JP6825904B2 - Water sampling dispenser, adapter and pure water production equipment - Google Patents
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Description
本発明は、純水製造装置などに接続され、需要に応じて純水を吐出する採水ディスペンサーと、採水ディスペンサーなどに取り付け可能なアダプターと、そのような採水ディスペンサまたはアダプターを備える純水製造装置とに関する。 The present invention includes a water sampling dispenser that is connected to a pure water producing apparatus or the like and discharges pure water according to demand, an adapter that can be attached to the water sampling dispenser or the like, and a pure water containing such a water sampling dispenser or adapter. Regarding manufacturing equipment.
研究機関などにおいて純水を利用する場合、比較的小型の純水製造装置を用いて純水を製造することが多い。そしてユースポイントにおいて純水を例えばビーカー、フラスコ、試験管などに採水するために、純水製造装置に接続する採水ディスペンサーが広く用いられている。採水ディスペンサーは、純水を吐出するノズルと、ノズルへの純水の経路に設けられてノズルに対して純水を供給し、またこの供給を遮断する開閉弁とを備えている。採水ディスペンサーは、通常、純水製造装置の本体とは離れた場所に設けられ、配管によって純水製造装置本体の純水出口に接続される。利用者が開閉弁を操作することによってノズルから純水が吐出し、これにより、利用者はその必要に応じた量で純水を採水することができる。開閉弁としては、手動のものを用いることもできるが、電磁弁を用いることもできる。手動の開閉弁としては、手で操作されるものに限定されず、例えば、足踏みペダル等によって操作されるものも含まれる。電磁弁を用いる場合には、指で操作できる押しボタンスイッチあるいは足によって操作できる足踏みスイッチ等により電磁弁を制御し、ノズルから純水を吐出させる。さらに、流量センサーと電磁弁とを組み合わせることにより、1回のスイッチ操作があったときに流量センサーによって計測される流量が規定値に達するまで電磁弁を開放することにより、規定量の純水を採水できるようにすることもできる。特許文献1には、採水量に応じてノズルを交換することができる採水ディスペンサーと、採水量ごとのノズルの構成とが開示されている。 When pure water is used in research institutes, pure water is often produced using a relatively small pure water production device. At the point of use, a water sampling dispenser connected to a pure water production apparatus is widely used to sample pure water into, for example, a beaker, a flask, a test tube, or the like. The water sampling dispenser includes a nozzle for discharging pure water and an on-off valve provided in the path of pure water to the nozzle to supply pure water to the nozzle and shut off the supply. The water sampling dispenser is usually provided at a place away from the main body of the pure water production apparatus, and is connected to the pure water outlet of the main body of the pure water production apparatus by a pipe. When the user operates the on-off valve, pure water is discharged from the nozzle, whereby the user can collect pure water in an amount as required. As the on-off valve, a manual valve can be used, but a solenoid valve can also be used. The manual on-off valve is not limited to a valve operated by hand, and includes, for example, a valve operated by a foot pedal or the like. When a solenoid valve is used, the solenoid valve is controlled by a push button switch that can be operated with a finger or a foot switch that can be operated by a foot, and pure water is discharged from a nozzle. Furthermore, by combining the flow rate sensor and the solenoid valve, the solenoid valve is opened until the flow rate measured by the flow rate sensor reaches the specified value when there is one switch operation, so that the specified amount of pure water can be obtained. Water can also be sampled. Patent Document 1 discloses a water sampling dispenser capable of exchanging nozzles according to a water sampling amount, and a nozzle configuration for each water sampling amount.
バイオサイエンスなどの分野では、純水中の生菌数が多いと実験・分析結果が影響を受けるため、純水中の生菌数を低減させることが必要となる。そこで従来から、純水製造装置の内部に紫外線殺菌装置を設けることが行われている。例えば特許文献2には、被処理水を処理して純水を製造する純水製造装置内に、紫外線LED(発光ダイオード;light emitting diode)により発生した紫外線を被処理水に照射して殺菌を行う紫外線殺菌装置を組み込むことを開示している。また実験室などにおいて使用される水を殺菌するための装置として、特許文献3には、管の端部に紫外線LEDからなる紫外光源を設け、この管に通水して殺菌を行う装置が開示され、特許文献4には、容器の蓋部分に紫外線LEDからなる紫外光源を設け、容器内の被処理水を殺菌する構成が開示されている。 In fields such as bioscience, if the number of viable bacteria in pure water is large, the results of experiments and analysis will be affected, so it is necessary to reduce the number of viable bacteria in pure water. Therefore, conventionally, an ultraviolet sterilizer has been provided inside the pure water production apparatus. For example, in Patent Document 2, the water to be treated is sterilized by irradiating the water to be treated with ultraviolet rays generated by an ultraviolet LED (light emitting diode) in a pure water production apparatus that treats the water to be treated to produce pure water. It discloses that it incorporates a UV sterilizer to perform. Further, as a device for sterilizing water used in a laboratory or the like, Patent Document 3 discloses a device in which an ultraviolet light source composed of an ultraviolet LED is provided at the end of a tube and water is passed through the tube for sterilization. Therefore, Patent Document 4 discloses a configuration in which an ultraviolet light source composed of an ultraviolet LED is provided on a lid portion of a container to sterilize the water to be treated in the container.
特許文献5には、製薬分野で用いられる純水の水質管理のために純水配管から純水を採水するサンプリングバルブにおいて、純水のサンプリング後にバルブ内に残った微生物を殺菌または滅菌することができるようにするために、配管から管路を分岐させるとともに紫外線を管路内に照射するための光源を設けることを開示している。 Patent Document 5 describes in a sampling valve for collecting pure water from a pure water pipe for water quality control of pure water used in the pharmaceutical field, sterilizing or sterilizing the microorganisms remaining in the valve after sampling the pure water. It is disclosed that the pipeline is branched from the pipe and a light source for irradiating the inside of the pipeline with ultraviolet rays is provided so as to be able to do so.
研究機関などでは1日当たりの純水使用量は比較的小さく、そのため、純水が必要なときにのみ純水製造装置を稼働させて採水を行うことが多い。しかしながら、このように純水製造装置を非連続に稼働させる場合には、たとえ紫外線殺菌装置を備える純水製造装置であっても、装置が停止しているときに装置内や配管内に水が滞留するため、純水中で生菌の繁殖が進んでしまうおそれがある。 In research institutes and the like, the amount of pure water used per day is relatively small, and therefore, in many cases, the pure water production device is operated to collect water only when pure water is required. However, when the pure water production apparatus is operated discontinuously in this way, even if the pure water production apparatus is equipped with an ultraviolet sterilizer, water will be discharged into the apparatus or piping when the apparatus is stopped. Since it stays, there is a risk that live bacteria will grow in pure water.
本発明の目的は、含まれる生菌の数を低減した純水を常に供給することが可能な採水ディスペンサーと、そのような採水ディスペンサーなどの機器を構成するために用いることができるアダプターと、含まれる生菌の数を低減した純水を常に供給することが可能な純水製造装置とを提供することにある。 An object of the present invention is a water sampling dispenser capable of constantly supplying pure water in which the number of viable bacteria contained is reduced, and an adapter that can be used to construct a device such as such a water sampling dispenser. It is an object of the present invention to provide a pure water production apparatus capable of constantly supplying pure water with a reduced number of viable bacteria contained therein.
本発明の採水ディスペンサーは、純水の採水に用いられる採水ディスペンサーであって、純水源に接続する開閉弁と、純水を吐出するノズルと、ノズルを開閉弁の出口に接続する流路と、流路を流れる純水に対して紫外線を照射するように配置された紫外線LEDと、を有する。 The water sampling dispenser of the present invention is a water sampling dispenser used for sampling pure water, and is an on-off valve connected to a pure water source, a nozzle for discharging pure water, and a flow for connecting the nozzle to the outlet of the on-off valve. It has a road and an ultraviolet LED arranged so as to irradiate the pure water flowing through the flow path with ultraviolet rays.
本発明のアダプターは、開閉弁と開閉弁の出口に取り外し可能に接続して開閉弁からの液体を吐出するノズルとを有する機器に適合したアダプターであって、流路を備え、開閉弁の出口に取り外し可能に接続できるとともにノズルが取り外し可能に接続されるハウジングと、流路を流れる液体に紫外線を照射するように配置された紫外線LEDと、を有し、流路は開閉弁の出口とノズルとを連通する。 The adapter of the present invention is an adapter suitable for a device having a nozzle that is detachably connected to an on-off valve and an on-off valve outlet to discharge a liquid from the on-off valve, and is provided with a flow path and is an on-off valve outlet. It has a housing that can be detachably connected to and the nozzle is detachably connected to, and an ultraviolet LED that is arranged to irradiate the liquid flowing through the flow path with ultraviolet rays, and the flow path has the outlet of the on-off valve and the nozzle. And communicate with.
本発明の純水製造装置は、本発明の採水ディスペンサーまたは本発明のアダプターを備えることを特徴とする。 The pure water production apparatus of the present invention is characterized by comprising the water sampling dispenser of the present invention or the adapter of the present invention.
本発明によれば、純水を吐出するノズルの直前の位置で純水を紫外線に照射できるように構成したことにより、含まれる生菌の数を低減した純水を常に供給することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to constantly supply pure water with a reduced number of viable bacteria contained in the structure so that the pure water can be irradiated with ultraviolet rays at a position immediately before the nozzle for discharging the pure water. Become.
次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。本発明に基づく採水ディスペンサーを具体的に説明する前に、まず、採水ディスペンサーが接続されることとなる純水製造装置について説明する。図1は、本発明に基づく採水ディスペンサーを接続することが可能な純水製造装置の構成の一例を示している。 Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Before the water sampling dispenser based on the present invention is specifically described, first, a pure water production apparatus to which the water sampling dispenser is connected will be described. FIG. 1 shows an example of the configuration of a pure water production apparatus to which a water sampling dispenser based on the present invention can be connected.
図1に示す純水製造装置は、循環精製を行うサブシステム(二次純水システム)を備えたものであり、一次純水が供給される貯槽10と、貯槽10の出口に接続して貯槽10内の純水を給送するポンプ11と、ポンプ11の出口に接続した紫外線酸化装置(UV)12と、強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂とが混床で充填された非再生型イオン交換装置(CP:カートリッジポリッシャーともいう)13と、非再生型イオン交換装置13の出口に接続された限外濾過装置(UF)14とを備えている。限外濾過装置14の出口から貯槽10に向かう循環配管15が設けられており、貯槽10からポンプ11を経て紫外線酸化装置12、非再生型イオン交換装置13及び限外濾過装置14を通り貯槽10に戻る循環精製系が構成されている。一次純水としては、例えば市水をフィルター、活性炭処理装置及びイオン交換装置に通水して得られた水が用いられる。
The pure water production apparatus shown in FIG. 1 is provided with a subsystem (secondary pure water system) for circulating purification, and is connected to a
この純水製造装置では、ポンプ11を動作させて循環精製系に純水を循環させることによって、純水がさらに精製される。循環配管15からはユースポイントに向かう配管16が分岐しており、配管16の末端に本発明に基づく採水ディスペンサー20が設けられている。採水ディスペンサー20の構成の詳細は後述するが、採水ディスペンサー20には、純水源に接続する開閉弁としての電磁弁21が設けられている。電磁弁21の代わりに他の形式の開閉弁を用いることもできる。循環精製系に対する採水ディスペンサー20の接続位置は循環配管15に限定されるものではなく、例えば、ポンプ11の出口と紫外線酸化装置12との入口との間の配管に採水ディスペンサー20を接続するようにしてもよい。紫外線酸化装置12は純水中の全有機炭素(TOC)を分解するためのものであって殺菌作用も有するが、紫外線酸化装置12とは別に貯槽10に紫外線殺菌ランプを設けるようにしてもよい。
In this pure water production apparatus, pure water is further purified by operating the
循環精製系において紫外線により殺菌処理を行う機構が設けられていても、配管16や採水ディスペンサー20内の純水は循環しないので、この位置で生菌が繁殖する恐れが残る。本発明に基づく採水ディスペンサー20は、配管16や採水ディスペンサー20の内部で繁殖した生菌に対しても殺菌処理を行えるようにすることにより、含まれる生菌の数を低減した純水を常に供給することが可能にするものである。
Even if the circulation purification system is provided with a mechanism for sterilizing with ultraviolet rays, the pure water in the
図2は本発明の第1の実施形態の採水ディスペンサー20を示している。採水ディスペンサー20は、図1に示す循環精製系を純水源として、純水の採水に用いられるものである。例えば、実験台の上に整列して置かれた多数の試験管に対して次々と純水を注ぐことができるように、本実施形態の採水ディスペンサー20は、利用者が手に持って動かすことができるヘッド部20aを備えている。この採水ディスペンサー20では、ヘッド部20aに対して配管16の先端が接続している。ヘッド部20aには、配管16から純水が供給されて純水の流れを断続する電磁弁21と、電磁弁21の操作のためのスイッチ23とが設けられている。スイッチ23にはボタン24が付属しており、押しボタンスイッチが構成されている。電磁弁21としては、そのソレノイドに駆動信号が加わることによって弁が開く形式のもの、すなわちソレノイドが通電中には弁が開いた状態となり、ソレノイドが非通電のときには弁が閉じた状態となるものが用いられる。また、利用者がヘッド部20aを容易に把持できるように、ヘッド部20aにはハンドル(取っ手)25が設けられている。
FIG. 2 shows the
電磁弁21の出口には照射ユニット30が取り付けられている。照射ユニット30は、ハウジング31と、基板34と、基板34に取り付けられた紫外線LED35とを備えている。基板34は、例えばネジ止めなどの方法によりハウジング31に対して固定されている。
An
ハウジング31は略直方体形状であり、その内部において長手方向に貫通して延びる流路32が形成されている。流路32の一端(図示上端側)は、ハウジング31の図示上面から突出する突出部内に延びており、突出部の外側面にはネジ溝が形成されている。このネジ溝は、電磁弁21の出口開口の内側面に形成されたネジ溝と螺合するものであり、これによって電磁弁21の出口すなわち採水ディスペンサー20のヘッド部20aに対して照射ユニット30を取り外し可能に取り付けることが可能となっている。また流路32の他端(図示下端側)にはノズル22の根元部を受け入れるようになっており、これによりノズル22が照射ユニット30に取り付けられ、流路32を通過した純水がノズル22の先端部から吐出されることになる。実際には流路32の他端の内側面にはネジ溝が形成されており、このネジ溝に対し、ノズル22の根元部の外側面に形成されたネジ溝が螺合するようになっている。このとき、ハウジング31の上述した突起部が、ネジ溝の形状も含めてノズル22の根元部と同一形状となるようにすることが好ましい。このようにすれば、もともとノズル22が電磁弁21の出口開口に対して螺合により取り付けられている従来型の採水ディスペンサーに対し、照射ユニット30を後から追加して本発明に基づく採水ディスペンサー20とすることができる。言い換えれば、照射ユニット30は、既存の採水ディスペンサーに対するアダプターでもある。ノズル22としては、先端形状が異なる種々のものを使用することができ、その一例は特許文献1に開示されている。
The
ハウジング31において、流路32の中央部からハウジング31の一側面に向かう中空部33が形成されており、流路32側から見て中空部33の最奥部には、紫外線導入窓となる石英ガラス板36が設けられている。石英ガラス板36の外面は、基板34に取り付けられた紫外線LED35の出射面に対面している。これにより、紫外線LED35は、流路32を流れる純水に対して紫外線を照射するように配置されたことになる。紫外線LED35で発生した紫外線は、石英ガラス板36から中空部33を経て流路32に到達する。その結果、流路32内の純水は、紫外線殺菌処理を受けることになる。ハウジング31を構成する材料は、純水に溶出する成分が少なく、紫外線に対して耐久性がある必要がある、しかも、流路32内の純水に対してくまなく紫外線を照射できるようにするために、石英ガラス板36の部分を除いてハウジング31を構成する材料は、紫外線を大きく乱反射(拡散反射)するものであることが好ましい。したがってハウジング31は、石英ガラス板36の部分を除いて、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やポリフッ化ビニリデン(PVDF)で代表されるフッ素樹脂によって構成されることが好ましく、特にポリテトラフルオロエチレンで構成されることが好ましい。ポリテトラフルオロエチレンの紫外線乱反射率は、紫外線の波長や成形に用いた樹脂の粒径、樹脂メーカー、成形品の厚さによって変化するが、発明者らが調べた範囲内では、多くの場合、90%〜98%程度である。
In the
次に、紫外線LED35について説明する。本実施形態においては、紫外線LED35によって発生する紫外線により純水中の生菌を低減するので、紫外線LED35が発生する紫外線は殺菌効果の高い波長のものである必要がある。この観点から、紫外線LED35としては、その発光ピーク波長が260nm以上285nm以下の範囲内にあるものを使用することが好ましい。この程度の波長の紫外線LED35は、動作時の発熱量が大きいから、紫外線LED35が搭載される基板34としては、熱伝導率の高い材料、例えばアルミニウムなどを用いることが好ましい。
Next, the
従来は殺菌用の紫外線の光源としては水銀ランプが多用されていたが、水銀ランプは大型であって採水ディスペンサーなどへの組み込みが不可能であった。また、水銀ランプは、立ち上がりに時間がかかり、かつ、オン/オフの頻度が高いと著しく寿命が短くなるため、ユースポイントでの純水の需要があるたびに動作させるという使い方には適さないものであった。これに対し本実施形態では、小型であって立ち上がり時間が早く、オン/オフを繰り返しても劣化が少ない紫外線LEDを用いることにより、採水ディスペンサーに組み込んで、しかも電磁弁21の出口側であってノズル22の直前の位置という、実際のユースポイントとなる採水位置に最も近い位置での殺菌処理を可能にしている。例えば、紫外線LEDのサイズは数mm角から2cm角程度であり、紫外線LEDの立ち上がり時間もミリ秒のオーダーであってこれは電磁弁21の作動時間に匹敵するかそれよりも速い。紫外線LEDを用いれば、純水の需要があるときだけ紫外線の照射を行うようにしても、素子の寿命の問題を生じることなく、確実に殺菌処理を行うことができる。
In the past, mercury lamps were often used as a light source for ultraviolet rays for sterilization, but mercury lamps were large and could not be incorporated into water sampling dispensers. In addition, mercury lamps take a long time to start up, and if they are turned on and off frequently, their lifespan will be significantly shortened, so they are not suitable for use when there is a demand for pure water at the point of use. Met. On the other hand, in the present embodiment, by using an ultraviolet LED which is small in size, has a quick rise time, and has little deterioration even if it is repeatedly turned on and off, it is incorporated in a water sampling dispenser and is on the outlet side of the
図3は、図2に示す採水ディスペンサー20の回路構成を示している。スイッチ23は1対の端子を備え、押しボタンスイッチとしてボタン24(図2)によって押圧されているときのみ両方の端子の間が導通状態となるように構成されている。スイッチ23の一方の端子は電源線に接続し、他方の端子は電磁弁21のソレノイドの一端に接続している。ソレノイドの他端は接地している。また、紫外線LED35のカソードは接地し、アノードは電流制限用の抵抗36を介してスイッチ23の他方の端子に接続している。
FIG. 3 shows the circuit configuration of the
この構成では、スイッチ23が押圧されて導通状態となるとスイッチ23から駆動信号が電磁弁21に供給されたこととなり、電磁弁21のソレノイドが通電して電磁弁21が開き、純水が照射ユニット30内の流路32を介してノズル22から吐出する。電磁弁21のソレノイドへの通電と同時に紫外線LED35にも通電し、紫外線LED35は紫外線を発生する。すなわち紫外線LED35は、電磁弁21の駆動信号に同期して駆動されたことになる。照射ユニット30内で流路32を流れる純水はこの紫外線によって照射され、殺菌処理を受ける。スイッチ23への押圧が解除されると電磁弁21のソレノイドにも紫外線LED35にも電流が流れなくなり、電磁弁21が閉じてノズル22からの純水の吐出が停止し、同時に紫外線LED35が消光して殺菌処理も停止する。結局、押しボタンスイッチとしてのスイッチ23が操作されている期間だけ、純水がノズル22から吐出するとともに、この純水に対してノズル22の直前の位置において紫外線による殺菌処理が行われることになる。
In this configuration, when the
次に、本発明の第2の実施形態の採水ディスペンサーについて説明する。図3に示した回路構成の第1の実施形態の採水ディスペンサー20では、スイッチ23が押されている期間だけノズル22が流れ出るが、本発明に基づく採水ディスペンサーでは、スイッチ23に対する1回の操作で一定量の純水をノズル22から吐出するようにすることもできる。第2の実施形態の採水ディスペンサーは、1回のスイッチ操作により定量の純水を吐出するようにしたものであり、その外観形状などは図2に示したものと同じであり、第1の実施形態の採水ディスペンサーとの相違点は回路構成だけである。そこで、図4を用いて第2の採水ディスペンサーの回路構成について説明する。
Next, the water sampling dispenser of the second embodiment of the present invention will be described. In the
第2の実施形態の採水ディスペンサーにおいて、電磁弁21、ノズル22、照射ユニット30及び照射ユニット30内の紫外線LED35の配置は図2及び図3に示したものと同じである。電磁弁21の入口に接続する配管には、純水の流量を計測して流量検出値を出力する流量センサー37が設けられている。電磁弁21のソレノイドと紫外線LED35を駆動するための制御回路38が設けられており、スイッチ23は制御回路38に接続している。ここでのスイッチ23は制御回路38に開始信号を出力するために設けられている。流量センサー37からの流量検出値も制御回路38に入力している。電磁弁21のソレノイドの一端は制御回路38の駆動出力端子に接続している。ソレノイドの他端は接地している。制御回路38の駆動出力端子には、電流制限用の抵抗36を介して紫外線LED35のアノードも接続している。紫外線LED35のカソードは接地している。さらに、紫外線LED35に対して並列に、故障検出機構としてのリレー39が接続しており、リレー39の接点出力が故障検知として制御回路38に入力するようになっている。
In the water sampling dispenser of the second embodiment, the arrangement of the
図4に示す採水ディスペンサーでは、スイッチ23が押されてその1対の端子間が導通状態となると、制御回路38は導通したことを検出して開始信号が入力したものと判断し、駆動出力端子に所定電圧の駆動信号を出力する。その結果、図3に示す回路構成の場合と同様に、電磁弁21のソレノイドと紫外線LED35とが駆動され、純水がノズル22から吐出するとともに、紫外線LED35から紫外線による殺菌処理が行われることとなる。制御回路38は流量検出値の監視を行っており、スイッチ23が導通状態となった時点からの純水の積算流量が設定された容量値に達するまで、途中でスイッチ23が非導通状態となったとしても、駆動出力端子への駆動信号の出力を継続する。また制御回路38は、純水の積算流量が設定された容量値に達したら、その時点においてスイッチ23が依然として導通状態にあったとしても、駆動出力端子への駆動信号の出力を停止する。駆動信号の出力が停止することにより、電磁弁21が閉じてノズル22からの純水の吐出が停止し、紫外線LED35の発光も停止して殺菌処理も終了する。
In the water sampling dispenser shown in FIG. 4, when the
このように本実施形態の採水ディスペンサーでは、押しボタンスイッチであるスイッチ23を1回押すだけで、スイッチ23を継続して押し続ける必要なく、設定された容量値の純水をノズル22から吐出することができ、定量吐出を実現することができる。定量吐出ための設定された容量値は、不図示の設定スイッチなどを介して利用者によって変更できるようにすることが好ましい。また、制御回路38に対する設定により、第1の実施形態のようにスイッチ23が押されている間は純水を吐出し続けるか、あるいは本実施形態の定量吐出かを切り替えられるようにすることが好ましい。いずれの場合にしても電磁弁21が開いてノズル22から純水を吐出しているときは、吐出される純水に対してノズル22の直前の位置において紫外線LED35により殺菌処理が行われる。
As described above, in the water sampling dispenser of the present embodiment, only by pressing the
ところで、紫外線LED35において断線などの障害が生じた場合、電磁弁21のソレノイドと紫外線LED35とが直列に設けられていることから、紫外線LED35が動作していないのにもかかわらず電磁弁21が開き、ノズル22から純水が吐出することになる。この純水は紫外線LED35からの紫外線による殺菌処理を受けていないので、生菌を多く含む可能性がある。そこで本実施形態では、リレー39により紫外線LED35の断線などを検出している。正常な紫外線LED35に対して通電したときは、紫外線LED35のアノードとカソードとの間の電圧は、その紫外線LEDの特性によって定まる順方向電圧である。これに対し紫外線LED35が断線していると、アノードとカソードとの間の電圧は制御回路38から出力される駆動信号の電圧そのものとなる。そこで、紫外線LED35の順方向電圧では作動せず制御回路38からの駆動信号の電圧では作動するリレー39を設け、このリレー39の接点出力を故障検知として制御回路38に入力することにより、制御回路38は紫外線LED35における断線などの障害を検出することができる。制御回路38は、このような障害を検出した場合、例えば、駆動信号の出力を停止する、不図示の表示装置に故障表示を行うなどの処理を行うことができる。
By the way, when a failure such as disconnection occurs in the
次に、本発明の第3の採水ディスペンサーについて、図5を用いて説明する。 Next, the third water sampling dispenser of the present invention will be described with reference to FIG.
第1の実施形態の採水ディスペンサー20では、ヘッド部20aに対して照射ユニット30を取り付け、照射ユニット30内の流路32を流れる純水に対して紫外線を照射するようにしているので、採水ディスペンサーとしての操作性を考えると、流路32を長くすることに限界がある。そのため、採水される純水流量が大きくなって流速が増した場合に純水に対する紫外線の十分な照射量を確保することが難しくなる。そこで図5に示す第3の実施形態の採水ディスペンサー50では、紫外線源をヘッド部50a内に設けるとともに、ヘッド部50aから純水源に向かう管路内に斜め方向に紫外線を入射させ、管路内で多重反射させつつ紫外線を純水源の方向に向かわせている。これによりこの採水ディスペンサー50では、純水が紫外線によって照射される区間を実質的に長くして、純水の流量が大きい場合であっても純水に対する十分な紫外線照射量を確保できるようにしている。以下、第3の実施形態の採水ディスペンサー50についてさらに詳しく説明する。
In the
第3の実施形態の採水ディスペンサー50は第1の実施形態の採水ディスペンサー20と同様に、ハンドル25を備えるヘッド部50aを有し、ヘッド部50aにはノズル22が取り付けられている。ノズル22としては第1の実施形態において用いたものと同様のものが使用される。しかしながらこの採水ディスペンサー50のヘッド部50aには、純水源に接続する開閉弁としての電磁弁21は設けられていない。電磁弁21は、採水ディスペンサー50の本体筺体(不図示)内に設けられており、その入口には純水源からの配管16が接続している。電磁弁21の出口とヘッド部50aとの間は可撓性を有する接続管51により接続されている。接続管51は、開閉弁21の出口とノズル22とを接続する流路の一部を構成する管部分である。
Like the
ヘッド部50aの内部には、接続管51における純水の流れ方向に対して斜めとなる方向で接続管51の内部に紫外線を入射するための入射ユニット60が設けられている。入射ユニット60は、ハウジング61と、第1の実施形態で用いたものと同様の基板34と、基板34に取り付けられた紫外線LED35と、放熱器(ヒートシンク)54とを備えている。基板34はハウジング61に対して固定されており、基板34においてハウジング61に対して固定されている面とは反対側となる面に、放熱器54が取り付けられている。放熱器54は、紫外線LED35を駆動した際に発生する熱を放熱するためのものである。ハウジング61において基板34が取り付けられる面を取り付け面と呼ぶ。
Inside the
ハウジング61には、それを貫通するように流路62が形成されている。流路62は、その出口側では取り付け面に対して平行となり、入口側では取り付け面に対して約45°の角度をなすように、途中で約135°屈曲した形状となっている。接続管51の先端は、接続管51の中心線と流路62の入口側での流路62の中心線とが一致するように、ジョイント51aを介してハウジング61の流路62の入口に接続している。ハウジング61において、流路62の屈曲部から取り付け面に向かう中空部63が形成されており、流路62側から見て中空部63の最奥部には、紫外線導入窓となる石英ガラス板36が設けられている。石英ガラス板36の外面は、基板34に取り付けられた紫外線LED35の出射面に対面している。紫外線LED35として、その出射面から、出射面の垂直方向を中心として紫外線を出射するものを用いると、図5においてUVと記した点線の矢印で示すように、紫外線LED35からの紫外線は、ジョイント51aも含めた接続管51の内部に、接続管51における純水の流れ方向に対して斜めとなる方向で入射し、その後、接続管51の内壁で多重反射しつつ電磁弁21の方向に伝播することとなる。その結果、接続管51内の純水に対する紫外線殺菌処理を行うことが可能になる。図示したものでは、接続管51における純水の流れ方向に対して約45°の角度で接続管51の内部に紫外線が入射することになるが、紫外線の入射角はこれに限られるものではなく、接続管51の内壁において多重反射を起こして紫外線が接続管51内を伝播できるものであれば、任意の角度とすることができる。本発明において、「純水の流れ方向に対して斜めとなる方向」とは、純水の流れ方向に対して0°を超えて90°未満となる角度を意味する。
A
この実施形態の採水ディスペンサー50は、多重反射させながら紫外線を純水中で遠くまで伝播させることにより流路における紫外線が照射される区間を長くし、流速が速い場合であっても確実に紫外線殺菌処理を行えるようにしたものである。したがって、石英ガラス板36の部分を除いたハウジング61の内壁、ジョイント51aを含めた接続管51の内壁は、いずれも、純水に対する溶出が少なく、紫外線に対する耐久性を有し、しかも紫外線を大きく乱反射(拡散反射)するもので構成されていることが好ましい。内壁とは、純水に接触し得る部分をいう。そのような材料としては、第1の実施形態の場合と同様に、例えば、ポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデンによって代表されるフッ素樹脂を用いることが好ましく、特にポリテトラフルオロエチレンで構成を用いることが好ましい。紫外線LED35としては第1の実施形態で示したものと同様のものを用いることができる。
The
ヘッド部50には、さらに、ハウジング61の流路62の出口に一端が接続する継手52と、逆流防止機構53とが設けられており、継手52の他端はジョイント52aを介して逆流防止機構53の入口に接続している。逆流防止機構53の出口はヘッド部50aの外面に開口しており、そこに、ノズル22が例えばネジ込みによって取り付けられている。本実施形態の採水ディスペンサー50では、開閉弁21からノズル22までの流路長が長く、そのため、ノズル22側から流路内にごみや汚染物質が侵入したときの影響が大きくなる。そこで、ノズル22側から流路内へのごみや汚染物質の侵入を防ぐために、逆流防止機構53を備えている。逆流防止機構53としては、例えば、逆止弁、電磁弁などを用いることができる。逆流防止機構53として電磁弁を用いる場合には、この電磁弁は、本体筺体内の上述した電磁弁21の開閉と同期して開閉制御される。この採水ディスペンサー50では、ノズル22からの純水の吐出は、あくまで、本体筺体内の電磁弁21の開閉によって制御される。ヘッド部50を質量を軽減して操作性を高めるためには、逆流防止機構53として逆止弁を用いることが好ましい。なお、第1の実施形態の採水ディスペンサー20においても、照射ユニット30とノズル22との間に逆止弁などの逆流防止機構を設けることはできる。
The
図5においては紫外線LED35に対する配線や電磁弁21に対する配線は示されていないが、この採水ディスペンサー50においても図3あるいは図4に示すものと同様の配線を採用することができる。開閉弁21を開閉するためのスイッチ23は、第1の実施形態の場合と同様にヘッド部50に設けてもよいし、本体筺体に設けられてもよく、あるいは、本体筺体に接続された足踏みスイッチ等であってもよい。スイッチ23がオン状態にされると電磁弁21が開くとともに紫外線LED35が発光する。その結果、純水源からの純水は電磁弁21から接続管51を経てヘッド部50aに入り、入射ユニット60、継手52及び逆流防止機構53を経てノズル22から吐出されることになる。この過程で純水は、ヘッド部50aの近傍の接続管51内で紫外線LED35からの紫外線の照射を受けて殺菌処理を受けることになる。したがって、殺菌処理を受けた純水がノズル22から吐出する。スイッチ23がオフ状態にされると電磁弁21が閉じてノズル22からの純水の吐出が停止し、同時に紫外線LED35が消光して殺菌処理も停止する。本実施形態においても、スイッチ23が操作されている期間だけ、純水がノズル22から吐出するとともに、この純水に対してノズル22の直前の位置において紫外線による殺菌処理が行われることになる。
Although the wiring to the
次に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.
(実施例1)
図6に示す装置を組み立てた。大気開放型の貯槽40に純水を蓄え、ポンプ41及び弁42を介し、第1の実施形態で説明した照射ユニット30に純水を供給するようにした。照射ユニット30の出口にはノズル22を取り付けた。照射ユニット30のハウジング31の材質として、ポリテトラフルオロエチレンを用いた。そして、貯槽40内の純水の1mL当たりの一般細菌数(「UVなし」と記載)と、弁42を通過し照射ユニット30内で紫外線LED35により紫外線を照射されてノズル22から吐出した純水の1mL当たりの一般細菌数(「UVあり」と記載)とを求めた。紫外線LED35としては、日機装株式会社製の型式VPC161を使用し、その発生する紫外線の中心波長は277nmであった。この紫外線LED35を300mAの定電流で駆動した。このとき、弁42の開度を調整することにより、ノズル22から吐出される純水の流量を0.5L/minと0.07L/minとで切り替えた。結果を表1に示す。表1中、殺菌率は、貯槽40中の純水での体積当たりの一般細菌数に比べて、ノズル22から吐出された純水ではどれだけの細菌が死滅したかを比率により示したものである。
(Example 1)
The device shown in FIG. 6 was assembled. Pure water is stored in the
(実施例2)
照射ユニット30のハウジング31の材質としてポリプロピレン(PP)を用いたほかは、実施例1と同じ装置を組み立てた。貯槽40内の純水の1mL当たりの一般細菌数(「UVなし」と記載)と、弁42を通過し照射ユニット30内で紫外線LED35により紫外線を照射されてノズル22から吐出した純水の1mL当たりの一般細菌数(「UVあり」と記載)とを測定し、実施例1と同様に殺菌率を算出した。このとき、弁42の開度を調整することにより、ノズル22から吐出される純水の流量を0.1L/minと0.05L/minとで切り替えた。結果を表1に示す。
(Example 2)
The same apparatus as in Example 1 was assembled except that polypropylene (PP) was used as the material of the
実施例1,2のいずれにおいても、紫外線LED35からの紫外線による殺菌効果が認められた。特に、照射ユニット30のハウジング31の材質としてポリテトラフルオロエチレンを採用することにより、低流量領域で顕著な殺菌効果が認められた。
In both Examples 1 and 2, the bactericidal effect of the ultraviolet rays from the
(実施例3)
実施例1に示す装置における弁42に対して第3の実施形態の採水ディスペンサー(図5参照)を接続した装置を組み立てた。具体的には、弁42の出口に対し、図5に示す採水ディスペンサー50の接続管51の末端(ヘッド部50aから遠い方の端部)を接続し、ノズル22から流出する純水の流量を変化させながら、流出する純水における一般細菌数を実施例1と同様に求めた。紫外線LED35として、実施例1と同じものを使用し、同じ駆動条件で駆動した。結果を表3に示す。
(Example 3)
An apparatus in which the water sampling dispenser (see FIG. 5) of the third embodiment was connected to the
紫外線照射ありで流量が0.5L/minである場合について実施例1と実施例3とを比較すると、実施例1では殺菌率が50%であったのに対し実施例3では殺菌率が98.8%を超えており、接続管内で紫外線を多重反射させながら伝播させることにより、大流量であっても大きな殺菌効果が得られることが分かった。 Comparing Example 1 and Example 3 with respect to the case where the flow rate is 0.5 L / min with ultraviolet irradiation, the sterilization rate was 50% in Example 1 and 98 in Example 3. It exceeds 8.8%, and it was found that a large bactericidal effect can be obtained even at a large flow rate by propagating ultraviolet rays while multiple reflections in the connecting pipe.
20,50 採水ディスペンサー
20a,50a ヘッド部
21 電磁弁
22 ノズル
23 スイッチ
30 照射ユニット
31,61 ハウジング
34 基板
35 紫外線LED
51 接続管
53 逆流防止機構
60 入射ユニット
20,50
51
Claims (11)
純水源に接続し、駆動信号によって開く電磁弁と、
取っ手を備えて利用者が手に持って動かすことができるヘッド部と、
前記ヘッド部に取り付けられて純水を吐出するノズルと、
前記ノズルを前記電磁弁の出口に接続する流路と、
前記ヘッド部に設けられて前記電磁弁の操作に用いられるスイッチと、
前記流路を流れる純水に対して紫外線を照射するように配置された紫外線LEDと、
を有し、
前記紫外線LEDは、前記駆動信号に連動して駆動される、採水ディスペンサー。 A water sampling dispenser used for sampling pure water.
A solenoid valve that connects to a pure water source and opens with a drive signal ,
A head part that has a handle and can be held and moved by the user,
A nozzle attached to the head and discharging pure water,
A flow path connecting the nozzle to the outlet of the solenoid valve,
A switch provided on the head portion and used for operating the solenoid valve,
An ultraviolet LED arranged so as to irradiate the pure water flowing through the flow path with ultraviolet rays,
Have a,
The ultraviolet LED is a water sampling dispenser that is driven in conjunction with the drive signal .
前記スイッチから開始信号が入力すると前記駆動信号の出力を開始し、前記流量センサーの検出結果に基づき前記駆動信号の開始からの純水の積算流量が予め設定された容量値に達するまで前記駆動信号の出力を継続し、前記積算流量が前記容量値に達したら前記駆動信号の出力を停止する制御回路と、
をさらに備える、請求項1に記載の採水ディスペンサー。 A flow rate sensor that detects the amount of pure water flowing into the solenoid valve,
When the start signal is input from the switch, the output of the drive signal is started, and the drive signal is started until the integrated flow rate of pure water from the start of the drive signal reaches a preset capacitance value based on the detection result of the flow sensor. A control circuit that continues the output of the drive signal and stops the output of the drive signal when the integrated flow rate reaches the capacitance value.
Further comprising, water sampling dispenser according to claim 1.
流路を備え、前記電磁弁の出口に取り外し可能に接続できるとともに前記ノズルが取り外し可能に接続されるハウジングと、
前記流路を流れる液体に紫外線を照射するように配置された紫外線LEDと、
を有し、
前記流路は前記電磁弁の出口と前記ノズルとを連通し、
前記紫外線LEDは、前記駆動信号に連動して駆動される、アダプター。 A head portion provided with a handle that can be held and moved by the user, a solenoid valve provided in the head portion and opened by a drive signal, and a switch provided in the head portion and used for operating the solenoid valve. When, a adapter adapted to a device having a nozzle for discharging liquid from the connected detachably to an outlet of the solenoid valve the solenoid valve,
A housing provided with a flow path that can be detachably connected to the outlet of the solenoid valve and the nozzle can be detachably connected.
An ultraviolet LED arranged so as to irradiate the liquid flowing through the flow path with ultraviolet rays,
Have,
The channel is communicating the outlet of the solenoid valve nozzle,
The ultraviolet LED is an adapter that is driven in conjunction with the drive signal .
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