JPH11309200A - 加熱殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】十分に高い温度まで加熱し、給水を短時間に効
率良く殺菌することのできる加熱殺菌装置を提供する。 【解決手段】開度制御部４２は、流路１１内の給水が１
００℃を越える所定の目標温度まで加熱されても沸騰し
ない水圧が得られるように水圧センサ１３の検知する水
圧を基にして流量制御弁１４の開度を設定し、流路１１
内を高圧に維持する。加熱制御部４１は、加熱部１６の
発熱量を制御して、流路１１内の給水を１００℃以上で
あって流量制御弁１４によって設定された水圧において
沸騰の生じない温度に加熱する。冷却部２０は、加熱部
１６で加熱された給水を少なくとも流量制御弁１４を通
過した後に沸騰の生じない温度まで冷却し、加熱殺菌装
置１０は当該冷却部１６で冷却された後の給水を出水す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給水を加熱殺菌し
て送り出す加熱殺菌装置および加熱殺菌方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の加熱殺菌装置は、給水を加熱部に
おいて一旦、高温に加熱し、これを自然放置等によって
冷却してから、出水するようになっていた。

【０００３】また、特開平５−３０５１２４号公報に
は、加熱部で加熱処理された流体を、当該加熱部に流入
する加熱前の流体によって冷却する技術が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自然放置等によって冷
却を行う従来の加熱殺菌装置では、冷却に時間がかかる
ので、短時間のうちに効率良く多量の給水を加熱殺菌す
ることができなかった。

【０００５】一方、特開平５−３０５１２４号公報に開
示されているように、加熱部に流入する給水によって加
熱後の水を冷却すれば、比較的短時間のうちに殺菌済み
の水を出水することができるが、給水が流れた状態のま
まで加熱するので、加熱殺菌装置の流路内における水圧
が低くなり、これに伴って沸点を高く維持することがで
きず、十分に高い温度まで加熱することができなかっ
た。

【０００６】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、十分に高い温度まで
加熱することができるとともに、給水を短時間に効率良
く加熱殺菌することのできる加熱殺菌装置および加熱殺
菌方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存
する。 ［１］水を加熱殺菌して送り出す加熱殺菌装置におい
て、加熱殺菌すべき水の通る流路（１１、２３３、２３
４）と、前記流路（１１、２３３、２３４）の途中に設
けられた加熱部（１６、２３２）と、前記加熱部（１
６、２３２）より下流側に設けられ前記加熱部（１６、
２３２）で加熱後の水を冷却する冷却部（２０、２４
０）と、前記冷却部（２０、２４０）より下流側に設け
られ前記流路（１１、２３３、２３４）を流れる水の流
量を調整する流量制御弁（１４、２３８）と、少なくと
も前記流量制御弁（１４、２３８）より上流側に設けら
れ前記流路（１１、２３３、２３４）内の水圧を検知す
る水圧センサ（１３、２３９）と、前記加熱部（１６、
２３２）による加熱量を制御する加熱量制御部（４１、
２８１）と、前記流量制御弁（１４、２３８）の開度を
制御する開度制御部（４２、２８２）とを備え、前記開
度制御部（４２、２８２）は、出水中に前記水圧センサ
（１３、２３９）の検知する水圧を基にして前記流量制
御弁（１４、２３８）より上流側の水圧が前記加熱部
（１６、２３２）で１００℃を越える所定の目標温度ま
で水を加熱してもこれが沸騰しない目標水圧以上の水圧
になるように前記流量制御弁（１４、２３８）の開度を
調整し、前記加熱量制御部（４１、２８１）は、前記加
熱殺菌すべき水が１００℃以上であって前記流量制御弁
（１４、２３８）の開度によって設定された水圧におい
て沸騰の生じない温度に加熱されるように前記加熱部
（１６、２３２）の発熱量を制御し、前記冷却部（２
０、２４０）は、前記加熱部（１６、２３２）で加熱後
の水を少なくとも前記流量制御弁（１４、２３８）を通
過した後の水圧の下で沸騰の生じない温度まで冷却する
ことを特徴とする加熱殺菌装置。

【０００８】［２］水を加熱殺菌して送り出す加熱殺菌
装置において、加熱殺菌すべき水の通る流路（１１、２
３３、２３４）と、前記流路（１１、２３３、２３４）
の途中に設けられた加熱部（１６、２３２）と、前記加
熱部（１６、２３２）より下流側に設けられ前記加熱部
（１６、２３２）で加熱後の水を冷却する冷却部（２
０、２４０）と、前記冷却部（２０、２４０）より下流
側に設けられ前記流路（１１、２３３、２３４）を流れ
る水の流量を調整する流量制御弁（１４、２３８）と、
少なくとも前記流量制御弁（１４、２３８）より上流側
に設けられ前記流路（１１、２３３、２３４）内の水圧
を検知する水圧センサ（１３、２３９）と、前記加熱部
（１６、２３２）による加熱量を制御する加熱量制御部
（４１、２８１）と、前記流量制御弁（１４、２３８）
の開度を制御する開度制御部（４２、２８２）とを備
え、前記開度制御部（４２、２８２）は、出水中に前記
水圧センサ（１３、２３９）の検知する水圧を基にして
前記流量制御弁（１４、２３８）より上流側の水圧が前
記加熱部（１６、２３２）で１００℃を越える所定の目
標温度まで水を加熱してもこれが沸騰しない目標水圧以
上の水圧になるように前記流量制御弁（１４、２３８）
の開度を調整するとともに、当該調整によって前記目標
水圧以上の水圧を得ることがないとき、前記加熱部（１
６、２３２）で加熱後の水を前記冷却部（２０、２４
０）で冷却するまでの時間が、設定可能な水圧の下で沸
騰の生じない温度において水を加熱した際に所定の殺菌
効果が得られる長さになるように前記流量制御弁（１
４、２３８）の開度を小さく設定し、前記加熱量制御部
（４１、２８１）は、前記加熱殺菌すべき水が１００℃
以上であって前記流量制御弁（１４、２３８）の開度に
よって設定された水圧において沸騰の生じない温度に加
熱されるように前記加熱部（１６、２３２）の発熱量を
制御し、前記冷却部（２０、２４０）は、前記加熱部
（１６、２３２）で加熱後の水を少なくとも前記流量制
御弁（１４、２３８）を通過した後の水圧の下で沸騰の
生じない温度まで冷却することを特徴とする加熱殺菌装
置。

【０００９】［３］前記開度制御部（４２、２８２）
は、前記流路（１１、２３３、２３４）内の水が１００
℃を越える所定の目標温度まで加熱されても沸騰の生じ
ない水圧が得られる範囲内で前記流量制御弁（１４、２
３８）の開度を大きく設定することを特徴とする［１］
または［２］記載の加熱殺菌装置。

【００１０】［４］前記冷却部（２０、２４０）は、前
記加熱部（１６、２３２）よりも上流側の水によって前
記加熱部（１６、２３２）で加熱された後の水を冷却す
る水−水冷却装置であることを特徴とする［１］、
［２］または［３］記載の加熱殺菌装置。

【００１１】［５］加熱殺菌すべき水をポンプ（１７、
２３６）によって前記流路（１１、２３３、２３４）に
送り込み加圧することを特徴とする［１］、［２］、
［３］または［４］記載の加熱殺菌装置。

【００１２】［６］前記開度制御部（４２、２８２）
は、前記流量制御弁（１４、２３８）の開度を少しだけ
変更しその際の水圧の変化を基にして前記目標水圧が得
られるか否かを判定することを特徴とする［１］、
［２］、［３］、［４］または［５］記載の加熱殺菌装
置。

【００１３】［７］流路（１１、２３３、２３４）の途
中に設けた加熱部（１６、２３２）によって水を加熱殺
菌した後、これを前記加熱部（１６、２３２）よりも下
流側に設けた冷却部（２０、２４０）で冷却してから出
水する加熱殺菌方法において、前記流路（１１、２３
３、２３４）を流れる水の流量を調整するための流量制
御弁（１４、２３８）を前記冷却部（２０、２４０）の
下流側に配置し、前記流路（１１、２３３、２３４）内
の水圧を検知する水圧センサ（１３、２３９）を少なく
とも前記流量制御弁（１４、２３８）より上流側に配置
し、出水中に前記水圧センサ（１３、２３９）の検知す
る水圧を基にして、前記流量制御弁（１４、２３８）よ
り上流側の水圧が、前記加熱部（１６、２３２）で１０
０℃を越える所定の目標温度まで水を加熱してもこれが
沸騰しない目標水圧以上の水圧になるように前記流量制
御弁（１４、２３８）の開度を調整し、前記加熱部（１
６、２３２）にて前記流路（１１、２３３、２３４）内
の水を１００℃以上であって前記流量制御弁（１４、２
３８）の開度によって設定された水圧において沸騰の生
じない温度に加熱し、前記加熱部（１６、２３２）で加
熱後の水を少なくとも前記流量制御弁（１４、２３８）
を通過した後の水圧の下で沸騰の生じない温度まで前記
冷却部（２０、２４０）で冷却してから出水することを
特徴とする加熱殺菌方法。

【００１４】前記本発明は次のように作用する。開度制
御部（４２、２８２）は、流路（１１、２３３、２３
４）内の水が１００℃を越える所定の目標温度まで加熱
されても沸騰しない水圧が得られるように水圧センサ
（１３、２３９）の検知する水圧を基にして流量制御弁
（１４、２３８）の開度を調整し、流路（１１、２３
３、２３４）内を高圧に維持する。加熱制御部は、加熱
部（１６、２３２）の発熱量を制御して、流路（１１、
２３３、２３４）内の水を、１００℃以上であって流量
制御弁（１４、２３８）によって設定された水圧におい
て沸騰の生じない温度に加熱する。冷却部（２０、２４
０）は、加熱部（１６、２３２）で加熱された水を少な
くとも流量制御弁（１４、２３８）を通過した後の水圧
において沸騰の生じない温度まで冷却し、加熱殺菌装置
は当該冷却部（２０、２４０）で冷却された後の水を出
水する。

【００１５】すなわち、水圧センサ（１３、２３９）で
流路（１１、２３３、２３４）内の水圧を監視し、これ
に基づいて流量制御弁（１４、２３８）の開度を調整す
ることで流路（１１、２３３、２３４）内を高圧に維持
する。これにより、殺菌すべき水を流路（１１、２３
３、２３４）内で沸騰させることなく１００℃以上に加
熱できる。また、冷却部（２０、２４０）の下流側に流
量制御弁（１４、２３８）を配置したので、流量制御弁
（１４、２３８）を通過して出水される加熱殺菌済みの
水は、水圧が低下しても沸騰することはない。このよう
に、流路（１１、２３３、２３４）内を高圧に維持して
水を１００℃以上の高温に加熱し、流量制御弁（１４、
２３８）を通過して水圧が低下する前に冷却部（２０、
２４０）で冷却するので、短時間のうちに効率よく多量
の水を加熱殺菌することができる。

【００１６】また、流量制御弁（１４、２３８）の開度
を調整しても目標水圧以上の水圧を得ることができない
ときは、加熱部（１６、２３２）で加熱された水を冷却
部（２０、２４０）で冷却するまでに要する時間が、設
定可能な水圧の下で沸騰の生じない温度において水を加
熱した際に所定の殺菌効果が得られる長さになるように
前記流量制御弁（１４、２３８）の開度を小さく調整す
る。

【００１７】これにより、水圧が低く高温に加熱できな
い場合であっても、加熱時間が長くなるように流量が制
限されるので、十分な殺菌を行うことができる。

【００１８】さらに、開度制御部（４２、２８２）は、
流路（１１、２３３、２３４）内の水が１００℃を越え
る所定の目標温度まで加熱されても沸騰の生じない水圧
が得られる範囲内で、流量制御弁（１４、２３８）の開
度をできるだけ大きく設定する。その結果、適切に加熱
殺菌しつつ多くの出水量を得ることができる。

【００１９】このほか、冷却部（２０、２４０）とし
て、加熱部（１６、２３２）で加熱された後の水を加熱
部（１６、２３２）よりも上流側の水によって冷却する
水−水冷却装置を用いる。これにより、装置価格の低減
と構造の簡略化、および省エネルギー化を図ることがで
きる。

【００２０】また、ポンプ（１７、２３６）で水を流路
（１１、２３３、２３４）内に送り込むものでは、加熱
殺菌すべき水の入水圧が低い場合であっても、流路（１
１、２３３、２３４）内の水圧を十分高めることがで
き、高温で殺菌することができる。さらにポンプ（１
７、２３６）で水を送り込むことにより、たとえば、浴
槽内に溜め置きされている水など自律的に加熱殺菌装置
の流路（１１、２３３、２３４）へ流れ込まない水であ
っても、これを取り込み高圧で加熱殺菌することができ
る。

【００２１】なお、流量制御弁（１４、２３８）の開度
を少しだけ変更し、その際の水圧の変化を基にして、目
標水圧が得られるか否かを予測し判定するようにしても
よい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の各種
の実施の形態を説明する。図１から図３は、本発明の第
１の実施の形態を示している。図１に示すように、本実
施の形態にかかる加熱殺菌装置１０は、給水の通る流路
１１を備えており、その入口部１１ａの近傍には、水圧
が低い場合に給水を強制的に送り込むための加圧ポンプ
１７が設けられている。また加圧ポンプ１７の下流側に
は加圧ポンプ１７を介して流路１１に流入する給水の流
量を検知する流量センサ１２が設けられ、さらに当該流
量センサ１２の下流側近傍には、流路１１内の水圧を検
知する水圧センサ１３が配置されている。

【００２３】流路１１の出口部１１ｂの近傍には、流路
１１内を流れる給水の水量を調整するための流量制御弁
１４が設けられ、これの上流側近傍には、給水の逆流を
防止する逆止弁１５が配置されている。出口部１１ｂの
延設先には、図示しない水栓が取り付けられている。加
熱部１６は、流路１１の中間部分に設けられた熱交換器
１６ａと、この熱交換器１６ａを加熱するためのバーナ
ー１６ｂとから構成されている。

【００２４】加熱部１６と逆止弁１５との間には、加熱
部１６で加熱された給水を冷却するための冷却装置２０
が設けられている。冷却装置２０は、いわゆる水−水熱
交換器であり、加熱部１６で加熱された後の給水を、加
熱部１６へ向かう加熱前の給水によって冷却するもので
ある。

【００２５】このほか、流路１１の入口部１１ａの近傍
には、加熱殺菌装置１０へ流入する給水の温度を検知す
るための入水温度センサ３１が取り付けられている。熱
交換器１６ａの入側近傍には、冷却装置２０で加熱後の
給水と熱交換した後における給水の温度を検知する入側
温度センサ３２が、熱交換器１６ａの出側近傍には、加
熱後の給水温を検知するための出側温度センサ３３がそ
れぞれ設けられている。さらに、冷却装置２０と逆止弁
１５との間には、冷却装置２０で冷却された後の給水温
度を検知するための出水温度センサ３４が配置されてい
る。

【００２６】加熱殺菌装置１０は、加熱殺菌して出水す
る際における動作を制御するための制御部４０を有して
おり、当該制御部４０には、流量センサ１２、水圧セン
サ１３、流量制御弁１４、バーナー１６ｂ、入水温度セ
ンサ３１、入側温度センサ３２、出側温度センサ３３、
出水温度センサ３４等の各制御部品およびセンサ類が電
気的に接続されている。制御部４０は、バーナー１６ｂ
の燃焼量を制御し加熱部１６での加熱量を調整する加熱
制御部４１と、流量制御弁１４の開度を制御し、流路１
１内の水圧と流量を制御する開度制御部４２とを備えて
いる。

【００２７】制御部４０は、ＣＰＵ（中央処理装置）と
ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）とＲＡＭ（ランダム
・アクセス・メモリ）とを主要部とする回路により構成
されている。給水は、水圧が０ｋｇ／平方ｃｍのとき、
１００℃で沸騰する。また、給水圧が０．５ｋｇ／平方
ｃｍのときは１１１℃で、１ｋｇ／平方ｃｍのときは１
２０℃で、２ｋｇ／平方ｃｍのときは１３３℃で、５ｋ
ｇ／平方ｃｍのときは１５８℃で、８ｋｇ／平方ｃｍの
ときは１７５℃でそれぞれ沸騰する。制御部４０は、こ
のような沸騰温度と水圧との関係を予めＲＯＭに記憶し
ている。

【００２８】次に作用を説明する。図２は、加熱殺菌装
置１０が給水を加熱殺菌して出水する際に行う動作の流
れを示している。加熱殺菌装置１０は、流量制御弁１４
の開度を調整して流路１１内を高い水圧に維持し、給水
を１００℃を越える所定の目標温度まで加熱して瞬間的
に加熱殺菌し、その後冷却装置２０で急速に冷却し出口
部１１ｂから出水するようになっている。

【００２９】水栓が閉じられた出水の無い待機状態で
は、流量制御弁１４はある程度開いた状態に設定されて
おり、出水の開始は流量センサ１２によって検知される
（ステップＳ１０１）。流量センサ１２によって出水が
検知されたとき（ステップＳ１０１；Ｙ）、開度制御部
４２は、給水を流路１１内で沸騰させることなく１００
℃を越える目標温度まで加熱するために必要な目標水圧
が得られるように流量制御弁１４の開度を調整する（ス
テップＳ１０２）。たとえば、流量制御弁１４の開度を
所定量変更し、どの程度水圧が変化するかによって、流
量制御弁１４をさらに開くべきか閉じるべきかを判断
し、目標水圧へ近づくように流量制御弁１４の開度を調
整する。

【００３０】当該調整によって、目標水圧が得られたと
き（ステップＳ１０３；Ｙ）、加熱制御部４１はバーナ
ー１６ｂを点火し（ステップＳ１０４）、その後、開度
制御部４２は水圧センサ１３の検知する水圧が目標温度
に加熱するために必要な水圧になるよう流量制御弁１４
の開度の調整を継続して行う（ステップＳ１０５）。

【００３１】また、これと並行して、加熱制御部４１
は、出側温度センサ３３の検知する湯温が１００℃を越
える目標温度になるようにバーナー１６ｂの燃焼量を制
御する（ステップＳ１０６）。加熱量および流量の調整
は、流量センサ１２によって出水の停止が検知されるま
で継続され（ステップＳ１０７；Ｎ）、出水が停止した
とき（ステップＳ１０７；Ｙ）、バーナー１６ｂを消火
して（ステップＳ１０８）処理を終了する（エンド）。
なお、流量制御弁１４の開度は、目標温度で沸騰の生じ
ない水圧が得られる範囲内で、できるだけ大きくなるよ
うに制御される。

【００３２】これにより、入口部１１ａから流入する給
水は、加熱部１６を通る過程で、高い水圧の下、沸騰す
ることなく１００℃を越える目標温度まで加熱される。
その後、冷却装置２０を通る際に、少なくとも１００℃
以下の所定の出水目標温度（たとえば、４５℃程度）に
冷却されて出水される。流量制御弁１４を通過した後
は、低い水圧になるが、冷却装置２０で冷却されている
ので、沸騰が生じることはない。

【００３３】このように、流路１１内を高圧に維持して
給水を１００℃以上の高温に加熱し、かつ冷却部２０で
冷却してから出水するので、短時間のうちに効率よく加
熱殺菌することができる。さらに目標水圧を確保できる
範囲内において流量制御弁１４の開度を大きく設定する
ことで、適切に加熱殺菌できる範囲において最大の流量
を得ることができる。

【００３４】なお、加熱部１６で加熱された後の水を冷
却装置２０によって１００℃以下の出水目標温度まで下
げることができるか否かを入水温度センサ３１の検知す
る水温や流量センサ１２の検知する流量を基に判定し、
目標温度まで下げることができない場合には、流量制御
弁１４の開度を小さくし、出水量を制限するようになっ
ている。

【００３５】一方、出水当初における流量制御弁１４の
調整によって目標水圧を得ることができなかった場合に
は（ステップＳ１０３；Ｎ）、流量制御弁１４の調整に
よって得られる水圧の範囲内で給水が沸騰しない低水圧
用の目標温度を設定する（ステップＳ１０９）。たとえ
ば、１１０℃程度の低水圧用の目標温度を設定する。

【００３６】次に、こうして設定した低水圧用の目標温
度に対応する目標流量を求める（ステップＳ１１０）。
すなわち、加熱温度が低い場合には、それだけ長い時間
をかけて殺菌する必要がある。そこで、加熱部１６で加
熱されてから冷却装置２０を通って冷却されるまでの時
間、すなわち、加熱部１６から冷却装置２０に至るまで
の経路を流れるのに必要な時間が、設定した低水圧用の
目標温度において適切に加熱殺菌し得る時間より長くな
るように目標流量を設定する。

【００３７】加熱量および流量の調整は、流量センサ１
２によって出水の停止が検知されるまで継続され（ステ
ップＳ１１４；Ｎ）、出水が停止したとき（ステップＳ
１１４；Ｙ）、バーナー１６ｂを消火して（ステップＳ
１１５）処理を終了する（エンド）。

【００３８】このように、給水圧が低く高温に加熱でき
ない場合であっても、加熱時間を長くすることで十分な
殺菌を行うことができる。

【００３９】また、冷却装置２０として、加熱部１６よ
りも上流側の冷えた給水により、加熱部１６で加熱され
た後の給水を冷却する水−水冷却装置を用いているの
で、装置価格の低減と構造の簡略化を図ることができ
る。さらに加熱部１６に流入する給水の温度を冷却装置
２０によってある程度高めることができるので、省エネ
ルギー化を図ることができる。

【００４０】なお、本加熱殺菌装置は、水道水中に含ま
れる、クリプトスポリジウムなど塩素によって殺菌する
ことができないものにも有効であり、病院等で新生児に
対する飲用物製造用のお湯を供給する場合や、家庭用の
飲用水製造に適しており、特に殺菌された湯を連続して
多量に供給する場合に有効である。

【００４１】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態で
示した加熱殺菌装置１０を、蛇口や浴槽への給湯機能と
浴槽内の水を追い焚きする機能とを備えた給湯器２００
に適用したものである。

【００４２】図４に示すように給湯器２００は、給水を
加熱するための給湯部２１０と、風呂の追い焚きを行う
ための風呂加熱部２３０とを有している。この風呂加熱
部２３０は浴槽２９０内の水を加熱殺菌する加熱殺菌装
置として機能するようになっている。

【００４３】また、給湯器２００は、給湯部２１０で加
熱された水を、浴槽２９０への注湯用に風呂加熱部２３
０側へ流すための連結パイプ２０１と、その途中に設け
られた注湯弁２０２とを備えている。制御部２８０は、
給湯器２００の行う各種の動作を制御する回路部分であ
る。

【００４４】給湯部２１０は、給湯側バーナー２１１
と、給湯側熱交換器２１２と、当該給湯側熱交換器２１
２の入り側に通じる給水管２１３と、給湯側熱交換器２
１２の出側から延びる給湯管２１４とを備えている。給
湯管２１４の延設先には、蛇口２９１が取り付けられ
る。また給水管２１３と給湯管２１４との間には、給湯
側熱交換器２１２を経由せずに給水を給湯管２１４にバ
イパスさせるためのバイパス管２１５が接続されてい
る。給湯管２１４のうちこのバイパス管２１５との接続
箇所よりも下流側には、出湯される湯量を制限するため
の給湯側流量制御弁２１６が取り付けてある。

【００４５】風呂加熱部２３０は、風呂側バーナー２３
１と、風呂側熱交換器２３２と、当該風呂側熱交換器２
３２の入り側に接続されるとともに他端側が浴槽２９０
に設けた循環金具２９２の流入口側に通じる追い焚き戻
り流路２３３と、風呂側熱交換器２３２の出側に接続さ
れるとともに他端が循環金具２９２の流出口側に通じる
追い焚き往き流路２３４とを備えている。

【００４６】追い焚き戻り流路２３３には、浴槽２９０
から取り込んだ水の温度を検出する風呂入水サーミスタ
２３５が、またその下流側（風呂側熱交換器２３２のあ
る側）には、浴槽２９０内の水を、追い焚き戻り流路２
３３と風呂側熱交換器２３２と追い焚き往き流路２３４
を通じて循環させるためのポンプ２３６が設けてある。
ポンプ２３６の下流側には、浴槽２９０内の水位検出を
行うための水位センサ２３９が配置されている。水位セ
ンサ２３９は、水圧を検知するセンサであり、ポンプ２
３６を駆動していない状態で検出された水圧に基づい
て、浴槽２９０内の水位を求めるようになっている。

【００４７】水位センサ２３９の下流側には冷却装置と
しての水−水熱交換器２４０が配置されている。追い焚
き戻り流路２３３内を流れる水は、冷却媒体として水−
水熱交換器２４０内を通った後、風呂側熱交換器２３２
に流れ込むようになっている。

【００４８】追い焚き往き流路２３４のうち風呂側熱交
換器２３２の出側近傍部分には、風呂側熱交換器２３２
で加熱された水の温度を検出する風呂側熱交サーミスタ
２３７が取り付けられている。風呂側熱交サーミスタ２
３７よりもさらに下流側（循環金具２９２の流出口のあ
る側）には、水−水熱交換器２４０が配置されており、
風呂側熱交換器２３２で加熱された水は当該水−水熱交
換器２４０で冷却されるようになっている。

【００４９】追い焚き往き流路２３４のうち水−水熱交
換器２４０よりもさらに下流側には、風呂側流量制御弁
２３８が取り付けられている。浴槽２９０内の水をポン
プ２３６で風呂加熱部２３０に向かって送り出すととも
に、浴槽２９０に戻す流量を風呂側流量制御弁２３８で
制限することにより、ポンプ２３６から風呂側流量制御
弁２３８の間の流路内の水圧を高めるようになってい
る。

【００５０】制御部２８０には、給湯側バーナー２１
１、給湯側流量制御弁２１６、注湯弁２０２、風呂側バ
ーナー２３１、風呂入水サーミスタ２３５、ポンプ２３
６、風呂側熱交サーミスタ２３７、風呂側流量制御弁２
３８等が電気的に接続されている。制御部２８０は、風
呂側バーナー２３１の燃焼を制御する加熱制御部２８１
と、風呂側流量制御弁２３８の開度を制御する開度制御
部２８２と、ポンプ２３６の駆動制御を行うポンプ制御
部２８３とを備えている。

【００５１】また制御部２８０は、図示省略してあるが
給湯動作、注湯動作など各種の動作を制御するための回
路部分を備えている。なお、制御部２８０は、ＣＰＵと
ＲＯＭとＲＡＭとを主要部とする回路により構成されて
おり、第１の実施の形態の制御部４０と同様に、水の沸
騰温度と水圧との関係などを予めＲＯＭに記憶してい
る。このほか図示していないが、給湯器２００は、各バ
ーナー２１１、２３１に燃焼ガスを供給するガス供給管
や、これらに供給するガス量を調整する比例弁等を備え
ている。

【００５２】図５は、給湯器２００の風呂加熱部２３０
によって浴槽２９０内の水を加熱殺菌する際の処理の流
れを示している。浴槽２９０内の水の加熱殺菌は、基本
的には、第１の実施の形態で示したものと同様に行われ
るが、給水圧が加わらないので、ポンプ２３６を駆動し
て加圧することが必須になっている。

【００５３】まず、図示しない追い焚きスイッチが押下
されると（ステップＳ３０１）、制御部２８０は、殺菌
のための加熱目標温度を確認し（ステップＳ３０２）、
当該加熱目標温度（たとえば、１３０℃）において沸騰
の生じることのない水圧（目標圧力）を求める（ステッ
プＳ３０３）。具体的には、ポンプ２３６から風呂側流
量制御弁２３８までの間の流路内で目標圧力が達成され
るポンプ２３６の回転数と風呂側流量制御弁２３８の開
度とを求める。

【００５４】その後、風呂側流量制御弁２３８の開度を
演算で求めた初期値に設定するとともに、求めた回転数
でポンプ２３６を駆動する（ステップＳ３０４）。そし
て、水位センサ２３９の検出する圧力が目標圧力になる
ように風呂側流量制御弁２３８の開度を調整する（ステ
ップＳ３０５、ステップＳ３０６；Ｎ）。目標圧力が達
成されて調整が完了すると（ステップＳ３０６；Ｙ）、
給湯側バーナー２１１を点火し（ステップＳ３０７）、
風呂側熱交サーミスタ２３７の検出する温度が、加熱目
標温度になるように風呂側バーナー２３１に供給するガ
ス量を調整する（ステップＳ３０８）。

【００５５】追い焚き動作は、風呂入水サーミスタ２３
５によって検出される浴槽２９０内の湯温が、追い焚き
の目標温度である浴槽設定温度（たとえば、４２℃）に
達するまで行われ（ステップＳ３０９）、浴槽設定温度
に達した時点で終了する。

【００５６】このように風呂側流量制御弁２３８によっ
て流出量を制限した状態の下でポンプ２３６によって加
圧するので、ポンプ２３６から風呂側流量制御弁２３８
までの流路内が高圧に維持され、風呂側熱交換器２３２
によって１００℃以上の高温に加熱することができる。
これにより、追い焚き動作において浴槽２９０内の水が
風呂側熱交換器２３２を経由する際にこれを瞬間的に殺
菌することができる。

【００５７】また風呂側流量制御弁２３８を通過する前
に水−水熱交換器２４０によって冷却するので、風呂側
流量制御弁２３８を通過して減圧されても沸騰の生じる
ことがないとともに、ある程度冷却されているので加熱
殺菌済みの湯を浴槽２９０に戻してもやけど等の危険が
なく安全である。

【００５８】なお、追い焚き機能付きの給湯器に加熱殺
菌装置としての機能を持たせる場合には、追い焚きのた
めに元々器具に用意されている水位センサやポンプ等を
加熱殺菌装置の機能を果たすための構成部品として流用
することができる。

【００５９】以上説明した各実施の形態では、冷却装置
として水−水熱交換器を用いたが、他のものであっても
よい。また実施の形態では、燃焼ガスを燃焼させる形式
の加熱部を用いたが、電気によって発熱するようなもの
であってもよい。なお、専用の装置や、追い焚き機能を
備えた給湯器に限らず、たとえば、風呂釜の機能等を持
たない給湯器などに上述の加熱殺菌装置の機能を組み込
むようにしてもよい。

【００６０】また第１の実施の形態では、流量制御弁１
４の開度を調整してからバーナー１６ｂを点火するよう
にしたが、出水が検知された時点でバーナー１６ｂを点
火し、流量制御弁１４の開度の調整と並行して加熱量の
調整を行うようにしてもよい。ただし、当初の加熱量
は、水圧が低い場合でも沸騰の生じない範囲に抑える必
要がある。

【００６１】なお、第１の実施の形態では、出水開始
後、流量制御弁１４の開度調整によって、実際に目標水
圧が得られるか否かを判定するようにしたが、流量制御
弁１４の開度を少しだけ変更し、その際の水圧の変化を
基にして、目標水圧が得られるか否かを予測し判定する
ようにしてもよい。また、水圧が低い場合には、加圧ポ
ンプによって流路１１内の水圧を高め、加熱可能な上限
温度を高めるようにしてもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明にかかる加熱殺菌装置および加熱
殺菌方法によれば、流路内を高圧に維持して給水を１０
０℃以上の高温に加熱し、かつ冷却部で冷却してから出
水するので、短時間のうちに効率よく加熱殺菌すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る加熱殺菌装置
を示す説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る加熱殺菌装置
の行う動作の流れを示す流れ図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る加熱殺菌装置
の行う動作の流れを示す流れ図である。

【図４】本発明に係る加熱殺菌装置を適用した給湯器を
示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る給湯器が浴槽
内の水を追い焚きしながら加熱殺菌する際の動作の流れ
を示す流れ図である。

【符号の説明】

１０…加熱殺菌装置 １１…流路 １１ａ…入口部 １１ｂ…出口部 １２…流量センサ １３…水圧センサ １４…流量制御弁 １５…逆止弁 １６…加熱部 １６ａ…熱交換器 １６ｂ…バーナー １７…加圧ポンプ ２０…冷却装置 ３１…入水温度センサ ３２…入側温度センサ ３３…出側温度センサ ３４…出水温度センサ ４０、２８０…制御部 ４１、２８１…加熱制御部 ４２、２８２…開度制御部 ４３…判定部 ２００…給湯器 ２１０…給湯部 ２３０…風呂加熱部 ２３１…風呂側バーナー ２３２…風呂側熱交換器 ２３３…追い焚き戻り流路 ２３４…追い焚き往き流路 ２３５…風呂入水サーミスタ ２３６…ポンプ ２３７…風呂側熱交サーミスタ ２３８…風呂側流量制御弁 ２３９…水位センサ ２４０…水−水熱交換器 ２８０…制御部 ２８３…ポンプ制御部 ２９０…浴槽

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水を加熱殺菌して送り出す加熱殺菌装置に
   おいて、 加熱殺菌すべき水の通る流路と、前記流路の途中に設け
   られた加熱部と、前記加熱部より下流側に設けられ前記
   加熱部で加熱後の水を冷却する冷却部と、前記冷却部よ
   り下流側に設けられ前記流路を流れる水の流量を調整す
   る流量制御弁と、少なくとも前記流量制御弁より上流側
   に設けられ前記流路内の水圧を検知する水圧センサと、
   前記加熱部による加熱量を制御する加熱量制御部と、前
   記流量制御弁の開度を制御する開度制御部とを備え、 前記開度制御部は、出水中に前記水圧センサの検知する
   水圧を基にして前記流量制御弁より上流側の水圧が前記
   加熱部で１００℃を越える所定の目標温度まで水を加熱
   してもこれが沸騰しない目標水圧以上の水圧になるよう
   に前記流量制御弁の開度を調整し、 前記加熱量制御部は、前記加熱殺菌すべき水が１００℃
   以上であって前記流量制御弁の開度によって設定された
   水圧において沸騰の生じない温度に加熱されるように前
   記加熱部の発熱量を制御し、 前記冷却部は、前記加熱部で加熱後の水を少なくとも前
   記流量制御弁を通過した後の水圧の下で沸騰の生じない
   温度まで冷却することを特徴とする加熱殺菌装置。
2. 【請求項２】水を加熱殺菌して送り出す加熱殺菌装置に
   おいて、 加熱殺菌すべき水の通る流路と、前記流路の途中に設け
   られた加熱部と、前記加熱部より下流側に設けられ前記
   加熱部で加熱後の水を冷却する冷却部と、前記冷却部よ
   り下流側に設けられ前記流路を流れる水の流量を調整す
   る流量制御弁と、少なくとも前記流量制御弁より上流側
   に設けられ前記流路内の水圧を検知する水圧センサと、
   前記加熱部による加熱量を制御する加熱量制御部と、前
   記流量制御弁の開度を制御する開度制御部とを備え、 前記開度制御部は、出水中に前記水圧センサの検知する
   水圧を基にして前記流量制御弁より上流側の水圧が前記
   加熱部で１００℃を越える所定の目標温度まで水を加熱
   してもこれが沸騰しない目標水圧以上の水圧になるよう
   に前記流量制御弁の開度を調整するとともに、当該調整
   によって前記目標水圧以上の水圧を得ることがないと
   き、前記加熱部で加熱後の水を前記冷却部で冷却するま
   での時間が、設定可能な水圧の下で沸騰の生じない温度
   において水を加熱した際に所定の殺菌効果が得られる長
   さになるように前記流量制御弁の開度を小さく設定し、 前記加熱量制御部は、前記加熱殺菌すべき水が１００℃
   以上であって前記流量制御弁の開度によって設定された
   水圧において沸騰の生じない温度に加熱されるように前
   記加熱部の発熱量を制御し、 前記冷却部は、前記加熱部で加熱後の水を少なくとも前
   記流量制御弁を通過した後の水圧の下で沸騰の生じない
   温度まで冷却することを特徴とする加熱殺菌装置。
3. 【請求項３】前記開度制御部は、前記流路内の水が１０
   ０℃を越える所定の目標温度まで加熱されても沸騰の生
   じない水圧が得られる範囲内で前記流量制御弁の開度を
   大きく設定することを特徴とする請求項１または２記載
   の加熱殺菌装置。
4. 【請求項４】前記冷却部は、前記加熱部よりも上流側の
   水によって前記加熱部で加熱された後の水を冷却する水
   −水冷却装置であることを特徴とする請求項１、２また
   は３記載の加熱殺菌装置。
5. 【請求項５】加熱殺菌すべき水をポンプによって前記流
   路に送り込み加圧することを特徴とする請求項１、２、
   ３または４記載の加熱殺菌装置。
6. 【請求項６】前記開度制御部は、前記流量制御弁の開度
   を少しだけ変更しその際の水圧の変化を基にして前記目
   標水圧が得られるか否かを判定することを特徴とする請
   求項１、２、３、４または５記載の加熱殺菌装置。
7. 【請求項７】流路の途中に設けた加熱部によって水を加
   熱殺菌した後、これを前記加熱部よりも下流側に設けた
   冷却部で冷却してから出水する加熱殺菌方法において、 前記流路を流れる水の流量を調整するための流量制御弁
   を前記冷却部の下流側に配置し、 前記流路内の水圧を検知する水圧センサを少なくとも前
   記流量制御弁より上流側に配置し、 出水中に前記水圧センサの検知する水圧を基にして、前
   記流量制御弁より上流側の水圧が、前記加熱部で１００
   ℃を越える所定の目標温度まで水を加熱してもこれが沸
   騰しない目標水圧以上の水圧になるように前記流量制御
   弁の開度を調整し、 前記加熱部にて前記流路内の水を１００℃以上であって
   前記流量制御弁の開度によって設定された水圧において
   沸騰の生じない温度に加熱し、 前記加熱部で加熱後の水を少なくとも前記流量制御弁を
   通過した後の水圧の下で沸騰の生じない温度まで前記冷
   却部で冷却してから出水することを特徴とする加熱殺菌
   方法。