JP2001280704A - 流体加熱器及び局部洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全な流体加熱器及びこの流体加熱器を用い
た局部洗浄装置を提供する。 【解決手段】 流体加熱器１は、ヒータ部７より上流側
の基材パイプ３上に、温度ヒューズ９が取り付けられて
いる。温度ヒューズ９に接続された一方の導線２９ａは
端子１３に接続し、他方の導線２９ｂはヒータ部７の発
熱抵抗体２３へ電流を供給する回路に接続している。ヒ
ータ部７が過度に加熱されて、基材パイプ３が高温にな
って温度ヒューズ９の設定値に達すると、温度ヒューズ
９は断線し、電流供給回路を遮断する。これにより、端
子１３からヒータ部７の発熱抵抗体２３へ電流が供給さ
れなくなり、ヒータ部７の加熱が停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体洗浄用の温水
等を供給する流体加熱器及びこの流体加熱器を備える局
部洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】局部洗
浄装置等の衛生装置の温水供給手段の一種として、セラ
ミックヒータを使用した加熱器がある。図８は、一般的
なセラミックヒータの構造を示す側面断面図である。こ
の加熱器１０１は、樹脂ケーシング１０３内に円筒状の
セラミックヒータ１０５が組み込まれている。セラミッ
クヒータ１０５は、セラミック材中に発熱抵抗体が所定
のパターンで埋め込まれたものである。発熱抵抗体は電
流が供給されると発熱し、セラミック材を加熱する。流
水はセラミックヒータの内孔１０７から供給され、樹脂
ケーシング１０３の端面１０３ａでセラミックヒータ１
０５の外面に沿うように折り返して流れる。この流水
は、セラミックヒータ１０５が加熱されると、セラミッ
クヒータ１０５の内面及び外面に接して加熱される。

【０００３】このような加熱器を、小型の局部洗浄装置
用に使用する際は、装置の大きさや形状の制限から、熱
交換部（ヒータの発熱部と被加熱流体との接触部）の面
積を小さくする必要がある。しかし、ヒータの熱交換部
を小さくすると、発熱能力を維持するためにヒータの電
力密度が大きくなる。するとヒータの表面温度が上昇
し、ヒータ付近の部品等へ悪影響を与えるおそれがあ
る。なお、ヒータの表面温度は１５０〜１７０℃に達す
る場合がある。

【０００４】また、ヒータ内に水がない状態でヒータを
加熱すると、ヒータ表面の温度が過度に上昇し、機器の
溶融、発火の危険性がある。

【０００５】このような加熱器を局部洗浄装置のように
温水が直接人体に触れるような用途に使用する際には、
十分な安全対策が必要である。すなわち、加熱器が何ら
かの原因で過度に加熱され、所定以上の高温の温水が供
給されるようなことがないようにする必要がある。この
ため、一般的にはヒータの電流供給回路に直列に接続さ
れた温度検知式の安全装置が備えられている。この安全
装置は、設定値以上の温度を検知すると自動的に回路を
遮断し、ヒータの発熱抵抗体への電流の供給を停止させ
る機構を有する。このような温度検知式の安全装置とし
ては、局部洗浄装置の制御部と独立しているものが好ま
しい。すなわち、制御部に異常が生じ、発熱抵抗体に電
流を供給し続けるようなことがあっても、制御部の制御
とは独立して温度を検知して作動しなければならないか
らである。

【０００６】図８の加熱器においては、樹脂ケーシング
の外面に安全装置が設けられている。この安全装置は温
度ヒューズ１０９を含み、セラミックヒータ１０７の電
流供給回路に直列にするように配線されている。設定温
度は一般に１００℃程度である。しかし、この加熱器に
おいては、セラミックヒータ１０７の温度上昇は、同ヒ
ータ外側の流路内の流水と樹脂ケーシング１０３を通っ
て温度ヒューズ１０３に伝えられる。したがって、セラ
ミックヒータ１０７に異常が生じたときにも、熱の伝達
に時間がかかり、温度ヒューズ１０９の応答性が悪い。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、安全な流体加熱器及びこの流体加
熱器を用いた局部洗浄装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の流体加熱器は、 内面で被加熱流体に接す
るパイプヒータと、 該パイプヒータの外面に配置され
た、該パイプヒータに供給される電流を遮断する温度検
知式の電流遮断機構と、を具備することを特徴とする。
内部に流体が流れるパイプヒータの外面に温度検知式電
流遮断機構を備えたことにより、パイプヒータの温度を
直接検知することができる。したがって、温度上昇に対
する応答性がよく、異常を迅速に検知してヒータへの電
流供給を遮断するため、異常な高温の温水の供給をより
確実に防ぐことができ、安全性が高い。

【０００９】この態様においては、上記温度検知式電流
遮断機構が、上記パイプヒータの発熱部以外の部分に配
置されていてもよい。発熱部以外の部分は通常の使用状
態では高温になることがない。このため、異常な状態時
には高温になるため、温度変化が大きく異常を迅速に検
知することができる。また、上記温度検知式電流遮断機
構が、上記パイプヒータの入水側の部分に配置されてい
てもよい。加熱前の入水側の部分はパイプヒータの温度
が低い部分であり、異常時の温度変化が大きく、異常を
迅速に検知することができる。

【００１０】または、上記温度検知式電流遮断機構が、
上記パイプヒータの通電端子近傍に配置されていてもよ
い。通電端子に直接温度ヒューズの配線を接続すること
ができるため、構造や製造が簡単になる。

【００１１】この態様においては、 上記パイプヒータ
の外面に対して隙間を隔てて対向する外筒を具備しても
よい。外筒を設けたことにより、パイプヒータを外部か
ら保護することができる。つまり、取付時やメンテナン
ス時に、他の物体と接触して破損したり損傷を受けるこ
とを防ぐ。また、外筒とパイプヒータ間に隙間が形成さ
れ、断熱層として作用する。したがって、パイプヒータ
の温度が高くなっても、断熱層を介した外筒の温度は比
較的低くなり、周辺機器への影響が軽減され、安全性が
向上する。

【００１２】この態様においては、 上記温度検知式電
流遮断機構が、上記外筒の内側の部分に配置されてもよ
い。この場合、ヒータ部の近傍に配置されるため、熱応
答性が高い。また、温度検知式電流遮断機構を外部から
保護することができる。または、 上記温度検知式電流
遮断機構が、上記外筒の外側の部分に配置されてもよ
い。この場合、温度検知式電流遮断機構の取付が容易で
ある。または、 上記温度検知式電流遮断機構が、上記
外筒に埋め込まれていてもよい。この場合、温度検知式
電流遮断機構を取り付ける際の部品が不必要であり、部
品点数を少なくすることができる。

【００１３】本発明においては、 上記パイプヒータ
が、金属基材パイプと、この金属基材パイプの表面に形
成された該金属基材と熱膨張率が同程度の材質で形成さ
れた絶縁層と、該絶縁層の表面に形成された発熱抵抗体
と、該発熱抵抗体の表面に形成された絶縁保護層と、該
発熱抵抗体に接続された通電端子と、から構成されてい
ることが好ましい。ヒータが高温になっても、絶縁層に
金属基材の熱膨張率と同程度のガラス材料等を使用して
いるため、絶縁層の溶融やクラックの発生を防ぐ。ま
た、ヒータ自身を薄くすることができるため、小型で高
効率の加熱器を得られる。

【００１４】本発明の局部洗浄装置は、 水を通水しな
がら加温する加熱器と、 該加熱器により加熱された温
水を人体の局部に向けてスプレーするノズルと、を具備
する局部洗浄装置であって、 上記加熱器として請求項
１〜８いずれか１項記載の加熱器を備えることを特徴と
する。安全で熱伝導性が良好な小型の加熱器を用いるこ
とにより、小型で安全な局部洗浄装置を提供することが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図１は、本発明の第一実施例に係る流体加熱器の構
造を示す図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は正面
断面図である。この例の流体加熱器１は、円筒状の基材
パイプ３と外筒５からなる二重管構造を有している。基
材パイプ３の外面の一部にはヒータ部７が形成されてい
る。基材パイプ３上には温度検知式電流遮断機構として
の温度ヒューズ９が取り付けられている。

【００１６】基材パイプ３は、ステンレス鋼やアルミニ
ウム、銅等の熱伝導性の高い材料で作られ、通水路１１
を形成している。同基材パイプ３の外面の一部には、ヒ
ータ部７（詳細後述）が印刷形成されている。同ヒータ
部７の端子１３は、図面上基材パイプ３の上及び下の、
ヒータ部７設置位置から下流の位置に配置されている。
端子１３を下流側に配置すると、端子付近に結露が生じ
にくく、短絡するおそれがない。基材パイプ３上のヒー
タ部７が設置されている部分の外側には、外筒５がスペ
ーサ１５を介して、ヒータ部７を取り囲むように設けら
れている。スペーサ１５は金属材料で作られる。また、
外筒５と一体に設けられてもよい。このように構成され
た加熱器は、局部洗浄装置に適用される場合、基材パイ
プ３の径が５〜１５mm、外筒５の径が９〜２０mm程度の
大きさを有する。

【００１７】外筒５と基材パイプ３は同心円上に配置さ
れ、基材パイプ３の外面と外筒５の内面間の距離は、基
材パイプ３の軸方向に沿って一定である。一例でこの距
離は１〜３mmが好ましい。ここで、基材パイプ３と外筒
５の間の空間は空気からなる断熱層１７を形成する。つ
まり、端子１３に電源１９から通電されてヒータ部７が
作動し、ヒータ自身及びヒータが設置されている基材パ
イプ３が高温になっても、この熱量は断熱層１７で隔離
されて外筒５に伝達されにくい。このため、外筒５が過
度に温度上昇することを防ぐことができる。

【００１８】図２は、図１の流体加熱器に使用されるヒ
ータ部の構造を示す断面図である。このヒータ部７は、
通水路１１側からステンレス製の金属基材パイプ３、絶
縁層２１、発熱抵抗体２３を内蔵する絶縁保護層２５か
らなる層構造を有する。

【００１９】金属基材パイプ３は、厚さ０．３〜１．０
mm程度のステンレス（例えばＳＵＳ３０４又はＳＵＳ４
４４グレード）を使用している。同基材パイプ３上に
は、ステンレスと同程度の熱膨張率の絶縁ガラス（例え
ばＤＵＰＯＮＴ社製Ｍｉｃｒｏｃｉｒｃｕｉｔ Ｍａｔ
ｅｒｉａｌのＧＬＡＺＥ３５００Ｎ）からなる絶縁層２
１がスクリーン印刷等により形成されている。絶縁層２
１上には銀パラジウム等の発熱抵抗体２３がスクリーン
印刷等により形成されている。同発熱抵抗体２３の表面
は、絶縁ガラスからなる絶縁保護層２５で保護されてい
る。発熱抵抗体２３の両端部は絶縁保護層２５の外部に
位置し、銀等で作られた電極となって端子１３（図１参
照）を形成している。この端子１３に電流を供給する
と、発熱抵抗体２３が発熱し、ヒータとして作用する。
ヒータ部７の電力密度（１cm²当りに入力可能な熱量）
は２０〜８０Ｗ／cm²である。また、同ヒータ部７には
温度検出用の抵抗体（図示されず）が配置されている。

【００２０】再び、図１を参照しつつ説明する。温度ヒ
ューズ９は、ヒータ部７より上流側の基材パイプ３上
に、クリップ２７で挟まれて取り付けられている。温度
ヒューズ９は可溶合金で作製され、所定の温度（一例１
００℃）で断線するように設定されている。温度ヒュー
ズ９の二つの接続部９ａ、９ｂには導線２９ａ、２９ｂ
が接続している。一方の導線２９ａは端子１３に接続し
ている。他方の導線２９ｂはヒータ部７の発熱抵抗体２
３へ電流を供給する回路に接続している。すなわち、温
度ヒューズ９は、ヒータ部７に電流を供給する回路の一
部に直列に配置されている。

【００２１】ヒータ部７が過度に加熱されて、基材パイ
プ３が高温になって温度ヒューズ９の設定値に達する
と、温度ヒューズ９は溶け落ちる等により断線し、電流
供給回路を遮断する。これにより、端子１３からヒータ
部７の発熱抵抗体２３へ電流が供給されなくなり、ヒー
タ部７の加熱が停止する。

【００２２】この例では、温度ヒューズ９がヒータ部７
の上流側の基材パイプ３上に取り付けられている。通常
の状態では、この部分は加熱前の流水が存在する位置で
あるため温度は低い。ヒータ部７に異常が生じて過度の
高温に達すると、基材パイプ３自体も高温になり、温度
ヒューズ取付部も高温となる。このように、この温度ヒ
ューズ取付部では通常時と異常時の温度差が大きいた
め、温度変化を迅速に検知することができる。

【００２３】図３は、本発明の第二実施例に係る液体加
熱装置の構造を示す図であり、（Ａ）が側面断面図、
（Ｂ）が正面断面図である。この例の流体加熱器は、ヒ
ータ部７上に直接温度ヒューズ３１がクリップ２７等に
より挟まれて取り付けられている。この温度ヒューズ３
１は設定温度が１７０℃程度と高い温度に設定されてい
る。ヒータ部７上に直接温度ヒューズ３１を取り付けた
ことにより、最も高い温度を検知することができる。こ
のため、ヒータ部７が焼けた場合等の最も深刻な事態を
迅速に把握することができる。

【００２４】図４は、本発明の第三実施例に係る液体加
熱装置の構造を示す側面断面図である。この例の流体加
熱器は、温度ヒューズ３３が端子１３の近傍に取り付け
られている。温度ヒューズ３３の一方の接続部３３ａは
導線が接続しておらず、端子１３に直接接続している。
他方の接続部３３ｂは導線３５に接続し、ヒータ部７の
発熱抵抗体２３へ電流を供給する回路に接続している。
端子１３に直接温度ヒューズ３３の接続部３３ａを接続
することができるため、構造や製造が簡単になる。また
部品点数を減らすことができる。

【００２５】図５は、本発明の第四実施例に係る液体加
熱装置の構造を示す側面断面図である。この例の流体加
熱器の外筒５の外面には、温度ヒューズ３７が外筒５と
熱的に接続するように取り付けられている。温度ヒュー
ズ３７は外筒５の外面に容易に取り付けることができる
ため、後付けすることもできる。この際、スペーサ１５
及び外筒５は金属で作製されることが好ましい。基材パ
イプ３から外筒５へ熱回収されるため、異常時の熱応答
性がよくなる。

【００２６】なお、上述の温度ヒューズは、一度断線す
ると復帰しない。温度検知式電流遮断機構としては、他
にバイメタルを使用するものがある。バイメタルを使用
する際は、復帰型の温度スイッチを形成することが可能
となる。また、温度ヒューズは外筒５の内側に取り付け
てもよい。

【００２７】次に、本発明の一実施形態に係る局部洗浄
装置について説明する。図６は、本実施形態に係る局部
洗浄装置を示す概略図である。この局部洗浄装置は、以
上で説明したような流体加熱器１を含む。流体加熱器１
には給水管４１が接続されており、水道水等の水が供給
される。供給された水は、流体加熱器１において加熱さ
れて局部洗浄用の温水となり、便器に付設された吐水口
４３（ノズル）から噴射される。局部洗浄用水の水温や
水量を制御するため、コントロールパネル４５や図示し
ない回路が設けられている。

【００２８】図７は、図６の局部洗浄装置の回路構成を
示すブロック図である。コントロールパネル４５におい
て設定された水温や水量の情報は、制御部４７に入力さ
れる。制御部４７の制御により、電流供給回路４９は、
端子１３を介して流体加熱器１のヒータ部５の発熱抵抗
体２３に通電する。さらに、電流供給回路４９には温度
ヒューズ９が直列に接続されている。このため、ヒータ
部７の温度が過度に上昇した場合には温度ヒューズ９が
断線し、電力供給回路４９が遮断される。これにより発
熱抵抗体２３の加熱が停止する。このように、温度ヒュ
ーズ９は、制御部４７によって制御されないため、制御
部４７に異常が生じて電流を供給し続けている場合等に
も、独立して作動し、異常を検知することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、温度ヒューズ等の温度検知式電流遮断機構を
設けたことにより、ヒータ部の温度が過度に高温になる
と、ヒータ部への電流供給を遮断する。このため、安全
な流体加熱器を提供することができる。さらに、このよ
うな流体加熱器を搭載することによって、小型で安全な
局部洗浄装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る流体加熱器の構造を
示す図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は正面断面
図である。

【図２】図１の流体加熱器に使用されるヒータ部の構造
を示す断面図である。

【図３】本発明の第二実施例に係る液体加熱装置の構造
を示す図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は正面断
面図である。

【図４】本発明の第三実施例に係る液体加熱装置の構造
を示す側面断面図である。

【図５】本発明の第四実施例に係る液体加熱装置の構造
を示す側面断面図である。

【図６】本実施形態に係る局部洗浄装置を示す概略図で
ある。

【図７】図６の局部洗浄装置の回路構成を示すブロック
図である。

【図８】一般的なセラミックヒータの構造を示す側面断
面図である。

【符号の説明】

１ 流体加熱器 ３ 基材パイ
プ ５ 外筒 ７ ヒータ部 ９、３３、３７ 温度ヒューズ １１ 流路 １３ 端子 １５ スペー
サ １７ 断熱層 １９ 電源 ２１ 絶縁層 ２３ 発熱抵
抗体 ２５ 絶縁保護層 ２７ クリッ
プ ２９、３５ 導線 ４１ 給水管 ４３ 吐水口 ４５ コント
ロールパネル ４７ 制御部 ４９ 電流供
給回路 ５７ アース端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠山 真 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 (72)発明者 峯 浩二 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 (72)発明者 濱田 靖夫 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 Ｆターム(参考） 2D038 JA00 JB04 JF00 JH00 KA11

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面で被加熱流体に接するパイプヒータ
   と、 該パイプヒータの外面に配置された、該パイプヒータに
   供給される電流を遮断する温度検知式の電流遮断機構
   と、を具備することを特徴とする流体加熱器。
2. 【請求項２】 上記温度検知式電流遮断機構が、上記パ
   イプヒータの発熱部以外の部分に配置されていることを
   特徴とする請求項１記載の流体加熱器。
3. 【請求項３】 上記温度検知式電流遮断機構が、上記パ
   イプヒータの入水側の部分に配置されていることを特徴
   とする請求項１又は２記載の流体加熱器。
4. 【請求項４】 上記温度検知式電流遮断機構が、上記パ
   イプヒータの通電端子近傍に配置されていることを特徴
   とする請求項２又は３記載の流体加熱器。
5. 【請求項５】 上記パイプヒータの外面に対して隙間を
   隔てて対向する外筒を具備することを特徴とする請求項
   １〜４いずれか１項記載の流体加熱器。
6. 【請求項６】 上記温度検知式電流遮断機構が、上記外
   筒の内側の部分に配置されていることを特徴とする請求
   項５記載の流体加熱器。
7. 【請求項７】 上記温度検知式電流遮断機構が、上記外
   筒の外側の部分に配置されていることを特徴とする請求
   項５記載の流体加熱器。
8. 【請求項８】 上記温度検知式電流遮断機構が、上記外
   筒に埋め込まれていることを特徴とする請求項５記載の
   流体加熱器。
9. 【請求項９】 上記パイプヒータが、金属基材パイプ
   と、この金属基材パイプの表面に形成された該金属基材
   と熱膨張率が同程度の材質で形成された絶縁層と、該絶
   縁層の表面に形成された発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の
   表面に形成された絶縁保護層と、該発熱抵抗体に接続さ
   れた通電端子と、から構成されていることを特徴とする
   請求項１〜８いずれか1項記載の流体加熱器。
10. 【請求項１０】 水を通水しながら加温する加熱器と、 該加熱器により加熱された温水を人体の局部に向けてス
    プレーするノズルと、を具備する局部洗浄装置であっ
    て、 上記加熱器として請求項１〜９いずれか１項記載の加熱
    器を備えることを特徴とする局部洗浄装置。