JP2001279784A - 局部洗浄装置用温水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクト、ローコストで洗浄水の節水可能
な安全性、信頼性の高い局部洗浄装置用の温水装置を提
供する。 【解決手段】 入水口と出湯口とが連通した熱交換手段
と温水生成する加熱手段と加熱量制御手段を備えた局部
洗浄装置において、入水口から出湯口に向かって水が熱
交換手段内部を通過する際に水の物理量が通常の水道圧
で熱交換手段内を通過する時間に比べて短い時間内に変
化する手段とそれを制御する手段を備えたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に水を所定温度
に加熱する温水装置を備えた局部洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、円筒状や平板状の基材の内部に薄
肉状の発熱体を埋設し、基材の内外面や表裏面に通水し
て温水を生成する温水装置が提案されている。（従来例
として、実公平１−４２７５７や特開平１０―３１８６
０５公報など）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような温水生成方法においては概して水と加熱部との接
触面積が小さく、水を効率よく加熱するためには所望の
温水温度に比べて加熱部の表面温度は非常に高い場合が
ある。このため、高度な電力制御手段や万一の高温吐水
防止手段などを付加しなければ、温度の安定性や安全性
に関して信頼性が得られないといった課題があった。ま
た加熱部と水との接触箇所においては、加熱部の温度が
所望の温水温度に比べてかなり高く、加熱部の表面温度
が１００℃近くまで達し、この近傍では水が沸騰状態と
なり、熱交換器に金属材料が使われた場合などには経年
時、孔食による漏水、漏電が生じたり、水あかの析出が
促進され通水路が目詰まりし圧損の増大による流量低
下、最悪の場合断水や水アカの堆積により水への熱伝達
効率が低下するといった不具合があった。また瞬間式の
場合、一般家庭では電力容量の制限から１５００Ｗ以下
実用的には１２００Ｗ以下でないとブレーカが作動して
他の電気機器と併用できず不便である。しかし、たとえ
ば電力１２００Ｗで水を瞬間式で温水化したとすると、
入水温度が５℃で０．７Ｌ／分の水量の水を出湯できる
温度は略３０℃で快適な温水温度範囲である３５〜４０
℃に達せずに使用者は不快な思いをしてしまう。逆に水
量を削減して温水温度を４０℃とした場合には、洗浄感
が不足し満足できないといった問題があった。さらに貯
湯式においても、例えば温水タンク容量を１リッターと
しても実使用できる水量はせいぜい７０〜８０％で、あ
とは入水口から入ってきた水と混ざって温水温度が低下
してしまう。流量を０．７Ｌ／分とした場合約１分しか
洗浄できない。標準的な洗浄時間は略３０秒程度である
が、これは単純に洗浄のみに使用する場合だが、近年で
は便秘解消、便意促進あるいは局部の疾病の防止、改善
のためにより長い時間洗浄水で局部を温水刺激したいと
いう要望が増加してきている。また、朝の比較的短時間
のうちに家族で交替で利用する場合などでは温水の再沸
き上げが間に合わないといった問題もある。これらの問
題の解消のためタンク容量を増加することが考えられ
る。しかし、一方で狭いトイレ空間を有効に利用するた
めには、便器や局部洗浄装置のさらなるコンパクト化が
求められている。また、デザイン性や清掃性などの要求
が高くコンパクトでシンプルなスタイルが求められタン
ク容量もそれほど大きくできなくなってきている。この
ように、瞬間式温水手段にしろ、貯湯式温水手段にしろ
節水化手段により少量の温水で満足できる洗浄感を得る
ことが求められている。

【０００４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、コンパクト、ローコストで洗浄水の節水可能
な安全性、信頼性の高い局部洗浄装置用の温水装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、入水口と出湯口とが連通した熱交換手段と
温水生成する加熱手段と温度制御手段を備えた局部洗浄
装置において、入水口から出湯口に向かって水が熱交換
手段内部を通過する際に水の物理量が通常の水道圧で熱
交換手段内を通過する時間に比べて短い時間内に変化す
る手段とそれを制御する手段を備えた局部洗浄装置用の
温水手段を備えたことを特徴とする。

【０００６】これによれば、熱交換手段内部で水の物理
量が通常の水道圧で熱交換手段内を通過する時間に比べ
て短い時間内に変化すれば、水への熱エネルギーの伝熱
効率が増し、コンパクトな熱交換手段となる。また、こ
の水の物理量変化をノズル吐出手段から吐水し、使用者
の局部洗浄に利用すれば、節水効果もある相乗効果があ
る。

【０００７】この作用について、以下に説明する。すな
わち、熱交換器の内部の通水路の壁と接触する近傍の水
は壁との摩擦などにより、水流の速度が主流に比べて遅
い流域ができ、熱交換器の通水路の壁からの熱エネルギ
ーが水流に伝わりにくい境界領域が存在し、この領域で
は水の熱伝導率が律束となり効率よく熱伝達できない。
また、一般に伝熱量は、熱伝達率×伝熱面積×温度差で
与えられるが、通水路が出湯口に近づくほど水温は上昇
し熱交換壁との温度差が減少し、伝熱効率が次第に低下
することになる。この熱の伝わりにくい領域を減少させ
るには、水の流速を上げたり、さらには乱流にしてこの
領域をかき乱すことが考えられる。流速を上げると圧損
が、その流速の二乗に比例して増大し、低水圧地域で使
うことも考えると限度がある。そこで、本発明では、上
記入水口から出湯口に向かって水が熱交換手段内部を通
過する際に水の物理量が通常の水道圧で熱交換手段内を
通過する時間に比べて短い時間内に変化する手段とそれ
を制御する手段を備えることによって、きわめて短時間
のうちに水の物理量を変化させることで、上記熱の伝わ
りにくい領域を減じて温水生成効率を良くした熱交換手
段とした。また、急激に水の物理量が変化するため、熱
の伝わりにくい領域の減少だけでなく熱交換手段内部の
水への伝熱する壁にスケールが付きにくくなり、長期間
性能維持できる。

【０００８】また、ここでいう水の物理量変化として
は、水量、流速、圧力、密度、速度の加速度などがこれ
にあたる。

【０００９】また、節水効果については、時間的に水の
量が変化することになり、平均化した水量を減らせるこ
とになる。これは、一定流量を局部にあてる場合に比べ
て物理量が変化すれば、使用者はその強弱などで少ない
水量でも強い刺激を感じるので洗浄感に物足りなさを感
じることはない。

【００１０】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、上記において水の時間的な物理
量変化が間欠あるいは断続的に繰り返すことを特徴とす
る。

【００１１】これによれば、上記のごとく急激に水の物
理量を変化でき、たとえば流速の加速度を大きくでき、
この加速度と水の移動する量との積で表される力によっ
て、水が急激に移動する近傍の熱交換手段内の熱を水に
伝える壁近傍の熱の伝わりにくい水の領域を強力にかき
乱し減少させるので、熱エネルギーが水へと伝わりやす
くなる。さらに、これをそのまま吐水すれば、使用者に
とっても少ない水の量で量感のある洗浄感をあじわえ
る。また、水が移動する時間、水が停滞する時間、停滞
から移動までの時間（加速度）、繰り返し数など適宜設
定できる。

【００１２】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、上記において水の時間的な物理
量変化が脈流的に繰り返すことを特徴とする。

【００１３】これによれば、上記と同様な効果が期待で
きる。繰り返しサイクル、波高値、最低量を適宜規定で
きる。また、これら水の時間的な物理量変化が少なくと
も二つ以上からなってもよい。

【００１４】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、水の物理量を変化する手段が交
互運動や回転運動によることを特徴とする。

【００１５】これによれば、ギアポンプや圧電振動子な
どを利用すれば、上記脈流を容易に作り出すことができ
る。プランジャーポンプや電磁ソレノイドを使えば、断
続や間欠変化などを容易に作り出すことができ、節水効
果と伝熱効率向上に寄与できる。あるいは、電磁開閉バ
ルブのＯＮ、ＯＦＦでもよい。また、水車の羽車の羽根
の一部をふさぎ、その部分には水が流れないようにすれ
ば、水流で自転しながらさらに脈流や断続、間欠操作が
でき好適である。

【００１６】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、上記手段を熱交換手段の出湯側
に配設することを特徴とする。

【００１７】これによれば、出湯口付近で温水温度と熱
交換器温度との差が小さい領域での熱伝達率が向上す
る。また、節水吐水する場合、脈流や断続、間欠操作で
水の移動に伴う加速度を得ようとすると水が上流側から
速やかに供給される必要があり、熱交換手段にその貯蔵
機能（アキューム機能）を持たせることもでき、水を短
時間の内に供給できるようにできる。

【００１８】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、熱交換手段の通水路が多数並列
に設けられたことを特徴とする。

【００１９】これによれば、熱交換器での圧損が低くで
きる。一般に圧損は、水の流速の２乗に比例するため多
数並列に通水路を配設するとこれらの通水路に水が分流
でながれ一本の通水路に流れる水量が減少し低圧損とで
きる。これによって、上水などが低水圧地域や屋上に貯
水タンクのある高層建造物の上階や低圧型電気温水器か
ら給水する場合には所望の水量を確保できないといった
問題を解消できる。また、圧損が高いと熱交換手段の出
湯側に配設した水の物理量変化手段の効果が熱交換手段
内部まで届きにくくなり、出湯口に比較的に近い領域で
の伝熱効率を高められない。

【００２０】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、所望の温水温度と熱交換器の温
度を略同一あるいは、ある略一定の温度差で設計された
ことを特徴とする。

【００２１】これによれば、水の時間的な物理量が短時
間に変化するため従来のように加熱手段の温度が略１０
０℃近くで熱交換手段の出口で温水温度を検知し加熱手
段を制御するやり方だと水の物理量の時間的変化を加味
して制御しなければならず、より高度な制御が必要とな
り高価なものとなってしまう。本発明では、熱交換手段
と温水温度が略同一かあるいはまたある略一定の温度差
となるように設計してあるので水の物理量が時間に変化
してもそれ以上の温度に本質的になり得ないのでローコ
ストで信頼性のある温水を安定して供給できる。

【００２２】さらに、従来型の瞬間式では使用者が吐水
開始操作後にマイコン制御などで水流量、圧力、水位な
どを検知することで水が流れていることを確認判断し
て、ヒータ加熱を開始していた。万一上記水の流れ検知
手段が故障し、水が流れていないにもかかわらず流れて
いると誤った判断がなされると、ヒータ加熱により熱交
換器内部の水は沸騰状態になっているにもかかわらず、
一般に水温検知手段は熱交換手段の出湯口に配設されヒ
ータ温度そのものを制御しているのではないので、この
近傍の水温は低い状態のままとなり、ヒータが熱暴走し
人体にとって危険な状態となる。また、この状態が続く
と装置の火災といった最悪の事態となることもあり得
る。

【００２３】また、吐水のＯＮ，ＯＦＦを使用者が繰り
返し行うと、たとえば、吐水ＯＦＦの直後にはヒータＯ
ＦＦになったにもかかわらず、若干冷水が熱交換手段内
部に流れ込み、続けざまに吐水ＯＮにすると一瞬の間ノ
ズルから冷水が吐出し、使用者の局部を急に冷水が刺激
し、精神衛生上苦痛をあたえることがあった。

【００２４】また、逆に吐水ＯＦＦになったにもかかわ
らず、ヒータの発熱部の温度は一般的に１５０℃以上ま
で上昇していることがあり、ヒータＯＦＦになってもヒ
ータの持つ熱容量（残熱）により、熱交換器内部の水は
加熱され再度使用者が吐水ＯＮすると熱い湯がノズルか
ら噴出し使用者のデリケートな局部をやけどさせるとい
った危険性もあった。

【００２５】これに対して、本発明では熱交換手段温度
と温水吐出温度とを略同一あるいは略ある一定の温度差
となるように設計したことで、水の流れを検知せずと
も、たとえば、使用者の着座を検知してヒータＯＮした
り、人体検知手段で使用者が入室した時点でヒータＯＮ
することもできる。あるいは、使用者によるマニュアル
ＳＷで常時ＯＮとしてもよい。貯湯にくらべて容積が小
さいので放熱も小さく省エネとなる。これによって、使
用者の吐水操作時にはヒータ、熱交換手段、熱交換手段
内部の水も充分所望の温度になっており、いきなり冷水
がでるといった不具合がなくなる。なお、熱交換手段か
らノズル先端までの残水は、熱交換手段を装置本体のノ
ズル収納近傍に置けば暖められる。また、局部洗浄前に
ノズルクリーニング、捨て水、便器ボウル面プレ洗浄に
用いても良い。また、使用者の吐水操作時に給水手段と
連動してヒータＯＮしてもよい。

【００２６】さらに、水が流れていなくても加熱できる
ので、たとえば冬場の夜など装置内の水が凍って温水装
置や周辺の配管などが割れたりする問題に対して、水抜
きで対処したり、専用のヒーターを付けたりしている
が、本装置では常時加熱手段をＯＮすることも可能で内
部が凍ることはなく利用できる。

【００２７】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、加熱手段が自己温度制御機能を
有することを特徴とする。

【００２８】これによれば、加熱手段を直接制御する熱
量制御手段をもっていれば高効率な熱交換手段と相まっ
て、加熱手段の温度が使用者にとって危険な温度まで上
昇することを防げ、しかも簡易な制御でもよくローコス
ト化に寄与できる。さらに、加熱手段自身が自己温度制
御機能を有していれば、加熱と自己温度制御が同時に可
能でローコストで部品点数が減らせることで、信頼性の
高いものとなる。また、ＰＴＣヒータは、万一故障して
も熱暴走することがなく加熱できない不良モードとなる
ので、本質的に安全となる。それにより、ヒータ近傍の
樹脂材料に難燃グレードや高耐熱グレードを使わなくて
も良くなる。

【００２９】また、ＰＴＣの利点は温度が上がりすぎる
と自身で電力を制御してそれ以上の温度上昇をコントロ
ールすることで、たとえば熱交換手段と加熱手段を熱結
合して使用した場合、ある一カ所が熱結合不足でたとえ
ば空気層があったりすると通常の加熱手段ではその箇所
だけ熱を熱交換手段に伝えられず、どんどん温度上昇し
異常加熱が起き加熱手段が電気絶縁破壊や割れたり燃焼
したりといった装置の重要な信頼性を損なう結果となり
やすいが、本発明ではＰＴＣ加熱手段内のどの箇所でも
個々に自己温度制御機能を有しているので、ヒートスポ
ットは本質的に起きず安全に使用できる。

【００３０】また、局部洗浄する温水温度を変更したい
場合には、簡易電子温度制御で加熱手段と熱交換手段の
温度制御を行う場合には、制御手段の温度設定を任意に
変更できるようにしておけばよいが、自己温度制御機能
を有した加熱手段の場合には温度を一定に保つ動作をす
るため、吐水温水温度を変更したい場合には、温水手段
の後段で水と混合調整する手段を設けて温度微調整して
もよい。

【００３１】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、加熱手段が均熱手段を介して熱
交換手段と熱結合されていることを特徴とする。

【００３２】これによれば、加熱手段が熱交換手段の全
面になくても均熱手段を介して熱交換手段に熱を拡散で
きるので、加熱手段はコンパクトでよく、加熱手段のロ
ーコスト化に寄与できる。また、均熱板によって熱交換
手段の均熱化がはかれ所望の温度を得やすくなる。

【００３３】さらに、加熱手段が大面積を加熱しなけれ
ばならない場合などでは、入水口近くでは加熱手段の温
度が下がり気味で、出湯口近くでは温度が上がり気味に
なりやすく、たとえば加熱手段にセラミック製のものを
用いた場合などでは、加熱手段内の温度ムラによる熱膨
張差で熱ストレスが生じ、セラミック製加熱手段が割れ
てしまうといった不具合を解消できる。

【００３４】さらには、加熱手段と熱交換手段の間の熱
結合が不十分で一カ所空気層などが、この間にあったり
するとそこだけ熱が伝わらず、加熱手段の一部だけ異常
加熱を起こす（ヒートスポット）危険性も防げ信頼性を
増すことができる。熱的結合手段としては、ロー付けや
ハンダ付けなどの溶接、導電性熱伝導性接着剤、絶縁性
熱伝導接着剤、シリコーングリースなどのゲル状粘着材
などが好適に使用できる。

【００３５】均熱手段としては、熱伝導率の良い銅、グ
ラファイト、アルミ、ＢＮ、ＡＬＮ、ＳｉＣなど用いて
もよいし、ヒートパイプのようにさらに熱伝導、熱輸送
性の高い手段を用いれば好適である。特に、ループ式の
ような平板状にでき均熱輸送ができるものが好適であ
る。

【００３６】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、加熱手段と熱交換手段に蓄熱手
段が熱結合されたことを特徴とする。

【００３７】これによれば、特に均熱手段を利用すれば
蓄熱手段との熱の出し入れが速やかに行えるので、セミ
貯湯のように熱エネルギーのみ蓄熱し、温水が必要な時
に瞬間で温水を生成できるので、従来たとえば４０℃で
貯湯した場合などでは、１日も経てば雑菌が繁殖すると
いった不具合がなく、局部洗浄においては炎症を防止で
き衛生的に使用できる。蓄熱のみでもヒータ併用でもよ
い。また、通常の貯湯タンク容量よりコンパクト化でき
るので、放熱による熱エネルギーのロスが少なくでき省
エネとなる。

【００３８】瞬間式においても、加熱手段の補助熱エネ
ルギーとして使える。例えば日本国内の一般家庭で使用
できる電力容量は１５００Ｗ以下のことが多く、おのず
と昇温可能温度は水量によって制限される。（たとえ
ば、１２００Ｗの電力で流量０．７Ｌ／分の水の昇温温
度範囲は入水温度プラス略２５℃であり、冬時期の入水
温度が５度以下の場合、出湯温度は３０℃にしか到達せ
ず物足りない場合がある。）本発明のように、蓄熱エネ
ルギーを速やかに取り出せれば、瞬間電力プラス蓄熱エ
ネルギー加熱で電力と蓄熱量に応じて、昇温範囲や水量
を設定できる。

【００３９】水道水の圧力の耐圧は熱交換手段のみでよ
く、蓄熱部は耐圧構造が必要なくローコスト化に寄与で
きる。特に、従来貯湯方式が大容量の場合には貯湯タン
クを耐圧構造にするとコスト並びに大きく重くなり実用
的でなかった。たとえば、従来の電気温水器では水道圧
を減圧し、ゲージ圧で1kg/cm2以下でしか使えず配管が
長くなったりして圧損があると所望の流量が得られなか
った。圧力がほしい場合には、加圧ポンプを併用してい
た。本発明によりこのような不具合を解消でき、使用者
は刺激感のある洗浄行為を行える。

【００４０】また、蓄熱槽は断熱保温できる構造が好ま
しい。たとえば、ステンレス製などの真空断熱壁を持っ
た容器であれば、一度所望の温水温度とすれば一昼夜以
上略一定の温度を保ち、従来保温のためのエネルギーが
ほぼ必要なくなる。これは、上記のように蓄熱槽が耐圧
構造である必要がないことから比較的にローコストで実
現できる。たとえば、熱交換手段を真空ロー付け法で組
立てる場合など、必然的に高真空中でロー付けするため
自ずと真空容器は作れることになる。

【００４１】また、蓄熱材としては潜熱型を利用すれば
溶解時あるいは凝固時に略一定の温度とでき、所望の温
水温度とその温度と略同一にした熱交換手段とあいまっ
て一定温度の温水を供給できる。たとえば、パラフィン
は分子量を選べば略４０℃で溶融、凝固点を繰り返すこ
とができる。蓄熱槽中に均熱手段があれば、大容量の蓄
熱材とも速やかに熱の出し入れができ局部洗浄装置だけ
にかぎらず、蓄熱瞬間式温水装置などに利用できる。

【００４２】また、過冷却型の蓄熱材を使えば一度溶解
させておけば、凝固点より温度が下がっても蓄熱材は固
まらずに過冷却の状態とでき、電気刺激や圧力、機械刺
激、温度刺激などを与えると凝固を開始し蓄熱した熱エ
ネルギーを放出し始める。これを利用すれば、保温の必
要がなく省エネ型蓄熱温水装置とできる。

【００４３】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、温水装置の前段にプレフィルタ
を配設したことを特徴とする。

【００４４】これによれば、上水、井水や大便器洗浄用
の貯水タンクの水をポンプ加圧して流れ込んできた赤さ
び、配管工事時などの金属片、スライムやカビなどの微
生物由来の異物などをトラップでき熱交換器の通水路と
りわけ入口部の詰まりを未然に防げる。また、水の物理
量を変化させる手段への上記異物の詰まりも防げる。ま
た、適宜フィルタのクリーニングができるように脱着で
きる構造が使用できる。プレフィルタとしては、金属金
網メッシュ、焼結金属多孔体、フェルト状金属などや、
その他有機樹脂製フィルタでも適宜使用できる。Ｃｕ、
Ｚｎ、Ａｇなど抗菌機能を有した成分を含んでいれば好
適である。あるいは、抗菌剤として抗菌金属、無機系抗
菌剤、有機系抗菌剤を含んだ樹脂でも良い。抗菌機能付
与によりフィルタ面での菌の増殖を抑制でき、たとえば
フィルタ面でスライムが発生しフィルタが目詰まりする
といったトラブルを未然に防止できる。

【００４５】本発明の好ましい態様においては、さらに
上記課題を解決すべく、上記温水手段を備えた局部洗浄
装置を提供する。

【００４６】これによれば、コンパクトが要求されるト
イレ空間の、しかも便座に組み込まれた温水洗浄便座に
おいては好適である。また、近年洗浄水の節水化、高機
能化、たとえばマッサージ機能などは、水流を間欠状に
供給することで局部近辺を刺激し便意促進効果をもたら
す。局部は、温度に対して他の部位に比べて鋭敏な感覚
を持ち、安定した温水温度の維持が必要であり、水流が
間欠状など急激に変化した場合には加熱部と温度検知部
が離れている従来式では、温水温度を安定に制御するに
は高度な制御が不可欠であった。また、万一の高温水吐
水防止手段を併設しなければ、信頼性が得られなかっ
た。そのため、高価な電子制御手段を搭載した高価な装
置となっていた。本発明によれば、熱交換器温度と出湯
温度を略同一とすることも可能で簡便でローコストな制
御で安定した水温が供給できる利点がある。

【００４７】その他、本発明を利用した温水装置として
は、これに限らず大便器、小便器の洗浄、各種人体洗浄
用、食器洗浄機などに好適に使用できる。また、本装置
の構成の加熱手段を冷却手段とすれば、逆に効率のよい
冷水装置ともできる。冷水と温水を交互に使用して血行
促進などに好適に使用できる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の局部洗浄装置用の
温水手段について実施例をまじえて説明する。なお、局
部洗浄装置の構成は従来より周知であるため、図示およ
び詳細は省略する。

【００４９】（温水装置の第一実施例）図１は、本発明
にかかる温水装置の第一実施例を示すブロック図であ
る。熱交換手段と入水口の間にプレフィルターがあり異
物などの侵入を防ぐ。熱交換手段の出口の出湯口とノズ
ル吐出手段との間に水の物理量変化手段１として、プラ
ンジャーポンプとそれを制御する通電制御手段からな
る。

【００５０】さらに、熱交換手段に熱エネルギーを供給
する自己温度制御機能の加熱手段、さらに、検知手段で
使用者を検知し使用者の洗浄行為より前にあらかじめ加
熱を開始するため、加熱手段の通電を制御する通電制御
手段からなる。自己温度制御機能の加熱手段としては、
ＰＴＣヒーターを用いればよい。また、プランジャーポ
ンプとそれを制御する手段を通電制御手段で兼用した。
水の物理量を変化させるのに、商用周波数を利用すれば
よい。

【００５１】（温水装置の第二実施例）図２は、本発明
にかかる温水装置の第二実施例を示すブロック図であ
る。熱交換手段と入水口の間にプレフィルターがあり異
物などの侵入を防ぐ。熱交換手段の出口の出湯口とノズ
ル吐出手段との間に水の物理量変化手段１として、プラ
ンジャーポンプとそれを制御する制御手段を配設してい
る。

【００５２】さらに、熱交換手段に熱エネルギーを供給
する加熱手段とそれらの温度を制御する温度制御手段、
さらに、検知手段で使用者を検知し使用者の洗浄行為よ
り前にあらかじめ加熱を開始するため、加熱手段の通電
を制御する通電制御手段からなる。

【００５３】図３は、本発明にかかる水の物理量変化の
例である。横軸が時間経過を縦軸が水の流速が間欠状の
経時変化を示している。当初、流速ゼロの状態から短時
間に流速が立ち上がり、この立ち上がり時間が短いほど
加速度が大きくなり、熱交換手段内での水をかき乱す力
が大きくなる。また、使用者の局部洗浄においては上
記、力が大きくなり少ない水量でも量感のある洗浄感が
得られる。

【００５４】図４は、本発明にかかる水の物理量変化の
例である。横軸が時間経過を縦軸が水量の脈流状の経時
変化を示している。上記と同様の効果が得られる。

【００５５】図５は、本発明にかかる入水口２と出湯口
３に連通した熱交換手段４と加熱手段５を示している。

【００５６】図６は、図５の内部構造の例を示す分解図
である。熱交換手段４は、構成部品７によって筒状に形
成され、その中に通水路を形成する波板状の構成部品６
を内在している。本例では、通水路は波板状で並列に多
数配設されている。これによって、圧損を減らせ熱交換
手段４の下流側に配設した水の物理量変化手段１である
プランジャーポンプの間欠変化時の立ち上がり時間を短
縮でき、加速度を確保できる。なお、水の物理量変化手
段１は、これだけに限らず、熱交換手段４の上流側や熱
交換手段４の上流と下流に併設してもよい。上流と下流
にそれぞれ配設した水の物理量変化手段１同士の動きの
位相を制御することで、同相で間欠させれば、熱交換手
段内で同様な間欠現象が起きるし、また、逆相とするこ
とでより強い加速度を得られる。

【００５７】図７は、上記通水路６の他の例で矩形をし
た断面形状で、しかも通水路の断面の長辺／短辺比が１
より大きい形状をしている。より好ましくは、長辺／短
辺比が１の時の水の流速に比べて大きな流速となるとよ
い。

【００５８】図８は、所望の温水温度と熱交換手段の温
度が略同一あるいはある温度差の中で保持してなるよう
に設計された熱交換手段の説明図を示す。図中の横軸は
通水路の長さを、縦軸に出湯口での温水温度を表してい
る。また、水に熱エネルギーが伝わる基本式として次の
式が知られている。伝熱量＝熱伝達率ｈ×伝熱面積Ａ×
温度差Δｔ所望の温水温度と熱交換手段の温度が略同一
である場合、上式の温度差Δｔは小さい値となり伝熱量
を確保するためには、熱伝達率や伝熱面積を大きくする
必要がある。

【００５９】熱伝達率を大きくするには、水の流速を速
めることが必要で熱交換手段中の通水路断面積を小さく
すればよい。また、伝熱面積を大きくするには通水路の
長さを長くすればよいが、一本の通水路を長くすると圧
損が増え実用的でなく、ある長さの通水路を並列に多数
配設するのが実用的である。

【００６０】（温水装置の第三実施例）図９は、本発明
にかかる温水装置の第三実施例を示す外観カット図であ
る。入水口２より入った水は、内部に多数並列に通水路
８を形成した熱交換手段４を通り出湯口３より取り出さ
れる。その間、加熱手段５で電気エネルギーが熱エネル
ギーに変換され均熱板９によって均熱化されて熱結合さ
れた熱交換手段４に伝熱される。均熱板９を用いること
で、温度の均熱化がはかれ小さな加熱手段を採用でき、
加熱手段がセラミック製の場合など割れの問題や熱交換
手段と加熱手段の熱結合不良によるヒートスポットなど
の問題を解消できる。

【００６１】均熱手段としては、熱伝導率の高い銅、ア
ルミ、ＳｉＣ、ＢＮ、ＡＬＮ、グラファイト、カーボン
繊維のファブリックやフッ化グラファイトなどがある。
また、ヒートパイプの中でも均熱型のものを使用すれば
さらに好適である。

【００６２】（温水装置の第四実施例）図１０は、本発
明にかかる温水装置の第四実施例を示す外観カット図で
ある。入水口２より入った水は、熱交換手段４を通り出
湯口３より取り出される。熱交換手段４はその片面で加
熱手段５と熱結合され、もう片面で蓄熱槽１０と熱結合
されている。蓄熱槽１０内には、蓄熱材と熱の速やかな
出し入れをするために均熱手段が内設されている。

【００６３】蓄熱材としては、潜熱蓄熱機能を有するも
のを適用するとよい。たとえば、パラフィンなどは分子
量を選べば略４０℃で溶解、凝固し、その間略温度一定
とでき、熱交換手段の温度を所望の温水温度と略同一と
する場合には相性よく使用でき、熱交換手段内を流れる
水の物理量が変化しても、なんら影響なく安定した温水
の生成が可能となる。

【００６４】その他、蓄熱材としては過冷却型のものを
用いれば、一度蓄熱材を加温し溶融状態とした後、加温
を停止しても凝固は始まらず過冷却の状態となる。使用
する時に、電気刺激や機械的刺激や圧力などの刺激を与
えることにより、凝固が始まり凝固熱により発熱する。
これによれば、一度溶融させれば熱エネルギーを保存で
き、その間に保温のエネルギーがいらず省エネとなる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したような構成により、本発明
は、コンパクト、ローコストで洗浄水の節水可能な安全
性、信頼性の高い局部洗浄装置用の温水装置を提供する
ことが可能となった。

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一態様の例を示すブロック図であ
る。

【図２】 本発明の一態様の例を示すその他のブロック
図である。

【図３】 本発明の一態様の例を示す水の物理量変化の
図である。

【図４】 本発明の一態様のその他の例を示す水の物理
量変化の図である。

【図５】 本発明の一態様の例を示す外観図である。

【図６】 本発明の一態様の例を示す分解図である。

【図７】 本発明の一態様の通水路の例を示す。

【図８】 所望の温水温度と熱交換手段の温度が略同一
を説明する概念図である。

【図９】 本発明のその他の一態様を示す加熱手段が均
熱手段を介して熱交換手段と熱結合している内部断面図
である。

【図１０】 本発明のその他の一態様を示す蓄熱と組み
合わせたカット図である。

【図１１】 従来技術の構成を説明するブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…水の物理量変化手段 ２…入水口 ３…出湯口 ４…熱交換器本体 ５…加熱手段 ６…熱交換器の通水路を形成する構成部品 ７…熱交換器を形成する構成部品 ８…熱交換器内部の通水路の例 ９…均熱手段 １０…蓄熱槽

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入水口と出湯口とが連通した熱交換手段
   と温水生成する加熱手段と温度制御手段を備えた局部洗
   浄装置において、入水口から出湯口に向かって水が熱交
   換手段内部を通過する際に水の物理量が通常の水道圧で
   熱交換手段内を通過する時間に比べて短い時間内に変化
   する手段とそれを制御する手段を備えたことを特徴とす
   る局部洗浄装置用の温水手段。
2. 【請求項２】 上記において水の時間的な物理量変化が
   間欠あるいは断続的に繰り返すことを特徴とする請求項
   １に記載の局部洗浄装置用の温水手段。
3. 【請求項３】 上記において水の時間的な物理量変化が
   脈流的に繰り返すことを特徴とする請求項１〜２に記載
   の局部洗浄装置用の温水手段。
4. 【請求項４】 上記において水の物理量を変化する手段
   が交互運動によることを特徴とする請求項１〜３に記載
   の局部洗浄装置用の温水手段。
5. 【請求項５】 上記手段を熱交換手段の出湯側に配設す
   ることを特徴とする請求項１〜４に記載の局部洗浄装置
   用の温水手段。
6. 【請求項６】 上記において熱交換手段の通水路が多数
   並列に設けられたことを特徴とする請求項１〜５に記載
   の局部洗浄装置用の温水手段。
7. 【請求項７】 上記において所望の温水温度と熱交換器
   の温度が略同一あるいはある略一定の温度差で設計され
   たことを特徴とする請求項１〜６に記載の局部洗浄装置
   用の温水手段。
8. 【請求項８】 上記において加熱手段が自己温度制御機
   能を有していることを特徴とする請求項１〜７に記載の
   局部洗浄装置用の温水手段。
9. 【請求項９】 上記において加熱手段が均熱手段を介し
   て熱交換手段と熱結合されていることを特徴とする請求
   項１〜８に記載の局部洗浄装置用の温水手段。
10. 【請求項１０】 上記において加熱手段と熱交換手段に
    蓄熱手段が熱結合されたことを特徴とする請求項１〜９
    に記載の局部洗浄装置用の温水手段。
11. 【請求項１１】 上記において温水装置の前段にプレフ
    ィルタを配設したことを特徴とする請求項１〜１０に記
    載の局部洗浄装置用の温水手段。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１に記載の温水手段を備
    えた局部洗浄装置。