JP2009235792A - 熱交換ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 温水を均一かつ安定な温度で供給することができる安価な熱交換ユニットを提供する。
【解決手段】 本発明においては、特定の熱交換ユニットを用いる。この熱交換ユニットは、水の流路及び当該流路を通る水を加熱するための加熱手段を備える熱交換部と、当該熱交換部から流入した温水を所定の温度に均一化かつ安定化する温度安定部とを備え、前記熱交換部からの温水が流入される流入流路を有し、前記温度安定部は、円筒状に形成され、前記流入流路は、前記温度安定部の内周面に周方向に沿って円弧状に形成される。また、この熱交換ユニットを使用して、衛生洗浄装置も提供することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱交換ユニットに関し、特に、局部洗浄用の温水を供給する衛生洗浄装置用の熱交換ユニットに関する。

水道水を加熱して温水をノズル等から人体局部に向かって吐出させる局部洗浄用の衛生洗浄装置がある。このような衛生洗浄装置として、瞬間加熱式の熱交換器を備える衛生洗浄装置が提案されている。この瞬間加熱式の熱交換器を備える衛生洗浄装置では、水の管路にヒータ等の熱交換器を配置しているため、水を瞬間的に直接加熱することができ、放熱によるエネルギーロスが小さい等の利点がある。

特許文献１及び２では、給水源から供給される水の管路を備え、該管路にヒータを配置することで、水を瞬間的に直接加熱する熱交換部と、該熱交換部から流入される温水の温度の安定化を図る温度安定部とを備える熱交換装置（瞬間加熱式熱交換装置）が提案されている。この装置には、温度安定部に温水を導く流入流路と、該流入流路と熱交換部とを連通する連絡孔と、流入流路の途中であって連絡孔に続く流路箇所に、流路断面が拡張された拡開室が設けられている。したがって、熱交換部から流入される温水は、連絡孔で絞られ、拡開室で拡げられ、更に流入流路で絞られることによって撹拌される。その結果、温水の温度の安定化が図られている。

特開２００１−１３２０６１号公報 特開２００１−１３２０６０号公報

特許文献１及び２の装置では、熱交換部と温度安定部との間の流入流路の途中に拡開室を設けるという構成のため、熱交換部と温度安定部とのそれぞれの接続部分は複雑な形状で構成される。したがって、組み付け性が低く高い金型加工精度が要求され、コストが高くなる。また、水漏れを防止すべく前記接続部分に設けられるシール部材（パッキン）も複雑な形状で形成されることが要求されるため、組み付け性が低く漏水するおそれがある他、汎用性が低く、コストが高くなるという問題もある。

本発明の目的は、温水を均一かつ安定な温度で供給することができる安価な熱交換ユニットを提供することである。

本発明は、第１の視点において、水の流路及び当該流路を通る水を加熱するための加熱手段を備える熱交換部と、
当該熱交換部から流入した温水を所定の温度（例えば３５〜４０℃程度）に均一化かつ安定化する温度安定部と
を備える熱交換ユニットにおいて、
前記熱交換部からの温水が流入される流入流路を有し、
前記温度安定部は、円筒状に形成され、
前記流入流路は、前記温度安定部の内周面に周方向に沿って円弧状に形成される
ことに特徴を有する熱交換ユニット（以下、「本発明の熱交換ユニット」とも称する。）を提供することができる。

また、本発明において、前記熱交換ユニットには、更に、前記温度安定部において生成した温水（均一かつ安定な温度の温水）を衛生洗浄装置に供給する温水タンク部を備えさせることができる。

また、本発明において、前記熱交換ユニットには、更に、前記流入流路の下流に配設され、当該流路を通過する温水の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段からの検出信号に基づいて、前記加熱手段の通電を制御する制御手段とを備えさせることができる。

本発明は、第２の視点において、前記熱交換ユニット、即ち本発明の熱交換ユニットを備えることに特徴を有する衛生洗浄装置（以下、「本発明の衛生洗浄装置」とも称する。）を提供することができる。

本発明によれば、熱交換ユニットにおいて、温度安定部は、円筒状に形成される。これによって、温度安定部と接続される部材（ないしその接続部分）、特にこの温度安定部において生成した温水を衛生洗浄装置に供給するために設けられる温水タンク部も円筒状に形成されるので、温度安定部と当該部材、特に温水タンク部との組み付けが簡単になり、コストダウンを図ることができる。また、この接続部分に設けられるシール部材として、Ｏリング等の汎用のシール部材を適用でき、更にコストダウンを図ることができる。また、熱交換ユニットにおいて、流入流路は前記温度安定部の内周面に周方向に沿って円弧状に形成されている。これによって、熱交換部から流入流路に流入した温水は、温水同士及び温水と流路内壁との衝突により生じる乱流ないし剪断流によって撹拌され、その結果温水における温度の均一化及び安定化が達成される。即ち、本発明の熱交換ユニットは安価であり、本発明の熱交換ユニットによれば、温水を均一かつ安定な温度で供給することができる。

本発明の実施形態１に係る熱交換ユニットについて図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る熱交換ユニットを模式的に示した外観図である。図２は、図１に示した熱交換ユニットの熱交換部軸方向の断面摸式図である。図３は、図１に示した熱交換ユニットにおける温度安定部を上方から見た端面図である。

図１を参照すると、本発明の実施形態１に係る熱交換ユニット１は、熱交換部２と、温度安定部３と、温水タンク部４と、を有する。なお、熱交換ユニット１は、給水配管と衛生洗浄装置との間に接続される。

図２を参照すると、熱交換部２は、加熱手段として円筒状ヒータ５、円筒部６を有する。円筒部６の開放端の一端は、これを閉塞するよう取付フランジ７が設けられている。円筒部６内における流路８について説明すると、円筒状ヒータ５の円筒内に一側から供給された水は、他側の出口から流出して、円筒状ヒータ５（円筒）の外周側と円筒部６の内周側の間を流れた後、円筒状ヒータ５の上方に位置する連絡孔１０を通って、温度安定部３、詳しくは流入流路９に流入する。

図２を参照すると、温度安定部３は、円筒状に形成されており、熱交換部２の上方に位置するよう円筒部６の外周上に配され、温度安定部３の熱交換部側の端部には、閉塞するよう隔壁１１が設けられている。また、温度安定部３の端部外周には、連結用フランジ１２が形成され、この連結用フランジ１２の内壁には、シール部材であるＯリング１３を介して温水タンク部４と接続されるよう、溝が設けられている。更に、後述するように、温度安定部３には、流入流路９の側壁及び底部が形成されている。なお、温度安定部３は、図２に記載されているように、これが熱交換部２の上方に位置し、かつ円筒部６の外周上に配されるよう円筒部６と一体的に形成されてもよい。

図２を参照すると、温水タンク部４は、温度安定部３において生成した温水が流入される円筒状に形成された第一の部材と、流入した温水を衛生洗浄装置に供給する第二の部材とから構成される。第一の部材は、温水タンク部４において温度安定部３と接続される部分（部材）であるが、その下端部で温度安定部３と、Ｏリング１３を介して嵌合されるよう円筒状に形成されている。即ち、当該部材は、その下端部が温度安定部３の筒体内面に嵌合するよう嵌合突起をなしている。この部材の外周には、連結用フランジ１４が形成されている。

温度安定部３と温水タンク部４との組み付けは、シール部材であるＯリング１３を介して、例えば以下のようにして行うことができる。温水タンク部４は、温度安定部３と接続される部分（部材）の下端部が温度安定部３の筒体内面に嵌合するよう嵌合突起をなしている。また、温水タンク部４の温度安定部３と接続される側の端部外周には、連結用フランジ１４が形成され、当該連結用フランジ１４の外周には、係止部１５が設けられている。また、温度安定部３の温水タンク部４と接続される側の端部外周には、連結用フランジ１２が形成され、当該連結用フランジ１２の外周には、前記係止部１５を抱持するスリーブ１６が設けられている。即ち、温度安定部３と温水タンク部４は、温度安定部３に着脱可能かつ摺動及び回動可能に接続される。よって、温度安定部と温水タンク部との接続は、単純な円筒形状の嵌合ないし係合によるものであるため、組み付けが容易であり、嵌合時に、シール部材を傷つけることがない。なお、温度安定部と温水タンク部とは、係合ないし嵌合された後、連結用フランジの所定位置で螺子止め固定されてもよい。

本発明において、温度安定部と温水タンク部との接続は、単純な円筒形状の嵌合ないし係合によるものであるので、温度安定部と温水タンク部との接続に用いられるシール部材（パッキン）としては、汎用のシール部材であるＯリング等が採用できる。よって、従来の特異形状のシール部材を必要としないので、コストダウンを図ることができ、シール部材の組み付けが容易であり、シール部材の嵌め込み時の不具合等による水漏れが抑止できる。更に、面シールでなく、軸シールを採用する場合には、更に組み付けが容易になり、シール部材の嵌め込み時等の水漏れがより抑止ないし防止できる。

流入流路９は、その上部（蓋部）を温水タンク部４が形成し、これ以外の部分（側壁及び底部）を温度安定部３が形成することによって構成されている。また、図３を参照すると、この流入流路９は、温度安定部３の内周面に周方向に沿って円弧状に形成されている。この流入流路９において、その上流側の底部には、温度安定部３と熱交換部２とが連通するよう、連絡孔１０が設けられている一方、その下流側の側壁には、温水タンク部４に温水が導出されるよう導出孔１７が設けられている。このような構成の流入流路９によって、熱交換部２から流入した温水は、流入流路９を流れる間に、温水同士及び温水と流路内壁との衝突により生じる乱流ないし剪断流によって撹拌されることになり、その結果均一かつ安定な温度で温水を供給することが可能となる。例えば、水の流量を０．５Ｌ／ｍｉｎ以下にして、流入流路９において導出孔１７が、連絡孔１０の位置から概ね１８０°以上離れた位置に配されていれば、均一かつ安定な温度で温水を供給することが可能となる。また、前記流入流路は、その形状が、円弧状で単純であるため、金型精度の確保が容易でコストダウンを図ることができる他、部品の検査測定が容易であることから万一の品質不具合を発見しやすい。

また、本発明において、前記熱交換ユニットには、更に、前記流入流路を通過する温水の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段からの検出信号に基づいて、前記加熱手段の通電を制御する制御手段とを備えさせることができる。図３を参照すると、流入流路９、具体的にはその下流側には、温水の温度を検出する温度検出手段（温度センサ）１９が設けられている。一方、図示はしないが円筒状ヒータの通電を制御する制御手段が設けられている。したがって、温度検出手段１９によって温度が検出され、この制御手段が、該検出信号に基づいて、衛生洗浄装置に所望の温度で均一かつ安定した温水が供給されるよう円筒状ヒータの通電を制御する。

本発明において、更に、温水タンク部には、水の有無を検出する手段としてフロートスイッチを配し、このフロートスイッチからの検出信号に基づいて加熱を制御する手段を配することで、加熱の有無を制御することもできる。これにより、空焚きを防止することができる。

以上説明した本発明の実施形態１に係る熱交換ユニットによる温水の生成方法を、特に、図２及び図３を参照して、説明する。

本発明の実施形態１に係る熱交換ユニットにおいては、水が、熱交換部２の円筒状ヒータ５を備える円筒部６内ないし外を流れることによって加熱され、温水となる。この温水は、連絡孔１０を通過し、流入流路９に流入するが、温水同士及び温水と流路内壁との衝突により生じる乱流ないし剪断流によって撹拌されるため、均一かつ安定な温度の温水となり、温水タンク部４に導出される。

本発明によれば、特に、局部洗浄用の温水を供給する衛生洗浄装置用の熱交換ユニットを提供することができる。したがって、本発明は工業的に極めて有用である。

本発明の実施形態１に係る熱交換ユニットを模式的に示した外観図である。 図１に示した熱交換ユニットの熱交換部軸方向の断面摸式図である。矢印の方向に水ないし温水が流れる。 図１に示した熱交換ユニットにおける温度安定部を上方から見た端面図である。

符号の説明

１ 熱交換ユニット
２ 熱交換部
３ 温度安定部
４ 温水タンク部
５ 加熱手段（円筒状ヒータ）
６ 円筒部
７ 取付フランジ
８ 流路
９ 流入流路
１０ 連絡孔
１１ 隔壁
１２ 連結用フランジ
１３ Ｏリング
１４ 連結用フランジ
１５ 係止部
１６ スリーブ
１７ 導出孔
１８ 流路側壁
１９ 温度検出手段（温度センサ）

Claims (4)

1. 水の流路及び当該流路を通る水を加熱するための加熱手段を備える熱交換部と、
   当該熱交換部から流入した温水を所定の温度に均一化かつ安定化する温度安定部と、
   を備える熱交換ユニットにおいて、
   前記熱交換部からの温水が流入される流入流路を有し、
   前記温度安定部は、円筒状に形成され、
   前記流入流路は、前記温度安定部の内周面に周方向に沿って円弧状に形成される、
   ことを特徴とする熱交換ユニット。
2. 更に、前記温度安定部において生じた温水を衛生洗浄装置に供給する温水タンクを備える請求項１記載の熱交換ユニット。
3. 更に、前記流入流路の下流に配設され、当該流路を通過する温水の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段からの検出信号に基づいて、前記加熱手段の通電を制御する制御手段と、
   を備える請求項１又は２記載の熱交換ユニット。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の熱交換ユニットを備えることを特徴とする衛生洗浄装置。

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