JP4194906B2 - Human body local cleaning equipment - Google Patents
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Description
本発明は、給水源から供給される水を所定温度の適温水に加熱して洗浄に用いる人体局部洗浄装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a human body local cleaning device that is used for cleaning by heating water supplied from a water supply source to an appropriate temperature water having a predetermined temperature.
従来の人体局部洗浄装置としては、タンク内に定量貯溜した水をヒータにより常に所定の設定温度(例えば約40℃)に加熱・保温する貯湯式の温水装置を備えたものが一般的である(特許文献1参照)。一方、少数ではあるが、給水された水を瞬間的に加熱して適温の温水を供給する瞬間加熱式の温水装置を備えたものもあった(特許文献2参照)。図20は前記特許文献2に記載された従来の人体局部洗浄装置の温水装置を示すものである。図20に示す温水装置109は、有底筒状に形成した金属製の加熱タンク110と、中空筒状に形成した合成樹脂製の貯湯筒111からなり、前記加熱タンク110は貯湯筒111内に、その上部に貯湯部111aを有するように収納して前記加熱タンク110の開口端側を貯湯筒111の一方の開口部に嵌着し、この加熱タンク110の開口端側の周縁に開口した通抜孔112を介して加熱タンク110と貯湯筒111とを連通する。つづいて、表面または2層のセラミック基板の間にプリントする等して形成した電気発熱体を有する中空円筒状のセラミックヒータ113を図示しない給水ラインと連通させて遊嵌したあと、前記貯湯筒111の一方の開口部をセラミックヒータ113の鍔部にて閉鎖し、この貯湯筒111の他方の開口部は、フロートスイッチ114とバキュームスイッチ115とを具備した函体116を用いて、該函体116と貯湯筒11とを連通させた状態で閉鎖することにより構成され、函体116に止着した出湯管117から温水が出湯されるようになっている。また加熱タンク110に開口した通抜孔112の上方には、セラミックヒータ113により加熱した温水の温度を検出する温度センサ118が取付けられている。
しかしながら、上記特許文献1のような従来の貯湯式の温水装置では、貯湯量が限られているので吐水量が貯湯量を超えるまでは設定温度の温水が供給されるものの、貯湯量をこえた長時間使用すると、温水の温度が徐々に低下し始め、設定温度よりも低い温度の温水が出湯される、いわゆる「湯切れ」と称される現象が生じることとなる結果、人体洗浄時において温度低下のため使用者に不快感を与えるという課題があった。また、貯湯槽があるために装置のサイズが大きくなってしまい、何時使用されるかわからないので昼夜保温し、その放熱ロスが全消費電力の大きな部分を占めランニングコストが非常に高くなる。
However, in the conventional hot water storage type hot water device as in
そこで、上記特許文献2のような従来の瞬間加熱式の温水装置109を備えた人体洗浄装置では、温水装置109内においてセラミックヒータ113の内周面を通って加熱タンク110内に流入する水を、前記セラミッタヒータ113の電気発熱体により瞬時に設定温度まで加熱することができるので、長時間にわたって一定温度の温水を吐出して湯切れを解消できるという利点がある。ところが、一般家庭には過電流保護用のブレーカが設置されており、ブレーカがトリップしないためにはヒーター容量をAC100Vで1200W程度以下に設定する必要があり、例えば40℃の温水を使用する場合、温水装置への入水温が低い冬季の場合を考慮して水温を40度上昇させるには毎分約400cc以下の吐水量に限定される。一方、上記構成の瞬間加熱式の温水装置では中空円筒状セラミックヒータ113の径を小さくすればする程製造が困難になり、伝熱面積も小さくなってしまうので径寸法には限界があり、前記セラミックヒータ113の大きさに対応した容積の加熱タンク110や、貯湯筒111等の水路部分に水の溜まる貯水部ができてしまう。例えば、200cc程度であっても貯水部ができてしまうと熱容量が大きくなり、また毎分約400cc以下の吐水量に対して小さくない貯水部に水が溜まっているので、昇温や温度制御応答に時間を要するばかりでなく、上記吐水量に対してセラミックヒータ111内外周の流路断面積が大きいので流速が小さくなり、熱伝達率が悪くなるので温水装置の熱効率も悪くなるという課題があった。また、貯水部ができてしまうので制御応答性が悪く、洗浄中の瞬時的な設定温度可変が困難で温度変動が生じるという課題があった。そして、ヒ
ーターの回路の通電率を制御すると、トイレ室内の照明がちらついて不快であるという課題があった。
Therefore, in the human body washing apparatus provided with the conventional instantaneous heating type
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、木目細かな温度制御が可能で、局部洗浄運転時に不快となる温度変動の発生を抑えることができる人体局部洗浄装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a human body local cleaning device capable of finely controlling the temperature and suppressing occurrence of temperature fluctuations that are uncomfortable during the local cleaning operation. To do.
本発明は上記課題を解決するために、加熱手段と、入水するための入水口と、加熱手段により加熱された湯を出湯する出湯口と、前記入水口と前記出湯口を連通し前記加熱手段に熱的に接触して配された水路とで構成された温水装置と、前記入水口に給水する給水部と、前記給水部から前記入水口に供給される水の流量を検知する流量検知部と、前記出湯口と連通する洗浄ノズルと、出湯温度を検知する温度検知手段と、前記加熱手段を制御する制御部とを備え、前記加熱手段は2回路またはそれ以上の並列な電気ヒーターを有して一体構成されており、前記制御部は、前記給水部から連続的に供給された水が水路から出湯口に流れる間に前記温度検知手段により検知した出湯温度に基づいて前記電気ヒーターの並列回路のそれぞれへの通電率を可変し、前記流量検知部の流量信号に基づき前記加熱手段の通電量を可変して適温に加熱するようにしたものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a heating means, a water inlet for entering water, a hot water outlet for discharging hot water heated by the heating means, and the heating means that communicates the water inlet and the hot water outlet. A water heater configured with a water channel arranged in thermal contact with the water, a water supply unit for supplying water to the water inlet, and a flow rate detection unit for detecting a flow rate of water supplied from the water supply unit to the water inlet And a washing nozzle communicating with the hot water outlet, a temperature detecting means for detecting the hot water temperature, and a controller for controlling the heating means, the heating means having two or more parallel electric heaters. The controller is configured in parallel with the electric heater based on the tapping temperature detected by the temperature sensing means while the water continuously supplied from the water supply unit flows from the water channel to the tapping outlet. Energizing each of the circuits It was variable, but which is adapted to heat to a suitable temperature by varying the energization amount of the heating means based on the flow rate signal of the flow rate detection unit.
上記発明によれば、電気ヒーターを並列に複数回路に構成するので、1回路当りの電気ヒーターの電気容量が小さくなる。その結果、容量の小さい1回路の通電率を制御することになるので、制御分解能が飛躍的に向上する。また、ある一定時間の電気ヒーターへの通電率を制御するサイクル制御方式の場合には、小さい電気容量ヒーターのサイクルON/OFFで済むので、電源ラインの電圧変動を小さく抑えることができる。また、使用時のみ通電すれば出湯が可能になり、貯水部が不要で、その結果貯湯時の放熱ロスがなくなり省エネになるとともにコンパクトな装置が実現できる。 According to the above invention, since the electric heater is configured in a plurality of circuits in parallel, the electric capacity of the electric heater per circuit is reduced. As a result, since the energization rate of one circuit having a small capacity is controlled, the control resolution is drastically improved. Further, in the case of a cycle control method for controlling the energization rate to the electric heater for a certain period of time, it is only necessary to turn on / off the cycle of a small electric capacity heater. In addition, when electricity is supplied only during use, hot water can be discharged, and a water storage part is not required. As a result, there is no heat loss during hot water storage, thus saving energy and realizing a compact device.
発明の人体局部洗浄装置は、木目細かな温度制御が可能となり、局部洗浄運転時に不快となる温度変動の発生を抑えることができる。また、電気ヒーターへの通電率を制御する場合に、電源ラインの電圧変動を小さく抑え、トイレ室内照明のちらつき等を防止できる。また、使用時のみ通電すれば出湯が可能になり、省エネになるとともにコンパクトな装置が実現できる。 The human body local cleaning device of the invention can perform fine temperature control, and can suppress the occurrence of temperature fluctuation that becomes uncomfortable during the local cleaning operation. In addition, when controlling the energization rate to the electric heater, it is possible to suppress voltage fluctuations in the power supply line and prevent flickering in the bathroom interior lighting. Moreover, if electricity is supplied only during use, the hot water can be discharged, and energy saving and a compact device can be realized.
第1の発明は、加熱手段と、入水するための入水口と、加熱手段により加熱された湯を出湯する出湯口と、前記入水口と前記出湯口を連通し前記加熱手段に熱的に接触して配された水路とで構成された温水装置と、前記入水口に給水する給水部と、前記給水部から前記入水口に供給される水の流量を検知する流量検知部と、前記出湯口と連通する洗浄ノズルと、出湯温度を検知する温度検知手段と、前記加熱手段を制御する制御部とを備え、前記加熱手段は2回路またはそれ以上の並列な電気ヒーターを有して一体構成されており、前記制御部は、前記給水部から連続的に供給された水が水路から出湯口に流れる間に前記温度検知手段により検知した出湯温度に基づいて前記電気ヒーターの並列回路のそれぞれへの通電率を可変し、前記流量検知部の流量信号に基づき前記加熱手段の通電量を可変して適温に加熱するものである。そして、加熱手段の電気ヒーターを並列に複数回路に構成するので、1回路当りの電気ヒーターの電気容量が小さくなる。その結果、容量の小さい1回路の通電率を制御することになるので、制御分解能が飛躍的に向上して木目細かな温度精度の良い制御が可能となる。また、ある一定時間の電気ヒーターへの通電率を制御するサイクル制御方式の場合には、小さい電気容量ヒーターのサイクルON/OFFで済むので、電源ラインの電圧変動を小さく抑えることができ、結果として局部洗浄運転時に不快となる温度変動の発生を抑えるとともに、トイレ室内照明のちらつき等を防止できる。そして、前記加熱手段は、洗浄水が前記給水部から連続的に供給され水路から出湯口に流れる使用時のみ加熱するようにしたので、使用時のみ通電すれば出湯が可能になり、その結果貯湯時の放熱ロスがなくなり省エネになるとともにコンパクトな装置が実現できる。そして、特に、給水部から入水口に供給される水の流量を検知する流量検知部と、流量検知部の流量信号に基づき加熱手段の通電量を可変することにより、人体局部洗浄装置の運転時において使用者の好みにより洗浄中に洗浄流量を変更した場合、流量検知部の流量信号に基づき制御部で流量変化に応じて瞬時に温水装置の通電量を決定するので、出湯温度のオーバーシュートやアンダーシュートを最小限に抑えることができ、低温の水が出て不快感を感じたり、高温のお湯が出るといった心配がなく安全である。 The first invention includes a heating means, a water inlet for entering water, a hot water outlet for discharging hot water heated by the heating means, and a thermal contact with the heating means through the water inlet and the hot water outlet. A water heater configured to include a water channel, a water supply unit that supplies water to the water inlet, a flow rate detection unit that detects a flow rate of water supplied from the water supply unit to the water inlet, and the hot water outlet A cleaning nozzle that communicates with the water, a temperature detection means that detects the temperature of the tapping water, and a control unit that controls the heating means. The heating means includes two or more parallel electric heaters and is integrally configured. And the control unit supplies each of the parallel circuits of the electric heater to each of the parallel circuits of the electric heater based on the tapping temperature detected by the temperature detecting means while the water continuously supplied from the water supply unit flows from the water channel to the tapping outlet. The flow rate can be changed and the flow rate It is intended to heat to a suitable temperature by varying the energization amount of the heating means based on the flow rate signal of the knowledge unit. And since the electric heater of a heating means is comprised in multiple circuits in parallel, the electric capacity of the electric heater per circuit becomes small. As a result, since the energization rate of one circuit having a small capacity is controlled, the control resolution is drastically improved, and fine control with high temperature accuracy is possible. In addition, in the case of a cycle control method for controlling the energization rate to an electric heater for a certain period of time, since a small electric capacity heater cycle can be turned on and off, voltage fluctuations in the power supply line can be suppressed, and as a result While suppressing generation | occurrence | production of the temperature fluctuation which becomes unpleasant at the time of a local cleaning driving | operation, the flickering etc. of toilet room lighting can be prevented. The heating means is heated only during use when washing water is continuously supplied from the water supply section and flows from the water channel to the outlet, so that hot water can be discharged if energized only during use. This eliminates the loss of heat and saves energy, and enables a compact device. In particular, when the human body local cleaning device is in operation, the flow rate detection unit that detects the flow rate of water supplied from the water supply unit to the water inlet and the energization amount of the heating unit based on the flow rate signal of the flow rate detection unit are varied. When the cleaning flow rate is changed during cleaning according to the user's preference, the energization amount of the hot water device is instantaneously determined according to the flow rate change by the control unit based on the flow rate signal of the flow rate detection unit. Undershoot can be kept to a minimum, and there is no worry of cold water coming out and feeling uncomfortable or hot water coming out.
第2の発明は、特に、第1の発明の温水装置の加熱手段を、電力によりジュール熱を発生する発熱体をアルミナ等の一対のセラミック板により挟んで形成したセラミックヒーターにより構成し、加熱手段の電気ヒーターを前記発熱体としたことにより、絶縁体で熱伝導率の大きいアルミナで構成された昇温速度の早いセラミックヒーターを備えているので、温水の昇温および温度制御応答を瞬時にできるとともに、水が直接セラミックヒーターに接触する水路が構成可能となるので、制御応答性と洗浄運転開始時の昇温速度の向上が図れ、熱効率の向上と温度変動の発生を抑えることができる。 In the second invention, in particular, the heating means of the hot water apparatus of the first invention is constituted by a ceramic heater in which a heating element that generates Joule heat by electric power is sandwiched between a pair of ceramic plates such as alumina, and the heating means Since the electric heater of the above is a heating element, it is equipped with a ceramic heater with a high heating rate made of alumina with high thermal conductivity as an insulator, so the temperature rise and temperature control response of hot water can be instantaneous At the same time, since it is possible to configure a water channel in which water directly contacts the ceramic heater, it is possible to improve the control responsiveness and the temperature rising rate at the start of the cleaning operation, thereby improving the thermal efficiency and suppressing the occurrence of temperature fluctuations.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の温水装置の概略斜視図であり、図2は左側面断面図、図3は右側面断面図である。図1〜図3において温水装置本体1は、略中央に配された平板状加熱手段であるセラミックヒーター2と、熱伝導をよくするため接触面にシリコン剤3が塗布され、セラミックヒーター2を挟持するように配された一対の金属製の熱交換部4とで構成されている。セラミックヒーター2は、電力を供給することによりジュール熱を発生する金属製の発熱体5をアルミナ等の一対の矩形セラミック板6により挟んで焼成し一体化したもので、発熱体5の両端部に接続されたリード線7を備えている。また、それぞれの熱交換部4のセラミックヒーター2と平行な略中央の断面には、複数の屈曲部8を有する蛇行水路9が形成され、熱交換部4の端面に開口された入水口10と出湯口11とを連通している。そして、一方の熱交換部4の出湯口11と他方の入水口10とは配管12により接続されている。
(Embodiment 1)
1 is a schematic perspective view of a hot water apparatus according to
上記構成により、一方の熱交換部4の開口した入水口10に水を導入し、セラミックヒーター2のリード線7から電力を供給すると、発熱体5により発生した熱がセラミック板6とシリコン剤3を経て熱交換部4に伝わり、入水口10から流入した水に伝達され、水は一方の熱交換部4の蛇行水路9から配管12を経て他方の蛇行水路9に直列に流れる間に加熱され、温水装置本体1を通過する短時間のうちに温水となり出湯口11より流出される。したがって温水装置本体1は、入水口10から水を連続的に供給してやると水を瞬間的に加熱する瞬間加熱式温水装置であるので、長時間にわたって一定温度の温水を途切れることなく吐出できる。また、蛇行水路9の壁が熱伝達面であるので、その長さに沿って広く伝熱面積を確保でき、蛇行水路9の断面積を小さくして流速を増大させることができるので熱伝達率を大きくすることが可能となり、高い熱効率、簡単構成で高負荷化、コンパクト化が図れる。さらに貯水部がなく水の熱容量がわずかになるので、温水装置使用開始から実際に適温の温水が出湯されるまでの昇温速度も速く、使用者が出湯温を変えたい場合や流量を変えたい場合などの制御部を設けて調節する場合の制御応答性も良くなる。
With the above configuration, when water is introduced into the
なお、本実施の形態においては、平板状加熱手段として平板状のセラミックヒータを用いたが、シーズヒータやマイカヒータ等、様々な応用が考えられる。 In the present embodiment, a flat ceramic heater is used as the flat heating means, but various applications such as a sheathed heater and a mica heater are conceivable.
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2の温水装置の概略斜視図であり、図1〜図3と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、一対の熱交換部4はそれぞれ樹脂材料で形成され、蛇行水路9はセラミックヒーター2側の面が開口されて水が直接セラミックヒーター2に接触するように構成されているとともに、熱交換部4に設けられたOリング13により密閉されて水が漏れないように構成されている。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic perspective view of a hot water apparatus according to
上記構成により、入水口10に水を導入しセラミックヒーター2に電力を供給すると、平板状加熱手段であるセラミックヒーター2が絶縁体で熱伝導率の大きいアルミナで構成されているので加熱手段自身の昇温速度も早く、その結果温水の昇温および温度制御応答を瞬時にできるとともに、入水口10から流入した水は、蛇行水路9中で直接セラミックヒーター2に接触するので、更なる昇温速度と応答性の向上が図れ、熱効率の向上も図ることができる。このとき、水と発熱体5とは絶縁されているので、漏電や短絡心配なく運転することができる。
With the above configuration, when water is introduced into the
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3の温水装置の概略斜視図であり、図6は平面断面図である。図1〜図4と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、14は平板状加熱手段として設けた触媒燃焼バーナーであり、プロパンやブタンあるいはメタノールなどの炭化水素燃料を供給する燃料管15と、燃料管15から供給された燃料を均一に流すために容積部16と、内部に波板状に折り曲げられた2枚の金属板17を備え触媒燃焼バーナー14下方の容積部16から上方へ板状に伸びる扁平な燃料通路18と、金属板17上に触媒(図示せず)を塗布して形成した触媒燃焼部19と、燃焼排ガスを排出する排気口20とで構成されている。燃料通路18の両側には、一対の金属製の熱交換部4が燃料通路18に熱を伝えやすいように接着されて温水装置が構成されている。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic perspective view of a hot water apparatus according to
上記構成により、燃料管15から供給された燃料は容積部16を経て一対の熱交換部4に挟まれた燃料通路18に入る。燃料通路18に入った燃料は、金属板17の隙間を通過する途中で触媒燃焼部19に接触し、触媒の作用により空気中の酸素と酸化反応し発熱して、排気口20から燃焼排ガスとして排気される。このとき触媒燃焼部19で生じた熱は、金属板17や燃料通路18の壁面を経て熱交換部4に伝わり、入水口10から導入された水が熱交換部4の略中央に設けられた蛇行水路9を流れる間に伝達されて、水は適温の温水となり出湯口11から出湯されるので、炭化水素燃料等の燃料を用いたコンパクトで構成の簡単な瞬間式温水装置が実現できる。また、触媒燃焼を用いているので酸化反応があまり高温にならずに進行し、高温で窒素酸化物等が生成されることなく、燃焼排ガスのクリーンな温水装置となる。
With the above configuration, the fuel supplied from the
(実施の形態4)
図7は本発明の実施の形態4の温水装置の概略斜視図であり、図8は左側面断面図、図9は右側面断面図である。図1〜図6と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、図示しない給水源と一対の樹脂製熱交換部4それぞれの入水口10とは分岐部21を有する給水管22に接続され、2つの出湯口11は合流部23を有する出湯管24に接続されている。熱交換部4それぞれの入水口10と出湯口11とは近接して設けられているとともに、連通する蛇行水路9はセラミックヒーター2側の面が開口し、入水口10近傍の流入路25と出湯口11近傍の流出路26とが隣接して並行に進んだ後、屈曲部8を経て接続する形状に構成されている。この開口した蛇行水路9はOリング13を介して伝熱板である銅板27により水漏れのないように一体に密閉固着され、銅板27と一体化した一対の熱交換部4により、蛇行水路9より面積の一回り小さいセラミックヒーター2を、熱伝導性に優れた薄いゴムシート28を介して圧接し挟持して温水装置を構成している。
(Embodiment 4)
7 is a schematic perspective view of a hot water apparatus according to
上記構成により、給水管22に供給された水は分岐部21においてほぼ均等に分流し、2つの入水口10に流入する。そして、流入路25を通り複数の屈曲部8を経る間にセラミックヒーター2の発熱により加熱された温水は、蛇行水路9の流出路26において隣接した流入路25の水との間でも温度差により熱交換するので、蛇行水路9に入った低温の水は早期に温められることになり、蛇行水路9内の温度差は緩和される。この小さくなっている温度差は、非常に熱伝導率の大きい銅板27でその断面方向に熱が拡散することにより更に緩和され、その結果セラミックヒーター2表面の温度分布が均一になるので、熱歪みによるセラミックヒーターの破断を防止することができる。また、セラミックヒーター2の発熱部である発熱体5がセラミックヒーター2の端部一杯まで形成されていても、蛇行水路9がセラミックヒーター2を覆い隠すように一回り大きい面積部に形成されているので、熱流が水に吸収されずに熱交換部4等の温水装置構成部材に伝わり、温水装置端部などが部分的に異常高温になることを防ぎ、熱効率と安全性の向上を図ることができる。さらに、蛇行水路9の上流の給水管22に設けた分岐部21で供給水を分流しているので、一対の熱交換部4それぞれにほぼ均等に水を流すことができ、セラミックヒーター2の両面の熱的条件が等しくなるので両面間に温度勾配が生じず、熱歪みによるセラミックヒーター2破断を防止し、信頼性を向上させることができる。また、平板状加熱手段に図5に示した触媒バーナー14などを用いた金属製である場合は熱歪みによる反りが発生するが、これも防止することができる。
With the above configuration, the water supplied to the
(実施の形態5)
図10は本発明の実施の形態5の温水装置の概略斜視図であり、図11は平面断面図、図12は右側面断面図である。図1〜図9と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、温水装置本体1は、一組の入水口10と出湯口11を有する1つの樹脂製熱交換部4と、熱交換部4の略中央にリード線7を有する端部だけが突き出た形で水密に挿入された平板状加熱手段であるセラミックヒーター2とで構成され、熱交換部4の内部には入水口10からセラミックヒーター2の端部を通る流入路25と、流入路25の下流に設けられ水路をセラミックヒーター2の両面に分岐する分岐部21と、セラミックヒーター2の両面に配されセラミックヒーター2側の面が開口されて水が直接セラミックヒーター2に接触するように形成された一対の蛇行水路9と、この2つの蛇行水路9の終端で2つを合流させる合流部23と、セラミックヒーター2の流入路25と対向する端部に設けられ合流部23から出湯口11に温水を導く流出路26とを備えている。そして、温水装置本体1はセラミックヒーター2が略垂直になるよう固定されているとともに、入水口10が最下端で、流入路25、分岐部21、蛇行水路9、合流部23、流出路26と上流に向かうにつれて上方に位置し、出湯口11が最上端に配され、蛇行水路9も下流側が下方に向かうことがないように構成されている。
(Embodiment 5)
10 is a schematic perspective view of a hot water apparatus according to
上記構成により、絶縁体で熱伝導率の大きいアルミナで構成された昇温速度の早いセラミックヒーター2に直接水が接触しながら熱伝達されるので、温水の昇温および温度制御応答を瞬時にできるとともに、熱効率の向上も図ることができる。また、水流が入水口10から蛇行水路9を通り出湯口11まで順次上方に向かうので、水温の上昇による溶存酸素の分離等により気泡が発生しても浮力で出湯口11まで流され吐出されるので、気泡による出湯流の乱れが生じることなく定常な出湯を維持し温水装置を安定に運転できるとともに、熱交換部4内の気泡による熱伝達率の低下と熱効率の低下を防止できる。さらに、大径化および一体化した気泡が蛇行水路9中に止まり、その部分で急激に熱伝達率が低下し局所的な熱衝撃が生じることもなくなり、セラミックヒーター2が破断するなどの寿命が著しく低下することを防止し、平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。さらに、セラミックヒーター2の両面に並列に水を流すので、セラミックヒーター2の両面間に温度勾配が生じず熱歪みによる破断を防止し、平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。
With the above configuration, heat is transferred while directly contacting the
(実施の形態6)
図13は本発明の実施の形態6の温水装置の概略斜視図であり、図14は概略構成図である。図1〜図12と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、図示しない給水源と一対の樹脂製熱交換部4それぞれの入水口10とは分岐部21を有する給水管22に接続され、2つの出湯口11は合流部23を有する出湯管24に接続され、合流部23下流の出湯管24には出湯温度を検知するサーミスタ29を備えている。温水装置本体1はセラミックヒーター2が略垂直になるよう配されているとともに,それぞれの熱交換部4の入水口10と出湯口11を連通する蛇行水路9は入水口10から出湯口11まで順次上方に向かうように形成され、入水口10は温水装置本体1の略最下端に、出湯口11は略最上端に設けられた構成となっている。そして、セラミックヒーター2内部の発熱体は略同容量の電気ヒーター2回路になるように並列に発熱体30aと発熱体30bとが2回路形成されて,一方の端部は2回路とも1本の共通リード線31に接続され、他方の端部は2回路それぞれ別のリード線32a、リード線32bに接続されている。共通リード線31およびリード線32a、リード線32bは2回路の発熱体30aと発熱体30bのそれぞれへの通電率を制御する制御部33に接続されている。
(Embodiment 6)
FIG. 13 is a schematic perspective view of a hot water apparatus according to
上記構成により、入水口10から出湯口11まで順次上方に向かう蛇行水路9を備えているので、気泡が発生しても出湯口11まで流され吐出されるので、定常な出湯を維持し温水装置を安定に運転できるとともに、熱交換部4内の気泡による熱伝達率の低下と熱効率の低下を防止できる。また、大径化および一体化した気泡による局所的な熱衝撃が生じることもなくなり、セラミックヒーター2が破断を防止し、平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。さらに、セラミックヒーター2の両面に並列に水を流すので、熱歪みによる破断を防止し、平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。さらに、同じ容量の電気ヒーターとして発熱体30aと発熱体30bとを並列に2回路構成しているので、1回路当りの電気ヒーターの電気容量が必要総電気容量に対し、回路数の逆数で小さくなる。その結果、容量の小さい1回路の通電率を制御することになるので、制御分解能が飛躍的に向上して木目細かな温度制御が可能となり、ヒートショックも小さくなるので電気ヒーターの寿命を延ばし信頼性を向上させることができる。また、ある一定時間の制御周期内でサイクル数を調整し、その制御周期を繰り返すことによって電気ヒーターへの通電率を制御するサイクル制御方式の場合には、小さい電気容量ヒーターのサイクルON/OFFで済むので、電源ラインの電圧変動を小さく抑えることができ、結果として照明のちらつき等を防止できるとともに、温水装置使用者に不快となる温度変動の発生を抑えることができる。
According to the above configuration, the meandering
なお、ここでは同容量の電気ヒーター2回路になるように構成しているが、それ以上の回路数にすれば更に分解能が向上するので同様の効果が得られる。また、略同容量の電気ヒーターにしなくても、制御方法により同様の効果が得られることは、明らかである。 Here, the configuration is such that two electric heaters of the same capacity are used, but if the number of circuits is larger than that, the resolution is further improved, and the same effect can be obtained. Further, it is obvious that the same effect can be obtained by the control method without using electric heaters having substantially the same capacity.
(実施の形態7)
図15は本発明の実施の形態7の温水装置の要部拡大断面図である。図において、9は矩形断面の蛇行水路の一部であり、その内部にねじり板34が乱流促進体として挿入されている。
(Embodiment 7)
FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the hot water device according to
上記構成において、蛇行水路9を流れてきた水流はねじり板34の作用により、その主流が旋回し蛇行水路9壁面から水への熱伝達率が向上するので伝熱面積を小さくでき、熱容量密度の大きい平板状加熱手段を使用して高負荷のコンパクトな温水装置を実現できる。
In the above configuration, the main flow of the water flow flowing through the meandering
(実施の形態8)
図16は本発明の実施の形態8の温水装置の要部拡大断面図である。図において、9は矩形断面の蛇行水路の一部であり、その内部に矩形に巻かれたコイル状の針金35が乱流促進体として挿入されている。
(Embodiment 8)
FIG. 16: is a principal part expanded sectional view of the hot water apparatus of
上記構成において、蛇行水路9を流れてきた水流は針金35の作用により、伝熱面近傍の流れがかく乱させられ蛇行水路9壁面から水への熱伝達率が向上するので伝熱面積を小さくでき、熱容量密度の大きい平板状加熱手段を使用して高負荷のコンパクトな温水装置を実現できる。
In the above configuration, the flow of water flowing through the meandering
なお、ここでは乱流促進体としてねじり板34と針金35を用いたが、伝熱面近傍の流れをかく乱させるために伝熱面に設ける突起体(四角形、台形、鋸刃型、三角形)や、主流を旋回させるための螺旋羽根、主流をかく乱させるために管路に一定の間隔で並べた円板や円環でもよい。
Here, the
(実施の形態9)
図17は本発明の実施の形態9の温水装置を用いた人体局部洗浄装置の概略構成図である。図1〜図16と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において36は、セラミックヒーター2の両面それぞれに熱的に接触して配された複数の屈曲部8を有する蛇行水路9を備えた瞬間式の温水装置本体1と、給水部37と、洗浄ノズル38とを備えた人体局部洗浄装置であり、給水部37と温水装置本体1とは供給される水の流量を検知する流量検知部39を有する給水管22により接続され、温水装置本体1と洗浄ノズル38とは出湯管24により接続されている。そして、制御部40と流量検知部39は流量信号線41により接続され、制御部40で流量検知部39の流量信号に基づき温水装置本体1のセラミックヒーター2への通電量を可変することができるようになっている。
(Embodiment 9)
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a human body local cleaning device using the hot water device according to
上記構成により、給水管37から連続的に水を供給し、セラミックヒーター2のリード線7から電力を供給すると、温水装置本体1に流入した水は蛇行水路9を流れる間に加熱され、瞬時に適温の温水となり出湯管24を経て洗浄ノズル38より噴射されるので、貯湯槽および貯水部が不要で使用時のみ通電すれば出湯が可能になり、その結果貯湯時の放熱ロスがなくなり省エネになるとともにコンパクトな人体局部洗浄装置36が実現できる。また、瞬間加熱式温水装置であるので、湯量に制限なく長時間連続しての温水での局部洗浄が可能になり、肛門部の血行が良くなって痔の予防と治療の促進に効果がある。さらに、コンパクトで熱容量の小さい温水装置を備えているので後沸きの発生等の問題もなく、断続的に使用しても高温のお湯が出て火傷をするといった心配がなく安全である。加えて、貯水部がないので制御応答性も良く、洗浄中の瞬時的な設定温度可変が自在にできる。そして、流量検知部39と、流量信号に基づき温水装置本体1の加熱量である通電量を可変する制御部40を備えているので、人体局部洗浄装置では使用者の好みにより洗浄中に洗浄流量を変更することが多いが、流量検知部の流量信号に基づき制御部で流量変化に応じて瞬時に温水装置の加熱量を決定するので、出湯温度のオーバーシュートやアンダーシュートを最小限に抑えることができ、低温の水が出て不快感を感じたり、高温のお湯が出て火傷をするといった心配がなく安全である。
With the above configuration, when water is continuously supplied from the
(実施の形態10)
図18は本発明の実施の形態10の温水装置を用いた人体局部洗浄装置の概略構成図である。図1〜図17と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、制御部40には第1温度設定部42と、第2温度設定部43と、第1タイマ部44と、第2タイマ部45とを備え、温水装置の加熱量であるセラミックヒーター2への通電量を可変し、第1温度設定部42に決定された第1設定温度の洗浄水を第1タイマ部44に決定された第1設定時間だけ出湯することと、第2温度設定部43に決定された
第2設定温度の洗浄水を第2タイマ部45に決定された第2設定時間だけ出湯することができる構成になっている。
(Embodiment 10)
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of a human body local cleaning device using the hot water device according to
上記構成により、人体局部洗浄装置36の洗浄水の温度を、それぞれの設定時間毎に高温の第1設定温度と低温の第2設定温度とに自動的に切換えるように温水装置の加熱量であるセラミックヒーター2への通電量を制御し出湯できるので、被洗浄部に温めたり冷やしたりの刺激を与え、肛門部のうっ血症状を緩和し痔の予防と治療の促進を図ることができる。
With the above configuration, the amount of heating of the hot water device is such that the temperature of the cleaning water of the human body
1 温水装置本体
2 セラミックヒーター(加熱手段)
6 セラミック板
9 蛇行水路(水路)
10 入水口
11 出湯口
29 サーミスタ(温度検知手段)
30a、30b 発熱体(電気ヒーター)
37 給水部
38 洗浄ノズル
39 流量検知部
40 制御部
1 Hot water
6
10
30a, 30b Heating element (electric heater)
37
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