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発明の名称 浴槽水浄化装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−232360(P2001−232360A)
公開日 平成13年8月28日(2001.8.28)
出願番号 特願2000−45660(P2000−45660)
出願日 平成12年2月23日(2000.2.23)
代理人
発明者 安藤 茂 / 常田 昌広 / 大島 功治 / 坂元 健二 / 遠藤 慎良
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 浴槽水を該浄化部へ導入しさらに浴槽へもどす循環路に、浴槽水を浄化する浄化部と熱交換器とを有する浴槽水浄化装置において、前記浄化部が超音波照射装置から成るとともに、前記熱交換器により加熱され循環される浴槽水温度が所定温度以上になったことを検出して超音波を照射することを特徴とする浴槽水浄化装置。
【請求項2】 浴槽水を該浄化部へ導入しさらに浴槽へもどす循環路に、浴槽水を浄化する浄化部と熱交換器とを有する浴槽水浄化装置において、前記浄化部が超音波照射装置から成るとともに前記熱交換器の下流側に設置され、超音波照射時には前記熱交換器により所定温度以上に浴槽水を加熱し、この所定温度に加熱された浴槽水に対して超音波を照射することを特徴とする浴槽水浄化装置。
【請求項3】 前記所定温度が35℃であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の浴槽水浄化装置。
【請求項4】 前記浄化部の超音波照射装置の駆動部は、この超音波照射装置が共振状態となるよう自動的に駆動周波数を変化させることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の浴槽水浄化装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浴槽水の浄化を行う装置に関し、浴槽水中の有機物を効率的に浄化する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、浴槽水の浄化を行う装置では活性炭等の吸着材と微生物の併用による方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来方法では吸着材に吸着した有機物を分解するため微生物を用いているが、吸着材にレジオネラ菌が繁殖してしまい浴槽水中にレジオネラ菌が混入する問題があった。
【0004】本発明は上記問題を解決するためになされたもので、レジオネラ菌の混入が無く、かつ効率の良い浴槽水の浄化装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用・効果】上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、浴槽水を該浄化部へ導入しさらに浴槽へもどす循環路に、浴槽水を浄化する浄化部と熱交換器とを有する浴槽水浄化装置において、前記浄化部が超音波照射装置から成るとともに、前記熱交換器により加熱され循環される浴槽水温度が所定温度以上になったことを検出して超音波を照射することを特徴とする。
【0006】本発明によれば、活性炭等吸着材を使用せず微生物による有機物の分解を行わないため、レジオネラ菌の繁殖、浴槽水への混入が無く、安全な浴槽水浄化装置を実現することができ、さらに循環される浴槽水温度が熱交換器により制御され、所定温度以上になった後、超音波を照射することにより高い効率で浴槽水の浄化を行うことが可能となる。
【0007】また、請求項2記載の発明は、浴槽水を該浄化部へ導入しさらに浴槽へもどす循環路に、浴槽水を浄化する浄化部と熱交換器とを有する浴槽水浄化装置において、前記浄化部が超音波照射装置から成るとともに前記熱交換器の下流側に設置され、超音波照射時には前記熱交換器により所定温度以上に浴槽水を加熱し、この所定温度に加熱された浴槽水に対して超音波を照射することを特徴とする。
【0008】本発明によれば、超音波照射装置から成る浄化部が熱交換器の下流側に設置され、所定温度以上に制御された浄化部浴槽水に対して超音波を照射することにより、浴槽水全体を所定温度以上にしなくても良く、より少ないエネルギーで効率良く浴槽水の浄化を行うことが可能となる。
【0009】また、請求項3記載の発明は、前記所定温度が35℃であることを特徴とする。
【0010】本発明によれば、前記所定温度を35℃とすることでより効率良く浴槽水の浄化を行うことが可能となる。
【0011】また、請求項4記載の発明は、前記浄化部の超音波照射装置の駆動部は、この超音波照射装置が共振状態となるよう自動的に駆動周波数を変化させることを特徴とする。
【0012】本発明によれば、水温等により超音波照射装置の共振点が変化した場合でも、駆動周波数を微調整することで共振させ、安定した超音波放射を実現することが可能となった。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、添付図面により詳細に説明する。図1は、本発明の浴槽水浄化装置を示す図である。1は浴槽、2は浴槽水,3はポンプ、4は熱交換器、5は浄化部、6は水道水導入管、7は循環路、8はフィルター、9は流路切換弁、10は温度センサである。
【0014】以上のように構成された浴槽水浄化装置の運転状態について次に説明する。まず図示されていないお湯張りスイッチを押すことにより流路切換弁9が水道水を導入する側に開き、水道水は熱交換器4により加熱され、循環路7を通り浴槽1へ導入され、浴槽水2が規定量に達すると流路切換弁9が閉まり、水道水の導入が停止する。次に浴槽水の浄化が必要になった場合、図示されていない循環モードスイッチを押すとポンプ3が動作し浴槽水2を吸引し浄化部5、熱交換器4を通り、加熱された浴槽水は循環路7を経て浴槽1へ還流する。この際、毛髪や大きなゴミはフィルタ8により除去される。浴槽水の温度はセンサ10によりモニタされ、浴槽水2の温度が所定の温度に達すると浄化部5は超音波の照射を開始し、有機物の分解浄化を行う。
【0015】浄化部5における超音波照射による浄化のメカニズムについては詳細は不明ではあるが、以下のように考えられている。強力な超音波を水中に照射すると、水中に圧力変化が伝播するが、極めて短時間に極めて大きな圧力の低下および上昇が発生する。圧力の低下時には急激な圧力低下により水および溶存気体が気化し、キャビテーションと呼ばれる微少な気泡が発生する。この気泡は次に圧力が上昇した際、断熱圧縮により局所的な高温状態となる。この際の温度は数千度から一万度と言われており、この微少な高温のスポット周辺では種々のラジカルが発生すると言われている。このラジカルおよび高温により有機物が酸化分解され浴槽水が浄化されると考えられる。図3は浴槽水へ超音波を照射した際の浴槽水中の全有機物濃度(TOC)の変化を、浴槽水の温度別に測定したものであり、図4は図3における36時間後のTOC残存率を横軸を水温でグラフ化したものである。これらのグラフより、水温が35℃付近以上で浄化効率が高くなることが分かった。したがって浴槽水の制御温度は35℃以上が良く、より温度が高ければさらに好ましい。超音波は水中を伝播するが、超音波を水中に照射するとキャビテーションとは全く別の現象として超音波照射により溶存気体の脱気が起きる。この際発生する気泡はミリメートルオーダーの大きさでキャビテーションによる気泡よりもはるかに大きいものである。この気泡は超音波を反射するため全体として超音波の透過率が低下し効率が低下する。水温と飽和蒸気圧との関係は水温10℃で0.125m、水温40℃で0.75mであり、水温が高いほど溶存気体濃度は低い。したがって温度が高いほど超音波照射時の脱気された泡の発生が少なく、超音波の透過率も高いため有機物分解効率が高くなると考えられる。
【0016】超音波照射を行う浄化部5の位置としては、図2のように熱交換器4の下流側に設置することも可能である。その場合、浄化部5の近傍に設置された温度センサ10により浄化部の浴槽水温度を推定し、熱交換器4を制御することで浴槽中の浴槽水2自体の温度は低くても、所定温度以上の浴槽水に対して超音波を照射することができエネルギーを節約することが可能となる。このときの所定温度は前述のように35℃以上が望ましい。
【0017】超音波照射装置4は通常圧電振動子により構成される。圧電振動子は固有の振動モードを有し、決まった周波数で抵抗値が極小となる共振点が存在する。通常共振点付近で使用するのが振動効率が良く超音波も効率良く放射されるが、水温により共振点の周波数が変化するため超音波を照射する浴槽水の水温が変動する場合、常に共振点を追いかける機能を有する必要がある。共振点とはインピーダンスの周波数特性が、インピーダンスの絶対値が最小になる点または、位相特性の位相差が0度に近くなる点である。この共振点追尾機能を実現する方法には、幾つかの方法がある。例えば図4に振動子に印可される電圧と電流を常に同位相にする位相差制御による方法のブロック図を示す。31は発振回路、32は電圧・電力増幅器、33は振動子、34は抵抗器、35は位相比較器である。発振回路31の出力電圧を電圧・電力増幅器32で増幅し、振動子33を振動させる。振動子33の電圧と、振動子33に流れる電流を抵抗34の両端電圧として位相比較器35に入力し、位相差に応じた電圧を出力する。発振回路31は位相比較器35の出力を入力にとして周波数を制御し、電圧・電力増幅器32により増幅された電圧が振動子33に印可される。このようにして振動子を常に共振点で動作させることができる。また、他の方法として振動子の振動変位を振動電圧としてピックアップし、この信号電圧を入力アンプに帰還する方法もある。本機能を有することにより浴槽水の温度にかかわらず超音波を安定に放射することが可能となった。なお、超音波振動子の個数は複数でも構わないし、超音波の周波数も単一に限定することはない。例えば複数の振動子でそれぞれ異なる周波数で使用したり、一個の振動子で数種類の周波数の超音波を放射することも可能である。
【0018】温度センサは温度を検出する機能を有するものであれば特に限定されるものでは無く、例えば金属抵抗温度センサ、半導体抵抗温度センサ、熱電形温度センサ等が使用可能である。
【0019】以上は本発明液体の浄化装置を給湯器と一体化した場合について説明を行ったが、保温用ヒータを内蔵し、浴槽にはられた浴槽水を循環浄化する浴槽水浄化装置へ応用することも可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、活性炭等吸着材を使用せず微生物による有機物の分解を行わないため、レジオネラ菌の繁殖、浴槽水への混入が無く、安全な浴槽水浄化装置を実現することができ、さらに、常に高い効率で浴槽水の浄化を行うことが可能となった。




 

 


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