流体加热设备的制作方法

本发明一般涉及流体加热设备。

背景技术：

在JP2015-45420A(在下文中称为专利文献1)中公开了使用加热器加热流体的已知设备。根据该已知设备，流体的存在与否(是否存在等于或大于预定量的流体)是由叶轮旋转与否来检测的。

因此需要一种增强流体检测性能的流体加热设备。

技术实现要素：

根据本发明的一方面，一种流体加热设备包括：叶轮，其设置在流动检测区中，在该流动检测区中检测要被加热器加热的流体的流动，其中所述叶轮包括叶片部分，并且所述叶片部分包括从对应于旋转中心侧的基端侧到对应于外侧的末端侧弯曲的部分，该部分向着与旋转方向相反的一侧弯曲。

根据上述配置，设置于根据本发明的流体加热设备的叶轮的叶片部分包括从对应于旋转中心侧的基端侧到对应于外侧的末端侧弯曲的部分。该部分向着与旋转方向相反的一侧弯曲。因此，流体施加给所述叶轮的力的对叶轮旋转起作用的方向上的分力增加。因此，叶轮有效地旋转。也就是说，流体检测性能被增强。

根据本发明的另一方面，所述叶片部分包括在旋转方向侧的表面，所述在旋转方向侧的表面包括弯曲表面或倾斜表面，并且所述弯曲表面或所述倾斜表面以所述叶片部分的厚度向着外缘减小的方式形成。

根据上述配置，流体(比如，水)阻碍叶轮旋转的阻力被减小。因此，叶轮有效地旋转。也就是说，流体检测性能被增强。

根据本发明的另一方面，所述流动检测区包括底表面，所述底表面包括弯曲表面或倾斜表面，并且所述弯曲表面或所述倾斜表面被形成为越靠向外侧越向下偏置。

根据上述配置，在底表面和叶轮之间产生的摩擦阻力被减小。因此，所述叶轮有效地旋转。也就是说，流体检测性能被增强。

根据本发明的另一方面，所述流动检测区包括底表面，所述底表面包括弯曲表面或倾斜表面，所述弯曲表面或所述倾斜表面被形成为越靠向外侧越向下偏置，并且所述流动检测区包括平坦表面，所述平坦表面位于相对于所述弯曲表面或所述倾斜表面的内侧。

根据上述配置，利用该弯曲表面或该倾斜面，在底表面和叶轮之间产生的摩擦阻力被减小。因此，叶轮有效地旋转。也就是说，流体检测性能被增强。此外，由于设置于底表面的所述平坦表面，叶轮以稳定的方式旋转。

根据本发明的另一方面，所述流体加热设备包括流道，所述流体经由所述流道输送到所述流动检测区，其中所述流道包括：第一部分，其出口连接到所述流动检测区；以及第二部分，其出口连接到所述第一部分的入口，并且所述第一部分的横截面积小于所述第二部分的横截面积。

根据上述配置，进入流动检测区的流体的流动速度增加。也就是说，流体推动叶轮的力增加，从而使叶轮有效地旋转。因此，流体检测性能被增强。

根据本发明的另一方面，所述叶片部分包括末端表面，所述末端表面包括弯曲表面或倾斜表面，并且所述弯曲表面或所述倾斜表面以所述叶片部分的长度向着在上侧的外缘或在下侧的外缘减小的方式形成。

根据上述配置，在叶片部分与形成流动检测区的上表面或下表面(底表面)之间产生的摩擦阻力被减小。结果，叶轮有效地旋转。

根据本发明的另一方面，所述叶片部分包括在旋转方向侧的表面，所述在旋转方向侧的表面包括弯曲表面或倾斜表面，并且所述弯曲表面或所述倾斜表面以所述叶片部分的厚度向着在上侧的外缘或在下侧的外缘减小的方式形成。

根据上述配置，在叶片部分与形成流动检测区的上表面或下表面(底表面)之间产生的摩擦阻力被减小。结果，叶轮有效地旋转。

附图说明

本发明的上述和其它特征和特点将从以下参考附图的详细描述中变得更加明显，其中：

图1A是根据本文公开的实施例的流体加热设备的外观图；

图1B是示出从流体加热设备上拆除了封盖部分的状态的图；

图2是沿着图1A的线II-II截取的截面图；

图3是以放大的方式示出根据本实施例的流道和流动检测区(在该流动检测区内设置有叶轮)的平面图；

图4是以放大的方式示出根据本实施例的流动检测区(在该流动检测区内设置有叶轮)的截面图；

图5是叶轮的外观图；

图6A叶轮的平面图；

图6B是沿着图6A的线VIB-VIB截取的根据本文公开的实施例的叶片部分的截面图；以及

图7是示意性地示出流体在正在旋转的叶轮的叶片部分附近流动的图。

具体实施方式

将详细解释根据本文公开的实施例的流体加热设备1。在下文解释中，上下方向对应于沿着叶轮50的旋转轴线的方向(图2中的上下方向)，平面方向对应于与上下方向正交的平面方向。

图1和图2中分别示出的流体加热设备1用来加热清洗人体私处的清洗水(即，流体加热设备1是人体私处清洗设备的一部分)。流体加热设备1包括主体部分10、加热器30和叶轮50。如图2中所示，主体部分10具有流体(比如，水)流过的流通空间部分11。包括圆柱形形状的加热器30布置在流通空间部分11中。从水源输送来的水进入流通空间部分11，由此被加热。具体地，当水流经加热器30的内侧和外侧时被加热。在形成主体部分10的流通空间部分11的外侧壁的外侧(上侧)形成有流动检测区40。从流通空间部分11的出口111(参见图1B)流出的流体流经流道12，然后进入流动检测区40。

如图1B中所示，流动检测区40是包括近似圆柱形状的空间部分。主体部分10具有对应于流动检测区40的向上开口的空间部分。如图1A中所示，封盖部分20固定地装配到主体部分10，从而对应于流动检测区40的空间部分被封闭或密封。也就是说，封盖部分20形成流动检测区40的上壁。此外，主体部分10具有作为流道12的向上开口的空间部分。封盖部分20固定地装配到主体部分10，从而作为流道12的空间部分被封闭或密封。也就是说，封盖部分20还形成流道12的上壁。

叶轮(impeller，即vane wheel)50被可旋转地支撑于从形成流动检测区40的底表面41(在底侧的表面)向上突起的支撑轴。在本实施例中，根据叶轮旋转，确定是否存在作为加热器30的加热对象的等于或超过预定量的流体。具体来说，判断叶轮50的转速是否等于或超过预定的阈值。由于即使在设备内没有流体或者有极小量的流体存在时加热器30也可加热，所以在叶轮50的转速小于该阈值的情况下，使加热器30停止工作。如上文所述，在本实施例中，确定是否存在等于或多于预定量的流体，然而，还可以配置为根据叶轮50的旋转来检测流体的流量。检测叶轮50旋转的任何方法都是适用的。在本实施例中，固定地装配于封盖部分20的传感器21检测固定地装配于叶轮50的磁体501。在本实施例中，当俯视时，叶轮50的旋转方向是顺时针方向。

下面解释例如叶轮50、流动检测区40和流道12的配置和形状。

(1)解释叶片部分的总体配置，即整体形状。叶轮50包括在径向方向上从叶轮50的旋转中心侧向外侧延伸的多个叶片部分51(即，叶片部分)。所述多个叶片部分51中每一个包括相同的配置，并且所述多个叶片部分51在圆周方向上等距离或等间距地放置。例如，图3、图5和图6A中所示，当从上下方向观察时，叶片部分51中每一个包括在径向方向上从对应于旋转中心侧的基端侧到对应于外侧的末端侧弯曲的部分。在本实施例中，整个叶片部分51，即每一个叶片部分51的整体是弯曲的。叶片部分51从叶片部分51的基端侧到叶片部分51的末端侧向着与叶轮50的旋转方向相反的一侧弯曲。也就是说，在本实施例中，当俯视时，叶片部分51从基端侧到末端侧朝着逆时针侧弯曲。

无论叶轮50的旋转方向位置如何，也就是说，无论叶轮50在旋转方向上处于什么位置，叶片部分51中至少一部分，即，多个叶片部分51中的至少一个，处于叶片部分51向流动检测区40的入口侧弯曲的方式。具体地，虚线L(通过延伸下文解释的第一部分121的中心轴线而获得的线)与位于流动检测区40中的至少一个叶片部分51的末端侧(在该叶片部分51的长边方向上，相对于中心的该叶片部分51的末端侧)彼此相交(参见图3)。虚线L对应于通过直线延长(没有弯折或弯曲)在连接到流动检测区40的流道12的末端的直的部分而获得的线。因此，在流经该直的部分时增大了力并且进入流动检测区40的流体在不减小该力的情况下与弯曲的叶片部分51的末端侧碰撞。

(2)解释叶片部分的处于旋转方向侧的表面的配置。例如，图3、图5、图6A和图6B中所示，每一个叶片部分51包括在旋转方向侧的表面511。表面511包括弯曲表面511a(具体参见图5和图6B)，该弯曲表面511a以叶片部分51的厚度向着叶片部分51的外缘减小的方式形成。所述“在旋转方向侧的表面511”对应于在叶轮50的旋转方向的正面的表面。也就是说，“在旋转方向侧的表面511”对应于在推动存在于流体空间部分内部的流体的一侧的表面。每个旋转方向侧的表面511中形成丘形形状，该丘形形状从叶片部分51的外缘向着叶片部分51的内侧提升或抬高。在本实施例中，设置于每个叶片部分51的旋转方向侧的表面511包括“弯曲表面”，该“弯曲表面”形成为使得叶片部分51的厚度向着外缘减小，然而，每个叶片部分51的表面511可包括从外缘向着内侧倾向的、倾斜的或斜坡的“倾斜表面”。如图6B中所示，在与长边方向正交的平面上截取的叶片部分51的横截面包括近似字母D的形状。具体地，该横截面包括从该横截面的上下方向上的外缘向着上下方向上的中心缓和地或平滑地弯曲的形状。换句话说，在该横截面的一侧(即，在旋转方向侧)，该横截面在上下侧的转角是圆形的(倒角的)。

(3)解释叶片部分的末端表面的形状。具体如图4和图5中所示，叶片部分51中每一个包括末端表面512。末端表面512包括弯曲表面512a，该弯曲表面512a以叶片部分51在径向方向上的长度向着上侧的外缘或下侧的外缘减小的方式形成。在本实施例中，在上侧和下侧都设置有弯曲表面512a。在本实施例中，每一个叶片部分51的末端表面512包括以叶片部分51的长度向着外缘减小的方式形成的“弯曲表面”，，然而，每一个叶片部分51的末端表面512可包括倾向的、倾斜的或斜坡的“倾斜表面”。换句话说，当沿着平面方向观察每一个叶片部分51时，在上侧的叶片部分51的远端的转角以及在下侧的叶片部分51的远端的转角是圆形的(倒角的)。

(4)解释流动检测区的底表面的形状。如图4中所示，形成流动检测区40的底表面41(形成在主体部分10)包括弯曲表面(也将被称为弯曲表面部分411)，该弯曲表面被形成为在径向方向上越靠近外侧越向下偏置。弯曲表面部分411被形成为在上下方向上与叶片部分51的远端重叠。根据本实施例的形成流动检测区40的底表面41包括弯曲表面部分411和平坦表面(也将被称为平坦部分412)。平坦部分412形成在径向方向上相对于弯曲表面部分411的内侧，并且平坦部分412对应于沿着平面方向的平坦表面。也就是说，形成流动检测区40的底表面41包括在径向方向上从平坦部分412的外侧逐渐向下偏置的形状。换句话说，在上下方向上弯曲表面部分411的位置低于平坦部分412的位置。在相对于平坦部分412的径向外侧可以设置在径向方向上向着外侧直线向下倾向的、倾斜的或斜坡的倾斜表面(也将被称为倾斜部分)来取代弯曲表面部分411。也就是说，弯曲表面部分411可以由倾斜表面替代。

叶轮50处于与形成流动检测区40的底表面41的平坦部分412接触的状态。另一方面，叶轮50与在相对于平坦部分412的径向外侧的弯曲表面部分411(倾斜部分)没有接触。也就是说，当叶轮50旋转时，在叶轮50与平坦部分412之间产生摩擦阻力，然而，在叶轮50与弯曲表面部分411(倾斜部分)之间不产生摩擦阻力。

(5)解释流道的形状。例如，图3中所示，将流体输送到流动检测区40的流道12的一部分弯曲成U-型转弯，因此流道12包括占据小面积或小区域的节省空间的形状。在流动检测区40侧(即，在下游侧)的流道12的直线部分包括第一部分121和第二部分122。第一部分121对应于在流道12的最下游一侧的部分，并且第一部分121的出口连接到流动检测区40。第二部分122对应于相对于第一部分121的上游侧的部分，并且第二部分122的出口连接到第一部分121的入口。第一部分121的横截面积小于第二部分122的横截面积。第一部分121的横截面积对应于与第一部分中心轴线大致正交的横截面的面积，并且第二部分122的横截面积对应于与第二部分122的中心轴线大致正交的横截面的面积。也就是说，流道12被形成为从第二部分122通向第一部分121的部位变窄。在第二部分122和第一部分121之间的边界壁面包括流道12逐渐变窄的锥形配置。

从(1)至(5)解释的配置获得的操作和效果如下。

由于(1)中解释的叶轮50(叶片部分51)的配置，从流道12进入流动检测区40的流体的力被有效地传递到叶轮50。也就是说，每一个叶片部分51向着与旋转方向相反的一侧弯曲，并且叶片部分51中至少一个处于面向流体检测区40的入口侧的状态。因此，叶轮50可以有效地旋转。

由于(2)中解释的叶轮50(叶片部分51)的配置，阻碍叶轮50(叶片部分51)旋转的水的阻力被减小。也就是说，当叶轮50旋转时，叶片部分51中每一个以叶片部分51将流体推到旁边的方式穿过存在于叶片部分51之间的流体。因为在移动方向侧的每个叶片部分51的表面(即，在旋转方向侧的表面511)包括以叶片部分51的厚度向着外缘减小的方式形成的弯曲表面511a(或倾斜表面)，所以阻碍叶片部分51移动或行进的流体的阻力被减小。具体地，如图7所示，在旋转方向侧的表面511的叶片部分51的转角被形成为圆形的(倒角的)，并且因此阻止流体流动是受限的。因此，叶轮50可以有效地旋转。此外，因为叶片部分51的每一个包括弯曲表面511a(或倾斜表面)，该弯曲表面511a(或倾斜表面)以叶片部分51的厚度向着上侧的外缘或下侧的外缘减小的方式形成的，所以在叶片部分51与流动检测区40的底表面41之间的接触面或者在叶片部分51与流动检测区40的上表面43(在封盖部分20的底侧的表面)的接触面被减小。因此，在叶片部分51与流动检测区40的底表面41之间产生的摩擦阻力或者在叶片部分51与上表面43之间产生的摩擦阻力被减小。结果，叶轮50可以有效地旋转。

由于(3)中解释的叶轮50(叶片部分51)的配置，在旋转中的叶轮50(叶片部分51)与形成流动检测区40的壁面之间产生的摩擦阻力被减小。也就是说，因为叶片部分51中每一个包括弯曲表面512a(或倾斜表面)，该弯曲表面512a(或倾斜表面)以叶片部分51的长度向着上侧的外缘或下侧的外缘减小的方式形成，所以在叶片部分51与流动检测区40的底表面41之间的接触面积或在叶片部分51与流动检测区40的上表面(在封盖部分20的底侧的表面)之间的接触面积相应减小。因此，在叶片部分51与流动检测区40的底表面41之间产生的摩擦阻力或在叶片部分51与流动检测区40的上表面之间产生的摩擦阻力被减小。弯曲表面512a(或倾斜表面)被形成为减小叶片部分51与形成流动检测区40的壁面之间的接触面积，然而，弯曲表面512a形成在叶片部分51的末端侧。从而，弯曲表面512a没有大量地降低从流体传送给叶片部分51的力的传送效率。因此，叶轮50可以有效地旋转。

由于在(4)中解释的形成流动检测区40的底表面41的配置，在旋转中的叶轮50(叶片部分51)与形成流动检测区40的底表面41之间的摩擦阻力被减小。也就是说，因为形成流动检测区40的底表面41包括弯曲表面部分411，该弯曲表面部分411被形成为在径向方向上越靠向外侧越向下偏置，所以在叶片部分51与形成流动检测区40的底表面41之间的接触面积被减小。因此，可以减小在叶片部分51与形成流动检测区40的底表面41之间产生的摩擦阻力。

此外，形成流动检测区40的底表面41包括弯曲部分411以及形成在相对于弯曲表面部分411的内侧的平坦部分412。叶轮50处于与平坦部分412接触并且不与弯曲表面部分411接触的状态。从而，由于叶轮50支撑于平坦部分412，所以叶轮50以稳定状态旋转。另外，在叶片部分51和平坦部分412之间不存在间隙(该间隙是微小的或极小的)，并且因此推动叶片部分51的流体不能在叶轮部分51和平面部分412之间穿过(推动叶片部分51的流体几乎不在叶片部分51与平坦部分412之间穿过)。也就是说，限制流体从叶片部分51与平坦部分412之间溢出，从而传送到叶片部分51的力的传送效率没有显著衰减。因此，叶轮50可以有效地旋转。

因为弯曲表面部分411设置于形成流动检测区40的底表面41的外侧部分，所以由形成流动检测区40的底表面41和形成流动检测区40的侧表面42(沿着上下方向的表面)形成的角度是锐角。因此，即使在叶轮50的叶片部分51的末端表面512与形成流动检测区40的侧表面42之间的距离很小的情况下，也就是说，即使在末端表面512与侧表面42彼此靠近的情况下，也防止叶片部分51的远端的下侧的转角与由形成流动检测区40的底表面和形成流动检测区40的侧表面42形成的转角之间彼此接触。因此，在这个方面，也可以提高叶轮50的旋转效率。

由于在(5)中解释的流道12的配置，进入流动检测区40的流体的流动速度增加。也就是说，输送到流动检测区40的流体途经的流道12包括如下配置：其出口连接到流动检测区40的第一部分121的横截面积小于第二部分122的横截面积(在第一部分121和第二部分122之间的边界“变窄”)。于是，进入流动检测区40的流体的流动速度增加。因此，推动叶轮50的力增大，从而使叶轮50有效地旋转。

具体地，在本实施例中，虚线L和设置在流动检测区40的叶轮部分51中的至少一个的末端侧彼此相交。虚线L是通过直线性地延伸(没有弯折或弯曲)作为连接到流动检测区40的流道12的末端部的第一部分121而获得的。因此，涌进流动检测区40的流体在保持流动速度的情况下与弯曲叶片部分51的末端侧碰撞。因此，叶轮50旋转的效率增强。

如上文所解释的，根据本实施例的流体加热设备1，叶轮50的旋转性能增强，以及因此检测流体存在与否的检测性能增强。在本实施例中，如果流体(流量)少于阈值，则加热器30停止工作，以便防止在没有流体或几乎没有流体时加热，在这样的配置中，对流体(流量)是否等于或多于阈值的检测性能增强。在设备配置为根据叶轮50的旋转来检测流体的流量的情况下，对流体的流量的检测性能(计算精度)增强。

以上详细描述了本文公开的实施例，然而，本发明不局限于上述实施例。在不偏离本发明的精神的情况下，可以进行变化和修改。

在上述实施例中，解释了流体加热设备1应用于人体私处清洗设备的情况，然而，流体加热设备1可应用于其他设备。另外，作为通过叶轮50的旋转来检测的对象的流体不局限于水。