特許 6651569 浄水製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6651569

(24)【登録日】2020年1月24日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】浄水製造装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/32 20060101AFI20200210BHJP

   E03B 3/30 20060101ALI20200210BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/32

   E03B3/30

【請求項の数】4

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2018-80673(P2018-80673)

(22)【出願日】2018年4月19日

(65)【公開番号】特開2019-188280(P2019-188280A)

(43)【公開日】2019年10月31日

【審査請求日】2018年10月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226242

【氏名又は名称】日機装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】新関 彰一

【審査官】 目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５３４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−００１３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０３７９６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−２７９６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２７８０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０５１８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−１２５８２６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ１／３０−１／３２

Ｅ０３Ｂ１／００−１１／１６

Ｅ０１Ｈ１／００−１５／００

Ａ６１Ｌ２／００−２／２８

Ａ６１Ｌ１１／００

Ｂ０１Ｊ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

雪または氷を収容する貯留室と、
前記貯留室の重力方向下側に設けられ、前記貯留室の雪または氷を融解させて得られる水を収容する処理室と、
前記貯留室と前記処理室の間に設けられる仕切部材と、
前記仕切部材の下面に設けられ、前記処理室内の水に紫外光を照射する光源と、を備え、
前記仕切部材は、前記光源の点灯時に生じる熱により加熱され、加熱された前記仕切部材を用いて前記貯留室の雪または氷を融解させることを特徴とする浄水製造装置。

【請求項2】

前記貯留室内の水を前記処理室に送る送水路をさらに備え、
前記送水路の出口は、前記仕切部材の下面よりも前記光源と対向する前記処理室の底面に近い位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の浄水製造装置。

【請求項3】

前記送水路は、前記仕切部材を貫通して前記処理室の底面に向けて延在することを特徴する請求項２に記載の浄水製造装置。

【請求項4】

前記処理室内で紫外光が照射された浄水を外部に供給する給水口をさらに備え、
前記給水口は、前記処理室の底面よりも前記仕切部材の下面に近い位置に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の浄水製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浄水製造装置に関し、特に、紫外光を照射して水を殺菌する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

紫外光には殺菌能力があることが知られており、医療や食品加工の現場などでの殺菌処理に紫外光照射装置が用いられる。紫外光を照射して水を殺菌して浄水を製造する装置も知られている。例えば、紫外光源の発光時の発熱を活用して雪を溶かして雪解け水を生成し、雪解け水に紫外光を照射して殺菌装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１５３４４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

雪や氷から効率的に浄水を製造できることが好ましい。

【0005】

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、雪から効率的に浄水を製造する浄水製造装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様の浄水製造装置は、雪または氷を収容する貯留室と、貯留室の重力方向下側に設けられ、貯留室の雪または氷を融解させて得られる水を収容する処理室と、貯留室と処理室の間に設けられる仕切部材と、仕切部材の下面に設けられ、処理室内の水に紫外光を照射する光源と、を備える。仕切部材は、光源と熱的に接続されており、光源の点灯時に生じる熱を用いて貯留室の雪または氷を融解させる。

【0007】

この態様によると、処理室内の水に紫外光を照射して殺菌された浄水を製造できる。貯留室と処理室の間の仕切部材に光源を取り付けることで、光源の点灯時に生じる熱を用いて貯留室の底部にある雪や氷を効率的に融解させることができる。また、処理室が貯留室の重力方向下側に設けられるため、重力を利用して貯留室内で融解された水を処理室に送ることができる。したがって、より少ない消費電力で雪や氷から効率的に浄水を製造できる。

【0008】

貯留室内の水を処理室に送る送水路をさらに備えてもよい。送水路の出口は、仕切部材の下面よりも光源と対向する処理室の底面に近い位置に設けられてもよい。

【0009】

送水路は、仕切部材を貫通して処理室の底面に向けて延在してもよい。

【0010】

処理室内で紫外光が照射された浄水を外部に供給する給水口をさらに備えてもよい。給水口は、処理室の底面よりも仕切部材の下面に近い位置に設けられてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、雪や氷から効率的に浄水を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態に係る浄水製造装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図2】図１の光源および送水路の配置を概略的に示す断面図である。

【図3】変形例に係る浄水製造装置の構成を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

【0014】

（第１の実施の形態）
図１は、実施の形態に係る浄水製造装置１０の構成を概略的に示す図である。浄水製造装置１０は、貯留室１２と、処理室１４と、仕切部材２２と、複数の光源３０と、複数の送水路３２と、給水口３４とを備える。浄水製造装置１０は、貯留室１２に収容される雪または氷４０を融解させ、融解して得られた水４２を処理室１４に送り、処理室１４に溜まる水４４に紫外光を照射することで浄水を製造する。紫外光が照射された浄水４４は、給水口３４から外部に供給される。

【0015】

筐体２０は、貯留室１２および処理室１４を区画する容器である。貯留室１２は、重力方向Ｇの上側に設けられ、処理室１４は、重力方向Ｇの下側に設けられる。貯留室１２と処理室１４の間は仕切部材２２により区画される。筐体２０の材質は特に問わないが、少なくとも処理室１４の内面が紫外光に対する耐久性および反射率が高い材料であることが好ましい。筐体２０の内面２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂やアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料で構成されることが好ましい。

【0016】

貯留室１２は、雪や氷を貯留しやすいように上部が開口した構造を有する。例えば、積雪の多い地域に浄水製造装置１０を設置することで、貯留室１２に降り積もった雪を蓄えることができる。一方、処理室１４は、浄水４４を衛生的に保持するために密閉された構造を有する。なお、貯留室１２が密閉型の構造であってもよく、貯留室１２の上部に蓋などが設けられてもよい。

【0017】

光源３０は、仕切部材２２の下面２６に取り付けられ、処理室１４に溜まる水４４に向けて紫外光を照射する。光源３０は、いわゆるＵＶ−ＬＥＤ（Ultra Violet-Light Emitting Diode）である。光源３０は、発光の中心波長またはピーク波長が約２００ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲に含まれ、殺菌効率の高い波長である２６０ｎｍ〜２９０ｎｍ付近の紫外光を発することが好ましい。光源３０は複数設けられており、例えば、仕切部材２２の下面２６に二次元アレイ状に配置される。

【0018】

光源３０は、仕切部材２２と熱的に接続されている。光源３０は、点灯時に生じる熱により仕切部材２２を加熱する。加熱された仕切部材２２は、仕切部材２２の上面２４の近傍に位置する雪または氷４０を融解させ、液体の水４２を生じさせる。光源３０は、仕切部材２２を通じて冷却される。このため、仕切部材２２は、光源３０を冷却するためのヒートシンクとして機能する。

【0019】

送水路３２は、貯留室１２にて融解された水４２を処理室１４に向けて送る。送水路３２は、仕切部材２２を貫通し、仕切部材２２から処理室１４の底面２８に向けて延びる。 送水路３２は、紫外光に対する耐久性および反射率が高い材料であることが好ましく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂やアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料で構成されることが好ましい。

【0020】

送水路３２は、光源３０と対向する処理室１４の底面２８の近傍まで延びており、送水路３２の出口３６が仕切部材２２よりも底面２８の近くに設けられる。送水路３２の出口３６を底面２８の近傍に設けることで、処理室１４にて紫外光が照射されて浄化された水４４と、紫外光が照射されていない浄化前の水４２とが混ざり合うのを抑制できる。

【0021】

給水口３４は、処理室１４にて紫外光が照射されて浄化された水４４を外部に供給する。給水口３４は、処理室１４の重力方向Ｇの上側に設けられ、処理室１４の底面２８より仕切部材２２の下面２６の近くに設けられる。給水口３４は、処理室１４に蓄えられた浄水４４のうち水面４６の近傍の上澄みを外部に供給する。水面４６の近傍の上澄みは、光源３０からの距離が近く、送水路３２の出口３６から遠いため、処理室１４に蓄えられる水４４のうちで紫外光の作用量が最も多い部分である。給水口３４を上側に設けることで、水面４６の近傍の適切に浄化された上澄み水を外部に供給できる。

【0022】

図２は、光源３０および送水路３２の配置を概略的に示す断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面を示す。複数の光源３０は、仕切部材２２の下面２６において二次元アレイ状に配置される。図示する例において、複数の光源３０は四角格子状に配置されている。複数の光源３０の配置は特に問わず、例えば、三角格子状に配置されてもよい。複数の送水路３２は、複数の光源３０の間の位置に設けられている。送水路３２は、図示されるように複数設けられてもよいし、一つだけ設けられてもよい。

【0023】

つづいて、浄水製造装置１０の動作について説明する。まず、貯留室１２に雪または氷４０が貯留される。貯留室１２に収容される雪または氷４０のうち、仕切部材２２の近傍の部分は仕切部材２２により加熱され、融解して液体の水４２となる。貯留室１２にて生じた水４２は、送水路３２を通じて処理室１４の底面２８に供給される。処理室１４の内部の水４４には、光源３０からの紫外光が照射される。貯留室１２から処理室１４に供給される水が増えていくと、処理室１４の水面４６が上昇していく。処理室１４の水面４６の近傍の上澄みは、処理室１４の底面２８の近傍の水と比べて処理室１４の滞在時間が長く、光源３０により近い位置にあるため、処理室１４内の他の部分と比べて紫外光の累積作用量が多い。したがって、処理室１４の水面４６が上昇していくと、水面４６の近傍の上澄みの紫外光の累積作用量が増え、上澄み水が適切に浄化される。処理室１４の水面４６が給水口３４の高さに到達すると、給水口３４から外部に供給可能となる。このようにして、貯留室１２に投入された雪または氷４０から浄水が生成され、生成された浄水が給水口３４から供給される。

【0024】

本実施の形態によれば、貯留室１２を上側、処理室１４を下側に配置することで、貯留室１２の雪または氷４０を融解して得られる水４２を重力を利用して処理室１４に送ることができる。貯留室１２と処理室１４の間の仕切部材２２に光源３０を取り付けることで、光源３０の点灯時に生じる熱を効率的に利用して雪または氷４０を融解させることができる。送水路３２の出口３６を処理室１４の底面２８の近くに設け、給水口３４を底面２８よりも仕切部材２２の近くに設けることで、処理室１４に蓄えられる水を効率的に浄化し、浄化された水を給水口３４から供給できる。したがって、本実施の形態によれば、少ない消費電力で効率的に雪や氷から浄水を製造できる。

【0025】

図３は、変形例に係る浄水製造装置１０の構成を概略的に示す断面図である。本変形例では、処理室１４の内部に送水路３２を設ける代わりに、筐体２０の外部に送水路３８を設ける点で上述の実施の形態と相違する。

【0026】

送水路３８は、筐体２０の外部に設けられ、貯留室１２の下部と、処理室１４の下部を接続するように設けられる。送水路３８は、貯留室１２にて生じた水４２を処理室１４の底面２８の近傍に供給する。本変形例においても、上述の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【0027】

以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。

【0028】

さらなる変形例においては、貯留室１２に光源３０とは別の熱源が設けられてもよい。例えば、貯留室１２に電気ヒータが設けられてもよい。また、太陽熱を利用して貯留室１２の雪や氷４０を融解させてもよく、例えば、筐体２０を黒色にすることで太陽光を吸収しやすくしてもよい。

【符号の説明】

【0029】

１０…浄水製造装置、１２…貯留室、１４…処理室、２２…仕切部材、２４…上面、２６…下面、２８…底面、３０…光源、３２…送水路、３４…給水口、３６…出口。

【図1】

【図2】

【図3】