JP2010275840A

JP2010275840A - 衛生器具用の排水装置

Info

Publication number: JP2010275840A
Application number: JP2009132330A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Takano; 隆好高野
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-06-01
Filing date: 2009-06-01
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2029-06-01
Also published as: JP5658441B2

Abstract

【課題】紫外線照射部から照射された紫外線の強度を検知する光検知器を利用して、一定の消毒効果を長期間得ることなどが可能な衛生器具用の排水装置を提供する。
【解決手段】排水が流入する排水口２を備え前記排水を排出する排水管３と接続される排水部１と、該排水部１の内部を消毒する紫外線を照射する紫外線ＬＥＤ４を備えた紫外線照射部５と、を有する衛生器具用の排水装置１０である。特に、排水装置１０は、紫外線照射部５から排水部１の内部に照射された紫外線の強度を検出する光検出器７を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、細菌の消毒手段として紫外線ＬＥＤを備えた衛生器具用の排水装置に関するものである。

現在、ウイルス、細菌などの病原体の感染による感染症の流行や抵抗力の弱い高齢者の増加に伴う感染症の感染対策が社会問題視されている。このような背景から、身近な住空間における衛生環境を改善することは、居住者の健康管理をより高度なものとし、さらには、住空間の維持管理を簡便にできるので、より安心で快適な暮らしを実現することに寄与する。

住空間の中で、台所、洗面所や風呂などの水周りは、衛生環境が悪化しやすい。特に、水周りとなる衛生器具の排水部では、たとえば、台所において食材汚れなど、洗面所や風呂などにおいては皮脂や石鹸垢などが付着し、それらを栄養分としてカビや細菌などが繁殖する。また、排水部には、細菌が自己の乾燥を防ぎ、増殖する際に出すバイオフィルム（ヌメリ）が付着しやすい。バイオフィルムは、内部に種々の雑菌が存在し、雑菌の繁殖などにより悪臭の発生源にもなる。さらには、バイオフィルムは、病原性微生物の温床にもなる。したがって、衛生器具の排水部において、病原性微生物だけでなく、バイオフィルムを産生する細菌などを殺菌・消毒することは、住空間における衛生環境をより好ましいものとすることができる。

この種の細菌の殺菌・消毒手法として、従来から加熱殺菌、塩素などの薬剤を用いた薬剤殺菌や紫外線照射による紫外線消毒などが知られている。このうち紫外線消毒は、紫外線を細菌に照射させ、細菌の遺伝子情報を司る核酸（ＤＮＡやＲＮＡ）に作用して光化学反応を引き起こさせる。光化学反応は、細菌の核酸の一部に障害を生じさせ、遺伝子からの転写制御が滞ることから新陳代謝異常により細菌が不活化するとされている。そのため、薬剤を用いた細菌の薬剤殺菌と異なり、不要な薬剤残留や耐性菌をつくらない。また、紫外線消毒に用いられる紫外線照射装置は、加熱殺菌に用いられる加熱殺菌装置のような冷却システムが不要で構造が簡易であり、比較的安価に製造できるなどの理由により、広範囲に利用されている。

通常、紫外線照射装置は、紫外線を照射する光源として、低圧水銀ランプ（主となる輝線スペクトル：２５３．７ｎｍ）が用いられている。低圧水銀ランプは、細菌の核酸における吸収スペクトルの吸収帯に合わせて消毒効果の高い紫外線を効率よく発光することができる。

ところで、近年、紫外線を照射する光源として、近紫外線や遠紫外線など紫外域に発光可能な紫外線発光ダイオード（以下、紫外線ＬＥＤという）が盛んに研究・開発されている。紫外線ＬＥＤの研究・開発は、目覚ましく、光出力の向上にともないその一部が既に実用化されている。このような紫外線ＬＥＤは、低圧水銀ランプのように紫外線を効率よく透過する石英管中に水銀を封入する必要がないので、環境に与える負荷が少なく破損などの問題も生じにくい。また、紫外線ＬＥＤは、低圧水銀ランプのように高い電圧を必要とすることもない。そのため、紫外線ＬＥＤは、小型、軽量且つ低消費電力である利点を生かし、これまで低圧水銀ランプでの設置が困難な小スペースの場所へも利用することができる。

たとえば、紫外線ＬＥＤを備えた衛生器具用の排水装置の例として、図３および図４に浴室の洗い場１０ａの排水溝付近を示す。図３や図４は、排水が流入する排水口２を備え前記排水を排出する排水管と接続される排水部１と、該排水部１の内部を消毒する紫外線を照射する複数個の紫外線ＬＥＤ４からなる紫外線照射部５と、紫外線照射部５を備え排水口２に被せるグレーチング６’や目皿６’’と、を有する衛生器具用の排水装置１０’，１０’’が提案されている（特許文献１）。なお、排水部１の内底面には、髪の毛などが排水管に流れないようにヘアーキャッチャー２１が設けられている。

また、衛生器具の水周りとして、キッチンのシンクの排水口に、紫外線が照射可能な紫外線ＬＥＤを備えた紫外線照射部を備えたものも提案されている（特許文献２）。

さらに、小便器や浴室においては、通常、排水管から屋内への悪臭の拡散などを防ぐため、椀状の蓋を利用して排水経路の途中を水で防ぐベル型トラップが設けられている。このベル型トラップの椀状の蓋に、紫外線ＬＥＤを備えた衛生器具用の排水装置も提案されている（特許文献３）。

特開２００１−９５６９９特開２００６−１８３２４１特開２００６−２７４５７２

ところで、紫外線ＬＥＤ４は、半導体発光素子であり原理的に低圧水銀ランプのように電極消耗による不灯がない。そのため、紫外線ＬＥＤ４は、低圧水銀ランプなどと比較して寿命が長い。また、紫外線ＬＥＤ４は、パルス点灯による駆動制御も比較的容易であり、さらに長時間にわたって高出力に点灯させることもできる。

しかしながら、紫外線ＬＥＤ４は、使用にともなう劣化により、照射する紫外線の強度が徐々に低下する傾向がある。そのため、衛生器具用の排水装置１０’，１０’’の紫外線照射部５に紫外線ＬＥＤ４を用いた場合は、紫外線ＬＥＤ４が点灯していても、時間の経過とともに紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４から排水部１の内部に照射する紫外線の強度が低くなり、細菌などに対して期待する消毒効果を十分得ることができない場合がある、という問題を生ずることがある。

また、紫外線ＬＥＤ４から照射される光は、基本的に発光スペクトルが狭く可視光成分が少ない。また、紫外線ＬＥＤ４から照射される光は、紫外線であるため直接視認することもできない。

そのため使用者は、紫外線照射部５が紫外線ＬＥＤ４の劣化、故障や汚れなどで排水部１の内部に十分な消毒効果のある紫外線が得られているか否かを判断することが難しいという問題もある。

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、紫外線照射部から照射された紫外線の強度を検知する光検知器を利用して、一定の消毒効果を長期間得ることなどが可能な衛生器具用の排水装置を提供することにある。

請求項１の発明は、排水が流入する排水口を備え前記排水を排出する排水管と接続される排水部と、該排水部の内部を消毒する紫外線を照射する紫外線ＬＥＤを備えた紫外線照射部と、を有する衛生器具用の排水装置であって、前記紫外線照射部から前記排水部の内部に照射された前記紫外線の強度を検出する光検出器を有することを特徴とする。

この発明によれば、紫外線照射部から照射された紫外線の強度を検知する光検出器を利用することで、一定の消毒効果を長期間得ることなどに利用可能な衛生器具用の排水装置とすることができる。より具体的には、前記紫外線照射部の紫外線ＬＥＤから排水部の内部に照射された紫外線の強度を検出することで前記紫外線の強度変化を知ることができ、前記紫外線ＬＥＤの駆動の制御に利用することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記光検出器によって検出された検出値に基づいて、前記紫外線照射部から前記排水部の内部に照射する光出力が一定となるように前記紫外線ＬＥＤをフィードバック制御する制御回路部を有することを特徴とする。

この発明によれば、前記紫外線照射部から照射された前記紫外線の強度が、前記紫外線ＬＥＤの劣化などの要因により低下したことを光検出器にて検出し、制御回路部が前記紫外線ＬＥＤの光出力をフィードバック制御することで一定の消毒効果が長期間維持可能な衛生器具用の排水装置とすることができる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記光検出器によって検出された検出値に基づいて、前記紫外線照射部から前記排水部の内部に照射する前記紫外線が消毒に必要な所定の紫外線照射量となるように前記紫外線ＬＥＤの駆動時間をフィードバック制御する制御回路部を有することを特徴とする。

この発明によれば、前記紫外線照射部から照射された紫外線の強度が前記紫外線ＬＥＤの劣化などの要因により低下したことを光検出器にて検出し、制御回路部が前記紫外線ＬＥＤの駆動時間をフィードバック制御することで一定の消毒効果が長期間維持可能な衛生器具用の排水装置とすることができる。

なお、細菌の消毒は、基本的に紫外線照射量（被照射面での紫外線照度と紫外線照射時間との積）が一定であれば、前記紫外線照射部から照射された紫外線の強度が低下しても、前記紫外線照射部の前記紫外線ＬＥＤの駆動時間を長くすることで同程度の消毒効果を維持することができるからである。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記光検出器によって検出された前記紫外線の強度が所定の値以下の場合に、前記紫外線ＬＥＤ４の交換を促すように使用者に通知する通知部を有することを特徴とする。

この発明によれば、通知部は、たとえば、紫外線ＬＥＤが過度に劣化した場合や故障して点灯しなくなった場合など、光検出器によって検出された前記紫外線の強度が、所定の値以下にまで低下したことを、使用者に知らせ使用者に前記紫外線ＬＥＤの交換を促すことが可能な衛生器具用の排水装置とすることができる。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記通知部は、表示部であることを特徴とする。

この発明によれば、表示部は、使用者に目視により紫外線ＬＥＤなどの交換を促すことが可能な衛生器具用の排水装置とすることができる。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記紫外線を遮蔽する遮蔽体を前記排水口に被せてなることを特徴とする。

これによって、前記排水部の前記排水口から前記紫外線が漏れ出ることを抑制し、前記紫外線が前記排水部の内部に閉じ込められることにより、前記排水部の内部における細菌の消毒効果を高めることが可能となる。

請求項１の発明は、紫外線照射部から照射された紫外線の強度を検知する光検知器を利用して、一定の消毒効果を長期間得ることに利用が可能な衛生器具用の排水装置を提供できるという顕著な効果を奏する。

実施形態１の衛生器具用の排水装置を示す模式断面図である。実施形態２の衛生器具用の排水装置の要部模式断面図である。従来の衛生器具用の排水装置を示す概略斜視図である。従来の別の衛生器具用の排水装置を示す概略斜視図である。

（実施形態１）
以下、本実施形態の衛生器具用の排水装置について、図１を用いて説明する。

図１の衛生器具用の排水装置１０は、たとえば、浴室の洗い場などの表面排水を目的に設けられるものであり、排水が流入する排水口２を備え前記排水を排出する排水管３と接続される排水部１と、該排水部１の内部を消毒する紫外線を照射する複数個の紫外線ＬＥＤ４を備えた紫外線照射部５と、を有している。本実施形態の排水装置１０では、紫外線照射部５から排水部１の内部に照射された前記紫外線の強度を検出する光検出器７が設けられている。また、排水口２には、前記紫外線を遮蔽する遮蔽体６が被せてある。

本実施形態の衛生器具用の排水装置１０における排水部１は、排水が流入する排水口２を備え前記排水を排出する排水管３と接続されるものである。排水部１は、たとえば、前記排水を流入できるように上面が開口し下面となる内底面側の中央部に前記排水が排水管３へと流れる貫通孔を備えた長方体状や筒状の容器に形成させることができる。本実施形態の排水部１においては、前記容器における内壁面の一部に後述する紫外線照射部５を収納可能な窪み３ａが形成されている。また、排水部１の前記上面には、排水部１の排水口２に被せて紫外線照射部５から照射される前記紫外線が排水部１の内部から外部へ漏れ出ないように遮蔽する矩形板状の遮蔽体６を保持する断面階段状の窪み１０ｂを形成している。排水部１の排水口２は、遮蔽体６よりも部分的に大きく、遮蔽体６で覆われていない排水口２の端部から前記排水が排水部１の内部に流入することになる。排水部１に流入した前記排水は、前記容器における前記内底面側の中央部に設けられた前記貫通孔から排水管３を介して外部に排出される。

このような排水部１は、前記排水が流入する排水口２を備え前記排水を排出する排水管３と接続されることができればよく、浴室の洗い場における排水溝のほか、キッチンのシンク、洗面所の排水穴、ディスポーザー（生ごみ粉砕装置）の本体、キッチン、浴室やトイレのトラップ部などにも利用できる。そのため、排水部１の大きさ、形状や材質は、その用途に応じて種々選択することができる。同様に、排水口２や排水部１の前記内底面側の中央部から延設し排水管３と接続される排水部１の管状部位は、その形状や大きさも適宜設定することができる。なお、図１では排水管３と、該排水管３と接続される排水部１の前記管状部位とは、連続的に一体として図示している。

排水部１の材質としては、腐食性や耐久性などを考慮し、たとえば、陶器、プラスチック、ガラス繊維強化ポリエステル、金属表面にガラス結晶を形成させたホーローなどを用いることができる。また、排水部１は、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４から照射された前記紫外線を、排水部１の内部で反射させ有効利用するために、前記紫外線に対して効率よく反射するステンレス鋼などの材質で形成することもできる。

また、排水装置１０の排水部１には、排水管３からの悪臭や害虫などを防ぐトラップを設けることもできる。前記トラップは、排水部１自体を利用した非サイフォン式トラップの１種であるベル型トラップで形成してもよい。また、排水管３と接続される排水部１の前記管状部位の一部分をＳ字形状を横にしたＳトラップ、Ｕ字形状のＵトラップや排水管３を建物の壁面などに向かわせるＰトラップなどのサイフォン式トラップなどで構成してもよい。また、排水装置１０の排水部１内には、髪の毛などの固定物が排水部１から排水管３へ流れないようにヘアーキャッチャーなどの網形状物を排水口２や前記貫通孔などに適宜設けてもよい。

次に、本実施形態の衛生器具用の排水装置１０における紫外線照射部５は、排水部１の内部に前記紫外線を照射させ、排水部１の内部における病原性微生物やバイオフィルムを産生する細菌などを消毒可能なものである。本実施形態では、排水部１の前記内壁面に形成させた窪み３ａ内に排水部１の前記内壁面の深さ方向に沿って複数個の深紫外の紫外線が発光可能な紫外線ＬＥＤ４を実装配置させている。紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４は、排水部１の排水口２から流入した前記排水などと直接接しないように、排水部１の前記内壁面における窪み３ａを覆う紫外線透過性保護板１１（たとえば、石英ガラスや紫外線透過アクリル樹脂など）で密閉保護している。紫外線照射部５は、排水部１の形状や大きさに合わせて、排水部１の内部に複数個設けてもよい。また、紫外線照射部５の位置は、必ずしも排水部１の前記内壁面に設ける必要はなく、排水部１の内部が消毒可能であれば、排水部１の排水口２を覆う遮蔽体６に設けてもよいし、排水部１の前記内底面側に設けてもよい。また、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４は、排水部１の内部に前記紫外線が照射できればよく、必ずしも排水部１の内部に設ける必要もない。この場合、紫外線照射部５は、排水部１と別体に形成させ、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４と光学的に接続させた光ファイバーを介して排水部１の内部に紫外線を照射させてもよい。

本実施形態の衛生器具用の排水装置１０における紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４は、排水部１の内部に照射する前記紫外線の発光波長が３８０ｎｍ以下のものを用いることができる。紫外線ＬＥＤ４は、細菌をより効率よく消毒するために照射する前記紫外線の発光波長は３００ｎｍ以下であることが好ましい。紫外線ＬＥＤ４は、前記紫外線の照射により細菌などの消毒するため、菌の種類（大きさや形状など）および排水部１の状態などによって左右されるものの、発光波長が特に２５０ｎｍから２８０ｎｍの前記紫外線を発光することがさらに好ましい。

通常、細菌などのＤＮＡの光吸収は、波長２６０ｎｍ付近に吸収ピークを備えている。そのため、細菌に２５０ｎｍから２８０ｎｍ付近の波長をもった前記紫外線を照射することで、細菌のＤＮＡに光化学反応を効率的に生じさせ、細菌の消毒効果を高めることができると考えられる。

なお、紫外線ＬＥＤ４は、排水部１の大きさ、形状などに応じて、紫外線ＬＥＤ４の個数や設置間隔を適宜設定することができる。また、紫外線照射部５に複数個の紫外線ＬＥＤ４を備えた場合、必ずしも同種の紫外線ＬＥＤ４のみで構成する必要もなく、たとえば、紫外線ＬＥＤ４ごとに照射する前記紫外線の発光波長や光出力を変えてもよい。

このような紫外線ＬＥＤ４は、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどの窒化物半導体材料を発光層に用いた半導体発光素子やダイヤモンド薄膜を発光層に用いた半導体発光素子を使用することができる。また、紫外線ＬＥＤ４は、前記発光層の組成比で紫外線の発光波長を調整することもできる。紫外線ＬＥＤ４の前記発光層に窒化物半導体材料を用いた場合は、Ａｌの含有量を増やすにつれ、前記紫外線の発光波長を短くすることができる。他方、細菌の消毒作用における分光特性は、約２６０ｎｍ付近において消毒作用が強く約２６０ｎｍをピークとして細菌の消毒作用が低下する傾向にある。そのため、紫外線ＬＥＤ４が照射する前記紫外線の発光波長を２６０ｎｍに設定すればよい。

しかしながら、前記発光層に窒化物半導体材料を用いた紫外線ＬＥＤ４では、前記発光層にＡｌの含有量が増えるにつれ、前記発光層の結晶性が悪くなる傾向にある。そのため、短波長側の紫外線ＬＥＤ４は、より長波長側で発光する紫外線ＬＥＤ４と比較して紫外線ＬＥＤ４から放出される前記紫外線の強度が低下する傾向にある。

紫外線照射部５から照射される前記紫外線の強度を高め消毒作用を強めるためには、２６０ｎｍ付近に発光波長のある紫外線ＬＥＤ４を複数個直列接続させてもよいし、並列接続や直並列接続させて出力を向上させてもよい。また、紫外線ＬＥＤ４は、パルス駆動が比較的容易なため、ダイナミック点灯させることでスタティック点灯した場合と比較し、瞬時値として出力を大きくすることができる。また、紫外線ＬＥＤ４は、パルス駆動することにより消費電力を低減させることもできる。

このような紫外線ＬＥＤ４は、金属製のキャンパッケージやセラミックパッケージ内に前記発光素子を実装させたものを用いてもよいし、ベアチップの前記発光素子を用いてもよい。

なお、紫外線ＬＥＤ４から放出される前記紫外線の主となる発光波長のスペクトルは、一般に低圧水銀ランプなどから放出される水銀の輝線スペクトルよりもスペクトル幅が広い。そのため、紫外線ＬＥＤ４が照射する前記紫外線は、細菌が吸収する紫外線量を多くさせることができる。また、紫外線ＬＥＤ４から照射される発光波長が、たとえば、近紫外域にある３５５ｎｍから３７５ｎｍ程度の比較的長波長域にあり、細菌に対する消毒作用が低い発光スペクトルの場合であっても、紫外線ＬＥＤ４からの光を凸レンズなどにより集光させることで消毒効果を高めることができる場合もある。

さらに、紫外線ＬＥＤ４から照射される近紫外線をＴｉＯ_２材料やＺｎＯ材料などからなる粉体の光触媒の活性化に利用して、該光触媒の酸化作用によって前記光触媒に接した細菌を殺菌することも可能である。また、深紫外域が発光可能なＩｎＡｌＧａＮなどを前記発光層に用いた紫外線ＬＥＤ４を用いることで、出力が弱くとも前記光触媒を用いた酸化作用による殺菌ではなく、細菌の光化学反応により消毒効果を高めることもできる。特に、紫外線ＬＥＤ４から照射される前記紫外線の発光波長を２５０ｎｍから２８０ｎｍの間にすることで、排水部１の前記内壁面に前記光触媒を設けることなく直接的に細菌などを効率よく消毒することができる。これによって、排水装置１０は、紫外線ＬＥＤ４からの前記紫外線の照射により排水部１の内部空間に飛散した細菌に対しても消毒を行うことができる。また、排水装置１０は、排水部１内に前記光触媒を用いることなく、より簡易な構成で細菌の消毒を行うことができる。

次に、本実施形態の衛生器具用の排水装置１０における遮蔽体６は、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４から排水装置１０の排水部１の内部に照射した前記紫外線が排水部１の排水口２から外部に漏れ出ることを抑制可能なものである。本実施形態の遮蔽体６においては、矩形板状に形成させており、排水部１の排水口２の周部に形成された断面階段状の窪み１０ｂで保持されている。

このような遮蔽体６は、排水部１の排水口２の形状、大きさや数などによって種々の形状に形成することができる。そのため、遮蔽体６は、たとえば、表面排水を目的に浴室の洗い場などの排水溝に設けられる目皿やグレーチング、ベル型トラップにおける椀状の蓋などとして用いてもよい。

また、遮蔽体６は、紫外線ＬＥＤ４が照射した前記紫外線を反射あるいは吸収する材料で形成することができる。遮蔽体６の材料としては、亜鉛メッキした鉄、ステンレス、アルミニウムやＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）材料を用いることができる。また、遮蔽体６は、排水部１の内部と対向する一表面側に凹凸を形成して紫外線ＬＥＤ４が照射した前記紫外線を排水部１の内部で反射・散乱させて有効利用してもよい。さらに、遮蔽体６の前記一表面側は、前記光触媒として機能するＴｉＯ_２やＺｎＯの微粒子を膜状に形成させてもよい。

なお、遮蔽体６は、排水部１の排水口２に常時設置した状態で使用するものでもよいし、たとえば、遮蔽体６で排水部１の排水口２を完全に塞ぎ前記紫外線の照射時のみに使用するものでもよい。

本実施形態の衛生器具用の排水装置１０に用いられる光検出器７は、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４から排水部１の内部に照射された前記紫外線の強度を検出することが可能なものであって、Ｓｉ、ＧａＡｓＰ、ＺｎＯや窒化物半導体材料などを用いたフォトダイオード、フォトトランジスタなどの受光素子によって形成することができる。このような光検出器７は、金属製のキャンパッケージやセラミックパッケージ内に前記受光素子を実装させたものを用いてもよいし、ベアチップの前記受光素子を用いてもよい。本実施形態における光検出器７は、排水部１の前記内壁に設けられた紫外線照射部５内に紫外線ＬＥＤ４と略同一平面で配置させている。光検出器７は、紫外線ＬＥＤ４が排水部１の内部に照射し紫外線ＬＥＤ４と対向する排水部１の前記内壁面で反射した紫外線を検出することができる。

なお、光検出器７は、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４から排水部１の内部に照射された前記紫外線の強度を検出できればよい。したがって、光検出器７は、紫外線照射部５内に配置させてもよいし、紫外線照射部５とは別体に設けても良い。光検出器７は、紫外線ＬＥＤ４と光検出器７とを対向配置させることでセンサ感度を高めることもできる。また、複数個の光検出器７を用いてセンサ感度を向上させてもよい。光検出器７は、紫外線ＬＥＤ４と同様に、必ずしも排水部１の前記内壁面に設ける必要はなく、排水部１の排水口２を覆う遮蔽体６に設けてもよいし、排水部１の前記内底面側に設けてもよい。さらに、光検出器７自体は、必ずしも排水部１の内部に設ける必要もない。この場合、光検出器７は、排水部１の外部に別体に設けるとともに排水部１の内部の前記紫外線が検出できるように光ファイバーを配置させ、排水部１の外部に光ファイバーを介して検出を行ってもよい。

本実施形態の衛生器具用の排水装置１０は、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４が排水部１の内部に照射する前記紫外線の点灯を駆動制御する制御回路部８を備えている。制御回路部８は、商用電源や電池などの電源部９と電気的に接続され電源部９からの電流を制御回路部８を介して紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４に供給できるように接続している。なお、制御回路部８は、紫外線ＬＥＤ４の点灯を行う点灯回路部を内蔵し、光検出器７によって検出された検出値に基づいて、紫外線ＬＥＤ４の点灯駆動をフィードバック制御可能に構成している。紫外線ＬＥＤ４は、制御回路部８によって、定電圧駆動時における電流量の増減、パルス点灯駆動時における点灯時間の増減や点灯間隔の増減などによってフィードバック制御されることになる。

また、制御回路部８は、紫外線ＬＥＤ４の点灯駆動と同期して光検出器７が前記紫外線の強度の検出を行えるように同期回路を設けても良い。制御回路部８は、光検出器７の検出値に基づいて紫外線ＬＥＤ４の点灯駆動を制御するため比較回路やタイマ回路を備えてもよい。さらに、制御回路部８は、記憶部を内蔵させ、光検出器７が検出する検出値と比較するため予め設定した所定の値を記憶させることもできる。このような制御回路部８は、マイクロコンピュータなどを用いて適宜構成すればよい。

ここで、光検出器７は、排水装置１０の紫外線ＬＥＤ４からの前記紫外線の強度を、常時検出する必要はない。そのため、光検出器７は、たとえば、排水装置１０の制御回路部８にタイマ回路や同期回路を設け、紫外線ＬＥＤ４が排水部１の内部に前記紫外線を照射中に一定間隔ごとに検出してもよい。また、光検出器７は、紫外線ＬＥＤ４が前記紫外線の照射を所定時間行う場合、前記紫外線の照射開始直後、一定時間照射後、前記紫外線の照射終了間際に個別に前記紫外線の検出を行うことも可能である。

次に、本実施形態の衛生器具用の排水装置１０における通知部は、光検出器７によって検出された前記紫外線の強度が所定の値以下の場合に、前記紫外線ＬＥＤ４の交換を促すように使用者に通知するものである。前記通知部は、少なくとも使用者に紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４から照射された前記紫外線に関連する情報を通知すればよい。前記通知部が通知する情報としては、たとえば、紫外線ＬＥＤ４の点灯、紫外線ＬＥＤ４の劣化、紫外線ＬＥＤ４の故障、紫外線ＬＥＤ４の交換など紫外線ＬＥＤ４の適正な点灯駆動に関する情報などが挙げられる。前記通知部は、音声通知、ブザー、可視光ＬＥＤ、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence）、無機ＥＬ（InorganicElectro Luminescence）や液晶装置などが挙げられる。前記通知部のうち使用者が目視可能な表示を行う表示部１２を用いた場合は、可視光ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬや液晶装置などが挙げられる。表示部１２は、遮蔽体６の他表面側など使用者が視認しやすい場所に適宜設ければよい。表示部１２として可視光発光体を用いた場合には、可視光ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬやバックライト付液晶装置を用いてもよい。このような表示部１２には、使用者に通知する情報に応じて、上述した紫外線ＬＥＤ４の適正な点灯駆動、後述する電源部９に電池を利用した場合における電池残量表示、紫外線照射部５の汚れ、光検出器７の受光面の汚れやエラーモードの表示などを表示させることもできる。

次に、本実施形態の衛生器具用の排水装置１０における細菌の消毒について説明する。

本実施形態の排水装置１０では、制御回路部８が電源部９から電流が供給され紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４を点灯駆動させる。紫外線ＬＥＤ４から照射された前記紫外線は、紫外線透過性保護板１１を透過して排水部１の内部に照射される。排水部１の内部に照射された前記紫外線は、排水部１の内部の細菌などを消毒するとともに一部が紫外線照射部５と対向する排水部１の前記内壁面で反射して紫外線照射部５側に再び入射する。紫外線照射部５の内部に設けた光検出器７は、排水部１の前記内壁面で反射した前記紫外線を検知することができる。

制御回路部８は、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４が排水部１の内部に前記紫外線を照射している間、光検出器７によって検出された検出値をモニタしている。そこで、排水装置１０の制御回路部８は、光検出器７が検出した検出値が予め設定した紫外線の強度の設定値と比較して小さい場合、光検出器７によって検出された検出値が予め設定した前記設定値となるまで紫外線照射部５における紫外線ＬＥＤ４の駆動電圧、もしくは駆動電流を増加させている。

すなわち、制御回路部８は、光検出器７が検出した検出値に基づいて、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４から照射する前記紫外線の光出力が一定となるように紫外線ＬＥＤ４をフィードバック制御させて一定の消毒効果が長期間得られるように制御してある。

また、制御回路部８は、光検出器７が検出した検出値に基づいて、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４から照射する前記紫外線が消毒に必要な所定の紫外線照射量となるように紫外線ＬＥＤ４の駆動時間をフィードバック制御させて一定の消毒効果が長期間得られるように制御することもできる。

細菌の生存率は、有効な紫外線照度および照射時間に指数関数的に比例する。また、大腸菌を消毒するためには、たとえば、波長が２５３．７ｎｍの紫外線を６．６ｍＷ・ｓ/ｃｍ^２照射すればよいことが知られている。したがって、細菌の消毒に必要な前記紫外線照射量は、細菌の種類や排水部１の状態によって種々異なるが、紫外線ＬＥＤ４から発光波長が２５４ｎｍ付近となる深紫外の前記紫外線が上述の程度で照射されればよい。

そのため、排水装置１０の制御回路部８は、光検出器７が紫外線ＬＥＤ４から排水部１の内部に照射した前記紫外線の強度が低下したことを検出した場合、予め設定した光出力の設定値と比較する。続いて、制御回路部８は、低下した前記紫外線照射量に相当する割合だけ紫外線ＬＥＤ４の駆動時間を調整し、前記紫外線の照射する時間を長くするように紫外線ＬＥＤ４の駆動を制御することで初期の消毒効果を維持することができる。

また、排水装置１０の制御回路部８は、光検出器７によって検出された検出値と、予め設定した所定の値とを比較する。光検出器７の前記検出値が予め設定した前記所定の値以下になった場合、制御回路部８は、紫外線ＬＥＤ４の寿命、電源部９の不良、あるいは紫外線透過保護板１１の汚れなどと判断し、通知部である表示部１２の可視光発光体（たとえば、赤色光が発光可能な可視光ＬＥＤ）の点灯を制御して使用者に通知させることもできる。

表示部１２は、たとえば、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４が適正な点灯駆動時には常時赤色点灯させておき、光検出器７の検出値が予め設定した前記所定の値以下になった場合には、赤色の点滅に変えればよい。あるいは、表示部１２の可視光発光体に緑色光と赤色光とを発光可能な可視光ＬＥＤを用いて、たとえば、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４が適正な点灯駆動時には常時緑色点灯させておき、光検出器７の検出値が予め設定した前記所定の値以下になった場合には、赤色に変えるものでもよい。

制御回路部８は、使用者に紫外線ＬＥＤ４の交換を促す表示を表示部１２が行うよう制御する場合、紫外線ＬＥＤ４をフィードバック制御させている場合に用いてもよいし、紫外線ＬＥＤ４のフィードバック制御を行っていない場合に用いてもよい。

制御回路部８が光検出器７の検出値に基づいて、紫外線ＬＥＤ４をフィードバック制御させている場合、紫外線ＬＥＤ４は、制御回路部８の制御により紫外線ＬＥＤ４からの光出力が一定になるように制御される。しかしながら、紫外線ＬＥＤ４には、紫外線ＬＥＤ４の劣化が進むとフィードバック制御されて流れる電流量が大きくなりすぎる。この場合、排水装置１は、制御回路部８に予め紫外線ＬＥＤ４に流れる電流量に上限を設けておくことで、制御回路部８がフィードバック制御を行っても紫外線ＬＥＤ４から照射される前記紫外線の強度が所定の値以下にしかならない場合が生ずる。そのため、表示部１２は、光検出器７によって検出された検出値に基づいて、紫外線照射部５から照射された前記紫外線の強度が所定の値以下であることを表示することができる。排水装置１は、制御回路部８が紫外線ＬＥＤ４のフィードバック制御を行いつつ、紫外線ＬＥＤ４の交換を使用者に通知することが可能となる。

これにより、排水装置１０は、紫外線照射部５の紫外線ＬＥＤ４をフィードバック制御させ、所定の消毒作用を維持させて排水装置１０の衛生環境をより好ましいものとすることができる。

なお、制御回路部８の前記記憶部が記憶している前記所定の値は、排水部１の構造、紫外線ＬＥＤ４の配置、消毒の対象となる細菌などにより適宜設定すればよい。

（実施形態２）
本実施形態の衛生器具用の排水装置１０における基本構成は、実施形態１と略同一であり、図２に示すように遮蔽体６に紫外線ＬＥＤ４を備えた紫外線照射部５および光検出器７の機能を併せ持たせた点が異なる。なお、実施形態１と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。また、図２では、図１における排水装置１０の排水管３と接続された排水部１に相当する部位を図示していない。

本実施形態においては、衛生器具用の排水装置１０における排水が流入する排水口２に被せる排水口用蓋体２０として、排水部１の内部を消毒する前記紫外線を照射する紫外線ＬＥＤ４を一表面側に備え前記紫外線を遮光可能な遮蔽体６を有している。また、遮蔽体６の他表面側は、使用者に紫外線ＬＥＤ４の交換などを促すために表示する表示部１２（たとえば、白色光が発光可能な可視光ＬＥＤや液晶表示装置など）および電池１３を収納するための電池ボックス１４が内部に配置できるように防水可能なパッケージ形状に形成されている。遮蔽体６における前記他表面側は、前記パッケージ形状の内部に収納された電池１３が交換可能なように防水可能な電池収納蓋１６が設けられている。

ここで、排水口用蓋体２０は、たとえば、キッチンのシンクにおける排水口２に被せることができるように、平面視略円形の遮蔽体６からなっている。遮蔽体６の前記一表面側に設けられた紫外線照射部５は、紫外線ＬＥＤ用実装基板１５上に複数個のキャンタイプパッケージで形成された紫外線ＬＥＤ４を平面視において略同心円状に実装している。同様に、遮蔽体６の紫外線照射部５と同一平面側には、紫外線照射部５から排水部１の内部に照射された前記紫外線を検出するキャンタイプパッケージで形成された光検出器７を光検出器用実装基板１７に実装配置させて設けている。遮蔽体６は、遮蔽体６における前記一表面側に紫外線ＬＥＤ用実装基板１５および光検出器用実装基板１７が収納可能なように遮蔽体カバー１９で覆い防水可能に封止したパッケージ形状に形成している。遮蔽体カバー１９には、複数個の孔１９ａが形成されている。遮蔽体カバー１９の孔１９ａには、複数個の紫外線ＬＥＤ４および光検出器７がそれぞれ防水可能に挿入固定している。したがって、排水口用蓋体２０を排水部１の排水口２に被せると、排水口用蓋体２０は、紫外線ＬＥＤ４から排水部１の前記内底面側に前記紫外線を照射し、前記紫外線が排水口１の前記内底面側で反射した反射光を光検知器７で受光することができる。

遮蔽体６の前記一表面側および前記他表面側に設けられた前記パッケージ形状の内部においては、表示部１２、紫外線ＬＥＤ用実装基板１５および光検出器用実装基板１７が、それぞれ配線１８，１８，１８を介して制御回路部８と電気的に接続されている。また、制御回路部８は、電源９となる電池１３が収納された電池ボックス１４から電力の供給をうけ、表示部１２と紫外線ＬＥＤ４の点灯駆動を制御可能に電気的に接続している。

これにより、使用者は、排水口用蓋体２０の表示部１２の表示により殺菌の消毒が適切に行われているかを判断することができる。また、表示部１２の表示に従って、使用者は適切な時期に、紫外線ＬＥＤ４、電池１３や排水口用蓋体２０自体の交換などを行うこともできる。

なお、本実施形態における排水口用蓋体２０の制御回路部８は、実施形態１と同様に光検出器７によって検出された検出値に基づいて、紫外線照射部５から排水部１の内部に照射する光出力が一定となるように紫外線ＬＥＤ４をフィードバック制御することができる。また、排水口用蓋体２０の制御回路部８は、光検出器７によって検出された検出値に基づいて、紫外線照射部５から排水部１の内部に照射する前記紫外線が消毒に必要な所定の紫外線照射量となるように紫外線ＬＥＤ４の駆動時間をフィードバック制御することもできる。さらに、排水口用蓋体２０の制御回路部８は、光検出器７によって検出された検出値に基づいて、紫外線照射部５から照射される前記紫外線の強度が所定の値以下の場合に、前記紫外線ＬＥＤ４の交換を促すように通知部である表示部１２に表示する。

また、本実施形態における排水口用蓋体２０を用いた衛生器具用の排水装置１０は、排水口用蓋体２０だけで使用するものだけでなく、実施形態１の排水装置１０と組み合わせることもできる。すなわち、実施形態１における排水装置１０の遮蔽体６の代わりに、本実施形態の排水口用蓋体２０を設けてもよい。

１排水部
２排水口
３排水管
４紫外線ＬＥＤ
５紫外線照射部
６遮蔽体
７光検出器
１０排水装置

Claims

排水が流入する排水口を備え前記排水を排出する排水管と接続される排水部と、該排水部の内部を消毒する紫外線を照射する紫外線ＬＥＤを備えた紫外線照射部と、を有する衛生器具用の排水装置であって、
前記紫外線照射部から前記排水部の内部に照射された前記紫外線の強度を検出する光検出器を有することを特徴とする衛生器具用の排水装置。
前記光検出器によって検出された検出値に基づいて、前記紫外線照射部から前記排水部の内部に照射する光出力が一定となるように前記紫外線ＬＥＤをフィードバック制御する制御回路部を有することを特徴とする請求項１に記載の衛生器具用の排水装置。
前記光検出器によって検出された検出値に基づいて、前記紫外線照射部から前記排水部の内部に照射する前記紫外線が消毒に必要な所定の紫外線照射量となるように前記紫外線ＬＥＤの駆動時間をフィードバック制御する制御回路部を有することを特徴とする請求項１に記載の衛生器具用の排水装置。
前記光検出器によって検出された前記紫外線の強度が所定の値以下の場合に、前記紫外線ＬＥＤ４の交換を促すように使用者に通知する通知部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の衛生器具用の排水装置。
前記通知部は、表示部であることを特徴とする請求項４に記載の衛生器具用の排水装置。
前記紫外線を遮蔽する遮蔽体を前記排水口に被せてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の衛生器具用の排水装置。