熱交換器及具備該熱交換器的衛(wèi)生清洗裝置制造方法
【專利摘要】熱交換器(28)具備平板狀加熱器(34)和外殼(38)，加熱器收納空間(48)包括流路空間(74)，外殼具有流入口(70)、流出口(72)、流入路(50)、連通路(52)、第1肋(76)和第2肋(53)，第1肋在流路空間中從主面(48a)朝向導熱面(36)突出，并在兩側面(48b)之間延伸設置，第2肋在連通路中沿與平板狀加熱器的下端的延伸方向垂直的方向延伸設置。
【專利說明】熱交換器及具備該熱交換器的衛(wèi)生清洗裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱交換器及具備該熱交換器的衛(wèi)生清洗裝置，特別涉及設于供水路的熱交換器及具備該熱交換器的衛(wèi)生清洗裝置，所述供水路具有應與供水源連接的上游端并且下游端與噴嘴連接。
【背景技術】
[0002]以往，作為在設置于衛(wèi)生間的衛(wèi)生清洗裝置等的有限的狹窄空間設置且其流量非常少的熱交換器，已知例如專利文獻I所示的熱交換器。在該熱交換器中具備:平板狀加熱器的導熱面和外殼之間的流路空間；以及流路空間和入水口之間的集管部，在集管部內設有引導肋。從該入水口向集管部流入的清洗水由集管部內的引導肋引導而流入流路空間。然后，流入流路空間的清洗水沿著平板狀加熱器的導熱面通過自然對流以層流方式流動。
[0003]現(xiàn)有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2012-233677號公報
【發(fā)明內容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]然而，在專利文獻I所示的熱交換器中，基于自然對流的層流的清洗水的流速緩慢，沿著導熱面呈直線狀流動。因此，難以發(fā)生在導熱面附近流動的清洗水和在遠離導熱面的位置流動的清洗水的調換。從而，始終從導熱面對在導熱面附近流動的清洗水賦予熱量，由此導熱面附近的清洗水的溫度變得非常高。從而，特別地，當含有作為水垢成因的大量的鈣離子等的硬水在導熱面附近沸騰時，在導熱面容易附著水垢。
[0008]本發(fā)明是為了解決這樣的課題而完成的，其目的在于，提供能夠減少水垢的產(chǎn)生的小型的熱交換器及具備該熱交換器的衛(wèi)生清洗裝置。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]本發(fā)明的某個形態(tài)的熱交換器具備:平板狀加熱器，其具有沿上下方向延伸的導熱面；和外殼，其具有由與所述平板狀加熱器的導熱面對置的主面、位于所述平板狀加熱器的下方的下表面、位于所述平板狀加熱器的上方的上表面、以及將所述平板狀加熱器夾在中間的兩側面劃定的加熱器收納空間，所述加熱器收納空間包括流路空間，該流路空間形成在所述導熱面和與該導熱面對置的所述主面之間的間隙中，所述外殼具有:流入口，其在所述下表面開口，沿所述平板狀加熱器的下端的延伸方向延伸設置，并與所述加熱器收納空間連通；流出口，其設在比所述流入口靠上方的位置，與所述加熱器收納空間連通；流入路，其在所述加熱器收納空間的下方沿所述平板狀加熱器的下端的延伸方向延伸設置；連通路，其與所述流入路連接，并且經(jīng)由所述流入口與所述加熱器收納空間連接；多個第I肋，它們在所述流路空間中從所述主面朝向所述導熱面突出，并在所述兩側面之間延伸設置；以及第2肋，其在所述連通路中沿與所述平板狀加熱器的下端的延伸方向垂直的方向延伸設置。
[0011]發(fā)明效果
[0012]本發(fā)明具有以上說明的結構，起到如下效果:能夠提供能夠減少水垢的產(chǎn)生的小型的熱交換器及具備該熱交換器的衛(wèi)生清洗裝置。
[0013]在參照附圖的基礎上，從以下優(yōu)選的實施方式的詳細說明中明確本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征以及優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是示出本發(fā)明的實施方式I的衛(wèi)生清洗裝置的立體圖。
[0015]圖2是概大致地示出圖1所示的衛(wèi)生清洗裝置中的清洗單元的結構的圖。
[0016]圖3是從正面?zhèn)扔^察圖2的熱交換器的外觀圖。
[0017]圖4是從側面?zhèn)扔^察圖2的熱交換器的外觀圖。
[0018]圖5是示出沿著圖4所示的B — B線切斷的熱交換器的剖視圖。
[0019]圖6A是示出沿著圖5所示的C一 C線切斷的熱交換器的剖視圖。
[0020]圖6B是圖6A的范圍D的放大圖。
[0021]圖7是圖6A的范圍E的放大圖。
[0022]圖8是從內表面?zhèn)扔^察在圖3的熱交換器中使用的第一流路形成部件的外觀圖。
[0023]圖9是示出圖9的第一流路形成部件的立體圖。
[0024]圖10是從內表面?zhèn)扔^察在圖3的熱交換器中使用的第二流路形成部件的外觀圖。
[0025]圖11是示出圖10的第二流路形成部件的立體圖。
[0026]圖12A是示意地示出在圖3的熱交換器中使用的平板狀加熱器的外觀圖。
[0027]圖12B是示意地示出在圖3的熱交換器中使用的平板狀加熱器的外觀圖。
[0028]圖13A是示意地示出圖6A的加熱器收納空間中的水流的圖。
[0029]圖13B是示意地示出沒有緩沖肋的加熱器收納空間中的水流的圖。
[0030]圖14是示出圖6A的流路空間中的水流的速度分布的圖。
[0031]圖15是示出圖13A的流路空間的高度與最大速度的水流及最小速度的水流自導熱面起的距尚的關系的圖表。
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明第I方面的熱交換器具備:平板狀加熱器，其具有沿上下方向延伸的導熱面；和外殼，其具有由與所述平板狀加熱器的導熱面對置的主面、位于所述平板狀加熱器的下方的下表面、位于所述平板狀加熱器的上方的上表面、以及將所述平板狀加熱器夾在中間的兩側面劃定的加熱器收納空間，所述加熱器收納空間包括流路空間，該流路空間形成于所述導熱面和與該導熱面對置的所述主面之間的間隙中，所述外殼具有:流入口，其在所述下表面開口，沿所述平板狀加熱器的下端的延伸方向延伸設置，并與所述加熱器收納空間連通；流出口，其設在比所述流入口靠上方的位置，與所述加熱器收納空間連通；流入路，其在所述加熱器收納空間的下方沿所述平板狀加熱器的下端的延伸方向延伸設置；連通路，其與所述流入路連接，并且經(jīng)由所述流入口與所述加熱器收納空間連接；多個第I肋，它們在所述流路空間中從所述主面朝向所述導熱面突出，并在所述兩側面之間延伸設置；以及第2肋，其在所述連通路中沿與所述平板狀加熱器的下端的延伸方向垂直的方向延伸設置。
[0033]本發(fā)明第2方面的熱交換器也可以是在第I方面的基礎上，所述第I肋具有從所述主面的突出尺寸在所述流出口側比在所述流入口側高的截面形狀。
[0034]本發(fā)明第3方面的熱交換器也可以是在第I或第2方面的基礎上，所述流路空間包括--第I流路，其與所述流入口連通；和第2流路，其設于比所述第I流路靠所述流出口側的位置，并且具有比所述第I流路的間隙尺寸大的間隙尺寸，所述第I肋配置于所述第2流路。
[0035]本發(fā)明第4方面的熱交換器也可以是在第3發(fā)明的基礎上，所述第I肋和所述平板狀加熱器的導熱面之間的距離形成為比所述第I流路的間隙尺寸大。
[0036]本發(fā)明第5方面的熱交換器也可以是在第I~第4方面中任一方面的基礎上，多個所述第I肋形成為，使得所述第I肋和所述平板狀加熱器的導熱面之間的距離比配置為比該第I肋靠所述流入口側的所述第I肋和所述平板狀加熱器的導熱面之間的距離大。
[0037]本發(fā)明第6方面的熱交換器也可以是在第I~第5方面中任一方面的基礎上，所述流入路包括相對于所述平板狀加熱器的下端的延伸方向垂直地開口的入水口。
[0038]本發(fā)明第7 方面的衛(wèi)生清洗裝置具備:第I~第6方面中任一方面所述的熱交換器；供水路，在該供水路上設有所述熱交換器，該供水路具有應與供水源連接的上游端；以及噴嘴，其與所述供水路的下游端連接。
[0039]以下，一邊參照附圖一邊對本發(fā)明的實施方式進行具體說明。
[0040]另外，以下貫穿所有附圖，對相同或相當?shù)囊貥艘韵嗤膮⒄諛颂?，并省大致其重復的說明。
[0041](實施方式I)
[0042](衛(wèi)生清洗裝置的結構)
[0043]圖1是示出本發(fā)明的實施方式I的衛(wèi)生清洗裝置的立體圖。如圖1所示，衛(wèi)生清洗裝置10設置在衛(wèi)生間內的坐便器12上，具備主體16、便器座18、便器蓋20及操作部22。主體16設置在便器座18的后側，即從落座的使用者看設置于背后側。主體16是橫向較長的殼體，在其內部設有大致長方體形狀的熱交換器28作為清洗單元。
[0044]圖2是概大致地示出圖1所示的衛(wèi)生清洗裝置中的清洗單元的結構的圖。如該圖2所示，清洗單元具有供水路24、熱交換器28和噴嘴32，還具有水箱26和電磁閥27。該清洗單元中的各結構由控制部29控制。供水路24包括應與供水源30連接的上游端和與噴嘴32連接的下游端。在該供水路24朝向下游側依次設有熱交換器28、水箱26和電磁閥27。因此，來自供水源30的管道水(流體、液體、清洗水)利用供水路24經(jīng)由熱交換器28和水箱26被導入噴嘴32。而且，當通過使用者進行的操作部22(圖1)的操作打開電磁閥27時，由熱交換器28加熱并在水箱26中進行溫度調整后的溫水從噴嘴32呈淋浴狀朝向坐便器12(圖1)的開口噴出。
[0045](熱交換器的結構)
[0046]圖3是從正面?zhèn)扔^察圖2的熱交換器28的外觀圖。如圖3所示，熱交換器28具備長方體形狀的外殼38，在外殼38—個側面設有入水口 80和出水口 82。外殼38在正面觀察時為大致長方形狀，其左右方向的長度尺寸形成為比上下方向的高度尺寸大。出水口82設在入水口 80的上方，入水口 80和出水口 82從外殼38的側面突出。另外，在以下的說明中，將熱交換器28的“長度方向”也稱作“X方向”或“左右方向”，將“高度方向”也稱作“Z方向”或“上下方向”。
[0047]圖4是示出從圖3的箭頭方向(側面?zhèn)?觀察熱交換器28的結構的外觀圖。如圖4所示，熱交換器28的外殼38的側面為縱長的大致長方形狀，其厚度尺寸形成為比高度尺寸小。另外，在以下說明中，將熱交換器28的“厚度方向”也稱作“Y方向”或“前后方向”。
[0048]圖5是示出沿著圖4所示的B — B線切斷的熱交換器28的結構的剖視圖。并且，圖6A是示出沿著圖5所示的C一 C線切斷的熱交換器28的結構的剖視圖。如這些圖5及圖6A所示，在外殼38內具備平板狀加熱器34。
[0049]平板狀加熱器34是對清洗水進行加熱的部件，收納于外殼38的加熱器收納空間48。平板狀加熱器34是矩形的平板形狀，其兩面(在收納于加熱器收納空間48的狀態(tài)下，朝向正面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊?個面)由包括第一導熱面36a和第二導熱面36b的導熱面36構成。另外，這些第一和第二導熱面36a、36b被控制成不會局部地高于規(guī)定溫度。該規(guī)定溫度設定為水的沸點即100°C以下，優(yōu)選80°C以下。但是，也可以根據(jù)水中含有的鈣或鎂等的離子濃度和加熱器所要的耐久時間等，適當決定規(guī)定溫度。
[0050]外殼38是用于在其內部空間(加熱器收納空間48)收納平板狀加熱器34的殼體。外殼38在其內部除了具有加熱器收納空間48之外還具有流入路50和連通路52，在側部具有與流入路50連接的入水口 80和與加熱器收納空間48上部連接的出水口 82。外殼38例如通過組合由XZ平面分割開的第一流路形成部件40和第二流路形成部件42來構成。
[0051]加熱器收納空間48為大致板形狀，由外殼38的內表面即前后2個主面48a、左右2個側面48b、上表面48c和下表面48d劃定。前后2個主面48a分別與平板狀加熱器34的第一和第二導熱面36a、36b對置，并且相對于各導熱面36a、36b平行地擴展。左右2個側面48b以將平板狀加熱器34夾在中間的方式相對于各導熱面36a、36b垂直地擴展。上表面48c位于平板狀加熱器34的上方，沿著平板狀加熱器34的上端的延伸方向(即，X方向(左右方向))延伸。下表面48d位于平板狀加熱器34的下方，與平板狀加熱器34的下端對置，并沿其延伸方向(即，X方向(左右方向))延伸。
[0052]在加熱器收納空間48設有流入口 70、流出口 72和流路空間74。如圖6A所示，流入口 70在劃定加熱器收納空間48的下部的下表面48d開口，并沿著平板狀加熱器34的下端的延伸方向(即，X方向(左右方向))延伸。如圖5所示，流出口 72配置在流入口 70的上方，例如在劃定加熱器收納空間48的一個側部的側面48b開口，并與外殼38的出水口82連通。并且，加熱器收納空間48的下部與流入口 70連通，上部與流出口 72連通。
[0053]在劃定加熱器收納空間48的主面48a和平板狀加熱器34的導熱面36之間的間隙形成流路空間74。即，流路空間74具有一側(正面?zhèn)?、前?的主面48a和第一導熱面36a之間的間隙的第一流路空間74a;和另一側(背面?zhèn)?、后?的主面48a和第二導熱面36b之間的間隙的第二流路空間74b。
[0054]流路空間74根據(jù)主面48a與導熱面36的間隙的寬度(厚度)尺寸的不同，沿上下方向被劃分成多個(在該實施方式中為3個)。S卩，流路空間74由下部流路74f、中部流路74s和上部流路74t構成。這3個流路74f、74s、74t的左右方向(X方向)的尺寸分別相等，其寬度尺寸(前后方向的尺寸)越靠上方的流路越大。因此，流路空間74的寬度尺寸和在XY面上的截面積按照下部流路74f、中部流路74s及上部流路74t的順序階段地變大。具體地說，下部流路74f的寬度尺寸wl設定為比流入口 70的寬度尺寸和后述的最大速度的水流距導熱面36的距離中的任何一個都大，例如設定為0.5?1.0mm。中部流路74s的寬度尺寸w2設定為比寬度尺寸wl和氣泡穿過的寬度尺寸中的任何一個都大,例如設定為1.5?3.0mm。上部流路74t的寬度尺寸w3設定為比寬度尺寸w2和氣泡穿過的寬度尺寸中的任何一個都大。
[0055]緩沖肋76設于寬度較寬的中部流路74s和上部流路74t，構成用于混合這些流路74s、74t內的水流的第I肋。在該實施方式中，在形成中部流路74s的各主面48a配置有6個緩沖肋76，在形成上部流路74t的各主面48a配置有2個緩沖肋76。這些多個緩沖肋76例如沿左右方向(X方向)延伸設置，并且，以在上下方向(Z方向)形成等間隔的方式相互平行地設置。各緩沖肋76從形成加熱器收納空間48的主面48a朝向各導熱面36突出，并在加熱器收納空間48的兩側面48b之間沿全長延伸。緩沖肋76自主面48a起的高度設定為，使得緩沖肋76和各導熱面36之間的距離比下部流路74f的寬度尺寸wl大，并且比中部流路74s和上部流路74t的寬度w2、w3的一半小。并且，緩沖肋76自主面48a起的高度(突出尺寸)設定為，使得后述的最大速度的水流位于緩沖肋76和各導熱面36之間。若該緩沖肋76的高度尺寸過大，則氣泡無法通過緩沖肋76和導熱面36之間。另一方面，若緩沖肋76高度尺寸過小，則無法充分混合流路74s、74t內的水流或者無法加快流路74s、74t內的水流。
[0056]如圖5所示，流入路50沿平板狀加熱器34下端的延伸方向(左右方向)延伸，其一端與入水口 80連接。如圖6A所示，在流入路50的上部設有開口部78。開口部78在流入路50全長設置，并沿平板狀加熱器34下端的延伸方向延伸。開口部78的寬度尺寸(前后方向尺寸)比流路空間74的下部流路74f的寬度尺寸窄，具體地，根據(jù)從入水口 80流入的清洗水的每單位時間的流量來確定。若開口部78的寬度過窄，則通過開口部78的清洗水的壓力損失變大。另一方面，若開口部78的寬度過寬，則從入水口 80流入的清洗水的前后方向的速度在流入路50充分下降后，難以使清洗水向上方通過開口部78。
[0057]連通路52是將加熱器收納空間48的流入口 70和流入路50的開口部78連接起來、并用于提高從開口部78朝向流入口 70向上方流動的清洗水的速度的流路。連通路52沿平板狀加熱器34下端的延伸方向延伸，且從開口部78朝向流入口 70在前后方向上彎曲并向上方延伸。更具體地說明的話，連通路52從開口部78向上方延伸，在途中呈大致直角彎曲而向前后方向延伸，進一步在中途呈大致直角彎曲而向上方延伸，到達流入口 70 (也參照后述圖7)。連通路52的寬度尺寸和XY面的截面積比流入路50的寬度尺寸和XY面的截面積、以及流路空間74的下部流路74f的寬度尺寸和XY面的截面積小。
[0058]圖6B是圖6A的范圍D的放大圖。如圖6B所示，緩沖肋76在YZ面上的截面為大致直角三角形狀或者梯形狀，流出口 72 (圖5)側的自主面48a起的高度尺寸比流入口 70 (圖6A)側的自主面48a起的高度尺寸大。該緩沖肋76具有斜面76a、頂部76b及垂直面76c。斜面76a朝向斜上方從主面48a向頂部76b以鈍角平滑地立起。即，斜面76a是一邊接近導熱面36 —邊朝向上方并到達頂部76b的面。頂部76b在緩沖肋76中離主面48a最遠，換句話說，位于離導熱面36最近的位置。垂直面76c是從頂部76b相對于導熱面36和主面48a垂直地延伸的面。另外,緩沖肋76在YZ平面的截面形狀不限定為圖6B所示的直角三角形狀或梯形狀。但是，優(yōu)選構成為，清洗水的水流中的上游側的面(上述“斜面76a”)和主面48a所成的角度比下游側的面(上述“垂直面76c”)和主面48a所成的角度大。并且，從主面48a朝向導熱面36突出的緩沖肋76至少具有傾斜面，該傾斜面在相對于導熱面36垂直的YZ平面中自主面48a起的高度尺寸隨著朝向平板狀加熱器34上端而變高。優(yōu)選的是，該傾斜面以從流入口 70側朝向流出口 72引導清洗水的水流的方式傾斜。
[0059]圖7是圖6A的范圍E的放大圖。如圖7所示，引導肋53是對流過連通路52的清洗水向上方整流并引導的第2肋，由第一引導肋部分60和第二引導肋部分68構成。L字狀的第一引導肋部分60從流入路50的開口部78向上方延伸，并沿著連通路52向前后方向彎曲。第二引導肋部分68從第一引導肋部分60附近朝向加熱器收納空間48的流入口 70向上方延伸。如圖5所示，這些引導肋53在左右方向上隔開間隔地配置有多個。根據(jù)從流入路50向連通路52流入的清洗水的流量來設定該多個引導肋53的配置間隔。例如，清洗水在左右方向上以大致均勻的流量流入的情況下，多個引導肋53的配置間隔設定為相等。在左右方向上在入水口 80側有較多流量的清洗水流入的情況下，越接近入水口 80，多個引導肋53的配置間隔設定得越窄。
[0060]圖8是示出從內表面?zhèn)?后方)觀察第一流路形成部件40時的結構的外觀圖。圖9是第一流路形成部件40的立體圖。如這些圖8和圖9所示，第一流路形成部件40包括與XZ面平行的內表面和外表面。該內表面是指第一流路形成部件40的兩面中包括劃定加熱器收納空間48的主面48a的一側的面。另一方面，外表面是指第一流路形成部件40的兩面中另一側的面。第一流路形成部件40由耐熱性、耐沖擊性和加工性優(yōu)秀的樹脂、例如由在ABS樹脂中混合玻璃纖維而形成的強化ABS樹脂形成。
[0061]第一流路形成部件40主要具有:形成外殼38的內部空間(加熱器收納空間48、流入路50和連通路52)的第一板狀部54 ;和以包圍第一板狀部54周圍的方式設置的第一凸緣56。另外，在以下的第一流路形成部件40的說明中，將各部位中朝向后方的面適當稱作“頂面”或“底面”。
[0062]在第一板狀部54上部且在第一凸緣56的下方設有第一突條部55。該第一突條部55從第一板狀部54的一側的面朝向后方突出，并且在左右方向延伸。而且，在左右方向的一側(靠近出水口 82側)向下方彎曲，其結果為，整體呈大致L字狀。在第一突條部55的下方設有第一凹陷部57，該第一凹陷部57沿著第一突條部55形成為大致L字狀。第一凹陷部57具有相對于第一突條部55的頂面向前方凹陷的底面。
[0063]在第一凹陷部57的下方設有第一壁上部59。該第一壁上部59的頂面呈大致長方形狀，該頂面如后所述構成主面48a。因此，如已經(jīng)說明地，在該第一壁上部59的頂面(主面48a)，在左右方向的整個區(qū)域延伸設置有多個緩沖肋76。在第一壁上部59的下方設有沿左右方向延伸的第一橫突部58。第一橫突部58從第一壁上部59的頂面進一步向后方突出，如圖7所示，在YZ面上的截面呈矩形狀。
[0064]在第一橫突部58的下方設有第一壁下部61。第一壁下部61具有相對于第一橫突部58的頂面向前方凹陷的底面，該底面沿著第一橫突部58在左右方向延伸設置。在這些第一橫突部58和第一壁下部61中設有第一縱突部60。更詳細地，該第一縱突部60由從第一橫突部58的下表面向下方突出的部分和從第一壁下部61的底面向后方突出的部分構成，在側視觀察時呈大致L字狀(參照圖7)。[0065]圖10是示出從內表面?zhèn)?前方)觀察第二流路形成部件42時的結構的外觀圖。圖11是第二流路形成部件42的立體圖。如這些圖10和圖11所示，第二流路形成部件42包括與XZ面平行的內表面和外表面。該內表面是指第二流路形成部件42的兩面中包括劃定加熱器收納空間48的主面48a的一側的面。另一方面，外表面是指第二流路形成部件42的兩面中另一側的面。第二流路形成部件42與第一流路形成部件40同樣地由耐熱性、耐沖擊性和加工性優(yōu)秀的樹脂形成。
[0066]第二流路形成部件42主要具有:形成外殼38的內部空間(加熱器收納空間48、流入路50和連通路52)的第二板狀部62 ;和以包圍第二板狀部62周圍的方式設置的第二凸緣64。該第二凸緣64形成為相對于第二板狀部62向前方突出。另外，在以下的第二流路形成部件42的說明中，將各部位中朝向前方的面適當稱作“頂面”或“底面”。
[0067]第二板狀部62具有占據(jù)第二凸緣64所包圍的區(qū)域的大部分的第二壁部65。該第二壁部65的頂面呈大致長方形狀，該頂面如后所述構成主面48a。因此，在該第二壁部65的頂面(主面48a)，如已說明的，多個緩沖肋76在左右方向的整個區(qū)域延伸。在第二壁部65的下方設有沿左右方向延伸的第二橫突部66。第二橫突部66形成為階梯狀,具有向前方的突出尺寸小的低部66a和在其下側向前方突出尺寸大的高部66b。
[0068]在第二橫突部66設有多個第二縱突部68。該第二縱突部68設在第二橫突部66中的低部66a的頂面，從該頂面向前方突出，并且沿上下方向延伸。在第二橫突部66的下方設有沿左右方向延伸的第二凹陷部67。該第二凹陷部67具有相對于第二橫突部66的頂面向后方凹陷的底面。
[0069]如圖6A所示，以第一流路形成部件40的第一突條部55和第一壁下部61分別進入第二流路形成部件42的第二凸緣64內側的方式，將第一流路形成部件40的第一凸緣56和第二流路形成部件42的第二凸緣64通過超聲波焊接水密地接合。由此，形成外殼38。在該外殼38中，第一流路形成部件40的第一突條部55的頂面和下表面、第一凹陷部57的底面、第一壁上部59的上表面和頂面、以及第一橫突部58的上表面劃定加熱器收納空間48的一部分。并且，第二流路形成部件42的第二凸緣64的下表面、第二壁部65的頂面、第二橫突部66的低部66a的上表面劃定加熱器收納空間48的另一部分。并且，第一壁上部59的頂面構成與平板狀加熱器34的第一導熱面36a對置的主面48a，第二壁部65的頂面構成與平板狀加熱器34的第二導熱面36b對置的主面48a。而且，第一橫突部58的上表面和第二橫突部66的低部66a的上表面構成與平板狀加熱器34的下端對置的下表面48d。由第一橫突部58的頂面與第二橫突部66的低部66a的頂面之間的間隔、第一橫突部58的下表面與第二橫突部66的高部66b的上表面之間的間隔、以及第一壁下部61的底面與第二橫突部66的高部66b的頂面之間的間隔，劃定出連通路52。第一壁下部61的頂面的下部覆蓋第二凹陷部67的開口，劃定流入路50。并且,第一縱突部60構成引導肋53的第一引導肋部分60，第二縱突部68構成引導肋53的第二引導肋部分68。
[0070]圖12A和圖12B示意地示出平板狀加熱器的外觀圖。如圖12A和圖12B所示，平板狀加熱器34由陶瓷基體44、電熱線46和電極(未圖示)構成。電熱線46是在陶瓷基體44上印刷的電阻圖案，其兩端與電極連接。當從電極向電熱線46通入電流時，電熱線46發(fā)熱，熱傳導優(yōu)秀的陶瓷基體44傳遞該熱，各導熱面36成為高溫。以使該導熱面36上的每單位面積的發(fā)熱量越靠下方越高的方式，將電熱線46設在陶瓷基體44上。例如，如圖12A所示，在電熱線46的截面積越靠下方越細的情況下，電熱線46的電阻值越靠下方越大，導熱面36上的每單位面積的發(fā)熱量越靠下方越高。并且，作為其他例，如圖12B所示，在蜿蜒配置的電熱線46的間隔越靠下方越小情況下，導熱面36上的每單位面積的發(fā)熱量越靠下方越高。
[0071 ](熱交換器中的清洗水的水流)
[0072]在熱交換器28中，如圖5和圖6A所示，清洗水從與水道連接的入水口 80向流入路50流入。此時，利用水道的供水壓力，清洗水沿長度方向在流入路50內流動。在此，開口部78的XY面上的截面積比流入路50的XY面上的截面積小。因此，在流入路50內，清洗水在左右方向(X方向)的速度降低后，從開口部78流入連通路52。
[0073]由于該連通路52的XY面上的截面積小，因此清洗水向上方的速度得以提高，并以快的速度通過連通路52。由此，清洗水中含有的氣泡沿著清洗水的快的水流不停留地通過連通路52。這里，在連通路52中清洗水通過引導肋53之間。此時，沿上下方向延伸的引導肋53向相對于左右方向垂直的上方引導清洗水，從連通路52向加熱器收納空間48流入的清洗水的流量在左右方向上大致均勻。
[0074]從流入口 70向加熱器收納空間48流入的清洗水，均等地向第一流路空間74a和第二流路空間74b分開流動。此時的各流路空間74中，下部流路74f、中部流路74s和上部流路74t各部分的形狀設計成，使得各部分的流體(清洗水)的雷諾數(shù)約為200以下。SP，流經(jīng)各流路空間74的清洗水的雷諾數(shù)遠小于臨界雷諾數(shù):2300，因此以層流狀態(tài)流動。
[0075]而且，在下部流路74f中XY面上的截面積比較小，因此清洗水的水流快，產(chǎn)生強制對流。從而，清洗水的水流相對于導熱面36在寬度方向(前后方向)上速度大，從導熱面36向清洗水的熱傳遞率高，高效地加熱清洗水。并且，導熱面36對清洗水賦予熱，其溫度降低，由此防止導熱面36過熱。并且，在下部流路74f中水流快，清洗水中含有的氣泡隨著水流被迅速運送至上方。而且，下部流路74f中的導熱面36的每單位面積的發(fā)熱量設定得高，從流入口 70向下部流路74f流入的清洗水為低溫狀態(tài),且利用該清洗水的快的流速而熱傳遞率高。因此，抑制了清洗水滯留或被局部地加熱，因此清洗水也不會沸騰而產(chǎn)生氣泡。
[0076]圖13A是示意地示出加熱器收納空間48中的清洗水的水流的圖。圖13B是示意地示出沒有緩沖肋的加熱器收納空間中的清洗水15的流動的圖。如該圖13A所示，清洗水從加熱器收納空間48的下部流路74f向中部流路74s流入。這樣，在從下部流路74f朝向中部流路74s的邊界部分，外殼38的主面48a向從導熱面36離開的方向突然擴寬流路空間74的寬度。這里，產(chǎn)生水流的剝離，沿著主面48a的水流向導熱面36側離開。因此，該剝離的水流與沿著導熱面36的自然對流的水流合流，導熱面36側的水流變快。由此，熱傳遞率變高，清洗水被迅速加熱。并且，由于從主面48a剝離的水流比沿著導熱面36的水流溫度低，所以通過使它們混合，能夠抑制沿著導熱面36的水流變成高溫而沸騰。
[0077]由于在中部流路74s中寬度寬且XY面上的截面積大，所以清洗水通過自然對流以層流方式流動。因此，如圖13B所示，在沒有緩沖肋76的流路空間74中清洗水沿著導熱面36平行地流動。該自然對流的水流速度非常小，因此特別地，導熱面36附近的清洗水的溫度變得非常高，從而變得容易沸騰。
[0078]與此相對，如圖13A所示，在設有緩沖肋76的中部流路74s中，遠離導熱面36的沿著主面48a的水流在層流狀態(tài)下，沿著緩沖肋76的斜面76a順暢地流動，并靠近導熱面36側。由此，離導熱面36遠的水流與導熱面36附近的水流合流，利用離導熱面36遠的低溫的清洗水，降低導熱面36附近的清洗水的過度升溫。因此，防止清洗水在導熱面36附近沸騰。
[0079]并且，在中部流路74s流動的清洗水以圖14所示的速度分布流動。圖14的曲線F概大致地表示沿著加熱器收納空間的寬度方向的假想的直線S上的各位置處的清洗水的速度。該直線S和曲線F之間的長度尺寸越大，流過該直線S上的位置的清洗水的速度越大。具體地，越接近導熱面36和主面48a，清洗水的速度越小，在與寬度方向的中央相比靠近導熱面36的位置，清洗水的速度最大。表示該最大速度的水流的、在直線S和曲線F之間示出的箭頭的長度，示意地表示該箭頭的基端位置Sm處的清洗水的速度。
[0080]圖15是表示圖13A的流路空間中的上下方向的位置(橫軸)和最大速度的水流及最小速度的水流距導熱面的距離(縱軸)的關系的圖表。另外，在圖15的圖表中，O?15mm的范圍相當于下部流路74f, 15?40mm的范圍相當于中部流路74s, 40?50mm的范圍相當于上部流路74t。并且，在該圖表中，用max表示的線表示最大速度的水流的位置。如該圖15所示，清洗水的速度最大的最大速度的水流位于距導熱面36大約0.5mm的距離的位置。
[0081]根據(jù)用“max”表示的線，最大速度的水流距該導熱面36的距離大約為0.5mm，位于導熱面36的附近。但是，最大速度的水流距導熱面36的距離隨著在流路空間74中的上下方向的位置朝向上方而稍稍變大。這樣，通過在流路空間74中其寬度朝向上方階段地擴大，最大速度的水流從導熱面36離開。與此相對，以使最大速度的水流位于緩沖肋76和導熱面36之間的方式設定緩沖肋76的高度，因此最大速度的水流不會被緩沖肋76阻擋。從而，導熱面36附近的最大速度的水流能夠將其速度維持在高速的狀態(tài)。
[0082]這樣，導熱面36附近的速度的水流的速度大，而且如使用圖13A在上面描述的那樣，在導熱面36附近的速度的水流中混合主面48a側的水流。因此，在流路的截面積小的緩沖肋76的頂部76b，清洗水的流速快，靠近導熱面36的位置的最大速度的水流更快。從而，從導熱面36向清洗水的熱傳遞率增加，高效地加熱清洗水。并且，緩沖肋76的高度設定為氣泡能穿過的尺寸，因此氣泡被該快的水流頂起，以不在中部流路74s中停留的方式上升。
[0083]而且，當清洗水通過緩沖肋76的頂部76b時，由于垂直面76c，中部流路74s的寬度突然擴寬。因此，產(chǎn)生水流的剝離，主面48a側的水流向導熱面36側離開。由此，水流再次混合，導熱面36側的清洗水的溫度降低，清洗水的溫度在流路的寬度方向上均等。
[0084]這樣，在中部流路74s流動的清洗水流入上部流路74t，并與中部流路74s的情況同樣地利用導熱面36進行加熱，混合水流，并且如圖5所示，使流路空間74朝向流出口 72。這樣，大致被均勻加熱的清洗水經(jīng)由流出口 72從出水口 82流出。
[0085](效果)
[0086]利用連通路52和引導肋53，形成清洗水的高度方向的快的水流，利用緩沖肋76在流路空間74內保持該流速。由此，氣泡不停留地迅速向上方排出，并且提高了來自導熱面36的熱傳遞率，而且防止導熱面36的過熱。其結果為，實現(xiàn)了熱交換器28的小型化，并且防止水垢產(chǎn)生。而且，利用階段擴大的流路空間74促進了這些効果。
[0087]S卩，利用連通路52的引導肋53將沿長度方向流入的清洗水向高度方向引導。而且，清洗水在長度方向上均勻地流入流路空間74，并沿高度方向以層流方式在流路空間74中迅速流動。因此，在流路空間74中在高度方向上同樣地清洗水與導熱面36高效地進行熱交換，導熱面36的溫度分布相同。從而，防止由于板狀加熱器的溫度差所導致熱應力而在平板狀加熱器34產(chǎn)生龜裂和破裂等。
[0088]并且，在流路空間74中清洗水以層流方式向上方流動，由此氣泡在該層流中被順暢地向上方運送。從而，防止氣泡附著于導熱面36而在導熱面36產(chǎn)生水垢、以及導熱面36局部地變成高溫。
[0089]而且，在來自入水口 80的供水壓力高的情況下，為了降低清洗水的長度方向的速度，需要增大流入路50的尺寸或使連通路52的寬度非常細。當增大流入路50的尺寸時，熱交換器28大型化。并且，當使連通路52的寬度非常細時，壓力損失變大。與此相對，利用引導肋53降低了清洗水的長度方向的速度，因此能夠實現(xiàn)流入路50的小型化和壓力損失的降低。
[0090]下部流路74f、中部流路74s和上部流路74t階段地擴寬流路空間74的寬度，由此產(chǎn)生來自主面48a的水流的剝離，在導熱面36附近的高溫的水流中合流了主面48a側的低溫的水流。因此，導熱面36附近的清洗水和導熱面36的溫度降低，減少了沸騰引起的氣泡的產(chǎn)生和水垢生成。
[0091]并且，通過主面48a側的水流與導熱面36附近的最大速度的水流合流，導熱面36附近水流變快。因此，提高了從導熱面36對清洗水的熱傳遞率，從而清洗水被導熱面36高效地加熱。而且，借助快的水流，氣泡被快速地向上方運送，因此防止因氣泡的附著而在導熱面36上生成水垢。
[0092]在產(chǎn)生自然對流的中部流路74s和上部流路74t設有緩沖肋76，利用該緩沖肋76，主面48a側的水流合流到導熱面36附近的水流中。從而，導熱面36附近的高溫的清洗水的溫度被主面48a側的低溫的清洗水降低，防止清洗水沸騰、產(chǎn)生氣泡和生成水垢。
[0093]并且，緩沖肋76配置在不阻礙最大速度的水流的位置。因此，主面48a側的水流合流到導熱面36附近的最大速度的水流中，最大速度的水流的速度増加。由此，導熱面36附近的從導熱面36向清洗水的熱傳遞率提高，高效地加熱清洗水。而且，利用沿著導熱面36的快的水流，氣泡被迅速向上方運送，防止導熱面36上的氣泡附著和水垢生成。
[0094]而且，緩沖肋76具有大致直角三角形狀，由此順暢地進行水流的混合、水流的加速及氣泡的移動。
[0095](實施方式2)
[0096]在上述實施方式I中，緩沖肋76的自加熱器收納空間48的主面48a起的高度全部相等。與此相對，也可以設定為緩沖肋76的高度隨著朝向流出口 72側而降低。由此，緩沖肋76和導熱面36之間的距離朝向流出口 72側擴大。因此，即使氣泡被加熱并朝向流出口 72側而變大，氣泡也能夠順暢地通過緩沖肋76和導熱面36之間。從而，能夠進一步抑制導熱面36上的氣泡附著和水垢生成。
[0097](其他變形例)
[0098]在上述實施方式中，入水口 80設在流入路50的長度方向的一端，但不限定于該位置。例如，入水口 80也可以設于流入路50的側部或下部。
[0099]在上述實施方式中，從流入路50至加熱器收納空間48，連通路52的寬度設定為恒定。與此相對，也可以以從流入路50朝向加熱器收納空間48寬度變窄的方式，形成連通路52。在該情況下，隨著寬度變窄，清洗水的速度變快。因此，氣泡不停留在連通路52中，迅速向上方排出。
[0100]在上述實施方式中，由第一引導肋部分60和第二引導肋部分68構成引導肋53。與此相對，也可以由第一引導肋部分60和第二引導肋部分68中任意一方構成引導肋。并且，也可以是第一引導肋部分60和第二引導肋部分68連結而形成引導肋。而且，第一引導肋部分60為L字狀，第二引導肋部分68為直線狀，但它們的形狀不限于此。
[0101]在上述實施方式中，緩沖肋76的YZ面上的截面形成為大致直角三角形狀，但不限于此。例如，截面形狀可以形成為正三角形狀等其他的三角形狀、四邊形狀等多邊形狀、或者由曲線圍成的形狀等。
[0102]在上述實施方式中，流出口 72在加熱器收納空間48的側面48b開口，但不限于該位置。流出口 72只要配置在加熱器收納空間48的上表面48c等流入口 70的上方即可。
[0103]并且，上述全部實施方式只要不相互排除對方，則也可以相互組合。
[0104]根據(jù)上述說明，對于本領域技術人員，本發(fā)明的許多改進和其他的實施方式是顯而易見的。因此，上述說明僅是作為示例進行解釋，是出于向本領域技術人員教示實施本發(fā)明的最優(yōu)的方式的目的而提供的。只要在不脫離本發(fā)明的精神，能夠實質地變更其結構和/或功能的詳細內容。
[0105]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0106]本發(fā)明的熱交換器和具備該熱交換器的衛(wèi)生清洗裝置作為能夠減少水垢的產(chǎn)生的小型的熱交換器及具備該熱交換器的衛(wèi)生清洗裝置等是有用的。
[0107]標號說明
[0108]10:衛(wèi)生清洗裝置；
[0109]24:供水路；
[0110]28:熱交換器；
[0111]30:供水源；
[0112]32:噴嘴;
[0113]34:平板狀加熱器；
[0114]36:導熱面；
[0115]38:外殼;
[0116]48:加熱器收納空間(收納空間);
[0117]48a:主面；
[0118]48b:側面；
[0119]48d:下表面；
[0120]50:流入路；
[0121]52:連通路；
[0122]53:引導肋(第2肋)；
[0123]70:流入口；
[0124]72:流出口；
[0125]74:流路空間；
[0126]74f:下部流路(第I流路)；[0127]74s:中部流路(第2流路)；
[0128]74t:上部流路(第2流路)；
[0129]76:緩沖肋(第I肋)；
[0130]78:開 口部；
[0131]80:入水口。
【權利要求】
1.一種熱交換器，該熱交換器具備: 平板狀加熱器，其具有沿上下方向延伸的導熱面；和 外殼，其具有由與所述平板狀加熱器的導熱面對置的主面、位于所述平板狀加熱器的下方的下表面、位于所述平板狀加熱器的上方的上表面、以及將所述平板狀加熱器夾在中間的兩側面劃定的加熱器收納空間， 所述加熱器收納空間包括流路空間，該流路空間形成在所述導熱面和與該導熱面對置的所述主面之間的間隙中， 所述外殼具有: 流入口，其在所述下表面開口，沿所述平板狀加熱器的下端的延伸方向延伸設置，并與所述加熱器收納空間連通； 流出口，其設在比所述流入口靠上方的位置，并與所述加熱器收納空間連通； 流入路，其在所述加熱器收納空間的下方沿所述平板狀加熱器的下端的延伸方向延伸設置； 連通路，其與所述流入路連接，并且經(jīng)由所述流入口與所述加熱器收納空間連接；多個第I肋，它們在所述流路空間中從所述主面朝向所述導熱面突出，并在所述兩側面之間延伸設置；以及 第2肋，其在所述連通路中沿與所述平板狀加熱器的下端的延伸方向垂直的方向延伸設置。
2.根據(jù)權利要求1所述的熱交換器，其中， 所述第I肋具有從所述主面的突出尺寸在所述流出口側比在所述流入口側高的截面形狀。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的熱交換器，其中， 所述流路空間包括:第I流路，其與所述流入口連通；和第2流路，其設于比所述第I流路靠所述流出口側的位置，并且具有比所述第I流路的間隙尺寸大的間隙尺寸， 所述第I肋配置于所述第2流路。
4.根據(jù)權利要求3所述的熱交換器，其中， 所述第I肋和所述平板狀加熱器的導熱面之間的距離形成為比所述第I流路的間隙尺寸大。
5.根據(jù)權利要求1?4中任意一項所述的熱交換器，其中， 多個所述第I肋形成為，使得所述第I肋與所述平板狀加熱器的導熱面之間的距離比配置為比該第I肋靠所述流入口側的所述第I肋與所述平板狀加熱器的導熱面之間的距離大。
6.根據(jù)權利要求1?5中任意一項所述的熱交換器,其中， 所述流入路包括相對于所述平板狀加熱器的下端的延伸方向垂直地開口的入水口。
7.—種衛(wèi)生清洗裝置，其具備: 權利要求1?6中任意一項所述的熱交換器； 供水路，在該供水路上設有所述熱交換器，該供水路具有應與供水源連接的上游端；以及 噴嘴，其與所述供水路的下游端連接。
【文檔編號】E03D9/08GK104011479SQ201280056799
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權日:2012年12月17日
【發(fā)明者】古閑良一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社