(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体収容部に流体配管の両端開口部を接続して流体収容部内の流体が流体配管内を循環可能とし、該流体配管に流体を循環させる流体送りポンプを設けた流体回路と、ヒートポンプ冷媒回路とからなり、前記流体回路の流体配管とヒートポンプ冷媒回路の冷媒配管との間に、流体配管を流れる流体と圧縮機から吐出された高温冷媒を熱交換する第１熱交換器を設け、また前記流体配管には、前記第１熱交換器を挟んで第１熱交換器の入口側の流体と出口側の流体を熱交換する熱回収熱交換器を設け、また、流体配管の前記熱回収熱交換器の上流入口側の配管と冷媒配管の前記第１熱交換器の出口側の配管との間に、熱回収熱交換器の上流入口側の流体と第１熱交換器の出口側の冷媒を熱交換する第３熱交換器を設け、更に、冷媒配管には前記第３熱交換器の出口側に蒸発器となる第４熱交換器を設けたことを特徴とする流体の加熱殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体、液体等の流体を加熱することにより、流体内の細菌を殺菌する流体の加熱殺菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷却塔、プール、浴槽等、細菌の培養に適した温度を維持している装置からの病原菌の感染が問題視されている。これらの対策として一般に塩素等薬品による処理、オゾン・紫外線照射、高温加熱、細菌の栄養を断つ等の方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の対策では、殺菌力が弱い、装置の設置場所が大きい、定期的に維持管理が必要、維持費が高い等といった点で問題があり、特に、高温加熱にあっては、加熱により高温となった流体をその温度で液体収容部に戻すことができないような場合に、加熱処理後、高温となった液体を冷却する手段を別途備えなければならないといった問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、気体、液体等の流体の殺菌を簡単な装置で行え且つ加熱処理後の流体をその温度を低下させてから戻せるようにした流体の加熱殺菌装置を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、流体収容部に流体配管の両端開口部を接続して流体収容部内の流体が流体配管内を循環可能とし、該流体配管に流体を循環させる流体送りポンプを設けた流体回路と、ヒートポンプ冷媒回路とからなり、前記流体回路の流体配管とヒートポンプ冷媒回路の冷媒配管との間に、流体配管を流れる流体と圧縮機から吐出された高温冷媒を熱交換する第１熱交換器を設け、また前記流体配管には、前記第１熱交換器を挟んで第１熱交換器の入口側の流体と出口側の流体を熱交換する熱回収熱交換器を設け、また、流体配管の前記熱回収熱交換器の上流入口側の配管と冷媒配管の前記第１熱交換器の出口側の配管との間に、熱回収熱交換器の上流入口側の流体と第１熱交換器の出口側の冷媒を熱交換する第３熱交換器を設け、更に、冷媒配管には前記第３熱交換器の出口側に蒸発器となる第４熱交換器を設けたことを特徴とする。
【００１１】
かかる構成から、流体送りポンプの駆動により流体配管内を循環する流体は、先ず第３熱交換器を通り、次に熱回収熱交換器を通り、次に第１熱交換器を通り、次に前記熱回収熱交換器を通って流体収容部へ戻る。一方ヒートポンプ冷媒回路の冷媒配管を流れる冷媒は圧縮機から吐出されて先ず第１熱交換器を通り、次に第３熱交換器を通り、次に蒸発器となる第４熱交換器を通って圧縮機に戻る。
【００１２】
前記流体配管内を循環する流体は、第３熱交換器に入り、ここで前記第１熱交換器で流体と熱交換するも未だ流体よりも高温となっている冷媒と熱交換して昇温し、次に、熱回収熱交換器に入り、前記第１熱交換器で熱交換され高温となった流体と熱交換して更に昇温し、次に第１熱交換器に入って前記圧縮機から吐出された高温の冷媒と熱交換して更に昇温し高温となり、ここで流体内の細菌は殺菌される。
【００１３】
第１熱交換器で高温となった流体は熱回収熱交換器に入り、前記第３熱交換器から出た流体と熱交換して温度が下げられ流体収容部に戻る。
【００１４】
一方、ヒートポンプ冷媒回路の冷媒配管を流れる冷媒は、圧縮機から高温となって吐出し、前記第１熱交換器で前記熱回収熱交換器で熱交換され昇温した流体と熱交換して一部凝縮し、次に第３熱交換器で流体収容部から出た流体と熱交換して更に凝縮し、次に第４熱交換器で蒸発して圧縮機に戻る。
【００１５】
前記第１熱交換器で高温の冷媒と熱交換される流体は、第３熱交換器、熱回収熱交換器でそれぞれ熱交換して昇温して第１熱交換器に入るので昇温効率が向上し、その分圧縮機の小型化が図れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１、図２はそれぞれ本発明に関連する流体の加熱殺菌装置の一例を示すものである。
先ず図１に示す流体の加熱殺菌装置を説明する。１は流体回路であり、流体回路１は流体を収容する流体収容部２と両開口端部を流体収容部２に接続して流体収容部２内の流体を循環可能とした流体配管３と、流体配管３内に前記流体を循環させる流体送りポンプ４により構成されている。５は前記流体配管３に接続され、流体配管３内を流れる流体を瀘過する瀘過器、６はバルブである。
【００１７】
７は前記流体配管３に設けられ、流体配管３内を流れる流体を加熱する加熱手段である。この加熱手段７にあっては、電気ヒータ、ヒートポンプシステム等特に限定されるものではない。８は前記加熱手段７を挟んで加熱手段７の入口側の流体と出口側の高温となった流体を熱交換させる熱回収熱交換器である。
【００１８】
かかる構成から、流体送りポンプ４を駆動させると、流体収容部２内の流体が流体配管３内を循環する。流体配管３内を循環する流体はその循環の過程で流体配管３に設けた瀘過器５で瀘過され、加熱手段７により加熱され殺菌されて流体収容部２へ戻る。前記流体配管３には前記加熱手段７を挟んで加熱手段７の入口側の流体と出口側の流体を熱交換する熱回収熱交換器８を設けたので、熱回収熱交換器８の出口側の高温となった流体は入口側の流体と熱交換し、温度が下げられて流体収容部２へ戻る。また入口側の流体は出口側の流体と熱交換して昇温して加熱手段７により加熱されることになるので、加熱手段７による加熱効率が向上し経済的である。
【００１９】
次に、図２に示す流体の加熱殺菌装置を説明する。
図２にあっては、前記図１と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省略する。９は流体回路１に併設されたヒートポンプ冷媒回路、１０は冷媒配管、１１は圧縮機である。１２は前記流体回路１の流体配管３と前記ヒートポンプ冷媒回路９の冷媒配管１０との間に設けられた第１熱交換器であり、流体配管３を流れる流体とヒートポンプ冷媒回路９の圧縮機１１から吐出された高温の冷媒を熱交換するものであり、第１熱交換器１２はヒートポンプ冷媒回路９において凝縮器となる。
【００２０】
前記流体配管３には、第１熱交換器１２を挟んで第１熱交換器１２の入口側の流体と出口側の高温となった流体を熱交換させる熱回収熱交換器８が設けてある。１３は前記流体配管３の前記熱回収熱交換器８の下流出口側の配管と冷媒配管１０の前記第１熱交換器１２の下流出口側の配管との間に設けられた第２熱交換器であり、前記熱回収熱交換器８の下流出口側の流体と前記第１熱交換器１２の下流出口側の冷媒を熱交換するものであり、第２熱交換器１３はヒートポンプ冷媒回路９において蒸発器となる。
【００２１】
かかる構成から、流体送りポンプ４の駆動により流体配管３内を循環する流体は、その循環の過程で第１熱交換器１２によりヒートポンプ冷媒回路９の圧縮機１１から吐出され冷媒配管１０を流れる高温の冷媒と熱交換して加熱されて昇温し、この昇温により流体内の細菌が殺菌されて流体収容部２へ戻る。前記流体配管３には、前記第１熱交換器１２を挟んで第１熱交換器１２の入口側の流体と出口側の流体を熱交換する熱回収熱交換器８を設けたので、熱回収熱交換器８の出口側の高温となった流体は入口側の流体と熱交換して温度が下がり、一方入口側の流体は出口側の流体と熱交換して昇温して前記第１熱交換器１２に入るので、昇温効率が上昇し、その分圧縮機１１の小型化が図れる。また熱回収熱交換器８で入口側の流体と熱交換して温度の下がった流体は第２熱交換器１３に入り、ここで前記第１熱交換器１２で凝縮して低温となった冷媒と熱交換し、更に温度が下げられて流体収容部２へ戻る。
【００２２】
図３は、本発明に係る流体の加熱殺菌装置の実施の形態の一例を示すものである。
図３にあって、前記図１、図２と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明する。流体回路１の流体配管３とヒートポンプ冷媒回路９の冷媒配管１０との間に、流体配管３を流れる流体とヒートポンプ冷媒回路９の圧縮機１１から吐出された高温の冷媒を熱交換する第１熱交換器１２が設けられている。この第１熱交換器１２はヒートポンプ冷媒回路９において凝縮器となる。
【００２３】
前記流体配管３には、第１熱交換器１２を挟んで、第１熱交換器１２の入口側の流体と出口側の高温となった流体を熱交換する熱回収熱交換器８が設けてある。１４は前記流体配管３の前記熱回収熱交換器８の上流入口側の配管と冷媒配管１０の前記第１熱交換器１２の出口側の配管との間に設けられた第３熱交換器であり、前記熱回収熱交換器８の上流入口側の流体と第１熱交換器１２の出口側の冷媒を熱交換するものであり、第３熱交換器１４はヒートポンプ冷媒回路９において凝縮器となる。
【００２４】
１５は冷媒配管１０の前記第３熱交換器３の出口側に設けた蒸発器となる第４熱交換器である。１６は流体配管３に接続され、熱回収熱交換器８及び第１熱交換器１２を通る配管をバイパスするバイパス管である。１７は冷媒配管１０に設けられた絞り装置、１８は切換弁である。
【００２５】
かかる構成から、流体送りポンプ４の駆動により流体配管３内を循環する流体は、先ず第３熱交換器１４を通り、次に熱回収熱交換器８を通り、次に第１熱交換器１２を通り、次に前記熱回収熱交換器８を通って流体収容部２へ戻る。一方ヒートポンプ冷媒回路９の冷媒配管１０を流れる冷媒は圧縮機１１から吐出されて先ず第１熱交換器１２を通り、次に第３熱交換器１４を通り、次に絞り装置１７を通り、次に蒸発器となる第４熱交換器１５を通って圧縮機１１に戻る。
【００２６】
前記流体配管３内を循環する流体は、第３熱交換器１４に入り、ここで前記第１熱交換器１２で流体と熱交換するも未だ流体よりも高温となっている冷媒と熱交換して昇温し、次に、熱回収熱交換器８に入り、前記第１熱交換器１２で熱交換され高温となった流体と熱交換して更に昇温し、次に第１熱交換器１２に入って前記圧縮機１１から吐出された高温の冷媒と熱交換して更に昇温し高温となり、ここで流体内の細菌は殺菌される。
【００２７】
第１熱交換器１２で高温となった流体は熱回収熱交換器８に入り、前記第３熱交換器１４から出た流体と熱交換して温度が下げられ流体収容部２に戻る。
【００２８】
一方、ヒートポンプ冷媒回路９の冷媒配管１０を流れる冷媒は、圧縮機１１から高温となって吐出し、前記第１熱交換器１２で、前記熱回収熱交換器８で熱交換され昇温した流体と熱交換して一部凝縮し、次に第３熱交換器１４で流体収容部２から出た流体と熱交換して更に凝縮し、次に第４熱交換器１５で蒸発して圧縮機１１に戻る。
【００２９】
前記第１熱交換器１２で高温の冷媒と熱交換される流体は、第３熱交換器１４、熱回収熱交換器８でそれぞれ熱交換して昇温して第１熱交換器１２に入るので昇温効率が向上し、その分圧縮機の小型化が図れる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る流体の加熱殺菌装置によれば、気体、液体等の流体の殺菌を簡単な装置で行行うことができ且つ加熱処理後の流体をその温度を低下させてから戻すことができるので、例えば、プールや浴槽等の湯水の殺菌装置、クリーンルーム等の空気の殺菌装置として優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に関連する流体の加熱殺菌装置の一例を示す回路説明図。
【図２】  本発明に関連する流体の加熱殺菌装置の他例を示す回路説明図。
【図３】  本発明の実施の形態の一例を示す回路説明図。
【符号の説明】
１          流体回路
２          流体収容部
３          流体配管
４          流体送りポンプ
５          瀘過器
６          バルブ
７          加熱手段
８          熱回収熱交換器
９          ヒートポンプ冷媒回路
１０        冷媒配管
１１        圧縮機
１２        第１熱交換器
１３        第２熱交換器
１４        第３熱交換器
１５        第４熱交換器
１６        バイパス管
１７        絞り装置
１８        切換弁
【図１】
0003973002.tif 000002
【図２】
0003973002.tif 000003
【図３】
0003973002.tif 000004