加热装置和具有该加热装置的设备
技术领域
本发明涉及加热技术,尤其涉及一种加热装置和具有该加热装置的设备。
背景技术
关于卫生清洗装置的所谓的瞬间式热交换器的结构,以往公开了如下的结构:在从热交换器输出的热水存在加热不均时,为了使从清洗喷嘴喷出的水具有稳定的温度从而使用户能够舒适安全地进行清洗,在从热水器的输出部到清洗喷嘴之间设有用于吸收温度不均的温度稳定部,使得不会从清洗喷嘴喷出冷热不均的清洗水(参照专利文献1、专利文献2)。并且公开了如下的结构:通过将温度稳定部的入水部分形成圆弧状,能够促进温度稳定部中的热水的混流,从而能够迅速地使从温度稳定部输出的热水温度变得均匀(参照专利文献3)。
专利文献1:日本特许第3714060号
专利文献2:日本特开2000-1896号公报
专利文献3:日本特开2009-2357102号公报
由于上述温度稳定部都是按照在其内部将加热装置加热后的水暂时贮存的方式来进行混合从而使水温变得均匀,所以温度稳定部要具有用于确保一定量热水的体积,因此温度稳定部一般采用与加热装置分开设置的结构。
发明内容
目前,虽然温度稳定器作为舒适安全地进行热水清洗的结构是不可或缺的,但是由于温度稳定器与加热装置分开设置的结构导致整个热水器占用的空间较大,给使用和安装带来不便,为了解决上述问题,可使温度稳定器和加热装置的设备一体化且逐渐小型化,在温度稳定器和加热装置一体化且逐渐小型化的设计中,确保在该加热设备内部配置体积较大的温度稳定部的空间成为待解决的课题。
本发明就是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种能够使出水温度更稳定并且能够实现小型化的加热装置和具有该加热装置的设备。
为了实现上述目的,本发明的第一方式提供一种加热装置,其特征在于,包括:壳体,其具有使流体流入的入口和使流体流出的出口;热交换流路,其设置在所述壳体内,与所述入口连通;加热器,其对所述热交换流路内的流体进行加热;温度缓冲部,其设置在所述壳体内,与所述出口连通;以及通孔,其设置于所述热交换流路与所述温度缓冲部之间,用于连通所述热交换流路和所述温度缓冲部,所述热交换流路对从所述入口流入的流体进行引导,使加热后的所述流体从所述通孔向所述温度缓冲部流入,所述温度缓冲部将从所述通孔流入的流体向所述出口引导。
根据该结构,通过设置温度缓冲部,并且设置使热交换流路与温度缓冲部连通的通孔,能够使流入温度缓冲部的热水温度变得均匀;此外,由于温度缓冲部占用空间可尽量地小,因此,可实现同时具备热交换流路和温度缓冲部的装置的小型化。
本发明的第二方式的加热装置的特征在于,所述通孔为一个或一个以上。
根据该结构,能够使加热后的水从一个或一个以上通孔向温度缓冲部流入,能够使水更均匀地流入。
本发明的第三方式的加热装置的特征在于,在所述通孔为一个时,所述通孔置于所述热交换流路与所述温度缓冲部的中间位置。
根据该结构,在所述通孔为一个时,将所述通孔置于所述热交换流路与所述温度缓冲部的中间位置,只需要简单的结构就能够使水均匀地流出。
本发明的第四方式的加热装置的特征在于,所述加热装置还包括混合筋,该混合筋设置在所述温度缓冲部中,用于对流入的所述流体进行混合。
根据该结构,在温度缓冲部内流动的热水一边在温度缓冲部内流动一边被混合筋阻碍其流向。从一个以上通孔流入的热水在混合筋和温度缓冲部的内壁之间的间隙以及没有混合筋的部分进一步进行混合,在从出口流出时,热水温度变得均匀。
本发明的第五方式的加热装置的特征在于,所述混合筋为一个以上,分别位于一个以上所述通孔的朝向所述出口的一侧。
根据该结构,通过将混合筋设为一个以上,并且分别位于一个以上通孔的朝向出口的一侧,能够进一步阻碍在温度缓冲部内流动的热水的流向,使温度不均的热水进一步进行混合。
本发明的第六方式的加热装置的特征在于,所述混合筋的数量与所述通孔的数量相同。
根据该结构,通过使混合筋的数量与通孔的数量相同,使得一个以上通孔的靠近出口一侧都具有一个混合筋,能够更加均匀地对在温度缓冲部内流动的热水进行混合。
本发明的第七方式的加热装置的特征在于,所述混合筋的截面形成为随着朝向所述出口,其截面的宽度增大。
根据该结构,通过将混合筋的形状形成为随着朝向所述出口其截面的宽度增大,能够进一步阻碍在温度缓冲部内流动的热水的流向,使温度不均的热水进一步进行混合。
本发明的第八方式的加热装置的特征在于,所述加热器设置于所述热交换流路内或者设置于所述热交换流路的外侧壁面上,当所述加热器设置于所述热交换流路内时,所述加热器位于所述热交换流路中且不与所述热交换流路的壁面接触或者贴设在所述热交换流路的至少一个壁面上。
根据该结构,在所述加热器位于所述热交换流路中且不与所述热交换流路的壁面接触时,加热器的两面都可以对水进行加热,能够加快加热的速度,在所述加热器贴设在所述热交换流路的至少一个壁面上时,能够使加热器的安装更加稳定,在所述加热器贴设在所述热交换流路的外壁面上时,还能够增大所述热交换流路的容积,使热水量增加。
本发明的第九方式的加热装置的特征在于,流体从所述入口流入所述热交换流路的流向与从所述温度缓冲部向出口流出的流向相反、或相同、或者相交。
根据该结构,在流体从所述入口流入所述热交换流路的流向与从所述温度缓冲部向出口流出的流向相反时,能够取得流体从一个以上通孔流入温度缓冲部的平衡,能够使热水高效地流入温度缓冲部,而不会滞留在热交换流路内。在流体从所述入口流入所述热交换流路的流向与从所述温度缓冲部向出口流出的流向相同或相交时,能够使出口流出的流体更加缓和。
本发明的第十方式的加热装置的特征在于,从一个以上所述通孔向所述温度缓冲部流入的流体的流向与所述温度缓冲部内的流体的流向交叉。
根据该结构,通过使流向交叉,能够使在温度缓冲部内流动的流体与从通孔流入的流体逐渐混合,在从出口流出时,使温度变得均匀。
本发明的第十一方式提供一种卫生清洗装置,其特征在于,包括:便座主体,其载置在座便器上,与着座部枢接,使所述着座部以所述便座主体为轴进行枢转,在该便座主体部中设有上述的任意一项所述的加热装置;供水部,其将来自供水源的水供给所述加热装置;以及喷嘴,其使用所述加热装置所加热的热水来清洗人体。
根据该结构,通过设置温度缓冲部,并且设置使热交换流路与温度缓冲部连通的通孔,能够使流入温度缓冲部的热水温度变得均匀;此外,由于温度缓冲部占用空间可尽量地小,因此,可实现同时具备热交换流路和温度缓冲部的卫生清洗装置的小型化。
本发明的第十二方式提供一种具备加热装置的设备,其特征在于,所述设备具备的加热装置为上述的加热装置。
根据该结构,通过设置温度缓冲部,并且设置使热交换流路与温度缓冲部连通的通孔,能够使流入温度缓冲部的热水温度变得均匀;此外,由于温度缓冲部占用空间可尽量地小,因此,可实现同时具备热交换流路和温度缓冲部的设备的小型化。
参照后文的说明和附图,详细公开了本发明的实施方式。应该理解,本发明的实施方式在范围上并不因此而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。
应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件或组件的存在或附加。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中,本发明实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得更加显而易见,在附图中:
图1是示出本发明的第一实施例所涉及的加热装置的立体图。
图2是示出本发明的第一实施例所涉及的加热装置的各个视图,图2(A)是主视图,图2(B)是俯视图,图2(C)是仰视图,图2(D)是沿着图2(C)的C-C线的剖视图,图2(E)是沿着图2(D)的D-D线的剖视图,图2(F)是沿着图2(D)的E-E线的剖视图。
图3是示出在现有技术中的不具有通孔的加热装置中水的流向的示意图。
图4是示出在第一实施例的只具有一个通孔的加热装置中水的流向的示意图。
图5是示出在第一实施例的具有一个以上通孔的加热装置中水的流向的示意图。
图6是示出在第一实施例的具有一个以上混合筋的温度缓冲部中水的流向的示意图。
图7是示出在第一实施例的热交换流路和具有一个以上混合筋的温度缓冲部中水的总体流向的示意图。
图8是示出在第一实施例的变形例中加热器的配置位置的示意图,图8(A)是示出将加热器配置在一侧壳体内侧的示意图,图8(B)是示出将加热器配置在一侧壳体外侧的示意图,图8(C)是示出将加热器横着配置在热交换流路底部的示意图。
图9是示出第一实施方式的变形例的示意图,图9(A)是示出了从入口流入的流向与从出口流出的方向相同的加热装置的示意图,图9(B)是示出了从入口流入的流向与从出口流出的方向相交的加热装置的示意图。
图10是示出本发明的第二实施例所涉及的安装有本发明的加热装置的卫生清洗装置的立体图。
符号说明
1:加热装置;11:入口;12:出口;13:壳体;21:通孔;22:混合筋;23:加热器;24:热交换流路;25:温度缓冲部;100:卫生清洗装置;101:便座主体;102:着坐部;103:坐便器;104:操作部;105:喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的各种实施方式进行说明。这些实施方式只是示例性的,不是对本发明的限制。
本发明实施例提供一种加热装置,包括:壳体,其具有使流体流入的入口和使流体流出的出口;热交换流路,其设置在所述壳体内,与所述入口连通;加热器,其对所述热交换流路内的流体进行加热;温度缓冲部,其设置在所述壳体内,与所述出口连通;以及通孔,其设置于所述热交换流路与所述温度缓冲部之间,用于连通所述热交换流路和所述温度缓冲部,所述热交换流路对从所述入口流入的流体进行引导,使加热后的所述流体从所述通孔向所述温度缓冲部流入,所述温度缓冲部将从所述通孔流入的流体向所述出口引导。
由上述实施例可知,通过设置温度缓冲部,并且设置使热交换流路与温度缓冲部连通的通孔,能够使流入温度缓冲部的热水温度变得均匀;此外,由于温度缓冲部占用空间可尽量地小,因此,可实现同时具备热交换流路和温度缓冲部的装置的小型化。
为了使本领域的技术人员能够容易地理解本发明的原理和实施方式,以下结合附图对本发明实施例的加热装置进行详细说明。以下以流体是水的情况来进行说明,但流体不限于水,还可以为其他液体或气体。
第一实施例
参照图1~图2对本发明的第一实施例所涉及的加热装置的结构进行说明。图1是示出本发明的第一实施例所涉及的加热装置的立体图。图2是示出本发明的第一实施例所涉及的加热装置的各个视图,图2(A)是主视图,图2(B)是俯视图,图2(C)是仰视图,图2(D)是沿着图2(C)的C-C线的剖视图,图2(E)是沿着图2(D)的D-D线的剖视图,图2(F)是沿着图2(D)的E-E线的剖视图。
如图1和图2所示,加热装置1具有:壳体13、热交换流路24、加热器23、温度缓冲部25、以及设置于热交换流路24和温度缓冲部25之间的通孔21。
其中,壳体13具有使水流入的入口11和使水流出的出口12,热交换流路24设置在壳体13内,与入口11连通,加热器23对热交换流路24内的水进行加热,温度缓冲部25设置在壳体13内,与出口12连通,通孔21使热交换流路24与温度缓冲部25连通,热交换流路24对从入口11流入的水进行引导,使加热后的水从通孔21向温度缓冲部25流入,温度缓冲部25将流入的加热后的水向出口12引导。在本实施例中,由壳体13形成的空间作为热交换流路24,当然热交换流路24也可以单独作为一个部件设置在壳体13内。
由上述实施例可知,从入口11流入的水在热交换流路24中被加热器23加热,但加热后的水直接从出口12流出的话会导致温度不均匀,该加热后的水经通孔21流入温度缓冲部25,可在温度缓冲部25中进行混合,使水的温度均匀。
在本实施例中,加热器23可以设置在任意位置上,只要能够对热交换流路24内的水进行加热即可,例如将加热器23设置在热交换流路24内或者设置于热交换流路24的外侧壁面上。
在本实施例中,通孔21的数量可以为一个,也可以为一个以上,具有一个通孔21的加热装置1的工作原理将在后面基于图4进行说明,与此相对,具有一个以上通孔21的加热装置1的工作原理将在后面基于图5进行说明。
在本实施例中,如图2(D)所示,加热装置1还可包括混合筋22,该混合筋22设置在温度缓冲部25中,用于对流入温度缓冲部25中的水进行混合。
其中,混合筋22的形状为任意形状,如柱状、球形等;混合筋22截面的形状可以为矩形、圆形、椭圆形等任意形状,只要混合筋22能够限制水流,使得温度不均的水在温度缓冲部25中充分地混合即可。
例如,如图2(D)所示,混合筋22截面的形状为:随着朝向出口12,其截面的宽度增大,该形状有利于在朝向出口12的方向上对水流进行阻碍,使得温度不均的水在温度缓冲部25中充分地混合。
在本实施例中,混合筋22的数量可以为一个,也可以为一个以上,还可以与通孔21的数量相同或者不同。
如图2(D)所示,混合筋22的数量为一个以上且数量与通孔21的数量相同,且可将每个混合筋22分别位于每个通孔21的朝向出口12的一侧。这样,当水流从热交换流路24经由通孔21流进温度缓冲部25中时,混合筋22能够有效地阻碍水流过快地流向出口12,能够使温度不均的水进一步在温度缓冲部25中进行混合。当然,混合筋22不限于设置在一个以上通孔21的各自的朝向出口12的一侧,也可以设置在温度缓冲部24的其他位置上,如位于通孔21的不靠近出口12的一侧,或者位于通孔21的正上方的靠近壳体13的部位等,只要能够有效地阻碍水流使其在温度缓冲部25中进一步进行混合即可。
在本发明中,为了更好地取得水从一个以上通孔21流入温度缓冲部25的平衡,使热水高效地流入温度缓冲部25,而不会滞留在热交换流路24内,将水从入口11流入热交换流路24的流向与从温度缓冲部25向出口12流出的流向设置为相反。但是并不限于此,从入口流入的流向与从出口流出的方向也可以相同或者是其他交叉的关系。后述的图9(A)示出了从入口流入的流向与从出口流出的方向相同的加热装置的示意图,图9(B)示出了从入口流入的流向与从出口流出的方向相交的加热装置的示意图。
下面,与图3所示的现有技术的加热装置对比说明本发明实施例的加热装置的工作原理进行说明。
图3是示出在现有技术中的不具有通孔的加热装置中水的流向的示意图。在图3中,水的流向如箭头F1所示,从入口11到出口12依次形成区域24a、24b、24c、24d,由于区域24a、24b、24c、24d的水流较快,所以温度较低,而中间的区域24e由于水流较慢,所以温度较高,因此,从出口42流出的水的水温是不均匀的。
图4是示出在本发明第一实施例具有一个通孔的加热装置中水的流向的示意图,在本实施例中,该一个通孔可设置在温度缓冲部与热交换流路之间的任意位置上。在图4中,将该通孔设置在温度缓冲部与热交换流路的中间位置,这里所说的“中间位置”不是严格的中央位置,而是包括中央位置在内的左右的预定范围内的位置。但不限于上述实施例,该通孔的位置还可远离该中间位置。与现有技术相比,该加热装置实现了加热器与温度缓冲部的一体化,使得整个加热装置实现了小型化。另外,在图4中,水的流向如箭头F1所示,从入口11流入的水被加热器加热后经由通孔21流入温度缓冲部25,流入到温度缓冲部25中的水与温度缓冲部25中原有的水进行混合后从出口12流出,该流出的水温度是比较均匀的。当然,也可以在图4的温度缓冲部25中设置混合筋。
基于图4所示的实施例,图5是示出在本发明第一实施例具有一个以上通孔的加热装置中水的流向的示意图。在图5中,如箭头F1所示,当水在区域24C处向温度缓冲部25流入时,由于通孔21为一个以上且都是流路断面非常小的孔,所以水在各通孔21a~21d处会产生压损,由于具有F1所示的流向,所以压损具有在通孔21a处最大、在通孔21d处最小(21a>21b>21c>21d)的关系。因此,区域24e处的水更容易从压损较小的通孔21d流入至温度缓冲部中。由此,区域24e处不容易形成死水,也就不会因为区域24e的水被长时间的加热,导致区域24e温度过高而产生水垢。从通孔21a~通孔21d流入的水在温度缓冲部25中进行混合后,在从出口12流出之前可以取得温度上的平衡。
基于图5所示的实施例,图6是示出在本发明第一实施例具有一个以上混合筋的温度缓冲部中水的流向的示意图。为了方便起见,仅简单地示出截面为矩形的混合筋22a~22d,通过在温度缓冲部25中设置混合筋22a~22d,如箭头F2所示,混合筋22a~22d对朝向出口12的水流进行阻碍而产生混流,使水一边朝向出口12流动一边进行混合,从而进一步使从出口12流出的水的水温变得均匀。
基于实施例6,图7是示出在本发明第一实施例的加热装置中水的总体流向的示意图。在图7中,采用通孔21为一个以上、混合筋22的数量与通孔21相同且分别位于一个以上通孔21的朝向出口12的一侧的结构来进行说明,基于上述的压损原理,热交换流路24中的水按照通孔21d~21a的顺序流入温度缓冲部25中,温度缓冲部25中的水与该从热交换流路24中流入的水一边进行混合一边流向出口12。由于通孔21a~21d的直径很小,所以水流以较快的流速与温度缓冲部25中的水流交叉,因此容易混合。另外,由于在温度缓冲部25中设置有混合筋22,所以使水流进一步产生混流,当水从出口12流出时,能够使温度进一步均匀化。
下面,参照图8说明加热器的配置位置的变形例的示意图。如图2(E)和图2(F)所示,本发明的第一实施例的加热器配置在热交换流路的中央,且不与不与热交换流路的内壁接触,但加热器的配置位置并不限于此,也可以配置在如下位置:如图8(A)所示,将加热器23紧贴在热交换流路24内部的一个内壁上,并且使加热面朝向热交换流路24,如图8(B)所示,将加热器23贴设在热交换流路24外部的一个外壁上,并且使加热面靠近外壁,这里,由于是使用壳体13内部的空间作为热交换流路24,所以加热器23贴设在热交换流路24外部的一个外壁上也相当于贴设在壳体13的外壁上,如图8(C)所示,将加热器23横着配置在热交换流路24的底部,并且使加热面朝向热交换流路24。另外,加热器也不限于配置一个,也可以配置一个以上。
以上均以由壳体形成的空间作为热交换流路为例进行了说明,但是在热交换流路独立于壳体设置的情况下,在该加热器贴设在热交换流路外部的一个外壁上时,加热器是设置在壳体与热交换流路之间的热交换流路的外壁上。
根据本发明的第一实施例,通过设置温度缓冲部,并且设置使热交换流路与温度缓冲部连通的通孔,能够使流入温度缓冲部的热水温度变得均匀;此外,由于温度缓冲部占用空间可尽量地小,因此,可实现同时具备热交换流路和温度缓冲部的装置的小型化。
第二实施例
本发明第二实施例还提供一种具备加热装置的设备,其中,该设备具备的加热装置可为上述第一实施例中所述的加热装置。
由本实施例可知,可将该加热装置用于任何需要提供稳定温度流体的设备中,例如,这些设备可包括卫生清洗装置、洗手盆、洗澡盆等洗浴装置、瞬间式热水器、饮水机等设备。
以下结合附图、以图10所示的卫生清洗装置为例进行说明。
图10是示出本发明的第二实施例的卫生清洗装置的立体图。
如图10所示,卫生清洗装置100包括便座主体101、供水部(未图示)和喷嘴105,便座主体101载置在座便器103上,与着座部102枢接,使着座部102以便座主体101为轴进行枢转,在该便座主体部101中设有本发明第一实施例的加热装置1,用户在需要使用卫生清洗装置100进行清洗时,对操作部104进行操作,于是供水部向加热装置1供给来自供水源的水,喷嘴105使用加热装置1瞬间加热的热水对人体进行清洗。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述,但本领域技术人员应该清楚,这些描述都是示例性的,并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改,这些变型和修改也在本发明的范围内。