JP7275700B2 - 殺菌装置および給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、殺菌装置およびこの殺菌装置を備えた給湯装置に関するものである。

特許文献１に、風呂装置が記載されている。特許文献１に記載の風呂装置は、除菌部として、ＵＶユニットを備えている。ＵＶユニットは、紫外線を照射することで殺菌を行う殺菌装置の一例である。

特開２０１８－１３４３１６号公報

紫外線を照射する光源としては、ＬＥＤがある。ＬＥＤは、紫外線を発するために点灯をすると発熱する。ＬＥＤは、その許容温度を超えるまで昇温すると、劣化してしまう。従来技術においては、紫外線を照射する殺菌装置の光源としてＬＥＤを用いた場合、当該光源が許容温度を超えるまで昇温して劣化してしまうという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、光源の劣化を抑制可能な殺菌装置を提供することである。また、本発明の目的は、この殺菌装置を備えた給湯装置を提供することである。

本発明に係る殺菌装置は、紫外線を発するＬＥＤ光源を有し、水路を流れる水に対して前記ＬＥＤ光源が発した紫外線を照射する紫外線照射部と、紫外線照射部の温度を検出可能な位置に設けられた温度検出部と、を備える。
紫外線の照射を停止している紫外線照射部は、温度検出部が検出した温度が第１の基準温度を下回っている場合には紫外線の照射を開始して温度検出部が検出した温度が第１の基準温度を上回っている場合には紫外線の照射を停止し続け、紫外線の照射を実行している紫外線照射部は、温度検出部が検出した温度が第２の基準温度を下回っている場合には紫外線の照射を継続して温度検出部が検出した温度が第２の基準温度を上回っている場合には紫外線の照射を停止する。
また、本発明に係る給湯装置は、上記の殺菌装置と、上記の水路と、を備えるものである。

本発明によれば、光源の劣化を抑制可能な殺菌装置およびこの殺菌装置を備えた給湯装置を提供することができる。

実施の形態１による殺菌装置を備えた給湯装置の全体構成を示す図である。 実施の形態１による殺菌装置の構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態１による殺菌装置の制御ブロック図である。 実施の形態１による制御装置の機能を実現するためのハードウェア構成の例を示す図である。 実施の形態１による殺菌装置の第１の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態１による殺菌装置の第２の動作例を示すフローチャートである。 実施の形態１による殺菌装置の第３の動作例を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、以下の実施の形態によって開示される構成のあらゆる変形およびあらゆる組み合わせを含み得るものである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による殺菌装置１００を備えた給湯装置１の全体構成を示す図である。図２は、実施の形態１による殺菌装置１００の構成を模式的に示す断面図である。まず、図１を参照し、殺菌装置１００を備えた給湯装置１について説明する。

図１に示されるように、実施の形態１による殺菌装置１００を備えた給湯装置１は、ヒートポンプユニット２および貯湯タンクユニット３を備える。ヒートポンプユニット２は、屋外に設置される。貯湯タンクユニット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と貯湯タンクユニット３とが別体であるが、ヒートポンプユニット２と貯湯タンクユニット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および冷媒配管９を備える。圧縮機５、熱交換器６、減圧装置７および蒸発器８は、冷媒配管９によって環状に接続されている。

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、のうちの一つである。熱交換器６は、圧縮機５により圧縮されて高温高圧になった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。

貯湯タンクユニット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および殺菌装置１００が備えられている。また、本実施の形態において、貯湯タンクユニット３には、制御装置５０が備えられている。

貯湯タンク１０は、低温の水とヒートポンプユニット２によって加熱された湯とを貯留することができる。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、温度成層を形成することができる。貯湯タンク１０内は、上側が高温で下側が低温になる。

貯湯タンクユニット３の内部には、外部から第一給水路２１が引き込まれている。第一給水路２１には、例えば、上水道等の水源からの水が流れる。第一給水路２１は、貯湯タンクユニット３の内部で減圧弁１６に接続されている。減圧弁１６は、第一給水路２１から供給される水の圧力を、所定圧力に減圧する。

第一給水路２１は、減圧弁１６の下流において、第二給水路２２と第三給水路２３とに分岐している。第二給水路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。水源からの水が第一給水路２１および第二給水路２２を通って貯湯タンク１０の下部に供給されることで、貯湯タンク１０は、満水状態に維持される。また、第三給水路２３は、給湯混合弁１７および風呂混合弁１８のそれぞれに、水を供給可能に接続されている。

ヒートポンプユニット２は、貯湯タンク１０から供給された水を沸き上げることができる。給湯装置１には、貯湯タンクユニット３の貯湯タンク１０からヒートポンプユニット２へ水を供給するための第一水路２４および第二水路２５が備えられている。図１に示されるように、第一水路２４は、貯湯タンク１０の下部にある水出口１０ｂと切替弁１２の入口とを接続する。第二水路２５は、切替弁１２の第一出口とヒートポンプユニット２内の熱交換器６の入口とを接続する。

第一ポンプ１１は、第二水路２５の途中の位置に設けられている。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。なお、図示の構成では第一ポンプ１１が貯湯タンクユニット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内に配置されていてもよい。

ヒートポンプユニット２内の熱交換器６の出口は、第三水路２６によって、貯湯タンク１０の上部にある湯入口１０ｃに接続されている。第二水路２５および第三水路２６の一部は、ヒートポンプユニット２および貯湯タンクユニット３の外部を通る。図１に示されるように、第三水路２６の途中の箇所は、第四水路２７によって、切替弁１２の第二出口と接続されている。切替弁１２は、第一水路２４を第二水路２５および第三水路２６に連通させる状態と、第一水路２４を第四水路２７および第三水路２６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に湯を供給することができる。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の上部にある第一湯出口１０ｄは、第五水路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、第六水路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および水出口１０ｂより高い位置にある。第二ポンプ１４は、第六水路２９の途中の位置に設けられている。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。

第五水路２８、風呂熱交換器１３の一次側流路および第六水路２９は、浴槽水を追い焚きするための熱源が循環する追い焚き用熱源回路を構成している。第二ポンプ１４は、この追い焚き用熱源回路に湯を循環させるためのポンプである。

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、第七水路３０を介して、浴槽２００に接続されている。図１に示されるように、第三ポンプ１５は、第七水路３０の途中の位置に設けられている。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、第八水路３１を介して、浴槽２００に接続されている。第七水路３０および第八水路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。

また、貯湯タンク１０の上部にある第二湯出口１０ｅは、第九水路３２の一端が接続されている。第九水路３２の他端側は、途中で分岐し、給湯混合弁１７および風呂混合弁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に湯を供給することができる。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、洗面所の蛇口等の少なくとも１つである。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、第一給湯管３３を介して、給湯栓３００に接続されている。また、給湯栓３００には、貯湯タンクユニット３の外部において、給水管３４が接続されている。給水管３４は、第一給水路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、第二給湯管３５を介して、第七水路３０の途中の位置に接続されている。第二給湯管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、第二給湯管３５内の流路を開閉する。

図１に示されるように、第七水路３０には、風呂往き温度センサ３９が設けられている。風呂往き温度センサ３９は、浴槽２００から第七水路３０へ取り出される浴槽水の温度を検出する。給湯装置１による追い焚き運転は、風呂往き温度センサ３９が検出した水温が設定温度に到達すると、終了する。

図１に示されるように、第八水路３１には、風呂戻り温度センサ４０が設けられている。風呂戻り温度センサ４０は、風呂熱交換器１３を通過した浴槽水の温度を検出する。第一ポンプ１１の動作は、風呂戻り温度センサ４０が検出した水温に応じて制御される。これにより、風呂熱交換器１３の二次側流路の流量が制御される。

殺菌装置１００は、一例として、第八水路３１の途中の位置に設置されている。本実施の形態においては、一例として、殺菌装置１００は、浴槽水が循環する回路に設置されている。殺菌装置１００は、水に対して紫外線を照射して、当該水の殺菌を行う装置である。殺菌装置１００についてのより詳細な説明は後述する。

制御装置５０は、給湯装置１の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、風呂電磁弁３８および殺菌装置１００等の動作は、制御装置５０により制御される。風呂往き温度センサ３９および風呂戻り温度センサ４０で検出された温度情報は、制御装置５０に入力される。制御装置５０は、本開示に係る制御手段の一例である。

制御装置５０には、無線または有線により、双方向にデータ通信可能な端末装置６０が接続されている。端末装置６０は、給湯装置１の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、リビング、浴室の壁等に設置されている。制御装置５０には、異なる場所に設置された複数の端末装置６０が接続されていてもよい。また、例えば、スマートフォンのような持ち運び可能な携帯端末が端末装置６０として機能してもよい。制御装置５０と端末装置６０とは、他の機器またはネットワークを介して通信してもよい。

端末装置６０は、操作部６１および表示装置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、使用者によって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、音声出力装置などの他の報知装置をさらに備えてもよい。

次に、給湯装置１が行う各種の運転について説明する。まず、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。

蓄熱運転が行われる際には、ヒートポンプユニット２および第一ポンプ１１が動作する。また、切替弁１２は、第一水路２４を第二水路２５および第三水路２６に連通させる状態にさせられる。ヒートポンプユニット２、第一ポンプ１１および切替弁１２は、制御装置５０によって制御される。貯湯タンク１０の下部の水出口１０ｂから流出した低温水が、第一水路２４および第二水路２５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される。この湯が、第三水路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。蓄熱運転が行われることで、貯湯タンク１０内には、上から下へ向かって湯が蓄積していく。

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。給湯栓３００への給湯運転が行われる際には、水源から供給される低温水が、第一給水路２１および第三給水路２３を通って、給湯混合弁１７の第一入口に流入する。また、貯湯タンク１０の上部の第二湯出口１０ｅから流出した高温水が、第九水路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、第二湯出口１０ｅから流出した高温水と同量の低温水が、第二給水路２２を通って、水入口１０ａから貯湯タンク１０の下部に流入する。

給湯混合弁１７は、当該給湯混合弁１７に流入した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、第一給湯管３３を通って給湯栓３００へ供給される。制御装置５０は、例えば、第一給湯管３３に設置された図示しない温度センサ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によって設定した温度でもよい。また、使用者は、給湯栓３００を操作することで、第一給湯管３３から供給される湯に、給水管３４から供給される低温水を混合することができる。

次に、浴槽２００への給湯運転について説明する。浴槽２００への給湯運転は、制御装置５０が風呂電磁弁３８を開くことで開始する。浴槽２００への給湯運転が行われる際には、水源から供給される低温水が、第一給水路２１および第三給水路２３を通って、風呂混合弁１８の第一入口に流入する。また、貯湯タンク１０の上部の第二湯出口１０ｅから流出した高温水が、第九水路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、第二湯出口１０ｅから流出した高温水と同量の低温水が、第二給水路２２を通って、水入口１０ａから貯湯タンク１０の下部に流入する。

風呂混合弁１８は、当該風呂混合弁１８に流入した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、第二給湯管３５、第七水路３０および第八水路３１を通って、浴槽２００へ注入される。制御装置５０は、第二給湯管３５に設置された図示しない温度センサ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。追い焚き運転が行われる際には、第二ポンプ１４および第三ポンプ１５が駆動する。第三ポンプ１５が駆動することで、浴槽２００内の浴槽水は、第七水路３０、風呂熱交換器１３および第八水路３１を通過してから浴槽２００に戻るように循環する。

また、第二ポンプ１４が駆動することで、貯湯タンク１０の上部の第一湯出口１０ｄから流出した高温水が、第五水路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、第六水路２９を通って、戻り口１０ｆから貯湯タンク１０内に流入する。

図１によって示される実施例では、第八水路３１に殺菌装置１００が設けられている。すなわち、殺菌装置１００は、追い焚き運転時に、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。図１によって示される実施例において、殺菌装置１００は、追い焚き運転時に循環する浴槽水の殺菌を行うことができる。追い焚き運転時には、浴槽水が殺菌装置１００に殺菌されつつ循環することで、やがて、浴槽２００内の浴槽水の全体が殺菌される。

なお、給湯装置１は、例えば、追い焚き運転とは別の運転として、浴槽水殺菌運転を実行可能に構成されていてもよい。浴槽水殺菌運転が行われる際には、第三ポンプ１５が駆動する。これにより、浴槽水が循環する。循環する浴槽水は、殺菌装置１００によって殺菌される。また、浴槽水殺菌運転が行われる際には、第二ポンプ１４は停止している。浴槽水殺菌運転によれば、浴槽水を昇温させることなく殺菌することができる。

次に、図２を参照し、殺菌装置１００の構成について説明する。図２は、一例として、第八水路３１に設けられた殺菌装置１００の構成例を示している。なお、殺菌装置１００が設けられる位置は、図１および図２に示される実施例に限定されるものではない。殺菌装置１００は、給湯装置１に備えられた任意の水路に設置されてもよい。例えば、殺菌装置１００は、水源から貯湯タンク１０に水を流入させる水路に設置されてもよい。また、給湯装置１には、複数の殺菌装置１００が備えられていてもよい。以下では、あくまで一例として、第八水路３１に設けられた殺菌装置１００の構成について説明する。

殺菌装置１００は、水路を流れる水に対して紫外線を照射する紫外線照射部１０１を備える。本実施の形態において、紫外線照射部１０１は、第八水路３１を通過する水に紫外線を照射する。

第八水路３１内の水の中には、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。紫外線は、細菌などの微生物を死滅または不活化する作用を有する。本開示では、紫外線による細菌等の死滅または不活化をまとめて、「殺菌」と総称している。第八水路３１内の水に含まれる細菌のような微生物は、紫外線照射部１０１からの紫外線により、殺菌される。本実施の形態であれば、浴槽水に、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。なお、本開示では、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。

紫外線照射部１０１は、例えば、図２に示されるように、ＬＥＤ光源１０２、基板１０３、台座部１０４、放熱部１０５および窓部１０６を備えている。

ＬＥＤ光源１０２は、紫外線を発する発光ダイオードである。ＬＥＤ光源１０２は、予め設定された波長の紫外線を発する。ＬＥＤ光源１０２が発する紫外線の波長は、例えば、２００ｎｍから４００ｎｍの範囲内に含まれていることが望ましい。２００ｎｍから４００ｎｍ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。

ＬＥＤ光源１０２は、基板１０３に設けられている。ＬＥＤ光源１０２は、基板１０３を介して直流電流が供給されることにより点灯する。基板１０３の制御、すなわち、ＬＥＤ光源１０２の点灯の制御は、制御装置５０によって行われる。紫外線照射部１０１は、ＬＥＤ光源１０２が点灯することで発せられた紫外線を水に対して照射するものである。

ＬＥＤ光源１０２が設けられた基板１０３は、台座部１０４に設けられている。台座部１０４の材質は、例えば、アルミニウムである。台座部１０４には、ＬＥＤ光源１０２が点灯することで生じた熱を放熱するための放熱部１０５が設けられている。

ＬＥＤ光源１０２の発光面側は、窓部１０６によって覆われている。窓部１０６の材質は、紫外線透過性を有する。窓部１０６の一部は、紫外線を拡散させるように構成されてもよい。窓部１０６の材質は、具体的には、例えば、石英ガラス等である。窓部１０６は、第八水路３１の内側に露出している。ＬＥＤ光源１０２が発した紫外線は、窓部１０６を透過して、第八水路３１を通過する水に照射される。

紫外線照射部１０１から照射される紫外線が当たる可能性のある範囲の第八水路３１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、紫外線耐性およ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等のフッ素系樹脂で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１０１からの紫外線が当該内壁面で反射し、紫外線照射部１０１から、より遠い範囲にまで、紫外線が照射される。なお、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。

また、殺菌装置１００は、図２に示されるように、温度検出部１０７を備える。温度検出部１０７は、物の温度を検出可能に構成されている。温度検出部１０７は、例えば、熱電対式のセンサまたはサーミスタ等から構成される。温度検出部１０７は、紫外線照射部１０１の温度を検出可能な位置に設けられている。本実施の形態において、温度検出部１０７は、ＬＥＤ光源１０２の近傍に配置されている。温度検出部１０７は、熱抵抗が既知である物体に接触して配置される。具体的には、温度検出部１０７は、例えば、基板１０３の裏側、台座部１０４の裏側、放熱部１０５の表面等に設けられてもよい。

一例として、温度検出部１０７は、図２に示されるように、台座部１０４と放熱部１０５との間に設けられる。温度検出部１０７とＬＥＤ光源１０２との間にある物体である基板１０３および台座部１０４の熱抵抗は既知である。このため、本実施の形態において、温度検出部１０７は、ＬＥＤ光源１０２の温度を検出することができる。ＬＥＤ光源１０２の点灯動作は、温度検出部１０７が検出した温度の情報に基づいて制御される。ＬＥＤ光源１０２の点灯動作の具体的な制御については、後述する。

放熱部１０５は、第八水路３１および殺菌装置１００の周囲の空気に露出している。殺菌装置１００の周囲の空気と温度検出部１０７との間にある物体である放熱部１０５の熱抵抗は既知である。ＬＥＤ光源１０２が点灯していない状態、すなわち、ＬＥＤ光源１０２が発熱していない状態において、温度検出部１０７は、殺菌装置１００の周囲の気温を検出することができる。貯湯タンクユニット３が屋外に設置されている場合、第八水路３１に設けられた殺菌装置１００の周囲の空気の温度は、屋外の気温、すなわち外気の温度と同等となる。このため、本実施の形態おいて、温度検出部１０７は、外気の温度を検出することができる。本実施の形態において、温度検出部１０７は、給湯装置１の動作を制御するための外気の温度の情報を取得する温度センサとしても機能する。

図３は、実施の形態１による殺菌装置１００の制御ブロック図である。上記したように、温度検出部１０７は、紫外線照射部１０１の温度を検出する。温度検出部１０７が検出した紫外線照射部１０１の温度情報は、制御装置５０に入力される。また、温度検出部１０７は、外気の温度を検出する。温度検出部１０７が検出した外気温の温度情報は、制御装置５０に入力される。

制御装置５０は、温度検出部１０７が検出した温度情報に基づいて、紫外線照射部１０１を制御する。また、一例として、制御装置５０は、温度検出部１０７が検出した外気温に応じて、ヒートポンプユニット２を制御する。制御装置５０は、例えば、温度検出部１０７が検出した外気温に応じて、ヒートポンプユニット２による沸き上げ量を調節する。また、制御装置５０は、例えば、温度検出部１０７が検出した外気温に応じて、ヒートポンプユニット２に凍結防止運転を行わせる。なお、図３においては図示を省略しているが、制御装置５０は、例えば、温度検出部１０７が検出した温度情報に基づいて、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および風呂電磁弁３８を制御してもよい。

図４は、実施の形態１の制御装置５０の機能を実現するためのハードウェア構成の例を示す図である。殺菌装置１００および殺菌装置１００を備えた給湯装置１を制御するための制御手段の一例である制御装置５０の機能は、処理回路５１によって実現することができる。

処理回路５１は、例えば、専用ハードウェア５２として形成されていてもよい。処理回路５１は、プロセッサ５３およびメモリ５４を備えていてもよい。処理回路５１は、その一部が専用ハードウェア５２として形成され、且つ、更にプロセッサ５３およびメモリ５４を備えていてもよい。図４は、処理回路５１の一部が専用ハードウェア５２として形成され、当該処理回路５１が更にプロセッサ５３およびメモリ５４を備えている場合の例を示している。

一部が少なくとも１つの専用ハードウェア５２である処理回路５１には、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

プロセッサ５３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータあるいはＤＳＰともいう。メモリ５４には、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、または磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクおよびＤＶＤ等が該当する。

処理回路５１が少なくとも１つのプロセッサ５３および少なくとも１つのメモリ５４を備える場合、制御装置５０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ５４に格納される。プロセッサ５３は、メモリ５４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、予め設定された処理を実行して制御装置５０の機能を実現する。

このように、処理回路５１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、制御装置５０の機能を実現することができる。なお、給湯装置１は、単一の制御装置５０により動作が制御される構成に限定されるものではない。給湯装置１は、複数の装置が連携することで動作を制御されてもよい。

図１から図３によって示される構成例においては、１つの制御装置５０によって、一例として、ヒートポンプユニット２、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、風呂電磁弁３８および紫外線照射部１０１が制御されている。例えば、紫外線照射部１０１を制御する装置は、ヒートポンプユニット２、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および風呂電磁弁３８等の給湯装置１を構成する各機器を制御する装置とは別であってもよい。また、当該各機器を制御する装置および紫外線照射部１０１を制御する装置の少なくとも一方は、給湯装置１の外部に設けられていてもよい。

次に、実施の形態１による殺菌装置１００の動作例について、フローチャートを参照して説明する。図５は、実施の形態１による殺菌装置１００の第１の動作例を示すフローチャートである。例えば、殺菌装置１００は、上記した追い焚き運転または浴槽水殺菌運転が行われる際に動作する。なお、殺菌装置１００は、追い焚き運転および浴槽水殺菌運転のいずれも行われていないとき、すなわち、給湯装置１の水路内に流れが生じていないときに動作をしてもよい。

殺菌装置１００の動作の開始時において、紫外線照射部１０１は、紫外線の照射を停止している。殺菌装置１００の動作が開始すると、まず、温度検出部１０７によって温度情報が検出される。本実施の形態では、紫外線照射部１０１による紫外線の照射が停止している時、温度検出部１０７は、ＬＥＤ光源１０２の温度と外気の温度とを検出する。紫外線照射部１０１による紫外線の照射が停止している時、ＬＥＤ光源１０２の温度と外気の温度とは同等になっている。

図５に示されるように、殺菌装置１００の動作が開始して温度検出部１０７による温度情報の検出が行われると、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１の判定は、例えば、制御装置５０によって行われる。なお、ステップＳ１０１の判定は、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１を超えているか否かの判定であってもよい。

ステップＳ１０１での判定の閾値である基準温度Ｔ１は、ＬＥＤ光源１０２の許容温度に応じて予め設定される。ＬＥＤ光源１０２の許容温度は、例えば、１００℃である。ＬＥＤ光源１０２の許容温度が１００℃であるとき、基準温度Ｔ１は、例えば、６０℃として設定される。本実施の形態における基準温度Ｔ１は、本開示に係る第１の基準温度の一例である。

温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１以上であるとステップＳ１０１において判定された場合、紫外線照射部１０１のＬＥＤ光源１０２は、オフの状態になる（ステップＳ１０２）。すなわち、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１を上回っている場合には、紫外線照射部１０１は、紫外線の照射を停止し続ける。

このように、本実施の形態においては、温度検出部１０７が検出した温度、すなわちＬＥＤ光源１０２の温度および外気温が基準温度Ｔ１を超える高温である場合には、ＬＥＤ光源１０２は点灯を開始しない。本実施の形態によれば、ＬＥＤ光源１０２の温度が許容温度を超えるまで過剰に上昇してしまうことが防止される。これにより、ＬＥＤ光源１０２の劣化が抑制され、また、殺菌装置１００による殺菌効果の低下が抑制される。

一方、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１を下回っているとステップＳ１０１において判定された場合、紫外線照射部１０１のＬＥＤ光源１０２は、オンの状態になる（ステップＳ１０３）。紫外線の照射を停止している紫外線照射部１０１は、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１を下回っている場合には、紫外線の照射を開始する。これにより、水の殺菌が行われる。紫外線照射部１０１は、第１出力で紫外線を照射する。

紫外線照射部１０１が紫外線の照射を実行している際も、温度検出部１０７による温度情報の検出が行われる。紫外線照射部１０１が紫外線の照射を実行している際には、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ２以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の判定は、例えば、制御装置５０によって行われる。なお、ステップＳ１０４の判定は、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ２を超えているか否かの判定であってもよい。

ステップＳ１０４での判定の閾値である基準温度Ｔ２は、ＬＥＤ光源１０２の許容温度に応じて予め設定される。ＬＥＤ光源１０２の許容温度が１００℃であるとき、基準温度Ｔ２は、例えば、ＬＥＤ光源１０２の許容温度である１００℃として設定される。なお、基準温度Ｔ２は、ＬＥＤ光源１０２の許容温度よりも低い温度、例えば、８０℃として設定されてもよい。本実施の形態における基準温度Ｔ２は、本開示に係る第２の基準温度の一例である。第２の基準温度の一例である基準温度Ｔ２は、第１の基準温度の一例である基準温度Ｔ１よりも高い温度として設定される。

温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ２を下回っているとステップＳ１０４において判定された場合、ＬＥＤ光源１０２は、オンの状態のままになる。すなわち、紫外線照射部１０１は、ＬＥＤ光源１０２の温度が基準温度Ｔ２に達するまで紫外線の照射を継続する。一方、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ２以上であるとステップＳ１０４において判定された場合、ＬＥＤ光源１０２は、上記のステップＳ１０２と同様に、オフの状態になる。すなわち、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ２を上回っている場合には、紫外線照射部１０１は、紫外線の照射を停止する。

このように、本実施の形態においては、ＬＥＤ光源１０２の温度が基準温度Ｔ２を超える高温である場合には、ＬＥＤ光源１０２の点灯が停止する。これにより、ＬＥＤ光源１０２の温度が許容温度を超えるまで過剰に上昇してしまうことが防止され、ＬＥＤ光源１０２の劣化が抑制される。また、殺菌装置１００による殺菌効果の低下が抑制される。

なお、殺菌装置１００の紫外線照射部１０１は、例えば、紫外線照射部１０１の周囲の気温が予め設定された基準温度を下回っている場合に紫外線を照射するように構成されていてもよい。紫外線照射部１０１の周囲の気温は、上記したように、例えば、温度検出部１０７によって検出される。また、殺菌装置１００は、紫外線照射部１０１の周囲の気温を検出するセンサ等を、温度検出部１０７とは別に備えていてもよい。紫外線照射部１０１は、紫外線照射部１０１の周囲の気温が基準温度を下回っている場合にのみ紫外線を照射することで、ＬＥＤ光源１０２を定格の入力で点灯させることができる。これにより、殺菌装置１００による殺菌効率が向上する。

図６は、実施の形態１による殺菌装置１００の第２の動作例を示すフローチャートである。図６を参照して、殺菌装置１００の第２の動作例について説明する。

図６に示す動作例において、殺菌装置１００の動作が開始すると、温度検出部１０７によって温度情報が検出される。殺菌装置１００の動作が開始して温度検出部１０７による温度情報の検出が行われると、図５におけるステップＳ１０１と同様に、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２０１）。

図６に示す動作例においては、ステップＳ２０１の判定結果に依らず、ＬＥＤ光源１０２はオンの状態になる。温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１以上であるとステップＳ２０１において判定された場合には、紫外線照射部１０１は、第２出力で紫外線を照射する（ステップＳ２０２）。また、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１を下回るとステップＳ２０１において判定された場合には、紫外線照射部１０１は、第１出力で紫外線を照射する（ステップＳ２０３）。

上記した第２出力は、第１出力よりも低く設定される。すなわち、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１を上回っている場合には、紫外線照射部１０１は、低出力で紫外線を照射する。本実施の形態においては、ＬＥＤ光源１０２の温度および外気温が基準温度Ｔ１を超える高温である場合には、ＬＥＤ光源１０２は低出力で点灯する。これにより、ＬＥＤ光源１０２の劣化を抑制しつつ、紫外線照射部１０１による殺菌も行うことができる。

また、紫外線照射部１０１が紫外線の照射を実行している際には、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ２以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２０４）。温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ２を下回っているとステップＳ１０４において判定された場合、ＬＥＤ光源１０２は、オンの状態のままになる。紫外線照射部１０１は、ＬＥＤ光源１０２の温度が基準温度Ｔ２に達するまで紫外線の照射を継続する。

温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ２以上であるとステップＳ２０４において判定された場合、ＬＥＤ光源１０２は、オフの状態になる（ステップＳ２０５）。すなわち、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ２を上回っている場合には、紫外線照射部１０１は、紫外線の照射を停止する。これにより、ＬＥＤ光源１０２が許容温度を超えて過剰に昇温してしまうことが防止される。

上記した図５および図６に示される動作例において、基準温度Ｔ２は基準温度Ｔ１よりも高い。これにより、紫外線照射部１０１が紫外線を照射する期間、すなわち水の殺菌が行われる期間を確保しつつ、ＬＥＤ光源１０２の温度が許容温度を超えてしまうことを効果的に抑制することができる。

図７は、実施の形態１による殺菌装置の第３の動作例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、図５のフローチャートにおけるステップＳ１０４を図６のフローチャート全体に置き換えたものに相当する。図７のステップＳ３０１からステップＳ３０３は、それぞれ、図５のステップＳ１０１からステップＳ１０３に対応する。図７のステップＳ３０４からステップＳ３０７は、それぞれ、図６のステップＳ２０１からステップＳ２０４に対応する。図７に示されるように、図５に示される第１の動作例と図６に示される第２の動作例とは、適宜組み合わせることが可能である。ステップＳ３０１からステップＳ３０７についての詳細な説明は省略する。

図７に示される第３の動作例においては、紫外線の照射を実行している紫外線照射部１０１は、ステップＳ３０３からステップＳ３０６に示されるように、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度Ｔ１を上回ると、出力を下げて動作を継続する。これにより、ＬＥＤ光源１０２の劣化を抑制しつつ、紫外線照射部１０１による殺菌も行うことができる。

以上に示したように、本実施の形態に係る殺菌装置１００は、水路を流れる水に対して紫外線を照射する紫外線照射部１０１と、紫外線照射部１０１の温度を検出可能な位置に設けられた温度検出部１０７と、を備える。紫外線照射部１０１は、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度を下回っている場合には第１出力で紫外線を照射し、温度検出部１０７が検出した温度が基準温度を上回っている場合には紫外線の照射を停止または第１出力よりも低い第２出力で紫外線を照射する。上記の構成によれば、ＬＥＤ光源１０２の劣化を抑制可能な殺菌装置１００を提供することができる。また、この殺菌装置１００を備えた給湯装置１を提供することができる。なお。以上のように構成された殺菌装置１００は、給湯装置１以外にも、例えば、浄水器等の水路を有する任意の機器にも適用可能である。

上記の実施の形態によれば、ＬＥＤ光源１０２が許容温度を超えることが効果的に防止される。これにより、例えば、放熱部１０５の大きさを必要最小限に抑えることが可能となる。

上記の実施の形態において、殺菌装置１００は、浴槽水が循環する回路に設置されている。殺菌装置１００は、浴槽水の殺菌を行う。本実施の形態であれば、使用者が触れる浴槽水に微生物が生育する可能性を低減できる。

また、上記の実施の形態において、温度検出部１０７は、外気の温度を検出可能な位置に設けられている。上記の実施の形態によれば、殺菌装置１００および殺菌装置１００を備えた給湯装置１は、温度検出部１０７とは別のセンサを必要とすることなく、外気温に応じた動作をすることが可能となる。

また、一般的な給湯装置には、外気温を検出する外気温センサが設けられている。この外気温センサを、紫外線照射部１０１の温度を検出可能な位置に設けることで、上記の実施の形態の構成を実現することも可能である。

１ 給湯装置、 ２ ヒートポンプユニット、 ３ 貯湯タンクユニット、 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、 １０ａ 水入口、 １０ｂ 水出口、 １０ｃ 湯入口、 １０ｄ 第一湯出口、 １０ｅ 第二湯出口、 １０ｆ 戻り口、 １１ 第一ポンプ、 １２ 切替弁、 １３ 風呂熱交換器、 １３ａ 第一入口、 １３ｂ 第一出口、 １３ｃ 第二入口、 １３ｄ 第二出口、 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、 ２１ 第一給水路、 ２２ 第二給水路、 ２３ 第三給水路、 ２４ 第一水路、 ２５ 第二水路、 ２６ 第三水路、 ２７ 第四水路、 ２８ 第五水路、 ２９ 第六水路、 ３０ 第七水路、 ３１ 第八水路、 ３２ 第九水路、 ３３ 第一給湯管、 ３４ 給水管、 ３５ 第二給湯管、 ３８ 風呂電磁弁、 ３９ 風呂往き温度センサ、 ４０ 風呂戻り温度センサ、 ５０ 制御装置、 ５１ 処理回路、 ５２ 専用ハードウェア、 ５３ プロセッサ、 ５４ メモリ、 ６０ 端末装置、 ６１ 操作部、 ６２ 表示装置、 １００ 殺菌装置、 １０１ 紫外線照射部、 １０２ ＬＥＤ光源、 １０３ 基板、 １０４ 台座部、 １０５ 放熱部、 １０６ 窓部、 １０７ 温度検出部、 ２００ 浴槽、 ２１０ 浴槽アダプタ、 ３００ 給湯栓

Claims (3)

1. 紫外線を発するＬＥＤ光源を有し、水路を流れる水に対して前記ＬＥＤ光源が発した紫外線を照射する紫外線照射部と、
   前記紫外線照射部の温度を検出可能な位置に設けられた温度検出部と、
   を備え、
   紫外線の照射を停止している前記紫外線照射部は、前記温度検出部が検出した温度が第１の基準温度を下回っている場合には紫外線の照射を開始して前記温度検出部が検出した温度が前記第１の基準温度を上回っている場合には紫外線の照射を停止し続け、
   紫外線の照射を実行している前記紫外線照射部は、前記温度検出部が検出した温度が第２の基準温度を下回っている場合には紫外線の照射を継続して前記温度検出部が検出した温度が前記第２の基準温度を上回っている場合には紫外線の照射を停止し、
   前記第２の基準温度は前記第１の基準温度よりも高い殺菌装置。
2. 前記温度検出部は、外気の温度を検出可能な位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の殺菌装置と、
   前記水路と、
   を備える給湯装置。

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