JP7314561B2 - Sterilization device and hot water supply device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a sterilization device and a hot water supply device.
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)。 An ultraviolet sterilization device for sterilizing bath water is known that includes a sterilization unit having an inlet for bath water on the upper side and an outlet for the bath water on the lower side, a reflector made of stainless steel or the like provided on the inner surface of the sterilization unit, a sterilization lamp housed inside the sterilization unit, and a protective tube for protecting the sterilization lamp (see, for example, Patent Document 1).
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。 However, in the device as shown in Patent Document 1, the bath water that has flowed into the sterilization unit from the inlet hits the protection tube of the sterilization lamp first. For this reason, there is a possibility that foreign matter or the like contained in the bath water that has flowed into the sterilization unit will collide with the protection tube of the sterilization lamp and cause damage. Also, the sterilization unit is provided so as to surround the sterilization lamp, and the size of the sterilization unit depends on the size of the sterilization lamp. Therefore, it is necessary to increase the size of the germicidal lamp and the germicidal unit in order to increase the germicidal performance, and there is room for improvement from the viewpoint of the germicidal efficiency of the germicidal lamp.
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。 The present invention has been made to solve such problems. It is an object of the present invention to provide a sterilization device and a hot water supply device capable of suppressing damage to an ultraviolet irradiating part due to collision of foreign objects contained in a water stream, widening the irradiation range of the ultraviolet light to the passing water stream, lengthening the time for the water to pass through the irradiation range, increasing the intensity of the irradiated ultraviolet light, and improving the sterilization efficiency.
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の距離より長く、前記第1の反射部及び前記第2の反射部は、フッ素樹脂を含み、前記第1の管に設けられ、水の流路が狭められた狭窄部をさらに備え、前記狭窄部は、フッ素樹脂を含み、かつ、前記第1の反射部の前記接続部とは反対側の端部に接続されて設けられる。
The sterilization device according to the present invention comprises: a first pipe through which water passes along a preset first direction; a second pipe through which water passes along a preset second direction; and a second pipe connected to the first pipe downstream of the first pipe so that the second direction is inclined with respect to the first direction at a connecting portion; a first reflecting portion provided on the inner wall of the first tube capable of reflecting the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet emitting portion; and a second reflecting portion provided on the inner wall of the second pipe capable of reflecting the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet emitting portion, wherein the optical axis of the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet emitting portion is arranged parallel to the second direction, the first reflecting portion is provided within a range from the connecting portion to at least a first distance set in advance, and the second reflecting portion is provided. is provided in a range from the connection portion to at least a second distance set in advance, and the second distance is longer than the first distancePreferably, the first reflecting portion and the second reflecting portion contain fluororesin, and further include a constricted portion provided in the first pipe in which the water flow path is narrowed, the constricted portion containing fluororesin, and connected to an end portion of the first reflecting portion opposite to the connecting portion..
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。 Moreover, the water heater according to the present invention includes the sterilization device configured as described above.
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。 According to the sterilization device and the hot water supply device according to the present invention, it is possible to widen the irradiation range of the ultraviolet rays for the passing water flow, lengthen the time for the water to pass through the irradiation range, increase the intensity of the irradiated ultraviolet rays, and improve the sterilization efficiency, while suppressing damage to the ultraviolet irradiation section due to the collision of foreign substances contained in the water flow.
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。 Embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are appropriately simplified or omitted. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be modified in various ways without departing from the scope of the present invention.
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。
Embodiment 1.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a water heater equipped with a sterilization device. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the sterilization device.
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。
As shown in FIG. 1 , a water heater 1 equipped with 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 heat pump unit 2 has a refrigerant circuit 4 . The refrigerant circuit 4 includes a
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。
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
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。
The first
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。
The downstream of the
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。
A
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。
A water outlet of the heat exchanger 6 is connected to the inlet 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。
Hot water supply apparatus 1 of the present embodiment can supply hot water to bathtub 200 in a bathroom. In the following description, hot water supplied to
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。
A
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。
A second inlet 13 c , which is the inlet of the secondary channel of the
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。
The
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。
The outlet of the
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。
A plurality of
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。
A channel temperature sensor 37 is attached to the
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。
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。
The
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。
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。
Next, the heat storage operation of the water heater 1 will be described. The heat storage operation is an operation in which hot water heated by the heat pump unit 2 is stored in the hot
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。
During 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、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。
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、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。
Next, the operation of supplying hot water to
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。
Hot water produced by mixing at hot water
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。
Next, the operation of supplying hot water to
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。
The hot water produced by mixing at 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。
Next, the reheating operation for the
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。
In the configuration example described here, a
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。
Water passes through the
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。
In the configuration example of FIG. 1 , the
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。
The
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。
The connecting
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。
The
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。
The light emitting surface side of the
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。
The
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。
A
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。
The first reflecting
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。
This fluororesin is specifically, for example, polytetrafluoroethylene (PolyTetraFluoroEthylene: PTFE), perfluoroalkoxyalkane (PFA), or the like. Since the first reflecting
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。
The first reflecting
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。
As described above, the optical axis A of the
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。
Also, the
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。
In the
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。
Therefore, according to the
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。
Next, the operation and action when the
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。
Bacteria such as Legionella may be present in the
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。
Bathtub water that has been reheated by the
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。
Here, a configuration example in which the
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。
Embodiment 2.
Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the sterilization device.
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。 Embodiment 2 described here is the configuration of Embodiment 1 described above, in which at least one of the first pipe and the second pipe is provided with a constricted portion in which the flow path of water is narrowed. The sterilization device and hot water supply device according to the second embodiment will be described below, focusing on differences from the first embodiment. The configuration whose description is omitted is basically the same as that of the first embodiment.
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。
The
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。
The tapered
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。
With the
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。
The tapered
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。
The
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。
With the
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。
Note that the fixed
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
1 hot water supply device 2
Claims (4)
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の距離より長く、
前記第1の反射部及び前記第2の反射部は、フッ素樹脂を含み、
前記第1の管に設けられ、水の流路が狭められた狭窄部をさらに備え、
前記狭窄部は、フッ素樹脂を含み、かつ、前記第1の反射部の前記接続部とは反対側の端部に接続されて設けられる除菌装置。 a first tube through which water passes along a first preset direction;
a second pipe connected to the first pipe on the downstream side of the first pipe so that water passes through the interior along a second direction set in advance and the second direction is inclined with respect to the first direction at a connection portion;
an ultraviolet irradiation unit provided in the connection unit for irradiating water passing through the first pipe and the second pipe with ultraviolet light;
a first reflecting section provided on the inner wall of the first tube and capable of reflecting the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet irradiation section;
A second reflecting section provided on the inner wall of the second tube and capable of reflecting the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet irradiating section,
The optical axis of the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet irradiation unit is arranged parallel to the second direction,
The first reflecting portion is provided in a range from the connecting portion to at least a first distance set in advance,
The second reflecting portion is provided in a range from the connecting portion to at least a second distance set in advance,
the second distance is longer than the first distance,
The first reflecting section and the second reflecting section contain fluororesin,
further comprising a constricted portion provided in the first pipe and having a narrowed water flow path;
The sterilization device, wherein the constricted portion contains fluororesin and is connected to an end portion of the first reflecting portion opposite to the connecting portion.
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3に記載の給湯装置。 further comprising a heat exchanger for reheating the water supplied to the bathtub;
4. The hot water supply apparatus according to claim 3 , wherein said sterilization device is provided in a flow path for supplying reheated water from said heat exchanger to said bathtub.
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