JP2009156507A - Fluid heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導入部から導入された流体を、流路に沿って流動させながら加熱して導出部から導出させる流体加熱装置に関する。 The present invention relates to a fluid heating apparatus that heats a fluid introduced from an introduction part while flowing the fluid along a flow path and leads the fluid from the lead-out part.
流体加熱装置は、例えば、温水洗浄便座の温水器として用いられている。温水洗浄便座に用いられる温水器には、貯湯式温水器や瞬間式温水器などがあるが、近年では瞬間式温水器が数多く見受けられる。
瞬間式温水器に係る技術的な要素としては、電気エネルギー供給方法(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)、温度制御(例えば、特許文献3参照)、流路などが挙げられる。これらを組み合わせることで、コストパフォーマンスの向上を実現することができる。
The fluid heating device is used, for example, as a water heater of a warm water washing toilet seat. Hot water heaters used for hot water flush toilet seats include hot water storage water heaters and instantaneous water heaters, but in recent years, many instantaneous water heaters have been found.
Technical elements related to the instantaneous water heater include an electric energy supply method (see, for example,
特に、電気エネルギー供給方法に関しては、発電によるCO2の発生が地球環境保全上問題となっているので、高熱効率で実施されることが望まれている。
例えば、特許文献1に記載の温水器は、コイルなどの誘導加熱による電気エネルギー供給方法を用いている。また、特許文献2に記載の温水器は、セラミックヒータの抵抗加熱による電気エネルギー供給方法を用いている。誘導加熱と抵抗加熱とを、電気エネルギー供給方法の評価項目である変換効率によって比較すると、抵抗加熱の方が優れている。
In particular, regarding the electric energy supply method, since generation of CO2 due to power generation is a problem in terms of global environmental conservation, it is desired to be implemented with high thermal efficiency.
For example, the water heater described in
そこで、特許文献4に記載の温水器では、流体が流動するパイプをまとめて数本包むように鋳込んだ鋳物部の表面に溶射によって抵抗発熱体を形成し、該抵抗発熱体を通電することで流体を抵抗加熱している。この温水器によれば、溶射技術を用いて抵抗発熱体を形成することで、電気エネルギーの変換効率が更に高まるとされている。
しかしながら、上述した特許文献に記載の温水器では、まだ以下の点が懸念されていた。即ち、特許文献1、特許文献2及び特許文献4に記載の温水器では、発熱するヒータと流体との間に他の物質が介在しているため、他の物質に熱が伝達する際に損失が発生していた。つまり、熱効率が低い間接加熱で流体を加熱せざるを得なかった。また、特許文献3に記載の温水器では、ヒータの一部が流路を形成しており、直接加熱しているが、ヒータの流路を形成していない部分から流体外へと熱が損失していた。
However, in the water heater described in the above-mentioned patent document, there are still concerns about the following points. That is, in the water heaters described in
そして、これらの点が原因となり、従来の温水器では、家庭電力では瞬間的に温水になりにくい上に、エネルギー損失が大きいという問題があった。 Then, due to these points, the conventional water heater has a problem that it is difficult to become hot water instantaneously with household electric power and energy loss is large.
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ヒータから発生する熱を損失無く、より高効率に流体に伝達させ、省エネルギー化することが可能な流体加熱装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a fluid heating apparatus capable of transmitting heat generated from a heater to a fluid with higher efficiency and saving energy without loss. is there.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、導入部から導入された流体を、流路に沿って流動させながら加熱して導出部から導出させる流体加熱装置であって、前記流体を加熱するヒータと、前記導入部及び前記導出部を有し、該ヒータとの間に前記流路を形成するケースと、を備え、前記流路が、前記ヒータを囲むように形成されること、を特徴とする。
なお、本願において流路がヒータを囲むことは、流路がヒータ全体を覆うように形成されるのではなく、少なくともヒータにおいて発熱をする加熱面に該当する全部分が流路を形成することを意味する。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The present invention is a fluid heating apparatus that heats a fluid introduced from an introduction portion while flowing along a flow path and leads the fluid from the lead-out portion, the heater for heating the fluid, the introduction portion, and the lead-out And a case for forming the flow path between the heater and the heater, wherein the flow path is formed so as to surround the heater.
In this application, the flow path surrounding the heater means that the flow path is not formed so as to cover the entire heater, but that at least the entire portion corresponding to the heating surface that generates heat in the heater forms the flow path. means.
この発明に係る流体加熱装置においては、流路がヒータとケースとで形成されている。従って、ヒータから発生する熱を直接流体に伝達させることができる。また、流路がヒータを囲むように形成されているので、ヒータから発生する熱を全て流体に伝達させることができる。これにより、ヒータから発生する熱を損失無く、より高効率に流体に伝達させ、省エネルギー化することが可能となる。 In the fluid heating apparatus according to the present invention, the flow path is formed by the heater and the case. Therefore, the heat generated from the heater can be directly transferred to the fluid. Moreover, since the flow path is formed so as to surround the heater, all the heat generated from the heater can be transmitted to the fluid. As a result, the heat generated from the heater can be transferred to the fluid with higher efficiency without loss and energy can be saved.
また、上記本発明における流体加熱装置において、前記ケースは、複数のケース構成体によって形成され、平板状の前記ヒータを、内面側に蛇行状の溝が形成された前記ケース構成体で左右から挟みこむことにより、蛇行状の前記流路を形成すること、が好ましい。 In the fluid heating device according to the present invention, the case is formed by a plurality of case components, and the flat heater is sandwiched from the left and right by the case component having a meandering groove formed on the inner surface side. It is preferable to form the meandering flow path by indenting.
この発明に係る流体加熱装置においては、ヒータとケースとによって形成される流路が蛇行状である。従って、流体加熱装置内を流体が流動する距離は、例えば、同じ装置内で導入部から導出部まで直線的に流動する場合の距離に比べて長くなる。よって、流体とヒータとの接触する期間が長くなり、流体加熱装置内でのヒータによる流体の加熱期間を長くすることができる。これにより、流体加熱装置の大きさを維持したまま、ヒータから発生するより多くの熱を伝達させ、より省エネルギー化することが可能となる。 In the fluid heating apparatus according to the present invention, the flow path formed by the heater and the case is serpentine. Therefore, the distance that the fluid flows in the fluid heating apparatus is longer than the distance in the case where the fluid flows linearly from the introduction section to the extraction section in the same apparatus, for example. Therefore, the period during which the fluid and the heater come into contact with each other is increased, and the heating period of the fluid with the heater in the fluid heating apparatus can be increased. Accordingly, it is possible to transmit more heat generated from the heater while maintaining the size of the fluid heating device, and to further save energy.
また、上記本発明における流体加熱装置において、前記ケースは、複数のケース構成体によって形成され、平板状の前記ヒータを前記ケース構成体で左右から挟みこむと共に、前記ケースの底部と該底部側の前記ヒータの一端との間に隙間を設けることで、U字状の前記流路を形成すること、が好ましい。 Further, in the fluid heating device according to the present invention, the case is formed by a plurality of case components, and the flat plate-like heater is sandwiched from the left and right by the case components, and the bottom of the case and the bottom side It is preferable to form the U-shaped flow path by providing a gap with one end of the heater.
この発明に係る流体加熱装置においては、単にケース構成体によって平板状のヒータを挟み込むだけで、ヒータを囲むように流路を形成することができる。これにより、ヒータから発生する熱を損失無く、より高効率に流体に伝達させる流体加熱装置を容易に作成することができる。 In the fluid heating apparatus according to the present invention, the flow path can be formed so as to surround the heater simply by sandwiching the flat heater with the case structure. Thereby, it is possible to easily create a fluid heating device that transfers heat generated from the heater to the fluid with higher efficiency without loss.
また、上記本発明における流体加熱装置において、前記ヒータは、電力密度が2W/cm2以上50W/cm2以下であること、が好ましい。 In the fluid heating apparatus of the present invention, the heater preferably has a power density of 2 W / cm 2 or more and 50 W / cm 2 or less.
この発明に係る流体加熱装置においては、流路を流動する流体を瞬間的かつ連続的に加熱するヒータを備えた流体加熱装置提供することができる。 In the fluid heating apparatus according to the present invention, it is possible to provide a fluid heating apparatus including a heater that instantaneously and continuously heats the fluid flowing in the flow path.
本発明の流体加熱装置によれば、ヒータから発生する熱を損失無く、より高効率に流体に伝達させ、省エネルギー化することが可能である。 According to the fluid heating apparatus of the present invention, heat generated from the heater can be transmitted to the fluid with higher efficiency without loss, and energy can be saved.
〔第1実施形態〕
以下、本発明に係る第1実施形態を、図1〜図3を参照して説明する。
本実施形態に係る温水器(流体加熱装置)11は、図1に示すように、温水洗浄便座Tに具備されているものである。温水洗浄便座Tは、便器に取り付け可能な温水洗浄ユニットT1と、該温水洗浄ユニットT1に基端側が軸止されている便座本体T2と、を備えている。
[First Embodiment]
A first embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
A water heater (fluid heating device) 11 according to the present embodiment is provided in a warm water washing toilet seat T as shown in FIG. The warm water washing toilet seat T includes a warm water washing unit T1 that can be attached to the toilet bowl, and a toilet seat body T2 that is pivotally fixed to the warm water washing unit T1 at the base end side.
温水洗浄ユニットT1は、外部の水道と連結することで水(流体)Wが供給される水道連結部T11と、該水道連結部T11から供給された水Wを加熱して温水にする温水器11と、温水器11によって加熱された温水を噴射し局部洗浄するノズル部T12と、水道連結部T11と温水器11とを連結する第1のホースT13と、温水器11とノズル部T12とを連結する第2のホースT14と、水道連結部T11から温水器11への水量を調整するための流水弁T15と、流水弁T15、温水器11及びノズル部T12へ給電する電源部T16と、該電源部T16を制御する電源制御部T17と、を備える。
The hot water washing unit T1 is connected to an external water supply so as to be supplied with water (fluid) W, and a
温水洗浄ユニットT1は、外部から図示しないスイッチなどを介して電源制御部T17に入力された入力信号に基づいて電源部T16を制御させ、流水弁T15を開状態にさせて温水器11に水Wを導入させると共に、温水器11の後述するヒータ21を発熱させる。これにより、水Wは、第1のホースT13を介して温水器11に導入されながらヒータ21に加熱され温水となり、更に第2のホースT14を介してノズル部T12へと導出される。ノズル部T12は、電源部T16から給電された電気エネルギーにより温水を噴射することで局部洗浄を実施する。なお、この際、温水器11からノズル部T12の間に貯留されている水Wは排水される。
The hot water cleaning unit T1 controls the power supply unit T16 based on an input signal input to the power supply control unit T17 from the outside via a switch (not shown) or the like, and opens the water flow valve T15 to supply the
以上に示したような温水洗浄便座Tに用いられる本実施形態に係る温水器11の構成について説明する。温水器11は、図2及び図3に示すように、水Wを加熱するヒータ21と、該ヒータ21との間に流路F1を形成するケース31と、を備えている。
The configuration of the
ヒータ21は、図2に示すように、平板状の基材21aと、該基材21aの内側に形成される絶縁層(図示せず)と、該絶縁層の内側に形成され、通電されることで発熱する導電層21bと、該導電層21bと外部とを電気的に接続可能にする電極部21cと、ケース31に固定するための固定穴21dと、を備える。ヒータ21は、導電層21bが電極部21cを介して外部より通電されることで発熱可能である。
As shown in FIG. 2, the
なお、ヒータ21の各構成部の材質は、例えば、一対の基材21aがステンレス、絶縁層が酸化アルミニウム及び導電層21bがニッケルクロムなどである。そして、ヒータ21は、例えば、平板状の基材21aを一対用意し、一対の基材21aの内面側に絶縁層及び導電層21bをそれぞれ溶射するなどして製造することが可能である。これにより、高電力密度(2W/cm2以上50W/cm2以下程度)のヒータ21が製造可能である。
The material of each component of the
ケース31は、図3(a)に示すように、形状が角柱状であって、平板状の第1のケース構成体31a及び第2のケース構成体31bを重ね合わすことで形成される。
第1のケース構成体31aは、図2に示すように、内面側に形成された凹部311と、該凹部311の周囲に位置し、第2のケース構成体31bと接触する接合面312と、上部310Aと凹部311とを連通するように形成され、温水洗浄便座Tの各ホースT13、T14と連結可能なホース連結部313と、を備える。
なお、第2のケース構成体31bは、第1のケース構成体31aと対向するように配置したとき、各構成部が対向した位置に配置されるように設計されているため、構成に関しては第1のケース構成体31aについてのみ説明する。
As shown in FIG. 3A, the
As shown in FIG. 2, the
The
凹部311は、長辺方向の長さがヒータ21の長辺方向の長さより長くなるように、且つ短辺方向の長さがヒータ21の短辺方向の長さと等しくなるように形成されている。また、凹部311は、外周に段部314が形成されている。段部314は、図3(b)及び図3(c)に示すように、第1のケース構成体31a及び第2のケース構成体31bがヒータ21を左右から挟みこんで温水器11を形成する際に、第2のケース構成体31bの段部314と共にヒータ21に当接するように設計されている。
The
また、段部314には、図2に示すように、ヒータ固定穴315が設けられている。ヒータ21は、温水器11を形成する際に、図示しない固定ピンをヒータ21の固定穴21d及びヒータ固定穴315に嵌通させることで、第1のケース構成体31aと第2のケース構成体31bとの間に固定される。ヒータ固定穴315は、温水器11を形成する際、図3(b)に示すように、ヒータ21とケース31の底部310B側との間に隙間S1が設けられるように位置が考慮された上で設計される。
Further, as shown in FIG. 2, the
接合面312は、図2に示すように、複数のタップ316と、一対の電極溝317とを備える。タップ316は、図3(a)に示すように、温水器11を形成する際にボルトL及びナットNで、第1のケース構成体31a及び第2のケース構成体31bを挟み込むように固定するために用いられる。一対の電極溝317は、ヒータ21を段部314に固定する際に、ヒータ21の電極部21cと接触する位置に形成される。そして、温水器11を形成した際に、第1のケース構成体31a及び第2のケース構成体31bのそれぞれの電極溝317が重なるようにして形成される電極穴318に、外部から図示しない電極を挿入し、ヒータ21の電極部21cを介して導電層21bに通電できるようになっている。
As illustrated in FIG. 2, the
ホース連結部313は、第1のケース構成体31aの上部310A側に設けられている。該ホース連結部313は、温水洗浄便座Tの第1のホースT13及び第2のホースT14のいずれとも連結可能である。即ち、第1のホースT13と連結することで流路F1に外部から水Wを導入し、第2のホースT14と連結することで水Wを導出させることができる。
The
なお、第1のケース構成体31a及び第2のケース構成体31bは、アクリル樹脂などを加工することで形成される。
The
上述のように形成された第1のケース構成体31a及び第2のケース構成体31bは、ヒータ21を固定ピンで段部314のヒータ固定穴315に固定させると共に、左右からヒータ21を挟みこみ、ボルトLとナットNで固定することで温水器11を形成する。この際、ケース31の底部310Bと該底部310B側のヒータ21の一端との間には、隙間S1が設けられる。これにより、温水器11の流路F1は、図3(b)に示すように、ヒータ21を囲むようにU字状形成される。
The
ところで、本実施形態に係る温水器11は、温水洗浄便座Tに以下に示すように組み込まれる。即ち、第1のケース構成体31aのホース連結部313に温水洗浄便座Tの第1のホースT13を、第2のケース構成体31bのホース連結部313に温水洗浄便座Tの第2のホースT14を連結する。つまり、第1のケース構成体31aのホース連結部313が温水器11の導入部、第2のケース構成体31bのホース連結部313が温水器11の導出部として作用する。そして、電極穴318に、温水洗浄便座Tの電源部T16と電気的に接続されている電極を挿入し、ヒータ21の電極部21cと温水洗浄便座Tの電源部T16とを電気的に接続する。
By the way, the
次に、本実施形態に係る温水器11の作動について説明する。
外部のスイッチから入力信号が電源制御部T17に入力された際に、温水器11には、温水洗浄便座Tの第1のホースT13より水Wが導入されると共に、電源部T16よりヒータ21に給電されることによりヒータ21が発熱する。
Next, the operation of the
When an input signal is input from the external switch to the power supply control unit T17, water W is introduced into the
ここで、流路F1がヒータ21とケース31とで形成されているので、ヒータ21から発生する熱を直接水Wに伝達させることができる。また、流路F1がU字状にヒータ21を囲むように形成されているので、ヒータ21から発生する熱を全て水Wに伝達させることができる。これにより、ヒータ21から発生する熱を損失無く、より高効率に水Wに伝達させ、省エネルギー化することが可能となる。
結果として、本実施形態の温水器11は、水Wを装置内部で瞬間的かつ連続的に加熱することができ、温水器11の導出部より温水を導出することが可能となる。
Here, since the flow path F <b> 1 is formed by the
As a result, the
また、本実施形態の温水器11においては、単に第1のケース構成体31a及び第2のケース構成体31bによって平板状のヒータ21を左右から挟み込むだけで、ヒータ21を囲むように流路F1を形成することができる。これにより、温水器11を容易に作成することができる。
Further, in the
〔第2実施形態〕
次に、本発明に係る第2実施形態を、図4を参照して説明する。なお、この第2実施形態の温水器12においては、第1実施形態の温水器11における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, in the
第2実施形態と第1実施形態との異なる点は、図4に示すように、ヒータ22の大きさと、第1のケース構成体32a及び第2のケース構成体32bのそれぞれの底部310B側に底部側ホース連結部329が設けられていることである。
As shown in FIG. 4, the difference between the second embodiment and the first embodiment is that the size of the
ヒータ22は、長辺方向の長さが両ケース構成体32a、32bの凹部311の長辺方向の長さと等しくなるように形成されている。即ち、ヒータ22は、両ケース構成体32a、32bの間に形成される流路F2を完全に分断させる。また、底部側ホース連結部329は、流路用ホースF21で流路F2の一部を形成するように連結されている。
即ち、本実施形態の温水器12は、水Wが第1のケース構成体32aとヒータ22との間から、流路用ホースF21を介して、第2のケース構成体32bとヒータ22との間を流動するように、流路F2が形成されている。
The
That is, in the
本実施形態に係る温水器12によれば、上述のように、ケース32とヒータ22とによって、流路F2がヒータ22を囲むように形成されているので、ヒータ22から発生する熱を全て水Wに伝達させることができる。これにより、ヒータ22から発生する熱を損失無く、より高効率に水Wに伝達させ、省エネルギー化することが可能となる。
According to the
〔第3実施形態〕
次に、本発明に係る第3実施形態を、図5を参照して説明する。なお、この第3実施形態の温水器13においては、第1実施形態の温水器11における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, in the
第3実施形態と第1実施形態との異なる点は、図5(a)に示すように、ヒータ23の形状が十字状であると共に、ホース連結部333が第1のケース構成体33aにのみ設けられていることである。
The difference between the third embodiment and the first embodiment is that, as shown in FIG. 5A, the
即ち、本実施形態の温水器13で用いられるヒータ23は、平板状の平板部23aと、該平板部23aの短辺方向略中央に、該平板部23aと直交するように第1のケース構成体33a側に設けられた第1の凸部23bと、平板部23aと直交するように第2のケース構成体33b側に設けられた第2の凸部23cと、を備えている。なお、ヒータ23の導電層21bは、第1の凸部23b及び第2の凸部23cのそれぞれの内部にも形成されていることが好ましい。
That is, the
平板部23aは、第1の実施形態のヒータ21と同様に、長辺方向の長さが凹部の長辺方向の長さより短くなるように形成されている。即ち、第1のケース構成体33aとヒータ23とによって形成される流路と、第2のケース構成体33bとヒータ23とによって形成される流路とは、ケース33の底部310B側でU字状に連結される。
The
第1の凸部23bは、第1のケース構成体33aの上部310A側及び底部310B側が共に、凹部の長辺方向の長さから、段部の幅に該当する長さだけ短くなるように形成されている。即ち、第1の凸部23bは、図5(b)に示すように、第1のケース構成体33aとヒータ23の平板部23aとによって形成される流路を、第1の流路F31及び第2の流路F32に分断する。
The first
また、第2の凸部23cは、図5(a)に示すように、ケース33の上部310A側において、ケース33との間に隙間ができるように形成されている。また、第2の凸部23cの底部310B側は、第1の凸部23bの底部310B側と対応した位置まで設けられている。即ち、第2の凸部23cは、図5(b)に示すように、底部310B側で第2のケース構成体33bとヒータ23の平板部23aとにより形成される流路を第3の流路F33及び第4の流路F34に分断すると共に、上部310A側で第3の流路F33と第4の流路F34とを連結する。
Further, as shown in FIG. 5A, the second
また、第1のケース構成体33aに設けられたホース連結部333の一方は、温水洗浄便座Tの各ホースT13、14と第1の流路F31を連結可能とし、他方は、温水洗浄便座Tの各ホースT13、14と第2の流路F32を連結可能とする。
One of the
ここで、第1のケース構成体33aの一方のホース連結部333aに温水洗浄便座Tの第1のホースT13を、他方のホース連結部333bに温水洗浄便座Tの第2のホースT14を連結する。即ち、一方のホース連結部333aを温水器13の導入部、他方のホース連結部333bを温水器13の導出部とする。
Here, the first hose T13 of the warm water washing toilet seat T is connected to one
すると、第1のホースT13に連結された一方のホース連結部333aから導入された水Wは、第1の流路F31からケース33の底部310B側に流動し、第3の流路F33に達する。続いて、水Wは、第3の流路F33からケース33の上部310A側に流動し、第4の流路F34に、そして、第4の流路F34から底部310B側に流動し、第2の流路F32に達する。そして、水Wは、第2の流路F32の上部310A側で他方のホース連結部333bを介し、第2のホースT14へと導出される。即ち、流路F3はヒータ23を囲むように形成される。
Then, the water W introduced from the one
本実施形態の温水器13においては、ヒータ23とケース33とによって形成される流路F3が、例えば、同じ大きさの温水器13内で、水Wが導入部から導出部まで直線的に流動する場合の距離に比べて長くなる。よって、水Wとヒータ23との接触する期間が長くなり、温水器13内でのヒータ23による水Wの加熱期間を長くすることができる。これにより、温水器13の大きさを維持したまま、より多くの熱を伝達させることが可能となる。
In the
〔第4実施形態〕
次に、本発明に係る第4実施形態を、図6及び図7を参照して説明する。なお、この第4実施形態の温水器14においては、第2実施形態の温水器12における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, in the
第4実施形態と第2実施形態との異なる点は、図6に示すように、第1のケース構成体34a及び第2のケース構成体34bの内面側に、凹部ではなく蛇行状の溝部341が形成されていることと、底部側ホース連結部329が温水洗浄便座Tの各ホースT13、T14に連結されていることである。
The difference between the fourth embodiment and the second embodiment is that, as shown in FIG. 6, a meandering
即ち、温水器14の流路F4は、図7(a)及び図7(b)に示すように、第1のケース構成体34aの溝部341とヒータ22との間に形成される第1の蛇行流路F41と、第2のケース構成体34bの溝部341とヒータ22との間に形成される第2の蛇行流路F42と、で構成される。
That is, the flow path F4 of the
また、図6に示すように、温水洗浄便座Tの第1のホースT13は、2つに分岐され、第1のケース構成体34a及び第2のケース構成体34bのホース連結部313にそれぞれ連結されている。そして、温水洗浄便座Tの第2のホースT14も2つに分岐されており、第1のケース構成体34a及び第2のケース構成体34bの底部側ホース連結部329にそれぞれ連結されている。
即ち、両ケース構成体34a、34bのホース連結部313は、温水器14の導入部として、両ケース構成体34a、34bの底部側ホース連結部329は、温水器14の導出部としてそれぞれ作用する。
Further, as shown in FIG. 6, the first hose T13 of the warm water flush toilet seat T is branched into two and connected to the
That is, the
従って、第1のケース構成体34aのホース連結部313から導入された水Wは、図7(a)及び図7(b)に示すように、第1のケース構成体34aの溝部341とヒータ22とによって形成される第1の蛇行流路F41を流動し、第1のケース構成体34aの底部側ホース連結部329から温水洗浄便座Tの第2のホースT14へと導出される。第2のケース構成体34bの溝部341とヒータ22とによって形成される第2の蛇行流路F42に関しても同様に、第2のホースT14へと導出される。
Accordingly, the water W introduced from the
従って、本実施形態の温水器14においては、ヒータ22とケース34とによってヒータ22を囲むように形成される流路F4が蛇行状である。従って、温水器14内を水Wが流動する距離は、例えば、同じ装置内で導入部から導出部まで直線的に流動する場合の距離に比べて長くなる。よって、水とヒータ22との接触する期間が長くなり、温水器14内でのヒータ22による水Wの加熱期間を長くすることができる。これにより、温水器14の大きさを維持したまま、より多くの熱を伝達させることが可能となる。
Therefore, in the
〔第5実施形態〕
次に、本発明に係る第5実施形態を、図8を参照して説明する。なお、この第5実施形態の温水器15においては、第2実施形態の温水器12における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, in the
第5実施形態と第2実施形態との異なる点は、図8に示すように、ヒータ25の主面に蛇行凸部25aが形成されていることである。なお、ヒータ25の導電層21bは、各蛇行凸部25aの内部にも形成されていることが好ましい。
The difference between the fifth embodiment and the second embodiment is that meandering
即ち、この発明に係る温水器15においては、第4実施形態と同様に、第1のケース構成体32aとヒータ25との間及び第2のケース構成体32bとヒータ25との間にそれぞれ蛇行流路が形成される。従って、第4実施形態と同様の作用効果を奏する上に、第4実施形態と比較して、流路F5に接するヒータ25の表面積が増加する。これにより、ヒータ25から発生する熱をより高効率に水Wに伝達させることが可能となる。
That is, in the
以上、本発明の実施形態及び実施例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the scope of the present invention. It is.
例えば、上記実施形態では、ヒータ全体がケースに封止された上で固定されていたが、これに限らない。つまり、ヒータ全体が水W中にある必要は無く、少なくとも導電層21bを形成するヒータの一面である加熱面が、流路を形成するように配置されていれば良い。例えば、ヒータの電極部21cは凹部に挟み込まれる位置になくてもかまわない。従って、ヒータの電極部21cが第1のケース構成体及び第2のケース構成体に当接され、ヒータが両ケース構成体に挟持されるように固定されていてもかまわない。
For example, in the above-described embodiment, the entire heater is fixed after being sealed in the case, but is not limited thereto. That is, the entire heater does not need to be in the water W, and at least the heating surface, which is one surface of the heater that forms the
また、上記実施形態では、ケースの外形が角柱状になるように各ケース構成体を形成したが、ケースの外形は円筒状や、箱状でもかまわない。また、ケースは、3つ以上のケース構成体により構成されていてもかまわない。 In the above embodiment, each case component is formed so that the outer shape of the case has a prismatic shape. However, the outer shape of the case may be cylindrical or box-shaped. Further, the case may be constituted by three or more case components.
また、上記実施形態では、導入部から温水器に導入される水量は0.5〜1.5l/min程度、温水洗浄便座Tの電源から供給される電力は1Kw程度(水量により可変)であることが好ましい。 Moreover, in the said embodiment, the amount of water introduced into a water heater from an introducing | transducing part is about 0.5-1.5 l / min, and the electric power supplied from the power supply of the warm water washing toilet seat T is about 1 Kw (it changes with water amounts). It is preferable.
また、上記実施形態では、溶射技術を用いて製造したヒータを用いているが、これに限られない。例えば、図9に示すようなヒータ26を用いてもかまわない。ヒータ26は、略平板状のヒータであって、SUS(ステンレス銅)を材質として、ヒータ26の外形を形成する基材21aと、該基材21aの両主面の内側に長手方向に沿って形成され、通電されることで発熱する一対の導電層21bと、該導電層21bと外部とを電気的に接続可能にする複数の電極部21cと、基材21aと導電層21b及び電極部21cとをそれぞれ絶縁するように形成された絶縁層21eと、導電層21b、電極部21c及び絶縁層21eを被膜する被膜層21fと、を備える。このヒータ26によれば、特に、基材21aを形成するSUSによって、ヒータ26の導電層21bの水腐食を防止することができ、水W中内での耐久性を向上させることができる。なお、ヒータ26において、導電層21bは片面側にのみ設けられていても構わない。
Moreover, in the said embodiment, although the heater manufactured using the thermal spraying technique is used, it is not restricted to this. For example, a
また、上記実施形態では、温水器を温水洗浄便座Tの一構成とした例を用いて説明したが、温水洗浄便座Tに使用されるものに限られない。 Moreover, although the said embodiment demonstrated using the example which made the warm water heater one structure of the warm water washing toilet seat T, it is not restricted to what is used for the warm water washing toilet seat T.
また、上記実施形態では、流体加熱装置である温水器で水Wを加熱したが、加熱対象は水Wに限らず、流動性を有する流体であれば制限はない。 Moreover, in the said embodiment, although the water W was heated with the water heater which is a fluid heating apparatus, the heating object will not be restricted if it is a fluid which has fluidity | liquidity not only the water W.
本発明に係る第2実施形態の温水器12において、以下の条件で実験を行った。
第1のケース構成体32a及び第2のケース構成体32bは、それぞれ外形の長辺方向の長さが170mm、短辺方向の長さが46mmとした。また、両ケース構成体32a、32bの凹部311の長辺方向は、長さが150mm、短辺方向の長さが24mm、深さが4mmとした。
そして、ヒータ22は、長辺方向の長さが170mm、短辺方向の長さが30mmとした。また、ヒータ22の導電層21bは長辺方向が144mm、短辺方向の長さが24mmとした。そして、ヒータ22の導電層21bは、両ケース構成体32a、32bの凹部311とそれぞれ対向して位置されるように設計されている。即ち、ヒータ22の導電膜21bは、ヒータ22とケース32とによって形成される流路F2に囲まれている。
In the
The
The
水量0.8ml/min、電圧、電力はそれぞれ100V、1Kw程度でヒータ22の電力密度14/cm2で、実施したところ、導入部での温度が20℃であった水Wが、瞬時に導出部で約45℃程度の温水となった。この際の熱効率は、95%程度であった。
これにより、本発明に係る温水器の効果が実証された。
When the amount of water was 0.8 ml / min, the voltage and power were about 100 V and 1 Kw, respectively, and the power density of the
This proved the effect of the water heater according to the present invention.
W 水(流体)
11、12、13、14、15 温水器(流体加熱装置)
21、22、23、25、26 ヒータ
31、32、33、34 ケース
31a、31b、32a、32b、33a、33b、34a、34b ケース構成体
F1、F2、F3、F4、F5 流路
S1 隙間
310B 底部
313、333、333a、333b ホース連結部(導入部、導出部)
329 底面側ホース連結部(導出部)
W Water (fluid)
11, 12, 13, 14, 15 Water heater (fluid heating device)
21, 22, 23, 25, 26
329 Bottom side hose connection part (lead-out part)
Claims (4)
前記流体を加熱するヒータと、
前記導入部及び前記導出部を有し、該ヒータとの間に前記流路を形成するケースと、を備え、
前記流路は、前記ヒータを囲むように形成されること、
を特徴とする流体加熱装置。 A fluid heating device that heats a fluid introduced from an introduction part while flowing along a flow path and leads the fluid from the lead-out part,
A heater for heating the fluid;
A case having the introduction part and the lead-out part and forming the flow path between the heater and the heater;
The flow path is formed to surround the heater;
A fluid heating device.
前記ケースは、複数のケース構成体によって形成され、
平板状の前記ヒータを、内面側に蛇行状の溝が形成された前記ケース構成体で左右から挟みこむことにより、蛇行状の前記流路を形成すること、
を特徴とする流体加熱装置。 The fluid heating apparatus according to claim 1,
The case is formed by a plurality of case components.
Forming the flow path in a meandering manner by sandwiching the flat heater from the left and right with the case structure in which a meandering groove is formed on the inner surface side;
A fluid heating device.
前記ケースは、複数のケース構成体によって形成され、
平板状の前記ヒータを前記ケース構成体で左右から挟みこむと共に、前記ケースの底部と該底部側の前記ヒータの一端との間に隙間を設けることで、U字状の前記流路を形成すること、
を特徴とする流体加熱装置。 The fluid heating apparatus according to claim 1,
The case is formed by a plurality of case components.
The flat heater is sandwiched by the case structure from the left and right, and a U-shaped flow path is formed by providing a gap between the bottom of the case and one end of the heater on the bottom side. thing,
A fluid heating device.
前記ヒータは、電力密度が2W/cm2以上50W/cm2以下であること、
を特徴とする流体加熱装置。 The fluid heating apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The heater has a power density of 2 W / cm 2 or more and 50 W / cm 2 or less,
A fluid heating device.
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