JPS63131948A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば便器に装着し人体の局部を洗浄する
温水洗浄装置などに用いられる熱交換器に関する。

（従来の技術） 従来、上述のような温水洗浄装置に用いられる熱交１？
！器の多くは、貯湯式の熱交換器すなわち温水タンクで
あった。しかしながら、このような貯湯式の熱交換器で
は、貯えられた水が一定の温度になるまひに時間がかか
るとともに、一定の温度になった後にも保湿しなければ
ならないので、電気料がかさむ。また、トイレなどの狭
い場所に設置するのであるから、なるべく小さいことが
望ましいにもかかわらず、使用時間によりある程度の容
積たとえば１．５１程度の容積が必要なので、装置が大
型にならざるを得ない。さらに、連続的に使用すると、
一定の温度に上がる前に使用することになり、貯えられ
ている温水の温度が低手する問題もある。

また、渇水洗浄装置において、より小型にできる瞬間湯
沸し万代の熱交換器すなわち晴間熱交換型の熱交換器も
用いられているが、１〜イル等の狭い場所に目立たない
ように設置するため、より一層の小型化が要求されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、従来の温水洗浄装置などの熱交換器は、
大型であったため、トイレ等の狭い場所では邪魔になる
とともに、高価になり、また、加熱スピードも遅いなど
の問題があった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、小型で
トイレ等の狭い場所でも邪魔にならないとともに安価に
でき、また、加熱スピードなども向上させることができ
る温水洗浄装置などの熱交換器を提供することを目的と
するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の熱交換器は、給水源に接続する流入口および給
湯部に接続する流出口を有するとともにこれら流入口お
よび流出口に連通ずる加熱室を内部に有するケース体に
、その加熱室内に位置して発熱体を設け、上記加熱室内
の温度を検出する温度検出装置を設けるとともに、上記
加熱室内の水位を検出するフロートスイッチを設け、さ
らに、上記発熱体を螺旋状に形成して、この螺旋状の発
熱体の内側に上記フロートスイッチのフロートおよびこ
のフロートを支持する支持部を配設したものである。

（作用） 本発明の熱交換器は、給水源より流入口を介してケース
体の加熱室に導かれた水を、この加熱室内に設けられた
螺旋状の発熱体により加熱し、ついで、流出口を介して
給湯部へ送る。その際、温度検出装置が加熱室内の温度
を検出するとともに、この＠＊状の発熱体の内側に配設
されたフロートおよびこのフロートを支持する支持部を
有するフロートスイッチが加熱室内の水位を検出し、発
熱体を制御する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例につき、図面を参照して説明す
る。

本実施例の熱交換器１は、第４図に制水したような温水
洗浄装置に用いられるものである。この温水洗浄装置は
、第４図に示すように、便器洗浄用タンクなどの給水源
２内に設けられた取水口３から、温水洗浄装置本体４内
に配設されたボン、。

プ５などにより、水を吸入し、上記温水洗浄装置本体４
内の熱交換器１へ送水加熱し、図示しない便器に装着し
た給湯部としての洗浄用ノズル６へ温水を送り出し、人
体の局部を洗浄するものである。また、第４図において
、７はリモートコントロール装置であり、湿度、流量の
選択および入切などの操作部を有しており、制御回路に
連動している。

つぎに、上記熱交換器１の構成を第１図ないし第３図に
より説明する。

１１はケース体で、このケース体１１の内部が加熱室１
２どなっている。そして、このケース体１１は、ｍ維強
化ポリプロピレン樹脂などにより成形され側面開口部１
３および上面開口部１４を有するケース本体１５に、上
記側面開口部１３を覆う金属製の取付板１６がガスケッ
ト１７などを介して水密に取付けられているとともに、
上記上面間口部１４を覆う蓋体１８がＯリング１９など
を介して水密に取付けられている。

また、上記ケース本体１５の側面開口部１３と反対側の
側部には、上記加熱室１２の下部に流入口２１を介して
連通された第１の弁室２２が形成され、同様に上記加熱
室１２の下部に連通口２３を介して連通された第２の弁
室２４が形成されているとともに、これら第１の弁室２
２および第２の弁室２４間に位置して、上記加熱室１２
の上部に連通しかつ上記洗浄用ノズル６に連通接続され
る流出口２５が形成されている。そして、上記第１の弁
室２２の開口された上面には、第１の接続口２６を貫通
形成した第１のカバー休２７がＯリング２８などを介し
て水密に取付けられており、上記第１の接続口２６は、
上記ポンプ５により中継されたパイプ体２９．３０を介
して、上記取水口３に連通した継手管３１に連通接続さ
れている。一方、上記第２の弁室２４の開口された上面
にも、第２の接続口３２を貫通形成した第２のカバー休
３３がＯリング３４などを介して水密に取付け′られて
おり、上記第２の接続口３２は、パイプ体３５を介して
上記継手管３１に連通接続されている。

そして、上記第１の弁室２２内には、ばね３６により常
旧上方へ付勢され上記流入口２１を開閉する第１の弁体
３７が摺動自在に設けられている。すなわち、この第１
の弁体３７に形成された鍔部３８と上記第１の弁室２２
に形成された段部３９どの間に上記ばね３６が装着され
ているとともに、上記鍔部３８の上側に位置して第１の
弁体３７に装着されたＯリング４０が上記第１の接続口
２Ｇの下面周縁部に接離自在に圧接されている。一方、
上記第２の弁室２４内には、ばね４１により常時下方へ
付勢され上記連通口２３を開閉する第２の弁体４２が摺
動自在に設けられている。すなわち、この第２の弁体４
２に形成された鍔部４３と上記第２のカバ一体３３との
間に上記ばね４１が装着されているとともに、上記鍔部
４３の下側に位置して第２の弁体４２に装着されたＯリ
ング４４が上記第２の弁室２４に形成された段部４５に
接離自在に圧接されている。

また、上記ケース本体１５の側面開口部１３を覆う上記
取付板１６には、上記加熱室１２内に位置する発熱体５
またとえばシーズヒータの両端が溶接または加締哲の手
段により固着されている。そして、この発熱体５１は、
螺旋状に形成されているとともに、上記ケース本体１５
に接しないようにこのケース本体１５との間に間隙が保
持されている。また、上記取付板１６の外側の面には、
取付具５２を介して、過熱防止装置どじでのリミッタ５
３または湿１身ヒｌ−ズなどが取付けられている。

また、上記ケース本体１５の上面間口部１４を覆う蓋体
１８にはねし孔５４が形成されており、このねじ孔５４
に、温度検出装置どしてのサーミスタ５５がＯリング５
６などを介して水密に螺着されている。

そして、このサーミスタ５５の温度感知子５７は、上記
加熱室１２内に突出されている。

また、上記蓋体１８には取付孔５８が貫通形成されてお
り、この取イ」孔５８にフロートスイッチ５９の支持体
６０がＯリング６１などを介して水密にナツト６２など
により取付けられている。そして、上記支持体６０の加
熱室１２内に突出された棒状の支持部６３に、フロート
スイッチ５９のフロート６４が所定範囲上下摺動自在に
支持されており、これらフロー１〜６４および支持部６
３は、上記螺旋状の発熱体５１の内側中央に位置されて
いる。

さらに、上記発熱体５１とフロート６４および支持部６
３との間に介在される筒状部６５および流通口６６を有
する迂回板６７などを上記加熱室１２内に設けてもよい
。なお、上記発熱体５１は、上記迂回板６７、フロート
スイッチ５９およびサーミスタ５５にも接していない。

また、上記ケース本体１５の底部には、加熱室１２に連
通する水抜き口６８が貫通形成されており、この水抜き
口６８には、Ｏリング６９などを介して水密にかつ着脱
出自にドレン弁７０が螺着されている。

つぎに、上記の構成につき、その作用を説明する。

不使用時には、給水源２ど洗浄用ノズル６の間口との高
さの違いによる圧力に抗して、ばね３６により付勢され
た第１の弁体３７が流入口２１を閉じており、加熱室１
２への入水が閉止されている。すなわち、上記高さの違
いによる水漏れが、圧力調整装置どしての第１の弁体３
７により防止されている。

使用時には、ポンプ５の作動により、第１の接続口２６
側の圧力が増大して、第１の弁体３７がばね３Ｇの付勢
力に抗して下方へ移動して開き、第１の弁室２２および
流入口２１を介して、水が加熱室１２内に流入する。つ
いで、加熱室１２内に流入した水は、ケース本体１５お
よび取付板１６と迂回板６７との間の空間部、迂回板６
７の流通口６６、および、迂回板６７内のフロート６４
、温度感知子５７（−ｊ近を通過していく。その際、発
熱体５１により水が加熱されて温水となる。つぎに、こ
の温水は流出口２５より流出され、洗浄用ノズル６に送
られる。

なお、迂回板６７は、加熱室１２内の流路覆なわち熱交
換経路を規制して、熱交換効率を向上させるためのもの
である。

ところで、加熱室１２内の圧ツノが一定値より低くなっ
ている場合には、ばね４１により付勢された第２の弁体
４２が連通口２３を閉じているが、加熱室１２内の圧力
が一定値より高くなると、第２の弁体４２が上方へ移動
して間ぎ、連通口２３、第２の弁室２４および第２の接
続口３２を介して、水が給水源２側へ逆流する。すなわ
ち、第２の弁体４２は安全弁としての機能を有するもの
である。

また、温度検出装置としてのサーミスタ５５は、加熱室
１２内の温水の温度を検出する。そして、この温度の検
出に基づき発熱体５１の発熱量を制御回路により制御す
る。

さらに、フロートスイッチ５９は、加熱室１２内の水位
を検出する。そして、この水位の検出に基づき発熱体５
１を制御回路により制御する。たとえば、水位が一定値
以下になった場合には、発熱体５１への通電を切る。

上記構成によれば、発熱体５１、サーミスタ５５および
フロートスイッチ５９などの部品を高密度に集約して配
置したことにより、すなわち、とくに螺旋状の発熱体５
１の内側の空間部にフロートスイッチ５９のフロート６
４および支持部６３を設けたことにより、加熱室１２の
容積を約１００ｃｃ以下、５０〜７０ｃｃ程度まで小さ
くすることができる。したがって、弁室２２．２４、リ
ミッタ５３、サーミスタ５５およびフロートスイッチ５
９などの制御装置、安全装置を盛り込んでいても、熱交
換器１はコンパクトであり、温水洗浄装置全体も小さく
できるので、トイレという狭い場所に設置する場合でも
、たとえば壁に掛ける、あるいはロータンクに掛けると
いうぐあいに、任意の場所に設置でき、邪魔になること
がない。もちろん、小型化できることにより、安価にも
できる。とくに、貯湯式の熱交換器を用いた場合に比べ
て、大幅に安価にできる。

また、上述のように、加熱室１２の容積を大幅に小さく
できることにより、加熱スピードと熱交換効率も大幅に
向上する。たとえば、 加熱室１２の容積　　Ｖ＝１００ｃｃ 発熱体５１の入ノｊ　　Ｗ＝１０００Ｗａｔｔ湯沸し効
率　η−０，９＝　９０％ 流入口水温　ｔ１＝１０℃ 流出口水濡　ｔｚ　＝４０℃ とすると、沸上り時間Ｔ〔秒〕は、 １　Ｋ１１ｌｈ　＝　８．６０４２１ｘ　１０”　ｃａ
ｔより、 Ｔ−Ｖ　（”　２　　”　１　） ０．２４　Ｗη　　　　　　　　　°°゛°°°（１）
であるから１ ．１（ゝ）ｘ　（４０−１０）・ ０．２４　ｘｌｏｏｏｘ　ｏ、ｑ”　４秒となる。すな
わち約１４秒で温水となる。

なお、Ｖ＝１００ｃｃは多き目に採った値であり、また
、ηも実際には９０〜９５％にできるので、湧沸り時間
はより短くできる。

これに対し、従来の貯湯式の熱交換器では、約１．５１
位の温水タンクになっている場合がほとんどなので、こ
の値を用いて同様に計算すると、１１１“ＯＸ　（４”
−１０）　＃２０　ｓ秒””　０．２４　Ｘ１０００Ｘ
　Ｏ，９＝３分２８秒 となり、温水になるのに約３分生もかかる。これは単純
計算であり、貯湯式の場合は熱交換ロスも大きいため、
貯湯式の場合と本発明の場合とでは、上記計算値以上の
有意差が実際にはある。

以上は立ち上りの比較であるが、各使用時毎に上記の差
が出るわけではもちろんない。つまり、不使用時にも保
温しておく場合には、上記の差は出ない。しかし、この
場合にも、保温容量の差により、通電率には上記の差と
同様の差が生ずる。

すなわち、本発明の場合は、貯湯式の場合に比べて、電
力使用帛つまり電気料も大幅に少なくなる。

また、保温しておいても、貯湯式の場合は、１分間の水
量を５０Ｑｃｃとすると、約３分で４００Ｃの湯を使い
きってしまい、連続して使用する場合が多いと、温度が
上らず不便を感じるものである。それに対して、本発明
の場合は、 連続水量Ｖｃ＝５００ｃｃ／分共８．３３ｃｃ／秒とす
ると、（１）式を変形した より、Ｖ／Ｔ＝Ｖｃとおいて、 坤２５，９℃ を得る。すなわち、連続使用しても、約２６°Ｃ水を温
度上昇させることがでさる１、前記の３０°Ｃの温度上
昇よりは若干少ないが、この差は、発熱体５１の入力Ｗ
を上げるなど、各装置に合わせて調整することができる
。

また、圧力調整用の第１の弁体３７を収納した第１の弁
ｖ２２と安全弁としての第２の弁体４２を収納した第２
の弁室２４とは、ケース本体１５に一体に、かつ、加熱
室１２と連通近接して設けたので、保温状態にしておけ
ば、熱伝導により、第１の弁室２２および第２の弁室２
４も温められ、冬期における凍結による弁機能の低下な
どの危険性も大幅に減少する。

さらに、加熱室１２を形成するケース体１１は、その大
部分が合成樹脂製のケース本体１５からなっているので
、熱放散が少’ｃＬ　＜　、熱交換効棒′および保温性
がより高い。

また、発熱体５１は、取付板１６以外には接していない
ので、熱交換のロスが少なく水への加熱効果が大きいと
ともに、通常使用時において、取付板１６以外の部品は
直接加熱されないので、耐熱性の比較的低い合成樹脂製
のケース本体１５を含めたこれらの部品が熱から保護さ
れる。それに加えて金属製の取イ」板１６も、通常使用
時は水に接しているから、過度に温度が上昇しない。

ところで、異常時すなわち発熱体５１に過剰に通電され
過熱が生じた場合には、取イ」板１６に取付けられたリ
ミッタ５３が過度の温度上昇を検出して発熱体５１への
通電を遮断する。このとき、発熱体５１が接しておらず
かつ合成樹脂からなるケース本体１５の温度上昇よりも
、発熱体５１が固着された金属製の取付板１６の温度上
昇の方が速いが、−上述のようにこの取付板１６の方に
リミッタ５３が取付（）られており、リミッタ５３への
熱伝導が速いので、このリミッタ５３は迅速に作動する
。とくに、加熱室１２内に水がない場合の異常通電時に
おける発熱体５１の急激な温度上昇にも、十分に対応で
きる。

しかも、上述のように通常使用時すなわち加熱室１２内
に水が流れている時の取付板１６の温度寸なわちリミッ
タ５３の温度は比較的低いので、異π時との温度差が大
きくなり、したがって、リミッタ５３の作動温度を比較
的低く設定できるので、このリミッタ５３の作動をより
確実なものとできる。

したがって、補助的な過熱防止装貿を設（）るような必
要がなく、高価にならないとともに、本発明のようにコ
ンパクト化された熱交換器１においても十分な安全性が
確保される。

〔発明の効果〕 本発明によれば、螺旋状に形成された発熱体の内側にフ
ロートスイッチのフロー［・および支持部を配設したの
で、加熱室を小さくでき、熱交換器全体を小さくできる
とともに、この熱交換器を用いた温水洗浄装置なども小
さくでき、したがって、トイレなどの狭い場所に邪魔に
なることなく設置することができるとともに、安価にで
き、また、上述のように加熱室を小さくできることによ
り、加熱スピードおよび熱交換効率なども向上Ｊ−る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の熱交換器の一実施例を示
す断面図、第３図はその分解斜視図、第４図は本発明の
熱交換器を用いた温水洗浄装置全体の斜視図である。 １・・熱交換器、２・・給水源、６・・給湯部としての
洗浄用ノズル、１１・・ケース体、１２・・加熱室、２
１・・流入口、２５・・流出口、５１・・発熱体、５５
・・温度検出装置としての４ノーミスタ、５９・・フロ
ートスイッチ、６３・・支持部、６４・・フロート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）給水源に接続する流入口および給湯部に接続する
   流出口を有するとともにこれら流入口および流出口に連
   通する加熱室を内部に有するケース体と、このケース体
   の加熱室内に設けられた発熱体と、上記加熱室内の温度
   を検出する温度検出装置と、上記加熱室内の水位を検出
   するフロートスイッチとを備え、 上記発熱体を螺旋状に形成し、この螺旋状の発熱体の内
   側に上記フロートスイッチのフロートとこのフロートを
   支持する支持部とを配設したことを特徴とする熱交換器
   。