JP7035337B2 - Sterilizer and water heater - Google Patents
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本発明は、殺菌装置及び給湯装置に関する。 The present invention relates to a sterilizer and a water heater.
水を用いる製品には水中での菌の繁殖の懸念がある。そこで、水中の殺菌として、加熱処理または薬剤投入が一般的に行われているほか、紫外線も殺菌手段として多く用いられている。紫外線は細菌の原形質である核酸に作用して増殖能力を奪うため、菌の種類による効果の依存性を受けにくく、有効な殺菌手段である。一方で、紫外線殺菌には高い出力が必要であることと、高い出力の紫外線は人体影響もあることから、消費電力が高かったり、保護のために装置が大型化してしまうという課題がある。このような課題に対して、下記特許文献1には、紫外線とオゾンを併用することで殺菌効率を上げる手段が提案されている。 Products that use water have concerns about the growth of bacteria in water. Therefore, as sterilization in water, heat treatment or chemical addition is generally performed, and ultraviolet rays are also widely used as sterilization means. Ultraviolet rays act on nucleic acids, which are the protoplasm of bacteria, and deprive them of their ability to grow. Therefore, they are less susceptible to the dependence of the effect depending on the type of bacteria, and are an effective bactericidal means. On the other hand, since high output is required for ultraviolet sterilization and high output ultraviolet rays have an influence on the human body, there are problems that power consumption is high and the device becomes large for protection. To solve such a problem, Patent Document 1 below proposes a means for improving sterilization efficiency by using ultraviolet rays and ozone in combination.
特許文献1の装置には、紫外線だけでなく、オゾンの酸化力により、周辺部材の劣化が早くなる懸念がある。また、オゾン発生のためにも電力を消費する課題がある。 In the apparatus of Patent Document 1, there is a concern that not only ultraviolet rays but also the oxidizing power of ozone accelerates the deterioration of peripheral members. In addition, there is a problem of consuming electric power due to ozone generation.
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、比較的低い照射強度の紫外線を用いて水路内の殺菌効率を高めることのできる殺菌装置、及び当該殺菌装置を備えた給湯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a sterilizer capable of increasing the sterilization efficiency in a water channel by using ultraviolet rays having a relatively low irradiation intensity, and a hot water supply equipped with the sterilizer. The purpose is to provide the device.
本発明に係る殺菌装置は、水路の水流に対向し当該水流の水に紫外線を照射する紫外線照射部と、紫外線照射部よりも上流側にある微細気泡発生部とを備える殺菌装置において、微細気泡発生部は、入口部と、吸気部と、入口部の内部に設けられた固定翼と、入口部の下流側にある縮径部と、縮径部の下流側にある気泡生成部とを有するエジェクタ構造を備え、縮径部は、その内径が下流に向かって徐々に縮小するように、入口部と同心的に形成され、気泡生成部は、その内径が下流に向かって徐々に拡大するように、縮径部と同心的に形成され、固定翼は、水路の中心の周りに旋回する旋回水流を発生させるように構成され、微細気泡発生部は、縮径部にて生ずる負圧により吸気部を通って供給された気体が旋回水流によりせん断破砕されることで気泡生成部にて微細気泡が生成されるように構成されており、微細気泡は、直径が50μm以下の気泡を含み、細菌及び微細気泡が含まれる旋回水流に、紫外線照射部から紫外線を照射して殺菌するときの、微細気泡発生部と紫外線照射部との間におけるボイド率は、0.01以上、0.05以下であり、紫外線照射部から出射する紫外線の放射束の光軸は、水路の長手方向に対して平行であり、当該光軸に相当する光線が水路の下流側から上流側へ向かって進むものである。
また、本発明に係る給湯装置は、上記殺菌装置を備えるものである。
The sterilizing device according to the present invention is a sterilizing device including an ultraviolet irradiation unit that faces the water flow of a water channel and irradiates the water of the water flow with ultraviolet rays, and a fine bubble generating unit located upstream of the ultraviolet irradiation unit. The generating portion has an inlet portion, an intake portion, a fixed blade provided inside the inlet portion, a reduced diameter portion on the downstream side of the inlet portion, and a bubble generating portion on the downstream side of the reduced diameter portion. With an ejector structure, the reduced diameter portion is formed concentrically with the inlet portion so that its inner diameter gradually decreases toward the downstream, and the bubble generating portion gradually expands its inner diameter toward the downstream. In addition, it is formed concentrically with the reduced diameter portion, and the fixed blade is configured to generate a swirling water flow that swirls around the center of the water channel, and the fine bubble generating portion takes in air due to the negative pressure generated in the reduced diameter portion. The gas supplied through the section is sheared and crushed by a swirling water flow to generate fine bubbles in the bubble generating section. The fine bubbles include bubbles having a diameter of 50 μm or less and are bacteria. And when the swirling water stream containing fine bubbles is sterilized by irradiating the swirling water flow with ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation part, the void ratio between the fine bubble generation part and the ultraviolet irradiation part is 0.01 or more and 0.05 or less. The optical axis of the emission bundle of ultraviolet rays emitted from the ultraviolet irradiation unit is parallel to the longitudinal direction of the water channel, and the light beam corresponding to the optical axis travels from the downstream side to the upstream side of the water channel. ..
Further, the hot water supply device according to the present invention is provided with the above-mentioned sterilization device.
本発明によれば、比較的低い照射強度の紫外線を用いて水路内の殺菌効率を高めることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the sterilization efficiency in the waterway by using ultraviolet rays having a relatively low irradiation intensity.
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下に説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Common or corresponding elements in the drawings are designated by the same reference numerals to simplify or omit duplicate descriptions. The present disclosure may include any combination of the configurations described below that can be combined.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1による殺菌装置19を示す断面図である。図1に示すように、実施の形態1による殺菌装置19は、紫外線照射部80を備える。紫外線照射部80は、水路43を流れる水流に対向するとともに当該水流の水に対して紫外線を照射する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
次に動作について説明する。水路43に接続された水流ポンプ(図示省略)を稼働すると、水路43内に水流が発生する。図1中の矢印A1は、紫外線照射部80から紫外線が出射する方向を示す。図1中の矢印A2は、水路43内の水流の方向を示す。この水流の方向は、水路43の長手方向に沿う方向、または水路43の長手方向に平行な方向、に相当すると考えることができる。紫外線照射部80から紫外線が出射する方向(矢印A1)は、水路43内の水流の方向(矢印A2)に対向している。
Next, the operation will be described. When a water flow pump (not shown) connected to the
紫外線照射部80は、出射面80aを有する。出射面80aから紫外線が水路43内に出射する。出射面80aは、水路43内の水流の方向(矢印A2)に対向する。紫外線照射部80の出射面80aから出射する紫外線は、矢印A1以外の方向へ向かって出射する紫外線を含んでもよい。例えば、紫外線照射部80からの紫外線には、図1中の矢印A2あるいは矢印A3の方向へ出射する紫外線が含まれてもよい。
The
水路43内の水に含まれる、例えば細菌のような微生物(以下、単に「細菌」と称する)は、紫外線照射部80からの紫外線により、死滅または不活化する(以下、「殺菌」と称する)。
Microorganisms such as bacteria (hereinafter, simply referred to as "bacteria") contained in the water in the
紫外線照射部80からの紫外線が当たる可能性のある範囲の水路43を形成する配管は、以下のように構成されることが望ましい。当該配管は、紫外線耐性及び耐水性を有する材料で構成されることが望ましい。例えば、当該配管は、ポリテトラフルオロエチレンで少なくとも一部が構成されていることが望ましい。ポリテトラフルオロエチレンは、紫外線耐性に優れるだけでなく、紫外線を反射する。当該配管の内壁面をポリテトラフルオロエチレンにより構成することで、紫外線照射部80からの紫外線が当該内壁面で反射し、紫外線照射部80から、より遠い範囲にまで、紫外線を照射することができる。当該配管の全体が上記のような材料で構成されていてもよいし、当該配管の内壁面のみが上記のような材料で被覆されていてもよい。
It is desirable that the pipe forming the
紫外線照射部80は、紫外線光源39及び導光体40を備える。紫外線光源39は、電源部42から供給される電力により点灯する。紫外線光源39は、紫外線を発する。殺菌装置19により照射される紫外線の波長は、200nm~350nmの範囲内にある波長を含むことが望ましい。200nm~350nmの波長を有する紫外線は、細菌の原形質である核酸に作用して増殖能力を奪うだけでなく、原形質を破壊して細菌を死滅させる作用を有する。このため、そのような波長の紫外線を照射することにより、殺菌効果をさらに向上できる。本実施の形態における紫外線光源39は、発光ダイオードを用いた紫外線LEDである。紫外線LEDである紫外線光源39は、電源部42から供給される直流電流により点灯する。本発明における紫外線光源39は、紫外線LED以外のものでもよい。例えば、紫外線光源39は、低圧水銀ランプでもよい。紫外線光源39が低圧水銀ランプである場合には、電源部42に代えて交流電源が用いられる。
The
紫外線光源39は、水路43を形成する配管の直管部の側面に配置されている。導光体40の材質は、紫外線透過性を有する。導光体40の少なくとも一部は、紫外線を拡散させるように構成されてもよい。導光体40は、紫外線を正透過させる部位と紫外線を反射させる部位との少なくとも一方を含んでもよい。紫外線光源39から発せられた紫外線は、導光体40内に入射する。導光体40に出射面80aが形成されている。導光体40内に入射した紫外線は、出射面80aに導かれ、出射面80aから水路43内へ出射する。導光体40は、水路43の側面部から水路43の中心部に向かって突出する。出射面80aは、水路43の中心部に位置する。
The ultraviolet
図2は、実施の形態1による殺菌装置19の変形例を示す断面図である。図2に示す変形例の殺菌装置19は、紫外線照射部80に代えて紫外線照射部81を備える。紫外線照射部81は、導光体40に形成された出射面81aを有する。出射面81aは、水路43内の水流の方向(矢印A2)に対向する。図2中の矢印A5は、紫外線照射部81の出射面81aから紫外線が出射する方向を示す。紫外線照射部81から紫外線が出射する方向(矢印A5)は、水路43内の水流の方向(矢印A2)に対向している。本変形例における導光体40が水路43の側面部から突出する突出量は、図1の例より小さく、水路43の中心部までは達していない。このため、図1の例に比べて、導光体40による圧力損失が小さいので、水路43の流路抵抗を軽減できる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a modified example of the
図3は、実施の形態1による殺菌装置19の他の変形例を示す断面図である。図3に示す変形例の殺菌装置19は、紫外線照射部80に代えて紫外線照射部82を備える。紫外線照射部82は、拡散レンズ41に形成された出射面82aを有する。出射面82aは、水路43内の水流の方向(矢印A2)に対向する。拡散レンズ41は、紫外線光源39から発せられた紫外線を拡散させる。図3中の矢印A6は、紫外線照射部82の出射面82aから紫外線が出射する方向を示す。紫外線照射部82から紫外線が出射する方向(矢印A6)は、水路43内の水流の方向(矢印A2)に対向している。本変形例による殺菌装置19の水路43は、L字状に曲がる曲げ部43aを有する。紫外線照射部82は、曲げ部43aに配置されている。出射面82aは、曲げ部43aの水路43の内壁面と連続する面を形成する。本変形例であれば、水路43内に紫外線照射部82が突出しないので、圧力損失が小さく、水路43の流路抵抗を軽減できる。出射面82aから出射する紫外線の一部は、例えば矢印A7で示すように、曲げ部43aの下流側の流路43bに照射される。このため、紫外線の照射領域が増加して殺菌効率が向上する。図示の構成では、曲げ部43aが角を有しているが、滑らかに湾曲するR(アール)部を曲げ部43aに形成することで、水流に乱流が生じにくくなるように構成してもよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another modification of the
図1中の矢印A1は、紫外線照射部80から出射する紫外線の光軸に相当する。この「光軸」とは、紫外線照射部80から出射する放射束の中心軸に相当する光線である。例えば、紫外線照射部80からの放射強度が最大となる方向を「光軸」とみなしてもよい。同様にして、図2中の矢印A5及び図3中の矢印A6は、それぞれ、紫外線照射部81及び紫外線照射部82から出射する紫外線の光軸に相当する。
The arrow A1 in FIG. 1 corresponds to the optical axis of the ultraviolet rays emitted from the
本実施の形態であれば、以下の効果が得られる。水路43内の水流が紫外線照射部80,81,82の出射面80a,81a,82aへ向かって流れる間に紫外線が照射されるので、水流の水に含まれる微生物に、比較的長い時間、紫外線を照射できる。このため、優れた殺菌効果が得られる。また、水流とともに流れる微生物は、紫外線照射部80,81,82に近づくにつれて、より高い強度の紫外線を受ける。このように、微生物に照射される紫外線の強度が徐々に高まることで、殺菌効果をさらに向上できる。これらのことから、比較的低い照射強度の紫外線を用いて水路内の殺菌効率を高めることが可能となる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained. Since the ultraviolet rays are irradiated while the water flow in the
比較例として、水流の方向に対して垂直な方向から紫外線を照射することを考える。水流の方向に対して垂直な方向から紫外線を照射すると、紫外線照射部の近傍を水流が通過する僅かな時間しか微生物に紫外線が照射されないため、殺菌効率を高めることが困難となる。また、水流の方向に対して垂直な方向から紫外線を照射すると、紫外線照射部に対向する内壁面が高い強度の紫外線を受けることになり、当該内壁面を形成する部材が劣化しやすい。これに対し、本実施の形態であれば、水路43の内壁面が受ける紫外線の強度を軽減でき、水路43を形成する部材の劣化速度を抑制することができる。
As a comparative example, consider irradiating ultraviolet rays from a direction perpendicular to the direction of the water flow. When ultraviolet rays are irradiated from a direction perpendicular to the direction of the water flow, it is difficult to improve the sterilization efficiency because the microorganisms are irradiated with the ultraviolet rays only for a short time when the water flow passes in the vicinity of the ultraviolet irradiation portion. Further, when ultraviolet rays are irradiated from a direction perpendicular to the direction of the water flow, the inner wall surface facing the ultraviolet irradiation portion receives high-intensity ultraviolet rays, and the member forming the inner wall surface is liable to deteriorate. On the other hand, in the present embodiment, the intensity of the ultraviolet rays received by the inner wall surface of the
水路43の中心部の流速は、壁面近傍の流速に比べて速い。このため、水路43の中心部において単位時間単位体積当たりに通過する細菌の数は、壁面近傍よりも多くなる。図1または図3に示す殺菌装置19であれば、水路43の中心部を流れる水流に対する紫外線の照射強度が最も高くなるため、照射強度の高い領域に細菌を多く分散させることができ、殺菌効率が上がる。
The flow velocity at the center of the
実施の形態2.
次に、図4から図7を参照して、実施の形態2について説明するが、前述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 7, but the differences from the above-described first embodiment will be mainly described, and the elements common to or corresponding to the above-mentioned elements will be described. The same reference numerals are used to simplify or omit duplicate descriptions.
図4は、実施の形態2による殺菌装置20を示す断面図である。図4に示すように、実施の形態2による殺菌装置20は、図1の殺菌装置19と比べ、紫外線照射部80よりも上流側にある微細気泡発生部70を備える点において異なる。紫外線照射部80は、微細気泡発生部70からの、微細気泡を含む水流に対して紫外線を照射する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the
次に動作について説明する。水流ポンプ(図示省略)を稼働して水路43及び微細気泡発生部70内に通水すると、微細気泡発生部70内にて微細気泡が生成される。図4中の矢印A2は、微細気泡発生部70からの水流の方向を示す。微細気泡発生部70からの水流の方向は、水路43の長手方向に沿う方向、または水路43の長手方向に平行な方向、に相当すると考えることができる。紫外線照射部80から紫外線が出射する方向(矢印A1)は、微細気泡発生部70からの水流の方向(矢印A2)に対向している。
Next, the operation will be described. When a water flow pump (not shown) is operated to pass water through the
図5は、実施の形態2による殺菌装置20の変形例を示す断面図である。図5に示す変形例の殺菌装置20は、図2の殺菌装置19と比べ、紫外線照射部81よりも上流側にある微細気泡発生部70を備える点において異なる。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the
図6は、実施の形態2による殺菌装置20の他の変形例を示す断面図である。図6に示す変形例の殺菌装置20は、図3の殺菌装置19と比べ、紫外線照射部82よりも上流側にある微細気泡発生部70を備える点において異なる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another modification of the
図4に示すように、微細気泡発生部70は、入口部71、吸気部73、固定翼74、縮径部75、及び気泡生成部76を有するエジェクタ構造を備える。入口部71の内部には、円筒状の水路が形成されている。縮径部75は、入口部71の下流側の水路を形成する。縮径部75は、入口部71と同心的に形成される。縮径部75の内径は、下流に向かって徐々に縮小する。気泡生成部76は、縮径部75の下流側の流路を形成する。気泡生成部76は、縮径部75と同心的に形成される。気泡生成部76の内径は、下流に向かって徐々に拡大する。
As shown in FIG. 4, the fine
縮径部75の上流に、固定翼74が設けられている。固定翼74は、水路の中心の周りに旋回する旋回水流を発生させる旋回水流発生手段に相当する。縮径部75にて負圧が生ずる。この負圧により、吸気部73を通って微細気泡発生部70内に空気が供給される。供給された空気は、旋回水流により、せん断破砕され、気泡生成部76にて微細気泡が生成される。生成される微細気泡は直径が小さい程、好ましい。生成される微細気泡は、直径が50μm以下の気泡を含むことが好ましい。50μm以下の微細気泡の表面は負に帯電している。プラスに帯電している水中の細菌は、微細気泡の表面に吸着されやすくなる。水路内では、中心部の流速が速く、壁面近傍は流速が遅いため、細菌等の不純物は壁面近傍に分布しやすくなる。50μm以下の径の微細気泡は浮力が小さいために、水路内で均一に分散する。そのため、微細気泡表面に付着する細菌も、水路内に均一に分散させることができる。
A fixed
本実施の形態であれば、旋回水流発生手段を備えることで、以下の効果が得られる。旋回水流に紫外線が照射されるので、細菌が旋回水流とともに旋回しながら殺菌装置20を通過する。これにより、殺菌に対する紫外線照射時間及び照射効率が増加するので、高い殺菌効率が得られる。なお、本実施の形態では微細気泡発生部70が旋回水流発生手段を備えているが、微細気泡発生部を備えることなく旋回水流発生手段を備えた場合でも、上記と類似の効果が得られる。
In the present embodiment, the following effects can be obtained by providing the swirling water flow generating means. Since the swirling water stream is irradiated with ultraviolet rays, the bacteria pass through the
また、直径がμmオーダー以下の微粒子は、紫外線などの短波長の光を受けると、全周囲方向に散乱する特性が知られている。本実施の形態であれば、流路内に分散した微細気泡に紫外線が照射され、微細気泡の全周囲方向に紫外線が散乱されるので、流路内全体の照射強度の分布の均等性を高めることができる。このため、比較的低い消費電力の紫外線光源39を用いて、水路を通る水の殺菌を行うことができる。また、紫外線強度を比較的低くできるので、紫外線が当たる可能性のある範囲の配管等の周辺部材の劣化速度を抑制することができる。
Further, it is known that fine particles having a diameter of the order of μm or less are scattered in the omnidirectional direction when they receive light having a short wavelength such as ultraviolet rays. In the present embodiment, the fine bubbles dispersed in the flow path are irradiated with ultraviolet rays, and the ultraviolet rays are scattered in the entire peripheral direction of the fine bubbles, so that the uniformity of the distribution of the irradiation intensity in the entire flow path is enhanced. be able to. Therefore, it is possible to sterilize the water passing through the water channel by using the
気泡の径が大きすぎると全周囲への散乱はされず、紫外線が照射された気泡の後ろは影となって紫外線が届かない範囲となってしまう。直径が50μm以下の微細気泡であれば、紫外線をより高い効率で散乱させることができるとともに、影となって紫外線が届かない範囲が生ずることをより確実に抑制できる。 If the diameter of the bubble is too large, it will not be scattered all around, and the area behind the bubble irradiated with ultraviolet rays will be a shadow and the ultraviolet rays will not reach. If the fine bubbles have a diameter of 50 μm or less, the ultraviolet rays can be scattered with higher efficiency, and it is possible to more reliably suppress the occurrence of a range in which the ultraviolet rays do not reach as a shadow.
微細気泡発生部70によって発生する微細気泡の量は、ボイド率によって表すことができる。例えば、微細気泡を含む10Lの水の中に総量500mLの気相部分があるとすると、ボイド率は0.05となる。ボイド率は、例えば、微細気泡発生部70の入口部71に流入する水の体積流量と、吸気部73を通る気体の体積流量とに基づいて、計算することができる。
The amount of fine bubbles generated by the fine
図7は、微細気泡発生部70と紫外線照射部80,81,82との間におけるボイド率と、殺菌効率との関係の例を示すグラフである。図7に示す例では、ボイド率がおよそ0.01~0.05の範囲において、殺菌効率が最大となる。ボイド率が高すぎると、紫外線が照射された気泡の後ろの、紫外線が届かない範囲が増加することで、殺菌効率が低下する可能性がある。このため、紫外線照射部80,81,82から紫外線を照射するときのボイド率は、0.1以下が好ましく、0.05以下がより好ましい。また、ボイド率が低すぎると、微細気泡によって紫外線を拡散させる効果が十分に得られず、殺菌効率が低下する可能性がある。このため、紫外線照射部80,81,82から紫外線を照射するときのボイド率は、0.005以上が好ましく、0.01以上がより好ましい。
FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the void ratio between the fine
図4の殺菌装置20において、紫外線照射部80から出射する紫外線の光軸は、微細気泡発生部70の気泡生成部76の内部空間を通る。すなわち、図4中の矢印A1の延長線は、微細気泡発生部70の気泡生成部76の内部空間を通る。このように紫外線照射部80を配置することで、紫外線照射部80からの紫外線を微細気泡に対してより高い効率で照射できる。
In the
同様にして、図5の殺菌装置20において、紫外線照射部81から出射する紫外線の光軸、すなわち図5中の矢印A5の延長線は、微細気泡発生部70の気泡生成部76の内部空間を通る。また、図6の殺菌装置20において、紫外線照射部82から出射する紫外線の光軸、すなわち図6中の矢印A6の延長線は、微細気泡発生部70の気泡生成部76の内部空間を通る。これにより、上記と同様の効果が得られる。
Similarly, in the
実施の形態3.
図8は、実施の形態3による給湯装置1を示す図である。図8に示すように、給湯装置1は、実施の形態2で説明した殺菌装置20と、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。なお、実施の形態3の給湯装置1は、殺菌装置20に代えて、実施の形態1で説明した殺菌装置19を備えても良い。後述する実施の形態4から実施の形態6についても同様である。
FIG. 8 is a diagram showing a water heater 1 according to the third embodiment. As shown in FIG. 8, the hot water supply device 1 includes a
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。
The
タンクユニット3内には、貯湯タンク10、第一ポンプ11、切替弁12、風呂熱交換器13、第二ポンプ14、第三ポンプ15、減圧弁16、給湯混合弁17、風呂混合弁18、殺菌装置20、及び制御装置50が備えられている。
In the
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。
The hot
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。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。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、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、給水路22と給水路23とに分岐している。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。給水路21及び給水路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。給水路22の途中の位置に殺菌装置20が設置されている。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。
The
貯湯タンク10の下部にある水出口10bは、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。水路24の途中の位置に第一ポンプ11が接続されている。第一ポンプ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。図示の構成では第一ポンプ11がタンクユニット3に内蔵されているが、第一ポンプ11がヒートポンプユニット2内に配置されてもよい。
The
熱交換器6の水出口は、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。水路24及び水路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の第一出口に接続されている。切替弁12の第二出口は、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、水路25を上部通路26に連通させる状態と、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。
The water outlet of the
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、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一入口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一出口13bは、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。水路29の途中の位置に第二ポンプ14が接続されている。第二ポンプ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。
The hot water supply device 1 of the present embodiment can supply hot water to the
風呂熱交換器13の二次側流路の入口である第二入口13cは、水路30を介して、浴槽200に接続されている。水路30の途中の位置に第三ポンプ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二出口13dは、水路31を介して、浴槽200に接続されている。水路30及び水路31は、浴槽アダプタ210を介して、浴槽200内に連通している。第三ポンプ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。
The
湯路32は、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、給湯管33を介して、給湯栓300に接続されている。給水路34は、タンクユニット3の外部において、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。
The
風呂混合弁18の出口は、給湯管35を介して、水路30の途中の位置に接続されている。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、給湯管35の通路を開閉する。
The outlet of the
貯湯タンク10には、複数の温度センサ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、温度センサ36を配置してもよい。これらの温度センサ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。
A plurality of
水路25には、温度センサ37が取り付けられている。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。
A
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、センサなどの電子機器は、制御装置50に接続される。上述した圧縮機5、減圧装置7、第一ポンプ11、切替弁12、第二ポンプ14、第三ポンプ15、給湯混合弁17、風呂混合弁18、殺菌装置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。温度センサ36及び温度センサ37で検出された温度情報は、制御装置50に入力される。
The
端末装置60は、制御装置50に対して、無線または有線により、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。
The
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などの指令または予約、蓄熱運転の制御モードの選択、など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などを、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表示パネルなど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、音声出力装置などの他の報知装置をさらに備えてもよい。
The
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及び第一ポンプ11が運転される。切替弁12は、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、水路24及び第一ポンプ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、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。
Next, the heat storage operation of the hot water supply device 1 will be described. The heat storage operation is an operation in which the hot water heated by the
蓄熱運転のとき、制御装置50は、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及び第一ポンプ11を制御する。ヒートポンプユニット2及び第一ポンプ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一ポンプ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一ポンプ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。
During the heat storage operation, the
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、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、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、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。
Immediately after starting the
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、給水路21及び給水路23を通って、給湯混合弁17の第一入口に流入する。貯湯タンク10の上部の湯出口10eから流出した高温水が、水路28及び湯路32を通って、給湯混合弁17の第二入口に流入する。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、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、給湯管33を通って給湯栓300へ供給される。制御装置50は、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、給湯管33から供給される湯に、給水路34から供給される低温水を混合できる。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。
Next, the operation of supplying hot water to the
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、給水路21及び給水路23を通って、風呂混合弁18の第一入口に流入する。貯湯タンク10の上部の湯出口10eから流出した高温水が、水路28及び湯路32を通って、風呂混合弁18の第二入口に流入する。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、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、給湯管35、水路30及び31を通って、浴槽200へ注入される。制御装置50は、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。
Next, the hot water supply operation to the
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。第二ポンプ14及び第三ポンプ15が運転される。浴槽200の浴槽水が、水路30、第三ポンプ15、風呂熱交換器13、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、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、水路29及び第二ポンプ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。
Next, the reheating operation for the
殺菌装置20は、貯湯タンク10の下部の水入口10aにつながる給水路22の途中に配置されている。殺菌装置20は、給水路22内に水が通過する毎に紫外線光源39を点灯させることで紫外線を照射する。
The
給水路21及び給水路22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言われている。紫外線は、細菌などの微生物を殺菌する作用を有する。本実施の形態であれば、殺菌装置20が水に紫外線を照射することで、水に含まれる細菌などの微生物が殺菌される。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。
Bacteria such as Legionella may be present in the
本実施の形態であれば、水源から貯湯タンク10に流入する前の水に殺菌装置20が紫外線を照射することで、以下の効果が得られる。貯湯タンク10の入口で水に紫外線を照射するので、貯湯タンク10に流入する水の全量を殺菌しやすい。よって、貯湯タンク10内で微生物が生育する可能性をより低くできる。
In the present embodiment, the following effects can be obtained by irradiating the water before flowing into the hot
制御装置50は、殺菌装置20内を水が流れているときには電源部42から紫外線光源39に電力を供給し、殺菌装置20内を水が流れていないときには電源部42から紫外線光源39への電力供給を停止するように、電源部42を制御してもよい。そのようにすることで、殺菌装置20を通過する水に紫外線を確実に照射しつつ、電力消費を低減できる。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42から紫外線光源39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42から紫外線光源39に電力を供給してもよい。
The
殺菌装置20と、その上流側及び下流側の水管との間は、図示しない継手により、分離可能に接続されていてもよい。殺菌装置20を新品に交換する場合には、当該継手を分離することで、殺菌装置20を容易に取り外すことができる。
The
水中の微生物の生育を防止するためには、水の温度が高いことが有利である。このため、貯湯タンク10内の貯湯温度が高ければ、貯湯タンク10内での微生物の生育を確実に防止できる。その一方で、被加熱水温度が高いほど、ヒートポンプユニット2のエネルギー効率が低くなる。逆に言えば、被加熱水温度が低いほど、ヒートポンプユニット2のエネルギー効率が高くなる。このため、給湯装置1のエネルギー効率を向上するためには、被加熱水温度が低いことが有利である。
In order to prevent the growth of microorganisms in water, it is advantageous that the temperature of water is high. Therefore, if the hot water storage temperature in the hot
実施の形態4.
次に、図9を参照して、実施の形態4について説明するが、前述した実施の形態3との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図9は、実施の形態4による給湯装置45を示す図である。
Embodiment 4.
Next, the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 9, but the differences from the above-described third embodiment will be mainly described, and the elements common to or corresponding to the above-mentioned elements have the same reference numerals. Is added to simplify or omit duplicate explanations. FIG. 9 is a diagram showing a
図9に示す本実施の形態の給湯装置45は、実施の形態2の給湯装置1と比べて、殺菌装置20の位置が異なる。給湯装置45が備える殺菌装置20は、貯湯タンク10の下部の水出口10bと、ヒートポンプユニット2内の熱交換器6の水入口との間をつなぐ水路24の途中の位置に設置されている。給湯装置45が備える殺菌装置20は、貯湯タンク10と、ヒートポンプユニット2内の熱交換器6との間の水に紫外線を照射する。
In the
第一ポンプ11が運転されると、殺菌装置20内を水が流れる。制御装置50は、殺菌装置20内を水が流れているとき、すなわち第一ポンプ11の運転中に、電源部42から紫外線光源39に電力を供給し、殺菌装置20内を水が流れていないとき、すなわち第一ポンプ11の停止中に、電源部42から紫外線光源39への電力供給を停止するように、電源部42を制御してもよい。そのようにすることで、殺菌装置20を通過する水に紫外線を確実に照射しつつ、電力消費を低減できる。
When the first pump 11 is operated, water flows in the
本実施の形態であれば、蓄熱運転のときに殺菌装置20から水に紫外線を照射することで、紫外線を照射された直後の水をヒートポンプユニット2で加熱することができる。これにより、紫外線による効果と、加熱による効果とが相乗することで、水中の微生物の生育を確実に防止できる。図示の構成に代えて、ヒートポンプユニット2内の熱交換器6の水出口と、切替弁12との間をつなぐ水路25の途中の位置に殺菌装置20を設置してもよい。その場合には、蓄熱運転のときに殺菌装置20から水に紫外線を照射することで、ヒートポンプユニット2で加熱された直後の水に紫外線を照射することができる。この場合にも、紫外線による効果と、加熱による効果とが相乗することで、水中の微生物の生育を確実に防止できる。
In the present embodiment, by irradiating the water with ultraviolet rays from the
貯湯タンク10内の湯温が低下すると、貯湯タンク10内に微生物が生育する可能性がある。本実施の形態では、貯湯タンク10内の湯温が低下した場合に、第一ポンプ11を運転しながら殺菌装置20から水に紫外線を照射してもよい。そのようにすることで、貯湯タンク10の水を紫外線殺菌することができるので、貯湯タンク10内に微生物が生育する可能性を低減できる。
When the temperature of the hot water in the hot
蓄熱運転が必要でない状況のときには、ヒートポンプユニット2を運転することなく第一ポンプ11を運転しながら殺菌装置20から水に紫外線を照射してもよい。その場合には、切替弁12により、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。そのようにすれば、加熱されていない水が貯湯タンク10の上部に流入することを防ぎつつ、貯湯タンク10の水を紫外線殺菌することができる。
When the heat storage operation is not necessary, the water may be irradiated with ultraviolet rays from the
実施の形態5.
次に、図10を参照して、実施の形態5について説明するが、前述した実施の形態3との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図10は、実施の形態5による給湯装置46を示す図である。
Next, the fifth embodiment will be described with reference to FIG. 10, but the differences from the above-mentioned third embodiment will be mainly described, and the elements common to or corresponding to the above-mentioned elements have the same reference numerals. Is added to simplify or omit duplicate explanations. FIG. 10 is a diagram showing a
図10に示す本実施の形態の給湯装置46は、実施の形態3の給湯装置1と比べて、殺菌装置20の位置が異なる。給湯装置46が備える殺菌装置20は、貯湯タンク10の上部の湯出口10eと、風呂熱交換器13の第一入口13aとの間をつなぐ水路28の途中の位置に設置されている。給湯装置46が備える殺菌装置20は、水路28を通る水に紫外線を照射する。
The hot
第二ポンプ14が運転されると、殺菌装置20内を水が流れる。制御装置50は、殺菌装置20内を水が流れているとき、すなわち第二ポンプ14の運転中に、電源部42から紫外線光源39に電力を供給し、殺菌装置20内を水が流れていないとき、すなわち第二ポンプ14の停止中に、電源部42から紫外線光源39への電力供給を停止するように、電源部42を制御してもよい。そのようにすることで、殺菌装置20を通過する水に紫外線を確実に照射しつつ、電力消費を低減できる。
When the
浴槽200に対する追い焚き運転が行われると、風呂熱交換器13を通過した中温水が貯湯タンク10内の下部に溜まる。中温水は高温水に比べて温度が低いので、貯湯タンク10内の下部に溜まった中温水に微生物が生育する可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、追い焚き運転のときに殺菌装置20から水に紫外線を照射することで、貯湯タンク10内の下部に溜まる中温水を紫外線殺菌できる。その結果、貯湯タンク10内の下部に溜まった中温水に微生物が生育することを確実に防止できる。
When the reheating operation for the
貯湯タンク10内の湯温が低下すると、貯湯タンク10内に微生物が生育する可能性がある。本実施の形態では、貯湯タンク10内の湯温が低下した場合に、第二ポンプ14を運転しながら殺菌装置20から水に紫外線を照射してもよい。そのようにすることで、貯湯タンク10の水を紫外線殺菌することができるので、貯湯タンク10内に微生物が生育する可能性を低減できる。
When the temperature of the hot water in the hot
実施の形態6.
次に、図11を参照して、実施の形態6について説明するが、前述した実施の形態3との相違点を中心に説明し、前述した要素と共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。図11は、実施の形態6による給湯装置47を示す図である。
Next, the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 11, but the differences from the above-described third embodiment will be mainly described, and the elements common to or corresponding to the above-mentioned elements have the same reference numerals. Is added to simplify or omit duplicate explanations. FIG. 11 is a diagram showing a
図11に示す本実施の形態の給湯装置47は、実施の形態3の給湯装置1と比べて、殺菌装置20の位置が異なる。給湯装置47が備える殺菌装置20は、風呂熱交換器13の第二出口13dと、浴槽200との間をつなぐ水路31の途中の位置に設置されている。このように、給湯装置47が備える殺菌装置20は、浴槽200につながる水路31を通る浴槽水に紫外線を照射する。図示の構成に代えて、風呂熱交換器13の第二入口13cと、浴槽200との間をつなぐ水路30の途中の位置に殺菌装置20を設置してもよい。
The hot
第三ポンプ15が運転されると、殺菌装置20内を浴槽水が流れる。制御装置50は、殺菌装置20内を浴槽水が流れているとき、すなわち第三ポンプ15の運転中に、電源部42から紫外線光源39に電力を供給し、殺菌装置20内を浴槽水が流れていないとき、すなわち第三ポンプ15の停止中に、電源部42から紫外線光源39への電力供給を停止するように、電源部42を制御してもよい。そのようにすることで、殺菌装置20を通過する浴槽水に紫外線を確実に照射しつつ、電力消費を低減できる。
When the
本実施の形態であれば、殺菌装置20を通過する浴槽水を紫外線殺菌できる。それゆえ、浴槽200内の水に微生物が生育する可能性を確実に低減できる。
According to this embodiment, the bathtub water passing through the
本実施の形態では、殺菌装置20は、タンクユニット3の内部に配置されている。このような構成に代えて、浴室に配置された水路31に殺菌装置20を取り付けてもよい。殺菌装置20がタンクユニット3の内部または浴室に配置されていれば、殺菌装置20のメンテナンスが必要になった場合に、作業を容易に行うことができる。
In this embodiment, the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。例えば、給湯装置は、実施の形態3から実施の形態6のうちの2以上の位置に設置された複数の殺菌装置を備えてもよい。また、本発明における殺菌装置は、給湯装置に備えられるものに限定されるものではなく、例えば、浄水器内に組み込まれるものであってもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. For example, the water heater may include a plurality of sterilizers installed at two or more positions in the third to sixth embodiments. Further, the sterilizer in the present invention is not limited to the one provided in the hot water supply device, and may be incorporated in, for example, a water purifier.
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、 10 貯湯タンク、 11 第一ポンプ、 12 切替弁、 13 風呂熱交換器、 14 第二ポンプ、 15 第三ポンプ、 16 減圧弁、 17 給湯混合弁、 18 風呂混合弁、 19,20 殺菌装置、 21,22,23 給水路、 33 給湯管、 35 給湯管、 38 風呂電磁弁、 39 紫外線光源、 40 導光体、 41 拡散レンズ、 42 電源部、 43 水路、 43a 曲げ部、 43b 流路、 45,46,47 給湯装置、 50 制御装置、 60 端末装置、 70 微細気泡発生部、 71 入口部、 73 吸気部、 74 固定翼、 75 縮径部、 76 気泡生成部、 80,81,82 紫外線照射部、 200 浴槽、 300 給湯栓 1 Hot water supply device, 2 Heat pump unit, 3 Tank unit, 4 Refrigerant circuit, 5 Compressor, 10 Hot water storage tank, 11 1st pump, 12 Switching valve, 13 Bath heat exchanger, 14 2nd pump, 15 3rd pump, 16 Pressure reducing valve, 17 hot water mixing valve, 18 bath mixing valve, 19, 20 sterilizer, 21, 22, 23 water supply channel, 33 hot water supply pipe, 35 hot water supply pipe, 38 bath electromagnetic valve, 39 ultraviolet light source, 40 light guide, 41 Diffusing lens, 42 power supply, 43 water channel, 43a bend, 43b flow path, 45, 46, 47 hot water supply device, 50 control device, 60 terminal device, 70 fine bubble generator, 71 inlet, 73 intake, 74 fixed Wings, 75 reduced diameter part, 76 bubble generating part, 80, 81, 82 UV irradiation part, 200 bathtub, 300 hot water tap
Claims (5)
前記微細気泡発生部は、入口部と、吸気部と、前記入口部の内部に設けられた固定翼と、前記入口部の下流側にある縮径部と、前記縮径部の下流側にある気泡生成部とを有するエジェクタ構造を備え、
前記縮径部は、その内径が下流に向かって徐々に縮小するように、前記入口部と同心的に形成され、
前記気泡生成部は、その内径が下流に向かって徐々に拡大するように、前記縮径部と同心的に形成され、
前記固定翼は、前記水路の中心の周りに旋回する旋回水流を発生させるように構成され、
前記微細気泡発生部は、前記縮径部にて生ずる負圧により前記吸気部を通って供給された気体が前記旋回水流によりせん断破砕されることで前記気泡生成部にて微細気泡が生成されるように構成されており、
前記微細気泡は、直径が50μm以下の気泡を含み、
細菌及び前記微細気泡が含まれる前記旋回水流に、前記紫外線照射部から紫外線を照射して殺菌するときの、前記微細気泡発生部と前記紫外線照射部との間におけるボイド率は、0.01以上、0.05以下であり、
前記紫外線照射部から出射する紫外線の放射束の光軸は、前記水路の長手方向に対して平行であり、当該光軸に相当する光線が前記水路の下流側から上流側へ向かって進む殺菌装置。 In a sterilizer provided with an ultraviolet irradiation unit that faces the water flow of a water channel and irradiates the water of the water flow with ultraviolet rays, and a fine bubble generation unit located upstream of the ultraviolet irradiation unit.
The fine bubble generating portion is located at an inlet portion, an intake portion, a fixed wing provided inside the inlet portion, a reduced diameter portion on the downstream side of the inlet portion, and a downstream side of the reduced diameter portion. It has an ejector structure with a bubble generator and
The reduced diameter portion is formed concentrically with the inlet portion so that its inner diameter gradually decreases toward the downstream.
The bubble generating portion is formed concentrically with the reduced diameter portion so that its inner diameter gradually expands toward the downstream.
The fixed wing is configured to generate a swirling stream that swirls around the center of the channel.
In the fine bubble generation portion, the gas supplied through the intake portion is shear-crushed by the swirling water flow due to the negative pressure generated in the reduced diameter portion, so that fine bubbles are generated in the bubble generation portion. Is configured to
The fine bubbles include bubbles having a diameter of 50 μm or less.
When the swirling water stream containing bacteria and the fine bubbles is sterilized by irradiating the swirling water stream with ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation section, the void ratio between the fine bubble generation section and the ultraviolet irradiation section is 0.01 or more. , 0.05 or less,
The optical axis of the radiant flux of ultraviolet rays emitted from the ultraviolet irradiation unit is parallel to the longitudinal direction of the water channel, and the light beam corresponding to the optical axis travels from the downstream side to the upstream side of the water channel. ..
前記出射面は、前記水流に対向する請求項1に記載の殺菌装置。 The ultraviolet irradiation unit has an exit surface from which ultraviolet rays are emitted into the water channel.
The sterilizer according to claim 1, wherein the exit surface faces the water flow.
前記曲げ部に前記紫外線照射部が配置されている請求項1または請求項2に記載の殺菌装置。 Provided with the waterway having an L-shaped bend,
The sterilizer according to claim 1 or 2, wherein the ultraviolet irradiation portion is arranged in the bent portion.
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