JP7251463B2 - 給湯機 - Google Patents

Description

本開示は、給湯機に関する。

入浴中または入浴後の浴槽内で繁殖する各種の菌の増加を抑えるため、浴槽から浴水循環経路を通って流入する浴水に紫外線を照射して浴水を除菌する除菌装置を備えた給湯機が知られている。下記特許文献１に開示された液体浄化処理装置は、被処理液体の流入口及び処理済液体の流出口を有する容器と、容器内に配設した紫外線放射ランプと、流入口及び流出口を囲むように容器の外側に形成されて、樹脂製の継手と内周面において締結部を形成する筒状の取り付け部と、を備える。取り付け部は、内径が、対応する流入口または流出口の口径より大きい。

特開２０１５－１３９７１１号公報

特許文献１の液体浄化処理装置では、以下の課題がある。取り付け部の内径よりも、流入口または流出口の口径の方が小さいので、絞り部となり、圧力損失が発生する。また、紫外線放射ランプからランプ軸に垂直な方向に放射される紫外線が締結部に照射されることを防止できるが、当該紫外線が、継手のうちで締結部以外の部分に照射されることを防止できない。また、紫外線放射ランプからランプ軸に垂直な方向以外の方向に放射される紫外線については、締結部を含め、継手に照射されることを防止できない。これらのことから、樹脂製の継手が紫外線によって劣化することを十分に防止できない。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、浴水循環経路を形成する流路部品が除菌装置の紫外線によって劣化することを防止する上で有利になる給湯機を提供することを目的とする。

本開示に係る給湯機は、浴槽から浴水循環経路を通って流入する浴水を除菌する除菌装置を備えた給湯機であって、除菌装置は、浴水が流れる処理空間を形成する筐体と、処理空間に流入する浴水が通る流入口と、処理空間から流出する浴水が通る流出口と、処理空間内の浴水に紫外線を照射する紫外線照射部と、を備え、給湯機は、流入口及び流出口のうちの少なくとも一方の浴水口に接続され、紫外線耐性を有する継手を備え、継手は、浴水口に接続された一端と、浴水循環経路を形成する流路部品に接続された他端とを有し、継手の流路断面積は、浴水口の流路断面積以上であり、継手は、流路が曲がった曲げ部を有し、処理空間から継手の内部へ入射した紫外線が曲げ部の内壁に当たることにより当該紫外線が流路部品に直接照射されることが防止されるものである。

本開示によれば、浴水循環経路を形成する流路部品が除菌装置の紫外線によって劣化することを防止する上で有利になる給湯機を提供することが可能となる。

実施の形態１による給湯機を示す正面図である。 実施の形態１による給湯機の貯湯ユニットの内部及び浴槽の構成を示す模式図である。 実施の形態１による給湯機が備える除菌装置、第一継手、及び第二継手の断面図である。 図３の一部を拡大した断面図である。

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、説明を簡略化または省略する。以下の説明において、「水」との記載は、原則として、液体の水を意味し、低温の水から高温の湯までが含まれうるものとする。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による給湯機１を示す正面図である。図１に示すように、本実施の形態の給湯機１は、ヒートポンプユニット２と貯湯ユニット３とを備えた貯湯式給湯機である。ヒートポンプユニット２は水を加熱する加熱手段の例である。ヒートポンプユニット２と貯湯ユニット３との間が、ヒートポンプ往き配管４と、ヒートポンプ戻り配管５と、図示しない電気配線とにより接続されている。加熱前の低温水が貯湯ユニット３からヒートポンプ往き配管４を通ってヒートポンプユニット２へ送られる。ヒートポンプユニット２により加熱された高温水がヒートポンプ戻り配管５を通って貯湯ユニット３に戻り、貯留される。貯湯ユニット３は、風呂往き配管７及び風呂戻り配管８を介して、浴室に設置された浴槽１００に接続されている。以下の説明では、浴槽１００に溜められた湯水を「浴水」と称する。風呂往き配管７及び風呂戻り配管８は、浴槽１００と貯湯ユニット３との間で浴水が循環する経路である浴水循環経路６の一部を形成する。図示の構成ではヒートポンプユニット２と貯湯ユニット３とが別体であるが、本開示による給湯機はヒートポンプユニット２と貯湯ユニット３とが一体となったものでもよい。また、本開示による給湯機は、貯湯式給湯機に限定されるものではなく、瞬間式給湯機にも適用可能である。

図２は、実施の形態１による給湯機１の貯湯ユニット３の内部及び浴槽１００の構成を示す模式図である。図２に示すように、貯湯ユニット３内に貯湯タンク９が設置されている。以下の説明では、貯湯タンク９に貯留された湯水を「タンク水」と称する。貯湯ユニット３内には、さらに、タンク水ポンプ１０と、浴水熱交換器１１と、浴水ポンプ１２と、除菌装置１３とが設けられている。浴水熱交換器１１は、タンク水が通る一次側流路１１ａと、浴水が通る二次側流路１１ｂとを有する。一次側流路１１ａの入口は、流路１４を介して貯湯タンク９につながっている。流路１４の途中にタンク水ポンプ１０が接続されている。一次側流路１１ａの出口は、流路１５を介して貯湯タンク９につながっている。タンク水ポンプ１０が作動すると、貯湯タンク９から流出したタンク水が流路１４、タンク水ポンプ１０、一次側流路１１ａ、及び流路１５を通って貯湯タンク９に戻るように循環する。

風呂戻り配管８の下流端は、浴水ポンプ１２の吸入口に接続されている。浴水ポンプ１２の吐出口は、流路１６を介して二次側流路１１ｂの入口につながっている。浴水ポンプ１２が作動すると、浴槽１００から流出した浴水が、風呂戻り配管８、浴水ポンプ１２、及び流路１６を通って二次側流路１１ｂに流入する。二次側流路１１ｂを通過した浴水は、除菌装置１３に流入する。除菌装置１３を通過した浴水は、風呂往き配管７を通って、浴槽１００内に戻る。浴水ポンプ１２、流路１６、及び二次側流路１１ｂは、浴水循環経路６の一部を形成する。

本実施の形態では、タンク水ポンプ１０及び浴水ポンプ１２を作動させて浴水熱交換器１１にてタンク水と浴水との間で熱を交換することにより、浴槽１００の追い焚き運転をしたり、浴槽１００の残り湯の熱を貯湯タンク９内に回収する熱回収運転をしたりすることができる。なお、図２では、ヒートポンプ往き配管４及びヒートポンプ戻り配管５の図示が省略されている。また、上水道のような水源から供給される水が通る給水配管と、浴槽１００、蛇口、シャワーなどの給湯先へ給湯する給湯配管、給湯温度を調整するための混合弁、給湯機１の動作を制御する制御装置などの機器が貯湯ユニット３内にさらに設けられているが、それらの機器についても図示が省略されている。

除菌装置１３は、浴槽１００から浴水循環経路６を通って流入する浴水に紫外線を照射することにより浴水を除菌する。これにより、入浴中または入浴後の浴槽１００内で繁殖する可能性のある各種の菌の増加を抑えることができる。給湯機１は、追い焚き運転あるいは熱回収運転のときに除菌装置１３により浴水を除菌してもよいし、タンク水ポンプ１０を作動させずに浴水ポンプ１２を作動させながら除菌装置１３により浴水を除菌する除菌運転を追い焚き運転及び熱回収運転とは別に実行してもよい。

図３は、実施の形態１による給湯機１が備える除菌装置１３、第一継手２０、及び第二継手２１の断面図である。図３に示すように、除菌装置１３は、浴水が流れる処理空間１７ａを形成する筐体１７と、処理空間１７ａに流入する浴水が通る流入口１８と、処理空間１７ａから流出する浴水が通る流出口１９と、処理空間１７ａ内の浴水に紫外線を照射する紫外線照射部３０とを備える。

図示の例における筐体１７は、矩形の断面形状を有しているが、筐体１７の形状は図示の例に限定されるものではない。筐体１７は、処理空間１７ａを間に挟んで互いに向かい合う位置にある第一壁１７ｂ及び第二壁１７ｃを有する。流入口１８は、第一壁１７ｂの外面から外側へ突出している。流出口１９は、第二壁１７ｃの外面から外側へ突出している。流入口１８の中心軸を筐体１７の内側へ延長した仮想直線は、第二壁１７ｃと交差する。流出口１９の中心軸を筐体１７の内側へ延長した仮想直線は、第一壁１７ｂ及び紫外線照射部３０と交差する。

図示の例では、流入口１８及び流出口１９が筐体１７と一体に形成されている。変形例として、流入口１８及び流出口１９が、筐体１７とは別の部品になっていてもよい。筐体１７、流入口１８、及び流出口１９は、後述する紫外線耐性材料を用いて作られている。

紫外線照射部３０は、紫外線源を備える。紫外線源は、例えば、水銀灯のような紫外線ランプでもよいし、紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）でもよい。図示の例では、第一壁１７ｂの内面に紫外線照射部３０が固定されている。図示の例のように筐体１７の内側に紫外線照射部３０を配置する構成に代えて、筐体１７の外側に紫外線照射部３０を配置し、紫外線透過性を有する窓を筐体１７に設け、紫外線照射部３０から発せられた紫外線が当該窓を透過して処理空間１７ａ内の浴水に照射される構成としてもよい。図３中の紫外線Ｕは、紫外線照射部３０から処理空間１７ａ内に照射された紫外線の進路の例を示す。

第一継手２０は、紫外線耐性を有する材料を用いて作られている。例えば、第一継手２０は、銅あるいはステンレス鋼のような金属材料を用いて作られたものでもよい。また、第一継手２０は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシアルカン）等のフッ素系樹脂、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）等のアクリル樹脂、ポリカーボネートのような、紫外線によって劣化しにくい樹脂材料を用いて作られたものでもよい。また、第一継手２０は、紫外線から保護するための添加剤（例えば、紫外線吸収剤、光安定剤など）が配合された樹脂材料を用いて作られたものでもよい。第一継手２０は、上述したような紫外線耐性材料を複数組み合わせて作られたものでもよい。第一継手２０は、紫外線耐性を有しているので、紫外線照射部３０からの紫外線に当たっても、劣化が確実に抑制される。

第一継手２０は、流出口１９に接続された一端２０ａを有している。第一継手２０は、流出口１９に連通する浴水の流路を形成する。図示を省略するが、第一継手２０の他端は、浴水循環経路６を形成する他の流路部品に接続されている。当該流路部品は、例えば、風呂往き配管７でもよいし、他の継手でもよい。当該流路部品は、紫外線耐性を有しない通常の樹脂材料で作られていてもよい。

第一継手２０は、第一ストレート部２０ｂ、曲げ部２０ｃ、及び第二ストレート部２０ｄを有する。第一ストレート部２０ｂは、一端２０ａから、流出口１９の中心軸と同じ方向に真っ直ぐに延びる流路を形成する。曲げ部２０ｃは、第一ストレート部２０ｂと第二ストレート部２０ｄとの間にある。曲げ部２０ｃは、曲がった流路を形成する。第二ストレート部２０ｄは、曲げ部２０ｃから、第一ストレート部２０ｂとは異なる方向へ真っ直ぐに延びる流路を形成する。図示の例では、第二ストレート部２０ｄの中心軸は、第一ストレート部２０ｂの中心軸に対して直交する。図示の例に代えて、第二ストレート部２０ｄの中心軸と、第一ストレート部２０ｂの中心軸との間の角度が、鈍角または鋭角でもよい。

本実施の形態では、処理空間１７ａから第一継手２０の内部へ入射した紫外線Ｕが曲げ部２０ｃの内壁に当たって遮られることにより、この紫外線Ｕが、第一継手２０の他端に接続された流路部品に直接照射されることが防止される。これにより、当該流路部品が紫外線によって劣化することを確実に防止できる。また、当該流路部品を紫外線耐性材料で作る必要がないので、当該流路部品のコストを抑制できる。

一般に、貯湯ユニット３の内部では、部品間を接続するために、銅あるいはステンレス鋼などからなるパイプ継手が用いられる場合がある。そのようなパイプ継手を第一継手２０として用いてもよい。貯湯ユニット３内の限られたスペースで部品を配置するために、そのようなパイプ継手は、曲げ部を要することが多い。よって、製造コストを増加させることなく、曲げ部２０ｃを備えた第一継手２０を設けることができる。

第二継手２１は、流入口１８に接続された一端２１ａを有している。第二継手２１は、流入口１８に連通する浴水の流路を形成する。図示を省略するが、第二継手２１の他端は、浴水循環経路６を形成する他の流路部品に接続されている。例えば、第二継手２１の他端は、浴水熱交換器１１の二次側流路１１ｂの出口に接続されていてもよい。

本実施の形態では、紫外線照射部３０から発せられた紫外線Ｕが流出口１９に直接照射されるように、紫外線照射部３０が配置されている。紫外線照射部３０から発せられた紫外線Ｕは、流出口１９内の流路及び第一ストレート部２０ｂ内の流路に到達する。このため、処理空間１７ａを流れる浴水だけでなく、流出口１９内の流路及び第一ストレート部２０ｂ内の流路を流れる浴水にも紫外線Ｕが照射される。その結果、浴水が紫外線Ｕに当たる時間が長くなるので、除菌効果を向上することが可能となる。紫外線照射部３０から発せられる紫外線Ｕの光軸が、流出口１９内の流路及び第一ストレート部２０ｂ内の流路を通るように、紫外線照射部３０が配置されてもよい。

本実施の形態では、紫外線照射部３０から発せられた紫外線Ｕが流入口１８に直接照射されないように、紫外線照射部３０が配置されている。このため、紫外線Ｕが紫外線照射部３０から第二継手２１の内部に直接入射することはない。第二継手２１は、流路が曲がった曲げ部を有していない。本実施の形態であれば、紫外線Ｕが紫外線照射部３０から第二継手２１の内部に直接入射することがないので、曲げ部を有しない第二継手２１を用いても、第二継手２１の他端に接続された流路部品に紫外線Ｕが当たることを確実に防止できる。曲げ部を有しない第二継手２１を用いることで、第二継手２１のコストを低減できる。本実施の形態では、処理空間１７ａにおいて流入口１８と紫外線照射部３０との間を隔てる隔壁３１が設けられている。紫外線照射部３０から発せられた紫外線Ｕが隔壁３１に遮られることで、紫外線Ｕが流入口１８に直接照射されることをより確実に防止できる。図示の例における隔壁３１は、流入口１８と紫外線照射部３０との間の第一壁１７ｂの内面から処理空間１７ａの中央部に向かって突出している。

図示の例では、流出口１９が第一浴水口に相当し、流入口１８が第二浴水口に相当する。なお、図示の例とは逆に、紫外線照射部３０から発せられた紫外線Ｕが流入口１８に直接照射され、紫外線照射部３０から発せられた紫外線Ｕが流出口１９に直接照射されないように、紫外線照射部３０が配置されてもよい。その場合には、第一浴水口に相当する流入口１８に第一継手２０が接続され、第二浴水口に相当する流出口１９に第二継手２１が接続される。

また、図示の例に代えて、紫外線照射部３０から発せられた紫外線Ｕが、流入口１８及び流出口１９の双方に直接照射されるように、紫外線照射部３０が配置されてもよい。その場合には、流入口１８及び流出口１９の双方に第一継手２０を接続することが望ましい。

除菌装置１３は、第一継手２０が取り付けられる継手取付部２２と、第二継手２１が取り付けられる継手取付部２３とを備える。継手取付部２２は、流出口１９の先端につながった筒状の部位である。継手取付部２２は、流出口１９よりも大きい内径及び外径を有する。継手取付部２２の内径は、第一継手２０の外径よりも大きい。継手取付部２２内に第一継手２０の一端２０ａが挿入されている。固定具２４により第一継手２０が継手取付部２２に固定されている。継手取付部２３は、流入口１８の先端につながった筒状の部位である。継手取付部２３は、流入口１８よりも大きい内径及び外径を有する。継手取付部２３の内径は、第二継手２１の外径よりも大きい。継手取付部２３内に第二継手２１の一端２１ａが挿入されている。固定具２５により第二継手２１が継手取付部２３に固定されている。固定具２４及び固定具２５は、例えば、クイックファスナでもよい。上記の構成により、除菌装置１３に対して第一継手２０及び第二継手２１を簡単な構造で確実に取り付けることが可能となる。

第一継手２０の内壁面の少なくとも一部に、紫外線を反射する反射領域が形成されていてもよい。当該反射領域により反射した紫外線が再び浴水に照射されることで、除菌効率をさらに向上できる。反射領域は、紫外線反射率が高い材料により形成される。当該材料を以下「紫外線反射材料」と称する。紫外線反射材料としては、例えば、前述したフッ素系樹脂、ステンレス鋼等の金属材料などが挙げられる。曲げ部２０ｃの内壁面に入射する紫外線は、当該内壁面との間の角度が垂直に近い角度になる場合があるので、反射されやすい。このため、第一継手２０の一端２０ａから曲げ部２０ｃまでの内壁面に反射領域を形成することで、紫外線を効率良く反射することができ、除菌効率をさらに向上できる。

図４は、図３の一部を拡大した断面図である。図４に示すように、第一継手２０の内径Ｄ１は、流出口１９の内径Ｄ２よりも大きい。このため、第一継手２０の流路断面積は、流出口１９の流路断面積よりも大きい。本実施の形態であれば、流出口１９と第一継手２０との接続部に、流路が絞られる絞り部が形成されないので、圧力損失による流量の低下を確実に回避できる。本実施の形態であれば、浴水循環経路６を形成する流路部品の紫外線による劣化と、圧力損失による浴水の流量の低下との双方を確実に防止できる。図示の例では、第一継手２０の一端２０ａの開口の口径は、内径Ｄ１に等しい。

流出口１９の流路の断面形状は、円形以外の形状でもよい。また、第一継手２０の流路の断面形状は、円形以外の形状でもよい。それらの場合においても、第一継手２０の流路断面積が、流出口１９の流路断面積以上であれば、上述した効果が得られる。なお、流路断面積は、流体の流れ方向に垂直な断面における面積である。

給湯機１は、継手取付部２２と第一継手２０との隙間を封止するＯリング２６を備える。Ｏリング２６は、シール部材の例である。Ｏリング２６は、継手取付部２２の内周面と第一継手２０の外周面との間に挟まれる。Ｏリング２６により液密性が確保されることで、継手取付部２２と第一継手２０との隙間からの浴水の漏れが防止される。Ｏリング２６は、紫外線耐性を有する弾性材料で作られている。紫外線耐性を有する弾性材料としては、例えば、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ブチルゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。また、Ｏリング２６は、紫外線から保護するための添加剤（例えば、紫外線吸収剤、光安定剤など）が配合された弾性材料を用いて作られたものでもよい。本実施の形態であれば、紫外線耐性を有するＯリング２６のようなシール部材を用いたことで、除菌装置１３からの紫外線によるシール部材の劣化を確実に抑制できる。また、本実施の形態であれば、シール部材としてＯリング２６を用いたことで、継手取付部２２と第一継手２０との連結部分が簡単な構造になるので、コストの低減に有利になる。ただし、本開示においては、Ｏリング２６以外のシール部材を用いてもよい。

なお、図示の例に代えて、第一継手２０の内径が継手取付部２２の外径よりも大きく、第一継手２０内に継手取付部２２が挿入される構成としてもよい。その場合でも、図示の例と同様の効果が得られる。

また、継手取付部２３と第二継手２１との連結部分の構造は、継手取付部２２と第一継手２０との連結部分の構造と同様であるので、拡大断面図を省略する。

１ 給湯機、 ２ ヒートポンプユニット、 ３ 貯湯ユニット、 ４ ヒートポンプ往き配管、 ５ ヒートポンプ戻り配管、 ６ 浴水循環経路、 ７ 風呂往き配管、 ８ 風呂戻り配管、 ９ 貯湯タンク、 １０ タンク水ポンプ、 １１ 浴水熱交換器、 １１ａ 一次側流路、 １１ｂ 二次側流路、 １２ 浴水ポンプ、 １３ 除菌装置、 １４ 流路、 １５ 流路、 １６ 流路、 １７ 筐体、 １７ａ 処理空間、 １７ｂ 第一壁、 １７ｃ 第二壁、 １８ 流入口、 １９ 流出口、 ２０ 第一継手、 ２０ａ 一端、 ２０ｂ 第一ストレート部、 ２０ｃ 曲げ部、 ２０ｄ 第二ストレート部、 ２１ 第二継手、 ２１ａ 一端、 ２２ 継手取付部、 ２３ 継手取付部、 ２４ 固定具、 ２５ 固定具、 ２６ Ｏリング、 ３０ 紫外線照射部、 ３１ 隔壁、 １００ 浴槽

Claims (7)

1. 浴槽から浴水循環経路を通って流入する浴水を除菌する除菌装置を備えた給湯機であって、
   前記除菌装置は、
   前記浴水が流れる処理空間を形成する筐体と、
   前記処理空間に流入する前記浴水が通る流入口と、
   前記処理空間から流出する前記浴水が通る流出口と、
   前記処理空間内の前記浴水に紫外線を照射する紫外線照射部と、
   を備え、
   前記給湯機は、前記流入口及び前記流出口のうちの少なくとも一方の浴水口に接続され、紫外線耐性を有する継手を備え、
   前記継手は、前記浴水口に接続された一端と、前記浴水循環経路を形成する流路部品に接続された他端とを有し、
   前記継手の流路断面積は、前記浴水口の流路断面積以上であり、
   前記継手は、流路が曲がった曲げ部を有し、
   前記処理空間から前記継手の内部へ入射した紫外線が前記曲げ部の内壁に当たることにより当該紫外線が前記流路部品に直接照射されることが防止される給湯機。
2. 前記紫外線照射部から発せられた紫外線が前記流入口及び前記流出口のうちの一方である第一浴水口に直接照射され、かつ、前記紫外線照射部から発せられた紫外線が前記流入口及び前記流出口のうちの他方である第二浴水口に直接照射されないように、前記紫外線照射部が配置されており、
   前記継手の前記一端は、前記第一浴水口に接続されており、
   前記第二浴水口に接続され、流路が曲がった曲げ部を有しない第二継手をさらに備える請求項１に記載の給湯機。
3. 前記除菌装置は、前記継手が取り付けられる継手取付部を備え、
   前記継手取付部の内径が前記継手の外径よりも大きく、
   前記継手取付部内に前記継手が挿入されている請求項１または請求項２に記載の給湯機。
4. 前記除菌装置は、前記継手が取り付けられる継手取付部を備え、
   前記継手の内径が前記継手取付部の外径よりも大きく、
   前記継手内に前記継手取付部が挿入されている請求項１または請求項２に記載の給湯機。
5. 前記継手取付部と前記継手との隙間を封止するシール部材を備え、
   前記シール部材は、紫外線耐性を有する請求項３または請求項４に記載の給湯機。
6. 前記シール部材は、Ｏリングである請求項５に記載の給湯機。
7. 前記継手の内壁面の少なくとも一部に、紫外線を反射する反射領域が形成されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の給湯機。

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