JP2020157199A - 除菌装置及び給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水流中に含まれる異物等の衝突による紫外線照射部の損傷を抑制しつつ除菌効率の向上を図ることができる除菌装置を提供する。【解決手段】第１の方向に沿って内部を水が通過する第１の管１１１と、第２の方向に沿って内部を水が通過し接続部１３０で第１の方向に対して第２の方向が傾くようにして第１の管１１１の下流側に接続された第２の管１１２と、接続部１３０に設けられ通過する水に紫外線を照射する紫外線照射部１４０と、第１の管１１１及び第２の管１１２の内壁にそれぞれ設けられ紫外線を反射可能な第１の反射部１５１及び第２の反射部１５２とを備える。紫外線照射部１４０の光軸は第２の方向と平行に配置される。第１の反射部１５１及び第２の反射部１５２は接続部１３０からそれぞれ少なくとも第１の距離及び第２の距離までの範囲に設けられる。そして、第２の距離は第１の距離より長い。【選択図】図２

Description

この発明は、除菌装置及び給湯装置に関するものである。

浴水を殺菌する紫外線殺菌装置において、上部側に浴水の流入口と下部側に流出口とを有する殺菌ユニットと、この殺菌ユニットの内面に設けられたステンレス等による反射板と、殺菌ユニット内部に収納される殺菌ランプと、この殺菌ランプを保護するための保護管とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１２８３１６号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような装置においては、流入口から殺菌ユニット内に流入した浴水が殺菌ランプの保護管にまず当たる。このため、殺菌ユニット内に流入した浴水中に含まれる異物等が殺菌ランプの保護管に衝突し損傷を引き起こす可能性がある。また、殺菌ユニットは殺菌ランプを囲うように設けられており、殺菌ユニットの大きさは殺菌ランプの大きさに依存する。このため、除菌能力を上げるためには殺菌ランプ及び殺菌ユニットを大きくする必要があり、殺菌ランプの除菌効率という観点からは改善の余地がある。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、水流中に含まれる異物等の衝突による紫外線照射部の損傷を抑制しつつ、通過する水流に対する紫外線の照射範囲を広くして、照射範囲中を水が通過する時間を長くするとともに、照射される紫外線の強度を高くすることができ、除菌効率の向上を図ることが可能である除菌装置及び給湯装置を提供することにある。

この発明に係る除菌装置は、予め設定された第１の方向に沿って内部を水が通過する第１の管と、予め設定された第２の方向に沿って内部を水が通過し、接続部で前記第１の方向に対して前記第２の方向が傾くようにして前記第１の管の下流側に前記第１の管と接続された第２の管と、前記接続部に設けられ、前記第１の管及び前記第２の管を通過する水に紫外線を照射する紫外線照射部と、前記第１の管の内壁に設けられ、前記紫外線照射部から照射された紫外線を反射可能な第１の反射部と、前記第２の管の内壁に設けられ、前記紫外線照射部から照射された紫外線を反射可能な第２の反射部と、を備え、前記紫外線照射部から照射される紫外線の光軸は、前記第２の方向と平行に配置され、前記第１の反射部は、前記接続部から少なくとも予め設定された第１の距離までの範囲に設けられ、前記第２の反射部は、前記接続部から少なくとも予め設定された第２の距離までの範囲に設けられ、前記第２の距離は、前記第１の距離より長い。

また、この発明に係る給湯装置は、上記のように構成された除菌装置を備える。

この発明に係る除菌装置及び給湯装置によれば、水流中に含まれる異物等の衝突による紫外線照射部の損傷を抑制しつつ、通過する水流に対する紫外線の照射範囲を広くして、照射範囲中を水が通過する時間を長くするとともに、照射される紫外線の強度を高くすることができ、除菌効率の向上を図ることが可能であるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る除菌装置を備えた給湯装置の全体構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る除菌装置の構成を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係る除菌装置の構成を模式的に示す断面図である。 この発明の実施の形態３に係る除菌装置の構成を模式的に示す断面図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

実施の形態１．
図１及び図２を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。図１は除菌装置を備えた給湯装置の全体構成を示す図である。そして、図２は除菌装置の構成を模式的に示す断面図である。

図１に示すように、この発明の実施の形態１に係る除菌装置１００を備えた給湯装置１は、ヒートポンプユニット２と、タンクユニット３とを備える。ヒートポンプユニット２は、屋外に設置される。タンクユニット３は、屋外に設置されてもよいし、屋内に設置されてもよい。図示の構成ではヒートポンプユニット２とタンクユニット３とが別体であるが、ヒートポンプユニット２とタンクユニット３とが一体でもよい。

ヒートポンプユニット２は、冷媒回路４を備える。冷媒回路４は、圧縮機５、熱交換器６、減圧装置７、蒸発器８、及び冷媒配管９を備える。冷媒配管９は、圧縮機５、熱交換器６、減圧装置７、及び蒸発器８を環状に接続する。圧縮機５は、低圧冷媒ガスを圧縮する。冷媒は、例えば、二酸化炭素、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２、炭化水素、のうちの一つでもよい。熱交換器６は、圧縮機５により圧縮された高温高圧の冷媒と、水との間で熱を交換する。水は、熱交換器６内で加熱されることで湯になる。減圧装置７は、熱交換器６を通過した高圧冷媒を減圧させて膨張させる。膨張弁を減圧装置７として用いてもよい。蒸発器８は、減圧装置７を通過した低圧冷媒を蒸発させる。蒸発器８は、外気の熱を冷媒に吸収させることで冷媒を蒸発させるものでもよい。蒸発器８で蒸発した低圧冷媒ガスは、圧縮機５に吸入される。

タンクユニット３内には、貯湯タンク１０、第１のポンプ１１、切替弁１２、風呂熱交換器１３、第２のポンプ１４、第３のポンプ１５、減圧弁１６、給湯混合弁１７、風呂混合弁１８、紫外線照射装置２０、及び制御装置５０が備えられている。

貯湯タンク１０は、ヒートポンプユニット２で加熱された湯を貯留できる。貯湯タンク１０内には、温度による水の密度の違いによって、温度成層を形成できる。すなわち、貯湯タンク１０内は、上側が高温で下側が低温になる。

第１の給水路２１は、外部からタンクユニット３の内部に引き込まれている。第１の給水路２１には、例えば上水道のような水源からの水が流れる。第１の給水路２１は、タンクユニット３の内部で減圧弁１６に接続されている。減圧弁１６は、第１の給水路２１から供給される水の圧力を所定圧力に減圧する。

減圧弁１６の下流は、第２の給水路２２と第３の給水路２３とに分岐している。第２の給水路２２は、貯湯タンク１０の下部にある水入口１０ａに接続されている。第１の給水路２１及び第２の給水路２２を通って水が貯湯タンク１０の下部に流入することで、貯湯タンク１０は満水状態に維持される。第２の給水路２２の途中の位置に紫外線照射装置２０が設置されている。紫外線照射装置２０については後述する。第３の給水路２３は、給湯混合弁１７及び風呂混合弁１８のそれぞれに水を供給可能に接続されている。

貯湯タンク１０の下部にある水出口１０ｂは、第１の水路２４を介して、ヒートポンプユニット２内の熱交換器６の水入口に接続されている。第１の水路２４の途中の位置に第１のポンプ１１が接続されている。第１のポンプ１１は、貯湯タンク１０とヒートポンプユニット２との間で水を循環させる。図示の構成では第１のポンプ１１がタンクユニット３に内蔵されているが、第１のポンプ１１がヒートポンプユニット２内に配置されてもよい。

熱交換器６の水出口は、第２の水路２５を介して、タンクユニット３内の切替弁１２の入口に接続されている。第１の水路２４及び第２の水路２５の一部は、ヒートポンプユニット２及びタンクユニット３の外部を通る。貯湯タンク１０の上部にある湯入口１０ｃは、上部通路２６を介して、切替弁１２の第１の出口に接続されている。切替弁１２の第２の出口は、バイパス通路２７を介して、貯湯タンク１０の戻り口１０ｄに接続されている。戻り口１０ｄは、貯湯タンク１０の下部において、水入口１０ａ及び水出口１０ｂより高い位置にある。切替弁１２は、第２の水路２５を上部通路２６に連通させる状態と、第２の水路２５をバイパス通路２７に連通させる状態とに、流路を切替可能である。

本実施の形態の給湯装置１は、浴室にある浴槽２００に湯を供給できる。以下の説明では、浴槽２００に供給された湯を「浴槽水」と呼ぶことがある。風呂熱交換器１３は、浴槽水を再加熱するための熱交換器である。風呂熱交換器１３は、一次側流路及び二次側流路を備える。

貯湯タンク１０の上部にある湯出口１０ｅは、第３の水路２８を介して、風呂熱交換器１３の一次側流路の入口である第１の入口１３ａに接続されている。風呂熱交換器１３の一次側流路の出口である第１の出口１３ｂは、第４の水路２９を介して、貯湯タンク１０の戻り口１０ｆに接続されている。戻り口１０ｆは、貯湯タンク１０の下部において、水入口１０ａ及び水出口１０ｂより高い位置にある。第４の水路２９の途中の位置に第２のポンプ１４が接続されている。第２のポンプ１４は、貯湯タンク１０と風呂熱交換器１３との間で水を循環させる。

風呂熱交換器１３の二次側流路の入口である第２の入口１３ｃは、第５の水路３０を介して、浴槽２００に接続されている。第５の水路３０の途中の位置に第３のポンプ１５が接続されている。風呂熱交換器１３の二次側流路の出口である第２の出口１３ｄは、第６の水路３１を介して、浴槽２００に接続されている。第５の水路３０及び第６の水路３１は、浴槽アダプタ２１０を介して、浴槽２００内に連通している。第３のポンプ１５は、浴槽２００と風呂熱交換器１３との間で浴槽水を循環させる。

湯路３２は、第３の水路２８の途中の位置から分岐して、給湯混合弁１７及び風呂混合弁１８のそれぞれに湯を供給可能に接続されている。本実施の形態の給湯装置１は、給湯栓３００に湯を供給できる。給湯栓３００は、例えば、浴室のシャワー、キッチンシンクの蛇口、洗面所の蛇口のうちの少なくとも一つでもよい。給湯栓３００は、使用者が手で操作して開栓するものである。給湯栓３００は、使用者がセンサを感応させて自動的に開栓させるものでもよい。給湯混合弁１７の出口は、第１の給湯管３３を介して、給湯栓３００に接続されている。第４の給水路３４は、タンクユニット３の外部において、第１の給水路２１から分岐して延びて、給湯栓３００に接続されている。

風呂混合弁１８の出口は、第２の給湯管３５を介して、第５の水路３０の途中の位置に接続されている。第２の給湯管３５の途中の位置には、風呂電磁弁３８が設置されている。風呂電磁弁３８は、第２の給湯管３５の通路を開閉する。

貯湯タンク１０には、複数のタンク温度センサ３６が、高さの異なる位置に取り付けられている。例えば、貯湯タンク１０の上部からの容積が、５０Ｌ、１００Ｌ、１５０Ｌ、２００Ｌ、２５０Ｌとなる位置に、タンク温度センサ３６を配置してもよい。これらのタンク温度センサ３６により鉛直方向の水温分布を検出することで、貯湯タンク１０内の貯湯温度及び貯湯量を検出できる。

第２の水路２５には、水路温度センサ３７が取り付けられている。水路温度センサ３７により、ヒートポンプユニット２で加熱された水の温度を検出できる。以下の説明では、ヒートポンプユニット２で加熱された水の温度、すなわちヒートポンプユニット２から流出する湯の温度を、「被加熱水温度」とも呼ぶ。

制御装置５０は、給湯装置１の後述する各種の運転を制御する。給湯装置１が備えるアクチュエータ、センサ等の電子機器は、制御装置５０に接続される。上述した圧縮機５、減圧装置７、第１のポンプ１１、切替弁１２、第２のポンプ１４、第３のポンプ１５、給湯混合弁１７、風呂混合弁１８、紫外線照射装置２０、風呂電磁弁３８等の動作は、制御装置５０により制御される。タンク温度センサ３６及び水路温度センサ３７で検出された温度情報は、制御装置５０に入力される。

端末装置６０は、制御装置５０に対して、無線又は有線により、双方向にデータ通信可能に接続されている。端末装置６０は、給湯装置１に対するユーザーインターフェースとして機能する。端末装置６０は、例えば、キッチンに設置されてもよい。端末装置６０は、例えば、浴室に設置されてもよい。給湯装置１は、異なる場所に設置された複数の端末装置６０を備えてもよい。あるいは、端末装置６０は、持ち運び可能なものでもよい。端末装置６０が制御装置５０と直接通信する構成に限らず、端末装置６０が他の機器を介して制御装置５０と通信する構成にしてもよい。

端末装置６０は、操作部６１及び表示装置６２を備える。操作部６１は、使用者が操作する複数の入力スイッチを有する。使用者は、操作部６１を操作することで、例えば、給湯温度の設定、浴槽２００に湯を供給する運転、浴槽水を再加熱する運転等の指令又は予約、蓄熱運転の制御モードの選択等に関する入力操作を行うことができる。すなわち、使用者は、給湯装置１の運転に関する指令及び設定値の変更等を、端末装置６０に対して入力できる。

端末装置６０は、その入力された情報を制御装置５０へ送信する。制御装置５０は、端末装置６０から受信した情報に応じて、給湯装置１の運転を制御する。表示装置６２は、例えば、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル等のフラットディスプレイパネルを用いて構成される。表示装置６２は、文字、図形、キャラクタ等を視覚表示することで情報を表示できる。表示装置６２は、報知装置の例である。端末装置６０は、例えば、音声出力装置等の他の報知装置をさらに備えてもよい。

次に、給湯装置１の蓄熱運転について説明する。蓄熱運転は、ヒートポンプユニット２により加熱された湯を貯湯タンク１０内に蓄積する運転である。蓄熱運転のときには、以下のようになる。ヒートポンプユニット２及び第１のポンプ１１が運転される。切替弁１２は、第２の水路２５を上部通路２６に連通させる状態にされる。貯湯タンク１０の下部の水出口１０ｂから流出した低温水が、第１の水路２４及び第１のポンプ１１を通って、ヒートポンプユニット２の熱交換器６に導かれる。水が熱交換器６内で加熱されることで、湯、すなわち高温水が生成する。この湯が、第２の水路２５、切替弁１２、及び上部通路２６を通って、湯入口１０ｃから貯湯タンク１０の上部へ流入する。貯湯タンク１０内で、上から下へ向かって湯が蓄積していく。

蓄熱運転のとき、制御装置５０は、水路温度センサ３７により検出される被加熱水温度が目標温度に等しくなるように、ヒートポンプユニット２及び第１のポンプ１１を制御する。ヒートポンプユニット２及び第１のポンプ１１の少なくとも一方の運転状態を、例えば以下のように制御することで、被加熱水温度を調整できる。水の循環流量が増すように第１のポンプ１１を制御すると、被加熱水温度が低下する。水の循環流量が減るように第１のポンプ１１を制御すると、被加熱水温度が上昇する。圧縮機５の動作速度を増すと、被加熱水温度が上昇する。圧縮機５の動作速度を減速すると、被加熱水温度が低下する。

ヒートポンプユニット２の圧縮機５を起動した直後は、熱交換器６に流入する冷媒の温度が十分に高くならない。このため、ヒートポンプユニット２を起動した直後は、被加熱水温度が目標温度より低くなりやすい。蓄熱運転を開始するときに、ヒートポンプユニット２の起動直後は、切替弁１２により、第２の水路２５をバイパス通路２７に連通させる状態にしてもよい。そして、水路温度センサ３７により検出される被加熱水温度が目標温度に達した後に、切替弁１２を切り替えて、第２の水路２５を上部通路２６に連通させる状態すればよい。そのようにすることで、目標温度より低い温度の水が貯湯タンク１０の上部に流入することを防止できる。

次に、給湯栓３００への給湯運転について説明する。使用者によって給湯栓３００が開かれると、給湯栓３００への給湯運転が開始する。この給湯運転のときには、以下のようになる。水源から供給される低温水が、第１の給水路２１及び第３の給水路２３を通って、給湯混合弁１７の第１の入口に流入する。貯湯タンク１０の上部の湯出口１０ｅから流出した高温水が、第３の水路２８及び湯路３２を通って、給湯混合弁１７の第２の入口に流入する。このとき、湯出口１０ｅから流出した高温水と同量の低温水が、第２の給水路２２及び水入口１０ａを通って貯湯タンク１０の下部に流入する。給湯混合弁１７は、低温水と高温水とを混合する。給湯混合弁１７は、低温水と高温水との混合比を変えることができる。

給湯混合弁１７での混合により生成された湯は、第１の給湯管３３を通って給湯栓３００へ供給される。制御装置５０は、第１の給湯管３３に設置された温度センサ（図示省略）により検出される給湯温度が、目標値に等しくなるように、給湯混合弁１７の動作を制御する。給湯温度の目標値は、使用者が端末装置６０にて設定した温度でもよい。使用者は、さらに温度調節したい場合には、給湯栓３００を操作することで、第１の給湯管３３から供給される湯に、第４の給水路３４から供給される低温水を混合できる。第１の給湯管３３内の流れを検出するセンサ（図示省略）の出力に応じて、制御装置５０が給湯運転を制御してもよい。

次に、浴槽２００への給湯運転について説明する。制御装置５０が風呂電磁弁３８を開くと、浴槽２００への給湯運転が開始する。この給湯運転のときには、以下のようになる。水源から供給される低温水が、第１の給水路２１及び第３の給水路２３を通って、風呂混合弁１８の第１の入口に流入する。貯湯タンク１０の上部の湯出口１０ｅから流出した高温水が、第３の水路２８及び湯路３２を通って、風呂混合弁１８の第２の入口に流入する。このとき、湯出口１０ｅから流出した高温水と同量の低温水が、第２の給水路２２及び水入口１０ａを通って貯湯タンク１０の下部に流入する。風呂混合弁１８は、低温水と高温水とを混合する。風呂混合弁１８は、低温水と高温水との混合比を変えることができる。

風呂混合弁１８での混合により生成された湯は、第２の給湯管３５、第５の水路３０及び第６の水路３１を通って、浴槽２００へ注入される。制御装置５０は、第２の給湯管３５に設置された温度センサ（図示省略）により検出される給湯温度が、目標値に等しくなるように、風呂混合弁１８の動作を制御する。給湯温度の目標値は、使用者が端末装置６０にて設定した温度でもよい。

次に、浴槽２００に対する追い焚き運転について説明する。追い焚き運転は、浴槽水を再加熱する運転である。追い焚き運転のときには、以下のようになる。第２のポンプ１４及び第３のポンプ１５が運転される。浴槽２００の浴槽水が、第５の水路３０、第３のポンプ１５、風呂熱交換器１３、第６の水路３１を通過して、浴槽２００に戻るように循環する。貯湯タンク１０の上部の湯出口１０ｅから流出した高温水が、第３の水路２８を通って、風呂熱交換器１３に流入する。風呂熱交換器１３内で、浴槽水が高温水によって加熱される。風呂熱交換器１３内で、高温水は、浴槽水に熱を奪われることで、中温水になる。風呂熱交換器１３から流出した中温水は、第４の水路２９及び第２のポンプ１４を通って、戻り口１０ｆから貯湯タンク１０内に流入する。風呂熱交換器１３内の浴槽水は、貯湯タンク１０の湯出口１０ｅから供給される湯の熱で加熱される対象物に相当する。

ここで説明する構成例では、図１に示すように、第６の水路３１に除菌装置１００が設けられている。したがって、除菌装置１００は、風呂熱交換器１３から浴槽２００へと再加熱後の水を供給する流路中に設けられている。次に、図２を参照しながら、除菌装置１００の構成について説明する。図２に示すように、除菌装置１００は、第１の管１１１、第２の管１１２及び紫外線照射部１４０を備えている。

第１の管１１１の内部には、予め設定された第１の方向１２１に沿って水が通過する。第２の管１１２の内部には、予め設定された第２の方向１２２に沿って水が通過する。第１の管１１１と第２の管１１２とは、接続部１３０で接続されている。第２の管１１２は、接続部１３０において、第１の管１１１の下流側に接続される。

図１の構成例の場合、第１の管１１１及び第２の管１１２は、第６の水路３１の一部を形成するための管である。すなわち、第１の管１１１の上流側は、風呂熱交換器１３の第２の出口１３ｄに通じる管に接続されている。第２の管１１２の下流側は、浴槽２００へと通じる管に接続されている。

接続部１３０において第１の管１１１と第２の管１１２とが接続される向きは、第１の方向１２１に対して第２の方向１２２が傾くように配置される。ここで説明する構成例では、第１の方向１２１に対して第２の方向１２２が直交している。すなわち、第１の管１１１と第２の管１１２とで、Ｌ字状に屈曲した水路が形成されている。なお、第１の方向１２１に対して第２の方向１２２が傾いていれば、第１の方向１２１と第２の方向１２２とがなす角度は９０°に限られない。

接続部１３０には、紫外線照射部１４０が設けられている。紫外線照射部１４０は、第１の管１１１及び第２の管１１２を通過する水に紫外線を照射する。紫外線照射部１４０は、光源部１４１、ベース部１４２及び窓部１４３を備えている。光源部１４１は、紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）又は紫外線ランプである。光源部１４１は、予め設定された波長の光を発生させる。光源部１４１が発する光の波長は、紫外光領域であり具体的に例えば２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。

光源部１４１は、ベース部１４２に取り付けられている。ベース部１４２は、接続部１３０に固定されている。ベース部１４２には、光源部１４１で生じた熱を放熱するためのフィン及びファン一方又は両方が設けられていてもよい。

光源部１４１の発光面側は、窓部１４３により覆われている。窓部１４３は、少なくとも光源部１４１が発する光を透過可能な材質からなる。窓部１４３の材質は、具体的に例えば石英ガラス等である。窓部１４３は、接続部１３０において、第１の管１１１及び第２の管１１２の内側に露出している。光源部１４１が発した紫外線は、窓部１４３を透過して第１の管１１１及び第２の管１１２を通過する水に照射される。

紫外線照射部１４０の光源部１４１から照射される紫外線の光軸Ａは、図２に示す向きになるように、紫外線照射部１４０は取り付けられる。すなわち、光軸Ａは第２の方向１２２と平行に配置されている。

第１の管１１１の内壁には、第１の反射部１５１が設けられている。第１の反射部１５１は、紫外線照射部１４０から照射された紫外線を反射可能である。また、第２の管１１２の内壁には、第２の反射部１５２が設けられている。第２の反射部１５２は、紫外線照射部１４０から照射された紫外線を反射可能である。

第１の反射部１５１は、例えば、第１の管１１１の内側表面にフッ素樹脂の被膜を形成することで設けられる。また、第２の反射部１５２は、例えば、第２の管１１２の内側表面にフッ素樹脂の被膜を形成することで設けられる。この場合には、第１の反射部１５１及び第２の反射部１５２は、フッ素樹脂を含んでいる。なお、第１の管１１１及び第２の管１１２の内側表面を被覆するのではなく、これらの管の全体をフッ素樹脂で構成してもよい。

このフッ素樹脂は、具体的に例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｌｕｏｒｏＥｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰｅｒＦｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ Ａｌｋａｎｅ：ＰＦＡ）等である。第１の反射部１５１及び第２の反射部１５２がフッ素樹脂を含むことで、これらの反射部で紫外線を反射可能とするだけでなく、これらの反射部の耐水性及び紫外線耐性を良好にできる。

第１の反射部１５１は、接続部１３０から少なくとも予め設定された第１の距離ａまでの範囲に設けられている。また、第２の反射部１５２は、接続部１３０から少なくとも予め設定された第２の距離ｂまでの範囲に設けられている。そして、図２に示すように、第２の距離ｂは、第１の距離ａより長い。

前述したように、紫外線照射部１４０の光軸Ａは、第２の方向１２２と平行に配置されている。そして、第２の方向１２２は、第１の方向１２１に対して傾いている。したがって、光軸Ａも第１の方向１２１に対して傾いている。光軸Ａも第１の方向１２１に対して傾いているため、紫外線照射部１４０が、第１の方向１２１に正対せずに斜めに配置されることになる。ここで、第１の方向１２１は、第１の管１１１内の水の流向である。このため、接続部１３０より上流側の第１の管１１１内の水の流向に紫外線照射部１４０が正対しなくなり、第１の管１１１内の水流中に含まれる異物等が紫外線照射部１４０の窓部１４３に衝突しにくくできる。よって、窓部１４３の傷、破損等を抑制する事が可能である。

また、第２の方向１２２は、第２の管１１２内の水の流向である。したがって、接続部１３０より下流側の第２の管１１２内の水の流向と、紫外線照射部１４０の光軸Ａとが平行である。このため、第２の管１１２内を通過する水に対して、紫外線をより長い時間照射できる。さらに、紫外線照射部１４０の光軸Ａと第２の方向１２２とが平行であるため、紫外線照射部１４０から照射された紫外線が第２の管１１２内において到達する距離は、第１の管１１１内において到達する距離と比べて長くなる。

この実施の形態の除菌装置１００においては、このような紫外線の到達距離を鑑みて、第１の管１１１内において第１の反射部１５１が設けられる第１の距離ａよりも、第２の管１１２内において第２の反射部１５２が設けられる第２の距離ｂを長くしている。このため、第１の反射部１５１及び第２の反射部１５２に必要なフッ素樹脂等の材料の量を少なく抑えつつ、第２の反射部１５２での反射により紫外線が到達可能な範囲を広くし、かつ、第２の反射部１５２により反射される紫外線の量を多くして第２の管１１２内における紫外線の強度を高くできる。また、紫外線照射部１４０から照射された紫外線による第１の管１１１及び第２の管１１２の劣化についても、第１の反射部１５１及び第２の反射部１５２で、より効率的に抑制できる。

したがって、この実施の形態の除菌装置１００によれば、水流中に含まれる異物等の衝突による紫外線照射部１４０の損傷を抑制しつつ、通過する水流に対する紫外線の照射範囲を広くして、照射範囲中を水が通過する時間を長くするとともに、照射される紫外線の強度を高くすることができ、除菌効率の向上を図ることが可能である。

次に、以上のように構成された除菌装置１００を、図１の構成例のように給湯装置１に適用した場合の動作と作用について説明する。制御装置５０は、除菌装置１００内を水が流れているときには図示しない電源部から光源部１４１に電力を供給する。この際、制御装置５０は、除菌装置１００内を水が流れていないときには光源部１４１への電力供給を停止するようにしてもよい。このようにすることで、除菌装置１００を通過する水に光を確実に照射しつつ、電力消費量を低減できる。例えば、制御装置５０は、給湯栓３００への給湯運転中、及び浴槽２００への給湯運転中に、電源部から光源部１４１に電力を供給すればよい。また、給湯装置１の設置後最初の使用時に、貯湯タンク１０を水で満たすときに、電源部から光源部１４１に電力を供給してもよい。

第６の水路３１内に、例えばレジオネラ菌のような細菌が存在する可能性がある。レジオネラ菌は、自然界の土壌及び淡水に生息するグラム陰性の桿菌である。レジオネラ菌は、２０℃から５０℃の温度範囲で生育し、３６℃前後で最もよく生育するといわれている。この実施の形態であれば、除菌装置１００により、水に含まれる細菌等の微生物が除菌される。このため、給湯装置１内の水に、例えばレジオネラ菌のような細菌類を含む微生物が生育する可能性を低減できる。以下の説明では、例えばレジオネラ菌のような細菌類を含む微生物を単に「微生物」と呼ぶ場合がある。

ここで説明する構成例で除菌装置１００が設けられている第６の水路３１は、追い焚き運転時に風呂熱交換器１３で再加熱された浴槽水が流れる。浴槽２００で使用された浴槽水は、雑菌等の微生物が比較的に多いと考えられる。このため、第６の水路３１に除菌装置１００を設けることで、追い焚き運転時に微生物が多い浴槽水を除菌して清潔にできる。また、風呂熱交換器１３で水を高温まで加熱して微生物の活性を抑えた後に除菌装置１００から紫外線による除菌を行うことで、除菌効率を向上できる。さらに、除菌装置１００の上流側にある風呂熱交換器１３で、浴槽水の比較的大きな異物を除去できる。このため、浴槽水の異物による除菌装置１００の損傷をより抑制できる。

なお、ここでは、給湯装置１の第６の水路３１に除菌装置１００を設けた構成例について説明したが、除菌装置１００の設置箇所はこれに限られない。また、給湯装置１に除菌装置１００を複数設けてもよい。さらに、以上のように構成された除菌装置１００は、給湯装置１以外にも他に例えば、浄水器等にも適用可能である。

実施の形態２．
図３を参照しながら、この発明の実施の形態２について説明する。図３は除菌装置の構成を模式的に示す断面図である。

ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成において、第１の管及び第２の管の少なくとも一方に、水の流路が狭められた狭窄部を設けたものである。以下、この実施の形態２に係る除菌装置及び給湯装置について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。説明を省略した構成については実施の形態１と基本的に同様である。

この実施の形態に係る除菌装置１００は、図３に示すように、テーパ部１６０を備えている。ここで説明する構成例では、テーパ部１６０は、第１の管１１１に設けられている。テーパ部１６０は、第１の管１１１内の流路の径が、接続部１３０に近いほど大きくなるように、換言すれば接続部１３０から遠いほど小さくなるようにテーパ状に形成されている。このテーパ部１６０は、水の流路が狭められた狭窄部の一例である。

テーパ部１６０は、第１の管１１１でなく第２の管１１２に設けてもよいし、第１の管１１１及び第２の管１１２の両方に設けてもよい。すなわち、狭窄部であるテーパ部１６０は、第１の管１１１及び第２の管１１２の一方又は両方に設けられている。また、狭窄部としては、テーパ部１６０のようなテーパ状に限られず、他に例えば、管の内側表面に対して垂直に設けられた壁部の中央に孔を形成して水の流路を狭めたものであってもよい。

以上のように構成された除菌装置１００及び給湯装置１においても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。さらに、狭窄部であるテーパ部１６０を設けることで、紫外線照射部１４０から照射された紫外線がテーパ部１６０を越えて除菌装置１００の外に出ることを抑制できる。このため、除菌装置１００に隣接する樹脂性部品等が紫外線の影響を受けて劣化することを抑制し、部品の長寿命化を図ることが可能である。

なお、狭窄部であるテーパ部１６０は、第１の反射部１５１又は第２の反射部１５２が設けられている部分に配置するとよい。また、狭窄部であるテーパ部１６０の表面にフッ素樹脂を設けることで、テーパ部１６０自体を反射部にしてもよい。このようにすることで、テーパ部１６０自体の紫外線による劣化を抑制するとともに、テーパ部１６０においても紫外線を反射して除菌装置１００内の紫外線強度を高くできる。

実施の形態３．
図４を参照しながら、この発明の実施の形態３について説明する。図４は除菌装置の構成を模式的に示す断面図である。

ここで説明する実施の形態３は、前述した実施の形態１又は実施の形態２の構成において、紫外線照射部の上流側で旋回水流を生成するようにしたものである。以下、この実施の形態３に係る除菌装置及び給湯装置について、実施の形態１の構成を元にした場合を例に挙げ、実施の形態１との相違点を中心に説明する。説明を省略した構成については実施の形態１又は実施の形態２と基本的に同様である。

この実施の形態に係る除菌装置１００は、図４に示すように、固定翼１７０を備えている。固定翼１７０は、第１の管１１１に設けられている。換言すれば、固定翼１７０は、紫外線照射部１４０が設けられた接続部１３０よりも上流側に配置されている。固定翼１７０は、第１の管１１１の内部に旋回水流を生成する旋回水流生成手段である。第１の管１１１内の水が固定翼１７０を通過すると、第１の管１１１内に旋回水流が生成される。この旋回水流は、第１の管１１１の軸を中心として旋回する水流である。

以上のように構成された除菌装置１００及び給湯装置１においても、実施の形態１又は実施の形態２と同様の効果を奏することができる。さらに、旋回水流生成手段である固定翼１７０を設けることで、旋回水流に紫外線が照射される。このため、旋回水流により水中の微生物を紫外線強度が比較的に高い中心部に集めることができ、紫外線照射による除菌効率を向上させることが可能である。

なお、固定翼１７０は、第１の反射部１５１が設けられている部分に配置するとよい。また、固定翼１７０の表面にフッ素樹脂を設けることで、固定翼１７０で紫外線を反射できるようにしてもよい。このようにすることで、紫外線による固定翼１７０の劣化を抑制するとともに、固定翼１７０においても紫外線を反射して除菌装置１００内の紫外線強度を高くできる。

１ 給湯装置
２ ヒートポンプユニット
３ タンクユニット
４ 冷媒回路
５ 圧縮機
６ 熱交換器
７ 減圧装置
８ 蒸発器
９ 冷媒配管
１０ 貯湯タンク
１１ 第１のポンプ
１２ 切替弁
１３ 風呂熱交換器
１４ 第２のポンプ
１５ 第３のポンプ
１６ 減圧弁
１７ 給湯混合弁
１８ 風呂混合弁
２１ 第１の給水路
２２ 第２の給水路
２３ 第３の給水路
２４ 第１の水路
２５ 第２の水路
２６ 上部通路
２７ バイパス通路
２８ 第３の水路
２９ 第４の水路
３０ 第５の水路
３１ 第６の水路
３２ 湯路
３３ 第１の給湯管
３４ 第４の給水路
３５ 第２の給湯管
３６ タンク温度センサ
３７ 水路温度センサ
３８ 風呂電磁弁
５０ 制御装置
６０ 端末装置
６１ 操作部
６２ 表示装置
１００ 除菌装置
１１１ 第１の管
１１２ 第２の管
１２１ 第１の方向
１２２ 第２の方向
１３０ 接続部
１４０ 紫外線照射部
１４１ 光源部
１４２ ベース部
１４３ 窓部
１５１ 第１の反射部
１５２ 第２の反射部
１６０ テーパ部
１７０ 固定翼
２００ 浴槽
３００ 給湯栓

Claims (6)

1. 予め設定された第１の方向に沿って内部を水が通過する第１の管と、
   予め設定された第２の方向に沿って内部を水が通過し、接続部で前記第１の方向に対して前記第２の方向が傾くようにして前記第１の管の下流側に前記第１の管と接続された第２の管と、
   前記接続部に設けられ、前記第１の管及び前記第２の管を通過する水に紫外線を照射する紫外線照射部と、
   前記第１の管の内壁に設けられ、前記紫外線照射部から照射された紫外線を反射可能な第１の反射部と、
   前記第２の管の内壁に設けられ、前記紫外線照射部から照射された紫外線を反射可能な第２の反射部と、を備え、
   前記紫外線照射部から照射される紫外線の光軸は、前記第２の方向と平行に配置され、
   前記第１の反射部は、前記接続部から少なくとも予め設定された第１の距離までの範囲に設けられ、
   前記第２の反射部は、前記接続部から少なくとも予め設定された第２の距離までの範囲に設けられ、
   前記第２の距離は、前記第１の距離より長い除菌装置。
2. 前記第１の反射部及び前記第２の反射部は、フッ素樹脂を含む請求項１に記載の除菌装置。
3. 前記第１の管及び前記第２の管の一方又は両方に設けられ、水の流路が狭められた狭窄部をさらに備えた請求項１又は請求項２に記載の除菌装置。
4. 前記第１の管に設けられ、内部に旋回水流を生成する旋回水流生成手段をさらに備えた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の除菌装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の除菌装置を備えた給湯装置。
6. 浴槽に供給された水を再加熱するための熱交換器をさらに備え、
   前記除菌装置は、前記熱交換器から前記浴槽へと再加熱後の水を供給する流路中に設けられた請求項５に記載の給湯装置。

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