熱交換器

专利摘要:
シャワー廃水から熱を回収するためなどに使用される熱交換器（１）は、第１流導管および第２流導管（５）を含有する筐体を形成するケーシング基部（２）および蓋（３）を含み、第２流導管は、新鮮な水の供給のためにあり、第１流導管の中に配置され、第２流導管は、第１流導管を通るヘビ状通路中の流導管区間を備え、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、第２流導管は、第１流導管を通る流方向を全体的に横断して構成された細長い区間を備え、第１流導管は、第２流導管を第１流導管の中に浸しておくためにその入口および出口に調節装置を備え、装置は、第１流導管を通過する新鮮な水の供給を作動させるための足または体重によって作動する作動バルブを提供する。
公开号:JP2011511920A
申请号:JP2010545511
申请日:2009-02-13
公开日:2011-04-14
发明作者:ギルバート，パトリック
申请人:ギルバート，パトリック；
IPC主号:F28D7-10

专利说明:

[0001] 本発明は、シャワーを含む配管システムとともに使用するための熱交換器を含む、熱交換器に関する。また、本発明は、以下に示すように、空調および冷却の目的に用いられる熱交換に関する。]
背景技術

[0002] 製造、または、使用に係る経済的な利益を上回る業務に対する高コストを必ずしも招くことなく、ある寸法内の著しく限定された体積空間に収容され、ある熱媒流体の操作上の貫流に対して最小の抵抗で済むような、流体式熱交換器に使用する高効率な流体の必要性がある。また、特に比較的寒い環境下における、（家庭内または施設の状況のいずれかおける）温水シャワーの排水中の廃熱エネルギーの回収の必要性もある。]
[0003] 以後、理解しやすくするために、文脈中にて適用する各熱交換器に関しては、「熱交換器」を示す略語ＨＸＤを使用する。]
[0004] この熱を再利用するという発想は、費用対効果が良く、商業的に実行可能な達成手段が見つけにくいものの、以前から存在する。]
[0005] 浪費された家庭用エネルギーの相当量が回収されていないが、商業流通およびあらゆる範囲への導入にとって魅力があり、個々の導入に係る労力を財政的に正当化するように十分に経済的となる、適切、かつ、効率的な熱交換器が製造されるように、特に一連の原理および効率的な装置に対する総合的な要求がある。より詳細な製造設計の要求に係る費用的な実現可能性に応じて、この装置の実施形態に含まれる変更点は、装置の応用の柔軟性および互換性を広げ、消費者およびより広い商業市場のより多様なニーズを満たしうる。]
[0006] この目的に関しては、実際のところ、現実の実施には不明瞭で扱いにくさが残っているので、熱流動原理に従って種々の装置が着想されている。この状況において、重い組み立て費用と、装置の導入に係る労力に妨げられ、熱エネルギー保存の利益は、一般的に取り入れないままである。]
[0007] いくつかの先行技術の設計は、反対の大まかな方向に流れるより冷たい第２の流体の管状導管と接触した、長い、または蛇行状の排水流路を特徴とする（例えば、Ｃｏｗｌｉｎ：ＵＳ３３６１１９４Ａ１、０２／０１／１９６８；Ｏｈｅ：ＤＥ２５０２３５１Ａ１、２９／０７／１９７６；Ｗｉｌｓｏｎ：ＵＳ４２９１４２３Ａ１、２９／０９／１９８１；Ｃａｒｄｏｎｅ：ＵＳ４３０４２９２Ａ１、０８／１２／１９８１；Ｚｉｎｋ：ＤＥ３３１９６３８Ａ１、２２／１２／１９８３；Ｂａｕａｋａｄｅｍｉｅ：ＤＥ３９２３５１１Ａ１、０１／０２／１９９０；Ｋａｎｔｎｅｒ：ＤＥ３９１９５４３Ａ１、２０／１２／１９９０；Ｊａｃｋｓｏｎ：ＧＢ２２９５６６６Ａ、０５／０６／１９９６；Ｍｉｌｌｅｒ：ＤＥ１９６０８４０４Ａ１、０７／０５／１９９７；Ｄａｓｃｈｎｅｒ：ＤＥ１９７２３１４８Ａ１、１０／１２／１９９８；Ｐｒｉｔｃｈａｒｄ：３１４９８３（ＮＺ）、０９／０３／２０００；Ｓｃｈｉｌｌｅｒ：ＧＢ２３７６５１７Ａ、１８／１２／２００２；Ｎｅｗｌａｎｄｓ：ＡＵ２００４２１２５４９Ａ１、０７／０４／２００５；Ｔａｉｙａｎｇ：ＣＮ２７０２２６１ＹＹ、２５／０５／２００５；Ｒｕｔｈｅｒｆｏｌｄ：ＧＢ２４２０９７３Ａ、１４／０６／２００６；Ｍａｓｏｎ：ＷＯ２００６０４５１５３Ａ１、０４／０５／２００６）。長い導管の内張りおよび鋭い屈曲が、シャワーパンの下でそれ自身の重量の限られた圧力水頭下で流れる排水への実質的な抗力をもたらす。十分な排水流量を可能にするため、伝熱表面を通した第２媒体との接触面積は、排水と新鮮な水との間に適度に低い温度差があるとすれば、一般的に要求されるような満足する水準の熱交換効率にとって不十分でもよい。しかしながら、より大きい割合の表面積を有する非管状熱交換表面を備える設計（例えば、Ｂｅｒｇ：ＵＳ４３００２４７Ａ１、１７／１１／１９８１；Ｃｅｄｅｒｆｅｒｍ：ＳＥ５２６０６１Ｃ２、２８／０６／２００５；ＭｃＧｒｅｇｏｒ：ＷＯ２００６０４１３２０Ａ１、２０／０４／２００６）は、不都合なことに相当な高さを要する傾向があり、精巧な構造となる。]
[0008] さらなる先行技術が、Ｓｃｈｏｌｔｚ：ＤＥ２５３８１６８Ａ１、１０：０３／１９７７；Ｍｅｓｈｕｌａｍ：ＥＰ０２７５２３７Ａ２、２０／０７／１９８８；Ｖｉｓｓｅｒ：ＮＬ１０１５５６１ＣＣ２、０１／０３／２００２によって開示されている。この配置では、かなりの割合の伝えられた熱が、導管表面に沿って接線方向に、より温かい排流体の方向に伝導され、第１流体から熱交換表面へのその後の伝熱の妨害が導管の後の区間で起こる。]
[0009] さらなる先行技術が、Ｃａｒｄｏｎｅ：ＵＳ４３０４２９２Ａ１、０８／１２／１９８１；Ｈｕｎｔｅｒ：ＵＳ４３７２３７２Ａ１、０８／０２／１９８３；Ｋｒｏｎｂｅｒｇ：ＵＳ５１４３１４９Ａ１、０１／０９／１９９２：Ｎｏｂｉｌｅ：ＵＳ２００８０００６１６Ａ、０３／０１／２００８；Ｋｏｎｇｅｒｓｋｏｖ：ＷＯ０１９８７１４Ａ１、２７／１２／２００１；Ｓｃｈｉｌｌｅｒ：ＧＢ２３７６５１７Ａ、１８／１２／２００２；Ｎｅｗｌａｎｄｓ：ＡＵ２００４２１２５４９Ａ１、０７／０４／２００５に示されている。これらの配置は、その中または周りに収容されうる配水導管の大きさおよび熱交換表面積を限定しており、限られた熱交換面積しか認めず、それゆえ比較的限られた効率しか認めない。]
[0010] Ｗａａｇｎｅｒ−Ｂｉｒｏ（ＧＢ１３００２９４、２０／１２／１９７２）に説明されているように、放射状流配置は、水平面を通る放射状流の不均等な分配の結果から生じる熱交換効率の低下を非常に受けやすく、平坦な、らせん状導管の種々の水平面または層を垂直に通る流れを均等にする手段が提案されている。シャワー下の適用ではよくあることだが、ほとんど層がない場合にはこれは重要な問題ではないが（Ｍａｓｏｎ：ＷＯ２００６０４５１５３Ａ１、０４／０５／２００６；Ｄｕｐｒｅ：ＦＲ２８６８７９６Ａ１、１４／１０／２００５；ＭｃＡｌｌｉｓｔｅｒ：ＡＵ１９９６４５７８５Ａ１）、これらの装置は、周辺の側方に近い流れの不均等な分配をこうむり、この問題は、Ｗａａｇｎｅｒ−Ｂｉｒｏ、またはＳｃｈｍｉｄ Ｒｅｔｏ(ＦＰ０８６４８２９、１６／０９／１９９８)によっては、取り組まれていない。]
[0011] 均一な縁を備える流壁の使用は、多少は熱交換器を通る全体流を側方に釣り合わせたかもしれないが、それらは効果的に使用されてこなかった。]
[0012] 一般的に限られた持続期間のシャワーを仮定すれば、多くの場合、より大きい体積の第１熱媒体（シャワー排水）は、仕事熱平衡に達する際のオーバーヘッドとして、著しい熱損失になるだろう（Ｆｉｓｃｈｅｒ：ＤＥ３３１６７０４Ａ１、０１／１２／１９８３）。その上、膨張性の体積は、局所的な流れの変化を可能にし、流線を熱交換表面から比較的離れた導管の中に（適切であろうがなかろうが）収容し、結果として全体的な伝熱効率は悪くなる。]
[0013] いくつかの先行技術の設計は、第２熱媒体の横断流に面する熱交換表面を横切って傾斜した角度で層として流れる、または滝のようになって落ちる排水を特徴とする（Ｄｅｓｇａｇｎｅｓ：ＵＳ４５４２５４６Ａ１、２４／０９／１９８５；Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ：ＧＢ２２３２７４９Ａ、１９／１２／１９９０；Ｈｅｉｄｅｍａｎｓ：ＮＬ１０３１０８２ＣＣ２、０１／１０／２００７）。これらは、熱交換表面積の多くが流れる熱媒体のいずれとも接触しておらず、それゆえ十分にうまく使われていない、精巧な構造である。他の先行技術は、収集ボウル上の浅い排水だまりに浸された第２媒体ＨＸ導管を特徴とする（Ｓｈｅｆｆｉｅｌｄ：ＵＳ４８２１７９３Ａ１、１８／０４／１９８９；Ｃｌｕｃａｓ：２５０７８４（ＮＺ）、２８／０４／１９９５；Ｅｍｐｅｌ：ＤＥ４４０６９７１Ａ１、０６／１０／１９９４）。これらは、より経済的ではあるかもしれないが、特定の導流がないと、その性能は不十分である。]
[0014] いくつかの先行技術の熱交換器は、第２熱媒体について、新鮮な水を供給するシャワーの冷水入口もしくはシャワーの給湯器またはその両方を提唱した。]
[0015] いくつかの先行技術の配置は、熱交換器構成要素の上流のガスシールを組み込んでおり（Ｍｉｌｌｅｒ：ＤＥ１９６０８４０４Ａ１、０７／０５／１９９７；Ｈｅｉｄｅｍａｎｓ：ＮＬ１００９９２７ＣＣ２、０１／０９／２０００）、他の先行技術の配置は、この特徴の中に組み込まれた熱交換構成要素を備えている（Ｃａｒｄｏｎｅ：ＵＳ４３０４２９２Ａ１、０８／１２／１９８１；Ｆｉｓｃｈｅｒ：ＤＥ３３１６７０４Ａ１、０１／１２／１９８３；Ｋｒｏｎｂｅｒｇ：Ｌ ＵＳ５１４３１４９Ａ１、０１／０９／１９９２；Ｎｏｂｉｌｅ：ＵＳ２００８０００６１６Ａ1、０３／０１／２００８；Ｋｉｍｂｅｒｌｉｎ等：ＧＢ２４１６８２９Ａ、０８／０２／２００６；ＭｃＧｒｅｇｏｒ：ＷＯ２００６０４１３２０Ａ１、２０／０４／２００６）。]
発明が解決しようとする課題

[0016] 本発明は、少なくともいくつかの実施形態において、先行技術の課題を少なくともある程度緩和することを目的としている。]
課題を解決するための手段

[0017] 本発明は、独立請求項に提示される。種々の任意の特徴は、従属請求項に提示される。請求項１、２および３２のそれぞれに特定される特徴は、第１導管を通る滑らかで適切な流体の流れを可能にするという点で非常に有利である。これは、第１導管を通る流れが重力駆動の圧力水頭による場合のような、種々の状況で有利である。これらの請求項の状況における幅は、流前線に沿った、またはその周りの流れの合計距離であるとみなすことができ、それは、任意に選択された特定の割合のその入口から出口まで第１導管を横切る距離である。例えば、円形の実施形態において、流前線は、円柱状とみなされ、その幅は、この円柱形を平坦な平面上で展開する、または投影することによって予測されうる。
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。]
[0018] 当業者は、数値流体力学によく精通しており、標準的なＣＦＤソフトウェアを用いて容易にこのように抵抗を評価することができ、また、ある場合には第１導管を通されたダイ染料の動きを観察し、均等化した抵抗を備える装置を通る流体の滑らかな流れを確認するために、半透明の表面を備える装置のモデルが構築されるだろう。]
[0019] 第１導管の中に封入された第２導管の外表面は、第１流体と接しており、たとえ断続的であっても第１流体が通過するので、第１流体導管の内部部分を構成するとみなすことができる。]
[0020] ここに開示する発明の主要な／最も重要な成果／利点は、高い／最適な熱交換効率を損なうことのない、第１流体流に対する最小の全体抵抗であり、それは第２流体の熱交換管区間の配置を横切る、第１流体流路のいたるところで局所的な流れの抗力を均等化することにより達成される。流体力学的抵抗が、流体の速度と通過する境界表面の面積の両方に比例することが知られている。そこで、ＨＸＤを通る第１流体流路のいたるところで流れに対する一定の／一貫した抵抗を維持すると、ここで提唱されているように（本発明の状況下で）この閉じた流面積の高さ／厚さが均一であり、閉じた流面積の幅と比較して／に関して小さい、または一般にわずかであるとすれば、流体の流速と相関する（逆に）閉じた流面積（すなわち、流前線であると決定された流体本体の区間の面積）と、この面積の周囲長および抗力をかける通過表面の量とほぼ十分に相関する閉じた流面積の幅（および高さ）との間の関係を発見するだろう。
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）。]
[0021] いくつかの好ましい実施形態は、第１流体の下流環境中の気体が上流へ放出されるのを防ぐこともできる、低い圧力水頭下で自由に流れる流体からより高い圧力水頭下で流れる第２流体へ効率的に熱を伝達するための費用対効果がある装置を提供する。この装置の主要な応用は、家庭用シャワーボウル下の排水から廃熱を回収するためのものであり、そのため、その特徴は、理想的には限られた高さでの実施に適していることである。]
[0022] いくつかの好ましい実施形態は、熱伝導性配管の平坦な水平配置を通した、低い圧力水頭下で流れるシャワー排水から新鮮な水への受動的伝熱により熱を再利用する装置を提供する。この装置は、シャワーパンまたは床表面の下の床下排廃水Ｕ字型配管トラップの位置に目立たずに据え付けられ、使用の利便性および節水の両方のために足重量により作動するバルブ機構を組み入れることができる。この装置の応用は、財政または自然保護主義者だけではなく、より寛大な消費者の興味をそそるはずであり、任意の所与の家庭用給湯システムからの温水排出のより大きい流量、より高い温度またはより長い持続時間（あるいはこれらの組み合わせ）を可能にする。広範な範囲の家庭用シャワー付属品は、一般的に通常の３〜４倍大きい温水供給流量を要する特大の「レイン効果」シャワーヘッドおよび側方の本体ジェットなど今日では広く市販されており、そのため通常の大きさのサニタリー給湯器では容量が極めて不十分になっているだろう。本発明の据え付けは、相当な費用をかけてサニタリー給湯設備のグレードアップをする必要を避けるだけでなく、操業コストの貯蓄において対応する利益をもたらすだろう。]
[0023] 本発明のいくつかの実施形態の費用を節約する性質は、多くの先行技術の設備に対するよい進歩である。いくつかの実施形態において、装置（適切な熱交換効率を有する）は、非常に経済的に製造することができるので、商業流通およびあらゆる範囲への導入にとって魅力があり、個々の導入に係る労力を財政的に正当化する。より詳細な製造設計の要求に係る費用的な実現可能性に応じて、この装置の実施形態に含まれる変更点は、装置の応用の柔軟性および互換性を広げ、消費者およびより広い商業市場のより多様なニーズを満たしうる。]
[0024] いくつかの好ましい実施形態により取り組む１つの要求は、費用節減であり、そのため、重要な一般的特徴は、費用対効果であり、財政面および環境面の両方において、安い製造費用と最適化された熱交換効率が組み合わさっていることである。本発明に記載のいくつかの好ましい装置は、比較的高価でない、または一般的に使用されている材料からなるが、精巧な形状をしている場合もある少数の構成要素から構成され、製造費用は、主として成形の工業プロセスの設定の最初に生じ、大規模製造および普遍採用により装置を作る能力によって値ごろ感が高められる。柔軟性のある応用および構造に関しては、寸法が別々でも、利便性のある足下の作動で、実際に設置、使用および維持が単純であることも、安価な導入、広範な実施、およびその資源節約の有効性の全体的な範囲に有利に働くので、予備的投資を取り返し、品目ごとの費用を下げるのにも役立つ、いくつかの重要な特性である。]
[0025] 家庭用シャワーボウルは、通常は直線状のＵ字型ベンド、Ｓ字型またはカップ型配管トラップである、排水ループのすぐ上に配置され、残りの水は、下水ガスが家庭または他の居住環境に進入するのを防ぐ。]
[0026] 通常のシャワーの使用中、特により寒い季節の間またはより寒い気候において、廃水は、新鮮な水が出される供給装置よりも著しく高い温度でシャワーボウルから流れ出て、配水管の下で、個々および全体として経時的に相当な費用に達するかなりのエネルギー損失、財政的損失ならびに天然資源の損失を生み出す。]
[0027] 好ましい実施形態は、家庭環境下でＨＸＤを分離して収容しながら、大きな表面積に対して高効率で効果的な逆流配置を備える効率的な熱交換を有利にしうる。同心円状の配置から得られる低い累積抵抗および小型であることの利点は、非常に有利であり、非常に低い圧力下で作動できる最適に効率的な熱交換器に最も好都合な流体力学を得ることができる。]
[0028] 実施するために利用可能な一般的に限られた空間を十分に利用するために、いくつかの好ましい実施形態は、２つの流体の関連するフローパターンを提供し、それによって、全体的に水平の逆流方向の管状区間を斜めに横切るそのまわりの流体層として第１流体を伝導するケーシングの中に含有される、シャワーパンが広がる領域を横切って伸びる連続的な一連のループとしてパッキングされた回旋状のらせん形、コイル形またはヘビ状形状の中に接続された連続的な一連の熱伝導性水平管状区間となる。いくつかの実施形態において、これは、排流体がいくつかの熱伝導性管の水平方向に平坦な回旋状らせんの中心で装置に入り、周辺に向かって外側に放射状に流れ、第２熱媒体がコイル状管の中に求心性に流れ、または流れの方向が逆転される、放射状流配置によって提供される。]
[0029] いくつかの好ましい実施形態は、最適なＨＸ効率を維持するために、ヘビ状配置または水平配向のコイルを含み、取り囲んでいる熱媒体の流れは有利に、各々のループレッグまたは区間の全ての部分のいたるところに順次均一に分配される。]
[0030] いくつかの好ましい実施形態は、出口温度がシャワーヘッドにおいて望まれる心地よい温度に近い場合には給湯器の給水装置にのみ、または加熱された水がより高い温度で供給される冷たい入口供給装置にのみ再生熱を運ぶのを可能にし、熱交換器が高効率である。しかしながら、熱交換器が一貫して効率的に働くことが可能になるので、大半の実施形態において、熱い入口供給装置および冷たい入口供給装置の両方と少なくとも同等の流量を予熱することが理想的で一般的に好ましい。]
[0031] ここで提唱される高効率で効果的な熱交換性能のために設計された構成に適合する形状だけでなく、従来使用されているＵ字型またはＳ字型配管トラップを代わりに用いて重複させることにより、いくつかの好ましい実施形態は、熱交換器に配管トラップのガスシール機能を組み込むことを可能にするので、近年通常占める必要な空間、および使用する圧力水頭は、この熱交換器によって適切化され、最も有益に使用されうる。]
[0032] いくつかの好ましい実施形態は、ほこり、布、毛髪および／または屑の不溶解性粒子などの異物が熱交換器に入る前に捕捉するためのフィルターも含む。これにより、蓄積および排水の適切な流れの妨害、ならびにそれによる伝熱の効率性および有効性への影響を有利に防ぐ。いくつかの好ましい実施形態は、シャワーボウルの下にＨＸＤを据え付けることを可能にし、様々な据え付け状況ならびに種々の異なる使用者の要求および優先事項に一般的に適応可能である。]
[0033] いくつかの好ましい実施形態は、
（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。]
[0034] いくつかの好ましい実施形態の他の有利な特徴は、ガスシール、排水口の可変性の／柔軟な／適応可能な水平方向の寸法および位置、汚染または健康被害への耐性、洗浄およびメンテナンスへの利便性、安全である。]
[0035] いくつかの好ましい実施形態の他の望ましい特徴は、拡張性、再生利用可能性またはフットバルブの組み入れである。]
[0036] 好ましい実施形態は、拡張性のある、寸法が限られた、ガス／蒸気および／または下水ガスの通路を封鎖する、単純な／基本の／経済的な構造の液体から液体への熱交換器において熱交換効率を最適化する手段を提供する。]
[0037] 本発明のさらなる態様は、それによって熱伝導性の管状導管の中に流れる流体と、包囲ケーシングの中でこれらの管状導管のまわりを斜めに層として包み、かつ、流れる流体との間で熱が効率的に伝えられる熱交換器を提供する。発明者は、これらの熱伝導性の管状導管の表面およびそれらを囲むケーシングを制限する、流体の補足的な形状、配置および特徴を心に描いており、それらは、内側の熱媒体の熱伝導性導管のまわりの流路全体にわたる外側の熱媒体の適切な流体力学特性のより釣り合いのとれた均一な分配を達成する手段として、一組の特徴の適切な組み合わせとして定義することができる。]
[0038] 本発明のいくつかの好ましい実施形態において用いられる発想は、種々の形状の熱交換器における種々の状況に適用可能である。しかしながら、その種々の状況は、共通のある属性、すなわち、方向が曲がったり反転したりすることなく、１つの通路で、ある位置または縁から別の位置または縁へ一貫した方向に流体が層として流れるのを可能にするよう構成されたシステムの供給を有する。]
[0039] いくつかの好ましい実施形態は、排水の熱交換表面積（第２の熱を媒介する流体と同時に接触する）の最大の広がりにわたって均等にされた、または適度にされた局所的な流速（および流抗力）の均一な分配をもたらすよう配置された構造を含み、その構造は、典型的なシャワーパン形の面積内で限られた高さの排水流の本体／体積にはまるように配置されうる。]
[0040] 本発明のさらなる態様は、経済的、実用的、安全性および法的な制約の必要性に従うべき、シャワーボウルの下に自然に（自量の圧力によって）流れる排水から熱を回収するために、装置の設計および構造に構成要素／要素を採用し、配置し、大きさに合わせて作り、形成し、配置し、組み込む方法を提供する。この方法は、いかなる稼働コストもかからず受動的熱交換により作動し、対応するシャワーボウル／パンの水平方向の寸法および比較的低い高さによって制限される限られた空間を占め（Ｓ型配管トラップに典型であるように）、装置の熱交換表面全体にわたって、最適に釣り合うように、均等に、または均一に排水および第２熱媒体の両方の流れを分配し、排水が熱交換表面積の上を接線方向に通る際に排水の流速および流体力学的抗力を概して最小化し、熱伝導性の（熱交換）第２媒体を含む導管の最大表面積をオーバーフロー区間または堰の上流の排流体導管の中に収容し、それによって、熱交換要素の反対側の表面を横切る２つの媒体の相対的な流れは、概して逆流配置となる。]
[0041] 有利なことに、好ましい実施形態において、通常の水平方向において主要な／根本的な変化がない状態で、第１排流体が単一の流体層として１つの通路でＨＸＤを横切って通り（その結果、第１流体がその熱交換期間中に進む全水平距離は、ＨＸ構成要素の全寸法を超えない）；第１導管は、周辺空間を側方に専有し、装置の外側の寸法に与えられうる隣接する構造の範囲と同じ広さであり；第２流体導管は、隣接する回旋もしくはループとして、または２つの混種の組み合わせとして、第１流体流の方向と接線方向に一直線になるか、あるいは第１流体流を横切って斜めに一列に並べられ、平行にかつ水平配置で接続され一列に並べられた一連の（１つまたは複数の）同様の導管であるはずであり；第２流体は、第１流体に浸され、その横断面円周の全側面で両流体熱媒体と接触している管状の導管に沿って流れるはずで、この導管は、円形のまたは代わりの形態をしており；水性の流体との低い摩擦接触特性を高めるために、導管表面がなめらかである、または特別に処理されているはずであり；第１流体導管の熱交換区間へのアンダーフロー入口およびオーバーフロー出口は、第１流体の流れる本体の水平方向の幅に及ぶ、水平方向に平坦な、一貫した形態のまたは規則正しい模様の均一な表面を備え；第１流体導管は、極めて内部に形成されており、含まれる第２流体導管は、その形態および相対的位置により極めて点在しているので、温度、密度および粘度の変動の効果も考慮して、前記導管の上表面と下表面との間の第１流体の釣り合った分配／分割が行われ；熱交換表面のまわりを流れる第１流体薄層の厚さは、一貫して流体力学的抗力の制約が許す薄さであるように、熱交換器が構成されている。]
[0042] 本発明のいくつかの好ましい実施形態は、以下のいくつかの利点を含む。
（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。]
[0043] 本発明のさらなる態様によると、２つの熱媒介流体の水平方向側面の拡大または伸長のために配置される熱交換器が提供され、その結果、排流体（または排液）が以下の構造を備える熱交換第２流体導管の水平方向に拡張する表面積を取り囲む。その構造とは、排水流の全体水平方向における屈曲や激しい変化を最小化または除去し（流体力学的抗力と排水流量の全体的な比を最小化する）；排水流路の長さを制限し（全体的な抗力と排水流の比を最小化する）；排水流速を最小化し（全体的な抗力と排水流の比を最小化する）；排流体の通過中、熱交換器の全体にわたって、全ての熱交換表面の上に排水流を均等に／最適に分配し（全体的な抗力と排水流の比を最小化し、正味の伝熱量を最大化する）；熱交換表面のまわりを流れる排流体の層の厚さを最小化する（正味の伝熱量を最大化し、装置の熱的慣性を減少させる）。]
[0044] 低い抗力および高い伝熱量という望ましい特徴は、いくぶん相反するが、例えばシャワーシステムの通常使用中に一般的に生じる最大に相当する排水流量で（本管給水装置および使用されるシャワーヘッドの種類／数に依存する）、全体的な伝熱量と圧力水頭損失との比を最適化するように釣り合いをとることができる。好ましい実施形態は、製造するのに経済的でもある。]
[0045] 本発明のさらなる態様によると、シャワーの実施に最も適合している低い圧力水頭下および種々の流量で効率的に働くフラットコイル配管配置において、効率的な交差流熱交換を通して熱を受動的に再利用するよう配置された装置が提供され、そこでは、廃水の排水Ｕ字型配管トラップが床下に目立たずに据え付けられ、使用の利便性および節水の両方のために好ましくは足で作動する、または体重で作動するバルブ機構が収容される。]
[0046] いくつかの好ましい実施形態は、任意の所与の家庭用給湯システムからの、より大きな流量、より高い温度、またはより長い持続時間の湯の排出（あるいはこれらの組み合わせ）を可能にする。本発明の発想は、一般的に通常の３〜４倍の温水供給流量を要し、そのため通常の大きさのサニタリー給湯器では容量において不十分になるような、特大の「レイン効果」シャワーヘッドおよび側方の本体ジェットなどの広範な家庭用シャワー装置に適用することができる。いくつかの好ましい実施形態による装置の据え付けは、相当な費用をかけてサニタリー給湯設備をアップグレードする必要性を避けるだけでなく、稼働コストの節約で対応する利益（すなわち３〜４倍多い）をもたらす。]
[0047] 装置の最適化効率および費用対効果を損なうことなく、意図した使用に応じた種々の流量範囲に適応するために、ある好ましい実施形態による装置は、重量負荷スペーサーとして働く、コイル管要素の間に挿入された放射状の床張り板を備えた追加的な熱交換コイル管要素の組み入れを可能にする。]
[0048] その費用対効率および効果によって、本発明の発想が、幅広い分野の利用において、ならびに別の設計の熱交換器が一般的に使用されてきたいくつかの用途において用いることができるということが想像される。例えば、身体の快適さを維持するには一般的に冷たすぎるような天然の泉または山の小川を幸運にも所有する人は誰でも、自然の吸引管の下にソーラーパネルをつなげば、吸い上げ設備またはランニングコストなしで、水滅菌設備の費用、不便さおよび有害さを除去して、極めて経済的に温水ロックプール、スイミングプールまたは温泉‐ウォータースパを設置し維持することができるだろう。]
[0049] 説明を明確にするため、「新鮮な水」という用語は、ここでは、一般的により高い圧力水頭下の流体媒体を指すのに用いられ、必ずしもより新鮮、またはより冷たいわけではないが、一般的にはＨＸＤが使用される適用のニーズにとって望ましくない温度で入ってくる供給水である。同様に、「廃水」という用語は、一般的にＨＸＤにおける使用後の、より低い水頭下の流体媒体を指し、入ってくる媒体よりも適用目的にとってより望ましい温度をもつ。しかしながら、逆の配管配置を備える、規則の例外もまた好ましい。]
[0050] 本発明のさらなる態様によると、以下の特徴の１つまたは複数を備える熱交換器が提供される。]
[0051] １．疑似逆流熱交換器機構：逆流ＨＸＤによく似ており、対応する効率を備え、より低い流体力学的抗力および高い全体的な受動的排水流量で熱交換器を通る廃水の短く遅い流れを可能にする、効率的に働く交差流ＨＸＤ。伝熱媒体は、ＨＸＤ中の通路全体にわたって、受容媒体の伝導管のほぼ全体の表面積を通る均一な即時の伝熱をもたらすよう伝導される（以下に説明する特徴の配置により）。]
[0052] ２．低い均等な熱的慣性：すなわち、ＨＸＤ内の各々の媒体の体積が最小で、比較的釣り合いがとれており、短時間での反応および一般的に直接の均一な即時熱分配に有利であり；低い熱伝導性のケーシングおよび周囲の断熱によって高められる。]
[0053] ３．頑丈な（重さに耐える）構造‐重量負荷放射状リブまたは床張り板および周囲のコンクリート土台のその場での支持を備える。]
[0054] ４．据え付け柔軟性‐配管接続に関して回転対称のケーシングおよび放射状の床張り板の挿入を確保する追加のコイル管の結果として生じる、多数の組み立て構成を備える伸展性。]
[0055] ５．水の経済的利便性：単純な配管構成で、足で作動する自閉式水供給バルブの実施および使用を補助または促進する。]
[0056] ６．美的に目立たない‐個人的な選択による通常のシャワーボウルまたは床のタイルの下の隠れた据え付け。]
[0057] ７・軽い／単純なメンテナンス（以下に説明のように）‐最も有用な熱交換は、受動的な流体‐流体逆流熱交換器で起こり、そこでは、その流量によって置換される廃水の体積の熱容量が、その流量によって置換される新鮮な水の体積の熱容量と等しい（冷たい新鮮な水の温度と温かい廃水の温度との間の温度範囲において）、すなわち、事実上、両者が同じ流量である。これは、シャワーによって出される水に取って代わり、補給する本管供給装置からの新鮮な水を用いることにより、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するシャワーの湯入口と冷水入口の両方を供給する）。]
[0058] いくつかの実施形態において、家庭用給湯器は、単一の（熱再利用）シャワーを供給うるし、シャワーの熱交換器を通して水を供給しうる。シャワーが自身の専用の給湯器を備えて独立して設置されている場合、ユニット／装置は、好都合に、ＨＸＤの中のバルブによって作動させることができ、ＨＸＤの中に組み込まれた機構によって、排水孔カバー上の足またはシャワーボウル上の体重によって作動させることができる。入浴者は、一般的に、髪を洗っているときに目を閉じており、シャンプーをつける、またはゆすぐ間、両手を使うので、入浴者がそうしている間、彼らは、水しぶきから離れてしまい、水を幾分無駄に流れ出させてしまうか、またはむやみに蛇口を再配置するか、あるいは再び開こうとして、何か（シャンプーボトルおよび前の温度設定）を不注意にずらしてしまう危険がある。手で作動する自閉式バルブの操作は、石鹸を髪および体からゆすぐ間に使用するには不便でもあり、ここで紹介されている足または重量で作動するバルブは、水を節約するだけでなくその不便を除去する。それは、温度が標準に予め調節されている、スポーツ施設の更衣室などにおいて、集中した給湯器を備えた小さな構成の多数のシャワーにも適している。ある場合には、ＨＸＤのチューブコイルは、より大きな直径を有しうるが、熱交換の集合的な効率は、原則として同様であろう。]
[0059] 他のより特別な構成は、効率的な作動のために連結した、または／および水圧で作動するバルブを備え、これにより、ＨＸＤを通る流量の釣り合いおよび、全ての湯出口から新鮮な熱再利用水を給湯器に供給する水配管の追加的な回路からの利益がもたらされる。]
[0060] 本発明のさらなる態様によると、流体から流体への熱交換器が提供され、それにより、流体が、熱伝導性導管の配置を囲む層として前記導管を横切って／のまわりを斜めに順次流れる。前記導管は、１つまたは複数の一連の同じように配向した隣接する導管区間から成り、その中を別の流体が別々に、（逆に）順次流れ、それにより、前記導管の表面は、前記熱伝導性導管の熱交換表面を横切る流れの通路の進路の上に／全体にわたって、前記流体層の流れに対する抵抗の釣り合いをとり、より均一に分配する手段を提供するように成形され、配置される。]
[0061] 流体層導管の内側／囲む表面は、好ましくは、一貫したオフセット距離または同時に通過されている熱伝導性導管の長さに反比例した距離をおいて、近くの／隣接する熱伝導性導管表面に沿って形成されうる。]
[0062] 流体層導管は、基部および熱交換導管の配置の上に側方に広がる蓋を含む２つ以上の構成要素中のプラスチックケーシングから成りうる。蓋は、好ましくは、熱伝導性導管をその場で（基部から／に対して）非破壊的に分解し、再構築するのを可能にするよう、着脱可能である。]
[0063] この装置は、熱交換区域への入口に流れを釣り合わせる調節装置を備えてもよい。この調節装置は、穿孔した表面または歯状隆起を備えてもよく、ここを通って流体層が概して均一に分配された量で流れうる。したがって、穿孔の大きさ、形態および近接の変動の結果として生じる、調節装置の任意の部分を通る通過流体流に対する抵抗の局所的変動は、通過流体が前記部分に接近する際に通過流体に作用する流圧の局所的変動をかなりの程度埋め合わせられる。]
[0064] この装置は、熱交換区域の出口に流れを釣り合わせる調節装置を備えてもよい。この調節装置は、穿孔した表面または歯状隆起を備えてもよく、ここを通って流体層がより均一に分配された量で流れうる。したがって、穿孔の大きさ、形態および近接の変動の結果として生じる、調節装置の任意の部分を通る通過流体流に対する抵抗の局所的変動は、通過流体が前記部分を去る際に通過流体に作用する流圧の局所的変動をかなりの程度埋め合わせられる。]
[0065] 第２流体の導管は、隣接する配置に関して、並列に積み重ねられ、組み合わせられた、または、ずらされた、多数の層の同じように成形された導管から成りうる。]
[0066] 熱伝導性導管は、菱形の横断面形態を備えてよい。また、熱伝導性導管は、魚鱗を思い出させる横断面形態を備えてもよい。そして、熱伝導性導管は、楕円形の横断面形態を備えてもよい。熱伝導性導管は、二重壁の導管または外側表面処理／コーティングをした管などの、同軸性に層状にされた、２以上の物理的な管状表面から構成されてもよい。]
[0067] 熱伝導性導管の横断面形態は、局所的な流体層の厚さ、および熱交換表面を横切る／のまわりの通路全体の上を／間を／全体にわたって流体層の任意の部分が完全に通過するのにかかる時間を釣り合わせ均等にする手段として、周囲の流体層の導管の中の位置に応じて変化してもよい。]
[0068] 横切られている熱伝導性導管の長さ、幅および／または横断面積に概して反比例する第２流体導管の隣接する段（または区間）の間に可変的なスペーシングを与えてもよい。可変的なスペーシングは、装置の横の寸法もしくは横断面積、または円形装置の場合には半径に反比例する介在性スペーシングを備える同心円状に一列に並べられたコイルによって達成されうる。]
[0069] 隣接する導管の層は、熱交換導管区間を垂直に囲む介在性空間をさらに変える手段として、集中（または分岐）していてもよい。]
[0070] 出口手段は、付加的にまたは代わりに、接触することになる熱伝導性導管の第１区間の長さに隣接する、水平方向に平坦なオーバーフローリムまたは一連の開口部を備える排水収集チャネルから成る。これにより、より釣り合いのとれた均一に分配された流体層の中への流体流が生み出されうる。]
[0071] この装置は、オーバーフローリムの水平面の上流および下流に水平方向に平坦なアンダーフローリム（または流体層の側方幅に隣接する一連の孔）を備え、その結果、装置は、ガスシーリング配管トラップまたは流体層導管の排水システムに関連する蒸気の自由な逆通過を防ぐ手段として働きうる。
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。]
[0072] 本発明によるいくつかの好ましい実施形態では、流体層の最大側方範囲は、熱交換導管を完全に通過する間に前記流体層が横切った正味の水平方向の距離よりも大きい、または正味の水平方向の距離の半分よりも大きく、後者の正味距離は、流体層の（全体的な／最大の）厚さよりも実質的に大きい。]
[0073] いくつかの場合、第１流体は、ＨＸ導管区間の方向に対して直角ではない、斜めの未定であるまたは可変的な角度でＨＸ導管を横断し、ここで、ＨＸＤは、シャワーを浴びるためのシャワー用スペース、室または構造と構造的に一体である。]
[0074] いくつかの好ましい実施形態では、本発明の１つまたは複数の態様による装置は、存在するシャワー排水パンの上に据え付けられ、載せられるまたは置かれる。]
[0075] 本発明の他の態様によると、２つの流体の間の熱交換のための装置が提供される。ここで、一方の流体は、１つまたは複数の水平方向に平坦な導管のコイルまたは水平方向に基づく鈍角の円錐形もしくはピラミッド型柱筒の側方表面形状を備える導管のらせん体の中を流れ、組み合わされ、層状にされ、他方の流体に浸される。他方の流体は、操作上で、前記導管を横切って、その周りを、らせん状にのびる導管の方向とは反対の全体方向に、コイル中心とコイル周辺との間を放射状に流れる。それによって、装置ケーシングの表面を含む成形された流体が、その長さ全体にわたって均等に導管の全てのさらされた部分の上、下を横方向にまたはその間を介在的に流れが均一に分配されるよう誘導、促進または増強する。]
[0076] この装置は、介在性の熱媒介流体の導管を通るガスの自由な流れを妨げる際の配管トラップとして働きうる。]
[0077] 本発明の他の態様は、熱交換器を通る新鮮な水のシャワーへの供給を調節するよう配置される、足で作動するまたは体重で作動するバルブ機構を提供する。他の態様は、このような機構を含む熱交換器を提供し、あるいはシャワーはこのようなバルブ機構を含む。]
[0078] この装置は、以下のような特徴を、全体的にまたは部分的にあるいは任意の組み合わせで備えてもよい：非破壊的に分解および再組み立てすることができる基部および蓋から構成されること；コイル型導体を正確な位置に固定する放射状のリブまたは床張り板を備えること；コイル型導体の形態または通路に従うまたは沿って作った成形された表面、リブ、深い溝または隆起を備えること；なめらかで、はざまを設けられ、または周囲に沿って規則正しく作られる円形水平方向オーバーフローリムを備えること；低摩擦性および／または耐粘着性の媒体含有表面あるいはそうなるように処理された表面を備えること；熱交換が起こる流体含有チャンバーから適当にガスに出口を与え、一掃することを容易にする、蓋または上部の内側表面中の穿孔を備えること；断熱材料のぴったり合った被覆により増強されること；介在性熱媒体流体用の１つまたは複数の着脱可能、メンテナンス可能または洗浄可能な保護フィルターを備えること；そのコイル型導管が、任意の部分で、円形横断面ではなく、楕円形またはそうでなければ水力学的な形態であること；熱交換器を通る流れの放射状方向または意図した方向の流体と一直線になった、流体含有表面上のフィンまたはフェンスを備えること；その場での洗浄またはメンテナンス目的のために、熱交換器の自然な排水を容易にする孔またはチャネルを備えること；その部品を結びつけ、組み立てられた装置の頑丈な構造的および機能的完全性を確保するための手段を備えること；その組み立ての中へのバルブまたはバルブ作動機構の機能的な組み入れを容易にする特徴を備えること；介在性熱媒介流体および／またはそこからの残留物を、熱交換チャンバーを通過することなく直接排出させることを可能にする共栓付きバイパス導管を備えること；外側のオーバーフロー入口が装置のＵ字型トラップを経由して熱交換チャンバーを迂回して直接排出されるのを可能にするアタッチメントを備えること；どの場所においても耐水性が確保された方法で配管導管が装置の流体含有ケーシングを通り抜けるのを可能にする特徴および装置を備えること；介在性熱媒体が熱交換チャンバーを迂回して流れるのを可能にする、遠隔で作動するバルブを備えること；オーバーフローリムの水平面の上に介在性熱媒介流体を蓄積することができる、流入口導管のまわりのヘッド固定広範囲空間を備えること；セメントもしくはコンクリート中、または平坦な水平面表面上への安定した適切な設置を促進するような特徴を備えること、またはそのように形成されること；異なる場所から、流入している介在性熱媒介流体を装置の中央の入口開口部へ運ぶまたは送り込む付属品を備えること。]
[0079] この装置は、適切な配管接続、導管の正確な位置の配置を保つために挿入された放射状に一直線に並べられたスペーサー、ならびに装置を通る熱媒介流体の適切な均一な分配および装置の全体的な構造安定性を維持し、高めるのに必要とされる追加的な部品と組み合わせて、同様の種類の追加的なコイル型熱媒介流体導管を収容し、機能的に統合するよう種々の方法で形成しなおすことができる。]
[0080] 本発明の他の態様は、２つの離れた部品からなる環状の排水出口を備えるシャワーボウルを提供し、それにより、中心の部品は周囲の部品の同様の形態であるがわずかに大きい孔の内側に配置され、両部品は、特に装置の適切な機能を補完するまたは可能にするように、上で言及したように存在する装置と一直線になるまたは装置に確実によりかかるよう設置されるよう形成される。]
[0081] 本発明のさらなる態様によると、好ましくは連続的な一連の平行または同じように方向づけられた区間に配置される、熱伝導性熱交換（例えば、管状の）導管に沿って流れるよう配置される流体と、好ましく前記熱伝導性導管区間のあたり一帯を連続的に、かつ斜めに、層として流れるよう配置される第２流体との間の熱交換のために配置される熱交換器が提供され、それによって、以下のようになる。]
[0082] （ａ）層流体は、ある位置または縁から異なる位置または縁へ、褶曲または方向の反転をすることなく、ワンパスで、首尾一貫した方向で、その厚さ全体にわたって（単独で）、一貫して（好ましくは局所流に対する表面抗力の効果を無視して）流れるように配置され、層の全部分を均一に横切って通り；
（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。]
[0083] 同一直線上にある入口および出口を備え、完全に規則的である導管の形態および配列のため、流体の層は、首尾一貫した相対速度で、その側方の範囲内を一貫して流れ（流れの横断面全体にわたって）、その結果として、流体が入口と出口区域との間を、流体層を横切る／全体にわたる流れの任意の線に沿って横切って通るのにかかる時間が均等である。]
[0084] 第１流体は、液体であってもよく、上から（または側方から、装置の上部水平面よりも高い圧力水頭で）装置に入り、その結果、第１流体は、水平方向に平坦なリムの下を、その後、下流に配置された水平方向に平坦なリムの上を、そして、熱交換導管区間の配置の高さよりも上に流れる。したがって、この装置は、下流の第１流体に関連するガスの通過をふさぐ／妨げるための配管トラップとして働くことができる。リムは、代わりに、その層を側方に横切る流体流の均一な分配を高めるために配置される水平方向に平坦な連続した開口部を備えてもよい。]
[0085] ある特に優れた実施形態は、
（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。]
[0086] 放射状流の熱交換器に関連する先行技術は、それを維持する手段がないので流れの理想的な分配を欠いているか、あるいはそれを失う手段がないのでそのような分配を備えるかのいずれかである（例えば、放射状流の熱交換器ＧＢ１３００２９４：ここでは、流体供給および出口導管が放射状流の方向に対して同軸／中心であり、垂直である。対照的に、本発明のある有効な実施形態では、流れの完全に釣り合った分配への妨害を実質的に補う手段が有利に提供される。流体の層は、首尾一貫した相対速度で、その側方の範囲内を一貫して流れ（流れの横断面全体にわたって）、その結果として、流体が入口と出口区域との間を、流体層を横切る／全体にわたる流れの任意の線に沿って横切って通るのにかかる時間は、たとえ熱伝導性導管が同様に／完全に規則的な形態でなくても、均等である。]
[0087] 本発明による実施形態は、一方的な流体の入口または出口から結果として生じるような、流体が熱交換器の導管の配置に近づくまたはそこから離れる際の、（熱交換導管を囲む）（外側の）流体の本体／層を横切る、側方範囲内の流速の局所的変動を有利に減少させ、相殺し、または補う。これは、排液収集チャネルの供給によって達成することができ、排液収集チャネルは、流体層が初めの熱伝導性導管区間に近づく際、流体層の側方範囲全体に隣接し、高さとともに大きさ／頻度が増加する水平方向のオーバーフローリムまたは流体開口部の分配を備える。]
[0088] 本発明による実施形態は、流体が熱伝導性導管の区間の周りおよび間を横切る際、局所的な流速および流れに対する抵抗（隣接する導管表面の形態および間隔によってもたらされる）の変動を有利に減少させ、相殺し、または補うため、局所的な、側方の、または優先的に配置された入口または出口を提供されうる。これは、組み合わせられた配置で並べられたときに、隣接する（組み合わせられた）導管区間との分離の一貫した均一な間隙を与える横断面形態（例えば、菱形／ダイアモンド型または「魚鱗形態」）を有する管状導管を使用することにより達成できる。熱伝導性導管の周りを囲む導管は、熱伝導性導管区間の外側表面を囲む流体の本体の厚さの局所的な変動を減少させるまたは相殺するよう配置される輪郭表面を備えうる。これにより、熱伝導性管状導管がいつも受けやすい内部圧力を有利に制限することができる。これはまた、特に装置を通る流れを制御するために体重により作動するチェックバルブが使用されるときに、水の保全および操作上の利便性を促進する。]
[0089] 流体の層は、任意の所与の時間で全体として横切られている熱伝導性導管の表面積に比例した首尾一貫した流れの速度で、その側方の範囲内を一貫して流れうる（流れの横断面全体にわたり）。]
[0090] 本発明のさらなる態様によると、２つの流体のための流れの分配パターンを得るために、第１のおよび第２の流路エンクロージャーを備える装置が提供される。この２つの流体は、１）比較的遅い速度で、比較的低い圧力水頭下で、その流れの方向に垂直な全体的に大きい（特に幅が広い）横断面積をもつ第１流路エンクロージャーの導管空間の中を、実質的に層として流れるように配置される、第１の、外部／外側の取り囲む、または排流体と、２）比較的速い速度で、比較的高い圧力水頭下で、その流れの方向に垂直な全体的に小さい横断面積をもつ第２流路エンクロージャーの導管空間の中を流れるように配置される、内部の／内側の取り囲まれた流体とを含み、該内側の／囲まれた流体は１つまたは複数の同じような形態の熱伝導性管状導管の配置の中を循環するよう配置されている。前記配置は回旋状らせん、コイルまたは連続的な一連のループの形状をしうる。各々のループまたは、らせん／コイルの回転は、互いに隣接した２つの区間（並んで平行に同じように方向づけられているが逆方向に走っている）と２次元の領域または表面と一貫して一直線に並んでいる（そしてそれゆえに一貫した距離離れている）隣接したループ区間とから成りうる。第１流路エンクロージャーは、外側の／排流体が、熱伝導性導管の上記区間を組み入れる／浸す流体の本体として流れるよう配置され、熱伝導性導管の上記区間の周りを横切って流体は斜めに順次流れる。この流体本体は、その形態および位置が上記２次元の領域または表面に対応する、層の全体的形状を備えるだろう。]
[0091] 第１流体および第２流体の両方は、この流体層の中の２つの位置または区域の間をそれぞれの導管を通って流れ、それによって、各々の位置または区域は、流体層の縁の区間に隣接した領域、または流体層の表面上の中心点もしくは中央部分に隣接した領域となりうる。]
[0092] 第１流体の入口区域は、第２流体の出口区域と対応し、第１流体の出口区域は、第２流体の入口区域と対応しうる。]
[0093] この表面または領域は、２つの近位の平面の中に取り囲まれた空間の中に位置しているとみなすことができ、この２つの平面の間の距離は実質的にその領域の側方の範囲（流体または熱交換／伝熱が起こる導管によって広げられる）よりも小さい。]
[0094] 全体的な流れの層の表面は、流体入口区域と出口区域との間で次第に傾斜し、平坦なもしくはなだらかに傾斜する表面（ここでは、入口および出口区域の両方が、流体層の縁に位置する）、または鈍角の円錐／ピラミッド／柱筒の平坦な表面あるいはこれらの組み合わせ（ここでは、入口または出口区域のいずれかは流体層の中に内側に位置する）の形態を取りうる。]
[0095] 第１流体の入口流体源または出口のいずれかは、全体的な流れの層と共平面であり、熱交換区域への入口または熱交換区域からの出口の全位置から等距離ではなく、それによって、連結箇所での流れの分配の不均衡を補う手段を要する。]
[0096] 流体流の分配パターンは、局在化した流体流の源から、均一な／温和な／一貫した圧力勾配に沿って、局在化した（管状の）流れの本体まで戻って一連の管状導管を斜めに横切る側方に分配される流体の本体への移行を含み、ここでは、源／最初の、もしくは出口／最後の流体チャネルのいずれか、または両方の流体チャネルは、側方に分配された流れの本体と方向的に一致していない。]
[0097] 外側の排流体は、液体とすることができ、その場合、この表面または領域は実質的に平面状で水平方向に平坦であるように配置され、その結果として、流体層は、限られた奥行きの水平方向に平坦な空間の中に流れ、形態または傾斜における小さな変動を可能にしうる。]
[0098] 本発明のさらなる態様によると、温度勾配が流れる熱媒体の中で生じるある種類の熱交換器の全部品において、流体の流れの局所的な相対速度に影響する１組の特徴の組み合わせを備える流体流装置が提供され、その結果として、
（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。]
[0099] 本発明のさらなる態様によると、回旋状、らせん状、コイル状またはヘビ状の配置の一連の熱を交換するループの中に第１流体を流すよう配置された熱伝導性管状導管を備え、第２流体は、全体的な逆流方向に、これらの熱伝導性管状導管の周りを斜めに横切って外囲導管内を流れ、熱伝導性導管は、一連の組み合わせられた層に配置され、これらの層を通ってその中間に前記第２流体が斜めに横切り；前記外囲導管は、前記熱伝導性導管を取り囲み、比較的非熱伝導性であり、かつ前記熱伝導性導管の接続された外側表面を全体的にしっかりと補足するよう成形され配置された導管表面を備える、流体から流体への熱交換器が提供される。]
[0100] 熱伝導性導管の隣接する区間の層内スペーシングは、可変的である。これは、周囲の流体に作用する、流れに対する抵抗を均等にし、またはより均一にすることを有利に可能にする。]
[0101] 隣接する導管の間の分離距離は、均等にする、またはより均一にすることができる。導管の全側面の周りの流体流の速度は、均等にする、またはより均一にすることができる。]
[0102] 上記因子は、熱交換器の他の区間と全体的に矛盾しないように増加または減少させることができる。]
[0103] 周囲の流体が、各々の熱伝導性導管に近づき、周りを通過し、離れる際、その流体力学的特性は、熱伝導性導管の隣接する区間と層間スペーシングとの間の、外囲導管表面および層内スペーシングのオフセット距離の変動により、一貫して増加または減少させることができる。これは、菱形、細長、魚の尾形、ボトル形、唇形、これらの掛け合わせやその他の変形形状からなるチューブの断面積を有する熱伝導性導管の提供により達成しうる。また、その全長または全幅を変更するために、断面積に変化を与えることも考えられる（例えば、正方形から徐々に薄い菱形となるような）。]
[0104] 熱伝導性導管の隣接する区間と層間導管区間スペーシングとの間の、外囲導管表面および層内スペーシングのオフセット距離は、異なる実施形態の間で変わりうる。]
[0105] 導管区間の隣接する層の収束および一致は、異なる実施形態の間で変わりうる。]
[0106] フローフェンスおよび／または局所的な流れを制限する通路が、周囲の流体中の流れのために提供されうる。]
[0107] 本発明のさらなる態様によると、家庭用シャワーまたは給湯設備用の給水のための、より高い圧力水頭下でその中に流れる第２熱媒体の流れを制御するための、床下熱交換器に付随する、または複合的な、またはその中にあるチェックバルブまたはバイパスを備える熱交換システムが提供される。]
[0108] チェックバルブを制御するために、明瞭な表面、レバー、蛇口または熱伝導性装置が提供されうる。]
[0109] 熱的に制御している熱伝導性装置の熱状態における変化の結果として生じる、チェックバルブにおける操作状態の変化をもたらすために作動機構を提供することができる。]
[0110] チェックバルブ／バイパスは、シャワー排水から、シャワーまたは給湯設備を供給する新鮮な水へ熱を伝えるよう配置された、床下の液体から液体への熱交換器の中に組み込むことができる。]
[0111] これは、
（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。]
[0112] システムには、シャワー排水パンの中、上またはその一部として明瞭なまたは独立して移動できる表面を供給することができ、人の体重がチェックバルブの開口を作動させることができる。これは、ＨＸＤの上部の上および中にぴったり重なる、木、プラスチックもしくは他の材料から作られた格子またはプラスチック排水パンとすることができる。]
[0113] この表面は、シャワーの排水収集面積のより広い部分を占め、排水を排水収集シャワーパンの周囲表面から離す内部開口部または間隙の中へ比較的均一に流出させることができる円形、多角形／長方形または他の形態とすることができる。]
[0114] バルブを連結するために、１つまたは複数の、張力下でのロッド、レバーもしくはケーブル／弦、ローラーホイール、滑車ホイール、ヒンジ、ばねおよび／または圧縮クッション（ゴム製のものなど）を提供することができる。]
[0115] 本発明は、種々の方法で実施することができ、本発明による熱交換器のいくつかの実施形態は、以下の付随的図面を参照して例によってこれから説明されうる。]
図面の簡単な説明

[0116] 単一層の八角形の（または概して円形の）遠心性ＨＸＤケーシングを含む好ましい実施形態の上からの開放図である。
図１のＨＸＤケーシングの中央区間の側方図である。
標準的なセラミックボウル用の４重管の円形の遠心性ＨＸＤを含む好ましい実施形態の中央区間の側方図である。
図３の装置の上からの開放図である。
長方形の回旋状求心性ＨＸＤを備える好ましい実施形態の上からの平面図である。
図５の装置の側方中央区間を示す図である。
進行性のスペーシングを示す、横断面における種々の好ましい導管のパッキング配置を示す図である。
集中する層を備える隅の位置を示すためのＨＸＤの好ましい実施形態の側方中央区間を示す図である。
図８に示す装置の上からの開放図である。
１対の複合材料の平板化側面コイルを備えた長方形のＨＸＤの好ましい実施形態の側方中央区間を示す図である。
その一端近くで得られる、図１２の装置を通る区間を示す図である。
図１０および図１１に示す装置の蓋の下で得られる平面図である。
標準的なセラミックボウル用の円形の遠心性ＨＸＤの好ましい実施形態の側方中央区間の管を示す図である。
図１３に示すＨＸＤケーシングの上からの開放図である。
図１から図１４の実施形態とともに使用するための、ＨＸＤ排水孔バルブインサートおよびフットバルブ機構を通る側方中央区間を示す図である。
図１５ａに示す装置の部品の上からの斜視図である。
図１５ａの装置の上からの概略区間図である。
環状のセラミックボウルを備えた２重層の求心性流ＨＸＤの好ましい実施形態を通る側方中央区間を示す図である。
求心性流を備えるＨＸＤ用の好ましいケーシング蓋の上からの平面図である。
圧縮緩衝ストリップを備える図１８ａの外部突起の蓋の細部を通る側方区間を示す図である。
弦伸長機構を備える図１８ａの外部突起の蓋の細部を通る側方区間を示す図である。
バルブおよび作動機構を通る側方区間図である。
正方形のＨＸＤケーシングを備える好ましい実施形態の上からの開放図である。
比較的速い流れを可能にする好ましい配管およびケーシングの側方区間図である。
より遅い流れを可能にする配管およびケーシングの他の好ましい配置を示す側方区間図である。
実施形態がその中に使用されうる、一般的または家庭用配管配置を示す図である。
予め調節した温度での多数のシャワーのための直列の配管配置を示す図である。
遠心性の新鮮な水の排水を備える、加熱温泉水スパのための実施形態を示す図である。
高水頭の求心性の排水を備える、加熱温泉水スパのための実施形態を示す図である。
星形のループ配置の柔軟なチューブを備える、チェックバルブアクチュエータ水圧機構の図である。
星形のループ配置の柔軟なチューブを備える、チェックバルブアクチュエータ水圧機構の図である。
図５および図６などの実施形態に適用されうる、垂直のバルブ作動ピストンおよび中央の分配スピンドルを示す図である。
ローラープッシュポイントの側面図である。
プッシュポイント、中央スピンドルおよび接続ひもの平面図である。
排水パンを備える垂直のピストンバルブ作動機構の側方区間図である。
木製の格子プラットホームを備える垂直のピストンバルブ作動機構の側方区間図である。
図９に示すようなシステムで使用するためのチェックバルブへのアクセスを示す、旋回する木製格子プラットホームの平面図である。
プッシュポイントの平面図である。
図２および図３に適用できるプッシュポイント（環を備える垂直のピストン）を示す図である。
引張ばね、バルブ作動プッシュポイントおよび接続ひもを示す平面図である。
図１、図４および図１２に示すようなシステムで使用するための、ばね機構（ピストンおよびクランプシリンダー）とシリンダーの末端面図を示す図である。
図１、図４および図１２に示すようなシステムで使用するための、ばね機構（ピストンおよびクランプシリンダー）とシリンダーの末端面図を示す図である。
ケーブルローラープッシュポイントの平面図である。
図２７ｄの装置の輪郭図である。
好ましい実施形態によるＨＸＤを組み込んだ家庭用冷却ユニットの図である。
好ましい実施形態によるＨＸＤを組み込んだ家庭用冷却ユニットの図である。
好ましい実施形態によるＨＸＤを組み込んだ家庭用冷却ユニットの図である。
好ましい実施形態によるＨＸＤを組み込んだ家庭用冷却ユニットの図である。
建物の空調に使用するための実施形態を示す図である。
建物の空調に使用するための実施形態を示す図である。
テーブルと合体した空気予熱器に使用するための実施形態を示す図である。] 図１ 図１０ 図１１ 図１２ 図１３ 図１４ 図１８ａ 図２ 図２７ｄ 図３
実施例

[0117] 図表の平易さおよび視覚化の容易さのために、側方区間図は、第２導管配置を横断面で示しているが、背景では示していない。]
[0118] この説明は、多くの他の適切な応用がありうる低い高さの低い圧力水頭での流体から流体への受動的熱交換器に関するが、ここでは、主として、説明に理想的に適しているサニタリーシャワーと関連して説明する。]
[0119] ＨＸＤ装置は、関係する流体の相対的な温度に応じていずれかの方向において効率的に熱交換するために可逆的に用いることができるが、ここで与える説明は、その原理の応用および状況について言及する。そこでは、第１流体とここで呼ばれている熱供与媒体は、自然に自由に流れる重量の低い圧力水頭によって、シャワーボウルからＨＸＤを通って排水システムへ流れる温かい「廃水」であり、第２流体とここで呼ばれている熱受理媒体は、実質的におよび一般に望ましくない、第１流体よりも低い温度において（この応用の目的のため）、より高い圧力水頭下で供給される「新鮮な水」である。]
[0120] 同様の参照数字は、異なる実施形態において同様の構成要素を示す。]
[0121] 図１から図４は、全くそれだけではないが、シャワーパンとの使用に適した、遠心性放射状流ＨＸＤの２つの八角形の縁をもつ円形の実施形態を示し、各々は内側の熱交換器チャンバー３ａを画定しているケーシング１、ケーシング２、およびケーシング蓋３を備える。] 図１ 図４
[0122] 各々の実施形態は、１つの層（図２）または４つの層（図３）中に、その大多数の周辺部のまわりに伸びる概して円形の凸面部分５ａおよび互いに点５ｃで交わる２つの対称的な凹面部分５ｂを有する、「魚鱗」区間を供えた回旋状の円形のらせん形第２導管５を特徴とし、ここを通って新鮮な水が周辺部５ｇの入口アタッチメント５ｄからケーシング１の中心近くの出口アタッチメント５ｅまで求心的に流れることができる。作動中、シャワー廃水は、折りたたまれた円錐形のフィルター２０を通って、ケーシング１の中心の空間２０ａの中に流れ、そこから回旋状のらせん導管５の段または回転を横切りそのまわりを順次、概して放射状にかつ斜めに、周辺部５ｇの任意の穿孔した壁２１ａを通って、アンダーフローリム２２の下およびオーバーフローリム１３の上を（これら全ては同じ中心で円形である）、出口２４を通して排出または汚水システム（図示せず）の外部手段と直接接続している周辺の排水収集チャネルまたは溝２３の中へ流れる。] 図２ 図３
[0123] 第２導管５への配管接続５ｄ、５ｅは、第１導管より上に位置しており、熱交換導管５およびオーバーフローリム１３により低い位置を与え、それにより排水流体がより大きな圧力水頭で限られたケーシング高さの中を流れるのを可能にする。新鮮な水の供給装置２７および温められた水の出口２８は、境界線で蓋基部の接合点の近くの素早くフィットするねじ状のアタッチメントポイント２７ｂ、２８ｂを備える蓋２７ａ、２８ａの中に組み込まれた導管の区間を通過する。特別なねじ装置５ｄ、５ｅ（六角形の六角レンチ／スロット５ｈ、５ｉを備える）は、回旋状ＨＸ導管５の垂直に折り返された末端５ｊ、５ｅを蓋３の中の空洞５Ｌに接続するために用いられ、空洞５Ｌは、決まった場所にＯリングシールをもち、そこを通って流体が流れる。同中心の入口フィルター２０は、内旋の円錐の形状を有しており、そうしなければＨＸＤの中で止まってしまう屑を濾過して取り除き、管状入口区間２０ｂと接触した傾斜したリム２２ａを備え、補助入口１０５からの流体が濾過されるのも可能にする。補助入口１０５は、他のサニタリーフィーチャー（例えばボウル、ビデ）またはシャワーパンの排水開口部／排出孔と接続することができ、これは中心ではないだろう。]
[0124] 熱交換導管５の回旋状コイルの「魚鱗」横断面は、より滑らかな熱勾配を促進し、周囲の媒体のより均一な局所的流速をもたらし、多数の層形成のためにより高密度にパッキングした配置を可能にする。]
[0125] この形状の横断面の管は、相当する円形の横断面の管の耐圧能力を欠いているので、以下に説明するシャワーを使用する人の体重によって作動する入口アタッチメント近くのチェックバルブが、使用していないときの通常の供給圧力を軽減するのに役立ち、ならびに作動に便利な設備を提供し、水の浪費の回避を確保する。]
[0126] 構造的な突起［２５］の間の中に蓋の外部のうねのある表面を並べる１層の断熱材より上に、ケーシング基部［５９］に隣接する縁の高さまで、補強および作用点のため鋼製の格子とともに１層のコンクリートを置くことができ、このケーシング基部［５９］は、導管位置決め床張り板［７］と一直線上にある構造的な突起［２５］の上だけではなく、ケーシング基部境界線の八角形の隅の上にも載っている。ケーシング蓋［３］は、ケーシング基部［２］の中にぴったりとフィットしており、周辺の下の周縁部３ａ’は周辺の排水チャネル［２３］の周りの溝３ｂにぴったりと入っている。この溝に沿ったある点において、排水チャネル［２３］を横切ってアンダーフローリム［２２］の内側側面まで伸びる１つまたは複数のチャネル（または導管または管状ブリッジ）は、水が空気密封溝の中に浸かるのを可能にし、それによって、エアーロックを防水にしている。]
[0127] 基部ケーシング２は、適切な寸法の配管アタッチメント［２７、２８］を備えている場合、付加的な熱交換導管［５］、関連する位置の床張り板［７］および取替え蓋［３：図３および４］によって、排水流能力のアップグレードに適応することができる。この例において（図１および２）、ケーシング基部は、放射状床張り板［７］のフィッティングのために、放射状リブ［６］の代わりに溝または一直線のフィーチャー［８］（図５に示すような）を備え、それは、流量のアップグレードの間により適切なスペーシングの一つで置き換えることもできる。] 図１ 図３ 図５
[0128] 図５および図６は、熱交換導管５の長方形の回旋配置を示しており、これによって、第２流体がまずコイルの内側のアタッチメント２７に供給され、次いで回旋状導管５に遠心性に沿って、隅２８のアタッチメント２８に供給され、そこで加熱器具またはシャワーヘッドを直接供給する。シャワーヘッドの下で収集された廃水は、長方形の溝１６を通って熱交換器１の周辺より上にあるペーブメント４５の中を流れ、熱交換コイル５を横切って、その周りを、その中間に、外側から中心１’に向かって概して内向きにまたは放射状に流れ、そこで水平方向のオーバーフローリム［１３］を通った後で収集される。] 図５ 図６
[0129] この配置は、異なる数の熱交換導管５または層で形成し、排水流量をアップグレードするために伸展させることも可能である。流れの分配は、以下に説明するように可変的な楕円形の区間によって高めることができるが、ここでのＨＸ導管５は、概して円形の区間である。ＨＸ導管５のための配管アタッチメント２７、２８は、ケーシング基部２の［２７］の上にはめ込まれるまたは［２８］の中に組み込まれ、新鮮な水供給管は、ＨＸ導管配置の下で断熱材２６の層を通ってケーシングの基部で延びる、またはケーシング［２８］自体の中に組み込まれる。これにより、蓋３およびＨＸＤカバーが管接続を分解することなく、素早く取り除くことが可能になる。シャワー廃水は、ケーシングの外側縁の長方形のチャネルまたは開口部１６を通って、周縁部においてＨＸＤ１に入るので、中心のシャワー床排水表面１６’は周囲の床から独立したままであり、必要が生じた時に洗浄またはメンテナンスのために容易に取り除くことができる。入口開口部［１６］は、ケーシング周辺の周りの排流体を、沈殿物収集表面［１０３］を備えるほかの周辺チャネル［１０４］にあふれ出る前に流す調節装置または分散側溝１０４の上に配置され、そこでは、排水が、側面表面［２０］の中の穿孔を通って回旋状熱交換導管［５］の外側縁の下までしみ出る前に均等に分配される。ここでの効果は、一般的に、シャワーの下での体の動く位置またはシャワーヘッドの中心に集まっていない方向の結果として生じる、排水のチャネルの中へのむらのあるまたは不均衡な分配を分散することである。]
[0130] この配置は、熱交換導管５が、最適な導管長および熱交換表面積に役立つ水平方向の空間を十分に活用することを可能にし、固体粒子および沈殿物が、やがては装置の効率的な作動を妨げる堆積が蓄積する熱交換導管配置を通過する前に、それらを沈殿させることを容易にする、最小局所流速を可能にする。]
[0131] ここでの蓋３ｂは、２つの構成要素から作られている：その構成要素とは、熱交換導管の上を通って排流体を伝導するための表面を提供する下部３ａ；および、セラミック床用にコンクリート下層を含み、それによって排水を補助開口部［１０８］を通って主な収集をする周辺入口チャネル［１０４］の中へ運び分配する、木製の厚板など（以下参照、図１０／１１）を備えた、代替の床の下に排水表面を提供する、断熱層３ｃを覆う上部３ｂである。長方形の形態は、第２導管５および最大熱交換表面積に役立つ空間を十分利用する一方で、より長いオーバーフローリム１３を備える中心１’においてボトルネック効果を有利に減少させる。上部蓋構成要素３ｂは、また、捕捉された空気を下部蓋表面３ｃの下から通気孔［５３］と蓋おおび上面中心の毛細管［５４］を経由して放出するための限られた空気の運動も可能にする。] 図１０
[0132] 側面と端の４分の１区との間のより釣り合いのとれた排流体の分配を維持するために、管案内突起８および挿入されたスペーサー床張り板［１１］の位置および配向がここでは重要である。]
[0133] 基部２は、主なケーシング基部構成要素の下に、平坦な水平方向の導管の中の中心収集容器［２３］から外部の汚水システムへ排水を運ぶ別の構成要素［２４］も有する。これにより、各々の個々の据え付けの状況に適応する、代替の配向の選択が可能になる。ここでの多数の構成要素は、また、設計コストを大幅に節約した製造プロセスを容易にする。]
[0134] 導管スペーシング配置は、好ましい実施形態において、幅広く変化することができ、図７の４つのイラストは、連続する熱交換導管区間５の間の水平方向のスペーシングの進行的な変化によって、層内スペーシングおよび第１流体の流れる本体の横断面積が、流速および流体の流れに対する流体力学的抵抗を局所的に修正する（最小の垂直負担で）手段として、どのように変化しうるのかを示している。] 図７
[0135] 図８および図９は、好ましい実施形態の４分の１の八角形側面のコイル状に湾曲したらせん状ＨＸＤと同様の原理を示しており、それは、比較的に三角形の形態をしたオープンコーナーシャワーパン１００’である。シャワー廃水は、収集され、頂端２’の近くの従来の排水孔１６’を通りぬけ、流れを均等にする穿孔した壁［１０９］および水平方向に平坦なオーバーフローリム［１３］を通りぬける前に、最後の導管区間５’’に隣接する周辺の収集チャネル［２３］に到達するまで、層としてループ状の熱交換導管区間５の配置を横切って流れる。] 図８ 図９
[0136] 熱交換導管５は、同じ水平面に向かって次第に併合する、異なる高さの段をもつ一連のループの形に形づくられる（図７、左下参照）。床張り板７は、導管５の周りの排流体の循環を最適化する、交互の平面のこのねじれ形ループ配置を維持するように形づけられる。図８は、中央の突起またはリブ６および挿入された床張り板７の近い側面までの区間を示す。この図は、通常は、突起６および床張り板７の上の垂直構造的壁の中を通る通気孔［５３］およびダクト［５４］を可視化しないが、ここではそれらの位置が説明されている。図９は、基部２および第２導管５の平面図であり、蓋が取り除かれているように見えるので、製造中に導管５を曲げるための湾曲の最小半径を仮定すると、導管の湾曲がどのように配置されるのかを示している。蓋３は、常在の第１流体に近づくことができるケーシング基部２の折りたたまれた周縁部によって作られた溝に正確にはまる周辺の垂直な周縁部を備え、それによって、据え付けられたときに密閉したシールをもたらす。アンダーフローリム［１２］に通じる蓋の入口導管［１６］は、その下端１６’’に向かって先細り、次第に楕円形になり、熱交換導管５の配置に近づくにつれて通り抜ける第１流体のより一様な流れのためのより広い水平方向の間隙を可能にする。ケーシング基部２および蓋３の表面の両方から突出しているフローフィン［１４］は、適切な第１流体の流れを強めるだけでなく、第２導管５の配置の安定した位置を補助する。導管を固定する突起［６］および床張り板［７］はまた、ループの屈曲の周りの不規則な流れが、平行な熱交換導管区間５の周りの均一な流れのパターンを乱すのを防ぐ。] 図７ 図８ 図９
[0137] シャワーパンは、周辺の排出縁において連結され、または傾斜され、プラットホームにぴったり重なるよう形成され、結果として、第２熱媒介流体が通り抜ける配管において、人の重さで、レバーがずらされてチェックバルブを作動する。]
[0138] 図１０から図１２は、プラスチック連結菱形区間導管５を備える長方形の多層状の側面コイル配置の実施形態を示す。図１０、１１および１２は、多数の層（すなわち、２つの追加的な重ねられた層を備える）における横向きの（水平方向に一直線に並んだ）「押しつぶされたらせん状の」対配置を説明している。シャワー廃水は、木製の格子プラットホーム１１１の下で、ケーシングの上表面３’’’の上に集まる。次いで、廃水は、その長さに沿った流入収集チャネル［１６］の中への流れの分配を均等にする穿孔［１０８］を通って反対側へ流れる。廃水がフィルター障壁［２０］の穿孔された表面を通り抜けて、平行な導管のアレイに見える熱交換コイルの外側端部の下まで向かうにつれて、流れの側方分配のさらなる均等化が起こる。ループ曲線５’’’（図９の実施形態の類似する部分参照）は、非常に鋭く、側面に集中しているので、銅およびプラスチックにおけるコイルの混成構成が、全て銅のコイリングに対して、技術的により容易で、単純で大規模製造に安価である新しい構成をもたらす。この例において、各々の層の各々の導管ループ中の屈曲は、ＨＸＤの各々の側面の唯一の（プラスチック）端部ブロック［１１０］の中に最密な配置で並置され、第２導管配置全体を単位構成要素にする。銅導管５は、その端部がプラスチック端部ブロック１１０の中に挿入されている。それゆえ、導管分離／スペーシング床張り板［７］も単一の格子の中に組み込まれ、構成要素の組み立て中にはめ込まれ、この例においては、そのためにケーシング蓋および基部の内部表面上に突起が必要ない。第２導管５は、第２導管の周りのより一定の介在性（第２）流体スペーシングを可能にする、菱形の区間を備える。これらの第２導管の水平方向スペーシングの進行性の変化は、どのように温度勾配および結果として生じる粘度の変化が埋め合わされ、第１流体流に対する流体力学的抗力を均等にし、概して減少させるかを説明する。しかしながら、装置１の１つの利点が、概して係累のない冷たい水の排水を可能にすることであって、より容易なより効率的な洗浄のための管の規則的な配置の利点がこの最適化された値よりも概してまさるために、この特徴は、実際には、より適切に、あまり強調されず、または省略さえされうる。] 図１０ 図１２ 図９
[0139] 上部蓋表面３’’’は、長方形の回旋状第２導管配置（図６）で説明された実施に類似しており、ここでは上に据え付けられうる代替のシャワーフローリングへの適合性を示している。ＨＸＤの重量負荷構造の壁［２５］および導管スペーサー［７］と一直線上の横部品１１１’’に取り付けられ、上に載っている木製のスラット１１１’の利点は、その低い熱伝導性および熱容量に加えて、独立したプラットホームとして動いて、チェックバルブを作動させ、それによってシャワーの水流を操作する便利な手段を提供できることである。シャワー廃水は、スラットの中間を通り抜け、ＨＸＤ蓋の上を外側縁に向かって流れ、周辺の収集チャネル［１０４］の中への流れの分配を均等化する一連の開口部［１０８］を通り抜けて、ＨＸＤの周辺の入口開口部に沿って均等に流れる。この構成はまた、製造プロセスにおいて、シャワーパンおよびコンパートメントがＨＸＤケーシングと合体される携帯用または組み立て式に作られるシャワーの据え付けに特に適している。] 図６
[0140] 本発明による好ましい実施形態において使用されうる、以下の有利な特徴および構成要素をこれから説明する。]
[0141] １．釣り合いのとれた逆流
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）。]
[0142] ２．熱伝導性導管の配置
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。]
[0143] 湾曲が均一に増加する、水平面において回旋状の管の使用は、この応用に適しており、非常に経済的であるが、必ずしも不可欠ではなく、また常に理想的であるとは限らない。最終的に、最適な熱回収性能のためのＨＸＤを通した適切な流れの分配を決定するのは、ケーシング全体の内部形状によって決定される、熱交換配管周りのスペーシングおよび第１流体がこのスペーシングを通り抜ける前および後に伝導される方法である。]
[0144] ３．並列な流れの配置
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。]
[0145] 前に述べたように、第１流体流の方向における熱交換導管に沿った伝熱の割合は、２つの媒体の間の最適に効率的な連続した動的熱勾配に極めて著しく影響を及ぼし、入ってくる第２流体よりもＨＸＤを離れる排液の温度の方が実質的に温かいという結果になり、そして２つの媒体の間の最終的な伝熱（または熱交換の効率）の減少という結果になる。]
[0146] これらの問題は、コイルの配置、すなわち第１流体流の流線に沿った全体の熱勾配が不連続な増加で進行する、並列のループを導管が形成する場所によって実質的に避けられる。本応用の寸法の要件のため、このコイルは、平坦で、水平で、第１流体が連続して各々かつ全てのループを横切って均一に流れるように配置されなければならない。]
[0147] 比較的横行した流れの配置は、交差流の局所流および逆流の全体流の混成組み合わせである。]
[0148] この応用に適切なこのような配置のために、回旋状またはループ状の導管の平坦な層が形作られる３つの方法がある。]
[0149] ４．回旋状らせん
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。]
[0150] 排液の本体の幅がその中心からの距離に比例して変化するにつれて、垂直方向の深さは反比例して変化し、結果としてケーシングの上部および下部の第１流体表面が中心ではさらに離れて、周辺部では接近するようになる必要がある。単一の管の層にとって、隣接する回旋の間のスペーシングは、それほど重大ではなく、最大の熱交換表面積にうまく合うために固定した最小の間隙となりうる。追加的な並列の層のオーバーラップを収容するため、流れが横断する周長に逆比例する導管スペーシングが必要とされる。次いで、その次の層は、同じ種類の導管配置および形態で構成されるが、組み合わせのために１８０度回転させられるにすぎず、蓋についても同様に、追加的な突起間の床張り板の上に配置される。経済のためには、蓋は、交互の高さ構成を支持する周辺周りの刻み目の模様を備え、適切な水平面で両方の向きに適合するよう作ることができる。このような層の配置は、周辺において水平方向に一直線に並べられた六角形のパッキング配置を与え、ここではより低い排水流速で伝熱の大部分が起こる。]
[0151] より高いオーダーの多数層配置のためには、円錐形に傾斜した層対（上で説明した）の収束の最適化も非常に適当でありうる。]
[0152] 長方形または正方形（または十二角形）の形態の回旋状導管配置において、第２流体導管層の半分の方向を交互に反対にすることによって、排流体の流れへのコイルの流体力学的旋回効果が釣り合い、導管配置の放射状に垂直の区間との導管交差の配列により（すなわち、斜めの、または隅の区間よりもむしろ中央側）、隅へ向かう代償的な排水流が助長されうる。しかしながら、これは層が組み合わさることを可能にはせず、より大きな層間距離は、より高いボリュームのＨＸチャンバー中の排流体およびその結果として熱慣性という結果をもたらす。]
[0153] 排廃水は、中央入口開口部から遠心性に、あるいは周辺のリング形態もしくは断片化した開口部から求心性に流れるように形成され、各々の流れの方向の相対的な長所は、既に上で論じてきた。]
[0154] 遠心性配置（図１〜図４）において、排液は、第２流体導管層の水平方向の平面への中央流路の下へ、蓋の開口部を通って装置に入り、周辺部のオーバーフローリム［１３］に達するまで、第２流体導管［５］の下および中間で、全水平方向に放射状に分散する。この水平方向に平坦なオーバーフローリムは、熱交換コイルの全区間を横切る排液の均一に分配された放射方の流れの維持に必須であり、いったん通り過ぎると、排液は、隣接する周辺の側溝［２３］に収集され、外部の排液と一体になる場所［２４］、汚水または排水収集システムに運ばれうる。水およびその表面は、周囲リムとのそれほど密接した接触を必要とせず、最小の厚さの層として通るので、周囲リムの水平さは、あまり重大な影響をもたらさないが、周辺に沿ったむらのない流れの分配は、求心性排水配置（図５および図６）において同様に重要である。周辺排水開口部配置は、それが使用者にシャワーの下でより姿勢の自由を与えるだけではなく、中央バルブ位置が使用していないときの熱交換導管配置からの圧力を軽減するので、足−体重で作動するバルブを組み込むのにより適している。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６
[0155] ５．押しつぶされたらせん
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。]
[0156] 他の配置は、各々のコイルの水平方向の区間が、コイルの軸の方向にある前のループの側面に沿って水平方向に伸びる広範に突出した形状の２つの対向して走る並列のループ区間である、水平軸の周りの緊密ならせん状コイルのようである。実際、導管のらせん状または湾曲した部分は、比較的重要ではなく、水平方向の区間を接続するのに役立ついかなる形態の導管も同等の区である。]
[0157] 第１の型は、第１流体流の全体方向において導管表面のより均一な熱の進行に備えるが、後者の型は（より有利に）導管表面周りのより均一な流体力学的流れの分配およびより小型の層形成に備える。]
[0158] 横のコイル配置への追加的な層は、最初のコイルの周りのより大きな周囲コイルとして流体力学的によりうまく形成されるが、これは異なる導管表面積を与え、結果としてあまり釣り合いのとれていない流れの分配およびあまり効率的でない熱交換をもたらす、層の間の過度な介在性スペーシングなしに、適切な荷重負荷突起で適合させる、または実行するのが技術的に厄介な円錐形の（水平方向に先細りの）配置についてのみ実用的でありうる。この困難は、まるでコイルがさらに押しつぶされている、または伸長されているスプリットらせんの縁であるように、あまり緊密にパッキングされていない配置によって避けられうる。このような配置（各々の水平方向の区間の反対側の隣接する平行な区間が、６０度の角度ではなくむしろ１２０度の角度に及ぶ）において、層は、挿入された床張り板とともに、ねじれることなく、互いの上に単純に積み重ねられ、密に間をあけられた垂直方向に一直線に並んだ六方パッキング配置をもたらす。]
[0159] 収束する層について上で説明したように、また図８および図９で示すように、先細りの導管については、層が次第に平らになり単一の平面のループ状配置に分かれる混成の構成の中に適合するが、この構成は固定された幅の長方形の第１流体導管のために示される。] 図８ 図９
[0160] ６．ヘビ状の連続した平行なループ
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。]
[0161] ７．混成の（分割された熱交換）導管
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。]
[0162] より経済的であるが技術的に多くを要求する代替案は、一連の水平方向の区間として導管配置の層を製造することであり、この一連の水平方向の区間は、図１１に示すように、隣接する導管区間の空洞と内部で連結する導管配置の縁に沿って、プラスチック管の鎖でつないだ突起によって端部で継ぎ合わせた、直線状または湾曲した、またはループ状である。ここでの困難は、小型の配置の限られた空間の中の第２流体媒体にとって一般的であるより高い圧力でも安全な、信頼できる防水接合部を確保することである。他の問題は、これらの流体力学的になめらかな導管を、小型の配置において結合させることができる製造可能な構成要素の中に組み込むことでありうる。しかしながら、多数の層の配置は、垂直方向の隣接する導管と融合する各々の層の導管の曲線によって、組み込まれた構成要素の中に有利に合体し、そこでは均一な熱の進行および均一な介在性流の利点が組み合わされうる。] 図１１
[0163] この方法は、また先細りの第１流体導管中の流れの釣り合いをとるための代わりの解決策をもたらす機会を提供し、それによると、含まれている導管が水平方向に狭くなるにつれて多数の層の中の隣接する導管が次第により少ない導管へと融合される。]
[0164] ８．導管の浸水
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。]
[0165] ９．流れの方向
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。]
[0166] ２つの端部の形状は、いくつかの流れの配置において非常に異なるので、この選択は、主として排水入口開口部の位置および形態の好みに依存する。排水孔の従来の大きさおよび形態は、最も個人の好みに適した様式、形態および大きさで商業市場において用意に入手可能である従来の排水ボウルの使用を好むが、代替案は、１つまたは複数の側面上の中心にまたはボウル周辺に配置されたより大きいまたはより長い側溝とすることができる。]
[0167] 廃水の粘度は、冷えるにつれて増加するので、流れを考慮すると廃水の粘度も問題である。より高い初期流速が狭い端部で許容され、そこでの第１導管がより接近した介在性スペーシングを備えてより浅くなり、全体的に垂直方向にあまり先細りでない導管（すなわち、より均一な厚さを備えている）となるのを可能にするので、狭い端部において排水入口を備える構成は、有利となりうる。]
[0168] ボウルの中の速い流れの排水およびパドリングへの「ボトルネック」制限を避けるほかに、伸長した排水側溝を選択する１つの理由は、それが狭い介在性の空間において第１導管を装置の性能に有害に影響を及ぼしうる詰まりおよび妨害から保護するまたは予防するのに役立つより大きくより効率的なフィルターを収容できることである。時々、メンテナンスまたは洗浄の目的で、シャワーパンの下のＨＸＤに接近し、蓋を取り除くことが必要となりうる。これを壊さずに行うために、シャワーボウルは、ＨＸＤ蓋を覆う容易に着脱可能な構成要素を備え、その接合部は、取り外しを容易にする排水側溝と一直線に並んでいる。この構成は、配管トラップを迂回し、この接合部を経由して家庭環境に入る汚水システムガスの少ない可能性を考慮しており、追加的なガスシーリング接合部の必要性を除去する。さらに、ＨＸ通路中の第１流体のボリュームは主として狭い端部に存するので、上流の通路があまり広大でないとすれば、この配置は、装置により低い初期熱慣性を与える。]
[0169] １０．ガスシール／配管トラップ
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。]
[0170] シャワーアプリケーションにおけるこの特徴の大きな重要性は、従来使用されていた配管トラップの代わりをして、これを不要にすることにより、これが通常占める多大に必要とされる空間およびこれが使用する圧力水頭を適切なものにし、ＨＸＤによって最も利益のあるように使用されるようにできることである。]
[0171] １１．隆起‐突起
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。]
[0172] この必要性は、障害なく適切な排水流を支持するため、フローフェンスまたはフィンとして働く、第１流体の自然のまたは所望の流路に従って第２導体を横切りその周りに伸びる突起［６］を備えたケーシングの内部表面の形態によって満たされうる。上方のケーシング基部および下方の蓋の両方の内部表面から伸びる突起は、第２流体導管の段の中間のバッティング表面と一直線に並び、この配列を固定するための相補的な特徴（例えば、ピン／穴または隆起／溝）を備えることができる。]
[0173] あるいは、表面は、もし必要であれば、床張り板が突起として機能するよう適合するように、溝または配列特徴を備えることを特徴としてもよい。これにより、単一層の回旋状配置（図１／２）から多層の配置（図３／４）へアップグレードする際に適当に変化するような代わりのスペーシング配置を可能にする。] 図１ 図３
[0174] １２．断熱材
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。]
[0175] 装置の第１または第２導管のいずれかに対して外部接続する導管は、この断熱層を通り抜ける必要があり、この断熱層は、据え付けの状況に応じて、これらの導管または装置を収容するよう容易に改造されうる。この設備のために、ケーシングの部品は、防水安全区に特殊なまたは市販の装置を都合よく収容するよう特徴づけられている。]
[0176] １３．適切な特性を備えた材料の選択
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。]
[0177] ＨＸＤは、基本的には２種の形態の表面からなる、２つの流体用の導管である：一方は高熱伝導性であり、他方は断熱性で、両者は低い流体力学的荒さおよび微生物のコロニー形成もしくは生分解への耐性を備え、熱的、構造的および化学的安定性を有している。]
[0178] 現代のプラスチック産業の製造技術によって提供される万能性および対費用効果によって、この応用の要求はプラスチックを材料の優秀な選択肢にしている。]
[0179] 全体としてきれいな流体が実質的により高い圧力下で流れる第２導管は、より強い導管を必要とし、その長さおよび湾曲は主要な問題ではないが、この要求は、より小さい横断面に関してはより処理しやすい。配管にとって伝統的な基準である銅管は、非常に延性があり、通常は第２導管用の材料の好ましい選択肢となりうる。]
[0180] １４．ケーシングの構成および特性
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。]
[0181] ＨＸＤケーシング［１］は、組み立てられる際、銅などの、追加的な適切な特性（この説明のために上で説明したような）を備える材料から作られる、１つまたは複数のコイル状の熱伝導性の強固な新鮮な水の管［５］を、その内側の排水含有表面の決まった場所に保持する。]
[0182] １５．他の構造的なケーシングの特徴
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。]
[0183] １６．導管表面の処理
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。]
[0184] １７．配管接続
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。] 図３
[0185] １８．本発明のいくつかの好ましい実施形態の性質およびその可変的な実施
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。]
[0186] 種々の実施形態のさらなる種々の有利な特徴をこれから論じる：]
[0187] １．流れの分配
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。]
[0188] ２．他の流れの平衡装置
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。]

权利要求:

請求項1
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。
請求項2
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。
請求項3
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。
請求項4
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。
請求項5
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。
請求項6
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。
請求項7
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。
請求項8
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。
請求項9
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。
請求項10
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。
請求項11
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。
請求項12
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。
請求項13
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。
請求項14
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。
請求項15
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。
請求項16
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。
請求項17
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。
請求項18
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。
請求項19
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。
請求項20
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。
請求項21
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。
請求項22
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。
請求項23
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。
請求項24
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。
請求項25
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。
請求項26
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。
請求項27
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。
請求項28
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。
請求項29
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。
請求項30
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。
請求項31
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。
請求項32
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。
請求項33
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。
請求項34
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。
請求項35
（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。
請求項36
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。
請求項37
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。
請求項38
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。
請求項39
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。
請求項40
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。
請求項41
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。
請求項42
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。
請求項43
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。
請求項44
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。
請求項45
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。
請求項46
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。
請求項47
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。
請求項48
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。
請求項49
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。
請求項50
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。
請求項51
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。
請求項52
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。
請求項53
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。
請求項54
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。
請求項55
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。
請求項56
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。
請求項57
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。
請求項58
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。
請求項59
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。
請求項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。