(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧パルスによって液体中の菌を殺菌する高電圧パルス殺菌手段と、お湯、または、冷水等の殺菌をしようとする液体を収納する液体タンクと、前記液体タンク内の液体を前記高電圧パルス殺菌手段に送り込むポンプ等の供給手段と、前記高電圧パルスの後に設けられた出水口を備え、前記出水口は、使用終了後に高電圧パルス殺菌手段の液体を排出している時は装置外に出水せずに液体供給装置内の使用済みタンクに出水し、液体の温度、内容等の状態に依存せず、且つ、安全な状態でタンクの液体を殺菌して使用者に供給することを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
高電圧パルス殺菌手段は、使用するごとに必要な液体量だけを前記高電圧パルス殺菌手段に入れて殺菌し、殺菌が終了した後に出水することを特徴とする請求項１記載の液体供給装置。
【請求項３】
高電圧パルス殺菌手段は、前記高電圧パルス殺菌手段の槽内の液体が満水状態の時のみ殺菌を行うことを特徴とする請求項１、または、２記載の液体供給装置。
【請求項４】
高電圧パルス殺菌手段は、前記高電圧パルス殺菌手段の槽内の液体を使用終了ごとに排出することを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の液体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、殺菌しようとする液体の温度、内容等の状態に依存せず、且つ、安全な状態でタンク内の液体を殺菌して使用者に供給することができる液体供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術に関して説明する。従来の液体供給装置において、液体供給装置の液体が冷水の場合は次亜塩素酸塩等の薬剤を使用して液体の中の大腸菌等の殺菌を行い、また、液体供給装置の液体がお湯の場合では煮沸することで液体の中の大腸菌等の殺菌を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の手段では、以下の課題が生じる。
【０００４】
液体の温度、内容物等の条件により薬剤を使用したり、加熱手段を使用するなど殺菌手段を変更する必要があり、夫々異なる殺菌手段を実現する装置のコスト、空間が必要となっていた。
【０００５】
また、薬剤の人体に対する安全性を考慮する必要があった。また、殺菌する際に常に薬剤を用意する必要があり、恒久的に殺菌を行うにはコスト、メンテナンス等の問題が生じていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、高電圧パルス信号で発生した強電界によって液体供給装置の液体中の殺菌を行うものである。この手段によると、殺菌を行ったものを変質することがないので人体に対しても安全である。また、安易な電気を利用するので、特別なメンテナンスの必要がないので、恒久的に液体供給装置の液体の殺菌を行うことができる。さらに、この手段は電界によって液体の殺菌を行うために液体の状態に関係なく加えられた電気量によって殺菌の能力が決定するもので操作が容易である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の目的を達成する各請求項に記載した発明に、その効果と作用を併記し、さらに実施例を加えることにより発明の実施の形態を詳述することとする。
【０００８】
請求項１記載の発明は、高電圧パルスによって水中の菌を殺菌する高電圧パルス殺菌手段と、殺菌しようとする液体を収納する液体タンクと、液体を高電圧パルス殺菌手段に送り込むポンプ等の供給手段と、高電圧パルスの後に設けられた出水口を備え、前記出水口は、使用終了後に高電圧パルス殺菌手段の液体を排出している時は装置外に出水せずに液体供給装置内の使用済みタンクに出水するものである。かかる構成によると、殺菌槽に印加する高電圧によって発生する電界によって液体供給装置の液体の中に含まれる大腸菌等の菌を殺菌することが容易にでき、排出時の槽内で適切な温度とは異なる温度となった液体を使用者に提供することなく、常に使用するときは適切な温度で液体を使用者に提供することができる。
【０００９】
その殺菌メカニズムは、殺菌槽内に発生した電界によって大腸菌等の菌の両端に電圧差が生じるものであり、これについては例えば論文  佐藤正之著、『これからの微生物殺菌装置とその周辺技術』、食品と容器、Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．６、Ｐ３０８からＰ３１４に詳しく述べられている。
【００１０】
また、上記構成では液体供給装置の外に出す直前に殺菌をしながら液体を出すので、液体供給装置の中で菌が繁殖してる場合でも常に安全な状態で液体を供給することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、使用するごとに必要な液体量だけを前記高電圧パルス殺菌手段に入れて殺菌し、殺菌が終了した後に出水するものであり、かかる構成によると、常に殺菌された液体を使用者に供給することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記高電圧パルス殺菌手段の槽内の液体が満水状態の時のみ殺菌を行うものであり、かかる構成によると、電極に高電圧をかける際に液体と空気の誘電率の違いから電極の空中放電が起こり液体中に電界が発生せず、大腸菌等の菌の殺菌をしなくなるという状態を防ぐことができる。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、高電圧パルス殺菌手段の槽内の液体を使用終了ごとに排出するものであり、かかる構成によると、使用毎に殺菌槽内の液体を排出することで槽内で菌が繁殖したり、殺菌前の液体と殺菌後の液体が混ざり合ったりすることを防ぐことができる。
【００１５】
【実施例】
以下に本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１６】
まず、実施例の構成について、図１、２で説明する。
【００１７】
図１において、１は使用者に供給するための温かい液体を収納するお湯タンクであり、お湯タンク１の中の温かい液体は送り込む第一のポンプ２によって第一の混合栓３に送り込む。４は使用者に供給するための冷たい液体を収納する冷水タンクであり、冷水タンク４の中の冷たい液体は送り込む第二のポンプ５によって第二の混合栓６に送り込む。これら第一のポンプ２と第二のポンプ５は共に液体の供給手段である。第一の混合栓３は、第一のポンプ２及び第二のポンプ５で供給された液体を水量センサ７に送り込む。
【００１８】
使用ポンプ切替手段８は、第一のポンプ制御手段９と第二のポンプ制御手段１０の何れか一方を選択する。第一のポンプ制御手段９は使用ポンプ切替手段８によって選択されると、第一のポンプ２を動作してお湯タンク１内の液体を第一の混合栓３へ送り込む。同様に、第二のポンプ制御手段１０は使用ポンプ切替手段８によって選択されると、第二のポンプ５を動作して冷水タンク４内の液体を第一の混合栓３へ送り込む。
【００１９】
水量センサ７は第一の混合栓３から第二の混合栓６へ流れる水量を測定し、水量測定手段１１によって水量に変換する。
【００２０】
第二の混合栓６は、高電圧パルス殺菌手段による殺菌槽内の液体を排出するために、空気等の気体を送り込む槽内水排出手段１２による気体と水量センサ７による液体を入水口弁制御手段１３の入水口制御信号に従って選択し、高電圧パルス殺菌手段１４に送り込む。
【００２１】
第三の混合栓１５は、高電圧パルス殺菌手段１４によって殺菌された液体を槽内水排出手段１２による排出用気体によって高電圧パルス殺菌手段１４の槽内の液体を排出している際の液体をためる排出用タンクと使用者が液体供給装置の液体を受け取る出水口を、出水口弁制御手段１４の出水口制御信号に従って選択し、選択した方向に液体を送り込む。
【００２２】
殺菌手順記憶手段１７は、殺菌開始スイッチ１８によって使用者が希望するお湯タンク１、冷水タンク４が選択されると液体の殺菌を開始し、殺菌手順記憶手段１７は、高電圧パルス殺菌手段１４の槽内の液体を使用終了ごとに排出するように、記憶された手順に従って槽内水排出制御手段１９、入水口弁制御手段１３、出水口弁制御手段１６、使用ポンプ制御手段２０をそれぞれ動作させていく。
【００２３】
上記構成によると使用毎に殺菌槽内の液体を排出することで槽内で菌が繁殖したり、液体が混ざり合ったりすることを防ぐことができる。
【００２４】
また、高電圧パルス殺菌手段１４で殺菌した液体以外の液体を、第三の混合栓１５によって排出用タンク２１に送り込むことで、槽内で温度変化し所望の温度とは異なる温度となった液体を使用者に提供することなく、常に使用するときは所望の適切な温度で液体を使用者に提供することができる。
【００２５】
使用ポンプ制御手段２０は、使用者が希望する温度のお温タンク１、冷水タンク４を選択し、お温タンク１の場合では第一のポンプ制御手段９に、冷水タンク４の場合では第二のポンプ制御手段１０に、水量測定手段１１より水量センサ７を通った水量が一回の使用水量を記憶している使用水量記憶手段２２となるまで動作するように、使用ポンプ切替手段８に制御信号を出力する。
【００２６】
次に、図２で高電圧パルス殺菌手段９について詳しく説明する。
【００２７】
図２において、２３は高電圧発生手段であり、液体に含まれる菌を殺菌する際に使用する高電圧を発生する。
【００２８】
パルス時間記憶手段２４は、高圧パルスの時間間隔を記憶し、そのパルス間隔を高電圧パルス発生手段２５に出力する。高電圧パルス発生手段２５は、パルス時間記憶手段２４が記憶するパルス間隔で高電圧パルスが発生するように、切替スイッチ２６にパルス信号を出力する。切替スイッチ２６は、高電圧パルス発生手段２５によるパルス信号に従って高電圧発生手段２３が発生する高電圧をオン／オフする。
【００２９】
殺菌槽２７は、切替スイッチ２６による高電圧パルスを入力とし、槽の内部で電界を発生し大腸菌等の菌を殺菌する。
【００３０】
２８は殺菌装置制御手段であり、殺菌手順記憶手段１７によって殺菌を行うように命令されると、高電圧発生手段２３、高電圧パルス発生手段２５に制御信号を出力して動作させる。
【００３１】
また、２９は満水センサであり、殺菌槽が満水であるかどうかを判定し、満水であると殺菌手順記憶手段１７に満水制御信号を出力する。
【００３２】
図３は、殺菌槽を詳しく説明した図である。
【００３３】
３０は第一の電極、３１は第二の電極であり、３０はプラスの電圧が印可され、３１ではマイナスの電圧が印可されている。殺菌槽２７では、高電圧パルスが印加された第一、第二の電極３０、３１の距離に応じた電界が発生する。
【００３４】
次に、本実施例の動作について説明する。
【００３５】
まず、図３を用いて高電圧パルス殺菌手段の動作を説明する。
【００３６】
図３は、殺菌槽にかかる電圧Ｖ、電極距離ｄ、電界Ｅ、菌の大きさｄｋ、菌にかかる電圧Ｖｋを示した図である。図３に示すように、電圧Ｖと電極距離ｄ、電界Ｅとの間には
Ｖ＝Ｅ・ｄ（Ｖ）
の関係式が成り立つ。菌の大きさをｄｋとすると、菌の両端にかかる電圧Ｖｋは
Ｖｋ＝Ｅ・ｄｋ＝（ｄｋ／ｄ）・Ｖ（Ｖ）
となる。もし菌の両端にかかる電圧Ｖｋが約０．７Ｖを越えると、菌の細胞が破壊され菌が死滅することがわかっている。このことは、例えば、論文  佐藤正之著、『これからの微生物殺菌装置とその周辺技術』、食品と容器、ＶＯＬ．３５、ＮＯ．６、Ｐ３０８からＰ３１４にて開示されている。そして、数十μｓｅｃのパルス幅であるインパルス状の電圧によって電界を発生すると、処理水の水及びその他の物質のイオンの移動度に比べてパルス幅が短いため、水及びその他の物質のイオンによる電気分解が起こりにくいことがわかっている。
【００３７】
また、この方式では電極間の距離、電極間に加える電圧で決定するため、液体の温度、内容等の状態に関係なく液体内に含まれる菌の殺菌をおこなうことができる。
【００３８】
次に、使用ポンプ制御手段２０について図４で説明する。
【００３９】
図４は、殺菌する液体の量Ｖｓとその液体の量全体を殺菌するのに必要な殺菌時間ｔｓを示した図である。だだし、横軸として殺菌する液体の量Ｖｓ、縦軸として殺菌時間ｔｓとしている。
【００４０】
図４より、殺菌する液体の量Ｖｓが多いほど殺菌するべき菌の数も多くなるため、殺菌に必要な時間ｔｓが長くなること、必要となる電気エネルギーも多くなることがわかる。よって、無駄なエネルギーを消費しないで、殺菌時間をできるだけ短縮し使用者になるべく早く液体を提供する等の観点から、図４の殺菌すべき液体の量Ｖｓに対応した殺菌時間ｔｓで殺菌するのが最もふさわしいことがわかる。
【００４１】
使用ポンプ制御手段２０では、殺菌手順記憶手段１７より動作するように命令を受けると、水量センサ７によって測定された水量Ｖｓが使用水量記憶手段２２が記憶する一回あたりの使用水量Ｖリットルとなるまで、第一のポンプ２、第二のポンプ５を動作させる。そして、図４より、設定した水量Ｖリットルを殺菌するのに必要な殺菌時間ｔｓを決定し、その時間だけ高電圧パルス殺菌手段１４による殺菌を行うものである。
【００４２】
次に、殺菌手順記憶手段１７が記憶する殺菌手順について図５で説明する。
【００４３】
図５は、殺菌手順記憶手段１７が記憶する手順をフローチャートにして示した図である。
【００４４】
殺菌手順記憶手段１７は、殺菌開始スイッチ１８によって使用者が液体供給装置による液体供給の要求を受け取ると、まず、第三の混合栓１５を閉じて、第二の混合栓６の方向をＤからＦへ変更する（ステップ５０）。
【００４５】
第一のポンプ２、もしくは、第二のポンプ５を動作して液体を高電圧パルス殺菌手段１４の殺菌槽内に流し込む（ステップ５１）。殺菌槽２７の電極に高電圧をかける際に液体と空気の誘電率の違いから電極の空中放電が起こらないように、槽が満水となるまて待機する（ステップ５２）。
【００４６】
殺菌槽２７が満水となると、殺菌を開始し、第三の混合栓１５をＧからＨ方向に開けて使用者に使用水量に達するまで液体を供給する（ステップ５３、ステップ５４）。
【００４７】
供給した液体量が使用水量に達すると、第三の混合栓１５の方向をＥからＦに、第二の混合栓６の方向をＧからＩへ変更し、槽内水排出手段１２を動作して槽内の水を排出する（ステップ５５、ステップ５６、ステップ５７）。
【００４８】
本実施例で、高電圧パルスによって水中の菌を殺菌する高電圧パルス殺菌手段と、液体を収納する液体タンクと、液体を高電圧パルス殺菌手段に送り込むポンプと、高電圧パルスの後に設けられた出水口を備えたものである。かかる構成によると、殺菌槽に印加する高電圧によって発生する電界によって液体供給装置の液体の中に含まれる大腸菌等の菌を殺菌することができる。
【００４９】
また、液体供給装置の外に出す直前に殺菌をしながら液体を出すものであり、液体供給装置の中で菌が繁殖してる場合でも常に安全な状態で液体を供給することができる。
【００５０】
また、本実施例では、使用するごとに必要な液体量だけを前記高電圧パルス殺菌手段に入れて殺菌し、殺菌が終了した後に出水するものであり、かかる構成によると、殺菌に最も短い時間だけ殺菌して使用者に提供するので、殺菌された液体を使用者に最も短い時間で供給することができる。
【００５１】
また、本実施例では、高電圧パルス手段の槽内の液体が満水状態の時のみ殺菌を行う構成とするものであり、かかる構成によると、電極に高電圧をかける際に液体と空気の誘電率の違いから電極の空中放電が起こり液体中に電界が発生せず、大腸菌等の菌の殺菌をしなくなるという状態を防ぐことができる。
【００５２】
また、本実施例では、高電圧パルス殺菌手段の槽内の液体を使用終了ごとに排出する構成とするものであり、かかる構成によると使用毎に殺菌槽内の液体を排出することで槽内で菌が繁殖したり、殺菌した後の液体と未殺菌の液体が混ざり合ったりすることを防ぐことができる。
【００５３】
さらに、本実施例では、出水口に弁を設け、使用終了後に高電圧パルス殺菌手段の液体を排出している時は装置外に出水せずに液体供給装置内の使用済みタンクに出水するものであり、かかる構成によると排出時の槽内で所望の温度とは異なる温度となった液体を使用者に提供することなく、常に使用するときは所望の適切な温度で液体を使用者に提供することができる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、高電圧パルスによって水中の菌を殺菌する高電圧パルス殺菌手段と、液体を収納する液体タンクと、液体を高電圧パルス殺菌手段に送り込むポンプなどの供給手段と、高電圧パルスの後に設けられた出水口を備え、前記出水口は、使用終了後に高電圧パルス殺菌手段の液体を排出している時は装置外に出水せずに液体供給装置内の使用済みタンクに出水したものである。かかる構成によると、殺菌槽に印加する高電圧によって発生する電界によって液体供給装置の液体の中に含まれる大腸菌等の菌を殺菌することができ、排出時の槽内で所望の温度とは異なる温度となった液体を使用者に提供することなく、常に使用するときは所望の適切な温度で液体を使用者に提供することができる。
【００５５】
その殺菌メカニズムは、殺菌槽内に発生した電界によって大腸菌等の菌の両端に電圧差が生じることによるものである。このことは、論文  佐藤正之著、『これからの微生物殺菌装置とその周辺技術』、食品と容器、Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．６、Ｐ３０８からＰ３１４にも詳しく述べられている。
【００５６】
また、上記構成では液体供給装置の外に出す直前に殺菌をしながら液体を出すので、液体供給装置の中で菌が繁殖してる場合でも常に安全な状態で液体を供給することができる。
【００５７】
請求項２記載の発明は、使用するごとに必要な液体量だけを前記高電圧パルス殺菌手段に入れて殺菌し、殺菌が終了した後に出水するものであり、かかる構成によると、殺菌に最小限必要な時間だけ殺菌して使用者に提供するので、殺菌された液体を使用者に短い時間で供給することができる。
【００５８】
請求項３記載の発明は、殺菌パルス手段の槽内の液体が満水状態の時のみ殺菌を行う構成とするものであり、かかる構成によると、電極に高電圧をかける際に液体と空気の誘電率の違いから電極の空中放電が起こり液体中に電界が発生せず、大腸菌等の菌の殺菌をしなくなるという状態を防ぐことができる。
【００５９】
また、請求項４記載に係る発明は、高電圧パルス殺菌手段の槽内の液体を使用終了ごとに排出する構成とするものであり、かかる構成によると使用毎に殺菌槽内の液体を排出することで槽内で菌が繁殖したり、既殺菌の液体と未殺菌の液体が混ざり合ったりするのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す液体供給装置のブロック図
【図２】同高電圧パルス発生手段の構成を示すブロック図
【図３】同殺菌槽内での電極間の電圧と菌にかかる電圧の関係を示す図
【図４】同殺菌する液体の量Ｖｓと殺菌時間ｔｓの関係を示した図
【図５】同殺菌手順記憶手段の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１    お湯タンク
２    第一のポンプ
３    第一の混合栓
４    冷水タンク
５    第二のポンプ
６    第二の混合栓
７    水量センサ
８    使用ポンプ切替手段
９    第一のポンプ制御手段
１０  第二のポンプ制御手段
１１  水量測定手段
１２  槽内水排水手段
１３  入水口弁制御手段
１４  高電圧パルス殺菌手段
１５  第三の混合栓
１６  出水口弁制御手段
１７  殺菌手順記憶手段
１８  殺菌開始スイッチ
１９  槽内水排出制御手段
２０  使用ポンプ制御手段
２１  排水用タンク
２２  使用水量記憶手段
２３  高電圧発生手段
２４  パルス時間記憶手段
２５  高電圧パルス発生手段
２６  切替スイッチ
２７  殺菌槽
２８  殺菌装置制御手段
２９  満水センサ
３０  第一の電極
３１  第二の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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