JP4423956B2 - Heat exchanger and sanitary washing apparatus provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、冷水を温水に加熱するヒータを備えた熱交換器と、それを用いて人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に関する。 The present invention relates to a heat exchanger provided with a heater that heats cold water to hot water, and a sanitary washing device that uses the heat exchanger to wash a local part of a human body.
従来、この種の熱交換器は、図14に示すように、円筒状の基材パイプ101と外筒102からなる二重管構造をしている。そして、基材パイプ101の外面の一部にはヒータ部103が設けられている。また、基材パイプ101の内孔104には、らせん中子105が挿入されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, this type of heat exchanger has a double tube structure including a cylindrical base pipe 101 and an outer cylinder 102 as shown in FIG. A
上記構成において、流体としての水は、基材パイプ101の内孔104を流れるものであり、その際、水は基材パイプ101の内孔104に挿入されたらせん中子105のねじ山106に沿って流れるものであり、ヒータ部103からの熱と熱交換されて温水が吐出されるものである。
しかしながら、前記従来の構成では、基材パイプ101の外にヒータ部103を設けているために、ヒータ部103を熱絶縁して囲うための外筒102が必要となり大きな構成となっていた。また、基材パイプ101の外面にヒータ部103を設けた構成なので、ヒータ部103の熱が基材パイプ101の外部へ逃げるため熱交換効率が悪いという課題があった。さらに、内孔104にらせん中子105を挿入して保持するためには、ヒータ部103がある基材パイプ101の内面に接触する必要があり、らせん中子105は熱的に強固な材質にしなければならないという制限があった。
However, in the conventional configuration, since the
本発明は、小型で熱交換効率のよい熱交換器において、流速変換手段を設けることで熱交換器の流路部のスケール付着またはスケール詰まりを軽減することを目的とする。 An object of the present invention is to reduce scale adhesion or scale clogging in a flow path portion of a heat exchanger by providing a flow rate conversion means in a small heat exchanger having high heat exchange efficiency.
前記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、発熱体の外周に設けた流路と、前記流路を構成するケースと、少なくとも前記流路の一部に流速を変化させる流速変換手段を備えたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the heat exchanger of the present invention changes the flow velocity to the flow path provided on the outer periphery of the heating element, the case constituting the flow path, and at least a part of the flow path. A flow rate conversion means is provided.
これによって、発熱体の外周に流路を設けることで、熱絶縁が流路によって行われるので、熱的な絶縁層を設ける必要がなく小型にすることができる。そして、発熱体の外周を流路で囲うことでケースの外部へ熱をほとんど逃がさない構成とすることができ、小型で熱交換効率を高めることができる。 Thus, by providing the flow path on the outer periphery of the heating element, the heat insulation is performed by the flow path, so that it is not necessary to provide a thermal insulating layer, and the size can be reduced. Then, by enclosing the outer periphery of the heating element with a flow path, it is possible to make a configuration that hardly releases heat to the outside of the case, and the heat exchange efficiency can be improved with a small size.
また、流路に設けた流速変換手段は、温度の低いケース内壁で保持することができるので樹脂などの耐熱性が弱い材質でも使用することができるので加工性に優れ、軽量とすることができるとともに、流速変換手段によって、流路の流速が加速されることで、発熱体表面や流路内に発生するスケールなどの付着を軽減することができる。 Moreover, since the flow rate conversion means provided in the flow path can be held by the inner wall of the case at a low temperature, it can be used even with a material having low heat resistance such as resin, so that it is excellent in workability and can be lightweight. At the same time, the flow velocity conversion means accelerates the flow velocity of the flow path, thereby reducing adhesion of scales and the like generated on the surface of the heating element and the flow path.
本発明の熱交換器は、発熱体の外周に設けた流路に流速変換手段を設置することで、流路の流速が加速され、発熱体表面や流路内に発生するスケールを付着しづらくし、たとえスケールが付着しかかっても流速によって剥離することができるので付着を軽減することができ、小型で高効率を実現しかつ長寿命とすることができる。 In the heat exchanger of the present invention, the flow rate conversion means is installed in the flow path provided on the outer periphery of the heating element, so that the flow speed of the flow path is accelerated and it is difficult to attach the scale generated on the surface of the heating element or in the flow path. However, even if the scale is about to adhere, it can be peeled off by the flow velocity, so that the adhesion can be reduced, and it is possible to realize a small size, high efficiency and a long life.
第1の発明は、発熱体の外周に設けた流路と、流路を囲うケースと、少なくとも流路の一部に流速を変化させる流速変換手段と、を備え流速変換手段は、流路の上流から下流方向に複数個の入水口を配置して流速を速める構成とすることにより、流路の流速により、発熱体表面に発生するスケールなどの付着物を剥離することができるので付着を軽減することができ、小型で高効率を実現しかつ長寿命とすることができる。 The first invention comprises a flow path provided on the outer periphery of the heating element, a case surrounding the flow path, and a flow rate conversion means for changing the flow speed at least at a part of the flow path. By arranging a plurality of water inlets from upstream to downstream to increase the flow rate, the flow rate of the flow path can peel off deposits such as scales generated on the surface of the heating element, reducing adhesion. It can be small, achieve high efficiency and have a long life.
また、スケール付着が発生しやすい下流の流速が速くなり、スケールの付着を軽減することができるとともに、流路を狭くすることがないため流路の圧力損失も少なくすること
ができる。
Further , the downstream flow rate at which scale adhesion is likely to occur is increased, the scale adhesion can be reduced, and the flow path pressure loss can be reduced because the flow path is not narrowed.
第2の発明は、発熱体の外周に設けた流路と、流路を囲うケースと、少なくとも流路の一部に流速を変化させる流速変換手段と、を備え、流速変換手段は、流路へ他流体を流入させて流速を速める構成としたことにより、他流体による価値効果を付加すると同時に一石二鳥的に、スケールの付着を軽減することができる。 2nd invention is equipped with the flow path provided in the outer periphery of a heat generating body, the case surrounding a flow path, and the flow-rate conversion means which changes a flow rate at least to a part of flow path, By adopting a configuration in which another fluid is introduced to increase the flow velocity, the value effect by the other fluid can be added, and at the same time, the adhesion of the scale can be reduced in two birds with one stone.
第3の発明は、特に、第1の発明または第2の発明の熱交換器を備えた衛生洗浄装置は、熱交換器を小型化することで衛生洗浄装置本体の小型化が実現でき、狭いトイレ空間にも容易に設置することができるとともに、熱交換器内のスケールの付着を早期に防止することで、衛生洗浄装置の洗浄ノズルにスケール破片が詰まることを防止でき、長寿命の衛生洗浄装置とすることができる。 The third aspect of the invention is particularly narrow in the sanitary washing apparatus provided with the heat exchanger of the first or second aspect of the invention, by downsizing the heat exchanger, so that the size of the sanitary washing apparatus body can be reduced. It can be easily installed in the toilet space, and by preventing the scale from adhering to the heat exchanger at an early stage, it is possible to prevent clogging of scale debris in the cleaning nozzle of the sanitary cleaning device, and a long-life sanitary cleaning It can be a device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における熱交換器の断面図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view of a heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
図1において、熱交換器は、流体としての水を加熱する発熱体としてのシーズヒータ7と、シーズヒータ7の外周を囲って流路9を構成するケース8と、流路9を螺旋状に構成するための流速変換手段としてのバネ10で構成されている。そして、入水口11と、吐水口12と、シーズヒータ7の電極端子13、14と、流路9をシールするためのOリング15を備えている。また、図中16の矢印は水の流れを示す。
In FIG. 1, the heat exchanger includes a sheathed
以上のように構成された熱交換器について、以下その動作、作用を説明する。 About the heat exchanger comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、発熱体であるシーズヒータ7は、図2に示すように、酸化マグネシウム(図示せず)が封入された銅パイプ17の中に電熱線18がコイル状に配設されているものである。そして、その電熱線18と接続された電極端子13、14に電気を通電することで電熱線18が加熱され、銅パイプ17に熱が伝わることで、銅パイプ17の外周を流れる水が加熱されて温水となり、熱交換されるものである。
First, as shown in FIG. 2, the
ここで、水は、図3の側面断面図に示すように、ケース8の中心から偏芯した側面位置に設けた入水口11から入水し、シーズヒータ7の銅パイプ17の外周に流れ込み、さらに、銅パイプ17の外周に沿って螺旋状に配置したバネ10によって、銅パイプ17の外周を螺旋状に旋回して流れ、再び側面に設けた吐出口12より吐出されることになる。ここで、螺旋状に配置するバネ10は、バネ10のピッチ間6を構成する流路断面積が、ケース8と銅パイプ17との間に構成された略ドーナツ状の流路の断面積より狭くなるようなピッチで旋回させるようにした。この結果、バネ10に沿って螺旋状に流れる旋回流の流速は、バネ10がない場合に比べて速くなり、流速が加速されることになる。
Here, as shown in the side sectional view of FIG. 3, water enters from the water inlet 11 provided at the side surface position eccentric from the center of the
また、ケース8と銅パイプ17で囲まれた円筒状の流路空間はアスペクト比の大きな流路断面となり、もしバネ10がない場合は、ケース8の中心から偏芯した側面位置に設けた入水口11から入った水は、当初は銅パイプ17の外周に沿って螺旋状に流れるが、下流になるにしたがって旋回流が失われ、徐々に円筒状の軸方向の流れ成分が主体となり、下流においては実質上、水の流速が遅くなる。しかし、本実施例では、流路9を螺旋状に構成するための流速変換手段としてのバネ10を、発熱体であるシーズヒータ7の外周に備えた構成なので、流れは旋回流で速い流速状態が継続し、シーズヒータ7の銅パイプ17と流体である水の境界層の領域が非常に薄くなる。その様子を示す流速分布図を、図4
と図5に模式的に示す。このように、図4に示す流速の遅い部分19が、図5に示す流速分布の境界層20のように少なくなり、シーズヒータ7の銅パイプ17に付着するスケールなどが蓄積することを防止することができる。
In addition, the cylindrical flow passage space surrounded by the
And schematically shown in FIG. As described above, the slow
また、析出したスケール分は、速い流れによって下流側に流されてしまう効果があるとともに、流速の旋回流によってスケールが小さく砕かれて下流側に流れていくので、下流側で詰まることがない。そして、熱交換器内にスケールが付着しにくくなることによって、熱交換器としての寿命を延ばすことができる。また、螺旋状のスムーズな流れとすることで、速い流速でありながら、流路の圧損を少なく実現できるとともに、速い流速とすることで熱交換効率を向上することができ、小型化を実現することができる。 Further, the deposited scale portion has an effect of being flowed to the downstream side by a fast flow, and the scale is crushed small by the swirling flow at a flow velocity and flows to the downstream side, so that it is not clogged on the downstream side. And since a scale becomes difficult to adhere in a heat exchanger, the lifetime as a heat exchanger can be extended. In addition, the spiral smooth flow can realize a small flow path pressure loss while achieving a high flow rate, and the high flow rate can improve the heat exchange efficiency and realize downsizing. be able to.
このように、発熱体7の外周に設けたケース8によって流路9を構成し、その流路9の一部に流速を加速させる流速変換手段10を備えた構成とすることにより、流路の流速が加速され、発熱体7表面に発生するスケールなどの付着を軽減することができる。そして、発熱体7の外周に流速旋回する流路9を構成することで、小型で高効率を実現し、かつスケールが付着しなくて長寿命とすることができる。そして、発熱体7の外周に流路9を設けることで熱絶縁が流路によって行われるので、熱的な絶縁層を設ける必要がなく小型にすることができる。また、発熱体7を流路で囲うことで外部へ熱を逃がさない構成とすることができ、熱交換効率を高めることができる。さらに、流路に設けた流速変換手段10は、温度の低い部分であるケース8の内壁で保持することができるので、樹脂などの耐熱温度の低い材質でも使用することができる。よって、流速変換手段10は加工性のしやすい材料で製造することができ、軽量とすることができるとともに、流速変換手段10によって、流路に流速が加速されることで、発熱体表面に発生するスケールなどの付着を防止することができる。また、流速を速くすることで、気泡の発生を低減し、スケールの発生を抑制すると共に、シーズヒータ7の銅パイプ17の表面温度を低く抑えることができるので、沸騰音の発生を低減することができる。
Thus, the
つまり、発熱体7の外周に設けた流路9と、前記流路9を構成するケース8と、少なくとも前記流路9の一部に流速を変化させる流速変換手段10を備えた構成とすることにより、流路9の流速により、発熱体7表面に発生するスケールなどの付着物を剥離することができるので付着を軽減することができ、小型で高効率を実現しかつ長寿命とすることができる。
That is, the
また、流速を速くする方向に変化させる構成としたことにより、流路9の流速が加速され、発熱体7表面に発生するスケールなどの付着物を剥離することができるので付着を軽減することができ、小型で高効率を実現しかつ長寿命とすることができる。
In addition, by adopting a configuration in which the flow rate is changed in the direction of increasing the flow rate, the flow rate of the
なお、シーズヒータ7のシース材質を銅パイプ17で説明したが、鉄パイプやSUSパイプなど他の材質でも同様の効果がある。そして、流速変換手段10はバネで説明したが、金属のバネやバネ性を持たない螺旋線や樹脂性の同等形状のものでも同様である。さらに、衛生洗浄装置に用いる場合は、流量が100から2000mL/分程度であるため、銅パイプ17は外径が、φ3mmからφ20mm程度で、螺旋のピッチは3mmから20mm程度がよい。ケース8の内径は、φ5mmからφ30mmの範囲で、流速を速めた構成とすることができ、流速を加速することができる。また、流速変換手段10にバネを用いる場合は、バネの線径が、φ0.1mmからφ3mm程度のものがよく加工性にも優れている。
In addition, although the sheath material of the sheathed
また、流速変換手段であるバネ10は、ケース8あるいはシーズヒータ7の銅パイプ17に完全固定されてはいないので、バネ10の一部が振動自由の状態で保持されることによって、流れから受ける流力とバネ性等によって振動させ、スケール付着をさらに防止で
きるような条件にすることも可能である。また、ピッチは一定で説明したが、部分的にピッチを狭くしたり広くしたり、徐々に変化させて流速可変することによっても、スケール付着を軽減する効果がある。
Further, since the
(実施の形態2)
図6は本発明の第2の実施の形態の熱交換器の断面図である。第1の実施の形態と異なる点は、流速変換手段としてのバネ21を下流側の一部に設けたことにある。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a sectional view of a heat exchanger according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that a spring 21 as a flow velocity converting means is provided in a part on the downstream side.
そして、以下その動作、作用を説明する。 And the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
入水口11は、第1の実施の形態と同様にケース8の側面から偏芯した方向に取り付けられている。よって、図6に示すように入水した水は、バネ21がない上流においても、ケース8とシーズヒータ7の銅パイプ17で構成された円筒状の流路22に沿って旋回しながら流れ、その状態を持続することになる。しかし、入水口11と吐出口12の中間点付近になると、旋回の勢いが衰えてくる。そのまま円筒状の流路22が継続すると旋回成分はなくなり、軸方向の流れになるが、この旋回が衰え始める付近、すなわち流速が遅くなる部分である中央部より下流の領域に、流速変換手段であるバネ21を設置しておくことで、旋回流路23を構成し旋回する流れに戻すことができる。その結果、流速が速くなり、下流におけるスケール付着を軽減することができる。
The water inlet 11 is attached in a direction eccentric from the side surface of the
つまり、上流側においては、下流側に比べて、バネ21がないために、流路が広くなっている。その結果、流速が遅い状態になる。しかし、下流側にはバネ21が入っているので、流路23の断面積が狭く、上流側に比べ流速が速くなる。このように、下流側において上流側より流速を速くすることで、下流側においてスケールの付着を軽減することができる。特に、水が熱交換されることによって下流側ほど水の温度が高く、かつ水と共にシーズヒータ7の銅パイプ17の表面温度も高温になるので、スケールの発生も多くなる。しかし、下流側に流速変換手段であるバネ21を配置することで、スケールの付着を軽減することができる。
That is, on the upstream side, the flow path is widened because there is no spring 21 compared to the downstream side. As a result, the flow rate becomes slow. However, since the spring 21 is included on the downstream side, the cross-sectional area of the flow path 23 is narrow, and the flow velocity is faster than that on the upstream side. In this way, by increasing the flow velocity on the downstream side compared to the upstream side, it is possible to reduce the adhesion of scale on the downstream side. In particular, since the temperature of the water is higher toward the downstream side due to the heat exchange, and the surface temperature of the
そして、流路全体の半分の領域のみにバネ21を配置しているので、流路全域にバネ21を配置するよりも熱交換器全体の圧力損失を少なくすることができる。 And since the spring 21 is arrange | positioned only to the half area | region of the whole flow path, the pressure loss of the whole heat exchanger can be decreased rather than arrange | positioning the spring 21 to the whole flow path.
なお、流速変換手段であるバネ21を中央から下流側の部分に設けることで説明したが、中央より上流から始めても良く、スケールの付着状況に応じて移動させる構成としておけば対応することができる。また、バネ21のピッチを自在に変更することもでき、スケールの付着しない水道水の場合は、低圧損とするためにピッチを広げて使用することもできる。例えば、発熱体であるシーズヒータ7の銅パイプ17はOリング15で挟みつけているだけなので、取り外しが容易であり、バネ21を取り外してピッチを変更することも容易に行える。
In addition, although it demonstrated by providing the spring 21 which is a flow velocity conversion means in the downstream part from the center, you may start from the upstream from the center, and if it is set as the structure moved according to the adhesion state of a scale, it can respond. . In addition, the pitch of the springs 21 can be freely changed, and in the case of tap water with no scale attached, the pitch can be widened to obtain a low pressure loss. For example, since the
さらに、図7のように、断続的に流速変換手段であるバネ24、25、26を配置することで、流速が弱まったところの流速を速くすることができる。すなわち、長いパイプを用いたシーズヒータでは、全域にバネを配置させると圧力損失が大きくなるので、図7のように断続的にバネ24、25、26を配置することで低圧損とすることができ、かつ流速を速めることでスケールの付着を軽減することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, by disposing the
断続的に配置したバネ流路27、29の後流28、30でも、旋回流がしばらく持続するので、バネのない流路域があっても旋回流とすることができる。そして、旋回が弱まったところでバネを配置して再び旋回成分を発生させることで、流速を速めるのである。
Even in the
このように断続的に流速変換手段であるバネ24、25、26を配置することで、長い熱交換器にも適用でき、低圧損でスケール付着の少ない長寿命の熱交換器を実現することができる。特に、U字のような曲がりがある場合は、U字部分をバネのない流路とし、直線部分にバネを配置することで構成することができ、コンパクトな熱交換器とすることができる。
By disposing the
つまり、少なくとも流路の一部を狭くするようにしたことにより、簡単な構成で流速を加速することができ、発熱体7表面に発生するスケールなどの付着物を剥離することができるので付着を軽減することができ、小型で高効率を実現しかつ長寿命とすることができる。
That is, at least a part of the flow path is narrowed, so that the flow velocity can be accelerated with a simple configuration, and the deposits such as the scale generated on the surface of the
(実施の形態3)
図8は本発明の第3の実施の形態の熱交換器の断面図である。第1の実施の形態と異なる点は、流速変換手段として、バネ21を設ける代わりにケース31を樹脂で成型し、そのケース31の内側に螺旋状のリブ32を一体的に成型して設けたことにある。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to the third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that, as a flow rate conversion means, instead of providing the spring 21, the
以下その動作、作用を説明する。 The operation and action will be described below.
入水口11は、第1の実施の形態と同様にケース31の側面から偏芯した方向に取り付けられている。したがって、入水口11から入水した水は、シーズヒータ7の銅パイプ17の外周に流れ込み、さらに、銅パイプ17の外周に沿って螺旋状に配置したケース31の内側に螺旋状のリブ32によって、銅パイプ17の外周を螺旋状に旋回して流れて温水となり、側面に設けた吐出口12より吐出される。
The water inlet 11 is attached in a direction eccentric from the side surface of the
ここで、螺旋状のリブ32のピッチ間6を構成する流路33の断面積が、ケース31と銅パイプ17との間に構成された略ドーナツ状の流路の断面積より狭くなるようなピッチで旋回させるようにした。この結果、流速変換手段としての螺旋状のリブ32に沿って流れる旋回流の流速は、螺旋状のリブ32がない場合に比べて速くなり、流速が加速されることになる。
Here, the cross-sectional area of the flow path 33 constituting the
したがって、第1の実施の形態と同様にスケール付着を軽減する効果が得られる。しかも第1の実施の形態のようにバネ10を用いる必要がなく、ケース31の内側に螺旋状のリブ32を一体成型したものなので、部品点数および組み立て工数を低減することができる。
Therefore, the effect of reducing scale adhesion can be obtained as in the first embodiment. Moreover, it is not necessary to use the
また、図9は第2の実施の形態で説明した図6のバネ21を下流側に設けた構成に対して、バネ21の代わりに流速変換手段である螺旋状のリブ35を下流側に設けた構成を示す。したがって動作および作用効果は、図6の場合と同様に全体の圧力損失を少なくしつつ、スケール付着がしやすい下流側の流路36付近の流速を螺旋状のリブ35によって速くして、スケールの付着を軽減することができる。しかも、部品点数および組み立て工数も低減することができる。
Further, FIG. 9 shows that the spring 21 of FIG. 6 described in the second embodiment is provided on the downstream side, and a
つまり、流路の下流側が狭くなるように構成したことにより、比較的スケール付着が発生しやすい下流側におけるスケールの付着を軽減することができるとともに、全域の流路を狭くするよりも流路の圧力損失を少なくすることができる。 In other words, since the downstream side of the flow path is configured to be narrow, scale adhesion on the downstream side where scale adhesion is relatively likely to occur can be reduced, and the flow path of the entire area can be reduced rather than narrowing the overall flow path. Pressure loss can be reduced.
また、図10は第2の実施の形態で説明した図7のバネ24、25、26の代わりに流速変換手段である螺旋状のリブ37、38、39を断続的に設けた構成を示す。したがって動作および作用効果は、図7の場合と同様に全体の圧力損失を少なくしつつ、旋回流速が遅くなってスケール付着がしやすい個所の流速を螺旋状のリブ37、38、39によっ
て速くして、スケールの付着を軽減することができる。しかも、部品点数および組み立て工数も低減することができる。
FIG. 10 shows a configuration in which spiral
つまり、流路の下流側に向かって流路断面が断続的に狭くなる構成にしたことにより、スケール付着が発生しやすい下流に行くにしたがって断続的に流速が速くなり、効果的にスケールの付着を軽減することができるとともに、全域の流路を狭くするよりも流路の圧力損失を少なくすることができる。 In other words, the configuration in which the cross section of the flow path becomes narrower gradually toward the downstream side of the flow path, the flow velocity is intermittently increased toward the downstream where scale adhesion is likely to occur, and the scale adheres effectively. Can be reduced, and the pressure loss of the flow path can be reduced as compared with narrowing the flow path in the entire area.
さらに、図11は流速変換手段である螺旋状のリブ41のピッチを上流側から下流側になるにしたがって、次第に狭くなるように構成したものである。したがって、スケール付着が発生しやすい下流に行くにしたがって連続的に流速が速くなり、効果的にスケールの付着を軽減することができるとともに、全域の流路を狭くするよりも流路の圧力損失を少なくすることができる。
Further, FIG. 11 is configured such that the pitch of the
なお、図11は流速変換手段である螺旋状のリブ41のピッチを上流側から下流側になるにしたがって、次第に狭くなるように構成であったが、ケース40の内側円筒部分の螺旋状のリブ41がなく、その円筒にテーパを設け下流側になるにしたがって円筒内径が次第に狭くなるようにしても、スケール付着が発生しやすい下流に行くにしたがって連続的に流速が速くなり、流路42付近にスケールの付着を軽減することができる。
FIG. 11 shows a configuration in which the pitch of the
(実施の形態4)
図12は本発明の第4の実施の形態の熱交換器の断面図である。第1の実施の形態と異なる点は、流速変換手段として、バネ21を設ける代わりにケース43の入水口11の下流側に第2の入水口44を配置して流速を速める構成としたことにある。
(Embodiment 4)
FIG. 12 is a cross-sectional view of a heat exchanger according to the fourth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that, instead of providing the spring 21, the
以下その動作、作用を説明する。 The operation and action will be described below.
第2の入水口44は、入水口11はと同様にケース43の側面から偏芯した方向に取り付けられている。したがって、入水口11から入水した水は、シーズヒータ7の銅パイプ17の外周に流れ込み、さらに、銅パイプ17の外周に沿って螺旋状に旋回しながら流れ、その状態を持続することになる。しかし、入水口11と吐出口12の中間点付近になると、旋回の勢いが衰えてくる。そのまま円筒状の流路45が継続すると旋回成分はなくなり、軸方向の流れになるが、この旋回が衰え始める付近、すなわち流速が遅くなる部分である中央付近に、流速変換手段である第2の入水口44を設けることで、旋回流速を増加することができる。その結果、シーズヒータ7の銅パイプ17表面の流速が速くなり、下流におけるスケール付着を軽減することができる。
Similarly to the water inlet 11, the
したがって、第1の実施の形態と同様にスケール付着を軽減する効果が得られる。しかも第1の実施の形態のようにバネ10を用いる必要がなく、流路45における圧力損失が小さく、かつ部品点数および組み立て工数も低減することができる。
Therefore, the effect of reducing scale adhesion can be obtained as in the first embodiment. Moreover, it is not necessary to use the
つまり、流路45の上流から下流方向に複数個の入水口11、44を配置して流速を速める構成としたことにより、スケール付着が発生しやすい下流の流速が速くなり、スケールの付着を軽減することができるとともに、流路を狭くすることがないため流路45の圧力損失も少なくすることができる。
That is, by arranging a plurality of
なお、上記において入水口11、44は、ケース43の流路45に偏芯して水が流入する構成で旋回流速を増加する説明をしたが、入水口11、44が流路45に対して偏芯していない場合においても、入水口11から入った水の流れに、さらに入水口44から入った水が加えられることによって途中から流量および流速が増加するように作用する。した
がって、流速変換手段として偏芯させていない入水口44であっても、シーズヒータ7の銅パイプ17表面の流速が速くなり、下流におけるスケール付着を軽減することができる。
In the above description, the
また、入水口44から水ではなく他流体たとえば空気等の気体を流入させても、流路45の水の流速を加速することができる。すなわち、入水口11から入った水の流れに、入水口44から空気が入った瞬間、空気が入った容積分だけは、流路45の水は急速に吐出口12から押し出されるように作用する。したがって、空気ポンプ等で入水口44から流路45に断続的に空気を供給すると、シーズヒータ7の銅パイプ17表面の流速が断続的に速くなり、下流におけるスケール付着を軽減することができるとともに、吐出口12から吐出する流速を断続的に加減できるなどの作用・付加機能等が合わせて得られる。気体の場合は、水に比べて比熱は桁違いに小さいので、シーズヒータ7や水の熱を余分に奪ったりする心配もない。
Further, the flow rate of the water in the
つまり、流路45へ他流体を流入させて流速を速める構成により、他流体による価値効果を付加すると同時に一石二鳥的に、スケールの付着を軽減することができる。また、他流体を気体とすることにより、熱を奪うことなく水の流速を速めてスケールの付着を軽減することができる。
In other words, the configuration in which another fluid is introduced into the
(実施の形態5)
図13は本発明の第5の実施の形態の衛生洗浄装置を示す断面図である。そして、実施の形態1から4のいずれかの熱交換器を用いた衛生洗浄装置の構成であり、便器51の上に暖房便座52と衛生洗浄装置本体53を設置している。そして、衛生洗浄装置本体53の中に、熱交換器54を備え、熱交換された温水が洗浄ノズル55から噴出して人体56の局部を洗浄するものである。そして、衛生洗浄装置本体の中には主用部品として遮断弁57と流量制御装置58を備えている。その他、制御基板などの部品は、省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 13 is a sectional view showing a sanitary washing device according to a fifth embodiment of the present invention. And it is the structure of the sanitary washing apparatus using the heat exchanger in any one of Embodiment 1-4, and the heating toilet seat 52 and the sanitary washing apparatus main body 53 are installed on the toilet bowl 51. FIG. And the heat exchanger 54 is provided in the sanitary washing apparatus main body 53, and the heat-exchanged hot water is ejected from the
このような衛生洗浄装置において、小型でスケールの付着の少ない熱交換器を衛生洗浄装置の本体に内蔵することで、本体の小型化を実現すると共に、熱交換器がスケールで詰まることがなく衛生洗浄装置としての寿命も伸ばすことができ、熱交換器はもとより洗浄動作の安定した衛生洗浄装置とすることができる。 In such a sanitary washing device, a small heat exchanger with little scale adherence is built in the main body of the sanitary washing device, so that the main body can be downsized and the heat exchanger can be sanitized without clogging with the scale. The lifetime of the cleaning device can be extended, and a sanitary cleaning device having a stable cleaning operation as well as a heat exchanger can be obtained.
特に、発熱体の外周に流路を設けることで、熱絶縁が流路によって行われるので、熱的な絶縁層を設ける必要がなく小型にすることができ、発熱体の外周を流路で囲うことでケースの外部へ熱をほとんど逃がさない熱交換器を用いたことにより、放熱ロスの少ない省エネルギーで小型の衛生洗浄装置を実現するができる。 In particular, by providing the flow path on the outer periphery of the heating element, the heat insulation is performed by the flow path, so it is not necessary to provide a thermal insulating layer, and the size can be reduced, and the outer periphery of the heating element is surrounded by the flow path. By using a heat exchanger that hardly releases heat to the outside of the case, it is possible to realize a small sanitary washing device with less energy loss and energy saving.
以上のように、本発明にかかる熱交換器は、発熱体の外周に設けた流路に流速変換手段を設置することで、流路の流体流速が加速され、発熱体表面に発生するスケールなどの付着物を軽減することができ、小型で高効率を実現しかつ長寿命とすることができる。そして、それを用いた衛生洗浄装置は、省エネルギーでかつ小型化が実現でき、長寿命の装置とすることができる。 As described above, in the heat exchanger according to the present invention, the flow rate conversion means is installed in the flow path provided on the outer periphery of the heating element, whereby the fluid flow rate in the flow path is accelerated and the scale generated on the surface of the heating element The deposits can be reduced, and the device can be small, achieve high efficiency and have a long life. And the sanitary washing apparatus using it can implement | achieve energy saving, size reduction, and can be set as a long-life apparatus.
7 発熱体(シーズヒータ)
8 ケース
9 流路
10 流速変換手段(バネ)
11 入水口
12 吐出口
21 流速変換手段(バネ)
23 流路
24、25、26 流速変換手段(バネ)
31 ケース
32 流速変換手段(リブ)
33 流路
34 ケース
35 流速変換手段(リブ)
36 流路
37、38、39 流速変換手段(リブ)
40 ケース
41 流速変換手段(リブ)
42 流路
43 ケース
44 流速変換手段(リブ)
45 流路
53 衛生洗浄装置
54 熱交換器
7 Heating element (seeds heater)
8
11 Water inlet 12 Discharge port 21 Flow rate conversion means (spring)
23
31 Case 32 Flow rate conversion means (rib)
33
36
40
42 Channel 43
45 Flow path 53 Sanitary washing device 54 Heat exchanger
Claims (3)
前記流路を囲うケースと、
少なくとも前記流路の一部に流速を変化させる流速変換手段と、を備え、
前記流速変換手段は、前記流路の上流から下流方向に複数個の入水口を配置して流速を速める構成とした熱交換器。 A flow path provided on the outer periphery of the heating element;
A case surrounding the flow path;
A flow rate conversion means for changing the flow rate at least in a part of the flow path ,
The heat flow rate conversion means has a configuration in which a plurality of water inlets are arranged in the downstream direction from the upstream side of the flow path to increase the flow rate .
前記流路を囲うケースと、
少なくとも前記流路の一部に流速を変化させる流速変換手段と、を備え、
前記流速変換手段は、前記流路へ他流体を流入させて流速を速める構成とした熱交換器。 A flow path provided on the outer periphery of the heating element;
A case surrounding the flow path;
A flow rate conversion means for changing the flow rate at least in a part of the flow path,
The heat flow rate converter is configured to increase the flow rate by allowing another fluid to flow into the flow path .
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