JP2020118351A - 瞬間式熱交換器及び衛生洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水抜きの機構を設けずとも残水の凍結膨張による破損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。【解決手段】水を加熱して温水とする瞬間式熱交換器であって、中空部を有する円筒状の発熱体と、前記発熱体の外周を覆い、前記発熱体の外周面との間に外側流路を形成するケースと、前記発熱体の前記中空部に設けられ、前記発熱体の内周面との間に内側流路を形成する軸芯部材と、を備え、前記軸芯部材の弾性率は、前記発熱体の弾性率よりも低いことを特徴とする瞬間式熱交換器である。【選択図】図１

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。

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において、内部に残水が有る状態で周囲が低温環境になると、残水が凍結膨張し、内部の部材を破損させてしまう可能性がある。このため、残水の溜まる容積が比較的大きい部材については、手動あるいは自動で内部に残った水を外部に排出する水抜きを可能とすることが行われている（例えば、特許文献１）。

例えば、内部の流路に水を流しながら加熱することによって温水を生成する瞬間式熱交換器では、残水の溜まる容積が比較的大きく、水抜きの機構を設けることが望ましい。

特開２０１５−２２７７７３号公報

一方で、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。水抜きの機構を瞬間式熱交換器に設けることは、瞬間式熱交換器の小型化に対して不利である。このため、瞬間式熱交換器では、水抜きの機構を設けずとも残水の凍結膨張による破損を抑制できるようにすることが求められている。

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、水抜きの機構を設けずとも残水の凍結膨張による破損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。

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、中空部を有する円筒状の発熱体と、前記発熱体の外周を覆い、前記発熱体の外周面との間に外側流路を形成するケースと、前記発熱体の前記中空部に設けられ、前記発熱体の内周面との間に内側流路を形成する軸芯部材と、を備え、前記軸芯部材の弾性率は、前記発熱体の弾性率よりも低いことを特徴とする瞬間式熱交換器である。

この瞬間式熱交換器によれば、発熱体の中空部に軸芯部材を設けたことで、中空部の容積を小さくでき、残水凍結時の膨張量を小さくすることができる。そして、軸芯部材を発熱体よりも弾性率の低い部材で形成したことで、残水凍結時に発熱体よりも優先的に軸芯部材が変形することとなるため、発熱体の破損を抑制することができる。従って、水抜きの機構を設けずとも残水の凍結膨張による破損を抑制できる瞬間式熱交換器を提供することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記軸芯部材は、前記ケース内の水が凍結していない正常通水状態においては前記内側流路に水が流れるようにし、前記ケース内の水が凍結した凍結状態においては前記発熱体の内周面との間に前記内側流路よりも大きい空間を形成するように変形することを特徴とする瞬間式熱交換器である。

この瞬間式熱交換器によれば、正常通水状態においては、内側流路に適切に水を流すことができる。これにより、例えば、発熱体の熱を内側流路に流れる水に効率良く伝え、高い熱交換率を得ることができるとともに、発熱体の表面に局所的に温度の高い部分が生じ、スケールや沸騰音が発生してしまうことを抑制することができる。そして、凍結状態においては、発熱体の内周面との間に内側流路よりも大きい空間を形成するように軸芯部材が変形することにより、残水の凍結膨張を軸芯部材の変形によって吸収することができ、発熱体の破損をより確実に抑制することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記軸芯部材の弾性率は、前記ケースの弾性率よりも低いことを特徴とする瞬間式熱交換器である。

この瞬間式熱交換器によれば、軸芯部材をケースよりも弾性率の低い部材で形成したことで、残水凍結時にケースよりも優先的に軸芯部材が変形することとなるため、ケースの破損を抑制することができる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記軸芯部材は、中空状であることを特徴とする瞬間式熱交換器である。

この瞬間式熱交換器によれば、軸芯部材を中空とすることで、内側方向へ変形し易くなり、残水凍結時にケースや発熱体が破損してしまうことを、より確実に抑制することができる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記ケース内に設けられ、前記ケース内の水が凍結した凍結状態において弾性変形する弾性部材をさらに備え、前記弾性部材の弾性率は、前記軸芯部材の弾性率よりも低いことを特徴とする瞬間式熱交換器である。

この瞬間式熱交換器によれば、弾性部材を軸芯部材よりも弾性率の低い部材で形成したことで、残水凍結時に軸芯部材よりも優先的に弾性部材が変形することとなるため、軸芯部材の変形量を小さくすることができる。軸芯部材の変形を抑制できることで、解凍後に軸芯部材が元の形状に戻らなくなってしまうことを抑制することができる。例えば、内側流路の形状が変形し、正常通水状態において内側流路に適切に水が流れなくなってしまうことを抑制することができる。

第６の発明は、第５の発明において、前記弾性部材は、前記外側流路と前記内側流路との間の中間流路に設けられていることを特徴とする瞬間式熱交換器である。

この瞬間式熱交換器によれば、中間流路に弾性部材を設けることにより、正常通水状態において、外側流路や内側流路の形状が、弾性部材の変形によって変化してしまうことを抑制することができる。

第７の発明は、第５又は第６の発明において、前記ケースは、前記凍結状態における前記弾性部材の弾性変形を許容するための変形許容空間を前記弾性部材との間に有することを特徴とする瞬間式熱交換器である。

この瞬間式熱交換器によれば、ケースが、凍結状態における弾性部材の弾性変形を許容するための変形許容空間を弾性部材との間に有することにより、凍結時の弾性部材の弾性変形によるケースの破損を抑制することができる。

第８の発明は、第１〜第７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。

この衛生洗浄装置によれば、発熱体の中空部に軸芯部材を設けたことで、中空部の容積を小さくでき、残水凍結時の膨張量を小さくすることができる。そして、軸芯部材を発熱体よりも弾性率の低い部材で形成したことで、残水凍結時に発熱体よりも優先的に軸芯部材が変形することとなるため、発熱体の破損を抑制することができる。従って、水抜きの機構を設けずとも残水の凍結膨張による破損を抑制できる衛生洗浄装置を提供することができる。

本発明の態様によれば、水抜きの機構を設けずとも残水の凍結膨張による破損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。

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。 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。 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。 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。 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断面図である。 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断面図である。 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断面図である。 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。 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、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。

（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。
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。

図１に表したように、熱交換器１０は、発熱体１２と、ケース１４と、軸芯部材１６と、を備える。

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。

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、内周面及び外周面に接する水を加熱することができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

熱交換器１０は、コイルバネ１８をさらに備える。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。

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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。中空部２０ａのうちの発熱体１２の端部と蓋部２２との間の空間は、換言すれば、外側流路３０と内側流路３２との間の中間流路３４である。中間流路３４は、外側流路３０の一端及び内側流路３２の一端と接続される。これにより、内側流路３２から中間流路３４に流入した水は、中間流路３４を介して外側流路３０に流入する。なお、外側流路３０と中間流路３４との間には、別の流路がさらに設けられていてもよい。内側流路３２と中間流路３４との間には、別の流路がさらに設けられていてもよい。中間流路３４は、必ずしも外側流路３０及び内側流路３２と直接的に接続されていなくてもよい。

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。

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。

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。

図４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４は、熱交換器１０において、発熱体１２内及びケース１４内に残った水が凍結した凍結状態を模式的に表している。図１は、換言すれば、熱交換器１０において、発熱体１２内及びケース１４内の水が凍結していない正常通水状態を模式的に表している。

軸芯部材１６の弾性率は、発熱体１２の弾性率よりも低い。軸芯部材１６は、弾性を有する。軸芯部材１６は、弾性変形可能である。

図１に表したように、軸芯部材１６は、ケース１４内の水が凍結していない正常通水状態においては、螺旋状の内側流路３２を形成し、内側流路３２に適切に水が流れるようにする。軸芯部材１６は、正常通水状態においては、実質的に変形しない。軸芯部材１６は、例えば、内側流路３２に流れる水の圧力などでは、実質的に変形しない。但し、軸芯部材１６は、例えば、内側流路３２に適切に螺旋状に水を流せる範囲などで、正常通水状態においても僅かに変形してもよい。

一方、図４に表したように、軸芯部材１６は、ケース１４内の水が凍結した凍結状態においては、発熱体１２の内周面１２ｃとの間に内側流路３２よりも大きい空間ＳＰを形成するように変形する。これにより、軸芯部材１６は、ケース１４内に残った水の凍結膨張を吸収する。

発熱体１２には、例えば、前述のように、セラミックスが用いられる。より詳しくは、発熱体１２には、例えば、アルミナやジルコニアなどの金属酸化物が用いられる。発熱体１２は、正常通水状態においても凍結状態においても実質的に弾性変形しない。一方、軸芯部材１６には、例えば、ゴムなどの樹脂材料が用いられる。軸芯部材１６の弾性率は、例えば、金属酸化物の弾性率よりも低い。軸芯部材１６の弾性率は、発熱体１２の弾性率よりも低く、正常通水状態において内側流路３２に適切に水を流すことができ、かつ凍結状態においてケース１４内に残った水の凍結膨張を吸収可能な任意の弾性率でよい。軸芯部材１６の材料は、上記の弾性率の条件を満たす任意の材料でよい。

また、ケース１４には、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンなどの硬質な樹脂材料が用いられる。従って、軸芯部材１６の弾性率は、ケース１４の弾性率よりも低い。ケース１４の材料は、上記に限ることなく、軸芯部材１６よりも弾性率の高い任意の材料でよい。ケース１４の材料は、例えば、アルミニウムやステンレスなどの金属材料などでもよい。

以上、説明したように、本実施形態に係る熱交換器１０では、発熱体１２の中空部１２ａに軸芯部材１６を設けたことで、中空部１２ａの容積を小さくでき、残水凍結時の膨張量を小さくすることができる。そして、軸芯部材１６を発熱体１２よりも弾性率の低い部材で形成したことで、残水凍結時に発熱体１２よりも優先的に軸芯部材１６が変形することとなるため、発熱体１２の破損を抑制することができる。従って、水抜きの機構を設けずとも残水の凍結膨張による破損を抑制できる熱交換器１０を提供することができる。

また、熱交換器１０では、軸芯部材１６が、ケース１４内の水が凍結していない正常通水状態においては内側流路３２に水が流れるようにし、ケース１４内の水が凍結した凍結状態においては発熱体１２の内周面１２ｃとの間に内側流路３２よりも大きい空間ＳＰを形成するように変形する。このように、正常通水状態においては、内側流路３２に適切に水を流すことができる。これにより、例えば、発熱体１２の熱を内側流路３２に流れる水に効率良く伝え、高い熱交換率を得ることができるとともに、発熱体１２の表面に局所的に温度の高い部分が生じ、スケールや沸騰音が発生してしまうことを抑制することができる。そして、凍結状態においては、発熱体１２の内周面１２ｃとの間に内側流路３２よりも大きい空間を形成するように軸芯部材１６が変形することにより、残水の凍結膨張を軸芯部材１６の変形によって吸収することができ、発熱体１２の破損をより確実に抑制することができる。

また、熱交換器１０では、軸芯部材１６をケース１４よりも弾性率の低い部材で形成したことで、残水凍結時にケース１４よりも優先的に軸芯部材１６が変形することとなるため、ケース１４の破損を抑制することもできる。

図５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断面図である。 図５に表したように、熱交換器１０ａでは、軸芯部材１６が、中空部１６ｂを有する。換言すれば、軸芯部材１６は、ゴムなどの弾性材料からなる本体部１６ｃと、この本体部１６ｃの内部に設けられた中空部１６ｂと、を有する。すなわち、熱交換器１０ａでは、軸芯部材１６が、中空状である。中空部１６ｂには、例えば、空気などの圧縮率の高い気体が充填されている。中空部１６ｂに充填された気体の圧縮率は、軸芯部材１６の本体部１６ｃの圧縮率よりも高い。

このように、熱交換器１０ａでは、軸芯部材１６を中空状にしている。これにより、軸芯部材１６が内側方向へ変形し易くなり、残水凍結時にケース１４や発熱体１２が破損してしまうことを、より確実に抑制することができる。

図６及び図７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断面図である。
図６は、熱交換器１０ｂの正常通水状態を模式的に表している。図７は、熱交換器１０ｂの凍結状態を模式的に表している。

図６及び図７に表したように、熱交換器１０ｂは、弾性部材４０をさらに備えている。弾性部材４０は、ケース１４内に設けられる。図７に表したように、弾性部材４０は、ケース１４内の水が凍結した凍結状態において弾性変形する。これにより、弾性部材４０は、軸芯部材１６とともに、ケース１４内に残った水の凍結膨張を吸収する。弾性部材４０の弾性率は、軸芯部材１６の弾性率よりも低い。弾性部材４０には、例えば、ゴムなどの軸芯部材１６よりも弾性率の低い樹脂材料が用いられる。

弾性部材４０は、外側流路３０と内側流路３２との間の中間流路３４に設けられている。換言すれば、弾性部材４０は、中間流路３４の一部を構成する。弾性部材４０は、例えば、ケース本体２０の中空部２０ａの一部を仕切ることによって中間流路３４の一部を構成するシート状の部材である。

ケース１４は、凍結状態における弾性部材４０の弾性変形を許容するための変形許容空間１４ａを弾性部材４０との間に有する。

この例において、弾性部材４０は、蓋部２２に設けられている。蓋部２２は、凹形状に形成されている。弾性部材４０は、蓋部２２の内部空間を塞ぐように、蓋部２２の一端に設けられている。蓋部２２は、弾性部材４０を中空部２０ａ側に向けた状態で、ケース本体２０に取り付けられ、ケース本体２０の一端を塞ぐ。これにより、中間流路３４の一部が、弾性部材４０によって構成され、蓋部２２の内部空間が、変形許容空間１４ａとなる。

変形許容空間１４ａには、例えば、空気などの圧縮率の高い気体が充填されている。変形許容空間１４ａに充填された気体の圧縮率は、弾性部材４０の圧縮率よりも高い。

なお、弾性部材４０の構成は、上記に限定されるものではない。弾性部材４０は、例えば、ケース本体２０に設けてもよい。弾性部材４０の構成は、凍結状態において弾性変形することにより、ケース１４内に残った水の凍結膨張を吸収可能な任意の構成でよい。

このように、熱交換器１０ｂは、弾性部材４０をさらに備える。弾性部材４０を軸芯部材１６よりも弾性率の低い部材で形成したことで、残水凍結時に軸芯部材１６よりも優先的に弾性部材が変形することとなるため、軸芯部材１６の変形量を小さくすることができる。軸芯部材１６の変形を抑制できることで、解凍後に軸芯部材１６が元の形状に戻らなくなってしまうことを抑制することができる。例えば、内側流路３２の形状が変形し、正常通水状態において内側流路３２に適切に水が流れなくなってしまうことを抑制することができる。

また、熱交換器１０ｂでは、中間流路３４に弾性部材４０を設けることにより、正常通水状態において、外側流路３０や内側流路３２の形状が、弾性部材４０の変形によって変化してしまうことを抑制することができる。

また、熱交換器１０ｂでは、ケース１４が、凍結状態における弾性部材４０の弾性変形を許容するための変形許容空間１４ａを弾性部材４０との間に有することにより、凍結時の弾性部材４０の弾性変形によるケース１４の破損を抑制することができる。

（第２の実施形態）
図８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９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８および図９を用いて説明する。
図８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。

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。

図９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（又は熱交換器１０ａ、１０ｂ）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。

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、水抜きの機構を設けずとも残水の凍結膨張による破損を抑制できる衛生洗浄装置２００を提供することができる。

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、１０ａ、１０ｂ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。

２ 通水部材、 １０、１０ａ、１０ｂ 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、 １６ｂ 係合部、 １６ｃ 傾斜面、 １８ コイルバネ、 １８ａ 一端、 １８ｂ 他端、 ２０ ケース本体、 ２０ａ 中空部、 ２０ｂ 突出部、 ２０ｃ 通水口、 ２２ 蓋部、 ２２ａ 当接部、 ２４ コイルバネ、 ３０ 外側流路、 ３２ 内側流路、 ３４ 中間流路、 ４０ 弾性部材、 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

Claims (8)

1. 水を加熱して温水とする瞬間式熱交換器であって、
   中空部を有する円筒状の発熱体と、
   前記発熱体の外周を覆い、前記発熱体の外周面との間に外側流路を形成するケースと、
   前記発熱体の前記中空部に設けられ、前記発熱体の内周面との間に内側流路を形成する軸芯部材と、
   を備え、
   前記軸芯部材の弾性率は、前記発熱体の弾性率よりも低いことを特徴とする瞬間式熱交換器。
2. 前記軸芯部材は、前記ケース内の水が凍結していない正常通水状態においては前記内側流路に水が流れるようにし、前記ケース内の水が凍結した凍結状態においては前記発熱体の内周面との間に前記内側流路よりも大きい空間を形成するように変形することを特徴とする請求項１記載の瞬間式熱交換器。
3. 前記軸芯部材の弾性率は、前記ケースの弾性率よりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の瞬間式熱交換器。
4. 前記軸芯部材は、中空状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の瞬間式熱交換器。
5. 前記ケース内に設けられ、前記ケース内の水が凍結した凍結状態において弾性変形する弾性部材をさらに備え、
   前記弾性部材の弾性率は、前記軸芯部材の弾性率よりも低いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の瞬間式熱交換器。
6. 前記弾性部材は、前記外側流路と前記内側流路との間の中間流路に設けられていることを特徴とする請求項５記載の瞬間式熱交換器。
7. 前記ケースは、前記凍結状態における前記弾性部材の弾性変形を許容するための変形許容空間を前記弾性部材との間に有することを特徴とする請求項５又は６に記載の瞬間式熱交換器。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載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。

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