【手続補正書】
【提出日】平成15年8月22日(2003.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】温水装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】平板状加熱手段と、入水するための入水口と、平板状加熱手段により加熱された湯を出湯する出湯口と、前記入水口と前記出湯口を連通し、前記平板状加熱手段に熱的に接触して配された少なくとも１つ以上の屈曲部を有する蛇行水路を備えた温水装置。
【請求項２】平板状加熱手段として、電力によりジュール熱を発生する発熱体をアルミナ等の一対のセラミック板により挟んで形成したセラミックヒーターを備えた請求項１記載の温水装置。
【請求項３】平板内に、炭化水素燃料等の燃料を通過させる燃料通路と、燃料を酸化し発熱させる触媒燃焼部とを有する平板状加熱手段を備えた請求項１記載の温水装置。
【請求項４】蛇行水路を有し樹脂材料で形成した熱交換部を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の温水装置。
【請求項５】入水口と出湯口、および入水口近傍の流入路と出湯口近傍の流出路とを隣接して設けた蛇行水路を備えた請求項２または請求項４記載の温水装置。
【請求項６】蛇行水路は略水平方向の水路と、方向変換のための屈折部とで形成された請求項１〜５のいずれか１項に記載の温水装置。
【請求項７】平板状加熱手段を略垂直に配し、その両面それぞれに入水口が略最下端で出湯口が略最上端にある蛇行水路を備えた請求項１〜６のいずれか１項に記載の温水装置。
【請求項８】平板状加熱手段の発熱部の端部より外側にまで、蛇行水路を設けた請求項１〜７のいずれか１項に記載の温水装置。
【請求項９】蛇行水路の上流に設けた分岐部と、蛇行水路の下流に設けた合流部を備え、平板状加熱手段の両面の蛇行水路それぞれに並列に水を流す構成とした請求項１〜８のいずれか１項に記載の温水装置。
【請求項１０】平板状加熱手段と蛇行水路との間に熱伝導率の大きい伝熱板を備えた請求項１〜９のいずれか１項に記載の温水装置。
【請求項１１】１枚の平板の中に２回路またはそれ以上の電気ヒーターを並列に有する平板状加熱手段と、出湯温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段により前記電気ヒーターそれぞれへの通電率を制御する制御部を備えた請求項１〜１０のいずれか１項に記載の温水装置。
【請求項１２】蛇行水路の中に、乱流促進体を設けた請求項１〜１１のいずれか１項に記載の温水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給湯用、暖房用等の温水装置に関し、特に給水源から供給される水を所定温度の適温水に短時間で加熱する、瞬間加熱式の温水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から一般的に知られている温水装置としては、タンク内に定量貯溜した水をヒータにより常時適温に加熱・保温する貯湯式のタイプと、給水された水を瞬間的に加熱して適温の温水を供給する瞬間加熱式のタイプとがある。前記貯湯式の温水装置としては、図１７に示す特公平２−３８６０号公報に記載されているようなものがあった。図１７において、１０１は温水装置１０２の貯湯タンクであり、その上部開口端には蓋体１０３が、図示しない締着部材を用いて堅締固着されている。１０４は蓋体１０３に止着した入水管であり、その一方端は給水管１０５を介して図示しない給水源と接続され、他方端は蓋体１０３を貫通して貯湯タンク１０１の底面付近まで伸出されている。１０６は蓋体１０３に止着された出湯部であり、出湯ロ１０６ａを貯湯タンク１０１内と連通させている。１０７は蓋体１０３を貫通して貯湯タンク１０１内に挿入した温水加熱用のヒー夕であり、また、１０８は加熱された温水の湯温を検出する温度センサで、検温部１０８ａを貯湯タンク１０１内に挿入した状態で蓋体１０３に取付けられ、前記温度センサ１０８によって検出した温水の温度に対応して、ヒータ１０７の通電制御を行い、貯湯タンク１０１内の温水を常に所定の設定温度（例えば約４０℃）に維持するようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のような従来の貯湯式の温水装置では、貯湯量が限られているので吐水量が貯湯量を超えるまでは設定温度の温水が供給されるものの、貯湯量をこえた長時間使用すると、温水の温度が徐々に低下し始める。即ち、吐水量が貯湯量をこえると、貯湯タンク１０１内にヒー夕１０７により加熱され貯湯された温水の大部分が貯湯タンク１０１から吐出され、かわって温水の吐出開始後に貯湯タンク１０１内に流入した流入水が吐出されるようになる結果、貯湯タンク１０１から吐出される温水の温度が徐々に低下し始める。これは、温水使用開始直後に貯湯タンク１０１内に流入した水は、ある程度設定温度近くまで加熱されるものの、それ以降の流入水はほとんど加熱されないまま吐出されるために発生するもので、これにより設定温度よりも低い温度の温水が出湯されるおそれがあった。従って、貯湯式の温水装置１０２においては出湯時間の短い用途にしか使用できないという課題があった。
【０００４】
上記貯湯式温水装置１０２の貯湯タンク１０１を大きくできない場合、上記課題を解決するための温水装置の構成として、例えば図１８に示す実公平１−４２７５７号公報に記載されているような円筒状の加熱手段を用いた瞬間加熱式の温水装置が採用されている。図１８に示す温水装置１０９は、有底筒状に形成した金属製の加熱タンク１１０と、中空筒状に形成した合成樹脂製の貯湯筒１１１からなり、前記加熱タンク１１０は貯湯筒１１１内に、その上部に貯湯部１１１ａを有するように収納して前記加熱タンク１１０の開口端側を貯湯筒１１１の一方の開口部に嵌着し、この加熱タンク１１０の開口端側の周縁に開口した通抜孔１１２を介して加熱タンク１１０と貯湯筒１１１とを連通する。つづいて、表面または２層のセラミック基板の間にプリントする等して形成した電気発熱体を有する中空円筒状のセラミックヒータ１１３を図示しない給水ラインと連通させて遊嵌したあと、前記貯湯筒１１１の一方の開口部をセラミックヒータ１１３の鍔部にて閉鎖し、この貯湯筒１１１の他方の開口部は、フロートスイッチ１１４を具備した函体１１６を用いて、該函体１１６と貯湯筒１１とを連通させた状態で閉鎖することにより構成され、函体１１６に止着した出湯管１１７から温水が出湯されるようになっている。また加熱タンク１１０に開口した通抜孔１１２の上方には、セラミックヒータ１１３により加熱した温水の温度を検出する温度センサ１１８が取付けられている。
【０００５】
そして、瞬間加熱式の温水装置１０９は、セラミックヒータ１１３の内周面を通って加熱タンク１１０内に流入する水を、前記セラミッタヒータ１１３の電気発熱体により瞬時に設定温度まで加熱することができるので、長時間にわたって一定温度の温水を吐出できる利点がある。ところが、一般家庭には過電流保護用のブレーカが設置されており、ブレーカがトリップしないためにはヒーター容量をＡＣ１００Ｖで１２００Ｗ程度以下に設定する必要があり、例えば４０℃の温水を使用する場合、温水装置への入水温が低い冬季の場合を考慮して水温を４０度上昇させるには毎分約４００ｃｃ以下の吐水量となる。上記構成の瞬間加熱式の温水装置では中空円筒状セラミックヒータ１１３の径を小さくすればする程製造が困難になり、伝熱面積も小さくなってしまうので径寸法には限界があり、前記セラミックヒータ１１３の大きさに対応した容積の加熱タンク１１０や、貯湯筒１１１等の水路部分に水の溜まる貯水部ができてしまう。例えば、２００ｃｃ程度であっても貯水部ができてしまうと熱容量が大きくなり、また毎分約４００ｃｃ以下の吐水量に対して小さくない貯水部に水が溜まっているので、昇温や温度制御応答に時間を要するばかりでなく、上記吐水量に対してセラミックヒータ１１１内外周の流路断面積が大きいので流速が小さくなり、熱伝達率が悪くなるので温水装置の熱効率も悪くなるという課題があった。
【０００６】
また、上記貯湯式の温水装置においては、出湯時間に制限があるという課題とともに、貯湯槽があるために装置のサイズが大きくなってしまうという課題や、何時使用されるかわからないので昼夜通電しておかねばならず、貯湯による放熱ロスが大きな部分を占めランニングコストが非常に高くなるという課題があった。一方、上記構成の瞬間加熱式の温水装置においては、中空円筒状セラミックヒータの寸法から加熱タンクの容積が大きくなり、装置のコンパクト化が図りにくく、また貯水部ができてしまうので熱容量が大きくなる結果、制御応答性が悪く、瞬時的な設定温度可変が困難であるという課題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、平板状加熱手段に熱的に接触して配され、入水口と出湯口を連通し少なくとも１つ以上の屈曲部を有する蛇行水路を備えたものである。
【０００８】
上記発明によれば、伝熱面積を確保したまま流速を増大させ、熱伝達率を大きくすることができるので、高負荷化、コンパクト化が図れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は上記課題を解決するために以下の構成より成る。すなわち第１の構成としては、平板状加熱手段と、入水するための入水口と、平板状加熱手段により加熱された湯を出湯する出湯口と、前記入水口と前記出湯口を連通し、前記平板状加熱手段に熱的に接触して配された少なくとも１つ以上の屈曲部を有する蛇行水路を備えたものである。
【００１０】
そして、瞬間加熱式温水装置であるので長時間にわたって一定温度の温水を吐出でき、また伝熱面積を確保したまま蛇行水路の断面積を小さくして流速を増大させ熱伝達率を大きくすることができるので、高い熱効率、簡単構成で高負荷化、コンパクト化が図れる。
【００１１】
また第２の構成としては、平板状加熱手段として、電力によりジュール熱を発生する発熱体をアルミナ等の一対のセラミック板により挟んで形成したセラミックヒーターを備えたものである。
【００１２】
そして、平板状加熱手段として、絶縁体で熱伝導率の大きいアルミナで構成された昇温速度の早いセラミックヒーターを備えているので、温水の昇温および温度制御応答を瞬時にできるとともに、水が直接セラミックヒーターに接触する蛇行水路が構成可能となるので、更なる昇温速度と応答性の向上が図れ、熱効率の向上も図ることができる。
【００１３】
また第３の構成としては、平板内に、炭化水素燃料等の燃料を通過させる燃料通路と、燃料を酸化し発熱させる触媒燃焼部とを有する平板状加熱手段を備えたものである。
【００１４】
そして、炭化水素燃料等の燃料を用いたコンパクトで構成の簡単な瞬間式温水装置が実現でき、触媒燃焼を用いているので窒素酸化物等を発生しないクリーンな温水装置となる。
【００１５】
また第４の構成としては、蛇行水路を有し樹脂材料で形成した熱交換部を備えたものである。
【００１６】
そして、水路が熱容量の小さい樹脂材料で形成されているので、温水装置全体の熱容量も増大せず、温水の昇温速度および温度制御応答性を向上できる。
【００１７】
また第５の構成としては、入水口と出湯口、および入水口近傍の流入路と出湯口近傍の流出路とを隣接して設けた蛇行水路を備えたものである。
【００１８】
そして、流入路と流出路が隣接して構成されているので、流入路と流出路の間の温度差でも熱交換が生じ、蛇行水路の温度差が緩和され、平板状加熱手段からの伝熱面の温度分布が均一に近づく結果、熱歪みによるセラミックヒーターの破断を防止することができる。
【００１９】
また、第６の構成としては、特に請求項１〜５に記載の蛇行水路を、水平方向の水路と方向変換のための屈曲部とで形成したものである。そして、水平な水路を水が流れて屈曲部で方向変換するだけなので、水温の上昇による溶存空気の分離等により気泡が発生しても、水流で流されてしまう。よって、気泡による出湯流の乱れが生じることなく定常な出湯を維持し温水装置を安定に運転できるとともに、温水装置内の気泡による熱伝達率の低下と熱効率の低下を防止できる。さらに、大径化および一体化した気泡が蛇行水路中に止まり、その部分で急激に熱伝達率が低下し局所的な熱衝撃が生じることもなくなり、温水装置および平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。
【００２０】
また第７の構成としては、平板状加熱手段を略垂直に配し、その両面それぞれに入水口が略最下端で出湯口が略最上端にある蛇行水路を備えたものである。
【００２１】
そして、蛇行水路が入水口から出湯口まで順次上方に向かうので、水温の上昇による溶存空気の分離等により気泡が発生しても浮力で上方の出湯口まで流され吐出されるので、気泡による出湯流の乱れが生じることなく定常な出湯を維持し温水装置を安定に運転できるとともに、温水装置内の気泡による熱伝達率の低下と熱効率の低下を防止できる。さらに、大径化および一体化した気泡が蛇行水路中に止まり、その部分で急激に熱伝達率が低下し局所的な熱衝撃が生じることもなくなり、温水装置および平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。
【００２２】
また第８の構成としては、平板状加熱手段の発熱部の端部より外側にまで、蛇行水路を設けたものである。
【００２３】
そして、平板状加熱手段の発熱部より広い範囲に水路部分が存在するので、熱流が水に吸収されずに温水装置構成部材に伝わり、温水装置端部など部分的に異常高温になることを防ぎ、熱効率と安全性の向上を図ることができる。
【００２４】
また第９の構成としては、蛇行水路の上流に設けた分岐部と、蛇行水路の下流に設けた合流部を備え、平板状加熱手段の両面の蛇行水路それぞれに並列に水を流す構成としたものである。
【００２５】
そして、平板状加熱手段の両面に並列に水を流すので、平板状加熱手段の両面間に温度勾配が生じず、熱歪みによる平板状加熱手段の反りや破断を防止し、信頼性を向上させることができる。
【００２６】
また第１０の構成としては、平板状加熱手段と蛇行水路との間に熱伝導率の大きい伝熱板を備えたものである。
【００２７】
そして、蛇行水路と伝熱板との間の平面において、水流により勾配のある温度分布が生じていても、平板状加熱手段表面に伝わるまでに熱伝導率の大きい伝熱板により緩和されるので、平板状加熱手段表面の温度分布が均一に近づき、熱歪みによるセラミックヒーターの破断を防止することができる。
【００２８】
また第１１の構成としては、１枚の平板の中に２回路またはそれ以上の電気ヒーターを並列に有する平板状加熱手段と、出湯温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段により前記電気ヒーターそれぞれへの通電率を制御する制御部を備えたものである。
【００２９】
そして、電気ヒーターを並列に複数回路に構成するので、１回路当りの電気ヒーターの電気容量が小さくなる。その結果、容量の小さい１回路の通電率を制御することになるので、制御分解能が飛躍的に向上して木目細かな温度制御が可能となり、ヒートショックも小さくなるので電気ヒーターの寿命を延ばし信頼性を向上させることができる。また、ある一定時間の制御周期内でサイクル数を調整し、その制御周期を繰り返すことによって電気ヒーターへの通電率を制御するサイクル制御方式の場合には、小さい電気容量ヒーターのサイクルＯＮ／ＯＦＦで済むので、電源ラインの電圧変動を小さく抑えることができ、結果として照明のちらつき等を防止できるとともに、温水装置使用者に不快となる温度変動の発生を抑えることができる。
【００３０】
また第１２の構成としては、蛇行水路の中に、乱流促進体を設けたものである。
【００３１】
そして、乱流促進体により平板状加熱手段から水への熱伝達率を向上できるので伝熱面積を小さくでき、熱容量密度の大きい平板状加熱手段を使用して高負荷のコンパクトな温水装置を実現できる。
【００３２】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００３３】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の温水装置の概略斜視図であり、図２は左側面断面図、図３は右側面断面図である。図１〜図３において温水装置本体１は、略中央に配された平板状加熱手段であるセラミックヒーター２と、熱伝導をよくするため接触面にシリコン剤３が塗布され、セラミックヒーター２を挟持するように配された一対の金属製の熱交換部４とで構成されている。セラミックヒーター２は、電力を供給することによりジュール熱を発生する金属製の発熱体５をアルミナ等の一対の矩形セラミック板６により挟んで焼成し一体化したもので、発熱体５の両端部に接続されたリード線７を備えている。また、それぞれの熱交換部４のセラミックヒーター２と平行な略中央の断面には、複数の屈曲部８を有する蛇行水路９が形成され、熱交換部４の端面に開口された入水口１０と出湯口１１とを連通している。そして、一方の熱交換部４の出湯口１１と他方の入水口１０とは配管１２により接続されている。
【００３４】
上記構成により、一方の熱交換部４の開口した入水口１０に水を導入し、セラミックヒーター２のリード線７から電力を供給すると、発熱体５により発生した熱がセラミック板６とシリコン剤３を経て熱交換部４に伝わり、入水口１０から流入した水に伝達され、水は一方の熱交換部４の蛇行水路９から配管１２を経て他方の蛇行水路９に直列に流れる間に加熱され、温水装置本体１を通過する短時間のうちに温水となり出湯口１１より流出される。したがって温水装置本体１は、入水口１０から水を連続的に供給してやると水を瞬間的に加熱する瞬間加熱式温水装置であるので、長時間にわたって一定温度の温水を途切れることなく吐出できる。また、蛇行水路９の壁が熱伝達面であるので、その長さに沿って広く伝熱面積を確保でき、蛇行水路９の断面積を小さくして流速を増大させることができるので熱伝達率を大きくすることが可能となり、高い熱効率、簡単構成で高負荷化、コンパクト化が図れる。さらに貯水部がなく水の熱容量がわずかになるので、温水装置使用開始から実際に適温の温水が出湯されるまでの昇温速度も速く、使用者が出湯温を変えたい場合や流量を変えたい場合などの制御部を設けて調節する場合の制御応答性も良くなる。
【００３５】
なお、本実施例においては、平板状加熱手段として平板状のセラミックヒータを用いたが、シーズヒータやマイカヒータ等、様々な応用が考えられる。
【００３６】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２の温水装置の概略斜視図であり、図１〜図３と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、一対の熱交換部４はそれぞれ樹脂材料で形成され、蛇行水路９はセラミックヒーター２側の面が開口されて水が直接セラミックヒーター２に接触するように構成されているとともに、熱交換部４に設けられたＯリング１３により密閉されて水が漏れないように構成されている。
【００３７】
上記構成により、入水口１０に水を導入しセラミックヒーター２に電力を供給すると、平板状加熱手段であるセラミックヒーター２が絶縁体で熱伝導率の大きいアルミナで構成されているので加熱手段自身の昇温速度も早く、その結果温水の昇温および温度制御応答を瞬時にできるとともに、入水口１０から流入した水は、蛇行水路９中で直接セラミックヒーター２に接触するので、更なる昇温速度と応答性の向上が図れ、熱効率の向上も図ることができる。このとき、水と発熱体５とは絶縁されているので、漏電や短絡心配なく運転することができる。また、熱交換部４は樹脂材料で形成されているので熱容量が小さくなり、温水装置全体の熱容量も増大せず、温水の昇温速度および温度制御性を向上できる。
【００３８】
（実施例３）
図５は本発明の実施例３の温水装置の概略斜視図であり、図６は平面断面図である。図１〜図４と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、１４は平板状加熱手段として設けた触媒燃焼バーナーであり、プロパンやブタンあるいはメタノールなどの炭化水素燃料を供給する燃料管１５と、燃料管１５から供給された燃料を均一に流すために容積部１６と、内部に波板状に折り曲げられた２枚の金属板１７を備え触媒燃焼バーナー１４下方の容積部１６から上方へ板状に伸びる扁平な燃料通路１８と、金属板１７上に触媒（図示せず）を塗布して形成した触媒燃焼部１９と、燃焼排ガスを排出する排気口２０とで構成されている。燃料通路１８の両側には、一対の金属製の熱交換部４が燃料通路１８に熱を伝えやすいように接着されて温水装置が構成されている。
【００３９】
上記構成により、燃料管１５から供給された燃料は容積部１６を経て一対の熱交換部４に挟まれた燃料通路１８に入る。燃料通路１８に入った燃料は、金属板１７の隙間を通過する途中で触媒燃焼部１９に接触し、触媒の作用により空気中の酸素と酸化反応し発熱して、排気口２０から燃焼排ガスとして排気される。このとき触媒燃焼部１９で生じた熱は、金属板１７や燃料通路１８の壁面を経て熱交換部４に伝わり、入水口１０から導入された水が熱交換部４の略中央に設けられた蛇行水路９を流れる間に伝達されて、水は適温の温水となり出湯口１１から出湯されるので、炭化水素燃料等の燃料を用いたコンパクトで構成の簡単な瞬間式温水装置が実現できる。また、触媒燃焼を用いているので酸化反応があまり高温にならずに進行し、高温で窒素酸化物等が生成されることなく、燃焼排ガスのクリーンな温水装置となる。
【００４０】
（実施例４）
図７は本発明の実施例４の温水装置の概略斜視図であり、図８は左側面断面図、図９は右側面断面図である。図１〜図６と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、図示しない給水源と一対の樹脂製熱交換部４それぞれの入水口１０とは分岐部２１を有する給水管２２に接続され、２つの出湯口１１は合流部２３を有する出湯管２４に接続されている。熱交換部４それぞれの入水口１０と出湯口１１とは近接して設けられているとともに、連通する蛇行水路９はセラミックヒーター２側の面が開口し、入水口１０近傍の流入路２５と出湯口１１近傍の流出路２６とが隣接して並行に進んだ後、屈曲部８を経て接続する形状に構成されている。この開口した蛇行水路９はＯリング１３を介して伝熱板である銅板２７により水漏れのないように一体に密閉固着され、銅板２７と一体化した一対の熱交換部４により、蛇行水路９より面積の一回り小さいセラミックヒーター２を、熱伝導性に優れた薄いゴムシート２８を介して圧接し挟持して温水装置を構成している。
【００４１】
上記構成により、給水管２２に供給された水は分岐部２１においてほぼ均等に分流し、２つの入水口１０に流入する。そして、流入路２５を通り複数の屈曲部８を経る間にセラミックヒーター２の発熱により加熱された温水は、蛇行水路９の流出路２６において隣接した流入路２５の水との間でも温度差により熱交換するので、蛇行水路９に入った低温の水は早期に温められることになり、蛇行水路９内の温度差は緩和される。この小さくなっている温度差は、非常に熱伝導率の大きい銅板２７でその断面方向に熱が拡散することにより更に緩和され、その結果セラミックヒーター２表面の温度分布が均一になるので、熱歪みによるセラミックヒーターの破断を防止することができる。また、セラミックヒーター２の発熱部である発熱体５がセラミックヒーター２の端部一杯まで形成されていても、蛇行水路９がセラミックヒーター２を覆い隠すように一回り大きい面積部に形成されているので、熱流が水に吸収されずに熱交換部４等の温水装置構成部材に伝わり、温水装置端部などが部分的に異常高温になることを防ぎ、熱効率と安全性の向上を図ることができる。さらに、蛇行水路９の上流の給水管２２に設けた分岐部２１で供給水を分流しているので、一対の熱交換部４それぞれにほぼ均等に水を流すことができ、セラミックヒーター２の両面の熱的条件が等しくなるので両面間に温度勾配が生じず、熱歪みによるセラミックヒーター２破断を防止し、信頼性を向上させることができる。また、平板状加熱手段に図５に示した触媒バーナー１４などを用いた金属製である場合は熱歪みによる反りが発生するが、これも防止することができる。
【００４２】
（実施例５）
図１０は本発明の実施例５の温水装置の概略斜視図であり、図１１は平面断面図、図１２は右側面断面図である。図１〜図９と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、温水装置本体１は、一組の入水口１０と出湯口１１を有する１つの樹脂製熱交換部４と、熱交換部４の略中央にリード線７を有する端部だけが突き出た形で水密に挿入された平板状加熱手段であるセラミックヒーター２とで構成され、熱交換部４の内部には入水口１０からセラミックヒーター２の端部を通る流入路２５と、流入路２５の下流に設けられ水路をセラミックヒーター２の両面に分岐する分岐部２１と、セラミックヒーター２の両面に配されセラミックヒーター２側の面が開口されて水が直接セラミックヒーター２に接触するように形成された一対の蛇行水路９と、この２つの蛇行水路９の終端で２つを合流させる合流部２３と、セラミックヒーター２の流入路２５と対向する端部に設けられ合流部２３から出湯口１１に温水を導く流出路２６とを備えている。そして、温水装置本体１はセラミックヒーター２が略垂直になるよう固定されているとともに、蛇行水路９は屈曲部８を除いて水平方向に設けられた水路を水が流れて、屈曲部８で方向変換することを繰り返すように形成されている。そして、入水口１０が最下端で、流入路２５、分岐部２１、蛇行水路９、合流部２３、流出路２６と上流に向かうにつれて上方に位置し、出湯口１１が最上端に配され、蛇行水路９も下流側が下方に向かうことがないように構成されている。
【００４３】
上記構成により、絶縁体で熱伝導率の大きいアルミナで構成された昇温速度の早いセラミックヒーター２に直接水が接触しながら熱伝達されるので、温水の昇温および温度制御応答を瞬時にできるとともに、熱効率の向上も図ることができる。また、水流が入水口１０から蛇行水路９を通り出湯口１１まで順次上方に向かうので、水温の上昇による溶存空気の分離等により気泡が発生しても水平な水路中を水流で流され浮力で上方の出湯口１１まで流され吐出されるので、気泡による出湯流の乱れが生じることなく定常な出湯を維持し温水装置を安定に運転できるとともに、熱交換部４内の気泡による熱伝達率の低下と熱効率の低下を防止できる。さらに、大径化および一体化した気泡が蛇行水路９中に止まり、その部分で急激に熱伝達率が低下し局所的な熱衝撃が生じることもなくなり、セラミックヒーター２が破断するなどの寿命が著しく低下することを防止し、平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。さらに、セラミックヒーター２の両面に並列に水を流すので、セラミックヒーター２の両面間に温度勾配が生じず熱歪みによる破断を防止し、平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
（実施例６）
図１３は本発明の実施例６の温水装置の概略斜視図であり、図１４は概略構成図である。図１〜図１２と同符号のものは相当する構成要素であり、詳細な説明は省略する。図において、図示しない給水源と一対の樹脂製熱交換部４それぞれの入水口１０とは分岐部２１を有する給水管２２に接続され、２つの出湯口１１は合流部２３を有する出湯管２４に接続され、合流部２３下流の出湯管２４には出湯温度を検知するサーミスタ２９を備えている。温水装置本体１はセラミックヒーター２が略垂直になるよう配されているとともに，それぞれの熱交換部４の入水口１０と出湯口１１を連通する蛇行水路９は入水口１０から出湯口１１まで順次上方に向かうように形成され、入水口１０は温水装置本体１の略最下端に、出湯口１１は略最上端に設けられた構成となっている。そして、セラミックヒーター２内部の発熱体は略同容量の電気ヒーター２回路になるように並列に発熱体３０ａと発熱体３０ｂとが２回路形成されて，一方の端部は２回路とも１本の共通リード線３１に接続され、他方の端部は２回路それぞれ別のリード線３２ａ、リード線３２ｂに接続されている。共通リード線３１およびリード線３２ａ、リード線３２ｂは２回路の発熱体３０ａと発熱体３０ｂのそれぞれへの通電率を制御する制御部３３に接続されている。
【００４５】
上記構成により、入水口１０から出湯口１１まで順次上方に向かう蛇行水路９を備えているので、気泡が発生しても出湯口１１まで流され吐出されるので、定常な出湯を維持し温水装置を安定に運転できるとともに、熱交換部４内の気泡による熱伝達率の低下と熱効率の低下を防止できる。また、大径化および一体化した気泡による局所的な熱衝撃が生じることもなくなり、セラミックヒーター２が破断を防止し、平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。さらに、セラミックヒーター２の両面に並列に水を流すので、熱歪みによる破断を防止し、平板状加熱手段の信頼性を向上させることができる。さらに、同じ容量の電気ヒーターとして発熱体３０ａと発熱体３０ｂとを並列に２回路構成しているので、１回路当りの電気ヒーターの電気容量が必要総電気容量に対し、回路数の逆数で小さくなる。その結果、容量の小さい１回路の通電率を制御することになるので、制御分解能が飛躍的に向上して木目細かな温度制御が可能となり、ヒートショックも小さくなるので電気ヒーターの寿命を延ばし信頼性を向上させることができる。また、ある一定時間の制御周期内でサイクル数を調整し、その制御周期を繰り返すことによって電気ヒーターへの通電率を制御するサイクル制御方式の場合には、小さい電気容量ヒーターのサイクルＯＮ／ＯＦＦで済むので、電源ラインの電圧変動を小さく抑えることができ、結果として照明のちらつき等を防止できるとともに、温水装置使用者に不快となる温度変動の発生を抑えることができる。
【００４６】
なお、ここでは同容量の電気ヒーター２回路になるように構成しているが、それ以上の回路数にすれば更に分解能が向上するので同様の効果が得られる。また、略同容量の電気ヒーターにしなくても、制御方法により同様の効果が得られることは、明らかである。
【００４７】
（実施例７）
図１５は本発明の実施例７の温水装置の要部拡大断面図である。図において、９は矩形断面の蛇行水路の一部であり、その内部にねじり板３４が乱流促進体として挿入されている。
【００４８】
上記構成において、蛇行水路９を流れてきた水流はねじり板３４の作用により、その主流が旋回し蛇行水路９壁面から水への熱伝達率が向上するので伝熱面積を小さくでき、熱容量密度の大きい平板状加熱手段を使用して高負荷のコンパクトな温水装置を実現できる。
【００４９】
（実施例８）
図１６は本発明の実施例８の温水装置の要部拡大断面図である。図において、９は矩形断面の蛇行水路の一部であり、その内部に矩形に巻かれたコイル状の針金３５が乱流促進体として挿入されている。
【００５０】
上記構成において、蛇行水路９を流れてきた水流は針金３５の作用により、伝熱面近傍の流れがかく乱させられ蛇行水路９壁面から水への熱伝達率が向上するので伝熱面積を小さくでき、熱容量密度の大きい平板状加熱手段を使用して高負荷のコンパクトな温水装置を実現できる。
【００５１】
なお、ここでは乱流促進体としてねじり板３４と針金３５を用いたが、伝熱面近傍の流れをかく乱させるために伝熱面に設ける突起体（四角形、台形、鋸刃型、三角形）や、主流を旋回させるための螺旋羽根、主流をかく乱させるために管路に一定の間隔で並べた円板や円環でもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の温水装置は、以下に述べる効果を有するものである。
【００５３】
すなわち、瞬間加熱式温水装置として長時間にわたって一定温度の温水を吐出でき、また伝熱面積を確保したまま蛇行水路の断面積を小さくして流速を増大させ熱伝達率を大きくすることができるので、高い熱効率、簡単構成で高負荷化、コンパクト化が図れる。さらに貯水部がなく、熱容量を小さくできるので昇温速度も速く、制御応答性も良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における温水装置の概略斜視図
【図２】同温水装置の左側面断面図
【図３】同温水装置の右側面断面図
【図４】本発明の実施例２における温水装置の概略斜視図
【図５】本発明の実施例３における温水装置の概略斜視図
【図６】同温水装置の平面断面図
【図７】本発明の実施例４における温水装置の概略斜視図
【図８】同温水装置の左側面断面図
【図９】同温水装置の右側面断面図
【図１０】本発明の実施例５における温水装置の概略斜視図
【図１１】同温水装置の平面断面図
【図１２】同温水装置の右側面断面図
【図１３】本発明の実施例６における温水装置の概略斜視図
【図１４】同温水装置の概略構成図
【図１５】本発明の実施例７の温水装置の要部拡大断面図
【図１６】本発明の実施例８の温水装置の要部拡大断面図
【図１７】従来の人体局部洗浄装置における概略構成図
【図１８】従来の人体局部洗浄装置における概略構成図
【符号の説明】
１  温水装置本体
２  セラミックヒーター（平板状加熱手段）
４  熱交換部
５  発熱体（発熱部）
６  セラミック板
８  屈曲部
９  蛇行水路
１０  入水口
１１  出湯口
１４  触媒燃焼バーナー（平板状加熱手段）
１８  燃料通路
１９  触媒燃焼部
２１  分岐部
２３  合流部
２５  流入路
２６  流出路
２７  銅板（伝熱板）
２９  サーミスタ（温度検知手段）
３０ａ、３０ｂ  発熱体（電気ヒーター）
３３  制御部
３４  ねじり板（乱流促進体）


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【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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