JP4417374B2 - 液体殺菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体殺菌装置に係わり、とりわけ紫外線照射を使用する液体殺菌装置に関する。

紫外線照射のような電磁放射を使用することにより、バクテリアや他の微生物を殺すことができることは良く知られている。特に、紫外線照射が使用され、あらゆる微生物のために十分な時間、紫外線照射源の近くに水を流すことにより水源を殺菌する。バッチか、継続的な手段により、この方法が使用されることも知られている。

そのような水殺菌装置の特徴的な使用方法の一つは、シャワーに使用される水を殺菌することである。その性質のため、シャワーは細かい霧を作り出し、その霧はシャワーを使用している者に吸引されうる。水がレジオレラバクテリアに感染している場合には、致命的な結果が起こりうる。ある先行技術の装置には、水が流れていない場合には周期的に消える紫外線源が含まれている。紫外線源が最適な性能に達する前に水が流れ出したら、紫外線源を通過する微生物が殺されない危険がある。

この問題に取り組むために、いくつかの先行技術の装置は遅延機構を有しており、紫外線源が最適な性能に達するまで水の流れを遅らせる。しかしながら、この遅延機構を知らない使用者は、水道が故障していると思ってしまい、シャワーの蛇口を開けっ放しにしてしまう。このため、意図せず水浸しになってしまうかもしれない。

別の先行技術のシステムは、システムから液体が出る部分のある程度上流の液体を殺菌するために紫外線照射を使用する。液体がゆっくり流れたり、周期的に流れが止まったりすると、有害な微生物が紫外線源の下流の液体に侵入する危険がある。これらのシステムは、このような状況下において、殺菌された液体源を供給することができない

それゆえ、液体を殺菌する改良された装置が必要なのは明白である。

本発明の一態様によると、液体が通過して装置を出る少なくとも一つの開口を有する出口部を含む殺菌領域を備えた液体殺菌装置において、殺菌領域は、出口部の概ね全ての内部表面が紫外線照射源により直接照射されるよう配置され、紫外線照射源と少なくとも一つの開口は、ほとんどの紫外線照射が、紫外線照射源から少なくとも一つの開口を通って、直接通過しないよう配置されていることを特徴とする液体殺菌装置が提供される。

好ましくは、出口部は、紫外線照射源から延びる細長い形状を有する。

便利にも、少なくとも一つの開口は、開放した空間に連通している。

好都合にも、出口部は、連続的に紫外線照射源まで延びている。

好ましくは、出口部はシャワーヘッドを有する。

便利にも、装置は、シャワーヘッドの取り外しを防ぐケースを更に備えている。

好都合にも、出口部は蛇口を有する。

好ましくは、装置は、ステンレススチールからなる。

便利にも、紫外線照射源は紫外線ランプである。

好都合にも、紫外線照射源は、石英のハウジング内に含まれている。

好ましくは、装置は、略管形状を有し、紫外照射源が装置の長手方向の軸に概ね沿って配置されている。

便利にも、装置は、使用時に、出口部が装置の残部から少なくとも部分的に上方に突出するよう配置されている。

好都合にも、装置は、装置が開くと紫外線照射源が停止するよう配置されている。

好ましくは、装置は、紫外線照射源が停止すると、液体の流れを遮断する手段を有する。

便利にも、液体の流れを遮断する手段は、パスルラッチング型バルブを有する。

好都合にも、液体の流れを遮断する手段は、キャパシタにより駆動される。

好ましくは、装置は、紫外線照射源が駆動した後予め定まった時間の間、装置内の液体の流れを遮断する手段を更に有する。

例として、本発明の実施の形態が添付図面を参照に記載される。

図１に示したように、本発明による装置が２によって示されており、略管形状を有している。本実施の形態の装置２は、シャワーに殺菌水を供給するユニットに関して記載されているが、他の実施の形態でもよい。例えば、本発明の装置は、気体や水以外の液体を含む幅広い範囲の液体に適用することができる。シャワーユニットが記載されているが、プールや風呂の蛇口のような液体の流出口にも適用できる。このように、本発明は、ホテルや病院のような医療や消費者や食品に関連した環境において使用され、広い範囲で応用される。

装置２は略円筒形の壁面によって取り囲まれた細長いチャンバー４を有している。使用時には後述するように、装置２は略垂直形状に配置されている。

チャンバー４の下端部近傍には、チャンバー４に入る水の通路となる入り口６が設けられている。チャンバー４の上端部近傍には、開口部８が設けられており、この目的は後述する。チャンバー４の上端部近傍には、チャンバー４から突出し、先細りになっている略管形状の出口１０が設けられている。出口１０は、チャンバー４から略直線に延びる下壁１２を有している。出口１０は、下方に湾曲し、下壁１２に交わる上壁１４を有している。下壁１２の領域には多数の開口１６が設けられ、このようにしてシャワー散水口が形成される。

管状の紫外線ランプ１８はチャンバー４の縦軸に沿って略中心に設けられている。紫外線ランプ１８は、同心の円筒形石英スリーブ２０内に設けられている。液体密封部品２２、２４がチャンバー４の端部に設けられ、石英スリーブ２０と紫外線ランプ１８とが液体を密封した状態のチャンバー４内に設けられている。

上述されたように、チャンバー４の上端部近傍に出口８が設けられている。出口８は、紫外線ランプ１８のスイッチが入っているか、スイッチが切れているかを検知するセンサーに導いている。

水は入り口６を通って装置２に入り、石英スリーブ２０周りであってチャンバー４内の環状空間内を通る。水は石英スリーブ２０の周りを上方に流れ、紫外線ランプ１８によって照射される。次に水は、出口１０を通って流れ、開口１６を通って装置２から外方へ通過する。次に装置２は、従来のシャワーと同様に水を降り注ぐ。

装置２は、水が流れている間、水内に存在するあらゆる微生物に十分な紫外線放射を行い、微生物を殺すよう設けられている。図示されている装置２は１５Wの電力の紫外線ランプ１８を有し、毎分８リットルまでの水流を問題なく殺菌することができる。典型的には、使用時の装置２の最大流量は、毎分約６リットルである。出口８に配置されたセンサーが、紫外線ランプ１８のスイッチが切れていることを検知したら、バルブが駆動し、入り口６への水の供給を止める。そして、紫外線ランプ１８が切れている間、装置２を通る水の通路は遮断され、確実に殺菌水だけが開口１６を通過するようにする。

例えば、チャンバー４の壁面から出口１０を取り外すことによって、チャンバー４が開いていることを検知する手段もある。チャンバー４が開いていることが検知されれば、バルブは装置２への水の供給を再び遮断し、好ましくない紫外線照射を遮断する。

出口１０は、出口１０の内部表面のほとんど全てが紫外線ランプ１８により直接照射されるような形状をするとともに、紫外線ランプ１８に対して配置されている。そして、装置２は、水と、装置２の出口部まで水がまっすぐ上方に流れる表面とが、確実に照射され殺菌されるようになっている。

同様の結果を達成する異なる装置形状も可能である。設けられる装置の重要な特徴は、装置の出口部の内部表面のほとんど全て、装置から液体の出る部分までが紫外線光源によって照射されることである。

出口１０のチャンバー４内の殺菌環境を維持するために、紫外線ランプ１８も通常、スイッチが入れられたままになっている。このように、使用者は、装置２が使用されていない間、紫外線ランプ１８をつけたままにしておいて、装置２を通る水の流れを遮断してもよい。このことにより、断続して使用されると劣化する紫外線ランプの寿命を延ばすことができる。水が流れていない間に、装置２の内部表面を継続して照射することによっても、装置に入ってくるあらゆる微生物を殺すことにより汚染を防ぐことができる。さらに、紫外線ランプ１８が既に作動状態にあり、最適の状態にあるので、水の流れを遅くする必要がない。このように、遅くなることによる不利益を解消することができる。

しかしながら、別の実施の形態においては、水が流れているときだけ、ランプ１８が作動する。この実施の形態においては、水の出口部までの装置の内部表面を完全に殺菌する利益を得ることができる。

紫外線は装置２の使用者にとって有害であるので、出口１０は、装置２を通過するための開口１６を通って、紫外線ランプ１８からほとんどの紫外線照射が直接伝わらないように配置されている。いいかえれば、開口１６から、紫外線ランプ８を直接見ることはできない。

水が流れていないときには、装置２は、水が満杯入った状態で維持される。このような状態において、開口１６や出口１０は、開口１６を通る水の排水が最小限になるよう配置されている。

図２には、本発明の異なる実施の形態が示されている。装置２６は、入り口３０と出口３２を有する管状のチャンバー２８を備えている。本実施の形態において、出口３２は環状のチャンバー２８から外部上方に突出している。開口３４は、出口３２の下方表面の端部近傍に設けられている。このことにより、装置２６内を水が流れていない間、出口３２内であって開口３４近傍の水の圧力を最小限にすることができる。このため、液体が装置内を流れていない間に開口３４を通って液体が失われる機会は減る。本実施の形態においては、出口３２は略水平な上壁３６を有している。図示されているように、上壁３６はチャンバー２８の最高点よりわずかに低い位置に配置されている。このため、出口３２内の小さな水頭圧によって、出口には確実に満杯の水が維持される。別の実施の形態としては、出口はチャンバーの最高点より高い位置に突出してもよい。

図３には、図２に示されている装置２６の頂点部の拡大図が示されている。上述されたように、ランプ１８は、出口３２の内部表面の概ね全てを直接照射すとともに、紫外線照射は直接開口３４から出ていかない。本実施の形態においては、ランプ１８に対する開口３４の大きさや位置と、出口３２の壁面の厚さとによって、この結果を簡単に達成する。

直線３８は、ランプ３８の所定位置から略垂直に出口３２内に入る紫外線照射通路を示している。図示したように、通路３８は開口３４に入るが、ランプ１８の末端にある当該開口の内壁で終了している。このように、通路３８に沿った紫外線照射は、開口３４を通って装置２６から外部へと直接通過することができない。

直線４０は、ランプ１８の可能な最も高い部分から開口３４への通路を示している。通路４０は、通路３８よりも急な勾配で開口３４に入っているが、それでもまだ通路４０は、開口の内部表面で終わっている。このように、通路４０を通るランプ１８からの光は開口３４から直接出ていくことができない。

通路４２は、光が開口３４を直接通過するのに必要な最小の角度を示している。このことより、装置の使用者は、開口３４からランプ１８を見ることができないことがわかる。

一体型のシャワー散水口の出口に関する発明について記載したが、脱着可能又は取り外し可能なシャワー散水口に設けられた出口であってもよい。このような場合には、装置は、シャワー散水口が取り除かれても装置の外側からランプへ直接光が通過しないように、配置されていることが好ましい。

上述したように、本発明は、プールの蛇口を含めた一般的な液体の出口にも使用することができる。ある状態においては、プールの殺菌ユニットは、装置の底部近傍に出口を有するよう配置されてもよい。水（もしくは他の液体）が装置内を流れないときには、添付した図面に示されている装置におけるよりも大きな圧力が出口にかかる。このような状態における満杯の水を維持するよう、装置が好ましく配置されているときには、水がなくなるのを防ぐ更なる手段が必要である。そのような手段としては、例えば、本技術分野の当業者であれば明白な技術を使用して、装置内の圧力を減少させるものなどがある。製造やサービスコストを最小にするために可動部品を避けたり、装置内の殺菌できない部分を可能な限り避けたりすることが好ましい。

図４には、壁の取り付けられたシャワーユニット４４を有する本発明の別の実施の形態が示されている。ユニット４４は、シャワー散水口４８が突出するプラスチックのケース４６を有している。可撓性の水注入ホース５０がスナップ式コネクタ５２を用いてユニット４４の底面に連結されている。ケース４６の正面には透明な窓５４が設けられている。

図５には蝶番により開けられる正面ケース４６を有するユニット４４が示されている。装置４４の構成成分としては、紫外線ランプを有する殺菌チューブ５６が含まれている。チューブ５６はそこから突出し、シャワー散水口４８で終わる出口部５８を有する。ケース４６は、ケース４６が閉鎖位置にあるとき、シャワー散水口４８が突出する開口を有する。シャワー散水口４８は、ケース４６が閉じている間、散水口４８が取り除かれないように出口部５８に取り付けられている。ケース４６は、散水口４８が取り除かれる前に、開かれなければならない。後述するように、このことにより、使用者が事故によりユニットの紫外線照射により照射されることを防ぐ。コントロールユニット６０は、ユニットの機能をコントロールする電子回路成分を有する。コントロールユニット６０には、ケース４６が開いているか閉まっているかを検知するセンサー６２が設けられている。ケース４６が開いているときは、センサー６２が稼働し、紫外線ランプは自動的にスイッチが切れる。

コネクタ５２から殺菌チューブ５６の底面まで導く水注入パイプ７２が設けられている。注入パイプ７２には、コントロールユニット６０によりコントロールされる遮断バルブ７４が設けられている。ケース４６を開けることによりスイッチ６２が駆動したとき、コントロールユニット６０はバルブ７４を駆動し、装置内を流れる液体の流れを遮断する。このことにより、殺菌されていない液体が潜在的に装置４４から出ていくことを防ぐ。バルブ７４は、磁石パルスを介して駆動するパスルラッチング型バルブであることが好ましい。バルブ７４はキャパシタにより駆動される。このため、停電がおこっても、キャパシタはバルブ７４に電力を供給し、それを閉め、再び潜在的に殺菌されていない水がユニット４４を通って流れることを防ぐ。

装置の電力が切られることなくケース４６があけられると、警告ライト６８が駆動し、その事実を使用者に警告する。

装置のスイッチが最初に入れられると、赤色の表示ライト６４が駆動され、ユニットの電源は入ったが、操作はまだできないことを表示する。コントロールユニット６０は殺菌チューブ５６内の紫外線ランプを駆動し、予め定まった２分間は、ユニット内を水が流れることを防ぐ。状況に応じて、異なる時間を使用することができる。この遅れにより、紫外線ランプは最適な作動状態に達することができるとともに、既にユニット内に含まれている水を殺菌するのに十分な時間を与えることができる。予め定まった時間が経過すると、赤色ライト６４が消え、緑ライト６６がつき、通常の操作状態になったことが示される。そして、コントロールユニット６０はバルブ７４を開け、水を装置内に流す。

殺菌チューブ５６内の紫外線ランプからの紫外線照射の発光を検知する光センサー７０も設けられている。ランプが消えるか、照射レベルが予め定まった安全な最小値以下に下がった場合には、コントロールユニット６０は、バルブ７４を閉め、紫外線ランプを切る。赤色のライト６４は点滅モードで点灯し、その状況を使用者に警告する。ユニットを再び操作できるようにするために、紫外線ランプを交換するか、修復することができる。

状況によっては、使用者は浴槽のような部品をすすぎたいと思うかもしれない。そうするために、ユニット４４からコネクタ５２で可撓性のホース５０を分離し、部品等をすすぐために使用される。レジオネラのような微生物は、水滴の霧や煙霧内にあるときだけ通常有害であり、用水ホースをこのように使用しても、危険はない。

ユニット４４の水の注入口は装置の背面に設けることができる。このように、あらゆる目に見える外部の水との接続がなく、使用者には壁に取り付けられたユニット４４だけが示されている。

別の実施の形態としては、ユニットの大半が壁面裏の空洞内に配置されているものや、水の出口かシャワー散水口だけが見えるような別の形状のものが可能である。装置やその部品は、銅やABS、ナイロン、u-PVCのようなプラスチックのようなステンレススチール以外の材料から構成されていても良い。

本発明による装置の断面図 本発明による装置の別の実施の形態の断面図 本発明の装置の出口の部分断面図 本発明の別の実施の形態の斜視図 ケースが開放位置にある図４に示した実施の形態の斜視図

Claims (14)

1. 液体が通過して装置を出る少なくとも一つの開口を有する出口部を含む殺菌領域を備えた液体殺菌装置において、
   チャンバーと、
   前記チャンバーから突出し先細りになっている出口部と、
   前記チャンバーの縦軸に沿って、該チャンバーの頂点よりも高い位置まで鉛直方向に延びた紫外線照射源と、を備え、
   前記出口部は、前記チャンバーから水平に延びる下壁と、該チャンバーから延びて下方に湾曲して該下壁に交わる上壁とを有し、
   前記下壁に少なくとも一つの開口が設けられ、
   殺菌領域は、出口部の全ての内部表面が紫外線照射源により直接照射されるよう配置され、
   紫外線照射源と少なくとも一つの開口は、紫外線照射が、紫外線照射源から少なくとも一つの開口を通って、直接通過しないよう配置されていることを特徴とする液体殺菌装置。
2. 液体が通過して装置を出る少なくとも一つの開口を有する出口部を含む殺菌領域を備えた液体殺菌装置において、
   チャンバーと、
   前記チャンバーから突出し先細りになっている出口部と、
   前記チャンバーの縦軸に沿って、該チャンバーの頂点よりも高い位置まで鉛直方向に延びた紫外線照射源と、を備え、
   前記出口部は、前記チャンバーから上方に突出した下壁と、該チャンバーから水平方向または上方に延びて該下壁に交わる上壁とを有し、
   前記下壁に少なくとも一つの開口が設けられ、
   殺菌領域は、出口部の全ての内部表面が紫外線照射源により直接照射されるよう配置され、
   紫外線照射源と少なくとも一つの開口は、紫外線照射が、紫外線照射源から少なくとも一つの開口を通って、直接通過しないよう配置されていることを特徴とする液体殺菌装置。
3. 少なくとも一つの開口は、開放した空間に連通していることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の装置。
4. 出口部はシャワー散水口を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
5. シャワー散水口の取り外しを防ぐケースを更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 出口部は蛇口を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
7. 紫外線照射源は紫外線ランプであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 紫外線照射源は、石英スリーブ内に含まれていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
9. 管形状からなる装置であって、紫外照射源が装置の長手方向の軸に沿って配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
10. 装置のケースが開くと紫外線照射源が停止するよう配置されていることを特徴とする請求項５および７乃至９のいずれかに記載の装置。
11. 紫外線照射源が停止すると、液体の流れを遮断する手段を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置。
12. 液体の流れを遮断する手段は、パスルラッチング型バルブを有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 液体の流れを遮断する手段は、キャパシタにより駆動されることを特徴とする請求項１１又は１２のいずれかに記載の装置。
14. 紫外線照射源が駆動した後予め定まった時間の間、装置内の液体の流れを遮断する手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。

Images