KR20080023362A - 유체 가열 장치 및 이를 구비한 세정 장치 - Google Patents

Abstract

유체 가열 장치는 주로, 예를 들면 동으로 이루어지는 시스를 갖는 동시에 유체(예를 들어, 물)를 가열하는 발열체의 시즈 히터, 상기 시즈 히터를 덮고, 예를 들면 동으로 이루어지는 제 1 케이스 부재, 시즈 히터의 외면과 제 1 케이스 부재의 내면 사이의 공간에 의해 형성되어, 유체가 흐르는 유로, 상기 유로 내에 유체를 넣는 유입구를 갖고, 예를 들면 수지로 이루어지는 제 2 케이스 부재 및 유로 내의 가열된 유체(예를 들어, 온수)를 취출하는 유출구를 갖고, 예를 들면 수지로 이루어지는 제 3 케이스 부재로 구성된다. 제 1 케이스 부재 내에는 상기 유로에 있어서 시즈 히터의 외주를 나선 형상으로 둘러싸도록, 예를 들면 동으로 이루어진 나선 코일이 마련된다.

Description

유체 가열 장치 및 이를 구비한 세정 장치{FLUID HEATING DEVICE AND CLEANING DEVICE WITH THE SAME}

본 발명은 유체를 가열하는 유체 가열 장치 및 이를 구비한 세정 장치에 관한 것이다.

종래부터, 세정수를 가열하는 세정수 가열 장치를 구비한 인체 국부 세정 장치가 사용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

이 인체 국부 세정 장치는 세정수 가열 장치에 의해 가열된 세정수를 인체의 국부에 공급한다. 이하, 특허문헌 1에 기재된 인체 국부 세정 장치에 포함되는 세정수 가열 장치에 대해서 도면을 참조하면서 간단히 설명한다.

도 9는 종래의 인체 국부 세정 장치에 구비될 수 있는 세정수 가열 장치를 도시하는 모식도이다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 세정수 가열 장치는 유입구(101) 및 출수구(102)를 갖는 파이프 형상 케이스(103)를 구비한다.

파이프 형상 케이스(103) 내에는 시즈 히터(Sheath Heater; 105)가 마련되어 있으며, 상기 시즈 히터(105)의 한 쪽에 구비된 플랜지(104)를 나사(106)로 고정함으로써, 파이프 형상 케이스(103) 내에 있어서의 시즈 히터(105)의 위치 결정이 행 하여진다. 또한, 파이프 형상 케이스(103) 내의 시즈 히터(105)의 양 말단 부분에 있어서는 고무 등으로 이루어진 패킹(107)에 의해 밀봉되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 세정수는 유입구(101)로부터 파이프 형상 케이스(103) 내에 유입되고, 시즈 히터(105)의 표면과 파이프 형상 케이스(103)의 내면 사이에 있어서의 유로(108)를 흐르면서 순간적으로 가열되어 온수가 된다. 그리고, 온수는 출수구(102)로부터 토출된다.

또한, 상기 특허문헌 1의 세정수 가열 장치와 같이, 종래부터 국부 세정용수를 가열하는 온수기를 구비한 인체 세정 장치가 이용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).

이 인체 세정 장치는 온수기에 의해 가열된 국부 세정용수(온수)를 인체의 국부에 공급한다. 이하, 특허문헌 2에 기재된 인체 세정 장치에 포함되는 온수기에 대해서 도면을 참조하면서 간단히 설명한다.

도 10은 종래의 인체 세정 장치에 구비되는 온수기를 도시하는 모식도이다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 온수기는 원통형의 기재 파이프(1) 및 외통(2)으로 이루어지는 2중 관 구조를 갖는다.

기재 파이프(1)의 외면의 일부에는 발열체(3)가 마련되어 있다. 또한, 기재 파이프(1)의 내부 구멍(4)에는 나선 코어(5)가 삽입되도록 마련되어 있다.

상기와 같은 구성에 있어서, 온수기 내에 공급되는 물은 기재 파이프(1)의 내부 구멍(4)에 유입되고, 나선 코어(5)에 마련된 복수의 나사산(6)을 따라 흐른다.

이에 따라, 발열체(3)에 의해 상기 물에 대해 열교환이 행하여져 상기 물이 온수가 된다. 온수는 인체의 국부를 향해서 분출된다. 이로써, 인체의 국부가 세정된다.

이렇게, 온수기 내에 공급되는 상기 물이 나선 코어(5)의 복수의 나사산(6)을 따라 나선 형상으로 흐름에 따라 상기 물의 유로 단면적이 작아지기 때문에, 물의 유속이 상승한다. 이로써, 물의 흐름이 난류화되기 때문에, 상기 물에 포함되는 칼슘 성분 등의 스케일이 발열체(3)에 부착되는 양을 저감할 수 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제 2001-336203 호 공보

특허문헌 2: 일본 특허 공개 제 2001-279786 호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 순간식 세정수 가열 장치는 일반적으로, 저탕식 인체 국부 세정 장치에 사용되는 히터에 비해 소비 전력이 높고, 또한 세정수의 가열시에 있어서의 세정수 가열 장치의 온도는 상기 히터에 비해 고온이 된다.

그리고, 세정수가 흐르는 유로(108)를 형성하는 파이프 형상 케이스(103)와 시즈 히터(105)와의 간격이 작다.

이러한 구성에 있어서, 예를 들어 시즈 히터(105)의 통전을 제어하는 제어 장치 또는 세정수의 유무(흐름)를 검출하는 센서 등이 고장나고, 또한, 파이프 형상 케이스(103) 내부를 흐르는 세정수가 없을 경우에, 시즈 히터(105)에 연속적으로 전류가 통전되는 것과 같은 사태가 일어날 가능성이 있다. 이러한 경우, 파이프 형상 케이스(103)가 수지에 의해 형성되어 있으면, 파이프 형상 케이스(103)가 시즈 히터(105)의 열부하에 의해 연소 및 발연할 위험성이 있다.

한편, 파이프 형상 케이스(103)를 금속으로 형성하는 경우에는 상기와 같은 위험성이 비교적 적어 안전성은 높지만, 파이프 형상 케이스(103)에 유입구(101) 및 출수구(102)를 형성하기 위해서, 예를 들면 브레이징(brazing) 또는 복잡한 파이프 가공 기술이 필요하게 되어, 양산에 적합하지 않다.

또한, 상기 특허문헌 2에 기재된 인체 세정 장치의 온수기에 있어서는 나선 코어(5)의 각 나사산(6)과 기재 파이프(1)의 내면이 근접하고 있기 때문에, 나사산(6)과 기재 파이프(1) 사이에 전위차가 있을 경우에는 기재 파이프(1)에 이종(異種) 금속 접촉 부식 또는 간극 부식이 발생한다. 그 결과, 기재 파이프(1)에 구멍이 생기고, 세정수가 상기 구멍으로 누수되는 사태가 발생한다.

본 발명의 목적은 안전성이 확보된 유체 가열 장치 및 이를 구비한 세정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 안전성이 확보되는 동시에 가공성이 향상된 유체 가열 장치 및 이를 구비한 세정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 안전성이 확보되는 동시에 유체의 외부로의 누설이 방지되는 유체 가열 장치 및 이를 구비한 세정 장치를 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

(1) 본 발명의 일 실시형태에 따른 유체 열 장치는 발열부 및 비발열부를 갖는 발열체와, 발열체를 수용하고, 유체의 유입구 및 유체의 유출구를 갖는 케이스를 구비하고, 발열체와 케이스 사이의 공간에 유로가 형성되며, 케이스는 발열부를 둘러싸는 제 1 구조체와, 비발열부를 둘러싸는 제 2 구조체를 갖고, 제 1 구조체는 내열 재료로 이루어지는 것이다.

상기 유체 가열 장치에 있어서는 발열부 및 비발열부를 갖는 발열체는 케이스 내에 수용된다. 유체는 케이스의 유입구로부터 도입되고, 발열체와 케이스 사이의 공간에 형성된 유로를 흐름에 따라, 발열체의 발열부에 의해 가열된다. 그리고, 발열체의 발열부에 의해 가열된 유체는 케이스의 유출구로부터 유출된다.

케이스는 발열부를 둘러싸는 제 1 구조체와 비발열부를 둘러싸는 제 2 구조체를 갖는다. 여기에서, 제 1 구조체가 내열 재료로 이루어지는 것에 의해, 발열부를 둘러싸는 것에 의한 열부하를 받기 곤란해진다. 이로써, 발열체의 외면과 케이스의 내면의 간격이 작을 경우라도, 케이스가 상기 열부하에 의해 연소 및 발연하는 것이 방지된다. 따라서, 안전성이 확보된다.

또한, 발열체의 외주에 유로를 형성함으로써, 상기 발열체의 열은 유로를 흐르는 유체에 흡수된다. 이에 따라, 케이스의 외부에 발열체의 열 절연을 위한 열 단층을 마련할 필요가 없다. 이로써, 유체 가열 장치를 소형화할 수 있다.

또한, 발열체를, 유로를 흐르는 유체로 덮음에 따라, 발열체의 열이 외부로 빠져나가는 것이 방지된다. 따라서, 열교환 효율을 향상할 수 있다.

(2) 제 1 구조체는 유로를 거쳐서 발열부를 둘러싸고, 제 2 구조체는 비발열부를 유지해도 좋다.

이 경우, 발열부가 유로를 거쳐서 제 1 구조체에 의해 둘러싸이더라도, 제 1 구조체가 내열 재료로 이루어지므로 안전성이 확보된다. 또한, 열부하가 없는 또는 적은 비발열부가 제 2 구조체에 의해 유지되므로, 제 2 구조체가 열부하를 받는 것을 회피할 수 있다.

(3) 제 1 구조체는 금속 또는 세라믹스로 이루어져도 좋다. 이 경우, 제 1 구조체는 금속 또는 세라믹스로 이루어지는 것에 의해, 발열부로부터의 열부하를 받지 않는다. 이에 따라, 제 1 구조체가 연소 및 발연하는 것이 방지되어, 안전성이 확보된다.

(4) 제 2 구조체는 수지로 이루어져도 좋다. 제 2 구조체는 비발열부를 유지하므로, 상기 제 2 구조체가 수지로 이루어져도 안전성이 확보된다.

(5) 유체 가열 장치는 제 1 구조체와 제 2 구조체 사이를 밀봉하는 내열성 밀봉재를 더 구비해도 좋다.

이 경우, 제 1 구조체로부터의 열에 의해 내열성 시일이 연소 및 발연하는 것이 방지된다. 이에 따라, 제 1 구조체와 제 2 구조체가 내열성 시일에 의해 충분히 밀봉된다. 따라서, 케이스 내에서 유체가 외부로 누설되는 것이 방지된다.

(6) 유체 가열 장치는 제 1 구조체와 제 2 구조체 사이를 밀봉하는 단열성 밀봉재를 더 구비해도 좋다.

이 경우, 제 1 구조체로부터의 열에 의해 단열성 밀봉이 연소 및 발연하는 것이 방지된다. 이에 따라, 제 1 구조체와 제 2 구조체가 단열성 밀봉에 의해 확실하게 밀봉된다. 따라서, 케이스 내에서 유체가 외부로 누설되는 것이 방지된다.

(7) 유입구 및 유출구는 제 2 구조체에 마련되어도 좋다. 이 경우, 제 2 구조체는 수지로 이루어지므로, 유입구 및 유출구의 가공성이 향상된다.

(8) 발열체와 케이스 사이에 전위차가 없는 것이 바람직하다. 이 경우, 발열체 및 케이스에 있어서 전위차에 의한 이종 금속 접촉 부식 또는 간극 부식이 발생하는 것이 방지된다. 이에 따라, 안전성이 확보되어, 유체의 외부로의 누설이 일어나지 않는다.

(9) 유체 가열 장치는 유로의 적어도 일부에 유체의 유속을 변화시키는 유속 변환 기구를 더 구비해도 좋다.

이 경우, 유로를 흐르는 유체의 유속이 유속 변환 기구에 의해 변화됨에 따라, 유체에 포함되는 스케일의 성분이 하류측으로 흘러 내려가고, 발열체의 표면에 부착되는 것이 경감된다. 이에 따라, 발열체의 수명을 연장할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이, 유체에 포함되는 스케일의 성분은 하류측으로 흘려질 때까지의 과정에 있어서 유속의 변화에 의해 작게 분쇄된다. 이에 따라, 스케일의 성분이 하류측에 가득차는 것이 방지된다.

또한, 유체의 유속을 유속 변환 기구에 의해 변화시킴으로써, 유체 내의 거품의 발생을 저감할 수 있다. 이에 따라, 스케일의 성분의 석출이 억제된다.

또한, 유체의 유속을 유속 변환 기구에 의해 변화시킴으로써, 유속이 변화된 유체가 접촉하는 발열부의 표면 온도를 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 발열부의 온도가 상승함에 의한 비등음의 발생을 방지할 수 있다.

(10) 유속 변환 기구와 발열체 사이에 전위차가 없는 것이 바람직하다. 이에 따라, 유속 변환 기구 및 발열체에 이종 금속 접촉 부식 또는 간극 부식이 발생하는 것이 방지된다. 이로써, 발열체의 절연 열화를 방지할 수 있다.

(11) 유속 변환 기구는 발열체의 전위보다 낮은 전위를 가져도 좋다. 이 경우, 전위가 낮은 유속 변환 기구에 부식이 생긴다. 이로써, 발열체에는 부식이 생기지 않고, 발열체의 절연 열화를 방지할 수 있다.

(12) 유속 변환 기구와 케이스 사이에 전위차가 없는 것이 바람직하다. 이 경우, 유속 변환 기구 및 케이스에 있어서 전위차에 의한 이종 금속 접촉 부식 또는 간극 부식이 발생하는 것이 방지된다. 이에 따라, 안전성이 확보되고 유체의 외부로의 누설이 일어나지 않는다.

(13) 유속 변환 기구는 케이스보다 낮은 전위를 가져도 좋다. 이 경우, 전위가 낮은 유속 변환 기구에 부식이 생긴다. 이로써, 케이스에는 부식이 생기지 않는다. 따라서, 케이스 내로부터 유체가 외부로 누설되는 것이 방지된다.

(14) 유체 가열 장치는 유체가 유입구로부터 유출구까지 흐르는 사이에 발열체에 의해 소정의 온도로 가열되도록 발열체에 전력을 공급하는 전력 공급 장치를 더 구비해도 좋다.

이 경우, 유체가 유입구로부터 유출구까지 흐르는 사이에 발열체에 의해 소정의 온도로 가열되도록 전력 공급 장치에 의해 발열체에 전력이 공급된다. 이에 따라, 유체가 유입구로부터 유출구까지 흐르는 짧은 시간에 발열체에 의해 소정의 온도로 가열된다.

이러한 구성에 의해, 순간식의 유체 가열 장치를 실현할 수 있다. 따라서, 필요할 때에 필요한 양의 유체를, 에너지 손실을 적게 하면서 순간적으로 가열할 수 있다.

또한, 순간식의 유체 가열 장치는 큰 전력을 필요로 하기 때문에, 발열체의 절연 저항이 필요하게 된다. 이러한 경우라도, 전술한 바와 같이, 부식에 의한 발열체의 절연 저항이 열화하는 것을 방지할 수 있으므로 안전성을 확보할 수 있다.

(15) 본 발명의 다른 실시형태에 따른 세정 장치는 급수원으로부터 공급되는 유체를 인체의 피세정부에 분출하는 세정 장치로서, 급수원으로부터 공급되는 유체를 가열하는 유체 가열 장치와, 유체 가열 장치에 의해 가열된 유체를 인체에 분출하는 분출 장치를 구비하고, 유체 가열 장치는 발열부 및 비발열부를 갖는 발열체와, 발열체를 수용하고, 유체의 유입구 및 유체의 유출구를 갖는 케이스를 구비하고, 발열체와 케이스 사이의 공간에 유로가 형성되며, 케이스는 발열부를 둘러싸는 제 1 구조체와, 비발열부를 둘러싸는 제 2 구조체를 갖고, 제 1 구조체는 내열 재료로 이루어지는 것이다.

상기 세정 장치에 있어서는 급수원으로부터 공급되는 유체가 유체 가열 장치에 의해 가열되고, 가열된 유체가 분출 장치에 의해 인체에 분출된다. 이에 따라, 인체의 피세정부가 세정된다.

이 세정 장치에 사용되는 유체 가열 장치에 있어서는 안전성이 확보되는 동시에, 소형화가 가능하고 또한 열교환 효율이 향상된다. 따라서, 세정 장치에 있어서 장기간 안정된 열교환을 실행할 수 있는 동시에 세정 장치의 소형화가 가능해진다.

(16) 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 세정 장치는 급수원으로부터 공급되는 유체를 이용하여 세정 대상을 세정하는 세정 장치로서, 세정 대상을 수용하는 세정조와, 급수원으로부터 공급되는 유체를 가열하는 유체 가열 장치와, 유체 가열 장치에 의해 가열된 유체를 세정조 내에 공급하는 공급 장치를 구비하고, 유체 가열 장치는 발열부 및 비발열부를 갖는 발열체와, 발열체를 수용하고, 유체의 유입구 및 유체의 유출구를 갖는 케이스를 구비하며, 발열체와 케이스 사이의 공간에 유로가 형성되고, 케이스는 발열부를 둘러싸는 제 1 구조체와, 비발열부를 둘러싸는 제 2 구조체를 갖고, 제 1 구조체는 내열 재료로 이루어지는 것이다.

이 세정 장치에 있어서는 급수원으로부터 공급되는 유체가 유체 가열 장치에 의해 가열되고, 가열된 유체가 공급 장치에 의해 세정조 내에 공급된다. 이에 따라, 세정조 내의 세정 대상이 세정된다.

이 세정 장치에 사용되는 유체 가열 장치에 있어서는 안전성이 확보되는 동시에 소형화가 가능하고 또한 열교환 효율이 향상된다. 따라서, 세정 장치에 있어서 장기간 안정된 열교환을 실행할 수 있는 동시에 세정 장치의 소형화가 가능해진다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 유체 가열 장치 및 세정 장치의 안전성이 확보된다. 또한, 유체 가열 장치의 가공성이 향상된다. 또한, 유체 가열 장치의 케이스 내에서 외부로의 유체의 누설이 방지된다.

도 1은 제 1 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 도시하는 단면도,

도 2는 도 1의 유체 가열 장치의 A-A선 단면도,

도 3은 유체의 유속이 낮을 경우의 유체 가열 장치 내에서의 유속 분포를 도시하는 모식도,

도 4는 유체의 유속이 높을 경우의 유체 가열 장치 내에서의 유속 분포를 도시하는 모식도,

도 5는 제 2 실시형태에 따른 위생 세정 장치의 모식적 단면도,

도 6은 제 3 실시형태에 따른 의류 세정 장치(세탁기)의 모식적 단면도,

도 7은 도 6의 의류 세정 장치의 B-B선 단면도,

도 8은 제 4 실시형태에 따른 식기 세정 장치의 모식적 단면도,

도 9는 종래의 인체 국부 세정 장치에 구비되는 세정수 가열 장치를 도시하는 모식도,

도 10은 종래의 인체 세정 장치에 구비되는 온수기를 도시하는 모식도.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 유체 가열 장치 및 이를 구비한 세정 장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

(1) 제 1 실시형태

도 1은 제 1 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 도시하는 단면도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 유체 가열 장치(54)는 주로, 유체(예를 들어, 물)를 가열하는 발열체인 시즈 히터(7), 예를 들면 금속(본 실시형태에서는 동) 또는 세라믹스로 이루어지는 케이스 부재(8), 예를 들면 수지로 이루어지는 케이스 부재(11) 및 예를 들어, 수지로 이루어지는 케이스 부재(13)로 구성된다.

케이스 부재(8)는 시즈 히터(7)의 주위를 둘러싸도록 마련되어 있다. 시즈 히터(7)의 외면과 케이스 부재(8)의 내면 사이에 있어서의 공간에 의해 형성되어 유체가 흐르는 유로(9)가 형성되어 있다. 케이스 부재(11)는 유로(9) 내에 유체를 넣는 유입구(10)를 갖는다. 케이스 부재(13)는 유로(9) 내의 가열된 유체(예를 들어, 온수)를 취출하는 유출구(12)를 갖는다. 케이스 부재(8), 케이스 부재(11) 및 케이스 부재(13)가 케이스(100)를 구성한다.

케이스 부재(8)와 케이스 부재(11)는 밀봉을 위한 O링(14)을 거쳐서 접속되며, 케이스 부재(8)와 케이스 부재(13)는 마찬가지로 밀봉을 위한 O링(15)을 거쳐서 접속된다.

또한, 시즈 히터(7)와 케이스 부재(11)는 밀봉을 위한 O링(16)을 거쳐서 접속되고, 시즈 히터(7)와 케이스 부재(13)는 밀봉을 위한 O링(17)을 거쳐서 접속된다.

케이스 부재(8) 내에는 유로(9)에 있어서 시즈 히터(7)의 외주를 나선 형상으로 둘러싸도록 예를 들면, 동으로 이루어지는 나선 코일(18)이 마련된다.

여기에서, 케이스 부재(11)에는 나선 코일 고정홈(40)이 마련되어 있다. 이 나선 코일 고정홈(40)에 나선 코일(18)의 한쪽의 단부를 끼워넣은 후, 케이스 부재(11)에 케이스 부재(8)를 삽입하여 조립함으로써, 나선 코일(18)은 유지된다. 이러한 구성에 의해, 유로(9) 내에 있어서 나선 코일(18)의 발지 및 회전 방지가 확실하게 행하여진다.

또한, 유체 가열 장치(54)를 소정의 위치에 고정하기 위해서, 케이스 부재(11) 및 케이스 부재(13)에는 각각 본체 부착부(41) 및 본체 부착부(42)가 구비되어 있다.

시즈 히터(7)는 원형의 단면을 갖는 막대 형상으로 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는 시즈 히터(7)에 열전도성이 뛰어난 동관으로 이루어진 시스(sheath; 19)를 사용하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 유체의 종류에 따라 내식성이 높은 스테인리스 등으로 이루어진 시스를 이용하여도 좋다.

시즈 히터(7)는 시스(19) 내에 마련된 발열부(20)와, 시스(19) 내의 각 단부에 마련된 비발열부(27, 28)(도 1의 망 걸이 부분)를 구비한다. 발열부(20)는 니켈-크롬 등으로 이루어진 히터 선에 의해 구성된다.

비발열부(27, 28)는 그 내부에 각각 통전 단자(21, 22)를 갖는다. 이들 통전 단자(21, 22)는 전기 저항이 작기 때문에, 전류가 통전하더라도 거의 발열하지 않는다. 발열부(20)와 통전 단자(21, 22)는 각각 전기적으로 접속되어 있다.

발열부(20)의 주위에는 절연체의 산화 마그네슘 분말이 고밀도로 충전되어 있으며, 발열부(20)의 열은 이 산화 마그네슘을 거쳐서 시스(19)에 전도된다. 이러한 구성에 의해, 시스(19)의 표면을 흐르는 유체가 가열된다.

O링(14, 15, 16, 17)은 케이스 부재(11, 8, 13) 내를 흐르는 유체가 외부로 누설되는 것을 막기 위한 밀봉재로서의 역할을 갖는다.

유체의 유입구(10) 측에 있어서는 O링(14)은 예를 들면, 플랜징(flanging) 가공에 의해 얻어진 동관으로 이루어진 케이스 부재(8)와 케이스 부재(11) 사이에 끼워 넣어진다. 이 상태에서, 누름판(23)을 나사 등에 의해 케이스 부재(11)에 고정함으로써, O링(14)을 거쳐 케이스 부재(8)와 케이스 부재(11)의 밀착성을 향상한다. 이러한 구성에 의해, 케이스 부재(8, 11) 내부로부터 유체가 외부로 누설되는 것이 방지된다.

또한, O링(16)은 시스(19)와 케이스 부재(11) 사이에 끼워 넣어진다. 이 상태에서, 누름판(24)을 나사 등에 의해 케이스 부재(11)에 고정함으로써, O링(16) 을 거쳐서 시스(19)와 케이스 부재(11)의 밀착성을 향상한다. 이러한 구성에 의해, 케이스 부재(11) 내부로부터 유체가 외부로 누설되는 것이 방지된다.

한편, 유체의 유출구(12) 측에 있어서는 O링(15)은 케이스 부재(8)와 케이스 부재(13) 사이에 끼워 넣어진다. 이 상태에서, 누름판(25)을 나사 등에 의해 케이스 부재(13)에 고정함으로써, O링(15)을 거쳐서 케이스 부재(8)와 케이스 부재(11)의 밀착성을 향상한다. 이러한 구성에 의해, 케이스 부재(8, 13) 내부로부터 유체가 외부로 누설되는 것이 방지된다.

또한, O링(17)은 시스(19)와 케이스 부재(13) 사이에 끼워 넣어진다. 이 상태에서, 누름판(26)을 나사 등에 의해 케이스 부재(13)에 고정함으로써, O링(17)을 거쳐서 시스(19)와 케이스 부재(13)의 밀착성을 향상한다. 이러한 구성에 의해, 케이스 부재(13) 내부로부터 유체가 외부로 누설되는 것이 방지된다.

또한, O링(16, 17)은 케이스 부재(11, 8, 13) 내부로부터 유체가 외부로 누설되는 것을 방지하는 역할 이외에, 시즈 히터(7)를 유지하는 역할도 갖는다.

즉, O링(16)은 누름판(23)과 케이스 부재(11)에 의해 끼워짐에 따라, 시즈 히터(7)의 한쪽의 단부에 있어서의 비발열부(27)의 외주에 접촉한다. 한편, O링(17)은 누름판(26)과 케이스 부재(13)에 의해 끼워짐에 따라, 시즈 히터(7)의 다른쪽의 단부에 있어서의 비발열부(28)의 외주에 접촉한다. 이상에 의해, 시즈 히터(7)가 케이스 부재(11, 8, 13) 내에 유지된다.

유체 가열 장치(54)에는 시즈 히터(7)를 제어하는 전력 제어 소자이자 발열 전자 부품인 트라이액(triac; 30)이 마련되어 있다.

여기에서, 케이스 부재(8)의 외주의 일부에 밀착하여 따르도록, 동판을 굽힘 가공하여 얻은 열전달판(29)이 나사 등에 의해 고정되어 있다. 그리고, 열전도가 충분히 가능해지도록 열전달판(29)에 트라이액(30)이 나사 등에 의해 강하게 고정된다.

또한, 열전달판(29)과 케이스 부재(8)의 일부의 외주에 충분히 접하도록, 이상 온도 과열시에 시즈 히터(7)로의 통전을 차단하는 온도 과승 방지 수단인 온도 퓨즈(31)가, 열전달판(29)과 케이스 부재(8)의 일부의 외주 사이에 마련된다. 또한, 온도 퓨즈(31)의 한쪽의 접속부는 도선에 의해 통전 단자(21)에 전기적으로 접속되고, 온도 퓨즈(31)의 다른쪽의 접속부는 도선에 의해 트라이액(30)의 한쪽의 접속부에 전기적으로 접속된다.

케이스 부재(13)의 유출구(12)에는 유체의 온도를 검출하는 서미스터(32)가 부착되어 있다. 또한, 유체 가열 장치(54)에는 상기 유체 가열 장치(54)의 각 구성부를 제어하는 제어기(33)가 마련되어 있다. 트라이액(30)의 다른쪽의 접속부는 도선에 의해 제어기(33)에 전기적으로 접속되어 있다. 서미스터(32)는 도선에 의 해 제어기(33)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 서미스터(32) 또는 제어기(33)에 전기적인 고장이 생겼을 경우에 있어서도, 유체의 온도가 과잉으로 고온이 되는 것을 방지할 수 있도록, 온도 스위치의 서모스탯(34)이 케이스 부재(13)의 유출구(12) 부근에 마련되어 있다.

서모스탯(34)의 한쪽의 접속부는 도선에 의해 제어기(33)에 전기적으로 접속되고, 서모스탯(34)의 다른쪽의 접속부는 도선에 의해 통전 단자(22)에 전기적으로 접속되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 서미스터(32) 또는 제어기(33)에 전기적인 고장이 생겼을 경우에는 소정 온도에서 통전 단자(22)로의 전력 공급을 정지하도록, 서모스탯(34)에 있어서 전기 접점이 기계적으로 변경된다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 유체 가열 장치(54)의 동작 및 작용에 대하여 설명한다.

최초로, 입구(10)로부터 유체가 유입하면, 제어기(33)는 트라이액(30)을 거쳐서 시즈 히터(7)로의 통전을 시작한다.

그 후, 시즈 히터(7)와 케이스 부재(8) 사이에 형성된 유로(9)를 흐르는 유체와 시즈 히터(7) 사이에서 열교환이 행하여지고, 소정 온도로 가열된 유체가 유출구(12)로부터 유출된다.

가열된 유체가 유출구(12)로부터 유출될 때에, 유출구(12)로부터 유출되는 유체의 온도가 서미스터(32)에 검출된다. 서미스터(32)에 의해 검출된 온도는 검출 신호로서 제어기(33)에 주어진다.

제어기(33)는 서미스터(32)로부터의 검출 신호에 근거해서 트라이액(30)을 거쳐서 시즈 히터(7)로의 전력 공급을 제어하는 것에 의해, 유출구(12)로부터 유출되는 유체의 온도가 소정의 온도가 되도록 한다.

이렇게, 트라이액(30)에 의해 시즈 히터(7)의 전력을 제어할 때, 트라이액(30)도 발열한다. 따라서, 발열에 의한 파손을 방지하기 위해서, 트라이액(30)을 냉각할 필요가 있다.

거기에서, 본 실시형태에서는 전술한 바와 같이, 열전달판(29)에 트라이액(30)이 나사 등에 의해 강하게 고정됨으로써, 트라이액(30)의 열은 열전달판(29)에 전도된다. 열전도판(29)에 전도된 열은 케이스 부재(8)를 거쳐서 상기 케이스 부재(8) 내를 흐르는 유체로 방출된다.

또한, 케이스 부재(13)의 유출구(12) 부근에 서모스탯(34)이 마련되어 있어, 어떠한 이상으로 서미스터(32) 또는 제어기(33)에 전기적인 고장이 생겼을 경우에 있어서도, 가열된 유체의 온도가 소정 온도를 넘으면, 시즈 히터(7)로의 통전이 차단된다. 이에 따라, 유체의 온도가 과잉으로 고온이 되는 것이 방지된다.

또한, 케이스 부재(8)와 열전달판(29) 사이에 온도 퓨즈(31)가 끼워지도록 마련됨으로써, 서미스터(32) 또는 제어기(33)가 고장나고, 또한 서모스탯(34)도 고장 났을 경우에 있어서도, 가열된 유체의 온도가 소정 온도를 넘으면, 온도 퓨즈(31)에 의해 통전 단자(21)를 거쳐 시즈 히터(7)로의 통전이 차단된다.

여기에서, 케이스 부재(11, 8, 13) 내에 유체가 없을 경우(유체 없이 열을 가하는 경우)에는 시즈 히터(7)의 열이 유체에 의해 흡수되지 않기 때문에, 이 상 태에서 시즈 히터(7)의 발열부(20)로의 통전이 계속되면, 상기 발열부(20) 및 시스(19)의 온도의 상승이 현저하게 가속된다. 상기의 상태에서, 발열부(20)로의 통전이 더 계속되면, 발열부(20)의 온도는 유체(예를 들어, 물)의 비등 온도인 100℃를 넘어, 발열부(20)는 적열 상태로도 될 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 전술한 바와 같이, 시즈 히터(7)의 발열부(20)에 대향하는 부분을 내열 재료로 이루어진 케이스 부재(8)로 구성함으로써, 상기와 같은 유체 없이 열을 가하는 경우에 있어서 가장 고온으로 되는 발열부(20) 및 시즈 히터(7)로부터의 복사열이 케이스 부재(8)의 내주면을 가열한다.

케이스 부재(8)의 내주면의 열은 상기 케이스 부재(8)의 외주면에 밀착되어 마련되어 있는 온도 퓨즈(31) 및 열전달판(29)에 전도된다. 그리고, 안전성이 고려된 온도에서 온도 퓨즈(31)가 녹아 끊어지고, 시즈 히터(7)로의 통전이 차단된다.

여기에서, 케이스 부재(8)가 수지로 이루어지는 경우에 유체 없이 열을 가하면, 시즈 히터(7)의 고온의 복사열에 의해 케이스 부재(8)로부터 발연할 가능성이 있다. 또한, 수지는 열전도율이 낮기 때문에, 시즈 히터(7)가 고온임에도 불구하고, 온도 퓨즈(31)는 녹아 끊어지지 않는다. 또한, 시즈 히터(7)로의 통전이 계속되었을 경우, 케이스 부재(8)의 용해에 의해 상기 케이스 부재(8)에 구멍이 생기는 경우도 있다.

본 실시형태에 있어서는 상술한 바와 같이, 구조체를 케이스 부재(11, 8, 13)의 복수의 재료에 의해 구성하고 있다. 그리고, 열부하를 받는 케이스 부재(8) 는 높은 내열성을 갖는 금속(본 실시형태에서는 동)으로 구성하고, 열부하를 그다지 받지 않는 케이스 부재(11, 13)는 수지로 구성한다. 이렇게, 열부하를 고려하여, 구성하는 재료의 선택성을 마련함으로써, 열적인 안전성 및 가공성을 함께 향상시킬 수 있다.

또한, 발열부(20)에 대향하는 영역의 시스(19)의 온도보다도, 비발열부(27, 28)에 대향하는 영역의 시스(19)의 온도는 낮다. 따라서, 비발열부(27, 28)를 각각 유지하기 위해서 케이스 부재(11, 13)를 사용하였을 경우라도, 상기 케이스 부재(11, 13)의 온도가 수지의 내열 온도를 넘는 일은 없다. 이로써, 케이스 부재(11, 13)가 연소 및 발연하는 것이 방지된다.

또한, 본 실시형태에 있어서, O링(14, 15)은 예를 들면, 불소 고무로 이루어지고, 그 내열 온도는 약 200℃이다. 불소 고무는 니트릴 고무 또는 에틸렌프로필렌 고무의 내열 온도(약 100℃)의 약 2배의 내열 온도를 갖는다.

이렇게, O링(14, 15)을, 약 200℃의 내열 온도를 갖는 내열 밀봉재에 의해 구성함으로써, 케이스 부재(8)가 고온이 되었을 경우라도, 밀봉성을 확실하게 유지할 수 있고, 유체의 외부 누설을 확실하게 방지할 수 있다.

마찬가지로, O링(16, 17)도, 각각 불소 고무로 구성되어 있으므로, 유체 없이 열을 가하는 경우에 있어서 온도 퓨즈(31)가 녹아 끊어질 때까지, 시스(19)의 양단부에 있어서의 고온의 열이 O링(16, 17)에 전도했을 경우라도, 밀봉성을 확실하게 유지할 수 있고, 유체의 외부 누설을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, O링(14, 15, 16, 17)은 금속에 비해 열전도율이 작고, 뛰어난 단열성 을 구비한 단열재로서의 기능도 갖는다.

즉, 시스(19) 및 케이스 부재(8)가 고온이 되었을 경우라도, 상기 시스(19) 및 케이스 부재(8)로부터 케이스 부재(11, 13)로의 열전도를 억제할 수 있다. 그 결과, 케이스 부재(11, 13)가 고온으로 되는 것에 의해 연화 또는 눌러붙음 등의 손상이 발생하는 것이 방지된다. 이에 따라, 밀봉성을 확실하게 유지할 수 있고, 유체의 외부 누설을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 온도 변화에 의해 시즈 히터(7)가 축방향 및 직경방향으로 팽창 및 수축한 경우라도, O링(16, 17)의 탄성 변형에 의해, 상기 팽창 및 수축이 흡수되는 동시에 밀봉성이 확실하게 유지된다.

특히, 온도 변화에 의한 시즈 히터(7)의 축방향의 팽창 및 수축이 클 경우에 있어서도, 시즈 히터(7)가 O링(16, 17)에 의해 축방향으로 접동 가능하게 유지되므로, 시즈 히터(7) 및 케이스 부재(11, 13)에 인장 응력 및 압축 응력은 발생하지 않는다. 이로써, 온도 변화에 의한 시즈 히터(7)의 팽창 및 수축의 계속적인 반복에 대해 뛰어난 내구 신뢰성이 확보된다.

또한, 본 실시형태에서는 시즈 히터(7)가 O링(16, 17)에 의해 축방향으로 접동 가능하게 유지된 상기 구성에 있어서, 시즈 히터(7)가 팽창 및 수축을 반복함으로써 축방향으로 어긋나는 것을 방지하기 위해서, 누름판(23, 26)의 일부를 각각 U자형으로 만곡하여 스톱퍼(35, 36)가 형성되어 있다.

이러한 구성에 의해, 시즈 히터(7)가 축방향으로 어긋나더라도, 스톱퍼(35, 36)에 접촉함으로써, 상기 시즈 히터(7)는 크게 어긋나지 않는다. 이에 따라, 시 즈 히터(7)가 빠지는 것이 방지되는 동시에, 시즈 히터(7) 및 케이스 부재(11, 13)에 있어서 기계적 응력도 발생하지 않는다.

여기에서, 시즈 히터(7)의 양단에 플랜지를 브레이징함으로써, 상기 시즈 히터(7)를 케이스 부재(11, 13)에 고정할 경우에는 시즈 히터(7)의 팽창 및 수축에 의한 치수 변화가 탄력적으로 흡수되지 않고, 브레이징된 영역 등에 기계적 응력이 반복하여 작용하여, 균열이 발생할 가능성이 있다.

그러나, 본 실시형태와 같이, 시즈 히터(7)가 O링(16, 17)에 의해 축방향으로 접동 가능하게 유지된 구성인 경우, 균열의 발생의 방지 효과와 케이스 부재(11, 13)로의 열전도의 억제 효과가 있다.

또한, 케이스 부재(11, 13)를 수지로 구성함으로써, 상기 케이스 부재(11, 13)가 복잡한 형상을 가질 경우라도, 사출 성형 등의 성형 가공법에 의해 상기 케이스 부재(11, 13)를 용이하게 형성할 수 있다.

그리고, 케이스 부재(11, 13)에 각각 유입구(10) 및 유출구(12)를 용이하게 마련할 수 있고, 또한, 서미스터(32) 및 서모스탯(34)을 케이스 부재(13)에 일체적으로 마련할 수 있다. 이로써, 유체 가열 장치(54)를 컴팩트화 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 케이스 부재(11, 13)를 수지로 구성함으로써, 이하에 도시하는 효과도 얻게 된다.

도 2는 도 1의 유체 가열 장치(54)의 A-A선 단면도이다. 또한, 이하에서는 케이스 부재(11)의 구성 및 그 작용 효과에 대해서 설명하지만, 케이스 부재(13)에 있어서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 시즈 히터(7) 또는 케이스 부재(8)의 축심으로부터 편심시켜 유입구(10)가 마련된다. 이에 따라, 유체가 시즈 히터(7)[시스(19)]의 표면을 선회하면서 흐른다. 이로써, 스케일의 성분이 시즈 히터(7) 및 케이스 부재(8)에 부착되는 것이 방지된다.

이렇게, 스케일의 성분의 부착을 방지하기 위해서, 케이스 부재(11)를 복잡한 형상으로 형성할 필요가 있을 경우라도, 수지를 사용하는 것에 의해 케이스 부재(11)를 원하는 형상으로 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 수지를 사용하는 것에 의해, 유입구(10)의 유로 단면적이 매끄럽게 변화되도록 형성할 수도 있다. 이에 따라, 압력 손실이 저감된다.

또한, 나선 코일 고정홈(40) 및 본체 부착부(41)와 같은 세부의 구성도 수지를 사용하면 형성하기 쉽다. 특히, 나선 코일 고정홈(40) 및 본체 부착부(41)는 설치 상황에 맞게 형상을 변경할 경우도 있고, 설치 상황에 따른 정밀한 형상이 수지에 의해 용이하게 가공된다.

여기에서, 나선 코일(18)이 존재하지 않을 경우에는 케이스 부재(8)의 내주면과 시즈 히터(7)의 외주면 사이에 원통형 유로(도넛형 유로)가 형성된다. 이 경우, 케이스 부재(8) 내에 유입된 유체는 원통형 유로를 시즈 히터(7)의 축방향에 따라 흐른다.

본 실시형태에 있어서는 나선 형상의 유로(9)의 유로 단면적(선회류의 방향에 수직한 단면의 면적)은 원통형 유로의 유로 단면적[시즈 히터(7)의 축방향에 수 직한 단면의 면적]보다 작아지도록, 나선 코일(18)의 권회 방향 및 피치(P)(도 1)가 설정되어 있다.

이에 따라, 나선 코일(18)에 따라 나선 형상으로 흐르는 유체가 가속되어, 유로(9)를 흐르는 해당 유체의 유속은 나선 코일(18)이 존재하지 않을 경우에 비해 높게 된다. 이렇게, 본 실시형태의 나선 코일(18)은 유체의 유속을 높이는 유속 변환 기구로서 기능하는 동시에, 유체의 흐름의 방향을 선회 방향으로 변환하는 유향 변환 기구로서도 기능한다. 또한, 외견상의 유로 단면적은 시즈 히터(7)와 케이스 부재(8) 사이의 간극과 나선 코일(18)의 피치(P)와의 곱으로 나타낸다.

또한, 유로(9)를 흐르는 유체의 유속이 높게되는 것에 의해 난류가 발생한다. 이렇게, 본 실시형태의 나선 코일(18)은 난류를 발생하는 난류 발생 기구로서도 기능한다.

또한, 난류라 함은 방향이 변화되는 흐름 또는 유속이 변화되는 흐름 등을 포함하는 흐름의 혼란을 의미하는 총칭이다.

예를 들면, 시즈 히터(7)의 외경이 지름 6.5mm, 케이스 부재(8)의 내경이 지름 9mm, 나선 코일(18)의 피치가 6mm인 경우, 나선 코일(18)이 존재하지 않을 경우의 유로 단면적이 약 3Omm²인 것에 대해서, 나선 코일(18)이 존재할 경우의 외견상의 유로 단면적은 약 7.5mm²가 된다.

그 때문에, 같은 유량으로 유체를 흘려보내면, 나선 코일(18)이 존재할 경우에는 유속을 나선 코일(18)이 존재하지 않을 경우의 약 4배로 할 수 있다. 또한, 유체의 흐름이 선회류가 되므로, 유로 단면적이 작아도 압력 손실의 증가가 비교적 작다.

나선 코일(18)이 존재하지 않을 경우에는 케이스 부재(8)와 시즈 히터(7)로 둘러싸여진 원통형 유로는 어스펙트비가 큰 유로 단면을 갖는다. 이 경우, 케이스 부재(8)의 중심축으로부터 편심된 위치에 마련된 유입구(10)로부터 유입된 유체는, 당초에는 시즈 히터(7)의 외주면을 따라 나선 형상으로 흐르지만, 서서히 정류 효과가 작용하여, 선회 방향의 흐름 성분을 잃고, 축방향의 흐름 성분이 주체가 된다. 그 결과, 유출구(12)에 가까운 하류측의 영역에 있어서는 실질상 유체의 유속이 낮아진다.

이에 대하여, 본 실시형태에서는 나선 코일(18)에 의해 나선 형상의 유로(9)가 형성된다. 이에 따라, 항상 편향하고 또한 높은 유속을 갖는 난류 상태의 선회류가 계속되고, 시즈 히터(7)의 시스(19)와 유체 사이의 유속의 경계층의 두께가 매우 얇아진다.

도 3은 유체의 유속이 낮을 경우의 유체 가열 장치(54) 내에서의 유속 분포를 도시하고, 도 4는 유체의 유속이 높을 경우의 유체 가열 장치(54) 내에서의 유속 분포를 도시한다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 유체의 유속이 낮을 경우에는 유체와 시스(19) 사이의 유속의 경계층(37)의 두께가 커진다. 이에 따라, 시스(19)의 열이 유체의 전체로 효율적으로 전달되지 않는다.

이에 대하여, 유체의 유속이 높고, 또한 유체의 흐름이 난류로 되면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 유체와 시스(19) 사이의 유속의 경계층(38)의 두께가 작아진다. 이에 따라, 시스(19)의 열이 유체의 전체로 효율적으로 전달된다. 그 결과, 시스(19)의 표면 온도가 과잉 상승하는 것이 방지된다.

일반적으로, 온도가 높은 만큼 스케일의 석출량이 증가한다. 그 때문에, 본 실시형태와 같이, 나선 형상의 유로(9) 내에서 유체의 유속이 높아지는 것에 의해, 유체와 시스(19) 사이의 유속의 경계층(38)의 두께가 작아지면, 시스(19)의 표면 온도의 상승을 억제하는 것이 가능해지고, 결과적으로 시스(19)에 스케일이 석출되는 것을 방지할 수 있고, 또는 시스(19) 위로 석출되는 스케일 성분의 양을 감소시킬 수 있다.

가령 스케일이 석출된 경우라도, 상기 스케일은 높은 유속을 갖고, 또한 난류 상태의 유체에 의해 작게 분쇄되면서 빠른 흐름에 의해 하류측으로 흘러가게 된다. 이에 따라, 유체 가열 장치(54) 내에 스케일이 부착되기 어려워지고, 또한 유체 가열 장치(54) 내의 하류측에 가득 차는 일이 없다. 또한, 유체 가열 장치(54) 내에 부착된 스케일은 높은 유속을 갖고, 또한 난류 상태의 유체에 의해 박리된다. 이렇게, 본 실시형태의 나선 코일(18)은 불순물 제거 기구로서도 기능한다. 그 결과, 유체 가열 장치(54)의 수명을 연장할 수 있다.

또한, 원활한 나선 형상의 흐름이 형성되므로, 높은 유속을 갖으면서 나선 형상의 유로(9) 내의 압력 손실을 작게 할 수 있다. 그 결과, 열교환 효율을 향상시킬 수 있고, 또한 유체 가열 장치(54)의 소형화를 실현할 수 있다.

또한, 시즈 히터(7)의 외주에 형성되는 나선 형상의 유로(9)에 의해 열절연 이 행하여지므로, 열적인 절연층을 마련할 필요가 없다. 따라서, 유체 가열 장치(54)를 보다 소형화할 수 있다. 또한, 시즈 히터(7)의 외주에 형성되는 나선 형상의 유로(9)에 의해 시즈 히터(7)의 열이 외부로 달아나는 것이 방지된다. 따라서, 열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54)에 있어서는 스케일의 부착뿐만 아니라, 물때 또는 먼지 등의 다른 불순물의 부착도 마찬가지로 방지 또는 경감할 수 있지만, 이하의 기재에 있어서는 스케일을 대표적인 불순물로 들어 설명한다.

또한, 유체가 높은 유속을 가지므로, 거품의 발생이 저감되는 동시에, 시즈 히터(7)의 시스(19)의 표면 온도가 낮게 억제되므로, 비등음의 발생을 저감할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 스케일의 저감 효과를 높이기 위해서, 유속 변환 기구, 유향 변환 기구 및 난류 발생 기구로서 기능하는 나선 코일(18)에 의해 유체의 흐름이 난류 상태가 될 때까지 유체의 유속을 높이고 있지만, 유체의 흐름이 층류 상태이어도, 나선 코일(18)에 의해 유체의 유속을 높이는 것에 의해, 유체와 시스(19) 사이의 유속의 경계층(38)의 두께를 작게 할 수 있다. 이에 따라, 스케일의 저감 효과를 얻을 수 있다.

또한, 나선 코일(18)은 시즈 히터(7) 및 케이스 부재(8)와는 별도의 부재에 의해 형성되고, 시즈 히터(7)의 시스(19) 또는 케이스 부재(8)에 완전히는 고정되지 않는다.

이 경우, 나선 코일(18)의 일부가 진동 가능한 상태로 유지된다. 이에 따라, 나선 코일(18)이 유체의 흐름으로부터 받는 힘과 탄성에 의해 진동할 수 있고, 스케일 부착의 방지 또는 경감의 효과 및 스케일의 박리의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 별도의 부재의 나선 코일(18)을 유체 가열 장치(54)로부터 용이하게 떼어낼 수 있다. 이 때문에, 유체 가열 장치(54)를 유체(수돗물) 내의 스케일 성분이 적은 지역 또는 수도 수압이 낮은 지역에서 사용할 경우에는 별도의 부재의 나선 코일(18)을 떼어 내고, 나선 코일(18)의 형상을 압력 손실이 작아지도록 변경할 수 있으며, 또는 유체 가열 장치(54) 내로 나선 코일(18)을 유속이 낮아지는 개소에 부착할 수 있다. 이로써, 유체 가열 장치(54) 내의 압력 손실이 보다 낮아지고, 또한 유속이 보다 높게 된다. 그 결과, 스케일의 부착을 충분히 방지 또는 경감할 수 있다. 또한, 이상 시에 나선 코일(18)을 용이하게 교환할 수 있기 때문에, 유지 보수성이 향상된다.

또한, 본 실시형태에서는 나선 코일(18)의 피치(P)(도 1)는 일정하지만, 나선 코일(18)의 피치(P)를 부분적으로 좁게 또는 넓게, 또는 나선 코일(18)의 피치(P)를 서서히 변화시켜도 좋다. 이 경우에도, 나선 코일(18)은 유속 변환 기구, 유향 변환 기구, 난류 발생 기구 및 불순물 제거 기구로서 기능하고, 스케일의 부착을 방지 또는 경감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 나선 코일(18)이 유로(9)의 전체에 마련되어 있지만, 나선 코일(18)이 유로(9)의 일부에 마련되어도 좋다. 이 경우에도, 나선 코일(18)은 유속 변환 기구, 유향 변환 기구, 난류 발생 기구 및 불순물 제거 기구로 서 기능하고, 스케일의 부착을 방지 또는 경감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 유속 변환 기구, 유향 변환 기구, 난류 발생 기구 및 불순물 제거 기구로서 나선 형상의 나선 코일(18)이 이용되지만, 이에 한정되지 않고, 혼란 촉진 날개 또는 가이드와 같은 다른 형상을 갖는 부재에 의해 유속 변환 기구, 유향 변환 기구, 난류 발생 기구 및 불순물 제거 기구를 실현해도 좋다. 이러한 경우에도, 스케일 부착의 방지 또는 경감의 효과를 얻을 수 있다.

여기에서, 본 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54)에 있어서는 전술한 바와 같이, 시즈 히터(7)의 시스(19), 나선 코일(18) 및 케이스 부재(8)는 각각 동으로 이루어진다. 이하, 이 작용 효과에 대해서 설명한다.

시즈 히터(7)[시스(19)]와 나선 코일(18) 사이, 또는 케이스 부재(8)와 나선 코일(18) 사이에 있어서의 간격이 클 경우, 유로(9) 내를 흐르는 유체는 나선 코일(18)을 따라 흐르지 않고, 원통형의 축방향의 흐름 성분이 주체가 되어 버려, 스케일 부착의 저감 등의 효과를 얻을 수 없다. 이러한 이유에 의해, 시즈 히터(7)와 나선 코일(18) 및 케이스 부재(8)와 나선 코일(18)을 각각 근접시켜서 배치할 필요가 있다.

그러나, 상기 부품을 각각 근접시켜서 배치했을 경우, 각 부품 사이에서 이종 금속 접촉 부식 또는 간극 부식 등의 전위차에 기인한 부식(이하, 전위 부식이라 함)이 발생한다. 그 결과, 케이스 부재(8)에 구멍이 생기는 것에 따라 유체의 외부 누설이 발생하고, 또한, 시스(19)에 구멍이 생기는 것에 따라 절연 열화 등이 일어날 가능성이 높다.

거기에서, 본 실시형태에서는 시스(19), 나선 코일(18) 및 케이스 부재(8)를 각각 동으로 구성함으로써 각 부품 사이의 전위차를 없앤다. 이에 따라, 이종 금속 접촉 부식 또는 간극 부식 등의 전위 부식의 발생을 방지할 수 있다. 이로써, 유체 가열 장치(54)의 장기 수명화를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 시스(19), 나선 코일(18), 및 케이스 부재(8)를 구성하는 재료로서, 열전도성이 뛰어나고, 저비용 또한 가공성이 뛰어난 동을 사용하는 것으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 사용하는 유체, 또는 유체 가열 장치(54)에 요구되는 성능에 따라, 다른 재료를 이용하여도 좋다. 예를 들어, 스테인리스를 사용하는 것에 의해 강도의 향상을 도모할 수 있고, 알루미늄을 사용하는 것에 의해 경량화를 도모할 수 있다. 이 경우라도, 각 부품 사이에 전위차가 생기는 일은 없으며, 유체 가열 장치(54)의 장기 수명화를 실현할 수 있다.

또한, 시스(19), 나선 코일(18) 및 케이스 부재(8)를 구성하는 재료를 상기 각 부품 사이에서 변경해야 하는 경우에는 동(예를 들어, 해수중에 있어서의 동의 전위가 -1.36V) 및 스테인리스(해수중에 있어서의 SUS304의 전위가 -0.08V)의 조합과 같은 양자간의 전위차가 작은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전위 부식이 발생하기 어려워져, 유체 가열 장치(54)의 수명도 길어진다.

한편, 각 부품의 전위차가 커지도록 재료의 조합을 사용할 필요가 있을 경우에는 나선 코일(18)을 구성하는 재료를, 시스(19) 및 케이스 부재(8)보다도 전위가 낮은 재료(금속 재료)로 하는 것이 바람직하다. 이는 전위 부식은 전위가 낮은 측의 부품에 생기기 때문이다.

예를 들면, 시스(19) 및 케이스 부재(8)를 열전도성이 뛰어난 동(표준 전극 전위 +0.34V)로 구성하고, 나선 코일(18)을 가공성이 뛰어나고, 저비용인 철(표준 전극 전위 -0.44V)로 구성했을 경우, 전위 부식이 발생하는 것은 전위가 낮은 철로 이루어지는 나선 코일(18)이 된다. 따라서, 시스(19) 및 케이스 부재(8)에 전위 부식 발생에 의한 유체의 외부 누설 및 절연 열화를 방지할 수 있다.

유체의 온도가 낮을 경우, 또는 사용하는 유체 내의 스케일 농도가 낮을 경우 등, 스케일의 부착이 크게 생기지 않을 경우에는 반드시 나선 코일(18)을 마련할 필요는 없다.

이 경우, 유체는 케이스 부재(8)의 내주면과 시스(19)의 외주면 사이에 형성된 원통형의 축방향의 유로(9) 내를 흐른다. 이러한 경우라도, 시스(19) 및 케이스 부재(8)를 양자간에 있어서의 전위차가 작은 재료, 바람직하게는 전위차가 없는 같은 재료로 구성함으로써, 전위 부식에 의한 유체의 외부 누설 및 절연 열화를 방지할 수 있다.

또한, 누름판(23, 24, 25, 26)은 O링(14, 15, 16, 17)에 의해, 유로(9) 내를 흐르는 유체에 닿지 않도록 구성되어 있으므로, 시스(19) 및 케이스 부재(8) 사이에 전위 부식이 생길 일은 없다. 따라서, 누름판(23, 24, 25, 26)의 재료를 특별히 정할 필요는 없다. 단지, 습도가 높은 곳에서 사용할 경우 등, 누름판(23, 24, 25, 26)과, 시스(19) 또는 케이스 부재(8) 사이에 물방울이 부착될 가능성이 있을 경우에는 시스(19) 및 케이스 부재(8)와의 전위차가 적은 재료, 바람직하게는 시스(19) 및 케이스 부재(8)와 같은 재료에 의해 누름판(23, 24, 25, 26)을 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 케이스 부재(11, 13)는 시스(19) 및 케이스 부재(8)와 근접하여 구성되어 있으므로, 유로(9) 내를 흐르는 유체에 접하지만, 본 실시형태와 같이, 케이스 부재(11, 13)를 수지로 구성함으로써, 시스(19) 및 케이스 부재(8) 사이에 전위 부식은 생기지 않는다. 또한, 케이스 부재(11, 13)를 금속 재료에 의해 구성할 경우에는 케이스 부재(11, 13)와 시스(19) 및 케이스 부재(8)를, 양자간의 전위차가 적은 금속 재료, 바람직하게는 같은 금속 재료로 구성함으로써, 전위 부식에 의한 유체의 외부 누설 및 절연 열화를 방지할 수 있다.

또한, 케이스 부재(8)를 금속 재료로 이루어지는 복수의 부품의 조합에 의해 구성했을 경우에 있어서도, 상기 각 부품을 전위차가 적은 금속 재료, 바람직하게는 같은 금속 재료로 구성함으로써, 전위 부식에 의한 유체의 외부 누설 및 절연 열화를 방지할 수 있다. 또한, 케이스 부재(11, 13)를 금속 재료로 이루어지는 복수의 부품의 조합에 의해 구성할 경우에 관해서도 상기와 같다.

이렇게, 시스(19), 나선 코일(18) 및 케이스 부재(8)의 각 부품을 동으로 구성함으로써, 각 부품 사이의 전위차를 없애는 것이 가능해진다. 이에 따라, 이종 금속 접촉 부식 또는 간극 부식 등의 전위 부식에 기인하여 케이스 부재(8)에 구멍이 생기는 것에 의한 유체의 외부 누설 및 시스(19)에 구멍이 생기는 것에 의한 절연 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 유체 가열 장치(54)의 장기 수명화를 실현할 수 있다.

(2) 제 2 실시형태

도 5는 제 2 실시형태에 따른 위생 세정 장치의 모식적 단면도이다. 이 위생 세정 장치에는 제 1 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54)를 채용할 수 있다.

도 5의 위생 세정 장치(100)는 본체부(53) 및 난방 변좌(52)를 구비한다. 변기(51) 위로 본체부(53) 및 난방 변좌(52)가 장착된다.

본체부(53) 내에 주용 부품으로서 유체 가열 장치(54), 차단 밸브(57) 및 유량 제어 장치(58)가 마련된다. 본체부(53)에 내장되는 제어 기판 등의 다른 부품은 도시를 생략한다.

유체 가열 장치(54)에 의해 가열된 유체(이하, 온수라 함)가 인체 세정 노즐(55)로부터 분출된다. 이에 따라, 인체(56)의 국부가 세정된다.

이러한 위생 세정 장치(100)에 있어서, 사용자가 난방 변좌(52)에 착석하면, 차단 밸브(57)가 개방되어, 유체로서의 수돗물이 유체 가열 장치(54)에 도입된다.

사용자가, 도시하지 않는 원격 조작 장치의 세정 보턴을 누르면, 수돗물이 미리 설정된 소정의 온도(사용자의 원하는 온도)로 유체 가열 장치(54)에 의해 가열되어 온수가 생성된다. 그리고, 미리 설정된 유량이 되도록 유량 제어 장치(58)에 의해 온수의 유량이 제어되어, 소정의 유량의 온수가 인체 세정 노즐(55)에 의해 인체(56)의 국부를 향해서 분출된다. 이렇게, 본 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54)는 사용자가 온수에 의해 국부를 세정하고 싶을 때에, 수돗물을 순간적으로 가열할 수 있는 순간식의 유체 가열 장치로서 기능한다.

여기에서, 종래의 위생 세정 장치는 상기와 같은 순간식이 아니라, 1 리터 정도의 온수를 저류하는 것이 가능한 온수 탱크를 구비하고, 히터에 의해 상기 온 수 탱크 내의 온수를 상시 약 40℃로 보온해 두는 것인 저탕식의 것이 일반적이었다.

그러나, 상기 종래의 저탕식의 위생 세정 장치에 있어서는 온수 탱크 내의 온수를 상시 약 40℃로 보온하여 두고, 또한, 온수 탱크로부터의 방열 손실이 있다는 것에 의해, 순간식의 유체 가열 장치(54)에 비해 약 2배의 전력이 필요하게 된다. 그 결과, 에너지의 효율화를 실현할 수 없었다.

또한, 온수 탱크의 저류량이 1 리터인 경우, 약 1 분간 온수를 사용하면, 상기 온수 탱크 내의 온수는 없어진다. 또한, 온수 탱크의 용적이 크기 때문에, 위생 세정 장치의 컴팩트화를 실현할 수 없었다.

본 실시형태의 유체 가열 장치(54)를 채용한 위생 세정 장치(100)에 있어서는 시즈 히터(7)에 의해 수돗물을 순간적으로 가열하기 때문에, 온수가 부족하게 되는 것을 방지할 수 있고, 사용자가 연속해서 원하는 시간 세정할 수 있는 것이 가능함과 동시에, 방열 손실도 거의 없는 에너지의 효율화를 도모할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 위생 세정 장치(100)에서는 저탕식의 위생 세정 장치에 사용되는 것과 같은 큰 온수 탱크가 불필요하다. 따라서, 위생 세정 장치(100)의 컴팩트화를 도모할 수 있다.

그러나, 위생 세정 장치(100)에 있어서 순간식의 유체 가열 장치(54)를 채용할 경우, 시즈 히터(7)의 정격 전력[와트(watt) 수]은 저탕식의 히터의 정격 전력보다도 크게 하지 않을 수 없다.

이렇게, 시즈 히터(7)의 정격 전력이 크기 때문에, 어떠한 이상에 의한 고장 에 의해 시즈 히터(7)에 정격 전력이 계속 공급되는 것, 또는 유체 없이 열이 가해지는 상태로 되는 것이 생길 수 있지만, 제 1 실시형태에서도 언급한 것과 같이, 이러한 경우에 있어서의 안전성은 충분히 확보된다.

본 실시형태에 있어서는 소형이고 스케일의 부착이 방지 또는 경감된 유체 가열 장치(54)를 위생 세정 장치(100)의 본체부(53)에 내장함으로써, 본체부(53)의 소형화를 실현할 수 있다.

또한, 유체 가열 장치(54)에 스케일이 가득 차는 일이 없으므로, 위생 세정 장치(100)의 수명을 연장할 수 있는 동시에, 유체 가열 장치(54)의 가열 동작뿐만 아니라 위생 세정 장치(100)의 세정 동작을 안정화할 수 있다.

특히, 상기한 바와 같이, 유체 가열 장치(54)에 있어서는 시즈 히터(7)의 외주부에 유로(9)가 마련되므로, 상기 유로(9)에 의해 열 절연이 행하여진다. 이에 따라, 열적인 절연층을 마련할 필요가 없고, 유체 가열 장치(54)를 소형화할 수 있다. 또한, 시즈 히터(7)의 외주부가 유로(9)로 둘러싸임으로써, 시즈 히터(7)의 열이 케이스 부재(8)의 외부로 거의 달아나지 않는다. 따라서, 이러한 유체 가열 장치(54)를 채용하는 것에 의해, 방열 손실이 적고 열교환 효율을 향상할 수 있고, 에너지 효율화로 소형의 위생 세정 장치(100)를 실현할 수 있다.

위생 세정 장치(100)에 있어서는 본체부(53)에 신축하는 인체 세정 노즐(55)을 설치하는 것에 의해 인체 세정 노즐(55)의 하부에 죽은 공간이 생긴다. 유체 가열 장치(54)는 원통형이고, 또한 소형이기 때문에, 인체 세정 노즐(55)의 하부의 공간에 설치할 수 있다. 따라서, 유체 가열 장치(54)를 채용하는 것에 의해, 본체 부(53)를 소형화할 수 있다.

또한, 유체 가열 장치(54)에는 스케일이 부착되기 어렵고, 스케일의 유출도 억제되어 있으므로, 유량 제어 장치(58) 또는 인체 세정 노즐(55)에서 스케일이 가득차는 일이 없다. 따라서, 유량 제어 장치(58) 및 인체 세정 노즐(55)을 안정된 동작으로 장기간 사용할 수 있다. 따라서, 유체 가열 장치(54)를 위생 세정 장치(100)로 채용하는 것에 의해, 위생 세정 장치(100)를 안정된 동작으로 장기간 사용하는 것이 가능해진다.

또한, 순간식의 유체 가열 장치(54)를 사용할 경우, 유체의 온도를 조급하게 제어할 필요가 있다. 그 때문에, 시즈 히터(7)의 와트 밀도를 높게 하는 등의 대책이 필요하다. 그 결과, 시즈 히터(7)의 표면 온도가 저탕식의 위생 세정 장치에 사용되는 히터의 표면 온도에 비해 높게 되므로, 스케일의 부착이 현저해져 버린다.

본 실시형태의 유체 가열 장치(54)에 있어서는 나선 코일(18)에 의해 유로(9) 내를 흐르는 유체의 유속을 가속시킴으로써, 스케일이 부착되는 것을 저감하고 있다.

또한, 시즈 히터(7)의 시스(19), 케이스 부재(8) 및 나선 코일(18)을 동종의 재료(예를 들어, 동)로 구성함으로써, 이종 금속 접촉 부식 또는 간극 부식 등의 전위 부식에 기인하여 케이스 부재(8)에 구멍이 생기는 것에 의한 유체의 외부 누설 및 시스(19)에 구멍이 생기는 것에 의한 절연 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 위생 세정 장치(100)의 안전성의 향상 및 장기 수명화를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 제 1 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54)를, 인체의 국부를 세정하는 위생 세정 장치(100)에 적용하는 예에 대해서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 변소용, 또는 샤워용 등에 사용되는 전기 온수 공급 기로서 사용할 수 있다.

(3) 제 3 실시형태

도 6은 제 3 실시형태에 따른 의류 세정 장치(세탁기)의 모식적 단면도이다. 이 의류 세정 장치에는 제 1 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54)를 채용할 수 있다.

도 6의 의류 세정 장치(200)는 주로, 수돗물을 공급하는 급수구(61), 세탁조(62), 급수구(61)로부터 세탁조(62)에 연통하는 주수로(63) 또는 우회로(64)로의 수돗물의 공급의 변경을 실행하는 전환 밸브(65) 및 우회로(64)에 관통 삽입된 제 1 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54)를 구비한다.

유체 가열 장치(54)의 하류측의 우회로(64)에는 세제 용해조(67)가 관통 삽입되어 있다. 또한, 수돗물의 유로의 변경을 실행하는 전환 밸브(65)의 전환 동작을 제어하는 동시에, 유체 가열 장치(54)에 의한 수돗물의 가열 온도의 조정 등을 실행하는 제어 회로(68)가 마련된다. 또한, 세탁조(62)의 아래쪽으로는 배수구(69)가 마련된다.

도 7은 도 6의 의류 세정 장치(200)의 B-B선 단면도이다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 유체 가열 장치(54)는 원통형으로 구성되고, 의류 세정 장치(200)의 코너(70)에 설치되는 것에 의해, 공간 절약화가 도모되고 있 다.

이러한 의류 세정 장치(200)에 있어서는 최초에, 수돗물이 급수구(61)로부터 공급되고, 유량의 제어도 가능한 전환 밸브(65)에 의해 우회로(64) 내에 공급된다. 우회로(64) 내에 공급된 수돗물은 유체 가열 장치(54)에 의해 원하는 온도로 가열되어 온수가 된다.

여기에서, 유체 가열 장치(54)의 제어기(33)는 서미스터(32)에 의해 검출되는 온도가 세제 용해조(67) 내의 세제를 용해하는데도 알맞은 온도로 되도록 시즈 히터(7)로의 통전을 제어한다. 동계 등에 있어서 온수의 온도가 낮아 세제가 용해하기 어려울 경우라도, 적절한 온도의 온수를 세제 용해조(67) 내에 공급하는 것으로, 세제 용해조(67) 내의 세제가 양호하게 용해한다. 그리고, 농도가 높은 세제 용액이 세탁조(62) 내의 의류에 공급된다. 농도가 높은 세제 용액은 세탁조(62) 내의 의류에 잘 스며든다. 이로써, 세정하기 어려운 의류의 때를 확실하게 세정할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 유체 가열 장치(54)에 스케일이 가득차는 일이 없으므로, 의류 세정 장치(200)의 수명을 연장할 수 있는 동시에, 유체 가열 장치(54)의 가열 동작뿐만 아니라 의류 세정 장치(200)의 세정 동작을 안정화할 수 있다.

특히, 상기한 바와 같이, 유체 가열 장치(54)에 있어서는 시즈 히터(7)의 외주부에 유로(9)가 마련되므로, 상기 유로(9)에 의해 열 절연이 행하여진다. 이에 따라, 열적인 절연층을 마련할 필요가 없고, 유체 가열 장치(54)를 소형화할 수 있다. 또한, 시즈 히터(7)의 외주부가 유로(9)로 둘러싸이므로, 시즈 히터(7)의 열 이 케이스 부재(8)의 외부로 거의 달아나지 않는다. 따라서, 이러한 유체 가열 장치(54)를 채용하는 것에 의해, 방열 손실이 적고 열교환 효율을 향상할 수 있으며, 에너지의 효율화로 소형의 의류 세정 장치(200)를 실현할 수 있다.

또한, 시즈 히터(7)의 시스(19), 케이스 부재(8) 및 나선 코일(18)을 동종의 재료(예를 들어, 동)에 의해 구성함으로써, 이종 금속 접촉 부식 또는 간극 부식 등의 전위 부식에 기인하여 케이스 부재(8)에 구멍이 생기는 것에 의한 유체의 외부 누설 및 시스(19)에 구멍이 생기는 것에 의한 절연 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 의류 세정 장치(200)의 안전성의 향상 및 장기 수명화를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 세로형의 의류 세정 장치(200)의 예에 대해서 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 가로형 또는 경사형 등의 드럼식의 의류 세정 장치에 적용해도 같은 효과를 얻을 수 있다.

(4) 제 4 실시형태

도 8은 제 4 실시형태에 따른 식기 세정 장치의 모식적 단면도이다. 이 식기 세정 장치에는 제 1 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54)를 채용할 수 있다.

도 8의 식기 세정 장치(300)는 세정조(81)를 구비한다. 세정조(81)는 개구부(83)를 갖는다.

개구부(83)에는 문(82)이 개폐 가능하게 마련된다.

세정조(81)의 아래쪽으로, 제 1 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54) 및 세정수를 순환시키는 펌프(85)가 마련된다.

세정조(81)의 바닥부에, 세정수를 분출하는 분출 장치(94) 및 세정수를 모아 두는 물받이(86)가 마련된다. 또한, 세정조(81) 내에 있어서, 식기 등의 피세정물(87)을 수용하는 세정 바구니(88)가 레일(89)에 의해 이동 가능하게 지지된다. 또한, 세정조(81) 내로 송풍하는 송풍팬(90)이 마련된다. 유체 가열 장치(54)의 입수구에는 세정수를 공급하기 위한 급수관(80)이 접속되어 있다. 유체 가열 장치(54)의 출수구는 세정조(81) 내의 물받이(86)에 연통하여 있다.

본 실시형태에 따른 식기 세정 장치(300)에 있어서는 세정수는 유체 가열 장치(54)에 의해 가열되어, 펌프(85)의 운전에 의해 가압되어서 분출 장치(84)로 보내져, 분출 장치(84)로부터 기세 좋게 분사된다.

분출 장치(84)로부터 분사되는 세정수에 의해 세정 바구니(88)에 수용된 식기 등의 피세정물(87)이 세정된다. 세정 동작 완료 후에는 배수 밸브(도시하지 않음)가 열리는 것에 의해 세정수가 세정조(81)로부터 배출되고, 송풍팬(90)의 운전에 의한 환기로 식기 등의 피세정물(87)이 건조된다.

본 실시형태에 따른 식기 세정 장치(300)에는 스케일의 제거가 가능하고, 또한 장수명의 유체 가열 장치(54)를 사용할 수 있으므로, 식기 세정 장치(300)의 수명도 연장할 수 있다. 또한, 시즈 히터(7)의 고 와트 밀도화에 의한 유체 가열 장치(54)의 소형화가 가능하기 때문에, 식기 세정 장치(300)의 전체의 소형화를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 유체 가열 장치(54)에 스케일이 가득차는 일이 없으므로, 식기 세정 장치(300)의 수명을 연장할 수 있는 동시에, 유체 가열 장치(54)의 가열 동작뿐만 아니라 식기 세정 장치(300)의 세정 동작을 안정화할 수 있다.

특히, 상기한 바와 같이, 유체 가열 장치(54)에 있어서는 시즈 히터(7)의 외주부에 유로(9)가 마련되므로, 상기 유로(9)에 의해 열 절연이 행하여진다. 이에 따라, 열적인 절연층을 마련할 필요가 없고, 유체 가열 장치(54)를 소형화할 수 있다. 또한, 시즈 히터(7)의 외주부가 유로(9)로 둘러싸이므로, 시즈 히터(7)의 열이 케이스 부재(8)의 외부로 거의 달아나지 않는다. 따라서, 이러한 유체 가열 장치(54)를 채용하는 것에 의해, 방열 손실이 적고 열교환 효율을 향상할 수 있으며, 에너지의 효율화로 소형의 식기 세정 장치(300)를 실현할 수 있다.

또한, 시즈 히터(7)의 시스(19), 케이스 부재(8) 및 나선 코일(18)을 동종의 재료(예를 들어, 동)에 의해 구성함으로써, 이종 금속 접촉 부식 또는 간극 부식 등의 전위 부식에 기인하여 케이스 부재(8)에 구멍이 생기는 것에 의한 유체의 외부 누설 및 시스(19)에 구멍이 생기는 것에 의한 절연 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 식기 세정 장치(300)의 안전성의 향상 및 장기 수명화를 실현할 수 있다.

(5) 기타의 실시형태

제 1 내지 제 4 실시형태에 따른 유체 가열 장치(54)에 있어서는 발열체로서 시즈 히터(7)가 사용되고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 세라믹 히터 또는 그 밖의 발열체를 열원으로서 사용하여도 좋다.

(6) 실시형태의 각부와 청구항의 각 구성 요소의 대응 관계

이하, 청구항의 각 구성 요소와 실시형태의 각부의 대응의 예에 대해서 설명하지만, 본 발명은 하기의 예에 한정되지 않는다.

상기 실시형태에 있어서는 시즈 히터(7)가 발열체에 해당하고, 케이스(100)의 케이스 부재(8)가 제 1 구조체에 해당하며, 케이스(100)의 케이스 부재(11, 13)가 제 2 구조체에 해당하고, O링(14, 15)이 내열성 밀봉재 및 단열성 밀봉재에 해당하고, 나선 코일(18)이 유속 변환 기구에 해당하며, 제어기(33)가 전력 공급 장치에 해당하고, 인체 세정 노즐(55)이 분출 장치에 해당하며, 세탁조(62) 및 세정조(81)가 세정조에 해당하고, 분출 장치(84)가 공급 장치에 해당한다.

본 발명에 따른 유체 가열 장치는 각종 세정 장치에 있어서 유체로서의 물 등을 가열할 경우 등에 이용할 수 있다.

Claims (16)

1. 발열부 및 비발열부를 갖는 발열체와,

   상기 발열체를 수용하고, 유체의 유입구 및 유체의 유출구를 갖는 케이스를 구비하며,

   상기 발열체와 상기 케이스 사이의 공간에 유로가 형성되고,

   상기 케이스는 상기 발열부를 둘러싸는 제 1 구조체와, 상기 비발열부를 둘러싸는 제 2 구조체를 갖고,

   상기 제 1 구조체는 내열 재료로 이루어지는

   유체 가열 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 구조체는 상기 유로를 거쳐서 상기 발열부를 둘러싸고, 상기 제 2 구조체는 상기 비발열부를 유지하는

   유체 가열 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 구조체는 금속 또는 세라믹스로 이루어지는

   유체 가열 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 구조체는 수지로 이루어지는

   유체 가열 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 구조체와 상기 제 2 구조체 사이를 밀봉하는 내열성 밀봉재를 더 구비한

   유체 가열 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 구조체와 상기 제 2 구조체 사이를 밀봉하는 단열성 밀봉재를 더 구비한

   유체 가열 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 유입구 및 상기 유출구는 상기 제 2 구조체에 마련된

   유체 가열 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 발열체와 상기 케이스 사이에 전위차가 없는

   유체 가열 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 유로의 적어도 일부에 유체의 유속을 변화시키는 유속 변환 기구를 더 구비한

   유체 가열 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 유속 변환 기구와 발열체 사이에 전위차가 없는

    유체 가열 장치
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 유속 변환 기구는 상기 발열체의 전위보다도 낮은 전위를 갖는

    유체 가열 장치.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 유속 변환 기구와 상기 케이스 사이에 전위차가 없

    유체 가열 장치.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 유속 변환 기구는 상기 케이스보다도 낮은 전위를 갖는

    유체 가열 장치.
14. 제 1 항에 있어서,

    유체가 상기 유입구로부터 상기 유출구까지 흐르는 사이에 상기 발열체에 의해 소정의 온도로 가열되도록 상기 발열체에 전력을 공급하는 전력 공급 장치를 더 구비한

    유체 가열 장치.
15. 급수원으로부터 공급되는 유체를 인체의 피세정부로 분출하는 세정 장치에 있어서,

    상기 급수원으로부터 공급되는 유체를 가열하는 유체 가열 장치와,

    상기 유체 가열 장치에 의해 가열된 유체를 인체에 분출하는 분출 장치를 구비하며,

    상기 유체 가열 장치는,

    발열부 및 비발열부를 갖는 발열체와,

    상기 발열체를 수용하고, 유체의 유입구 및 유체의 유출구를 갖는 케이스를 구비하며,

    상기 발열체와 상기 케이스 사이의 공간에 유로가 형성되고,

    상기 케이스는 상기 발열부를 둘러싸는 제 1 구조체와, 상기 비발열부를 둘러싸는 제 2 구조체를 갖고,

    상기 제 1 구조체는 내열 재료로 이루어지는

    세정 장치.
16. 급수원으로부터 공급되는 유체를 이용하여 세정 대상을 세정하는 세정 장치에 있어서,

    상기 세정 대상을 수용하는 세정조와,

    상기 급수원으로부터 공급되는 유체를 가열하는 유체 가열 장치와,

    상기 유체 가열 장치에 의해 가열된 유체를 상기 세정조 내에 공급하는 공급 장치를 구비하며,

    상기 유체 가열 장치는,

    발열부 및 비발열부를 갖는 발열체와,

    상기 발열체를 수용하고, 유체의 유입구 및 유체의 유출구를 갖는 케이스를 구비하며,

    상기 발열체와 상기 케이스 사이의 공간에 유로가 형성되고,

    상기 케이스는 상기 발열부를 둘러싸는 제 1 구조체와, 상기 비발열부를 둘러싸는 제 2 구조체를 갖고,

    상기 제 1 구조체는 내열 재료로 이루어지는

    세정 장치.

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