨水循环装置13、容纳墨水循环装置13的壳体14、作为处理器(控制部)的CPU(中央处理单元)15、程序存储器16、RAM(随机存取存储器)17、通信I/F(接口)18、头控制器19和控制基板20。
罐11被设置成与喷墨记录装置1喷出的墨水90的种类数量相同。在此，墨水90的种类是指墨水90的颜色和特性等。在本实施方式中，使用喷出一种颜色的墨水90的喷墨记录装置1进行说明，因此设置1个罐11。例如，罐11填充有墨水90，安装在墨水循环装置13上。另外，罐11既可以是在墨水90的余量下降时，能够补充墨水90的反复使用的容器，也可以是在墨水90的余量下降时更换填充有墨水90的容器的一次性容器。
如图1及图2所示，罐11包括罐主体11a和设置在罐主体11a上的空气过滤器11b。罐主体11a通过空气过滤器11b与大气连通。
液体喷出头12喷出一种颜色或两种颜色的墨水90。在本实施方式中，由于喷墨记录装置1是喷出一种颜色的墨水90的结构，所以，液体喷出头12使用喷出一种颜色的墨水90的结构进行说明。液体喷出头12具有在一个方向上配置有多个喷嘴孔12a的单列或多列的喷嘴列12b。液体喷出头12例如在具有喷嘴列12b的喷嘴板上，使由压电元件和振动板组成的致动器的多个压力室12c相对配置，通过驱动致动器，将压力室12c的墨水90从与压力室12c相对的喷嘴孔12a喷射到记录介质上。
如图2所示，液体喷出头12具有在内部向各压力室12c供给墨水90的墨水流路、设置在墨水流路的一次侧的供给口12d，以及设置在墨水流路的二次侧的喷出口12e。另外，供给口12d和喷出口12e根据喷嘴孔12a的数量和喷嘴列12b的列数设置一个或多个。液体喷出头12例如以多个喷嘴孔12a在重力方向上朝向下方开口的姿势配置。
如图2所示，墨水循环装置13包括第一流路管21、第一泵22、第一扩径部23、第一压力传感器24、第一阀25、第二流路管31、第二泵32、第二扩径部33、第二压力传感器34、第二阀35、加热器36、第一温度传感器37和第二温度传感器38。
如图1及图2所示，第一流路管21的一次侧与罐11连接，二次侧与液体喷出头12的供给口12d连接。第一流路管21例如是由树脂材料形成的管。第一流路管21，例如，由形成规定长度的多个管构成，该管能够通过所谓管连接与各个构成品连接。
第一泵22例如是隔膜泵。第一泵22将罐11的墨水90供给到液体喷出头12中。第一泵22设置于第一流路管21的中途。
如图2所示，第一扩径部23在第一流路管21的中途，设置在第一泵22的二次侧。第一扩径部23形成为与墨水90的流动方向垂直的流路横截面积为比第一流路管21的与墨水90的流动方向垂直的流路横截面积大，在墨水90的流动方向上形成规定的长度。即，第一扩径部23在第一泵22以及液体喷出头12之间构成流路横截面积比第一流路管21的流路横截面积大的液室。第一扩径部23降低从一次侧的第一泵22喷出的、从第一流路管21向液体喷出头12供给的墨水90的颤动。另外，由第一扩径部23构成的液室只要能够降低墨水90的颤动，则可以是圆柱状，也可以是矩形柱状，另外，也可以是其他形状。第一扩径部23例如沿重力方向与第一泵22并列配置。
如图2所示，第一压力传感器24设置在第一扩径部23的二次侧的第一流路管21上。第一压力传感器24检测第一扩径部23的二次侧的第一流路管21的墨水90的压力。
如图2所示，第一阀25设置在第一扩径部23的二次侧的第一流路管21上。例如，第一阀25设置在第一流路管21以及第一压力传感器24之间。第一阀25是开闭第一扩径部23的二次侧的第一流路管21的流路的电磁阀。第一阀25是通过开闭调整第一流路管21内的压力的压力调整机构。
如图1及图2所示，第二流路管31的一次侧与液体喷出头12的喷出口12e连接，二次侧与罐11连接。第二流路管31例如是由树脂材料形成的管。第二流路管31例如由形成为规定长度的多个管构成，该管能够通过所谓管连接与各构成品连接。
第二泵32例如是隔膜泵。第二泵32使液体喷出头12内的墨水流路流动，使液体喷出头12中没有喷出的墨水90返回到罐11中。第二泵32设置在第二流路管31的中途。
如图2所示，第二扩径部33在第二流路管31的中途，设置在第二泵32的一次侧。第二扩径部33形成为与墨水90的流动方向垂直的流路横截面积为比第二流路管31的与墨水90的流动方向垂直的流路横截面积大，在墨水90的流动方向上形成规定的长度。即，第二扩径部33在液体喷出头12以及第二泵32之间构成流路横截面积比第二流路管31的流路横截面积大的液室。第二扩径部33降低从液体喷出头12喷出的、吸入到二次侧的第二泵32中的墨水90的颤动。另外，由第二扩径部33构成的液室只要能够降低墨水90的颤动，则可以是圆柱状，也可以是矩形柱状，另外，也可以是其他形状。第二扩径部33例如沿重力方向与第二泵32并列配置。
如图2所示，第二压力传感器34在液体喷出头12的二次侧，并且设置在第二扩径部33的一次侧的第二流路管31上。第二压力传感器34在液体喷出头12的二次侧，并且检测第二扩径部33的一次侧的第二流路管31的墨水90的压力。
如图2所示，第二阀35在液体喷出头12的二次侧，并且设置在第二扩径部33的一次侧的第二流路管31上。第二阀35例如设置在第二流路管31和第二压力传感器34之间。第二阀35是对第二扩径部33的二次侧的第二流路管31的流路进行开闭的电磁阀。第二阀35是通过开闭来调整第二流路管31内的压力的压力调整机构。
加热器36具有通过发热来加热加热对象的加热部。加热器36的加热部安装在加热对象上。如图2所示，加热器36在第一泵22的二次侧，并且设置在液体喷出头12的供给口12d的一次侧上。作为具体示例，加热器36在第一泵22的二次侧，并且设置在第一扩径部23的一次侧的第一流路管21上。加热器36通过加热第一流路管21，对流经第一流路管21的墨水90进行加热。
如图2所示，第一温度传感器37在液体喷出头12的喷出口12e的二次侧，并且设置在第二泵32的一次侧。例如，第一温度传感器37设置在第二扩径部33上，检测第二扩径部33内的墨水90的温度。如图3所示，第一温度传感器37与CPU15电连接，将检测出的温度信息(检测值)作为电信号发送给CPU15。第一温度传感器37例如是热敏电阻。
如图2所示，第二温度传感器38设置在加热器36上。第二温度传感器38检测加热器36的温度。如图3所示，第二温度传感器38与CPU15电连接，将检测出的温度信息(检测值)作为电信号发送给CPU15。第二温度传感器38例如是热敏电阻。
如图1及图2所示，壳体14例如构成为在内部具有规定容积的容纳空间的长方体状。壳体14容纳除了与墨水循环装置13的第一流路管21和第二流路管31的罐11以及液体喷出头12连接的两个端部侧以外的各结构。
如图3所示，CPU15例如控制整个喷墨记录装置1。CPU15通过执行程序来执行各种处理。CPU15与喷墨记录装置1内的程序存储器16、RAM17、通信IZF18、头控制器19以及控制基板20电连接。CPU15被构成为能够根据来自外部装置的动作指令，向喷墨记录装置1的各部输出动作指示，以及将从各部获取的各种信息通知给外部装置。
例如，CPU15使用RAM17，同时执行存储在程序存储器16中的程序，由此进行各种处理。
程序存储器16是存储部。程序存储器16例如是ROM(只读存储器)，并且是存储程序以及控制数据等的不可改写的非易失性存储器。
RAM17是存储部。RAM17是由挥发性的存储器构成的。RAM17例如是工作存储器。在RAM17中，例如，存储通过加热器36加温墨水90时使用的设定值。作为具体示例，RAM17存储墨水90的目标温度和作为判断加热器36异常的温度(上限温度)的阈值，作为用于墨水90的加温的设定值。另外，阈值虽然设定了加热器36自身的温度上限值，但是这个阈值是考虑到墨水90的种类、周围结构以及安全性等进行适当设定的。作为具体示例，阈值是可以避免加热器36周围存在的周边零件的破损和装置的破坏等的加热器36的温度。
如图3所示，通信IZF18是用于与主机控制装置100等外部装置进行通信的接口。例如，通信IZF18根据来自外部装置的印刷要求，接收印刷用的数据。通信IZF18与CPU15电连接，构成与外部装置进行数据收发的接口。
如图3所示，头控制器19基于来自CPU15的指示驱动液体喷出头12。头控制器19与液体喷出头12的驱动电路12f电连接。
如图3所示，控制基板20搭载有CPU15、程序存储器16、RAM17、通信IZF18以及头控制器19。控制基板20例如容纳在壳体14中，与第一泵22、第一压力传感器24、第一阀25、第二泵32、第二压力传感器34、第二阀35电连接。控制基板20接收从第一压力传感器24以及第二压力传感器34发送的压力值的信号，具有驱动控制第一泵22、第一阀25、第二泵32以及第二阀35的驱动电路20a。
接下来，作为CPU15进行的处理的具体示例，针对墨水90的循环处理以及墨水90的温度控制处理进行描述。另外，图4是用于描述设置在喷墨记录装置1中的墨水循环装置13的墨水90的温度控制处理的流程的流程图。
首先，在液体喷出装置1起动后，CPU15驱动墨水循环装置13，并在罐11和液体喷出头12之间进行墨水(液体)90的循环(ACT1)。作为具体示例，CPU15驱动第一泵22和第二泵32，并将罐11内的墨水90供给到液体喷出头12，同时使液体喷出头12的墨水返回到罐11。
接下来，在从主机控制装置100等接收到墨水90的加温指令后(ACT2)，CPU15判断第一温度传感器37检测出的墨水90的温度(检测值)是否在RAM17中存储的墨水90的目标温度以下(ACT3)。在由第一温度传感器37检测出的墨水90的温度比墨水90的目标温度更高的情况下(ACT3的“否”)，CPU15使加热器36断开，或维持加热器36的断开(ACT4)。
在由第一温度传感器37检测出的墨水90的温度在墨水90的目标温度以下的情况下(ACT3的“是”)，CPU15判断由第二温度传感器38检测出的加热器36的温度(检测值)是否在RAM17中存储的阈值以下(ACT5)。在由第二温度传感器38检测出的加热器36的温度比阈值更高的情况下(ACT5的“否”)，CPU15判断为加热器36的异常(ACT6)，断开加热器36，或保持加热器36的断开(ACT4)。在由第二温度传感器38检测出的加热器36的温度在阈值以下的情况下(ACT5的“是”)，CPU15判断为加热器36正常(ACT7)，使加热器36接通，或维持加热器36接通(ACT8)。
接下来，CPU15判断是否有停止指示(ACT9)。另外，在此，停止指示是指来自主机控制装置100等的外部指令，例如在检测到由第一温度传感器37和第二温度传感器38检测到的温度异常时，由程序等发出的停止指示等。另外，停止指示是指通过加热器36对墨水90加温的停止指示和墨水90的循环停止指示等。在本实施方式中，停止指示例如是来自主机控制装置100的墨水90的循环停止指示。
在没有墨水90的循环停止指示的情况下(ACT9的“否”)，返回ACT3，CPU15反复进行墨水90的加温控制处理。存在墨水90的循环停止指示的情况下(ACT9的“是”)，CPU15断开加热器36，或维持加热器36的断开(ACT10)，同时停止第一泵22以及第二泵32(ACT11)。
如此构成的喷墨记录装置1构成为在液体喷出头12的一次侧，且在第一泵22的二次侧的第一流路管21上设置加热器36，因此能够加热供给到液体喷出头12的墨水90。
另外，喷墨记录装置1是在液体喷出头12的二次侧设置第一温度传感器37，在由第一温度传感器37检测出的温度在墨水90的目标温度以下的情况下，通过加热器36加热墨水90的结构。通过该结构，喷墨记录装置1能够基于与液体喷出头12内的墨水90的温度有相关性的第一温度传感器37检测出的墨水90的温度来进行加热器36的控制。
图5是将第一温度传感器37检测出的墨水90的温度用实线表示，将由设置在液体喷出头12内的热敏电阻检测出的液体喷出头12内的墨水90的温度用虚线表示的说明图。如图5所示，由第一温度传感器37检测出的第二扩径部33的温度与由热敏电阻检测出的液体喷出头12内的墨水90的温度具有相关性。
这样，喷墨记录装置1基于第一温度传感器37检测出的墨水90的温度控制加热器36的接通和断开，因此即使没有在液体喷出头12上进行温度传感器等温度检测的手段，也可以基于墨水90的温度控制加热器36。
另外，喷墨记录装置1能够将由第一温度传感器37检测出的墨水90的温度与目标温度进行比较来进行控制加热器36的反馈控制。由此，喷墨记录装置1能够管理墨水90的温度，以使墨水90具有适当的粘度。其结果是，由于喷墨记录装置1能够使液体喷出头12正确且稳定地喷出墨水90，因此能够得到高的打印性能。
另外，喷墨记录装置1将第二温度传感器38检测出的加热器36的温度与判断加热器36异常的温度的阈值进行比较，在检测出的加热器36的温度在阈值以上的情况下，判断为加热器36的异常，并断开加热器36。根据该结构，喷墨记录装置1能够通过加热器36的异常加热，避免因过度加温而导致存在于加热器36周围的周边零件破损或装置的破坏等。其结果是，喷墨记录装置1能够确保高的安全性。
如上所述，根据一个实施方式的喷墨记录装置1，能够将液体(墨水90)加热到适当的温度。
另外，本发明并不限于上述的实施方式，而是在实施阶段中，在不脱离其要旨的范围内，能够变形构成要素并具体化。例如，在上述示例中，描述了分别具备一个罐11、墨水循环装置13以及液体喷出头12的结构，但不限于此。喷墨记录装置1也可以是能够喷出多种墨水的结构。作为具体示例，如根据图6所示的第二实施方式的喷墨记录装置1A那样，为了能够喷出2种不同的墨水90，也可以是包括使墨水90在2个罐11、1个液体喷出头12A、2个罐11和液体喷出头12A之间循环的2个墨水循环装置13的结构。
同样，作为喷射4色墨水90的喷墨记录装置，也可以是设置4个罐11、2个液体喷出头12A、4个墨水循环装置13以及2个壳体14的结构。即，根据所使用的墨水90的颜色和种类，通过适当地组合各结构，能够提供可以喷射多种或多颜色墨水90的喷墨记录装置。
另外，在上述示例中，描述了将墨水90的目标温度和阈值存储在RAM17中的结构，但不限于此。例如，用于判断加热器36的异常的阈值也可以是存储在程序存储器16中的结构，使得其为不能进行设定的结构。另外，例如，也可以是通过主机控制装置100等设定墨水90的目标温度，可进行改写的结构。
另外，在上述示例中，描述了CPU15进行加热器36的接通和断开的控制，但不限于此。例如，CPU15也可为使加热器36的加热温度可变的结构。在这样的结构的情况下，CPU15可以基于第一温度传感器37检测出的墨水90的温度，进行使加热器36的加热温度可变的反馈控制。
另外，除了上述示例的喷墨记录装置1、1A的结构之外，也可以具有移动液体喷出头12的移动机构。另外，除了上述示例的喷墨记录装置1、1A的结构之外，还可以具有搬运记录介质的搬运马达、控制液体喷出头12的位置的滑架马达等。另外，喷墨记录装置1、1A中使用的液体不限于墨水90，并且可以用于墨水90以外的液体喷射装置。作为使用墨水90以外的液体喷射装置，例如也可以是为形成印刷配线基板的配线图案而喷出含有导电性粒子的液体的装置等。
另外，液体喷出装置也可以用于例如3D打印机、工业用制造机械、医疗用途。另外，液体喷出头12的致动器可以是使振动板电变形并使压力室12c可变的结构，也可以是利用加热器等热能并从喷嘴喷出墨水90的结构。
另外，在上述示例中，CPU15判断第二温度传感器38检测出的加热器36的温度和阈值，描述判断加热器36正常或异常的结构，但不限于此。例如，CPU15也可以是在判断加热器36正常或异常后，向主机控制装置100发送经判断的信息，向主机控制装置100显示加热器36的状态的结构。
另外，在上述示例中，描述了液体喷出装置1包括程序存储器16以及RAM17作为存储部的结构，但不限于此，也可以是其他存储装置。
另外，在上述示例中，描述了CPU15对喷墨记录装置1整体进行控制的结构，但不限于此。例如，CPU15也可以是这样的结构，其仅控制墨水循环装置13，并且CPU15以外的处理器即处理装置处理喷墨记录装置1的其他结构。另外，在上述示例中，描述了使用CPU15作为处理器的结构，但处理器并不限于CPU15，可以适当设定。
根据上述至少一个实施方式的液体循环装置和液体喷出装置，能够将液体加热到适当的温度。
虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (8)

1.一种液体循环装置，其特征在于，具备：
二次侧连接到喷出液体的液体喷出头的第一流路管；
设置在所述第一流路管的中途的第一泵；
在所述第一流路管的中途，设置在所述第一泵的二次侧，并且形成为具有比所述第一流路管的流路横截面积大的流路横截面积的第一扩径部；
一次侧连接到所述液体喷出头的第二流路管；
设置在所述第二流路管的中途的第二泵；
在所述第二流路管的中途，设置在所述第二泵的一次侧，并且形成为具有比所述第二流路管的流路横截面积大的流路横截面积的第二扩径部；以及
设置在所述液体喷出头的一次侧并加热所述液体的加热器，
在所述液体喷出头的二次侧具备检测所述液体的温度的温度传感器。
2.根据权利要求1所述的液体循环装置，其特征在于，所述液体循环装置具备：
存储所述液体的目标温度的存储部；以及
基于由所述温度传感器检测到的检测值和所述目标温度来控制所述加热器的控制部。
3.根据权利要求2所述的液体循环装置，其特征在于，
所述液体循环装置具备设置于所述加热器的加热器用温度传感器，
所述存储部存储所述加热器的上限温度，
在由所述加热器用温度传感器检测到的检测值超过所述加热器的上限温度的情况下，所述控制部停止所述加热器。
4.根据权利要求1所述的液体循环装置，其特征在于，
所述加热器具有通过发热来进行加热的加热部。
5.一种液体喷出装置，其特征在于，具备：
喷出液体的液体喷出头；
二次侧连接到所述液体喷出头的第一流路管；
设置在所述第一流路管的中途的第一泵；
在所述第一流路管的中途，设置在所述第一泵的二次侧，并且形成为具有比所述第一流路管的流路横截面积大的流路横截面积的第一扩径部；
一次侧连接到所述液体喷出头的第二流路管；
设置在所述第二流路管的中途的第二泵；
在所述第二流路管的中途，设置在所述第二泵的一次侧，并且形成为具有比所述第二流路管的流路横截面积大的流路横截面积的第二扩径部；以及
设置在所述液体喷出头的一次侧并加热所述液体的加热器，
在所述液体喷出头的二次侧具备检测所述液体的温度的温度传感器。
6.根据权利要求5所述的液体喷出装置，其特征在于，所述液体喷出装置具备：
存储所述液体的目标温度的存储部；以及
基于由所述温度传感器检测到的检测值和所述目标温度来控制所述加热器的控制部。
7.根据权利要求6所述的液体喷出装置，其特征在于，
所述液体喷出装置具备设置于所述加热器的加热器用温度传感器，
所述存储部存储所述加热器的上限温度，
在由所述加热器用温度传感器检测到的检测值超过所述加热器的上限温度的情况下，所述控制部停止所述加热器。
8.根据权利要求6所述的液体喷出装置，其特征在于，
所述加热器具有通过发热来进行加热的加热部。
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