JP2010194414A

JP2010194414A - 浄水器

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Publication number: JP2010194414A
Application number: JP2009039822A
Authority: JP
Inventors: Masahide Tanaka; 雅英田中
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】深紫外ＬＥＤを浄水器の殺菌光源として用い、メンテナンス用の開閉部が適正に閉じられていなかったり、外壁外部から内部への光漏れを検出されたりしたとき深紫外ＬＥＤのオンを禁止して紫外線被爆を防止する。
【解決手段】紫外線照射用石英ガラス水路の汚れを検知して警告または深紫外ＬＥＤのオフを行う。浄水使用の有無に応じて深紫外ＬＥＤをオンオフする。浄水の貯水部に入る前の浄水および貯水部内の浄水にそれぞれ深紫外ＬＥＤからの紫外線を照射する。貯水量に応じて深紫外ＬＥＤを制御する。貯水が長時間になれば古い浄水を排水して新しい浄水に入れ換える。紫外線をカットした可視蛍光による深紫外ＬＥＤの発光を目視できる観察窓を設ける。深紫外ＬＥＤ群が浄水器側からの暗号キー信号がないと点灯しないようにするか深紫外ＬＥＤを取り出すと断線して使用不可となるようにして転用被曝事故を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、浄水器に関し、さらに詳しくは殺菌能力を備えた浄水器に関する。

近年、飲料水等の水質には関心が高まり、家庭においても浄水器が普及している。また、清浄な水の確保のためには濾過に加え殺菌も問題であり殺菌灯を内装した浄水器も提案されている。

特開平１０−１９２８９３号公報

しかしながら、殺菌能力を備えた浄水器を家庭等一般に使用可能な形で提供するにはなお多くの問題点が残されている。

本発明の課題は、上記に鑑み、家庭等一般に使用可能な殺菌能力を備えた浄水器を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、紫外線光源を持つ紫外線殺菌部と、浄化部により浄化され紫外線殺菌部により殺菌された浄水を前記外壁部外へ流出させる浄水流出部と、外壁部内部から外部への紫外線漏れ可能状態を検知する検知部と、検知部が紫外線漏れ可能状態を検知したとき紫外線光源からの紫外線発生を禁止する制御部とを有する浄水器を提供する。これによって紫外線殺菌能力を備えた浄水器を紫外線被爆のない形で家庭等一般用に提供することができる。本発明の具体的特徴によれば紫外線殺菌部の光源とし深紫外ＬＥＤが採用される。深紫外線は殺菌能力が強い反面危険でもあるので取り扱いに注意を要するが、本発明の上記特徴により家庭等一般用の浄水器のために好適に適用することができる。

本発明の具体的な特徴によれば、外壁部に浄水器内部のメンテナンスのための開閉部が設けられ、検知部はこの開閉部が適正な閉鎖状態にないことを検知する。これによってメンテナンスのために開閉部を開けたり、また不完全に閉じたりした時における紫外線被爆を避けることができる。本発明の他の具体的な特徴によれば、検知部は外壁外部から内部への光漏れを検出する。これによって逆に外壁内部から外部への紫外線漏れ状態が検知できるので、浄水器の不時の破損や不具合による紫外線被爆を避けることができる。

本発明の他の具体的な特徴によれば、制御部は、浄水器の使用時において紫外線光源からの紫外線発生を禁止する。これによって、通常の浄水器使用中または浄水器の日常のメンテナンス中などの浄水器の種々の使用状態において紫外線漏れ可能状態が発生したときの紫外線被爆を避けることができる。本発明の他の具体的な特徴によれば、制御部は、浄水器テストのために紫外線発生を試みたときに紫外線光源からの紫外線発生を禁止する。これによって浄水器設置時や定期点検などの際に紫外線漏れ可能状態において紫外線発生を試みたときの紫外線被爆事故を防止することができる。なお、検知部が以上のような種々の状況において種々の原因による紫外線漏れ可能状態を検知したとき、これを警告する警告部を設ければ、紫外線発生禁止の理由が了解に好適である。

本発明の他の特徴によれば、外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、石英ガラス水路とこの石英ガラス水路に深紫外線を透過させるための深紫外ＬＥＤをもつ紫外線殺菌部と、浄化部により浄化され紫外線殺菌部により殺菌された浄水を外壁部外へ流出させる浄水流出部とを有することを特徴とする浄水器が提供される。この特徴によれば、ＬＥＤを紫外線光源として採用しているため、殺菌効果が大きく小型で消費電力が小さい紫外線殺菌部を構成することが可能となり、殺菌の雨量を備えた浄水器を家庭等一般用に提供することができる。

上記本発明の具体的な特徴によれば、石英ガラス水路への深紫外線透過の不備を検知する検知部が設けられる。これによって、実際に殺菌を行う要所における深紫外線の透過状況を把握し、その不備による殺菌効果の減少等に備えることができる。さらに詳細な特徴によれば、検知部が深紫外線透過の不備を検知したとき紫外線光源からの紫外線発生を禁止する制御部が設けられ、殺菌効果の不備にかかわらず深紫外線の発生を継続することを防止することができる。また、他の詳細な特徴よれば、検知部が光深紫外線透過の不備を検知したとき、これを警告する警告部が設けられ、不備の理由が了解できる。

本発明の他の特徴によれば、外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、紫外線光源を持つ紫外線殺菌部と、浄化部により浄化され紫外線殺菌部により殺菌された浄水を外壁部外へ流出させる浄水流出部と、浄水流出部からの浄水流出状態を検知する検知部の検知に応じて紫外線光源からの紫外線発生を制御する制御部とを有する浄水器が提供される。これによって浄水流出部からの浄水流出状況に適合した紫外線発生制御を行うことができる。例えば、検知部が浄水流出状態を検知したとき紫外線光源から紫外線発生させるとともに、検知部が浄水流出状態を検知しないとき紫外線光源からの紫外線発生を禁止するよう構成することができる。なお、浄化部の好適な例は濾過部と吸着部である。

本発明の他の特徴によれば、外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、浄化部によって浄化された浄水を貯水する貯水部と、貯水部に貯水された浄水を外壁部外へ流出させる浄水流出部と、深紫外ＬＥＤを持ち前記浄水が前記浄水流出部から流出する前に浄水を殺菌する紫外線殺菌部とを有する浄水器が提供される。このように貯水部を設けることにより、少量ずつ充分な時間をかけて殺菌を行い、浄水を確保していくことができる。

上記本発明の具体的な特徴によれば、深紫外ＬＥＤは、貯水部内に設けられる。これによって、浄水の同一部分に対する殺菌時間を充分確保することができる。本発明の他の具体的な特徴によれば、貯水部の貯水量に応じて深紫外ＬＥＤが制御される。これによって合理的な深紫外ＬＥＤの制御が可能となる。本発明のさらに他の具体的な特徴によれば、貯水部の浄水が所定時間を過ぎると浄水を廃棄する制御部が設けられる。これによって長期貯水によって生じる不都合を避けることができる。さらに具体的には貯水部の浄水が廃棄されるとき深紫外ＬＥＤのからの紫外線発生が禁止され、無用な紫外線の発生が防止される。上記本発明の他の特徴によれば、貯水部は紫外線殺菌部を通った浄水を貯水するよう構成される。いずれの場合においても、深紫外ＬＥＤからの深紫外線の発生を貯水部への貯水の際に行うのが好適である。

本発明の他の特徴によれば、外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、深紫外ＬＥＤを光源とする紫外線殺菌部と、浄化部により浄化され紫外線殺菌部により殺菌された浄水を外壁部外へ流出させる浄水流出部と、深紫外ＬＥＤからの紫外線発生を制御する制御部と、深紫外ＬＥＤから発生する紫外線発生を紫外線がカットされた可視の蛍光として前記外壁部の外に導く蛍光導光部とを有する浄水器が提供される。これによって制御部に制御される深紫外ＬＥＤからの紫外線発光状況を目視で確認できるとともに、紫外線殺菌能力のある浄水器であることの商品力アピール要素としても有用である。

上記のように、本発明によれば、家庭等一般での使用に好適な紫外線殺菌能力を備えた浄水器を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る浄水器システムの実施例を示すブロック図である。図１の制御部の基本機能を示すフローチャートである。図２のステップＳ２におけるテスト処理の詳細を示すフローチャートである。図２のステップＳ２６における流水処理の詳細を示すフローチャートである。図２のステップＳ３４における貯水処理の詳細を示すフローチャートである。図１の実施例における殺菌装置および浄水貯水槽の詳細構成を示すブロック図である。

図１は、本発明の実施の形態に係る浄水器システムの実施例を示すブロック図である。浄水器２は、外部から引き込まれる家庭内水道管４の元栓６から分岐した水道管に原水流入部７が接続されている。なお、図１において番号２は浄水器の外壁部をも意味している。一方、元栓６から分岐した他の水道管は浄水器２に対するバイパスとして直接切換栓８に接続されている。切換栓８は、例えば家庭の台所の流しに設けられており元栓６から直接導かれる原水と浄水器２から導かれる浄水を切換えて出水することができる。図１では上記のように白抜きの矢印で水の流れを示しており、この点は以下でも同様である。なお、切換栓８により浄水器２から出水する操作は手動でも行えるが浄水器２側からの制御でもこれを行うことができる。このとき、切換栓８を手動で操作した場合、その情報は浄水器２側に伝えられる。

浄水器２に導かれた原水は水圧計１０および流量計１２を通って濾過槽１４に入る。濾過槽１４は比較的大きな水中の不純物を濾過して除去する。濾過槽１４を通った水はさらに吸着槽１６に入り、分子レベルの不純物が吸着により除去される。吸着槽１６を通った水はさらに殺菌装置１８の殺菌槽２０に入り、ここで微生物の死滅が図られる。

殺菌槽２０には深紫外ＬＥＤ群２２が設けられており、殺菌槽２０の水路はこれら深紫外ＬＥＤ群２２の間を巡るよう構成されている。この深紫外ＬＥＤ群２２はＵＶ−ＢまたはＵＶ−Ｃレベルの深紫外線を発生することができる。また、深紫外線を透過させるため、深紫外ＬＥＤ群２２を巡る水路は石英ガラスによって構成されている。深紫外ＬＥＤ群２２は制御部24によって制御される駆動回路２６によって駆動される。

駆動回路２６による駆動は比較的周波数の低いパルス幅変調制御（以下、「ＰＷＭ制御」）によっているが、これは後述のように深紫外線のエネルギー量を殺菌対象の水量に応じて変更するのがその目的の一つである。ＰＷＭ制御のもう一つの目的は、連続点灯による深紫外ＬＥＤの過熱を防止して発光効率を上げることにある。つまり、深紫外ＬＥＤが点灯してその温度が高まり発光効率が悪くなる前に深紫外ＬＥＤをオフしてこれが冷却するのを待ち、再度点灯するという動作を行わせるためにＰＷＭ制御を行っている。

また、本発明によれば後述のように深紫外ＬＥＤを浄水器に導かれる水により冷却しているので、ＰＷＭによりオフする冷却期間を設ける効果が高い。紫外線の光源としては、水銀ランプやキセノンランプが一般的であるが、本実施例では深紫外ＬＥＤを採用することにより、殺菌効果が高く小型で家庭用に適した浄水器を実現している。なお、深紫外線は人体にとって危険でもあるので、後述するように本実施例では種々の安全対策を講じている。なお、駆動回路２６を制御する制御部２４はコンピュータからなり、その機能は記憶部に記憶されたプログラムと演算回路によって実行される。

殺菌槽２０の外壁の一部は、深紫外線を可視光に変換する蛍光物質が内側に塗布されているとともに深紫外線自体は通さない通常のガラスで構成される蛍光観察窓２８となっており、この蛍光観察窓２８から導光される可視の蛍光により深紫外ＬＥＤの発光を浄水器２の外部から目視で確認することができる。また、殺菌槽２０には、深紫外ＬＥＤ群２２から発光され殺菌槽２０内の石英ガラス水路を透過した光を受光する水路透過光受光部３０が設けられており、その出力を制御部２４に送ることにより深紫外ＬＥＤ群２２の発光を目視に頼らず確認することができる。水路透過光受光部３０は深紫外線に感度を持つ受光素子を用いるかまたは蛍光物質により変換された蛍光をより長波長側に感度をもつ受光素子で検出するようにしてもよい。水路透過光受光部３０は単に深紫外ＬＥＤ群２２の発光の確認だけでなく、石英ガラスの水路内部の汚れを検出し、殺菌効果の低下を検出するためのものである。

深紫外ＬＥＤ群２２は発熱により発光効率が低下するが、本発明の実施例では、殺菌槽２０を巡る水自体により深紫外ＬＥＤ群２２を水冷する構成をとっている。水温計３２は、殺菌槽２０を巡る水の水温を検出し制御部２４にこれを伝えている。制御部２４は水温が所定以上になったとき冷却加水部３４に指示し、深紫外ＬＥＤ群２２内の別系列の追加水冷路に水を導くため、吸着槽１６から殺菌槽２０への水の流入量を増加させる。しかし、追加水冷路を流れる水は殺菌時間が充分ではないので浄水には混入させずに排水口３６から廃棄する。

殺菌槽２０で殺菌された浄水は浄水流出部３７に接続される切換栓８から流水として利用することができるとともに、貯水栓３８を開いて浄水貯水槽４０に貯水し、必要に応じ切換栓８とは別系列の給水栓４２を開いて取り出すこともできる。なお浄水貯水槽４０に貯水する場合は、切換栓８からリアルタイムで給水する場合に比べ、殺菌槽２０の流水量を少なくし、深紫外ＬＥＤ群２２のエネルギー強度を落とすことができる。また、浄水貯水槽４０に長期間貯水した浄水はその安全性が保証できないので、貯水時間が所定時間を越えると排水栓４４を開いて浄水貯水槽４０の水を廃棄し、殺菌槽２０からの新鮮な浄水と入れ換えることができる。貯水栓３８および排水栓４４の制御は、浄水貯水槽４０の水位およびその時間的変化を検出する制御部２４によって自動的に行われる。浄水貯水槽４０にも深紫外ＬＥＤ群４６が設けられており、貯水中の浄水をさらに殺菌する。深紫外ＬＥＤ群４６は制御部２４に制御される。なお、図示を省略しているが、浄水貯水槽４０にも殺菌槽２０と同様の蛍光観察窓および透過光受光部が設けられていて浄水貯水槽４０の深紫外ＬＥＤ群４６の点灯状態の目視および制御部２４による確認が可能である。

濾過槽１４、吸着槽１６、殺菌槽２０および浄水貯水槽４０の各部品の交換や清掃や等のメンテナンスを行うための部品交換用開閉部５０を開けて行われる。このとき深紫外線被爆の危険があるので、制御部２４は部品交換用開閉部５０の開閉状態をモニタし、これが開放状態にあるときは深紫外ＬＥＤ群２２および深紫外ＬＥＤ群４６の点灯を禁止する。ここで「開放状態」とは明らかな開放状態だけでなく適正に閉鎖されていないなど紫外線漏れのおそれがあるすべての状態を含むものとする。さらに、部品交換用開閉部５０が確実に閉まっていないかまたは浄水器２の外壁のどこかが破損することにより外部から内部への光漏れが生じていないかどうかを光密センサ５２でチェックし、外部からの光漏れが検出された場合は、逆に内部から外部への紫外線漏れのおそれがあるので、制御部２４はこれに応じて深紫外ＬＥＤ群２２および深紫外ＬＥＤ群４６の点灯を禁止する。

制御部２４は、さらに浄水器２が使用状態になく、水圧計１０に水圧がかかっていないとき、または流水計１２が所定の流量を検出しないとき、それぞれ深紫外ＬＥＤ群２２の点灯を禁止する。制御部２４は、浄水貯水槽４０が空の状態のとき深紫外ＬＥＤ群４６の点灯を禁止する。これらによって、深紫外線の被爆による不測の事態を予防している。警告部５４は上記のようにして深紫外ＬＥＤ群２２または深紫外ＬＥＤ群４６の点灯を禁止すべき異常状態が生じたときこれを浄水器外部に光信号または警告音やアナウンスなどの音信号で警告する。

以上のような浄水器２の各構成は電灯線５６のコンセントに接続される電源部５８により給電されている。電源部５８には二次電池６０が備えられており、トリクル充電により満充電状態に維持されていて停電時などの浄水殺菌に備える。電源部５８は切換栓の開閉が所定回数に達する毎に短時間だけ電灯線からの電力供給がある状態において二次電池６０による給電に切換えられる。これによって二次電池６０の性能劣化をテストし、いざというときに二次電池６０による殺菌ができなくなるような事態を事前に防止する。なお、本実施例の殺菌用深紫外線光源は電力消費が少ないＬＥＤなので、電源を完全な電池駆動とすることも可能である。

図２は、制御部２４の基本機能を示すフローチャートであり、浄水器２を設置して電源部５６を電灯線５４のコンセントに接続するか、または電池式駆動の場合は電池装着によりスタートする。フローがスタートするとステップＳ２でテスト処理が行われ浄水器２が正しく設置されたかどうかチェックする。その詳細は後述する。

ステップＳ２のテスト処理が終わるとフローはステップＳ４に進み、まず浄水器2内部の全ての深紫外ＬＥＤをオフにする。具体的には殺菌槽２０の深紫外ＬＥＤ群２２および浄水貯水槽４０の深紫外ＬＥＤ群４６の双方がオフされる。次いでステップＳ６で部品交換用開閉部５０が開放されたままになっていないかどうかチェックする。異常がなければステップＳ８に進み、光密センサ５２により光漏れが検出されないかどうかチェックする。これも異常なければステップＳ１０に進み、殺菌槽２０の水路透過光受光部３０によって検知される深紫外線透過光および浄水貯水槽４０の不図示の受光部によって検知される深紫外線透過光がそれぞれ適正かどうかチェックする。そして適正であればステップＳ１２に移行する。なお、ステップＳ１０では深紫外ＬＥＤがオンされていない場合は透過光が検出されないが、この場合は適正と判断する。すなわちステップＳ１０は深紫外ＬＥＤがオンされている場合のチェック項目である。これは以下の同様のステップでも共通である。

一方、ステップＳ６で部品交換用開閉部５０が開放状態であることが検出されるか、またはステップＳ８で光密状態でないことが検出されるか、またはステップＳ１０でいずれかの透過光が適正でないことが検出されると、いずれもステップＳ１４に進み、該当する異常状態の警告が行われる。そしてフローはステップＳ４に戻り、全深紫外ＬＥＤをオフする。以下、異常が是正されない限りステップＳ４からステップＳ１０およびステップＳ１４が繰り返される。なお、ステップＳ６からステップＳ１０のいずれかで異常が検出されたとき既に深紫外ＬＥＤがオフの場合ステップＳ４は冗長であるが、後述のようにステップＳ６からステップＳ１０は種々の状況において異常の検出を行っているので、その目的である全深紫外ＬＥＤオフのためステップＳ４を通るようにしている。

ステップＳ１２では、水圧計１０の情報に基づき、浄水器２にかかっている水圧が適正かどうかチェックする。水圧が適正な場合とは元栓６が開かれて水道管４の水圧が浄水器にかかっている状態を意味する。水圧が適正でなければステップＳ６に戻り、以下、ステップＳ１２で元栓６の開放が検出されるまでステップＳ６からステップＳ１２を繰り返す。

元栓６が開かれ、水圧が浄水器２にかかっていることを水圧計１０が検出することにより、ステップＳ１２において水圧が適正であることが検知されるとステップＳ１６に進み、浄水貯水槽４０が空であるかどうかがチェックされる。空でなければステップＳ１８に進み浄水貯水槽４０の深紫外ＬＥＤ群４６をオンしてステップＳ２０に移行する。一方、ステップＳ１６で浄水貯水槽４０が空であるであることが検知されるとステップＳ２２に進み浄水貯水槽４０の深紫外ＬＥＤ群４６をオフしてステップＳ２０に移行する。いずれの場合も深紫外ＬＥＤ群４６オンまたはオフである場合は元の状態を継続することになる。

ステップＳ２０では、流量計１２の出力に基づき「レベル１」以上の流量が浄水器２に流入しているかどうかがチェックされ、該当すればステップＳ２４に移行する。「レベル１」とは切換栓８が開かれたと看做すことができる最低レベルの流量であり、後述のように貯水栓３８が全開したときの流量はこれより小さく設定されているので、貯水栓３８が開かれてもステップＳ２０からステップＳ２４に移行することはない。なお、流量計１２が検出する水流の原因が切換栓８と貯水栓３８のいずれが開かれたことによるのかの識別は、ステップＳ２０のように流量の大きさによって判定する場合の他、制御部２４によって切換栓８と貯水栓３８のいずれが開かれたかの直接情報をとることによってもよい。このように構成した場合は、ステップＳ２０は、「切換栓が浄水器側に切換えられて開放されかつ水流あり？」と読替えるものとする。

ステップＳ２０でレベル１以上の水流が検出されるとステップＳ２４に進み、殺菌槽２０の深紫外ＬＥＤ群２２をオンしてステップＳ２６の流水処理に移行する。流水処理の概略は水流量に応じた深紫外ＬＥＤ２２のエネルギー量の制御等であるが、その詳細は後述する。ステップＳ２６の流水処理が終了するとステップＳ６に戻り、以下ステップＳ６からの処理を繰り返す。

一方ステップＳ２０でレベル１以上の流量が検出さない場合は切換栓８からの出水はないものと見なされるのでステップＳ２８に進み、浄水貯水槽４０の貯水が長期間わたっているかどうかチェックする。例えば浄水貯水槽４０の水位が一日以上変化していないことが検出されると貯水が長期間に渡っているものと看做される。長期貯水に該当しなければステップＳ３０に進み、浄水貯水槽４０の水位が所定以下になって貯水が不足しているかどうかチェックされる。貯水不足に該当しなければステップＳ６に戻り、以下ステップＳ６からの処理を繰り返す。

ステップＳ２８で長期貯水が検出されるかステップＳ３０で貯水不足が検出されるとステップＳ３２に進み、殺菌槽２０の深紫外ＬＥＤ群２２をオンしてステップＳ３４の貯水処理に移行する。貯水処理の概略は貯水の入れ替えまたは補充等であるが、その詳細は後述する。ステップＳ３４の流水処理が終了するとステップＳ６に戻り、以下ステップＳ６からの処理を繰り返す。

図３は、図２のステップＳ２におけるテスト処理の詳細を示すフローチャートである。フローがスタートすると、まずステップＳ４２で全ての深紫外ＬＥＤをオフしてステップＳ４４に進み、以下ステップＳ４２とステップＳ４４を繰り返して深紫外ＬＥＤをテスト点灯させるための手動操作を待つ。この間、手動操作を促す表示またはアナウンスを行うのが望ましい。手動操作があるとステップＳ４６に進み、部品交換用開閉部５０が開放されたままになっていないかどうかチェックする。異常がなければステップＳ４８に進み、光密センサ５２により光漏れが検出されないかどうかチェックする。これも異常なければステップＳ５０に進んで、全深紫外ＬＥＤを５秒間テスト点灯させる表示を行う。

そしてステップＳ５２に進み、深紫外ＬＥＤオンの状況下において殺菌槽２０の水路透過光受光部３０によって検知される深紫外線透過光および浄水貯水槽４０において同様に不図示の受光部によって検知される深紫外線透過光がそれぞれ適正かどうかチェックする。なお、この場合はまだ浄水器２に水が導入されていないことを想定しており、ステップＳ５２における「適正」とは単に点灯の有無であって、そのレベルまでは判定せず、点灯していれば適正とする。なお、全深紫外ＬＥＤがオンされる５秒間の間、蛍光観察窓からの目視によっても深紫外ＬＥＤ群２２および深紫外ＬＥＤ群４６の点灯を確認できる。ステップＳ５２で透過光が適正であると判定されるとステップＳ５４に移行する。

一方、ステップＳ４６、ステップＳ４８およびステップＳ５２のいずれかで異常が検出される後ステップＳ５６に以降して該当する異常の警告を行いステップＳ４２に戻って全深紫外ＬＥＤ４２をオフする。その後はステップＳ４４で再度点灯操作を行わなければ、フローはステップＳ４２およびステップＳ４４を繰り返す。これに対し、警告された異常を是正して点灯操作を行えばステップＳ４６からのチェックが再度行われる。

透過光が適正であることが検知されてステップＳ５４に進んだ場合は、ここで元栓６の開放操作を促す案内を行い、次いでステップＳ５８で切換栓８を浄水器側に切換えて開放する操作を待つ。この間、切換栓８の手動操作を促す表示またはアナウンスを行うのが望ましい。ステップＳ５８で切換栓８の浄水開放操作が検出されるとステップＳ６０に進み、水圧が適正かどうかチェックするそして水圧適正であればステップＳ６２で流量がレベル1以上であるかどうかチェックする。ここで流量がレベル１以上であれば元栓６および切換栓８が正しく開放されたことを意味するのでステップＳ６４に進み、殺菌槽２０の深紫外ＬＥＤ群２２をオンする。なお、このときまでにステップＳ５０で指示された５秒間の全深紫外ＬＥＤの点灯は終わり、これらはすべて消灯状態にあることを想定している。

次いでステップＳ６６では、深紫外ＬＥＤ群２２がオンの状況下において殺菌槽２０の水路透過光受光部３０によって検知される深紫外線透過光が適正かどうかチェックする。この場合は実際に殺菌槽２０に水が導入された状態でのチェックであり、「適正」とは単に深紫外ＬＥＤ群２２が点灯していることだけでなく、その水の入った水路を透過してきた透過光のレベルが適正かどうかもチェックする。ステップＳ６６で水路透過光が適正であると判断されれば、ステップＳ５４に移行する。なお、この場合も、蛍光観察窓２８からの目視によって深紫外ＬＥＤ群２２の点灯を確認できる。ステップＳ６６のチェックは、透過光が適正であるかどうかのチェックであるとともに、レベル1以上の流量を検知したとき自動的に深紫外ＬＥＤ群２２が点灯するかどうかのチェックも兼ねている。

ステップＳ６６で透過光が適性であると判断されるとステップＳ６８に進み浄水器側で開放されている切換栓の閉鎖操作を待つ。この間、手動操作を促す表示またはアナウンスを行うのが望ましい。手動操作があるとフローは終了となる。一方、ステップＳ６６で殺菌槽２０の透過光が適正でないと判断されたときはステップＳ７０に移行し、深紫外ＬＥＤ群２２をオフするとともにステップＳ７２に進んでその旨の警告を行い、ステップＳ５４に戻る。ステップＳ６０で水圧が適正でないと判断されたとき、またはテップＳ６２で流量がレベル1以上でないと判断されたときはステップＳ７２に移行し、該当する警告を行ってステップＳ５４に戻る。これによって、心当たりの是正処置再度ステップＳ５４以下のテストを行うことが可能である。

図４は、図２のステップＳ２６における流水処理の詳細を示すフローチャートである。フローがスタートすると、ステップＳ８２で流量レベルがレベル２（但し、レベル２＞レベル１）以下かどうかチェックする。図４のフローに入ったということは流量がレベル１より大きい場合であるから、ステップＳ８２では流量がレベル１とレベル２の間にあるかどうかを見ていることになる。該当すればステップＳ８４に進み、図１の駆動回路２６によってＰＷＭ制御する深紫外ＬＥＤ群２２の点灯デューティーを小さく設定してステップＳ８６に移行する。なお、流水処理では専ら深紫外ＬＥＤ群２２を制御するので、図４では、簡単のため、「殺菌槽深紫外ＬＥＤ（深紫外ＬＥＤ群２２）」をステップＳ８４のように単に「深紫外ＬＥＤ」と称する。これは図４の以下のステップでも同様である。

一方、ステップＳ８２で流量がレベル２より大きい時はステップＳ８８に進み、流量がレベル３（但し、レベル３＞レベル２）以下かどうかチェックする。該当すればステップＳ９０に進み、深紫外ＬＥＤ群２２の点灯デューティーを中程度に設定してステップＳ８６に移行する。これに対し、ステップＳ８８で流量がレベル３より大きい時はステップＳ９２に進み、深紫外ＬＥＤ群２２の点灯デューティーを大きく設定してステップＳ８６に移行する。このようにステップＳ８２、ステップＳ８４およびステップＳ８８からステップＳ９２は流量が大きくなるほど深紫外ＬＥＤ群２２の点灯デューティーを大きくして照射エネルギーを上げるためのものである。図４では、３段階で調節しているが、これを多くするか無段階で連続的に調節するようにしてもよい。

ステップＳ８６では、殺菌槽２０の水温が所定上かどうかチェックし、所定以上であればステップＳ９４に進んで冷却加水を指示してステップＳ９６に移行する。ステップＳ９４の指示に基づき、冷却加水部３４は深紫外ＬＥＤ群２２内の別系列の追加水冷路に冷却水を導くとともに熱交換後の水を排水口３６から廃棄する処理を開始する。既に冷却加水を行っている場合はそれを継続する。一方、ステップＳ８６で所定以上の水温が検知されなければステップＳ９８に進み、加水なしの指示をしてステップＳ９６に移行する。ステップＳ９８の指示に基づき、冷却加水部３４は冷却加水を中止する。この時点で冷却加水を行っていなければ加水なしの状態を継続する。

ステップＳ９６では、部品交換用開閉部５０が開放されたままになっていないかどうかチェックする。異常がなければステップＳ１００に進み、光密センサ５２により光漏れが検出されないかどうかチェックする。これも異常なければステップＳ１０２に進み、水路透過光受光部３０によって検知される深紫外線透過光が適正かどうかチェックする。そして適正であればステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４では、流量がレベル1以上であるかどうかチェックする。そして、レベル１以上であれば切換栓８の開放による出水状態が続いていると考えられるのでステップＳ８２に戻り、以下、流量がレベル１以下にならない限り、ステップＳ８２からステップＳ１０４を繰り返し、流量変化、水温変化および種々の異常に対応する。一方、ステップＳ１０４で流量がレベル１以下になったことが検知されるとステップＳ１０６に進み、深紫外ＬＥＤ群２２をオフにしてフローを終了する。

また、ステップＳ９６で部品交換用開閉部５０が開放状態であることが検出されるか、またはステップＳ１００で光密状態でないことが検出されるか、またはステップＳ１０２で深紫外線水路透過光が適正でないことが検出されると、いずれもステップＳ１０８に進み、該当する異常状態の警告が行われる。次いでステップＳ１１０に進み、制御部２４の制御で切換栓８を強制的に閉鎖しステップＳ１０６に移行する。そしてステップＳ１０６で深紫外ＬＥＤ群２２をオフにしてフローを終了する。

図５は、図２のステップＳ３４における貯水処理の詳細を示すフローチャートである。フローがスタートすると、ステップＳ１２２で貯水長期により貯水処理に入ったのかどうかチェックする。貯水長期による場合はステップＳ１２４に進み、深紫外ＬＥＤ群２２および深紫外ＬＥＤ群４６をオフにする。次いでステップＳ１２６で排水栓４４を開放することにより浄水貯水槽４０の排水を開始し、ステップＳ１２８を繰り返して浄水貯水槽４０が空になるのを待つ。

ステップＳ１２８において浄水貯水槽４０が空になったことが検知されるとステップＳ１３０に進み、深紫外ＬＥＤ群２２および深紫外ＬＥＤ群４６をオンにするとともに排水栓４４を閉鎖する。そしてステップＳ１３２に進み、浄水貯水槽４０の水位が所定以上かどうかチェックする。ステップＳ１３０からステップＳ１３２に移行した場合であれば当然水位は所定以下であるからステップＳ１３４に移行し、深紫外ＬＥＤ群２２の点灯デューティーを小さく設定する。次いでステップＳ１３６で貯水栓３８を全開にしてステップＳ１３８に移行する。ここで貯水栓３８を全開した時の流水計１２の流量はレベル１以下である。従って、貯水栓３８が開かれても図２のステップＳ２０から流水処理に入ることはない。

一方、ステップＳ１３２で浄水貯水槽４０の水位が所定以上であった場合はステップＳ１４０に移行し、深紫外ＬＥＤ群２２の点灯デューティーを僅少に設定し、ステップＳ１３６で貯水栓３８を半開にしてステップＳ１３８に移行する。このように浄水貯水槽４０の水位が所定以上である場合は貯水速度をより小さくし、深紫外ＬＥＤ群２２のエネルギーも最小に絞る。

ステップＳ１３８では、殺菌槽２０の水温が所定上かどうかチェックし、所定以上であればステップＳ１４４に進んで冷却加水を指示してステップＳ１４８に移行する。冷却加水の詳細は前述のとおりである。また、前述のとおり、既に冷却加水を行っている場合はそれを継続する。一方、ステップＳ１３８で所定以上の水温が検知されなければステップＳ１４６に進み、加水なしの指示をしてステップＳ１４８に移行する。この時点で冷却加水を行っていなければ加水なしの状態を継続することも前述のとおりである。

ステップＳ１４８では、浄水貯水槽４０の水位が満杯であるかどうかチェックする。そして満杯でなければステップＳ１３２に戻り、以下ステップＳ１３２からステップＳ１４８を繰り返して水位および水温に応じて貯水を継続する。一方、ステップＳ１４８において浄水貯水槽４０の水位が満杯であることが検出されるとステップＳ１５０に進み、貯水栓３８を閉鎖するとともにステップＳ１５２で深紫外ＬＥＤ群２２をオフしてフローを終了する。なお、浄水貯水槽４０における深紫外ＬＥＤ群４６のオン状態は浄水貯水槽４０における貯水がある限り継続される。

図６は、図１の実施例における殺菌装置１８および浄水貯水槽４０の詳細構成を示すブロック図である。共通部分には共通の番号を付し、必要のない限り説明は省略する。まず、殺菌装置１８の詳細構成について説明すると、殺菌槽２０の具体的構成は、図６に示すように吸着槽１６から流入して殺菌装置１８内を屈曲して巡り、切換栓８または貯水栓３８に向かう石英ガラス水路１２０となっている。参考までに水路中の水の流れの方向を要所において短い矢印で示す。これは以下に説明する他の構成においても同様である。また、深紫外ＬＥＤ群２２は、図６に示すように屈曲する石英ガラス水路１２０がに挟まれる位置に設けられており、石英ガラス水路１２０内を流れる水が殺菌のために個々の深紫外ＬＥＤ近傍を順次流れるとともにこの水が深紫外ＬＥＤ群を冷却するよう配置されている。

深紫外ＬＥＤ群２２は、金属性の放熱基板１２２上に並べて配置されており、その外側を石英ガラスパッケージ１２４で覆っている。このとき、放熱基板１２２の裏側は石英ガラスパッケージから露出するよう構成される。これによって、石英ガラス１２０水路を放熱基板１２２の裏側に密接させることができ、石英ガラス１２０水路内部を流れる水による放熱基板１２２の裏側の冷却効果を高めている。また、水路透過光受光部３０は、上記のようにして深紫外ＬＥＤ群２２から発生し、石英ガラス水路１２０を透過した紫外線を受光する。これによって深紫外ＬＥＤ２２からの紫外線発生を確認できるとともに、もし石英ガラス水路１２０の内側に汚れ等があると透過光が弱まるのでこれを検知することができる。水温計３２は放熱板１２２による水の加熱状態が累積する石英ガラス水路１２０の出口近辺に設けられている。

冷却加水部３４は、制御部２４によって制御される加水栓１２６および冷却槽１２８を有する。冷却槽１２８は、加水栓１２６から流入した水が深紫外ＬＥＤ群２２の石英ガラスパッケージ１２４および放熱基板１２２の裏側を直接浸して冷却するようにするためのものである。冷却後の水は後排口３６から排水される。このように冷却加水部の水は直接放熱基板１２２の裏側に触れることにより高い冷却効果を持つとともに石英ガラス水路１２０を流れる浄水と混じることはない。

浄水貯水槽４０の深紫外ＬＥＤ群４６は、殺菌装置１８の深紫外ＬＥＤ群２２と同様にして金属性の放熱基板１３０上に並べて配置されるが、石英ガラスパッケージ１３２は放熱基板１３０の裏側も含めて深紫外ＬＥＤ群４６を覆っている。下側の石英ガラスパッケージ１３４によって囲まれる深紫外ＬＥＤ群も同様の構成である。このようにして、浄水貯水槽４０内には、石英ガラスパッケージで全体が覆われた構造を単位とする深紫外ＬＥＤ群の単位が水平に積み重ねる形で浄水に直接浸されている。石英ガラスパッケージは上記のように放熱基板１３０の裏側を覆っているが、これは貯水中の浄水が放熱板に直接触れて汚染されることを防止するためであり、放熱板１３０の裏側部分における石英ガラスパッケージは極めて薄く、放熱はこの薄い石英ガラスパッケージ層を通じて放熱板１３０の裏側から貯水内に効率的に行われる。

水位計１３６は貯水される浄水の水位を検出して制御部２４に伝えるものであり、制御部２４は伝えられた水位に基づき、駆動回路４８に深紫外ＬＥＤ群４６の制御を指示する。具体的には、下側の石英ガラスパッケージ１３４で覆われる深紫外ＬＥＤ群だけが浄水に浸るような低水位であった場合は下側の深紫外ＬＥＤ群の単位だけをオンとするとともに、石英ガラスパッケージ１３２で覆われる上側の深紫外ＬＥＤ群の単位まで浄水に浸るような高水位であった場合、両方の単位の深紫外ＬＥＤ群をオンする。これによって、水位が低い時に水面から出る上側の深紫外ＬＥＤ群が無意味且つ冷却不能状態で駆動され続けることなどを防止できる。図６では簡単のため水平２列の深紫外ＬＥＤ群の単位を図示したが、この列を多数とし、水位に応じてきめ細かくそれらのオンオフを制御してもよい。

蛍光観察窓１３８は、図１では図示が省略されていたものであり、浄水貯水槽４０内の深紫外ＬＥＤ群４６の点灯状態を目視することができる。透過光受光部１４０も、図１では図示が省略されていたものであり、上記のような構成の深紫外ＬＥＤ群４６から発生し浄水貯水槽４０内に貯水されている浄水を透過した紫外線を受光して制御部２４に伝えるものである。

以上のように本発明では、新紫外ＬＥＤを用いた浄水器を家庭用等一般の使用に供するため、紫外線被爆による不測の事態を招かないよう浄水器としての種々の安全対策を講じている。これに加え、本発明の実施例では、浄水器２が分解されて深紫外ＬＥＤ群２２または４６が取り出されて誤用されたときの事故にも配慮し、浄水器２から分離された深紫外ＬＥＤ群２２または４６単独では紫外線を発生させることができないよう構成している。具体的には、深紫外ＬＥＤ群を被覆している石英ガラスパッケージの接点に転用防止接点を設けるとともに石英ガラスパッケージ内に転用防止判定回路を設け、転用防止接点に浄水器２側から暗号キー信号が入力していることを転用防止判定回路が判定しない限り深紫外ＬＥＤ群２２または４６から紫外線が発生しないよう構成する。また、放熱基板１２２または１３０に接続するための個々の深紫外ＬＥＤにも転用防止内部配線部を設け、放熱基板１２２または１３０から個々の深紫外ＬＥＤ群２２または４６を不用意に取り外せばその機械的作用を受けて転用防止内部配線部が断線し、以後個々の深紫外ＬＥＤ群２２または４６を使用できないようにしている。

本発明は、家庭等一般に使用可能な殺菌能力を備えた浄水器を提供するものである。

２外壁部
７原水流入部
１４、１６浄化部
２２紫外線光源
２０紫外線殺菌部
３７浄水流出部
５０、５２検知部
２４制御部
２２深紫外ＬＥＤ
５０開閉部
５２光漏れ検知部
５４警告部
３０水路透過光検知部
１２浄水流出状態検知部
１４濾過部
１６吸着部
４２貯水部からの浄水流出部
２２、４６紫外線殺菌部
４６貯水部内紫外線殺菌部
４４浄水廃棄部
２８蛍光導光部

Claims

外壁部と、前記外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、紫外線光源を持つ紫外線殺菌部と、前記浄化部により浄化され前記紫外線殺菌部により殺菌された浄水を前記外壁部外へ流出させる浄水流出部と、前記外壁部内部から外部への紫外線漏れ可能状態を検知する検知部と、前記検知部が紫外線漏れ可能状態を検知したとき前記紫外線光源からの紫外線発生を禁止する制御部とを有することを特徴とする浄水器。
前記紫外線光源は、深紫外ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１記載の浄水器。
前記外壁部は浄水器内部のメンテナンスのための開閉部を有し、前記検知部は前記開閉部が適正な閉鎖状態にないことを検知することを特徴とする請求項１または２記載の浄水器。
前記検知部は前記外壁外部から内部への光漏れを検出する光漏れ検知部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の浄水器。
前記制御部は、浄水器の使用時において前記紫外線光源からの紫外線発生を禁止することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の浄水器。
前記制御部は、浄水器テストのために紫外線発生を試みたときに前記紫外線光源からの紫外線発生を禁止することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の浄水器。
前記検知部が紫外線漏れ可能状態を検知したとき、これを警告する警告部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の浄水器。
外壁部と、前記外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、石英ガラス水路に深紫外線を透過させるための深紫外ＬＥＤをもつ紫外線殺菌部と、前記浄化部により浄化され前記紫外線殺菌部により殺菌された浄水を前記外壁部外へ流出させる浄水流出部とを有することを特徴とする浄水器。
前記石英ガラス水路への深紫外線透過の不備を検知する水路透過光検知部を有することを特徴とする請求項７記載の浄水器。
前記検知部が深紫外線透過の不備を検知したとき前記紫外線光源からの紫外線発生を禁止する制御部を有することを特徴とする請求項７または８記載の浄水器。
前記検知部が光深紫外線透過の不備を検知したとき、これを警告する警告部を有することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の浄水器。
前記外壁部内部から外部への紫外線漏れ可能状態を検知する検知部と、前記検知部が紫外線漏れ可能状態を検知したとき前記紫外線光源からの紫外線発生を禁止する制御部とを有することを特徴とする請求項７から１０記載の浄水器。
外壁部と、前記外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、紫外線光源を持つ紫外線殺菌部と、前記浄化部により浄化され前記紫外線殺菌部により殺菌された浄水を前記外壁部外へ流出させる浄水流出部と、前記浄水流出部からの浄水流出状態を検知する検知部と、前記検知部の検知に応じて前記紫外線光源からの紫外線発生を制御する制御部とを有することを特徴とする浄水器。
前記紫外線光源は、深紫外ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１２記載の浄水器。
前記浄化部は濾過部と吸着部を有することを特徴とする請求項１２または１３記載の浄水器。
前記制御部は、前記検知部が浄水流出状態を検知したとき前記紫外線光源から紫外線発生させるとともに、前記検知部が浄水流出状態を検知しないとき前記紫外線光源からの紫外線発生を禁止することを特徴とする請求項１２から１４のいずれかに記載の浄水器。
外壁部と、前記外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、前記浄化部によって浄化された浄水を貯水する貯水部と、前記貯水部に貯水された浄水を前記外壁部外へ流出させる浄水流出部と、深紫外ＬＥＤを持ち前記浄水が前記浄水流出部から流出する前に浄水を殺菌する紫外線殺菌部とを有することを特徴とする浄水器。
前記深紫外ＬＥＤは、前記貯水部内に設けられることを特徴とする請求項１６記載の浄水器。
前記貯水部の貯水量に応じて前記深紫外ＬＥＤを制御する制御部を有することを特徴とする請求項１６または１７記載の浄水器。
前記貯水部の浄水が所定時間を過ぎると浄水を廃棄する制御部を有することを特徴とする量請求項１６から１８のいずれかに記載の浄水器。
前記貯水部の浄水が廃棄されるとき前記深紫外ＬＥＤのからの紫外線発生を禁止する制御部を有することを特徴とする量請求項１９記載の浄水器。
前記貯水部は前記紫外線殺菌部を通った浄水を貯水することを特徴とする請求項１６から２０のいずれかに記載の浄水器。
前記貯水部への貯水の際、前記深紫外ＬＥＤから深紫外線を発生させる制御部を有することを特徴とする請求項１６から２１のいずれかに記載の浄水器。
外壁部と、前記外壁部外から原水を流入させる原水流入部と、浄化部と、深紫外ＬＥＤを光源とする紫外線殺菌部と、前記浄化部により浄化され前記紫外線殺菌部により殺菌された浄水を前記外壁部外へ流出させる浄水流出部と、前記深紫外ＬＥＤからの紫外線発生を制御する制御部と、前記深紫外ＬＥＤから発生する紫外線発生を紫外線がカットされた可視の蛍光として前記外壁部の外に導く蛍光導光部とを有することを特徴とする浄水器。