JP4802235B2 - 無菌加温水連続給水設備 - Google Patents

Description

本発明は、給水タンクと、該給水タンクから供給された水を加温する加熱装置と、該加熱装置により加温された水を受水する受水タンクから成り、給水タンクからの水を加熱装置に連続投入し、受水タンクに温水を貯蔵する無菌加温水連続給水設備に関する。

従来の加温水給水設備は、給湯器等の水を加温する加温器から出湯された湯水を、配管を介して浴槽、台所、洗面所等の各使用場所に供給している（例えば、特許文献１参照）。

一方、使用場所で使用された湯水を受水タンクに貯水し、この使用された湯水を再利用している再利用システムがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−１７０６８９号公報（第４頁、第１図） 特開平６−２５７１９７号公報（第２頁、第１図）

しかし前記特許文献１に記載の加温水給水設備は、使用した温水を再利用していないために不経済であると共に、再度加温水を給水する使用する場合には再加熱しなければならず、連続的に加温水を供給することができなかった。一方、特許文献２の記載の再利用システムでは、使用場所で使用された湯水には、細菌が含有されている可能性があり、この使用された湯水を加温して再利用すると、衛生上好ましくないといった虞がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、衛生上問題のない無菌加温水を連続的に給水可能な設備を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の無菌加温水連続給水設備は、
給水タンクと、該給水タンクから供給された水を加温する加熱装置と、該加熱装置により加温された水を受水する受水タンクから成り、給水タンクからの水を加熱装置に連続投入し、受水タンクに温水を貯蔵する無菌加温水連続給水設備であって、
前記加熱装置は給水タンクからの水が投入される投入部と、該投入部の下方で水平軸によって軸支され、回動手段によって間欠的に連続回動するとともに、前記投入部から投入された水を貯水可能な上方が開口した貯水部が、回動方向の全周に亘って等間隔で少なくとも４つ以上形成されている回転体と、該回転体の前記貯水部に向けてマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段とから成り、前記回転体が間欠回動することによって、前記貯水部は、前記投入部から水が投入される貯水位置と、前記マイクロ波照射手段によってマイクロ波を照射される照射位置と、マイクロ波によって加温された温水を前記受水タンクに放出する放出位置と、に順次切り換えられることを特徴としている。
この特徴によれば、給水された水に細菌が含まれていたとしても、マイクロ波により細胞内水を加温破壊するので無菌状態の温水を連続生成できる。また回転体の間欠回動を連続させることにより、貯水と加熱と放水が同時に行われるので、温水を効率よく受水タンクに貯蔵することができるため、温水の連続供給も可能である。

本発明の請求項２に記載の無菌加温水連続給水設備は、請求項１に記載の無菌加温水連続給水設備であって、
前記貯水部の底部は、少なくとも電気を導通可能な金属体によって構成されており、前記金属体には、誘導加熱器が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、マイクロ波照射手段から照射されるマイクロ波が届きにくい貯水部の底部であっても、誘導加熱器で金属体を加熱することによって加熱速度を上げることができる。

本発明の請求項３に記載の無菌加温水連続給水設備は、請求項１または２に記載の無菌加温水連続給水設備であって、
前記回転体は、所定時間経過することで回動手段によって３０度毎間欠回動するとともに、前記貯水部は、前記回転体の回動方向の全周に亘って等間隔で１２個形成されており、
前記照射位置は、前記回転体の１２０度に亘って配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、長時間に亘って貯水部内の水にマイクロ波を照射することができるので、確実に水を加温することができる。

本発明の請求項４に記載の無菌加温水連続給水設備は、請求項１ないし３のいずれかに記載の無菌加温水連続給水設備であって、
前記マイクロ波照射手段は、前記受水タンク内の温水に対してもマイクロ波を照射していることを特徴としている。
この特徴によれば、受水タンク内の温水をマイクロ波で加熱することによって、回転体停止後の受水タンクの温水の温度低下を避けて保温することができる。

本発明の請求項５に記載の無菌加温水連続給水設備は、請求項１ないし４のいずれかに記載の無菌加温水連続給水設備であって、
前記受水タンクにはポンプが付設されており、該受水タンク内の水を給水タンクまたは前記給水設備外に選択的に放出可能となっていることを特徴としている。
この特徴によれば、給水タンクへ戻すことにより、運転停止後の受水タンクの水を再加熱したり、あるいは給水設備外に放出した、入浴設備用温水や、無菌状態の熱帯魚飼育用水等に利用できる。

本発明に係る無菌加温水連続給水設備を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１は、本発明の実施例における無菌加温水連続給水設備を備える介護用風呂移動車を示す説明図であり、図２は、受水タンクを備えた加熱装置の全体像を示す斜視図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図４は、加熱装置における回転体を示す一部拡大斜視図であり、図５は、本発明の無菌加温水連続給水設備の構成を示すブロック図である。

図１の符号２は、介護を必要とする利用者等の風呂の出前サービスを行う介護用風呂移動車であって、この介護用風呂移動車２は、入浴するための浴槽３に加温した水を供給する無菌加温水連続給水設備４を備えている。

無菌加温水連続給水設備４は、給水タンク６と、投入管１０を介して給水タンク６から供給された水を加温する加熱装置７と、この加熱装置７により加温された水を受ける受水タンク８とを備え、給水タンク６から水を加熱装置７に連続投入し、受水タンク８に温水を貯蔵するようになっている。

受水タンク８及び浴槽３間、浴槽３及び給水タンク６間、受水タンク８及び給水タンク６間には、ポンプ２７を備えた配管２８が配設されており、この配管２８に設けられた３方バルブ４１，４２を調整することにより、所望の流路ラインを確保できる。

即ち、３方バルブ４１、４２の浴槽３側への流れを閉鎖して受水タンク８から給水タンク６に温水を供給するための再加熱供給ライン、３方バルブ４１の浴槽３側への流れを閉鎖し３方バルブ４２の浴槽３側への流れを開放して受水タンク８から浴槽３へ温水を供給する外部供給ライン、３方バルブ４１の浴槽３側への流れを閉鎖し３方バルブ４２の給水タンク６側への流れを開放して浴槽３から給水タンク６へ使用済みの水を供給する再利用供給ラインを選択することが可能である。

上述したように、浴槽３から給水タンク６へ使用済みの水を供給し、加熱装置７により加温した後、受水タンク８を介して再度温水を浴槽３に供給することができ、経済的、効率的に水を再利用することが可能となる。尚、配管２８における給水タンク６とバルブ４１の間には、着脱可能のフィルタ４３が設けられており、このフィルタ４３により、浴槽３から給水タンク６へ使用済みの水に含まれる湯垢等が捕獲されるようになっている。

図２及び図３に示すように、無菌加温水連続給水設備４は、上述したように加温された水５を貯水するための略直方体形状に形成された受水タンク８と、この受水タンク８の後端部から上方に向かって延設された、加熱装置７を囲繞するハウジング９を有し、このハウジング９は略側面視Ｌ字形状を成して受水タンク８と加熱装置７とを外部から遮断している。

ハウジング９の上部右側には、給水タンク６から水５が投入される本発明における投入部としての投入管１０が設けられている。この投入管１０は、水５をハウジング９内に投入可能なように上からハウジング９を貫通して下方に延びている。

図３及び図４に示すように、ハウジング９内には、正面視円形状の回転体１２が設けられている。この回転体１２は、本発明における電気を導通可能な金属体としてのステンレスによって構成されており、ハウジング９内の投入管１０よりも下方位置で前後方向を向く水平軸１３によって回動可能に軸支されている。また、水平軸１３は、図２に示すハウジング９の前部に設けられた変速機１４に接続されている。この変速機１４は電動部２９に接続されることで回転体１２を回動可能とするものである。

更に、この回転体１２の円周面には、投入管１０から投入された水５を貯水可能な貯水部１５が、回転体１２の中心に向かって、全周に亘って等間隔に１２個形成されている。

これら貯水部１５が、図３に示す黒矢印の如く左方に間欠回動して、投入管１０の直下に位置する貯水位置に貯水部１５が配置されると、その貯水部１５のみに水５が貯水されるようになっており、貯水部１５に水が溜まると回転体１２が間欠回動することによって次の隣接した貯水部１５に水５が貯水されるようになっている。

また、各貯水部１５の底部には、本発明における誘導加熱器としてのＩＨコイル１７が設けられている。このＩＨコイル１７は、通電されることで各貯水部１５に対して誘導加熱を行うようになっており、この誘導加熱で発生する熱によって、貯水部１５内の底部近傍の水５を加温可能となっている。

図２及び図３に示すように、受水タンク８の上面後部には、通電されることで、内部でマイクロ波を発生させる本発明におけるマイクロ波照射手段としてのマグネトロン１９，２２が外部と遮蔽した状態で設けられている。詳しくは、これらマグネトロン１９，２２のうち、マグネトロン１９はハウジング９の右側（図３参照）、マグネトロン２２はハウジング９の左側（図３参照）に配置されている。尚、ハウジング９及び受水タンク８の内壁面は、特に図示はしないが、全面にマイクロ波を吸収可能なシールドメッシュが貼り付けられている。

マグネトロン１９は、受水タンク８に向けられている照射部１９ａを有している。また、マグネトロン２２も、受水タンク８に向けられた照射部２２ａを有しており、これら照射部１９ａ，２２ａからマイクロ波を受水タンク８内の温水となった水５に照射することによって、受水タンク８内の温水を加熱できるようにして、常に定温を保つことができるようになっている。マグネトロン２２は、ハウジング９内で貯水部１５に対して正面視左方（図３参照）からマイクロ波を照射する照射部２２ｂも有している。

図２及び図３に示すように、ハウジング９の上面には、外部と遮蔽した状態で本発明におけるマイクロ波照射手段としてのマグネトロン２０，２１が設けられており、このマグネトロン２０，２１の各照射部２０ａ、２１ａ、２１ｂ及び前述したマグネトロン２２の照射部２２ｂとで貯水部１５の水５を加熱する。本発明における加熱装置７は、これらマイクロ波照射手段と、投入管１０と、貯水部１５を有する回転体１２とで構成されており、ＩＨコイル１７およびマグネトロン１９は、加熱装置７の補助装置であり、目標設定水温が低い場合にはこれら補助装置は使用しないこともある。

マグネトロン２０は、投入管１０の左側（図３参照）に設けられており、マグネトロン２１は、マグネトロン２０の更に左側（図３参照）に設けられており、図３に示すように、ハウジング９内で、貯水位置の貯水部１５が正面視で反時計回りに３０度回動した位置で、上方からマイクロ波を照射可能な照射部２０ａを有し、マグネトロン２１は、２つの照射部２１ａ，２１ｂを有している。

照射部２１ａは、照射部２０ａからのマイクロ波が照射される貯水部１５を正面視で更に反時計回りに３０度回動した位置の貯水部１５に図示上方からマイクロ波を照射可能となっている。更に、照射部２１ｂは、照射部２１ａからのマイクロ波が照射される貯水部１５を正面視で更に反時計回りに３０度回動した位置の貯水部１５に、図示左上方からマイクロ波を照射可能となっている。そして、照射部２１ｂからのマイクロ波が照射される貯水部１５を正面視で更に反時計回りに３０度回動した位置の貯水部１５は、前述した照射部２２ｂからマイクロ波が照射されるようになっている。

前述したように、浴槽３から給水タンク６へ浴槽３内の使用済みの水５を供給することで水５を再利用したり、殺菌されていない水を使用する場合には、微生物や細菌等が含有されている可能性があるが、このように、照射部２０ａ，２１ａ，２１ｂからマイクロ波を貯水部１５に貯水された水に照射するとともに、照射部１９ａ，２２ａからマイクロ波を受水タンク８内の温水となった水５に照射することで、細菌の細胞内水を加温破壊して死滅させることができる。

また、ハウジング９内では、水５が貯水された貯水部１５は、回転体１２が正面視で反時計回りに間欠回動する間に、照射部２０ａ、２１ａ、２１ｂ、２２ｂの計４つから連続してマイクロ波が照射される。つまり、この回転体１２が照射部２０ａ、２１ａ、２１ｂ、２２ｂからマイクロ波が照射される１２０度の範囲が本発明における照射位置となっている。

更に、照射部２２ｂからのマイクロ波が照射される貯水部１５の位置から回転体１２を正面視で反時計回りに３０度回動させると、貯水部１５が下方に傾斜することによって、照射位置で加温された水５が、貯水部１５に残留することなく受水タンク８に向けて放出される。加温された水５が、貯水部１５に残留することなく受水タンク８に放出される位置が、本発明における放出位置となっている。

図３に示すように、受水タンク８内には、受水タンク８内の水位を測定する水位計２４と、受水タンク８内の水温を測定する水温計４５と、が設けられている。

図２に示すように、受水タンク８には、配管２８が接続されており、ポンプ２７が動作することによって、この配管２８を介して受水タンク８内の水５を浴槽３等の外部の使用箇所に向けて放水可能であり、また前記したように３方バルブ４１，４２の切り換えにより再加熱のために給水タンク６にくみ上げるようにすることもできる。

また、受水タンク８の上面には、回転体１２を回動させるための本発明における回動手段としての電動部２９と、後述する水位計２４及び水温計４５の計測結果を検出し、かつ受水タンクを備えた加熱装置７を操作するコントロールボックス３１と、が設けられている。

次に、図５に基づき、本発明の無菌加温水連続給水設備４の駆動システムについて説明する。図５に示すように、電動部２９内には、外部から供給された電力を充電する充電器３２と、充電器３２から電力が伝達されることで回動するモータ等からなる電動機３０と、電動機３０で発生した回動を変速機１４に選択的に伝達するクラッチ３３ａと、電動機３０で発生した回動をポンプ２７に選択的に伝達するクラッチ３３ｂと、が設けられている。

更に、充電器３２には、ＩＨコイル１７、マグネトロン１９〜２２及び電動機３０を制御する制御器３２ａが内蔵されており、この制御器３２ａに、コントロールボックス３１が接続されている。このコントロールボックス３１は、水位計２４及び水温計４５の計測結果、またはコントロールボックス３１に設けた手動操作に応じて、ＩＨコイル１７、マグネトロン１９〜２２及び電動機３０のクラッチ３３ａ，３３ｂを動作させるコマンド（信号）を送信する。

特に、コントロールボックス３１の操作により、クラッチ３３ａが所定時間経過する毎に操作されることによって、回転体１２が正面視反時計回りに、間欠的に連続回動するようになっている。尚、本実施例における所定時間は、貯水位置に配置されている貯水部１５に水５が十分に貯水されるまでの時間として５秒に設定されているが、この時間は、貯水部１５の容量に応じて適宜変更することができる。

更に、図５に示すように、充電器３２内の制御器３２ａには、マグネトロン１９〜２２と、ＩＨコイル１７とを制御するための信号ラインが接続されている。これにより受水タンク８内の目標設定温度と水温計４５による計測値との温度差に基づき、制御器３２ａがマグネトロン１９〜２２及びＩＨコイル１７を動作させるコマンド（信号）を送信し、受水タンク８内の目標設定温度になるように制御される。

尚、コントロールボックス３１は受水タンク８内の水位計２４にも接続されており、水位計２４で計測されている水５の水位が所定高さとなると、受水タンク８内が満水になったと判断して、電動機３０を停止するとともに、給水タンクからの給水を停止する。その際マグネトロン２０、２１からの照射も停止する。また、水温計４５が目標設定温度以下になると、マグネトロン１９，２２からマイクロ波を照射して温度の低下を防ぐことができる。受水タンクに水が溜まっている状態で、無菌加温水連続給水設備４を停止させておいた場合には、受水タンク８内の低下した水温の水を給水タンク６にポンプ２７を作動して供給し、投入管１０を介して加熱装置７に送ることにより再加熱することができる。

次に、本実施例における無菌加温水連続給水設備４の動作を説明する。先ず、コントロールボックス３１の始動ボタンを操作すると、給水タンク６の給水弁（図示せず）が開放し、投入管１０を介して貯水位置に配置された貯水部１５に水５が流入する。それと同時にクラッチ３３ａが断続的に接続し、回転体１２が正面視反時計回りに間欠回動すると共に、マグネトロン１９〜２２およびＩＨコイル１７に電力が供給される。

このとき、制御器３２ａは、回転体１２が３０度回動する毎に電動機３０と変速機１４間のクラッチ３３ａの接続を解除する。こうすることで、水５が貯水された貯水部１５の配置が１２０度に亘り照射位置となる。

照射位置では、マグネトロン２０〜２２で発生させられたマイクロ波が、水５に対して照射され、水５に細菌が含まれている場合には、マイクロ波により殺菌がなされる。同時に、ＩＨコイル１７によって加熱された貯水部１５の底部からも水５が加熱されることで、水の加温が促進する。

照射位置での加温の後、水５が貯水された貯水位置から１５０度回動した位置で、放出位置に切り換えられる。このとき、貯水部１５内の加温された水５は温水として受水タンク８に放出される。加温された水５が放出されたことで空となった貯水部１５は、回転体１２が回動されることによって再び貯水位置に配置され、投入管１０から水５が貯水されるので、供給タンクの容量に応じて連続的に加温水を生成することができる。

そしてバルブ４１，４２を切替調整するとともに、コントロールボックス３１の操作により、制御器３２ａが、電動機３０及びクラッチ３３ｂを介してポンプ２７を制御することで、受水タンク８内の温水となった水５を浴槽３に供給することが可能となる。

尚、浴槽使用後、コントロールボックス３１の操作により、バルブ４１，４２を切替調整して再利用供給ラインを選択することで、浴槽３内の使用済みの水を給水タンク６に供給して、水５の再利用も図ることができる。

以上、本実施例における無菌加温水連続給水設備４では、給水された水５に細菌が含まれていたとしても、マイクロ波により細胞内水を加温破壊するので無菌状態の温水を連続生成できる。また回転体１２の間欠回動を連続させることにより、貯水と加熱と受水が同時に行われるので、加温された水５を連続的に使用することができる。

また、貯水部１５の底部は、ステンレスによって構成されており、貯水部１５には、ＩＨコイル１７が設けられているので、照射部２０ａ、２１ａ、２１ｂ、２２ｂから照射されるマイクロ波が届きにくい貯水部１５の底部であっても、ＩＨコイル１７で貯水部１５を加熱することによって加熱速度を上げることができる。

また、回転体１２は、所定時間経過することで電動機３０によって３０度毎間欠回動するとともに、貯水部１５は、回転体１２の回動方向の全周に亘って等間隔で１２個形成されており、照射位置は、回転体１２の１２０度に亘って配置されているので、長時間に亘って貯水部１５内の水５にマイクロ波を照射することで、確実に水５を加温することができる。

また、マグネトロン１９，２２により、受水タンク８内の温水となった水５に対してもマイクロ波を照射しているので、回転体停止後の受水タンク８の温水となった水５の温度低下を避けて保温することができる。

無菌加温水連続給水設備４にはポンプ２７が付設されており、受水タンク８内の温水となった水を給水タンク６または無菌加温水連続給水設備４以外の例えば浴槽３に選択的に放出可能となっている。運転停止後の受水タンク８の水５を給水タンク６へ戻すことにより再加熱できる。

またマグネトロン１９〜２２の数は適宜数設けることができ、これらのマグネトロン１９〜２２は外部と遮蔽されるようにしてハウジング９に配置してあるので、マイクロ波が外部に漏れて人体に危険を及ぼす虞もない。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、受水タンク８内の温水となった水５を浴槽３に供給し、受水タンク８内の温水となった水５を入浴設備用温水としているが、受付タンクの温水となった水の利用方法は、これに限定されるものではなく、例えば、受付タンクの温水となった水を、熱帯魚飼育用水、あるいは養殖場で使用する温源としての温水や、促成栽培用の温源等に利用してもよい。

また、前記実施例では、各貯水部１５の底部には、ＩＨコイル１７が設けられているが、マグネトロン２０〜２２で発生させられたマイクロ波が貯水部１５に収容される水５に対して照射されるのみで、該水５の目標設定温度が低温であれば、特段にＩＨコイル１７を設けてなくてもよく、このようにすることで、加熱装置の補助装置として機能する部品点数を減らすことができる。

また、前記実施例では、貯水部１５を回転体１２の円周面全周に亘って１２個形成し、回転体１２を３０度毎に間欠回動させたが、回転体に形成する貯水部１５の数は４個以上であれば幾つでもよく、回転体１２を間欠回動させる角度は、貯水部１５の数によって適宜変更される。

本発明の実施例における無菌加温水連続給水設備を備える介護用風呂移動車を示す説明図である。 受水タンクを備えた加熱装置の全体像を示す斜視図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 加熱装置における回転体を示す一部拡大斜視図である。 本発明の無菌加温水連続給水設備の構成を示すブロック図である。

符号の説明

４ 無菌加温水連続給水設備
５ 水（水、温水）
６ 給水タンク
７ 加熱装置
８ 受水タンク
１０ 投入管（投入部）
１２ 回転体
１３ 水平軸
１５ 貯水部
１７ ＩＨコイル（誘導加熱器）
１９ マグネトロン（マイクロ波照射手段）
１９ａ 照射部
２０ マグネトロン（マイクロ波照射手段）
２０ａ 照射部
２１ マグネトロン（マイクロ波照射手段）
２１ａ，２１ｂ 照射部
２２ マグネトロン（マイクロ波照射手段）
２２ａ，２２ｂ 照射部
２７ ポンプ
２９ 電動部（回動手段）

Claims (5)

1. 給水タンクと、該給水タンクから供給された水を加温する加熱装置と、該加熱装置により加温された水を受水する受水タンクから成り、給水タンクからの水を加熱装置に連続投入し、受水タンクに温水を貯蔵する無菌加温水連続給水設備であって、
   前記加熱装置は給水タンクからの水が投入される投入部と、該投入部の下方で水平軸によって軸支され、回動手段によって間欠的に連続回動するとともに、前記投入部から投入された水を貯水可能な上方が開口した貯水部が、回動方向の全周に亘って等間隔で少なくとも４つ以上形成されている回転体と、該回転体の前記貯水部に向けてマイクロ波を照射するマイクロ波照射手段とから成り、前記回転体が間欠回動することによって、前記貯水部は、前記投入部から水が投入される貯水位置と、前記マイクロ波照射手段によってマイクロ波を照射される照射位置と、マイクロ波によって加温された温水を前記受水タンクに放出する放出位置と、に順次切り換えられることを特徴とする無菌加温水連続給水設備。
2. 前記貯水部の底部は、少なくとも電気を導通可能な金属体によって構成されており、前記金属体には、誘導加熱器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無菌加温水連続給水設備。
3. 前記回転体は、所定時間経過することで回動手段によって３０度毎間欠回動するとともに、前記貯水部は、前記回転体の回動方向の全周に亘って等間隔で１２個形成されており、
   前記照射位置は、前記回転体の１２０度に亘って配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の無菌加温水連続給水設備。
4. 前記マイクロ波照射手段は、前記受水タンク内の温水に対してもマイクロ波を照射していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無菌加温水連続給水設備。
5. 前記受水タンクにはポンプが付設されており、該受水タンク内の水を給水タンクまたは前記給水設備外に選択的に放出可能となっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の無菌加温水連続給水設備。

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