JP2012207860A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水中に有害な物質を放出することなく、給湯装置の配管、および浴槽内の菌等の微生物の繁殖を抑制し、ユーザーに使用時の不快感を与えることなく浴室内の衛生性を保つことのできる給湯装置を提供すること。
【解決手段】本発明の給湯装置は、浴槽４を追い焚きするための熱交換器５と、送水ポンプ６とが接続された追い焚き循環回路に浴槽４内の浴槽水を循環させることのできる追い焚き装置と、追い焚き循環回路の一部に設けられ、通過する浴槽水の中に存在する微生物を電界により殺菌する殺菌部１と、を備え、送水ポンプ６が稼動したときに殺菌部１を稼動するものである。
【選択図】図８

Description

本発明は、給湯装置に関する。

従来より、給湯装置の配管、および浴槽内の菌等の微生物の繁殖を抑制するために、配管内で温水を循環させながら温水中に含まれる菌等の微生物が繁殖しない温度まで再加熱する方法が取られていた。菌等の微生物が繁殖しない温度は浴槽へ供給される温水の温度よりも高いため、温水を常に高い温度に維持しておく必要がある。また、温水を循環する箇所に専用の温水加熱器（ヒータや熱交換器など）を設けて温水を高温に維持する必要がある。このような方法では、温水を加熱するために大きなエネルギーが必要になるため、装置のランニングコストが高くなる問題があった。そのため、温水を加熱せずに殺菌成分を生成して温水に作用させる方法として、放電装置において放電を起こすことにより、低温プラズマを生成し、この低温プラズマにより、オゾンなどの活性種を発生させて、これらの活性種を殺菌成分として使用する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２８７８２３号公報

しかしながら、放電装置を用いた殺菌方法では、放電により生成するオゾンなどの活性種が放出することで臭気が発生し、ユーザーに不快感を与えるという課題がある。また、温水での放電により、水が電気分解して水素が発生し、給湯装置の配管、および浴槽内に水素が漏洩、滞留する可能性がある。また、浴槽内に温水が蓄積した状態では、浴槽内の温水には活性種が作用せず、浴槽内の菌等の微生物の繁殖を抑制することができない。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、水中に有害な物質を放出することなく、給湯装置の配管、および浴槽内の菌等の微生物の繁殖を抑制し、ユーザーに使用時の不快感を与えることなく浴室内の衛生性を保つことのできる給湯装置を提供することを目的とする。

本発明に係る給湯装置は、浴槽を追い焚きするための熱交換器と、送水ポンプとが接続された追い焚き循環回路に浴槽内の浴槽水を循環させることのできる追い焚き装置と、追い焚き循環回路の一部に設けられ、通過する浴槽水の中に存在する微生物を電界により殺菌する殺菌部と、を備え、送水ポンプが稼動したときに殺菌部を稼動するものである。

本発明によれば、通過する浴槽水の中に存在する微生物を電界により殺菌する殺菌部を追い焚き循環回路の一部に配したことにより、配管内での菌の繁殖を抑制するという効果がある。また、電界により殺菌するため、活性種や水素等の発生がなく、ユーザーに使用時の不快感を与えることがないという効果がある。更に、追い焚き循環回路の送水ポンプが稼動したときに殺菌部が稼動するため、省電力で効果的に菌の繁殖を抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態１の給湯装置を示す構成図である。 図１に示す給湯装置が備える殺菌部の構成を示す断面図である。 接地電極および高圧電極の他の構成例を示す斜視図である。 接地電極および高圧電極の他の構成例を示す側面図である。 接地電極および高圧電極の更に他の構成例を示す平面図である。 殺菌部に印加される電圧を示す概略図である。 図１に示す給湯装置における湯張り動作を示す図である。 図１に示す給湯装置における追い焚き動作を示す図である。 本発明の実施の形態２の給湯装置を示す構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の給湯装置を示す構成図である。図１に示すように、殺菌部１は、給湯配管２の一部に組み込まれている。貯湯タンク３は、図示しない熱源機で沸き上げられた高温の湯を貯留する。給湯配管２は、貯湯タンク３と浴槽４とを接続する配管である。給湯配管２の途中には、追い焚き時に浴槽４内の湯水（以下、「浴槽水」と称する）を循環させる送水ポンプ６が設けられている。追い焚き配管７は、浴槽４と、給湯配管２とを接続している。浴槽４を追い焚きするための熱交換器５は、追い焚き配管７の途中に設けられている。給湯配管２には、市水が流下する給水配管１２が接続されている。給水配管１２の上流側には弁８が設けられている。弁８の開閉により、貯湯タンク３からの湯と、市水とを混合し、適温となった湯を給湯配管２を通して浴槽４に供給する。なお、殺菌部１の設置箇所は、図示の構成に限らず、浴槽４の追い焚き時に浴槽水が循環する経路上であればよい。

図２は、図１に示す給湯装置が備える殺菌部１の構成を示す断面図である。図１に示すように、殺菌部１は、対となる電極である接地電極９および高圧電極１０を有している。これらの電極の一面は、給湯配管２の流路内に面して浸漬している。電圧印加手段１１は、接地電極９と高圧電極１０との間に電圧を印加する機能を有する。

図２では、接地電極９、高圧電極１０をそれぞれ一つずつ設置したものを示しているが、このような構成に限らず、電極対は複数対設置してもよく、また、高圧電極１０一つに対して接地電極９を二つという構成を一対の電極とし、これを複数対設置してもよい。

図示の構成において、接地電極９および高圧電極１０は、互いに対向して配置されている。接地電極９、高圧電極１０のそれぞれの形状は、例えば平板状、網状、線状、板状、帯状等とされる。接地電極９、高圧電極１０のそれぞれの形状は同一でも良いが、別の形状でも良い。

図３および図４は、接地電極９および高圧電極１０の他の構成例を示す斜視図および側面図である。図３および図４は、接地電極９を平板状とし、高圧電極１０を板状（帯状）とした例を示す。図示の例において、高圧電極１０は、接地電極９の平面に対して短辺を垂直とし長辺を平行として配置しているが、接地電極９の平面に対して短辺を平行とし長辺を垂直として配置しても良い。

図５は、接地電極９および高圧電極１０の更に他の構成例を示す平面図である。図５は、接地電極９、高圧電極１０を網状とした例を示している。このような接地電極９、高圧電極１０は、平板に多数の開口を設けた形状となっている。このような接地電極９、高圧電極１０によれば、端面が多くある形状とすることができるので、電界強度が高くなり、電界による効果が高くなることが期待できる。

図６は、殺菌部１に印加される電圧を示す概略図である。殺菌部１の接地電極９、高圧電極１０には、電圧印加手段１１が電気的に接続されている。電圧印加手段１１により、接地電極９、高圧電極１０間に、図６に示すようなパルス形状の電圧が印加される。殺菌効率を向上する観点からは、印加される電圧は、接地電極９、高圧電極１０の極間距離１０ｍｍ当たりの波高値が１０ｋＶ以上となることが望ましい。例えば、接地電極９、高圧電極１０の極間距離が５ｍｍの場合は、波高値が５ｋＶ以上となることが望ましい。接地電極９、高圧電極１０は、金属もしくは導電性の樹脂等の電気が通電する素材で形成されるが、これらの部材が水に長時間浸漬した場合、腐食の懸念がある。そのため、腐食に強いチタン等の部材を使用することが望ましい。また、金属の水に触れる部分を誘電体や絶縁体等で被膜として形成することで、腐食を抑制することも可能である。この場合、被膜の箇所で印加された電圧が減衰するため、上述した印加電圧よりも更に高い電圧を印加することが望ましい。

次に、湯張り動作について図７を用いて説明する。本実施形態の給湯装置では、図７に示すように、ユーザーが湯張りのスイッチ（図示せず）を押下し、浴槽４への湯張り動作を開始すると、弁８の開放により給水配管１２から市水が流入（矢印Ａ）し、貯湯タンク３からの湯（矢印Ｂ）と混合することで、適温となった温水が浴槽４に給湯配管２を通過し、流入する（矢印Ｃ）。このとき、温水は殺菌部１を通過することとなる。殺菌部１の接地電極９、高圧電極１０には、パルス形状の電圧が印加されており、電極間に電界が発生する。このとき、電極間では、放電は発生しないため、電流は流れない。パルス形状の電圧を印加することで、放電電流が流れる前に、電圧を低下させることが可能となり、放電電流を抑制することが可能となっている。放電電流を抑制することで、水の電気分解による水素発生や、活性種の生成を抑制することが可能である。温水中に含まれる菌等の微生物は、電極間を通過するときに電界の中を通過する。電界中を通過する菌等の微生物の表面には、電界による分極が生じ、その分極により、菌等の微生物の細胞壁は破壊され殺菌される。このとき、菌等の微生物の細胞壁を効率良く破壊するために必要な電界強度は１０ｋＶ／ｃｍである。上述したように、本実施形態では、極間距離が１０ｍｍ当たりの波高値が１０ｋＶ以上の電圧を印加することで、効率良く殺菌が可能となる。

次に、追い焚き動作について図８を用いて説明する。本実施形態の給湯装置では、図８に示すように、ユーザーが追い焚きのスイッチ（図示せず）を押下し、浴槽４の追い焚き動作を開始すると、送水ポンプ６が稼動し、浴槽水を汲み上げる（矢印Ｄ）。汲み上げられた浴槽水は、追い焚き配管７に導かれ（矢印Ｅ）、熱交換器５を通過し、浴槽４に戻される（矢印Ｆ）。汲み上げられた浴槽水は、湯張り時よりも温度が低下しており、熱交換器５を通過することで、再加熱されて浴槽４に戻ることとなる。このとき、浴槽水は殺菌部１を通過することとなる。このときも、湯張り時と同様にして、浴槽水中の菌等の微生物は、殺菌部１で生成する電界により、破壊され殺菌される。浴槽４で長時間滞留していた浴槽水の中には、湯張り時よりも菌等の微生物が多量に含まれているが、殺菌部１での殺菌により、浴槽４での菌等の微生物の繁殖によるヌメリや臭気の発生を抑制することが可能となる。菌等の微生物の繁殖が顕著なのは、浴槽４内に浴槽水を長時間滞留させたときであるため、殺菌部１に電圧を印加するのは、追い焚き運転時のみでも効果が高い。また、通水時に動作させることが望ましいことから、送水ポンプ６の稼動と同時に電圧印加させても良い。こうすることで、電圧印加による電力消費を抑制することが可能となる。更に、追い焚き運転時のみでは、ユーザーが追い焚き動作を実施する時間が限られることから、湯張り後、間欠的に（例えば一定時間おきに）、送水ポンプ６および殺菌部１を稼動し、浴槽４内の浴槽水の殺菌を行うとより効果的である。このときは、殺菌のみを実施し、熱交換器５による加熱は実施しなくても良い。

実施の形態２．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。図９は、本発明の実施の形態２の給湯装置を示す構成図である。

図９に示すように、本実施の形態２では、追い焚き配管７の熱交換器５と浴槽４との間に殺菌部１を配置している。その他の構造は実施の形態１と同様である。

本実施の形態２の給湯装置においても、実施の形態１と同様に湯張りがされる。このときは、温水は殺菌部１を通過しないため、温水は殺菌されることなく浴槽４に供給される。貯湯タンク３内は、深夜に沸き上げられた高温の湯が滞留しており、すでに加熱による殺菌がされた状態となっているため、含まれる菌等の微生物は少ない。また、市水に含まれる菌等の微生物も、水道法に定められた数以下になっており、含まれる菌等の微生物は少ないため、殺菌の必要性は少ない。

これに対し、浴槽４内で長時間滞留した浴槽水は、菌等の微生物が繁殖しやすく、ヌメリや臭気が発生しやすい状態となっている。そのため、本実施の形態２の給湯装置では、追い焚き動作時のみ、浴槽水を殺菌部１で殺菌する。追い焚き動作時に殺菌を行う場合、熱交換器５で加熱された後の浴槽水を電界により殺菌したほうが、温度による効果と電界による効果との相乗効果で、殺菌効率が向上する。このため、熱交換器５と浴槽４との間に殺菌部１を設置し、熱交換器５で加熱された浴槽水が殺菌部１に流入するようにするのが良い。また、追い焚き動作と同様の循環を一定時間おきに実施し、浴槽４内の浴槽水の殺菌を行うとより効果的である。この場合、浴槽４内の浴槽水の保温と同時に殺菌も行うことが可能である。

以上のように、本実施の形態２によれば、熱交換器５で加熱された浴槽水が殺菌部１に流入するように殺菌部１を配置することで、温度による効果と電界による効果との相乗効果で、殺菌効率の向上が図れる。

１ 殺菌部
２ 給湯配管
３ 貯湯タンク
４ 浴槽
５ 熱交換器
６ 送水ポンプ
７ 追い焚き配管
８ 弁
９ 接地電極
１０ 高圧電極
１１ 電圧印加手段
１２ 給水配管

Claims (5)

1. 浴槽を追い焚きするための熱交換器と、送水ポンプとが接続された追い焚き循環回路に前記浴槽内の浴槽水を循環させることのできる追い焚き装置と、
   前記追い焚き循環回路の一部に設けられ、通過する浴槽水の中に存在する微生物を電界により殺菌する殺菌部と、
   を備え、
   前記送水ポンプが稼動したときに前記殺菌部を稼動する給湯装置。
2. 前記殺菌部は、高圧電極と接地電極とを一対以上配置してなり、
   前記高圧電極と前記接地電極との間に、極間距離１０ｍｍ当たりの波高値が１０ｋＶ以上のパルス形状の電圧を印加する電圧印加手段を備える請求項１記載の給湯装置。
3. 前記高圧電極の水に接する面に、絶縁体または誘電体の被膜が形成されている請求項２記載の給湯装置。
4. 前記浴槽への湯張り後、前記送水ポンプおよび前記殺菌部を間欠的に稼動し、前記浴槽内の浴槽水の殺菌を行う請求項１乃至３の何れか１項記載の給湯装置。
5. 前記熱交換器で加熱された浴槽水が前記殺菌部に流入するように前記殺菌部が配置されている請求項１乃至４の何れか１項記載の給湯装置。

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