熱交換器およびそれを備えた衛生洗浄装置
【課題】発熱体からの伝熱面積を大きくすることによって発熱体と水の間の熱伝達を向上させて発熱体の表面温度を下げることができ、沸騰音を低減する。
【解決手段】水を温めて温水とする熱交換器１であって、円柱状の外形を有し、水を加熱する発熱体としてのヒータ２と、ヒータ２の外周を覆い、ヒータ外周面２ｃとの間にヒータ２により加熱する水の流路を形成するケース３と、ヒータ外周面２ｃを形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、前記流路におけるヒータ２の軸方向の流れを規制する水流規制手段としての複数の金属輪１１とを備える。
【解決手段】水を温めて温水とする熱交換器１であって、円柱状の外形を有し、水を加熱する発熱体としてのヒータ２と、ヒータ２の外周を覆い、ヒータ外周面２ｃとの間にヒータ２により加熱する水の流路を形成するケース３と、ヒータ外周面２ｃを形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、前記流路におけるヒータ２の軸方向の流れを規制する水流規制手段としての複数の金属輪１１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を加熱して温水とする熱交換器、およびそれにより得られた温水を洗浄水として人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水を加熱して温水とする熱交換器として、円柱状の発熱体と、この発熱体を収容する筒状のケースとを備え、発熱体の外周面とケースの内周面との間に、加熱する対象の水の流路を形成する構成を有するものがある。このように発熱体とケースとの間に形成される流路は、水を発熱体の軸方向に送るための流路である。このような熱交換器は、例えば人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に備えられ、洗浄水を温水とするために用いられる。
【０００３】
上記のような構成の熱交換器においては、発熱体により水が過度に加熱されることによって、沸騰音が発生するという問題がある。こうした沸騰音の問題は、発熱体の表面温度が過度に上昇することが原因であるため、発熱体のワット密度が高くなると生じやすくなる。
【０００４】
したがって、沸騰音の問題は、発熱体の発熱量が一定の条件下では、熱交換器の小型化を図るために発熱体の表面積が縮小される場合、より深刻な問題となる。つまり、発熱体の発熱量が一定の場合、発熱体の表面積が小さくなると、ワット密度が高くなり、沸騰音が発生しやすくなる。近年、熱交換器の小型化は顕著であり、例えば発熱体の長さを従来の約半分にしようという試みもなされている。
【０００５】
沸騰音の問題を解消するためには、発熱体の表面温度を下げる必要がある。発熱体の表面温度を下げるためには、発熱体と水の間の熱伝達を向上させることが重要である。そこで、従来、上記のような構成の熱交換器において、発熱体と水の間の熱伝達を向上させるため、発熱体とケースとの間に螺旋状の流路を形成する技術がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００６】
特許文献１および特許文献２においては、螺旋状の流路は、螺旋状に形成されるバネ等の金属製の部材が発熱体の外周に嵌め込まれることにより、あるいはケースの内周面側の部分により、発熱体とケースとの間の空間が螺旋状に仕切られることで形成されている。螺旋状の流路により、発熱体とケースとの間の空間が仕切られない場合の流路、つまり発熱体の外周面とケースの内周面とにより略円筒状の空間として形成され水を発熱体の軸方向に沿って流す流路との比較において、流路面積を狭くすることができ、水の流速を上げることができる。発熱体の周囲を流れる水の流速が速くなると、発熱体と水の間の熱伝達が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７１５８０号公報
【特許文献２】特開平８−９４１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、発熱体とケースとの間に螺旋状の流路を形成する従来の技術においては、次のような問題がある。従来の技術では、実際に螺旋状の流路を形成しようとした場合、例えばバネ等の螺旋状の流路を形成するための部材と発熱体の表面との間に、発熱体の外径の寸法公差やバネの寸法公差等によって隙間が生じる。こうした螺旋状の流路を形成する部材と発熱体の表面との間に生じる隙間は、発熱体が例えばセラミック等の曲がりや寸法公差等が比較的大きい材料により構成される場合に顕著となる。
【０００９】
螺旋状の流路を形成する部材と発熱体の表面との間に隙間が存在することにより、その隙間が水を通してしまうことから、螺旋状の流路を形成する部材に沿う螺旋状の流れに加え、発熱体の軸方向に沿う流れが形成されるという現象が生じる。
【００１０】
具体的には、発熱体とケースとの間に形成される流路は、発熱体により加熱する水を発熱体の軸方向に送るための流路である。このため、発熱体とケースとの間に形成される流路を流れる水は、本来的に発熱体の軸方向に沿って流れようとする。上述したような螺旋状の流路は、発熱体の軸方向に沿う水の流れを規制して発熱体の周方向に沿う螺旋状の流れに変換することで、流路面積を狭くして流速を高めようとするものである。そこで、上述したように螺旋状の流路を形成する部材と発熱体の表面との間に隙間が存在することにより、発熱体の軸方向に沿う水の流れが螺旋の方向に十分に規制されずに、一部の水が隙間を通ることで発熱体の軸方向に沿う流れが形成されてしまう。
【００１１】
このように、従来の技術では、発熱体とケースとの間で螺旋状の流れを形成することを目的とした流路構成において、発熱体の表面に沿って発熱体の軸方向の水の流れが生じるという"中抜け"の問題が生じる。こうした中抜けの問題が生じることにより、螺旋状の流路を形成することによって流路面積を狭くするという作用を十分に得ることができず、流速を速くすることが困難となる。結果として、従来の技術によれば、発熱体の表面温度を下げるために発熱体と水の間の熱伝達の効率を十分に高めることができず、沸騰音の問題を解消するには至らない。
【００１２】
一方、発熱体の表面温度を下げるために熱伝達の効率を向上させる方法として、発熱体の伝熱面積を大きくするということがある。この点、従来の技術では、螺旋状の通路を形成する部材と発熱体の表面との間に隙間が存在することにより、螺旋状の通路を形成する部材と発熱体との接触面積が小さく、十分な伝熱面積を確保することが難しい。
【００１３】
特に、熱交換器を小型にするため、熱交換の効率を維持しつつ発熱体を縮小させ、所望の量の温水を供給するためには、十分な伝熱面積が確保される必要がある。また、温水の供給量を確保しつつ発熱体を縮小するためには、ワット密度が高くなることから、沸騰音が発生しやすくなる。
【００１４】
このように、従来の技術では、熱交換器を小型化するに際し、十分な伝熱面積を確保することが難しい。結果として、従来の技術によれば、発熱体の表面温度を下げるために熱伝達の効率を十分に高めることができず、沸騰音の問題を解消するには至らない。
【００１５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、発熱体からの伝熱面積を大きくすることによって発熱体と水の間の熱伝達を向上させて発熱体の表面温度を下げることができ、沸騰音を低減することができる熱交換器およびそれを備えた衛生洗浄装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の熱交換器は、水を温めて温水とする熱交換器であって、円柱状の外形を有し、水を加熱する発熱体と、前記発熱体の外周を覆い、前記発熱体の外周面との間に前記発熱体により加熱する水の流路を形成するケースと、前記発熱体の外周面を形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、前記流路における前記発熱体の軸方向の流れを規制する水流規制手段と、を備えるものである。このような構成により、発熱体からの伝熱面積を大きくすることによって発熱体と水の間の熱伝達を向上させて発熱体の表面温度を下げることができ、沸騰音を低減することができる。
【００１７】
本発明の熱交換器は、好ましくは、前記水流規制手段は、前記発熱体の径方向に突出するように、前記発熱体の軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材により構成され、前記円環状の板部材は、前記発熱体の外周面に密着し、前記流路における通水を確保するための切欠部を有するものである。このような構成により、円環状の板部材を発熱体に密着させることで、発熱体の熱の伝熱面積を容易に大きくすることができ、効果的に発熱体の温度を下げることができる。
【００１８】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記円環状の板部材は、弾性変形可能である。このような構成により、発熱体の表面にうねりなどがあったとしても円環状の板部材を発熱体に密着させることできるので、発熱体の熱を確実に伝熱させ、効果的に発熱体の温度を下げることができる。
【００１９】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、複数の前記円環状の板部材は、前記発熱体の軸方向に隣り合う前記円環状の板部材間で、前記切欠部が前記発熱体の軸方向視で重ならないように設けられているものである。このような構成により、水が切欠部を通って発熱体の軸方向に抜けることを防止することができるので、確実に円環状の板部材により形成される流路に沿って水を流すことができ、熱伝達をより向上させることができる。
【００２０】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記円環状の板部材は、弾性変形することにより前記発熱体の外周面に密着する部分として、円環状の外形における内周縁部に、円周方向に沿って複数設けられ、前記発熱体の軸方向に向けて折れ曲がった状態で、弾性により前記発熱体の外周面に押し付けられる歯部を有するものである。このような構成により、発熱体に曲がりや寸法公差が存在する場合であっても、円環状の板部材を発熱体に確実に密着させることができるので、円環状の板部材によって確実に伝熱面積を大きくすることができ、熱伝達をより向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記円環状の板部材の内径は、前記発熱体の外径よりも小さく、前記円環状の板部材は、弾性変形することにより、前記発熱体の外周面に密着するものである。このような構成により、発熱体に曲がりや寸法公差が存在する場合であっても、簡単な構造で円環状の板部材を発熱体に確実に密着させることができるので、円環状の板部材によって確実かつ容易に伝熱面積を大きくすることができ、熱伝達をより向上させることができる。
【００２２】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記円環状の板部材は、前記発熱体の軸方向の一方側の隣り合う前記円環状の板部材と係合することで、前記一方側の隣り合う前記円環状の板部材に対する周方向の相対回転を規制する係止突部と、前記発熱体の軸方向の他方側の隣り合う前記円環状の板部材が有する前記係止突部を嵌合させ、前記他方側の隣り合う前記円環状の板部材に対する周方向の相対回転を規制する係止凹部と、を有するものである。このような構成により、切欠部の周方向の位置決めを容易に行うことができるので、決まった位置に水を通すことができ、発熱体に対して万遍なく水が接触する流路を確実かつ容易に形成することができ、確実に熱伝達を向上させることができる。
【００２３】
本発明の熱交換器は、好ましくは、前記水流規制手段は、前記流路に充填される充填物であるものである。このような構成により、充填物によって発熱体の熱の伝熱面積を容易に大きくすることができ、効果的に発熱体の温度を下げることができる。
【００２４】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記充填物は、発泡金属である。このような構成により、発泡金属は、金属が空隙を介して連続的につながっているものであるため、伝熱が良好であり、また、空隙の存在により曲げや圧縮が比較的自由に行えるので、流路内に効果的に充填できる。
【００２５】
本発明の衛生洗浄装置は、前記熱交換器を備え、前記熱交換器により生成した温水を洗浄水とし、該洗浄水をノズルから吐出することで、人体の局部を洗浄するものである。このような構成により、局部の洗浄を受ける使用者にとって不快な熱交換器における沸騰音を低減することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、発熱体からの伝熱面積を大きくすることによって熱伝達を向上させて発熱体の表面温度を下げることができ、沸騰音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図２】本発明の第一実施形態に係る金属輪の構成を示す図。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図。
【図３】本発明の第二実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図４】本発明の第二実施形態に係る金属輪の構成を示す図。
【図５】本発明の第二実施形態に係る金属輪の構成の変形例を示す図。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ矢視部分拡大図。
【図６】本発明の第三実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図７】本発明の第四実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図８】本発明の第四実施形態に係るブッシュの構成を示す図。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ断面図。
【図９】本発明の第五実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図１０】本発明の第六実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図１１】本発明の第六実施形態に係る熱交換器の構成の他の例を示す断面図。
【図１２】本発明の第七実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図１３】本発明の第八実施形態に係る熱交換器の充填物の一例を示す断面図。
【図１４】本発明の第八実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図１５】本発明の一実施形態に係る衛生洗浄装置の適用例を示す斜視図。
【図１６】本発明の一実施形態に係る衛生洗浄装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、円柱状の外形を有する発熱体の外周側と、発熱体を収容するケースの内周側との間に流路を形成する構成において、発熱体からの伝熱面積を大きくすることにより、発熱体と水の間の熱伝達を向上させ、発熱体の表面温度を下げ、沸騰音を低減しようとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
本発明の第一実施形態について、図１および図２を用いて説明する。本実施形態に係る熱交換器１は、水を温めて温水とするものであり、例えば便器等に設置されて人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に備えられ、洗浄水を温水とするために用いられる。
【００３０】
図１に示すように、熱交換器１は、発熱体としてのヒータ２と、ヒータ２を収容するケース３とを備える。熱交換器１は、ヒータ２により形成される入水口４と、ケース３により形成される吐水口５とを有する。つまり、熱交換器１においては、入水口４から流入した水が、ヒータ２によって温められ、温水となって吐水口５から流出する。
【００３１】
ヒータ２は、円柱状の外形を有し、水を加熱する。ヒータ２は、パイプ状に構成されることで、円柱状の外形を有する。ヒータ２は、軸方向（図１における左右方向、以下「ヒータ軸方向」という。）からケース３内に挿入されることで、ケース３に組み付けられる。ヒータ２は、ヒータ軸方向の中途部に、パイプ状のヒータ２を部分的に拡径させるフランジ部２ａを有する。ヒータ２は、ヒータ軸方向でフランジ部２ａよりも一側（図１において右側）の部分がケース３に挿入された状態で収容される。
【００３２】
ヒータ２は、いわゆるセラミックパイプヒータであり、内周面（以下「ヒータ内周面」という。）２ｂおよび外周面（以下「ヒータ外周面」）２ｃからの発熱によって、ヒータ２の内周側および外周側を通過する水を加熱する。ヒータ２においては、セラミックによって形成される外装部分の内部に、タングステン等からなる帯状のヒータパターンが印刷等によってヒータ軸方向に沿って形成される。パイプ状に構成されるヒータ２のケース３に挿入される側と反対側の端部の開口部により、熱交換器１の入水口４が形成される。
【００３３】
ケース３は、樹脂や金属等により構成され、全体として略直方体状の外形を有するとともに、略円周面として形成される内周面部を有する。ケース３は、ヒータ２の収容空間を形成するケース本体３ａと、ケース本体３ａの一端側に形成される開口部を覆う蓋体３ｂとを有する。
【００３４】
ケース本体３ａは、略直方体状の外形を有し、長手方向の両端側が開口する略筒状の部材である。ケース本体３ａの一方の開口部が、蓋体３ｂにより塞がれる。蓋体３ｂは、ケース本体３ａの外形に沿う形状を有する板状の部材であり、ケース本体３ａの開口端面にボルト等によって固定されることで、ケース本体３ａと一体的にケース３を構成する。蓋体３ｂは、ケース本体３ａの開口端面と蓋体３ｂとの間に介装されるＯリング６により、ケース本体３ａの内部空間に対して水密に固定される。
【００３５】
ヒータ２は、ケース本体３ａの蓋体３ｂにより塞がれる側と反対側の開口部から、ケース３に挿入されて組み付けられる。ヒータ２は、フランジ部２ａがケース３を構成するケース本体３ａの開口端面にボルト等の締結具によって固定されることで、ケース３に組み付けられる。フランジ部２ａは、ケース３の外形形状に対応して略矩形板状に形成される。フランジ部２ａの四隅には、ケース本体３ａへの固定のための締結具を貫通させる孔部２ｄが形成されている。ヒータ２は、フランジ部２ａとケース本体３ａの開口端面との間に介装されるＯリング７により、ケース３の内部空間に対して水密に固定される。
【００３６】
ヒータ２がフランジ部２ａによってケース３に組み付けられた状態においては、ヒータ２の先端と蓋体３ｂの内側の面との間に隙間が存在する。つまり、ヒータ２のケース３に収容される側の開口部は、蓋体３ｂによって塞がれることなく、ケース３内において開口する。
【００３７】
このように、ケース３は、ヒータ２のフランジ部２ａよりもケース３に対する挿入側の部分を挿入させた状態で、ヒータ２の外周を覆う。熱交換器１が有する吐水口５は、ケース３を構成するケース本体３ａの周壁部に形成される。吐水口５は、ケース本体３ａの蓋体３ｂが取り付けられる側と反対側の開口端の近傍に設けられる。本実施形態では、吐水口５は、ケース本体３ａの内部空間を上側に開口させる。
【００３８】
ケース３は、ヒータ外周面２ｃとの間にヒータ２により加熱する水の流路を形成する。以下では、ヒータ外周面２ｃとケース３との間に形成される流路を「外周側流路」とする。ヒータ外周面２ｃは、ヒータ２の円柱状の外形における外周面である。また、ヒータ２が挿入されるケース３の内部空間は、略円周面として形成される内周面部を有する。そこで、互いに対向するヒータ外周面２ｃとケース３の内周面部との間に、外周側流路が形成される。
【００３９】
以上のような構成を備える熱交換器１においては、入水口４から流入した水が、ヒータ内周面２ｂにより形成されるヒータ２の内部流路内を加熱されながら流れ（図１、矢印Ａ１参照）、ヒータ２の内部流路の開口端部からケース３の内部空間内に吐出される。そして、ヒータ２の内部流路からケース３の内部空間内に吐出された水は、ヒータ外周面２ｃによって加熱されながら外周側流路によってヒータ軸方向で反対側に運ばれ、吐水口５から吐出される。
【００４０】
そして、本実施形態の熱交換器１は、ヒータ外周面２ｃを形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、外周側流路におけるヒータ軸方向の流れを規制する水流規制手段を備える。
【００４１】
本実施形態では、ヒータ外周面２ｃは、セラミックにより形成される。このため、水流規制手段を構成する材料としては、セラミックよりも熱伝導率の高い材料、例えば銅やステンレス鋼やアルミニウム等の金属が用いられる。
【００４２】
また、水流規制手段は、外周側流路をヒータ２の周方向（以下「ヒータ周方向」という。）に沿う方向に仕切ることにより、外周側流路において、例えばヒータ軸方向に対して垂直方向の周方向の流れ等、ヒータ周方向に沿う方向の流れを形成する。したがって、水流規制手段によって外周側流路が仕切られることでヒータ周方向に沿う方向の流れが形成される構成においては、ヒータ周方向に沿う方向の流れが保持される限り、ヒータ軸方向に沿う方向の流れは規制される。
【００４３】
そこで、水流規制手段は、ヒータ周方向に沿う方向の流れを保持することで、外周側流路におけるヒータ軸方向の流れを規制する。具体的には、水流形成手段は、外周側流路において、内周側については、ヒータ外周面２ｃとの間に隙間を介することなく、また、外周側については、ケース３の内周面部との間に隙間を介することなく設けられることで、ヒータ周方向に沿う方向の流れを保持する。つまり、水流規制手段は、外周側流路において、ヒータ軸方向視で、外周側流路を貫通して向こう側が見えないように、ヒータ周方向に沿う方向の流れを形成する。
【００４４】
このように、熱交換器１が、ヒータ外周面２ｃを形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、外周側流路におけるヒータ軸方向の流れを規制する水流規制手段を備えることにより、発熱体からの伝熱面積を大きくすることによって発熱体と水の間の熱伝達を向上させて発熱体の表面温度を下げることができ、沸騰音を低減することができる。以下、水流規制手段の具体的な形態について説明する。
【００４５】
図１および図２に示すように、本実施形態の熱交換器１においては、水流規制手段が、ヒータ２の径方向に突出するように、ヒータ軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材である金属輪１１により構成される。
【００４６】
金属輪１１は、例えば、銅やステンレス鋼やアルミニウム等、比較的熱伝導率の高い材料により構成される。図２（ａ）に示すように、金属輪１１は、ドーナツ型の板状部材であり、ヒータ２を貫通させた状態で、ヒータ２に保持される。図１に示すように、複数の金属輪１１がヒータ２に装着されることにより、ヒータ外周面２ｃからヒータ２の径方向に突出する複数の鍔状の部分が形成される。図１においては、ヒータ軸方向に略等間隔を隔てて十枚の金属輪１１がヒータ２に装着されている。
【００４７】
金属輪１１は、弾性変形することにより、ヒータ外周面２ｃに密着する。図２に示すように、本実施形態の金属輪１１は、弾性変形することによりヒータ外周面２ｃに密着する部分として、複数の歯部１１ａを有する。歯部１１ａは、金属輪１１の内径側から径方向の外側に向けて複数箇所に切込み部１１ｂが形成されることにより、金属輪１１の内周側の縁端部が切り出されることで形成される。本実施形態では、金属輪１１の周方向に五箇所に切込み部１１ｂが設けられることで、五枚の歯部１１ａが形成されている。
【００４８】
図２（ｂ）に示すように、歯部１１ａは、金属輪１１の板厚方向の一側（図２（ｂ）において上側）に向けて折り曲げられた状態とされる。歯部１１ａは、金属輪１１の内径がヒータ２の外径よりも若干小さくなる程度に折り曲げられる。したがって、金属輪１１に対して歯部１１ａが折れ曲がる側と反対側からヒータ２が差し込まれることにともない、折れ曲った状態の歯部１１ａが弾性によってさらに折れ曲がる方向に変形する。これにより、金属輪１１がヒータ２に装着された状態においては、歯部１１ａが弾性によってヒータ外周面２ｃに押し付けられて密着した状態となる。ここで、あらかじめ曲げられた状態とされる歯部１１ａの曲げ具合は、例えば、金属輪１１がヒータ２に装着されることによってヒータ外周面２ｃに傷が付かない程度とされる。
【００４９】
このように、金属輪１１が弾性変形することによりヒータ外周面２ｃに密着する部分として有する歯部１１ａは、金属輪１１の円環状の外形における内周縁部に、円周方向に沿って複数設けられ、ヒータ軸方向に向けて折れ曲がった状態で、弾性によりヒータ外周面２ｃに押し付けられる。
【００５０】
金属輪１１は、外周端が筒状のケース３の内周面３ｃに接触するように形成される。つまり、金属輪１１の外径寸法は、ケース３の内径寸法と略同じとなるように設定される。このように、ヒータ２に対してヒータ軸方向に間隔を隔てて複数装着される金属輪１１が、ケース３の内周面３ｃに接触するように設けられることにより、ヒータ外周面２ｃとケース３の内周面３ｃとの間に形成される外周側流路が、ヒータ軸方向に対して垂直方向に複数に仕切られる。つまり、ヒータ外周面２ｃと、ケース３の内周面３ｃと、ヒータ軸方向に隣り合う一対の金属輪１１とによって複数の円環状の空間が形成される。
【００５１】
そして、金属輪１１は、外周側流路における通水を確保するための切欠部１１ｃを有する。本実施形態では、切欠部１１ｃは、金属輪１１の外周側に、金属輪１１の周方向について一箇所に形成される。切欠部１１ｃにより、ヒータ２に装着された状態の金属輪１１が筒状のケース３の内周面３ｃに接触した状態で複数の円環状の空間が形成される構成において、金属輪１１によって仕切られる空間同士の通水が確保される。つまり、切欠部１１ｃは、ケース３の内周面３ｃとともに金属輪１１による仕切りにおける開口部を形成し、金属輪１１によって仕切られる空間内に存在する水は、切欠部１１ｃによって形成される開口部を介して隣の（図１において左隣の）空間部分に流れ込む。
【００５２】
複数の金属輪１１がヒータ２に装着される構成において、各金属輪１１が有する切欠部１１ｃの位相（円周方向の位置）は特に限定されないが、ヒータ軸方向に隣り合う金属輪１１間では、各金属輪１１の切欠部１１ｃが互いに周方向にずれた位置に存在することが好ましい。つまり、ヒータ軸方向に隣り合う各金属輪１１の切欠部１１ｃ同士がヒータ軸方向に重なる部分を有しないことが好ましい。
【００５３】
このように、複数の金属輪１１は、ヒータ軸方向に隣り合う金属輪１１間で、切欠部１１ｃがヒータ軸方向視で重ならないように設けられている。これにより、隣り合う金属輪１１が有する切欠部１１ｃが周方向にずれた位置に配置されるので、水が複数の金属輪１１それぞれが有する切欠部１１ｃを連続的に通って水がヒータ軸方向に抜けてしまうことを防止することができる。したがって、確実に複数の金属輪１１により形成される流路に沿って水を流すことができ、熱伝達をより向上させることができる。
【００５４】
また、各金属輪１１が有する切欠部１１ｃの位相については、隣り合う金属輪１１間で１８０°ずれていることが好ましい。この場合、例えばある金属輪１１の切欠部１１ｃが上側に位置する場合、その金属輪１１の隣の金属輪１１が有する切欠部１１ｃは下側に位置するように配置される。このような切欠部１１ｃの位置関係が用いられることで、ヒータ外周面２ｃとケース３の内周面３ｃとの間において水を万遍なくヒータ外周面２ｃに沿わせることができる。
【００５５】
このように、複数の金属輪１１が、隣り合う金属輪１１間で切欠部１１ｃの位相が１８０°ずれた状態となるように設けられる場合において、金属輪１１により仕切られる空間部分の水の流れは次のとおりである。図１に示すように、金属輪１１をヒータ軸方向に沿って通過しようとする水は、切欠部１１ｃの部分から通過する（矢印Ｂ１参照）。切欠部１１ｃを通過した水は、ヒータ外周面２ｃの周囲に沿って反対側の位相まで流れる（矢印Ｂ２参照）。そして、直前に通過した切欠部１１ｃとは逆位相にある切欠部１１ｃを通過することで、金属輪１１を通過して次の空間部分へと流れ込む（矢印Ｂ３参照）。このような互いに反対位相にある切欠部１１ｃを金属輪１１ごとに交互に通過する流れが、外周側流路において吐水口５まで繰り返される。
【００５６】
本実施形態の熱交換器１によれば、複数の金属輪１１がヒータ軸方向に連続して設けられる構成であるため、ヒータ２とケース３との間の流路を仕切るための構造を、ヒータ２の曲がりや寸法公差等に追従させることが容易となる。これにより、ヒータ２に曲がりや寸法公差があっても、金属輪１１をヒータ２に密着させることができ、歯部１１ａによって金属輪１１のヒータ外周面２ｃに対する接触面積を増やすことができることから、熱伝達の効率を高めることができる。また、ヒータ２の抵抗値のばらつき等によりヒータ２の表面温度に個体差がある場合でも、金属輪１１の枚数を調整することで伝熱面積の増減が容易に行えるため、沸騰音を低減することが容易となる。また、金属輪１１は、複数の歯部１１ａによってしっかりとヒータ外周面２ｃの表面に密着することから、熱交換器１の運搬中や施工中等に金属輪１１がずれることを防止することができる。
【００５７】
また、本実施形態の熱交換器１においては、次のようなメリットを得ることができる。本実施形態の熱交換器１においては、金属輪１１の切欠部１１ｃの位相を一段ごとに変えることにより、水がヒータ２の周りを万遍なく流れる構成にすることができる。また、歯部１１ａを形成するための切込み部１１ｂの位相を、隣り合う金属輪１１間でずらすことにより、ヒータ外周面２ｃに沿うヒータ軸方向の流れを確実に規制することができる。したがって、上述のとおり切欠部１１ｃを１８０°ずらして交互に配置する構成を採用する場合は、周方向に等間隔に設けられる切込み部１１ｂの数は、奇数個であることが好ましい。これにより、隣り合う金属輪１１間において、切込み部１１ｂの位相が自動的にずれることとなる。
【００５８】
また、金属輪１１は、比較的公差を小さく作ることが可能であるため、金属輪１１とケース３との間に隙間を生じさせにくい。これにより、金属輪１１の外周側を通過するヒータ軸方向の流れ（外抜け）を効果的に防止することができる。さらに、金属輪１１にヒータ軸方向に沿う突出部分（足）を形成することで、複数の金属輪１１についてヒータ軸方向の位置決め（ピッチ決め）を行うことが可能となる。このような位置決めのための突出部分は、本実施形態に係る金属輪１１が有する切込み部１１ｂで兼用することができる。
【００５９】
本発明の第二実施形態について、図３、図４および図５を用いて説明する。なお、以下に説明する各実施形態においては、第一実施形態と共通する構成については、同一の符号を用いて適宜説明を省略する。図３に示すように、本実施形態の熱交換器２０は、第一実施形態と同様に、水流規制手段が、ヒータ２の径方向に突出するように、ヒータ軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材である金属輪２１により構成される。そして、図４に示すように、金属輪２１が、円環状における周方向の一部が切り欠かれた切欠部２１ａを有する略Ｃ字状の板状部材である。
【００６０】
金属輪２１は、切欠部２１ａを利用して周方向に弾性変形することにより、ヒータ外周面２ｃに密着する。つまり、金属輪２１の内径は、ヒータ２の外径よりも小さく設定され、金属輪２１がヒータ２に装着される際には、切欠部２１ａの間隔が広がるように弾性変形させられる（矢印Ｃ１参照）。また、金属輪２１が有する切欠部２１ａにより、外周側流路における通水が確保される。また、第一実施形態の場合と同様に、各金属輪２１が有する切欠部２１ａの位相については、隣り合う金属輪２１間で１８０°ずれていることが好ましい。
【００６１】
本実施形態の熱交換器２０によれば、ヒータ２に曲がりや寸法公差が存在する場合であっても、簡単な構造で金属輪２１をヒータ２に確実に密着させることができるので、金属輪２１によって確実かつ容易に伝熱面積を大きくすることができ、熱伝達をより向上させることができる。また、金属輪２１の切欠部２１ａにより、通水を確保する機能と、ヒータ２の曲がりや寸法公差等を吸収するための機能とを兼ねることができる。また、金属輪２１は、ヒータ２の外径公差に対しても比較的広範囲で追従することができ、金属輪２１をヒータ２にしっかり取り付けることができる。
【００６２】
図５に、金属輪２１の変形例を示す。図５に示すように、本例に係る金属輪２１は、複数の曲げ部２１ｂを有する。曲げ部２１ｂは、板状の部分が曲がることによって金属輪２１の略径方向に沿うように筋状に形成される突部（反対側の面から見ると溝部）である。曲げ部２１ｂは、金属輪２１の周方向に複数形成される。本例では、図５に示すように、曲げ部２１ｂは、金属輪２１の周方向に略等間隔を隔てて五箇所に形成されている。このように、金属輪２１は、曲げ部２１ｂを有することによってより弾性変形しやすくなり、金属輪２１のヒータ２への装着が容易となる。
【００６３】
本発明の第三実施形態について、図６を用いて説明する。なお、第二実施形態と共通する構成については、同一の符号を用いて適宜説明を省略する。図６に示すように、本実施形態の熱交換器３０は、複数の金属輪２１の外周側を覆う筒状のシート部材３１を有する。
【００６４】
シート部材３１は、ゴムや樹脂等の弾性体により構成される。シート部材３１は、ヒータ２に装着される複数の金属輪２１の外周端に接触するように形成される。つまり、シート部材３１の内径は、金属輪２１の外径と略同じ寸法とされる。シート部材３１は、ヒータ２に装着される全ての金属輪２１を外周側から覆うことができる長さを有する。シート部材３１は、例えば、ケース３の内周面３ｃのヒータ軸方向の長さと略同じ長さを有する。シート部材３１には、シート部材３１によって囲まれる内部空間を吐水口５に連通させるための開口部３１ａが形成されている。
【００６５】
このように、本実施形態の熱交換器３０においては、水流規制手段が、弾性体により構成され複数の金属輪２１の外周端に密着する筒状のシート部材３１を有する。本実施形態の熱交換器３０によれば、シート部材３１によって、金属輪２１の外周端とケース３の内周面３ｃとの間の隙間を発生させることなく、金属輪２１の外周側を通過するヒータ軸方向の流れ（外抜け）を効果的に防止することができる。なお、シート部材３１の外周側とケース３の内周面３ｃとの間には、シート部材３１の外側とケース３の内周面３ｃとの間の水の流れを防止するためのＯリングを設けてもよい。また、ヒータ２の傾きがシート部材３１の弾性変形によって吸収されることから、ヒータ２がケース３内において傾いている場合であっても、金属輪２１の外周側に隙間を生じさせることがない。これにより、ヒータ２からの伝熱面積を確実に確保することができる。
【００６６】
本発明の第四実施形態について、図７および図８を用いて説明する。図７に示すように、本実施形態の熱交換器４０においては、水流規制手段が、ヒータ２の径方向に突出するように、ヒータ軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材であるブッシュ４１により構成される。
【００６７】
図８に示すように、ブッシュ４１は、ヒータ軸方向を中心軸の方向とする筒状の筒部４１ａと、この筒部４１ａの一端側から径方向外側に突出するフランジ部４１ｂとを有する。図８（ａ）に示すように、ブッシュ４１は、円環状における周方向の一部が切り欠かれた切欠部４１ｃを有する略Ｃ字状の部材である。ブッシュ４１は、例えば深絞り加工等によって作製することができる。
【００６８】
図８（ｂ）に示すように、ブッシュ４１は、隣り合うブッシュ４１との関係において周方向についての相対的な位置決めのため、ヒータ軸方向の一端部に、係止突部４１ｄを有し、ヒータ軸方向の他端部に、係止凹部４１ｅを有する。係止突部４１ｄは、ヒータ軸方向の一方側の隣り合うブッシュ４１と係合することで、一方側の隣り合うブッシュ４１に対する周方向の相対回転を規制する。そして、係止凹部４１ｅは、ヒータ軸方向の他方側の隣り合うブッシュ４１が有する係止突部４１ｄを嵌合させ、他方側の隣り合うブッシュ４１に対する周方向の相対回転を規制する。
【００６９】
係止突部４１ｄは、三角形状の突部として形成され、係止凹部４１ｅは、係止突部４１ｄがヒータ軸方向に沿って嵌合可能な三角形状の凹部として形成される。ただし、係止突部４１ｄおよび係止凹部４１ｅについては、形状や設けられる数や位置等については特に限定されない。また、上述したように、隣り合うブッシュ４１間で切欠部４１ｃの位相を１８０°ずらす構成を採用する場合、係止突部４１ｄおよび係止凹部４１ｅについては、それぞれ切欠部４１ｃから周方向の両側に略９０°ずれた二箇所の位置に設けられることが好ましい。これにより、切欠部４１ｃの位相をずらす構成において、切欠部４１ｃがいずれの位相にあるかにかかわらず、係止突部４１ｄおよび係止凹部４１ｅを共用することができ、複数種類のブッシュ４１を準備する必要がない。
【００７０】
本実施形態の熱交換器４０によれば、ヒータ２からの伝熱面積を広げることができ、熱交換器４０の熱伝達を向上させることができる。特に、ヒータ外周面２ｃに接触する部分である筒部４１ａの幅（ヒータ軸方向の寸法）を長くすることにより、効率的に伝熱面積を広げることができる。
【００７１】
また、切欠部４１ｃの周方向の位置決めを容易に行うことができるので、決まった位置に水を通すことができ、ヒータ２に対して万遍なく水が接触する流路を確実かつ容易に形成することができ、確実に熱伝達を向上させることができる。また、ブッシュ４１の周方向の位置決めが容易となり、切欠部４１ｃの位相を一段ずつずらす作業が容易となる。また、ブッシュ４１の筒部４１ａの長さを規定することで、ブッシュ４１をヒータ２上で重ねていくだけで、複数のブッシュ４１間において自動的に一定のピッチを得ることができ、組立てが容易である。なお、本実施形態においても、第三実施形態と同様に、シート部材３１を備える構成を採用することができる。
【００７２】
本発明の第五実施形態について、図９を用いて説明する。本実施形態の熱交換器５０は、第四実施形態の熱交換器４０との比較において、複数のブッシュ４１が一体の螺旋状の部材として構成されている点で異なる。本実施形態の熱交換器５０においては、水流規制手段が、断面形状がＬ字型となるバネ５１により構成されている。
【００７３】
図９に示すように、バネ５１を構成する螺旋状の部材は、ヒータ外周面２ｃに沿うように板状に形成される周壁部５１ａと、周壁部５１ａの一端側（図９においては右端側）から径方向外側に突出形成されるフランジ部５１ｂとを有し、断面形状がＬ字状となるように形成される。
【００７４】
したがって、図９に示すように、Ｌ字断面のバネ５１は、ヒータ２に装着された状態において、周壁部５１ａの部分をヒータ外周面２ｃに接触させるとともに、フランジ部５１ｂをヒータ２の径方向外側に向けて鍔状に突出させる。
【００７５】
このように、第一の規制部を構成する部材としてＬ字断面のバネ５１を用いることにより、簡単な構造により、ヒータ２からの伝熱面積を広げることができ、熱交換器４０の熱伝達を向上させることができる。
【００７６】
本発明の第六実施形態について、図１０を用いて説明する。本実施形態の熱交換器６０においては、水流規制手段が、外周側流路に充填される充填物である。
【００７７】
図１０に示すように、本実施形態の熱交換器６０は、外周側流路に充填される充填物として、発泡金属６１を有する。また、本実施形態の熱交換器６０は、ヒータ２の内部流路内にも、充填物としての発泡金属６１を有する。
【００７８】
発泡金属６１は、例えば銅等の熱伝導率の高い金属材料により構成される。発泡金属６１は、ケース３内またはヒータ２内に圧入されることにより充填される。発泡金属６１は、空隙部分を利用して曲げたり圧縮したりすることが可能な部材であるため、発泡金属６１の外形寸法を充填される空間の寸法よりも大きくすることで、ヒータ２に曲がりや寸法公差等があっても、発泡金属６１を圧縮した状態で充填することができ、発泡金属６１とヒータ外周面２ｃおよびケース３の内周面３ｃとの間、ならびに発泡金属６１とヒータ内周面２ｂとの間において隙間が生じることを防止することができる。また、発泡金属６１は、ヒータ２との接触面積を大きく取ることができる。
【００７９】
また、発泡金属６１は、金属同士が空隙を介して連続的に結びついているものであるため、充填空間内での変形や移動等が生じないので、充填空間内での変形や移動等を規制するための構成を設ける必要がなく、構成が簡単でコストメリットがある。また、発泡金属６１は、金属同士が連続的につながったものであるため、伝熱が良好で金属間の熱が伝わりやすく、高い伝熱効果を得ることができる。また、発泡金属６１によれば、空隙の存在により曲げや圧縮が比較的自由に行えるので、流路内に効果的に充填できる。
【００８０】
このように、発泡金属６１によれば、高い伝熱効果を得ることができることから、伝熱量を多くするため、発泡金属６１は、ヒータ軸方向について、ヒータ２においてヒータ軸方向に沿って形成されるヒータパターンが設けられる範囲を含む範囲で充填されることが望ましい。
【００８１】
さらに、発泡金属６１は、金属同士が空隙を介して結びついた一体物であるため、組立てが容易である。また、発泡金属６１の発泡率を調整することで、伝熱面積の増減や圧損の増減を容易に調整できる。また、水中に含まれる微少なごみや、カルシウム等の析出によって目詰まりしない大きさに発泡金属６１内の空隙の大きさを最適な大きさに調節することも容易である。
【００８２】
なお、発泡金属６１は、例えば図１１（ａ）に示すように、ヒータ２の内部流路を含む部分のみに設けてもよく、また、同図（ｂ）に示すように、ヒータ２の内部流路を除いて外周側流路を含む部分に設けてもよい。ここで、例えば図１１（ａ）に示すように、発泡金属６１がヒータ２の内部流路を含む部分のみに設けられる場合、柱状に形成される発泡金属６１が、ヒータ２のケース３内側の開口部から挿入されることで、ヒータ２内に充填される。そこで、ヒータ２のケース３に対する組付けに際し、柱状の発泡金属６１をケース３の蓋体３ｂに当接するようにヒータ２から余分に突出させておき、その状態でヒータ２をケース３に組み付けるようにする。これにより、ヒータ２のケース３に対する組付けにともなって発泡金属６１が蓋体３ｂにより押されて、ヒータ２のケース３に対する組付けの完了とともに、発泡金属６１が所定の範囲までヒータ２内に挿入される。このように、ヒータ２内に挿入される柱状の発泡金属６１は、ヒータ２からの突出量の調整により、ヒータ２に対する発泡金属６１の位置決めに用いることができ、ヒータ２内への挿入量を一定にすることができる。
【００８３】
本発明の第七実施形態について、図１２を用いて説明する。本実施形態の熱交換器７０においては、水流規制手段が、第六実施形態の熱交換器６０と同様に、外周側流路に充填される充填物である。図１２に示すように、本実施形態の熱交換器７０は、外周側流路に充填される充填物として、複数の金属片７１を有する。また、本実施形態の熱交換器７０は、ヒータ２の内部流路内にも、充填物としての金属片７１を有する。
【００８４】
金属片７１としては、金属体（金属の塊）や、焼結金属や、発泡金属等が用いられる。本実施形態の熱交換器７０は、入水口４からの金属片７１の流出を防止するため、ヒータ２の内部流路に、水を通過させる蓋体４ａを有し、吐水口５からの金属片７１の流出を防止するため、ケース３において吐水口５を形成する壁部に、水を通過させる蓋体５ａを有する。蓋体４ａ、５ａは、例えばメッシュ状の部材により構成される。ただし、吐水口５については、金属片７１を吐水口５よりも大きくすることにより、吐水口５からの金属片７１の流出を防ぐことができる。
【００８５】
また、金属片７１として、例えば工場等における工程で発生した金属片を利用することができるので、コストメリットがある。また、複数の金属片７１を充填物として採用することにより、各金属片７１は独立した部材であって、複数の金属片７１間においてそれぞれが充填された状態で可動であるため、ヒータ２の膨張・収縮等が生じても、ヒータ２に対する接触状態を維持することができる。さらに、金属片７１として空孔を多数有する焼結金属や発泡金属を用いることにより、金属片７１によって流路を完全に塞いでしまうという状況を避けることができる。
【００８６】
本発明の第八実施形態について、図１３および図１４を用いて説明する。本実施形態の熱交換器８０においては、水流規制手段が、第六実施形態の熱交換器６０と同様に、外周側流路に充填される充填物である。本実施形態の熱交換器８０では、図１３に示すように、外周側流路に充填される充填物として、カール線材８１が用いられる。また、カール線材８１は、ヒータ２の内部流路内にも充填されてもよい。
【００８７】
カール線材８１は、例えば銅等の熱伝導率の高い金属材料により構成される。カール線材８１は、線材を圧延することにより形成される。カール線材８１は、外周側流路等に充填されるに際して、ランダムに詰め込まれる態様で充填されても、規則的に巻かれた状態で充填されてもよい。カール線材８１は、例えば図１４に示すように、ヒータ２の外周側に巻き付けることによって用いられてもよい。
【００８８】
カール線材８１が充填物として用いられることで、流路よりも大きい径でカールさせることにより、流路内に圧入することができ、ヒータ２に密着させることができる。
【００８９】
以上のように、水流規制手段として、充填物を用いることにより、充填物によってヒータ２の熱の伝熱面積を容易に大きくすることができ、効果的に発熱体の温度を下げることができる。
【００９０】
なお、以上説明したような各実施形態に例示した水流規制手段は、ケース３内に形成される流路を流れる水の流速を速くすることによって熱伝達を向上させてヒータ２の表面温度を下げるものである。このため、水流規制手段によれば、水の流速が速くなることから、ヒータ２の表面等に発生するスケールの生成を抑制することができ、また、ヒータ２の表面に生じたスケールを剥離する効果も期待できる。さらに、スケールと同様にヒータ２の表面に存在することでヒータ２と水との熱伝達を低下させる要因となる気泡についても、水流規制手段による流速が速くなる作用によって、ヒータ２の表面から剥離する効果を規定することができる。このように、水流規制手段によれば、流速が速くなることによってヒータ２の表面に生じるスケールや気泡を取り除く効果を期待することができ、熱伝達の低下を効果的に抑制することができる。
【００９１】
以下では、上述したような各実施形態に係る熱交換器を備える衛生洗浄装置の一例について、図１５および図１６を用いて説明する。図１５に示すように、本実施形態に係る衛生洗浄装置２００は、トイレ装置３００において、洋式腰掛便器３０１の上に設置された状態で設けられる。
【００９２】
衛生洗浄装置２００は、本体部２０１と、本体部２０１に対して開閉自在に軸支された便座２０２及び便蓋２０３と、ノズル２０４とを備える。ノズル２０４は、トイレ装置３００の使用者によるスイッチ操作等に応じて、本体部２０１から洋式腰掛便器３０１のボウル内に対して進退可能に設けられる。衛生洗浄装置２００は、ノズル２０４を洋式腰掛便器３０１のボウル内に伸び出した状態で、ノズル２０４の先端部に設けられる吐水口から洗浄水を噴射する。ノズル２０４から噴射された洗浄水は、人体の局部を洗浄する。
【００９３】
図１６に示すように、衛生洗浄装置２００は、水道や貯水タンクなどの給水源２０５から給水される水を、バルブユニット２０６を介して熱交換器１に供給する。そして、熱交換器１において、供給された水が温められた温水とされ、洗浄水としてノズル２０４に供給される。バルブユニット２０６は、止水弁としての機能を有する電磁開閉弁や調圧弁等の弁機構を有する。
【００９４】
以上のように、本実施形態に係る衛生洗浄装置２００は、第一実施形態に係る熱交換器１を備え、熱交換器１により生成した温水を洗浄水とし、この洗浄水をノズル２０４から吐出することで、人体の局部を洗浄する。このように、本実施形態に係る熱交換器１を備える衛生洗浄装置２００によれば、局部の洗浄を受ける使用者にとって不快な熱交換器における沸騰音を低減することができる。なお、衛生洗浄装置２００においては、第一実施形態の熱交換器１に限らず、他の実施形態の熱交換器であっても同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 熱交換器
２ ヒータ（発熱体）
３ ケース
１１ 金属輪（円環状の板部材）
１１ａ 歯部
２１ 金属輪（円環状の板部材）
４１ ブッシュ（円環状の板部材）
４１ｄ 係止突部
４１ｅ 係止凹部
５１ バネ
６１ 発泡金属
７１ 金属片
８１ カール線材
２００ 衛生洗浄装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を加熱して温水とする熱交換器、およびそれにより得られた温水を洗浄水として人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水を加熱して温水とする熱交換器として、円柱状の発熱体と、この発熱体を収容する筒状のケースとを備え、発熱体の外周面とケースの内周面との間に、加熱する対象の水の流路を形成する構成を有するものがある。このように発熱体とケースとの間に形成される流路は、水を発熱体の軸方向に送るための流路である。このような熱交換器は、例えば人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に備えられ、洗浄水を温水とするために用いられる。
【０００３】
上記のような構成の熱交換器においては、発熱体により水が過度に加熱されることによって、沸騰音が発生するという問題がある。こうした沸騰音の問題は、発熱体の表面温度が過度に上昇することが原因であるため、発熱体のワット密度が高くなると生じやすくなる。
【０００４】
したがって、沸騰音の問題は、発熱体の発熱量が一定の条件下では、熱交換器の小型化を図るために発熱体の表面積が縮小される場合、より深刻な問題となる。つまり、発熱体の発熱量が一定の場合、発熱体の表面積が小さくなると、ワット密度が高くなり、沸騰音が発生しやすくなる。近年、熱交換器の小型化は顕著であり、例えば発熱体の長さを従来の約半分にしようという試みもなされている。
【０００５】
沸騰音の問題を解消するためには、発熱体の表面温度を下げる必要がある。発熱体の表面温度を下げるためには、発熱体と水の間の熱伝達を向上させることが重要である。そこで、従来、上記のような構成の熱交換器において、発熱体と水の間の熱伝達を向上させるため、発熱体とケースとの間に螺旋状の流路を形成する技術がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００６】
特許文献１および特許文献２においては、螺旋状の流路は、螺旋状に形成されるバネ等の金属製の部材が発熱体の外周に嵌め込まれることにより、あるいはケースの内周面側の部分により、発熱体とケースとの間の空間が螺旋状に仕切られることで形成されている。螺旋状の流路により、発熱体とケースとの間の空間が仕切られない場合の流路、つまり発熱体の外周面とケースの内周面とにより略円筒状の空間として形成され水を発熱体の軸方向に沿って流す流路との比較において、流路面積を狭くすることができ、水の流速を上げることができる。発熱体の周囲を流れる水の流速が速くなると、発熱体と水の間の熱伝達が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１７１５８０号公報
【特許文献２】特開平８−９４１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、発熱体とケースとの間に螺旋状の流路を形成する従来の技術においては、次のような問題がある。従来の技術では、実際に螺旋状の流路を形成しようとした場合、例えばバネ等の螺旋状の流路を形成するための部材と発熱体の表面との間に、発熱体の外径の寸法公差やバネの寸法公差等によって隙間が生じる。こうした螺旋状の流路を形成する部材と発熱体の表面との間に生じる隙間は、発熱体が例えばセラミック等の曲がりや寸法公差等が比較的大きい材料により構成される場合に顕著となる。
【０００９】
螺旋状の流路を形成する部材と発熱体の表面との間に隙間が存在することにより、その隙間が水を通してしまうことから、螺旋状の流路を形成する部材に沿う螺旋状の流れに加え、発熱体の軸方向に沿う流れが形成されるという現象が生じる。
【００１０】
具体的には、発熱体とケースとの間に形成される流路は、発熱体により加熱する水を発熱体の軸方向に送るための流路である。このため、発熱体とケースとの間に形成される流路を流れる水は、本来的に発熱体の軸方向に沿って流れようとする。上述したような螺旋状の流路は、発熱体の軸方向に沿う水の流れを規制して発熱体の周方向に沿う螺旋状の流れに変換することで、流路面積を狭くして流速を高めようとするものである。そこで、上述したように螺旋状の流路を形成する部材と発熱体の表面との間に隙間が存在することにより、発熱体の軸方向に沿う水の流れが螺旋の方向に十分に規制されずに、一部の水が隙間を通ることで発熱体の軸方向に沿う流れが形成されてしまう。
【００１１】
このように、従来の技術では、発熱体とケースとの間で螺旋状の流れを形成することを目的とした流路構成において、発熱体の表面に沿って発熱体の軸方向の水の流れが生じるという"中抜け"の問題が生じる。こうした中抜けの問題が生じることにより、螺旋状の流路を形成することによって流路面積を狭くするという作用を十分に得ることができず、流速を速くすることが困難となる。結果として、従来の技術によれば、発熱体の表面温度を下げるために発熱体と水の間の熱伝達の効率を十分に高めることができず、沸騰音の問題を解消するには至らない。
【００１２】
一方、発熱体の表面温度を下げるために熱伝達の効率を向上させる方法として、発熱体の伝熱面積を大きくするということがある。この点、従来の技術では、螺旋状の通路を形成する部材と発熱体の表面との間に隙間が存在することにより、螺旋状の通路を形成する部材と発熱体との接触面積が小さく、十分な伝熱面積を確保することが難しい。
【００１３】
特に、熱交換器を小型にするため、熱交換の効率を維持しつつ発熱体を縮小させ、所望の量の温水を供給するためには、十分な伝熱面積が確保される必要がある。また、温水の供給量を確保しつつ発熱体を縮小するためには、ワット密度が高くなることから、沸騰音が発生しやすくなる。
【００１４】
このように、従来の技術では、熱交換器を小型化するに際し、十分な伝熱面積を確保することが難しい。結果として、従来の技術によれば、発熱体の表面温度を下げるために熱伝達の効率を十分に高めることができず、沸騰音の問題を解消するには至らない。
【００１５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、発熱体からの伝熱面積を大きくすることによって発熱体と水の間の熱伝達を向上させて発熱体の表面温度を下げることができ、沸騰音を低減することができる熱交換器およびそれを備えた衛生洗浄装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の熱交換器は、水を温めて温水とする熱交換器であって、円柱状の外形を有し、水を加熱する発熱体と、前記発熱体の外周を覆い、前記発熱体の外周面との間に前記発熱体により加熱する水の流路を形成するケースと、前記発熱体の外周面を形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、前記流路における前記発熱体の軸方向の流れを規制する水流規制手段と、を備えるものである。このような構成により、発熱体からの伝熱面積を大きくすることによって発熱体と水の間の熱伝達を向上させて発熱体の表面温度を下げることができ、沸騰音を低減することができる。
【００１７】
本発明の熱交換器は、好ましくは、前記水流規制手段は、前記発熱体の径方向に突出するように、前記発熱体の軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材により構成され、前記円環状の板部材は、前記発熱体の外周面に密着し、前記流路における通水を確保するための切欠部を有するものである。このような構成により、円環状の板部材を発熱体に密着させることで、発熱体の熱の伝熱面積を容易に大きくすることができ、効果的に発熱体の温度を下げることができる。
【００１８】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記円環状の板部材は、弾性変形可能である。このような構成により、発熱体の表面にうねりなどがあったとしても円環状の板部材を発熱体に密着させることできるので、発熱体の熱を確実に伝熱させ、効果的に発熱体の温度を下げることができる。
【００１９】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、複数の前記円環状の板部材は、前記発熱体の軸方向に隣り合う前記円環状の板部材間で、前記切欠部が前記発熱体の軸方向視で重ならないように設けられているものである。このような構成により、水が切欠部を通って発熱体の軸方向に抜けることを防止することができるので、確実に円環状の板部材により形成される流路に沿って水を流すことができ、熱伝達をより向上させることができる。
【００２０】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記円環状の板部材は、弾性変形することにより前記発熱体の外周面に密着する部分として、円環状の外形における内周縁部に、円周方向に沿って複数設けられ、前記発熱体の軸方向に向けて折れ曲がった状態で、弾性により前記発熱体の外周面に押し付けられる歯部を有するものである。このような構成により、発熱体に曲がりや寸法公差が存在する場合であっても、円環状の板部材を発熱体に確実に密着させることができるので、円環状の板部材によって確実に伝熱面積を大きくすることができ、熱伝達をより向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記円環状の板部材の内径は、前記発熱体の外径よりも小さく、前記円環状の板部材は、弾性変形することにより、前記発熱体の外周面に密着するものである。このような構成により、発熱体に曲がりや寸法公差が存在する場合であっても、簡単な構造で円環状の板部材を発熱体に確実に密着させることができるので、円環状の板部材によって確実かつ容易に伝熱面積を大きくすることができ、熱伝達をより向上させることができる。
【００２２】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記円環状の板部材は、前記発熱体の軸方向の一方側の隣り合う前記円環状の板部材と係合することで、前記一方側の隣り合う前記円環状の板部材に対する周方向の相対回転を規制する係止突部と、前記発熱体の軸方向の他方側の隣り合う前記円環状の板部材が有する前記係止突部を嵌合させ、前記他方側の隣り合う前記円環状の板部材に対する周方向の相対回転を規制する係止凹部と、を有するものである。このような構成により、切欠部の周方向の位置決めを容易に行うことができるので、決まった位置に水を通すことができ、発熱体に対して万遍なく水が接触する流路を確実かつ容易に形成することができ、確実に熱伝達を向上させることができる。
【００２３】
本発明の熱交換器は、好ましくは、前記水流規制手段は、前記流路に充填される充填物であるものである。このような構成により、充填物によって発熱体の熱の伝熱面積を容易に大きくすることができ、効果的に発熱体の温度を下げることができる。
【００２４】
また、本発明の熱交換器は、好ましくは、前記充填物は、発泡金属である。このような構成により、発泡金属は、金属が空隙を介して連続的につながっているものであるため、伝熱が良好であり、また、空隙の存在により曲げや圧縮が比較的自由に行えるので、流路内に効果的に充填できる。
【００２５】
本発明の衛生洗浄装置は、前記熱交換器を備え、前記熱交換器により生成した温水を洗浄水とし、該洗浄水をノズルから吐出することで、人体の局部を洗浄するものである。このような構成により、局部の洗浄を受ける使用者にとって不快な熱交換器における沸騰音を低減することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、発熱体からの伝熱面積を大きくすることによって熱伝達を向上させて発熱体の表面温度を下げることができ、沸騰音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図２】本発明の第一実施形態に係る金属輪の構成を示す図。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図。
【図３】本発明の第二実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図４】本発明の第二実施形態に係る金属輪の構成を示す図。
【図５】本発明の第二実施形態に係る金属輪の構成の変形例を示す図。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ矢視部分拡大図。
【図６】本発明の第三実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図７】本発明の第四実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図８】本発明の第四実施形態に係るブッシュの構成を示す図。（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ断面図。
【図９】本発明の第五実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図１０】本発明の第六実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図１１】本発明の第六実施形態に係る熱交換器の構成の他の例を示す断面図。
【図１２】本発明の第七実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図１３】本発明の第八実施形態に係る熱交換器の充填物の一例を示す断面図。
【図１４】本発明の第八実施形態に係る熱交換器の構成を示す断面図。
【図１５】本発明の一実施形態に係る衛生洗浄装置の適用例を示す斜視図。
【図１６】本発明の一実施形態に係る衛生洗浄装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、円柱状の外形を有する発熱体の外周側と、発熱体を収容するケースの内周側との間に流路を形成する構成において、発熱体からの伝熱面積を大きくすることにより、発熱体と水の間の熱伝達を向上させ、発熱体の表面温度を下げ、沸騰音を低減しようとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
本発明の第一実施形態について、図１および図２を用いて説明する。本実施形態に係る熱交換器１は、水を温めて温水とするものであり、例えば便器等に設置されて人体の局部を洗浄する衛生洗浄装置に備えられ、洗浄水を温水とするために用いられる。
【００３０】
図１に示すように、熱交換器１は、発熱体としてのヒータ２と、ヒータ２を収容するケース３とを備える。熱交換器１は、ヒータ２により形成される入水口４と、ケース３により形成される吐水口５とを有する。つまり、熱交換器１においては、入水口４から流入した水が、ヒータ２によって温められ、温水となって吐水口５から流出する。
【００３１】
ヒータ２は、円柱状の外形を有し、水を加熱する。ヒータ２は、パイプ状に構成されることで、円柱状の外形を有する。ヒータ２は、軸方向（図１における左右方向、以下「ヒータ軸方向」という。）からケース３内に挿入されることで、ケース３に組み付けられる。ヒータ２は、ヒータ軸方向の中途部に、パイプ状のヒータ２を部分的に拡径させるフランジ部２ａを有する。ヒータ２は、ヒータ軸方向でフランジ部２ａよりも一側（図１において右側）の部分がケース３に挿入された状態で収容される。
【００３２】
ヒータ２は、いわゆるセラミックパイプヒータであり、内周面（以下「ヒータ内周面」という。）２ｂおよび外周面（以下「ヒータ外周面」）２ｃからの発熱によって、ヒータ２の内周側および外周側を通過する水を加熱する。ヒータ２においては、セラミックによって形成される外装部分の内部に、タングステン等からなる帯状のヒータパターンが印刷等によってヒータ軸方向に沿って形成される。パイプ状に構成されるヒータ２のケース３に挿入される側と反対側の端部の開口部により、熱交換器１の入水口４が形成される。
【００３３】
ケース３は、樹脂や金属等により構成され、全体として略直方体状の外形を有するとともに、略円周面として形成される内周面部を有する。ケース３は、ヒータ２の収容空間を形成するケース本体３ａと、ケース本体３ａの一端側に形成される開口部を覆う蓋体３ｂとを有する。
【００３４】
ケース本体３ａは、略直方体状の外形を有し、長手方向の両端側が開口する略筒状の部材である。ケース本体３ａの一方の開口部が、蓋体３ｂにより塞がれる。蓋体３ｂは、ケース本体３ａの外形に沿う形状を有する板状の部材であり、ケース本体３ａの開口端面にボルト等によって固定されることで、ケース本体３ａと一体的にケース３を構成する。蓋体３ｂは、ケース本体３ａの開口端面と蓋体３ｂとの間に介装されるＯリング６により、ケース本体３ａの内部空間に対して水密に固定される。
【００３５】
ヒータ２は、ケース本体３ａの蓋体３ｂにより塞がれる側と反対側の開口部から、ケース３に挿入されて組み付けられる。ヒータ２は、フランジ部２ａがケース３を構成するケース本体３ａの開口端面にボルト等の締結具によって固定されることで、ケース３に組み付けられる。フランジ部２ａは、ケース３の外形形状に対応して略矩形板状に形成される。フランジ部２ａの四隅には、ケース本体３ａへの固定のための締結具を貫通させる孔部２ｄが形成されている。ヒータ２は、フランジ部２ａとケース本体３ａの開口端面との間に介装されるＯリング７により、ケース３の内部空間に対して水密に固定される。
【００３６】
ヒータ２がフランジ部２ａによってケース３に組み付けられた状態においては、ヒータ２の先端と蓋体３ｂの内側の面との間に隙間が存在する。つまり、ヒータ２のケース３に収容される側の開口部は、蓋体３ｂによって塞がれることなく、ケース３内において開口する。
【００３７】
このように、ケース３は、ヒータ２のフランジ部２ａよりもケース３に対する挿入側の部分を挿入させた状態で、ヒータ２の外周を覆う。熱交換器１が有する吐水口５は、ケース３を構成するケース本体３ａの周壁部に形成される。吐水口５は、ケース本体３ａの蓋体３ｂが取り付けられる側と反対側の開口端の近傍に設けられる。本実施形態では、吐水口５は、ケース本体３ａの内部空間を上側に開口させる。
【００３８】
ケース３は、ヒータ外周面２ｃとの間にヒータ２により加熱する水の流路を形成する。以下では、ヒータ外周面２ｃとケース３との間に形成される流路を「外周側流路」とする。ヒータ外周面２ｃは、ヒータ２の円柱状の外形における外周面である。また、ヒータ２が挿入されるケース３の内部空間は、略円周面として形成される内周面部を有する。そこで、互いに対向するヒータ外周面２ｃとケース３の内周面部との間に、外周側流路が形成される。
【００３９】
以上のような構成を備える熱交換器１においては、入水口４から流入した水が、ヒータ内周面２ｂにより形成されるヒータ２の内部流路内を加熱されながら流れ（図１、矢印Ａ１参照）、ヒータ２の内部流路の開口端部からケース３の内部空間内に吐出される。そして、ヒータ２の内部流路からケース３の内部空間内に吐出された水は、ヒータ外周面２ｃによって加熱されながら外周側流路によってヒータ軸方向で反対側に運ばれ、吐水口５から吐出される。
【００４０】
そして、本実施形態の熱交換器１は、ヒータ外周面２ｃを形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、外周側流路におけるヒータ軸方向の流れを規制する水流規制手段を備える。
【００４１】
本実施形態では、ヒータ外周面２ｃは、セラミックにより形成される。このため、水流規制手段を構成する材料としては、セラミックよりも熱伝導率の高い材料、例えば銅やステンレス鋼やアルミニウム等の金属が用いられる。
【００４２】
また、水流規制手段は、外周側流路をヒータ２の周方向（以下「ヒータ周方向」という。）に沿う方向に仕切ることにより、外周側流路において、例えばヒータ軸方向に対して垂直方向の周方向の流れ等、ヒータ周方向に沿う方向の流れを形成する。したがって、水流規制手段によって外周側流路が仕切られることでヒータ周方向に沿う方向の流れが形成される構成においては、ヒータ周方向に沿う方向の流れが保持される限り、ヒータ軸方向に沿う方向の流れは規制される。
【００４３】
そこで、水流規制手段は、ヒータ周方向に沿う方向の流れを保持することで、外周側流路におけるヒータ軸方向の流れを規制する。具体的には、水流形成手段は、外周側流路において、内周側については、ヒータ外周面２ｃとの間に隙間を介することなく、また、外周側については、ケース３の内周面部との間に隙間を介することなく設けられることで、ヒータ周方向に沿う方向の流れを保持する。つまり、水流規制手段は、外周側流路において、ヒータ軸方向視で、外周側流路を貫通して向こう側が見えないように、ヒータ周方向に沿う方向の流れを形成する。
【００４４】
このように、熱交換器１が、ヒータ外周面２ｃを形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、外周側流路におけるヒータ軸方向の流れを規制する水流規制手段を備えることにより、発熱体からの伝熱面積を大きくすることによって発熱体と水の間の熱伝達を向上させて発熱体の表面温度を下げることができ、沸騰音を低減することができる。以下、水流規制手段の具体的な形態について説明する。
【００４５】
図１および図２に示すように、本実施形態の熱交換器１においては、水流規制手段が、ヒータ２の径方向に突出するように、ヒータ軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材である金属輪１１により構成される。
【００４６】
金属輪１１は、例えば、銅やステンレス鋼やアルミニウム等、比較的熱伝導率の高い材料により構成される。図２（ａ）に示すように、金属輪１１は、ドーナツ型の板状部材であり、ヒータ２を貫通させた状態で、ヒータ２に保持される。図１に示すように、複数の金属輪１１がヒータ２に装着されることにより、ヒータ外周面２ｃからヒータ２の径方向に突出する複数の鍔状の部分が形成される。図１においては、ヒータ軸方向に略等間隔を隔てて十枚の金属輪１１がヒータ２に装着されている。
【００４７】
金属輪１１は、弾性変形することにより、ヒータ外周面２ｃに密着する。図２に示すように、本実施形態の金属輪１１は、弾性変形することによりヒータ外周面２ｃに密着する部分として、複数の歯部１１ａを有する。歯部１１ａは、金属輪１１の内径側から径方向の外側に向けて複数箇所に切込み部１１ｂが形成されることにより、金属輪１１の内周側の縁端部が切り出されることで形成される。本実施形態では、金属輪１１の周方向に五箇所に切込み部１１ｂが設けられることで、五枚の歯部１１ａが形成されている。
【００４８】
図２（ｂ）に示すように、歯部１１ａは、金属輪１１の板厚方向の一側（図２（ｂ）において上側）に向けて折り曲げられた状態とされる。歯部１１ａは、金属輪１１の内径がヒータ２の外径よりも若干小さくなる程度に折り曲げられる。したがって、金属輪１１に対して歯部１１ａが折れ曲がる側と反対側からヒータ２が差し込まれることにともない、折れ曲った状態の歯部１１ａが弾性によってさらに折れ曲がる方向に変形する。これにより、金属輪１１がヒータ２に装着された状態においては、歯部１１ａが弾性によってヒータ外周面２ｃに押し付けられて密着した状態となる。ここで、あらかじめ曲げられた状態とされる歯部１１ａの曲げ具合は、例えば、金属輪１１がヒータ２に装着されることによってヒータ外周面２ｃに傷が付かない程度とされる。
【００４９】
このように、金属輪１１が弾性変形することによりヒータ外周面２ｃに密着する部分として有する歯部１１ａは、金属輪１１の円環状の外形における内周縁部に、円周方向に沿って複数設けられ、ヒータ軸方向に向けて折れ曲がった状態で、弾性によりヒータ外周面２ｃに押し付けられる。
【００５０】
金属輪１１は、外周端が筒状のケース３の内周面３ｃに接触するように形成される。つまり、金属輪１１の外径寸法は、ケース３の内径寸法と略同じとなるように設定される。このように、ヒータ２に対してヒータ軸方向に間隔を隔てて複数装着される金属輪１１が、ケース３の内周面３ｃに接触するように設けられることにより、ヒータ外周面２ｃとケース３の内周面３ｃとの間に形成される外周側流路が、ヒータ軸方向に対して垂直方向に複数に仕切られる。つまり、ヒータ外周面２ｃと、ケース３の内周面３ｃと、ヒータ軸方向に隣り合う一対の金属輪１１とによって複数の円環状の空間が形成される。
【００５１】
そして、金属輪１１は、外周側流路における通水を確保するための切欠部１１ｃを有する。本実施形態では、切欠部１１ｃは、金属輪１１の外周側に、金属輪１１の周方向について一箇所に形成される。切欠部１１ｃにより、ヒータ２に装着された状態の金属輪１１が筒状のケース３の内周面３ｃに接触した状態で複数の円環状の空間が形成される構成において、金属輪１１によって仕切られる空間同士の通水が確保される。つまり、切欠部１１ｃは、ケース３の内周面３ｃとともに金属輪１１による仕切りにおける開口部を形成し、金属輪１１によって仕切られる空間内に存在する水は、切欠部１１ｃによって形成される開口部を介して隣の（図１において左隣の）空間部分に流れ込む。
【００５２】
複数の金属輪１１がヒータ２に装着される構成において、各金属輪１１が有する切欠部１１ｃの位相（円周方向の位置）は特に限定されないが、ヒータ軸方向に隣り合う金属輪１１間では、各金属輪１１の切欠部１１ｃが互いに周方向にずれた位置に存在することが好ましい。つまり、ヒータ軸方向に隣り合う各金属輪１１の切欠部１１ｃ同士がヒータ軸方向に重なる部分を有しないことが好ましい。
【００５３】
このように、複数の金属輪１１は、ヒータ軸方向に隣り合う金属輪１１間で、切欠部１１ｃがヒータ軸方向視で重ならないように設けられている。これにより、隣り合う金属輪１１が有する切欠部１１ｃが周方向にずれた位置に配置されるので、水が複数の金属輪１１それぞれが有する切欠部１１ｃを連続的に通って水がヒータ軸方向に抜けてしまうことを防止することができる。したがって、確実に複数の金属輪１１により形成される流路に沿って水を流すことができ、熱伝達をより向上させることができる。
【００５４】
また、各金属輪１１が有する切欠部１１ｃの位相については、隣り合う金属輪１１間で１８０°ずれていることが好ましい。この場合、例えばある金属輪１１の切欠部１１ｃが上側に位置する場合、その金属輪１１の隣の金属輪１１が有する切欠部１１ｃは下側に位置するように配置される。このような切欠部１１ｃの位置関係が用いられることで、ヒータ外周面２ｃとケース３の内周面３ｃとの間において水を万遍なくヒータ外周面２ｃに沿わせることができる。
【００５５】
このように、複数の金属輪１１が、隣り合う金属輪１１間で切欠部１１ｃの位相が１８０°ずれた状態となるように設けられる場合において、金属輪１１により仕切られる空間部分の水の流れは次のとおりである。図１に示すように、金属輪１１をヒータ軸方向に沿って通過しようとする水は、切欠部１１ｃの部分から通過する（矢印Ｂ１参照）。切欠部１１ｃを通過した水は、ヒータ外周面２ｃの周囲に沿って反対側の位相まで流れる（矢印Ｂ２参照）。そして、直前に通過した切欠部１１ｃとは逆位相にある切欠部１１ｃを通過することで、金属輪１１を通過して次の空間部分へと流れ込む（矢印Ｂ３参照）。このような互いに反対位相にある切欠部１１ｃを金属輪１１ごとに交互に通過する流れが、外周側流路において吐水口５まで繰り返される。
【００５６】
本実施形態の熱交換器１によれば、複数の金属輪１１がヒータ軸方向に連続して設けられる構成であるため、ヒータ２とケース３との間の流路を仕切るための構造を、ヒータ２の曲がりや寸法公差等に追従させることが容易となる。これにより、ヒータ２に曲がりや寸法公差があっても、金属輪１１をヒータ２に密着させることができ、歯部１１ａによって金属輪１１のヒータ外周面２ｃに対する接触面積を増やすことができることから、熱伝達の効率を高めることができる。また、ヒータ２の抵抗値のばらつき等によりヒータ２の表面温度に個体差がある場合でも、金属輪１１の枚数を調整することで伝熱面積の増減が容易に行えるため、沸騰音を低減することが容易となる。また、金属輪１１は、複数の歯部１１ａによってしっかりとヒータ外周面２ｃの表面に密着することから、熱交換器１の運搬中や施工中等に金属輪１１がずれることを防止することができる。
【００５７】
また、本実施形態の熱交換器１においては、次のようなメリットを得ることができる。本実施形態の熱交換器１においては、金属輪１１の切欠部１１ｃの位相を一段ごとに変えることにより、水がヒータ２の周りを万遍なく流れる構成にすることができる。また、歯部１１ａを形成するための切込み部１１ｂの位相を、隣り合う金属輪１１間でずらすことにより、ヒータ外周面２ｃに沿うヒータ軸方向の流れを確実に規制することができる。したがって、上述のとおり切欠部１１ｃを１８０°ずらして交互に配置する構成を採用する場合は、周方向に等間隔に設けられる切込み部１１ｂの数は、奇数個であることが好ましい。これにより、隣り合う金属輪１１間において、切込み部１１ｂの位相が自動的にずれることとなる。
【００５８】
また、金属輪１１は、比較的公差を小さく作ることが可能であるため、金属輪１１とケース３との間に隙間を生じさせにくい。これにより、金属輪１１の外周側を通過するヒータ軸方向の流れ（外抜け）を効果的に防止することができる。さらに、金属輪１１にヒータ軸方向に沿う突出部分（足）を形成することで、複数の金属輪１１についてヒータ軸方向の位置決め（ピッチ決め）を行うことが可能となる。このような位置決めのための突出部分は、本実施形態に係る金属輪１１が有する切込み部１１ｂで兼用することができる。
【００５９】
本発明の第二実施形態について、図３、図４および図５を用いて説明する。なお、以下に説明する各実施形態においては、第一実施形態と共通する構成については、同一の符号を用いて適宜説明を省略する。図３に示すように、本実施形態の熱交換器２０は、第一実施形態と同様に、水流規制手段が、ヒータ２の径方向に突出するように、ヒータ軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材である金属輪２１により構成される。そして、図４に示すように、金属輪２１が、円環状における周方向の一部が切り欠かれた切欠部２１ａを有する略Ｃ字状の板状部材である。
【００６０】
金属輪２１は、切欠部２１ａを利用して周方向に弾性変形することにより、ヒータ外周面２ｃに密着する。つまり、金属輪２１の内径は、ヒータ２の外径よりも小さく設定され、金属輪２１がヒータ２に装着される際には、切欠部２１ａの間隔が広がるように弾性変形させられる（矢印Ｃ１参照）。また、金属輪２１が有する切欠部２１ａにより、外周側流路における通水が確保される。また、第一実施形態の場合と同様に、各金属輪２１が有する切欠部２１ａの位相については、隣り合う金属輪２１間で１８０°ずれていることが好ましい。
【００６１】
本実施形態の熱交換器２０によれば、ヒータ２に曲がりや寸法公差が存在する場合であっても、簡単な構造で金属輪２１をヒータ２に確実に密着させることができるので、金属輪２１によって確実かつ容易に伝熱面積を大きくすることができ、熱伝達をより向上させることができる。また、金属輪２１の切欠部２１ａにより、通水を確保する機能と、ヒータ２の曲がりや寸法公差等を吸収するための機能とを兼ねることができる。また、金属輪２１は、ヒータ２の外径公差に対しても比較的広範囲で追従することができ、金属輪２１をヒータ２にしっかり取り付けることができる。
【００６２】
図５に、金属輪２１の変形例を示す。図５に示すように、本例に係る金属輪２１は、複数の曲げ部２１ｂを有する。曲げ部２１ｂは、板状の部分が曲がることによって金属輪２１の略径方向に沿うように筋状に形成される突部（反対側の面から見ると溝部）である。曲げ部２１ｂは、金属輪２１の周方向に複数形成される。本例では、図５に示すように、曲げ部２１ｂは、金属輪２１の周方向に略等間隔を隔てて五箇所に形成されている。このように、金属輪２１は、曲げ部２１ｂを有することによってより弾性変形しやすくなり、金属輪２１のヒータ２への装着が容易となる。
【００６３】
本発明の第三実施形態について、図６を用いて説明する。なお、第二実施形態と共通する構成については、同一の符号を用いて適宜説明を省略する。図６に示すように、本実施形態の熱交換器３０は、複数の金属輪２１の外周側を覆う筒状のシート部材３１を有する。
【００６４】
シート部材３１は、ゴムや樹脂等の弾性体により構成される。シート部材３１は、ヒータ２に装着される複数の金属輪２１の外周端に接触するように形成される。つまり、シート部材３１の内径は、金属輪２１の外径と略同じ寸法とされる。シート部材３１は、ヒータ２に装着される全ての金属輪２１を外周側から覆うことができる長さを有する。シート部材３１は、例えば、ケース３の内周面３ｃのヒータ軸方向の長さと略同じ長さを有する。シート部材３１には、シート部材３１によって囲まれる内部空間を吐水口５に連通させるための開口部３１ａが形成されている。
【００６５】
このように、本実施形態の熱交換器３０においては、水流規制手段が、弾性体により構成され複数の金属輪２１の外周端に密着する筒状のシート部材３１を有する。本実施形態の熱交換器３０によれば、シート部材３１によって、金属輪２１の外周端とケース３の内周面３ｃとの間の隙間を発生させることなく、金属輪２１の外周側を通過するヒータ軸方向の流れ（外抜け）を効果的に防止することができる。なお、シート部材３１の外周側とケース３の内周面３ｃとの間には、シート部材３１の外側とケース３の内周面３ｃとの間の水の流れを防止するためのＯリングを設けてもよい。また、ヒータ２の傾きがシート部材３１の弾性変形によって吸収されることから、ヒータ２がケース３内において傾いている場合であっても、金属輪２１の外周側に隙間を生じさせることがない。これにより、ヒータ２からの伝熱面積を確実に確保することができる。
【００６６】
本発明の第四実施形態について、図７および図８を用いて説明する。図７に示すように、本実施形態の熱交換器４０においては、水流規制手段が、ヒータ２の径方向に突出するように、ヒータ軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材であるブッシュ４１により構成される。
【００６７】
図８に示すように、ブッシュ４１は、ヒータ軸方向を中心軸の方向とする筒状の筒部４１ａと、この筒部４１ａの一端側から径方向外側に突出するフランジ部４１ｂとを有する。図８（ａ）に示すように、ブッシュ４１は、円環状における周方向の一部が切り欠かれた切欠部４１ｃを有する略Ｃ字状の部材である。ブッシュ４１は、例えば深絞り加工等によって作製することができる。
【００６８】
図８（ｂ）に示すように、ブッシュ４１は、隣り合うブッシュ４１との関係において周方向についての相対的な位置決めのため、ヒータ軸方向の一端部に、係止突部４１ｄを有し、ヒータ軸方向の他端部に、係止凹部４１ｅを有する。係止突部４１ｄは、ヒータ軸方向の一方側の隣り合うブッシュ４１と係合することで、一方側の隣り合うブッシュ４１に対する周方向の相対回転を規制する。そして、係止凹部４１ｅは、ヒータ軸方向の他方側の隣り合うブッシュ４１が有する係止突部４１ｄを嵌合させ、他方側の隣り合うブッシュ４１に対する周方向の相対回転を規制する。
【００６９】
係止突部４１ｄは、三角形状の突部として形成され、係止凹部４１ｅは、係止突部４１ｄがヒータ軸方向に沿って嵌合可能な三角形状の凹部として形成される。ただし、係止突部４１ｄおよび係止凹部４１ｅについては、形状や設けられる数や位置等については特に限定されない。また、上述したように、隣り合うブッシュ４１間で切欠部４１ｃの位相を１８０°ずらす構成を採用する場合、係止突部４１ｄおよび係止凹部４１ｅについては、それぞれ切欠部４１ｃから周方向の両側に略９０°ずれた二箇所の位置に設けられることが好ましい。これにより、切欠部４１ｃの位相をずらす構成において、切欠部４１ｃがいずれの位相にあるかにかかわらず、係止突部４１ｄおよび係止凹部４１ｅを共用することができ、複数種類のブッシュ４１を準備する必要がない。
【００７０】
本実施形態の熱交換器４０によれば、ヒータ２からの伝熱面積を広げることができ、熱交換器４０の熱伝達を向上させることができる。特に、ヒータ外周面２ｃに接触する部分である筒部４１ａの幅（ヒータ軸方向の寸法）を長くすることにより、効率的に伝熱面積を広げることができる。
【００７１】
また、切欠部４１ｃの周方向の位置決めを容易に行うことができるので、決まった位置に水を通すことができ、ヒータ２に対して万遍なく水が接触する流路を確実かつ容易に形成することができ、確実に熱伝達を向上させることができる。また、ブッシュ４１の周方向の位置決めが容易となり、切欠部４１ｃの位相を一段ずつずらす作業が容易となる。また、ブッシュ４１の筒部４１ａの長さを規定することで、ブッシュ４１をヒータ２上で重ねていくだけで、複数のブッシュ４１間において自動的に一定のピッチを得ることができ、組立てが容易である。なお、本実施形態においても、第三実施形態と同様に、シート部材３１を備える構成を採用することができる。
【００７２】
本発明の第五実施形態について、図９を用いて説明する。本実施形態の熱交換器５０は、第四実施形態の熱交換器４０との比較において、複数のブッシュ４１が一体の螺旋状の部材として構成されている点で異なる。本実施形態の熱交換器５０においては、水流規制手段が、断面形状がＬ字型となるバネ５１により構成されている。
【００７３】
図９に示すように、バネ５１を構成する螺旋状の部材は、ヒータ外周面２ｃに沿うように板状に形成される周壁部５１ａと、周壁部５１ａの一端側（図９においては右端側）から径方向外側に突出形成されるフランジ部５１ｂとを有し、断面形状がＬ字状となるように形成される。
【００７４】
したがって、図９に示すように、Ｌ字断面のバネ５１は、ヒータ２に装着された状態において、周壁部５１ａの部分をヒータ外周面２ｃに接触させるとともに、フランジ部５１ｂをヒータ２の径方向外側に向けて鍔状に突出させる。
【００７５】
このように、第一の規制部を構成する部材としてＬ字断面のバネ５１を用いることにより、簡単な構造により、ヒータ２からの伝熱面積を広げることができ、熱交換器４０の熱伝達を向上させることができる。
【００７６】
本発明の第六実施形態について、図１０を用いて説明する。本実施形態の熱交換器６０においては、水流規制手段が、外周側流路に充填される充填物である。
【００７７】
図１０に示すように、本実施形態の熱交換器６０は、外周側流路に充填される充填物として、発泡金属６１を有する。また、本実施形態の熱交換器６０は、ヒータ２の内部流路内にも、充填物としての発泡金属６１を有する。
【００７８】
発泡金属６１は、例えば銅等の熱伝導率の高い金属材料により構成される。発泡金属６１は、ケース３内またはヒータ２内に圧入されることにより充填される。発泡金属６１は、空隙部分を利用して曲げたり圧縮したりすることが可能な部材であるため、発泡金属６１の外形寸法を充填される空間の寸法よりも大きくすることで、ヒータ２に曲がりや寸法公差等があっても、発泡金属６１を圧縮した状態で充填することができ、発泡金属６１とヒータ外周面２ｃおよびケース３の内周面３ｃとの間、ならびに発泡金属６１とヒータ内周面２ｂとの間において隙間が生じることを防止することができる。また、発泡金属６１は、ヒータ２との接触面積を大きく取ることができる。
【００７９】
また、発泡金属６１は、金属同士が空隙を介して連続的に結びついているものであるため、充填空間内での変形や移動等が生じないので、充填空間内での変形や移動等を規制するための構成を設ける必要がなく、構成が簡単でコストメリットがある。また、発泡金属６１は、金属同士が連続的につながったものであるため、伝熱が良好で金属間の熱が伝わりやすく、高い伝熱効果を得ることができる。また、発泡金属６１によれば、空隙の存在により曲げや圧縮が比較的自由に行えるので、流路内に効果的に充填できる。
【００８０】
このように、発泡金属６１によれば、高い伝熱効果を得ることができることから、伝熱量を多くするため、発泡金属６１は、ヒータ軸方向について、ヒータ２においてヒータ軸方向に沿って形成されるヒータパターンが設けられる範囲を含む範囲で充填されることが望ましい。
【００８１】
さらに、発泡金属６１は、金属同士が空隙を介して結びついた一体物であるため、組立てが容易である。また、発泡金属６１の発泡率を調整することで、伝熱面積の増減や圧損の増減を容易に調整できる。また、水中に含まれる微少なごみや、カルシウム等の析出によって目詰まりしない大きさに発泡金属６１内の空隙の大きさを最適な大きさに調節することも容易である。
【００８２】
なお、発泡金属６１は、例えば図１１（ａ）に示すように、ヒータ２の内部流路を含む部分のみに設けてもよく、また、同図（ｂ）に示すように、ヒータ２の内部流路を除いて外周側流路を含む部分に設けてもよい。ここで、例えば図１１（ａ）に示すように、発泡金属６１がヒータ２の内部流路を含む部分のみに設けられる場合、柱状に形成される発泡金属６１が、ヒータ２のケース３内側の開口部から挿入されることで、ヒータ２内に充填される。そこで、ヒータ２のケース３に対する組付けに際し、柱状の発泡金属６１をケース３の蓋体３ｂに当接するようにヒータ２から余分に突出させておき、その状態でヒータ２をケース３に組み付けるようにする。これにより、ヒータ２のケース３に対する組付けにともなって発泡金属６１が蓋体３ｂにより押されて、ヒータ２のケース３に対する組付けの完了とともに、発泡金属６１が所定の範囲までヒータ２内に挿入される。このように、ヒータ２内に挿入される柱状の発泡金属６１は、ヒータ２からの突出量の調整により、ヒータ２に対する発泡金属６１の位置決めに用いることができ、ヒータ２内への挿入量を一定にすることができる。
【００８３】
本発明の第七実施形態について、図１２を用いて説明する。本実施形態の熱交換器７０においては、水流規制手段が、第六実施形態の熱交換器６０と同様に、外周側流路に充填される充填物である。図１２に示すように、本実施形態の熱交換器７０は、外周側流路に充填される充填物として、複数の金属片７１を有する。また、本実施形態の熱交換器７０は、ヒータ２の内部流路内にも、充填物としての金属片７１を有する。
【００８４】
金属片７１としては、金属体（金属の塊）や、焼結金属や、発泡金属等が用いられる。本実施形態の熱交換器７０は、入水口４からの金属片７１の流出を防止するため、ヒータ２の内部流路に、水を通過させる蓋体４ａを有し、吐水口５からの金属片７１の流出を防止するため、ケース３において吐水口５を形成する壁部に、水を通過させる蓋体５ａを有する。蓋体４ａ、５ａは、例えばメッシュ状の部材により構成される。ただし、吐水口５については、金属片７１を吐水口５よりも大きくすることにより、吐水口５からの金属片７１の流出を防ぐことができる。
【００８５】
また、金属片７１として、例えば工場等における工程で発生した金属片を利用することができるので、コストメリットがある。また、複数の金属片７１を充填物として採用することにより、各金属片７１は独立した部材であって、複数の金属片７１間においてそれぞれが充填された状態で可動であるため、ヒータ２の膨張・収縮等が生じても、ヒータ２に対する接触状態を維持することができる。さらに、金属片７１として空孔を多数有する焼結金属や発泡金属を用いることにより、金属片７１によって流路を完全に塞いでしまうという状況を避けることができる。
【００８６】
本発明の第八実施形態について、図１３および図１４を用いて説明する。本実施形態の熱交換器８０においては、水流規制手段が、第六実施形態の熱交換器６０と同様に、外周側流路に充填される充填物である。本実施形態の熱交換器８０では、図１３に示すように、外周側流路に充填される充填物として、カール線材８１が用いられる。また、カール線材８１は、ヒータ２の内部流路内にも充填されてもよい。
【００８７】
カール線材８１は、例えば銅等の熱伝導率の高い金属材料により構成される。カール線材８１は、線材を圧延することにより形成される。カール線材８１は、外周側流路等に充填されるに際して、ランダムに詰め込まれる態様で充填されても、規則的に巻かれた状態で充填されてもよい。カール線材８１は、例えば図１４に示すように、ヒータ２の外周側に巻き付けることによって用いられてもよい。
【００８８】
カール線材８１が充填物として用いられることで、流路よりも大きい径でカールさせることにより、流路内に圧入することができ、ヒータ２に密着させることができる。
【００８９】
以上のように、水流規制手段として、充填物を用いることにより、充填物によってヒータ２の熱の伝熱面積を容易に大きくすることができ、効果的に発熱体の温度を下げることができる。
【００９０】
なお、以上説明したような各実施形態に例示した水流規制手段は、ケース３内に形成される流路を流れる水の流速を速くすることによって熱伝達を向上させてヒータ２の表面温度を下げるものである。このため、水流規制手段によれば、水の流速が速くなることから、ヒータ２の表面等に発生するスケールの生成を抑制することができ、また、ヒータ２の表面に生じたスケールを剥離する効果も期待できる。さらに、スケールと同様にヒータ２の表面に存在することでヒータ２と水との熱伝達を低下させる要因となる気泡についても、水流規制手段による流速が速くなる作用によって、ヒータ２の表面から剥離する効果を規定することができる。このように、水流規制手段によれば、流速が速くなることによってヒータ２の表面に生じるスケールや気泡を取り除く効果を期待することができ、熱伝達の低下を効果的に抑制することができる。
【００９１】
以下では、上述したような各実施形態に係る熱交換器を備える衛生洗浄装置の一例について、図１５および図１６を用いて説明する。図１５に示すように、本実施形態に係る衛生洗浄装置２００は、トイレ装置３００において、洋式腰掛便器３０１の上に設置された状態で設けられる。
【００９２】
衛生洗浄装置２００は、本体部２０１と、本体部２０１に対して開閉自在に軸支された便座２０２及び便蓋２０３と、ノズル２０４とを備える。ノズル２０４は、トイレ装置３００の使用者によるスイッチ操作等に応じて、本体部２０１から洋式腰掛便器３０１のボウル内に対して進退可能に設けられる。衛生洗浄装置２００は、ノズル２０４を洋式腰掛便器３０１のボウル内に伸び出した状態で、ノズル２０４の先端部に設けられる吐水口から洗浄水を噴射する。ノズル２０４から噴射された洗浄水は、人体の局部を洗浄する。
【００９３】
図１６に示すように、衛生洗浄装置２００は、水道や貯水タンクなどの給水源２０５から給水される水を、バルブユニット２０６を介して熱交換器１に供給する。そして、熱交換器１において、供給された水が温められた温水とされ、洗浄水としてノズル２０４に供給される。バルブユニット２０６は、止水弁としての機能を有する電磁開閉弁や調圧弁等の弁機構を有する。
【００９４】
以上のように、本実施形態に係る衛生洗浄装置２００は、第一実施形態に係る熱交換器１を備え、熱交換器１により生成した温水を洗浄水とし、この洗浄水をノズル２０４から吐出することで、人体の局部を洗浄する。このように、本実施形態に係る熱交換器１を備える衛生洗浄装置２００によれば、局部の洗浄を受ける使用者にとって不快な熱交換器における沸騰音を低減することができる。なお、衛生洗浄装置２００においては、第一実施形態の熱交換器１に限らず、他の実施形態の熱交換器であっても同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 熱交換器
２ ヒータ（発熱体）
３ ケース
１１ 金属輪（円環状の板部材）
１１ａ 歯部
２１ 金属輪（円環状の板部材）
４１ ブッシュ（円環状の板部材）
４１ｄ 係止突部
４１ｅ 係止凹部
５１ バネ
６１ 発泡金属
７１ 金属片
８１ カール線材
２００ 衛生洗浄装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を温めて温水とする熱交換器であって、
円柱状の外形を有し、水を加熱する発熱体と、
前記発熱体の外周を覆い、前記発熱体の外周面との間に前記発熱体により加熱する水の流路を形成するケースと、
前記発熱体の外周面を形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、前記流路における前記発熱体の軸方向の流れを規制する水流規制手段と、
を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記水流規制手段は、
前記発熱体の径方向に突出するように、前記発熱体の軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材により構成され、
前記円環状の板部材は、前記発熱体の外周面に密着し、前記流路における通水を確保するための切欠部を有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記円環状の板部材は、弾性変形可能であることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
複数の前記円環状の板部材は、前記発熱体の軸方向に隣り合う前記円環状の板部材間で、前記切欠部が前記発熱体の軸方向視で重ならないように設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記円環状の板部材は、
弾性変形することにより前記発熱体の外周面に密着する部分として、
円環状の外形における内周縁部に、円周方向に沿って複数設けられ、前記発熱体の軸方向に向けて折れ曲がった状態で、弾性により前記発熱体の外周面に押し付けられる歯部を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記円環状の板部材の内径は、前記発熱体の外径よりも小さく、
前記円環状の板部材は、弾性変形することにより、前記発熱体の外周面に密着することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記円環状の板部材は、
前記発熱体の軸方向の一方側の隣り合う前記円環状の板部材と係合することで、前記一方側の隣り合う前記円環状の板部材に対する周方向の相対回転を規制する係止突部と、
前記発熱体の軸方向の他方側の隣り合う前記円環状の板部材が有する前記係止突部を嵌合させ、前記他方側の隣り合う前記円環状の板部材に対する周方向の相対回転を規制する係止凹部と、を有することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記水流規制手段は、前記流路に充填される充填物であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記充填物は、発泡金属であることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱交換器を備え、
前記熱交換器により生成した温水を洗浄水とし、該洗浄水をノズルから吐出することで、人体の局部を洗浄することを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項１】
水を温めて温水とする熱交換器であって、
円柱状の外形を有し、水を加熱する発熱体と、
前記発熱体の外周を覆い、前記発熱体の外周面との間に前記発熱体により加熱する水の流路を形成するケースと、
前記発熱体の外周面を形成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、前記流路における前記発熱体の軸方向の流れを規制する水流規制手段と、
を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記水流規制手段は、
前記発熱体の径方向に突出するように、前記発熱体の軸方向に間隔を隔てて設けられる複数の円環状の板部材により構成され、
前記円環状の板部材は、前記発熱体の外周面に密着し、前記流路における通水を確保するための切欠部を有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記円環状の板部材は、弾性変形可能であることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
複数の前記円環状の板部材は、前記発熱体の軸方向に隣り合う前記円環状の板部材間で、前記切欠部が前記発熱体の軸方向視で重ならないように設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記円環状の板部材は、
弾性変形することにより前記発熱体の外周面に密着する部分として、
円環状の外形における内周縁部に、円周方向に沿って複数設けられ、前記発熱体の軸方向に向けて折れ曲がった状態で、弾性により前記発熱体の外周面に押し付けられる歯部を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記円環状の板部材の内径は、前記発熱体の外径よりも小さく、
前記円環状の板部材は、弾性変形することにより、前記発熱体の外周面に密着することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記円環状の板部材は、
前記発熱体の軸方向の一方側の隣り合う前記円環状の板部材と係合することで、前記一方側の隣り合う前記円環状の板部材に対する周方向の相対回転を規制する係止突部と、
前記発熱体の軸方向の他方側の隣り合う前記円環状の板部材が有する前記係止突部を嵌合させ、前記他方側の隣り合う前記円環状の板部材に対する周方向の相対回転を規制する係止凹部と、を有することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記水流規制手段は、前記流路に充填される充填物であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記充填物は、発泡金属であることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱交換器を備え、
前記熱交換器により生成した温水を洗浄水とし、該洗浄水をノズルから吐出することで、人体の局部を洗浄することを特徴とする衛生洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２１４７８８（Ｐ２０１１−２１４７８８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４６３７（Ｐ２０１０−８４６３７）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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