JP2011511920A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項1に記載の反比例または比例の関係に関して、疑念を回避するため、これらの関係は、まったくの線形関係である必要はなく、多くの場合はそうではないだろう。実際、ある場合または位置での相関関係は、無意味なほどに比較的軽微、または明白ではなく、取るに足りないものして無視できるだろう。
第1導管内部の閉じた流面積の高さは、第2導管の区間が円形、楕円形、菱形または魚鱗形である場合などの、多くの場合に第1導管を通る流路が第2導管の区間に直面するときに、実質的に増加するだろう。しかしながら、第2導管の区間が十分に近い間隔であいており、その間の隙間が存在しない、または流れの効果に重要な役割を果たさない程度に十分小さく、水平に細長いソーセージ形またはほぼ長方形の区分である場合など、これが当てはまらない場合もある。第1導管内部の閉じた流面積は、その中の第2導管の物理的存在のために第1導管内の流体に対して閉じた面積を含む。
したがって、ここでは、第1導管の幅とその高さとの間には一貫した関係がある。ここで考えられる先行技術のHXDの種類には、この関係への適合が一般的に欠如しており、適合(または逸脱)の程度は場合によって変わるが、いかなる程度の適合も他の因子または理由に対する偶然の結果であり、ここで考えられる応用の状況下でのHXDの導管の成形において、この関係との適合を高める/改善する証明された手段の証拠が顕著に欠如している。
それゆえ、本発明は、以下に説明するこれらの寸法の考察にしたがって、より適切に導管表面を形成することにより、上記の関係の固守を高める/改善する手段を請求する。
HXDの種々の実施形態で実施されうる、本発明の実施形態の2つの普遍的な領域があり、それは以下に関する:
1.HXDの全体的状況、および全体として第2導管区間の配置の通路にわたって導管の幅と関係がある第1導管の高さにおける変化と、
2.個々の第2導管区間の局所的状況、および第2導管の隣接区間に隣接するか、第1流体含有/伝導表面によって画定される本体第1流体の外部境界またはHXDケーシングに隣接する第2導管の各々の区間を囲む第1流体導管の高さ(または厚さ)。
(a)廃水流に対する限られた抗力と、
(b)熱交換の最適効率および回収された熱の有用性と、
(c)低コストの複合体材料の組み立て、据え付けおよび作動メンテナンスと、
(d)シャワーボウルの下に分離してはまるような小型の寸法と、
を特徴とする。
(a)熱交換表面積と非熱交換表面積との比が高い。
(b)伝熱量と最大自然排水流量との比が高い。
(c)HXD全体にわたって、流れる水の本体と熱交換表面との間の平均熱勾配が一貫して高く急勾配である。
(d)上記3つの組み合わせ、およびそれぞれに関する比の最大化が最適。
(e)作動している装置の熱的慣性(熱的質量)が最小である。
(f)装置が頑丈で、安定しており、正確な形態である。
(g)据え付けが柔軟である。
(h)例えば、床下バルブに組み込んで用いると、水の経済性がよい。
この装置は、沈殿トラップを備えてよい。
この装置は、流体層の中に懸濁した、または運ばれた粒子を濾過するための手段により、U字型リムによって外側にまたは内側に(例えば、放射状に)流れうる。
この装置は、第2流体導管の配置を通して第1流体を推進させるためのプロパルサーを備えてもよい。
このプロパルサーは、ファンまたは流体ポンプを備えてもよい。
このプロパルサーは、第2流体流によって動かされる第1流体ポンプを備えてもよい。
この装置は、空調装置を備えてもよい。
この装置は、冷却目的のために伝熱媒体を冷却する装置を備えてもよい。
本発明のさらなる態様によると、熱交換導管を通る流体の通過を作動させるよう配置されたチェックバルブを組み込んだ流体から流体への熱交換器が提供される。バルブ用のアクチュエータが与えられ、該アクチュエータは人の重量によって作動されるように配置されている。アクチュエータは、人の重量によって作動するように配置され、熱交換導管が通って導かれる熱交換器の中に流体を排出させるよう配置された表面上に置かれる。
(b)熱伝導性導管は、1つまたは複数の同様の形態の連続した平行区間の配置から成り、その向きおよび配列は、周囲の流体の層と大体一列になっており、好ましくはその中で各々の配置は、回旋状のらせん状、コイル状またはヘビ状の連続したループであり;
(c)熱伝導性導管の多数の配置は、互いに並列に積み重ねられ、流体の周囲の層は、隣接した層の隣接した区間が組み合わせられるようにずらされ;かつ/または
(d)流速および装置の導管表面によってかけられる流れに対する抵抗は、周囲の流体の層に対するよりも、熱伝導性導管の中を進む流体に対するほうが、実質的に(および対照的に)高い。
(a)逆流を釣り合わせ、
(b)導管を浸水させ、かつ/または
(c)銅およびプラスチックなどの適切な材料を備えうる。
(a)低い圧力水頭下で流れる流体媒体の流れに対する抵抗が、流体層の側方範囲の間の流れの方向に垂直な流体本体の区間全体にわたって、均等になっており;
(b)低い圧力水頭下で流れる流体媒体の流れに対する抵抗が、流体層の両表面の間の流れの方向に垂直な流体本体の区間全体にわたって、全体的に均等になっており;
(c)低い圧力水頭下で流れる流体媒体の流れに対する抵抗が、装置の熱交換表面を横切って通過する持続時間にわたって、全体的に均等になっており、かつ/または
(d)管状導管区間の熱交換表面を局所的に取り囲む流体媒体の厚さは、各々の引き続く導管区間を横切って、その間を流体が通過する持続時間にわたって均等になるように、側面のいたるところで全体的に分配され、減少させられ、その結果として、外側熱媒体の流体流の局所的速度は、該媒体が熱伝導性導管の各々の引き続く区間に近づき、周りを通過し、離れる際に均等になっている。
(a)水の保全/節約を容易にし;
(b)シャワーの作動を容易にし(またはより便利な使用をもたらし);
(c)シャワー下の熱交換器の新鮮な水の導管の中の全体的な内部圧力負荷を減らし、それによって漏れの危険性、構造的ストレスまたは装置の構造的完全性のゆがみもしくは破損を減らし;かつ/または、
(d)構造的および機能的完全性のゆがみまたは損失がなく、非円形横断面形態の熱交換導管の使用を可能にする、
床下シャワー排水熱交換器のための強化を有利にもたらすことができる。
受動的な流体‐流体逆流熱交換器において、最適で有用な熱交換は、その流量によって示される廃水のボリュームの熱容量が、その流量によって示される新鮮な水のボリュームの熱容量に等しい(冷たい新鮮な水の温度と温かい廃水の熱容量の温度との間の温度範囲において)、すなわち効率的に両者が同じ流量を有する場合に起こる。これは、シャワーによって出される水に取って代わり、これを補充する、本管供給装置からの新鮮な水を使用することによって最も容易にかつ有効に達成される(すなわち、家庭用給湯器を経由したシャワーの温水入口と冷水入口との両方を供給する)。
HXDを通る第1流体流の適切な分配は、どのように熱交換導管が流体の動く本体の中に配置されるかに主として依存する。この配置は、HXDの全体的な効率の基本的な決定要因であり、異なる状況において、または異なる要件に応じて、種々の可能性が各々有利に示されうる。
接線方向に流れる逆流配置において熱交換のための高い表面積を維持するためには、フィンの付属物によるか、またはより効率的に流れを並列に一連の導管に分けるかによって、第2導管に熱交換のためのずっと大きい表面積が必要であろう。いずれかの修正は、第1流体媒体および第2流体媒体の両方にとって最も流体力学的に低い抗力の流れの配置であるので、さらなる複雑化なしに横断面形態の有利な代替をしようする機会をもたらし、熱伝導性導管中に多数の鋭い屈曲を作ることを避け、より小型または効率的なHXDのためにより高い熱交換表面と非熱交換表面の比を可能にするが、製作コストの著しい増加を招く可能性がある。しかしながら、最適な効率を維持するために、第2流体の流れの分配(ならびに第1流体に関して)も完全に釣り合うことを保証する手段が必要とされうる。第1流体流を備える第2導管の配列は、両媒体の減少した抗力による流れを容易にするが、層状の流れを促進し、回帰熱混合の利点を失う。
これらは、垂直軸の周りを同心円状に回旋する第2流体熱交換導管の配置であり、各々の連続するループが水平方向に隣接し、前のループの周りに巻いている。平行な逆流によく似た混成の流れの配置は、同じ平面に並ぶ2つ以上の導管を回旋させることによって形成することができる。このらせん状導管層は、完全に第1流体導管の中にはめ込まれ、ケーシング蓋および基部容器の上面側と底面側との間にはさまれ、伸展性のために対称的に配置される放射状突起によって決まった場所に保たれる。ケーシングは、遠心性または求心性のいずれかで、回旋状導管を横切ってその中心とその周辺の向こうとの間に、第1導管を伝導する。多くの形態の回旋が使用されうるが、より規則的でより対称的なものがより適当である。円形の形態が最適な効率を満たすのに最も単純で最も容易であるが、均一性からの逸脱が、ここで説明される他の特徴によって十分に埋め合わせられるとすれば、多角形または伸長した形状も適当である。
他の適切な形状は、垂直方向に押しつぶされた水平方向のらせんに由来する。ある配置において、上部および下部の平らにされた側は、わずかに斜めであり、側方の縁の曲線は、鋭く少々垂直方向に方向づけられている。
これらの本質的に2つの寸法の配置は、全ての水平方向の区間が共通の水平面を共有し、各々のループが非常に平らで同じ水平面の中に完全に伸びるように見える、完全に押しつぶされたらせん状配置のようである。これらの構成は、全体的に垂直方向の重なりがなく重ねることができるので、回旋状配置について説明したように、第1流体流が狭くなるにつれてパッキング配置の外のスペーシングが必要となる第1流体導管の先細りのまたは可変的な幅にうまく適合するが、水平方向に一直線に並んだせまい空間の六角形パッキングの配置を可能にするのみである。しかしながら、入れ子になった層をもつ垂直配列は、隣接する対の層から交互の端部において互いに橋をかける対の層によって、隣接する層が隣接する導管を越えて渡るのを可能にする、ループ端部における側方のよじれによって達成することができる。
押しつぶされたらせん状、やや平らにされたコイル状またはヘビ状の配置に関する主な難点は、熱伝導性配管において非常に鋭い屈曲が必要とされ、それが配管組織を過度に弱らせうるまたは時間、エネルギーおよび技術において相当な製作コストを発生させうることである。その上、これは乱流からの熱混合および伝熱を概して向上させるが、著しい圧力水頭の損失とともに第2流体流に対する著しく高い抗力が引き起こされうる。
最も効率的な、第2配管への伝熱のためには、流体が流れる量にかかわらず、第1流体中への完全な浸水によって得られる、第1流体への最大の曝露が必要であり、それは、水平面の下であるが、配管とラップの上部の垂直な屈曲として働くオーバーフローリムの上流の、水体の中の位置によって都合よく達成される。この水体用の空間を拡大すると、相当な熱交換のための十分な配管表面積を収容するだけでなく、排水流体の速度を遅くし、それがHXD配管の周りを通るときの流体力学的抗力の影響を最小化し、伝熱が起こる持続時間を延ばす。それは、また、HXD配管の上を/周りに流体をより薄く広げ、媒介流体の最小の障壁を通して、第1流体の全体からのより直接的な/媒介された伝熱を確保する。
受動的な流体から流体への熱交換器は可逆性であり、そこでは、この熱交換器は、一般的に両媒体の流れの全体的な方向が逆である場合に効率的に機能することができる。しかしながら、この応用において、排水の自然な排水流は、一方向性である重力に依存するので、熱交換器は、第1流体を一方向のみ(収束する/求心性にまたは広がる/遠心性に)‐代わりの選択肢も同様に実行可能であるが、種々の理由で我々が選択する方向に運ぶよう適合している。
さらに、アンダーフローリム[12または22]および下流のオーバーフローリム[13]の中間に密封した第1導管との組み合わせは、ガスを封じ込め、装置を通って上ってくる排水システムの悪臭の伝達を防ぐ配管トラップとして働きうる。
第1導管表面が側方に広く伸長するにつれて、その形態は、変形または歪みをより受けやすくなり、その構造は、圧縮耐性または外部の力もしくは上からの重量負荷に強固に耐える能力を失う。ひずみなく、第2導管の層を通してこのような重量負荷を伝え、第1流体の含有表面に関して正確な位置に重量負荷を保持し、第2流体導管の熱交換表面全体の周りを第1流体が通過するための適切な大きさの溝を維持するための構造的手段が必要である。
第2導管表面を通る最大伝熱を高めるために、排液が装置を通過する間に接触する任意の他の表面を通した熱の分散を防ぐことが必要である。プラスチックは、十分な断熱特性を備えているが、第1流体導管の全区間の外部表面の周りの断熱材料の追加的な層によって都合よく補われる。胞状のまたは拡大されたポリマー材料は、経済的でプラスチックケーシングとよく接着するだけでなく、高程度の剛性を与えられると、装置の構造的完全性および正確な形態安定性を維持するのに役立ち、それは非常に伸長したオーバーフロー周縁部の効率的性能にとって重要であろう。断熱材は、また、装置に平坦な表面の外部上塗りを与え、その上に着脱可能な断熱材の追加的なパネルを蓋の上に配置することができ、後日、もとの据え付けに対して最小限の破壊または修正で、より高い流量のために第2導管の追加的な層を組み込むための装置のアップグレードの可能な選択肢を残しておく。
コスト節減装置として、それは製造、据え付けおよび使用の全側面において最小限のコストを必ず負わなければならず、一般に費やされる標準的な状態および状況に可能な限り適応することが概して必要とされる。したがって、装置の作成には、銅管およびポリプロピレンプラスチックなどの、高価でなく、一般的に/従来用いられてきた、かつ容易に入手可能な適切な材料がより必要とされる。
製造、組み立て、メンテナンスおよび洗浄全ての容易さのため、HXDケーシングは、好ましくは2つの主な部品で構成されうる:それは、ポリプロピレンなどのプラスチックから作られるのが理想的であるが必ずしもそうではない、基部容器[2]および蓋[3]であり、一般的に排廃水管に使用されうる:すなわち、それは、ここで説明する形状への大規模生産に対して費用対効果があり、適切な特徴のよい組み合わせを備える:その特徴とは、家庭用温水温度における安定性とともに適度によい構造的強度ならびに剛性、生分解、微生物のコロニー形成および家庭で使用される溶液の化学薬品に対する耐性、低い摩擦および接着耐性のなめらかな表面上塗りを可能にすることである。これらの後者の特性を高めるため、内側表面は、テフロン(登録商標)コーティング[4]などの、より高い性能の内張りで処理することができる。
装置のケーシングの形態および構造的安定性は、第1流体導管の突起[6]と一直線に並んだ断熱層を通り抜ける、ケーシング外部のウェビングまたはウォーリングフィーチャー[25]によっても高められる。これらは、ケーシングの突起および床張り板を通して、重量負荷から基礎をなすコンクリート土台または構造的床下に伝えられる力を媒介し、装置の形態または完全性に影響を及ぼしうる応力を分散させる。これらは、射出成形の製造プロセスを容易にもする。
汚れを防ぎ、導管介在性通路を圧縮して排水流および伝熱を妨げる、またはより頻繁な洗浄を余儀なくするような導管表面を覆う付着物の進行性の蓄積を最小化するため、導管(ケーシングおよび管)は、銅およびPVCまたは適切な添加剤を含有するポリプロピレンプラスチックなどの標準的な配管材料について一般的に当てはまるような、抗真菌性‐抗菌性のなめらかな非接着性の低摩擦な表面をもつ材料から作られるべきである。この装置の効率的な作動にとってのこれらの特性の重要性は、特に非熱交換表面にとって(プラスチックは一般的に銅よりも流体流に対してより大きい表面抗力を誘導するので)、低摩擦または耐摩耗性の表面処理は、かなり有利であり費用の価値があるということである。
設計は、この配管のブリッジ区間(図3の一部区間に示すように)を装置周辺の接近できる位置に組み入れ、たとえ柔軟性をいくらか犠牲にしても、据え付けを著しく容易にすることができる。
本発明のいくつかの好ましい実施形態の特徴は、流体流が熱交換チャンバー1)に近づき、2)通り抜け、3)そこから出る際に、周囲の流体流のパターンに影響する、熱交換(管状)導管の熱伝導性表面の周りの流体流のより適当に釣り合いのとれた分配を誘導する/容易にする/促進することによって達成される、熱交換器の全体的な機能的効率性および有効性の向上である。
水平方向に広大な導管(または第1流体の本体)を横切る排流体の均一に分配された流れは、一貫した(同心円状のまたは並列の)配置で流れる第1流体の本体幅全体に及ぶ堰、リムまたはフィルターなどの特徴を横切って、同様に均一に分配される方法で、流体を、熱交換チャンバーの導管配置へ入り、そこから出るように誘導することによって自然に高められ、維持される。これは、隣接している導管の流体力学的流れの特徴を、HXチャンバーの中の均一な広い流れの分配の歪曲から隔離する。
同様に、第1導管の水平方向に広大な区間を横切る流れの均一な分配は、排流体が均一に分配される方法で同様に広い導管または入口開口部[16]を介して熱交換チャンバーに入る場合には、最初から維持されうる。一般的に、このむらのない流入状態は必ずしも自然に当てはまるわけではないので、それは、入口開口部で分散側溝[104]によって主として修正される、かつ/または熱交換表面の上流の第1導管の幅全体に沿って均等に分配されるフロー抵抗器によって多少弱められる/均等にされる。このような抵抗は、導管内のフィルター網、直交線網、穿孔した表面[108]、刻み目、狭窄もしくは垂直方向の屈曲(すなわち、アンダーフローリム)、またはこれらの組み合わせの形状をとることができる。
3.1 周辺の入口フィルター
言及するように、熱交換通路の中の排水流を妨害しうる付着物を捕捉するためのフィルター[20]は、重要な特徴であり、それは特に限られた大きさの場合には、実際的な便宜上、容器の形態をし、素早いかつ容易な洗浄のために取り外せるべきである。それは、入口開口部[16]に、またはその下に適当に配置され、伸長した(周辺の)入口開口部の中の穿孔した水平方向のチャネル[104]と合体させる、またはその中に適合させて、以下に説明するように排水の分配を促進することができる。HX表面上に蓄積しうるより微細な物質を捕捉し、ならびに均一な流れの分配を助けるための第2フィルターまたは特徴(沈殿物トラップ)によって補う場合には、フィルターのメッシュまたは穿孔の大きさは、頻繁に詰まって不便にならないように比較的粗くすることができる。
ある部分が他の部分よりも実質的に多くの廃水を収集する、広範に伸長した排水入口開口部において特に価値がある、入口開口部の縁に隣接して走るこれらのチャネルは、入口開口部の下の側面壁上または入口フィルター構成要素の内側でケーシング基部またはケーシング蓋の内部表面と合体することができる(図6および図9参照)。下で密度が段階的になりうる小さいまたは少ない穿孔を備えると、その結果として全体的な流れが増加し、表面の高さが上がるにつれて局所的な排水流に対する抗力が減少するので、これらの穿孔は入口開口部に沿った均一な流れおよび表面圧力水頭の釣り合いをとるのを助ける。
次の導管における即時の急激な方向変化によってより広範な区間の中で不意に始まる比較的加速した局所的な流体流を一時的に発生させる排水導管中の圧縮は、排媒体中に懸濁したより重い粒子を排流から分離し、全体的な流体流から分離した分離表面[103]上に集めるのを補助しうる。この特徴の有効性は、重力と垂直方向への一直線配列において最適化され、入口のアンダーフローリム[12]との合体を好む。この特徴は、より微細なメッシュのフィルターに対して、沈殿物が蓄積するにつれて全体的な排水流を次第に制限せず、それゆえ洗浄のための頻繁の介入を必要としないという利点を有する。
熱交換導管の中間水平面またはその近くに配置されたアンダーフローリム[12]はまた、最初[12]もしくは最後[22]のいずれかで、または両方で、熱交換第2導管の上部表面と下部表面との間の第1流体流の垂直方向の分配の釣り合いをとるのを補助する。後者の位置において、より低い水平面が、第1液体の最も冷たい層または区域の効率的な排水を確保すために熱調節装置として働く場合に有利となりうる。
4.1 オーバーフローリム
拡張によって浸水された導管を、適切な形態(すなわち、第2導管の構成に関して、対称的、規則的または一貫して配置された)の、第1導管の幅全体に沿った完全に平坦な水平方向のオーバーフローリムとして保つのに不可欠な堰またはオーバーフローリム[13]は、たとえ流入分配に局所的な変動が生じても、第1流体がHXDの通過を終える際に均一な流れを支持し、流線の適切な配向を保証する。
5.1 レイヤリング、組み合わせ、相殺およびスペーシング
第2導管の単一の層は最も経済的で容易に据え付けられる構成であり、ここではHXDのために許容される高さが第1の制約である。しかしながら、多数の層を通した第2流体流の分配は、たとえ第2流体流に対するいくらかの追加的な抗力という代償を払っても、必ずしも装置の高さを著しく増加させることなく、熱交換と抗力との比を著しく向上させる(熱交換表面と非熱交換表面との比を増加させることによって)という相当な利益をもたらす。実際、第2流体に対する抗力が問題ではない場合、伝導性管の壁の厚さはより小さい導管直径のために減らすことができるので、多数のレイヤリングは、実質的な余分の材料コストなしに、全体的な装置の高さを減らしさえする。
多数層配置において、管状導管の周りの介在性空間のより均一な分配は、それぞれ以下で言及する、押しつぶされたらせん状およびヘビ状の連続配置に対応する、垂直方向または水平方向のいずれかに一直線に並んだ六角形パッキング配置(図7参照)において、導管の交互の組み合わせ位置決めによって一般的によりよく達成されうる。垂直方向に一直線に並んだ配置の利点は、その全体的な水平方向の流れに対してわずかに大きな抗力に出会うが、それを全体的熱交換にとってより効率的にする、横断流中の排流体がより大きい割合の管の横断面円周に立ちむかう、より垂直方向に蛇行する均一な流れのパターンに従うよう必ず誘導されることである。この配向は、緊密にパッキングした配置においてより明らかで、より遅い流速においてより好都合または有利である。しかしながら、水平方向の配向は、横断流が導管層の間のより短い流線の比較的まっすぐな狭い通路に優先的に従うのを可能にし、そこでは各々の層(およびリブが存在する外側表面)のループの間の介在性流体が、遅くなるまたは沈滞する傾向がある。この配置は、より低い抗力またはより速い流速が必要なところにより適している。
第1導管の横断面の寸法が一定ではなく、変化するまたは先細りになる場合、流体力学的に釣り合いのとれた層の配置のために、第2流体導管の間の介在性スペーシングの一定の調整が必要である。1つの解決策は、第2流体導管層と支持突起との間に先細りの床張り板を挿入することであろう。しかしながら、これは第1導管の垂直方向に先細りの形状を強調し、もとの平らな水平方向の配置から、次の第2導管層およびケーシング蓋の傾斜または円錐形のゆがみを増加させることを要する。
より高いオーダーの多数層配置にとって特に価値があり、これは、回旋間(またはループ区間内)の溝を広くし、層が緊密にパッキングした端部で緊密な空間の垂直方向に一直線に並んだ六角形パッキング配置の中に重なることができるようにすることによって最適化されうる。この六角形パッキング配置は、次第に層を交互に傾斜させることによって分かれ、その結果として層はより深い流れの端部に向かって層対に収束し、ここで単一の層へと一体化して、ゆるい(幅広い空間の)垂直方向に一直線に並んだ六角形パッキング配置を支持する。対になった層の収束(図8中にも説明されている)は、一体化した端部の導管が組み合わせられない限りはほとんど利点をもたらさず、そのため層の交互の対はわずかに異なる連続したスペーシングを備える必要がある。したがって、2種類の収束する層対には2種類の回旋状らせんが必要とされる。
第1流体導管の形成および寸法決めは、流体が低い圧力水頭下で流れる、効率的な熱交換にとって有用である。一貫したかつ緩やかな流速および流体力学的抗力(覆われる熱交換表面積に関して)を維持するため、第1導管内および第2HX導管の周りの排流体の本体の垂直方向の厚さは、排流体の本体の幅に応じて、反比例の関係により、寸法を決められる。すなわち、流体の本体は、幅が全体的により狭くなるにつれて、その深さ/厚さが増加し、逆もまた同様である。この因子は、排水入口または出口収集チャネルが周辺をとりまく、回旋状配置について最も強調される。
銅管は、伝統的に配管に使用される最も一般的な標準的な材料の1つであり、合理的な費用で種々の管状形状で容易に入手可能であるという同じ理由のためだけではなく、導管が優れた熱コンダクタンスおよび形成のための延性を備えるために、第2流体導管の必要とされる重要な特徴は、銅管を好ましい選択肢にしている。
管状第2流体導管と関連するこの構成は、一般的に、第1導管の内側表面に沿って中間に並ぶ凹形表面を備えた平行な隆起[9]もしくはリブまたは深い溝の外観を与える。
任意の不均一な配管配置(図7/8に説明するような)に適用できる、わずかな流体力学的コストで全ての第2導管の熱交換表面積にわたる流れの均一な分配を確保する、または高めるための追加的な手段は、この所望の伝熱の最適な性能をもたらす、排流体の意図した自然な流線と一直線に並んだフィン[14]もしくはフェンシング、またはフローバリアを備えることであろう。
均一な流れを妨げ、熱交換を抑制しうるHXD蓋[3]の下で捕捉される空気または気泡の存在を避けるため、通気孔[53]を、蓋[3]の中のリブ[9]の間の各々の管の深い溝または縦方向の空洞が突起[6]と出会うところに配置することができる。これらの通気孔[53]は、次いで、配管トラップのガスシールと同じ側で外部空気環境へ広がる、放射状の隆起[25]に沿ったその内側のダクト[54]につながる。これらの通気孔[53]は、据え付けまたは洗浄後に最初にHXDをパッキングする際に、圧力を軽減し、空気を伝導するのに役立つだけであるので、非常に小さくてよい。この要件は、代わりに、蓋の波状の内部表面を横切るまっすぐなわずかに傾斜したルーフを備える狭いカッティングによって満たされうる。これらのカッティングに放射状に沿った第1流体流を最小化するため、これらのカッティングを分離させ、ねじれさせることができ、これらのチャネルまたは通気孔を経由する空気の排出を容易にするため、これらのカッティングを、隣接する放射状のチャネルまたは通気孔に向かって途中まで導管リブ/溝彫りに平行に走る分岐した先細りの/傾斜した溝に接続することができる。
11.伸長性
2つ以上の層の導管が使用されるところにおいて、上および下の突起[6]と一直線に並んだ同じように成形された床張り板[7]の挿入は、導管に橋をかけ、導管層の間での導管の働きを拡大する。
13.1 排水孔バルブおよび機構
HXDケーシングは、シャワーパンまたは排水開口部カバーの上に立っている人の足下重量または力による機構を通して作動する、第2流体熱交換導管と連続するバルブを収容するよう有利に適合している。これは、この装置の実施を奨励するまたはさらに正当化しうる節水利便性の特徴だけではなく、第2流体導管および備品を通した高い水供給圧力を軽減するのに役立ちうる。第2流体導管配置は、メンテナンスおよび混成分割配置(挿入された異なる材料からなる)のために分解することができる、いくつかの非耐久性の空間を解決する管コネクターからなり、それらは、全て、漏れの可能性を許さない限られた圧力耐性をもつ。その上、これらの導管配置によって一般的に及ぼされる第2流体流への実質的な流体的抗力および結果として生じる操作上の圧力降下は、入ってくる圧力水頭を従来の家庭用配管システムにとっての標準よりも高い水準へ上げるのに好都合でさえある。この装置は、国の配管基準に従って、その標準的な使用の耐用年数の間に漏れが起こらないことを保証するよう安全に設計されなければならない。このようなバルブのHXD中の熱交換配置の上流への組み込みは、長いスタンバイ期間中および使用中の両方において、第2導管システム中の水力圧を急激に下げるのに役立ちうる。
本発明の特徴のほとんどは、HXDの高さを最小限まで下げるのに役立つが、場合によって、排水開口部の高さおよび水平面を上げる必要がありうる。
これは、以下のことに役立つ:排水の水頭および全体流量を上げること;
排水開口部の位置および/または形態を、HXDのそれから、例えば好ましいバスルームセラミクスの様式によって、据え付けする人の個々の要件により適切なものへ再配置すること;
1つの排水ポイントから拡大したHXD入口開口部へ、排流体の適切な分配を高めること;また、
このような拡張は、また、保護的なフィルター構成要素を収容する必要があり、好ましくはよく断熱され、流れを制限せず、HXDおよびシャワーボウル、バスルームセラミクスまたは備品の全体的な上塗りへの防水接続を容易にしなければならない。
シャワーボウルの下に据え付けられている間のHXDの全体的な利点は、並列な配管構成で、サニタリーフィーチャーの近くまで拡張することができ、それによりボウルまたはビデの近くから排水がシャワーボウルの下で排水入口通路上のアタッチメントポイント[105]を通してHXDの中へ伝導される。
排水またはメンテナンス目的のために流体の排出を容易にするため、一方側/端でよく密封された防水プラグを供える直接的な排水開口部またはバイパス導管がケーシング基部において特徴とされ、それにより排水が熱交換導管を通過することなく直接排出されることが可能になる。
他のバイパスを氾濫させる危険性を減らすための予防の特徴は、流出容器[23]の水が存在する部分と、入口開口部の近くの入口導管の高い平面にある外部に位置するシャワーボウルオーバーフロー排水開口部または孔との有効に特徴づけられた接続でありえる。あるいは、配管スタブまたはアタッチメント[56]などの排水導管アタッチメント備品が、収集チャネルケーシング[23]の区間の周りに外側に特徴づけられ、それは任意で内側に穿孔されて、独立したまたは遠い排水ポイント/入口開口部の実施に用いられる。
このユニットは、コンクリートの土台に最も適当に据え付けられセットされ、もし好ましい場合には蓋[3]を覆う層とともに据え付けられセットされる。ケーシングは、正確に水平方向に平坦に据え付けられる必要があるので、蓋と基部との間の周辺接合部(図1〜図4)は、シャワーボウルのための土台として表面コンクリートを平らにするための縁を提供し、蓋を周囲のコンクリートから独立した状態にし、メンテナンスおよび洗浄のために取り外してきるようにしておく。
このHXDは、本質的に、第1流体が流れる包囲ケーシング(1)の中に含まれる、第2流体が流れるループ状配置の熱伝導性導管から構成される。
同様に、しかしそれほど重要ではないが、排水孔[55]またはチャネルは、基部の各々の管の深い溝のより低い端部に配置され、そこでは、それを反対側の一列に並んだ深い溝あるいはより低い平面をもつ隆起[9]を横切る隣接した深い溝のいずれかと接続させる放射状突起[6]と出会う。これにより、より完全なその場での洗浄が必要とされる排出除去産物の排出および効率的な水洗が容易になる。
現在、使用、製造または市場供給されているシャワーセラミックス/ボウルとの互換性は、余剰を最小化し、自由な市場選択を損なわず、装置の広範な採用を促進する。多くの様式、形態、形状および大きさのシャワーパンは、排水出口のために種々の位置で使用され、市場に出されており、ここで開示している本発明の原理を適用することによって、各々の例における最適な効率のために種々の設計のHXD装置を要する。当然、製造コストまたは熱交換効率の点から、ある設計または配置が他のものに対して有利であることもあり、最適な性能は、促進された整備およびバルブ作動への便利なアクセスを備えた、より適合した排水開口部を備えるシャワーボウルのカスタム設計と組み合わせて達成される。
この装置の実施は、家庭用給湯器が単一の(熱再利用)シャワーを供給し、もっぱらシャワーの熱交換器を経由して水を供給させるところで完全に示される。シャワーがその専用の給湯器とともに独立して据え付けられる場合、ユニットはHXDの中のバルブによって好都合に作動され、HXDの中に組み込まれた機構を通して足または体重により操作されうる。
それはまた、温度が標準に予め調節されている[図7]、スポーツ施設の更衣室などの、1点に集中した給湯器を備える多数のシャワーの小さな据え付けに適している。HXDチュービングコイルは、より大きな直径となる必要があるが、熱交換の集団的な効率は原理においては同様であろう。他のあまり平凡でない構成は、HXDを通る流量の釣り合いおよび、全ての湯出口から給湯器へ新鮮な熱回収水を供給する追加的な水の配管の回路から得られる利点に依存するので、効率的な作動のために連結したおよび/または水圧で作動するバルブを要する。
上記のような応用のための、本発明の利用に適したよい配管配置は、特に、温度自動調節で調節される混合栓およびよい保温材を備えるおよび/またはよい断熱材から作られる水配管の使用から利益を得る。
1’ 中心
2 HXDケーシング基部
2’ 頂点
3 HXDケーシング蓋
3a 内側の熱交換器チャンバー
3a’ リム
3b 溝
3a’’ 下部蓋構成要素
3b’’ 上部蓋構成要素
3c 断熱層
3’’’ 上部表面
3’’’’ 上部蓋表面
4 低摩擦‐接着内張り
5 より高い流圧の熱媒体(一般的には新鮮な/冷たい水)を伝導する管
5a 凸形部分
5b 凹形部分
5c ポイント
5d 入口アタッチメント
5e 出口アタッチメント
5f ケーシングの中心
5g 周辺
5h、5i 六角レンチスロット
5j、5k 垂直方向に折り返された端部
5L 空洞
5’’ 最後の導管区間
5’’’’ ループ曲線
6 放射状リブ
7 放射状床張り板
8 並列配列を安定させるフィーチャー
9 凹形隆起
10 ケーシング中心(回転の中心)
11 より低い流圧の熱媒体の流れを流す間隙
12 アンダーフローリム(HXDの上流)
13 オーバーフローリム(HXDの下流)
14 フローフィン
15 フローフェンシング
16 収集導管
16’ 排水表面
16’’ 下部端部
17 挿入‐保持または空気シーリングリップ
18 ガスケット
19 アンダーフローリム延長
20 フィルター
20a 空間
20b 管状入口区間
21 排水孔カバー
21a 穿孔した壁
22 アンダーフローリム
22a 傾斜したリム
23 廃水収集チャネルまたは容器
24 廃水または第1流体熱媒体用の外部に接続された出口
25 重量を移す構造的段
26 断熱材
27 新鮮な水または第1流体の入口用の配管接続
27a、28a 蓋の中の導管
27b、28b アタッチメントポイント
28 温められた新鮮な水/第1流体の出口用の配管接続
29 水密封装置
30 排水孔カバー位置保持ばね
31 排水孔カバーロッド
32 フィルター保持ロッド案内構造
33 ローラー
34 支持押レバー
35 バルブ開口押レバー
36 バルブ開口ロッド
36a 円形ノッチ
36b ハウジング
37 フローストッパーボール
38 管コネクター用配管接続
39 バルブ状態保持ばね
40 防水シーリングリング
41 セラミックの水を分散する円形フロアプレート
42 セラミックの尻リブ
43 圧縮性ゴム製固定ストリップ
44 セラミックのオーバーハンギングリップ
45 周辺の廃水収集用のセラミックボウル周辺
46 引張弦
47 弦の取り付けおよび引っ張りのためのU形装置
48 バルブ開口ケーブル
49 水平滑車
50 ケーブル伝導開口部
51 垂直滑車
52 バルブ作動引レバー
53 通気孔
54 エアダクト
55 排水孔
56 直接排水バイパス導管
57 排水バイパスプラグ
58 周辺流垂直平衡装置リム
59 セメント分割スカーティング
60 温度自動調節バルブ
61 良断熱管
62 自閉式押ボタンバルブ
100’ コーナーシャワーパン
101 圧力を加えられた冷たい新鮮な水の供給装置
102 温かい新鮮な水の出口
103 沈殿物収集表面
104 排水入口分散側溝
105 補助入口開口部
106 代替の廃水出口
107 ねじ締め孔
108 流れを分配する穿孔した表面(代替の入口開口部?)
109 空気を密封する水のブリッジ
110
111 代替の排流体収集表面
111’ スラット
111’’ 横木
210 排水オーバーフロー入口
211 ローラーホイール
212 旋回アーム
213 プッシュポイント
214 ばね
215 保護されたピストンヘッド
216 モーター
217 ドラム‐シリンダー型ファン
218 ファンの羽根
219 天井/壁表面
220 加熱要素を備えた熱媒介流体リザーバー
221 テーブル上部
222 層状の空気伝導スリーブ
223 流体循環ポンプ
400 プラットホーム
402 強固な表面
404 バルブ作動機構
406 リム
408 プッシュポイント
410 チェックバルブ
412 ケーブル
414 レバー/ピボット
416 ホイール/ローラー
418 ロッド
420 引張ばね
422 ピストン
500 機構
502 管(複数)
504 管
505 ブラッダー
507 プッシュプレート
600 機構
602 ロッド
604 ホイール/ローラー
606 ばね
608 ゴム製ヘッド
700 ピボット縁
800 キャップ
802 ロックナット
804 ばね
806 ロッド
808 ホイール
810 シール
812 レバー
814 ピボット
816 ピン
818 調節装置
820 ワッシャー
822 刻み目
Claims (60)
- 入口から出口までの第1流体の流れのために配置された第1流導管と、入口から出口までの第2流体流の流れのために配置された第2流導管とを備え、
前記第2流導管は、前記第1流導管中の流体と前記第2流導管中の流体との間の伝熱のための熱伝導性があり、
前記第1流導管を通過する流れのための流路は、主な割合の前記第2流導管の配列方向を実質的に横切り、また、
前記第1および第2流導管は、全体的に逆流熱交換のために配置され、
前記第1流導管は、それに沿って広がり、その入口と出口との間に位置する少なくとも1つの内部壁を備える通路を備え、
前記通路は、前記第1流導管を通って流れる流体の流前線を横方向に横切る均一な全体の厚さを有する流体層に係る流れのために形成される、熱交換器であって、
前記第1流導管内の流体と接触するように配置される前記第1および第2流導管の表面は、
前記第1流導管を通る流路に沿って移動する際、前記第1導管を通る層の流れのための利用可能な全開口領域の高さが、前記流れの利用可能な開口領域の横断面積における実質的な変化を軽減するために、前記流れの利用可能な開口領域の幅に反比例し、かつ、
前記横断面積が、全周辺長における実質的な変化を軽減するために、前記開口領域の全周辺長に比例するように形成される、ことを特徴とする熱交換器。 - 入口から出口までの第1流体の流れのために配置された第1流導管と、入口から出口までの第2流体の流れのために配置された第2流導管とを備え、
前記第2流導管は、逆流熱交換のために前記第1流導管の中に配置され、
前記第2流導管は、実質的にまたは主として前記第1流導管の中に含まれる前記第1流導管中の流体と前記第2流導管中の流体との間の伝熱のための熱伝導性があり、
前記第1流導管を通過する流れのための流路は、隣接する(または周囲の/含有する)前記第1流導管に対して、実質的にまたは主として横方向または斜めの逆流方向であり、
前記第1流導管は、それに沿って広がり、その入口と出口との間に位置する少なくとも1つの内部壁を備える通路を備え、
前記内部壁は、その中に、前記第2流導管の実質的な一部分に隣接し、そこから空間を空けて広がり、かつ、形態が対応する構造を含む、ことを特徴とする熱交換器。 - 前記通路は、それを通る単一通過の流体の層の流れのために形成されることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記装置は、その水平方向の寸法よりも小さい垂直方向の寸法を有し、
前記第1流導管は、それを通る単一通過の重力下の廃水の流れのために配置され、
前記第2流導管は、新鮮な水の流れのために配置され、かつ、前記第1流導管中の廃水の中に沈められるように配置され、
前記第1および第2流導管は、前記第2流導管を通る新鮮な水の流れに対して、交差流配置および全体的に逆流配置の前記第1流導管中の廃水の流れのために形成され、
オーバーフロー出口は、前記第2流導管よりも高くかつ下流の位置の前記第1流導管中に提供され、
前記流導管への入口は、より大きい圧力水頭を持つように前記オーバーフローの高さよりも上に配置され、
新鮮な水と廃水との間の熱交換のために配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。 - 水平方向の寸法よりも小さい垂直方向の寸法を有し、単一通過の重力下の廃水の流れのために配置された第1流導管を備える、新鮮な水と廃水との間の熱交換のための熱交換器であって、
前記第1流導管は、前記新鮮な水の流れのために配置された少なくとも1つの熱伝導性を有する第2流導管を囲み、
前記第2流導管は、前記第1流導管中の廃水の中に沈められるように配置され、前記新鮮な水が前記廃水と熱交換の関係にあり、
前記第1および第2流導管は、前記第2流導管を通る新鮮な水の流れに対して、交差流配置および全体的に逆流配置の前記第1流導管中の廃水の流れのために形成され、前記第2流導管(単数/複数)よりも高くかつ下流に配置される前記第1導管中のオーバーフロー出口と、より大きい圧力水頭を持つように前記オーバーフローの高さよりも上の高さに配置される前記第1流導管への入口とを有する特徴とする熱交換器。 - 前記第1流導管は、少なくとも前記第2流導管の一部分に隣接し空間を空けて広がる凹形構造を含む全体的に連続的な内部壁を備えることを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記構造は、凹形チャネルを備え、前記第2流導管の前記少なくとも一部分が前記第1流導管を通る流れの方向と実質的に垂直の方向に広がることを特徴とする請求項2〜4、または請求項6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第2流導管は、複数の全体的に平行な導管区間を含み、前記第1流導管を横切って広がるチャネルの形状をしており、各々が前記流導管区間に隣接し、空間を空けている、複数の前記構造を含むことを特徴とする請求項2〜4、請求項6または7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記各々の構造は、前記流導管区間の隣接する部分の横断面に対応する横断面を備え、その間に実質的に一定の幅の間隙をもたらすことを特徴とする請求項2〜4、請求項6〜8のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1流導管は、互いに離れて空間を空けた全体的に平行な上部壁および下部壁を含み、
前記上部表面および下部表面の各々は、その中に形成される複数の前記構造を有し、かつ、前記第2流導管の複数の区間は、前記上部表面と前記下部表面との間に配置されることを特徴とする請求項2〜4、請求項6〜9のいずれか1項に記載の装置。 - 前記第2流導管は、前記第1流導管の内部に配置された流導管区間の複数の層を含み、
前記第1流導管を通る流路は、前記流導管区間を実質的に横断して、前記層の間を通るように配置されることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の装置。 - 前記複数の層は、互いに重なることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記第1流導管の内部に全体的に平行な列をなして配置された複数の前記第2流導管の区間を含み、
前記第1流導管を通る流路は、順次前記列を通るように前記列が配置されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の装置。 - 前記列は、前記第1流導管を通る流路中の下流の位置において、その中の上流の位置よりも密接して間を空けられていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記第2流導管は、
(a)菱形と;
(b)楕円形と;
(c)魚鱗形、すなわち、その周辺の大部分の周りに広がる第1の凸形円形部分を有し、それが2つの対称な凸形部分に溶け込み、前記凸形部分が1点で出会う形と、
からなる群から選択される横断面を有するその少なくとも一部分を含むことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の装置。 - 前記第2流導管は、前記第1流導管を通るヘビ状通路を備え、前記第2流導管の隣接する全体的に平行な区間が反対方向にそこを通る流れのために配置されていることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第2流導管は、離れた端部ブロックの中に取り付けられる複数の全体的に直線状の管区間を含み、
前記端部ブロックは、その中に流れを逆転させる端部チャネルを含むことを特徴とする請求項16に記載の装置。 - 前記第2流導管を支持するために、前記第1流導管の内部に、隆起または突起などの少なくとも1つの支持部材を含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1流導管を通過する流れを案内するために、前記第1流導管の内部に位置する、フローフェンスまたはフィンの少なくとも1つのフローガイドを含むことを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の装置。
- 通過する流体の全体的に水平方向の流れのために、全体的に水平方向に配置された前記第1流導管を備える位置のために配置されることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1流導管は、その出口に出口流調節装置が提供されることを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 前記出口流調節装置は、前記第2流導管の上部表面よりも高いことを特徴とする請求項21に記載の装置。
- 前記第1流導管は、その入口に入口流調節装置を含むことを特徴とする請求項20〜22のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1流導管のガスシーリング配管トラップとして働くように配置されたアンダーフローリムを含むことを特徴とする請求項20〜23のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの前記調節装置は、細長い堰を備えることを特徴とする請求項21〜24のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの前記調節装置は、細長く、直線状であることを特徴とする請求項21〜25のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの前記調節装置は、前記第1流導管の周辺の少なくとも一部に沿って広がることを特徴とする請求項21〜26のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの前記調節装置は、一連のフロー開口部または刻み目を含むことを特徴とする請求項21〜27のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1流導管への入口にフィルターを含むことを特徴とする請求項1〜28のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1流導管を通過して前記第2流導管を通り過ぎるように流体を動かすためのプロパルサーを含むことを特徴とする請求項1〜29のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1および第2流導管の配置は、前記第1流導管を通る流路が隣接する前記第1流導管の前記内部壁である前記第2流導管の区間と合い対するときに、前記第1流導管の隣接する表面に開口する横断面積の損失を軽減するように第2流導管の前記区間から離れてへこんでいることを特徴とする請求項1〜30のいずれか1項に記載の装置。
- 入口から出口までの第1流体の流れのために配置された第1流導管と、入口から出口までの第2流体の流れのために配置された第2流導管とを備え、前記第2流導管は、前記第1流導管中の流体と前記第2流導管中の流体との間の伝熱のための熱伝導性があり、前記第1流導管を通過する流れのための流路は、少なくとも前記第2流導管の1区間の配列の方向を横切っており、前記第1流導管は、それに沿って広がり、その入口と出口との間に位置する少なくとも1つの内部壁を備える通路を備え、前記通路は、それを通過する流体の層の流れのために形成される熱交換器であって、
前記第1および第2流導管が、前記第1流導管を通る流路が隣接する前記第1流導管の前記内部壁である前記第2流導管の区間と合い対するときに、前記第1流導管の隣接する表面に開口する横断面積の減少を軽減するように第2流導管の前記区間から離れてへこんでいる構成を備え、組み立てられることを特徴とする熱交換器。 - 前記第2流導管を通過するシャワーヘッドまで水の流れを制御するための一体型バルブを含むことを特徴とする請求項1〜32のいずれか1項に記載の装置。
- 前記バルブは、離れて作動可能であり、かつ/または他のバルブを離れて作動させるように配置されることを特徴とする請求項33に記載の装置。
- (a)流れの最小幅、および(b)前記第1流導管を通る流れが完全に進む距離は、それぞれ前記通路の高さの少なくとも2倍であることを特徴とする請求項1〜34のいずれか1項に記載の装置。
- 第1流導管と、その中の流体間の熱交換のために少なくとも一部分が前記第1流導管の中に配置される熱伝導性を有する第2流導管とを含む熱交換器であって、
前記熱交換器を通過する流体の通過を作動させるために配置されたバルブを有することを特徴とする熱交換器。 - 前記装置を通過する流れを作動させるための足で作動するバルブを含むことを特徴とする請求項1〜36のいずれか1項に記載の装置。
- 前記装置を通過する流れを作動させるための体重で作動するバルブを含むことを特徴とする請求項1〜37のいずれか1項に記載の装置。
- 人の重量を支持するために配置されるプラットホームを含み、
前記プラットホームは、前記バルブを作動させるための作動システムによって前記バルブと連結されていることを特徴とする請求項38に記載の装置。 - 前記作動システムは、機械的結合を含むことを特徴とする請求項39に記載の装置。
- 前記機械的結合は、前記プラットホームの少なくとも一部の垂直配列を制限するためのストップに提供されることを特徴とする請求項40に記載の装置。
- 前記プラットホームの一部は、前記バルブのために作動部材を動かすように配置された下部作動表面を含むことを特徴とする請求項41に記載の装置。
- ひもや鎖の細長い作動部材が、前記バルブから離れた前記プラットホームの一部分の運動に応じて前記バルブを離れて操作するために提供されることを特徴とする請求項41または42に記載の装置。
- シャワートレー、および請求項1〜43のいずれかに記載の熱交換器を含むシャワーシステムであって、
前記第2流導管は、前記システムのシャワーヘッドまでの流れを提供するためのものであり、
前記第1流導管は、前記システムのシャワートレーの下流にある、ことを特徴とするシャワーシステム。 - 熱交換器は、前記シャワートレーの下に配置されることを特徴とする請求項44に記載のシャワーシステム。
- 前記シャワートレーは、前記熱交換器のための蓋を形成し、流体を前記第1流導管の中へ排出させるように配置された排水管を含むことを特徴とする請求項44または45に記載のシャワーシステム。
- 前記熱交換器は、下部ケーシング基部を含み、
前記第1および第2流導管は、前記蓋と下部ケーシング基部との間に囲まれていることを特徴とする請求項46に記載のシャワーシステム。 - 前記熱交換器は、前記シャワートレーの上部に配置されていることを特徴とする請求項44〜47のいずれか1項に記載のシャワーシステム。
- 前記第2流導管は、溶接されていない単一の管状構成要素であることを特徴とする請求項1〜48のいずれかに記載の装置。
- 使用時に、前記第2流導管が前記第1流導管中の流体に実質的にまたは完全に囲まれており、接触していることを特徴とする請求項1〜49のいずれか1項に記載の装置。
- 主に手動の組み立ておよび分解を可能にする基部および蓋という少なくとも2つの主要な構成要素のプラスチックケーシングであることを特徴とする請求項1〜50のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第2流導管は、前記第1流導管の流れの線に斜めに、かつ逆流に走る第2流導管区間の連続的な一連の同様に配向され/形成された区間を備えることを特徴とする請求項1〜51のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第2流導管は、銅、銅合金または真鍮から作られていることを特徴とする請求項1〜52のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第2流導管は、部分的にプラスチックから作られていることを特徴とする請求項53に記載の装置。
- 入口から出口までの第1流体の流れのために配置された第1流導管と、入口から出口までの第2流体の流れのために配置された第2流導管とを備え、前記第2流導管は、前記第1流導管中の流体と前記第2流導管中の流体との間の伝熱のための熱伝導性があり、前記第1流導管を通過する流れのための流路は、少なくとも前記第2流導管の1区間の配列の方向を横切っており、前記第1流導管は、それに沿って広がり、その入口と出口との間に位置する少なくとも1つの内部壁を備える通路を備え、前記通路は、それを通過する流体の層の流れのために形成される熱交換器であって、
前記第1流導管および前記第2流導管は、前記第1流導管を通過する流れまたは流線の実質的に全線の長さを、実質的に等しくさせる構成を与えられることを特徴とする熱交換器。 - 入口から出口までの第1流体の流れのために配置された第1流導管と、入口から出口までの第2流体の流れのために配置された第2流導管とを備え、前記第2流導管は、前記第1流導管中の流体と前記第2流導管中の流体との間の伝熱のための熱伝導性があり、前記第1流導管を通過する流れのための流路は、少なくとも前記第2流導管の1区間の配列の方向を横切っており、前記第1流導管は、それに沿って広がり、その入口と出口との間に位置する少なくとも1つの内部壁を備える通路を備える熱交換器であって、
前記第1および第2流導管は、以下の2つの関係:
(1)前記第1流導管を通る流路の幅が前記第1流導管を通る距離とともに減少/増加する場合、確かに(a)前記第1流導管を通る開口した流面積の高さが、前記流面積の減少/増加を軽減するように増加/減少し、(b)前記流れを横切って広がる前記第2流導管の区間の間のスペーシングが、前記流路に沿った単位長さ当たりの流れが合い対する前記第1および第2流導管の表面積を低下/上昇させるように増加/減少し;かつ
(2)前記第1流導管の内部の閉口した流面積の高さが実質的に増加する場合、前記第1流導管を通る流路が隣接する前記第1流導管の前記内部壁である前記第2流導管の区間に合い対するときに、前記第1流導管の隣接する表面が開口した横断面積の減少を軽減するように第2流導管の前記区間から離れてへこんでいる、
という関係を満たすような構成を備え、組み立てられることを特徴とする熱交換器。 - 前記第1流導管を通る流路の幅は、前記第1流導管を通る距離とともに減少または増加することを特徴とする請求項56に記載の装置。
- 前記第1流導管を通る流路は、前記第2流導管の区間に合い対するときに、前記第1流導管の内部の閉口した流面積の高さが実質的に増加することを特徴とする請求項56または57に記載の装置。
- 入口から出口までの第1流体の流れのために配置された第1流導管と、入口から出口までの第2流体の流れのために配置された第2流導管とを備え、前記第2流導管は、前記第1流導管中の流体と前記第2流導管中の流体との間の伝熱のための熱伝導性があり、前記第1流導管を通過する流れのための流路は、少なくとも前記第2流導管の1区間の配列の方向を横切っており、前記第1流導管は、それに沿って広がり、その入口と出口との間に位置する少なくとも1つの内部壁を備える通路を備え、前記通路は、それを通過する流体の層の流れのために形成される熱交換器であって、
前記第1および第2流導管は、以下の関係:
(1)前記第1流導管を通る流路の幅が前記第1流導管を通る距離とともに減少/増加する場合、確かに(a)前記第1流導管を通る開口した流面積の高さが、前記流面積の減少/増加を軽減するように増加/減少し、かつ/または(b)前記流れを横切って広がる前記第2流導管の区間の間のスペーシングが、前記流路に沿った単位長さ当たりの流れが合い対する前記第1および第2流導管の表面積を低下/上昇させるように増加/減少する、
という関係を満たすような構成を備え、組み立てられることを特徴とする熱交換器。 - 入口から出口までの第1流体の流れのために配置された第1流導管と、入口から出口までの第2流体の流れのために配置された第2流導管とを備え、前記第2流導管は、逆流熱交換のために前記第1流導管の中に配置され、前記第2流導管は、前記第1流導管中の流体と前記第2流導管中の流体との間の伝熱のための熱伝導性があり、前記第1流導管を通過する流れのための流路は、主な割合の前記第2流導管を横切るまたは実質的に横断しており、前記第1流導管は、それに沿って広がり、その入口と出口との間に位置する少なくとも1つの内部壁を備える通路を備え、前記内部壁は、その中に、前記第2流導管の少なくとも一部分または実質的な一部分に隣接し、そこから空間を空けて広がり、かつ形態が対応する構造を含むことを特徴とする熱交換器。
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