JP2006138576A - 流体加熱装置およびそれを備えた洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空焚きなどによる加熱器の異常過熱の際に安全に加熱を停止する流体加熱装置およびそれを備えた洗浄装置を提供する。
【解決手段】シーズヒータ２４の少なくとも一部を温度検知式のサーモスタット３２の感熱部面の形状に沿わせる形状とし、そこにサーモスタット３２を配置する、または、シーズヒータ２４とサーモスタット３２が直接接触するように保持する伝熱性を有する保持手段３３とを備えることにより、水流が停止したり、空焚き状態になった場合に、シーズヒータ２４の熱が直接あるいは間接的にサーモスタット３２に伝熱され、異常過熱の際に直ちにシーズヒータ２４への通電が遮断される。したがって機器の熱的損傷を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体を加熱する流体加熱装置およびそれを備えた洗浄装置に関するものである。

従来、この種の流体加熱装置は、加熱器として内面で被加熱流体に接するパイプヒータと、このパイプヒータ外面に配置された温度ヒューズなどの温度検知式の電流遮断手段とを備え、空焚き時などによりパイプヒータが異常過熱した場合に温度ヒューズが溶断してパイプヒータへの通電を遮断する（例えば、特許文献１参照）。

また、加熱器として筒状のセラミックヒータを用い、その外面に被加熱流体を接触させ、内部空間に温度ヒューズなどの温度検知式の電流遮断手段を設けたものもある（例えば、特許文献２参照）。

図１３（ａ）、（ｂ）は、特許文献１に記載された従来の流体加熱装置を示すものである。図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、加熱器であるパイプヒータ１は、入水口２と出湯口３を有した基材パイプ４の中央の外周に発熱抵抗体を配した発熱部５が構成されている。また、発熱部５より上流側の基材パイプ４表面に温度検知式の電流遮断手段である温度ヒューズ６が配置されている。そして、空焚き時などによりパイプヒータ１が異常過熱した場合に、温度ヒューズ６の設定温度に達すると、温度ヒューズ６が溶断し、発熱部５への電流が遮断され加熱が停止する。パイプヒータ１の外周には空気層７を形成する外筒８が備えられ、外筒８の過度の温度上昇を防いでいる。

図１４（ａ）、（ｂ）は、特許文献２に記載された従来の流体加熱装置を示すものである。図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、入水口１０と出湯口１１を有した流体加熱容器１２に、加熱器である円筒状のセラミックヒータ１３を内蔵し、このセラミックヒータ１３の内部空間１４に温度ヒューズ１５が配置して構成している。そして、空焚き時などによりセラミックヒータ１３が異常過熱した場合に、温度ヒューズ１５の設定温度に達すると温度ヒューズ１５が溶断し、セラミックヒータ１３への電流が遮断され加熱が停止する。
特開２００１−２８０７０４号公報 特開平９−２８９０７３号公報

しかしながら、図１３（ａ）、（ｂ）の従来の構成では、通常の運転時でもパイプヒータ１の外周面が外気に曝されているので、放熱ロスが大きくなってしまっていた。また、放熱による空気層７の温度上昇や加熱部５からの伝熱が温度ヒューズ６に影響するため、温度ヒューズの誤動作を防止するために溶断の設定温度を高めにする必要があった。しかし、温度ヒューズ６の設定温度を高めると空焚き時などの異常過熱時に溶断時間が遅れてしまうなどの課題があった。

また、図１４（ａ）、（ｂ）の筒状のセラミックヒータ１３を用いて内部空間１４に温度ヒューズ１５を設けた従来構成では、温度ヒューズ１５と内部空間１４の内壁面との接触は線接触か点接触になるため、直接の熱伝導は期待できない。したがって、空焚き時などの異常過熱が発生した場合は、セラミック基材を介して内部空間の温度が上昇し、周囲温度によって温度ヒューズ１５が昇温するため伝熱が遅く、溶断時間が遅れる。

上記従来の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、安全で経済的な流体加熱装置およびそれを備えた洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の流体加熱装置は、加熱器と前記加熱器に接触した電流遮断手段とは、前記両者の一方を他方の形状に沿わせ面接触させたものである。

これによって、加熱器と電流遮断手段との接触面が大きくなり、加熱器の異常過熱時にすばやく確実に電流を遮断することができる。

また本発明の流体加熱装置は、加熱器を電流遮断手段の感熱部の形状に沿わせる形状とし、そこに電流遮断手段を配置したものである。

これによって、加熱器と電流遮断手段との接触面積が大きくなり、異常過熱時にすばやく確実に電流を遮断することができるとともに、既成の電流遮断手段を利用できる。また、加熱器の熱量は流体に効率よく伝わり、経済的な運転ができる。

本発明の流体加熱装置は、加熱器の異常過熱時において温度検知式の電流遮断手段の電流遮断動作が短時間になり、機器の損傷を未然に防げる。また、通常運転時に加熱器は、外面を被加熱流体に覆われているので、周囲への熱ロスが少なく経済的な運転ができる。

第１の発明は、流体の流入口および流出口を有する流体加熱容器と、前記流体加熱容器内に設け、流体を加熱する加熱器と、前記加熱器から受熱し、前記加熱器に供給される電流を遮断する温度検知式の電流遮断手段とを備え、前記加熱器と前記電流遮断手段とは、前記両者の一方を他方の形状に沿わせ、面接触させた流体加熱装置である。

これにより、加熱器と電流遮断手段との接触面が大きいので、流体の流れが停止したり、空焚き状態になるなどで加熱器が異常過熱した場合に、加熱器の熱が効率的に電流遮断手段に伝熱されて熱量が増加し異常過熱時に、より素早く電流を遮断することができる。したがって、異常過熱による機器の損傷を防止できる。

さらに、流体加熱容器の中に加熱器を設けたので、加熱器からの加熱量は、ほぼ１００％流体に伝熱される。

第２の発明は、流体の流入口および流出口を有する流体加熱容器と、流体加熱容器内に設け、流体を加熱する加熱器と、前記加熱器から受熱し、前記加熱器に供給される電流を遮断する温度検知式の電流遮断手段とを備え、加熱器を電流遮断手段の感熱部の形状に沿わせる形状とし、そこに電流遮断手段を配置した流体加熱装置である。

これにより、加熱器と電流遮断手段との接触面が大きいので、流体の流れが停止したり、空焚き状態になるなどで加熱器が異常過熱した場合に、加熱器の熱が効率的に電流遮断手段に伝熱されて熱量が増加し、異常過熱時により素早く電流を遮断することができる。したがって、異常過熱による機器の損傷を防止できる。また、電流遮断手段の感熱部を設ける形状に加熱器を形成しているので、既成の電流遮断手段の使用が可能となり、安価にできる。さらに、流体加熱容器の中に加熱器を設けたので、加熱器からの加熱量は、ほぼ１００％流体に伝熱され、経済的な流体加熱ができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の流体加熱装置において、加熱器と流体加熱容器との間に流体の外部漏洩防止手段を有し、加熱器の外部漏洩防止手段の近傍は、加熱器の断面を円形としたことにより、流体の外部漏洩防止を行うシール部材の形状を、単純な円環状にすることができ、簡単で確実なシール構成にできる。

第４の発明は、流体の流入口および流出口を有する流体加熱容器と、流体加熱容器内に設け、流体を加熱する加熱器と、前記加熱器から受熱し、前記加熱器に供給される電流を遮断する温度検知式の電流遮断手段と、前記加熱器と前記電流遮断手段の接触を保持し、かつ前記加熱器の熱を前記電流遮断手段に伝える保持手段を備えることにより、加熱器への電流遮断手段の接触による伝熱だけでなく、保持手段を通じて加熱器の熱を間接的に電流遮断手段に伝熱することが可能となり異常過熱時に、より素早く電流を遮断することができる。したがって、異常過熱による機器の損傷を防止できる。

第５の発明は、特に、第４の発明の保持手段を、金属で形成していることにより、伝熱性に優れているだけでなく、加熱器からの熱により焼損することがないため、装置の安全性を向上することができる。

第６の発明は、特に、第５の発明の保持手段を、加熱器表面と同じ材質としたことにより、電位腐食を防ぐことができるため、装置の寿命を延ばすことができる。

第７の発明は、特に、第４〜第６のいずれか１つの発明の保持手段を、銅で形成したことにより、伝熱性に優れているだけでなく、加工が容易であるため、加熱器と電流遮断手段の間隙を減らすことが可能であるので、伝熱性を高めることが可能となり異常過熱時に、より素早く電流を遮断することができる。したがって、異常過熱による機器の損傷を防止できる。

第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明の電流遮断手段は、自動または手動復帰式のサーモスタットであることにより、簡単な構成でかつ、設定された温度で確実に電流を遮断することができる。また、電流を自動または手動で復帰することができるので、異常が回復した場合に簡単に正常運転に戻すことができる。

第９の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明の電流遮断手段は、温度ヒューズまたはワンショット式のサーモスタットであることにより、簡単な構成でかつ、低コストで、設定された温度で確実に電流を遮断することができる。

第１０の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明の電流遮断手段は、自動復帰式のサーモスタットと温度ヒューズの組合せとし、前記サーモスタットの方が温度ヒューズより早く応答することにより、異常がすぐに回復した場合に簡単に正常運転に戻すことができるとともに、異常が回復しない場合は、サーモスタットが自動的に遮断と復帰を繰り返す間に温度ヒューズへ熱が伝わり、温度ヒューズが切れることで確実に電流を遮断することができる。

第１１の発明は、給水源から供給される洗浄水を人体の被洗浄部に噴出する衛生洗浄装置であって、特に、前記給水源から供給される洗浄水を流動させつつ加熱する前記第１〜第１０のいずれかの発明の流体加熱装置と、前記流体加熱装置により加熱された洗浄水を前記人体に噴出する噴出手段とを備えた洗浄装置により、加熱器の異常過熱時において確実に電流を遮断できるので、機器の熱的損傷の心配がなく小型コンパクトな衛生洗浄装置とすることができる。

第１２の発明は、第１〜第１０のいずれかの発明に記載の流体加熱装置を備えた衣類または食器類を洗浄する洗浄装置で、特に、加熱器の異常過熱時において確実に電流を遮断できるので、機器の熱的損傷の心配がなく小型コンパクトな洗浄装置とすることができる。

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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各実施の形態の説明において、同一構成並びに同一作用効果を奏するところには、同一符号を付して繰り返し説明を行わないものとする。

（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流体加熱装置の構成を示す断面図である。図１において、流体加熱容器２１は、流体の流入口２２と流出口２３を有する略円筒状であり、流体加熱容器２１内には、流体を所定温度まで加熱するための加熱器であるシーズヒータ２４が、流体加熱容器２１を貫通する形で取付けられている。図１のシーズヒータ２４は一部を除いて、流体加熱容器２１内および流体加熱容器２１への取付部分を断面が円形の棒状である。本実施例では、熱伝導性のよい銅管のシースを用いているが、流体の種類によっては耐食性の高いステンレスなどのシースを用いてもよい。

シーズヒータ２４は、シース内部にニッケルクロムなどのヒータ線を有する発熱部２５と、シース端部の非発熱部２６（図１の網掛け部）に分けられる。この非発熱部２６（図１の網掛け部）は内部に電極端子２６ａがあり、電極端子２６ａは電気抵抗が小さいため通電しても発熱しない。電極端子２６ａ間のヒータ線周囲は絶縁物である酸化マグネシウム粉末が高密度に充填されており、ヒータ線の発熱はこの酸化マグネシウムを介してシースに伝達され、シース表面を流れる流体が加熱される構成である。

そして、Ｏリング２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄは、流体加熱容器２１内を流れる流体が外部へ漏れることを防ぐための外部漏洩防止手段である。まず、流入口２２側はシール材であるＯリング２７ａ、２７ｂが、流体加熱容器２１と熱伝達部材である押さえ板２８と蓋２９ａによって固定されることで、流体加熱容器２１外に流体が漏れるのを防いでいる。そして、流出口２３側は、シール材であるＯリング２７ｃ、２７ｄが、流体加熱容器２１と熱伝達部材である押さえ板２７と蓋２９ｂによって固定されることで、流体加熱容器２１外に流体が漏れるのを防いでいる。

このように、加熱器であるシーズヒータ２４の流体加熱容器２１との間のシール部になる近傍では、シーズヒータ２４の断面を円形状とすることで、安価で組み立て性が高いＯリングなどを用いて、簡単な構成で確実にシールを行うことができる。

なお、Ｏリング２７ｂ、２７ｄは、流体加熱容器２１外に流体が漏れるのを防ぐ流体の外部封止の役目と、加熱器であるシーズヒータ２４を保持する役目とを兼ねている。つまり、一方のＯリング２７ｂは押さえ板２８と蓋２９ａによって挟み込まれてシーズヒータ２４の一方の端部の非発熱部２６の外周に当接し、他方のＯリング２７ｄは押さえ板２７と蓋２９ｂによって挟み込まれてシーズヒータ２４の他方の端部の非発熱部２６の外周に当接した構成である。

また、流入口２２側の熱伝達部材である押さえ板２８には、前記シーズヒータ２４の電力制御素子で発熱電子部品であるトライアック３１を熱的に十分接触するようにビスで締結固定してある。

そして、シーズヒータ２４の下流側端部の流体加熱容器２１からの露出部位に、異常過熱時にシーズヒータ２４への通電を遮断する温度検知式の電流遮断手段であるサーモスタット３２をシーズヒータ２４に直接接触するように帯状の保持手段３３によって固定してある。サーモスタット３２が保持手段３３によってシーズヒータ２４へ固定されている様子を図２（図１のＡ−Ａ線断面図）に示す。

図２に示すように、保持手段３３は、サーモスタット３２の感熱部面３４がシーズヒータ２４の非発熱部２６の外面に直接接触するようにネジによって固定されている。ここで、シーズヒータ２４はサーモスタット３２と接する面２４ａを、サーモスタット３２の感熱部面３４の形状に合わせて略平坦に潰した形状にしているものである。したがって、シーズヒータ２４が断面円形状でサーモスタット３２の感熱部面３４と点接触である場合と比較し、シーズヒータ２４はサーモスタット３２の感熱部面３４との接触面積が大きいため、シーズヒータ２４のシースを通じて感熱部面３４への伝熱量が増加し、サーモスタット３２は異常過熱時に素早く電流を遮断することができる。

また、保持手段３３は金属の一つである熱伝導性が高い銅で構成し、シーズヒータ２４の面２４ａとサーモスタット３２の感熱部面３４との接触面による伝熱以外に、保持手段３３を介して間接的にシーズヒータ２４の熱をサーモスタット３２に伝えられる構成にしている。また、銅は加工が容易であるため、シーズヒータ２４の形状に合わせた形状に加工することで、シーズヒータ２４やサーモスタット３２との間隙を少なくすることができる。

なお、熱伝導性をさらに高めるために、シーズヒータ２４とサーモスタット３２と保持手段３３との間に、伝熱性の高いグリスを塗布する構成としても良い。特にシーズヒータ２４や保持手段３３を加工する際に生じる隙間３５に塗布することで、熱伝導性を大きく高めることができる。また、保持手段３３は金属であるため、シーズヒータ２４からの熱により焼損することがないため、装置の安全性を向上させることができる。さらに、保持手段３３とシーズヒータ２４の表面は、両者とも銅で構成されているため、両者の電位腐食を防ぐことができるため、装置の寿命を延ばすことができる。

なお、本実施の形態では、サーモスタット３２を取付ける部位（図２に示す面２４ａ）のシーズヒータ２４の形状を円形の一部を潰す形としたが、図３のように略三角形状としても良い。この場合でも、シーズヒータ２４とサーモスタット３２との接触面積を大きく取ることができる。さらに、この場合は、シーズヒータ２４を加工した後、内部に充填される酸化マグネシウムの充填密度が偏りにくい。

また、流体加熱容器２１の流出口２３には、流体の温度を検知する温度検知手段であるサーミスタ３６が取付けられている。その温度検知手段であるサーミスタ３６の信号は、制御手段３７と導線接続されている。そのサーミスタ３６や制御手段３７などの電気的故障が生じた場合においても、流体の加熱温度が危険な温度になることを防止できるように、所定温度で電気接点が機械的にオンオフする温度スイッチであるサーモスタット３８が制御手段３７とサーモスタット３２の間に接続して流体加熱容器２１に装着してある。

以上のように構成された流体加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、流入口２２から流体が流入すると、制御手段３７はシーズヒータ２４への通電を開始する。すると、シーズヒータ２４と流体加熱容器２１との間を流れる流体と、シーズヒータ２４の発熱部２５との間で熱交換が起こり、所定温度まで加熱された流体が流出口２３から流出される。この際、流出口２３から流出される流体の温度は、温度検知手段であるサーミスタ３６から制御手段３７に信号が送られ、制御手段３７はサーミスタ３６からの温度信号に応じてトライアック３１を介してシーズヒータ２４への供給電力をコントロールしながら、流出口２３から流出される流体の温度が所定温度になるように制御される。

このように、トライアック３１によってシーズヒータ２４の電力を加減する際、電力制御素子で発熱電子部品であるトライアック３１も発熱するため、その熱の冷却をしなければトライアック３１が熱で破損することになるわけであるが、本実施例のように流体の流入口２２および流出口２３を有する流体加熱容器２１を貫通するように設けたシーズヒータ２４と、その貫通部で流入口２２より入ってきて温度の低い状態の流体に接触した熱伝達部材である押さえ板２８に熱的に接触させた発熱電子部品であるトライアック３１を取付けた構成により、トライアック３１の熱は熱伝達部材である押さえ板２８を伝わって流体に放熱される。

したがって、発熱電子部品であるトライアック３１の水冷効果を確保でき、熱伝達部材である押さえ板２８に取付けたトライアック３１の損傷を防止できる。また、熱伝達部材である押さえ板２８は流体の漏洩防止とトライアック３１の放熱とを兼用できる。しかも、トライアック３１を取付けた熱伝達部材である押さえ板２８を流体加熱容器２１の流入口２２側に設けたことにより、流体が加熱器であるシーズヒータ２４で加熱される前の低い温度の流体、すなわち水が前記熱伝達部材である押さえ板２８と接触し、トライアック３１と水との温度差がより大きいため、発熱電子部品であるトライアック３１の熱が押さえ板２８から、より流体である水に放熱されやすく、トライアック３１をより効果的に冷却することができる。

先に説明したように、制御手段３７が、サーミスタ３６で検知した温度信号に基づいてシーズヒータ２４の加熱量を制御することにより、流体加熱容器２１内を流れる流量が変わっても、所定の温度の流体を流出口２３より得ることができる。このような必要な流量だけ流体を短時間で所定の温度まで上昇させる制御を行う瞬間式の流体加熱装置は、流体を滞留させて加熱、保温を行う貯湯式の流体加熱装置と比較して保温時の放熱ロスを削減できるため省エネ性が高い。

また、流体加熱容器２１の流出口２３付近に所定温度で電気接点が機械的にオンオフする温度スイッチであるサーモスタット３８が装着してあるので、たとえ何かの異常でサーミスタ３６や制御手段３７などの電気的故障が生じた場合においても、流体の加熱温度が所定温度以上になるとサーモスタット３８の電気接点が機械的に開放状態になり、加熱器であるシーズヒータ２４への通電が遮断されるので、危険な温度になることを防止できる。

さらに、流体加熱容器２１内が空焚きになった場合、シーズヒータ２４の発熱部２５の熱が、シーズヒータ２４のシースより伝導して非発熱部２６が加熱される。この非発熱部２６にサーモスタット３２が取付けてあるので、前記サーミスタ３６や制御手段３７が故障したり、トライアック３１が短絡して、さらにはサーモスタット３８までも全て不安全側の故障が生じたと仮定した場合においても、シーズヒータ２４の表面温度が所定以上になるとサーモスタット３２が電気的導通を遮断する。

また、シーズヒータ２４のシースは熱伝導性のよい材料（例えば銅）が用いられており、このシースの表面にサーモスタット３２は直接配置されているので、空焚きによる異常過熱が発生した場合に、サーモスタット３２は熱応答が速く、機器を損傷する前に電流を遮断することができる。

特に、本実施の形態では、シーズヒータ２４におけるサーモスタット３２の感熱部面３４と接する面２４ａを、サーモスタット３２の感熱部面３４の形状に合わせて略平坦とし、シーズヒータ２４とサーモスタット３２の感熱部面３４との接触面積を大きくしているので、流体の流れが停止したり、空焚き状態になるなどでシーズヒータ２４が異常過熱した場合に、シーズヒータ２４の熱が効率的にサーモスタット３２に伝熱されて熱量が増加し、さらに保持手段３３を介しても間接的にシーズヒータ２４の熱をサーモスタット３２へ伝えられ、サーモスタット３２の熱応答性を大きく高めることができる。そのため、異常過熱時に、より素早く電流を遮断することが可能であるため、機器の安全性を高めることができる。

また本実施の形態では、サーモスタット３２を所定温度以下の時に電気接点を自動または手動で復帰させて通電を再びオンすることが可能な復帰式としているので、異常が回復した場合に簡単に正常運転に戻すことができるため、使用性が高い。なお、異常過熱が生じた時は、正常運転に戻さないことで安全性を高めたい場合は、一旦作動して電気接点がオフすると再びオンしない、ワンショットタイプのサーモスタットを採用することで、異常時の誤復帰を防止できる。

さらに、このサーモスタット３２の溶断温度をシール材であるＯリング２７ｂ、２７ｄの耐熱温度よりも低く設定することで、異常過熱によるシール性能劣化の前に加熱を停止することができるので、水漏れを防止できる。

以上のように、シーズヒータ２４の発熱部２４との加熱面と同一面上に、サーモスタット３２を配置したので、空焚きによる異常過熱時においてサーモスタット３２の電流遮断動作が短時間になり、機器の損傷を未然に防げる。また、通常運転時にシーズヒータ２４の発熱部２５は、外面を被加熱流体に覆われているので、周囲への熱ロスが少なく経済的な運転ができる。

また、流体加熱装置の加熱器をシーズヒータ２４としたことにより、機械的強度が強く割れる心配なく水中で使用でき、シーズヒータの非発熱部２６に流体の外部漏洩防止を行うゴム製のシール部材２７ｂ、２７ｄを当接して使用することができ、安価で確実なシール構成にできる。

なお、本実施の形態でシーズヒータ２４はサーモスタット３２と接する面２４ａを、発熱部２５の熱がシーズヒータ２４のシースの外面を通じてサーモスタット３２に効率良く伝わるように、その感熱部面３４の形状に沿うように形成して接触面積を大きくしたが、これに限定されるものではなく、反対にサーモスタット３２の感熱部面３４の形状を、シーズヒータ２４の接する外面の形状に沿うように形成しても良いものであり、要するにシーズヒータ２４とサーモスタット３２の感熱部面３４との互いに接する面の形状は、前記両者の一方が他方の形状に沿うようにして面接触にすれば良いものである。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における流体加熱装置の構成を示す断面図である。図４において、第１の実施の形態と異なる所は、温度検知式の電流遮断手段としてのサーモスタットに替わって、所定温度で電流接点を遮断する温度ヒューズ４１がシーズヒータ２４の非発熱部２６である端子部分の外面に直接接触するように、保持手段４２によって固定されている点である。

図５は、温度ヒューズ４１の固定部分の断面図（図４のＢ−Ｂ線断面図）である。この場合も実施の形態１と同様に、保持手段４２の材質を銅などの伝熱性を有するものとすることで、シーズヒータ２４の発熱部２５の熱がシーズヒータ２４のシースを通じて温度ヒューズ４１に主として伝熱する以外、保持手段４２を介してシーズヒータ２４の熱を温度ヒューズ４１に伝える構成としている。

なお、本実施の形態ではシーズヒータ２４と温度ヒューズ４１の接触は線接触であるが、図４のＢ―Ｂ線の断面に対応させた図６のようにシーズヒータ２４の外面２４ａを温度ヒューズ４１の形状に合わせて凹ませることで、シーズヒータ２４と温度ヒューズ４１との接触面積を大きくし、伝熱量を増やす構成としてもよい。

以上のように構成された流体加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。流体加熱容器２１内が空焚き状態になった場合は、実施の形態１の場合と同様にして、シーズヒータ２４の発熱部２５の熱がシースより伝導して非発熱部２６が加熱される。この非発熱部２６に温度ヒューズ４１が取付けてあるので、サーミスタ３６や制御手段３７が故障したり、トライアック３１が短絡して、さらにはサーモスタット３８までも全て不安全側の故障が生じたと仮定した場合においても、シーズヒータ２４の表面温度が所定以上になると温度ヒューズ４１が電気的導通を遮断する。ここで、シーズヒータ２４の表面に温度ヒューズ４１が直接配置されているので、空焚きによる異常過熱が発生した場合に、機器を損傷する前に素早く電流を遮断することができる。

また、温度ヒューズ４１を電流遮断手段として用いることにより、異常過熱後は電流が流れないので、異常時の誤復帰を防止することができる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の第３の実施の形態における流体加熱装置の構成を示す断面図である。図７において、第１の実施の形態と異なる所は、温度検知式の電流遮断手段としての所定温度で電流接点を遮断する自動復帰式のサーモスタット５１と、温度ヒューズ５２がシーズヒータ２４の非発熱部２６の外面に直接接触するように、保持手段５３によって固定されている点である。すなわち、サーモスタット５１は感熱部面５１ａを、この形状に沿うように平坦にしたシーズヒータ２４の非発熱部２６の面２４ａに面接触させ、また温度ヒューズ５２をシーズヒータ２４の非発熱部２６の面２４ａと反対側の面に線接触させ、最後に保持手段５３の両端部をサーモスタット５１にネジで固定してシーズヒータ２４の非発熱部２６をサーモスタット５１と温度ヒューズ５２で挟み込んだ構成にしている。

図８は、サーモスタット５１と温度ヒューズ５２の固定部分の断面図（図７のＣ−Ｃ線断面図）である。この実施の形態も実施の形態１と同様に、保持手段５３の材質を銅などの伝熱性を有するものとすることで、保持手段５３を介してシーズヒータ２４の熱をサーモスタット５１と温度ヒューズ５２に伝える構成としている。また、サーモスタット５１の方が温度ヒューズ５２よりも早く応答するような構成としている。

以上のように構成された流体加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。流体加熱容器２１内が空焚き状態になった場合は、実施の形態１の場合と同様にして、シーズヒータ２４の発熱部２５の熱がシースより伝導して非発熱部２６が加熱される。ここで、サーモスタット５１の方が温度ヒューズ５２よりも早く応答するように構成しているため、サーミスタ３６や制御手段３７が故障したり、トライアック３１が短絡して、さらにはサーモスタット３８までも全て不安全側の故障が生じたと仮定した場合においても、シーズヒータ２４の表面温度が所定以上になるとサーモスタット５１が電気的導通を遮断する。そして、異常が回復した場合には、サーモスタット５１は自動的に電気接点を復帰させることで、再び正常に使用することができる。

一方、異常が回復しない場合には、サーモスタット５１により、通電のオンオフが繰り返されることで、温度ヒューズ５２に熱が伝わっていき、所定温度に達した時に温度ヒューズ５２の電気接点が切れることで、電気的導通が遮断され、以後通電が復帰されることがない。このように、サーモスタット５１と温度ヒューズ５２をサーモスタット５１の方が早く応答するように組み合わせることで、使用性と安全性を両立することができる。また、シーズヒータ２４の表面にサーモスタット５１と温度ヒューズ５２が直接配置されているので、空焚きによる異常過熱が発生した場合に、機器を損傷する前に素早く電流を遮断することができる。

なお、サーモスタット５１が温度ヒューズ５２よりも早く応答するための手段としては、熱容量が温度ヒューズよりも小さいサーモスタットを使用したり、通電遮断速度が温度ヒューズよりも早いサーモスタットを使用したり、通電を遮断する作動温度が温度ヒューズよりも低いサーモスタットを使用したり、あるいは、熱伝導性を温度ヒューズよりもサーモスタットの方が高くなるように、保持手段を構成したり、導電性の高いグリスを使用したり、図８のようにシーズヒータ２４との接触面積を、温度ヒューズ５２よりサーモスタット５１の方が大きくなるような構成とするなど様々な方法が考えられる。

（実施の形態４）
図９は実施の形態１から３のいずれかの流体加熱装置を用いた実施の形態４を示す衛生洗浄装置の構成図である。

図９において、便器６１の上に暖房便座６２と衛生洗浄装置本体６３を設置している。そして、衛生洗浄装置本体６３の中には、流体加熱装置６４を備え、熱交換された温水が洗浄水の噴出手段である洗浄ノズル６５から噴出して人体６６の局部を洗浄するものである。そして、衛生洗浄装置本体６３の中には主用部品として遮断弁６７と流量制御装置６８、水道などの給水源に接続される給水管６９を備えている。その他、制御基板などの部品は省略する。

以上のように構成された衛生洗浄装置において、加熱器の異常過熱の際は電流遮断手段により瞬時に加熱器への通電を遮断するので機器への熱的損傷の心配がなく安全性の高い装置を提供でき、小型コンパクトな衛生洗浄装置とすることができる。

以上のように、本実施の形態においては、請求項１〜９のいずれかに記載の流体加熱装置と、流体加熱装置により加熱された洗浄水を人体の被洗浄部に噴出させる噴出手段を備えたことにより、流体の供給異常などにより空焚きなどが発生した場合でも、異常をすばやく検出して加熱手段への熱供給を停止して安全性を高かめることができ、小型コンパクトな衛生洗浄装置とすることができる。

（実施の形態５）
図１０〜図１２は実施の形態１から３のいずれかに記載した流体加熱装置を用いた実施の形態５を示す各種の洗浄装置の構成図であり、図１０および図１１は洗濯洗浄装置、図１２は食器洗浄装置である。

図１０において、水を供給する給水口７１と、給水口７１から洗濯槽７２に至る給水経路を主水路７３とバイパス経路７４に分岐する切替弁７５とを備え、バイパス経路７４の途中に流体加熱装置７６を備え、さらに洗剤溶解槽７７、水路の切替えや流量や温度の調整、および洗濯に関する制御を行う制御回路７８、排水口７９を有する。また、図１０のＤ−Ｄ線断面である図１１に示すように、流体加熱装置７６は円筒状に構成し、洗濯機のコーナー部８０に縦方向に設置して省スペースを図っている。

以上のように構成された洗濯洗浄装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、水は給水口７１から供給され、流量制御もできる切替弁７５によって、バイパス経路７４に供給される。供給された水は、瞬間式加熱の流体加熱装置７６によって適温に加熱されるものである。ここで、流体加熱装置７６の適温制御機能は、流路の下流側に設けたサーミスタ３６によって検出される水温が、洗剤の溶解に適した温度となるように加熱用のシーズヒータ２４の通電制御を行うものである。

給水する水を瞬時に加熱して適温の水を洗剤溶解槽７７に供給することで、冬季などの水温が低過ぎて洗剤が溶解しにくいときも、洗剤溶解槽７７でよく解ける。すなわち、この洗剤溶解槽７７の洗剤が、流体加熱装置７６を経て加熱された適温水によってよく解けて、濃度の高い洗剤溶液となった状態で洗濯槽７２の中の衣類に注がれる。そのよく解けた濃度の高い洗剤溶液は洗濯槽７２の中の衣類によく染み込む。これは、例えば頑固な汚れのワイシャツの襟などに、予め液体洗剤を染み込ませてから洗濯機に入れて洗うとよく汚れが落ちるのと同様の効果が得られることになる。

このように洗濯機に瞬間式の流体加熱装置７６で適温の水に加熱し、洗剤溶解槽７７で予め洗剤を溶解して洗濯槽７２に供給することで、時期を問わず汚れが落ちやすい洗濯洗浄装置を提供できる。

また、瞬間加熱式の流体加熱装置７６にすることにより、使用時のみに流体を加熱するので電力の無駄を少なくすることができるとともに、流体加熱装置７６の取付け姿勢の高い自由度とコンパクト性により小型コンパクトな洗濯機とすることができる。

しかも、流体の供給異常などにより空焼きなどが発生した場合でも、自動的にシーズヒータ２４への熱供給を停止して安全性を高めた流体加熱装置７６を使用することで安全性の高い洗濯洗浄装置を提供できる。

以上のように、本実施の形態においては、請求項１〜９のいずれかに記載の流体加熱装置と、流体加熱装置により加熱された洗浄水を溜める洗濯槽を備えたことにより、取付け姿勢の自由度と安全性を両立した流体加熱装置により、汚れ落ち性能が高く安全でコンパクトな洗濯洗浄装置とすることができる。

なお、上記実施の形態では縦型の洗濯洗浄装置の例で説明したが、本発明はこれに限られることなく、例えば横型あるいは斜め型などのドラム式であっても同様の効果が得られる。

図１２は本発明の流体加熱装置を搭載した食器洗浄装置を示し、洗浄槽８１、扉８２により開閉自在とした開口部８３、洗浄槽８１の下方に設け、洗浄水を噴出する噴出手段８４および洗浄水を循環させるポンプ８５、洗浄水を溜める水受け８６、食器などの被洗浄物８７を収納する洗浄かご８８、洗浄かご８８を移動可能に支持するレール８９、送風ファン９０、洗浄槽８１の下方に設けた流体加熱装置９１、流体加熱装置９１に給水する給水管９２等で構成してある。

以上のように構成された食器洗浄装置において、洗浄槽８１内の洗浄水は流体加熱装置９１によって温水化され、ポンプ８５の運転により噴出手段８４に圧送されて噴出手段８４から勢いよく噴射される。この噴出手段８４から噴射される洗浄水により洗浄かご８８に収容された食器などの被洗浄物８７を洗浄し、洗浄完了後は洗浄水を排水弁（図示せず）を開いて排水し、送風ファン６３の運転による換気で被洗浄物８７を乾燥させるものである。

流体加熱装置９１として瞬間加熱式とすることにより、洗浄水の温度を被洗浄物８７に適した温度に短時間で変更でき、洗浄効果を高めることができるとともに、無駄な高温化を避けて省エネルギー化を促進できる。また、安全性を高め、かつコンパクトな流体加熱装置９１により、洗浄装置の利便性を高めることができる。このように、安全性を高めた瞬間加熱式の流体加熱装置により洗浄水の温度を短時間で変更できるので最適な洗浄温度を任意に設定でき、小型コンパクトな食器洗浄装置とすることができる。

以上のように、本実施の形態においては、請求項１〜９のいずれかに記載の流体加熱装置と、食器などの被洗浄物を収納する洗浄槽と、前記流体加熱装置により加熱された洗浄水を被洗浄物に噴出させる噴出手段を備えたことにより、安全性の高い瞬間加熱式の流体加熱装置により洗浄水の温度を短時間で変更できるので最適な洗浄温度を任意に設定でき、安全な食器洗浄装置を提供できる。

なお、本実施の形態では、洗濯機と食器洗浄機を用いて説明したが、車用洗浄機や、人体洗浄機（温水シャワー）など他の用途の洗浄機に用いても良い。

以上のように、本発明にかかる流体加熱装置は、加熱器の異常過熱時において温度検知式の電流遮断手段の電流遮断動作が短時間になり、機器の損傷を未然に防げるので、温水洗浄便座のほか電気洗濯機や食器洗浄機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における流体加熱装置の構成を示す縦断面図 同流体加熱装置の図１のＡ−Ａ線断面図 同流体加熱装置の他の形態を示す図１のＡ−Ａ線に対応した断面図 本発明の実施の形態２における流体加熱装置の構成を示す縦断面図 同流体加熱装置の図４のＢ−Ｂ線断面図 同流体加熱装置の他の形態を示す図４のＢ−Ｂ線に対応した断面図 本発明の実施の形態３における流体加熱装置の構成を示す縦断面図 同流体加熱装置の図７のＣ―Ｃ線断面図 本発明の実施の形態４における衛生洗浄装置の要部の断面図 本発明の実施の形態５における洗濯洗浄装置の構成を示す縦断面図 同洗濯洗浄装置の図１０のＤ―Ｄ線断面図 本発明の実施の形態５における食器洗浄装置の構成を示す縦断面図 （ａ）第１の従来の流体加熱装置の構成を示す縦断面図（ｂ）図１３（ａ）の側断面図 （ａ）第２の従来の流体加熱装置の構成を示す縦断面図（ｂ）図１４（ａ）の側断面図

符号の説明

２１ 流体加熱容器
２２ 流入口
２３ 流出口
２４ シーズヒータ（加熱器）
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ Ｏリング（外部漏洩防止手段）
２８、５１ サーモスタット（電流遮断手段）
３３、４２、５３ 保持手段
４１、５２ 温度ヒューズ（電流遮断手段）

Claims (12)

1. 流体の流入口および流出口を有する流体加熱容器と、前記流体加熱容器内に設け、流体を加熱する加熱器と、前記加熱器から受熱し、前記加熱器に供給される電流を遮断する温度検知式の電流遮断手段とを備え、前記加熱器と前記電流遮断手段とは前記両者の一方を他方の形状に沿わせ面接触させてなる流体加熱装置。
2. 流体の流入口および流出口を有する流体加熱容器と、前記流体加熱容器内に設け、流体を加熱する加熱器と、前記加熱器から受熱し、前記加熱器に供給される電流を遮断する温度検知式の電流遮断手段とを備え、前記加熱器を前記電流遮断手段の感熱部面の形状に沿わせる形状とし、そこに前記電流遮断手段を配置してなる流体加熱装置。
3. 加熱器と流体加熱容器との間に流体の外部漏洩防止手段を有し、前記加熱器の前記外部漏洩防止手段の近傍は、前記加熱器の断面を円形とした請求項１または請求項２に記載の流体加熱装置。
4. 流体の流入口および流出口を有する流体加熱容器と、前記流体加熱容器内に設け、流体を加熱する加熱器と、前記加熱器から受熱し、前記加熱器に供給される電流を遮断する温度検知式の電流遮断手段と、前記加熱器と前記電流遮断手段の接触を保持し、かつ加熱器からの熱を電流遮断手段へ伝える保持手段とを備えた流体加熱装置。
5. 保持手段は、金属である請求項４に記載の流体加熱装置。
6. 保持手段は、加熱器表面と同じ材質とした請求項４に記載の流体加熱装置。
7. 保持手段は、銅である請求項４〜６のいずれか１項に記載の流体加熱装置。
8. 電流遮断手段は、自動または手動復帰式のサーモスタットである請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体加熱装置。
9. 電流遮断手段は、温度ヒューズまたはワンショット式のサーモスタットである請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体加熱装置。
10. 電流遮断手段は、自動復帰式のサーモスタットと温度ヒューズの組合せとし、前記サーモスタットの方が温度ヒューズより早く応答する請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体加熱装置。
11. 給水源から供給される洗浄水を人体の被洗浄部に噴出する衛生洗浄装置であって、請求項１〜１０のいずれかに記載の流体加熱装置と、前記流体加熱装置により加熱された洗浄水を前記人体に噴出する噴出手段とを備えた洗浄装置。
12. 請求項１〜１０のいずれかに記載の流体加熱装置を備えた衣類または食器類を洗浄する洗浄装置。

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