JPH10216711A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水に薬品などを添加することなく、簡単にしか
も確実に殺菌して飲料水として供することができる水処
理装置を提供すること。 【解決手段】容器４に入れた水５に漬けて使用され、該
容器４内の水に紫外線を照射して殺菌する水処理装置で
あって、紫外線を透過する保護パイプ１内に紫外線を照
射する冷陰極殺菌ランプ２を収容した殺菌灯３と、上記
冷陰極殺菌ランプ２を点灯させるインバータ回路１３
と、該インバータ回路１３の電源１２とを有するととも
に、上記殺菌灯３の点灯中に作動して上記容器４内の水
５を攪拌する攪拌装置Ａを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線を使用して
水を殺菌し、殺菌した水を飲料水として供する水処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、飲料水に対する関心が高くなり、
水道水に浄化装置を取り付ける家庭が増加して、メーカ
ーが様々な浄化装置を提供したり、ミネラルウォーター
を購入する人が増加して、飲料メーカーも様々なミネラ
ルウォーターを製造、輸入して消費者に提供している。
また、災害時に対応できるように水道水の汲み置きや、
ミネラルウォーターの買い置きなどをしているが、それ
らの水を定期的に管理することは難しく、実際使用する
時には使用期限を過ぎてしまうことがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
浄化装置は、あくまで水道から出る水道水を浄化するも
のであり、後者は、飲料として供するには安全な期間が
必要とされているものであり、その飲料水が何時でも提
供される保証はない。例えば、災害時に水道が止まれば
浄化装置は機能を発揮することはできず。ミネラルウォ
ーターは購入手段、供給手段が絶えれば飲用することは
できなかった。

【０００４】また、薬品（塩素）による殺菌処理も可能
であるが、水の量に対する適切な薬品の分量は、素人に
は判断しにくく、まして、直接口にするものであるため
抵抗感もあった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決するために、水
に薬品などを添加することなく、簡単にしかも短時間に
殺菌して飲料水として供することができる水処理装置を
提供することをその課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係る水処理装置は、容器に入れた水に漬け
て使用され、該容器内の水に紫外線を照射して殺菌する
水処理装置であって、紫外線を透過する保護パイプ内に
紫外線を照射する冷陰極殺菌ランプを収容した殺菌灯
と、上記冷陰極殺菌ランプを点灯させるインバータ回路
と、該インバータ回路の電源とを有するとともに、上記
殺菌灯の点灯中に作動して上記容器内の水を攪拌する攪
拌装置を備えたことを特徴とする。

【０００７】また、前記殺菌灯と攪拌装置とは保護容器
内に収容され、該保護容器は保護容器内部に水が流通す
るように形成されるとともに、ペットボトル等の前記容
器の注ぎ口に挿入できる太さに形成されていることが好
ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は水処理装置を示し、この水
処理装置は、保護パイプ１内に冷陰極殺菌ランプ２を収
容した殺菌灯３を、ペットボトル等の容器４に入れた水
５に漬けて冷陰極殺菌ランプ２を点灯し、容器４内の水
５を攪拌装置Ａで攪拌しながら殺菌処理するもので、上
記保護パイプ１は、紫外線の透過率に優れた石英ガラス
を素材とした有底筒状の透明なパイプで、ペットボトル
等の容器４の細い注ぎ口６から挿入できる程度の太さ
（本発明では、外径を５ミリ〜１２ミリに設定）に形成
されている。

【０００９】冷陰極殺菌ランプ２は、予熱しないで放電
し、波長２５０〜２６０ｎｍの紫外線を放射するランプ
であって、上記保護パイプ１内に収容できる程度の太さ
（本発明では、外径を３ミリ〜８ミリ）に形成され、こ
の冷陰極殺菌ランプ２の下端を保護パイプ１の底に充填
されたシリコン樹脂７に埋め込むことにより、冷陰極殺
菌ランプ２を保護パイプ１内に固定して衝撃による冷陰
極殺菌ランプ２の破損を防止している。そして、冷陰極
殺菌ランプ２の両端の電極８、９に接続されたリード線
１０、１１は、保護パイプ１の上端開口部から外部に引
き出され、その端部は電源（乾電池）１２から供給され
る直流電源を高周波交流電源に変換するインバータ回路
１３の出力端子に接続されている。

【００１０】攪拌装置Ａは乾電池１２を駆動源とするモ
ータ１５と、このモータ１５の回転軸１６の先端に固定
された羽根車１７とで構成され、電源スイッチ１８をＯ
Ｎすることにより殺菌灯３の点灯、消灯に同期してモー
タ１５が回転、停止し、殺菌灯３の点灯中は容器４内に
水流を発生させて容器４内の水５が停滞して殺菌灯３の
近傍の水だけが殺菌されることのないように常に水５を
攪拌し、容器４内の水５すべてに紫外線が万遍なく照射
されるように形成されている。

【００１１】乾電池１２と、インバータ回路１３とは電
源ボックス１４内に収納され、電源スイッチ１８と殺菌
灯３とモータ１５の作動時間を設定するタイマ２１とが
配置され、タイマ２１はダイヤル２２等で外部から操作
可能に設けられている。

【００１２】なお、図２に示すように、モータ１５の回
転軸を保護する保護パイプ１９を設け、この保護パイプ
１９の先端にステンレス等の金属や、プラスチック等の
合成樹脂で形成した略球状の籠２０を取り付け、この籠
２０の内部で羽根車１７が回転するようにしてもよい。
このことにより羽根車１７が容器４の内壁や殺菌灯３に
当たって異音を発したり、停止してモータ１５が焼損す
るトラブルを未然に回避することができる。

【００１３】また、上記保護パイプ１の開口部はシリコ
ン樹脂で封止した後、ヒシチューブやゴムチューブ等の
保護チューブ２５で、開口部が破損しないように保護さ
れるとともに、水中に漬けても開口部から水が浸入しな
いように防水されている。

【００１４】一般に、細菌に紫外線を照射した場合の、
その細菌の生存数は、放射照度と照射時間に対してほぼ
指数関数的に減少することが知られており、１５Ｗの殺
菌ランプを５０センチ離して照射した場合、赤痢菌、チ
フス菌、大腸菌等極めて弱い菌では、約５０秒〜１分で
その９９．９％を殺菌することができ、ブドウ球菌、結
核菌、枯草菌等の弱い菌では約１．５分〜２．５分でそ
の９９．９％を殺菌することができ、ビール酵母、日本
酒酵母、ウイリアム属酵母等の強い菌であっても約３．
１〜６．３分でその９９．９％を殺菌することができる
ことが知られている。

【００１５】上記水処理装置の使用にあたっては、一般
に、入手した水が飲用に適するか否かは、目視チェック
では確認できない。例えば、断水して水道水が使用でき
ない災害時などに、貯えの飲料水がない場合は、図３に
示すように、ペットボトル２６を略中央から水平に切断
し、切断した上部２６ａを逆さにして、注ぎ口２７にフ
ィルター（ティッシュペーパーを代用）２８を詰め、と
りあえず入手した水５を濾過する。目視した限りでは、
フィルター２８で濾過されて綺麗な水になっていても、
フィルター２８では細菌などは除去することができな
い。

【００１６】そこで、フィルター２８で濾過した水５
を、図１に示すように、ペットボトル等の容器４に入れ
て、注ぎ口６から殺菌灯３と羽根車１７とを容器４内に
挿入する。

【００１７】次に、ダイヤル２２でタイマ２１の時間を
設定して電源スイッチ１８をＯＮすると、冷陰極殺菌ラ
ンプ２は、タイマ２１によって設定された時間だけ点灯
し、同時にモータ１５が回転する。冷陰極殺菌ランプ２
は、水５の中で点灯しているので、容器４の外から紫外
線を照射する水処理装置に比べると、効果的に水の殺菌
処理を行うことができる。そして、殺菌灯３の点灯中は
羽根車１７が回転しているので容器４内に水流が発生
し、容器４内の水５が停滞して殺菌灯３の近傍の水だけ
が殺菌されることがなくなるので容器４内の水５すべて
に紫外線が効率よく照射され、容器内の水を攪拌しない
場合に比べ短時間に容器４内の水５を確実に殺菌処理す
ることができる。

【００１８】このことは、所定時間紫外線を照射した後
の大腸菌群、Ｅ．ｃｏｉｌ及び一般生菌の有無を検出し
た結果を図４（ａ）（ｂ）に表示しているが、図４
（ａ）は採取した水（多摩川）を５００ｍｌのペットボ
トルに入れ、ボトル内の水を攪拌しないで紫外線を１５
分照射後に１ｍｌ摂取して一般生菌数の数を検査し、３
本（Ａ、Ｂ、Ｃ）の容器に１０ｍｌずつ抽出して大腸菌
群及びＥ．ｃｏｉｌを検査し、更に５分照射後に再び１
ｍｌ摂取して一般生菌数の数を検査し、３本（Ａ、Ｂ、
Ｃ）の容器に１０ｍｌずつ抽出して検査し、以後同様に
５分経過ごとに３０分まで紫外線を照射して検査した結
果を示している。また、図４（ｂ）は２０００ｍｌのペ
ットボトルに採取した水を入れ、ボトル内の水を攪拌装
置で攪拌しながら紫外線を照射し、所定時間経過ごとに
１ｍｌ摂取して一般生菌数の数を検査し、５本（Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）の容器に１０ｍｌずつ抽出して大腸菌
群及びＥ．ｃｏｉｌを検査した結果を示している。５０
０ｍｌのペットボトルに入れた水を攪拌しないで紫外線
を照射した場合と、２０００ｍｌのペットボトルに入れ
た水を攪拌しながら紫外線を照射した場合の結果は図４
（ａ）（ｂ）から明らかなように、同じ殺菌灯で４倍の
容量の容器に入れた水を効率よく殺菌することができ
る。なお、図４（ａ）（ｂ）において＋マークは陽性、
ーマークは陰性を示す。

【００１９】また、殺菌灯３が保護パイプ１と、冷陰極
殺菌ランプ２との二重管であっても、冷陰極殺菌ランプ
２が細いので、保護パイプ１を細くすることができ、一
般的に入手しやすいペットボトル等の容器の細い注ぎ口
から、殺菌灯３を容器内に容易に挿入することができ、
災害時等の使用に最適である。

【００２０】そして、冷陰極殺菌ランプは、容器内で点
灯しているので、照射される紫外線はペットボトル等の
合成樹脂の容器の壁面を透過しにくいため、点灯中に目
に悪影響を与えることがなく、安全に使用することがで
きる。

【００２１】なお、水を入れる容器は、ペットボトル等
に限定されるものではなく、図５に示すように、鍋等の
広口の容器２９を使用する場合には、殺菌灯３全体を水
５に漬けて、攪拌装置Ａの羽根車１７を水中に置けばよ
い。この場合には、容器２９の上面から照射される紫外
線が目に悪影響を与える恐れがあるので、紫外線を透過
させないビニールシート等の保護シート３０で容器２９
の上面を覆うことが好ましい。

【００２２】上述の水処理装置では、インバータ回路と
モータとを乾電池を電力として作動させていたが、図６
に示すように、太陽電池３１と、充電式のバッテリー３
２とを組み合わせ、太陽光ａを太陽電池３１で電力に変
換し、変換した電力をバッテリー３２に充電し、充電し
たバッテリー３２でインバータ回路１３及びモータ１５
を作動させてもよい。

【００２３】また、車両用のバッテリーを使用してもよ
いし、発電機を使用してもかまわない。ただし、発電機
を使用する場合は、所定の直流電圧に変換する電圧変換
装置を使用すればよい。

【００２４】なお、上述した水処理装置の殺菌灯３は冷
陰極殺菌ランプを保護パイプで保護されて通常の使用時
には冷陰極殺菌ランプが破損することはないが、保管時
には図示しない金属や合成樹脂の保管用パイプに殺菌灯
３を収納して保管することが好ましい。

【００２５】次に、殺菌灯と攪拌装置とを一体に形成し
た水処理装置について説明する。この水処理装置は図７
に示すように、殺菌灯３と羽根車１７とを保護容器３５
内に収容したもので、保護容器３５はステンレス製の網
で筒状に形成され、ペットボトル等の容器４の細い注ぎ
口６から挿入できる程度の太さに設定されている。

【００２６】殺菌灯３にはモータ１５の回転軸１６を支
持する支持部材３６が設けられている。この支持部材３
６はリング状に形成されて殺菌灯３に適宜間隔をおいて
嵌装され、周面の一部は外方に突出して回転軸１６を軸
支する軸受３７が形成され、モータ１５の回転力を殺菌
灯３の下端に設けられた羽根車１７に伝達するように形
成されている。殺菌灯３の下端にはキャップ３８が嵌合
し、このキャップ３８の下端には歯車３９と羽根車１７
との軸４０が回転可能に軸支され、歯車３９は上記回転
軸１６の下端に固定された歯車４１に常に噛合してい
る。なお、図８に示すように、保護容器３５の上端に
は、上端の直径がペットボトル４の注ぎ口６の直径より
大きく下端の直径が注ぎ口６の直径よりも小さい逆円錐
台状のゴムやプラスチック等の合成樹脂製の蓋部材４２
が取着され、殺菌灯３の保護チューブ２５上部はこの蓋
部材４２に形成された支持孔４３に嵌入して固定される
とともに、モータ１５は蓋部材４２の上面に固定されて
いる。

【００２７】上記構成の水処理装置の使用にあたって
は、保護容器３５の先端をペットボトル等の容器４の注
ぎ口６から挿入する、蓋部材４２の上端は注ぎ口６より
大きいので水処理装置をペットボトル４の注ぎ口６に取
り付けることができる。この状態で殺菌灯３を点灯し、
モータ１５を回転させることにより、ペットボトル４内
の水を攪拌しながら殺菌することができる。そして、羽
根車１７も殺菌灯３も保護容器３５に収容されているの
で、攪拌装置Ａと殺菌灯３とを一体で取り扱うことがで
き、操作性に優れるとともに、羽根車１７がペットボト
ル等の容器４の内壁にあたって異音を発生したり、回転
が止まるようなトラブルを未然に回避することができ
る。

【００２８】なお、図９（ａ）（ｂ）に示すように、保
護容器３５をプラスチック等の合成樹脂、ステンレス等
やアルミ等の金属で筒状に形成するとともに、周面に１
つ又は複数の開口部３５ａを形成し、容器内の水が保護
容器内を流通できるようにしてもかまわない。

【００２９】また、上述の水処理装置では攪拌装置に羽
根車を使用しているが、羽根車に代えてポンプで水を攪
拌するようにしてもかまわない。この攪拌装置は図１０
に示すように、モータ１５でポンプ４５を作動させ、容
器４内の水５を吸入パイプ４６で吸い込み、吹き出しパ
イプ４７から吹き出すことによって容器４内の水５に流
れを発生させて殺菌灯６の紫外線を万遍なく水に照射で
きるようにしてもかまわない。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、容器内の水を
攪拌しながら紫外線を照射するので、容器内の水を短時
間に且つ確実に殺菌することができる。

【００３１】請求項２の発明によれば、殺菌灯と攪拌装
置とを１つの保護容器に収容するとともに、保護容器を
ペットボトル等の口細の容器に挿入できる太さにしたの
で、取扱に優れた水処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水処理装置の構成及び使用態様図

【図２】攪拌装置の他の例を示す構成図

【図３】水の濾過方法の一例を示す説明図

【図４】（ａ）（ｂ）は殺菌処理の検査結果を示す検査
結果表図

【図５】上記水処理装置の他の使用態様を示す斜視図

【図６】別の例の水処理装置の構成図

【図７】水処理装置のさらに別の例を示す斜視図

【図８】上記水処理装置の要部断面図

【図９】保護容器の他の例を示す斜視図

【図１０】攪拌装置の別の例を示す説明図

【符号の説明】

１ 保護パイプ ２ 冷陰極殺菌ランプ ３ 殺菌灯 ４ 容器 ５ 水 １２ 電源 １３ インバータ回路 ３５ 保護容器 Ａ 攪拌装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器に入れた水に漬けて使用され、該容
   器内の水に紫外線を照射して殺菌する水処理装置であっ
   て、 紫外線を透過する保護パイプ内に紫外線を照射する冷陰
   極殺菌ランプを収容した殺菌灯と、上記冷陰極殺菌ラン
   プを点灯させるインバータ回路と、該インバータ回路の
   電源とを有するとともに、上記殺菌灯の点灯中に作動し
   て上記容器内の水を攪拌する攪拌装置を備えたことを特
   徴とする水処理装置。
2. 【請求項２】 前記殺菌灯と攪拌装置とは保護容器内に
   収容され、該保護容器は保護容器内部に水が流通するよ
   うに形成されるとともに、ペットボトル等の前記容器の
   注ぎ口に挿入できる太さに形成されていることを特徴と
   する請求項１記載の水処理装置。