JP2020118350A - Instantaneous heat exchanger and sanitary cleaning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の態様は、瞬間式熱交換器及び衛生洗浄装置に関する。 Aspects of the present invention relate to instant heat exchangers and sanitary washing devices.
腰掛け式の大便器に取り付けられ、使用者のおしりなどの局部を洗浄する衛生洗浄装置が知られている。こうした衛生洗浄装置では、高さを低く抑えた低シルエットデザインが求められており、衛生洗浄装置を構成する各ユニットの小型化が必要となっている。 2. Description of the Related Art There is known a sanitary washing device that is attached to a stool-type toilet bowl to wash local areas such as a user's buttocks. In such a sanitary washing device, a low silhouette design in which the height is kept low is required, and it is necessary to downsize each unit constituting the sanitary washing device.
瞬間式熱交換器において発熱体の小型化を行うと、熱伝達面積が小さくなってしまう。このため、小型化を行う前の状態と同じ加熱量を得るためには、発熱体の表面温度を上昇させなければならず、発熱体表面にスケールの発生するリスクが高まってしまう。このため、温水を所望温度にしつつ、ヒータの表面温度を下げるためには、熱交換効率を上げる必要がある。 When the heating element is downsized in the instantaneous heat exchanger, the heat transfer area becomes small. Therefore, in order to obtain the same amount of heating as that before the miniaturization, the surface temperature of the heating element must be raised, which increases the risk of scale generation on the heating element surface. Therefore, it is necessary to increase the heat exchange efficiency in order to lower the surface temperature of the heater while keeping the hot water at the desired temperature.
熱交換率を上げる方法として、発熱体に接する水の流速を速くするために、円筒状の発熱体の外側流路と内側流路とを螺旋状に構成することが考えられる。例えば、特許文献1には、円筒状の発熱体の内側流路を螺旋状に構成するために、円筒状の発熱体の中空部に、螺旋状の突出部を有する軸芯部材と、円筒状の発熱体の内周面と軸芯部材との隙間を埋める可撓性部材(バネ)と、を備えた瞬間式熱交換器が開示されている。
As a method of increasing the heat exchange rate, in order to increase the flow velocity of water in contact with the heating element, it is conceivable to form the outer flow path and the inner flow path of the cylindrical heating element in a spiral shape. For example, in
しかしながら、発熱体の温度には、冷水に触れる上流側では低温、温水に触れる下流側では高温といった温度分布が存在する。このため、特許文献1のように熱交換率を高めることにより、発熱体全体の温度が低下しても、局所的な高温箇所で沸騰音やスケールが発生してしまう可能性があった。
However, the temperature of the heating element has a temperature distribution such that the temperature is low on the upstream side in contact with cold water and high on the downstream side in contact with hot water. Therefore, even if the temperature of the entire heating element is lowered by increasing the heat exchange rate as in
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、発熱体を小型化した場合にも、発熱体の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを抑制できる瞬間式熱交換器及び衛生洗浄装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the recognition of such a problem, and even when the heating element is miniaturized, the surface temperature of the heating element is locally increased, and boiling noise or scale may occur. An object is to provide an instantaneous heat exchanger and a sanitary washing device that can be suppressed.
第1の発明は、水を加熱して温水とする瞬間式熱交換器であって、水を加熱する発熱体と、前記発熱体の外周を覆い、前記発熱体によって加熱する水を流すための流路を前記発熱体との間に形成するケースと、を備え、前記発熱体及び前記流路の少なくとも一方は、前記流路の上流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、前記流路の下流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量よりも大きくすることを特徴とする瞬間式熱交換器である。 A first aspect of the present invention is an instantaneous heat exchanger that heats water into hot water, which is for heating a water heating element and for flowing water heated by the heating element to cover an outer periphery of the heating element. A case in which a flow path is formed between the heating element and at least one of the heating element and the flow path, wherein an average heating amount per unit amount of water flowing upstream of the flow path is It is an instantaneous heat exchanger characterized by making it larger than the average heating amount per unit amount of water flowing in the downstream side of the flow path.
この瞬間式熱交換器によれば、冷水に触れる上流側は、水の単位量あたりの平均加熱量が大きいため、発熱体を小型化しても所望温度の温水に加熱し易くすることができる。また、温水に触れる下流側は、水の単位量あたりの平均加熱量が小さいため、発熱体の表面温度が高温になり過ぎることを抑制することができる。従って、発熱体を小型化しても所望温度の温水に加熱でき、かつ発熱体の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを抑制することができる。 According to this instantaneous heat exchanger, since the average heating amount per unit amount of water is large on the upstream side in contact with cold water, it is possible to easily heat the heating element to warm water of a desired temperature even if the heating element is downsized. Further, since the average amount of heating per unit amount of water is small on the downstream side that comes into contact with hot water, it is possible to prevent the surface temperature of the heating element from becoming too high. Therefore, even if the heating element is downsized, it can be heated to hot water having a desired temperature, and the surface temperature of the heating element is locally increased, and it is possible to suppress the generation of boiling noise and scale.
第2の発明は、第1の発明において、前記発熱体は、所定のヒータパターンで設けられたヒータ線を有し、前記流路の上流側における前記ヒータ線の密度は、前記流路の下流側における前記ヒータ線の密度よりも高いことを特徴とする瞬間式熱交換器である。 In a second aspect based on the first aspect, the heating element has a heater wire provided in a predetermined heater pattern, and the density of the heater wire on the upstream side of the flow path is the downstream side of the flow path. The instant heat exchanger is characterized in that the density is higher than the density of the heater wire on the side.
この瞬間式熱交換器によれば、流路の上流側におけるヒータ線の密度を、流路の下流側におけるヒータ線の密度よりも高くすることにより、流路の上流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、流路の下流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量よりも適切に大きくすることができる。 According to this instantaneous heat exchanger, the density of the heater wire on the upstream side of the flow path is made higher than the density of the heater wire on the downstream side of the flow path, so that the unit amount of water flowing on the upstream side of the flow path is increased. The average heating amount per unit can be appropriately made larger than the average heating amount per unit amount of water flowing on the downstream side of the flow path.
第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記流路の上流側の断面積は、前記流路の下流側の断面積よりも大きいことを特徴とする瞬間式熱交換器である。 A third aspect of the invention is the instantaneous heat exchanger according to the first or second aspect of the invention, wherein the upstream cross-sectional area of the flow path is larger than the downstream cross-sectional area of the flow path. ..
この瞬間式熱交換器によれば、流路の上流側の断面積を、流路の下流側の断面積よりも大きくすることにより、流路の上流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、流路の下流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量よりも適切に大きくすることができる。 According to this instantaneous heat exchanger, by making the cross-sectional area on the upstream side of the flow path larger than the cross-sectional area on the downstream side of the flow path, the average heating per unit amount of water flowing in the upstream side of the flow path is increased. The amount can be appropriately larger than the average heating amount per unit amount of water flowing on the downstream side of the flow path.
第4の発明は、第1〜第3のいずれか1つの発明において、前記発熱体及び前記流路の少なくとも一方は、前記流路を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、上流側から下流側に向けて徐々に小さくすることを特徴とする瞬間式熱交換器である。 In a fourth invention according to any one of the first to third inventions, at least one of the heating element and the flow channel is configured so that an average heating amount per unit amount of water flowing through the flow channel is from an upstream side. It is an instantaneous heat exchanger characterized by gradually decreasing toward the downstream side.
この瞬間式熱交換器によれば、発熱体及び流路の少なくとも一方が、流路を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、上流側から下流側に向けて徐々に小さくすることにより、発熱体の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを、より適切に抑制することができる。 According to this instantaneous heat exchanger, at least one of the heating element and the flow path, by gradually reducing the average heating amount per unit amount of water flowing through the flow path from the upstream side to the downstream side, It is possible to more appropriately suppress the occurrence of boiling noise and scale caused by locally increasing the surface temperature of the heating element.
第5の発明は、第1〜第4のいずれか1つの発明の瞬間式熱交換器と、前記瞬間式熱交換器により生成した温水を使用者の局部に向けて吐出するノズルと、を備えたことを特徴とする衛生洗浄装置である。 5th invention is provided with the instantaneous heat exchanger of any one of 1st-4th invention, and the nozzle which discharges the hot water produced by the said instantaneous heat exchanger toward a user's local area. It is a sanitary washing device characterized by that.
この衛生洗浄装置によれば、冷水に触れる上流側は、水の単位量あたりの平均加熱量が大きいため、発熱体を小型化しても所望温度の温水に加熱し易くすることができる。また、温水に触れる下流側は、水の単位量あたりの平均加熱量が小さいため、発熱体の表面温度が高温になり過ぎることを抑制することができる。従って、発熱体を小型化しても所望温度の温水に加熱でき、かつ発熱体の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを抑制することができる。 According to this sanitary washing device, since the average heating amount per unit amount of water is large on the upstream side in contact with cold water, it is possible to easily heat the heating element to warm water of a desired temperature even if the heating element is downsized. Further, since the average heating amount per unit amount of water is small on the downstream side that comes into contact with the hot water, it is possible to prevent the surface temperature of the heating element from becoming too high. Therefore, even if the heating element is downsized, it can be heated to hot water having a desired temperature, and the surface temperature of the heating element is locally increased, which can suppress the generation of boiling noise and scale.
本発明の態様によれば、発熱体を小型化した場合にも、発熱体の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを抑制できる瞬間式熱交換器及び衛生洗浄装置が提供される。 According to the aspect of the present invention, even when the heating element is downsized, the surface temperature of the heating element is locally increased, and it is possible to suppress the occurrence of boiling noise and scale, and an instantaneous heat exchanger and hygiene. A cleaning device is provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding, the same components in the drawings will be denoted by the same reference symbols as much as possible, without redundant description.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る瞬間式熱交換器を模式的に表す断面図である。
図1に表したように、瞬間式熱交換器10は、発熱体12と、ケース14と、を備える。本実施形態に係る瞬間式熱交換器10(以下、熱交換器10と称す)は、水を温めて温水とするものであり、例えば腰掛け式の大便器等に設置されて人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に備えられ、洗浄水を温水とするために用いられる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the instantaneous heat exchanger according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the
発熱体12は、中空部12aを有する円筒状である。発熱体12は、換言すれば、円筒状のヒータである。なお、発熱体12は、完全な円筒である必要は無く、厚さの変化する部分などを有してもよい。発熱体12の断面形状は、完全な円形である必要は無く、一部に楕円状の部分や多角形状の部分などを有してもよい。発熱体12は、概ね円筒状の外形を有していればよい。
The
発熱体12は、例えば、円筒状のセラミックスヒータである。発熱体12は、例えば、発熱体12の外周面12bを形成する外側部分と、発熱体12の内周面12cを形成する内側部分と、内側部分と外側部分との間に設けられたヒータ部と、を有する。内側部分及び外側部分は、セラミックスによって成形されている。ヒータ部は、例えば、タングステン等からなる帯状のヒーターパターンを、絶縁性のフィルムで挟んだフィルム状である。これにより、発熱体12では、外周面12b及び内周面12cに接する水を加熱することができる。
The
ケース14は、発熱体12の外周を覆う。ケース14は、例えば、ケース本体20と、蓋部22と、を有する。ケース本体20は、発熱体12の外周を覆う。ケース本体20は、例えば、発熱体12よりも大きい径を有する円筒状である。ケース本体20は、発熱体12を収容する中空部20aを有する。発熱体12は、例えば、円筒状のケース本体20の中空部20a内に略同軸に配置される。
The
但し、ケース本体20の形状は、発熱体12の外周を覆うことが可能な任意の形状でよい。例えば、ケース本体20は、発熱体12を収容可能な円柱状の中空部20aを有する直方体状の形状などでもよい。
However, the shape of the
発熱体12の一端は、ケース本体20の一端よりも内側に位置する。換言すれば、発熱体12の一端は、中空部20a内に位置する。一方、発熱体12の他端は、ケース本体20の他端よりも外側に位置する。但し、発熱体12の他端は、ケース本体20の他端より内側に位置してもよい。
One end of the
蓋部22は、発熱体12が突出していない側のケース本体20の一端に設けられ、円筒状のケース本体20の一端を塞ぐ。蓋部22は、例えば、ケース本体20と一体に形成されていてもよい。中空部20aは、例えば、一端が塞がれた有底穴状の形状でもよい。ケース14は、有底穴状の中空部20aによって発熱体12を収容する構成でもよい。
The
熱交換器10は、軸芯部材16と、コイルバネ18と、をさらに備える。軸芯部材16は、発熱体12の中空部12aに設けられている。軸芯部材16は、ケース14と別体で形成されており、ケース14に対して固定されていない。軸芯部材16は、例えば、発熱体12の軸方向に延びる略円柱状であり、円筒状の発熱体12の中空部12a内に略同軸に配置される。
The
また、発熱体12及び軸芯部材16の一端は、ケース14から離れて配置されている。より詳しくは、発熱体12及び軸芯部材16の一端は、ケース14の蓋部22から離れて配置されている。発熱体12及び軸芯部材16の一端と蓋部22との間の空間は、発熱体12の内側と外側との間で水を流すための経路となる。
Further, one ends of the
コイルバネ18は、軸芯部材16と発熱体12の内周面12cとの間に設けられる。コイルバネ18は、例えば、金属製又は樹脂製である。自然長の状態におけるコイルバネ18の外径は、発熱体12の内周面12cの内径よりも僅かに大きい。コイルバネ18は、捻ることで径を僅かに小さくした状態で発熱体12の中空部12a内に設けられる。これにより、コイルバネ18は、発熱体12の内周面12cに当接し、径を戻そうとする自身の弾性力によって発熱体12の中空部12a内に保持される。
The
図2は、第1の実施形態に係る瞬間式熱交換器の一部を模式的に表す拡大断面図である。
図1及び図2に表したように、ケース14のケース本体20は、発熱体12の外周面12bとの間に外側流路30を形成する。すなわち、ケース14は、発熱体12の外周を覆い、発熱体12によって加熱する水を流すための外側流路30を発熱体12との間に形成する。ケース本体20は、突出部20bを有する。突出部20bは、ケース本体20の内周面から内側に向かって突出するとともに、ケース本体20の軸方向に沿って螺旋状に延びる。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of the instantaneous heat exchanger according to the first embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
熱交換器10は、コイルバネ24をさらに備える。コイルバネ24は、ケース本体20と発熱体12の外周面12bとの間に設けられる。コイルバネ24は、例えば、金属製又は樹脂製である。自然長の状態におけるコイルバネ24の内径は、発熱体12の外周面12bの外径よりも僅かに小さい。コイルバネ24は、捻ることで径を僅かに大きくした状態で発熱体12の外周面12bに設けられる。これにより、コイルバネ24は、発熱体12の外周面12bに当接し、径を戻そうとする自身の弾性力によって発熱体12の外周面12bに保持される。
The
ケース本体20の突出部20bの先端部の部分におけるケース本体20の内径は、発熱体12の外周面12bの外径よりも僅かに大きい。このため、ケース本体20と発熱体12との間には、僅かに隙間が空く。
The inner diameter of the
コイルバネ24の素線の太さ(直径)は、ケース本体20と発熱体12との間に空く隙間の距離よりも大きい。また、コイルバネ24のピッチは、螺旋状の突出部20bのピッチと略同一である。これにより、コイルバネ24は、ケース本体20と発熱体12の外周面12bとの間の隙間を塞ぐ。
The thickness (diameter) of the wire of the
発熱体12は、例えば、ケース本体20(ケース14)に支持され、円筒状のケース本体20の中空部20a内に略同軸に配置される。
The
これにより、ケース本体20の突出部20bとコイルバネ24とによって、螺旋状の外側流路30が形成される。このように、外側流路30を螺旋状とすることにより、外側流路30を流れる水と発熱体12との間の熱交換率を高くすることができる。また、コイルバネ24を用いて螺旋状の外側流路30を形成することにより、組立誤差や寸法誤差などの影響をコイルバネ24によって抑制し、螺旋状の外側流路30を形成し易くすることができる。
As a result, the projecting
図3は、第1の実施形態に係る瞬間式熱交換器の一部を模式的に表す拡大断面図である。
図1及び図3に表したように、軸芯部材16は、発熱体12の内周面12cとの間に内側流路32を形成する。軸芯部材16は、突出部16aを有する。突出部16aは、軸芯部材16の外周面から外側に向かって突出するとともに、軸芯部材16の軸方向に沿って螺旋状に延びる。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of the instantaneous heat exchanger according to the first embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 3, the
軸芯部材16の突出部16aの先端部の部分における軸芯部材16の外径は、発熱体12の内周面12cの内径よりも僅かに小さい。このため、軸芯部材16と発熱体12との間には、僅かに隙間が空く。
The outer diameter of the
コイルバネ18の素線の太さ(直径)は、軸芯部材16と発熱体12との間に空く隙間の距離よりも大きい。また、コイルバネ18のピッチは、螺旋状の突出部16aのピッチと略同一である。これにより、コイルバネ18は、軸芯部材16と発熱体12の内周面12cとの間の隙間を塞ぐ。
The thickness (diameter) of the wire of the
軸芯部材16は、例えば、発熱体12及びケース本体20(ケース14)に直接的に支持されることなく、コイルバネ18を介して発熱体12に支持され、コイルバネ18を介して円筒状の発熱体12の中空部12a内に略同軸に配置される。すなわち、軸芯部材16は、ケース14によって位置決めされることなく、コイルバネ18によって位置決めされる。
The
これにより、軸芯部材16の突出部16aとコイルバネ18とによって、螺旋状の内側流路32が形成される。このように、内側流路32を螺旋状とすることにより、内側流路32を流れる水と発熱体12との間の熱交換率を高くすることができる。また、コイルバネ18を用いて螺旋状の内側流路32を形成することにより、組立誤差や寸法誤差などの影響をコイルバネ18によって抑制し、螺旋状の内側流路32を形成し易くすることができる。
As a result, the spiral
図1に表したように、ケース本体20の他端よりも外側に突出した発熱体12の他端には、発熱体12の中空部12aに水を流すための通水部材2が接続されている。また、ケース本体20には、ケース本体20の中空部20aに水を流すための通水口20cが設けられている。通水口20cは、ケース本体20において、発熱体12の通水部材2が接続された側の端部と同じ側の端部に設けられている。
As shown in FIG. 1, the water-passing
熱交換器10では、例えば、通水部材2から発熱体12の中空部12a内に水が供給される。中空部12a内に供給された水は、内側流路32を流れて発熱体12の反対側の端部に向かう。この際、内側流路32を流れる水は、発熱体12の内周面12cに接触することにより、発熱体12によって加熱される。内側流路32を流れた水は、ケース本体20の中空部20aのうちの発熱体12の端部と蓋部22との間の空間を介して外側流路30に入り込み、外側流路30を流れる。外側流路30を流れる水は、再び発熱体12の反対側の端部に向かう。この際、外側流路30を流れる水は、発熱体12の外周面12bに接触することにより、発熱体12によって加熱される。そして、外側流路30を流れた水は、通水口20cを介してケース本体20(熱交換器10)の外部に排出される。
In the
これにより、通水部材2を介して熱交換器10に供給された水が、発熱体12によって加熱されて温水に置換され、熱交換器10から温水が排出される。なお、上記と反対に、通水口20cから水を供給し、生成された温水を通水部材2に排出してもよい。
As a result, the water supplied to the
ケース本体20の他端よりも外側に突出した発熱体12の他端には、発熱体12のヒータ部に電力を供給するための給電端子12dが設けられている。このように、給電端子12dは、水と接する側の端部と反対側の端部に設けられる。これにより、給電端子12dの被水が抑制される。給電端子12dは、例えば、円筒状の発熱体12の周囲に複数並べて設けられる。
A
図4は、発熱体のヒータ部の一例を模式的に表す平面図である。
図4は、発熱体12に設けられるヒータ部40の一例を模式的に表している。ヒータ部40は、前述のように、例えばフィルム状であり、セラミックス製の内側部分と外側部分との間に設けられる。図4では、円筒状に丸めて設けられるヒータ部40を便宜的に平らに展開した状態を模式的に表している。図4では、紙面左右方向が発熱体12の軸方向に相当し、紙面上下方向が発熱体12の周方向に相当する。
FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of the heater section of the heating element.
FIG. 4 schematically shows an example of the
図4に表したように、発熱体12のヒータ部40は、所定のヒータパターンで設けられたヒータ線41、42を有する。ヒータ線41、42には、タングステン等の導電性の材料(金属材料)が用いられる。ヒータ部40は、フィルム状の基材44を有する。基材44は、例えば、ポリイミドなどの可撓性と絶縁性とを有する樹脂材料などによって形成されている。ヒータ線41、42は、基材44の上に設けられる。ヒータ線41、42は、例えば、印刷法などによって基材44の上に所定のヒータパターンで形成される。
As shown in FIG. 4, the
ヒータ部40は、端子46〜48をさらに有する。端子46〜48は、ヒータ線41、42と同様に導電性の材料で形成されている。ヒータ線41の一端は、端子46に接続されている。ヒータ線41の他端は、端子48に接続されている。ヒータ線42の一端は、端子47に接続されている。ヒータ線42の他端は、端子48に接続されている。端子46〜48は、発熱体12の給電端子12dと接続され、給電端子12dを介して外部の制御装置などと接続される。これにより、給電端子12d及び端子46〜48を介してヒータ線41、42に通電制御を行うことができる。なお、端子46〜48を給電端子12dとして利用してもよい。
The
端子46と端子48との間に電圧を印加し、ヒータ線41に電流を供給することにより、ヒータ線41が発熱する。同様に、端子47と端子48との間に電圧を印加し、ヒータ線42に電流を供給することにより、ヒータ線42が発熱する。ヒータ線42の容量は、ヒータ線41の容量と異なる。これにより、ヒータ部40(発熱体12)では、ヒータ線41のみを発熱させる場合、ヒータ線42のみを発熱させる場合、ヒータ線41、42を発熱させる場合の、3つのパターンで外側流路30及び内側流路32を流れる水の温度制御を行うことができる。
The
なお、ヒータ線42の容量は、ヒータ線41の容量と同じでもよい。また、この例では、ヒータ部40に2つのヒータ線41、42を設けているが、ヒータ部40に設けられるヒータ線の数は、2つに限ることなく、1つでもよいし、3つ以上でもよい。
The capacity of the
図4に表したように、外側流路30の上流側におけるヒータ線41、42の密度は、外側流路30の下流側におけるヒータ線41、42の密度よりも高い。これにより、発熱体12では、外側流路30の上流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、外側流路30の下流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量よりも大きくすることができる。
As shown in FIG. 4, the density of the
また、ヒータ部40では、ヒータ線41、42の密度が、外側流路30の上流側から下流側に向けて徐々に小さくなる。これにより、発熱体12では、外側流路30を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、上流側から下流側に向けて徐々に小さくすることができる。
Further, in the
この例では、実質的に一定の線幅のヒータ線41、42の間隔を変化させることによって、ヒータ線41、42の密度を変化させている。これに限ることなく、例えば、ヒータ線41、42の線幅を変化させることによって、ヒータ線41、42の密度を変化させてもよい。
In this example, the density of the
また、この例では、実質的に一定の線幅のヒータ線41、42の間隔を変化させることにより、外側流路30を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、上流側から下流側に向けて段階的に変化させている。これに限ることなく、例えば、ヒータ線41、42の線幅を変化させることにより、外側流路30を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、上流側から下流側に向けて連続的に変化させてもよい。外側流路30を流れる水の単位量あたりの平均加熱量の上流側から下流側への変化は、段階的でもよいし、連続的でもよい。また、外側流路30を流れる水の単位量あたりの平均加熱量の変化は、上流側の部分と、下流側の部分と、の2段階でもよい。
Further, in this example, the average heating amount per unit amount of water flowing through the
以上、説明したように、本実施形態に係る熱交換器10によれば、冷水に触れる上流側は、水の単位量あたりの平均加熱量が大きいため、発熱体12を小型化しても所望温度の温水に加熱し易くすることができる。また、温水に触れる下流側は、水の単位量あたりの平均加熱量が小さいため、発熱体12の表面温度が高温になり過ぎることを抑制することができる。従って、発熱体12を小型化しても所望温度の温水に加熱でき、かつ発熱体12の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを抑制することができる。
As described above, according to the
また、熱交換器10では、発熱体12が、所定のヒータパターンで設けられたヒータ線41、42を有し、外側流路30の上流側におけるヒータ線41、42の密度が、外側流路30の下流側におけるヒータ線41、42の密度よりも高い。このように、外側流路30の上流側におけるヒータ線41、42の密度を、外側流路30の下流側におけるヒータ線41、42の密度よりも高くすることにより、外側流路30の上流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、外側流路30の下流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量よりも適切に大きくすることができる。
Further, in the
また、熱交換器10では、発熱体12が、外側流路30を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、上流側から下流側に向けて徐々に小さくする。これにより、発熱体12の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを、より適切に抑制することができる。
Further, in the
図5(a)及び図5(b)は、第1の実施形態に係る瞬間式熱交換器の変形例を模式的に表す拡大断面図である。
図5(a)は、図1に表した領域R1の部分に相当する。図5(b)は、図1に表した領域R2の部分に相当する。すなわち、図5(a)は、外側流路30の上流側の部分を模式的に表し、図5(b)は、外側流路30の下流側の部分を模式的に表している。
FIG. 5A and FIG. 5B are enlarged cross-sectional views schematically showing modified examples of the instantaneous heat exchanger according to the first embodiment.
FIG. 5A corresponds to the region R1 shown in FIG. FIG. 5B corresponds to the region R2 shown in FIG. That is, FIG. 5A schematically shows the upstream side portion of the
図5(a)及び図5(b)に表したように、この例においては、外側流路30の上流側の断面積S1が、外側流路30の下流側の断面積S2よりも大きい。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in this example, the cross-sectional area S1 on the upstream side of the
この例では、外側流路30の上流側の深さD1が、外側流路30の下流側の深さD2よりも深い。また、外側流路30の上流側の幅W1が、外側流路30の下流側の幅W2よりも広い。これにより、外側流路30の上流側の断面積S1を、外側流路30の下流側の断面積S2よりも大きくすることができる。但し、外側流路30の断面積の調整は、外側流路30の深さ及び幅の少なくとも一方でよい。
In this example, the depth D1 on the upstream side of the
このように、外側流路30の上流側においては、断面積S1を大きくすることにより、外側流路30を流れる水の流速が遅くなり、水の単位量あたりの平均加熱量を大きくすることができる。そして、外側流路30の下流側においては、断面積S2を小さくすることにより、外側流路30を流れる水の流速が速くなり、水の単位量あたりの平均加熱量を小さくすることができる。
As described above, on the upstream side of the
従って、この例においても、発熱体12を小型化しても所望温度の温水に加熱でき、かつ発熱体12の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを抑制することができる。このように、外側流路30の上流側の断面積S1を、外側流路30の下流側の断面積S2よりも大きくすることによっても、外側流路30の上流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、外側流路30の下流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量よりも適切に大きくすることができる。
Therefore, also in this example, even if the
外側流路30を流れる水の単位量あたりの平均加熱量の調整は、発熱体12のヒータ線41、42の密度の調整、及び外側流路30の断面積の調整の少なくとも一方でよい。例えば、発熱体12のヒータ線41、42の密度を調整しつつ、外側流路30の断面積をさらに調整することにより、外側流路30を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、より適切に調整することができる。
The average heating amount per unit amount of water flowing through the
また、この例において、外側流路30の断面積を上流側から下流側に向けて徐々に小さくする。これにより、この例においても、外側流路30を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、上流側から下流側に向けて徐々に小さくすることができる。これにより、上記実施形態と同様に、発熱体12の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを、より適切に抑制することができる。
Further, in this example, the cross-sectional area of the
また、この例においては、例えば、内側流路32の上流側の断面積を、内側流路32の下流側の断面積よりも大きくしてもよい。これにより、外側流路30に加えて、さらに、内側流路32の上流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、内側流路32の下流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量よりも大きくすることができる。従って、発熱体12を小型化しても所望温度の温水に加熱でき、かつ発熱体12の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを、より適切に抑制することができる。
Further, in this example, for example, the cross-sectional area of the
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係るトイレ装置を模式的に表す斜視図である。
図7は、第2の実施形態に係る衛生洗浄装置を模式的に表すブロック図である。
以下では、上述した実施形態に係る熱交換器を備える衛生洗浄装置の一例について、図6および図7を用いて説明する。
図6に表したように、本実施形態に係る衛生洗浄装置200は、トイレ装置300において、洋式腰掛便器301の上に設置された状態で設けられる。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a perspective view schematically showing the toilet device according to the second embodiment.
FIG. 7 is a block diagram schematically showing the sanitary washing device according to the second embodiment.
Hereinafter, an example of the sanitary washing device including the heat exchanger according to the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
As shown in FIG. 6, the
衛生洗浄装置200は、本体部201に対して開閉自在に軸支された便座202及び便蓋203と、ノズル204と、を備える。ノズル204は、トイレ装置300の使用者によるスイッチ操作等に応じて、本体部201から洋式腰掛便器301のボウル内に対して進退可能に設けられる。衛生洗浄装置200は、ノズル204を洋式腰掛便器301のボウル内に伸び出した状態で、ノズル204の先端部に設けられる吐水口から洗浄水を噴射する。ノズル204から噴射された洗浄水は、人体の局部を洗浄する。
The
図7に示すように、衛生洗浄装置200は、水道や貯水タンクなどの給水源205から給水される水を、バルブユニット206を介して熱交換器10に供給する。そして、熱交換器10において、供給された水が温められた温水とされ、洗浄水としてノズル204に供給される。バルブユニット206は、止水弁としての機能を有する電磁開閉弁や調圧弁等の弁機構を有する。
As shown in FIG. 7, the
以上のように、本実施形態に係る衛生洗浄装置200は、熱交換器10を備え、熱交換器10により生成した温水を洗浄水とし、この洗浄水をノズル204から吐出することで、人体の局部を洗浄する。このように、本実施形態に係る熱交換器10を備える衛生洗浄装置200によれば、使用者にとって適切な温度に制御された温水による洗浄を安定して行えることができる。そして、衛生洗浄装置200によれば、発熱体12を小型化しても所望温度の温水に加熱でき、かつ発熱体12の表面温度が局所的に高くなり、沸騰音やスケールが発生してしまうことを抑制できる衛生洗浄装置200を提供することができる。
As described above, the
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、熱交換器10及び衛生洗浄装置200などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these descriptions. A person skilled in the art appropriately modified the above-described embodiment is also included in the scope of the present invention as long as it has the features of the present invention. For example, the shape, size, material, arrangement, etc. of each element included in the
Further, each element included in each of the above-described embodiments can be combined as long as technically possible, and a combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
2 通水部材、 10 瞬間式熱交換器、 12 発熱体、 12a 中空部、 12b 外周面、 12c 内周面、 12d 給電端子、 14 ケース、 16 軸芯部材、 16a 突出部、 18 コイルバネ、 20 ケース本体、 20a 中空部、 20b 突出部、 20c 通水口、 22 蓋部、 24 コイルバネ、 30 外側流路、 32 内側流路、 40 ヒータ部、 41、42 ヒータ線、 44 基材、 46〜48 端子、 200 衛生洗浄装置、 201 本体部、 202 便座、 203 便蓋、 204 ノズル、 205 給水源、 206 バルブユニット、 300 トイレ装置、 301 洋式腰掛便器 2 water-passing member, 10 instantaneous heat exchanger, 12 heating element, 12a hollow part, 12b outer peripheral surface, 12c inner peripheral surface, 12d power supply terminal, 14 case, 16 shaft core member, 16a protruding part, 18 coil spring, 20 case Main body, 20a hollow part, 20b protruding part, 20c water inlet, 22 lid part, 24 coil spring, 30 outer flow path, 32 inner flow path, 40 heater part, 41, 42 heater wire, 44 base material, 46 to 48 terminals, 200 sanitary washing device, 201 main body part, 202 toilet seat, 203 toilet lid, 204 nozzle, 205 water supply source, 206 valve unit, 300 toilet device, 301 western style toilet bowl
Claims (5)
水を加熱する発熱体と、
前記発熱体の外周を覆い、前記発熱体によって加熱する水を流すための流路を前記発熱体との間に形成するケースと、
を備え、
前記発熱体及び前記流路の少なくとも一方は、前記流路の上流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量を、前記流路の下流側を流れる水の単位量あたりの平均加熱量よりも大きくすることを特徴とする瞬間式熱交換器。 An instantaneous heat exchanger that heats water to hot water,
A heating element for heating water,
A case that covers the outer periphery of the heating element and forms a flow path for flowing water to be heated by the heating element between the heating element;
Equipped with
At least one of the heating element and the flow path, the average heating amount per unit amount of water flowing upstream of the flow path, than the average heating amount per unit amount of water flowing downstream of the flow path. Instantaneous heat exchanger characterized by being large.
前記流路の上流側における前記ヒータ線の密度は、前記流路の下流側における前記ヒータ線の密度よりも高いことを特徴とする請求項1記載の瞬間式熱交換器。 The heating element has a heater wire provided in a predetermined heater pattern,
The instantaneous heat exchanger according to claim 1, wherein the density of the heater wire on the upstream side of the flow path is higher than the density of the heater wire on the downstream side of the flow path.
前記瞬間式熱交換器により生成した温水を使用者の局部に向けて吐出するノズルと、
を備えたことを特徴とする衛生洗浄装置。 An instantaneous heat exchanger according to any one of claims 1 to 4,
A nozzle for discharging hot water generated by the instantaneous heat exchanger toward a user's local area,
A sanitary washing device comprising:
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