(57)【要約】【解決手段】流体供給口部２２と流体吐出口部２３とを有するケース１内で回転可能に支持した回転体１２，１３を複数並べて配設している。互いに近接して相対動する回転体１２，１３の外周面１８，１９とケース１の内周面１０，１１との間に流体加熱通路２０を設けている。互いに隣接する両回転体１２，１３の外周面１８，１９は流体加熱間隙２０ａをあけて互いに近接して相対動する近接面を有している。流体供給口部２２に供給された流体はこの流体加熱通路２０及び流体加熱間隙２０ａを通って流体吐出口部２３から吐出する。【効果】各回転体１２，１３ごとの流体加熱通路２０以外に、両回転体１２，１３の近接面間の流体加熱間隙２０ａでも、流体が加熱されて流体に対する摩擦熱の発生度合を向上させることができる。従って、加熱効率を高めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体供給口部と流体吐出口部とを有するケース内で回転可能に支持した回転体を設けるとともに、互いに近接して相対動する回転体の外面とケースの内面との間に流体加熱通路を設け、流体供給口部に供給された流体がこの流体加熱通路を通って流体吐出口部から吐出する流体加熱装置において、前記回転体は複数並べて配設され、互いに隣接する両回転体の外面は流体加熱間隙をあけて互いに近接して相対動する近接面を有していることを特徴とする流体加熱装置。
【請求項２】
近接面で互いに近接する両回転体のうち一方の回転体の回転向きと他方の回転体の回転向きとを近接面で互いに逆向きにして一方の回転体の近接面と他方の回転体の近接面とを相対動させたことを特徴とする請求項１に記載の流体加熱装置。
【請求項３】
近接面で互いに近接する両回転体のうち一方の回転体の回転速度と他方の回転体の回転速度とを近接面で互いに異なる回転速度にして一方の回転体の近接面と他方の回転体の近接面とを相対動させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体加熱装置。
【請求項４】
近接面で互いに近接する両回転体の外面において両回転体の回転中心を中心とする外周面は、それらの外周面の直径が回転中心の一端部側から他端部側に向うに従い次第に小さくなるように傾斜し、一方の回転体の近接面と他方の回転体の近接面とを互いに沿って傾斜させたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の流体加熱装置。
【請求項５】
近接面で互いに近接する両回転体をそれらの回転中心の方向へ相対移動調節可能に支持して、一方の回転体の近接面と他方の回転体の近接面との間隔を変更可能にしたことを特徴とする請求項４に記載の流体加熱装置。
【請求項６】
近接面で互いに近接する両回転体のうち少なくとも一つの回転体はケースに対し回転中心の方向へ移動可能に支持され、ケースは回転体の外周面に沿って傾斜させた内周面を有し、回転体を回転中心の方向へ移動させることによりケースの内周面と回転体の外周面との間隔を変更可能にしたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の流体加熱装置。
【請求項７】
前記流体加熱通路で回転体の外面とケースの内面とのうち少なくとも一方には他方に面する複数の凹部を回転方向と回転中心の方向とに並設したことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一つの請求項に記載の流体加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体供給口部に供給された水等の流体が流体加熱通路を通って加熱された後に流体吐出口部から吐出される流体加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の流体加熱装置においては、流体供給口部と流体吐出口部とを有するケース内で回転可能に支持された回転体が設けられているとともに、互いに近接して相対動する回転体の外周面とケースの内周面との間に流体加熱通路が設けられ、流体供給口部に供給された流体がこの流体加熱通路を通って流体吐出口部から吐出するようになっている（特許文献１及び特許文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−４９１５２号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の流体加熱装置においては、互いに近接して相対動する回転体の外周面とケースの内周面との間の流体加熱通路でのみ流体に対する摩擦熱が発生し、この流体加熱装置を複数互いに直列接続したとしても、上流側の流体加熱装置により加熱された流体を下流側の流体加熱装置に送って再加熱する以上の加熱効率を期待できない。
【０００５】
この発明は、流体加熱装置において加熱効率を高めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
後記実施形態の図面（図１〜３及び図６（ａ）に示す第１実施形態、図４に示す第２実施形態、図５に示す第３実施形態、図６（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す別例）の符号を援用して本発明を説明する。
【０００７】
請求項１の発明にかかる流体加熱装置は、第１〜３実施形態及び別例に関し、下記のように構成されている。
この流体加熱装置においては、流体供給口部２２と流体吐出口部２３とを有するケース１内で回転可能に支持した回転体１２，１３を設けるとともに、互いに近接して相対動する回転体１２，１３の外面とケース１の内面との間に流体加熱通路２０を設け、流体供給口部２２に供給された流体がこの流体加熱通路２０を通って流体吐出口部２３から吐出する。前記回転体１２，１３は複数並べて配設され、互いに隣接する両回転体１２，１３の外面には流体加熱間隙２０ａをあけて互いに近接して相対動する近接面１８ａ，１９ａを設けている。
【０００８】
請求項１の発明では、ケース１内で複数の回転体１２，１３を並べて配設した際、各回転体１２，１３ごとの流体加熱通路２０以外に、互いに隣接する両回転体１２，１３の近接面１８ａ，１９ａ間の流体加熱間隙２０ａでも、流体が加熱されて流体に対する摩擦熱の発生度合を向上させることができる。
【０００９】
請求項１の発明を前提とする請求項２の発明（第１〜３実施形態に対応）においては、近接面１８ａ，１９ａで互いに近接する両回転体１２，１３のうち一方の回転体１２の回転向きと他方の回転体１３の回転向きとを近接面１８ａ，１９ａで互いに逆向きにして一方の回転体１２の近接面１８ａと他方の回転体１３の近接面１９ａとを相対動させている。請求項２の発明では、両回転体１２，１３の回転向きの相違により、流体に対する摩擦熱の発生度合を向上させることができる。
【００１０】
請求項１または請求項２の発明を前提とする請求項３の発明（第１〜３実施形態に対応）においては、近接面１８ａ，１９ａで互いに近接する両回転体１２，１３のうち一方の回転体１２の回転速度と他方の回転体１３の回転速度とを近接面１８ａ，１９ａで互いに異なる回転速度にして一方の回転体１２の近接面１８ａと他方の回転体１３の近接面１９ａとを相対動させている。請求項３の発明では、両回転体１２，１３の回転速度の相違により、流体に対する摩擦熱の発生度合を向上させることができる。
【００１１】
請求項１または請求項２または請求項３の発明を前提とする請求項４の発明（第１〜２実施形態に対応）において、近接面１８ａ，１９ａで互いに近接する両回転体１２，１３の外面のうち、一方の回転体１２の外面において一方の回転体１２の回転中心１２ａを中心とする外周面１８は外径を回転中心１２ａの一端部側から他端部側に向うに従い次第に大きくするように傾斜し、他方の回転体１３の外面において他方の回転体１３の回転中心１３ａを中心とする外周面１９は外径を回転中心１３ａの一端部側から他端部側に向うに従い次第に小さくなるように傾斜し、一方の回転体１２の近接面１８ａと他方の回転体１３の近接面１９ａとを互いに沿って傾斜させている。請求項４の発明では、一方の回転体１２の外周面１８及び近接面１８ａと他方の回転体１３の外周面１９及び近接面１９ａの傾斜により、それらの間の流体加熱通路２０及び流体加熱間隙２０ａに沿う流体の動きが活発になり、流体に対する摩擦熱の発生度合を向上させることができる。
【００１２】
請求項４の発明を前提とする請求項５の発明（第２実施形態に対応）においては、近接面１８ａ，１９ａで互いに近接する両回転体１２，１３をそれらの回転中心１２ａ，１３ａの方向Ｘへ相対移動調節可能に支持して、一方の回転体１２の近接面１８ａと他方の回転体１３の近接面１９ａとの間隔を変更可能にしている。請求項５の発明では、その間隔を変更すると、必要に応じて、両近接面１８ａ，１９ａ間の流体加熱間隙２０ａで流体に対する摩擦熱の発生度合を変更することができる。
【００１３】
請求項４または請求項５の発明を前提とする請求項６の発明（第２実施形態に対応）においては、近接面１８ａ，１９ａで互いに近接する両回転体１２，１３のうち少なくとも一つの回転体１３はケース１に対し回転中心１３ａの方向Ｘへ移動可能に支持され、ケース１は回転体１３の外周面１９に沿って傾斜させた内周面１１を有し、回転体１３を回転中心１３ａの方向Ｘへ移動させることによりケース１の内周面１１と回転体１３の外周面１９との間隔を変更可能にしている。請求項６の発明では、その間隔を変更すると、必要に応じて、ケース１の内周面１１と回転体１３の外周面１９との間の流体加熱通路２０で流体に対する摩擦熱の発生度合を変更することができる。また、ケース１の内周面１１及び回転体１３の外周面１９の傾斜により、それらの間の流体加熱通路２０に沿う流体の動きが活発になり、流体に対する摩擦熱の発生度合を向上させることができる。
【００１４】
請求項１から請求項６のうちいずれか一つの請求項の発明を前提とする請求項７の発明（第１〜３実施形態に対応）においては、前記流体加熱通路２０で回転体１２，１３の外面とケース１の内面とのうち少なくとも一方には他方に面する複数の凹部２１を回転方向と回転中心１２ａ，１３ａの方向Ｘとに並設している。請求項７の発明では、凹部２１により、流体加熱通路２０や流体加熱間隙２０ａで流体に対する摩擦熱の発生度合を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、流体加熱装置において加熱効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は第１実施形態にかかる流体加熱装置を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は同じく流体加熱装置を概略的に示す正面図であり、（ｃ）は同じく流体加熱装置を概略的に示す背面図である。
【図２】図１（ａ）を平面側から見て概略的に示す断面図である。
【図３】図１（ｂ）を正面側から見て概略的に示す断面図である。
【図４】第２実施形態にかかる流体加熱装置を平面側から見て概略的に示す断面図である。
【図５】第３実施形態にかかる流体加熱装置を平面側から見て概略的に示す断面図である。
【図６】（ａ）は第１〜３実施形態にかかる流体加熱装置を正面側から見た模式図であり、（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ別例にかかる流体加熱装置を正面側から見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、本発明の第１実施形態にかかる流体加熱装置について図１〜３を参照して説明する。
ケース１はケース本体２と両側板３，４とからなる。ケース本体２内には略円錐台形状の空間を有する両収容孔５，６が並設され、その両収容孔５，６の中心５ａ，６ａの方向Ｘの両側にはそれぞれ端口７，８がその中心５ａ，６ａの方向Ｘへ開放されて形成されているとともに、両収容孔５，６の一部にはその中心５ａ，６ａに対し直交する並設方向Ｙで互いに繋がる連通口９が形成されている。両収容孔５，６のうち第一の収容孔５における両端口７，８では一方の側板３により閉塞された円形状の端口７の内径が他方の側板４により閉塞された円形状の端口８の内径より小さく設定され、その両端口７，８間で第一の収容孔５においてその内面の一部である円形状の内周面１０が前記連通口９で分断されて一方の側板３から他方の側板４に向うに従い内径を次第に大きくして広げるように傾斜している。両収容孔５，６のうち第二の収容孔６における両端口７，８では一方の側板３により閉塞された円形状の端口７の内径が他方の側板４により閉塞された円形状の端口８の内径より大きく設定され、その両端口７，８間で第二の収容孔６においてその内面の一部である円形状の内周面１１が前記連通口９で分断されて一方の側板３から他方の側板４に向うに従い内径を次第に小さくして狭めるように傾斜している。前記側板３，４は両収容孔５，６の両端口７，８を閉塞するようにケース本体２の両側に対し着脱可能に取着されている。
【００１８】
前記ケース本体２内の両収容孔５，６にはそれぞれ略円錐台形状の回転体１２，１３が嵌め込まれ、それらの回転体１２，１３の両端面１４，１５から延設された軸部１６がそれぞれ前記両側板３，４で軸受１７により前記両収容孔５，６の中心５ａ，６ａと一致する回転中心１２ａ，１３ａを中心に回転可能に支持されている。両回転体１２，１３のうち第一の回転体１２における両端面１４，１５では一方の側板３の内面に対し僅かな空隙をあけて面する円形状の端面１４の外径が他方の側板４の内面に対し僅かな空隙をあけて面する円形状の端面１５の外径より小さく設定され、その両端面１４，１５間で第一の回転体１２においてその外面の一部である円形状の外周面１８が回転中心１２ａの一端部側から他端部側に向うに従い外径を次第に大きくして広げるように前記第一の収容孔５の円形状の内周面１０に沿って傾斜している。両回転体１２，１３のうち第二の回転体１３における両端面１４，１５では一方の側板３の内面に対し僅かな空隙をあけて面する円形状の端面１４の外径が他方の側板４の内面に対し僅かな空隙をあけて面する円形状の端面１５の外径より大きく設定され、その両端面１４，１５間で第二の回転体１３においてその外面の一部である円形状の外周面１９が回転中心１３ａの一端部側から他端部側に向うに従い外径を次第に小さくして狭めるように前記第二の収容孔６の円形状の内周面１１に沿って傾斜している。
【００１９】
前記回転体１２，１３の外周面１８，１９と収容孔５，６の内周面１０，１１との間には僅かな隙間Ｇを有する流体加熱通路２０が生じるようになっている。この両収容孔５，６間の連通口９において互いに隣接する両回転体１２，１３の外周面１８，１９は流体加熱通路２０の一部としての流体加熱間隙２０ａをあけて互いに近接して相対動する近接面１８ａ，１９ａを有している。この回転体１２，１３の外周面１８，１９には収容孔５，６の内周面１０，１１に面する複数の凹部２１が配設されている。各凹部２１がその外周面１８，１９の傾斜に沿って回転中心１２ａ，１３ａの方向Ｘに並設された複数列の凹部群は、外周面１８，１９の外径が大きくなるに従い互いに間隔を広げて回転方向に並設されている。各凹部２１においては、その外周面１８，１９で前記流体加熱通路２０やその一部である流体加熱間隙２０ａに連通するように開放された円形状の開口２１ａから内側面２１ｂが回転中心１２ａ，１３ａ側へ延びて同じ深さの底面２１ｃを有している。他方の側板４には第一の回転体１２の端面１５の外周で流体加熱通路２０に連通する口部２２が形成されているとともに、一方の側板３には第二の回転体１３の端面１４の外周で流体加熱通路２０に連通する口部２３が形成され、この両口部２２，２３のうち一方を流体供給口部（例えば口部２２）として利用するとともに他方を流体吐出口部（例えば口部２３）として利用する。
【００２０】
前記両回転体１２，１３の両軸部１６のうち一方の軸部１６は、一方の側板３の外側へ突出し、図示しないが、共通の駆動モータに対し歯車列を介して連結されている。これらの軸部１６が同じ向きへ回転すると、両収容孔５，６間の連通口９において近接面１８ａ，１９ａで互いに近接する両回転体１２，１３のうち第一の回転体１２の回転向きと第二の回転体１３の回転向きとが近接面１８ａ，１９ａで互いに逆向きになって第一の回転体１２の近接面１８ａと第二の回転体１３の近接面１９ａとが相対動する。その際、第一の回転体１２の回転速度と第二の回転体１３の回転速度とを近接面１８ａ，１９ａで互いに異なる回転速度にしたり互いに同じ回転速度にしたりしてもよい。
【００２１】
流体供給口部２２に供給された流体（例えば水）は、第一の回転体１２における流体加熱通路２０を通って両回転体１２，１３間の流体加熱間隙２０ａに至り、さらに第二の回転体１３における流体加熱通路２０を通って流体吐出口部２３から吐出する。それらの流体加熱通路２０で狭い隙間Ｇを通過する際や、各凹部２１内で乱流を生じる際に、流体（例えば水）が摩擦熱により加熱されて湯や蒸気になる。しかも、両回転体１２，１３間の流体加熱間隙２０ａで両回転体１２，１３の近接面１８ａ，１９ａが相対動し、摩擦熱が発生し易くなる。
【００２２】
次に、本発明の第２実施形態にかかる流体加熱装置について第１実施形態との相違点を中心に図４を参照して説明する。
前記ケース１の両側板３，４において第二の回転体１３の両軸部１６のうち、一方の軸部１６は一方の側板３に対し回転中心１３ａの方向Ｘへ移動可能に支持された可動体２４に軸受１７により支持されているとともに、他方の軸部１６は他方の側板４に対し回転中心１３ａの方向Ｘへ移動可能に支持された可動体２５に軸受１７により支持されている。他方の側板４側においては、可動体２５の外周に形成された鍔部２６と側板４との間に複数枚の間隔調節シート２７が嵌め込まれ、その鍔部２６及び各間隔調節シート２７に挿通された複数の調節ねじ２８が周方向へ並設されて側板４に螺合され、その鍔部２６と側板４との間で各調節ねじ２８の外周に圧縮コイルばね２９が巻装されている。各調節ねじ２８を圧縮コイルばね２９の弾性力に抗して締め付けると、鍔部２６が各間隔調節シート２７を介して側板４に圧接され、両可動体２４，２５が第二の回転体１３とともに回転中心１３ａの方向Ｘに移動してケース１に位置決めされる。側板４における可動体２５の位置は各間隔調節シート２７の枚数に応じて変化する。従って、第一の回転体１２の近接面１８ａに対し第二の回転体１３の近接面１９ａを接近または離間させてそれらの間の流体加熱間隙２０ａで両近接面１８ａ，１９ａ間の間隔を変更するとともに、第二の収容孔６の内周面１１に対し第二の回転体１３の外周面１９を接近または離間させてそれらの間の隙間Ｇで内周面１１と外周面１９との間の間隔を変更することができる。それらの間隔を変更すると、流体（例えば水）に対する摩擦熱の発生度合も変更することができる。なお、前記口部２３はケース本体２に形成されている。
【００２３】
図５に示す本発明の第３実施形態にかかる流体加熱装置については、第一の回転体１２及び第二の回転体１３が略円柱形状をなし、第一の収容孔５の内周面１０に沿う第一の回転体１２の外周面１８が回転中心１２ａに対し傾斜せずに回転中心１２ａの方向Ｘに沿って延び、第二の収容孔６の内周面１１に沿う第二の回転体１３の外周面１９が回転中心１３ａに対し傾斜せずに回転中心１３ａの方向Ｘに沿って延びている点で、第１実施形態と異なる。
【００２４】
本実施形態は下記の効果を有する。
（１）  ケース１内で二個の回転体１２，１３を並べて配設した際、各回転体１２，１３ごとの流体加熱通路２０以外に、両回転体１２，１３の近接面１８ａ，１９ａ間の流体加熱間隙２０ａでも、流体が加熱されて流体に対する摩擦熱の発生度合を向上させることができる。
【００２５】
（２）  両回転体１２，１３の回転向きの相違や、両回転体１２，１３の回転速度の相違や、第一の回転体１２の外周面１８及び近接面１８ａの傾斜と第二の回転体１３の外周面１９及び近接面１９ａの傾斜とケース１の内周面１０，１１の傾斜や、両回転体１２，１３の外周面１８，１９の凹部２１により、流体の動きが活発になり、流体に対する摩擦熱の発生度合を向上させることができる。
【００２６】
（３）  第一の回転体１２の近接面１８ａと第二の回転体１３の近接面１９ａとの間隔や、ケース１の内周面１１と回転体１３の外周面１９との間隔を変更すると、必要に応じて、両近接面１８ａ，１９ａ間の流体加熱間隙２０ａや、ケース１の内周面１１と回転体１３の外周面１９との間の流体加熱通路２０で、流体に対する摩擦熱の発生度合を変更することができる。
【００２７】
前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・  前述した第１〜３実施形態では、いずれも、図６（ａ）に示すように、ケース１内で二個の回転体１２，１３が両回転体１２，１３間の流体加熱間隙２０ａを介して直列に接続して並べられている。これに代えて、図６（ｂ）に示すように三個の回転体１２，３０，１３を互いに隣接する両回転体１２，３０と３０，１３間の流体加熱間隙２０ａを介して直列に接続して並べたり、図６（ｃ）に示すように三個の回転体１２，１２，１３を互いに隣接する両回転体１２，１３と１２，１３間の流体加熱間隙２０ａを介して並列に接続して並べたり、図６（ｄ）に示すように四個の回転体１２，３０，３０，１３を互いに隣接する両回転体１２，３０と１２，３０と３０，１３と３０，１３間の流体加熱間隙２０ａを介して並列に接続して並べたりしてもよい。
【００２８】
・  前述した第１〜３実施形態では、両回転体１２，１３の両軸部１６のうち駆動側の軸部１６が互いに反対向きへ回転すると、両収容孔５，６間の連通口９において近接面１８ａ，１９ａで互いに近接する両回転体１２，１３のうち一方の回転体１２の回転向きと他方の回転体１３の回転向きとが近接面１８ａ，１９ａで互いに同じ向きになる。その際に、一方の回転体１２の回転速度と他方の回転体１３の回転速度とを近接面１８ａ，１９ａで互いに異なる回転速度にすると、一方の回転体１２の近接面１８ａと他方の回転体１３の近接面１９ａとが相対動する。
【００２９】
・  前述した第１〜３実施形態において、凹部２１は両回転体１２，１３の外周面１８，１９にのみ形成されたが、両収容孔５，６の内周面１０，１１にのみ凹部を形成したり、それらの外周面１８，１９と内周面１０，１１とにそれぞれ凹部を形成してもよい。また、両回転体１２，１３の凹部２１の形状を変更してもよい。
【００３０】
・  前述した第２実施形態においては、第一の回転体１２の近接面１８ａと第二の回転体１３の近接面１９ａとの間の流体加熱間隙２０ａで両近接面１８ａ，１９ａ間の間隔の変更を間隔調節シート２７の枚数の変化により行っているが、第二の回転体を電磁ソレノイドや雌雄ねじ機構などにより移動させてその間隔を変更するようにしてもよい。また、第一の回転体も第二の回転体と同様に移動調節可能にしてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…ケース、１０，１１…ケースの内周面、１２，１３…回転体、１２ａ，１３ａ…回転体の回転中心、１８，１９…回転体の外周面、１８ａ，１９ａ…回転体の近接面、２０…流体加熱通路、２０ａ…流体加熱間隙、２１…回転体の凹部、２２…ケースの流体供給口部、２３…ケースの流体吐出口部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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