JP2007192467A - Heat exchanger and warm air generating device - Google Patents

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JP2007192467A JP2006011082A JP2006011082A JP2007192467A JP 2007192467 A JP2007192467 A JP 2007192467A JP 2006011082 A JP2006011082 A JP 2006011082A JP 2006011082 A JP2006011082 A JP 2006011082A JP 2007192467 A JP2007192467 A JP 2007192467A
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睦祥 水井
Tetsuya Fujioka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger suitable for heating fluid, in particular, air to a constant temperature with high heat exchanging efficiency, and supplying the same. <P>SOLUTION: In this heat exchanger provided with a plurality of fins 14 having an approximately circular arc-shaped cross-section, and formed on an inner wall of a cylindrical base 13 at intervals in the circumferential direction in a state of extending along the direction of a center shaft, and an electric heater 12 on its outer wall, the air is circulated from one end side to the other end side of the cylindrical base 13, thus the air passing through between the adjacent fins 14 is heated and output. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は熱交換器に関し、特に温風を発生するのに適した熱交換器及びこれを用いた温風発生装置に関する。   The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger suitable for generating hot air and a hot air generator using the heat exchanger.

本発明者らは、病院内での点滴等の薬液を加温するのに適した加温装置を提案した。この加温装置は、簡単に言えば、薬液を通すチューブに保温カバーを被せ、この保温カバー内に温風を通すことでチューブ内の薬液を加温するものである。   The inventors of the present invention have proposed a heating device suitable for heating a chemical solution such as an infusion in a hospital. In simple terms, this heating device covers a tube through which a chemical solution is passed with a heat insulation cover, and warms the chemical solution in the tube by passing warm air through the heat insulation cover.

ここで、薬液は注射針を通して人体に注入されるものであるため、薬液の加温温度は一定に維持されることが望ましい。   Here, since the chemical solution is injected into the human body through the injection needle, it is desirable to keep the heating temperature of the chemical solution constant.

そこで、本発明の課題は、流体、特に空気を良好な熱交換効率で一定温度に加温して供給するのに適した熱交換器を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a heat exchanger suitable for heating and supplying a fluid, particularly air, at a constant temperature with good heat exchange efficiency.

本発明によれば、筒状のベースの内壁に断面略円弧状のフィンが周方向に間隔をおいてしかも中心軸方向に沿って延在するように複数形成され、外壁にはヒーターが配設されている熱交換器であって、該筒状のベースの一端側から他端側に向けて流体を流通させることにより、隣り合うフィンの間を通る流体を加温するようにしたことを特徴とする熱交換器が提供される。   According to the present invention, a plurality of fins having a substantially arc-shaped cross section are formed on the inner wall of the cylindrical base so as to extend in the circumferential direction at intervals in the circumferential direction, and a heater is disposed on the outer wall. The heat exchanger is characterized in that the fluid passing between adjacent fins is heated by circulating the fluid from one end side to the other end side of the cylindrical base. A heat exchanger is provided.

本熱交換器は、前記筒状のベースを円筒状とすることが好ましい。この場合、前記複数のフィンをそれらの先端が該円筒状のベースの中心軸から所定の距離まで延ばすことにより中心軸に沿ってフィンの無い断面略円形の空間を形成し、しかも前記複数のフィンを先端に近づくにつれて隣り合うフィンとの間隔が小さくなるようにし、前記断面略円形の空間を栓部材で塞ぐことが好ましい。   In the present heat exchanger, the cylindrical base is preferably cylindrical. In this case, the plurality of fins have their tips extending from the central axis of the cylindrical base to a predetermined distance to form a substantially circular space with no fins along the central axis, and the plurality of fins. It is preferable that the space between the adjacent fins decreases as the distance from the tip approaches, and the space having a substantially circular cross section is closed with a plug member.

また、前記ヒーターをシート状とし、前記栓部材はその両端に先端を外側に向けた略円錐形状部を有するようにし、前記円筒状のベースとその内壁側に形成された複数のフィン及び外壁側に設けられたシート状のヒーターを、断熱シートを介して円筒状の本体ケースに収容し、該本体ケースの両端は中心に流体の出入り口を持つサイドキャップで塞ぎ、該サイドキャップには前記出入り口から前記ベースの端部に向けて広がる漏斗状の凹部を形成することにより、前記サイドキャップ内に、前記漏斗状の凹部と前記栓部材の前記略円錐形状部とによって前記出入り口から前記複数のフィンが収容されている環状の空間に至る断面略V形状の環状流体通路を形成することが望ましい。   In addition, the heater is formed in a sheet shape, and the plug member has a substantially conical shape portion with its tip directed outward at both ends thereof, and a plurality of fins formed on the cylindrical base and its inner wall side and the outer wall side The sheet-like heater provided in the container is accommodated in a cylindrical main body case via a heat insulating sheet, and both ends of the main body case are closed with side caps having a fluid inlet / outlet at the center, By forming a funnel-shaped recess that extends toward the end of the base, the plurality of fins are formed in the side cap from the doorway by the funnel-shaped recess and the substantially conical shape of the plug member. It is desirable to form an annular fluid passage having a substantially V-shaped cross-section reaching the annular space accommodated.

本発明によればまた、上記のいずれかの熱交換器であって前記流体として空気を用いる熱交換器を温風発生源として備えたことを特徴とする温風発生装置が提供される。   According to the present invention, there is also provided a hot air generator characterized in that any one of the heat exchangers described above, wherein the heat exchanger using air as the fluid is provided as a hot air generator.

本発明による熱交換器は、高い熱交換効率が得られ、これにより電力エネルギーのロスが少なく、安定した温度管理を実現できる。また、本発明による温風発生装置は、交流障害を発生することが無く、特に病院での利用に適している。   The heat exchanger according to the present invention can achieve high heat exchange efficiency, thereby reducing power energy loss and realizing stable temperature management. In addition, the hot air generator according to the present invention does not cause an AC failure and is particularly suitable for use in a hospital.

図1〜図4を参照して、本発明による熱交換器の好ましい実施形態について説明する。   A preferred embodiment of the heat exchanger according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本実施形態による熱交換器の外観を示している。図2は図1のA−A線による断面図であり、図3は図1のB−B線による断面図である。   FIG. 1 shows the appearance of the heat exchanger according to this embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.

熱交換器1の外観は円柱形状であり、本体ケース10と、その両端にそれぞれ設けられたサイドキャップ20と、サイドキャップ20に設けられたチューブ接続口30とを有する。   The external appearance of the heat exchanger 1 has a cylindrical shape, and includes a main body case 10, side caps 20 provided at both ends thereof, and tube connection ports 30 provided in the side caps 20.

図2、図3を参照して、熱交換器1の内部構造について説明する。円筒状の本体ケース10の内壁には、断熱シート11を介してシート状の電熱ヒーター12が設けられている。ヒーター12の内側には、円筒状のベース13とその内壁に形成された複数のフィン14とから成る部材が熱交換部材として設けられている。複数のフィン14は断面略円弧状を有し、ベース13の周方向に間隔をおいてしかもベース13の中心軸方向に沿って延在するようにベース13に形成されている。複数のフィン14はまた、それらの先端がベース13の中心軸から所定の距離まで延びていることにより、中心軸に沿ってフィン14の存在しない断面略円形の空間が形成されている。複数のフィン14は更に、それらの先端に近づくにつれて隣り合うフィンとの間隔が徐々に小さくなるようにされている。   With reference to FIG. 2, FIG. 3, the internal structure of the heat exchanger 1 is demonstrated. A sheet-like electric heater 12 is provided on the inner wall of the cylindrical main body case 10 via a heat insulating sheet 11. Inside the heater 12, a member comprising a cylindrical base 13 and a plurality of fins 14 formed on the inner wall thereof is provided as a heat exchange member. The plurality of fins 14 have a substantially arc shape in cross section, and are formed on the base 13 so as to be spaced in the circumferential direction of the base 13 and extend along the central axis direction of the base 13. The plurality of fins 14 also have their tips extending from the central axis of the base 13 to a predetermined distance, thereby forming a substantially circular space with no fins 14 along the central axis. The plurality of fins 14 are further configured such that the distance between adjacent fins gradually decreases as they approach their tips.

ベース13の中心軸に沿って形成された断面略円形の空間は風止栓15で塞がれる。風止栓15はその両端にそれぞれ略円錐形状部を有し、この略円錐形状部はその先端側を外側に向けて断面略円形の空間から突き出している。   A space having a substantially circular cross section formed along the central axis of the base 13 is closed by a wind stop 15. The windstop 15 has a substantially conical portion at each end thereof, and the substantially conical portion protrudes from a space having a substantially circular cross section with its tip end facing outward.

本体ケース10の両端にはそれぞれサイドキャップ20が取り付けられる。サイドキャップ20は、その中心に流体、ここでは空気を出し入れするための出入り口20−1を有すると共に、この出入り口20−1からベース13の端部に向けて広がる漏斗状の凹部20−2を有する。これにより、サイドキャップ20内には、漏斗状の凹部20−2と風止栓15の略円錐形状部とによって、出入り口20−1から複数のフィン14が収容されている環状の空間に至る断面略V形状の環状流体通路20−3が形成されている。出入り口20−1には外側に向けて突出するチューブ接続口30が取り付けられている。   Side caps 20 are attached to both ends of the main body case 10, respectively. The side cap 20 has an inlet / outlet 20-1 for taking in and out a fluid, here air, in the center thereof, and a funnel-shaped recess 20-2 extending from the inlet / outlet 20-1 toward the end of the base 13. . Thereby, in the side cap 20, the cross section which extends from the entrance / exit 20-1 to the annular space in which the plurality of fins 14 are accommodated by the funnel-shaped recess 20-2 and the substantially conical shape portion of the wind plug 15 A substantially V-shaped annular fluid passage 20-3 is formed. A tube connection port 30 protruding outward is attached to the entrance / exit 20-1.

本体ケース10とサイドキャップ20の接合面には、環状流体通路20−3からの空気の漏洩を防ぐためのO−リング21が装着されている。   An O-ring 21 for preventing leakage of air from the annular fluid passage 20-3 is attached to the joint surface between the main body case 10 and the side cap 20.

図4は、熱交換器1に設けられる電熱ヒーター12及び温度センサー40のリード線の引出し構造を示す断面図である。本体ケース10及び断熱シート11には、ヒーター12の一部を露出させるためのリード線引出開口部10−1が設けられるほか、別の場所の本体ケース10、断熱シート11及びベース13にはフィン14の根元側の一部を露出させるためのセンサー取付開口部10−2が設けられている。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing the lead wire lead-out structure of the electric heater 12 and the temperature sensor 40 provided in the heat exchanger 1. The main body case 10 and the heat insulating sheet 11 are provided with lead wire lead-out openings 10-1 for exposing a part of the heater 12, and the main body case 10, the heat insulating sheet 11, and the base 13 in other places have fins. A sensor mounting opening 10-2 for exposing a part of the base side of 14 is provided.

熱交換器1の組立終了後、リード線引出開口部10−1においてヒーター12に接続したヒーターリード線17を断熱接着剤で固定すると共に、リード線引出開口部10−1全体をシールする。一方、温度センサー40にはサーミスタ、熱電対等を使用し、フィン14の外周部に熱伝導接着剤でセンサーリード線41と共に固定した後、センサー取付開口部10−2全体を断熱接着剤でシールする。   After the assembly of the heat exchanger 1 is completed, the heater lead wire 17 connected to the heater 12 in the lead wire lead-out opening 10-1 is fixed with a heat insulating adhesive, and the entire lead wire lead-out opening 10-1 is sealed. On the other hand, a thermistor, a thermocouple, or the like is used for the temperature sensor 40. After fixing the sensor lead wire 41 with a heat conductive adhesive on the outer periphery of the fin 14, the entire sensor mounting opening 10-2 is sealed with a heat insulating adhesive. .

ところで、ベース13とフィン14とによる熱交換部材は一体的に作られたものを使用することができる。このような熱交換部材は、例えば中村製作所(株)よりマイクロソリッド工法と呼ばれる製造方法により板部材に一体的にフィンが形成された部材を利用することができる。   By the way, the heat exchange member by the base 13 and the fin 14 can use what was made integrally. As such a heat exchange member, for example, a member in which fins are integrally formed on a plate member by a manufacturing method called a microsolid method by Nakamura Seisakusho can be used.

図5を参照して、この熱交換部材は一枚の金属板をベース(底基)50としてマイクロソリッド工法により連続的に複数のフィン51を円弧状に形成したもので、ベース50とフィン51とが一体成形で熱交換表面積が飛躍的に拡大されている。   Referring to FIG. 5, this heat exchange member is obtained by continuously forming a plurality of fins 51 in a circular arc shape by a microsolid method using a single metal plate as a base (bottom base) 50. With the integrated molding, the heat exchange surface area has been dramatically expanded.

この熱交換部材を例えば放熱器として使用する場合、従来の各種放熱器に比べ、機械的強度、放熱性、熱伝導性に優れ、フィン−フィン間のピッチが0.1mmから製造することができ、フィン51の高さとベース50の厚さも指定して製造することができる。   When this heat exchange member is used as a radiator, for example, it is excellent in mechanical strength, heat dissipation, and thermal conductivity compared to various conventional radiators and can be manufactured from a fin-fin pitch of 0.1 mm. The height of the fin 51 and the thickness of the base 50 can also be specified and manufactured.

この熱交換部材は、半導体装置や電子機器の発生する熱を放出するための放熱部材として用いられているが、本発明ではこの熱交換部材の優れた熱交換特性に着目して熱を利用する熱交換器として使用するようにしている。   This heat exchanging member is used as a heat dissipating member for releasing heat generated by a semiconductor device or an electronic device. In the present invention, heat is utilized by paying attention to the excellent heat exchanging characteristics of the heat exchanging member. It is intended to be used as a heat exchanger.

図6(a)は図5のフィン51を正面から見た拡大図、図6(b)はその斜視図であり、ベース50とフィン51が一体形成されていて放熱表面積が飛躍的に大きく、機械的強度、放熱性、熱伝導性に優れている。   6 (a) is an enlarged view of the fin 51 of FIG. 5 as viewed from the front, and FIG. 6 (b) is a perspective view thereof. The base 50 and the fin 51 are integrally formed, and the heat radiation surface area is greatly increased. Excellent mechanical strength, heat dissipation, and thermal conductivity.

図7(a)は図5の熱交換部材を本発明の熱交換器に利用するためにベース50を外周とした円筒状に成型した図である。このような成型によれば、複数のフィン51が渦巻状になり、しかもそれらの先端側(内周側)の間隔が密となり、根元側(外周側)の間隔が粗となる。図7(b)は側面図であり、円筒状にした際の端部は固着せずに開放とし、熱交換部材全体に広がろうとするバネ作用を発揮させることでベース50がその外周に設けられるヒーターに密着するようにしている。   FIG. 7A is a view in which the heat exchange member of FIG. 5 is molded into a cylindrical shape with the base 50 as the outer periphery in order to be used in the heat exchanger of the present invention. According to such molding, the plurality of fins 51 have a spiral shape, and the distance between the tip end sides (inner peripheral side) becomes dense, and the interval between the root side (outer peripheral side) becomes rough. FIG. 7 (b) is a side view, and the base 50 is provided on the outer periphery by opening the end of the cylindrical shape without sticking, and exerting a spring action to spread over the entire heat exchange member. It is trying to be in close contact with the heater.

上記のように、マイクロソリッド工法による微細フィンのフィン先端部を内側にして円筒状に丸めることにより、一端側から他端側に向けて空気を流通させた時には、フィンの高温部(根元側)はフィン間隔が広くて空気の流入量が多く、フィン先端の低温部はフィン間隔が狭くなり空気の流入量が少なくなって安定した温度の温風が得られる。その結果、このような熱交換部材を使用することにより、電気エネルギーのロスが少なく、温風の安定した温度管理ができる。   As described above, when air is circulated from one end to the other end by rounding it into a cylindrical shape with the tip end of the fine fin by the microsolid method inside, the high temperature part (root side) of the fin The fin interval is wide and the inflow amount of air is large, and the low-temperature portion at the tip of the fin has a narrow fin interval and the inflow amount of air is reduced, so that warm air with a stable temperature can be obtained. As a result, by using such a heat exchange member, there is little loss of electrical energy and stable temperature management of hot air can be performed.

勿論、図5で説明したようなマイクロソリッド工法による熱交換部材に限らず、金属製のベースに円弧状の金属製フィンを固着して一体化したようなものであっても良い。   Of course, the heat exchange member is not limited to the micro-solid method as described with reference to FIG. 5, but may be one in which an arc-shaped metal fin is fixed and integrated on a metal base.

以下に、図1〜図4に示された各部材の特徴について説明する。   Below, the characteristic of each member shown by FIGS. 1-4 is demonstrated.

図1に示す本体ケース10、チューブ接続口30(空気取入口及び温風出口)はテフロン(登録商標)あるいはデルリン(登録商標)でできており、熱を逃がさず周辺温度に影響されにくいが、これらの材料に限定されるものではない。   1 is made of Teflon (registered trademark) or Delrin (registered trademark) and is not affected by ambient temperature without releasing heat. It is not limited to these materials.

図2において、本体ケース10をその両端側からチューブ接続口30及びO−リング21の付いたサイドキャップ20で塞ぐことで、熱交換部材が本体ケース10内で図面の左右方向に移動しないようストッパーの役目も持たせている。   In FIG. 2, the body case 10 is closed from both ends with the side cap 20 with the tube connection port 30 and the O-ring 21 so that the heat exchanging member does not move in the body case 10 in the left-right direction in the drawing. It also has the role of.

本体ケース10内には、熱が逃げないよう断熱シート11に包まれたシリコーンラバーによるシート状のヒーター(フィルムヒーターでも良い)12と、ベース13とフィン14とによる熱交換部材とが収容されている。   In the main body case 10, a sheet-like heater (which may be a film heater) 12 made of silicone rubber wrapped in a heat insulating sheet 11 so as to prevent heat from escaping, and a heat exchange member made up of a base 13 and fins 14 are accommodated. Yes.

本体ケース10の中心部にはフィン14を通らない空気を阻止するために、先端が円錐形状に尖った棒状の風止栓15があり、この風止栓15はチューブ接続口30から入った空気の流れを整流し、環状空間に収容された状態にある複数のフィン14に均等に空気を導く整流機能を有している。   In order to block air that does not pass through the fins 14 at the center of the main body case 10, there is a rod-shaped windstop 15 having a conical tip, and this windstop 15 is air that has entered from the tube connection port 30. The flow of air is rectified and the air is evenly guided to the plurality of fins 14 in the state of being accommodated in the annular space.

図3において、本体ケース10の材質は、前述したようにテフロン(登録商標)あるいはデルリン(登録商標)で断熱性、電気絶縁性、耐熱性に優れた物質でできており、内側には熱を逃がさないための断熱シート11が張られその内側にシリコーンラバーによるヒーター12が取付けられている。   In FIG. 3, the material of the body case 10 is made of Teflon (registered trademark) or Delrin (registered trademark), which is excellent in heat insulation, electrical insulation, and heat resistance, as described above. A heat insulating sheet 11 for avoiding escape is stretched, and a heater 12 made of silicone rubber is attached to the inside thereof.

ヒーター12の熱はベース13を加熱しフィン14に伝えられる。   The heat of the heater 12 heats the base 13 and is transmitted to the fins 14.

ヒーター12とベース13間には熱導伝シリコーングリース(熱伝導接着剤でも良い)が塗られ、熱交換部材のバネ力でヒーター12とベース13間の密着性を高めている。   A thermally conductive silicone grease (or a thermally conductive adhesive) is applied between the heater 12 and the base 13, and the adhesion between the heater 12 and the base 13 is enhanced by the spring force of the heat exchange member.

ベース13に近いフィン14の間隔は広く、フィン先端部の間隔は狭くなっている形状が、本発明による熱交換器の特徴となっている。つまり、ヒーター12に近い部位のフィン14は温度が高く、ヒーター12から遠いフィン先端部温度は低くなる。一方、フィン間隔の広いフィン根元側(高温部)は空気の流入が多く、フィン間隔の狭い先端(低温部)は空気抵抗の増大で流入が抑えられることで熱交換効率が高くエネルギーロスの少ない均一な熱交換が行われる。   The shape of the heat exchanger according to the present invention is characterized in that the distance between the fins 14 close to the base 13 is wide and the distance between the fin tips is narrow. That is, the temperature of the fin 14 near the heater 12 is high, and the temperature of the fin tip portion far from the heater 12 is low. On the other hand, the fin base side (high temperature part) with a wide fin interval has a large inflow of air, and the tip with a narrow fin interval (low temperature part) has a high heat exchange efficiency due to an increase in air resistance, thereby reducing energy loss. Uniform heat exchange takes place.

本体ケース10中心部の空洞域は熱交換には不必要な空間で、空気の流入を防ぐため棒状の風止栓15を圧入して塞ぎ、入力された全ての空気がフィン14間を通過するようにしている。また、この風止栓15を圧入することにより熱交換部材がバネ性を呈し、ヒーター12とベース13との密着性はより強固なものとなる。   A hollow area at the center of the main body case 10 is a space unnecessary for heat exchange. In order to prevent the inflow of air, a rod-shaped wind stopper 15 is press-fitted and closed, and all the input air passes between the fins 14. I am doing so. In addition, when the wind plug 15 is press-fitted, the heat exchange member exhibits a spring property, and the adhesion between the heater 12 and the base 13 becomes stronger.

次に、本実施形態による熱交換器を、温風発生装置用の熱交換器、つまり前に述べた薬液を加温するための加温装置に適用する場合の動作について説明する。   Next, the operation when the heat exchanger according to the present embodiment is applied to a heat exchanger for a hot air generator, that is, a heating device for heating the above-described chemical solution will be described.

図8は、加温装置の概略構成を示す。本加温装置は、上記の実施形態による熱交換器1を含む温風発生装置100と、この温風発生装置100からの温風で薬液を加温する加温部200とを温風導入チューブ300で接続して成る。   FIG. 8 shows a schematic configuration of the heating device. This warming device includes a warm air generating device 100 including the heat exchanger 1 according to the above-described embodiment, and a warming unit 200 that warms the chemical solution with the warm air from the warm air generating device 100. 300 connected.

電源はアイソレーショントランス101を介して供給され、商用電源とは分離されている。アイソレーショントランス101の前段にはノイズフィルター102が装着されておりノイズを入れない、出さない構造となっている。電源スイッチはブレーカー兼用で異常発生時即断される。アイソレートされた電源は電動式空気ポンプ103と制御用電源部104に供給される。   The power is supplied via the isolation transformer 101 and is separated from the commercial power supply. A noise filter 102 is attached in front of the isolation transformer 101 so that noise is not input and output is not generated. The power switch is also used as a breaker and is immediately turned off when an abnormality occurs. The isolated power supply is supplied to the electric air pump 103 and the control power supply unit 104.

電動式空気ポンプ103はモーターの回転運動を直線運動に変換しテフロン(登録商標)製蛇腹ポンプを駆動して、圧縮空気を得ている。蛇腹ポンプは低速運動で適度な流量と圧力、低騒音が得られ空気取入口にはエアーフィルター105が設けられて取り入れた空気を簡易ろ過するようにしている。   The electric air pump 103 converts the rotational motion of the motor into a linear motion and drives a teflon (registered trademark) bellows pump to obtain compressed air. The bellows pump can obtain an appropriate flow rate, pressure, and low noise by low-speed movement, and an air filter 105 is provided at the air intake port so as to simply filter the taken-in air.

電動式空気ポンプ103からの圧縮空気は熱交換器1に導入される。   The compressed air from the electric air pump 103 is introduced into the heat exchanger 1.

熱交換器1は電熱ヒーター12からの発生熱をフィン14で放熱して導入された圧縮空気を温め温風に変換する。温風温度はサーミスタ40で検出され温度制御ユニット107に送られる。温度制御ユニット107は、検出された温風温度と設定温度とを比較し、比較結果に応じて電熱ヒーター12をオン、オフ制御することで温風温度を設定温度に維持する制御動作を実行する。何らかの異常が発生して温風温度が設定温度以上に上昇した時は、これを過熱防止素子106で検知する。過熱防止素子106は温度上昇を検知すると、電熱ヒーター12を即オフとする。   The heat exchanger 1 radiates the heat generated from the electric heater 12 through the fins 14 and warms the introduced compressed air to convert it into warm air. The hot air temperature is detected by the thermistor 40 and sent to the temperature control unit 107. The temperature control unit 107 compares the detected hot air temperature with the set temperature, and executes a control operation for maintaining the hot air temperature at the set temperature by controlling the electric heater 12 on and off according to the comparison result. . When any abnormality occurs and the hot air temperature rises above the set temperature, this is detected by the overheat prevention element 106. The overheat prevention element 106 immediately turns off the electric heater 12 when it detects a temperature rise.

このようにして温度制御された温風は、温風チューブ300、コネクタ230を経て加温部200の保温カバー210内に供給される。保温カバー210は両端を開放した筒状体であり、保温カバー210内に導入された温風は両端から排出される。保温カバー210内には薬液チューブ220が挿通されている。薬液チューブ220の一端側にはコネクタ220−1を介して薬袋が接続され、他端側にはコネクタ220−2を介して注射針が接続される。薬液チューブ220を通る薬液は保温カバー210内に導入された温風で一定温度に加温される。   The temperature-controlled warm air is supplied to the heat retaining cover 210 of the heating unit 200 through the warm air tube 300 and the connector 230. The heat insulating cover 210 is a cylindrical body whose both ends are open, and the warm air introduced into the heat insulating cover 210 is discharged from both ends. A chemical solution tube 220 is inserted into the heat insulating cover 210. A drug bag is connected to one end side of the drug solution tube 220 via a connector 220-1, and an injection needle is connected to the other end side via a connector 220-2. The chemical solution passing through the chemical solution tube 220 is heated to a constant temperature by warm air introduced into the heat insulating cover 210.

温度制御ユニット107は温風温度を任意に設定でき(例えば、体温に近い35〜37度)、サーミスタ40で検出された温度検出信号で電熱ヒーター12をオン、オフさせ最適な温度を維持するようになっている。過熱防止素子106が作動すると電熱ヒーター12はオフにロックされる。また、何らかの異常が発生してコントロール不能状態に陥ったときは、ヒーター電源が自動的に遮断されるように設計されている。このような温風発生装置100は、交流障害を発生することが無いので、特に病院での使用に適している。   The temperature control unit 107 can arbitrarily set the temperature of the hot air (for example, 35 to 37 degrees close to the body temperature), and the temperature detection signal detected by the thermistor 40 turns the electric heater 12 on and off to maintain the optimum temperature. It has become. When the overheat prevention element 106 is activated, the electric heater 12 is locked off. In addition, it is designed so that the heater power supply is automatically shut off when some abnormality occurs and it becomes in an uncontrollable state. Such a warm air generator 100 is particularly suitable for use in a hospital because it does not cause an AC fault.

図2をも参照して、左側のチューブ接続口30には空気ポンプ103からの送風チューブ(図示省略)が接続される。一方、右側のチューブ接続口30には温風導入チューブ300が接続され、この温風導入チューブ300は保温カバー210に接続される。   Referring also to FIG. 2, a blower tube (not shown) from the air pump 103 is connected to the left tube connection port 30. On the other hand, the hot air introduction tube 300 is connected to the tube connection port 30 on the right side, and the hot air introduction tube 300 is connected to the heat insulation cover 210.

左側のチューブ接続口30から入った低圧空気は、風止栓15先端の略円錐形状部で複数のフィン14に均等に整流配分され、全ての空気(点線矢印で示す)はフィン14(斜線部)を通って右側のチューブ接続口30から出力される。   The low-pressure air that has entered from the tube connection port 30 on the left side is evenly rectified and distributed to the plurality of fins 14 at the substantially conical shape portion at the tip of the windstop 15, and all the air (indicated by dotted arrows) ) Through the right tube connection port 30.

図3のヒーター12に接しているベース13が加熱されてフィン14へと熱伝達される。ベース13に近い部位のフィン14は高温となり、フィン14先端部では低温となるが、高温部のフィン間隔が広くて空気の流通が多く熱交換量も多くなり、フィン14先端部ではフィン間隔が狭く空気抵抗が増大して空気流量は少なくなる。つまり、高温部には空気流量を多くし、低温部には空気流量が少なくなるこの熱交換器は空気温度を一定に保つ機能が備わっていることになる。   The base 13 in contact with the heater 12 in FIG. 3 is heated and heat is transferred to the fins 14. The fin 14 near the base 13 becomes high temperature and becomes low at the tip end of the fin 14, but the fin interval at the high temperature part is wide, the air flow is large and the heat exchange amount is large, and the fin interval is large at the tip end of the fin 14. Narrowly increases the air resistance and decreases the air flow rate. That is, this heat exchanger having a high air flow rate in the high temperature part and a low air flow rate in the low temperature part has a function of keeping the air temperature constant.

温度制御のための温度センサー40にはサーミスタ又は熱電対が使用され、ベース13に熱伝導接着剤で固定後、外部から影響を受けないようシリコーン断熱シール材で覆われる。熱電対はシリコーンラバーヒーターの内部にモールドすることもできる。   A thermistor or a thermocouple is used as the temperature sensor 40 for temperature control, and after being fixed to the base 13 with a heat conductive adhesive, it is covered with a silicone heat insulating sealing material so as not to be affected by the outside. The thermocouple can also be molded inside the silicone rubber heater.

以上のような構成により、薬液チューブ220を通る薬液を保温カバー210内に導入した温風で一定温度に加温することができる。特に、この温風発生装置は、熱交換器1における熱交換効率が高く、言い換えればヒーター12における電力ロスが小さく、交流障害を発生することが無い。   With the configuration as described above, the chemical solution passing through the chemical solution tube 220 can be heated to a constant temperature with warm air introduced into the heat retaining cover 210. In particular, this hot air generator has a high heat exchange efficiency in the heat exchanger 1, in other words, a power loss in the heater 12 is small, and no AC failure occurs.

本発明による熱交換器は、特に、点滴、輸血、診断等に際して点滴液、血液、造影剤等を供給するための注入チューブを温風で加温する加温装置のほか、基礎医学研究における細胞等の環境温度設定を温風で行う加温装置の温風供給源として適しているが、これらに限らず、流体全般の熱交換器として適用可能である。   The heat exchanger according to the present invention is not only a heating device for warming an infusion tube for supplying an infusion solution, blood, contrast medium, etc. for infusion, blood transfusion, diagnosis, etc., but also a cell in basic medical research. Although it is suitable as a warm air supply source of a heating device that performs environmental temperature setting such as warm air, the present invention is not limited thereto, and is applicable as a heat exchanger for general fluids.

図1は本発明の実施形態による熱交換器の外観を示す。FIG. 1 shows the appearance of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 図2は図1のA−A線による断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 図3は図1のB−B線による断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 図4は、本発明の熱交換器に設けられる電熱ヒーター及び温度センサーのリード線の引出し構造を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a lead wire drawing structure of an electric heater and a temperature sensor provided in the heat exchanger of the present invention. 図5は、本発明による熱交換器に使用されるマイクロソリッド工法によるフィンについて説明するための図である。FIG. 5 is a view for explaining fins by the microsolid method used in the heat exchanger according to the present invention. 図6は、図5に示されたフィンの一部を拡大して示した断面図(図a)及び斜視図(図b)である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view (FIG. A) and a perspective view (FIG. B) showing a part of the fin shown in FIG. 図7は、図5に示されたフィンを円筒状に成型して本発明による熱交換器に使用する形態を説明するための図である。FIG. 7 is a view for explaining a form in which the fin shown in FIG. 5 is formed into a cylindrical shape and used in the heat exchanger according to the present invention. 図8は、本発明の実施形態による熱交換器を、温風発生装置用の熱交換器、特に薬液を加温するための加温装置に適用した場合の概略構成を示す。FIG. 8 shows a schematic configuration when the heat exchanger according to the embodiment of the present invention is applied to a heat exchanger for a hot air generator, particularly a heating device for heating a chemical solution.

符号の説明Explanation of symbols

1 熱交換器
10 本体ケース
11 断熱シート
12 電熱ヒーター
13 ベース
14 フィン
15 風止栓
20 サイドキャップ
30 チューブ接続口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 10 Main body case 11 Heat insulation sheet 12 Electric heater 13 Base 14 Fin 15 Wind stop 20 Side cap 30 Tube connection port

Claims (4)

筒状のベースの内壁に断面略円弧状のフィンが周方向に間隔をおいてしかも中心軸方向に沿って延在するように複数形成され、外壁にはヒーターが配設されている熱交換器であって、該筒状のベースの一端側から他端側に向けて流体を流通させることにより、隣り合うフィンの間を通る流体を加温するようにしたことを特徴とする熱交換器。   A heat exchanger in which a plurality of fins having a substantially arc-shaped cross section are formed on the inner wall of the cylindrical base so as to extend in the circumferential direction at intervals in the circumferential direction, and a heater is provided on the outer wall The heat exchanger is characterized in that the fluid passing between adjacent fins is heated by circulating the fluid from one end side to the other end side of the cylindrical base. 請求項1に記載の熱交換器において、前記筒状のベースは円筒状であり、前記複数のフィンはそれらの先端が該円筒状のベースの中心軸から所定の距離まで延びていることにより中心軸に沿ってフィンの無い断面略円形の空間が形成され、しかも前記複数のフィンは先端に近づくにつれて隣り合うフィンとの間隔が小さくなるようにされ、前記断面略円形の空間は栓部材で塞がれていることを特徴とする熱交換器。   2. The heat exchanger according to claim 1, wherein the cylindrical base is cylindrical, and the plurality of fins are centered by their tips extending from a central axis of the cylindrical base to a predetermined distance. A space having a substantially circular cross section without fins is formed along the axis, and the plurality of fins are arranged such that a distance between adjacent fins decreases as they approach the tip. A heat exchanger characterized by peeling. 請求項2に記載の熱交換器において、前記ヒーターはシート状であり、前記栓部材はその両端に先端を外側に向けた略円錐形状部を有し、前記円筒状のベースとその内壁側に形成された複数のフィン及び外壁側に設けられたシート状のヒーターは、断熱シートを介して円筒状の本体ケースに収容され、該本体ケースの両端は中心に流体の出入り口を持つサイドキャップで塞がれ、該サイドキャップには前記出入り口から前記ベースの端部に向けて広がる漏斗状の凹部が形成されていることにより、前記サイドキャップ内には前記漏斗状の凹部と前記栓部材の前記略円錐形状部とによって前記出入り口から前記複数のフィンが収容されている環状の空間に至る断面略V形状の環状流体通路が形成されていることを特徴とする熱交換器。   3. The heat exchanger according to claim 2, wherein the heater has a sheet shape, and the plug member has a substantially conical shape portion with a tip facing outward at both ends thereof, on the cylindrical base and the inner wall side thereof. A plurality of formed fins and a sheet-like heater provided on the outer wall side are accommodated in a cylindrical main body case via a heat insulating sheet, and both ends of the main body case are closed with side caps having fluid inlets and outlets in the center. The funnel-shaped recess that extends from the doorway toward the end of the base is formed in the side cap, so that the funnel-shaped recess and the abbreviation of the plug member are formed in the side cap. An annular fluid passage having a substantially V-shaped cross section is formed by the conical portion from the entrance / exit to an annular space in which the plurality of fins are accommodated. 請求項1から3のいずれか1項に記載の熱交換器であって前記流体として空気を用いる熱交換器を温風発生源として備えたことを特徴とする温風発生装置。
The hot air generator according to any one of claims 1 to 3, comprising a heat exchanger that uses air as the fluid as a hot air generating source.
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