陶瓷加热器、热交换单元、和温水冲洗马桶座圈制造技术

提供一种陶瓷加热器、一种热交换单元和一种温水冲洗马桶座圈，它们具有优秀的升温特性，并能够减小到达预定水温所需的时间。陶瓷加热器（５）具有５０Ｗ／ｃｍ↑［２］及以上的图案功率密度、和２５Ｗ／ｃｍ↑［２］及以上的表面功率密度。因此，陶瓷加热器（５）具有较短的启动时间和优秀的升温特性。而且，芯的厚度减小到０．５ｍｍ至１．９ｍｍ之间（因此，圆管厚度在１ｍｍ至２．４ｍｍ之间），并且这能够使得来自陶瓷加热器（５）的热量有效地传递给流入圆管中的水，使得陶瓷加热器（５）在升温特性方面非常优秀。因此，不需要使热交换器（３）和陶瓷加热器（５）之间的间隙过度变窄。于是，气泡不可能停留在该间隙中，从而可以抑制因热冲击导致的陶瓷加热器（５）的破裂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在例如温水冲洗马桶座圈、电热水器和24小时浴具中使用的陶瓷加热器和热交换单元，并且涉及一种温水冲洗马桶座圈。
技术介绍
如附图11中所示，例如，传统温水冲洗马桶座圈设有包括树脂容器(热交换器)101的热交换单元103。为了使存储在热交换器101中的冲洗水变暖，纵向管形式的陶瓷加热器105连接到热交换单元103上。由于需要在该热交换单元103中将冷水马上变为温水，所以此处所用的陶瓷加热器105具有优秀的升温特性(参见专利公开1)。专利公开1日本专利公开No.3393798(附图1和第2页)
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，如果保持在前述热交换器101中的水非常多，则即使用具有优秀升温特性的陶瓷加热器105，也需要时间将水温升高到预定温度。为了解决该问题，例如，可以减小热交换器101的内径，从而减小热交换器101的容积。以这种方式，可以减少热交换器101中的水。然而，如果热交换器101制作得太小，则热交换器101的内壁和陶瓷加热器105的外壁之间的间隙(水通道)107变窄。在陶瓷加热器105的表面上产生的气泡可能阻塞并停留在水通道107内部。在这种情况下，气泡阻塞在陶瓷加热器105上的部分和其周围部分之间的温差增大。可能发生热冲击，并且可能损伤陶瓷加热器105。结果，存在使水通道107变窄的限制。存在无法获得优秀升温特性的问题。鉴于上述问题，作出了本专利技术。本专利技术的目的是提供陶瓷加热器、热交换单元和温水冲洗马桶座圈，它们具有优秀的升温特性，并能够使达到预定水温所需的时间缩短。解决问题的手段(1)权利要求1的专利技术的特征在于，一种管状(例如圆柱形)陶瓷加热器，该陶瓷加热器在其中设有用于加热流体的加热图案，并且具有50W/cm2及以上的图案功率密度。在本专利技术中，由于陶瓷加热器的图案功率密度为50W/cm2及以上，所以该陶瓷加热器具有较短启动时间(从陶瓷加热器的操作开始直到其达到预定温度的时间)，并具有优秀的升温特性，如从后面解释的实验例子中清楚的那样。也就是，在本专利技术中，例如，即使陶瓷加热器具有和以前一样的瓦特数，由于较高的图案功率密度，所以例如存储流体的容器(热交换器)的容积减小，也能够使得流体达到预定温度所需的时间缩短。同样在本实施例中，由于优秀的升温特性，所以不需要使热交换器和陶瓷加热器之间的间隙过度变窄。气泡不可能停留在该间隙中。于是，可以抑制陶瓷加热器受到热冲击损伤。而且，存在减小热交换器的尺寸允许热交换单元具有紧凑的尺寸的优点。此处，如后面详细解释的那样，图案功率密度为瓦特数(不是在打开电源之后不久的启动时间，而是在稳定时间)除以加热图案的面积的值的1/2。图案功率密度的上限可以是例如120W/cm2。(2)权利要求2的专利技术的特征在于，一种管状(例如圆柱形)陶瓷加热器，该陶瓷加热器在其中设有用于加热流体的加热图案，并且具有25W/cm2及以上的表面功率密度。在本专利技术中，由于陶瓷加热器的表面功率密度为25W/cm2及以上，所以该陶瓷加热器具有较短的启动时间(从陶瓷加热器的操作开始直到其达到预定温度的时间)，并具有优秀的升温特性，如将在后面解释的实验例子中清楚的那样。也就是，在本专利技术中，例如，即使陶瓷加热器具有和以前一样的瓦特数，由于较高的表面功率密度，所以例如存储流体的容器(热交换器)的容积减小也能够使得流体达到预定温度所需的时间缩短。同样在本实施例中，由于优秀的升温特性，所以不需要使热交换器和陶瓷加热器之间的间隙过度变窄。气泡不可能停留在该间隙中。于是，可以抑制陶瓷加热器受到热冲击损伤。而且，存在减小热交换器的尺寸允许热交换单元具有紧凑的尺寸的优点。此处，如后面详细解释的那样，表面功率密度为瓦特数(不是在打开电源之后不久的启动时间，而是在稳定时间)除以形成加热图案的加热部的面积的值的1/2。图案功率密度的上限可以是例如60W/cm2。(3)权利要求3的专利技术的特征在于，一种管状(例如，圆柱形)陶瓷加热器，该陶瓷加热器在其中设有用于加热流体的加热图案，并且具有50W/cm2及以上的图案功率密度和25W/cm2及以上的表面功率密度。本专利技术具有前述的权利要求1和2的专利技术的操作效果。(4)权利要求4的专利技术的特征在于，该陶瓷加热器包括管状芯构件，该管状芯构件设置得比加热图案更靠内侧；和加热盖构件，该加热盖构件具有所述加热图案，并覆盖所述芯构件的外表面。本专利技术举例说明了陶瓷加热器的结构。在本专利技术中，如果通过施加到加热图案的电流加热该陶瓷加热器，则流过芯构件的通孔(即轴向刺穿芯构件的通孔)的流体可以经该芯构件加热，并且在加热盖构件的外周侧上流动的流体可以经加热盖构件加热。(5)权利要求5的专利技术的特征在于，该加热盖构件的形成加热图案的加热部布置在流体流过的热交换器内部。本专利技术举例说明了该陶瓷加热器设置在热交换器内部。此处，该加热部表示加热盖构件的形成加热图案的区域及其前端侧(即，与形成从加热图案延伸的端子图案的后端侧相对的侧面)。(6)权利要求6的专利技术的特征在于，该陶瓷加热器的芯构件具有在0.5mm至1.9mm之间的厚度。如后面的实验例子中所示，与使用较厚的芯构件的情况相比，将陶瓷加热器的芯构件(即，陶瓷加热器的比设置加热图案的位置更靠内侧的部分)的厚度减小到1.9mm及以下能够使芯构件的厚度方向温差最小化。于是，可以减弱热冲击。同样，由于芯构件的强度增强，所以如果芯构件的厚度设置成0.5mm及以上则是优选的。(7)权利要求7的专利技术的特征在于，陶瓷加热器具有在1mm至2.4mm之间的厚度。与使用较厚的陶瓷加热器的情况相比，将陶瓷加热器的厚度减小到2.4mm及以下允许来自加热器的热量有效施加到通过圆管的流体(例如，水)。于是，即使在陶瓷加热器的表面上产生气泡，也可以减弱热冲击。同样，优选的是，由于增强了陶瓷加热器的强度，所以陶瓷加热器具有1mm及以上的厚度。(8)权利要求8的专利技术的特征在于，该陶瓷加热器具有在80mm至110mm之间的轴向长度(L)。本专利技术举例说明了陶瓷加热器的期望轴向长度。也就是，前述图案功率密度和表面功率密度的采用允许陶瓷加热器的轴向长度比以前短。由于通过缩短热交换器的轴向长度，可以减小热交换器的容积，所以可以用陶瓷加热器迅速加热流体。加热部的轴向长度(A)可以是从80到110mm的范围的2/3。(9)权利要求9的专利技术的特征在于，该陶瓷加热器具有在8mm到15mm之间的外径。本专利技术举例说明了陶瓷加热器的外径的期望尺寸。也就是，前述图案功率密度和表面功率密度的采用允许陶瓷加热器的外径比以前小。由于通过减小热交换器的内径可以减小热交换器的容积，所以用该陶瓷加热器可以迅速加热流体。(10)权利要求10的专利技术是包括根据权利要求1至9中的任一项所述的陶瓷加热器的热交换单元，该陶瓷加热器连接到流体流过的热交换器上。本专利技术举例说明了设有前述陶瓷加热器的热交换单元。(11)权利要求11的专利技术的特征在于，从轴向刺穿陶瓷加热器的通孔到位于陶瓷加热器的外周侧上的间隙设置流动通道，作为在热交换单元中流体的流动通道。本专利技术说明了热交换单元中流体的流动通道。在本专利技术中，流体从陶瓷加热器的内周侧上的间隙(即，通孔)流到陶瓷加热器的外周侧上的间隙(即，在陶瓷加热器的外周表面和热交换单元的内周表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管状陶瓷加热器，该陶瓷加热器在其中设有用于加热流体的加热图案，其中该陶瓷加热器具有５０Ｗ／ｃｍ↑［２］及以上的图案功率密度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田悦也，堀井克彦，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]