(57)【要約】  本明細書に記載される発明は、一緒にまたは個別に利用可能である、当技術分野における上述の必要性に対処する２つの態様を含む。すなわち、第１の態様は旅客輸送車両に搭載できる、連続的リアルタイム監視を必要としないで使用できる、輸送可能水浄化システムの提供に関し、第２の態様は、ＵＶチャンバを１回通過させた後に旅客輸送車両に搭載されるとき、水のＵＶ浄化を使用することに関する。
2008528275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．輸送機関に搭載されて使用および再循環するための給水を収容する貯蔵槽と、
ｂ．１つまたは複数の消毒薬剤を備える前記給水と流体連通する浄水装置と、
を備え、
前記浄水装置は前記水に少なくとも１つの消毒種を調節された方式で放出するように適用される、旅客輸送車両。
【請求項２】
前記旅客輸送車両は航空機、列車または船舶である、請求項１に記載の旅客輸送車両。
【請求項３】
前記旅客輸送車両は航空機である、請求項２に記載の旅客輸送車両。
【請求項４】
前記浄水装置が、
ａ．チャンバと、
ｂ．前記チャンバおよび前記給水と流体連通する水の入口および出口と
を備え、
ｃ．前記チャンバ内に配置され、ある一定期間にわたって前記水に少なくとも１つの消毒種を調節された割合で放出できる、１つまたは複数の消毒薬剤を含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記消毒薬剤は銀、銅、亜鉛またはこれらの混合物を含む、請求項４に記載の旅客輸送車両。
【請求項６】
前記消毒薬剤は金属銀を含む、請求項５の旅客輸送車両。
【請求項７】
前記消毒種はハロゲンを含む、請求項４に記載の旅客輸送車両。
【請求項８】
前記ハロゲン種は次亜塩素酸および次亜塩素酸イオンを含む、請求項７に記載の旅客輸送車両。
【請求項９】
前記消毒薬剤はハロゲン化ポリスチレンヒダントインを含む、請求項７に記載の旅客輸送車両。
【請求項１０】
１つまたは複数の軟水装置、水加熱装置または流れ制御装置をさらに含み、それぞれが前記給水と流体連通している、請求項１に記載の旅客輸送車両。
【請求項１１】
前記給水は飲料水である、請求項１に記載の旅客輸送車両。
【請求項１２】
ａ．水を受け入れるための入口と、
ｂ．前記入口から水を受け入れるまたは保持するように適用される、前記入口と流体連通する浄化チャンバであって、前記チャンバ内に配置され、前記チャンバの内部の少なくとも一部を照射できる、紫外線放射源を備える、浄化チャンバと、
ｃ．これらを１回通過後に前記チャンバから浄化された水を取り出すための出口と、
を備えた、旅客輸送車両に水を積み込む装置。
【請求項１３】
前記チャンバは、前記入口と出口の間に紫外線透過螺旋チューブと、内部に紫外線放射源が配置される前記螺旋チューブを通る長手方向コアとをさらに備えた、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記紫外線放射源はメタルハライドランプを備えている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記チャンバは紫外線透過外部窓をさらに備えている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記チャンバの外部に紫外線センサをさらに備えている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記水は飲料水である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
旅客輸送車両上の水質を向上または維持する方法であって、
給水の少なくとも一部を、貯水槽から、前記給水と流体連通し１つまたは複数の消毒薬剤を含む浄水装置を通過させるステップを含み、
前記浄水装置は少なくとも１つの消毒種を前記水に対して調節された方式で放出するように適用される、方法。
【請求項１９】
前記旅客輸送車両は航空機、列車または船舶である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
水を請求項１２に記載の装置に通過させるステップと、
浄化された水を、前記装置を１回通過させた後に旅客輸送車両上の貯水槽に送るステップと、
を含む旅客輸送車両に水を積み込む方法。
【請求項２１】
前記旅客輸送車両は航空機、列車または船舶である、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年１月３１日出願の米国特許出願第１１／０４８，０３４号の一部継続出願である、２００５年１１月１５日出願の米国特許出願第１１／２７４，６８０号の優先権を主張し、この出願の全開示内容は参照により本明細書に引用するものとする。
【０００２】
本発明は給水、より詳細には、飛行機、列車、船などの輸送機関上の飲料用給水を浄化しおよびその純度を維持する装置、方法およびシステムに関する。本発明はさらに２つの態様に関する。第１の態様は、給水の輸送機関への搭載時に、水が最初に浄化され、望ましくは飲料用として供給されることを保証する、給水浄化のための装置、方法およびシステムに関する。第２の態様は、輸送機関が作動している間に水を処理し、旅行の継続期間中において浄化された水の質を維持する装置、方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
水質の問題、詳細には、航空機、列車、ボートおよび船などの輸送機関上の、飲料用水の水質の問題は監督機関にとってより関心が高くなっている。これは、特に米国においては民間航空機に搭載されている飲料用給水に関して、民間旅客機では事実である。
【０００４】
米国環境保護庁（「ＥＰＡ」または「Ａｇｅｎｃｙ」）によると、２００４年８月および９月中に米国において試験された旅客機の１２％超が「ＥＰＡ標準に適合しない水を搭載していた」。これらの航空機に搭載された水は全大腸菌群の検査で陽性を示し、一部の水は病原性大腸菌に対する陽性も示した。ＥＰＡにより指摘されたとおり、「全大腸菌群および病原性大腸菌は両方とも、他の病原有機体（病原体）が水に存在する指標であり、人間の健康状態に影響を及ぼす可能性がある」。ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｐａ．ｇｏｖ／ａｉｒｌｉｎｅｗａｔｅｒの「航空機の給水（Ａｉｒｌｉｎｅ  Ｗａｔｅｒ  Ｓｕｐｐｌｉｅｓ）」を参照のこと。
【０００５】
２００４年１１月９日、ＥＰＡは、多数の米国の旅客航空会社による「新しい航空機の水の試験および消毒規約を実行する」という方針を発表した。これらの航空会社により実行される行政協定は、民間航空機の機内の水質のさらなる監視を要求する。これらはまた航空会社が、航空機の外側に存在する汚染物の予想される発生源を分析することおよび「ＥＰＡにより規制されていない海外の公共給水からの水の機内搭載の実施に関する情報を提供すること」を要求している。ｈｔｔｐ：／／ｙｏｓｅｍｉｔｅ．ｅｐａ．ｇｏｖ／ｏｐａの「ＥＰＡは新しい航空機の水の規約を実行するための主要な航空会社と合意に達した。（ＥＰＡ  Ｒｅａｃｈｅｓ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ  ｗｉｔｈ  Ｍａｊｏｒ  Ａｉｒｌｉｎｅｓ  ｔｏ  Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ  Ｎｅｗ  Ａｉｒｃｒａｆｔ  Ｗａｔｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ）」を参照のこと。
【０００６】
ＥＰＡの最近の公示から、旅客機の機内の水質の向上はＡｇｅｎｃｙの重要な目的であることは明らかである。このような改善に影響を及ぼすシステムおよび技術は、行政協定を遵守しようとする、米国の航空会社に有用なツールを提供する。これらはまた、一般に利用できるようにされた飲料水および他の水の質を向上させるように作用するため、ＥＰＡにとっても有用である。
【０００７】
Ｋｏｈｌｅｒ他の米国特許第４，８７１，４５２号「航空機に搭載された給水（Ｏｎ−Ｂｏａｒｄ  Ｗａｔｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ）」は、航空機の厨房、シンクおよび洗面所からの汚水を浄化するための装置を開示している。これらの範囲からの汚水はタンクに流され、その後メカニカルフィルタ、活性炭層、オゾンおよび浸透性段階、塩素の添加および紫外線（ＵＶ）の照射を含む消毒段階を通過する。その後、水はある一定の用途に対して航空機の乗客に利用できるようにされる。
【０００８】
Ｔｒａｃｙ他の米国特許第６，１４３，１８５号には、航空機の洗面所、シンクおよび厨房からの汚水を浄化するための代替システムが開示されている。これらもまた、メカニカル粒子フィルタ、活性炭および紫外線源を含む。代替として、Ｔｒａｃｙの特許によると、汚水は、マイクロ波に曝されるか塩素またはヨウ素を用いて処理される。センサは「純度の指標としての処理された水の透明度のレベル」を測定するために使用され、許容可能な透明度レベルが得られるまで制御弁の開放を制限する。ＫｏｈｌｅｒおよびＴｒａｃｙの両方の全開示内容は、参照により本明細書に引用したものとする。
【０００９】
しかし、これらのシステムおよび方法は航空機から排出される汚水の浄化に向けられている。現在、航空会社は一般に、航空機に搭載した飲料用給水が人間の消費に対して適合することを、年４回の消毒規約および毎月の水のサンプリングの採用により、保証しようと試みている。時間を要し労働集約的であることに加えて、これらの技術は、上述の協定の下ではＥＰＡを満足させるには十分ではない。
【００１０】
さらに、年４回の消毒は、特に非工業化地域と往復して飛行し、およびそれら地域で点検される飛行機に対する懸念である、飛行機に積み込まれた水に発生する汚染の問題には適切に対処していない。加えて、加圧を維持するためにならびに日常の点検の間においてシステムを排水するために、航空機上の貯水および分配システムに空気を導入する必要がある。この空気は繁殖する可能性がある病原体を発生させ、サンプリングまたは消毒手順の間の期間に非衛生的状態および許容できない水質をもたらす可能性がある。実際に、貯水および分配システムは日常的に、外部環境に曝されるため、飲料水の水質は、特定の連続的処理方式なしに保証できない。
【００１１】
しかし、飲料用給水の連続的処理は、解決すべき別の一連の潜在的な問題を有する。連続的処理は、必須の自動配水装置（計測および監視装置、投与薬剤の貯蔵装置および／または投与薬剤の現場での生成のための装置）を備える、水の連続的または半連続的な自動配水を必要とする。殺菌薬剤の従来の投与は、連続的でリアルタイムの監視をしばしば必要とし、また、連続的でリアルタイムの監視は適切な性能を保証するために必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
結果的に、大規模または多量の配水または監視装置の必要性がなく、連続的なリアルタイムの監視を必要とせず、本質的に自動調節型であり、容易に輸送できる（例えば航空機上で）、浄化するまたは給水の純度を維持するために飲料用給水の連続的な処理のための装置、方法およびシステムに対する当技術分野における必要性が存在する。
【００１３】
加えて、このような浄化システムの積載量を低減し、およびこのような浄化システムなしに輸送機関に対し純化された水を提供するために、輸送機関に積み込まれる前に水を純化できる装置、方法およびシステムに対する当技術分野における必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本明細書に記載される発明は、一緒にまたは個別に利用可能である、当技術分野における上述の必要性に対処する２つの態様を含む。すなわち、第１の態様は旅客輸送車両に搭載できる、輸送可能水浄化システムの提供に関し、第２の態様は、旅客輸送車両に積み込まれるときの、水の浄化に関する。
【００１５】
さらに詳細には、本発明の第１の態様は、輸送機関に搭載された使用および再循環のための真水の供給に備えた貯蔵槽と、真水の供給と流体連通している浄水装置とを含む旅客輸送車両に関する。浄水装置は制御された放出によって水に１つまたは複数の消毒種を供給する１つまたは複数の消毒薬剤を含む。この制御放出は、固体の消毒薬剤と消毒種間の化学的な還元／酸化または電気化学的平衡の形式を取るかまたは、消毒薬剤が組み込まれているか水溶解するかまたは再循環水により浸食される、可溶性の基体またはマトリックスとして徐々に発生する。消毒種の放出を制御することにより、水の化学薬剤および自動配水システムの常時のリアルタイムでの監視の必要性は除かれるが、このようなシステムは必要に応じて含むこともできる。
【００１６】
本発明の第２の態様は、旅客輸送車両に搭載される給水の一部になる前に、消毒するために積み込まれる水を処理する装置、方法およびシステムに関する。装置は、積み込まれている間において旅客輸送車両上の貯水槽と流体連通し、紫外線（ＵＶ）ランプアセンブリを有する、チャンバを含む。ＵＶランプアセンブリは望ましくは、水中の病原体を殺すのに最低限必要な量を超えるＵＶ照射量を照射するために適用される。積み込まれた水に対しＵＶ照射処理システムを使用することにより、高速の消毒率、原生動物の不活性化、硬水の消毒および高い殺傷率が、水中に消毒残留物を発生させることなく達成できる。さらに、これは浄化装置を１回通過することにより達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の第１の態様の特定の実施形態を図１に関して説明する。この説明は例示であり本発明の態様を限定するものではないと理解されるべきである。
【００１８】
図１に示されている浄水装置１００は、任意の公知のまたは将来の輸送手段である、旅客輸送車両に組み込まれるように設計されている。これらは、航空機、列車、船舶、自動車、宇宙船他を含むが、これらに限定されない。望ましくは、旅客輸送車両は航空機である。旅客輸送車両は、図１には示されていないが、水の貯蔵槽または貯蔵タンクを含み、供給ライン１０２および戻りライン１０４を通して浄水装置１００と流体連通する。図１に示されているとおり、供給ライン１０２を通る装置への水流は水加熱器１０６を通過する。このような加熱器の存在および／または動作は随意であるが、装置が低温、とりわけ、水の氷点であるまたは氷点を下回る温度に曝される場合には望ましい。水加熱器は、熱交換器、電気加熱器、化石燃料加熱炉等を含む、任意の適した種類でよい。
【００１９】
水はその後、少なくとも１種類のイオン、詳細には、水からの二価金属カチオンの除去に適した任意の媒質を含む、軟水化カートリッジ１０８を通過する。適した媒質は、イオン交換樹脂、ゼオライト等を含む。軟水化カートリッジの存在および動作は随意であるが、貯蔵槽またはタンクの水が、軟化が水処理装置の石灰化を防止するために必要であると思われるほど十分に硬質である場合、望ましいことが理解されるであろう。
【００２０】
軟水化カートリッジから出た水はその後１つまたは複数の消毒カートリッジ１１０および／または１１２を通過し、戻りライン１０４を通り水の貯蔵槽またはタンクに戻る。消毒カートリッジは、細菌およびウイルスといった病原体を含む、望ましくない微生物の存在または成長を低減または実質上除去するために、十分な濃度で水に消毒種を放出する、消毒薬剤を含む。さらに、この放出は、一定期間にわたり制御されてなされ、連続的な配水または連続的な監視の必要性または必須の装置なしに、この期間全体にわたって水を消毒する。消毒カートリッジは、水の入口、水の入口と流体連通するチャンバおよびまたチャンバと流体連通する水の出口を含む。チャンバの内部では、水は、水に消毒種を放出する、チャンバに含まれる消毒薬剤に接触する。消毒種は、消毒カートリッジの出口の外側に流れると、水中の生物的汚染物質を攻撃する。消毒種はまた水と反応し、水が貯水槽またはタンクと浄水装置間で再循環され、旅客輸送車両における様々な用途のために分配
されるとき、拡張された残りの保護作用を提供する。
【００２１】
好適な消毒薬剤は、飲料水の消毒に適した薬剤を含むがこれらに限定されない。これらは、米国特許第４，６０８，２４７号、５，３５２，３６９号、５，７７２，８９６号、５，８５５，７７７号、５，９３５，６０９号、６，０９３，４２２号、６，２１７，７８０号および６，２５４，８９４号（各出願の全開示内容は、参照により本明細書に引用したものとする）に記載されているおよび／またはＮＡＴＵＲＥ２（登録商標）（Ｚｏｄｉａｃ  Ｐｏｏｌ  Ｃａｒｅ，  Ｉｎｃ）として入手可能な薬剤を含む、Ａｇ（Ｉ）イオン、Ｃｕ（ＩＩ）イオンおよび／またはＺｎ（ＩＩ）イオンといった水に金属イオンを放出する薬剤である。消毒薬剤はまた、米国特許５，８５８，２４６号に記載されている薬剤などの、水にハロゲンを供給する薬剤または、Ｖａｎｓｏｎ  Ｈａｌｏｓｏｕｒｃｅから市販されている、塩素ポリスチレンヒダントインといったハロゲン化したポリスチレンヒダントインである。さらに別の代替物は、電気化学電池を利用して、水に溶解された塩から次亜塩素酸を含む混合酸化剤を生成する（ただし、これに限定されない）ことである。この場合には、消毒薬剤はチャンバ内の溶解塩であり、消毒種はこれらから生成される混合酸化剤である。
【００２２】
これらのシステムはそれぞれ、調節されるまたは自己調節方式で消毒種を解放する。この場合、自己調節メカニズムは、チャンバ内の消毒薬剤と水の中の消毒種との間の化学的、電気化学的酸化／還元または他の平衡から生じる。
【００２３】
図１に戻ると、消毒薬剤を含む２つのカートリッジが並列に接続されていることが示されている。図１に示されているとおり、システムが２つまたはそれ以上のカートリッジを含み並列構成で作動される場合、これらを通る流れは、コントローラ１１６に作動的に接続されている、流れ制御メカニズム１１４などの流れ制御メカニズムにより制御できる。図１に示されているとおり、このオプションの流れコントローラはまた加熱器１０６に作動的に接続できる。他の制御方式もまた可能であり、本発明の範囲内であることが理解されるであろう。例えば、システムが一度にカートリッジの１つのみを通して水が通過するように作動される場合、付加的な殺菌能力が必要とされるか、または第１カートリッジが詰まるかまたは消毒薬剤の量が不十分になると、第２カートリッジに切り替え、幾分別の流れ制御方式が使用される。
【００２４】
上述の装置に加えて、本発明の浄水装置は、米国特許第１１／０４８，０３４号（参照により本明細書に引用されている）に記載されている、マニホルド、スケール防止モジュール、かん水カートリッジおよびポンプ（空電解処理において使用する）、ドレイン弁、加圧ポンプ、水位センサ他を含むがこれらに限定されない、他の要素を含むことができる。
【００２５】
本発明の第２の態様の特定の実施形態は、例示であり、特許請求の範囲を制限することを目的としない、図２および図３を参照することによりここに説明される。
【００２６】
図２は、旅客輸送車両２００に水を積み込むための装置の１つの実施形態の斜視破断図である。近傍の供給源（図示せず）からの水は入口２０２を通して装置に入り、浄化チャンバ２０６を通過した後出口２０４を通り装置から出る。浄化チャンバ２０６内で、水はＵＶ照射に曝され、これはＵＶ透明チャンバ窓２０８に隣接して配置される、ＵＶセンサ（図示せず）により監視できる。電力導線２１０および２１２は、浄化チャンバ２０６内に配置されるＵＶランプ（図示せず）に電流を供給する。電流は、電気コネクタ２１４を介して導線に供給される。
【００２７】
図３は浄化チャンバ２０６の１つの実施形態の平面図を示している。この実施形態では、入口２０２を通ってチャンバに入る未浄化の水が螺旋チューブ２１６を通過し出口２０４を通りチャンバの外に出る。螺旋チューブ２１６はチャンバの全長に長手方向コアまたは中央開口に巻き付き、この内部には、明確にするために長手方向コアの外側に示されている、導線２１２および２１４を介して電流が供給される、ＵＶ源２１８が配置されている。螺旋チューブは水をＵＶ源から分離して維持する機能を有すると同時に、チャンバ内での十分な滞留時間を提供して所望の量のＵＶ放射が得られるように作用する。チューブはＵＶ放射に対して比較的透過性であり望ましくは水晶または他のＵＶ透過素材から作られる。これはまたユニットを通る水の流れのプロファイルを最適化し、ＵＶ放射源への露出強度を維持する。
【００２８】
ＵＶ源は任意の従来のＵＶ源であってもよいが、石英中圧メタルハライドランプといった、石英メタルハライドランプであることが望ましい。ＵＶランプにより放出され、処理されるために水に伝達されるＵＶ放射量は、細菌、ウイルスおよび原生動物といった病原体のレベルを実質上低減するのに十分であることが望ましい。細菌に対して得られる低減量は、ウイルスに対して得られる低減量よりも大きく、次に、ウイルスに対する低減量は原生動物に対して得られる低減量よりも大きいと予測される。水に供給される放射量は、窓に近接する適切なＵＶ検出器を配置することにより透明な窓２０８を通して監視できる。
【００２９】
ＵＶ放射源は、放射源と電源の間に配置される電気的または電子的制御を受け、周期的または連続的方式で作動可能である。
【００３０】
本発明のこの態様の装置は、化学的な消毒の残留種または消毒種の副産物を生成することなく、薬剤を使用しない消毒を提供し、装置を通過する水を数秒で消毒できる。この装置は広範囲の流量に対応できる。通常の流量は一般に５ｇｐｍを超え、一般に約５〜１５ｇｐｍに及び、さらに詳細には約１０〜１５ｇｐｍである。この範囲の流量を使用する水を浄化するこの能力により、本発明は、航空機といった、旅客輸送車両の点検中に水を積み込むには適切である。しかし、この範囲を下回るまたは超える流量もまた容易に使用できる。本発明の装置を使用することにより、高い殺菌率で、細菌、ウイルスおよび原生動物を含む病原体の低減をもたらし、これにより特に、利用可能な水源の水質が飲料水の微生物純度に対する米国ＥＰＡおよび／またはＷＨＯ標準に適合する可能性が低い、このような有機体により汚染される可能性がより高い、非工業化国での使用に適する。
【００３１】
本発明のいずれかの態様も個別に使用できることは明らかであろう。例えば、本発明の第１の態様の浄化システムを搭載しない輸送機関に疑わしい水源からの水を積み込む必要がある場合、本発明の第２の態様を単独で使用できる。比較的純粋な水が積み込みに利用可能であるかまたは積み込まれた場合、本発明の第１の態様を使用して、旅客輸送車両に搭載されている間、この水の純度を維持することができる。さらにこれらの態様を一緒に使用して、積み込むための最初に浄化された水を提供し（本発明の第２の態様を使用して）、輸送中に水の純度を維持することができる（本発明の第１の態様を使用して）。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の態様による浄水装置の概略図である。
【図２】本発明の第２の態様による浄水装置の１つの実施形態の斜視図である。
【図３】本発明の第２の態様による浄化チャンバおよびＵＶランプの１つの実施形態の要素の側面図である。
【図１】
2008528275.tif 000003
【図２】
2008528275.tif 000004
【図３】
2008528275.tif 000005
【国際調査報告】
2008528275.tif 000006
2008528275.tif 000007
2008528275.tif 000008