(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流路形成部材に溶着治具に固定する固定ステップと、
前記第１流路形成部材の内壁面にスペーサ治具を挿入する挿入ステップと、
第２流路形成部材の内壁面で前記スペーサ治具を内包するように前記第１流路形成部材に装着する装着ステップと、
前記第１流路形成部材と前記第２流路形成部材の少なくとも一方の内壁面に設けられた流路リブを前記スペーサ治具との圧接により変形させるとともに、前記第１流路形成部材と前記第２流路形成部材とを溶着してケーシングを形成する溶着ステップと、
前記ケーシングから前記スペーサ治具を取り外すステップと、
取り外した前記スペーサ治具の位置にヒータを挿入して、前記ケーシングとシールするシールステップを、
含む熱交換器の製造方法。
【請求項２】
前記熱交換器の漏れを検査するステップを、さらに含む請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項３】
前記溶着ステップは、超音波溶着により行われる請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項４】
前記流路リブは、基部と先端部とから構成され、前記先端部は前記基部より断面幅が小さい請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項５】
前記流路リブは、前記先端部が略三角エッジの断面形状を有する請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項６】
前記流路リブは、前記先端部が鋭角の断面形状を有する請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用便後に人体局部を温水により洗浄する衛生洗浄装置に用いる瞬間加熱式の熱交換器とその製造方法およびそれらを備えた衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、衛生洗浄装置は、用便後の人体局部を水で洗浄する際に洗浄水を適温にするための熱交換器を備えている。そして、様々なタイプの熱交換器が開発され、例えば平板状の熱交換器が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の熱交換器は、厚み寸法の小さい直方体形状のケーシング内に平板状のヒータが縦置きに収納され、平板状のヒータの表裏各々の伝熱面のそれぞれに沿って水平方向に蛇行して上方へ向かう２つの流路が形成されている。そして、平板状のヒータを加熱している間に各流路に沿って洗浄水を通流させることにより、通流する洗浄水を適温にまで昇温させている。このとき、特許文献１に開示された熱交換器は、流路断面積を小さくすることにより、洗浄水の流速を高速化、かつ均一化している。これにより、洗浄水への熱伝達率を高めるとともに、コンパクト化が図れるとしている。
【０００４】
通常、衛生洗浄装置の洗浄用の水を加熱する瞬間湯沸し用の熱交換器は、最大流量が０．５Ｌ／ｍｉｎ程度の水を、５℃入水で４０℃出湯まで加熱するために、ヒータの入力電力として１２００Ｗ程度が必要である。そのため、平板状のヒータに、ワット密度が２０Ｗ／ｃｍ２から５０Ｗ／ｃｍ２程度の比較的ワット密度の大きなヒータを使用している。
【０００５】
しかし、従来の熱交換器では、熱交換器を通過する最大流量が０．５Ｌ／ｍｉｎ程度と少ない。そのため、熱交換器内の動作の安定性や、さらに硬水地域で使用した場合のヒータ表面へのスケールの付着などの課題があった。
【０００６】
また、熱交換器の熱交換条件を安定化するには、沸騰熱伝達を伴わない強制対流熱伝達で熱交換を行う必要がある。そこで、熱交換器内のヒータの表面上を流れる洗浄水の流速を確保するために、平板状のヒータと近接して、熱交換器の外枠を構成するケーシングの内壁側に流路リブを設け、流路リブと平板状のヒータとの間で構成される流路に洗浄水を通過させる構成としている。これにより、強制対流熱交換による熱伝達の促進を図っている。
【０００７】
つまり、平板状のヒータを用いた従来の熱交換器は、ヒータ表面に強制対流を誘起し、流速を確保しつつ、ヒータ表面上に均一に洗浄水を流すことにより、ヒータ表面での熱伝達の促進を図るように構成している。
【０００８】
しかし、従来の熱交換器では、流路リブとヒータ表面で構成される蛇行した熱交換流路である主流路と、隣接する主流路間から漏れるようにヒータ表面と流路リブの先端（ヒータと対向する部分）との隙間を流れる漏れ流によって、強制対流熱交換が阻害されるという課題がある。
【０００９】
つまり、従来の熱交換器は、平板状のヒータと近接して設けられる流路リブを、熱交換器のケーシングと一体に樹脂材料の射出成形により形成している。そのため、ケーシングの成形時の熱収縮や成形そりなどにより、流路リブの先端と平板状のヒータ表面との間に均一な隙間が形成できない。これにより、熱交換時に、不均一な隙間を介して洗浄水が漏れ流として流れるため、平板状のヒータの表面に温度ムラが発生する。また漏れ流が多くなると、漏れ流れの方向が主流路方向と直角方向に流れるため、主流路に発生した泡が、主流路に沿って流れて排除されず、流路中に流れの障害物として残存する場合がある。そして、主流路に発生した泡は伝熱の障害となるため、泡の存在する部分のヒータの表面の温度が過熱する結果となる。これらの原因で、平板状のヒータの表面で局所的に生じる温度の高い部分にスケールが発生して付着し、熱交換器の動作が不安定になるという課題があった。なお、スケールとは、水道水などの洗浄水に含まれるカルシウムやマグネシウムなどの成分が、酸化物、炭酸化物などとして析出、堆積したものを意味し、以下も同様である。
【００１０】
また、特に、硬度の高い水質地域では、平板状のヒータの表面へのスケールの付着量が多くなるため、スケールの付着によりヒータの表面温度差が大きくなる。そのため、表面温度差により、ヒータに割れが生じるなどの課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２２０８７６号公報（特に、図２参照）
【発明の概要】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の熱交換器は、入水口と出水口を有し、少なくとも一方の内壁面に流路リブを備える第１流路形成部材と第２流路形成部材とからなるケーシングと、ケーシング内に内包される平板状ヒータと、を備え、流路リブと、平板状ヒータとにより形成される凹部状の主流路と、流路リブの上面と、平板状ヒータの表面との隙間で形成される漏れ流路と、を有し、漏れ流路の隙間が、０．０５ｍｍから０．１５ｍｍである。
【００１３】
これにより、平板状ヒータの表面での洗浄水の局部沸騰の発生を防止するとともに、ヒータの表面温度差を抑制することができる。その結果、安定した熱交換性能と耐スケール性に優れた熱交換器を実現できる。
【００１４】
また、本発明の衛生洗浄装置は、上記熱交換器を備える。これにより、小型で安定した熱交換性能と、耐スケール性に優れ、長寿命な熱交換器を備えた衛生洗浄装置を実現できる。
【００１５】
また、本発明の熱交換器の製造方法は、第１流路形成部材を溶着治具に固定する固定ステップと、第１流路形成部材の内壁面にスペーサ治具を挿入する挿入ステップと、第２流路形成部材の内壁面でスペーサ治具を内包するように第１流路形成部材に装着する装着ステップと、を含む。さらに、第１流路形成部材と第２流路形成部材の少なくとも一方の内壁面に設けられた流路リブをスペーサ治具との圧接により変形させるとともに、第１流路形成部材と第２流路形成部材とを溶着してケーシングを形成する溶着ステップと、ケーシングからスペーサ治具を取り外すステップと、取り外したスペーサ治具の位置にヒータを挿入して、ケーシングとシールするシールステップを、含む。
【００１６】
これにより、平板状ヒータの表面での洗浄水の局部沸騰の発生を防止するとともに、ヒータの表面温度差を抑制することができる。その結果、安定した熱交換性能と耐スケール性に優れた熱交換効率を有する熱交換器を作製できる。
【００１７】
また、本発明の衛生洗浄装置は、上記熱交換器の製造方法により製造した熱交換器を備える。これにより、小型で安定した熱交換性能と、耐スケール性に優れ、長寿命な熱交換器を備えた衛生洗浄装置を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る熱交換器を備える衛生洗浄装置を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る熱交換器の外観構成を示す正面図である。
【図３】図３は、図２に示す熱交換器の右側面図である。
【図４】図４は、図２に示す熱交換器の４−４線断面図である。
【図５】図５は、図４のＡ部拡大断面図である。
【図６】図６は、図２に示す熱交換器の分解斜視図である。
【図７】図７は、図４に示す熱交換器の平板状ヒータに形成された発熱抵抗体の印刷パターンの例を示す平面図である。
【図８】図８は、図４に示す熱交換器の平板状ヒータに形成された発熱抵抗体の印刷パターンの別の例を示す平面図である。
【図９】図９は、図２に示す熱交換器の第２流路形成部材の斜視図である。
【図１０】図１０は、リブピッチＰが１４ｍｍ、リブ高さＨ１が１．９ｍｍの場合における隙間Ｈｃの影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１１】図１１は、リブピッチＰが７ｍｍ、リブ高さＨ１が１．９ｍｍの場合における隙間Ｈｃの影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は、リブピッチＰが３．５ｍｍ、リブ高さＨ１が１．９ｍｍの場合における隙間Ｈｃの影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１３】図１３は、リブピッチＰが３．５ｍｍ、リブ高さＨ１が０．９５ｍｍの場合における隙間Ｈｃの影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図１４】図１４は、実際の熱交換器における、隙間Ｈｃと平板状ヒータのヒータ線温度との関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、実際の熱交換器における、隙間Ｈｃと、図１４に示すヒータ線温度から評価した熱交換器の平均熱伝達率との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態に係る熱交換器の製造方法の一例を説明するフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態に係る熱交換器の流路リブの形状の一例を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、図１７に示すＢ部拡大斜視図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態に係る熱交換器の流路リブの形状の別の例を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態に係る熱交換器の流路リブの形状のさらに別の例を示す斜視図である。
【図２１】図２１は、図２に示す別の例の熱交換器の４−４線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係る熱交換器について、衛生洗浄装置に適用した例を用いて、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態に係る熱交換器およびそれを備えた衛生洗浄装置について、図１を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る熱交換器を備える衛生洗浄装置を示す外観斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態の衛生洗浄装置１は、少なくとも本体部３、便座部４、便蓋部５および操作部６などから構成され、便器２の上面に配設されている。本体部３は、便座部４の後側（着座した使用者から見て背後側）に配設されている。そして、本体部３は、横長で中空の筐体３ａ内に、図示しない洗浄ユニット、乾燥ユニット、およびこれらの動作を制御する制御ユニットと、本実施の形態の熱交換器１０（破線で図示）などを収納している。なお、熱交換器１０は、便器２の設置建物に付随する水道設備から導入される水道水（流体、液体、洗浄水）を内部で適温まで暖める機能を備えている。
【００２３】
そして、本実施の形態の衛生洗浄装置１は、使用者が操作部６を操作して所定の入力を行うと、洗浄ユニットが駆動して、洗浄ユニットが有するノズルからシャワー状に人体局部に対して洗浄水が噴射するように構成されている。
【００２４】
以下に、本実施の形態の衛生洗浄装置に組み込まれる熱交換器について、図２から図６を用いて説明する。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態に係る熱交換器の外観構成を示す正面図である。図３は、図２に示す熱交換器の右側面図である。図４は、図２に示す熱交換器の４−４線断面図である。図５は、図４のＡ部拡大断面図である。図６は、図２に示す熱交換器の分解斜視図である。
【００２６】
なお、以下では、図４に示す熱交換器１０を、平板状ヒータ２０の一方の表面（以下、「第１伝熱面」と記す）２０ａおよび他方の表面（以下、「第２伝熱面」と記す）２０ｂが鉛直方向に平行になるように縦置きした状態について説明するが、これに限られないことは言うまでもない。また、図２に示すように鉛直方向をＺ方向、Ｚ方向と直交して平板状ヒータ２０の第１伝熱面２０ａおよび第２伝熱面２０ｂに平行な方向をＸ方向とし、図３に示すように、Ｚ方向とＸ方向の２方向の何れとも直交する方向（第１伝熱面２０ａに垂直な方向）をＹ方向として説明する。
【００２７】
図３に示すように、本実施の形態の熱交換器１０は、厚み寸法（Ｙ方向）が小さく、図２に示すように正面視で略長方形状（長方形状を含む）の平板状の外観形状で構成されている。
【００２８】
また、熱交換器１０は、入水口２３ａおよび出水口２３ｂを有するケーシング２３内に、例えば矩形平板状の平板状ヒータ２０と、第１流路形成部材２１と、第２流路形成部材２２とを収納して構成されている。なお、平板状ヒータ２０は、例えばセラミック製で構成されている。また、第１流路形成部材２１および第２流路形成部材２２は、例えばＡＢＳ樹脂にガラス繊維をコンパウンドした強化ＡＢＳ樹脂製で構成されている。
【００２９】
そして、図４に示すように、第１流路形成部材２１は、平板状ヒータ２０の第１伝熱面２０ａに対向して配置されている。第２流路形成部材２２は、平板状ヒータ２０の第２伝熱面２０ｂに対向して配置されている。
【００３０】
また、図４から図６に示すように、第１流路形成部材２１は、平板状ヒータ２０の第１伝熱面２０ａに対向する矩形平板状のベース部３０と、ベース部３０の平板状ヒータ２０の第１伝熱面２０ａに対向する面（以下、「第１ベース面」と記す）３０ａに形成された複数の第１流路リブ３１ａを備えている。同様に、第２流路形成部材２２は、平板状ヒータ２０の第２伝熱面２０ｂに対向する矩形平板状のベース部４０と、ベース部４０の平板状ヒータ２０の第２伝熱面２０ｂに対向する面（以下、「第２ベース面」と記す）４０ａに形成された複数の第２流路リブ３１ｂを備えている。なお、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂは、例えば基部４４と先端部４５とから構成されている。
【００３１】
そして、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａおよび第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂと、平板状ヒータ２０とによって、入水口２３ａにつながる入口側流路２５ａから出水口２３ｂにつながる出口側流路２５ｂに、例えば蛇行して液体が流れる凹部状の主流路２５が形成されている。
【００３２】
また、図５に示すように、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａの先端部４５の上面および第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂの先端部４５の上面と、平板状ヒータ２０の第１伝熱面２０ａおよび第２伝熱面２０ｂの表面との間に、例えば０．１ｍｍ程度の隙間（クリアランス）Ｈｃを設けている。これにより、隣接する主流路２５間を横断して液体が流れる漏れ流路４１を形成している。このとき、漏れ流路４１を形成する隙間Ｈｃは、以下で述べるように、０．０５ｍｍから０．１５ｍｍの範囲で、略均一（均一を含む）に設けることが好ましい。
【００３３】
また、図４に示すように、第１流路形成部材２１のベース部３０の周縁部には、第２流路形成部材２２に近接する方向へ向かって所定寸法だけ延設された壁状のフランジ部３２が周設されている、そして、フランジ部３２の先端部にはフランジ部３２に沿って周回する係合溝３３が形成されている。
【００３４】
一方、第２流路形成部材２２のベース部４０の周縁部には、第１流路形成部材２１から離隔する方向へ向かって所定寸法だけ延設された壁状のフランジ部４２が周設されている。そして、フランジ部４２の先端部には第１流路形成部材２１側へ折り返され、端部にフランジ部４２に沿って周回する係合突起４３が形成されている。
【００３５】
これにより、第１流路形成部材２１のベース面３０ａが、第２流路形成部材２２のベース面４０ａに対向し、平板状ヒータ２０を内包するように、第２流路形成部材２２に外嵌装着される。具体的に説明すると、まず、第１流路形成部材２１のフランジ部３２が、第２流路形成部材２２のフランジ部４２に外嵌される。このとき、第１流路形成部材２１の係合溝３３に第２流路形成部材２２の係合突起４３が嵌入される。そして、例えば超音波溶着などで、係合突起４３と係合溝３３を溶着することにより、第１流路形成部材２１と第２流路形成部材２２とが固定されてケーシング２３が形成される。これにより、第１流路形成部材２１と第２流路形成部材２２とは液密的に接合され、内部に挟み込まれた平板状ヒータ２０とにより、主流路２５および漏れ流路４１が形成される。
【００３６】
そして、図２と図３に示すように、ケーシング２３のＸ方向の一端の下部に設けられ、外部の水道設備に接続された入水口２３ａから、水道水などの液体が熱交換器１０内に流入する。ケーシング２３の入水口２３ａから流入した液体は、主に、蛇行するように設けられた凹部状の主流路２５を通過する。このとき、同時に、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５の上面と、平板状ヒータ２０との隙間Ｈｃで形成された漏れ流路４１を介して、主流路２５間を通過する液体の一部が通流する。そして、主流路２５および漏れ流路４１を流れる液体が、入口側流路２５ａから出口側流路２５ｂへ通過する間に、平板状ヒータ２０で適温に加熱されて出水口２３ｂから流出する。これにより、適温に加熱された液体が、衛生洗浄装置１の洗浄ユニットに供給され、洗浄ユニットのノズルからシャワー状に噴射して人体局部を洗浄する。
【００３７】
以上で説明したように、本実施の形態の熱交換器および、熱交換器を備えた衛生洗浄装置が構成される。
【００３８】
つまり、本実施の形態の熱交換器１０によれば、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂと平板状ヒータ２０の表面（第１伝熱面２０ａおよび第２伝熱面２０ｂ）とにより、液体が蛇行して流れる凹部状の主流路２５が形成される。さらに、第１流路リブ３１ａの先端部４５の上面および第２流路リブ３１ｂの先端部４５の上面と平板状ヒータ２０の表面（第１伝熱面２０ａおよび第２伝熱面２０ｂ）との間に均一な所定の隙間Ｈｃを有する漏れ流路４１が形成される。これにより、主流路２５に液体を通流させて、漏れ流路４１への漏れ流を抑えることにより温度ムラを抑制して加熱することができる。その結果、平板状ヒータ２０の表面での局部沸騰の発生を抑制するとともに、平板状ヒータ２０の表面温度を低下させることができる。そして、安定した熱交換性能と耐スケール性に優れた熱交換器１０を実現できる。
【００３９】
また、本実施の形態の熱交換器１０を備えた衛生洗浄装置１によれば、小型で安定した熱交換性能と耐スケール性に優れ、長寿命な熱交換器１０を備えることにより、小型で、狭いトイレ空間にも容易に設置できる衛生洗浄装置１を実現できる。さらに、熱交換器１０内のスケールの生成および付着を防止することにより、洗浄ノズルがスケールの破片により詰まることを防止できる。その結果、特に、硬水地域においても、長期間にわたって使用できる衛生洗浄装置１を実現できる。
【００４０】
以下に、本実施の形態の熱交換器の平板状ヒータの構成および動作について、図７を用いて詳細に説明する。
【００４１】
図７は、図４に示す熱交換器の平板状ヒータに形成された発熱抵抗体の印刷パターンの例を示す平面図である。
【００４２】
図７に示すように、平板状ヒータ２０は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなるセラミック基体２０ｋで、発熱抵抗体を挟み込んで形成したセラミックヒータで構成されている。なお、発熱抵抗体は、例えばタングステン、モリブデンやマンガンなどを含有するペーストを印刷して形成した所定のヒータ線幅２０ｓを有する印刷パターン２０ｐで構成される。また、図７では、理解を助けるために一方のセラミック基体２０ｋ上に発熱抵抗体を形成し、他方のセラミック基体を省略した状態で示している。以降の図においても同様である。
【００４３】
このとき、発熱抵抗体のヒータ線を構成する印刷パターン２０ｐは、熱交換器１０の入水口２３ａに近い側の平板状ヒータ２０の部分ではヒータ線幅２０ｓが細く、出水口２３ｂに近い側の平板状ヒータ２０の部分ではヒータ線幅２０ｓが、例えば順次、太くなるように構成している。
【００４４】
つまり、発熱抵抗体のヒータ線を構成する印刷パターン２０ｐのヒータ線幅２０ｓを、平板状ヒータ２０の入水口２３ａに近い側（例えば、図２の下部側）ほど細くすることにより、発熱抵抗体の抵抗値を高くして発熱密度を高めている。一方、印刷パターン２０ｐのヒータ線幅２０ｓを出水口２３ｂに近い側（例えば、図２の上部側）ほど太くすることにより、発熱抵抗体の抵抗値を低くして発熱密度を低くしている。つまり、平板状ヒータ２０は、熱交換器１０の出水口２３ｂに近い側の出口側流路２５ｂに面する部分の発熱密度が、入水口２３ａに近い側の入口側流路２５ａに面する部分の発熱密度より低くなるように構成されている。
【００４５】
これにより、ケーシング２３の入水口２３ａから流入した液体は、主流路２５および漏れ流路４１を流れながら、平板状ヒータ２０の第１伝熱面２０ａおよび第２伝熱面２０ｂにより加熱され、出水口２３ｂに近づくにしたがって液体の温度が次第に上昇する。このとき、入口側流路２５ａに近い側の主流路２５（入口側流路２５ａに近い側）および漏れ流路４１に面した平板状ヒータ２０の表面温度は、平板状ヒータ２０の高い発熱密度によって高温になろうとする。しかし、ケーシング２３の入水口２３ａから流入する加熱されていない低い温度の液体に、平板状ヒータ２０の熱が多く奪われる。すなわち、サブクール（水の沸騰温度に対しての冷却度）の値が大きく、入口側流路２５ａに近いため、温度境界層の厚さが薄く、平板状ヒータ２０から液体に伝わる熱伝達率が高くなる。そのため、熱交換器１０の入水口２３ａに近い側の入口側流路２５ａに面する部分の発熱密度を高くしても、局所的な沸騰現象が生じるほどの高温にはならない。
【００４６】
一方、ケーシング２３の出水口２３ｂに近い側の主流路２５（出口側流路２５ｂに近い側）および漏れ流路４１に面した平板状ヒータ２０の表面温度は、入水口２３ａに近い側に比べて高い温度になりやすい。その理由は、平板状ヒータ２０の第１伝熱面２０ａおよび第２伝熱面２０ｂに接触する液体は、熱交換器１０を通流する間に、既に加熱されているためである。そのため、平板状ヒータ２０の表面から液体に奪われる熱が少なくなる。すなわち、サブクールの値が小さくなる。しかし、平板状ヒータ２０は出水口２３ｂに近い側の発熱密度を、入水口２３ａに近い入口側流路２５ａ側の発熱密度より小さくしている。そのため、熱交換器１０の出水口２３ｂに近い側の出口側流路２５ｂに通流してきた液体の温度は、局所的な沸騰現象が生じるほどの高温にはならない。
【００４７】
これにより、液体の温度が高くなる出水口２３ｂに近い側の平板状ヒータ２０と水などの液体との境界面においても、局所的な沸騰現象が生じるような高温になることが抑制される。その結果、平板状ヒータ２０の表面へのスケールの生成および付着を防止できるとともに、長寿命で高い信頼性の熱交換器１０を実現できる。そのため、平板状ヒータ２０に、金属と比較して耐腐食性に優れ、熱容量は小さい特長を有するが割れやすいセラミックヒータを用いることができる。さらに、温度差に起因するセラミックヒータの割れを防止して、長寿命で高い信頼性の熱交換器１０を実現できる。
【００４８】
なお、通常の平板状ヒータの伝熱面の発熱密度が均一な場合には、平板状ヒータの出水口に近い側が最高温度となる。そのため、通常の平板状ヒータでは、伝熱面の温度が１００℃を超えて、液体が核沸騰熱伝達状態となった場合、核沸騰熱伝達状態の部分にスケールが生成される可能性がある。
【００４９】
また、平板状ヒータ２０の両面に主流路２５および漏れ流路４１を設けることにより、平板状ヒータ２０の熱を表裏の第１伝熱面２０ａおよび第２伝熱面２０ｂに接触して流れる水道水などの液体に伝熱できる。これにより、放熱ロスがほとんどない熱効率の高い熱交換を行うことができる。また、平板状ヒータ２０の表裏の第１伝熱面２０ａおよび第２伝熱面２０ｂを伝熱面として活用することにより、より小型でコンパクトな熱交換器１０を実現できる。
【００５０】
以下に、本実施の形態の熱交換器の平板状ヒータの別の例に係る構成および動作について、図８を用いて詳細に説明する。
【００５１】
図８は、図４に示す熱交換器の平板状ヒータに形成された発熱抵抗体の印刷パターンの別の例を示す平面図である。なお、平板状ヒータ２０の構成は、図７と同じであるので、説明は省略する。
【００５２】
すなわち、図８に示す発熱抵抗体の印刷パターン２０ｐは、平板状ヒータ２０の入水口２３ａに近い側の部分では隣接するヒータ線間隔２０ｈが狭く、出水口２３ｂに近い側の部分ではヒータ線間隔２０ｈを広くした点で、図７に示す平板状ヒータ２０とは異なる。
【００５３】
つまり、発熱抵抗体のヒータ線を構成する均一な幅からなる印刷パターン２０ｐのヒータ線間隔２０ｈを平板状ヒータ２０の熱交換器１０の入水口２３ａに近い側（例えば、図２の下部側）ほど狭くすることにより、発熱抵抗体の発熱密度を高くしている。一方、印刷パターン２０ｐのヒータ線間隔２０ｈを出水口２３ｂに近い側（例えば、図２の上部側）ほど広くすることにより、発熱抵抗体の発熱密度を低くしている。
【００５４】
これにより、上述したヒータ線幅２０ｓを変えて発熱密度を変えた場合と同様に、スケールの生成および付着を防止できるとともに、セラミックヒータの割れを防止して、長寿命で高い信頼性の熱交換器を実現できる。
【００５５】
以下に、本実施の形態に係る熱交換器の漏れ流路の効果について、図９から図１５を用いて説明する。
【００５６】
まず、本実施の形態の熱交換器１０内の主流路２５を流れる流量（Ｑｍａｉｎ）と、漏れ流路４１を流れる流量（Ｑｌｅａｋ）との関係を、漏れ流路４１の隙間Ｈｃを変化させてシミュレーションした。
【００５７】
なお、上記シミュレーションは、図９に示す形状パラメータの組み合わせを４種類で変更した構成で、熱交換器内に５００ｃｃ／ｍｉｎの流量を流した場合について行っている。また、以下では、第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂで形成される主流路２５および漏れ流路４１を例に説明するが、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａで形成される主流路２５および漏れ流路４１でも同様であることは言うまでもない。
【００５８】
具体的には、図９に示すように、主流路２５を形成する第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂのリブピッチＰと、第２流路リブ３１ｂのリブ高さＨ１の組み合わせを変えて、シミュレーションした。その結果を、図１０から図１３に示す。
【００５９】
図１０は、リブピッチＰが１４ｍｍ、リブ高さＨ１が１．９ｍｍの場合における隙間Ｈｃの影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。図１１は、リブピッチＰが７ｍｍ、リブ高さＨ１が１．９ｍｍの場合における隙間Ｈｃの影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。図１２は、リブピッチＰが３．５ｍｍ、リブ高さＨ１が１．９ｍｍの場合における隙間Ｈｃの影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。図１３は、リブピッチＰが３．５ｍｍ、リブ高さＨ１が０．９５ｍｍの場合における隙間Ｈｃの影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【００６０】
なお、図１０の場合、通常使用する流量範囲となる主流路２５の流速は０．１６ｍ／ｓｅｃで、図１１の場合、流速は０．３２ｍ／ｓｅｃで、図１２の場合、流速は０．６４ｍ／ｓｅｃで、図１３の場合、流速は１．２５ｍ／ｓｅｃに相当する。
【００６１】
上記図１０から図１３に示すシミュレーションの結果から、主流路２５の断面積が小さくなり、流速が速くなるにしたがって、隙間Ｈｃの変化に対する漏れ流路４１の流量の、主流路２５の流量に対する影響が大きくなることがわかる。
【００６２】
つまり、上記パラメータの範囲内において、漏れ流路４１の流量を全流量５００ｃｃ／ｍｉｎの、例えば１０％である５０ｃｃ／ｍｉｎ以下とするには、隙間Ｈｃを、０．０５ｍｍから０．１５ｍｍの範囲に設定すればよいことがわかる。その理由は、漏れ流路４１を流れる流量を５０ｃｃ／ｍｉｎ以下になるよう設定すれば、強制対流熱伝達に主として寄与する主流路２５の流れが支配的となることによるものである。そのため、平板状ヒータ２０の表面温度を低下させるとともに、流路中に発生した泡を主流路２５の流れで効果的に排除することができる。
【００６３】
以下に、上記シミュレーションの結果に基づいて、実際の熱交換器で、隙間Ｈｃの影響について、ヒータ線温度と平均熱伝達率から検討した結果を図１４と図１５に示す。
【００６４】
図１４は、実際の熱交換器における、隙間Ｈｃと平板状ヒータのヒータ線温度との関係を示すグラフである。このとき、熱交換器１０の形状パラメータとして、第２流路リブ３１ｂのリブピッチＰを７ｍｍ、第２流路リブ３１ｂのリブ高さＨ１を１．９ｍｍに設定した熱交換器で行った。
【００６５】
そして、上記構成の熱交換器１０に、入水温度が５℃で、５００ｃｃ／ｍｉｎの流量を流したときのヒータ線温度を測定した。
【００６６】
なお、熱交換器内の液体の状態を把握するために、熱交換器を透明の材料で作製し、平板状ヒータと液体との熱交換の状態を評価した。
【００６７】
その結果、図１４に示すように、隙間Ｈｃを０．２ｍｍ程度から０．０５ｍｍ程度まで小さくすると、ヒータ線温度が急激に低下することがわかった。これは、漏れ流路４１を介した液体の漏れ流量が、この範囲で大幅に低下することを示している。それは、隙間Ｈｃが狭くなると、流速があがって、液体への熱伝達率が高まるからである。
【００６８】
また、図１５は、実際の熱交換器における、隙間Ｈｃと、図１４に示すヒータ線温度から評価した熱交換器の平均熱伝達率との関係を示す図である。このとき、図中には、熱交換器内を流れる液体の状態を示すために、強制対流熱伝達と沸騰熱伝達との割合を模式的に示している。
【００６９】
図１５に示すように、隙間Ｈｃが０．０５ｍｍ付近では、熱交換器１０内で局所的な沸騰は認められなかった。つまり、隙間Ｈｃが０．０５ｍｍ付近では、ほぼ全域で、液体に強制対流熱伝達で熱が伝達されていると考えられる。その結果、熱交換器１０の出水口２３ｂから、安定した出湯動作が行われていると考えられる。
【００７０】
また、隙間Ｈｃが０．１５ｍｍ付近では、熱交換器１０内で一部、局所的な沸騰が認められ、強制対流熱伝達のほかに沸騰熱伝達が発生している。しかし、通常、強制対流熱伝達に対して沸騰熱伝達の割合が小さい場合、水蒸気などの気泡の発生が抑えられ、発生した気泡も強制対流により容易に搬出されるため熱交換器１０の出水口２３ｂからの出湯動作は安定する。そのため、一部沸騰熱伝達が発生した状態においても、熱交換器１０の出水口２３ｂから安定した出湯が可能である。
【００７１】
一方、図１５に示すように、隙間Ｈｃが０．３ｍｍ付近では、熱交換器１０内で沸騰が発生し、強制対流熱伝達に対して沸騰熱伝達の割合が大きい場合、沸騰熱伝達の影響が大きくなる。そのため、熱交換器１０内の液体の流れが、例えば水蒸気などの気泡などが発生し、この発生した気泡が強制対流により搬出されにくくなるため不安定となる。
【００７２】
つまり、図１４と図１５に示すように、第２流路リブ３１ｂの先端部４５の上面と平板状ヒータ２０との間の漏れ流路４１の隙間Ｈｃが変化すると、ヒータ線温度や熱伝達の状態が変化する。そこで、隙間Ｈｃを０．１５ｍｍ以下に、好ましくは０．０５ｍｍから０．１ｍｍ程度とすることにより、熱交換器１０から安定した出湯が可能となる。これにより、安定した熱交換性能と耐スケール性に優れた熱交換器１０およびそれを備えた衛生洗浄装置１を実現できる。
【００７３】
しかし、従来、熱交換器の外郭のケーシング２３を構成する樹脂成形品である第１流路形成部材２１および第２流路形成部材２２は、成形時の反りの発生や、超音波溶着時において溶着寸法がばらつく。そのため、従来、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５の上面と平板状ヒータ２０との隙間Ｈｃを０．０５ｍｍから０．１５ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍから０．１ｍｍに設定することが困難である。
【００７４】
そこで、以下に、上記隙間Ｈｃを実現する熱交換器の製造方法について、図４および図６を参照しながら、図１６を用いて説明する。
【００７５】
図１６は、本発明の実施の形態に係る熱交換器の製造方法の一例を説明するフローチャートである。
【００７６】
図１６に示すように、まず、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂の射出成形により成形した第１流路リブ３１ａを内壁面に有する第１流路形成部材２１を、超音波溶着治具に装着し固定する（ステップＳ１０）。このとき、第１流路リブ３１ａは、基部４４と先端部４５から構成され、先端部４５の断面幅が基部４４の断面幅よりも小さい形状を有している。そして、溶着前の第１流路リブ３１ａは、所定のリブピッチＰ、所定の溶着前のリブ高さＨ１を有し、蛇行する主流路２５を形成するように互い違いに交互に形成されている。なお、溶着前の第１流路リブ３１ａのリブ高さＨ１とは、最終的に形成される隙間Ｈｃよりも高い、例えば挿入される平板状ヒータ２０と当接する程度の寸法である。
【００７７】
つぎに、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａを覆うように、例えばステンレスなどの金属材料からなるスペーサ治具を配置または挿入する（ステップＳ２０）。このとき、スペーサ治具は、以降で挿入される平板状ヒータ２０の厚さに、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５の上面と平板状ヒータ２０との隙間Ｈｃ（例えば０．１ｍｍ）を付加した厚みを有する。
【００７８】
つぎに、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂の射出成形により成形した第２流路リブ３１ｂを内壁面に有する第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂを、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａ側に配置したスペーサ治具を内包するように装着する（ステップＳ３０）。
【００７９】
つぎに、上記の状態で、超音波溶着機に装着し、第１流路形成部材２１のベース面３０ａおよび第２流路形成部材２２のベース面４０ａ側から、超音波治具を介して、超音波振動を加える。これにより、第１流路形成部材２１のフランジ部３２の係合溝３３と、第２流路形成部材２２のフランジ部４２の係合突起４３が溶着される（ステップＳ４０）。そして、ケーシング２３が形成される。
【００８０】
このとき、スペーサ治具に当接する、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａおよび第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂは、超音波溶着時の超音波振動により発生する熱によって、例えば先端部４５の先端が、スペーサ治具に沿って変形する。つまり、対向する第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａと第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂとの間隔は、スペーサ治具の厚みとなるように変形する。これにより、ケーシングを構成する第１流路形成部材２１および第２流路形成部材２２の寸法ばらつきや成形反りなどを吸収して、均一な間隔で形成される。
【００８１】
つぎに、形成されたケーシングから、スペーサ治具を取り除く（ステップＳ５０）。これにより、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａと第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂとの間隔が均一に形成されたケーシングが作製される。
【００８２】
つぎに、平板状ヒータ２０を、ケーシングを取り除いたスペーサ治具の位置に挿入し、平板状ヒータ２０の側面とケーシングとを、例えばシリコ−ンシーラントなどのシール材で、液密にシールする（ステップＳ６０）。これにより、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂと、平板状ヒータ２０の表面（第１伝熱面２０ａおよび第２伝熱面２０ｂ）とにより、液体が蛇行して流れる凹部状の主流路２５が形成される。さらに、第１流路リブ３１ａの先端部４５の上面および第２流路リブ３１ｂの先端部４５の上面と、平板状ヒータ２０の表面（第１伝熱面および第２伝熱面）との間に、所定の隙間Ｈｃ（例えば０．１ｍｍ）を有する漏れ流路４１が形成される。つまり、スペーサ治具により、高精度で、目標とする０．０５ｍｍから０．１５ｍｍの、所定の隙間Ｈｃの漏れ流路４１を形成することができる。このとき、さらに、作製した熱交換器１０のシール性を検査する、例えば液漏れ検査などを実行しても良い（ステップＳ７０）。
【００８３】
以上により、本実施の形態の熱交換器が作製される。
【００８４】
つまり、本実施の形態の熱交換器の製造方法は、平板状ヒータ２０の厚みより、所定の漏れ流路４１の隙間Ｈｃに相当する分だけ厚いスペーサ治具の両面に、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａと第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂとを対向させた方向で溶着する。そして、第１流路リブ３１ａと第２流路リブ３１ｂの、スペーサ治具と対向する先端部４５を溶着時に変形させてケーシングを作製する。このとき、ケーシングを構成する第１流路形成部材２１および第２流路形成部材２２の寸法ばらつきや成形反りなどにより、スペーサ治具と当接する第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５が溶着時の熱で部分的に溶ける。その結果、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５は、スペーサ治具に沿って、すなわちスペーサ治具の厚みで離間して変形し、先端部４５に上面が形成される。
【００８５】
そして、溶着後、スペーサ治具を抜き取って、平板状ヒータ２０を装着する。このとき、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａおよび第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂにより、平板状ヒータ２０の表面を蛇行して流れる凹部状の主流路２５と、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂと、平板状ヒータ２０の表面との間に、均一な隙間Ｈｃを備えた漏れ流路４１とが形成される。これにより、漏れ流路４１を構成する第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５の上面と、平板状ヒータ２０の表面との間に高精度で均一な隙間Ｈｃが形成される。
【００８６】
その結果、平板状ヒータ２０の表面での局部沸騰の発生を抑制するとともに、平板状ヒータ２０の表面温度を低下させることができ、安定した熱交換性能と耐スケール性の優れた熱交換器１０を作製することができる。
【００８７】
また、本実施の形態の熱交換器の製造方法では、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂが、基部４４と先端部４５とからなり、先端部４５は基部４４より断面幅を小さく構成している。これにより、ケーシング２３を作製する際の超音波溶着時において、断面幅が大きい基部４４が折れることなく、断面幅が小さい先端部４５だけが溶けて変形する。その結果、第１流路リブ３１ａと第２流路リブ３１ｂの成形をスムーズに、かつ安定して行うことができる。そして、安定した品質の熱交換器１０を作製することができる。
【００８８】
なお、上記熱交換器の製造方法では、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５が基部４４より断面幅が小さい構成で説明した。以下に、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの具体的な形状について、図１７から図２０を用いて説明する。
【００８９】
図１７は、熱交換器の第１流路リブおよび第２流路リブの形状の一例を示す斜視図である。図１８は、図１７のＢ部拡大斜視図である。図１９は、熱交換器の第１流路リブおよび第２流路リブの形状の別の例を示す斜視図である。図２０は、熱交換器の第１流路リブおよび第２流路リブの形状のさらに別の例を示す斜視図である。なお、以下では、第２流路リブ３１ｂを例に示すが、第１流路リブ３１ａも同様であることは言うまでもない。
【００９０】
まず、図１７と図１８に示すように、第２流路リブ３１ｂは、先端部４５と基部４４から構成され、基部４４は断面が矩形形状で形成され、先端部４５は断面が略三角エッジ形状（三角エッジ形状を含む）で形成されている。このとき、先端部４５の底面の幅は、基部４４の幅より小さく構成されている。
【００９１】
また、図１９に示すように、第２流路リブ３１ｂは、先端部４５と基部４４から構成され、先端部４５と基部４４との接続部分の幅が等しい形状を有している。そして、先端部４５は、断面が直角三角形で形成されている。
【００９２】
また、図２０に示すように、第２流路リブ３１ｂは、先端部４５と基部４４から構成され、先端部４５と基部４４とが、例えば直角三角形や三角形の一部を構成する形状で形成されている。
【００９３】
これらの形状により、超音波溶着時において、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５を容易に変形させることができる。また、超音波溶着時において、第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５の高さ調整を容易に行うことができる。その結果、例えば図４に示す先端部４５に上面が形成され、平板状ヒータ２０との間で、所定の隙間Ｈｃを均一に形成できる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、ケーシング２３を、第１流路形成部材２１と第２流路形成部材２２とを超音波溶着で形成する例で説明したが、これに限られない。例えば、熱を加えて溶着する熱溶着で形成してもよい。この場合、熱溶着作業時に、第１流路形成部材２１の第１流路リブ３１ａと第２流路形成部材２２の第２流路リブ３１ｂとの間に、例えば第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５が熱変形する以上の温度で、かつ溶融しない範囲の温度に加熱したスペーサ治具を挿入した状態でケーシング２３の熱溶着をする。これにより、加熱したスペーサ治具に当接する第１流路リブ３１ａおよび第２流路リブ３１ｂの先端部４５が、スペーサ治具の熱で部分的に熱変形する。その結果、成形そりや寸法ばらつきを吸収して、超音波溶着と同様の作用効果を得ることができる。
【００９５】
また、本実施の形態の熱交換器およびその製造方法では、第１流路形成部材２１に第１流路リブ３１ａおよび第２流路形成部材２２に第２流路リブ３１ｂを設け、主流路２５と漏れ流路４１を形成した例で説明したが、これに限られない。第１流路形成部材２１または第２流路形成部材２２のいずれか一方に流路リブを設けた構成でもよい。例えば、図２１に示すように、第１流路形成部材２１に流路リブ３１を設けて主流路２５と漏れ流路４１を形成し、第２流路形成部材２２には流路リブを設けない構成でもよい。この場合、平板状ヒータ２０は、流路リブ３１を備える第１流路形成部材２１のベース面３０ａと対向する面に発熱抵抗体を設けることが好ましい。これにより、主流路２５と漏れ流路４１に、液体を均一に通流させて、平板状ヒータ２０の表面での局部沸騰の発生を抑制し、平板状ヒータ２０の表面温度を低下させることができる。その結果、安定した熱交換性能と耐スケール性に優れた、より小型でコンパクトな熱交換器１０を実現できる。
【００９６】
また、上記熱交換器１０を備えることにより、熱交換性能と耐スケール性に優れ、長寿命で、さらに小型で、狭いトイレ空間にも容易に設置できる衛生洗浄装置１を実現できる。
【００９７】
以上で説明したように、本発明の熱交換器は、入水口と出水口を有し、少なくとも一方の内壁面に流路リブを備える第１流路形成部材と第２流路形成部材とからなるケーシングと、ケーシング内に内包される平板状ヒータと、を備え、流路リブと、平板状ヒータとにより形成される凹部状の主流路と、流路リブの上面と、平板状ヒータの表面との隙間で形成される漏れ流路と、を有し、漏れ流路の隙間が、０．０５ｍｍから０．１５ｍｍである。
【００９８】
これにより、平板状ヒータの表面での洗浄水の局部沸騰の発生を防止するとともに、ヒータの表面温度差を抑制することができる。その結果、安定した熱交換性能と耐スケール性の優れた熱交換効率の熱交換器を実現できる。
【００９９】
また、本発明の熱交換器によれば、第１流路リブおよび第２流路リブが、基部と先端部とから構成され、先端部は基部より断面幅が小さい構成を有する。
【０１００】
これにより、漏れ流路の隙間をより均一に構成することができる。その結果、平板状ヒータの表面での洗浄水の局部沸騰の発生や、ヒータの表面温度差の発生を、さらに効率的に抑制できる。
【０１０１】
また、本発明の熱交換器によれば、平板状ヒータの、出水口に近い側の流路スペースに面した発熱密度が入水口に近い側の流路スペースに面した発熱密度より小さい構成を有する。
【０１０２】
これにより、平板状ヒータの熱を、平板状ヒータに伝熱面に接触して流れる洗浄水に効率よく伝熱され、放熱ロスの無駄を低減できる。その結果、熱交換効率が高く、小型でコンパクト、かつスケールの付着が抑制できる熱交換器を実現できる。
【０１０３】
また、本発明の熱交換器によれば、平板状ヒータが、セラミック基体と、セラミック基体上に所定のヒータ線幅の印刷パターンで形成した抵抗体からなる発熱抵抗体と、電極と、からなるセラミックヒータで構成される。
【０１０４】
さらに、本発明の熱交換器によれば、平板状ヒータの印刷パターンのヒータ線幅が、入水口に近い部分より出水口に近い側の部分の方が太い構成を有する。
【０１０５】
これらの構成により、発熱抵抗体である印刷パターンのヒータ線幅が太いほど電流を流したときの電気抵抗が小さくなるため、発熱量を調整できるセラミックヒータを実現できる。つまり、印刷パターンのヒータ線幅が細い入水口に近い流路側の流路スペースに面した部分の発熱量を大きく、すなわち発熱密度を大きくできる。一方、印刷パターンのヒータ線幅が太い出水口に近い側の流路スペースに面した部分の発熱量を小さく、すなわち発熱密度を小さくできる。
【０１０６】
これにより、液体の温度が高くなる出水口に近い側の平板状ヒータと水道水などの液体との境界面においても、平板状ヒータの温度を、液体が局所的に沸騰現象が生じる高温になることを抑制できる。その結果、平板状ヒータへのスケールの生成および付着を防止して、高い熱交換効率を維持できる。さらに、平板状ヒータとして、金属と比較して耐腐食性が優れ、熱容量が小さい特長を有するが、一方で割れやすいセラミックヒータを用いても、平板状ヒータの発熱温度差に起因する割れを防止できる。その結果、長寿命で、高い信頼性の熱交換器を実現できる。
【０１０７】
また、本発明の熱交換器によれば、平板状ヒータの印刷パターンの線間の隙間は、入水口に近い部分より出水口に近い側の部分の方が広い構成を有する。
【０１０８】
この構成により、印刷パターンの線間の隙間が狭い入水口に近い流路側の流路スペースに面した部分の発熱量を大きく、すなわち発熱密度を大きくできる。一方、印刷パターンの線間の隙間が広い出水口に近い側の流路スペースに面した部分の発熱量を小さく、すなわち発熱密度を小さくできる。
【０１０９】
これにより、上述のヒータ線幅で説明した理由と同様に、平板状ヒータへのスケールの生成および付着を防止して、高い熱交換効率を維持できる。さらに、平板状ヒータの発熱温度差に起因するセラミックヒータの割れを防止して、長寿命で、高い信頼性の熱交換器を実現できる。
【０１１０】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、上記熱交換器を備える。
【０１１１】
この構成により、小型で安定した熱交換性能と、耐スケール性に優れ、長寿命な熱交換器により、衛生洗浄装置本体を小型化できる。その結果、狭いトイレ空間にも容易に衛生洗浄装置を設置することができる。また、熱交換器内のスケールの生成および付着を防止することにより、硬水地域で使用できる衛生洗浄装置を実現できる。さらに、熱交換器から剥離したスケールの破片が洗浄ノズルに詰まることを防止して、長寿命で高い信頼性の衛生洗浄装置を実現できる。
【０１１２】
また、本発明の熱交換器の製造方法によれば、第１流路形成部材に溶着治具に固定する固定ステップと、第１流路形成部材の内壁面にスペーサ治具を挿入する挿入ステップと、第２流路形成部材の内壁面でスペーサ治具を内包するように第１流路形成部材に装着する装着ステップと、を含む。さらに、第１流路形成部材と第２流路形成部材の少なくとも一方の内壁面に設けられた流路リブをスペーサ治具との圧接により変形させるとともに、第１流路形成部材と第２流路形成部材とを溶着してケーシングを形成する溶着ステップと、ケーシングからスペーサ治具を取り外すステップと、取り外したスペーサ治具の位置にヒータを挿入して、ケーシングとシールするシールステップを、含む。
【０１１３】
これにより、漏れ流路を構成する流路リブの先端部と、平板状ヒータの表面との間に高精度で均一な隙間の漏れ流路を形成できる。その結果、平板状ヒータの表面での洗浄水の局部沸騰の発生を防止するとともに、ヒータの表面温度差を抑制することができる。その結果、安定した熱交換性能と耐スケール性の優れた熱交換効率の熱交換器を作製できる。
【０１１４】
また、本発明の熱交換器の製造方法によれば、熱交換器の漏れを検査するステップを、さらに含む。これにより、長期間にわたって、高い信頼性を有する熱交換器を作製できる。
【０１１５】
また、本発明の熱交換器の製造方法によれば、溶着ステップが、超音波溶着により行われる。これにより、短時間で、スペーサ治具に当接する流路リブを均一に離間して作製できる。その結果、安定した品質の熱交換器を容易に作製できる。
【０１１６】
また、本発明の熱交換器の製造方法によれば、流路リブは、基部と先端部とから構成され、先端部は基部より断面幅が小さい。これにより、溶着時に断面幅が大きい基部が折れることなく、断面幅が小さい先端部だけを溶かして変形させ、成形することができる。その結果、溶着時の流路リブの成形をスムーズに安定して行うことができる。
【０１１７】
また、本発明の熱交換器の製造方法によれば、流路リブの、先端部が略三角エッジの断面形状を有する。これにより、溶着時の流路リブの先端部の成形をよりスムーズに行うことができる。その結果、より安定した品質の熱交換器を容易に作製できる。
【０１１８】
さらに、本発明の熱交換器の製造方法によれば、流路リブの、先端部が鋭角の断面形状を有する。これにより、溶着時の流路リブの先端部の高さ調整を容易に行うことができる。
【０１１９】
また、本発明の衛生洗浄装置によれば、上記熱交換器の製造方法により製造した熱交換器を備える。これにより、小型で安定した熱交換性能と、耐スケール性に優れ、長寿命な熱交換器を備えた衛生洗浄装置を作製できる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、安定した熱交換性能と耐スケール性が要望される熱交換器および熱交換器を備える技術分野に有用である。
【符号の説明】
【０１２１】
１    衛生洗浄装置
２    便器
３    本体部
３ａ    筐体
４    便座部
５    便蓋部
６    操作部
１０    熱交換器
２０    平板状ヒータ
２０ａ    第１伝熱面
２０ｂ    第２伝熱面
２０ｈ    ヒータ線間隔
２０ｋ    セラミック基体
２０ｐ    印刷パターン
２０ｓ    ヒータ線幅
２１    第１流路形成部材
２２    第２流路形成部材
２３    ケーシング
２３ａ    入水口
２３ｂ    出水口
２５    主流路
２５ａ    入口側流路
２５ｂ    出口側流路
３０，４０    ベース部
３０ａ，４０ａ    ベース面
３１    流路リブ
３１ａ    第１流路リブ
３１ｂ    第２流路リブ
３２，４２    フランジ部
３３    係合溝
４１    漏れ流路
４３    係合突起
４４    基部
４５    先端部
【図１】
0005534117.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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