JP6372120B2 - 衛生洗浄装置用流体加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、衛生洗浄装置用流体加熱装置に関し、さらに詳しくは、流入された低温の流体を加熱して衛生洗浄装置に供給する衛生洗浄装置用流体加熱装置に関する。

衛生洗浄装置に備えられ、水源から流入された冷水を所定の温度まで加熱して供給する流体加熱装置として、例えば特許文献１に開示されるように、円柱状の発熱体（シーズヒータ）を用いるものが知られている。この場合に、発熱体は円筒状ケースに挿入されて固定され、発熱体とケースとの間隙で流路が構成される。

特開２００８−５７８５５号公報

特許文献１の流体加熱装置のように、流路を流れる水が直接ヒータの表面に接触して加熱されることで、特に冷水の加熱の初期において、ヒータの出力が大きくなった際に、水に局所的に大きな熱量が与えられ、ヒータの表面近傍に気泡が発生してしまう場合がある。このような気泡が発生すると、衛生洗浄装置に供給される水の温度が安定しないという問題や、熱効率が悪くなるという問題がある。また、ヒータが水に接触していることは、ヒータの寿命を縮める原因にもなる。

本発明が解決しようとする課題は、流路を流れる水をヒータに直接接触させずに加熱する衛生洗浄装置用流体加熱装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明にかかる衛生洗浄装置用流体加熱装置は、中空筒状の外筒と、前記外筒の中空部内に設けられた中空筒状の内筒と、前記内筒の中空部内に収容された加熱手段と、前記外筒と内筒の間の空間として設けられた流路と、前記流路に流体を流入させる流入口と、前記流路から流体を流出させる流出口と、を有することを要旨とする。

ここで、前記外筒と内筒の間の空間には、前記流路を前記外筒および内筒の軸方向に沿った複数の流路に区画する区画壁が設けられていることが好ましい。この場合、前記流入口は、前記複数の流路に流体を分割して流入させ、前記流出口は、前記複数の流路から流出した流体を合流させるものであるとよい。あるいは、前記流入口は、前記複数の流路の１つに流体を流入させ、前記流出口は、前記複数の流路の別の１つから流体を流出させ、前記区画壁は、前記複数の流路を前記流入口から前記流出口に向かって折り返し状に連通する連通口を、前記軸方向の端部に有するものであるとよい。

また、前記軸方向に沿った前記流路の両端部は、平面状の内側面を有するキャップ部材によって水密に閉塞され、前記区画壁は、前記キャップ部材の内側面に水密に接触しているとよい。この場合、前記外筒、内筒、および区画壁は、金属材料が一体に押出し成形されてなることが好ましい。

あるいは、前記軸方向に沿った前記流路の両端部は、キャップ部材によって水密に閉塞され、前記区画壁は、前記内筒および外筒に固定された内側区画壁と、前記キャップ部材の内側面に固定された外側区画壁とに前記軸方向に沿って分割され、前記内側区画壁と外側区画壁は、水密に接触しているとよい。この場合、前記外筒、内筒、および内側区画壁は、金属材料が一体に押出し成形されてなることが好ましい。

また、前記加熱手段は、シーズヒータであり、前記内筒は、前記シーズヒータの外壁を構成する金属材料よりも耐食性の高い金属材料よりなるとよい。そして、前記加熱手段は、前記内筒の中空部に圧入され、前記内筒の内壁面に接触しているとよい。そして、前記内筒は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなるとよい。また、前記内筒の外壁面には、フィンが形成されているとよい。また、前記キャップ部材は、前記外筒に嵌入、外嵌めまたは突き当てられることで、前記流路を水密に閉塞しているとよい。

さらに、上記のような衛生洗浄装置用流体加熱装置は、複数備えられ、２つの隣接する前記衛生洗浄装置用流体加熱装置の一方の前記流出口が、他方の前記流入口に接続されていてもよい。

上記本発明にかかる衛生洗浄装置用流体加熱装置においては、流入口から流入した水が、外筒と内筒の間の空間に設けられた流路を通り、流出口から流出する。水はこの間に、内筒の壁面を介して、加熱手段によって加熱される。加熱手段は、内筒の中空部内に収容されており、水に直接接触することなく、流路を流れる水の加熱を行うことができる。

ここで、外筒と内筒の間の空間に、流路を外筒および内筒の軸方向に沿った複数の流路に区画する区画壁が設けられている場合には、水の流れる流路が複数に分割されていることで、複数の流路を流れる水の合流や、複数の流路間での水の移動を利用することで、流路を流れる水を撹拌することができる。水を撹拌することで、水温を安定化させることができる。

この場合、流入口が、複数の流路に流体を分割して流入させ、流出口が、複数の流路から流出した流体を合流させる構成によれば、複数の流路に分割して流入された水が流出口において合流する際に、混合を受けることで、効果的に撹拌される。

あるいは、流入口が、複数の流路の１つに流体を流入させ、流出口が、複数の流路の別の１つから流体を流出させ、区画壁が、複数の流路を流入口から流出口に向かって折り返し状に連通する連通口を、軸方向の端部に有する構成によれば、流路を流れる水を、連通口を通って折り返すように移動させることで、効果的に撹拌することができる。また、流路を複数に分割し、各流路の断面積を小さくしていることで、各流路を流れる水の流速が速くなり、これによっても、水が効果的に撹拌され、加熱手段から流路を流れる水への熱伝達効率が向上される。

また、軸方向に沿った流路の両端部が、平面状の内側面を有するキャップ部材によって水密に閉塞され、区画壁が、キャップ部材の内側面に水密に接触している場合には、単純な構造のキャップ部材を用いて、複数の流路を有する衛生洗浄装置用流体加熱装置の端部を閉塞することができる。また、流路の数や連通口の位置等、流路の構成の詳細に依存せず、同一のキャップ部材を使用することができる。

一方、軸方向に沿った流路の両端部が、キャップ部材によって水密に閉塞され、区画壁が、内筒および外筒に固定された内側区画壁と、キャップ部材の内側面に固定された外側区画壁とに軸方向に沿って分割され、内側区画壁と外側区画壁が、水密に接触している場合には、流入口において複数の流路に流体を分割して流入させる構造や、流出口において複数の流路から流出した流体を合流させる構造、そして複数の流路を折り返し状に連通する連通口を、外筒や内筒から独立したキャップ部材の側に形成してから、流路の端部に取り付け、所定の構造の流入口や流出口、連通口を有する衛生洗浄装置用流体加熱装置を組み上げることができる。これにより、衛生洗浄装置用流体加熱装置を簡便に製造することができる。また、特に、連通口によって複数の流路が折り返し状に連通された構成においては、内側区画壁の構成が同じであっても、キャップ部材側の外側区画壁において、連通口の配置を規定することで、流路の連通の状態を多様に構築することができる。

これらの場合に、外筒、内筒、および（内側）区画壁が、金属材料が一体に押出し成形されてなるものであれば、外筒、内筒、および（内側）区画壁を同時に形成することができるので、上記のような衛生洗浄装置用流体加熱装置を簡便に製造することができる。

また、加熱手段が、シーズヒータである場合には、シーズヒータが高い機械的強度を有することで、力学的衝撃や熱衝撃に対して、流体加熱装置が高い耐性を有する。また、この場合に、内筒が、シーズヒータの外壁を構成する金属材料よりも耐食性の高い金属材料よりなれば、流路を流れる水がシーズヒータの外壁ではなく、高い耐食性を有する内筒の壁面に接触することで、流路内部で金属材料の腐食が発生するのを効果的に抑制することができる。

また、加熱手段が、内筒の中空部に圧入され、内筒の内壁面に接触している場合には、流路を流れる水を、内筒の壁面を介して高効率で加熱することができる。また、これにより、加熱手段の出力を低く抑えることができるので、加熱手段の寿命を長く維持することができる。

さらに、内筒が、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる場合には、これらの金属が高い熱伝導率を有することにより、流路を流れる水を効果的に加熱することができる。また、これらの金属の表面には、安定な酸化物膜が形成されるので、内筒の壁面が腐食を受けにくくなり、流路内部での金属材料の腐食を効果的に抑制することができる。

また、内筒の外壁面に、フィンが形成されている場合には、内筒の表面積が大きくなる効果が得られるので、流路を流れる水の加熱効率が高められる。

また、キャップ部材が、外筒に嵌入、外嵌めまたは突き当てられることで、流路を水密に閉塞している場合には、種々の形態の区画壁およびキャップ部材に対応して、流路の端部を水密に閉塞しやすい。

さらに、上記のような衛生洗浄装置用流体加熱装置が、複数備えられ、２つの隣接する衛生洗浄装置用流体加熱装置の一方の流出口が、他方の流入口に接続されている場合には、衛生洗浄装置用流体加熱装置の長さを短くしながら、所望の加熱効率を達成することができる。

本発明の第一の実施形態にかかる流体加熱装置を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は斜視図である。 （ａ）は図１（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿った部分断面図であり、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ図１（ａ）中のＢ−Ｂ断面図およびＣ−Ｃ断面図である。 図１（ａ）中のＤ−Ｄ断面図である。 上記第一の実施形態にかかる流体加熱装置の変形形態についての、Ｄ−Ｄ断面に対応する断面図であり、（ａ）は第一の変形形態、（ｂ）は第二の変形形態を示している。 本発明の第二の実施形態にかかる流体加熱装置をキャップ部材を除いた状態で示す斜視図であり、（ａ）および（ｂ）は異なる角度から見たものである。 （ａ）は図５（ａ）中のＥ−Ｅ断面図、（ｂ）はＦ−Ｆ断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、上記第二の実施形態にかかる流体加熱装置の端部の部分断面図であり、（ｃ）〜（ｆ）は切欠き形状の変形例を示している。 本発明の第三の実施形態にかかる流体加熱装置をキャップ部材を除いた状態で示す斜視図であり、（ａ）および（ｂ）は異なる角度から見たものである。 図８（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。 （ａ）上記第二の実施形態および（ｂ）第三の実施形態について、流路の構成を模式的に示す図である。 本発明の第四の実施形態にかかる流体加熱装置を示す図であり、（ａ）は全体の側面図、（ｂ）は（ａ）中のＨ−Ｈ断面図、（ｃ）は筒状部の側面図、（ｄ）は（ｃ）中のＨ’−Ｈ’断面図である。 上記筒状部を示す図であり、（ａ）は図１１（ｃ）中のＩ−Ｉ断面図、（ｂ）は斜視図である。 （ａ）第二キャップ部材、（ｂ）第一キャップ部材を内側から見た斜視図である。 （ａ）上記の第二キャップ部材、（ｂ）第一の変形形態にかかる第二キャップ部材を内側から見た平面図である。 第二の変形形態に係るキャップ部材を有する流体加熱装置を示す図であり、（ａ）は全体の側面図、（ｂ）は（ａ）中のＪ−Ｊ断面図、（ｃ）は筒状部の側面図、（ｄ）は（ｃ）中のＪ’−Ｊ’断面図である。 第二の変形形態にかかる（ａ）第二キャップ部材、（ｂ）第一キャップ部材を内側から見た斜視図である。 本発明の第五の実施形態にかかる流体加熱装置を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）は図１７（ｂ）中のＬ−Ｌ断面、（ｂ）はＭ−Ｍ断面、（ｃ）はＫ−Ｋ断面である。 第五の実施形態における（ａ）第一キャップ部材および（ｂ）第二キャップ部材を内側から見た斜視図である。 上記第五の実施形態について、流路の構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態にかかる流体加熱装置ついて、図面を参照しつつ詳細に説明する。流体加熱装置は、熱交換器とも称され、内部に流入された流体を所定温度に加熱し、外部に供給するものである。本発明の各実施形態にかかる流体加熱装置においては、加熱される流体は水であり、温水洗浄便座等の衛生洗浄装置に備えられて、人体局部を洗浄するための温水を供給する。流体加熱装置が温水洗浄便座に備えられる場合、適宜バルブ等を介して、公共水道等の水源から流体加熱装置に冷水が流入され、流体加熱装置によって加熱された温水が、適宜バルブや流量調節手段等を介して局部洗浄用ノズルから吐出される。

（第一の実施形態）
図１〜３は、本発明の第一の実施形態にかかる流体加熱装置１０を示す図である。なお、図示した方向は、衛生洗浄装置において流体加熱装置１０が配置される方向とは必ずしも対応しないが、以下の説明においては、便宜的に図１（ａ）における方向に従って、上下の方向を指定する場合がある。

本流体加熱装置１０は、筒状部１１を有している。筒状部１１は、外筒１１ａと内筒１１ｂよりなる二重管構造を有している。外筒１１ａおよび内筒１１ｂはそれぞれ、中空の略円筒形状を有しており、内筒１１ｂの外径は、外筒１１ａの内径よりも小さくなっている。内筒１１ｂは、外筒１１ａの中空部内に同軸状に配置され、全体を外筒１１ａ内に収容されている。

外筒１１ａと内筒１１ｂの間には、第一区画壁１２ａおよび第二区画壁１２ｂが設けられている。２つの区画壁１２ａ，１２ｂは、平板状の部材であり、外筒１１ａと内筒１１ｂの間の空間に、外筒１１ａの内壁面と内筒１１ｂの外壁面を連結するように、筒状部１１の軸方向に沿って略全域にわたって設けられている。第一区画壁１２ａは内筒１１ｂの下方に設けられ、第二区画壁１２ｂは内筒１１ｂの上方に設けられており、２つの区画壁１２ａ，１２ｂは内筒１１ｂを挟んで対称に配置されている。外筒１１ａと内筒１１ｂの間の空間は、これらの区画壁１２ａ，１２ｂによって、２つの空間に等分されて区画されており、それぞれの空間が、第一流路１３ａおよび第二流路１３ｂとなっている。なお、外筒１１ａと内筒１１ｂの間を分割して流路を形成する数は、２つに限られず、例えば、外筒１１ａと内筒１１ｂの間の空間を３〜８個に分けるように、３〜８枚の区画壁（不図示）を、内筒１１ｂを中心として対称に、あるいは非対称に配置してもよい。

外筒１１ａ、内筒１１ｂおよび２つの区画壁１２ａ，１２ｂは、全て同一の金属材料よりなり、押出し成形などによって一体に成形されている。本実施形態においては、これらの部材を構成する金属材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。

筒状部１１の軸方向両端部近傍には、中空の流入継手１５および流出継手１６がそれぞれ上方に突出して設けられている。流入継手１５および流出継手１６の中空部はそれぞれ、基端部の開口である流入口１５ａおよび流出口１６ａにおいて、筒状部１１の外筒１１ａと内筒１１ｂの間の空間と連通している。なお、図１〜３に示す限りにおいては、流体加熱装置１０の形状は、筒状部１１の軸方向に沿って対称であり、流入口１５ａおよび流出口１６ａは形状において区別されないが、便宜的に、図示したように区別するものとする。

図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、流入継手１５および流出継手１６の中心軸は、内筒１１ｂの中心軸と第二区画壁１２ｂを結ぶ直線の延長に配置されている。そして、流入口１５ａおよび流出口１６ａに面する部位において、第二区画壁１２ｂの外側（上側）の端縁１２ｂ１は、外筒１１ａの内壁面よりも内側（下側）に入った位置に設けられている。これにより、流入口１５ａおよび流出口１６ａはそれぞれ、第一流路１３ａおよび第二流路１３ｂの両方に通じている。

筒状部１１の内筒１１ｂの中空部には、略円柱状の加熱部を有するシーズヒータ（加熱手段）１４が挿入されている。シーズヒータ１４は、通電によって発熱する発熱線の周囲が金属よりなる略円柱状の外壁に囲まれた構造を有している。発熱線と外壁の間には、酸化マグネシウム等の高熱伝導率を有する絶縁性物質が充填されている。シーズヒータ１４の外壁は、多くの場合、銅または銅合金よりなる。シーズヒータ１４の外径は、内筒１１ｂの内径と略等しく、シーズヒータ１４は内筒１１ｂの中空部内に圧着もしくは締まり嵌めで圧入され、シーズヒータ１４の金属よりなる外壁が内筒１１ｂの内壁面に接触している。

図２（ａ）に示されるように、筒状部１１の軸方向両端部において、第一流路１３ａおよび第二流路１３ｂは、円環状のキャップ部材２０によって水密に閉塞されている。キャップ部材２０は、流路１３ａ，１３ｂに面して平面状の内側面を有し、区画壁１１ａ，１１ｂの端縁は、キャップ部材２０の内側面に水密に接触している。キャップ部材２０および上述の流入継手１５および流出継手１６は、筒状部１１とは別部材として構成され、溶接、ろう付け、接着剤による接着等によって、筒状部１１に接合されている。キャップ部材は、外筒１１ａに、嵌入、外嵌め、突き当て等して、接合すればよい。なお、区画壁１１ａ，１１ｂとキャップ部材２０の内側面の間は、溶接、ろう付け、接着等されていても、これらによる接合が施されず、単に区画壁１１ａ，１１ｂがキャップ部材２０の内側面に水密に当接しているだけでもよい。

流体加熱装置１０は他に、サーモスタット１７および温度ヒューズ１８を有する。サーモスタット１７は、流体加熱装置１０が空焚き状態となることで、その温度が所定値を超えた際に、シーズヒータへの通電を停止する。また、温度ヒューズ１８は、流体加熱装置１０が異常に加熱された際に、シーズヒータ１４への電源入力を遮断する。

本流体加熱装置１０においては、外筒１１ａと内筒１１ｂの間の空間が第一流路１３ａと第二流路１３ｂに等分されており、流入口１５ａの中心が第一流路１３ａと第二流路１３ｂを区画する第二区画壁１２ｂの中心に設けられていることで、流入口１５ａから筒状部１１に水Ｗが流入すると、水Ｗは、図２（ｂ）中に矢印で示したように、第一流路１３ａと第二流路１３ｂに均等に分配されて流入する。第一流路１３ａ、第二流路１３ｂそれぞれに流入した水Ｗは、筒状部１１の軸方向に沿って、流出口１６ａが設けられた位置まで流れ、その間に、内筒１１ｂの壁面を介して伝達されたシーズヒータ１４からの熱によって加熱を受ける。

そして、加熱されながら第一流路１３ａおよび第二流路１３ｂをそれぞれ流れた水Ｗは、図２（ｃ）中に矢印で示したように、第二区画壁１２ｂの端縁１２ｂ１と流出口１６ａの間で合流し、流出口１６ａから流出する。この合流によって、水Ｗは撹拌を受ける。加熱された水Ｗが撹拌されることで、流出口１６ａから流出する温水の温度にむらが生じにくくなり、水温が安定化される。

以上のように、本実施形態にかかる流体加熱装置１０においては、水を加熱するシーズヒータ１４が、内筒１１ｂの中空部に収容されており、第一流路１３ａおよび第二流路１３ｂを流れる水に直接接触していない。シーズヒータ１４が水に直接接触している場合には、特に加熱の初期においてシーズヒータ１４の出力が高くなる際に、局所的に水が加熱されることで、シーズヒータ１４の表面に気泡が発生することがある。このような気泡は、シーズヒータ１４から水への熱伝達を妨げるので、加熱に際しての熱効率が悪くなってしまう。また、気泡が発生することで、水温が不安定化する可能性がある。しかし、上記のようにシーズヒータ１４が直接水に接触していないことで、気泡の発生が抑えられ、熱効率が向上されるとともに、水温の安定性が高められる。

さらに、シーズヒータ１４が水に接触していないことにより、シーズヒータ１４の寿命が長く保たれやすい。また、シーズヒータ１４の外壁ではなく、シーズヒータ１４を収容している内筒１１ｂの壁面が水と接触していることにより、流路１３ａ，１３ｂ内での金属の腐食の発生を抑制することができる。上記のように、シーズヒータ１４の外壁は、銅や銅合金より構成されることが多いが、銅や銅合金は、水との接触によって腐食（錆）を発生しやすい。これに対し、内筒１１ｂの壁面を構成しているアルミニウムやアルミニウム合金は、非常に機械的強度および化学的安定性の高い酸化被膜（不働態膜）を表面に有するため、高い耐食性を有する。このような内筒１１ｂの壁面が、シーズヒータ１４の外壁の代わりに水と接触することで、シーズヒータ１４が水と接触している場合と比較して、流路１３ａ，１３ｂ内で腐食が発生するのが抑制される。流路１３ａ，１３ｂ内で腐食が発生すると、加熱効率の低下や、下流での水流路の目詰まり等を引き起こす可能性がある。

シーズヒータ１４の外壁を構成する金属材料は、銅または銅合金に限定されるものではなく、内筒１１ｂを構成する金属材料もアルミニウムまたはアルミニウム合金に限定されるものではないが、シーズヒータ１４の外壁を構成する金属材料よりも高い耐食性を有する金属材料より内筒１１ｂ（および内筒１１ｂと一体に形成される外筒１１ａおよび区画壁１２ａ，１２ｂ）を構成すれば、シーズヒータ１４が直接水に接触する場合よりも腐食の発生を抑制することができる。アルミニウムおよびアルミニウム合金以外に、内筒１１ｂを構成するのに好適な金属材料としては、銅、銅合金、マグネシウム合金等を挙げることができる。アルミニウムおよびアルミニウム合金は、耐食性が高い点に加え、高い熱伝導率を有し、シーズヒータ１４の熱を高効率で水に伝達できるという点においても、内筒１１ｂを構成する材料として特に好適である。

本流体加熱装置１０に使用される加熱手段は、シーズヒータに限られるものではないが、シーズヒータ１４を用いる場合に、上記のような腐食抑制の効果が有効に利用される。衛生洗浄装置に備えられる流体加熱装置においては、例えば特開２００１−１３２０６１号公報にあるように、加熱手段として、しばしばセラミックヒータが用いられる。しかし、シーズヒータは、セラミックヒータと比較して高い機械的強度を有しており、流体加熱装置１０の輸送中に物理的衝撃を受けたり、使用中に熱衝撃を受けたりしても、割れ等の損傷を生じにくい。また、シーズヒータ１４は、セラミックヒータと比較して安価である。

また、本流体加熱装置１０においては、シーズヒータ１４が金属よりなる内筒１１ｂの中空部に圧入され、内筒１１ｂの内壁面に密着している。これにより、シーズヒータ１４の熱が効率的に水に伝達される。その結果として、シーズヒータ１４が内筒１１ｂの内壁面に密着していない場合と比較して、所定の温度にまで水を加熱するためにシーズヒータ１４に入力する電力が少なくて済み、省電力化に資するとともに、シーズヒータ１４の寿命を長く維持することができる。内筒１１ｂの内径と略等しい外径を有するシーズヒータ１４を内筒１１ｂの中空部に締まり嵌めで圧入する方法としては、内筒１１ｂを加熱して金属材料を熱膨張させた状態でシーズヒータ１４を挿入してから内筒１１ｂを冷却して収縮させる、いわゆる焼嵌めの手法を用いることができる。焼嵌めを用いると、シーズヒータ１４と内筒１１ｂの内壁面の間に空気の層が介在されないため、シーズヒータ１４から内筒１１ｂへ効率よく熱を伝達することが可能になる。さらに、焼嵌めを用いることで、シーズヒータ１４を内筒１１ｂの中空部に挿入しやすくすることが可能になる。焼嵌め以外の方法として、例えば、シーズヒータ１４を内筒１１ｂの中空部に挿入し、区画壁１２ａ，１２ｂが位置する箇所で、スポット状に数点、またはライン状にかしめてもよい。

ただし、シーズヒータ１４が内筒１１ｂの中空部に圧入されて内筒１１ｂの内壁面に直接接触しているのではなく、シーズヒータ１４と内筒１１ｂの内壁面の間に媒体が介在される場合にも、その媒体の熱伝導率に応じて、シーズヒータ１４の熱を水に伝達することができる。例えば、シーズヒータ１４と内筒１１ｂの内壁面の間の空隙に、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等、高い熱伝導率と耐熱性を有する樹脂材料を充填する形態を挙げることができる。

シーズヒータ１４から水への熱伝達の効率は、流路１３ａ，１３ｂの配置によっても高められている。つまり、流路１３ａ，１３ｂが、シーズヒータ１４を収容している内筒１１ｂの全外周を覆うように配置されていることにより、シーズヒータ１４の熱が、無駄に散逸されることなく、水に伝達されやすくなっている。

さらに、本実施形態にかかる流体加熱装置１０においては、上記のように、内筒１１ｂと外筒１１ａの間の空間として設けられた流路が区画壁１２ａ，１２ｂによって２つの流路１３ａ，１３ｂに分割され、流入口１５ａおよび流出口１６ａがそれら両方の流路に通じるように配置されていることで、加熱された水の撹拌が促進される。ここで、流入口１５ａおよび流出口１６ａを含む流入継手１５および流出継手１６は、この種の流体加熱装置に一般的に設けられる部材であり、水の撹拌の促進のために新たに設けられている部材は、区画壁１２ａ，１２ｂのみである。なお、区画壁の数および流路の分割数は、２つに限られず、任意の複数の区画壁によって流路を分割することができる。

特許文献１においては、ヒータとケースの間の流路に、流速変換手段として螺旋コイルを設けており、この螺旋コイルが、流路を流れる水を撹拌する効果を有すると考えられる。しかし、この場合には、複雑な形状を有する螺旋コイルを、ケースとは別の部材として形成し、流路内に配置しなければならない。これに対し、本実施形態にかかる流体加熱装置１０においては、上記のように、水の撹拌の促進のために設けられる部材は、平板状の区画壁１２ａ，１２ｂのみであり、簡素な構成で、水の撹拌の促進を図ることができる。特に、次に述べるように、区画壁１２ａ，１２ｂを外筒１１ａおよび内筒１１ｂとともに一体に成形する場合には、流体加熱装置１０の外郭を構成する部材と独立した部材を水の撹拌のために設ける必要がなく、水の撹拌を図るための部材の構成が一層簡素なものとなる。

以上のような外筒１１ａ、内筒１１ｂ、区画壁１２ａ，１２ｂは、それぞれ別部材として構成してから接合することもできるが、構成および製造方法の簡便性そして経済性の観点から、同一の金属材料より、一体として形成することが好ましい。本流体加熱装置１０においては、外筒１１ａおよび内筒１１ｂがそれぞれ略円筒形状を有し、二重管状に配置されており、かつ、区画壁１２ａ，１２ｂが外筒１１ａおよび内筒１１ｂの軸方向に沿った平板状部材として構成されていることから、外筒１１ａ、内筒１１ｂ、および区画壁１２ａ，１２ｂを、押出し成形によって全て一体に形成することができる。外筒１１ａ、内筒１１ｂ、区画壁１２ａ，１２ｂの具体的な形状は、上記のものには限られないが、それぞれ筒状部１１の軸方向に沿って同一の断面形状を有するものであれば、押出し成形によって一体に形成することができる。外筒１１ａ、内筒１１ｂ、区画壁１２ａ，１２ｂを押出し成形によって製造した後、内筒１１ｂの中空部にシーズヒータ１４を挿入するとともに、別部材として形成した流入継手１５、流出継手１６、キャップ部材２０を、ろう付け、接着、溶接等の方法で所定の位置に取り付ければよい。

なお、上記のように、内筒１１ｂは熱伝導率の高い金属材料より形成されることが好ましいが、流体加熱装置１０の熱効率を高める観点からは、外筒１１ａは熱伝導率が低い材料よりなることが好ましい。外筒１１ａを内筒１１ｂとともに一体成形する場合には通常、外筒１１ａも内筒１１ｂと同じ金属材料より構成されることになるが、外筒１１ａからの放熱を抑えるために、適宜外筒１１ａの外周に断熱材（不図示）を配置してもよい。

さらに、本第一の実施形態にかかる流体加熱装置１０の変形形態として、以下のようなものが挙げられる。図４（ａ）に示した第一の変形形態にかかる流体加熱装置１０Ａにおいては、内筒１１ｂの外壁面から外側に向かって、複数のフィン１１ｃが放射状に形成されている。フィン１１ｃによって、内筒１１ｂの外壁面の表面積が大きくなり、流路１３ａ，１３ｂを流れる水との接触面積が増すので、シーズヒータ１４の熱が一層高効率で流路１３ａ，１３ｂを流れる水に伝達されるようになる。フィン１１ｃも、外筒１１ａ、内筒１１ｂ、および区画壁１２ａ，１２ｂとともに、押出し成形によって一体に形成することが可能である。

また、図４（ｂ）に示した第二の変形形態にかかる流体加熱装置１０Ｂにおいては、外筒１１ａを円筒形状とする代わりに、側方部１１ａ１，１１ａ１を、上方部１１ａ２および下方部１１ａ３よりも内側に配置した形状としている。これにより、第一流路１３ａおよび第二流路１３ｂに、外筒１１ａと内筒１１ｂの間の空間が狭くなった狭窄部１３ａ１，１３ｂ１がそれぞれ形成されている。狭窄部１３ａ１，１３ｂ１を通ることで、水の流速が速められるので、水の撹拌効果が一層高められる。本変形形態にかかる流体加熱装置１０Ｂの内筒１１ｂに、第一の変形形態にかかる流体加熱装置１０Ａに設けられたようなフィン１１ｃをさらに設けてもよい。

また、図示は省略するが、第三の変形形態にかかる流体加熱装置として、区画壁が平板状に形成されるかわりに、筒状部１１の中心軸に沿って螺旋状に湾曲した板として形成される形態を挙げることができる。この場合には、流路を通る水の撹拌が一層促進される。このような区画壁を形成するには、区画壁を外筒１１ａおよび内筒１１ｂとともに押出し成形するに際に、被成形体を中心軸の周りに回転させながら、押出しを行えばよい。

（第二の実施形態）
次に、図５〜７に基づき、本発明の第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０について説明する。第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０は、上記第一の実施形態にかかる流体加熱装置１０と同様に、二重管状の外筒および内筒よりなる筒状部を有し、内筒内にシーズヒータが挿入されるともに、外筒と内筒の間の空間が区画壁によって複数の流路に区画された構成を有するが、流路を流れる水が異なる方式によって撹拌される。第一の実施形態にかかる流体加熱装置１０と共通する点については説明を省略し、異なる点を中心に説明を行う。

第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０においては、外筒３１ａと内筒３１ｂの間の空間が、４つの区画壁３２ａ〜３２ｄによって、４つに分割され、４つの流路３３ａ〜３３ｄが形成されている。４つの区画壁３２ａ〜３２ｄは、筒状部３１の中心軸に対して、放射状に、相互に対して９０度の角度を有して配置されている。４つの流路３３ａ〜３３ｄは、筒状部３１の周方向に沿って、第一流路３３ａ、第二流路３３ｂ、第三流路３３ｃ、第四流路３３ｄの順に相互に隣接して配置されている。

本実施形態においては、流入継手３５および流出継手３６はともに、筒状部３１の軸方向に沿った一方の端部である第一端部３１ｃ近傍に設けられている。そして、流入継手３５の基端部の開口である流入口３５ａは、４つの流路３３ａ〜３３ｄのうち、第一流路３３ａにつながっている。一方、流出継手３６の基端部の開口である流出口３６ａは、第一の流路３３ｄと第一区画壁３２ａを介して隣接する第四流路３３ｄに通じている。

図５（ａ）および図７（ａ），（ｂ）に示されるように、第一流路３３ａと第二流路３３ｂとの間を区画する第二区画壁３２ｂには、第一端部３１ｃと反対側に位置する第二端部３１ｄ側の端縁３２ｂ２に、切欠き（スリット）３９ｂが形成されている。第二区画壁３２ｂの端縁３２ｂ２のうち、切欠き３９ｂが形成されている部位以外は、第二端部３１ｄを閉塞するキャップ部材４０に水密に接触している。これにより、第二区画壁３２ｂの第二端部３１ｄ側に、第一流路３３ａと第二流路３３ｂを連通する連通口が貫通孔として形成された状態となる。同様に、第三流路３３ｃと第四流路３３ｄとの間を区画している第四区画壁３２ｄの第二端部３１ｄ側の端縁３２ｄ２にも、切欠き３９ｄが形成されており、第三流路３３ｃと第四流路３３ｄを連通する連通口を構成している。

一方、第一端部３１ｃの側においては、図５（ｂ）に示すように、第二流路３３ｂと第三流路３３ｃの間を区画する第三区画壁３２ｃの端縁３２ｃ１に、上記と同様の切欠き３９ｃが形成されており、第二流路３３ｂと第三流路３３ｃの間を連通する連通口を構成している。本実施形態においては、図７（ａ），（ｂ）に示すように、各切欠き３９ｂ〜３９ｄは、各区画壁３２ｂ〜３２ｄの内筒３１ｂ側の端縁に面して、長方形の切欠きとして形成されている。

４つの区画壁３２ａ〜３２ｄの第一端部３１ｃ側および第二端部３１ｄ側の各端縁のうち、上記の各切欠き３９ｂ〜３９ｄが設けられた端縁３２ｂ２，３２ｃ１，３２ｄ２以外の端縁は、キャップ部材４０に接しており、相互に隣接する流路を連通させることなく区画している。つまり、各流路３３ａ〜３３ｄは、各切欠き３９ｂ〜３９ｄを介してのみ、連通されている。これにより、第一流路３３ａ、第二流路３３ｂ、第三流路３３ｃ、第四流路３３ｄが、筒状部３１の軸方向に沿った折り返し構造（往復構造）をとって、この順に連通された状態となっている。

このような流路３３ａ〜３３ｄの状態を、図１０（ａ）に模式的に示す。図１０（ａ）に示されるように、水Ｗは、（１）第一端部３１ｃ側に設けられた流入口３５ａから第一流路３３ａに流入され、（２）第二端部３１ｄ側で切欠き３９ｂを通って第二流路３３ｂに流入されて第一端部３１ｃ側に折り返し、（３）第一端部３１ｃ側で切欠き３９ｃ通って第三流路３３ｃに流入されて第二端部３１ｄ側に折り返し、（４）第二端部３１ｄ側で切欠き３９ｄを通って第四流路３３ｄに流入されて第一端部３１ｃ側に折り返し、（５）流出口３６ａから流出する。水Ｗは、４つの流路３３ａ〜３３ｄのそれぞれを通る間に、内筒３１ｂの壁面を介してシーズヒータ３４によって加熱される。

このように、各流路３３ａ〜３３ｄが折り返し状に連通されていることで、第一端部３１ｃおよび第二端部３１ｄにおいて、水流が、キャップ部材４０の内面に衝突し、かつ狭い切欠き３９ｂ〜３９ｄを通って流速を速められた状態で、折り返される。これにより、折り返しの際に、水が撹拌を受け、その結果、水温が安定化される。また、外筒３１ａと内筒３１ｂの間が複数の流路３３ａ〜３３ｄに分割され、各流路の断面積が小さくなっていることで、各流路３３ａ〜３３ｄを流れる水の流速が、流路が分割されていない場合よりも速くなっている。これによっても、水の撹拌効率が向上し、シーズヒータ３４から流路を流れる水への熱伝達効率が向上されるので、水温が安定化される。

さらに、流路３３ａ〜３３ｄを筒状部３１の軸方向に沿って折り返し状に設けていることで、シーズヒータ３４において、長手方向に沿った温度差を小さくすることができる。水に直接接触しないことに加え、この温度差の低減によっても、シーズヒータ３４の寿命を長く維持することができる。

第一の実施形態における区画壁１２ａ，１２ｂと同様に、本実施形態においても、水の撹拌を促すための区画壁３２ａ〜３２ｄは、外筒３１ａと内筒３１ｂを区画する平板状の簡素な部材として形成されており、外筒３１ａおよび内筒３１ｂとともに、押出し成形によって一体に形成することができる。なお、切欠き３９ｂ〜３９ｄは、押出し成形後に、切削等の機械加工によって、形成することができる。

上記で説明した形態においては、切欠き３９ｂ〜３９ｄは、長方形の形状を有していたが、切欠きの具体的な形状は特に限定されない。図７（ｃ）〜（ｆ）に切欠き形状の変形例を列挙する。図７（ｃ）は長方形の角が丸められた形状、図７（ｄ）は円弧状の部位を有する形状、（ｅ）は切欠きが２つに分割された形状、（ｆ）は三角形の形状を示している。これらの中で、（ｂ），（ｅ），（ｆ）のように、切欠きが角部を有する形態は、切欠きを通過する水流に乱流が形成されやすく、撹拌効果に優れるという点において好適である。また、（ｂ）〜（ｆ）のいずれにおいても、切欠きは、内筒３１ｂの外壁面に接する位置に設けられており、外筒３１ａ側や、外筒３１ａと内筒３１ｂの間の部位に設けられる場合と比較して、切欠きを通過する水に大きな遠心力が印加される。これにより、水を効率的に撹拌することができ、水温の安定化に高い効果を有する。

本実施形態にかかる流体加熱装置３０おいては、区画壁が４つ設けられ、流路が４つに分割されたが、流路の分割数は、４つに限られず、２つ以上の任意の数とすることができる。区画壁の数を多くし、流路を多数に分割するほど、折り返し回数が多くなり、また１つずつの流路の断面積が狭くなって、水の流速が早められるので、撹拌効果が向上する。

また、本実施形態の場合のように、流路が４つに分割されている場合には、折り返し回数が３回となるので、流入口３５ａと流出口３６ａが筒状部３１の軸方向の同じ側（第一端部３１ｃ）に設けられることになる。４つに限らず、流路が偶数個に分割されている場合は同様である。一方、流路が奇数個に分割されている場合には、流入口３５ａと流出口３６ａは筒状部の軸方向の反対側に設けられることになる。次に、第三の実施形態として、そのような例を説明する。

（第三の実施形態）
図８，９，１０（ｂ）に、第三の実施形態にかかる流体加熱装置５０の構成を示す。ここでは、外筒５１ａと内筒５１ｂの間の空間が、３枚の区画壁５２ａ〜５２ｃによって、３つの流路５３ａ〜５３ｃに区画されている。そして、流入口５５ａが、第一流路５３ａにつながっており、流出口５６ａが第三流路５３ｃにつながっている。
流入口５５ａを備える流入継手５５は、筒状部５１の第一端部５１ｃ側に設けられ、流出口５６ａを備える流出継手５６は、第二端部５１ｄに設けられている。

そして、図８（ａ）に示されるように、第一流路５３ａと第二流路５３ｂを区画する第二区画壁５２ｂには、第二端部５１ｄ側の端縁に、切欠き５９ｂが形成されている。一方、図８（ｂ）に示されるように、第二流路５３ｂと第三流路５３ｃを区画する第三区画壁５２ｃには、第一端部５１ｃ側の端縁に、切欠き５９ｃが形成されている。これにより、図１０（ｂ）に示すように、各流路５３ａ〜５３ｃは、２回折り返して連通され、第一端部５１ｃ側の流入口５５ａから流入した水Ｗが、第二端部５１ｄ側の流出口５６ａから流出する。

このように、流路を奇数個に分割することで、流入口５５ａと流出口５６ａは筒状部５１の軸方向の反対側に設けることができる。第二の実施形態のように、流路を偶数個に分割して流入口と流出口を筒状部の同じ側に設けるか、第三の実施形態のように、流路を奇数個に分割して、流入口と流出口を筒状部の反対側に設けるかは、流体加熱装置と、周囲の他の部材や水源等との位置関係に応じて、流体加熱装置の配置と水流路の構築に有利なように、適宜選択すればよい。なお、キャップ部材は、流路の分割数に応じた特定の構造を有さないので、流路の分割数によらず、同じキャップ部材を使用することができる。

（第四の実施形態）
以上の各実施形態においては、区画壁が筒状部の一方端から他方端にわたって連続的に形成され、両端部でキャップ部材の平面状の内側面に水密に接触していた。そして、区画壁の両端部において、第一の実施形態では、流入口および流出口を２つの流路とつなげるために、区画壁の外側端縁が内側に入り込んだ構造が形成され、第二および第三の実施形態では、２つの流路を連通する連通口が形成されていた。区画壁を外筒および内筒と一体に押出し成形によって形成する場合、これらの構造を区画壁の端部に形成するためには、押出し成形後に、別途機械加工を施す必要がある。これに対し、区画壁にこれらの構造を別途形成しなくて済むようにし、代わりにキャップ部材の側にこれらの構造を形成することが考えられる。その一例が、次に説明する第四の実施形態にかかる流体加熱装置７０である。なお、ここでは、筒状部７１が角筒状に形成されている場合を説明するが、上記各実施形態の場合と同様に、円筒状に形成されていてもよい。

図１１〜１３に、第四の実施形態にかかる流体加熱装置７０の構成を示す。本実施形態にかかる流体加熱装置７０は、４つに分割された流路７３ａ〜７３ｄが連通口８９ｂ〜８９ｄによって折り返し状に連通された構成を有しており、筒状部７１の両端部７１ｃ，７１ｄおよびキャップ部材８０，８２の構造を除き、第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０と同様の構成を有する。第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０と共通する点については説明を省略し、異なる点を中心に説明を行う。

本実施形態にかかる流体加熱装置７０においては、筒状部７１の軸方向に沿って、内筒７１ｂおよびそこに挿入されるシーズヒータ７４の加熱部よりも、外筒７１ａが短く形成されている。そして、図１１（ｂ），（ｄ），図１２（ｂ）に示されるように、４枚の内側区画壁７２ａ〜７２ｄが、外筒７１ａと同じ長さで形成されており、外筒７１ａの端面７１ｅの位置と、内側区画壁７２ａ〜７２ｄの端面７２ｅの位置が揃っている。内側区画壁７２ａ〜７２ｄは、第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０における区画壁３２ａ〜３２ｄと同様に、外筒７１ａおよび内筒７１ｂと一体に押出し成形されており、外筒７１ａおよび内筒７１ｂに固定されている。

内側区画壁７２ａ〜７２ｄは外筒７１ａと内筒７１ｂの間を、４つの流路７３ａ〜７３ｄに区画している。外筒７１ａの第一端部７１ｃ側の部位には、第一流路７３ａに通じる貫通孔として、流入口７５ａが形成され、第四流路７３ｄに通じる貫通孔として、流出口７６ａが形成されている。流入口７５ａおよび流出口７６ａは、外筒７１ａの平面部に設けられている。

図１３（ａ），１４（ａ）に、筒状部７１の第二端部７１ｄを閉塞する第二キャップ部材８２を内側面８２ｃ側から見た図を示す。第二キャップ部材８２の中央部には、内筒７１ｂの外径と略等しい内径を有する内筒挿通孔８２ｂが設けられている。第二キャップ部材８２の外縁部８２ａは、外筒７１ａの端面７１ｅと略同形状の端面を有し、内側面８２ｃの外周に立設されている。これにより、第二キャップ部材８２を筒状部７１の第二端部７１ｄに取り付けると、図１１（ｂ）のように、第二キャップ部材８２の外縁部８２ａの端面を、外筒の端面７１ｅに水密に突き当てることができる。

第二キャップ部材８２の内側面８２ｃには、４つの外側区画壁８３ａ〜８３ｄが、外縁部８２ａと同じ高さで立設されている。内側面８２ｃにおける外側区画壁８３ａ〜８３ｄの立設位置は、筒状部７１の断面における内側区画壁７２ａ〜７２ｄの位置と一致している。これにより、第二キャップ部材８２を筒状部７１の第二端部７１ｄに取り付けると、外側区画壁８３ａ〜８３ｄを、それぞれ、内側区画壁７２ａ〜７２ｄと水密に突き当てることができる。

４つの外側区画壁８３ａ〜８３ｄのうち、第一流路７３ａと第四流路７３ｄを区画する第一内側区画壁７２ａに対応する（＝突き当てられる；以下同様）第一外側区画壁８３ａ、および第二流路７３ｂと第三流路７３ｃを区画する第三内側区画壁７２ｃに対応する第三外側区画壁８３ｃは、それぞれ、内筒挿通孔８２ｂと外縁部８２ａの間に、連続した１枚の板状部材として形成されている。一方、第一流路７３ａと第二流路７３ｂを区画する第二内側区画壁７２ｂに対応する第二外側区画壁８３ｂは、２つの離間した板状部材８３ｂ１，８３ｂ２よりなり、それらの間の空間が、連通口８９ｂとなっている。同様に、第三流路７３ｃと第四流路７３ｄを区画する第四内側区画壁７２ｄに対応する第四外側区画壁８３ｄは、２つの離間した板状部材８３ｄ１，８３ｄ２よりなり、それらの間の空間が、連通口８９ｄとなっている。このような第二キャップ部材８２を筒状部７１の第二端部７１ｄに取り付け、各外側区画壁８３ａ〜８３ｄを内側区画壁７２ａ〜７２ｄと突き当てると、第二端部７１ｄにおいて、第一流路７３ａと第四流路７３ｄの間、そして第二流路７３ｂの第三流路７３ｃの間が水密に区画され、第一流路７３ａと第二流路７３ｂの間、そして第三流路７３ｃと第四流路７３ｄの間が、それぞれ連通口８９ｂ，８９ｄによって連通された状態となる。

一方、図１３（ｂ）に、筒状部７１の第一端部７１ｃに取り付けられる第一キャップ部材８０を示す。第一キャップ部材８０も、第二キャップ部材８２と同様の構成を有し、連通口の配置において第二キャップ部材８２と異なる。つまり、第一キャップ部材８０において、第一、第二、第四内側区画壁７２ａ，７２ｂ，７２ｄに対応する第一、第二、第四外側区画壁８１ａ，８１ｂ，８１ｄは、それぞれ連続した１枚の板状部材として形成され、連通口を有さない。そして、第二流路７３ｂと第三流路７３ｃを区画する第三内側区画壁７２ｃに対応する第三外側区画壁８１ｃは、２つの離間した板状部材８１ｃ１，８１ｃ２よりなり、それらの間の空間が連通口８９ｃとなっている。第一キャップ部材８０を筒状部７１の第一端部７１ｃに取り付け、各外側区画壁８１ａ〜８１ｄを内側区画壁７２ａ〜７２ｄに突き当てると、第二流路７３ｂと第三流路７３ｃの間が連通口８９ｃによって連通される。それ以外の流路の間は、水密に区画される。

筒状部７１の両端部７１ｃ，７１ｄに第一キャップ部材８０と第二キャップ部材８２をそれぞれ嵌め、外筒７１ａの端面７１ｅにキャップ部材８０，８２の外縁部８０ａ，８２ａの端面を突き当てて水密に接合することで、図１０（ｂ）に示す第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０の場合と同様に、４つの流路７３ａ〜７３ｄが、順に連通口８９ｂ〜８９ｃによって折り返し状に連通された構造が形成される。

以上のように、本実施形態においては、流路７３ａ〜７３ｄを区画する区画壁が、筒状部７１側に固定された内側区画壁７２ａ〜７２ｄと、キャップ部材８０，８２の内側面８０ｃ，８２ｃに固定された外側区画壁８１ａ〜８１ｄ，８３ａ〜８３ｄとに３分割されてなり、隣接する流路を連通する連通口８９ｂ〜８９ｄが内側区画壁７２ａ〜７２ｄではなく、外側区画壁８１ａ〜８１ｄ，８３ａ〜８３ｄの側に設けられている。これにより、第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０の場合に、外筒３１ａおよび内筒３１ｂと一体に押出し成形した区画壁３２ａ〜３２ｄに、別途機械加工によって切欠き３９ｂ〜３９ｄを設けなければならないのとは異なり、内側区画壁７２ａ〜７２ｄを外筒７１ａおよび内筒７１ｂと一体に押出し成形した後、別体として形成しておいた第一キャップ部材８０および第二キャップ部材８２を筒状部７１の第一端部７１ｃおよび第二端部７１ｄに接合することで、内側区画壁７２ａ〜７２ｄ側には別途加工を施すことなく、連通口８９ｂ〜８９ｄを形成することができる。これにより、流体加熱装置の製造工程を簡便化することができる。

キャップ部材８０，８２は、金属または樹脂より成形しておけばよい。そして、外縁部８０ａ，８２ａの端面を外筒７１ａの端面７１ｅと突き合せた状態で、継手７５，７６とともに、溶接、ろう付け、接着剤による接着等によって、外筒７１ａに接合し、水密に封止すればよい。

このように、連通口８９ｂ〜８９ｄを筒状部７１側に設けず、キャップ部材８０，８２側に設ける構成としておくことで、同一の筒状部７１を用いて、流路７３ａ〜７３ｄの連通の形態が異なる流体加熱装置を構築することもできる。つまり、流路間の連通を所望する部位に連通口が形成されたキャップ部材を用いることで、種々の形態で流路を連通することができる。例えば、上記の第一キャップ部材８０および第二キャップ部材８２の両方において、第一流路７３ａと第二流路７３ｂを区画する第二外側区画壁８１ｂ，８３ｂを除去しておき、上記のように４枚の内側区画壁７２ａ〜７２ｄを有する筒状部７１に取り付ければ、あたかも第一流路７２ａと第二流路７２ｂが広い断面積の１つの流路になったような状態となる。そして、連通口、流入口、流出口をそれぞれ適宜配置することにより、４つの流路７２ａ〜７２ｄを有する筒状部７１を、３つの流路を有する流体加熱装置として利用することが可能となる。

第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０と第四の実施形態にかかる流体加熱装置７０とを比較すると、第四の実施形態にかかる流体加熱装置７０においては、上記のように、筒状部の構成が簡素になるとともに、流路の分割数や連通の形態が異なる場合にも、同じ筒状部を適用することが可能となる。その反面、キャップ部材の構成が複雑となるとともに、筒状部の両端に異なるキャップ部材を使用する必要が生じる。一方、第二の実施形態にかかる流体加熱装置３０においては、筒状部の構成が複雑になるとともに、同一の筒状部を流路の分割数や連通の形態が異なる場合に適用することはできない。その反面、キャップ部材の構成が簡素になるとともに、筒状部の両側に同一のキャップ部材を使用することができ、また流路の分割数や連通の形態が異なる筒状部に対しても、同一のキャップ部材を使用することができる。流路の分割数や改造の可能性等を勘案して、適宜いずれかの形態を選択すればよい。

次に、上記第四の実施形態にかかる流体加熱装置７０における、キャップ部材８０，８２の変形形態を示す。まず、第二キャップ部材８２の構成を簡素化した第一の変形形態にかかる第二キャップ部材８２Ａの構成を図１４（ｂ）に示す。ここでは、第二外側区画壁８３ｂと第四外側区画壁８３ｄを、それぞれ２つの離間した平板状部材の組８３ｂ１，８３ｂ２および８３ｄ１，８３ｄ２より構成し、間に連通口８９ｂ，８９ｄを設ける代わりに、第二外側区画壁８３ｂおよび第四外側区画壁８３ｄに相当する部材を設けていない。この第二キャップ部材８２Ａを筒状部７１に取り付けると、第二内側区画壁７２ｂと第二キャップ部材８２Ａの内側面８２ｃの間の空間全体が、第一流路７３ａと第二流路７３ｂの間の連通口となり、第四内側区画壁７２ｄと第二キャップ部材８２Ａの内側面８２ｃの間の空間全体が、第三流路７３ｃと第四流路７３ｄの間の連通口となる。このように、第二キャップ部材８２Ａの構成を簡素化することができる。第一キャップ部材８０Ａにおいても、図示は省略するが、同様に、第三外側区画壁８１ｃを設けないようにすればよい。ただし、このように、内側区画壁７２ｂ〜７２ｄとキャップ部材８０Ａ，８２Ａの内側面８０ｃ，８２ｃの間の空間として連通口を設ける場合には、上記のキャップ部材８０，８２のように２つの板状部材の間の空間としてスリット状の連通口８ｄｂ〜８９ｄを設ける場合よりも、連通口の断面積が大きくなるので、連通口を通過する際の水の撹拌効率は若干低下する。

さらに、第二の変形形態として、外筒７１ａへのキャップ部材の取付け方法が異なる例を図１５，１６に示す。上記図１１〜１３の実施形態においては、キャップ部材８０，８２の外縁部８０ａ，８２ａの端面が、外筒７１ａの端面７１ｅに突き当てられて、外筒７１ａに接合されたが、図１６に示すキャップ部材８０Ｂ，８２Ｂは、外筒７１ａの内側形状と略同一の外側形状を有し、外筒７１ａの内側に嵌入されて、外筒７１ａに接合されている。

この場合には、図１５（ｂ）、（ｄ）に示されるように、筒状部７１の軸方向に沿って、内側区画壁７２ａ〜７２ｄが、外筒７１ａよりも短く形成されており、内側区画壁７２ａ〜７２ｄの端面７２ｅが、外筒７１ａの端面７１ｅの位置よりも、軸方向内側に下がった位置に配置されている。そして、キャップ部材８０Ｂ，８２Ｂには、外周に外縁部が立設されておらず、平面状の内側面８０ｃ，８２ｃに、外側区画壁８１ａ〜８１ｄ，８３ａ〜８３ｄのみ立設されている。

そして、筒状部７１の両端部７１ｃ，７１ｄにおいて、外筒７１ａの内側にキャップ部材８０Ｂ，８２Ｂをそれぞれ嵌め込むと、外側区画壁８１ａ〜８１ｄ，８３ａ〜８３ｄの端面が、内側区画壁７２ａ〜７２ｄの端面７２ｅに突き当たる。この際、キャップ部材８０Ｂ，８２Ｂの外側面８０ｄ、８２ｄが、外筒７１ａの端面７１ｅと略同一面上に配置される。あるいは、キャップ部材８０Ｂ，８２Ｂの外側面８０ｄ，８２ｄが、外筒７１ａの端面７１ｅよりも内側に入った位置に配置される（不図示）。これらの状態で、キャップ部材８０Ｂ，８２Ｂを、外筒７１ａに対して、溶接、ろう付け、接着剤による接着等によって、接合すればよい。

キャップ部材を外筒７１ａに取り付ける方法としては、上記第四の実施形態におけるキャップ部材８０，８２のように、突き当てによる方法や、第二の変形形態におけるキャップ部材８０Ｂ，８２Ｂのように、嵌入による方法以外に、外嵌めによる方法を用いてもよい。つまり、図示は省略するが、キャップ部材の外縁部の内側形状を、外筒７１ａの外側形状と略同一かそれよりも大きく形成し、外筒７１ａの外側にキャップ部材を被せるように取り付ければよい。

（第五の実施形態）
以上の実施形態にかかる流体加熱装置は全て、略円柱状のシーズヒータを１本のみ有し、その周囲に複数の流路が配置されているものであった。このような流体加熱装置を複数用い、流路を直列に連結することで、複数のシーズヒータを備え、それぞれのシーズヒータの周囲に流路を有する流体加熱装置を構築することができる。以上で説明したいずれの実施形態にかかる流体加熱装置を用いても、そのような流体加熱装置を構築することができるが、ここでは代表例として、第四の実施形態にかかる流体加熱装置７０が２つ連結された形態に対応する例を示す。

図１７〜２０に示す第五の実施形態にかかる流体加熱装置９０は、第四の実施形態にかかる流体加熱装置７０とほぼ同様の形状を有する第一加熱ユニット１７０と第二加熱ユニット２７０とを有する。第一加熱ユニット１７０と第二加熱ユニット２７０は、軸方向を平行に揃えて隣接して配置されている。ただし、２つの加熱ユニット１７０，２７０は、独立した２つの部材として形成されているのではなく、外壁面が一体に連続している。つまり、流体加熱装置９０は、軸方向に沿って長方形の断面を有する扁平な角筒として形成された外筒９１を有している。そして、仕切壁９１ａによって、断面の長方形の長辺を二分するように、外筒９１内の空間が２つに区画されている。仕切壁９１ａによって区画されてできた２つの断面略正方形の空間に、第一加熱ユニット１７０と第二加熱ユニット２７０がそれぞれ形成されている。

上記のように、２つの第二加熱ユニット１７０，２７０は、第四の実施形態にかかる流体加熱装置７０と同様の構成を有しており、図２０に示すように、流路の折り返し方向が揃うように並列に配置されている。つまり、図１７のように、外筒９１にそれぞれ貫通孔として設けられた、第一加熱ユニット１７０の流入口１７５ａと、第二加熱ユニット２７０の流出口２７６ａとが、軸方向の同じ側の端部（第一端部９０ａ）に配置されている。そして、図１８（ｃ）のように、第一加熱ユニット１７０と第二加熱ユニット２７０が、相互に９０°回転した状態で配置され、第一加熱ユニット１７０の第四流路１７３ｄと第二加熱ユニット２７０の第一流路２７３ａとが、仕切壁９１ａを隔てて隣接されている。また、第一加熱ユニット１７０の流入口１７５ａと第二加熱ユニット２７０の流出口２７６ａが、外筒９１の同じ面に並んで配置されている。なお、本実施形態においては、第一加熱ユニット１７０の流出口１７６ａおよび第二加熱ユニット２７０の流入口２７５ａは、外筒９１に貫通孔として設けられるのではなく、後述するように、第一キャップ部材９２に設けられる連絡口９２ｂの開口部として設けられる。

外筒９１の端部を閉塞するとともに流路間に連通を形成するキャップ部材も、２つの加熱ユニット１７０，２７０にそれぞれに独立して設けられるのではなく、図１７に示すように、１つの第一キャップ部材９２が第一端部９０ａを一括して閉塞し、１つの第二キャップ部材９３が、第二端部９０ｂを一括して閉塞している。図１８（ｂ）、図１９（ｂ）に示すように、第二キャップ部材９３は、図１４（ｂ）に示す第四の実施形態の変形形態にかかる第二キャップ部材８２Ａを２つつなげたような形状を有しており、中央部が、外筒９１に取り付けた際に仕切壁９１ａに突き当たる第二キャップ中央壁９３ａによって分割されている。そして、第一加熱ユニット１７０の内側区画壁１７２ａ，１７２ｃに突き当たる第一外側区画壁１８３ａおよび第三外側区画壁１８３ｃの組が、中央壁９３ａの一方側に配置されている。そして、それらから９０°回転して、中央壁９３ａの他方側に、第二加熱ユニット２７０の内側区画壁２７２ａ，２７２ｃに突き当たる第一外側区画壁２８３ａおよび第三外側区画壁２８３ｃの組が配置されている。

一方、図１８（ａ）、図１９（ａ）に示すように、第一キャップ部材９２も、外筒９１の仕切壁９１ａに突き当たる第一キャップ中央壁９２ａによって分割されている。そして、第一加熱ユニット１７０の内側区画壁１７２ａ，１７２ｂ，１７２ｄに突き当たる第一外側区画壁１８１ａ、第二外側区画壁１８１ｂ、第四外側区画壁１８１ｄが、中央壁９２ａの一方側に配置されている。そして、それらから９０°回転して、第二加熱ユニット２７０の内側区画壁２７２ａ，２７２ｂ，２７２ｄに突き当たる第一外側区画壁２８１ａ、第二外側区画壁２８１ｂ、第四外側区画壁２８１ｄが、中央壁９２ａの他方側に配置されている。さらに、第一キャップ中央壁９２ａは、中央部で分断され、間に、中央壁９２ａ両側の空間を連通する連絡口９２ｂを有している。

第一キャップ部材９２を第一端部９０ａにおいて外筒９１に取り付け、第一キャップ中央壁９２ａを仕切壁９１ａに突き当てると、この連絡口９２ｂによって、第一加熱ユニット１７０の第四流路１７３ｄと第二加熱ユニット２７０の第一流路２７３ａとが連通される。つまり、連絡口９２ｂの第一加熱ユニット１７０側の開口が第一加熱ユニット１７０の流出口１７６ａとなり、第二加熱ユニット２７０側の開口が第二加熱ユニット２７０の流入口２７５ａとなる。そして、それらが連絡口９２ｂによって接続された状態となる。さらに第二キャップ部材９３も外筒９１に取り付けると、図２０のように、２つの加熱ユニット１７０，２７０の流路が折り返し状に連通される。つまり、水Ｗが、第一加熱ユニット１７０の流入口１７５ａ→第一流路１７３ａ→第二流路１７３ｂ→第三流路１７３ｃ→第四流路１７３ｄ→流出口１７６ａ→連絡口９２ｂ→第二加熱ユニット２７０の流入口２７５ａ→第一流路２７３ａ→第二流路２７３ｂ→第三流路２７３ｃ→第四流路２７３ｄ→流出口２７６ａと、第一端部９０ａから入って４往復にわたって折り返されて、再度第一端部９０ａから流出される。

第一加熱ユニット１７０の内筒１７１ｂには、第一シーズヒータ１７４が挿通され、第一加熱ユニット１７０の流路１７３ａ〜１７３ｄを流れる水Ｗを加熱する。そして、第二加熱ユニット２７０の内筒２７１ｂには、第二シーズヒータ２７４が挿通され、第二加熱ユニット２７０の流路２７３ａ〜２７３ｄを流れる水Ｗを加熱する。

このように、２本のシーズヒータ１７４，２７４を並べて用い、それぞれの周囲に配置された流路を直列に接続することで、シーズヒータを１本のみ使用する場合と比較して、シーズヒータの加熱部の総長は同じでも、それぞれのシーズヒータ１７４，２７４を短くすることがきる。これにより、十分な加熱効率を確保しながら、流体加熱装置９０の全長を短くすることができる。すると、流体加熱装置９０を配置できる空間の自由度が高くなる。

接続される加熱ユニットの数は、２つに限られず、いくつでもよい。また、各加熱ユニットの形状も、角筒状に限られず、円筒状等でもよいが、上記のように、角筒状にすることで、各加熱ユニットの外筒を連続して形成し、それらの間を仕切壁で仕切ることで、簡便に複数の外筒に分割することができる。また、その仕切壁に突き当てられるキャップ部材の壁状部材（中央壁）に連絡口を設けることで、簡便に、２つの隣接する加熱ユニットの一方の流出口と他方の流入口を接続することができる。このような連絡口を利用する以外の加熱ユニットの接続方法としては、一方の流出口と他方の流入口の間を、パイプ等の部材を用いて接続する方法を挙げることができるが、連絡口を用いる場合と比較して、構成が煩雑になるとともに、流体加熱装置全体をコンパクトに構成することが困難になる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，３０，５０，７０，９０ 流体加熱装置
１１，３１，５１，７１ 筒状部
１１ａ，３１ａ，５１ａ，７１ａ，９１ 外筒
１１ｂ，３１ｂ，５１ｂ，７１ｂ 内筒
１２ａ，１２ｂ，３２ａ〜３２ｄ，５２ａ〜５２ｃ 区画壁
１３ａ，１３ｂ，３３ａ〜３３ｄ，５３ａ〜５３ｃ，７３ａ〜７３ｄ 流路
１４，３４，５４，７４ シーズヒータ
１５，３５，５５，７５ 流入継手
１５ａ，３５ａ，５５ａ，７５ａ 流入口
１６，３６，５６，７６ 流出継手
１６ａ，３６ａ，５６ａ，７６ａ 流出口
２０，４０ キャップ部材
３１ｃ，５１ｃ，７１ｃ，９０ａ 第一端部
３１ｄ，５１ｄ，７１ｄ，９０ｂ 第二端部
３９ｂ〜３９ｄ，５９ｂ，５９ｃ 切欠き（連通口）
７１ｅ 外筒の端面
７２ａ〜７２ｄ 内側区画壁
７２ｅ 内側区画壁の端面
８０，９２ 第一キャップ部材
８２，９３ 第二キャップ部材
８０ａ，８２ａ 外縁部
８０ｃ，８２ｃ 内側面
８１ａ〜８１ｄ，８３ａ〜８３ｄ 外側区画壁
８９ｂ〜８９ｄ 連通口
９１ａ 仕切壁
９１ｂ 連絡口
９２ａ，９３ａ 中央壁
１７０，２７０ （第一，第二）加熱ユニット
Ｗ 水

Claims (10)

1. 中空筒状の外筒と、
   前記外筒の中空部内に設けられた中空筒状の内筒と、
   前記内筒の中空部内に収容された加熱手段と、
   前記外筒と内筒の間の空間として設けられた流路と、
   前記流路に流体を流入させる流入口と、
   前記流路から流体を流出させる流出口と、を有し、
   前記外筒と内筒の間の空間には、前記流路を前記外筒および内筒の軸方向に沿った複数の流路に区画する区画壁が設けられており、
   前記軸方向に沿った前記流路の両端部は、キャップ部材によって水密に閉塞され、
   前記区画壁は、前記内筒および外筒に固定された内側区画壁と、前記キャップ部材の内側面に固定された外側区画壁とに前記軸方向に沿って分割され、
   前記内側区画壁と外側区画壁は、水密に接触していることを特徴とする衛生洗浄装置用流体加熱装置。
2. 前記流入口は、前記複数の流路に流体を分割して流入させ、
   前記流出口は、前記複数の流路から流出した流体を合流させることを特徴とする請求項１に記載の衛生洗浄装置用流体加熱装置。
3. 前記流入口は、前記複数の流路の１つに流体を流入させ、
   前記流出口は、前記複数の流路の別の１つから流体を流出させ、
   前記区画壁は、前記複数の流路を前記流入口から前記流出口に向かって折り返し状に連通する連通口を、前記軸方向の端部に有することを特徴とする請求項１に記載の衛生洗浄装置用流体加熱装置。
4. 前記外筒、内筒、および内側区画壁は、金属材料が一体に押出し成形されてなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の衛生洗浄装置用流体加熱装置。
5. 前記加熱手段は、シーズヒータであり、
   前記内筒は、前記シーズヒータの外壁を構成する金属材料よりも耐食性の高い金属材料よりなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の衛生洗浄装置用流体加熱装置。
6. 前記加熱手段は、前記内筒の中空部に圧入され、前記内筒の内壁面に接触していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の衛生洗浄装置用流体加熱装置。
7. 前記内筒は、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の衛生洗浄装置用流体加熱装置。
8. 前記内筒の外壁面には、フィンが形成されていることを特徴する請求項１から７のいずれか１項に記載の衛生洗浄装置用流体加熱装置。
9. 前記キャップ部材は、前記外筒に嵌入、外嵌めまたは突き当てられることで、前記流路を水密に閉塞していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の衛生洗浄装置用流体加熱装置。
10. 請求項１から９のいずか１項に記載の衛生洗浄装置用流体加熱装置を複数備え、
    ２つの隣接する前記衛生洗浄装置用流体加熱装置の一方の前記流出口が、他方の前記流入口に接続されていることを特徴とする衛生洗浄装置用流体加熱装置。

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