JP4594788B2 - 殺菌水の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、殺菌水の製造装置に関する。さらに詳細には、本発明は、酸性度を調整した塩素系殺菌水の製造装置に関する。

従来、塩素系殺菌水の酸性度（ｐＨ）を調整して、殺菌力の強い殺菌水を製造する装置が作製されている。この殺菌水製造装置においては、ｐＨを調整するための塩酸等の酸水溶液を原液として水流に混入し、さらに、その水流に殺菌水の原液となる次亜塩素酸ナトリウム水溶液を混入して殺菌水が製造される（例えば、特許文献１）。
特開２００３−２００１７４号公報

かかる従来の殺菌水の製造装置において混入器が水流によって生じる負圧を利用したエジェクター等である場合には、装置が停止したときに、塩素系水溶液や酸水溶液の原液が混入器において水の中に流出しやすい問題がある。これを防止するには弁などによりその供給路を遮断することが有効ではあるが、その弁に何らかの不具合が生じる場合には流出が防止できない。

また、従来の殺菌水の製造装置においては、水に混入される塩素系水溶液や酸水溶液の原液の濃度を高めると、塩素系水溶液や酸水溶液を蓄えるタンク（原液タンク）が小型化できたり、塩素系水溶液や酸水溶液の補充の頻度が少なくて済む利点がある。しかし、原液の濃度を高くした場合には、微小流量の原液を混入器から安定して混入する必要がある。このような微小流量を従来の回転羽根式の流量計で測定しようとしても、混入される原液に気泡が含まれていたり、異物が含まれている実際の動作においては、安定した流量測定が困難であるという問題がある。また、超音波を用いて微小流量を測定するための流量計も存在するが、このような流量計は高価であるという問題がある。

さらに、従来の殺菌水の製造装置においては、混入器において次亜塩素酸ナトリウム水溶液が混入されると、混入器に結晶が析出する問題がある。この結晶は、次亜塩素酸ナトリウムが通過する供給路を塞ぐため、安定した混入を実現するには、定期的にこれを除去しなくてはならないという問題点ある。

本発明は、上記問題点の少なくともいくつかを解決することを課題とする。

本発明においては、塩酸もしくは酢酸、またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素、またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混入させて製造する殺菌水の製造装置であって、水の流路と、酸水溶液または塩素系水溶液の原液を貯留し、貯留される原液の液面が所定の高さに保たれる原液貯留器と、流路に設けられ、前記原液貯留器から供給される前記原液を水に吸い込み混入させるための混入器と、酸水溶液または塩素系水溶液の少なくともいずれかの前記原液が前記混入器により混入された水を、水の流れにおいて前記混入器の下流にあり前記所定の高さより低い位置まで延びる前記流路の出口から受け、前記所定の高さにおいてオーバーフローさせるオーバーフロータンクとを備えてなる殺菌水の製造装置が提供される。

本殺菌水製造装置においては、例えば水道水などの水（原水）に酸水溶液と塩素系水溶液とが混入されて希釈される。一例としては、１系統の水道水のパイプ（流路）を２系統に分岐させて、各系統において、酸水溶液と塩素系水溶液が混入される。本明細書においては、これらの希釈される前の酸水溶液や塩素系水溶液を原液という。この原液は、所定の割合で希釈されるために所定の濃度に予め調製されている。このようにして製造された希釈酸水溶液と希釈塩素系水溶液とは、別々にタンクに蓄えられて、殺菌水として使用するのに必要な量だけが互いに混合されて殺菌水が製造されたり、すぐに互いに混合されて殺菌水とされてタンクに蓄えられたりする。

酸水溶液または塩素系水溶液の原液は、原液貯留器において貯留される。この貯留される原液の液面は、オーバーフローを用いるなどの任意の方法によって所定の高さに保たれる。

混入器は、流路を絞って流速が増された水流に生じる負圧を利用して吸い込み混入する様なエジェクターなどを用いることができる。原液貯留器からの原液は、混入器によって水に混入されると、希釈酸水溶液や希釈塩素系水溶液が作られて、例えば、希釈酸水溶液と希釈塩素系水溶液とが別々のタンクに蓄えられる。このタンク内部には、混入器から延びるパイプの出口を受けるように、オーバーフロータンクが備えられる。混入器から来るパイプの出口は、このオーバーフローの液面より低い位置まで伸びてオーバーフロータンクにより受けられている。そして、このオーバーフロータンクの液面は、上述の所定の高さに保たれて、オーバーフローさせられている。

このように構成すると、オーバーフロータンクの液面と原液貯留器の液面とをそろえることができるので、殺菌水製造装置が停止した場合であっても、原液が混入器を通じて流出し続けることが防止できる。

このような殺菌水製造装置においては、前記原液貯留器は、前記原液を流出させる下方に向いた開口部を有し該開口部以外が気密構造とされた原液タンクを、前記開口部の下方から受けるようにされ、前記原液貯留器に貯留される前記原液の液面が前記所定の高さより低いときには、前記開口部を通じて、原液タンクからの前記原液の供給および／または原液タンク内への空気の供給が可能にされ、該液面が前記所定の高さにあるときには、前記原液タンクの前記開口部が塞がれると好適である。

原液貯留部には、原液を供給するための原液タンクを用いることができる。原液タンクは、下方に向いた開口部を備えていて、その開口部以外が気密構造とされていれば、自動的に液面が所定の高さに固定される。これは、原液受け容器の液面が、原液タンクの開口部からの原液および空気の出入りが可能なような高さであるときに、原液タンクから原液が流出して原液受け容器に供給され、原液受け容器に原液が供給されて、その液面が、原液タンクの開口部からの原液および空気の出入りが不可能な高さとなると、原液タンクからの原液の供給が停止するためである。また、このように構成すると、原液受け容器において液面の高さが保たれて、混入器への混入動作が安定する。

本発明においては、さらに他の態様の殺菌水の製造装置が提供される。すなわち、塩酸もしくは酢酸、またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素、またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混入させて製造する殺菌水の製造装置であって、水の流路と、該流路に設けられ、酸水溶液または塩素系水溶液の原液を水に吸い込み混入させるための混入器と、前記原液が前記混入器により混入された水を、水の流れにおいて前記混入器の下流にあり所定の高さより低い位置まで延びる前記流路の出口から受け、前記所定の高さにおいてオーバーフローさせるオーバーフロータンクと、前記混入器への前記原液の供給路に設けられた流量計であって、通路によって大気と連通し該供給路と連通した所定体積の液溜部と、該液溜部の液面を異なる液面高において検知する少なくとも二つの液面検知手段とを備え、該通路の大気側開口部が前記所定の高さよりも高い位置に設けられ、該液溜部から該供給路への原液の供給の際に前記液面検知手段それぞれが液面を検知する時間差によって前記供給路における前記原液の流量を検知する流量計とを備えてなる殺菌水の製造装置が提供される。

本態様においては、原液の供給路には、微小流量の測定に適した流量計が備えられる。この流量計には、空気穴（通路）によって大気と連通する所定体積の液溜部がある。また、この流量計には、液溜部の液面を異なる液面高において検知する少なくとも二つの液面検知手段がある。液面検知手段は、例えば、液溜部を透光性の筒によって構成して、その側面から光によってパイプ内の原液の有無を判定して液面を検知するものとすることができるが、この例には限られない。この流量計は、例えば、原液の供給路の上流に設けられた電磁弁と友に用いることができる。この場合、この電磁弁より下流の供給路にこの流量計が備えられる場合には、電磁弁を開けて流量計の液溜部に溜めた原液が、電磁弁を閉じた状態で液溜部から流出するときの液面高を検知する。本流量計では、液面検知手段によって少なくとも二つの異なる高で液面を検知して、液面を検知する間の時間を計測する。これにより、たとえ微小な流量であったり、その原液に空気や異物が若干含まれていても、正確に流量を測定することができる。そして、この流量計の液溜部の空気抜きのために、液溜部は通路によって大気に連通している。

これによって、装置が停止している際に混入器を通じて水が原水側に流出することを防止することができる。

本発明の参考態様を以下に述べる。
本発明の参考態様としては、酸水溶液および塩素系水溶液の原液を供給する供給路や流量計において、酸水溶液と塩素系水溶液との間の直接の接触を防止しつつ、混入器に供給する原液を切り替えて、混入器において結晶の除去が容易に行えて結晶による悪影響を受けない構成の殺菌水製造装置が提供される。すなわち、本発明においては、塩酸もしくは酢酸、またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素、またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混入させて製造する殺菌水の製造装置であって、水の流路と、前記酸水溶液の原液を貯留する第１原液貯留器と、前記塩素系水溶液の原液を貯留する第２原液貯留器と、該流路に設けられ、該流路の水流の一部に前記酸水溶液または前記塩素系水溶液のいずれかの原液を吸い込み混入させるための第１混入器と、該流路に設けられ、該流路の水流の別の一部に前記酸水溶液または前記塩素系水溶液のいずれかの原液を吸い込み混入させるための第２混入器と、前記第１原液貯留器からの前記酸水溶液の原液が供給される供給路を前記第１混入器につながる供給路に接続し、前記第２原液貯留器からの前記塩素系水溶液の原液が供給される供給路を前記第２混入器につながる供給路に接続する第１接続構成と、前記第１原液貯留器からの前記酸水溶液の原液が供給される供給路を前記第２混入器につながる供給路に接続し、前記第２原液貯留器からの前記塩素系水溶液の原液が供給される供給路を前記第１混入器につながる供給路に接続する第２接続構成とを切り替える切替手段とを備え、該切替手段は、前記第１接続構成から前記第２接続構成への間の切替え時、または、前記第２接続構成から前記第１接続構成への間の切替え時の少なくともいずれかの時に、前記酸水溶液と前記塩素系水溶液とが前記第１混入器または前記第２混入器への供給路において直接接触しないよう、前記供給路に気体を導入するための気体導入弁を有している、殺菌水製造装置が提供される。

また、本発明においては、塩酸もしくは酢酸、またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素、またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混入させて製造する殺菌水の製造装置であって、水の流路と、前記酸水溶液の原液を貯留する第１原液貯留器と、前記塩素系水溶液の原液を貯留する第２原液貯留器と、該流路に設けられ、該流路の水流の一部に前記酸水溶液または前記塩素系水溶液のいずれかの原液を吸い込み混入させるための第１混入器と、該流路に設けられ、該流路の水流の別の一部に前記酸水溶液または前記塩素系水溶液のいずれかの原液を吸い込み混入させるための第２混入器と、前記第１原液貯留器からの前記酸水溶液の原液が供給される供給路を前記第１混入器につながる供給路に接続し、前記第２原液貯留器からの前記塩素系水溶液の原液が供給される供給路を前記第２混入器につながる供給路に接続する第１接続構成と、前記第１原液貯留器からの前記酸水溶液の原液が供給される供給路を前記第２混入器につながる供給路に接続し、前記第２原液貯留器からの前記塩素系水溶液の原液が供給される供給路を前記第１混入器につながる供給路に接続する第２接続構成とを切り替える切替手段と、前記第１原液貯留器および前記第２原液貯留器から前記第１混入器および前記第２混入器への前記酸水溶液および前記塩素系水溶液の各原液の供給路に設けられた少なくとも二つの流量計であって、通路によって大気と連通し該供給路と連通した所定体積の液溜部と、該液溜部の液面を異なる液面高において検知する少なくとも二つの液面検知手段とを備え、該液溜部から該供給路への原液の供給の際に前記液面検知手段それぞれが液面を検知する間の時間によって前記各供給路における原液の流量を検知する流量計とを備え、該切替手段により前記第１接続構成から前記第２接続構成への切替え時、または、前記第２接続構成から前記第１接続構成への切替え時のいずれかの時に、前記酸水溶液と前記塩素系水溶液とが、前記流量計の前記貯留部において直接接触しないよう、前記酸水溶液と前記塩素系水溶液との間の供給路の少なくとも一部に前記貯留部の通路から外気を導入する殺菌水製造装置が提供される。

ここで、酸水溶液の原液と塩素系水溶液の原液とが互いに接触すると塩素ガスが発生する。これを防止するために、酸水溶液と塩素系水溶液の原液が直接接触しないように、第１接続構成と第２接続構成とを切り替える際に、例えば空気などの気体を供給路に一時的に導入する。このために、本発明のある態様においては、切替手段に気体導入弁が設けられたり、あるいは、流量計の通路を用いる。

本発明者らは、塩素系水溶液を混入させる混入器に析出する前述の結晶が酸水溶液によって容易に除去される性質を殺菌水製造装置において利用することを鋭意検討した。なお、本発明者らは上記結晶を構成する物質は特定していないが、次亜塩素ナトリウムの成分と原水に含まれる成分とが化学反応して得られる塩類（例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、塩化ナトリウム、またはこれらの混合物質）ではないかと推測している。上記構成の殺菌水製造装置を用いれば、塩素系水溶液として次亜塩素酸ナトリウムを使用して、結晶が混入器に析出したとしても、切替器によって酸水溶液と塩素系水溶液が水に混入される混入器を入れ替えることにより、結晶を酸で溶解させることができる。本発明の殺菌水製造装置は、第１の接続構成としても第２の接続構成としても、ともに殺菌水を製造するように構成されているので、例えば、所定の期間第１の接続構成によって殺菌水を製造し、その後第２の接続構成によって殺菌水を製造する、という動作を繰り返して行うことができる。これにより、結晶の析出を回避でき、ユーザーが結晶の除去作業を行わなくとも、殺菌水製造装置を稼動させ続けることができる。

本発明のある態様においては、オーバーフロータンクの液面と原液貯留器の液面とがそろえられるので、殺菌水製造装置が停止した場合であっても、原液が混入器を通じて流出を続けることが防止できる。

また、本発明の別の態様においては、装置が停止している際に混入器を通じて水が原水側に多量に流入することを防止することができる。

さらに本発明の参考態様においては、結晶の析出を回避でき、ユーザーが結晶の除去作業を行わなくとも、殺菌水製造装置を稼動させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
［実施形態１］
図１は、本発明の殺菌水製造装置のある実施の形態の各要素と配管系統とを示す構成図である。この殺菌水製造装置１００は、塩酸もしくは酢酸、またはこれらの混合物の酸水溶液（以下、Ａ液という）と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素、またはこれらの混合物の塩素系水溶液（以下、Ｂ液という）とを原水に混入させて殺菌水を製造する。この原水は、本願の発明においては特に限定されないが、水道水、井戸水、河川水等の任意の水源からの水を用いることができる。以下、本実施の形態では水道水を用いる場合を例示する。

本実施の形態の殺菌水製造装置１００には、水道水が供給される水の流路３０が設けられる。流路３０には、水道水の供給を断続させるための電磁弁３２、供給される水道水の圧力を調整するためのレギュレータ３４、装置停止時の水の逆流等を防止するための逆止弁３６が挿入されている。その後、水の流路３０は、共に同じ水量の水を流しうる二系統の流路３０Ａ、３０Ｂに分岐される。

分岐された流路３０Ａ、Ｂそれぞれには、混入器４０Ａ、Ｂが挿入されている。混入器４０Ａ、Ｂは、流路３０Ａ、Ｂを流れる水流の流速を利用して、Ａ液やＢ液を吸い込み混入させるエジェクターとされている。そして、混入器４０Ａ、Ｂの下流の流路３０Ａ、Ｂには、水とそこに混入されたＡ液、Ｂ液とを十分に攪拌して濃度を均一とするための混合羽根３８Ａ、Ｂが内部に設けられている。この混合羽根３８Ａ、Ｂは、例えば、カルマン渦を生成して十分に均一にするように、邪魔棒を用いた混合羽根とすることができる。こうして、希釈酸水溶液と希釈塩素系水溶液とが準備される。

その後、流路３０Ａ、Ｂは、再び合流されて流路３０とされる。この流路３０においては、希釈酸水溶液と希釈塩素系水溶液が互いに混合される。この段階では、希釈酸水溶液は濃度揺らぎがないように十分に均一にされているので、希釈塩素系水溶液と合流しても塩素ガスは発生しない。こうして、所定の酸性度（ｐＨ）の水に所定の塩素系水溶液が混入されて、所定の酸性度とされ殺菌力が高められた殺菌水が製造される。

製造された殺菌水は、殺菌水タンク４８に蓄えられる。この殺菌水タンク４８には、オーバーフロータンク４２が備えられている。流路３０は、このオーバーフロータンク４２が液をオーバーフローさせる高さ（オーバーフローレベル）４２ｈより低い位置まで延びて、出口３０ａを有している。オーバーフロータンク４２はオーバーフローレベル４２ｈまでしか殺菌水を蓄えられず、オーバーフローした殺菌水は殺菌水タンク４８内に蓄えられる。このように蓄えられた殺菌水は、流路７０により取り出されて使用される。流路７０には、殺菌水タンク４８に蓄えられた殺菌水を供給するためのポンプ７２が設けられ、そのポンプ７２は、その下流に設けられ、そこでの圧力が所定圧力以下となった場合にポンプ７２を動作させる圧力スイッチ７４によって動作が制御される。これにより、殺菌水の流出口７６に設けられた蛇口（図示しない）の開閉によって、必要な量の殺菌水が殺菌水タンク４８から供給される。殺菌水タンク４８の内部には、殺菌水の液面を検知する液面センサ４６が配置されていて、この液面センサ４６によって検知した殺菌水の量に応じて電磁弁３２が制御されて、所定の殺菌水が常に殺菌水タンク４８に蓄えられるように制御される。

混入器４０Ａ、Ｂに供給されるＡ液やＢ液は、ともに、原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂによって補充される。原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂ（原液タンク）は、殺菌水製造装置１００にＡ液やＢ液を補充する前には気密構造にされていて、その内部に、Ａ液やＢ液が蓄えられている。これらの原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂの構造を図２に示す。この原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂは、十分な耐薬品性のある樹脂（例えば、ポリエチレン樹脂）等により形成された容器部１２２と、同様に樹脂等により形成されたスクリューキャップ１２４と、シリコンゴム板等の耐薬品性のある弾性樹脂板を円形に切り出したパッキン１２６とが備えられている。容器部１２２には、オスネジが外側面に形成されたキャップ取付部１２２ａがあり、キャップ取付部１２２ａは、それに係合するメスネジ部を内側面に有するスクリューキャップ１２４によってパッキン１２６とともに塞がれている。スクリューキャップ１２４には、中央に貫通孔１２４ａが空けられている。貫通孔１２４ａは、殺菌水製造装置１００にセットされる前にはパッキン１２６によって塞がれている。パッキン１２６は、中央は貫通孔１２４ａを通じて外部に露出されているが、容器部１２２のキャップ取付部１２２ａとスクリューキャップ１２４によって周囲が挟まれている。こうして、内部に入れられたＡ液やＢ液が漏れ出さないよう、原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂは気密に保たれている。

この原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂは、殺菌水製造装置１００にセットされると、原液貯留器１４Ａ、１４Ｂによって下方から受けられる。原液貯留器１４Ａ、１４Ｂは、原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂのスクリューキャップ１２４を受け得るよう上部が開放されており、容器内の底面中央には、上方に突出した穿孔棒１４２が備えられている。穿孔棒１４２は、セットされた原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂのパッキン１２６の中央を穿孔しうるよう上部先端が尖らされている丸棒であり、その側面には、軸に垂直に穿孔棒１４２自体を貫通するように流出孔１４２ａが空けられている。穿孔棒１４２は、原液貯留器１４Ａ、１４Ｂに原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂが受けられると、スクリューキャップ１２４の貫通孔１２４ａを通り、パッキン１２６を破って穿孔して、先端が原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂの内部にまで達する。穿孔棒１４２の流出孔１４２ａは、貫通孔１２４ａの面より上方と下方に延びるような細長い孔とされていて、原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂ内のＡ液やＢ液が、この流出孔１４２ａから流出したり、その流出に応じた体積だけ、原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂ内に空気を供給することができる。

図２には、原液カートリッジ１２Ａ、１２Ｂから原液貯留器１４Ａ、１４Ｂに流出して貯留される原液の液面１４４も示している。本実施の形態の殺菌水製造装置において、液面１４４は、スクリューキャップ１２４の貫通孔１２４ａに接する高さ１４ｈに保たれる。これは、原液貯留器１４Ａ、１４Ｂから原液が消費されて液面１４４がこの高さより低下すると、流出孔１４２ａおよび貫通孔１２４ａを通じて、原液の供給とその体積分だけの空気の供給とが行われ、液面１４４がこの高さに達するとこれらの供給が停止するためである。

再び図１に戻って殺菌水製造装置１００の構成を説明する。原液貯留器１４Ａ、１４Ｂに貯留されている酸水溶液や塩素系水溶液は、流路１６Ａ、Ｂを流れて混入器４０Ａ、Ｂに供給される。その流路１６Ａ、Ｂには、フローセンサー２０Ａ、Ｂが備えられている。その流路１６Ａ、Ｂには、電磁弁１７Ａ、Ｂがさらに挿入されていて、例えば、液面センサ４６からの出力に応じて、電磁弁３２と同時に開閉されることができる。また、電磁弁１７Ａ、Ｂは、フローセンサー２０Ａ、Ｂを適切に動作させるために閉じることができる。

制御回路２００Ａ、Ｂは、フローセンサー２０Ａ、Ｂからの出力によって流量を算出する。そして、制御回路２００Ａ、Ｂは、フローセンサー２０Ａ、Ｂにおける流量に応じて、流量制御弁２１０Ａ、Ｂを制御して、混入器４０Ａ、Ｂまでの流路１６Ａ、Ｂにおける原液の流量を調整する。この流量制御弁２１０Ａ、Ｂは流路１６Ａ、Ｂの通過抵抗を制御することにより、混入される酸水溶液及び塩素系水溶液の時間当たりの混入量を制御するものである。

本実施の形態で用いられるフローセンサー２０Ａ、Ｂの構成を図３に示す。図３ａはこのフローセンサー２０Ａ、Ｂの側方断面図である。このフローセンサー２０Ａ、Ｂには所定体積の液溜部２２がある。この液溜部２２は、通路の開口部２２ａにより周囲の大気と連通している。この開口部２２ａの大気側開口部は高さ２０ｈに保たれる。液溜部２２の底部には、供給口２８ｉおよび流出口２８ｏにつながる流路２８が設けられる。この流路２８を通じて、液溜部２２には酸水溶液や塩素系水溶液が出入りできる。液溜部２２における原液の液面２２ｈは、電磁弁１７Ａ、Ｂ（図１）が開かれて液溜部２２に原液が供給されると上昇し、電磁弁１７Ａ、Ｂが閉じられて混入器４０Ａ、Ｂに原液が混入器４０Ａ、Ｂに供給されると下降する。液溜部２２の側面は、透明管２２ｂによって構成されている。このため、液溜部２２の酸水溶液や塩素系水溶液が特定の高さまで達しているかどうかは、液溜部２２上部にその透明管２２ｂを介して対向するよう配置された発光素子２４ｕと受光素子２６ｕや、液溜部２２下部にその透明管２２ｂを介して対向するよう配置された発光素子２４ｌと受光素子２６ｌによって検知することができる。

図３ｂおよびｃは、発光素子と受光素子を含む水平面におけるフローセンサー２０Ａ、Ｂの断面図であり、図３ｂは、その水平面にまで液溜部の酸水溶液や塩素系水溶液が達していない場合を示し、図３ｃは、酸水溶液や塩素系水溶液が達している場合を示す。図に示したように、発光素子２４ｕ、ｌと受光素子２６ｕ、ｌを結ぶ光路は、円断面のパイプである透明管２２ｂの中心軸をはずすように配置されている。これにより、酸水溶液や塩素系水溶液が存在しない場合には、ほぼ直進する光路Ｐｖで発光素子２４ｕ、ｌが発する光が受光素子２６ｕ、ｌに到達し（図３ｂ）、受光素子２６ｕ、ｌにより受光される光量が多くなるのに対し、酸水溶液や塩素系水溶液が存在する場合には、透明管２２ｂ内の液体によって屈折する光路Ｐｆで発光素子２４ｕ、ｌが発する光が進行し（図３ｃ）、受光素子２６ｕ、ｌで受光される光量が減少する。したがって、発光素子２４ｕ、ｌを所定の光量で点灯しておいて受光素子２６ｕ、ｌの受光量をモニターすれば、水面がその高さに到達したかどうかを判定することができる。なお、本実施の形態では、屈折した光路Ｐｆで受光素子の光量が減少するように発光素子２４ｕ、ｌと受光素子２６ｕ、ｌを結ぶ光路を透明管２２ｂの中心軸をはずすように配置しているが、屈折した光路Ｐｆの先に受光素子２６ｕ、ｌを配置するように構成しても、光量をモニターすることで水面を検知できる。また、本発明では、液面を検知可能な任意の手段を用いることができる。

液溜部２２において水面を異なる二つの高さで検知した信号は、制御回路２００Ａ、Ｂに入力される。この制御回路には、内部に計時手段を内蔵しており、二つの高さを液面が通過する間の時間を計時する。液溜部２２におけるこれら二つの高さの間の体積は固定されているため、その時間は、混入器４０Ａ、Ｂに供給される原液の流量に反比例するので、容易に流量を求めることができる。このような流量計の構成では、従来の回転羽根式のような可動部がないため、原液に混入する気泡や異物による影響を受けにくく、微量な流量に対しても安定した微小流量の計測が可能になる。

フローセンサー２０Ａ、Ｂによって流量を計測するためには、まず、電磁弁１７Ａ、Ｂを開いてフローセンサーの液溜部２２に十分な原液を溜めて、電磁弁１７Ａ、Ｂを閉じる。そして、電磁弁１７Ａ、Ｂを閉じたまま、混入器４０Ａ、Ｂに原液を送る。その際に、液溜部２２上部の受光素子２６ｕによって液溜部２２に十分な量の原液が溜まったことが検知されると電磁弁１７Ａ、Ｂを閉じて計時を開始する。液溜部２２から原液が流出して、液溜部２２の下部の受光素子２６ｌによって液面がその位置まで低下したことが検出されると計時を停止して流量を求めて、電磁弁１７Ａ、Ｂを開く。以後継続して同様の動作を繰り返す。

本実施の形態においては、原液貯留器１４の高さ１４ｈは、オーバーフローレベル４２ｈと同じ高さに保たれ、フローセンサー２０Ａ、Ｂの大気側開口の高さ２０ｈは、原液貯留器１４の高さ１４ｈより高い位置に保たれる。このように構成すると、殺菌水製造装置１００が停止しているときに、何らかの不具合で電磁弁１７Ａ、Ｂが動作せずに開放されたままとなっても、混入器４０Ａ、Ｂを通じて酸水溶液や塩素系水溶液が流出することはない。また、殺菌水製造装置１００が動作中に何らかの不具合で電磁弁１７Ａ、Ｂが閉じない場合であっても、フローセンサーの開口部から原液が噴出することが防止できる。したがってこれらの構成においては、電磁弁１７Ａ、Ｂが開放されたままの場合の意図しない酸水溶液や塩素系水溶液の消費を防止することができる。

［実施形態２］
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態においては、塩素系水溶液において混入器に析出する結晶成分（例えば、炭酸ナトリウム結晶）を容易に除去して殺菌水製造を行うことができる殺菌水製造装置を説明する。

図４は、本実施形態の殺菌水製造装置１５０において、原液を混入器に供給する部分の構成図である。本実施形態においては、酸水溶液と塩素系水溶液とを用いて殺菌水を製造する際に、図１に記載の水の流路３０と同様の流路を用い、混入器４０Ａ、Ｂと同様の混入器を用いるので、これらについては省略している。本実施形態においては、図１の場合と異なり、原液カートリッジ１２Ａおよび１２Ｂと、混入器４０Ａおよび４０Ｂとの組み合わせは限定されない。この組み合わせは、制御回路２００により制御される三方弁６０Ａ、６０Ｂとそれにつながる流路５６Ａ、Ｂ、５８Ａ、Ｂを用いて切り替えられる。切り替えは、Ａ液を混入器４０Ａに導き、Ｂ液を混入器４０Ｂに導く構成（第１接続構成）と、Ａ液を混入器４０Ｂに導き、Ｂ液を混入器４０Ａ接続構成（第２接続構成）との間で行われる。また、エアバルブ５４Ａ、５４Ｂが、原液貯留器１４Ａ、１４Ｂから流路５６Ａ、Ｂ、５８Ａ、Ｂまでの流路５２Ａ、５２Ｂに設けられる。このエアバルブが制御回路２００により制御されて空気側にされると、流路５２Ａ、５２Ｂに外気を導入することができ、流路側にされると、流路５２Ａ、５２Ｂは外気から遮断される。したがって、制御回路２００、三方弁６０Ａ、６０Ｂ、流路５６Ａ、Ｂ、５８Ａ、Ｂ、エアバルブ５４Ａ、５４Ｂが、切替手段として機能する。なお、フローセンサー２０´は、原液を供給する側の入力経路が液溜部２２の上部に備えられ、これにより、エアバルブ５４Ａ、Ｂが大気側にされた場合の空気の導入が容易になる。

この殺菌水製造装置１５０においては、図示したように、三方弁６０Ａ、Ｂが共にＸ側を出力につなぐように制御されている。これにより、流路１６Ａには原液貯留器１４ＡからのＡ液が導かれ、流路１６Ｂには原液貯留器１４ＢからのＢ液が導かれる。この状態は所定の期間（例えば、一週間等）保たれ、その間に殺菌水の製造が行われたり、また休止される。そして、その期間の経過後に切り換え処理が行われる。

切り替え処理では、制御回路２００は、まず、電磁弁１７Ａ、１７Ｂを開き、エアバルブ５４Ａ、５４Ｂは空気側に切り替えられ、そのまま殺菌水が製造される。これにより、フローセンサー２０´の液溜部２２を利用してエアバルブからフローセンサー２０´までの経路が空気により置き換えられる。そして、最終的にフローセンサー２０´の液溜部２２および流量制御弁２１０Ａ、Ｂまで空気によって原液が追い出されると、次に、三方弁６０Ａ、ＢがＹ側に切り替えられ、エアバルブ５４Ａ、５４Ｂが流路側に戻される。すると、流路１６ＡにはＢ液が流れ、流路１６ＢにはＡ液が流れる。フローセンサー２０´のセンサによって液面をモニタしていれば、切替後の原液が液溜部２２に到達することがわかるので、その後は、切替前と同様に動作する。

この切替動作により、それまで塩素系水溶液が導かれていた混入器４０Ｂに酸水溶液が導かれることとなり、混入器４０Ｂ内に結晶が析出したとしても溶解されて、結晶の析出による影響がなくなる。このように、ユーザーが特にクリーニング処理をしなくても、このような結晶の析出が防止できる。なお、この切替を行ったまま、殺菌水を製造することが可能であるので、そのまま使用を続け、さらに所定の期間経過後に同様の切替処理を行って、再び元の接続構成に戻すこともできる。

本発明は、実施形態２をさらに変形した実施形態により実施することもできる。図５は、この変形例の殺菌水製造装置１６０において、原液を混入器に供給する部分の構成を示す構成図である。本変形例では、フローセンサー２０Ａ、２０Ｂの開口部２２ａを用いて空気の導入を行う。この場合には、図４の構成においてエアバルブ５４Ａ、Ｂを用いない構成となり、フローセンサー２０は、下部から原液を供給し流出させる構成とする。

この変形例における切替処理は、まず、電磁弁１７Ａ、１７Ｂを共に閉じておき、次に、フローセンサー２０Ａ、Ｂの貯留部２２から十分に原液が抜けた後に、三方弁６０Ａ、Ｂを切り替える。そして、電磁弁１７Ａ、１７Ｂを開いて殺菌水の製造を再開する。このとき、流路１６Ａ、１６Ｂのうち三方弁６０Ａ、Ｂから電磁弁１７Ａ、Ｂまでの間では、切替前の原液が残留して三方弁６０Ａ、Ｂを切り替えた直後に異なる種類の原液同士が接触するが、実際には、この部分を十分短くすることにより残留原液を実質的に問題がない程度まで減少させることができるので、この構成でも十分に実用的である。

さらに、図６には、この変形例の殺菌水製造装置１７０において、原液を供給する部分の別の変形例を示している。この例においてもフローセンサー２０の開口部２２ａを用いて切替を行い、４つの三方弁６４Ａ、Ｂ、６６Ａ、Ｂと、その間を並行につなぐ流路６２Ａ、６８Ｂと、交差してつなぐ流路６８Ａ、６２Ｂが用いられる。この例においては、切替処理は、まず、電磁弁１７Ａ、１７Ｂを閉じておく。次に、フローセンサー２０Ａ、Ｂの液溜部２２の原液が十分に抜けて、さらに、三方弁６４Ａ、Ｂ、６６Ａ、Ｂ内も空気によって置き換えられた後に、電磁弁１７Ａ、Ｂを開いて、殺菌水の製造を再開する。この構成であれば、液溜部２２のみならず、流路１６Ａ、Ｂ、６８Ａ、６８Ｂのいずれでも原液同士が直接接触することはなく、適切に切替が行われる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形、変更および組合わせが可能である。例えば、上述の実施の形態においては、殺菌水が製造された後にオーバーフロータンクに供給されるような例を説明しているが、本発明においては、例えば、混合羽根の直後に、希釈酸水溶液と希釈塩素系水溶液とに別々のオーバーフロータンクを用いて、希釈酸水溶液と希釈塩素系水溶液とが別々のタンクに蓄えられて、それらがその後に互いに混合されて殺菌水が製造されるような構成であってもよい。

本発明の実施の形態にかかる殺菌水製造装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態にかかる殺菌水製造装置の原液カートリッジの構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態にかかる殺菌水製造装置のフローセンサーの構成を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる殺菌水製造装置において、原液を供給する部分の構成を示す構成図である。 本発明のさらに他の実施の形態にかかる殺菌水製造装置において、原液を供給する部分の構成を示す構成図である。 本発明のさらに他の実施の形態にかかる殺菌水製造装置において、原液を供給する部分の構成を示す構成図である。

符号の説明

１２ 原液カートリッジ
１４ 容器
１６、６８ 流路
２０ フローセンサー
２２ 液溜部
３０ 流路
３２ 電磁弁
４０ 混入器
４２ オーバーフロータンク
４８ 殺菌水タンク
５４ エアバルブ
１００、１５０、１６０、１７０ 殺菌水製造装置

Claims (3)

1. 塩酸もしくは酢酸、またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素、またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混入させて製造する殺菌水の製造装置であって、
   水の流路と、
   酸水溶液または塩素系水溶液の原液を貯留し、貯留される原液の液面が所定の高さに保たれる原液貯留器と、
   流路に設けられ、前記原液貯留器から供給される前記原液を水に吸い込み混入させるための混入器と、
   酸水溶液または塩素系水溶液の少なくともいずれかの前記原液が前記混入器により混入された水を、水の流れにおいて前記混入器の下流にあり前記所定の高さより低い位置まで延びる前記流路の出口から受け、前記所定の高さにおいてオーバーフローさせるオーバーフロータンクと
   を備えてなる殺菌水の製造装置。
2. 前記原液貯留器は、前記原液を流出させる下方に向いた開口部を有し該開口部以外が気密構造とされた原液タンクを、前記開口部の下方から受けるようにされ、
   前記原液貯留器に貯留される前記原液の液面が前記所定の高さより低いときには、前記開口部を通じて、原液タンクからの前記原液の供給および／または原液タンク内への空気の供給が可能にされ、該液面が前記所定の高さにあるときには、前記原液タンクの前記開口部が塞がれる、請求項１に記載の殺菌水の製造装置。
3. 塩酸もしくは酢酸、またはこれらの混合物の酸水溶液と、次亜塩素酸ナトリウムもしくは二酸化塩素、またはこれらの混合物の塩素系水溶液とを水に混入させて製造する殺菌水の製造装置であって、
   水の流路と、
   該流路に設けられ、酸水溶液または塩素系水溶液の原液を水に吸い込み混入させるための混入器と、
   前記原液が前記混入器により混入された水を、水の流れにおいて前記混入器の下流にあり所定の高さより低い位置まで延びる前記流路の出口から受け、前記所定の高さにおいてオーバーフローさせるオーバーフロータンクと、
   前記混入器への前記原液の供給路に設けられた流量計であって、通路によって大気と連通し該供給路と連通した所定体積の液溜部と、該液溜部の液面を異なる液面高において検知する少なくとも二つの液面検知手段とを備え、該通路の大気側開口部が前記所定の高さよりも高い位置に設けられ、該液溜部から該供給路への原液の供給の際に前記液面検知手段それぞれが液面を検知する時間差によって前記供給路における前記原液の流量を検知する流量計と
   を備えてなる殺菌水の製造装置。
   

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