(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025005934
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】除菌装置及び温水装置
(51)【国際特許分類】
C02F 1/32 20230101AFI20250109BHJP
F24H 15/196 20220101ALN20250109BHJP
【FI】
C02F1/32
F24H15/196 301Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023106384
(22)【出願日】2023-06-28
(71)【出願人】
【識別番号】000004709
【氏名又は名称】株式会社ノーリツ
(71)【出願人】
【識別番号】523242701
【氏名又は名称】株式会社デコ
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】堀部 洋平
(72)【発明者】
【氏名】武田 泰樹
【テーマコード(参考)】
3L024
4D037
【Fターム(参考)】
3L024CC02
3L024DD34
3L024HH48
4D037AA02
4D037AA09
4D037AB03
4D037BA18
(57)【要約】
【課題】紫外光源の電気的故障の発生が抑制された除菌装置を提供する。
【解決手段】除菌装置は、筐体と、紫外光源とを備える。筐体は、内部に流路がある。筐体は、流路へと除菌対象となる流体を流入させる流入口と、流路から流体を流出させる流出口とを有する。紫外光源は、流路を流れる流体に対して紫外線を照射する。筐体は、紫外光源が収納されている内部空間を有する。筐体には、内部空間が筐体の外部に連通している。
【選択図】
図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、
紫外光源とを備え、
前記筐体は、内部に流路があり、
前記筐体は、前記流路へと除菌対象となる流体を流入させる流入口と、前記流路から前記流体を流出させる流出口とを有し、
前記紫外光源は、前記流路を流れる前記流体に対して紫外線を照射し、更に、
前記筐体は、前記紫外光源が収納されている内部空間を有し、
前記筐体には、前記内部空間が前記筐体の外部に連通している貫通経路が形成されている、除菌装置。
【請求項2】
前記貫通経路を通るハーネスを備え、
前記ハーネスは、前記紫外光源に接続されており、
前記ハーネスは、前記流出口から流出する前記流体の方向とは逆方向に前記筐体から引き出されている、請求項1に記載の除菌装置。
【請求項3】
ヒートシンクをさらに備え、
前記筐体は、本体部と、蓋部材とを有し、
前記本体部には、開口部が形成されており、
前記蓋部材は、前記開口部を閉塞するように前記本体部に取り付けられており、
前記ヒートシンクは、前記開口部に配置されており、
前記ヒートシンクは、前記紫外光源が配置される第1面と、前記第1面の反対面である第2面とを有し、
前記ヒートシンクには、前記第1面及び前記第2面において開口するように前記ヒートシンクを貫通している貫通孔が形成されており、
前記蓋部材は、前記第2面と対向している第3面を有し、
前記第3面には、溝が形成されており、
前記貫通経路は、前記貫通孔および前記溝から形成されている、請求項1に記載の除菌装置。
【請求項4】
前記第2面には、穴が形成されており、
前記第3面には、前記穴に挿入される突起が形成されており、
前記穴に前記突起が挿入された状態で、前記貫通孔は、平面視において前記溝に重なっている、請求項3に記載の除菌装置。
【請求項5】
前記蓋部材は、突出部を有し、
前記突出部は、平面視において、前記溝の延在方向に沿って前記本体部から突出している、請求項4に記載の除菌装置。
【請求項6】
前記蓋部材を前記本体部に取り付ける固定部を備え、
前記第3面の平面視において、前記固定部は前記本体部と重なる位置に配置されており、更に、
前記第3面上に、第1円形凸部および第2円形凸部が形成されており、
前記第1円形凸部および前記第2円形凸部の各々は、前記第3面の中心点を中心として円周状に形成され、
前記第2円形凸部の内径は、前記第1円形凸部の外径より大きく、
前記ヒートシンクは、前記第1円形凸部および前記第2円形凸部に接触している、請求項3に記載の除菌装置。
【請求項7】
前記第3面上に、一対の第1線形凸部および一対の第2線形凸部が形成されており、
前記第3面に対して平行な方向をx方向およびy方向とすると、
前記x方向は、前記y方向に対して垂直であり、
一対の前記第1線形凸部は、前記x方向に伸びており、
一対の前記第2線形凸部は、前記y方向に伸びており、
一対の前記第1線形凸部および一対の前記第2線形凸部の各々は、前記第1円形凸部に接続され、
前記ヒートシンクは、前記第1線形凸部および前記第2線形凸部に接触している、請求項6に記載の除菌装置。
【請求項8】
前記平面視において、前記第1線形凸部および前記第2線形凸部は、前記中心点から前記第1円形凸部の前記外径以上離れた位置に配置されている、請求項7に記載の除菌装置。
【請求項9】
前記中心点を通り、かつ前記x方向に平行な直線を第1直線とし、
前記中心点を通り、かつ前記y方向に平行な直線を第2直線とした時、
前記平面視において、
一対の前記第1線形凸部は前記第1直線に対して線対称となるように配置され、
一対の前記第2線形凸部は前記第2直線に対して線対称となるように配置されている、請求項7に記載の除菌装置。
【請求項10】
前記第3面上に第3線形凸部が形成されており、
前記第3線形凸部は、前記x方向あるいは前記y方向に沿って伸びている、請求項7に記載の除菌装置。
【請求項11】
前記蓋部材は、前記本体部に接触している接触面を有し、
前記接触面は、前記第1円形凸部および前記第2円形凸部において前記ヒートシンクが接触している面と同一平面上に配置され、
前記接触面は、前記ヒートシンクに接触している、請求項6に記載の除菌装置。
【請求項12】
請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の除菌装置を備える、温水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、除菌装置及び温水装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許第6080937号公報(特許文献1)には、流体除菌装置が記載されている。特許文献1に記載の流体除菌装置は、流路管と、光源とを有している。流路管の内部には、流路がある。流路の延在方向において、流路管は、流入口と、流出口とを有している。除菌対象となる流体は、流入口において流路に流入し、流出口において流路から流出する。光源は、流出口から流路を流れる流体に対して紫外線を照射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のような除菌装置において、光源が収納されている領域に湿気が侵入し、紫外光源の電気的故障が発生する恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の除菌装置は、筐体と、紫外光源とを備える。筐体は、内部に流路がある。筐体は、流路へと除菌対象となる流体を流入させる流入口と、流路から流体を流出させる流出口とを有する。紫外光源は、流路を流れる流体に対して紫外線を照射する。筐体は、紫外光源が収納されている内部空間を有する。筐体には、内部空間が筐体の外部に連通している貫通経路が形成されている。
【発明の効果】
【0006】
本開示の除菌装置によると、紫外光源の電気的故障の発生が抑制された除菌装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図3】
図2の線分III-IIIにおける除菌装置の断面図である。
【
図4】
図2の線分IV-IVにおける除菌装置の部分拡大断面図である。
【
図5】実施の形態に係る除菌装置におけるヒートシンクの底面図である。
【
図6】実施の形態に係る除菌装置における蓋部材の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。実施形態に係る除菌装置を、除菌装置100とする。
【0009】
(除菌装置の構成)
以下に、除菌装置100の構成を説明する。
【0010】
図1は、実施の形態に係る除菌装置100の正面図である。
図2は、実施の形態に係る除菌装置100の平面図である。
図3は、
図2の線分III-IIIにおける除菌装置100の断面図である。
図4は、
図2の線分IV-IVにおける除菌装置100の部分拡大断面図である。
図1から
図3に示されているように、除菌装置100は、筐体10と、流路部材20と、透光板30と、ヒートシンク40と、紫外光源50と、仕切り部材60とを有している。
【0011】
筐体10は、第1方向DR1において、第1端10aと第2端10bとを有している。第1方向DR1は、後述する流路21に沿う方向である。筐体10は、流入口11と、流出口12とを有している。流入口11及び流出口12は、筐体10の側面に形成されている。流入口11及び流出口12は、筐体10の内部に連通している。流入口11及び流出口12は、それぞれ第1端10a側及び第2端20b側にある。筐体10の構成材料は、例えば樹脂材料である。筐体10の構成材料の具体例としては、SPS(シンジオタクチックポリスチレン)が挙げられる。
【0012】
筐体10は、例えば、本体部15aと蓋部材15bとを有している。本体部15aは、第1部材13と、第2部材14とを含む。第1部材13は流入口11を有する。第2部材14は流出口12を有する。第1部材13の第1方向DR1における一方端は、第1端10aをなしている。第1部材13の第1方向DR1における他方端は、開口されている。第2部材14の第1方向DR1における一方端側は、第1部材13の第1方向DR1における他方端にある開口に挿入されている。第2部材14の第1方向DR1における他方端は、開口されている。蓋部材15bは、第2端10bをなしている。蓋部材15bは、第2部材14の第1方向DR1にある開口を閉塞している。
【0013】
図2に示されるように、除菌装置100は、固定部80を備える。固定部80は、蓋部材15bを本体部15aに取り付ける。具体的には、
図6に示されるように、蓋部材15bには、貫通孔81が形成されている。
図6に示されているように、貫通孔81は、蓋部材15bの中心点p1の外周円上に4つ形成されている。第1部材13および第2部材14の各々には、4つの穴が形成されている(図示せず)。穴は、第1方向DR1に沿った方向に形成されている。除菌装置100の平面視において、蓋部材15bの貫通孔81、第1部材13の穴、および第2部材14の穴は互いに重なる位置に配置されている。つまり、第2端10bの平面視において、固定部80は本体部15aに重なる位置に配置されている。固定部80は、蓋部材15bの貫通孔81、第1部材13の穴、第2部材14の穴に挿入されている。このようにして、蓋部材15b、第1部材13、および第2部材14は固定部80によって締結される。固定部80は、たとえば、ねじである。なお、任意の方法を用いて、蓋部材15bと本体部15aとは固定されてもよく、例えば溶接によって、蓋部材15bと本体部15aとが固定されてもよい。
【0014】
流路部材20は、筐体10に収納されている。すなわち、流路部材20は、筐体10の内部に配置されている。流路部材20の内部には、流路21が形成されている。流路21は、第1方向DR1に沿っている。流路部材20は、第1方向DR1において、第1端20aと、第2端20bとを有している。流路部材20は、流入口22と流出口23とを有している。流入口22は、第1端20a側にある流路部材20の側面に形成されている。流出口23は、第2端20bに形成されている。流入口22及び流出口23は、流路21に連通している。流入口22及び流出口23は、それぞれ流入口11及び流出口12に接続されている。
【0015】
流路部材20を構成する材料の反射率は、筐体10を構成する材料の反射率よりも高くてもよい。流路部材20を構成する材料は、例えば樹脂材料であってもよく、たとえば、フッ素樹脂であってもよい。
【0016】
流路部材20は、第1方向DR1において、第1部材24と、第2部材25と、第3部材26とに分割されている。第1部材24及び第2部材25は、それぞれ、流入口22及び流出口23を有している。第3部材26は、第1方向DR1において第1部材24と第2部材25との間にある。第1部材24の第1方向DR1における一方端は、第1端20aをなしている。第1部材24の第1方向DR1における他方端は、第3部材26の第1方向DR1における一方端と接触している。第3部材26の第1方向DR1における他方端は、第2部材25の第1方向DR1における一方端と接触している。第2部材25の第1方向DR1における他方端は、第2端20bをなしている。
【0017】
第1部材24にある流路21は、流出口23に近づくにつれて、流路面積(第1方向DR1に直交する断面における流路21の面積)が小さくなっている。すなわち、流路21は、流出口23に近づくにつれて流路面積が小さくなるテーパ部を有している。
【0018】
流路21の内壁面には、複数の旋回羽根27が形成されている。より具体的には、旋回羽根27は、第3部材26にある流路21の内壁面に形成されている。複数の旋回羽根27は、周方向に並んでいる。ここで、周方向とは、第1方向DR1に沿って見た際に、第1方向DR1に沿う回転軸を中心とする円周の方向である。
【0019】
図3に示されているように、透光板30は、第2端20b(流出口23)と第1方向DR1において間隔を空けて対向するように筐体10に収納されている。より具体的には、透光板30は、第2部材14の内部に配置されている。透光板30の構成材料は、紫外線を透過させる材料である。ヒートシンク40は、筐体10に収納されている。より具体的には、ヒートシンク40は、第2部材14の内部に配置されている。ヒートシンク40には、凹部40aが形成されている。ヒートシンク40は、凹部40aを閉塞するように、透光板30を保持している。ヒートシンク40の構成材料は、例えば金属材料である。ヒートシンク40の構成材料の具体例としては、アルミニウム合金が挙げられる。
【0020】
紫外光源50は、内部空間70に収納されている。具体的には、筐体10は、内部空間70を有する。内部空間70は、ヒートシンク40の凹部40aと仕切り部材60とで囲まれた空間である。ヒートシンク40は第1面40s1と第2面40s2とを有する。第1面40s1は、紫外光源50が配置されている面である。第2面40s2は、第1面30s1の反対側の面である。
【0021】
紫外光源50は、例えば複数の発光部を有している(図示せず)。発光部は、例えば紫外線を発生させるLED(Light Emitting Diode)で構成されている。紫外光源50は、発光部が透光板30と間隔を空けて対向するように凹部40aの第1面40s1上に配置されている。仕切り部材60は、透光板30と紫外光源50との間に配置されている。仕切り部材60には、複数の開口部が形成されている(図示せず)。発光部は、開口部に挿入されている。このようにして配置されている紫外光源50において発生した紫外線は、透光板30を透過して流出口23から流路21を流れる流体に照射される。
【0022】
ここで、本実施の形態に係る除菌装置100の特徴は、
図4に示されているように、紫外光源50が収納されている内部空間70が筐体10の外部に連通している点である。具体的には、筐体10には貫通経路71が形成されている。除菌装置100は、ハーネス51を備えている。ハーネス51は、紫外光源50に接続されている。ハーネス51は、貫通経路71を通る。
【0023】
内部空間70は、ヒートシンク40の凹部40aと仕切り部材60とで囲まれた空間であり、水のような流体が流れる流路21と画されている。ただし、除菌対象の流体が湿気となって内部空間70に侵入する恐れがある。そのため、紫外光源50の電気的故障が発生する恐れがある。
【0024】
紫外光源50は熱源となり得る。そのため、紫外光源50が発する熱によって内部空間70に侵入した流体は気化する。貫通経路71が筐体10に形成されていることで、気化した流体は、貫通経路71を通って筐体10の外部に排出される。その結果、紫外光源50の電気的故障の発生が抑制される。
【0025】
貫通経路71は、貫通孔71aと溝71bとから形成されている。
図4に示されているように、ヒートシンク40には、第1面40s1及び第2面40s2において開口するようにヒートシンク40を貫通している貫通孔71aが形成されている。
【0026】
図5は、実施の形態に係る除菌装置100におけるヒートシンク40の底面図である。点線で囲まれた箇所は後述する蓋部材15bの溝71bの配置箇所を示す。貫通孔71aは、ヒートシンク40の平面視において溝71bに重なっている。このようにして、貫通孔71aは内部空間70から蓋部材15bの溝71bに連通している。
【0027】
図6は、実施の形態に係る除菌装置100における蓋部材15bの底面図である。後述するように、溝71bは、第3面15cに形成されている第2線形凸部15l2および第3線形凸部15l3に囲まれている領域である。平面視において、溝71bは流出口12が延在する方向と反対の方向に向かって形成されている。
【0028】
蓋部材15bは、突出部15dを有する。
図2に示されるように、突出部15dは、流出口12が配置されている側の反対側に位置している。突出部15dは、溝71bの延在方向に沿って本体部15aから突出している。このようにして、溝71bは、筐体10の外部に連通している。ハーネス51は、内部空間70から、貫通孔71aおよび溝71bを介して、筐体10の外部に取り出される。
【0029】
第2面40s2には、穴72が形成されている。
図4および
図5に示されているように、穴72は、第1面40s1及び第2面40s2において開口するようにヒートシンク40を貫通している。
図6に示されているように、第3面15cには、突起73が形成されている。突起73は、穴72に挿入される。ヒートシンク40および蓋部材15bの平面視において、穴72および突起73は重なる位置に配置されている。つまり、穴72に突起73が挿入された状態で、貫通孔71aは、平面視において溝71bに重なっている。
【0030】
貫通経路71の構成は上記の構成に限定されず、貫通経路71は、任意の構成によって内部空間70から筐体10の外部に連通していてもよい。たとえば、貫通経路71は、蓋部材15bを介さずに第2部材14の側面上に貫通孔を設け、当該貫通孔からハーネス51を筐体10の外部に取り出すような構成であってもよい。
【0031】
平面視において、ハーネス51が取り出される方向は、流出口12が延在する方向と同じ方向でない方が好ましい。そのため、ハーネス51は、
図2に示される流出口12が延在する方向に対して90°以上180°以下傾いた方向に引き出されていることが好ましく、特に、本実施の形態の貫通経路71のように、流出口12から流出する流体の方向とは逆方向に筐体10から引き出されていることがより好ましい。このようにすれば、流出口12にパイプなどを取り付ける際に必要となるファスナーなどにハーネス51が干渉しなくなる。
【0032】
蓋部材15bは、第3面15cおよび接触面15sを有する。第3面15cに対して平行な方向をx方向およびy方向とする。つまり、x方向およびy方向は、第1方向DR1に対して垂直な方向である。x方向はy方向に対して垂直な方向である。接触面15sは、ヒートシンク40および本体部15aに接触する面である。
図6に示されているように、円形の点線l3は、ヒートシンク40の外径線であり、当該ヒートシンク40と本体部15aとの境界である。つまり、円形の点線l3に囲まれた領域(中心点p1が含まれている領域)において、接触面15sはヒートシンク40に接触する。円形の点線l3に囲まれた領域以外において、接触面15sは本体部15aに接触する。
【0033】
蓋部材15bは、第1円形凸部15r1、第2円形凸部15r2、一対の第1線形凸部15l1、一対の第2線形凸部15l2、および第3線形凸部15l3が形成されている。第1円形凸部15r1および第2円形凸部15r2の各々は、第3面15cの中心点p1を中心として円周状に形成されている。第1円形凸部15r1および第2円形凸部15r2の形状は、楕円形状であってもよく、
図6に示されているように、一部途切れた形状であってもよい。
【0034】
第1円形凸部15r1および第2円形凸部15r2は、接触面15s1を有する。接触面15s1は、ヒートシンク40の第2面40s2に接触している。つまり、接触面15s1は、ヒートシンク40から力を受ける面である。
【0035】
第2円形凸部15r2の内径r2aは、第1円形凸部の外径r1bより大きい。
図6に示されるように、第2円形凸部15r2において、中心点p1から最も近い位置までの距離が、当該第2円形凸部15r2の内径r2aである。第1円形凸部15r1において、中心点p1から最も遠い位置までの距離が、当該第1円形凸部15r1の外径r1bである。このように、第1円形凸部15r1および第2円形凸部15r2に囲まれた円形状の溝が形成されることで、
図2で示される点pmにおける応力が緩和される。
【0036】
透光板30には、流路21を流れる流体によって第1方向DR1の水圧が加わる。透光板30に加わった第1方向DR1の水圧によって、ヒートシンク40を介して蓋部材15bの接触面15sに第1方向DR1の圧力が加わる。前述したように、蓋部材15bの中心点p1の外周円上において蓋部材15bと本体部15aとが固定部80によって固定されている。そのため、接触面15sに加わる圧力によって、貫通孔81の近傍における応力が大きくなる。その結果、蓋部材15bが塑性変形する恐れがある。ただし、
図6に示される本実施の形態に係る蓋部材15bのように、第1円形凸部15r1および第2円形凸部15r2に囲まれた円形状の溝が当該蓋部材15bに形成されることで、固定部80の近傍における応力が緩和される。
【0037】
前述したように、蓋部材15bは、一対の第1線形凸部15l1および一対の第2線形凸部15l2が形成されてもよい。第1線形凸部15l1および第2線形凸部15l2は、接触面15s2を有する。接触面15s2は、ヒートシンク40の第2面40s2に接触している。つまり、接触面15s2は、ヒートシンク40から力を受ける面である。
【0038】
一対の第1線形凸部15l1は、x方向に伸びている。一対の第2線形凸部15l2は、y方向に伸びている。一対の第1線形凸部15l1および一対の第2線形凸部15l2の各々は、第1円形凸部15r1に接続されている。つまり、一対の第1線形凸部15l1の各々は、互いに並行に伸びている。一対の第1線形凸部15l1の各々は、互いに並行に伸びている。
【0039】
蓋部材15bの平面視において、中心点p1を点対称として線状の凸部が形成されてもよい。具体的には、
図6に示されるように、平面視において、中心点p1を通り、かつx方向に平行な直線を第1直線l1とする。中心点p1を通り、かつy方向に平行な直線を第2直線l2とする。平面視において、一対の第1線形凸部15l1は第1直線l1に対して線対称となるように配置されている。平面視において、一対の第2線形凸部15l2は第2直線l2に対して線対称となるように配置されている。このようにすれば、固定部80の近傍における応力が緩和される。
【0040】
第1円形凸部15r1で囲まれて形成されている溝に、第1線形凸部15l1および第2線形凸部15l2が形成されていなくてもよい。具体的には、平面視において、第1線形凸部15l1および第2線形凸部15l2は、中心点p1から第1円形凸部15r1の外径r1b以上離れた位置に配置されている。このようにすれば、固定部80の近傍における応力が緩和される。
【0041】
平面視において、接触面15sは、本体部15aに接触する接触面15s3を含む。つまり、接触面15s3は、貫通孔81が形成されている面であり、貫通孔81は、接触面15s3及び第2端10bにおいて開口するように蓋部材15bを貫通するように当該蓋部材15bに形成されている。接触面15s3は、本体部15aだけでなく、ヒートシンク40に接触していてもよい。つまり、平面視において、接触面15s3は円形の点線l3に囲まれた領域に延在していてもよく、接触面15s1、接触面15s2、接触面15s3の各々は、同一平面上に配置される。このようにすれば、固定部80の近傍における応力が緩和される。
【0042】
図6に示されるように、第3面15c上に、第3線形凸部15l3が形成されている。第3線形凸部15l3は、x方向に沿って延びている。つまり、第3線形凸部15l3は、第1線形凸部15l1が形成されている方向に対して平行になるように形成されている。第3線形凸部15l3は、一対の第1線形凸部15l1に挟まれないように配置されている。前述したように、溝71bは、第2線形凸部15l2、第3線形凸部15l3、および第1円形凸部15r1に囲まれている領域である。このようにすれば、ハーネス51が通る領域を確保することができる。
【0043】
第3線形凸部15l3は、y方向に沿って延びていてもよい。つまり、第3線形凸部15l3は、第2線形凸部15l2が形成されている方向に対して平行になるように形成されていてもよい。このようにすれば、平面視においてハーネス51は流出口12が延在する方向に対して垂直な方向に筐体10から引き出される。
【0044】
(除菌装置100の動作)
以下に、除菌装置100の動作を説明する。
【0045】
除菌対象の水は、流入口11から供給される。流入口11は流入口22に接続されているため、除菌対象の水は、流入口11及び流入口22を通って、流路21に流入する。流路21に流入した水は、流路21を通って流出口23に向かう。流路21を流れた水は、流出口23から流出する。流出口23から流出した水は、第2部材14の内部空間、より具体的にはヒートシンク40の周囲を流れる。水がヒートシンク40の周囲を流れることにより、ヒートシンク40、ひいては紫外光源50が冷却される。第2部材14の内部空間を流れた水は、流出口12から流出する。
【0046】
紫外光源50において発生した紫外線が流入口22から流路21の内部に照射されるため、除菌対象の水は、流路21を流れることにより、紫外線に曝される。このような紫外線への曝露により、除菌装置100は、流入口11から流入し、かつ流出口12から流出する水に対して除菌を行うことができる。
【0047】
(除菌装置を用いた温水装置)
以下に、除菌装置100を用いた温水装置を説明する。この温水装置を、温水装置200とする。
【0048】
図7は、温水装置200の模式図である。
図7に示されているように、温水装置200は、給湯管路201と、循環管路202と、注湯管路203とを有している。給湯管路201は、一方端において上水道に接続されている。給湯管路201は、他方端において給湯栓に接続されている。給湯管路201の経路上には、熱交換器201aがある。循環管路202は、一方端及び他方端において、循環アダプタ202aに接続されている。循環アダプタ202aは、浴槽204に取り付けられている。循環管路202の経路上には、ポンプ202b、熱交換器202c及び除菌装置100がある。注湯管路203は、一方端において給湯管路201に接続されており、他方端において循環管路202に接続されている。注湯管路203の経路上には、弁203aがある。
【0049】
給湯動作においては、給湯管路201の一方端に接続されている上水道から、給湯管路201に水が供給される。水は、熱交換器201aを通過する。水は、熱交換器201aを通過する際、バーナ201bが発生させる燃焼ガスとの間で熱交換を行うことにより、昇温される。昇温された水は、給湯管路201の他方端に接続されている給湯栓から出湯されることになる。
【0050】
追い焚き動作においては、ポンプ202bが、循環アダプタ202aを介して、浴槽204に貯留されている水を、循環管路202の一方端から循環管路202の他方端に向かって循環させる。循環管路202の経路上には除菌装置100があるため、循環管路202を循環する水は、除菌装置100を通ることにより、除菌される。また、循環管路202を循環する水は、熱交換器202cを通過する際、バーナ202dが発生させる燃焼ガスとの間で熱交換を行うことにより、昇温される。昇温された水は、循環管路202の他方端に達し、循環アダプタ202aから浴槽204に戻される。
【0051】
注湯動作においては、弁203aが開状態とされる。そのため、熱交換器201aを通過して昇温された水は、注湯管路203を流れて循環管路202に達し、循環管路202の一方端から循環アダプタ202aを介して浴槽204に注湯される。
【0052】
(除菌装置の作用効果)
本開示に従った除菌装置100は、筐体10と、紫外光源50とを備える。筐体10は、内部に流路21がある。筐体10は、流路21へと除菌対象となる流体を流入させる流入口11と、流路から流体を流出させる流出口12とを有する。紫外光源50は、流路21を流れる流体に対して紫外線を照射する。筐体10は、紫外光源50が収納されている内部空間70を有する。筐体10には、内部空間70が筐体10の外部に連通している貫通経路71が形成されている。
【0053】
このようにすれば、紫外光源50が発する熱によって気化した流体は、貫通経路71を通って筐体10の外部に排出される。その結果、紫外光源50の電気的故障の発生が抑制される。
【0054】
上記除菌装置100は、ハーネス51を備える。ハーネス51は貫通経路71を通る。ハーネス51は、紫外光源50に接続されている。ハーネス51は、流出口12から流出する流体の方向とは逆方向に筐体10から引き出されている。このようにすれば、流出口12にパイプを接続する際に必要となるファスナーなどにハーネス51が干渉しない。
【0055】
上記除菌装置100は、ヒートシンク40をさらに備える。筐体10は、本体部15aと、蓋部材15bとを有する。本体部15aには、開口部が形成されている。蓋部材15bは、開口部を閉塞するように本体部15aに取り付けられている。ヒートシンク40は、開口部に配置されている。ヒートシンク40は、第1面40s1と第2面40s2とを有する。第1面40s1に紫外光源50が配置される。第2面40s2は、第1面40s1の反対面である。ヒートシンク40には、貫通孔71aが形成されている。貫通孔71aは、第1面40s1及び第2面40s2において開口するようにヒートシンク40を貫通している。蓋部材15bは、第2面40s2と対向している第3面15cを有する。第3面15cには、溝71bが形成されている。貫通経路71は、貫通孔71aおよび溝71bから形成されている。このようにすれば、ハーネス51を、筐体10から引き出すことができる。
【0056】
上記除菌装置100において、第2面40s2には、穴72が形成されている。第3面15cには、穴72に挿入される突起73が形成されている。穴72に突起73が挿入された状態で、貫通孔71aは、平面視において溝71bに重なっている。このようにすれば、貫通孔71aは溝71bに連通する。
【0057】
上記除菌装置100において、蓋部材15bは、突出部15dを有する。突出部15dは、平面視において、溝71bの延在方向に沿って本体部15aから突出している。このようにすれば、ハーネス51は、筐体10から引き出すことができる。
【0058】
上記除菌装置100は、固定部80を備える。固定部80は、蓋部材15bを本体部15aに取り付ける。第3面15cの平面視において、固定部80は本体部15aと重なる位置に配置されている。第3面15c上に、第1円形凸部15r1および第2円形凸部15r2が形成されている。第1円形凸部15r1および第2円形凸部15r2の各々は、第3面15cの中心点p1を中心として円周状に形成されている。第2円形凸部15r2の内径r2aは、第1円形凸部15r1の外径r1bより大きい。ヒートシンク40は、第1円形凸部15r1および第2円形凸部15r2に接触している。このようにすれば、固定部80の近傍における応力が緩和される。
【0059】
上記除菌装置100において、第3面15c上に、一対の第1線形凸部15l1および一対の第2線形凸部15l2が形成されている。第3面15cに対して平行な方向をx方向およびy方向とする。x方向は、y方向に対して垂直である。一対の第1線形凸部15l1は、x方向に伸びている。一対の第2線形凸部15l2は、y方向に伸びている。一対の第1線形凸部15l1および一対の第2線形凸部15l2の各々は、第1円形凸部15r1に接続されている。ヒートシンク40は、第1線形凸部15l1および第2線形凸部15l2に接触している。このようにすれば、固定部80の近傍における応力が緩和される。
【0060】
上記除菌装置100について、平面視において、第1線形凸部15l1および第2線形凸部15l2は、中心点p1から第1円形凸部15r1の外径r1b以上離れた位置に配置されている。このようにすれば、固定部80の近傍における応力が緩和される。
【0061】
上記除菌装置100において、中心点p1を通り、かつx方向に平行な直線を第1直線l1とする。中心点p1を通り、かつy方向に平行な直線を第2直線l2とする。平面視において、一対の第1線形凸部15l1は第1直線l1に対して線対称となるように配置されている。平面視において、一対の第2線形凸部15l2は第2直線l2に対して線対称となるように配置されている。このようにすれば、固定部80の近傍における応力が緩和される。
【0062】
上記除菌装置100において、第3面15c上に第3線形凸部15l3が形成されている。第3線形凸部15l3は、x方向あるいはy方向に沿って伸びている。このようにすれば、ハーネス51が通る溝71bが形成される。
【0063】
上記除菌装置100において、蓋部材15bは、本体部15aに接触している接触面15s3を有する。接触面15s3は、第1円形凸部15r1および第2円形凸部15r2においてヒートシンク40が接触している面と同一平面上に配置されている。接触面15s3は、ヒートシンク40に接触している。このようにすれば、固定部80の近傍における応力が緩和される。
【0064】
本開示に従った温水装置200は、上記に記載の除菌装置100を備える。このようにすれば、紫外光源50の電気的故障の発生が抑制された温水装置200が得られる。
【0065】
上記のような本実施の形態に係る除菌装置100の効果を検証するために以下のような強度解析を実施した。
【0066】
(解析対象)
図8は、比較例に係る蓋部材300bの底面図である。実施例における蓋部材300aは、
図6に示される本実施の形態における除菌装置100の蓋部材15bと同様の構成を備える。
図8に示された比較例における蓋部材300bは、基本的には
図6に示された蓋部材15bと同様の構成を備えるが、第3面15cの構成が異なる。具体的には、
図8に示されるように、第3面15cには、円形凸部315r1と、第1線形凸部315l1と、第2線形凸部315l2と、四角状凸部315l3とが形成されている。円形凸部315r1は、第3面15cの中心点p1を中心として円形状に形成されている。四角状凸部315l3は、第3面15cの中心点p1を中心として四角状に形成されている。第1線形凸部315l1および第2線形凸部315l2は、中心点p1にて交差している。円形凸部315r1は、第1線形凸部315l1および第2線形凸部315l2と交差している。平面視において、第1線形凸部315l1および第2線形凸部315l2は、第1直線l1および第2直線l2の各々に対して45°傾いた方向に延びている。平面視において、四角状凸部315l3は、円形凸部315r1、第1線形凸部315l1、および第2線形凸部315l2を囲むように配置されている。
【0067】
(解析結果)
実施例における蓋部材300aおよび比較例における蓋部材300bに対して、
図2に示される第2端10bにおける固定部80の近傍における点pmにおけるミーゼス応力を評価した。実施例における蓋部材300aにおいて、点pmのミーゼス応力は、74MPaであった。比較例における蓋部材300bにおいて、点pmのミーゼス応力は、117MPaであった。以上の結果より、実施例における点pmにおけるミーゼス応力は、比較例における点pmにおけるミーゼス応力より小さいことが分かった。
【0068】
(付記)
以下に、本実施形態に含まれている各構成を付記する。
(付記1)
筐体と、
紫外光源とを備え、
前記筐体は、内部に流路があり、
前記筐体は、前記流路へと除菌対象となる流体を流入させる流入口と、前記流路から前記流体を流出させる流出口とを有し、
前記紫外光源は、前記流路を流れる前記流体に対して紫外線を照射し、更に、
前記筐体は、前記紫外光源が収納されている内部空間を有し、
前記筐体には、前記内部空間が前記筐体の外部に連通している貫通経路が形成されている、除菌装置。
(付記2)
前記貫通経路を通るハーネスを備え、
前記ハーネスは、前記紫外光源に接続されており、
前記ハーネスは、前記流出口から流出する前記流体の方向とは逆方向に前記筐体から引き出されている、付記1に記載の除菌装置。
(付記3)
ヒートシンクをさらに備え、
前記筐体は、本体部と、蓋部材とを有し、
前記本体部には、開口部が形成されており、
前記蓋部材は、前記開口部を閉塞するように前記本体部に取り付けられており、
前記ヒートシンクは、前記開口部に配置されており、
前記ヒートシンクは、前記紫外光源が配置される第1面と、前記第1面の反対面である第2面とを有し、
前記ヒートシンクには、前記第1面及び前記第2面において開口するように前記ヒートシンクを貫通している貫通孔が形成されており、
前記蓋部材は、前記第2面と対向している第3面を有し、
前記第3面には、溝が形成されており、
前記貫通経路は、前記貫通孔および前記溝から形成されている、付記1または付記2に記載の除菌装置。
(付記4)
前記第2面には、穴が形成されており、
前記第3面には、前記穴に挿入される突起が形成されており、
前記穴に前記突起が挿入された状態で、前記貫通孔は、平面視において前記溝に重なっている、付記3に記載の除菌装置。
(付記5)
前記蓋部材は、突出部を有し、
前記突出部は、平面視において、前記溝の延在方向に沿って前記本体部から突出している、付記3または付記4に記載の除菌装置。
(付記6)
前記蓋部材を前記本体部に取り付ける固定部を備え、
前記第3面の平面視において、前記固定部は前記本体部と重なる位置に配置されており、更に、
前記第3面上に、第1円形凸部および第2円形凸部が形成されており、
前記第1円形凸部および前記第2円形凸部の各々は、前記第3面の中心点を中心として円周状に形成され、
前記第2円形凸部の内径は、前記第1円形凸部の外径より大きく、
前記ヒートシンクは、前記第1円形凸部および前記第2円形凸部に接触している、付記3に記載の除菌装置。
(付記7)
前記第3面上に、一対の第1線形凸部および一対の第2線形凸部が形成されており、
前記第3面に対して平行な方向をx方向およびy方向とすると、
前記x方向は、前記y方向に対して垂直であり、
一対の前記第1線形凸部は、前記x方向に伸びており、
一対の前記第2線形凸部は、前記y方向に伸びており、
一対の前記第1線形凸部および一対の前記第2線形凸部の各々は、前記第1円形凸部に接続され、
前記ヒートシンクは、前記第1線形凸部および前記第2線形凸部に接触している、付記6に記載の除菌装置。
(付記8)
前記平面視において、前記第1線形凸部および前記第2線形凸部は、前記中心点から前記第1円形凸部の前記外径以上離れた位置に配置されている、付記7に記載の除菌装置。
(付記9)
前記中心点を通り、かつ前記x方向に平行な直線を第1直線とし、
前記中心点を通り、かつ前記y方向に平行な直線を第2直線とした時、
前記平面視において、
一対の前記第1線形凸部は前記第1直線に対して線対称となるように配置され、
一対の前記第2線形凸部は前記第2直線に対して線対称となるように配置されている、付記7または付記8に記載の除菌装置。
(付記10)
前記第3面上に第3線形凸部が形成されており、
前記第3線形凸部は、前記x方向あるいは前記y方向に沿って伸びている、付記7から付記9のいずれか1項に記載の除菌装置。
(付記11)
前記蓋部材は、前記本体部に接触している接触面を有し、
前記接触面は、前記第1円形凸部および前記第2円形凸部において前記ヒートシンクが接触している面と同一平面上に配置され、
前記接触面は、前記ヒートシンクに接触している、付記6から付記10のいずれか1項に記載の除菌装置。
(付記12)
付記1から付記11のいずれか1項に記載の除菌装置を備える、温水装置。
【0069】
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記の実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0070】
10 筐体、10a,20a 第1端、10b,20b 第2端、11,22 流入口、12,23 流出口、13,24 第1部材、14,25 第2部材、15a 本体部、15b,300a,300b 蓋部材、15c 第3面、15d 突出部、15l2,315l2 第2線形凸部、15l3 第3線形凸部、15l1,315l1 第1線形凸部、15r1 第1円形凸部、15r2 第2円形凸部、15s,15s1,15s2,15s3 接触面、20 流路部材、21 流路、26 第3部材、27 旋回羽根、30 透光板、40 ヒートシンク、40a 凹部、40s1 第1面、40s2 第2面、50 紫外光源、51 ハーネス、60 仕切り部材、70 内部空間、71 貫通経路、71a,81 貫通孔、71b 溝、72 穴、73 突起、80 固定部、100 除菌装置、200 温水装置、201 給湯管路、201a,202c 熱交換器、201b,202d バーナ、202 循環管路、202a 循環アダプタ、202b ポンプ、203 湯管路、203a 弁、204 浴槽、315l3 四角状凸部、315r1 円形凸部、DR1 第1方向、l1 第1直線、l2 第2直線、l3 点線、p1 中心点、r1b 外径、r2a 内径。