(57)【要約】【課題】  熱陰極フィラメント１８ａ，１８ｂを有する除菌灯１８と、除菌灯１８の点灯指令信号を出力するマイコン２０と、マイコン２０が点灯指令信号の出力を開始すると予熱を行った後に除菌灯１８を点灯させるインバータ回路２１とを備える除菌装置において、熱陰極フィラメント１８ａ，１８ｂの十分な予熱が行われているか否かを検出可能とし、十分な予熱が行われていない場合に異常時処理を自動的に行うことによって、予熱が十分に行われない状態で継続的に使用されることを抑制する。【解決手段】  マイコン２０は、除菌灯１８が点灯したか否かを所定の判定条件に基づいて判定するとともに、点灯指令信号の出力を開始してから除菌灯１８が点灯したと判定するまでの予熱時間が所定の閾値未満であれば所定の異常時処理を実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱陰極フィラメントを有する除菌灯と、該除菌灯の点灯指令信号を出力する制御部と、該制御部が点灯指令信号の出力を開始すると前記熱陰極フィラメントの予熱を行った後に前記除菌灯を点灯させる除菌灯駆動回路とを備える除菌装置において、前記制御部は、前記除菌灯が点灯したか否かを所定の判定条件に基づいて判定するとともに、点灯指令信号の出力を開始してから前記除菌灯が点灯したと判定するまでの時間が所定の閾値未満であれば所定の異常時処理を実行するよう構成されていることを特徴とする除菌装置。
【請求項２】
請求項１に記載の除菌装置において、前記異常時処理は、前記除菌灯駆動回路の予熱動作が異常である旨を報知する処理であることを特徴とする除菌装置。
【請求項３】
請求項１に記載の除菌装置において、前記制御部は記憶手段を備えるとともに前記除菌灯駆動回路に対して所定の予熱時間延長指令信号を出力可能に構成され、
前記異常時処理は、前記除菌灯駆動回路の予熱動作が異常である旨の情報を前記記憶手段に記憶する処理であり、
前記制御部は、少なくとも前記点灯指令信号の出力時に、前記記憶手段に前記情報が記憶されていなければ前記予熱時間延長指令信号を出力しないが前記記憶手段に前記情報が記憶されていれば前記予熱時間延長指令信号を出力するよう構成され、
前記除菌灯駆動回路は、前記制御部から前記予熱時間延長指令信号を入力すると未入力時に比べて予熱時間が長くなるよう回路構成されていることを特徴とする除菌装置。
【請求項４】
請求項３に記載の除菌装置において、前記制御部は、前記予熱時間延長指令信号を出力しているにもかかわらず前記熱陰極フィラメントの予熱時間が前記閾値未満であれば、前記除菌灯駆動回路の予熱動作が異常である旨の報知処理を実行するよう構成されていることを特徴とする除菌装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の除菌装置において、点灯中の前記除菌灯から照射される光を検出する光センサの出力信号に基づく点灯検出信号を前記制御部に出力する点灯検出回路をさらに備え、前記制御部は前記点灯検出回路が出力する点灯検出信号に基づいて前記除菌灯が点灯したことを判定するよう構成されていることを特徴とする除菌装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の除菌装置において、前記熱陰極フィラメントに供給される電流値に基づく点灯検出信号を前記制御部に出力する点灯検出回路をさらに備え、前記制御部は前記点灯検出回路が出力する点灯検出信号に基づいて前記除菌灯が点灯したことを判定するよう構成されていることを特徴とする除菌装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の除菌装置において、前記制御部は前記熱陰極フィラメントに供給される電流波形に基づいて前記除菌灯が点灯したことを判定するよう構成されていることを特徴とする除菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風呂の湯水追い焚き用循環配管や湯水供給配管等に付設されて配管内を流通する湯水の除菌を行う湯水除菌装置として好適に用いることが可能な除菌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下記の特許文献１にも開示されているように、浴槽内の湯水の保温や追い焚き時に、循環配管内を流れる湯水に対して紫外線照射することにより除菌を行う湯水除菌装置が開発されている。
【０００３】
紫外線照射を行う除菌灯としては、蛍光管式の熱陰極管が広く用いられている。熱陰極管は、インバータ回路によって点灯駆動される。熱陰極管に備えられる陰極フィラメントは、点灯前に予熱を行わなければ点灯の際にフィラメントのエミッタ飛散が多くなり、寿命が短くなることが知られている。したがって、熱陰極管の点灯前に熱陰極フィラメントに予熱電流を所定の予熱時間だけ流すことによって予熱を行うようインバータ回路が回路構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８４０２９号公報
【特許文献２】特開２００７−６６６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、予熱時間を設定する回路素子の故障などによって、フィラメントの予熱時間が設定時間よりも短くなったり、殆ど予熱が行われずに点灯が開始することがある。熱陰極管はフィラメントの予熱が十分に行われずとも点灯するため、予熱が十分に行われない状態で継続的に使用されると熱陰極管の寿命が大幅に短くなるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、熱陰極フィラメントの十分な予熱が行われているか否かを検出可能とし、十分な予熱が行われていない場合に異常時処理を自動的に行うことによって、予熱が十分に行われない状態で継続的に使用されることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。
【０００８】
すなわち、本発明は、熱陰極フィラメントを有する除菌灯と、該除菌灯の点灯指令信号を出力する制御部と、該制御部が点灯指令信号の出力を開始すると前記熱陰極フィラメントの予熱を行った後に前記除菌灯を点灯させる除菌灯駆動回路とを備える除菌装置において、前記制御部は、前記除菌灯が点灯したか否かを所定の判定条件に基づいて判定するとともに、点灯指令信号の出力を開始してから前記除菌灯が点灯したと判定するまでの時間が所定の閾値未満であれば所定の異常時処理を実行するよう構成できる（請求項１）。
【０００９】
かかる本発明の除菌装置によれば、正常時は、点灯指令信号の出力が開始されると、除菌灯駆動回路が所定時間の予熱を行った後に除菌灯を点灯させる。一方、除菌灯駆動回路等の故障によって予熱が十分に行われることなく除菌灯が点灯する場合には、点灯指令信号の出力開始から除菌灯点灯判定までの予熱時間が閾値未満となるため、制御部によって所定の異常時処理が実行され、これにより予熱が十分に行われない状態で継続的に使用されることを抑制できる。
【００１０】
上記本発明の除菌装置において、前記異常時処理は、前記除菌灯駆動回路の予熱動作が異常である旨を報知する処理であってよい（請求項２）。これによれば、予熱時間が不十分である場合に、予熱動作が異常である旨の報知が行われるので、ユーザーやメンテナンス担当者等に対して予熱が十分でないことを自動的に知らせることができ、修理対応等を促すことによって、予熱が十分に行われない状態で継続的に使用されることを抑制できる。なお、報知の態様は適宜のものであってよく、例えば、除菌装置に設けたブザーや表示装置を用いて報知することもできるし、除菌装置に通信可能に接続したリモコンの表示装置やブザー等を用いて報知することもできる。また、「予熱時間が異常である旨の報知」は、例えば、予熱時間が異常であることを示すエラーコード等を何らの操作をすることなく表示等するものであってもよいし、何らかの異常が生じていることを示すブザーや表示等をまず行い、エラー内容確認のための所定の操作を行うことで予熱時間が異常であることを示すエラーコード等が表示されるようにすることもできる。
【００１１】
また、前記制御部は記憶手段を備えるとともに前記除菌灯駆動回路に対して所定の予熱時間延長指令信号を出力可能に構成され、前記異常時処理は、前記除菌灯駆動回路の予熱動作が異常である旨の情報を前記記憶手段に記憶する処理であり、前記制御部は、少なくとも前記点灯指令信号の出力時に、前記記憶手段に前記情報が記憶されていなければ前記予熱時間延長指令信号を出力しないが前記記憶手段に前記情報が記憶されていれば前記予熱時間延長指令信号を出力するよう構成され、前記除菌灯駆動回路は、前記制御部から前記予熱時間延長指令信号を入力すると未入力時に比べて予熱時間が長くなるよう回路構成されていてもよい（請求項３）。かかる構成によれば、除菌灯駆動回路が正常である時は、予熱動作が異常である旨の情報が記憶手段に記憶されておらず、制御部は予熱時間延長指令信号を出力せずに点灯指令信号を出力し、これにより除菌灯駆動回路によって熱陰極フィラメントが十分に予熱された後に除菌灯が点灯駆動される。一方、除菌灯駆動回路の予熱時間設定回路部分の故障等によって熱陰極フィラメントの予熱時間が閾値未満になると、制御部は、除菌灯駆動回路の予熱動作が異常である旨の情報を記憶手段に記憶する。その後、除菌灯の消灯条件を満たすと制御部は点灯指令信号の出力を停止し、これにより除菌灯が消灯する。次回の除菌灯の点灯のための点灯指令信号の出力時には、記憶手段に前記情報が記憶されているため、制御部が予熱時間延長指令信号をも除菌灯駆動回路に対して出力する。すると、除菌灯駆動回路は、予熱時間延長指令信号が入力されていないときに比して長い時間の予熱を行った後に除菌灯を点灯させる。これにより、一部の回路素子の故障等によって十分な予熱が行われなくなった場合に、予熱時間の延長モードでの動作に切り替えることができる。
【００１２】
かかる構成の除菌装置において、前記制御部は、前記予熱時間延長指令信号を出力しているにもかかわらず前記熱陰極フィラメントの予熱時間が前記閾値未満であれば、前記除菌灯駆動回路の予熱動作が異常である旨の報知処理を実行するよう構成されていてよい（請求項４）。これによれば、一旦予熱時間延長モードでの動作に切り替えることで予熱時間の延長を試みたにもかかわらず十分な予熱時間が確保されなかった場合に、予熱動作が異常である旨の報知が行われるので、ユーザーやメンテナンス担当者等に対して自動的な予熱時間の延長試行にもかかわらず予熱が十分でないことを自動的に知らせることができ、修理対応等を促すことによって、予熱が十分に行われない状態で継続的に使用されることを抑制できる。
【００１３】
上記本発明の除菌装置において、点灯中の前記除菌灯から照射される光を検出する光センサの出力信号に基づく点灯検出信号を前記制御部に出力する点灯検出回路をさらに備え、前記制御部は前記点灯検出回路が出力する点灯検出信号に基づいて前記除菌灯が点灯したことを判定するよう構成されていてよい（請求項５）。これによれば、点灯中の除菌灯から照射される光を光センサによって直接検出して、その点灯検出信号に基づいて制御部が点灯判定を行うので、点灯指令信号の出力開始から実際に除菌灯が点灯するまでの予熱時間の計測をより正確に行うことができる。
【００１４】
また、前記熱陰極フィラメントに供給される電流値に基づく点灯検出信号を前記制御部に出力する点灯検出回路をさらに備え、前記制御部は前記点灯検出回路が出力する点灯検出信号に基づいて前記除菌灯が点灯したことを判定するよう構成されていてもよい（請求項６）。すなわち、熱陰極フィラメントの予熱時の電流値と、除菌灯が点灯するときの電流値とは異なるので、例えば除菌灯が点灯するための条件を満たす電流値となったことを検出すると点灯検出信号を生成出力するよう点灯検出回路を構成しておくことで、光センサを除菌灯に付設することなく点灯判定を行うことができ、制御部と光センサとを接続するための配線等も不要となるので、装置構成の簡素化やコスト低減等を図ることができる。
【００１５】
また、前記制御部は前記熱陰極フィラメントに供給される電流波形に基づいて前記除菌灯が点灯したことを判定するよう構成されていてもよい（請求項７）。これによれば、熱陰極フィラメントを予熱している状態から除菌灯が点灯した瞬間の電流波形の変化や、電流波形のサンプリング値（すなわち現在の電流値）が除菌灯点灯条件を満たす電流値となったか否かなどに基づいて制御部が除菌灯の点灯を判定できる。なお、電流波形は従来公知の適宜の方法で制御部に取得させることができ、例えば、熱陰極フィラメントに供給される電流値をカレントトランスにより電圧値に変換し、この電圧値を制御部のＡ／Ｄ入力ポートに入力させ、この入力電圧値を制御部がサンプリングするよう構成できる。
【００１６】
なお、前記除菌灯駆動回路は、前記除菌灯を点灯させる共振回路と、該共振回路に交流電圧を出力するインバータ回路とを備え、該インバータ回路は、前記制御部から点灯指令信号を入力すると前記共振回路の共振周波数から外れた周波数の交流電圧を出力することによって熱陰極フィラメントに予熱電流を流して熱陰極フィラメントを予熱した後、前記共振回路の共振周波数の交流電圧を出力することによって熱陰極フィラメント（電極）に高電圧を印加させて除菌灯を点灯させるものであってよい。さらに好ましくは、インバータ回路は、予熱開始時には出力する交流電圧の周波数を共振回路の共振周波数から外れた所定の予熱開始時周波数とし、出力する交流電圧の周波数を共振周波数に所定の勾配で近づけていくことで、該勾配に応じた予熱時間の後に除菌灯を点灯させるよう構成できる。かかる構成では、予熱時の予熱電流は予熱開始時から点灯時に至るまでに徐々に大きく（又は小さく）なっていく。また、除菌灯の点灯状態では、低インピーダンスの除菌灯が共振回路のキャパシタに並列に接続されることとなって共振状態ではなくなるため、共振回路のインダクタがバラストとして作用して電流が制限され、これにより点灯開始時に熱陰極フィラメントに供給される電流が急激に減少する。したがって、交流電圧の周波数が共振周波数近傍に至ったときの電流値になったことを点灯検出回路が検出して点灯検出信号を生成出力するように構成したり、熱陰極フィラメントに供給される電流波形を制御部に取得させて、点灯時の電流波形の急峻な立ち下がりを検出させることで、比較的簡易な回路構成で的確に点灯判定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の除菌装置によれば、除菌灯駆動回路等の故障によって予熱が十分に行われることなく除菌灯が点灯する場合には、点灯指令信号の出力開始から除菌灯点灯判定までの予熱時間が閾値未満となるため、制御部によって所定の異常時処理が実行され、これにより予熱が十分に行われない状態で継続的に使用されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る除菌装置としての除菌機能付き給湯装置の作動原理図である。
【図２】同除菌装置の回路図である。
【図３】同除菌装置のＵＶランプ点灯開始時の点灯指令信号、電流検出電圧波形並びに除菌灯駆動電流波形の波形図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る除菌装置の回路図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る除菌装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１実施形態に係る湯水用除菌装置としての除菌機能付き給湯装置１を示しており、該給湯装置１は、水道水等の浄水を給水源として給湯栓への給湯機能を実現する主給湯路２、浴槽内湯水を給水源として浴槽内湯水を追い焚き加熱した後に浴槽に戻す追い焚き給湯機能を実現する追い焚き給湯路３、浴槽への湯張りや足し湯等のために主給湯路２から追い焚き給湯路３へ湯水を供給する注湯用給湯路４を備えている。これら主給湯路２及び注湯用給湯路４の構成並びに動作は従来周知であるので詳細説明を省略する。
【００２１】
追い焚き給湯路３は、追い焚き機能を実現するために、浴槽（図示せず）の循環アダプタと追焚用熱交換器５との間に配管された戻り路６及び往き路７から主構成される循環回路により構成され、浴槽内に湯張りされた浴槽湯水を所定温度まで追い焚き加熱し得るようになっている。すなわち、循環ポンプ８の作動により浴槽から戻り路６を通して追焚用熱交換器５に浴槽湯水が供給され、かかる浴槽湯水が燃焼バーナ９で発生する燃焼熱により追焚用熱交換器５で熱交換加熱されて追い焚きされ、追い焚き後の湯水が往き路７を介して浴槽に戻されるよう構成され、戻り路６を通過する湯水の温度が所定の目標温度となるまで追い焚きされるようになっている。
【００２２】
循環ポンプ８は戻り路６及び往き路７のいずれか一方（図示例では戻り路６）に介装されている。戻り路６には、流れを検知して後述のマイコン２０（制御部）に検知信号を出力する水流スイッチ１０や、戻り路６内を通過する浴槽湯水の温度を検出する戻り温度センサ１１が設けられている。往き路７には、追い焚き後の湯水の温度を検出する往き温度センサ１２が設けられている。
【００２３】
また、戻り路６の途中には、ＵＶランプ１８（除菌灯）を内蔵するＵＶユニットが設けられており、ＵＶユニット内を浴槽湯水が通過する際にＵＶランプ１８が照射する紫外線によって浴槽湯水の除菌を行えるようになっている。なお、除菌運転を行う場合には、燃焼バーナ９を燃焼動作させることなく循環ポンプ８を作動させることによって循環回路に浴槽内湯水を循環させつつ、ＵＶランプ１８を点灯させることによって浴槽内の湯水の除菌を行うが、追い焚き加熱中（風呂自動保温運転時を含む。）にＵＶランプ１８による除菌を行うこともできる。
【００２４】
ＵＶユニットには、ＵＶランプ１８の点灯検出のために、点灯中のＵＶランプ１８が照射する紫外線光を受光して、光電変換によって電圧出力信号を生成出力する光センサとしてのフォトトランジスタ１９が設けられ、該フォトトランジスタ１９の電圧出力信号は後述するマイコン２０に入力されており、これによりＵＶランプ１８が点灯したか否かをマイコン２０が判定できるように構成されている。
【００２５】
なお、図１中の符号１３は、給湯用燃焼バーナ１４や追焚用燃焼バーナ９に燃料ガスを供給するためのガス供給管路であり、該ガス供給管路１３には、元ガス電磁弁ＳＶ、ガス比例弁１５、追焚用燃焼バーナ９への燃料ガスの供給を行うか否かを切り替える追い焚き用電磁弁１６、給湯用燃焼バーナ１４の燃焼能力の切り替えを行うための複数の能力切替弁１７が設けられている。
【００２６】
また、本実施形態の給湯装置１は、主給湯路２、追い焚き給湯路３及び注湯用給湯路４による各給湯動作を制御するための制御部としてのマイコン２０（マイクロコンピュータ）を備えている。マイコン２０は制御基板Ｂ１上に実装されており、制御基板Ｂ１上には上記水流スイッチ１０、戻り温度センサ１１、往き温度センサ１２を含む各種センサや、循環ポンプ８、元ガス電磁弁ＳＶ、比例弁１５、追い焚き用電磁弁１６、能力切換弁１７を含む各種アクチュエータに対する入出力インターフェース回路（図示せず）が実装されている。
【００２７】
さらに、給湯装置１は、電源ユニットＰ１と、ＵＶランプ１８を点灯駆動するための交流電圧を生成してＵＶランプ１８にワイヤーハーネスを介して出力するＵＶコントローラ基板Ｂ２（除菌灯駆動基板）とを、制御基板Ｂ１とは別個のユニットとして備えており、電源ユニットＰ１及びＵＶコントローラ基板Ｂ２には、漏電ブレーカＢ３を介して商用交流電源が元電源として接続されている。また、電源ユニットＰ１は、制御基板Ｂ１に所定の電源電圧（例えば１５Ｖ電源電圧）を供給する。制御基板Ｂ１上には、電源ユニットＰ１から供給される電源電圧を低電圧（例えば５Ｖ）に降圧するレギュレータが設けられ、該低電圧はマイコン２０等の電源電圧として利用できるようになっている。
【００２８】
図２は、主としてＵＶコントローラ基板Ｂ２の回路構成を示している。ＵＶコントローラ基板Ｂ２上には、定電圧制御された１００Ｖ直流電源電圧を商用交流電源から生成して高圧電源ラインＶＴ１００に出力する絶縁型コンバータ（好適にはフライバックコンバータ）からなる電源回路Ｐ２と、上記１００Ｖ直流電源電圧から除菌灯駆動用の交流電圧を生成出力するインバータ回路２１（除菌灯駆動回路）とが実装されている。
【００２９】
インバータ回路２１は、上記１００Ｖ直流電源電圧から高周波乃至低周波の除菌灯駆動用交流電圧を変換出力する。該インバータ回路２１は、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してなるインバータブリッジ２２（図示例ではハーフブリッジ）と、該インバータブリッジ２２を構成するスイッチング素子にＰＷＭ制御された駆動パルス信号を出力するゲートドライバ２３と、上記駆動パルス信号のスイッチング周波数（すなわち、ＵＶランプ１８の駆動電圧及び駆動電流の周波数）を設定するための周波数設定回路２４とを備えて構成されている。
【００３０】
ゲートドライバ２３の動作用の電源電圧も上記１００Ｖ直流電源電圧とは別に必要となるが、本実施形態では、電源回路Ｐ２から直流１５Ｖ電源電圧をも生成して低圧電源ラインＶＴ１５に出力し、この１５Ｖ電源電圧を除菌灯ＯＮ／ＯＦＦ回路３１及び定電圧制御回路３２（三端子レギュレータなど）を介して１２Ｖ電源電圧に変換して制御電源電圧ラインＶＴ１２に出力し、該１２Ｖ電源電圧をゲートドライバ２３に電源として供給するよう構成している。なお、上記の電源電圧値はいずれも例示であって、適宜の電圧値として設計できる。
【００３１】
除菌灯ＯＮ／ＯＦＦ回路３１は、ＦＥＴやトランジスタなどの適宜のスイッチング素子によって構成でき、制御基板Ｂ１上のマイコン２０から点灯指令信号（例えばＨｉｇｈ信号）が供給されているときは導通動作して、これにより定電圧制御回路３２が１２Ｖ電源電圧を生成出力してゲートドライバ２３を動作させるが、点灯指令信号が供給されていないとき（例えばマイコン出力がＬｏｗ信号）は遮断動作して１２Ｖ電源電圧が出力されず、ゲートドライバ２３が動作しないよう構成されている。
【００３２】
インバータ回路２１の除菌灯駆動電流出力部には、ＵＶランプ１８の両極の熱陰極フィラメント１８ａ，１８ｂ、インダクタＬ及びキャパシタＣ４，Ｃ５からなる共振回路が接続されており、インバータ回路２１の出力周波数が共振回路の共振周波数（例えば６０ｋＨｚ）になるとＵＶランプ１８が点灯するように構成されている。なお、点灯後はＵＶランプ１８自体が導通して共振回路のインピーダンスが低下するため、図３にも示すように点灯開始時の除菌灯駆動電流が最も大きくなり、点灯と同時に駆動電流が瞬時に降下して、点灯後の共振回路のインピーダンス、インバータ回路２１の電源電圧（すなわち１００Ｖ）、並びに、駆動電圧の周波数（すなわちインバータ回路２１のスイッチング周波数）に応じた駆動電流値で点灯後は安定する。
【００３３】
本実施形態では、インバータブリッジ２２とカレントトランス３３の一次側コイルとの間に、上記共振回路のインダクタＬを設けている。なお、除菌灯駆動電流を検出するためのカレントトランス３３の一次側コイルを上記共振回路のインダクタＬとして用いることもできる。また、キャパシタＣ４は両極のフィラメント１８ａ，１８ｂ間に接続され、キャパシタＣ５は負極側電極１８ｂとグラウンドＴ−ＧＮＤとの間に接続されている。
【００３４】
カレントトランス３３の出力電流はダイオードブリッジ３４によって整流されて負荷抵抗ＲＬに供給され、この負荷抵抗ＲＬに除菌灯駆動電流に比例する電流検出電圧Ｖａが生じるよう構成されている。
【００３５】
この電流検出電圧Ｖａは断線検知回路３５に入力されている。断線検知回路３５は、電流検出電圧が所定の閾値未満になると断線検知信号をマイコン２０に出力するよう構成されている。これにより、ＵＶランプ１８の電極１８ａ，１８ｂの断線によりＵＶランプ１８に駆動電流が流れていないことを検出でき、マイコン２０は、点灯指令信号を出力しているにもかかわらず駆動電流が流れていないことを検出した場合にＵＶランプ１８のフィラメント１８ａ，１８ｂの断線であると判定して、除菌運転を停止するとともに、リモコンに対して断線であることの報知指令を出力するよう構成できる。
【００３６】
本実施形態のインバータ回路２１の周波数設定回路２４は、抵抗器Ｒ１と、並列接続された第１及び第２のキャパシタＣ１，Ｃ２とによって構成されるＲＣ直列回路を備えており、ゲートドライバ２３のＲＴ端子から出力されるパルス波形をＲＣ直列回路の入力側に入力させ、ＲＣ直列回路の積分動作によって出力される電圧がゲートドライバ２３のＣＴ端子に入力される。このＲＣ直列回路の出力電圧が所定の閾値まで立ち上がるとゲートドライバ２３がスイッチング動作するよう構成されており、ＲＣ直列回路の時定数に応じてスイッチング周波数、すなわちＵＶランプ１８の駆動電圧及び駆動電流の周波数が設定される。
【００３７】
本実施形態のＲＣ直列回路は、第２のキャパシタＣ２に直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１（図示例ではｐｎｐ型トランジスタ）が徐々に導通していくことによって時定数を調整可能に構成され、これによりゲートドライバ２３のスイッチング周波数を調整できるようになっている。すなわち、スイッチング素子Ｑ１が遮断しているときは第２のキャパシタＣ２が無効化されるため、抵抗器Ｒ１と第１のキャパシタＣ１によって時定数がτ１＝Ｒ１×Ｃ１に設定され、このときスイッチング周波数は例えば１００ｋＨｚとなって、当該周波数に応じた駆動電流がカレントトランス３３に流れる。一方、スイッチング素子Ｑ１が導通すると第２のキャパシタＣ２が有効化され、時定数τ２＝Ｒ１×（Ｃ１＋Ｃ２）に設定され、スイッチング周波数が例えば６０ｋＨｚまで遅くなって、上記共振回路に流れる駆動電流は大きくなる。また、スイッチング素子Ｑ１の半導通状態では、ＲＣ直列回路の時定数は、導通の程度によって上記τ１からτ２までの中間の値となる。
【００３８】
スイッチング素子Ｑ１の制御端子（ベース）には、制御電圧調整回路が接続されている。該制御電圧調整回路は、上記制御電源電圧ラインＶＴ１２とグラウンドＴ−ＧＮＤとの間に順に直列に接続されたツェナーダイオードＺＤ、コンデンサＣ３及び負荷抵抗Ｒ２を備え、スイッチング素子Ｑ１の制御端子がコンデンサＣ３と負荷抵抗Ｒ２との接続部に逆流防止ダイオードＤ１を介して接続されている。ツェナーダイオードＺＤはカソードが電源側に接続されており、定電圧をコンデンサＣ３の正極側に印加するようになっている。したがって、マイコン２０から点灯指令信号が出力されて制御電源電圧ラインＶＴ１２へ電源電圧が供給されると、該電源電圧によってコンデンサＣ３が充電される。コンデンサＣ３と負荷抵抗Ｒ２からなるＲＣ直列回路の時定数は、コンデンサＣ３が１〜２秒程度で充電されるように設定されており、コンデンサＣ３への充電開始初期は、負荷抵抗Ｒ２に比較的大きな充電電流が流れて、負荷抵抗Ｒ２の両端間に比較的大きな電圧が発生し、該電圧がスイッチング素子Ｑ１の制御端子に印加され、該スイッチング素子Ｑ１が遮断動作する。これにより、ゲートドライバ２３のスイッチング周波数は図３に示すように予熱用の周波数（例えば１００ｋＨｚ）となり、かかる周波数に応じた比較的小さな駆動電流がカレントトランス３３に流れて、この駆動電流に応じた電流検出電圧Ｖａが発生する。また、上記比較的小さな駆動電流によってＵＶランプ１８の熱陰極フィラメント１８ａ，１８ｂが予熱される。
【００３９】
その後、コンデンサＣ３の充電が進むと充電電流の大きさが徐々に小さくなっていき、これに伴い負荷抵抗Ｒ２の両端間電圧も徐々に低下していくため、スイッチング素子Ｑ１が徐々に導通していく。これにより、ゲートドライバ２３のスイッチング周波数も徐々に低くなっていき、図３に示すようにカレントトランス３３に流れる駆動電流は徐々に大きくなって、電流検出電圧Ｖａが徐々に大きくなる。そして、スイッチング素子Ｑ１がほぼ導通すると、スイッチング周波数が共振周波数（例えば６０ｋＨｚ）となり、これによりＵＶランプ１８が点灯開始するようになっている。ここで、制御電源電圧ラインＶＴ１２への電圧供給が開始されてからＵＶランプ１８が点灯開始するまでの時間が熱陰極フィラメント１８ａ，１８ｂの予熱時間となり、正常時には、予熱時間が１〜２秒程度の適切な値となるよう、制御電圧調整回路の回路定数が設定されている。
【００４０】
また、マイコン２０は、図示しないリモコンから除菌運転開始指令がなされると除菌運転モードで動作し、除菌運転停止指令がなされると除菌運転停止モードで動作する。除菌運転停止モードは、除菌灯１８の点灯動作制御を行わないモードである。
【００４１】
なお、リモコンは、除菌運転開始操作がなされたとき、或いは、除菌運転予約設定時刻になったとき、或いは、湯はり動作に関連して湯はり完了から所定時間経過したとき、その他所定の除菌運転開始条件を満たすと、除菌運転開始指令をマイコン２０に出力する。また、除菌運転停止操作がなされたとき、或いは、除菌運転予約設定時刻から除菌運転継続設定時間を経過したとき、或いは、湯はり動作に関連する除菌運転開始指令出力後所定時間を経過したとき、その他所定の除菌運転停止条件を満たすと、除菌運転停止指令をマイコン２０に出力する。除菌運転予約設定時刻、並びに、除菌運転継続設定時間はユーザー操作によって設定操作可能となされており、例えば０時０分に除菌運転を開始し、除菌運転を６時間継続するなどの設定が可能となっている。また、除菌運転継続設定時間は、通常の設定操作では例えば６時間を超える長時間を設定できないように構成するとともに、適宜の操作ボタンの長押し操作などの特殊な操作によって６時間を超える長時間運転モードを設定可能となるように構成できる。
【００４２】
また、リモコンは、除菌運転の終了予定時刻を設定可能に構成することもでき、除菌運転の終了予定時刻が設定された場合には、所定の点灯設定時間（例えば３０分間）の除菌灯１８の点灯動作を少なくとも１回行った後に終了予定時刻に除菌運転を終了させることを可能とする除菌運転開始時刻を算出して、この算出した時刻に除菌運転開始指令を出力するよう構成することもできる。また、リモコンは操作や表示等に関する単なる入出力装置として機能させ、上記したリモコンの除菌運転開始制御並びに終了制御を給湯装置１のマイコン２０に実行させることもできる。また、リモコンを本発明の制御部として機能させることも可能である。
【００４３】
マイコン２０は、除菌運転モードで動作中、インバータ回路２１をオン動作させるための除菌灯点灯指令信号（例えばＨｉｇｈ信号）を出力するオン制御状態と、インバータ回路２１をオフ動作させるための除菌灯消灯指令信号（例えばＬｏｗ信号）を出力するオフ制御状態とに、所定時間ごとに間欠的かつ自動的に切り替わるよう構成できる。例えば、除菌運転モード時は、除菌灯１８の点灯動作を所定の点灯設定時間（例えば３０分間）単位で行い、点灯設定時間点灯させた後に所定の消灯設定時間（例えば９０分間）のインターバル期間を空けて、間欠的に点灯動作を行うよう構成できる。この点灯設定時間および消灯設定時間の初期値は予めマイコン２０若しくはリモコンに備えられた不揮発性メモリなどの適宜の記憶手段に記憶させることができる。
【００４４】
さらに、本実施形態のマイコン２０は、除菌灯点灯指令信号の出力を開始してから、フォトトランジスタ１９の出力電圧に基づいてＵＶランプ１８が点灯したと判定するまでの熱陰極フィラメント１８ａ，１８ｂの予熱時間が所定の閾値（例えば１秒）未満であれば、フィラメントの予熱が不十分であるにもかかわらずＵＶランプ１８が点灯していると判定して、所定の異常時処理を実行するよう構成されている。
【００４５】
所定の異常時処理はどのようなものであってもよいが、例えば、制御基板Ｂ１に備えられたＬＥＤ表示装置やブザー装置等によってインバータ回路２１の予熱動作が異常である旨を報知する処理であってもよいし、また、リモコンや遠隔監視サーバ等に対してインバータ回路２１の予熱動作が異常である旨を報知する処理であってもよい。
【００４６】
本実施形態の除菌機能付き給湯装置１によれば、マイコン２０から除菌灯点灯指令信号の出力を開始してからＵＶランプ１８が点灯するまでの予熱時間を監視して、予熱時間が十分でない場合に異常時処理を行うことによって、ＵＶランプ１８が十分に予熱されない状態で使用が継続されることを抑制でき、ＵＶランプ１８が早期に断線してしまうことを防止できる。
【００４７】
図４は本発明の第２実施形態に係る除菌装置１の回路図を示し、上記第１実施形態と同様の構成については同符号を付して詳細説明を省略し、異なる構成、作用効果について説明する。
【００４８】
本実施形態では、上記第１実施形態におけるフォトトランジスタ１９及び断線検知回路は設けておらず、負荷抵抗ＲＬに生じる電流検出電圧Ｖａをアイソレーションアンプ３６を介してマイコン２０の所定のＡ／Ｄ入力ポートに入力させ、マイコン２０が所定のサンプリングタイミングで入力電圧をサンプリングすることによって、図３に示す電流検出電圧Ｖａの波形、すなわちＵＶランプ１８の駆動電流波形をマイコン２０により監視可能に構成している。マイコン２０は、ＵＶランプ１８の点灯指令信号の出力開始後に電流検出電圧Ｖａがほぼ０Ｖのまま立ち上がらない場合に、ＵＶランプ１８の断線であると判定して、所定の断線報知処理を行うよう構成できる。
【００４９】
また、マイコン２０は、点灯指令信号の出力を開始した後、図３に符号Ａで示す電流検出電圧Ｖａの波形のピーク値が所定の閾値を超えると、「ＵＶランプ１８が正常に点灯した」と判定する。なお、図３に符号Ｂで示す急峻な電流検出電圧の降下を検出すると、点灯開始により駆動電流波形が急峻に降下したと判定させることもできる。
【００５０】
また、インバータ回路２１の周波数調整回路２４の制御電圧調整回路を構成する負荷抵抗Ｒ２に、予熱時間延長用負荷抵抗Ｒ３を直列に接続しているとともに、該抵抗Ｒ３をバイパスするバイパス回路にスイッチング素子Ｑ２（図示例ではＭＯＳ  ＦＥＴ）を設けている。このスイッチング素子Ｑ２は、マイコン２０が予熱時間延長指令信号（例えばＨｉｇｈ信号）を所定の出力ポートから出力すると遮断動作し、これにより２つの負荷抵抗Ｒ２及びＲ３の合成抵抗値とコンデンサＣ３の容量とによって定まる時定数が大きくなるために、コンデンサＣ３の充電時間が長くなって、予熱時間が延長されることとなる。一方、マイコン２０が予熱時間延長指令信号を出力しないとき（出力ポートがＬｏｗ出力など）は、スイッチング素子Ｑ２が導通して予熱時間延長用負荷抵抗Ｒ３がバイパスされ、負荷抵抗Ｒ２とコンデンサＣ３の容量とによって定まる時定数が小さくなるため、予熱時間は短くなる。マイコン２０は、初期設定では予熱時間延長指令信号を出力しないよう構成する。
【００５１】
また、マイコン２０は、不揮発性メモリなどの適宜の記憶手段を備えており、点灯指令信号の出力開始から、上記のようにＵＶランプ１８の駆動電流波形に基づいて点灯したと判定するまでの時間が所定の閾値（例えば１秒）に満たない場合に、予熱動作が異常である旨の情報を記憶手段に記憶することを処理内容とする異常時処理を実行する。かかる異常時処理の実行時には、報知や除菌運転動作の制限などを行う必要はないが、行ってもよい。
【００５２】
上記異常時処理が実行されたときのＵＶランプ１８の点灯動作は通常通り３０分間行われ、一旦ＵＶランプ１８を消灯させてインターバル期間の後に再度ＵＶランプ１８を点灯させるとき、並びに、一旦除菌運転モードを終了して次回の除菌運転モードにおいてＵＶランプ１８を点灯させるとき、マイコン２０は、予熱動作が異常である旨の情報が記憶手段に記憶されていれば、上記した点灯指令信号の出力開始とともに予熱時間延長指令信号を出力するよう構成されている。
【００５３】
これにより、予熱時間延長指令信号の未入力時に比して予熱時間が延長され、１〜２秒程度の十分な予熱時間が確保されるようになっている。
【００５４】
さらに、本実施形態のマイコン２０は、予熱時間延長指令信号を出力しているにもかかわらず予熱時間が所定の閾値未満であることを検出すると、上記第１実施形態における異常時処理と同様、インバータ回路２１の予熱動作が異常である旨の報知処理を実行するよう構成できる。
【００５５】
図５は本発明の第３実施形態に係る除菌装置１の回路図を示し、上記第１実施形態と同様の構成については同符号を付して詳細説明を省略し、異なる構成、作用効果について説明する。
【００５６】
本実施形態でも第１実施形態のフォトトランジスタは設けられておらず、電流検出電圧値Ｖａ、すなわちＵＶランプ１８の駆動電流値に基づいて、ＵＶランプ１８が点灯したことを判定可能に構成している。すなわち、本実施形態のインバータ回路２１は、電流検出電圧Ｖａのピーク検出に基づいてＵＶランプ１８の点灯を検出する点灯検出回路４０を備えている。該点灯検出回路４０は、オペアンプからなる比較器４１により主構成され、該比較器４１の反転入力端子には抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５からなる分圧回路によって設定された基準電圧が入力されている。また、非反転入力端子は、抵抗Ｒ６及び逆流防止ダイオードＤ２を介して負荷抵抗ＲＬの正極側端子に、抵抗Ｒ７を介して比較器４１の出力端子に、並びに、抵抗Ｒ８を介してグラウンドＴ−ＧＮＤに、それぞれ接続されている。
【００５７】
初期状態では比較器４１はＬｏｗ出力状態であり、したがって抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８はグラウンドに対して並列に接続されることとなるため、電流検出電圧Ｖａを、抵抗Ｒ６と、抵抗Ｒ７，Ｒ８の合成抵抗値とで分圧した電圧が非反転入力端子に入力される。電流検出電圧Ｖａが上昇すると非反転入力端子の入力電圧も上昇し、電流検出電圧Ｖａの電圧値がＵＶランプ１８の点灯開始時の電流波形のピークに対応する値になると非反転入力端子の入力電圧が基準電圧を超えるようにしている。電流波形電圧Ｖａの基準電圧を超えると比較器４１がＨｉｇｈ出力となる。比較器４１の出力が一旦Ｈｉｇｈになると、かかるＨｉｇｈ出力電圧を抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８で分圧した電圧が非反転入力端子に入力され、かかる入力電圧は基準電圧より高い電圧で維持されるよう構成している。
【００５８】
ＵＶランプ１８が点灯後、共振電流ピークよりも小さな点灯時電流で動作する時、上記ピーク時よりも電流波形電圧Ｖａの電圧値も低下するが、一旦比較器４１の出力がＨｉｇｈになるとその状態を維持するため、ＵＶランプ１８の点灯後もＵＶランプ１８が点灯したことを示す点灯検出信号（上記実施形態ではＨｉｇｈ信号）を比較器４１から継続して出力することができる。
【００５９】
したがって、点灯検出回路４０が出力する点灯検出信号は、マイコン２０のデジタル入力ポートに入力させることができ、回路設計の簡素化を図ることができるとともに、マイコン２０に点灯検出のためのサンプリング動作をさせる必要がなく、マイコン２０の処理能力にも余裕を持たせることができる。
【００６０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。
【００６１】
例えば、上記実施形態では追い焚き給湯路６にＵＶユニットを設けたが、主給湯路２や注湯路４の中途部にＵＶユニットを設けてもよいし、また、貯湯式給湯装置の場合には貯湯タンクやその給湯路にＵＶユニットを設けることもできる。また、湯水除菌用以外の種々の除菌装置に適用可能である。また、除菌灯駆動回路は、点灯用インバータと、予熱用インバータとを別に備えるものであってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  除菌装置
１８  除菌灯（ＵＶランプ）
１８ａ，１８ｂ  熱陰極フィラメント
２０  制御部（マイコン）
２１  除菌灯駆動回路（インバータ回路）
４０  点灯検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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