(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水域からバクテリア、微生物、その他の細胞発生物を除去する方法であって、
水からバクテリア、微生物、その他の細胞発生物を抑制又は除去することを目的として、その中を水が通るように水域に通じることができるパイプ又は同様の導管の一区画に可変周波数や所定範囲の周波数の電磁場を連続的に適用するステップを含み、
上記パイプ又は導管の一区画に対する電磁場の適用は、パイプ又は導管の外壁に配置されパイプ又は導管の長手方向に延在するフェライト材料の細長い複数の片を備えた１又は２以上の要素を磁化することによって達成され、これにより、複数の磁場がオーバーラップするようにしたことを特徴とする、方法。
【請求項２】
上記フェライト材料はマンガン亜鉛である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記１又は２以上の要素はコイルによって磁化される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
上記可変周波数は３つの連続的に変化する周波数であり、当該周波数の上記磁場が上記パイプ又は上記導管に適用される、請求項１記載の方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法を実行する装置にして、
上記パイプ又は上記導管の上記一区画のまわりに配置されるように構成された磁化可能な要素と、
該磁化可能な要素に信号を与える手段であって、上記パイプ又は導管内に上記電磁場を形成する手段と、を備え、
該手段は、電磁場の上記周波数や上記範囲を連続的に変化させ、これにより、上記水から上記バクテリア、微生物、その他の細胞発生物を抑制又は除去し、
上記磁化可能な要素は、上記フェライト材料の細長い片を上記パイプ又は導管の上記一区画の外壁に備えたことを特徴とする、装置。
【請求項６】
上記フェライト材料はマンガン亜鉛である、請求項５記載の装置。
【請求項７】
上記磁化可能な要素は、上記パイプ又は上記導管に上記電磁場を適用するためのコイルであり、
該コイルは、上記パイプ又は導管のまわりに同軸に配置された塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）その他の非鉄巻型のまわりに巻かれている、請求項５記載の装置。
【請求項８】
上記電磁場を発生させるために上記磁化可能な要素に交流電圧が印加される、請求項５〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
上記交流電圧は５ボルトである、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
上記磁化可能な要素に加えられる電圧の周波数は、２ＫＨｚ〜７ＫＨｚの範囲で変化する、請求項５記載の装置。
【請求項１１】
上記磁化可能な要素に加えられる信号は、正側の方形波とそれに続く負側のスパイクであって一つの可変周波数を有する形である、請求項５記載の装置。
【請求項１２】
上記信号を与える手段は、第１および第２の方形波発振器を備え、
上記第２の発振器の出力は、第１の発振器の出力により周波数変調される、請求項５記載の装置。
【請求項１３】
上記信号を与える手段は、また、第３の方形波発振器を備え、
上記第２の発振器の出力は、上記第３の方形波発振器の出力を周波数変調するために用いられる、請求項５記載の装置。
【請求項１４】
上記第３の方形波発振器の出力を増幅するために、増幅器手段が使用され、
該増幅器手段の出力は、所望の信号波形を決定するため容量手段を経て上記磁化可能な要素に接続されるように構成された、請求項１３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、水泳プール、貯水池、ダムなどの水域を浄化するための方法および装置に関する。特に、水からのバクテリア、微生物、その他の細胞発生物の除去に関する。
背景技術
水泳プール、取水域などの大水域には、（その水域で泳いだり水浴びにより、あるいは、その水を飲むことにより）人と連続的に接するべき水があり、浄化が望まれる。砂などの濾過媒体と協働する種々のフィルターを用いて粒子その他の固形片を除去することができるが、有害なバクテリアその他の微生物発生物の除去はより困難である。このようなバクテリアなどは、通常は、水域に適切な化学物質を定期的に投入することによって、除去される。たとえば、一般に、次亜塩素酸ナトリウムがプールに加えられ、水中に溶解した塩素成分が、水中に存在するバクテリアなどの致死量レベルになるように維持される。飲料水基準にまで水域を浄化しなければならない公営事業において、広い範囲の化学物質を水に加えて浄化することができる。
これらの現存の方法には多くの欠点がある。水泳プールは、水を浄化するのに必要な塩素成分がプール内の人の目を刺激することがよくあるので、処理後一定期間が経過しなければ使用することができない。飲料水の処理においては、水源への慎重な化学物質の添加自体が有害であるとの公衆による心配が増大している。例えば、処理された水は、人によっては、アレルギー反応を引き起こす可能性がある。したがって、ますます多くの消費者にとって、使用又は消費する前に、供給された水を濾過あるいはさらに処理する必要がある。もちろん、化学物質の使用および／又は供給された水のさらなる処理は、すべて、共同体により使用されるために受け入れ可能な水の供給を維持する財政コストを加える。
したがって、本発明の全般的な目的は、１又は２以上の上記欠点を克服し、少なくとも改良することである。
発明の開示
本発明によれば、水域からバクテリア、微生物、その他の細胞発生物を除去する方法を提供する。該方法は、
その中を水が通るように水域に通じることができるパイプ又は同様の導管の一区画に電磁場を適用することを含み、該電磁場は上記水から上記バクテリア、微生物、その他の細胞発生物を抑制又は除去するのに十分な一つの周波数又はある範囲の周波数を有する。
上記パイプの一区画に対する電磁場の適用は、上記パイプ又は導管の壁に配置された１又は２以上の要素を磁化することによって達成できる。
４個の等間隔に配置された要素を、上記パイプ又は導管に配置することができる。
上記要素は、フェライト材料の細長い片とすることが可能である。
上記フェライト材料は、マンガン亜鉛（manganise-zinc）とすることが可能である。
上記要素は、磁化可能なコイルとすることが可能である。
本発明のさらなる観点によれば、水域からバクテリア、微生物、その他の細胞発生物を除去する装置を提供する。該装置は、
水域に通じることができるパイプの一区画のまわりに配置されるように構成された磁化可能な要素と、
該磁化可能な要素に信号を与え、上記パイプ内に電磁場を形成する手段とを備え、該電磁場は上記水から上記バクテリア、微生物、その他の細胞発生物を抑制又は除去するのに十分な一つの周波数又はある範囲の周波数を有する。
上記磁化可能な要素は、パイプの一区画の壁に配置された１又は２以上のフェライト要素を備えることができる。
上記１又は２以上のフェライト要素は、マンガン亜鉛要素とすることが可能である。
上記磁化可能な要素は、上記パイプ又は導管に電磁場を適用するためのコイルとすることが可能であって、該コイルは、上記パイプ又は導管のまわりに同軸に配置された塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）その他の非鉄巻型のまわりに巻かれている。
電磁場を発生させるために、上記磁化可能な要素に交流電圧を印加することが可能である
その電圧は、交流５ボルトとすることが可能である。
上記磁化可能な要素に加えられる電圧の周波数は、２ＫＨｚ〜７ＫＨｚの範囲内のある範囲の周波数を掃引するために、変化することができる。
上記磁化可能な要素に加えられる信号は、正側の方形波とそれに続く負側のスパイクであって一つの可変周波数を有する形である。
信号を発生させる手段は、第１および第２の方形波発振器を備え、上記第２の発振器の出力は第１の発振器の出力により周波数を変調されることが可能である。
信号発生手段は第３の方形波発振器も備えることができる。上記第２の発振器の出力は上記第３の方形波発振器の出力を周波数変調するために用いられる。
増幅器手段は、上記第３の方形波発振器の出力を増幅するために使用可能であり、該増幅器手段の出力は、所望の信号波形を決定するため容量手段を経て磁化可能要素に接続されるように構成される。
【図面の簡単な説明】
本発明をより容易に理解し実際の効果を与えるため、本発明の好ましい実施例を示す以下の図面が参照される。
図１は、本発明により構成された装置の全般的性質を示す。
図２は、信号を発生させ、その信号をその中を水が通るパイプに与えるための回路の電気回路図である。
図３は、本発明を水泳プールに適用した図である。
図４は、信号を発生させて、その中を水が通るパイプに信号を与える回路の変形例の電気回路図である。
図５は、本発明による装置が取り付けられている、水泳プール濾過システムからのパイプの一区画の図である。
図６は、本発明のプローブが配置されている、水泳プール設備のパイプの断面図である。
図７は、本発明の別の観点に従うパイプバンドの斜視図である。
発明を実施するための最良の形態
まず、図１を参照すると、プラスチック材料、好ましくはポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）のような、非磁性、非鉄材料から作られた巻型１２を備える装置１０が図示されている。巻型１２のまわりには、ワイヤが何周も巻かれ、コイル１３を形成している。このコイル１３は、信号発生器１４から信号を受けるように接続されている。
巻型１２は、好ましくは、直径４０ｍｍであり、その上に３層の０．３１５ｍｍ絶縁銅ワイヤが巻かれ、巻型１２に沿って約１７０ｍｍ延在する。巻型は、ワイヤの巻きを囲むために外側ケーシングを備えるてもよく、あるいは、ワイヤの層に収縮スリーブを備えてもよい。
コイルは、信号発生器に接続されるようになっている。信号発生器は、回路の作動を示す発光ダイオード（ＬＥＤ）の形のインジケータ１６と、装置１０への電源供給を示す発光ダイオード（ＬＥＤ）の形のインジケータ１７とを備えるケーシング１５内に収納される。ケーシング１５内には、信号発生回路１９および協働する電源２０のコンポーネントを搭載する回路基板１８が取り付けられている。
電源２０は、ブリッジ整流器Ｂ１とコンデンサＣ１を含む。これらは、ＡＣ電源２１に接続され、脈動ＤＣ電圧を整流器Ｂ１の出力で供給する。その周波数は、本実施例では１００Ｈｚである。次に、その電圧はキャパシタＣ２に印加され、フィルタをかけ平滑化して、ＤＣ電圧を供給する。この平滑化されたＤＣ電圧は、次に、調整器Ｒｅｇ１に印加される。調整器Ｒｅｇ１は、この場合、１２ボルトの固定されたＤＣ電圧を出力し、コンデンサＣ３と結合して調整された１２ボルト電源を供給する。抵抗Ｒ２は、外部に取り付けられ回路に電源供給されていることを示すＬＥＤ１６に、ブリッジＢ１からの電圧出力を与える。抵抗Ｒ２は、ＬＥＤ１６に流れる電流を制限する。
抵抗Ｒ４、ツェナーダイオードＺ１およびキャパシタＣ４は、さらなる電源供給（ＶＣＣ）、好ましくは５ボルトＤＣ電源を形成し、信号発生回路１９に印加される。代わりに、さらに別の調整器を用い、回路１９に対する供給のために調整された出力を供給してもよい。
信号発生回路１９は、第一に、カッド・アンド・ゲート・シュミット・トリガー回路１９を形成する。この例では、Ｕ１：Ａ、Ｕ１：Ｂ、Ｕ１：Ｃ、Ｕ１：Ｄで示した４つの分離したゲートを有するタイプ４０９３ＣＭＯＳ集回路Ｕ１を備える。
ゲートＵ１：Ｃは、抵抗Ｒ１３およびキャパシタＣ１１とともに、発振器２２を形成する。その周波数は、抵抗Ｒ１３およびキャパシタＣ１１により決定され、１０Ｈｚである。ゲートＵ１：Ｄは、抵抗Ｒ１６およびキャパシタＣ１３とともに発振器２３を形成し、その標準発振周波数は７Ｈｚである。発振器２２および２３の両方は、正側の方形波出力を設定する。発振器２３の出力は、抵抗Ｒ１３およびＲ１４とキャパシタＣ１２を介して発振器２２の入力に接続されている。キャパシタ１２は、発振器２３の出力により、充電、放電を行い、発振器２２の入力に、調整信号を与える。したがって、発振器２２の出力は、模式的に図示した２４のような形状の調整された負側の方形波であり、周波数は発振器２３の出力により決定されたように変化する。この出力信号の平均周波数は、３．８ｋＨｚである。
この出力信号は、抵抗Ｒ１２を経て、トランジスタＱ４のベースに与えられ、周波数が変わる信号２４は、トランジスタＱ４を変化する周波数でオン・オフ切り換えるために働く。Ｒ１２の目的は、トランジスタＱ４のベースへの電流を制限することである。
ゲートＵ１：Ｂは、抵抗Ｒ１０とキャパシタＣ９およびＣ１０に接続され、さらに別の発振器２５を形成する。その出力は、標準では、正側の方形波である。発振器２２および２３のように、この発振器の周波数は、その協働する抵抗およびキャパシタ、この場合、抵抗Ｒ１０およびキャパシタＣ９およびＣ１０の値によって制御される。発振器２５は、標準的には、２．６ｋＨｚの周波数で作動するであろう。キャパシタＣ９およびＣ１０は直列に接続され、同じ値であり、直列のキャパシタＣ９およびＣ１０のキャパシタンスはそれぞれのキャパシタのキャパシタンスの合計の半分である。この発振器２５は、トランジスタＱ４を経て与えられる発振器２２の出力信号２４によって変調される。キャパシタＣ９およびＣ１０は、トランジスタＱ４のコレクタに接続され、分路のオン・オフ切り換え時に、出力信号２４の可変周波数により決定された周波数でキャパシタＣ９をグランドに接続する。このスイッチングの効果は、トランジスタＱ４がオンに切り替わるごとに、直列のキャパシタＣ９およびＣ１０のキャパシタンスを２倍にすることである。したがって、これは、発振器２５の出力において出力周波数を半分にする。
発振器２５の出力は、抵抗Ｒ９とキャパシテイタＣ８により形成されるＲ−Ｃ回路を経て、信号を増幅してその増幅信号をキャパシタＣ６の正極に与えるトランジスタＱ３およびＱ２のダーリントンペアに接続されている。キャパシタＣ６は、より陰極板でＤＣ電圧を絶縁し、その信号をコネクタＪ２を経てコイル１３に与える。コイル１３が接続されると、信号はコイル１３を通り抵抗Ｒ７を経てグランドに戻る。２６で示したコイル１３に与えられた信号は、正側の方形波と、指数曲線でゼロに戻る負側のスパイクとからなる。
集積回路Ｕ１の第４ゲートＵ１：Ａは、コイル１３が作動中であることを示すための検出器として用いられる。抵抗Ｒ５およびＲ１１は、電圧ＶＣＣに接続されゲートＵ１：Ａに入力を与える分圧器を形成する。ゲートＵ１：Ａの入力も、キャパシタＣ５および抵抗Ｒ６を経て、コイル１３に接続されている。
コイル１３が接続されず、あるいは作動していないときには、分圧器Ｒ５およびＲ１１によりゲートＵ１：Ａの入力に与えられる電圧により、ゲートＵ１：Ａの出力はローになる。コイル１３が作動しているときには、ゲートＵ１：Ａへの入力電圧は、この電圧をＲ６に接続するキャパシタＣ５の交流により、低くされる。入力電圧がシュミットトリガーＵ１：Ａのトリップポイントより低くなると、ゲートＵ１：Ａの出力は高くなり、したがって、抵抗Ｒ３に電圧が与えられる。この電圧は、トランジスタＱ１のベースに接続され、トランジスタＱ１への電流を制限する働きをする。この電流が制限されると、電圧はトランジスタＱ１と電流制限抵抗Ｒ１とに与えられ、したがって、コイル１３が接続されて作動中であるとき、照明される。
コイル１３が取り外され、あるいは作動中でないときには、ベース電流がないので、トランジスタＱ１はオフに切り換えられ、ＬＥＤ１７は消える。好ましくは、ＬＥＤ１６およびＬＥＤ１７の両方はコネクタＪ３を通って外部に接続される。
コイルコネクタ、すなわちジャックＪ２への出力は、ゲートＵ１：ＣおよびＵ１：Ｄにより発生させられる無秩序なある範囲の周波数を含む。上述のように、Ｕ１：ＣおよびＵ１：Ｄの両者は、分離した発振器として接続され、Ｕ１：Ｄの出力は、Ｕ１：Ｃの入力に与えられる。ゲートＵ１：Ｃを含む発振器２２は、ゲートＵ１：Ｄを含む発振回路２３より実質的に高い周波数を与える。したがって、互いに接続されていないなら、Ｕ１：Ｃの発振器２２は約１０Ｈｚの周波数を与え、Ｕ１：Ｄのそれは約７Ｈｚである。複合回路は、通常、１ｋＨｚ〜７ｋＨｚの範囲の周波数の掃引を発生させる。
しかし、本発明の範囲内において、コイルに与えるための上記範囲を超えた単一周波数出力や一定範囲の周波数を与える発振回路を提供する。適切な周波数は、細胞発生物の特性、および／又は、パイプを通る水量に応じて、選択される。
図３に示したように、本発明の装置は、水泳プールを表す設備２７に適切に適用してよい。コイル１３を携える巻型１２は、パイプのまわりに配置され、プール内で水面より下に配置される。ハウジング１５に収納された信号発生器１４は、任意の適宜位置に取り付けられ、ワイヤ３２を介してコイル１３に接続される。
図４に関しては、本発明のさらなる観点にしたがって、シングルシップマイクロコントローラ２２から、信号がまず生成される。この実施例ではタイプＰＩＣ１６Ｃ７３Ａ  マイクロコントローラを備える。４．００ＭhzクリスタルＸ１および２個の１５ｐＦキャパシタＣ１７およびＣ１８が、マイクロコントローラ用ベース周波数発振器を形成する。Ｃ１４および１５は、マイクロコントローラへの電源供給を安定化するバイパスキャパシテイタとして働く。ＤＳ１２３３−１０リセットユニットは、マイクロコンピュータがパワーオンのたびにうまくスタートすることを確実にする。
マイクロコントローラは、７ｋＨｚで変調された１０Ｈｚで内部方形波信号を発生させ、平均周波数３．８ｋＨｚの信号を作る。この信号は、第３の発振器の周波数を変更するために使用される。第３の発振器は、標準的には、２．６ｋＨｚの周波数で作動する。この第３の発振器に与えられる信号の効果は、信号が高くなるときはいつも、第３の発振器の周波数を有し、信号が低くなるときは、第３の発振器の周波数をその標準周波数に戻す。この第３の発振器ＲＣ０（ＣＤＲＶ）の出力は、抵抗Ｒ９およびキャパシタＣ８により形成されるＲ０−Ｃ回路を経て、トランジスタＱ３およびＱ２のダーリントンペアに与えられ、信号をキャパシタＣ６の正極に増幅する。キャパシタＣ６は、より陰極でＤＣ電圧を絶縁し、コネクタｊ２を経てコイル１３に信号を与える。コイル１３が接続されると、信号はコイル１３を通り、抵抗Ｒ７を経てグランドに戻る。２６で示したコイル１３に与えられる信号は、正側の方形波と、指数曲線でゼロに戻る負側のスパイクとからなる。抵抗Ｒ５およびＲ１１は、電圧ＶＣＣに接続されマイクロコントローラにＲＢ０（ＣＦＢ）で入力を与える分圧器を形成する。この入力もキャパシタＣ５および抵抗Ｒ６を経てコイル１３に接続され、コイル１３が作動していることを示す検出器として用いられる。
コイル１３が接続されず、あるいは作動していないとき、電圧分圧器Ｒ５およびＲ１１によりマイクロコントローラの入力に与えられた電圧は低く、マイクロコントローラはＬＥＤ１７を消す。もし、コイル１３が接続され、かつ作動しているならば、入力電圧は高くなり、マイクロコントローラはＬＥＤを点灯する。したがって、ＬＥＤ１７は、コイル作動インジケータとして働く。作動用のベース周波数は、この場合ＰＩＣ２４ＣＯ４ＡＰである直列のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）Ｕ５に記憶される。これらの周波数は、２つの押しボタンＰＢ１およびＰＢ２とディスプレイＤＳＰ１およびＤＳＰ２を経て調整することにより、特定の適用に適合するように変更してもよい。これらの押しボタンとディスプレイは、好ましくは、メインシステムボードに組み込み可能な追加ボード上に配置し、それにより、そうする権限を与えられたそれらだけに対して周波数を変更する可能性を制限する。
トランジスタＱ１およびＱ５は数字の表示を多重送信するために役に立つ。数字表示は、マイクロコントローラがＱ１をオンしＱ５をオフすることによってのみ、ＤＳＰ１に与えられてよい。ＤＳＰ２に数字を表示するために、マイクロコントローラはＱ５をオンし、Ｑ１をオフする。この処理を１秒あたり約６０回切り換えることによって、人の目は、繰り返しオンとオフが切り換わる表示により明減する量を検出することができないであろう。
図５〜図７は、本発明の他の観点に従う装置のプローブが取り付けられる水泳プール装置のパイプの一区画を示す。複数のプローブ３０’は、図４の信号発生装置の出力に電気的な接続を有し、パイプ３１’の一区画の外面に配置される。プローブ３０’はフェライト材料の細長いバーの形にしてもよい。我々のデータ試験はネオシド・オースト・ピーティーワイ・リミテッドから市販されコードＦ８で特定されるマンガン亜鉛（manganese-zinc）が適した材料であることを示している。５つのプローブ３０’に対して１つを用いることにより、良い結果が達成された。ネオシド・オースト・ピーティーワイ・リミテッドが提供したデータによれば、彼らのＦ８でコード化されたフェライト材料は０．１と０．５ＭＨｚの間の最適周波数範囲を有する。プローブに取り付けるのに便利なように、等間隔に設けたバンド３３’のポケット３２’内に個々のプローブを閉じ込めることができる。バンド３３’はパイプの一区画上に取り付けることができ、ベルクロのようなアタッチメントを用いて固定することができる。
したがって、少なくとも、本発明の方法および装置の使用は、健康的な水供給を維持するコストを、より環境に優しくかつより一般大衆が受け入れ可能な方法で低減するはずである。
以上の実施例は、本発明を説明するものにすぎず、前述の本発明の技術的思想から離れることなく変更したり変形することができるであろう。
【図１】
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【図２】
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0003901739.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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