JPH11207330A - 紫外線殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湯水等を殺菌する殺菌装置において、その殺
菌装置の紫外線ランプの紫外線量が殺菌力を有しない量
まで低下する期間を延ばすようにすることができるよう
にする。 【解決手段】 通電量算定部３３は、点灯指令部４５か
らの蛍光管４０を点灯すべき旨の通知に基づいて起動
し、点灯時間積算部４３からの通電時間の積算値データ
を読み込んで蛍光管４０の累積使用時間を求めると共
に、位相制御情報記憶部３１から通電量データを読み込
んで蛍光管４０の累積使用時間に対応する通電量を求
め、位相制御部３５に与える。位相制御部３５は、この
通電量算定部３３からの通電量データに基づいて半導体
制御整流回路４１のゲート回路に制御信号を出力するこ
とにより、回路４１内の２個のサイリスタのゲート端子
に印加されるゲートパルスの出力タイミングを制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線を照射する
ことにより湯水を殺菌する装置に関し、例えば浴槽水の
雑菌を一定レベル以下に保つ殺菌装置などに好適なもの
である。

【０００２】

【従来の技術】湯水を殺菌する装置として、浴湯の浄化
／殺菌／保温機能を有する浴湯浄化殺菌装置（ＪＢ）を
例にとり説明する。

【０００３】浴湯浄化殺菌装置（ＪＢ）として浴湯の浄
化／殺菌／保温機能を有するものが開発されている。浴
湯浄化殺菌装置（ＪＢ）は、浴湯を循環させるポンプ
と、浴湯が目詰まり等により所定流量以上で循環してい
るか否かを検出する水流スイッチと、浴湯を浄化する浄
化槽と、浴湯を殺菌する紫外線ランプと、浴湯の温度を
検出する第一サーミスタと、浴湯を所定の温度に保温す
るヒータと、ヒータ周辺部の温度を検出する第二サーミ
スタと、ヒータ周辺部の温度が異常に上昇した場合にヒ
ータへの通電を遮断する温度ヒューズと、浄化槽に通水
する浴湯の方向を順方向と逆方向とに切り替える５方弁
と、から構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した浴
槽機器等の住宅設備機器にあっては、通常、少なくとも
１０年以上の寿命を有することが要求される。そのた
め、上記殺菌ランプにおいても、１０年以上のとまでで
はいかなくても、出来るだけ寿命であることが望まし
い。

【０００５】しかし、紫外線ランプとして用いられる、
冷陰極型蛍光ランプは２００００時間で寿命（紫外線量
が初期値の６０％に低下）になる。また熱陰極型蛍光ラ
ンプでは６０００時間で寿命となってしまい、製品寿命
１０年（９００００時間）に対して短く、紫外線ランプ
は定期的に交換する必要があった。

【０００６】また、紫外線初期量を十分大きなものと
し、６０％以下に低下しても十分な殺菌性能が確保でき
るようにする方法も考えられるが、この場合には紫外線
ランプはサイズ非常に大型になり、また高価なもになっ
てしまう問題があった。

【０００７】従って本発明の目的は、紫外線ランプを備
えた殺菌装置において、殺菌機能として用いられるラン
プ使用期間を延ばすことができるようにすることにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面に従
う紫外線殺菌装置は、湯水を、紫外線ランプの照射によ
り殺菌するもので、ランプの累積使用時間を算定する累
積使用時間算定手段と、算定されたランプの累積使用時
間に応じて、ランプへの通電量を増量制御する通電量制
御手段とを備える。

【０００９】上記構成によれば、算定されたランプの累
積使用時間に応じて、ランプへの通電量を増量制御する
ことにより、ランプの紫外線量の低下が防止できる。

【００１０】本発明の第１の側面に係る好適な実施形態
では、累積使用時間算定手段は、ランプへの通電、及び
通電時間を検知することによりランプの累積使用時間を
算定する。

【００１１】通電量制御手段は、ランプの紫外線量がそ
の使用開始当初の紫外線量に保持されるよう、ランプへ
の通電量を累積使用時間の長さに比例して増加させる。

【００１２】上記実施形態の変形例では、通電量制御手
段は、ランプへの通電量を累積使用時間の長さに比例し
て、又は、対数関数的に増加させることにより、ランプ
の紫外線量が、その使用開始当初の紫外線量から予め設
定されている紫外線量閾値にまで低下する期間を調整す
るようにしている。これにより、ランプの紫外線量が紫
外線量閾値にまで低下して寿命が尽きる時期を先に延ば
すことが可能になる。

【００１３】また、別の変形例では、通電量制御手段
は、ランプの紫外線量が、その使用開始当初の紫外線量
から予め設定されている紫外線量閾値にまで低下する毎
に、ランプへの通電量を段階的に増量制御するようにし
ている。これにより、ランプの紫外線量はその使用開始
当初の紫外線量にまで戻すことができる。

【００１４】また、上記とは別の変形例では、通電量制
御手段は、ランプの累積使用時間が所定の時間間隔を置
いて定められている複数の時間値の各々に達する毎に、
ランプへの通電量を段階的に増量制御するようにしてい
る。これによっても、ランプの紫外線量はその使用開始
当初の紫外線量にまで戻すことができる。

【００１５】本発明の第２の側面に従う殺菌装置は、湯
水を、紫外線ランプの照射により殺菌するもので、ラン
プの紫外線量がその使用開始当初から所定期間経過後に
予め設定されている紫外線量閾値にまで低下するよう、
ランプへの通電量を制御する通電量制御手段を備える。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施形態に係る、浴湯
の浄化／殺菌／保温機能を有する浴湯浄化殺菌装置（Ｊ
Ｂ）のシステム構成図である。

【００１８】図１において、浴湯浄化殺菌装置（ＪＢ）
は、浴湯を循環させるポンプ１と、浴湯が目詰まり等に
より所定流量以上で循環しているか否かを検出する水流
スイッチ２と、浴湯を浄化する浄化槽３と、浴湯を殺菌
する殺菌装置４と、浴湯の温度を検出する第一サーミス
タ５と、浴湯を所定の温度に保温するヒータ６と、ヒー
タ周辺部の温度を検出する第二サーミスタ７と、ヒータ
周辺部の温度が異常に上昇した場合にヒータ６への通電
を遮断する温度ヒューズ８と、ポンプ１によって加圧さ
れた浴湯が浄化槽３に流れ込む方向を、浴湯を浄化する
ための順方向と浄化槽３を逆洗浄する順方向とは逆方向
に切り替える５方弁９と、浄化槽３を逆洗浄する際、そ
の洗浄水を排水する排水口１０と、浄化／殺菌／保温さ
れた浴湯を浴槽１６に送る往路管１１と、浴槽１６内の
浴湯を機能部１７に送る復路管１２と、バスアダプタ１
３と、浴槽１６内に泡を送付するエアー電磁弁１４と、
これらのシステムを操作する操作部１８と、システム全
体をコントロールする制御部１５、から構成される。

【００１９】図２は図１における操作部１８を具体的に
した図である。

【００２０】操作部１８は、浴湯を浄化／殺菌を行う運
転の入り切りを行う運転スイッチ２１と、浴湯の保温を
行うか否かを決める保温スイッチ２２と、保温する浴湯
温度を設定する浴湯温度設定スイッチ２４、２５と、泡
（ブロー）を浴槽内に送るか否かを決めるブロースイッ
チ２３と、ろ過材または殺菌装置４の殺菌ランプ（紫外
線ランプ）の交換を行った場合、記憶している累積使用
時間（後述する）をリセットする交換完了スイッチ２６
と、定期に通水路を洗浄する洗浄開始スイッチ２７、か
ら構成される。

【００２１】図３は、図１で示した浴湯浄化殺菌装置
（ＪＢ）の殺菌装置４に係わる機能構成を示すブロック
図である。この殺菌装置４の殺菌手段としての蛍光管４
０（紫外線ランプ）は、半導体制御整流回路４１を介し
て電源３９に接続され、また、この半導体制御整流回路
４１に対して制御信号を与える制御部１５を介して操作
部１８に接続されている。

【００２２】ここで、蛍光管４０としては、通電時間が
長くても紫外線量の低下し難い冷陰極型紫外線蛍光管を
使うことが望ましいが、熱陰極型紫外線蛍光管であって
も使用できるものである。

【００２３】本実施形態では、半導体制御整流回路４１
には、互いに逆方向に並列接続された２個のサイリス
タ、及びこれらサイリスタの点弧／消弧を制御するため
に、これらのサイリスタのゲート端子にゲートパルスを
印加すべく接続されるゲート回路（いずれも図示しな
い）を備える構成のものが用いられている。なお、ゲー
ト回路（図示しない）は、制御部１５を構成する位相制
御部３５の制御下でゲートパルスを生成して出力する。

【００２４】制御部１５は、機能ブロックとして通電検
知部４２と、点灯時間積算部４３と、紫外線量検知部４
４と、点灯指令部４５と、リセット部４６と、位相制御
情報記憶部３１と、通電量算定部３３と、位相制御部３
５とを備える。

【００２５】通電検知部４２は、半導体制御整流回路４
１を通して電源３９と蛍光管４０とを接続する給電線に
設けた電流センサ３７からの出力信号に基づき、電源３
９から蛍光管４０に通電が行われているか否かを検知す
る。そして、通電を検知すると、その通電が行われてい
る間（即ち、半導体制御整流回路４１がターンオンして
いる時間）だけ通電を検知している旨を点灯時間積算部
４３に通知し続ける。

【００２６】点灯時間積算部４３は、通電検知部４２か
ら通電を検知している旨の通知がある毎に、その通知時
間、即ち、通電時間を積算してその積算値を通電量算定
部３３に出力する。点灯時間積算部４３は、リセット部
４６からリセット指令が与えられるまでの間、蓄積して
いる通電時間の積算値データを保持し続ける。リセット
部４６からリセット指令が与えられる場合とは、例えば
蛍光管４０を新品と交換したときのような、蓄積してい
る通電時間の積算値データが無意味になった場合であ
る。

【００２７】紫外線量検知部４４は、蛍光管４０に設け
た紫外線量測定用のセンサ（図示しない）からの出力信
号に基づき、蛍光管４０の紫外線量を検知して通電量算
定部３３に出力する。

【００２８】点灯指令部４５は、操作部１３から出力さ
れる各種指令を読み込む。そして、運転スイッチ２１か
ら点灯指令が与えられていることにより、蛍光管４０の
点灯が必要であると判断すると、蛍光管４０を点灯すべ
き旨、通電量算定部３３に通知する。

【００２９】リセット部４６は、操作部１３から出力さ
れる各種指令を読み込んで位相制御情報記憶部３１、及
び点灯時間積算部４３のリセットが必要であると判断し
たとき、位相制御情報記憶部３１、及び点灯時間積算部
４３に対してリセット指令を送出する。リセット部４６
がリセット指令を出力する場合とは、上述したように、
蛍光管４０を新品と交換したことにより、位相制御情報
記憶部３１、及び点灯時間積算部４３に夫々蓄積されて
いる情報を初期化する必要が生じた場合である。

【００３０】位相制御情報記憶部３１は、上記２個のサ
イリスタの点弧／消弧を制御するために必要な情報とし
て、蛍光管４０の使用開始当初の紫外線量データや、使
用開始から長期間経過しても蛍光管４０の紫外線量を使
用開始当初の紫外線量に保持することが可能な蛍光管４
０への通電量データ等を記憶する。ここで、蛍光管４０
の使用開始当初の紫外線量データは、図４（ａ）におい
て符号１００％で示される。また、蛍光管４０の紫外線
量を時間の経過に関わらず図４（ａ）に示すように１０
０％のまま保持するのに必要な通電量データは、図４
（ｂ）で示される。この通電量データは、蛍光管４０の
使用開始時点から時間の経過と共に略リニアに増加して
いる。位相制御情報記憶部３１は、通電量算定部３３か
らのデータ読出し要求に基づいて、記憶しているこれら
のデータを通電量算定部３３に与える。位相制御情報記
憶部３１は、リセット部４６からのリセット指令に応じ
て、上記各々のデータをリセットする。

【００３１】通電量算定部３３は、点灯指令部４５から
の蛍光管４０を点灯すべき旨の通知に基づいて起動し、
点灯時間積算部４３からの通電時間の積算値データを読
み込んで蛍光管４０の累積使用時間を求める。そして、
位相制御情報記憶部３１から図４（ｂ）で示した通電量
データを読み込んで蛍光管４０の累積使用時間に対応す
る通電量を求め、この求めた通電量を位相制御部３５に
与える。なお、通電量算定部３３が、蛍光管４０の紫外
線量が、位相制御部３５、及び半導体制御整流回路４１
を通じて紫外線量１００％に制御されていることを確認
するために、紫外線量検知部４４によって検知された蛍
光管４０の紫外線量と、上述した紫外線量データ１００
％とを比較すようにすれば、蛍光管４０への通電量を精
密に制御できる。

【００３２】位相制御部３５は、通電量算定部３３から
の通電量データに基づいて上述した半導体制御整流回路
４１のゲート回路に制御信号を出力することにより、上
記２個のサイリスタのゲート端子に印加されるゲートパ
ルスの出力タイミングを制御する。

【００３３】上記構成によれば、蛍光管４０の累積使用
時間に対応する通電量を求め、この通電量に基づいて上
記２個のサイリスタのゲート端子に印加されるゲートパ
ルスの出力タイミングを制御することとしたので、蛍光
管４０を長期間使用しても、蛍光管４０の紫外線量をそ
の使用開始当初の紫外線量である１００％に保持でき
る。そのため、長期間使用しても蛍光管４０の紫外線量
が蛍光管４０の寿命とされる使用開始当初の紫外線量の
６０％近くにまで低下する虞はなく、殺菌能力不足は生
じない。

【００３４】図５は、本発明の一実施形態の第１の変形
例に係る蛍光管４０の紫外線量データ、及び蛍光管４０
への通電量データを示す。

【００３５】本変形例は、上述した構成の殺菌装置４に
おいて、蛍光管４０の紫外線量がその使用開始当初の紫
外線量の６０％になったときに蛍光管４０の寿命が尽き
たものと見做して、蛍光管４０への通電量の増量制御に
より蛍光管４０の紫外線量が使用開始当初の紫外線量の
６０％になる時期を可能な限り先に延ばすようにした点
を特徴とする。

【００３６】即ち、紫外線量６０％を閾値とすると共
に、上述した図４（ａ）で示した紫外線量データに代え
て図５（ａ）に示す紫外線量データを、図４（ｂ）で示
した通電量データに代えて図５（ｂ）に示す通電量デー
タを、夫々位相制御情報記憶部３１に記憶させる。そし
て、例えば蛍光管４０の累積使用時間が、通常、この種
の蛍光管４０の寿命とされる２００００時間より多い７
００００時間に達したときに、蛍光管４０の紫外線量が
その使用開始当初の紫外線量の６０％になるよう、上記
２個のサイリスタのゲート端子に印加されるゲートパル
スの出力タイミングを上記態様で制御する。

【００３７】なお、図５（ｂ）に示す通電量データに
は、蛍光管４０の使用開始時点での２００ｍＡから時間
の経過と共に略リニアに増加する第１の通電量データ
と、蛍光管４０の使用開始時点から時間の経過と共に対
数関数的に増加する第２の通電量データとがある。通
電量算定部３３は、図５（ａ）に示すような紫外線量を
得るために、上記通電量データのいずれか一方を用いて
蛍光管４０の累積使用時間に見合った通電量を求めるこ
ととなる。

【００３８】図６は、本発明の一実施形態の第２の変形
例に係る蛍光管４０の紫外線量データ、及び蛍光管４０
への通電量データを示す。

【００３９】本変形例は、上述した構成の殺菌装置にお
いて、蛍光管４０の紫外線量がその使用開始当初の紫外
線量の６０％に低下する毎に、蛍光管４０への通電量を
当初の通電量から所定量増量する制御を行うことで、蛍
光管４０の紫外線量を使用開始当初の紫外線量に戻し、
それにより蛍光管４０の寿命を先に延ばすようにした点
を特徴とする。

【００４０】即ち、上述した図５（ａ）で示した紫外線
量データに代えて図６（ａ）に示す紫外線量データを、
図５（ｂ）で示した通電量データに代えて図６（ｂ）に
示す通電量データを、夫々位相制御情報記憶部３１に記
憶させる。また、紫外線量６０％を閾値として、図６
（ｂ）に示すように蛍光管４０の使用開始当初の通電量
を例えば２００ｍＡに設定しておく。そして、紫外線量
検知部４２からの通知により蛍光管４０の紫外線量がそ
の使用開始当初の紫外線量の６０％になったことを認識
した図６（ａ）の時刻ｔ1において、蛍光管４０の紫外
線量が使用開始当初の紫外線量（１００％）に戻るよ
う、通電量を例えば５００ｍＡに増加させる。このよう
に、通電量を増量して蛍光管４０の紫外線量を１００％
に戻した後、紫外線量検知部４２からの通知により蛍光
管４０の紫外線量が再びその使用開始当初の紫外線量の
６０％になったことを認識した図６（ａ）の時刻ｔ2に
おいて、紫外線量を１００％に戻すべく、再度通電量を
例えば７００ｍＡに増加させる。

【００４１】なお、蛍光管４０の紫外線量がその使用開
始当初の紫外線量の６０％になる時間（図６（ａ）の時
刻ｔ1、及び時刻ｔ2）を、予め位相制御情報記憶部３１
に記憶させておけば、紫外線量検知部４２からの通知を
受けなくても、上述した通電量の増量制御を行うことが
できる。

【００４２】図７は、本発明の第２の側面に係る蛍光管
４０の紫外線量データ、及び蛍光管４０への通電量デー
タを示す。

【００４３】本変形例は、上述した構成の殺菌装置にお
いて、蛍光管４０の紫外線量の閾値を６０％に設定する
と共に、蛍光管４０への通電量を通常の通電量よりも少
ない値（例えば９０％）に設定することにより、蛍光管
４０の寿命を通常よりも長くした点を特徴とする。即
ち、図７（ｂ）で示すように、蛍光管４０への通電量を
蛍光管４０の使用時間の経過に関わらず、蛍光管４０の
使用開始当初から一定値（例えば１８０ｍＡ）に設定す
ることにより、蛍光管４０の紫外線量がその使用開始当
初の紫外線量の６０％に低下する時期を、図７（ａ）で
示すように４００００時間まで延ばすこととした。

【００４４】なお、位相制御情報記憶部３１には、上述
した図６（ａ）で示した紫外線量データに代えて図７
（ａ）に示す紫外線量データを、図６（ｂ）で示した通
電量データに代えて図７（ｂ）に示す通電量データが、
夫々記憶される。通電量算定部３３、及び位相制御部３
５は、蛍光管４０の累積使用時間の如何に関わらず、蛍
光管４０への通電量が常に１８０ｍＡになるよう、上記
２個のサイリスタのゲート端子に印加するゲートパルス
の出力タイミングを制御することとなる。

【００４５】なお、上述した内容は、あくまで本発明の
一実施形態に関するものであって、本発明が上記内容の
みに限定されることを意味するものでないのは勿論であ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
湯水等を殺菌する殺菌装置において、その殺菌装置の紫
外線ランプの紫外線量が殺菌力を有しない量まで低下す
る期間を延ばすようにすることができ、紫外線ランプの
交換頻度を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る、浴湯の浄化／殺菌
／保温機能を有する浴湯浄化殺菌装置（ＪＢ）としての
２４時間風呂のシステム構成図。

【図２】図１の操作部１８の一実施例を具体的にした
図。

【図３】図１の２４時間風呂の殺菌装置に係わるの機能
構成を示すブロック図。

【図４】一実施形態に係る蛍光管の紫外線量データ、及
び蛍光管への通電量データを示す図。

【図５】一実施形態の第１の変形例に係る蛍光管の紫外
線量データ、及び蛍光管への通電量データを示す図。

【図６】一実施形態の第２の変形例に係る蛍光管の紫外
線量データ、及び蛍光管への通電量データを示す図。

【図７】本発明の第２の側面に係る蛍光管の紫外線量デ
ータ、及び蛍光管への通電量データを示す図。

【符号の説明】

４ 殺菌装置 １５ 制御部 １６ 浴槽 １７ 機能部 １８ 操作部 ３１ 位相制御情報記憶部 ３３ 通電量算定部 ３５ 位相制御部 ３７ 電流センサ ３９ 電源 ４０ 蛍光管 ４１ 半導体制御整流回路 ４２ 通電検知部 ４３ 点灯時間積算部 ４４ 紫外線量検知部 ４５ 点灯指令部 ４６ リセット部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湯水を、紫外線ランプの照射により殺菌
   する紫外線殺菌装置において、 前記ランプの累積使用時間を算定する累積使用時間算定
   手段と、 算定された前記ランプの累積使用時間に応じて、前記ラ
   ンプへの通電量を増量制御する通電量制御手段と、 を備えることを特徴とする紫外線殺菌装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の紫外線殺菌装置におい
   て、 前記累積使用時間算定手段が、前記ランプへの通電、及
   び通電時間を検知することにより前記ランプの累積使用
   時間を算定することを特徴とする紫外線殺菌装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の紫外線殺菌装置におい
   て、 前記通電量制御手段が、前記ランプの紫外線量がその使
   用開始当初の紫外線量に保持されるよう、前記ランプへ
   の通電量を累積使用時間の長さに比例して増加させるこ
   とを特徴とする紫外線殺菌装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の紫外線殺菌装置におい
   て、 前記通電量制御手段が、前記ランプへの通電量を累積使
   用時間の長さに比例して、又は、対数関数的に増加させ
   ることにより、前記ランプの紫外線量が、その使用開始
   当初の紫外線から予め設定されている紫外線量閾値にま
   で低下する期間を調整することを特徴とする紫外線殺菌
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の紫外線殺菌装置におい
   て、 前記通電量制御手段が、前記ランプの紫外線が、その使
   用開始当初の紫外線量から予め設定されている紫外線量
   閾値にまで低下する毎に、前記ランプへの通電量を段階
   的に増量制御することを特徴とする紫外線殺菌装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の紫外線殺菌装置におい
   て、 前記通電量制御手段が、前記ランプの累積使用時間が所
   定の時間間隔を置いて定められている複数の時間値の各
   々に達する毎に、前記ランプへの通電量を段階的に増量
   制御することを特徴とする紫外線殺菌装置。
7. 【請求項７】 湯水を、紫外線ランプの照射により殺菌
   する紫外線殺菌装置において、前記ランプの紫外線量が
   その使用開始当初から所定期間経過後に予め設定されて
   いる紫外線量閾値にまで低下するよう、前記ランプへの
   通電量を制御する通電量制御手段を備えることを特徴と
   する紫外線殺菌装置。