KR100788084B1 - 유체 가열 장치 및 그것을 이용한 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

유체 가열 장치의 케이스 본체부의 일단부측의 상면에는, 세정수를 받아들이기 위한 세정수 입구가 설치되고, 케이스 본체부의 타단부측의 상면에는, 가열된 세정수를 펌프로 송출하기 위한 세정수 출구가 설치된다. 케이스 본체부의 내부를 관통하도록 직선형 시스 히터가 배치된다. 시스 히터의 외주면에는 스프링이 나선형상으로 권회되어 있다. 시스 히터의 외주면, 스프링 및 케이스 본체부의 내주면에 의해 유로가 형성된다. 유로는 케이스 본체부의 길이방향을 축으로 하여 나선형상으로 형성된다.

Description

유체 가열 장치 및 그것을 이용한 세정 장치{FLUID HEATING DEVICE AND CLEANING DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 유체를 가열하는 유체 가열 장치 및 유체 가열 장치를 이용한 세정 장치에 관한 것이다.
종래, 인체의 국부를 세정하는 위생 세정 장치에 있어서는, 인체에 불쾌감을 주지 않도록 하기 위해서 세정에 사용하는 세정수를 적절한 온도로 가열하는 가열 장치가 구비되어 있다. 이러한 가열 장치를 구비한 위생 세정 장치에는, 주로 저탕식 위생 세정 장치 또는 순간 가열식 위생 세정 장치가 있다.
저탕식 위생 세정 장치는 미리 소정량의 세정수를 저장하는 동시에 내장한 가열 히터에 의해 세정수를 소정의 온도로 가열하는 온수 탱크를 구비하여(일본 특허 공개 제 2003-106669호 공보 참조), 인체의 국부를 세정할 때에, 미리 온수 탱크내에서 소정의 온도로 가열한 세정수를 수도압 또는 펌프 등에 의해 압송(壓送)하여 노즐로부터 분출시키는 방법을 채용하고 있다.
도 39는 종래의 저탕식 위생 세정 장치의 온수 탱크 유닛의 개략적 단면도이다. 이 저탕식 위생 세정 장치의 온수 탱크 유닛은 일본 특허 공개 제 2002-322713 호 공보에 기재되어 있다.
도 39에 도시하는 바와 같이, 이 온수 탱크 유닛에서는, 감열판(感熱板)(903)을 거쳐서 서미스터(thermistor)(904)가 온수 탱크(901)내의 세정수의 온도를 검지한다. 그 서미스터(904)에 의해 검지된 온도에 근거하여 제어 회로(905)가 온수 탱크(901)내에 설치된 온수 히터(902)에 가열 지시를 한다.
이 온수 탱크 유닛에 의해 미리 온수 탱크(901)에 저장된 세정수를 가열하여, 저장할 수 있다. 또한, 이 온수 탱크 유닛에서는, 온수 탱크(901)의 상방으로부터 하방까지 연장되는 감열판(903)을 설치함으로써 온수 탱크의 자세에 관계없이 세정수의 온도를 서미스터(904)에 전달할 수 있으므로, 온수 탱크가 물없이 끓여지는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 이 저탕식 위생 세정 장치에 있어서는, 인체의 국부를 세정할 때까지, 미리 온수 탱크내의 세정수를 소정의 온도로 계속해서 유지하여야 한다. 그 때문에, 가열 장치에 항상 전력을 공급할 필요가 있으므로 소비 전력이 커진다. 또한, 복수의 사람이 연속해서 국부를 세정하여, 미리 온수 탱크내에서 소정의 온도로 가열한 세정수의 양 이상을 사용했을 때, 온수 탱크내의 세정수의 온도가 소정의 온도 이하로 저하하여 인체에 불쾌감을 주어버린다.
한편, 순간 가열식 위생 세정 장치는 인체의 국부를 세정할 때에, 세정수를 승온 속도가 우수한 가열 장치에 의해 소정의 온도로 순간적으로 가열하여 수도압을 이용할지, 또는 펌프 등에 의해 압송하여 노즐로부터 분출시키는 방법을 채용하 고 있다.
그 때문에, 가열 장치에 항상 전력을 공급할 필요가 없으므로 소비 전력이 작다. 또한, 복수의 사람이 연속해서 국부를 세정하여, 미리 온수 탱크내에서 소정의 온도로 가열한 세정수의 양 이상을 사용했을 때에도, 온수 탱크내의 세정수의 온도가 소정의 온도 이하로 저하하는 일이 없어, 인체에 불쾌감을 주지 않는다.
또, 저탕식 위생 세정 장치 및 순간식 가열 장치의 구성을 함께 갖는 가열 장치의 개발도 실행되고 있다. 이 저탕식 위생 세정 장치 및 순간식 가열 장치의 구성을 함께 갖는 가열 장치는 일본 특허 공개 제 2003-106669 호 공보에 기재되어 있다.
도 40은 종래의 저탕식 위생 세정 장치 및 순간식 가열 장치의 구성을 함께 갖는 가열 장치의 개략도이다.
도 40에 도시하는 바와 같이, 이 가열 장치에서는, 도입구(980)로부터 저탕 탱크(982)에 세정수가 저장된다. 저탕 탱크(980)내에는 연통관(983)이 설치되어 있어, 세정수가 연통관(983)을 통해 저탕 탱크(980)내에 설치된 가열실(984)로 흐른다. 가열실(984)내에는 통형상의 히터(986)가 설치되어 있어, 세정수가 통형상의 히터(986)에 의해 가열되면서 세정 노즐(987)로 흐른다. 그에 의해, 세정 노즐(987)로부터 온수가 분출된다.
이 가열 장치에 있어서는, 저탕 탱크(980)내에 가열실(984)이 설치되어 있으므로, 미리 저탕 탱크(980)내의 세정수가 일정한 온도로 가열된다. 그리고, 세정수가 세정 노즐(987)로부터 분출되기 전에 히터(986)에 의해 다시 가열된다. 그에 의해, 전력의 저감을 도모할 수 있는 동시에 적당하게 가열된 세정수를 분출할 수 있다.
그러나, 이 가열 장치에 있어서는, 소형화를 실현하기 어렵다.
또한, 상기 위생 세정 장치의 가열 장치로서 세라믹 히터가 일반적으로 사용되고 있다. 이 세라믹 히터는 일본 특허 공개 평성 제 1998-160249 호 공보에 기재되어 있다.
도 41은 종래의 세라믹 히터의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 41에 도시하는 바와 같이, 탱크(954)내를 2분할하도록 세라믹 히터(952)가 설치된다. 그 세라믹 히터(952)에 복수의 돌기판(953)이 설치됨으로써 세라믹 히터(952)를 따라 구불구불한 유로가 형성된다. 그에 의해, 열교환 효율이 높고 제어 응답이 양호한 온수 장치를 실현할 수 있다.
그러나, 이 세라믹 히터에 있어서는, 소형화를 실현하기 어렵다.
또, 상기 세라믹 히터와 비교해서 소형화를 실현할 수 있는 가열 장치의 개발도 실행되고 있다. 이 가열 장치는 일본 특허 공개 제 2001-279786 호 공보에 기재되어 있다.
도 42는 종래의 가열 장치의 개략적 단면도이다.
도 42에 도시하는 바와 같이, 이 가열 장치는 통형상의 기재 파이프(961)와 외통(外筒)(962)으로 이루어지는 2중관 구조를 갖는다. 기재 파이프(961)의 외측에는 히터(963)가 설치되어 있다. 또한, 기재 파이프(961)내에는 나선형 코어(965)가 삽입되어 있다. 세정수는 나선형 코어(965)와 기재 파이프(961) 사이를 흐르면서 히터(963)에 의해 가열된다. 그 결과, 소형의 가열 장치에 의해 적당하게 가열된 세정수를 공급할 수 있다.
그러나, 이 가열 장치에 있어서는, 히터(963)로부터의 열이 기재 파이프(961)의 외측을 향해서 방출되기 때문에, 열교환 효율이 양호하지 않다. 또한, 히터(963)의 내측에 나선형 코어(965)를 설치하고 있기 때문에, 나선형 코어(965)를 열적으로 강한 재질로 형성해야만 하는 제한이 있다.
또한, 최근 의료 세정 장치에 있어서도, 세탁조내에 온수를 넣어서 세탁을 실행하는 것이 행해지고 있다. 종래의 의료 세정 장치에 있어서는, 2개의 급수 밸브를 배치하고, 한쪽을 급수측 급수 밸브로서 수도꼭지에 연결하고, 다른쪽을 급탕측 급수 밸브로서 급탕기에 연결하고 있다. 이 종래의 의료 세정 장치에서는, 급탕기의 능력 및 수도물의 수온 등에 의해 크게 탕온(湯溫)이 변동하거나, 급탕중의 탕온이 안정하지 않는 상태가 있다. 그 결과, 수압이 저하하여 탕온이 지나치게 상승하면 의류가 열에 의해 손상되는 일이 있다. 여기에서, 급탕기의 탕온 또는 수도물의 온도가 변동해도 설정한 온도의 온수를 안정하게 공급할 수 있는 의료 세정 장치가 일본 특허 공개 제 1993-161781 호 공보에 개시되어 있다.
도 43은 종래의 의료 세정 장치의 개략적 단면도이다.
도 43에 도시하는 바와 같이, 이 의료 세정 장치에는, 수도꼭지로부터 세탁조(981)내에 세정수를 급수하는 수도측 급수 밸브(984) 및 급탕기로부터 세탁조(981)내에 세정수를 급탕하는 급탕측 급수 밸브(985)가 설치된다.
또한, 의료 세정 장치에는, 세탁조(981)내의 수온을 검지하는 서미스터(도시하지 않음)가 설치되고, 세탁조(981)내의 하부에 세탁조(981)내의 수온을 조정하는 히터(982)가 설치된다.
그에 의해, 세탁조(981)내의 탕온이 소망의 온도보다 낮을 경우, 히터(982)에 의해 탕온을 조정하거나, 또는 급탕측 급수 밸브(985)로부터 온수를 급탕할 수 있다. 세탁조(981)내의 탕온이 소망의 온도보다 높을 경우, 수도측 급수 밸브(984)로부터 물을 공급할 수 있다. 그 결과, 이 의료 세정 장치에 있어서는, 세탁조(981)내의 수온을 소정의 온도로 할 수 있다.
그러나, 이 의료 세정 장치에 있어서는, 히터(982)에 의해 온수를 끓이기 위해서 장시간을 필요로 하기 때문에, 세탁 시간이 길어진다. 그 결과, 의료 세정 장치의 세탁 성능이 저하한다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 소형이고 또한 높은 열교환 효율을 갖는 유체 가열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소형이고 또한 열교환 효율을 갖는 유체 가열 장치를 구비한 세정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따른 유체 가열 장치는, 케이스체와, 케이스체에 수용되는 발열체를 구비하며, 발열체의 외면과 케이스체의 내면 사이에 유로가 형성되고, 유로의 적어도 일부에 있어서 난류를 발생시키는 난류 발생 기구를 더 구비한 것이다.
이 유체 가열 장치에 있어서는, 발열체의 외면과 케이스체의 내면 사이에 형 성된 유로를 유체가 흐름으로써 그 유체가 가열된다. 이 경우, 유로의 적어도 일부에 있어서 난류 발생 기구에 의해 난류가 발생됨으로써, 유체가 교반된다. 또한, 유체가 발열체의 외면을 흐르므로, 발열체로부터 방출된 열을 모두 유체에 공급할 수 있다. 따라서, 효율적으로 발열체로부터의 열을 유체에 공급할 수 있다. 그 결과, 소형화가 가능해지고 높은 열교환 효율을 갖는 유체 가열 장치를 실현할 수 있다.
또한, 유체가 난류 상태로 됨으로써 발열체 표면에 생기는 스케일(scale) 등의 부착을 저감할 수 있어, 유체 가열 장치의 수명을 길게 할 수 있다.
난류 발생 기구는 유로내를 유통하는 유체의 속도가 저하하는 부분에 설치되어도 좋다.
이 경우, 유체의 속도가 저하하는 부분에 있어서 유체를 난류 상태로 할 수 있다. 그 결과, 발열체 표면에 생기는 스케일 등의 부착을 저감할 수 있어, 유체 가열 장치의 수명을 길게 할 수 있다.
난류 발생 기구는 유로의 하류측에 설치되어도 좋다. 이 경우, 유체의 속도가 저하하기 쉬운 하류측에 있어서, 유체를 난류 상태로 할 수 있다. 또한, 유로의 하류측 이외의 부분에는 난류 발생 기구를 설치하지 않으므로, 유로의 압력 손실을 방지할 수 있다.
난류 발생 기구는 유로에 단속적으로 설치되어도 좋다. 이 경우, 난류 발생 기구가 단속적으로 설치되므로, 난류 발생 기구가 전체적으로 설치된 경우와 비교해서 유로의 압력 손실을 방지할 수 있다.
난류 발생 기구는 유로의 상류측에 설치되어도 좋다. 이 경우, 유로의 상류측에 난류 발생 기구가 설치되므로, 난류 발생 기구가 전체적으로 설치된 경우와 비교해서 유로의 압력 손실을 방지할 수 있다.
발열체는 원형 또는 타원형의 단면을 갖는 막대형 형상을 가져도 좋다. 이 경우, 유체가 발열체의 외면을 부드럽게 흐르기 때문에, 압력 손실을 저감시킬 수 있다. 또한, 발열체의 구조가 단순해지기 때문에 유체 가열 장치의 제조가 용이해진다.
난류 발생 기구는 발열체의 외주면을 따라 권회된 나선형 부재를 포함해도 좋다. 이 경우, 유체가 나선형 부재에 의해 발열체의 외주면을 따라 나선형 흐름을 형성한다.
그 결과, 유체가 발열체의 외주면을 따라 직선적으로 흐를 경우와 비교하여, 유체가 흐르는 거리가 길어지기 때문에, 유체의 속도가 상승한다. 따라서, 유체가 난류 상태를 유지하면서 효율적으로 발열체로부터 발생된 열을 흡수할 수 있다. 또한, 유체가 난류 상태로 되기 때문에, 발열체 표면에 생기는 스케일 등의 부착을 저감할 수 있어, 유체 가열 장치의 수명을 길게 할 수 있다.
나선형 부재는 나선형 스프링으로 이루어져도 좋다. 이 경우, 유체가 나선형 스프링으로 이루어지는 유로를 흐르기 때문에, 탄성력을 갖는 나선형 스프링의 진동이 발생한다. 그 결과, 발열체 표면에 생기는 스케일 등의 부착을 저감할 수 있어, 유체 가열 장치의 수명을 길게 할 수 있다.
또한, 나선형 스프링에 발열체를 삽입하여 케이스체로 덮임으로써 유체 가열 장치를 제조할 수 있다. 따라서, 유체 가열 장치의 제조가 용이해져서, 제조 비용의 삭감을 실현할 수 있다.
케이스체는 나선형 부재의 권회 방향과 평행하게 설치된 통형상 유체 입구 및 통형상 유체 출구를 가져도 좋다. 이 경우, 통형상 유체 입구 및 통형상 유체 출구가 나선형 부재의 권회 방향과 평행한 방향으로 설치되므로, 유체가 통형상 유체 입구로부터 부드럽게 유로로 유입되어, 유로로부터 부드럽게 통형상 유체 출구로 유출되므로, 유체의 압력 손실을 방지할 수 있다.
케이스체는 유체 입구 및 유체 출구를 갖고, 유체 입구 및 유체 출구의 적어도 한쪽은 발열체의 외주면을 따른 방향으로 유체가 유입되거나 또는 발열체의 외주면을 따른 방향으로부터 유체가 유출되도록 발열체의 중심축으로부터 편심된 위치에 설치되어도 좋다.
이 경우, 유체 입구로부터 유입되는 유체가 발열체의 외주면을 따라 나선형으로 흐르거나, 또는 나선형으로 흐르는 유체가 발열체의 외주면을 따른 방향으로부터 유체 출구로 흐른다. 그 결과, 유체의 압력 손실을 방지할 수 있다. 더욱이, 유체의 나선형 흐름을 형성할 수 있으므로, 유체가 효율적으로 발열체로부터 발생된 열을 흡수할 수 있다.
발열체는 약 1.5kW 이상이고 또한 약 2.5kW 이하의 최대 발열량을 가져도 좋다. 이 경우, 하계, 중간기 및 동계에 있어서의 유체의 입수(入水) 온도를 소정의 온도(약 40℃)까지 상승시킬 수 있다.
발열체는 유체의 온도 상승 속도의 최대 구배가 1초당 약 10도 이상의 성능을 가져도 좋다.
이 경우, 단시간에 유체의 온도를 상승시킬 수 있다. 따라서, 유체의 온도 제어 응답에 있어서 오버슈트(overshoot) 및 언더슈트(undershoot)가 나타나지 않는다. 또한, 발열체의 열 응답이 빠르기 때문에, 변동 폭이 1℃ 정도의 안정한 세정수의 가열에 적합하다. 그 결과, 사용자가 희망하는 세정수의 온도로 조속히 제어할 수 있다.
발열체는 시스 히터(sheathed heater)를 포함하여도 좋다. 이 경우, 저렴하고 또한 파손되기 어려운 발열체를 제조할 수 있다.
시스 히터는 약 30W/㎠ 이상 50W/㎠ 이하의 최대 와트 밀도를 가져도 좋다.
이 경우, 단시간에 유체의 온도를 상승시킬 수 있다. 따라서, 유체의 온도 제어 응답에 있어서 오버슈트 및 언더슈트가 나타나지 않는다. 또한, 발열체의 열 응답이 빠르기 때문에, 변동 폭이 1℃ 정도의 안정한 세정수의 가열에 적합하다. 그 결과, 사용자가 희망하는 세정수의 온도로 조속히 제어할 수 있다.
발열체는 세라믹 히터를 포함하여도 좋다. 이 경우, 열용량이 작기 때문에, 와트 밀도를 높게 할 필요가 없어, 고수명화를 도모할 수 있다.
발열체의 온도를 검지하는 온도 검지기와, 온도 검지기에 의해 검지된 온도에 근거하여 발열체로의 전력 공급을 제어하는 제어 장치를 더 구비하여도 좋다.
이 경우, 제어 장치에 의해 발열체의 온도를 소정의 온도로 할 수 있으므로, 발열체로부터의 열을 흡수하는 유체의 온도를 소정의 온도로 조정하여, 안정한 온도의 유체를 공급할 수 있다.
발열체에 접하도록 설치되는 동시에 케이스체의 외부로 돌출하는 부분을 갖는 감열판을 더 구비하며, 온도 검지기는 케이스체의 외부에 설치되고, 감열판을 거쳐서 발열체의 온도를 검지하여도 좋다.
이 경우, 발열체의 형상에 의해 온도 검출기를 장착하는 것이 곤란한 경우에도, 감열판을 거쳐서 용이하게 온도 검지기를 장착할 수 있다.
발열체는 발열부 및 비발열부를 갖고, 감열판은 발열체의 비발열부에 접하도록 설치되어도 좋다.
이 경우, 발열부에서 발생된 열이 비발열부에도 전달된다. 비발열부에 감열판을 설치함으로써 온도 검지기에 의해 검지된 온도로부터 발열부의 온도를 추측할 수 있다. 또한, 발열부에 직접 감열판을 장착하지 않으므로, 감열판의 온도가 과잉으로 상승하거나, 변동하는 것을 방지할 수 있다.
케이스체는 유체 입구 및 유체 출구를 갖고, 감열판은 케이스체의 유체 출구의 근방에서 발열체에 접하도록 설치되어도 좋다.
이 경우, 유체 출구의 근방에서 발열체와 접하도록 감열판을 설치함으로써, 감열판의 온도 변화가 보다 현저하게 나타나는 동시에, 유체 가열 장치로부터 유출하는 유체의 온도를 정확하게 추측할 수 있다.
감열판은 발열체에 접합되어도 좋다. 이 경우, 감열판과 발열체 사이의 덜컹거림을 방지할 수 있다. 그 결과, 온도 검지기에 의해 정확한 온도를 검출할 수 있다.
감열판은 발열체에 납땜되어도 좋다. 이 경우, 납땜에 의하여 감열판과 발 열체 사이의 덜컹거림을 방지할 수 있다. 그 결과, 온도 검지기에 의해 보다 정확한 온도를 검출할 수 있다.
감열판은 케이스체내의 유체의 누설을 방지하는 누설 방지 기능을 가져도 좋다. 이 경우, 감열판이 누설 방지 수단을 겸함으로써, 제조 비용을 삭감할 수 있는 동시에, 조립성을 향상시킬 수 있다.
감열판은 금속으로 이루어져도 좋다. 이 경우, 금속으로 이루어지는 감열판은 열전도성이 높으므로, 발열체의 온도를 빠르고 정확하게 온도 검지기에 전달할 수 있다.
감열판은 동판으로 이루어져도 좋다. 이 경우, 동은 특히 우수한 열전도성과 장기 사용 가능한 내식성을 가지므로, 장기간에 걸쳐서 발열체의 온도를 빠르고 정확하게 온도 검지기에 전달할 수 있다.
감열판은 대략 L자형으로 형성되어도 좋다. 이 경우, 유체 가열 장치의 외형으로부터 크게 돌출한 부분이 형성되지 않으므로, 유체 가열 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
유체 가열 장치는 유로내의 유체와 접하도록 설치되는 동시에 케이스체의 외부로 돌출하는 부분을 갖는 전열 부재와, 케이스체의 외부로 돌출하는 전열 부재의 부분에 설치되는 전자 부품을 더 구비하여도 좋다.
이 경우, 전자 부품으로부터 발생되는 열이 전열 부재를 거쳐서 유체에 공급되므로, 전자 부품의 수냉 효과를 확보할 수 있다.
케이스체는 유체 입구 및 유체 출구를 갖고, 전열 부재는 케이스체의 유체 입구의 근방에서 유체에 접하도록 설치되어도 좋다.
이 경우, 전열 부재가 유체 입구의 근방에서 발열체에 의해 가열되기 전의 유체에 접하므로, 전열 부재를 거쳐서 전자 부품의 수냉 효과를 더욱 확보할 수 있다. 또한, 유체 입구의 근방에서 유체의 온도를 높일 수 있다.
전열 부재는 케이스체내의 유체의 누설을 방지하는 누설 방지 기능을 가져도 좋다. 이 경우, 전열 부재가 누설 방지 수단을 겸하므로, 제조 비용을 삭감할 수 있는 동시에, 조립성을 향상시킬 수 있다.
전열 부재는 금속으로 이루어져도 좋다. 이 경우, 금속으로 이루어지는 전열 부재는 열전도성이 높으므로, 발열체의 온도를 빠르고 정확하게 온도 검지기에 전달할 수 있다.
전열 부재는 동판으로 이루어져도 좋다. 이 경우, 동은 특히 우수한 열전도성과 장기 사용 가능한 내식성을 가지므로, 장기간에 걸쳐서 발열체의 온도를 빠르고 정확하게 온도 검지기에 전달할 수 있다.
전열 부재는 대략 L자형으로 형성되어도 좋다. 이 경우, 유체 가열 장치의 외형으로부터 크게 돌출한 부분이 형성되지 않으므로, 유체 가열 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
케이스체는 복수의 케이스체 부분을 포함하고, 발열체는 복수의 케이스체 부분에 각각 수용되는 복수의 발열체 부분을 포함하고, 각 케이스체 부분의 내면과 각 발열체 부분의 외면 사이에 각각 유로가 형성되고, 난류 발생 기구는 복수의 유로의 각각의 적어도 일부에 있어서 난류를 발생시키는 복수의 난류 발생 기구 부분 을 더 포함하여도 좋다.
이 경우, 복수의 발열체 부분이 설치되어 있으므로, 유체 가열 장치의 최대 가열량을 높일 수 있다. 그 결과, 사용자의 기호 또는 사용 환경에 따라 소정의 온도의 유량을 확보할 수 있다.
복수의 케이스체 부분의 각각은 유체 입구 및 유체 출구를 갖고, 하나의 케이스체 부분의 유체 출구는 다른 케이스체 부분의 유체 입구와 끼워맞춤 가능하게 형성되어도 좋다.
이 경우, 하나의 케이스체 부분의 유체 출구와 다른 케이스체 부분의 유체 입구를 끼워맞출 수 있으므로, 새로운 부재를 사용하는 일없이 복수개의 케이스체 부분을 연결할 수 있다.
복수의 케이스체 부분의 각각은 유체 입구 및 유체 출구를 갖고, 하나의 케이스체 부분의 유체 출구와 다른 케이스체 부분의 유체 입구를 접속하는 접속 부재를 더 구비하여도 좋다.
이 경우, 접속 부재에 의해 하나의 케이스체 부분의 유체 출구로부터 유출한 유체를 다른 케이스체 부분의 유체 입구에 공급할 수 있다. 그 결과, 복수개의 케이스체 부분을 연결할 수 있다.
복수의 케이스체 부분은 동일 형상을 가져도 좋다. 이 경우, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 따른 세정 장치는, 급수원으로부터 공급되는 유체를 인체의 피세정부에 분출하는 세정 장치이며, 급수원으로부터 공급되는 유체를 유동 시키면서 가열하는 유체 가열 장치와, 유체 가열 장치에 의해 가열된 유체를 인체에 분출하는 분출 장치를 포함하며, 유체 가열 장치는 케이스체와, 케이스체에 수용되는 발열체를 구비하고, 발열체의 외면과 케이스체의 내면 사이에 유로가 형성되고, 유로의 적어도 일부에 있어서 난류를 발생시키는 난류 발생 기구를 더 구비하는 것이다.
이 세정 장치에 있어서는, 유체 가열 장치에 있어서 가열한 세정수를 분출 장치로부터 인체에 분출할 수 있다.
이 유체 가열 장치에 있어서는, 발열체의 외면과 케이스체의 내면 사이에 형성된 유로를 유체가 흐름으로써 그 유체가 가열된다. 이 경우, 유로의 적어도 일부에 있어서 난류 발생 기구에 의해 난류가 발생됨으로써, 유체가 교반된다.
또한, 유체가 발열체의 외면을 흐르므로, 발열체로부터 방출된 열을 모두 유체에 공급할 수 있다. 따라서, 효율적으로 발열체로부터의 열을 유체에 공급할 수 있다. 그 결과, 소형화가 가능하고 또한 높은 열교환 효율을 갖는 유체 가열 장치를 사용한 세정 장치를 실현할 수 있다. 그에 의해, 인체에 쾌적한 온도의 세정수를 분출할 수 있다.
본 발명의 또다른 태양에 따른 세정 장치는, 급수원으로부터 공급되는 유체를 이용하여 의류를 세정하는 세정 장치이며, 세탁조와, 급수원으로부터 공급되는 유체를 유동시키면서 가열하는 유체 가열 장치와, 유체 가열 장치에 의해 가열된 유체를 세탁조내에 공급하는 공급 장치를 포함하며, 유체 가열 장치는 케이스체와, 케이스체에 수용되는 발열체를 구비하고, 발열체의 외면과 케이스체의 내면 사이에 유로가 형성되고, 유로의 적어도 일부에 있어서 난류를 발생시키는 난류 발생 기구를 더 구비한 것이다.
이 세정 장치에 있어서는, 유체 가열 장치에 의해 가열된 유체가 세탁조내에 공급되어, 세탁이 실행된다.
이 유체 가열 장치에 있어서는, 발열체의 외면과 케이스체의 내면 사이에 형성된 유로를 유체가 흐름으로써 그 유체가 가열된다. 이 경우, 유로의 적어도 일부에 있어서 난류 발생 기구에 의해 난류가 발생됨으로써, 유체가 교반된다. 또한, 유체가 발열체의 외면을 흐르므로, 발열체로부터 방출된 열을 모두 유체에 공급할 수 있다. 따라서, 효율적으로 발열체로부터의 열을 유체에 공급할 수 있다.
그 결과, 소형화가 가능하고 또한 높은 열교환 효율을 갖는 유체 가열 장치를 사용한 세정 장치를 실현할 수 있다. 그에 의해, 피세탁물의 오염을 효율적으로 세탁할 수 있다. 따라서, 세탁 시간이 짧고, 세탁 성능이 높은 세탁을 실행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 소형이고 또한 높은 열교환 효율을 갖는 유체 가열 장치에 의해 유체를 가열할 수 있고, 그 가열된 유체를 이용하여 피세정체의 세정 등에 이용할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 위생 세정 장치를 변기에 장착한 상태를 도시하는 사시도,
도 2는 도 1의 원격 조작 장치의 일례를 도시하는 개략도,
도 3은 제 1 실시형태에 따른 위생 세정 장치의 본체부의 구성을 도시하는 개략도,
도 4는 유체 가열 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 개략적 단면도,
도 5는 시스 히터의 내부 구조를 도시하는 개략적 단면도,
도 6은 도 4의 유체 가열 장치의 시스 히터의 내부 구조를 도시하는 단면도,
도 7은 도 4에 도시하는 유체 가열 장치의 단면도,
도 8은 유로내를 흐르는 세정수의 유속 분포도,
도 9는 유로내를 흐르는 세정수의 유속 분포도,
도 10은 유체 가열 장치의 다른 예를 도시하는 단면도,
도 11은 유체 가열 장치의 또다른 예를 도시하는 단면도,
도 12는 변기에 장착한 도 1의 위생 세정 장치를 인체에 사용하는 상태를 도시하는 단면도,
도 13은 제 2 실시형태에 따른 위생 세정 장치의 원격 조작 장치의 일례를 도시하는 개략도,
도 14는 제 2 실시형태에 따른 위생 세정 장치의 본체부의 구성을 도시한 도면,
도 15는 유체 가열 유닛의 구성을 도시하는 개략적 사시도,
도 16은 도 15의 유체 가열 유닛의 유체 가열 장치의 일례를 도시하는 개략적 단면도,
도 17a 및 도 17b는 유체 가열 장치의 배치 방법을 설명하기 위한 개략도,
도 18은 유체 가열 유닛의 다른 예를 도시하는 개략적 평면도,
도 19는 유체 가열 유닛의 또다른 예를 도시하는 개략적 평면도,
도 20은 도 19의 유체 가열 유닛에 사용하는 유체 가열 장치의 일례를 도시하는 개략적 단면도,
도 21은 유체 가열 장치의 또다른 예를 도시하는 개략적 단면도,
도 22는 제 3 실시형태에 따른 유체 가열 장치의 구조의 일례를 도시하는 평면도,
도 23a 내지 도 23d는 도 22에 도시하는 유체 가열 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 도면,
도 24는 제 3 실시형태에 따른 유체 가열 장치의 가열 특성을 나타내는 도면,
도 25는 제 3 실시형태에 따른 유체 가열 장치의 세정수의 온도 상승을 나타내는 특성도,
도 26은 제 3 실시형태에 따른 유체 가열 장치의 세정수의 온도 제어 응답을 나타내는 특성도,
도 27은 제 4 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 도시하는 개략적 단면도,
도 28은 유체 가열 장치의 다른 예를 도시하는 개략적 단면도,
도 29는 유체 가열 장치의 또다른 예를 도시하는 개략적 단면도,
도 30은 도 29의 유체 가열 장치의 측면도,
도 31은 제 4 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 도시하는 개략적 단면도,
도 32는 본 발명의 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 사용한 의류 세정 장치의 일례를 도시하는 개략적 종단면도,
도 33은 도 32에 도시하는 의류 세정 장치의 개략적 횡단면도,
도 34는 급수구로부터 공급된 세정수를 유체 가열 장치에 의해 가열하여 세탁조에 공급할 경우의 세정수의 경로를 도시한 도면,
도 35는 한번 세탁조내에 공급된 세정수를 가열하여 세탁조내에 공급할 경우의 세정수의 경로를 도시한 도면,
도 36은 세제를 첨가한 온수를 세탁조에 공급할 경우의 세정수의 경로를 도시한 도면,
도 37은 정수를 의류 세정 장치내의 세탁조에 공급할 경우의 세정수의 경로를 도시한 도면,
도 38은 의류 세정 장치에 사용되는 유체 가열 장치의 다른 예를 도시하는 개략적 단면도,
도 39는 종래의 저탕식 위생 세정 장치의 온수 탱크 유닛의 개략적 단면도,
도 40은 종래의 저탕식 위생 세정 장치 및 순간식 가열 장치의 구성을 함께 갖는 가열 장치의 개략도,
도 41은 종래의 세라믹 히터의 일례를 도시하는 사시도,
도 42는 종래의 가열 장치의 개략적 단면도,
도 43은 종래의 의류 세정 장치의 개략적 단면도.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 구비한 위생 세정 장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명하고, 다음으로 본 발명의 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 구비한 의류 세정 장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
(제 1 실시형태)
이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 구비한 위생 세정 장치에 대해서 설명한다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 위생 세정 장치를 변기에 장착한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 변기(610)상에 위생 세정 장치(100)가 장착된다. 탱크(700)는 수도 배관에 접속되어 있고, 변기(610)내에 세정수를 공급한다.
위생 세정 장치(100)는 본체부(200), 원격 조작 장치(300), 변좌부(便座部)(400) 및 커버부(500)로 구성된다. 위생 세정 장치(100)에는 전원 공급구(990)로부터 일정한 전력이 공급된다.
본체부(200)에는 변좌부(400) 및 커버부(500)가 개폐 가능하게 장착된다. 또한, 본체부(200)에는 착석 검지 장치(620)가 구비되어 있다. 더욱이, 본체부(200)의 측면에는 유체 가열 유닛 삽입구(970)가 설치되어 있다. 이들 착석 검지 장치(620) 및 유체 가열 유닛 삽입구(970)에 대해서는 후술한다.
본체부(200)에는, 노즐부(30)를 포함하는 세정수 공급 기구가 설치되는 동시에, 제어부가 내장되어 있다. 본체부(200)의 제어부는 후술하는 바와 같이 원격 조작 장치(300)에 의해 송신되는 신호에 근거하여 세정수 공급 기구를 제어한다. 더욱이, 본체부(200)의 제어부는 변좌부(400)에 내장된 히터, 본체부(200)에 설치된 탈취 장치(도시하지 않음) 및 온풍 공급 장치(도시하지 않음) 등의 제어도 실행한다.
도 2는 도 1의 원격 조작 장치(300)의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 원격 조작 장치(300)는, 복수의 LED(발광 다이오드)(301), 복수의 조정 스위치(302), 항문 스위치(303), 자극 스위치(304), 정지 스위치(305), 비데 스위치(306), 건조 스위치(307) 및 탈취 스위치(308)를 구비한다.
사용자에 의해 조정 스위치(302), 항문 스위치(303), 자극 스위치(304), 정지 스위치(305), 비데 스위치(306), 건조 스위치(307) 및 탈취 스위치(308)가 누름 조작된다. 그에 의해, 원격 조작 장치(300)는 후술하는 위생 세정 장치(100)의 본체부(200)에 설치된 제어부에 소정의 신호를 무선 송신한다. 본체부(200)의 제어부는 원격 조작 장치(300)로부터 무선 송신되는 소정의 신호를 수신하여, 세정수 공급 기구 등을 제어한다.
예를 들면, 사용자가 항문 스위치(303) 또는 비데 스위치(306)를 누름 조작함으로써 도 1의 본체부(200)의 노즐부(30)가 이동하여 세정수가 분출한다. 자극 스위치(304)를 누름 조작함으로써 도 1의 본체부(200)의 노즐부(30)로부터 인체의 국부에 자극을 주는 세정수가 분출된다. 정지 스위치(305)를 누름 조작함으로써 노즐부(30)로부터의 세정수의 분출이 정지한다.
또한, 건조 스위치(307)를 누름 조작함으로써 인체의 국부에 대하여 위생 세정 장치(100)의 온풍 공급 장치(도시하지 않음)로부터 온풍이 분출된다. 탈취 스위치(308)를 누름 조작함으로써 위생 세정 장치(100)의 탈취 장치(도시하지 않음)에 의해 주변의 탈취가 실행된다.
사용자가 조정 스위치(302)를 누름 조작함으로써, 도 1의 위생 세정 장치(100)의 본체부(200)의 노즐부(30)의 위치가 변화되거나, 노즐부(30)로부터 분출되는 세정수의 온도가 변화되거나, 노즐부(30)로부터 분출되는 세정수의 압력이 변화된다. 또한, 조정 스위치(302)를 누름에 따라 복수의 LED(발광 다이오드)(301)가 점등한다.
이하, 제 1 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100)의 본체부(200)에 대해서 설명을 실행한다. 도 3은 제 1 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100)의 본체부(200)의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 3에 도시하는 본체부(200)는, 제어부(4), 분기형 수도꼭지(分岐 水栓)(5), 스트레이터(straighter)(6), 역류 방지 밸브(7), 정상 유량 밸브(8), 정지 전자 밸브(9), 유량 센서(10), 유체 가열 장치(11a), 온도 센서(12a), 온도 센서(12b), 온도 퓨즈(12c), 펌프(13), 전환 밸브(14) 및 노즐부(30)를 포함한다. 또한, 노즐부(30)는 항문 노즐(1), 비데 노즐(2) 및 노즐 세정용 노즐(3)을 포함한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 수도 배관(201)에 분기형 수도꼭지(5)가 삽입된다. 또한, 분기형 수도꼭지(5)와 유체 가열 장치(11a) 사이에 접속되는 배관(202)에, 스트레이터(6), 역류 방지 밸브(7), 정상 유량 밸브(8), 정지 전자 밸브(9), 유량 센서(10) 및 온도 센서(12a)가 순차적으로 삽입되어 있다. 더욱이, 유체 가열 장치(11a)와 전환 밸브(14) 사이에 접속되는 배관(203)에 온도 센서(12b) 및 펌프(13)가 삽입되어 있다.
우선, 수도 배관(201)을 흐르는 정수가 세정수로서 분기형 수도꼭지(5)에 의해 스트레이터(6)에 공급된다. 스트레이터(6)에 의해 세정수에 포함되는 먼지 및 불순물 등이 제거된다. 다음에, 역류 방지 밸브(7)에 의해 배관(202)내에 있어서의 세정수의 역류가 방지된다. 그리고, 정상 유량 밸브(8)에 의해 배관(202)내를 흐르는 세정수의 유량이 일정하게 유지된다.
또한, 펌프(13)와 전환 밸브(14) 사이에는 릴리프 관(204)이 접속되고, 정지 전자 밸브(9)와 유량 센서(10) 사이에는 릴리프수(relief water) 배관(205)이 접속되어 있다. 릴리프 배관(204)에는 릴리프 밸브(206)가 삽입되어 있다. 릴리프 밸브(206)는 배관(203)의 특히 펌프(13)의 하류측의 압력이 소정값을 넘으면 개방되어, 이상시의 기기의 파손, 호스의 분리 등의 불량을 방지한다. 한편, 정상 유량 밸브(8)에 의해 유량이 조절되어 공급되는 세정수중 펌프(13)에 의해 흡인되지 않는 세정수를 릴리프수 배관(205)으로부터 방출한다. 이로써, 수도 공급압에 좌우되는 일없이 펌프(13)에는 소정의 배압이 작용하게 된다.
이어서, 유량 센서(10)는 배관(202)내를 흐르는 세정수의 유량을 측정하여, 제어부(4)에 측정 유량값을 준다. 또한, 온도 센서(12a)는 배관(202)내를 흐르는 세정수의 온도를 측정하여, 제어부(4)에 온도 측정값을 준다.
계속해서, 유체 가열 장치(11a)는 제어부(4)에 의해 주어지는 제어 신호에 근거하여, 배관(202)을 통해 공급된 세정수를 소정의 온도로 가열한다. 온도 센서(12b)는 유체 가열 장치(11a)에 의해 소정의 온도로 가열된 세정수의 온도를 측정하고, 소정의 온도를 초과한 경우에, 제어부(4)에 온도 초과 신호를 준다. 이 경우, 제어부(4)는 유체 가열 장치(11a)로의 전력 공급을 차단한다.
온도 퓨즈(12c)는 유체 가열 장치(11a)의 온도를 검지하고, 소정의 온도를 초과한 경우에 유체 가열 장치(11a)의 전력 공급을 차단한다.
펌프(13)는 유체 가열 장치(11a)에 의해 가열된 세정수를 제어부(4)에 의해 주어지는 제어 신호에 근거하여, 전환 밸브(14)로 압송한다. 전환 밸브(14)는 제어부(4)에 의해 주어지는 제어 신호에 근거하여, 노즐부(30)의 항문 노즐(1), 비데 노즐(2) 및 노즐 세정용 노즐(3)중 어느 하나에 세정수를 공급한다. 그에 의해, 항문 노즐(1), 비데 노즐(2) 및 노즐 세정용 노즐(3)중 어느 하나로부터 세정수가 분출된다.
제어부(4)는 착석 검출 장치(620)로부터의 신호가 온(ON)인 경우에 변좌(400)상에 인체가 착석하여 있다고 판정하고, 도 1의 원격 조작 장치(300)로부터 무선 송신되는 신호, 유량 센서(10)로부터 주어지는 측정 유량값, 온도 센서(12a)로부터 주어지는 온도 측정값 및 온도 센서(12b)로부터 주어지는 온도 초과 신호에 근거하여 정지 전자 밸브(9), 유체 가열 장치(11a), 펌프(13) 및 전환 밸브(14)에 대하여 제어 신호를 준다. 제어부(4)는 착석 검출 장치(620)로부터의 신호가 오프(OFF)인 경우에 변좌(400)상에 인체가 착석하지 않고 있다고 판정하고, 도 1의 원격 조작 장치(300)로부터 무선 송신되는 신호를 무효화한다.
또한, 제어부(4)에는, 전원 공급구(990)로부터 일정한 전력이 공급된다. 제어부(4)에 의해 공급된 전력이 유체 가열 장치(11a), 펌프(13) 및 전환 밸브(14) 등에 공급된다.
다음에, 도 4는 유체 가열 장치(11a)의 내부 구조를 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 유체 가열 장치(11a)는 주로 직방체형상의 케이스 본체부(600), 시스 히터(505), 스프링(515a), 탄성 유지 부재(P1, P2) 및 단부면 유지 부재(600a, 600b)로 구성된다.
유체 가열 장치(11a)의 케이스 본체부(600)의 일단부측의 상면에는, 배관(202)(도 3 참조)으로부터 공급되는 세정수를 받아들이기 위한 세정수 입구(511)가 설치되고, 케이스 본체부(600)의 타단부측의 상면에는, 가열된 세정수를 펌프(13)(도 3 참조)로 송출하기 위한 세정수 출구(512)가 설치된다.
케이스 본체부(600)의 내부를 관통하도록 직선형 시스 히터(505)가 배치된다. 시스 히터(505)의 외주면에는, 동으로 이루어지는 스프링(515a)이 나선형상으로 권회되어 있다.
시스 히터(505)의 외주면, 스프링(515a) 및 케이스 본체부(600)의 내주면에 의해 유로(510)가 형성된다. 유로(510)는 케이스 본체부(600)의 길이방향을 축으로 하여 나선형상으로 형성된다. 이 유로(510)의 단면적은 시스 히터(505)의 외주면, 스프링(515a) 및 케이스 본체부(600)의 내주면에 의해 결정된다.
케이스 본체부(600)의 양 단부면에는, 각각 탄성 유지 부재(P1, P2)를 거쳐서 단부면 유지 부재(600a, 600b)가 장착된다. 그에 의해, 후술하는 케이스 본체부(600)의 양단부의 개구부와 시스 히터(505)의 간극이 폐쇄된다.
또한, 케이스 본체부(600)의 양 단부면과 탄성 유지 부재(P1, P2) 사이에 각각 O-링(P3, P4)이 설치되고, 단부면 유지 부재(600a, 600b)와 탄성 유지 부재(P1, P2) 사이에 O-링(P5, P6)이 설치되어 있다. 그에 의해, 케이스 본체부(600)의 양 단부면과 단부면 유지 부재(600a, 600b)의 접합부 및 단자(506, 507)와 단부면 유지 부재(600a, 600b) 사이로부터 세정수가 유출하는 것이 방지된다. 또한, 탄성 유지 부재(P1, P2)는 시스 히터(505)를 유지하는 기능도 겸용하고 있다.
위생 세정 장치(100)에 유체 가열 장치(11a)를 사용한 경우, 유체 가열 장치(11a)에 의해 가열해야 할 세정수의 유량은 1분당 약 100mL 내지 2000mL이다. 사용자가 충분한 세정감을 얻을 수 있는 세정수의 유량은 1분당 약 1000mL 이상이다.
1분당 1000mL 이상의 유량을 확보하려고 하면, 시스 히터(505)의 외경은 3㎜ 내지 20㎜ 정도, 케이스 본체부(600)의 내경은 5㎜ 내지 30㎜ 정도, 시스 히터(505)의 외주면에 나선형상으로 권회된 스프링(515a)의 피치는 3㎜ 내지 20㎜ 정도로 된다.
또한, 스프링(515a)의 선경은 가공성의 면에서 0.1㎜ 내지 3㎜ 정도의 것이 바람직하다. 또한, 스프링(515a)은 시스 히터(505)에 완전 고정되지 않고, 일단부가 고정된 것이라도 좋다. 이 경우, 스프링(515a)의 일부가 미끄럼 가능하게 되기 때문에, 세정수의 압력 및 스프링(515a)의 탄성력에 의해 스프링(515a)이 진동한다. 이 진동에 의해 스케일의 부착을 방지할 수 있다. 또한, 스프링(515a)의 피치를 일정하게 했지만, 이에 한정되지 않고, 부분적으로 넓히거나, 좁게 해도 좋다. 그에 의해, 후술하는 세정수의 난류 상태를 더욱더 효율적으로 발생시킬 수 있다.
또, 상기 유체 가열 장치에서 사용한 스프링(515a) 대신에, 다른 금속으로 이루어지는 스프링, 또는 탄성을 갖지 않는 나선형상의 금속선 및 나선형상의 수지 등을 이용하여도 좋다.
다음에, 도 5는 시스 히터(505)의 내부 구조를 도시하는 개략적 단면도이다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 시스 히터(505)는 주로 시스관(505a), 히터선(505b), 절연 파우더(505c), 밀봉제(505d) 및 단자(506, 507)로 형성된다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 히터선(505b)은 나선형상(코일형상)으로 권회되어 있다. 권회된 히터선(505b)의 양단부에는 단자(506, 507)가 장착되어 있다. 단자(506, 507) 및 히터선(505b)은 시스관(505a)내에 삽입되어 있다. 시스관(505a)내에는, 단자(506, 507) 및 히터선(505b)이 시스관(505a)과 직접 접하지 않도록 절연 파우더(505c)가 충전되어 있다. 그에 의해, 단자(506) 및 단자(507) 사이가 전기적으로 절연된다.
또한, 시스관(505a)의 일단부측으로부터 단자(506)의 선단부가 돌출하고, 시스관(505a)의 타단부측으로부터 단자(507)의 선단부가 돌출하여 있다. 더욱이, 시스관(505a)의 일단부 및 타단부는 밀봉제(505d)에 의해 밀봉되어 있다.
또, 시스관(505a)으로서, 예를 들면 열전도율이 높은 동, SUS(스테인리스강) 또는 다른 금속을 사용할 수 있다. 또한, 절연 파우더(505c)로서, 예를 들면 절연 효과가 높은 산화마그네슘 등을 사용할 수 있다.
도 5의 히터 유효길이(L1)에 있어서는, 히터선(505b)이 나선형상으로 권회되어 있기 때문에, 히터선(505b)을 직선형상으로 설치한 경우보다도 히터선(505b)의 길이를 길게 할 수 있다. 그에 의해, 단자(506, 507)에 전력을 인가한 경우, 히터선(505b)으로부터 많은 열량을 발생할 수 있다. 그 결과, 시스 히터(505)의 히터 유효길이(L1)에 있어서 시스 히터(505)로부터 효율적으로 열이 발생된다.
한편, 도 5의 비가열부(L2)에 있어서는, 단자(506, 507)의 저항이 작기 때문에 열이 발생되지 않는다. 또한, 도 5의 시스 히터(505)의 시스관(505a)의 외경(φh)에 대해서는 후술한다.
이어서, 도 6은 도 4의 유체 가열 장치(11a)의 시스 히터(505)의 내부 구조를 도시하는 단면도이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 시스 히터(505)의 히터 유효길이(L1)는 케이스 본체부(600)의 세정수 입구(511)로부터 세정수 출구(512)까지의 길이보다도 짧아져 있다.
그에 의해, 케이스 본체부(600)내의 양단부의 물의 체류부에 발열부가 위치하는 것이 회피된다.
또, 시스 히터(505)의 비가열부(L2)는 탄성 유지 부재(P1, P2)에 의해 각각 축방향으로 이동가능하게 유지되어 있다. 따라서, 시스 히터(505)의 비가열부(L2)는 고온으로 되지 않는다. 그 결과, 탄성 유지 부재(P1, P2)가 용융하는 일은 없다.
또한, 축방향으로 이동가능하게 유지된 상태란, 예를 들면 고무로 이루어지는 탄성 유지 부재(P1, P2)의 휨에 의해 시스 히터(505)가 축방향으로 이동가능하게 유지되어 있는 상태이다.
다음에, 도 7은 도 4에 도시하는 유체 가열 장치(11a)의 단면도이다. 도 7에서는 스프링(515a)의 도시를 생략하고 있다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 케이스 본체부(600)의 세정수 입구(511)는 케이스 본체부(600)의 내주면의 단부면의 대략 원형상의 중심에 대하여 편심된 위치에 설치된다. 그 때문에, 세정수는 케이스 본체부(600)의 내주면 및 시스 히터(505)의 외주면을 따라 원주방향(F)으로 흐른다. 이 원주방향(F)의 흐름은 나선형상으로 형성된 유로(510)의 흐름의 방향과 동일한 방향이다. 또한, 유로(510)가 시스 히터(505)의 외주면을 따라 작은 단면적으로 형성되어 있기 때문에, 세정수 입구(511)로부터 세정수 출구(512)까지 시스 히터(505)를 따라 직선적으로 흐르는 세정수의 속도와 비교하여, 나선형상으로 형성된 유로(510)내를 흐르는 세정수의 속도가 빠르다.
그에 의해, 세정수가 유로(510)내를 시스 히터(505)의 외주면을 따라 흐르기 때문에, 시스 히터(505)로부터 발생된 열이 효율적으로 세정수로 전달된다.
또, 도 7에 도시하는 바와 같이 케이스 본체부(600)의 세정수 출구(512)는 케이스 본체부(600)의 내주면의 단부면의 대략 원형상의 중심에 대하여 편심된 위치에 설치된다. 그 때문에, 나선형상으로 형성된 유로(510)를 유통한 세정수의 세기를 감쇠시키는 일없이 세정수 출구(512)로부터 도 3의 펌프(13)에 공급할 수 있다.
여기에서, 유로(510)에 대해서 상세하게 설명한다. 상술한 바와 같이, 유로(510)는 시스 히터(505)의 외주면, 스프링(515a) 및 케이스 본체부(600)의 내주면에 의해 형성된다.
또한, 흐름 방향에 대한 유로(510)의 단면적이 작다. 그에 의해, 상술한 바와 같이 유로(510)내의 세정수의 흐름이 빨라지기 때문에 세정수가 난류 상태로 되어 교반된다. 그 결과, 세정수가 시스 히터(505)로부터 열을 효율적으로 흡수할 수 있다.
또, 난류란, 세정수의 흐름 방향이 변화하는 교란, 또는 세정수의 흐름의 속도가 변화하는 교란 등을 총칭한 의미로 사용되고 있다. 더욱이, 스프링 이외의 부재를 이용하여 난류를 발생시켜도 좋다. 예를 들면, 세정수의 흐름에 교란을 발생시키는 날개형상의 것, 세정수의 흐름에 교란을 발생시키는 각종의 안내 부재와 갖은 것을 이용하여도 좋다.
또한, 유로(510)를 나선형상으로 형성함으로써, 유로(510)의 길이가 세정수 입구(511)로부터 세정수 출구(512)까지의 직선 길이보다도 길어진다. 또, 단지 유로가 직선적으로 길어질 경우에는, 유로를 흐르는 세정수에 정류 효과가 생겨서 층류가 되기 쉽다. 그러나, 유로(510)는 나선형상으로 형성되어 있으므로, 유로(510)를 흐르는 세정수가 직선적이 아니라 일정하게 편향하는 흐름이 형성되어, 난류 상태의 흐름을 일정하게 계속시킬 수 있다. 그 결과, 세정수의 압력 손실을 적게 할 수 있다.
다음에, 도 8 및 도 9는 유로(510)내를 흐르는 세정수의 유속 분포도이다. 도 8은 세정수의 흐름이 느릴 경우를 도시하고, 도 9는 세정수의 흐름이 빠를 경우를 도시한다.
일반적으로 스케일은, 시스 히터(505)의 표면 온도가 상승하고, 또한 시스 히터(505)의 표면을 흐르는 세정수가 체류할 경우 등에, 시스 히터(505)와 물의 경 계층에서 세정수의 온도가 높아지면 발생한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 케이스 본체부(600) 및 시스 히터(505)로 둘러싸여진 유로(510)내의 세정수의 흐름이 느릴 경우, 세정수와 시스 히터(505)의 경계면이 증가하고, 시스 히터(505)로부터 발생된 열을 효율적으로 세정수에 주고받을 수 없어, 시스 히터(505)의 표면 온도가 상승한다. 그 결과, 시스 히터(505)의 표면에 스케일이 발생한다.
한편, 도 9에 도시하는 바와 같이, 케이스 본체부(600) 및 시스 히터(505)로 둘러싸여진 유로(510)내의 세정수의 흐름이 빠를 경우, 세정수와 시스 히터(505)의 경계면이 감소하고, 시스 히터(505)로부터 발생된 열을 효율적으로 세정수에 주고받을 수 있으므로, 시스 히터(505)의 표면 온도가 과도에 상승하지 않는다.
그 결과, 시스 히터(505)의 표면에 부착되는 스케일의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 유로(510)내의 세정수의 흐름이 빠를 경우, 스케일이 발생하더라도, 하류측으로 흘려보내지기 때문에, 한 지점에 발생한 스케일이 고착하여 큰 스케일로 성장하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 세정수의 난류에 의해 스케일 자체를 분쇄할 수 있다. 그 결과, 유체 가열 장치(11a)내에 스케일의 발생을 방지할 수 있으므로, 유체 가열 장치(11a) 자체의 수명을 길게 할 수 있다.
다음에, 도 10은 유체 가열 장치의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 10의 유체 가열 장치(11b)는 도 4에 도시하는 유체 가열 장치(11a)의 스프링(515a) 대신에 스프링(515b)을 갖고, 유로(510) 대신에 유로(522, 523)가 형성된다.
스프링(515b)은 케이스 본체부(600)의 세정수 출구(512)의 근방에 설치된다. 스프링(515b)의 길이는 스프링(515a)의 길이의 절반 이하이다.
이 경우, 케이스 본체부(600)에 편심하여 설치된 세정수 입구(511)에 공급된 세정수가 시스 히터(505)의 외주면을 따라 유로(522)내를 나선형상으로 흐른다. 이 나선형상의 흐름의 세기는 세정수 입구(511)와 세정수 출구(512) 사이의 중앙 근방에서 감쇠한다. 그리고, 나선형상의 흐름이 케이스 본체부(600)의 중앙 근방에서 감쇠한 경우, 세정수의 흐름은 유체 가열 장치(11b)의 길이방향의 흐름만으로 된다.
이 경우, 케이스 본체부(600)의 중앙 근방으로부터 하류에 걸쳐서 시스 히터(505)의 외주면 및 스프링(515b)에 의해 형성된 나선형상의 유로(523)에 의해 나선형상의 흐름이 생성된다. 그에 의해, 세정수는 다시 난류 상태로 된다.
이렇게, 케이스 본체부(600)의 중앙 근방에 있어서 나선형상의 흐름이 약해지더라도, 스프링(515b)에 의해 나선형상의 유로(523)가 형성되기 때문에, 세정수의 난류가 다시 생성되는 동시에, 유로(523)내의 세정수의 흐름이 빨라진다. 이 경우, 케이스 본체부(600)의 중앙 근방으로부터 하류에 걸쳐서 세정수의 온도가 상승하여 스케일의 발생이 증가하는 환경에 있어서도, 세정수의 흐름을 빨리하면서 난류를 발생시킬 수 있으므로, 스케일의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 케이스 본체부(600)의 전체에 스프링(515a)을 설치한 경우(도 4 참조)와 비교해서 케이스 본체부(600)의 중앙 근방으로부터 하류에 걸쳐서 스프링(515b)을 설치하므로, 케이스 본체부(600)의 상류측에 있어서 스프링(515b)에 의해 유로(522)의 단면적이 작아지지 않는다. 따라서, 케이스 본체부(600)의 상류측에서의 세정수의 압력 손실이 저감된다.
도 11은 유체 가열 장치의 또다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 11의 유체 가열 장치(11c)에서는, 도 4에 도시하는 유체 가열 장치(11a)의 스프링(515a) 대신에 3개의 스프링(515c, 515d, 515e)을 갖고, 유로(510) 대신에 유로(527, 528, 529, 530, 531)가 형성된다.
스프링(515c)은 케이스 본체부(600)의 세정수 입구(511)의 근방에 설치되고, 스프링(515d)은 케이스 본체부(600)의 중앙 근방에 설치되고, 스프링(515e)은 케이스 본체부(600)의 세정수 출구(512)의 근방에 설치된다. 이들 스프링(515c, 515d, 515e)은 일정한 간격을 두고 단속적으로 설치된다.
그 때문에, 케이스 본체부(600)의 세정수 입구(511)에 공급된 세정수가 시스 히터(505)의 외주면 및 스프링(515c)에 의해 형성된 유로(527)내를 유통한다. 그에 의해, 세정수의 나선형상의 흐름이 생성된다.
다음에, 유로(527)를 유통함으로써 생성된 세정수의 나선형상의 흐름이 스프링(515c, 515d) 사이의 유로(528)에서 유지된다. 이어서, 세정수는 시스 히터(505)의 외주면 및 스프링(515d)에 의해 형성된 유로(529)내를 유통한다. 그에 의해, 세정수의 나선형상의 흐름이 다시 생성된다.
계속해서, 유로(529)를 유통함으로써 생성된 세정수의 나선형상의 흐름이 스프링(515d, 515e) 사이의 유로(530)에서 유지된다. 마지막으로, 시스 히터(505)의 외주면 및 스프링(515e)에 의해 형성된 유로(531)내를 유통한다. 그에 의해, 세정수의 나선형상의 흐름이 다시 생성된다.
그에 의해, 케이스 본체부(600)내에 설치된 스프링(515c)과 스프링(515d) 사이, 또는 스프링(515d)과 스프링(515e) 사이에서 세정수의 나선형상의 흐름이 감쇠하여도, 유로(529, 531)를 유통함으로써 나선형상의 흐름이 다시 생성된다. 따라서, 케이스 본체부(600)의 하류부 근방에 있어서, 세정수의 온도가 상승하여 스케일의 발생이 증가하는 환경에 있는 경우에도, 세정수의 흐름을 빨리하면서 난류를 발생시킬 수 있다. 그 결과, 스케일의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 케이스 본체부(600)의 전체에 스프링(515a)을 설치한 경우(도 4 참조)와 비교해서 케이스 본체부(600)의 일부에 스프링을 설치하지 않으므로, 케이스 본체부(600)의 일부에 있어서 스프링(515c, 515d, 515e)에 의해 유로(528, 530)의 단면적이 작아지지 않는다. 따라서, 케이스 본체부(600)의 일부에 있어서 세정수의 압력 손실이 저감된다.
도 12는 변기에 장착한 도 1의 위생 세정 장치(100)를 인체에 사용하는 상태를 도시하는 단면도이다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 본체부(200)내의 좁은 공간에 도 3에 도시한 각종 기기가 배치된다. 따라서, 유체 가열 장치(11c)만을 위해 큰 공간을 취하지 못하는 경우가 있다. 여기에서, 유체 가열 장치(11c)의 소형화를 도모하기 위해서, 시스 히터(505)를 U자형상 또는 사행(蛇行)형상으로 만곡시킨 유체 가열 장치(11c)가 제작된다.
이 경우, U자형상 또는 사행형상에 만곡시킨 유체 가열 장치(11c)의 시스 히터(505)의 곡선형상의 부분에 스프링을 설치하지 않고, 시스 히터(505)의 직선형상의 부분에 스프링(515c, 515d, 515e)을 설치함으로써, 소형화가 가능한 유체 가열 장치(11c)를 제작할 수 있다.
이상의 구성에 의해, 공간을 절약하고 또한 소형화가 가능한 유체 가열 장치(11c)를 본체부(200)내에 배치하는 것이 가능해진다. 그 결과, 인체의 피세정부(980)를 향해서 노즐(30)이 신장한 후, 유체 가열 장치(11c)에 의해 가열된 세정수를 노즐(30)로부터 피세정부(980)에 분출시킬 수 있다. 그에 의해, 인체의 피세정부(980)가 세정된다.
또한, 유체 가열 장치(11a, 11b, 11c)에 있어서는, 세정액이 시스 히터(505)의 외주면을 흐름으로써 시스 히터(505)로부터 방출된 열을 세정수에 공급할 수 있다. 그 결과, 소형화가 가능하고 높은 열교환 효율을 갖는 유체 가열 장치를 실현할 수 있다.
또한, 세정수의 속도가 저하하는 부분에 스프링이 설치되어 있으므로, 세정수의 속도를 높이는 동시에 세정수를 난류 상태로 할 수 있다. 그 결과, 시스 히터(505) 표면에 생기는 스케일 등의 부착을 방지할 수 있어, 유체 가열 장치의 수명을 길게 할 수 있다. 더욱이, 세정수의 속도가 저하하기 쉬운 부분 이외에는, 스프링을 설치하지 않으므로, 스프링이 전체에 설치된 경우와 비교해서 유로의 압력 손실을 방지할 수 있다. 또한, 스프링에 시스 히터를 삽입하여 케이스 본체(600)로 덮음으로써 유체 가열 장치를 제조할 수 있다. 따라서, 유체 가열 장치의 제조가 용이해지고, 제조 비용의 삭감을 실현할 수 있다.
또, 유체 가열 장치(11c)에 한정되지 않고, 유체 가열 장치(11a, 11b)를 U자형상 또는 사행형상으로 만곡시킨 유체 가열 장치(11a, 11b)를 제작하여도 좋다. 상기 제 1 실시형태에 있어서의 착석 검출 장치(620)는 적외선 방식에 의해 인체를 검출하는 장치이여도 좋고, 변좌(400)의 정전 용량에 의해 인체를 검출하는 장치이여도 좋으며, 위생 세정 장치(100)가 설치된 실내(화장실)에 인체가 입실한 것을 검출하는 장치이여도 좋고, 위생 세정 장치(100)가 설치된 실내의 조명에 연동하여 인체의 유무를 검출하는 장치이여도 좋다.
(제 2 실시형태)
이하, 제 2 실시형태에 따른 위생 세정 장치에 대해서 설명한다.
제 2 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100b)의 원격 조작 장치(300b)가 제 1 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100)의 원격 조작 장치(300)와 상이한 것은 이하의 점이다.
도 13은 제 2 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100b)의 원격 조작 장치(300b)의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 13에 도시하는 바와 같이, 원격 조작 장치(300b)는 액정 표시부(326), 복수의 조정 스위치(302), 항문 스위치(303), 정지 스위치(305), 비데 스위치(306), 건조 스위치(307) 및 탈취 스위치(308)를 구비한다.
액정 표시부(326)에는 세정수의 유량이 표시된다. 사용자는 이 액정 표시부(326)의 표시를 봄으로써 세정수의 유량을 확인할 수 있다. 또, 세정수의 유량이란 도 1의 노즐부(30)로부터 분출되는 세정수의 유량을 의미한다.
사용자는 복수의 조정 스위치(302)를 조작함으로써, 노즐부(30)로부터 분출되는 세정수의 유량을 변화시킬 수 있다. 그에 의해, 액정 표시부(326)에 표시되는 세정수의 유량을 나타내는 값이 증감한다.
다음에, 도 14는 제 2 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100b)의 본체부(200b)의 구성을 도시한 도면이다.
도 14의 본체부(200b)의 구성이 도 3의 본체부(200)의 구성과 상이한 것은 유체 가열 장치(11a) 대신에 유체 가열 유닛(111)을 설치한 점이다. 이하, 이 유체 가열 유닛(111)에 대해서 설명한다.
도 15는 유체 가열 유닛(111)의 구성을 도시하는 개략적 사시도이다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 유체 가열 유닛(111)은 주로 2개의 유체 가열 장치(11d) 및 가열 장치 배치대(527)로 구성된다.
가열 장치 배치대(527)의 중앙부에는 유체 가열 장치 탑재부(528)가 설치되고, 유체 가열 장치 탑재부(528)의 양단부에는 전기 접속부(529)가 설치된다. 또한, 전기 접속부(529)에는 전기 단자부(506a, 506b, 507a, 507b)가 설치된다.
도 16은 도 15의 유체 가열 유닛(111)의 유체 가열 장치(11d)의 일례를 도시하는 개략적 단면도이다. 도 16에 도시하는 유체 가열 장치(11d)가 도 4의 유체 가열 장치(11a)와 상이한 것은 세정수 출구(512)의 위치이다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 유체 가열 장치(11d)의 일단부에는 세정수 입구(511)가 설치되어 있다. 유체 가열 장치(11d)의 타단부에는 세정수 출구(512)가 설치되어 있다. 이 유체 가열 장치(11d)의 세정수 출구(512)는 시즈 히터(505)를 사이에 두고 세정수 입구(511)와 반대방향으로 설치되어 있다.
또한, 유체 가열 장치(11d)의 세정수 출구(512)는 유체 가열 장치(11d)의 세정수 입구(511)와 접속 가능한 형상을 갖는다.
도 15에 도시하는 바와 같이, 하나의 유체 가열 장치(11d)의 세정수 출구(512)는 다른 유체 가열 장치(11d)의 세정수 입구(511)와 접속되어 있다.
또한, 2개의 유체 가열 장치(11d)내의 하나의 유체 가열 장치(11d)의 시스 히터의 단자(506)는 전기 단자부(506a)에 접속되고, 하나의 유체 가열 장치(11d)의 시스 히터의 단자(507)는 전기 단자부(507a)에 접속되며, 다른 유체 가열 장치(11d)의 시스 히터의 단자(506)는 전기 단자부(506b)에 접속되고, 다른 유체 가열 장치(11d)의 시스 히터의 단자(507)는 전기 단자부(507b)에 접속된다.
2개의 유체 가열 장치(11d)의 시스 히터는 전기 단자부(506a, 506b, 507a, 507b)로부터 전력이 공급됨으로써 열을 발생한다.
하나의 유체 가열 장치(11d)의 세정수 입구(511)에 공급된 세정수가 하나의 유체 가열 장치(11d)의 시스 히터에 의해 가열되고, 하나의 유체 가열 장치(11d)의 세정수 출구(512) 및 다른 유체 가열 장치(11d)의 세정수 입구(511)를 거쳐서 다른 유체 가열 장치(11b)의 시스 히터에 의해 더욱더 가열된다. 그 후, 가열된 세정수가 다른 유체 가열 장치(11d)의 세정수 출구(512)로부터 펌프(13)(도 3 참조)에 공급된다.
그에 의해, 나선형상으로 형성된 유로(510a)내를 흐르는 세정수의 속도는 세정수 입구(511)로부터 세정수 출구(512)까지 시스 히터를 따라 직선적으로 흐르는 세정수의 속도와 비교해서 빨라진다. 그 결과, 세정수가 유로(510a)내를 시스 히터의 외주면을 따라 고속의 난류 상태로 되어서 흐르기 때문에, 세정수의 교반이 실행되어, 시스 히터의 외주면에 발생한 열을 세정수 전체에 효율적으로 전달할 수 있다.
또한, 이 2개의 유체 가열 장치(11d)는 외부로부터 용이하게 배치할 수 있게 구성되어 있다. 이하, 유체 가열 장치(11d)의 배치 방법에 대해서 설명한다.
도 17a 및 도 17b는 유체 가열 장치(11d)의 배치 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 17a는 본체부(200b)내에 2개의 유체 가열 장치(11d)를 배치하기 전의 상태를 도시하고, 도 17b는 본체부(200b)내에 2개의 유체 가열 장치(11d)를 배치한 후의 상태를 도시한다.
도 17a에 도시하는 바와 같이, 본체부(200b)내에는, 노즐부(30), 제어부(4), 전환 밸브(14) 및 가열 장치 배치대(527)가 설치된다. 또한, 본체부(200b)의 측면에는, 유체 가열 유닛 삽입구(970)가 설치되어 있다(도 1 참조). 도 17a에서는, 유체 가열 유닛 삽입구(970)는 폐쇄되어 있다.
다음에, 도 17b에 도시하는 바와 같이, 본체부(200b)의 측면에 설치된 유체 가열 유닛 삽입구(970)가 개방된다. 그리고, 2개의 유체 가열 장치(11d)가 본체부(200b)내에 삽입되어, 가열 장치 배치대(527)상에 배치된다.
이 경우, 급수원(201)으로부터의 배관(202)이 하나의 유체 가열 장치(11d)의 세정수 입구(511)에 접속되고, 다른 유체 가열 장치(11d)의 세정수 출구(512)가 배관(203)에 접속된다. 더욱이, 2개의 유체 가열 장치(11d)의 단자(506, 507)가 전기 단자부(506a, 506b, 507a, 507b)에 각각 접속된다(도 15 참조). 마지막으로, 유체 가열 유닛 삽입구(970)가 폐쇄된다.
또한, 유체 가열 장치(11d)의 개수는 2개에 한정되지 않고, 증감시켜도 좋다. 예를 들면, 1개의 유체 가열 장치(11d)의 출력은 약 1000W 내지 500W이다. 유체 가열 장치(11d)에 공급되는 세정수의 최저 유입수 온도가 약 5℃이며, 인체의 피세정부로의 세정수의 분출 온도가 약 40℃로 한 경우, 약 1000W 내지 1500W의 출력에서 약 40℃까지 가열할 수 있는 최대 세정수량은 1분당 약 500mL이다. 그 때문에, 최대 세정수량이 1분당 약 1000mL 필요할 경우, 유체 가열 장치(11b)의 개수를 2개 설치한다. 또한, 예컨대 사용자가 도 13에 도시하는 조정 스위치(302)를 조작함으로써, 최대 세정수량이 1분당 약 1500mL 필요할 경우, 유체 가열 장치(11b)의 개수를 3개 설치한다. 이 경우, 가열 장치 배치대(527)의 전기 단자부(506a, 506b, 507a, 507b)의 개수를 증가시킬 필요가 있다.
또한, 상기 설명에 있어서 유체 가열 장치(11d)의 개수를 증감시킨 경우에는, 위생 세정 장치(100)의 본체부(200b)의 제어부(4)가 온도 센서(12a)로부터의 유입수 온도 및 유량 센서(10)로부터의 유량값에 근거하여, 각각의 유체 가열 장치(11d)의 시스 히터에 공급해야 할 전력량을 산출하고, 산출한 전력량을 시스 히터에 공급한다.
이상과 같은 구성에 의해, 유체 가열 장치(11d)의 개수를 자유롭게 변경하는 것이 가능해진다. 그 결과, 가혹한 설치 환경 및 주위 온도의 경우에서도 세정수를 적절한 온도로 가열할 수 있다.
도 18은 유체 가열 유닛의 다른 예를 도시하는 개략적 평면도다.
도 18에 도시하는 유체 가열 유닛(111b)은 도 15에 도시하는 유체 가열 유닛(111)에 접속 부재(552)를 더 구비한다.
도 18에 도시하는 바와 같이, 하나의 유체 가열 장치(11d)의 세정수 출구(512) 및 다른 유체 가열 장치(11d)의 세정수 입구(511)는 유연성을 갖는 내열성의 고무로 이루어지는 접속 부재(552)에 의해 접속되어 있다. 그에 의해, 유체 가열 장치(11d)의 개수를 용이하게 증감하는 것이 가능해진다. 또한, 복수의 유체 가열 장치(11d)의 레이아웃을 자유 자재로 설계할 수 있다.
다음에, 도 19는 유체 가열 유닛의 또다른 예를 도시하는 개략적 평면도이며, 도 20은 도 19의 유체 가열 유닛에 사용하는 유체 가열 장치의 일례를 도시하는 개략적 단면도이다.
도 19에 도시하는 유체 가열 유닛(111c)은 도 15에 도시하는 유체 가열 유닛(111)의 2개의 유체 가열 장치(11d) 대신에 2개의 유체 가열 장치(11e)를 구비한다. 도 20에 도시하는 유체 가열 장치(11e)가 도 16의 유체 가열 장치(11d)와 상이한 것은 세정수 출구(512) 대신에 세정수 출구(512e)를 설치한 점이다.
도 20에 도시하는 바와 같이, 유체 가열 장치(11e)의 세정수 출구(512e)의 내경은 유체 가열 장치(11e)의 세정수 입구(511)의 외경보다도 크고, 세정수 입구(511)의 외경과 O-링(P7)의 직경의 합계보다도 작다. 그에 의해, 도 21에 도시하는 바와 같이, 하나의 유체 가열 장치(11e)의 세정수 출구(512e) 및 다른 유체 가열 장치(11e)의 세정수 입구(511)는 O-링(P7)을 삽입함으로써 수밀적으로 끼워맞추는 것이 가능하다. 그에 의해, 유체 가열 장치(11e)의 개수를 용이하게 증감하는 것이 가능해진다.
다음에, 도 21은 유체 가열 장치의 또다른 예를 도시하는 개략적 단면도이다.
도 21에 도시하는 유체 가열 장치(11f)가 도 16에 도시하는 유체 가열 장치(11d)의 단면과 상이한 것은 이하의 점이다.
도 21에 도시하는 바와 같이, 세정수 입구(511f)가 본체 케이스(600)의 일단부측으로부터 유로(510)의 흐름 방향과 평행해지도록 경사 외측을 향해서 설치되고, 세정수 출구(512f)가 본체 케이스(600)의 타단부측으로부터 유로(510)의 흐름 방향과 평행해지도록 경사 외측을 향해서 설치된다. 그에 의해, 세정수 입구(511f)로부터 유입하는 세정수의 압력 손실을 저감하는 동시에 세정수 출구(512f)로부터 유출하는 세정수의 압력 손실을 저감할 수 있다. 그 결과, 수압이 낮을 경우에도 안정한 유량의 세정수를 제공하는 것이 가능해진다.
이상에 의해, 유체 가열 유닛은, 복수의 유체 가열 장치가 설치되어 있으므로, 유체 가열 유닛의 최대 가열량을 높일 수 있다. 그 결과, 사용자의 기호 또는 사용 환경에 따라 소정의 온도의 유량을 확보할 수 있다.
(제 3 실시형태)
다음에, 제 3 실시형태에 따른 위생 세정 장치에 대해서 설명한다. 제 3 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100c)(도시하지 않음)가 제 1 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100)와 상이한 것은 유체 가열 장치(11a) 대신에 유체 가열 장치(11g)를 설치한 점이다.
도 22는 제 3 실시형태에 따른 유체 가열 장치(11g)의 구조의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 22에 도시하는 바와 같이, 유체 가열 장치(11g)는 주로 직방체형상의 케이스 본체부(600), 히터(505x, 505y), 스프링(515a, 515b)(도시하지 않음), 탄성 유지 부재(P1, P2) 및 단부면 유지 부재(600a, 600b)로 구성된다.
유체 가열 장치(11g)의 케이스 본체부(600)의 일단부측의 상면에는, 배관(202)으로부터 공급되는 세정수를 받아들이기 위한 세정수 입구(511) 및 가열된 세정수를 펌프(13)에 송출하기 위한 세정수 출구(512)가 설치된다.
또한, 세정수 출구(512) 근방에는 온도 센서(12a) 및 온도 센서(12b)가 설치된다. 또한, 시스 히터(505x)의 타단부측에 온도 퓨즈(12c)가 설치된다.
케이스 본체부(600)의 양 단부면에는, 각각 탄성 유지 부재(P1, P2)를 거쳐서 단부면 유지 부재(600a, 600b)가 장착된다. 그에 의해, 후술하는 케이스 본체부(600)의 양단부의 개구부와 시스 히터(505x, 505y)의 간극이 폐쇄된다.
다음에, 도 23a 내지 도 23d는 도 22에 도시하는 유체 가열 장치(11g)의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 23a는 도 22의 유체 가열 장치(11g)의 X-X선 단면을 도시하고, 도 23b는 도 23a의 유체 가열 장치(11g)의 Y-Y선 단면을 도시하고, 도 23c는 도 23a의 유체 가열 장치(11g)의 Z1-Z1선 단면을 도시하고, 도 23d는 도 23a의 유체 가열 장치(11g)의 Z2-Z2선 단면을 도시한다. 또, 도 23c 및 도 23d에 있어서는, 스프링(515a, 515b)의 도시를 생략하고 있다.
케이스 본체부(600)의 내부로 관통하도록 직선형 시스 히터(505x, 505y)가 대략 평행하게 배치된다. 시스 히터(505x)의 외주면에는 스프링(515a)이 나선형상으로 권회되어 있고, 시스 히터(505y)의 외주면에는 스프링(515b)이 나선형상으로 권회되어 있다.
시스 히터(505x)의 외주면, 스프링(515a) 및 케이스 본체부(600)의 내주면에 의해 유로(510a)가 형성된다. 유로(510a)는 케이스 본체부(600)의 길이방향을 축으로 하여 나선형상으로 형성된다. 마찬가지로, 시스 히터(505y)의 외주면, 스프링(515b) 및 케이스 본체부(600)의 내주면에 의해 유로(510b)가 형성된다. 유로(510b)는 케이스 본체부(600)의 길이방향을 축으로 하여 나선형상으로 형성된다.
케이스 본체부(600)의 양 단부면과 탄성 유지 부재(P1, P2) 사이에 각각 O-링(P3, P4)이 설치되고, 단부면 유지 부재(600a, 600b)와 탄성 유지 부재(P1, P2) 사이에 O-링(P5, P6)이 설치되어 있다. 그에 의해, 케이스 본체부(600)의 양 단부면과 단부면 유지 부재(600a, 600b)의 접합부에서 세정수가 유출하는 것이 방지된다.
또한, 시스 히터(505x, 505y)의 외주면의 양단부 근방은 탄성 유지 부재(P1, P2)에 의해 각각 축방향으로 이동가능하게 유지되어 있다. 여기에서, 축방향으로 이동가능하게 유지된 상태란, 예를 들면 고무로 이루어지는 탄성 유지 부재(P1, P2)의 휨에 의해 시스 히터(505x, 505y)가 축방향으로 이동가능하게 유지되어 있는 상태, 또는 고무로 이루어지는 탄성 유지 부재(P1, P2)의 표면과 시스 히터(505x, 505y)의 표면의 미끄럼운동에 의해 시스 히터(505x, 505y)가 축방향으로 이동가능하게 유지되어 있는 상태이다. 시스 히터(505x, 505y)의 외주면의 양단부 근방은 발열체로서 이용되는 니크롬선의 부분이 아니라, 니크롬선에 접속된 금속 단자의 부분[비가열부(L2); 도 5 참조)에 해당한다. 그 때문에, 시스 히터(505x, 505y)의 양단부 근방은 고온으로 되지 않는다. 따라서, 탄성 유지 부재(P1, P2)가 용융하는 일은 없다.
제어부(4)는, 온도 센서(12a)로부터 주어지는 온도 측정값에 근거하여, 유체 가열 장치(11a)의 시스 히터(505x, 505y)의 온도를 피드백 제어한다. 원통형의 공간(510b)에는 온도 센서(12b)의 검지부가 삽입되어 있다. 제어부(4)는, 온도 센서(12b)로부터 주어지는 온도 초과 신호에 근거하여, 유체 가열 장치(11a)의 시스 히터(505x, 505y)로의 전력 공급 및 그 차단을 제어한다.
온도 퓨즈(12c)는 시스 히터(505y)의 온도가 소정의 온도를 초과한 경우, 시스 히터(505x, 505y)로의 전력 공급을 차단한다. 온도 센서(12a)는 세정수 출구(512) 근방에 설치되어 있으므로, 항문 노즐(1)에 공급되는 세정수의 온도를 정확하게 제어할 수 있다. 더욱이, 시스 히터(505x, 505y)가 매우 가열하는 것이 방지되어, 안전성이 향상한다.
또한, 온도 센서(12b)도 온도 센서(12a)와 동일하게 세정수 출구(512) 근방에 설치되므로, 제어부(4)가 항문 노즐(1)에 공급되는 세정수의 온도를 정확하게 제어할 수 있다.
세정수가 도 23c의 유체 가열 장치(11g)의 일단부측에 설치된 세정수 입구(511)로부터 시스 히터(505x)의 주위에 형성된 나선형상의 유로(510a)에 공급된다. 여기에서, 세정수 입구(511)는 유로(510a)의 축심에 대하여 편심된 위치에 설치되어 있다. 그 때문에, 세정수는 시스 히터(505x)의 외주면을 따라 형성된 나선형상의 유로(510a)내를 흐른다.
또한, 도 23d에 도시하는 바와 같이, 유로(510c)가 나선형상의 유로(510a, 510b)의 축심에 대하여 편심된 위치에 설치되어 있다. 그에 의해, 유로(510a)내를 흐르는 세정수가, 도 23d의 유체 가열 장치(11g)의 유로(510c)로부터 시스 히터(505y)의 주위에 형성된 나선형상의 유로(510b)에 속도를 감쇠시키지 않고 공급된다. 그리고, 세정수가 도 23c의 유체 가열 장치(11g)의 일단부측에 설치된 세정수 출구(512)로부터 토출된다.
그에 의해, 나선형상으로 형성된 유로(510a, 510b)내를 흐르는 세정수의 속도는 세정수 입구(511)로부터 유로(510c)까지 및 유로(510c)로부터 세정수 출구(512)까지 시스 히터(505x, 505y)를 따라 직선적으로 흐르는 세정수의 속도와 비교해서 빨라진다.
그 결과, 세정수가, 유로(510a, 510b)내를 시스 히터(505x, 505y)의 외주면을 따라 고속의 난류 상태로 되어서 흐르기 때문에, 세정수의 교반이 실행되어, 시스 히터(505x, 505y)의 외주면에 발생한 열을 세정수 전체에 효율적으로 전달할 수 있다.
또한, 시스 히터(505x, 505y)가 축방향으로 열팽창 또는 열수축한 경우에도, 열팽창 또는 열수축에 의한 변형이 거의 축방향으로 한정된다. 따라서, 열팽창 또는 열수축에 의한 시스 히터(505x, 505y)의 변형을 탄성 유지 부재(P1, P2)에 대한 양단부의 미끄럼운동에 의해 효과적으로 흡수할 수 있다. 그에 의해, 시스 히터(505x, 505y) 및 직방체형상의 케이스 본체부(600)에는 응력이 작용하지 않기 때문에, 시스 히터(505x, 505y) 및 케이스 본체부(600)의 파손 및 변형이 방지된다.
또한, 시스 히터(505x, 505y)의 외주부가 직방체형상의 케이스 본체부(600)에 접촉하지 않고 있으므로, 시스 히터(505x, 505y)가 직경 방향으로 열팽창 또는 열수축하여도 시스 히터(505x, 505y) 및 케이스 본체부(600)에 응력이 작용하지 않고, 시스 히터(505x, 505y) 및 케이스 본체부(600)의 파손 및 변형이 방지된다.
또, 본 실시형태에서는, 제어부(4)가 피드백 제어에 의해 유체 가열 장치(11)의 시스 히터(505x, 505y)의 온도를 제어하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 피드포워드(feedforward) 제어에 의해 시스 히터(505x, 505y)의 온도를 제어하여도 좋고, 또는 온도 상승시에는 피드포워드 제어에 의해 시스 히터(505x 및 505y)를 제어하고, 정상시에는 피드백 제어에 의해 시스 히터(505x 및 505y)를 제어하는 복합적인 제어를 실행하여도 좋다.
더욱이, 복수의 시스 히터(505x, 505y)의 통전량을 트라이액(triac) 소자에 의해 제어하여도 좋다. 예를 들면, 복수의 시스 히터(505x, 505y)에 따라 듀티비(duty ratio)를 설정하고, 그 듀티비에 따라 교대로 통전하도록 제어하여도 좋다. 그 결과, 플리커(flicker) 노이즈 등의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시예에서는, 저렴하고 파손되기 어려운 2개의 직선형 시스 히터(505x, 505y)를 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 임의의 개수의 직선형 시스 히터를 이용하여도 좋다. 더욱이, 본 실시예에서는, 원주형상의 시스 히터(505x, 505y)를 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 3각기둥, 4각기둥 또는 다각기둥 형상의 시스 히터를 이용하여도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 시스 히터(505x, 505y)를 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 시스 히터(505x, 505y)와 동일한 원통형의 형상을 갖는 세라믹 히터를 이용하여도 좋다.
다음에, 도 24는 제 3 실시형태에 따른 유체 가열 장치(11g)의 가열 특성을 나타내는 도면이다. 도 24의 세로축은 세정수의 출탕 유량(Q)(mL/분)을 나타내고, 가로축은 입력 전력(와트)을 나타낸다.
또한, 도 24중의 백색 삼각형은 세정수의 유입수 온도가 30℃의 세정수를 약 40℃까지 상승시킬 경우의 세정수의 가열 특성을 나타내고, 흑색 사각형은 세정수의 유입수 온도가 25℃의 세정수를 약 40℃까지 상승시킬 경우의 세정수의 가열 특성을 나타내고, 흑색 삼각형은 세정수의 유입수 온도가 20℃의 세정수를 약 40℃까지 상승시킬 경우의 세정수의 가열 특성을 나타내고, 백색 사각형은 유입수 온도가 15℃의 세정수를 약 40℃까지 상승시킬 경우의 세정수의 가열 특성을 나타내고, 백색 환형은 유입수 온도가 10℃의 세정수를 약 40℃까지 상승시킬 경우의 세정수의 가열 특성을 나타내고, 흑색 환형은 유입수 온도가 5℃의 경우의 세정수를 약 40℃까지 상승시킬 경우의 세정수의 가열 특성을 나타낸다.
일반적으로 동계에 있어서의 세정수의 유입수 온도는, 예를 들면 5℃이다. 또한, 사용자가 충분한 세정감을 얻기 위해서 필요한 세정수의 수량은 약 1000mL이다. 이 경우, 도 24의 흑색 환형으로 나타내는 가열 특성(유입수 온도 5℃)에 있어서, 약 1000mL의 세정수의 온도를 약 40℃까지 상승시킬 경우의 최대 입력 전력은 2500와트이다.
또한, 중간기 또는 하계에 있어서의 세정수의 유입수 온도는 예컨대 약 20℃이다. 또한, 사용자가 충분한 세정감을 얻기 위해서 필요한 세정수의 수량은 동계의 경우와 같이 약 1000mL이다. 이 경우, 도 24의 흑색 삼각형으로 나타내는 가열 특성(유입수 온도 20℃)에 있어서, 약 1000mL의 세정수의 온도를 약 40℃까지 상승시키는데도 필요한 최대 입력 전력은 1500와트이다.
이상으로부터, 시스 히터(505x, 505y)의 합계의 최대 입력 전력은 2500와트로 설정하고 있다. 그 결과, 동계, 중간기 및 하계에 있어서, 유입수 온도가 5℃ 및 20℃의 어느 쪽의 경우에도, 1분당 1000mL의 인체의 세정에 적합한 40℃의 세정수를 생성할 수 있다. 그 결과, 사용자가 연속해서 위생 세정 장치(100)를 사용해도 40℃의 일정 온도의 세정수를 분출할 수 있어, 온수 떨어짐의 발생을 방지할 수 있다.
다음에, 도 25는 제 3 실시형태에 따른 유체 가열 장치(11g)의 세정수의 온도상승을 나타내는 특성도이며, 도 26은 제 3 실시형태에 따른 유체 가열 장치(11g)의 세정수의 온도 제어 응답을 나타내는 특성도이다.
도 25에 나타내는 세로축은 세정수 온도(℃)를 나타내고, 가로축은 응답 시간(sec)을 나타낸다. 도 26의 세로축은 목표 온도(Tq)(℃)를 나타내고, 가로축은 응답 시간(sec)을 나타낸다.
도 25 및 도 26에 있어서, 점선(T1)은 1㎠당 20와트[1㎠당 와트수를 와트 밀도(W/㎠)]의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치의 특성을 나타내고, 점선(T2)은 와트 밀도가 30(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치의 특성을 나타내고, 실선(T3)은 와트 밀도가 38(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치의 특성을 나타내고, 실선(T4)은 와트 밀도가 50(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치의 특성을 나타낸다. 와트 밀도의 상세한 정의에 대해서는 후술한다.
도 25에 나타내는 바와 같이, 유체 가열 장치의 가열 특성의 와트 밀도가 높아짐에 따라, 단시간에 세정수의 온도를 상승시킬 수 있다. 예를 들면, 점선(T1)으로 나타내는 바와 같이, 와트 밀도가 20(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치에서는, 1초간에 최대 약 8도 상승시킬 수 있고, 점선(T2)으로 나타내는 바와 같이, 와트 밀도가 30(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치에서는, 1초간에 최대 약 10도 상승시킬 수 있으며, 실선(T3)으로 나타내는 바와 같이, 와트 밀도가 38(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치에서는, 1초간에 최대 약 12도 상승시킬 수 있고, 실선(T4)으로 나타내는 바와 같이, 와트 밀도가 50(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치에서는, 1초간에 최대 약 14도 상승시킬 수 있다.
또, 도 26의 점선(T1)으로 나타내는 바와 같이, 와트 밀도가 20(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치의 세정수의 온도 제어 응답에서는, 오버슈트 및 언더슈트가 나타난다. 점선(T1)으로 나타내는 세정수의 온도 제어 응답은 시스 히터의 열 응답이 느린 것을 나타내고 있다. 이 원인으로서, 시스 히터(505x, 505y의 히터선(505b)의 발열량에 대하여, 시스관(505a) 및 절연 파우더(505c)의 열용량이 상대적으로 크기 때문이라고 생각된다. 그 결과, 와트 밀도가 20와트의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치는 가열하기 어렵고 냉각하기 어려운 특성을 갖고 있기 때문에, 변동 폭이 1℃ 정도 이하의 안정한 세정수의 가열에 적합하지 않다.
한편, 점선(T2)으로 나타내는 바와 같이, 와트 밀도가 30(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치의 세정수의 온도 제어 응답에서는 오버슈트 및 언더슈트가 나타나지 않는다. 점선(T2)으로 나타내는 세정수의 온도 제어 응답은 시스 히터의 열 응답이 빠른 것을 나타내고 있다. 그 결과, 와트 밀도가 30(W/㎠)의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치는 변동 폭이 1℃ 정도의 안정한 세정수의 가열에 적합하다. 따라서, 사용자가 희망하는 세정수의 온도로 조속히 제어할 수 있는 것은, 와트 밀도가 30(W/㎠) 이상의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치이다.
또, 와트 밀도가 50(W/㎠) 이상의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치를 제작하는 것은 가능하지만, 수명 내구 시험의 결과 와트 밀도가 50(W/㎠) 이상의 가열 특성을 갖는 유체 가열 장치는 목표로 하는 약 10년의 수명 기간을 확보하는 것이 용이하지 않고, 단기간에 시스 히터(505x, 505y)의 히터선(505b)이 파단할 경우가 있다.
여기에서, 와트 밀도에 대해서 도 5를 이용하여 설명한다. 와트 밀도는, 시스 히터(505)의 단자(506, 507) 사이에 인가하는 전력을 히터 유효길이(L1)에 있어서의 시스관(505a)의 표면적으로 나눈 값이며, 즉 히터 유효길이(L1)에 있어서의 단위 표면적당의 전력이다. 예를 들면, 시스관(505a)이 원주형상의 경우의 와트 밀도(W/㎠)는 단자(506, 507) 사이에 인가되는 전력(W)을 시스관(505a)의 직경[φ(cm)], 히터 유효길이[L1(cm)] 및 π를 곱한 결과로 나눈 값이 된다.
또, 사용자가 원격 조작 장치(300b)를 조작함으로써 세정수온도, 세정수유량, 또는 유입수 온도 등이 변경된다. 이 경우, 제어부(4)가 시스 히터(505x, 505y)에 인가하는 전력을 자동적으로 조정한다. 그 결과, 시스 히터(505x, 505y)의 와트 밀도도 증감된다. 따라서, 상기 설명에 있어서의 와트 밀도와는, 세정수의 온도를 설정 온도로 하기 위해서 시스 히터(505x, 505y)에 인가되는 전력이 최대가 될 때의 와트 밀도를 의미한다.
또, 와트 밀도가 30(W/㎠)의 시스 히터(505, 505x, 505y)는 통상 시스 히터의 허용 와트 밀도가 4 내지 8(W/㎠)정도인 것과 비교하면, 각 회사의 허용 와트 밀도의 몇 배가되는 것이다. 이 허용 와트 밀도는 히터 수명의 관점에서 결정된다.
본 실시형태에 있어서는, 시스 히터(505x, 505y)의 히터선의 굵기, 나선형상으로 한 히터선의 권선 직경 및 권선 피치 등의 조건을 적절하게 설정함으로써 히터선의 단위 길이, 또는 단위 체적당의 평균 온도를 비교적 낮게 억제하고 있는데도 불구하고, 전체 발열량이 큰 시스 히터(505x, 505y)를 개발하여, 장수명 또한 열 용량이 작고 열 응답성이 뛰어난 유체 가열 장치(11a, 11b, 11c, 11d)를 제작했다.
그에 의해, 나선형상으로 형성된 유로(510)내를 흐르는 세정수의 속도가 세정수 입구(511)로부터 세정수 출구(512)까지 시스 히터를 따라 직선적으로 흐르는 세정수의 속도와 비교해서 빨라진다. 그 결과, 세정수가, 유로(510)내를 시스 히터의 외주면을 따라 고속의 난류 상태로 되어서 흐르기 때문에, 세정수의 교반이 실행되어, 시스 히터의 외주면에 발생한 열을 세정수 전체에 효율적으로 전달할 수 있다.
또, 상기 각 실시형태에서는 발열체로서 시스 히터를 사용했지만, 이것에 한정되는 일없이, 예컨대 세라믹 히터를 사용하여도 좋다. 또한, 시스 히터의 개수를 2개로 했지만 이것에 한정되지 않고, 임의의 개수를 이용하여도 좋다. 또한, 시스 히터의 형상을 통형상 또는 원통형으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 3각기둥 또는 4각기둥 등의 다른 임의의 형상으로 하여도 좋다.
(제 4 실시형태)
다음에, 제 4 실시형태에 따른 위생 세정 장치에 대해서 설명한다. 제 4 실시형태에 따른 위생 세정 장치가 제 1 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100)와 상이한 것은 유체 가열 장치(11a) 대신에 유체 가열 장치(11h)를 설치한 점이다.
도 27은 제 4 실시형태에 따른 유체 가열 장치(11h)를 도시하는 개략적 단면도이다.
도 27에 도시하는 유체 가열 장치(11h)는 도 4에 도시하는 유체 가열 장치(11a)의 탄성 유지 부재(P2) 대신에 감열판(P8) 및 서미스터(518)를 구비한다.
감열판(P8)에는, 서미스터(518)가 장착되어 있다. 감열판(P8)은 열전도성이 높은 동으로 이루어진다. 서미스터(518)는 감열판(P8)을 거쳐서 시스 히터(505)의 비가열부(L2)의 온도를 정확하게 검출할 수 있다.
이어서, 유체 가열 장치(11h)의 동작에 대해서 설명한다.
우선, 유체 가열 장치(11h)의 세정수 입구(511)에 세정수가 공급된다. 제어부(4)는 시스 히터(505)의 단자(506, 507)에 전력을 인가한다. 그에 의해, 시스 히터(505), 스프링(515a) 및 케이스 본체부(600a)에 의해 형성된 유로(510)를 흐르는 세정수에 시스 히터(505)에 있어서 발생한 열이 공급된다. 가열된 세정수는 세정수 출구(512)로부터 유출된다.
이 경우, 세정수 출구(512)로부터 유출되는 세정수의 온도는 시스 히터(505)의 비가열부(L2)의 온도로부터 추측할 수 있다. 따라서, 서미스터(518)에 의해 검지된 온도에 근거하여 제어부(4)가 시스 히터(505)에 인가하는 전력을 조정한다. 그에 의해, 유로(510)를 흐르는 세정수의 유량이 변동해도 일정한 온도의 세정수를 세정수 출구(512)로부터 유출시킬 수 있다.
또한, 세정수의 유량이 소량으로 된 경우에도, 서미스터(518)로부터 검지된 온도 상승 구배에 근거하여 제어부(4)가 시스 히터(505)에 인가하는 전력을 조정함으로써, 시스 히터(505)의 온도가 크게 상승하는 것을 방지할 수 있으므로, 유체 가열 장치(11h) 자신의 고장을 방지할 수 있다. 그 결과, 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 세정수의 유량이 소량으로 되고, 세정수의 체류가 생긴 경우에도, 서미스터(518)의 온도 상승을 방지할 수 있으므로, 시스 히터(505) 표면에 스케일이 발생하지 않는다.
또, 도 27에 도시하는 유체 가열 장치(11h)는 필요한 유량의 세정수를 단시간에 소정의 온도까지 상승시키는 순간식 유체 가열 장치이므로, 미리 세정수를 가열시켜서 유지하는 저탕식의 유체 가열 장치와 비교해서 저비용화 및 소비 전력의 삭감을 실현할 수 있다.
이상과 같이, 제 4 실시형태에 있어서는, 서미스터(518)와 시스 히터(505)의 비가열부(L2)(도 5 참조)를 감열판(P8)을 거쳐서 접촉시키고 있으므로, 감열판(P8)이 세정수의 흐름 및 유체 가열 장치(11h)의 조립성을 저해하지 않는다. 또한, 감열판(P8) 및 서미스터(518)를 설치함으로써, 시스 히터(505)의 온도를 적절하게 검지하여 세정수의 온도 제어 및 물없이 끓여지는 것에 대한 대책을 실행할 수 있다.
또한, 유체 가열 장치(11h)의 나선형상으로 형성된 유로(510)내를 흐르는 세정수의 속도는 세정수 입구(511)로부터 세정수 출구(512)까지 시스 히터(505)를 따라 직선적으로 흐르는 세정수의 속도와 비교해서 빨라진다. 그 결과, 세정수가 유로(510)내를 시스 히터(505)의 외주면을 따라 고속의 난류 상태로 되어서 흐르기 때문에, 세정수의 교반이 실행되어, 시스 히터(505)의 외주면에 발생한 열을 세정수 전체에 효율적으로 전달할 수 있다.
더욱이, 예컨대 열유체 가열 장치(11h)의 단면형상이 원 또는 타원 등의 곡면으로 형성되어 있는 경우에도, 서미스터(518)를 감열판(P8)에 고정함으로써 용이하게 장착할 수 있다. 그 결과, 열유체 가열 장치(11h)의 가열 온도를 정확하게 검지할 수 있다.
더욱이, 열유체 가열 장치(11h)에 있어서는, 감열판(P8)이 동으로 이루어지고, 시스 히터(505)도 동일 재질의 동으로 이루어지기 때문에, 납땜을 용이하게 실행할 수 있다.
동으로 이루어지는 감열판(P8)은 특히 우수한 열전도성과 장기 사용가능한 내식성을 가지므로, 장기간에 걸쳐 시스 히터(505)의 온도를 빠르고 정확하게 서미스터(518)에 전달할 수 있다.
또, 감열판(P8)의 재질은 동으로 한정되는 것은 아니고, 시스 히터(505)의 시스관(505a)의 재질을 변경한 경우에는, 시스관(505a)의 재질에 따라 납땜이 용이하게 되도록 감열판(P8)의 재질을 변경하여도 좋다. 예를 들면, 시스관(505a)을 스테인리스강으로 형성한 경우에는, 감열판(P8)의 재질을 스테인리스강으로 하여도 좋다.
도 28은 유체 가열 장치의 다른 예를 도시하는 개략적 단면도다.
도 28의 유체 가열 장치(11k)가 도 27의 유체 가열 장치(11h)의 구성과 상이한 것은 단부면 유지 부재(600b)를 설치하지 않는 점이다.
감열판(P9)은 시스 히터(505)의 비가열부(L2) 및 케이스 본체부(600)의 일단부에 납땜되어 있다. 그에 의해, 케이스 본체부(600)의 단부면과 감열판(P9)의 접합부에서 세정수가 누수하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 유체 가열 장치(11k)에 있어서는, 단부면 유지 부재(600b)가 불필요하게 되기 때문에, 부품수를 삭감하고, 비용성 및 조립성을 향상시킬 수 있다.
도 29는 유체 가열 장치의 또다른 예를 도시하는 개략적 단면도이며, 도 30은, 도 29의 유체 가열 장치의 측면도이다.
도 29에 도시하는 유체 가열 장치(11m)가 도 27의 유체 가열 장치(11h)와 상이한 것은 통형상의 시스 히터(505) 대신에 단면 형상이 삼각형으로 이루어지는 시스 히터(505m)를 설치하고, 감열판(P9) 대신에 탄성 유지 부재(P2)를 설치하고 있는 점이다.
도 29 및 도 30에 도시하는 바와 같이, 감열판(P8)을 사용하지 않고 단면 형상이 삼각형으로 이루어지는 시스 히터(505m)의 비가열부(L2)의 단자(507)의 하나의 면에 서미스터(518)가 장착되어 있다. 그 결과, 부품수를 삭감하고, 비용성 및 조립성을 향상시킬 수 있는 동시에, 열유체 가열 장치(11m)의 가열 온도를 정확하게 검지할 수 있다.
(제 5 실시형태)
다음에, 제 5 실시형태에 따른 위생 세정 장치에 대해서 설명한다. 제 5 실시형태에 따른 위생 세정 장치가 제 1 실시형태에 따른 위생 세정 장치(100)와 상이한 것은 유체 가열 장치(11a) 대신에 유체 가열 장치(11p)를 설치한 점이다.
도 31은 제 5 실시형태에 따른 유체 가열 장치(11p)를 도시하는 개략적 단면도이다.
유체 가열 장치(11p)는 도 4에 도시하는 유체 가열 장치(11a)의 탄성 유지 부재(P1) 대신에 전열판(P10) 및 트라이액 소자(523)를 구비하고, 탄성 유지 부재(P2) 대신에 감열판(P8) 및 온도 퓨즈(12c)를 구비하고, 온도 센서(12b) 및 서미스터(518)를 더 구비한다.
전열판(P10)은 도 31의 세정수 입구(511)에 공급된 세정수에 직접 접하도록 설치되어 있다. 전열판(P10)은 열전도성이 높은 동으로 이루어진다. 전열판(P10)에는, 시스 히터(505)의 전력 제어 소자이고 또한 발열 전자 부품인 트라이액 소자(523)가 나사로 체결 고정되어 있다.
감열판(P8)은 시스 히터(505)의 비가열부(L2)에 접하도록 설치되어 있다. 감열판(P8)은 열전도성이 높은 동으로 이루어진다. 감열판(P8)에는, 시스 히터(505)가 이상한 온도까지 가열한 경우에 시스 히터(505)의 단자(506, 507)로의 전력 공급을 차단하는 온도 퓨즈(12c)가 설치되어 있다.
또, 유체 가열 장치(11p)의 세정수 출구(512)에는, 가열된 세정수의 온도를 검지하는 서미스터(518)가 장착되어 있다. 서미스터(518)는 제어부(4)와 접속되어 있다. 또한, 서미스터(518)에 전기적 고장이 발생한 경우에 있어서도, 유체 가열 장치(11p)의 시스 히터(505)의 이상한 온도 상승을 방지하기 때문에 소정 온도로 전기 접점이 기계적으로 온·오프하는 온도 스위치인 온도 센서(12b)가 세정수 출구(512) 근방에 설치되어 있다.
다음에, 유체 가열 장치(11p)의 동작에 대해서 설명한다. 세정수 입구(511)로부터 세정수가 공급된 경우, 제어부(4)는 시스 히터(505)의 단자(506, 507)에 전력을 인가한다. 그에 의해, 시스 히터(505)의 열이 유로(510)를 흐르는 세정수에 주어져서, 소정의 온도로 가열된 세정수가 세정수 출구(512)로부터 유출된다. 이 경우, 세정수 출구(512)로부터 유출되는 세정수의 온도는 서미스터(518)에 의해 검지된다. 서미스터(518)는 검지한 세정수의 온도를 제어부(4)에 신호로서 송신한다. 제어부(4)는 서미스터(518)로부터의 신호를 수신하여, 세정수 출구(512)로부터 유출되는 세정수의 온도가 소정 온도로 되도록 트라이액 소자(523)를 거쳐서 시스 히터(505)로의 전력을 제어한다.
이상과 같이, 시스 히터(505)의 단자(506, 507)에 전력을 인가할 경우, 전력 제어 소자 및 발열 전자 부품인 트라이액 소자(523)가 발열한다. 따라서, 세정수 입구(511)를 흐르는 온도의 낮은 세정수에 트라이액 소자(523)를 고정한 감열판(P8)을 접촉시킴으로써, 트라이액 소자(523) 자체의 온도 상승을 억제할 수 있다.
이렇게, 유체 가열 장치(11p)에서는, 발열 전자 부품인 트라이액 소자(523)의 수냉 효과를 확보할 수 있으므로, 전열판(P10)에 장착된 발열 전자 부품의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 전열판(P10)은 세정수의 누설 방지와 트라이액 소자(523)의 방열을 겸용할 수 있다.
또한, 유체 가열 장치(11p)의 나선형상으로 형성된 유로(510)내를 흐르는 세정수의 속도는 세정수 입구(511)로부터 세정수 출구(512)까지 시스 히터(505)를 따라 직선적으로 흐르는 세정수의 속도와 비교해서 빨라진다. 그 결과, 세정수가 유로(510)내를 시스 히터(505)의 외주면을 따라 고속의 난류 상태로 되어서 흐르기 때문에, 세정수의 교반이 실행되어, 시스 히터(505)의 외주면에 발생한 열을 세정수 전체에 효율적으로 전달할 수 있다.
더욱이, 트라이액 소자(523)를 고정한 전열판(P10)을 유체 가열 장치(11p)의 세정수 입구(511) 근방에 설치함으로써, 전열판(P10)이 시스 히터(505)에 가열되기 전의 온도의 낮은 세정수와 접촉하여, 트라이액 소자(523)의 열이 전열판(P10)을 거쳐서 세정수에 효율적으로 주어진다.
또한, 제어부(4)가 서미스터(518)에 의해 검지한 신호에 근거하여 시스 히터(505)의 단자(506, 507)로의 전력 공급을 제어함으로써, 유체 가열 장치(11p)내를 흐르는 세정수의 유량이 변동해도 소정의 온도의 세정수를 세정수 출구(512)로부터 유출시킬 수 있다. 이렇게, 도 31에 도시하는 유체 가열 장치(11p)는 순간식의 유체 가열 장치이기 때문에, 저탕식의 유체 가열 장치와 비교해서 저비용 및 소비 전력의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 서미스터(518)의 전기적 고장이 발생한 경우에 있어서도, 유체 가열 장치(11p)의 세정수 출구(512) 부근에 소정 온도로 전기 접점이 기계적으로 온·오프하는 온도 센서(12b)가 설치되어 있으므로, 서미스터(518)의 전기적 고장이 발생한 경우에 있어서도, 세정수의 가열 온도가 소정 온도 이상으로 되면 온도 센서(12b)의 전기 접점이 기계적으로 개방 상태로 되어, 시스 히터(505)의 단자(506, 507)로의 전력 공급이 차단된다.
더욱이, 유체 가열 장치(11p)의 세정수 출구(512)측의 감열판(P8)에 온도 퓨즈(12c)가 설치되어 있으므로, 서미스터(518) 및 온도 센서(12b)가 고장난 경우에도, 세정수의 온도가 소정의 온도 이상으로 되면 온도 퓨즈(12c)에 의해 시스 히터(505)의 단자(506, 507)로의 공급 전력이 차단된다.
유체 가열 장치(11p)는 트라이액 소자(523)의 열을 전열판(P10)을 거쳐서 세정수에 방출할 수 있는 동시에, 온도 퓨즈(12c)가 감열판(P8)을 거쳐서 시스 히터(505) 및 세정수의 이상 가열을 검출할 수 있으므로, 트라이액 소자(523)의 고장을 확실하게 방지할 수 있는 동시에, 유체 가열 장치(11p)의 이상 가열시에 시스 히터(505)의 단자(506, 507)로의 전력 공급을 차단하여, 안전을 확보할 수 있다.
또한, 유체 가열 장치(11p)의 감열판(P8) 및 전열판(P10)이 동으로 이루어지지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 임의의 금속으로 이루어져도 좋다. 그 결과, 트라이액 소자(523)의 방열에 필요한 열전도성 및 세정수의 누설 방지에 필요한 기계적 강도를 확보할 수 있다.
더욱이, 유체 가열 장치(11p)의 감열판(P8) 및 전열판(P10)이 동으로 이루어지는 경우, 장기 사용가능한 내식성 및 특히 우수한 열전도성을 얻을 수 있다.
유체 가열 장치(11p)의 감열판(P8) 및 전열판(P10)을 대략 L자형으로 형성함으로써, 유체 가열 장치(11p)의 외측을 향해서 큰 돌출이 없어, 유체 가열 장치(11p)의 소형화를 실현할 수 있다.
더욱이, 소형화가 가능하고 또한 높은 열교환 효율을 갖는 유체 가열 장치(11a 내지 11p)를 사용한 위생 세정 장치(100)를 실현할 수 있다. 그에 의해, 인체에 쾌적한 온도의 세정수를 분출할 수 있다.
또, 제 1 실시형태 내지 제 5 실시형태에 있어서는, 시스 히터(505)를 이용하여 세정수의 가열을 실행하고 있지만, 시스 히터에 한정되는 것은 아니고, 다른 임의의 가열 장치, 예컨대 세라믹 히터 등을 이용하여도 좋다.
상기 제 1 실시형태 내지 제 5 실시형태에 있어서는, 케이스 본체부(600)가 케이스체에 해당하고, 시스 히터(505)가 발열체에 해당하고, 유로(510, 522, 523, 524, 527, 528, 529, 530, 531)가 유로에 해당하고, 스프링(515a 내지 515e)이 나선형 스프링, 난류 발생 기구 및 나선형 부재에 해당하고, 세정수 입구(511)가 유체 입구 및 통형상 유체 입구에 해당하고, 세정수 출구(512)가 유체 출구 및 통형상 유체 출구에 해당하고, 서미스터(518)가 온도 검지기에 해당하고, 제어부(4)가 제어 장치에 해당하고, 감열판(P8)이 감열판에 해당하고, 전열판(P10)이 전열 부재에 해당하고, 트라이액 소자(523)가 발열 전자 부품에 해당하고, 노즐부(30)가 분출 장치에 해당한다.
(제 6 실시형태)
이하, 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 구비한 의류 세정 장치에 대해서 설명한다.
도 32는 본 발명의 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 사용한 의류 세정 장치의 일례를 도시하는 개략적 종단면도이다. 또, 의류 세정 장치에 있어서 사용하는 유체 가열 장치는 도 4의 유체 가열 장치(11a)와 동일한 구성이다.
우선, 의류 세정 장치(800)의 구동계에 대해서 간단히 설명한다.
세탁조(810)는 의류 세정 장치(800)내에 고정되어 있다. 세탁조(810)의 내측에는, 내측조(808)가 설치되어 있고, 내측조(808)는 세탁조(810)내에서 연직 방향을 축으로 하여 회전 가능하게 설치되어 있다. 또한, 내측조(808)의 하부에는, 교반 날개(809)가 설치되어 있다. 교반 날개(809)는 내측조(808)와 별개 독립적으로 연직 방향을 축으로 하여 회전 가능하게 설치되어 있다.
세탁조(810)의 하방에는 모터(811)가 설치되어 있다. 모터(811)의 축은 회전 전달 기구를 거쳐서 베어링(812)에 접속되어 있다. 베어링(812)은 교반 날개(809) 및 내측조(808)의 어느 한쪽 또는 양쪽을 선택적으로 회전 가능하게 접속되어 있다.
따라서, 제어부(825)의 지시에 따라 모터(811)가 회전함으로써, 베어링(812)이 연직 방향을 축으로 하여 회전하고, 베어링(812)에 접속된 교반 날개(809) 및 내측조(808)의 어느 한쪽 또는 양쪽이 선택적으로 회전한다.
다음에, 의류 세정 장치(800)의 세탁조(810)내에 공급되는 세정수의 경로에 대해서 설명한다.
의류 세정 장치(800)의 세정수의 경로는 주로 메인 수로(814), 바이패스 경로(815), 흡수로(吸水路)(822), 온수로(819) 및 세제 온수로(821)로 구성된다.
급수원으로부터 공급된 세정수는 급수구(813)로부터 메인 수로(814)내를 흘러서 세탁조(810)에 공급된다. 메인 수로(814)에는 전환 밸브(816) 및 세제 투입구(820)가 삽입된다. 전환 밸브(816)에는, 바이패스 경로(815)의 일단부가 접속된다.
흡수로(822)의 일단부는 세탁조(810)의 하부에 접속된다. 흡수로(822)에는, 유입수 전환 밸브(823), 펌프(824), 유체 가열 장치(11a) 및 수온 검지기(836)가 순차적으로 삽입되어 있다. 흡수로(822)의 타단부는 전환 밸브(818)에 접속된다.
흡수로(822)의 유입수 전환 밸브(823)에는 바이패스 경로(815)의 타단부가 접속되어 있다. 전환 밸브(818)에는 온수로(819) 및 세제 온수로(821)가 접속되어 있다.
다음에, 도 33은 도 32에 도시하는 의류 세정 장치(800)의 개략적 횡단면도이다.
도 33에 도시하는 바와 같이, 의류 세정 장치(800)의 세탁조(810) 및 내측조(808)는 의류 세정 장치(800)의 중앙부에 설치되어 있다. 한편, 유체 가열 장치(11a) 및 바이패스 경로(815)는 의류 세정 장치(800)의 코너부(835)에 설치되어 있다.
도 32에 도시하는 바와 같이, 유체 가열 장치(11a)는 세로로 긴 형상으로 되므로 유체 가열 장치(11a)를 의류 세정 장치(800)의 코너부(835)에 세로로 배치할 수 있다. 그에 의해, 의류 세정 장치(800)의 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 유체 가열 장치(11a)의 나선형상으로 형성된 유로(510)내를 흐르는 세정수의 속도는 세정수 입구(511)로부터 세정수 출구(512)까지 시스 히터(505)를 따라 직선적으로 흐르는 세정수의 속도와 비교해서 빨라진다. 그 결과, 세정수가 유로(510)내를 시스 히터(505)의 외주면을 따라 고속의 난류 상태로 되어서 흐르기 때문에, 세정수의 교반이 실행되어, 시스 히터(505)의 외주면에 발생한 열을 세정수 전체에 효율적으로 전달할 수 있다. 따라서, 세제를 용해시키는 것이 가능한 온도의 세정수를 공급할 수 있다.
다음에, 온수를 이용하여 세탁할 경우의 의류 세정 장치(800)의 구체적인 동작에 대해서 설명한다.
도 34는 급수구(813)로부터 공급된 세정수를 유체 가열 장치(11a)에 의해 가열하여 세탁조(810)에 공급할 경우의 세정수의 경로를 도시한 도면이다. 세정수의 경로를 굵은 선으로 나타낸다.
제어부(825)는 전환 밸브(816), 전환 밸브(818) 및 유입수 전환 밸브(823)에 지시를 준다. 전환 밸브(816)는 제어부(825)로부터의 지시에 따라 세정수가 바이패스 경로(815)로 흐르도록 전환 밸브(816)의 밸브를 전환한다. 유입수 전환 밸브(823)는 제어부(825)로부터의 지시에 따라 세정수가 바이패스 경로(815)로부터 흡수로(822)로 흐르도록 유입수 전환 밸브(823)의 밸브를 전환한다. 전환 밸브(818)는 제어부(825)로부터의 지시에 따라 세정수가 흡수로(822)로부터 온수로(819)로 흐르도록 전환 밸브(818)의 밸브를 전환한다.
또한, 제어부(825)는 펌프(824)에 운전의 지시를 실행한다. 펌프(824)의 동작에 의해 세정수가 펌핑된다. 제어부(825)는 유체 가열 장치(11a)의 시스 히터(505)에 전력을 인가한다.
그에 의해, 급수구(813)로부터 공급된 세정수는 바이패스 경로(815), 흡수로(822), 펌프(824) 및 유체 가열 장치(11a)를 순차적으로 흘러, 세탁조(810)에 공급된다. 이 경우, 급수구(813)로부터 공급된 세정수는 유체 가열 장치(11a)에 의해 최적의 온도로 가열된다.
다음에, 한번 세탁조(810)내에 공급된 세정수를 가열하여 세탁조(810)내에 공급할 경우의 의류 세정 장치(800)의 구체적인 동작에 대해서 설명한다.
도 35는 한번 세탁조(810)내에 공급된 세정수를 가열하여 세탁조(810)내에 공급할 경우의 세정수의 경로를 도시한 도면이다. 세정수의 경로를 굵은 선으로 나타낸다.
제어부(825)는 전환 밸브(818) 및 유입수 전환 밸브(823)에 지시를 준다. 유입수 전환 밸브(823)는 제어부(825)로부터의 지시에 따라 세정수가 세탁조(810)로부터 흡수로(822)로 흐르도록 유입수 전환 밸브(823)의 밸브를 전환한다. 전환 밸브(818)는 제어부(825)로부터의 지시에 따라 세정수가 흡수로(822)로부터 온수로(819)로 흐르도록 전환 밸브(818)의 밸브를 전환한다.
또한, 제어부(825)는 펌프(824)에 운전의 지시를 실행한다. 펌프(824)의 동작에 의해 세정수가 펌핑된다. 제어부(825)는 유체 가열 장치(11a)의 시스 히터(505)에 전력을 인가한다.
그에 의해, 세탁조(810)로부터 급수된 세정수는 흡수로(822), 펌프(824) 및 유체 가열 장치(11a)를 거쳐서 순차적으로 흘러, 다시 세탁조(810)에 공급된다. 이 경우, 세정수는 유체 가열 장치(11a)에 의해 최적의 온도로 가열된다.
계속해서, 세제를 첨가한 온수를 세탁조(810)에 공급할 경우의 의류 세정 장치(800)의 구체적인 동작에 대해서 설명한다.
도 36은 세제를 첨가한 온수를 세탁조(810)에 공급할 경우의 세정수의 경로를 도시한 도면이다. 세정수의 경로를 굵은 선으로 나타낸다.
제어부(825)는 전환 밸브(816), 전환 밸브(818) 및 유입수 전환 밸브(823)에 지시를 준다. 전환 밸브(816)는 제어부(825)로부터의 지시에 따라 세정수가 바이패스 경로(815)로 흐르도록 전환 밸브(816)의 밸브를 전환한다. 유입수 전환 밸브(823)는 제어부(825)로부터의 지시에 따라 세정수가 바이패스 경로(815)로부터 흡수로(822)로 흐르도록 유입수 전환 밸브(823)의 밸브를 전환한다. 전환 밸브(818)는 제어부(825)로부터의 지시에 따라 세정수가 흡수로(822)로부터 세제 온수로(821)로 흐르도록 전환 밸브(818)의 밸브를 전환한다.
또한, 제어부(825)는 펌프(824)에 운전의 지시를 실행한다. 펌프(824)의 동작에 의해 세정수가 펌핑된다. 제어부(825)는 유체 가열 장치(11a)의 시스 히터(505)에 전력을 인가한다.
그에 의해, 급수구(813)로부터 공급된 세정수는 바이패스 경로(815), 흡수로(822), 펌프(824), 유체 가열 장치(11a) 및 세제 투입구(820)를 거쳐서 순차적으로 흘러, 세탁조(810)에 공급된다. 이 경우, 급수구(813)로부터 공급된 세정수는 유체 가열 장치에 의해 최적의 온도로 가열되는 동시에, 가열된 세정수에 의해 세제가 용해된다.
마지막으로, 정수를 의류 세정 장치(800)내의 세탁조(810)에 공급할 경우에 대해서 설명한다.
도 37은 정수를 의류 세정 장치(800)내의 세탁조(810)에 공급할 경우의 세정수의 경로를 도시한 도면이다. 세정수의 흐름을 굵은 선으로 나타낸다.
제어부(825)는 전환 밸브(816)에 지시를 준다. 전환 밸브(816)는 제어부(825)로부터의 지시에 따라 세정수가 메인 수로(814)로 흐르도록 전환 밸브(816)의 밸브를 전환한다.
그에 의해, 급수구(813)로부터 공급된 세정수는 메인 수로(814) 및 세제 투입구(820)를 거쳐서 순차적으로 흘러, 세탁조(810)에 공급된다. 이 경우, 급수구(813)로부터 공급된 세정수에 의해 세제가 용해된다.
다음에, 도 38은 의류 세정 장치(800)에 사용되는 유체 가열 장치의 다른 예를 도시하는 개략적 단면도이다. 도 38에 도시하는 유체 가열 장치(11q)는 세라믹 히터를 사용한 가열 장치이다.
도 38에 도시하는 유체 가열 장치(11q)는 주로 통형상의 세라믹 히터(837), 한쌍의 전극 단자(842), 스프링(844), 트랩 플러그(trap plug)(843), 입수구(840) 및 토출구(841)로 구성된다. 또, 통형상의 세라믹 히터(837)의 외주면에는, 도 4의 시스 히터(505)의 외주면과 동일하게, 스프링(844)이 나선형상으로 권회되어 있다.
우선, 입수구(840)로부터 세정수가 공급된다. 이 경우, 제어부(825)로부터 한쌍의 전극 단자(842)에 소정의 전력이 공급된다. 그에 의해, 통형상의 세라믹 히터(837)가 가열된다. 입수구(840)로부터 공급된 세정수는 통형상의 세라믹 히터(837)의 내측을 따라 하부방향으로 흐르면서 가열되고, 유체 가열 장치(11q)의 하방으로부터 세라믹 히터(837)의 외측을 상부방향으로 흐르면서 가열된다.
세정수가 유체 가열 장치(11q)의 하방으로부터 세라믹 히터(837)의 외주면을 상부방향으로 흐를 경우, 스프링(844)에 의해 형성된 나선형상의 유로(510)에 의해 세라믹 히터(837)의 열이 효율적으로 세정수에 공급된다. 가열된 세정수는 토출구(841)로부터 토출된다.
또한, 일반적으로 가정용의 의류 세정 장치(800)에 통전할 수 있는 전력은 분전반의 차단기(breaker)에 의한 제한으로부터 1500W가 상한으로 되어 있다. 그 때문에, 의류 세정 장치(800)에 내장되어 있는 모터(811)에 사용되는 전력을 고려하면, 유체 가열 장치(11q)에 사용할 수 있는 전력은 한정된 것이 된다. 따라서, 제 6 실시형태에 있어서의 의류 세정 장치(800)에 있어서는, 제어부(825)는 유체 가열 장치(11q) 및 모터(811)의 전력의 가산값이 소정값(예를 들면 1300W)을 넘지 않는 범위에서 최대로 되도록 전력 배분한다.
구체적으로는, 세탁조(810)에 수돗물을 저장할 때에, 모터(811)가 회전하지 않고 있을 경우에는, 유체 가열 장치(11a)에 공급하는 전력을 최대값(예를 들면 1300W)으로 설정하고, 모터(811)가 회전하고 있을 경우, 예를 들면 세탁중에 세탁물의 온도가 낮을 경우에는, 소정값으로부터 모터(811)의 전력을 차감한 전력을 유체 가열 장치(11a)에 공급하는 전력으로서 설정한다.
또한, 제어부(825)는 적온 제어 기능에 의해 유체 가열 장치(11q)의 하류측에 설치한 서모스탯(thermostat)(도시하지 않음)에 의해 검지되는 수온이 세탁에 최적의 온도로 되도록, 펌프(824)의 유량을 제어한다.
제어부(825)는 펌프(824)의 유량 제어를 실행하여도 설정 온도보다 높은 온도가 출탕될 경우, 유체 가열 장치(11q)에 공급하는 전력을 저감하도록 제어한다.
또, 수온이 5℃의 경우, 세정수에 세제가 용해되기 어렵다. 그러나, 본 실시형태에 있어서는, 급수구(813)로부터 바이패스 경로(815) 및 흡수로(822)를 거쳐서 공급된 세정수를 유체 가열 장치(11a)에 의해 가열함으로써, 세제 투입구(820)에 투입된 세제를 세정수에 용이하게 용해시킬 수 있다.
세제가 용해된 세정수를 사용함으로써 세제가 피세정물(의류) 등에 침투하고, 또한 의류의 생지(生地)를 손상시키는 일없이 세탁을 실행할 수 있다. 또한, 순간적으로 세정수가 가열되므로, 쓸데없이 세정수를 가열할 필요가 없어, 저비용 및 소비 전력의 삭감을 실현할 수 있다.
또한, 유체 가열 장치(11q)를 사용함으로써 세정수가 시스 히터(505)의 외주면을 흐르므로, 시스 히터(505)로부터 방출된 열을 모두 세정수에 공급할 수 있다. 따라서, 효율적으로 시스 히터(505)로부터의 열을 세정수에 공급할 수 있다. 그 결과, 소형화가 가능하고 또한 높은 열교환 효율을 갖는 유체 가열 장치(11q)를 사용한 의류 세정 장치(800)를 실현할 수 있다.
또한, 세제를 용해시키는 이외에도 가열된 세정수는 의류의 오염 또는 유분(油分)을 분해하기 쉽게 하는데도 유효하다. 따라서, 세탁 시간이 짧고, 세탁 성능이 높은 세탁을 실행할 수 있다.
더욱이, 유체 가열 장치(11a)에 의해 가열된 세정수를 세탁조(810)에 공급함으로써, 세탁조(810)내를 가열 소독하여, 살균 또는 제균의 효과를 얻을 수도 있다. 또한, 이 경우, 유체 가열 장치(11a)에 의해 가열된 세정수의 온도는 60℃ 전후여도 좋지만, 사용자의 안전성을 확보하기 위해서, 의류 세정 장치(800)의 커버부가 폐쇄되어 있는 경우에 한정된다.
또한, 유체 가열 장치를 세로 배치의 의류 세정 장치(800)에 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 유체 가열 장치를 다른 방식의 의류 세정 장치에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 유체 가열 장치를 가로 배치 또는 경사 배치의 드럼식 의류 세정 장치에 적용하는 것이 가능하다.
또, 상기 제 1 실시형태 내지 제 6 실시형태에 있어서 유체 가열 장치를 위생 세정 장치 및 의류 세정 장치에 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 유체 가열 장치는, 샤워 또는 식기 세척기 등에도 적용할 수 있다.
상기 제 6 실시형태에 있어서는, 케이스 본체부(600)가 케이스체에 해당하고, 시스 히터(505)가 발열체에 해당하고, 유로(510, 522, 523, 524, 527, 528, 529, 530, 531)가 유로에 해당하고, 스프링(515a 내지 515e)이 나선형 스프링, 난류 발생 기구 및 나선형 부재에 해당하고, 세정수 입구(511)가 유체 입구 및 통형상 유체 입구에 해당하고, 세정수 출구(512)가 유체 출구 및 통형상 유체 출구에 해당하고, 서미스터(518)가 온도 검지기에 해당하고, 제어부(4)가 제어 장치에 해당하고, 감열판(P8)이 감열판에 해당하고, 전열판(P10)이 전열 부재에 해당하고, 트라이액 소자(523)가 발열 전자 부품에 해당하고, 펌프(824)가 공급 장치에 해당한다.

Claims (37)

  1. 케이스체와,
    상기 케이스체에 수용되는 발열체를 구비하며,
    상기 발열체의 외면과 상기 케이스체의 내면 사이에 유로가 형성되고,
    상기 유로의 적어도 일부에 있어서 난류를 발생시키는 난류 발생 기구를 더 구비한
    유체 가열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 난류 발생 기구는 상기 유로내를 유통하는 유체의 속도가 저하하는 부분에 설치된
    유체 가열 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 난류 발생 기구는 상기 유로의 하류측에 설치된
    유체 가열 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 난류 발생 기구는 상기 유로에 단속적으로 설치된
    유체 가열 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 난류 발생 기구는 상기 유로의 상류측에 설치된
    유체 가열 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는 원형 또는 타원형의 단면을 갖는 막대형 형상을 갖는
    유체 가열 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 난류 발생 기구는 상기 발열체의 외주면을 따라 권회된 나선형 부재를 포함한
    유체 가열 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 나선형 부재는 나선형 스프링으로 이루어지는
    유체 가열 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 케이스체는 상기 나선형 부재의 권회 방향과 평행하게 설치된 통형상 유체 입구 및 통형상 유체 출구를 갖는
    유체 가열 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 케이스체는 유체 입구 및 유체 출구를 갖고,
    상기 유체 입구 및 상기 유체 출구의 적어도 한쪽은 상기 발열체의 외주면을 따른 방향으로 유체가 흐르거나 또는 상기 발열체의 외주면을 따른 방향으로부터 유체가 유출하도록 상기 발열체의 중심축으로부터 편심된 위치에 설치되는
    유체 가열 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는 약 1.5kW 이상 약 2.5kW 이하의 최대 발열량을 갖는
    유체 가열 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는 유체의 온도 상승 속도의 최대 구배가 1초당 약 10도 이상의 성능을 갖는
    유체 가열 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는 시스 히터를 포함한
    유체 가열 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 시스 히터는 약 30W/㎠ 이상 50W/㎠ 이하의 최대 와트 밀도를 갖는
    유체 가열 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체는 세라믹 히터를 포함한
    유체 가열 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열체의 온도를 검지하는 온도 검지기와,
    상기 온도 검지기에 의해 검지된 온도에 근거하여 상기 발열체로의 전력 공급을 제어하는 제어 장치를 더 구비한
    유체 가열 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 발열체에 접하도록 설치되는 동시에 상기 케이스체의 외부로 돌출하는 부분을 갖는 감열판을 더 구비하며,
    상기 온도 검지기는 상기 케이스체의 외부에 설치되고, 상기 감열판을 거쳐서 상기 발열체의 온도를 검지하는
    유체 가열 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 발열체는 발열부 및 비발열부를 갖고,
    상기 감열판은 상기 발열체의 비발열부에 접하도록 설치된
    유체 가열 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 케이스체는 상기 유체 입구 및 상기 유체 출구를 갖고,
    상기 감열판은 상기 케이스체의 유체 출구의 근방에서 상기 발열체에 접하도록 설치된
    유체 가열 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 감열판은 상기 발열체에 접합된
    유체 가열 장치
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 감열판은 상기 발열체에 납땜된
    유체 가열 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 감열판은 상기 케이스체내의 유체의 누설을 방지하는 누설 방지 기능을 갖는
    유체 가열 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 감열판은 금속으로 이루어지는
    유체 가열 장치.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 감열판은 동판으로 이루어지는
    유체 가열 장치.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 감열판은 대략 L자형으로 형성된
    유체 가열 장치.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로내의 유체와 접하도록 설치되는 동시에 상기 케이스체의 외부로 돌출하는 부분을 갖는 전열 부재와,
    상기 케이스체의 외부로 돌출하는 상기 전열 부재의 부분에 설치되고, 상기 발열체에 전력을 공급하기 위한 발열 전자 부품을 더 구비하는
    유체 가열 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 케이스체는 상기 유체 입구 및 상기 유체 출구를 갖고,
    상기 전열 부재는 상기 케이스체의 유체 입구의 근방에서 상기 유체에 접하도록 설치된
    유체 가열 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 전열 부재는 상기 케이스체내의 유체의 누설을 방지하는 누설 방지 기능을 갖는
    유체 가열 장치.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 전열 부재는 금속으로 이루어지는
    유체 가열 장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 전열 부재는 동판으로 이루어지는
    유체 가열 장치.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 전열 부재는 대략 L자형으로 형성된
    유체 가열 장치.
  32. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스체는 복수의 케이스체 부분을 포함하고,
    상기 발열체는 상기 복수의 케이스체 부분에 각각 수용되는 복수의 발열체 부분을 포함하며,
    각 케이스체 부분의 내면과 각 발열체 부분의 외면 사이에 각각 유로가 형성되고,
    상기 난류 발생 기구는 상기 복수의 유로의 각각의 적어도 일부에 있어서 난류를 발생시키는 복수의 난류 발생 기구 부분을 더 포함한
    유체 가열 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    복수의 케이스체 부분의 각각은 유체 입구 및 유체 출구를 갖고,
    상기 하나의 케이스체 부분의 유체 출구는 다른 케이스체 부분의 유체 입구와 끼워맞춤 가능하게 형성된
    유체 가열 장치.
  34. 제 32 항에 있어서,
    복수의 케이스체 부분의 각각은 유체 입구 및 유체 출구를 갖고,
    상기 하나의 케이스체 부분의 유체 출구와 상기 다른 케이스체 부분의 유체 입구를 접속하는 접속 부재를 더 구비한
    유체 가열 장치.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 복수의 케이스체 부분은 동일 형상을 갖는
    유체 가열 장치.
  36. 급수원으로부터 공급되는 유체를 인체의 피세정부에 분출하는 세정 장치에 있어서,
    상기 급수원으로부터 공급되는 유체를 유동시키면서 가열하는 유체 가열 장 치와,
    상기 유체 가열 장치에 의해 가열된 유체를 상기 인체에 분출하는 분출 장치를 포함하며,
    상기 유체 가열 장치는, 케이스체와, 상기 케이스체에 수용되는 발열체를 구비하며, 상기 발열체의 외면과 상기 케이스체의 내면 사이에 유로가 형성되고, 상기 유로의 적어도 일부에 있어서 난류를 발생시키는 난류 발생 기구를 더 구비하는
    세정 장치.
  37. 급수원으로부터 공급되는 유체를 이용하여 의류를 세정하는 세정 장치에 있어서,
    세탁조와,
    상기 급수원으로부터 공급되는 유체를 유동시키면서 가열하는 유체 가열 장치와,
    상기 유체 가열 장치에 의해 가열된 유체를 세탁조내에 공급하는 공급 장치를 포함하며,
    상기 유체 가열 장치는, 케이스체와, 상기 케이스체에 수용되는 발열체를 구비하며, 상기 발열체의 외면과 상기 케이스체의 내면 사이에 유로가 형성되고, 상기 유로의 적어도 일부에 있어서 난류를 발생시키는 난류 발생 기구를 더 구비한
    세정 장치.
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