水処理機器の温水殺菌システム
【課題】 洗浄殺菌に用いる温水の排熱を有効利用するとともに、確実な洗浄殺菌を可能にすること。
【解決手段】 水処理機器の温水殺菌システムにおいて、温水タンク１３への温水供給ライン２と、温水タンク１３の下流側の温水供給ライン２に設けられるポンプ１４と、温水タンク１３への給水ライン７と、給水と洗浄殺菌排水とを間接熱交換させる第一熱回収器９とを備え、温水タンク１３内の水温検出器２２の検出温度が設定値以上となるように温水タンク１３内の水を加熱する補助熱源１６を制御するとともに、水処理機器４の洗浄要求があり、かつ検出温度が設定値以上のときポンプ１４を駆動して、温水タンク１３の温水を水処理機器４へ供給する。
【解決手段】 水処理機器の温水殺菌システムにおいて、温水タンク１３への温水供給ライン２と、温水タンク１３の下流側の温水供給ライン２に設けられるポンプ１４と、温水タンク１３への給水ライン７と、給水と洗浄殺菌排水とを間接熱交換させる第一熱回収器９とを備え、温水タンク１３内の水温検出器２２の検出温度が設定値以上となるように温水タンク１３内の水を加熱する補助熱源１６を制御するとともに、水処理機器４の洗浄要求があり、かつ検出温度が設定値以上のときポンプ１４を駆動して、温水タンク１３の温水を水処理機器４へ供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軟水器などの水処理機器の内部を温水にて殺菌する水処理機器の温水殺菌システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、温水供給ラインおよび温水排水ラインが接続される水処理機器を備え、前記温水供給ラインを通して供給される温水により前記水処理機器の内部を洗浄殺菌し、洗浄殺菌後排水が前記温水排出ラインを通して排出される水処理機器の温水殺菌装置は、特許文献１などにて知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５５７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の水処理機器の温水殺菌装置においては、殺菌に用いた温水は、単に捨てられるだけで、有効利用されていない。また、洗浄殺菌に用いる温水温度の管理ができていないと、所期の殺菌効果を得ることができない。
【０００５】
この発明が解決しようとする主たる課題は、洗浄殺菌に用いる温水の排熱を有効利用するとともに、確実な洗浄殺菌を可能にすることである。また、副課題は、工場の温排水の排熱も洗浄殺菌に有効利用することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、温水供給ラインおよび温水排水ラインが接続される水処理機器を備え、前記温水供給ラインを通して供給される温水により前記水処理機器の内部を洗浄殺菌し、洗浄殺菌後排水が前記温水排水ラインを通して排出される水処理機器の温水殺菌システムにおいて、前記温水供給ラインに接続される温水タンクと、前記温水タンクの下流側の温水供給ラインに設けられるポンプと、前記温水タンクに給水する給水ラインと、前記給水ラインの給水と前記温水排水ラインの排水とを間接熱交換させる第一熱回収器と、前記温水タンク内の水温を検出する水温検出器と、前記温水タンク内の水を加熱する補助熱源と、前記水温検出器の検出温度が設定値以上となるように前記補助熱源を制御するとともに、前記水処理機器の洗浄要求があり、かつ前記検出温度が設定値以上のとき前記ポンプを駆動して、前記温水タンクの温水を前記水処理機器へ供給する制御器とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、前記第一熱回収器により洗浄殺菌後の温排水から洗浄殺菌用温水へ熱回収できるので、排熱を有効利用できる。また、前記温水タンクの温水は、前記補助熱源による加熱により殺菌に必要な設定温度以上に保持され、設定温度以上のとき、前記温水タンク内の温水が前記水処理機器へ供給されて、洗浄殺菌が行われるので、前記水処理機器を確実に洗浄殺菌することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記温水供給ラインの温水と別の温排水とを間接熱交換させる第二熱回収器を備え、前記第二熱回収器の出口側と前記温水タンクとを接続して、前記第二熱回収器と前記温水タンクとの間に前記ポンプを含む循環路を形成したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、前記第二熱回収器を含む前記循環路により、洗浄殺菌後の温排水以外の温排水からも熱回収して前記水処理機器の洗浄殺菌に有効に活用することができるという効果を奏する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２において、前記第一熱回収器および／または前記第二熱回収器が、ヒートポンプにより熱回収するように構成されることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明による効果に加えて、ヒートポンによる排熱回収を行うので、前記第一熱回収器および／または前記第二熱回収器の破損により温排水が洗浄水に混入して前記水処理機器を汚染することを防止できるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、洗浄殺菌に用いる温水の排熱を有効利用するとともに、確実な洗浄殺菌を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明を実施した水処理機器の温水殺菌システムの第一実施形態の概略構成図である。
【図２】同第一実施形態の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図３】同第一実施形態の他の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図４】この発明を実施した水処理機器の温水殺菌システムの第二実施形態の概略構成図である。
【図５】同第二実施形態の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図６】同第二実施形態の他の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図７】この発明を実施した水処理機器の温水殺菌システムの第三実施形態の要部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第一実施形態＞
以下、この発明の第一実施形態の水処理機器の温水殺菌システム１を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１を参照して、温水殺菌システム１は、温水供給ライン２および温水排水ライン３が接続される水処理機器としての軟水器４を備え、温水供給ライン２を通して供給される温水により軟水器４の樹脂筒５内部を洗浄殺菌し、洗浄殺菌後の温排水が温水排水ライン３を通して排出されるように構成されている。
【００１６】
軟水器４は、樹脂筒５内の水の流れを制御する流路制御バルブ６を備えている。流路制御バルブ６には、原水供給ライン７，処理水ライン８，温水供給ライン２，温水排水ライン３，樹脂再生用の塩水を供給する塩水供給ライン（図示省略）が接続されている。
【００１７】
原水供給ライン７には、第一熱回収器（熱回収用熱交換器）９の原水熱交換部１０，第一給水弁１１を上流側からこの順で設けている。処理水ライン８には、第二給水弁１２を設けている。
【００１８】
温水供給ライン２には、温水タンク１３，ポンプ１４，温水タンク１３方向の流れを阻止する逆止弁１５を上流側からこの順で設けている。温水供給ライン２は、その一端を流路制御バルブ６と第一給水弁１１との間の原水供給ライン７に接続することで、流路制御バルブ６に接続している。
【００１９】
温水タンク１３には、蒸気を温水タンク１３内に吹き込むことで温水を加熱する補助熱源１６を備えている。補助熱源１６は、給蒸ライン１７と、給蒸ライン１７の先端に設けた消音機能付き蒸気噴出口１８と、給蒸ライン１７の途中に設けた給蒸弁１９とを含んで構成されている。
【００２０】
また、温水タンク１３には、第一熱回収器９の原水熱交換部１０から流出する温原水を温水タンク１３へ供給するための温原水供給ライン２０を接続している。温原水供給ライン２０の先端には、温原水が温水タンク１３の設定水位以上に供給されないように給水を制御する給水制御手段としてのボールタップ２１を備えている。この給水制御手段は、ボールタップ２１でなく、水位センサと弁（いずれも図示省略）とを含むものとすることができる。
【００２１】
また、温水タンク１３には、温水タンク１３の温水温度を検出する水温検出器としての水温センサ２２を設けている。この水温センサ２２は、給蒸弁１９の開閉を電気的に制御するためのものであるが、給蒸弁１９を機械的に制御する構成とする場合は、給蒸弁１９を機械的温調弁として、これに機械的に接続される感温部とすることができる。
【００２２】
温水排水ライン３には、第一熱回収器９の原水熱交換部１０と間接的に熱交換する排水熱交換部２３を設けている。
【００２３】
さらに、温水殺菌システム１には、水温センサ２２などの信号を入力して、予め記憶した制御手順（制御プログラム）に基づき、流路制御バルブ６，第一給水弁１１，第二給水弁１２，ポンプ１４，給蒸弁１９などを制御する制御器２４を備えている。
【００２４】
制御器２４の制御手順には、洗浄殺菌制御手順と、洗浄殺菌制御手順の一部を構成する洗浄水温制御手順とを含んでいる。洗浄殺菌制御手順は、軟水器４の洗浄要求があり、かつ水温センサ２２の検出温度が第一設定値Ｔ１以上のときポンプ１４を駆動して、温水タンク１３の温水を軟水器４へ供給する制御であり、その一実施例を図２に示す。洗浄水温制御手順は、水温センサ２２の検出温度が第一設定値Ｔ１以上となるように補助熱源１６を制御する制御であり、その一実施例を図３に示す。洗浄殺菌制御手順による殺菌工程は、軟水器４の再生工程時間帯（工場の休止時間帯で再生工程の後）に行われる。
【００２５】
以下に、第一実施形態の動作を説明する。図２を参照して、制御器２４は、ステップＳ１（以下、ステップＳＮを単にＳＮという。）にて、洗浄水温制御を行う。この制御は、図３に示され、Ｓ６で、水温センサ２２の検出水温が第一設定値Ｔ１（軟水器４の殺菌に必要な温度で、例えば９０℃とする）よりディファレンシャル分だけ高い第二設定値Ｔ２以下かどうかを判定する。
【００２６】
Ｓ６で、ＹＥＳが判定されると、Ｓ７へ移行して、給蒸弁１９を開く。すると、蒸気噴出口１８から温水タンク１３内の温水へ蒸気が噴出され、温水温度が上昇する。Ｓ８で、
前記検出水温が第一設定値Ｔ１以上かどうかが判定される。ＮＯが判定されると、Ｓ７へ戻り、ＹＥＳが判定されると、Ｓ９へ移行して、給蒸弁１９を閉じる。こうして、温水タンク１３内の水温は、第一設定値Ｔ１以上に保持されることになる。
【００２７】
図２に戻って、Ｓ２で、前記検出水温が第一設定値Ｔ１以上かどうかが判定される。ＹＥＳが判定されると、Ｓ３へ移行して、ポンプ１４を駆動するとともに、第一給水弁１１および第二給水弁１２を閉じる。すると、温水タンク１３内の温水は、温水供給ライン２を通って流路制御バルブ６から樹脂筒５内に流入し、内部を殺菌洗浄した後、流路制御バルブ６から温水排水ライン３の排水熱交換部２３を通って排出される。
【００２８】
この洗浄殺菌時、温水タンク１３からの温水流出に伴い、温水タンク１３内の水位が低下するので、原水ライン７の原水が第一熱回収器９の原水熱交換部１０を介して温水タンク１３に供給される。この原水は、原水熱交換部１０を原水（例えば、２０℃度程度）が通過する際に、排水熱交換部２３を流通する温排水（例えば、８０℃度程度）と熱交換して、温度上昇し、温原水となって温水タンク１３へ供給される。こうして、洗浄殺菌後の温排水から洗浄殺菌用温水への熱回収が行われる。
【００２９】
Ｓ４では、Ｓ３の処理が開始されてから設定時間ｔ１が経過したかどうかを判定する。Ｓ４で、ＮＯが判定されると、Ｓ３の洗浄殺菌が継続され、ＹＥＳが判定されると、Ｓ５へ移行して、ポンプ１４を停止するとともに、第一給水弁１１および第二給水弁１２を開き、軟水器４による軟水化処理が可能な状態とする。
【００３０】
この第一実施形態によれば、第一熱回収器９において洗浄殺菌後の温排水から温水タンク１３の洗浄殺菌用温水へ熱回収できるので、洗浄殺菌後の温排水が保有する排熱を有効利用できる。また、温水タンク１３の温水は、補助熱源１６による加熱により殺菌に必要な第一設定温度Ｔ１以上に保持され、第一設定値Ｔ１以上のとき、温水タンク１３内の温水が軟水器４へ供給されて、洗浄殺菌が行われるので、軟水器４は、第一設定値Ｔ１以上の高温水にて確実に洗浄殺菌されることになる。
【００３１】
＜第二実施形態＞
つぎに、この発明の第二実施形態を図４〜図６に基づき説明する。この第二実施形態は、第一実施形態の構成に加えて、温水供給ライン２を流れる水と、別の温排水である工場排水とを間接熱交換させる第二熱回収器２５を備え、第二熱回収器２５の出口側と温水タンク１３とを接続して、第二熱回収器２５と温水タンク１３との間にポンプ１４を含む循環路を形成した構成を付加したものである。以下の第二実施形態の説明では、第一実施形態と異なる構成のみ説明し、第一実施形態と同じ構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図４を参照して、温水供給ライン２には、ポンプ１４と、第二熱回収器２５の洗浄温水熱交換部２６と、三方弁２７とを備えている。
【００３３】
第二熱回収器２５の洗浄温水熱交換部２６と間接熱交換する工場排水熱交換部２８は、一端が工場からの温排水供給ライン２９と接続され、他端が排水ライン３０と接続されている。
【００３４】
三方弁２７は、流路を循環排熱回収の流路と、洗浄殺菌の流路とに切り替える切替弁として機能するもので、第一接続口３１が洗浄温水熱交換部２６と接続され、第二接続口３２が循環ライン３３を介して温水タンク１３と接続され、第三接続口３４が流路制御バルブ６と第一給水弁１１との間の原水供給ライン７と接続されている。
【００３５】
そして、三方弁２７は、第一接続口３１が第二接続口３２と第三接続口３４とに選択的に連通接続されるように構成されている。第一接続口３１が第二接続口３２と接続される熱回収位置では、循環排熱回収の流路が形成される。また、第一接続口３１が第三接続口３４と接続される洗浄位置では、洗浄殺菌の流路が形成される。循環排熱回収の流路（循環路）は、温水タンク１３，ポンプ１４，洗浄温水熱交換部２６，三方弁２７，循環ライン３３を含んで構成されている。
【００３６】
つぎに、第二実施形態の制御器２４による制御手順の洗浄殺菌制御手順，洗浄水温制御手順をそれぞれ図５，図６に示す。第二実施形態の処理手順で、第一実施形態と異なるのは、洗浄殺菌制御手順において、第二熱回収器２５と三方弁２７の追加に伴い、処理Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５が、それぞれ処理Ｓ１１，Ｓ３１，Ｓ５１に変わっている点である。また、洗浄水温制御手順においては、処理Ｓ１２，Ｓ１３が新たに加わっている。
【００３７】
以下に、第二実施形態の動作を第一実施形態と異なるところを中心に説明する。図５を参照して、Ｓ１１は、図６のように行われる。Ｓ１２において、温排水供給ライン２９へ給水されているかどうかを判定する。この判定は、例えば、温排水供給ライン２９に設けた給水弁（図示省略）の開放によって判定することができる。Ｓ１２において、ＹＥＳが判定されると、Ｓ１３へ移行して、ポンプ１４の回転数を減じて駆動（この第二実施形態では、５０％駆動）するとともに、三方弁２７を熱回収位置に切り替える。なお、その他の処理におけるポンプ１４の駆動は、１００％駆動である。５０％駆動は、電力節減のためであり、５０％に限定されるものではない。
【００３８】
すると、温水タンク１３内の水は、温水タンク１３，ポンプ１４，洗浄温水熱交換部２６，三方弁２７，循環ライン３３，温水タンク１３の順に循環する。この循環により、温水タンク１３の温水が第二熱回収器２５の洗浄温水熱交換部２６を通過する際に、工場排水熱交換部２８を流通する工場の温排水と熱交換し、温度上昇して温水タンク１３へ戻る。こうして、工場の温排水から洗浄殺菌用温水への熱回収が行われる。
【００３９】
Ｓ１２で、ＮＯが判定されると、Ｓ６へ移行して、Ｓ６〜Ｓ９の処理により、第一実施形態の図３と同様にして、温水タンク１３内の水温は、第一設定値Ｔ１以上に保持される。
【００４０】
図５に戻って、Ｓ２で、検出水温が第一設定値Ｔ１以上かどうかが、判定される。ＹＥＳが判定されると、Ｓ３１へ移行して、ポンプ１４を駆動するとともに、三方弁２７を洗浄位置に切り替え、第一給水弁１１および第二給水弁１２を閉じる。すると、温水タンク１３内の温水は、洗浄温水熱交換部２６，三方弁２７を通って流路制御バルブ６から樹脂筒５内に流入し、内部を殺菌洗浄した後、流路制御バルブ６から温水排水ライン３の排水熱交換部２３を通って排出される。この殺菌洗浄時、軟水器４へ供給される温水は、洗浄温水熱交換部２６を通過する際に、加熱され、昇温して、殺菌に供されることになる。
【００４１】
Ｓ４で、ＹＥＳが判定されると、Ｓ５１へ移行して、ポンプ１４を停止するとともに、三方弁２７を熱回収位置に切り替え、第一給水弁１１および第二給水弁１２を開く。これにより、軟水器４による軟水化処理と、第二熱回収器２５による熱回収が可能な状態となる。
【００４２】
＜第三実施形態＞
つぎに、この発明の第三実施形態を図７に基づき説明する。この第三実施形態は、第一実施形態において、第一熱回収器９の原水熱交換部１０と排水熱交換部２３とをヒートポンプ３５により間接的に熱交換させて熱回収するように構成したもので、その他の構成は、第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００４３】
ヒートポンプ３５は、排水熱交換部２３の熱を冷媒の蒸発により吸収する蒸発器３６と、吸収した熱を冷媒の凝縮により原水熱交換部１０へ放出する凝縮器３７と、圧縮機，膨張機（いずれも図示省略）を含んで構成されている。このヒートポンプ３５は、洗浄滅菌工程が行われるとき駆動される。
【００４４】
第一実施形態においては、第一熱回収器９にピンホールが生じると、洗浄用の原水に洗浄排水が混入する汚染を生ずる虞がある。しかしながら、この第三実施形態によれば、原水熱交換部１０と排水熱交換部２３とをヒートポンプ３５により間接的に熱交換させて熱回収するように構成しているので、前記汚染を防止することができる。また、第三実施形態によれば、ヒートポンプ３５の運転による仕事量が温水タンク１３の昇温に利用されるので、補助熱源１６の駆動量を少なくできる。
【００４５】
この発明は、前記第一実施形態〜第三実施形態に限定されるものではなく、水処理機器は、軟水器以外の洗浄殺菌用温水の第一設定値Ｔ１温度以上の耐熱性を有する機器，たとえば活性炭濾過装置とすることができる。また、補助熱源１６は、第一実施形態のように蒸気加熱に限定されるものではなく、電気ヒータによるものとすることができる。また、第二実施形態の第二熱回収器２５も第三実施形態のようにヒートポンプを用いることが望ましい。この場合、ヒートポンプは、第二熱回収器２５による熱回収時に駆動される。
【符号の説明】
【００４６】
１ 温水殺菌システム
２ 温水供給ライン
３ 温水排水ライン
４ 軟水器（水処理機器）
９ 第一熱回収器
１３ 温水タンク
１４ ポンプ
１６ 補助熱源
２２ 水温センサ（水温検出部）
２４ 制御器
２５ 第二熱回収器
３５ ヒートポンプ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軟水器などの水処理機器の内部を温水にて殺菌する水処理機器の温水殺菌システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、温水供給ラインおよび温水排水ラインが接続される水処理機器を備え、前記温水供給ラインを通して供給される温水により前記水処理機器の内部を洗浄殺菌し、洗浄殺菌後排水が前記温水排出ラインを通して排出される水処理機器の温水殺菌装置は、特許文献１などにて知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５５７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の水処理機器の温水殺菌装置においては、殺菌に用いた温水は、単に捨てられるだけで、有効利用されていない。また、洗浄殺菌に用いる温水温度の管理ができていないと、所期の殺菌効果を得ることができない。
【０００５】
この発明が解決しようとする主たる課題は、洗浄殺菌に用いる温水の排熱を有効利用するとともに、確実な洗浄殺菌を可能にすることである。また、副課題は、工場の温排水の排熱も洗浄殺菌に有効利用することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、温水供給ラインおよび温水排水ラインが接続される水処理機器を備え、前記温水供給ラインを通して供給される温水により前記水処理機器の内部を洗浄殺菌し、洗浄殺菌後排水が前記温水排水ラインを通して排出される水処理機器の温水殺菌システムにおいて、前記温水供給ラインに接続される温水タンクと、前記温水タンクの下流側の温水供給ラインに設けられるポンプと、前記温水タンクに給水する給水ラインと、前記給水ラインの給水と前記温水排水ラインの排水とを間接熱交換させる第一熱回収器と、前記温水タンク内の水温を検出する水温検出器と、前記温水タンク内の水を加熱する補助熱源と、前記水温検出器の検出温度が設定値以上となるように前記補助熱源を制御するとともに、前記水処理機器の洗浄要求があり、かつ前記検出温度が設定値以上のとき前記ポンプを駆動して、前記温水タンクの温水を前記水処理機器へ供給する制御器とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、前記第一熱回収器により洗浄殺菌後の温排水から洗浄殺菌用温水へ熱回収できるので、排熱を有効利用できる。また、前記温水タンクの温水は、前記補助熱源による加熱により殺菌に必要な設定温度以上に保持され、設定温度以上のとき、前記温水タンク内の温水が前記水処理機器へ供給されて、洗浄殺菌が行われるので、前記水処理機器を確実に洗浄殺菌することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記温水供給ラインの温水と別の温排水とを間接熱交換させる第二熱回収器を備え、前記第二熱回収器の出口側と前記温水タンクとを接続して、前記第二熱回収器と前記温水タンクとの間に前記ポンプを含む循環路を形成したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、前記第二熱回収器を含む前記循環路により、洗浄殺菌後の温排水以外の温排水からも熱回収して前記水処理機器の洗浄殺菌に有効に活用することができるという効果を奏する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２において、前記第一熱回収器および／または前記第二熱回収器が、ヒートポンプにより熱回収するように構成されることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明による効果に加えて、ヒートポンによる排熱回収を行うので、前記第一熱回収器および／または前記第二熱回収器の破損により温排水が洗浄水に混入して前記水処理機器を汚染することを防止できるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、洗浄殺菌に用いる温水の排熱を有効利用するとともに、確実な洗浄殺菌を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明を実施した水処理機器の温水殺菌システムの第一実施形態の概略構成図である。
【図２】同第一実施形態の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図３】同第一実施形態の他の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図４】この発明を実施した水処理機器の温水殺菌システムの第二実施形態の概略構成図である。
【図５】同第二実施形態の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図６】同第二実施形態の他の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図７】この発明を実施した水処理機器の温水殺菌システムの第三実施形態の要部の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第一実施形態＞
以下、この発明の第一実施形態の水処理機器の温水殺菌システム１を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１を参照して、温水殺菌システム１は、温水供給ライン２および温水排水ライン３が接続される水処理機器としての軟水器４を備え、温水供給ライン２を通して供給される温水により軟水器４の樹脂筒５内部を洗浄殺菌し、洗浄殺菌後の温排水が温水排水ライン３を通して排出されるように構成されている。
【００１６】
軟水器４は、樹脂筒５内の水の流れを制御する流路制御バルブ６を備えている。流路制御バルブ６には、原水供給ライン７，処理水ライン８，温水供給ライン２，温水排水ライン３，樹脂再生用の塩水を供給する塩水供給ライン（図示省略）が接続されている。
【００１７】
原水供給ライン７には、第一熱回収器（熱回収用熱交換器）９の原水熱交換部１０，第一給水弁１１を上流側からこの順で設けている。処理水ライン８には、第二給水弁１２を設けている。
【００１８】
温水供給ライン２には、温水タンク１３，ポンプ１４，温水タンク１３方向の流れを阻止する逆止弁１５を上流側からこの順で設けている。温水供給ライン２は、その一端を流路制御バルブ６と第一給水弁１１との間の原水供給ライン７に接続することで、流路制御バルブ６に接続している。
【００１９】
温水タンク１３には、蒸気を温水タンク１３内に吹き込むことで温水を加熱する補助熱源１６を備えている。補助熱源１６は、給蒸ライン１７と、給蒸ライン１７の先端に設けた消音機能付き蒸気噴出口１８と、給蒸ライン１７の途中に設けた給蒸弁１９とを含んで構成されている。
【００２０】
また、温水タンク１３には、第一熱回収器９の原水熱交換部１０から流出する温原水を温水タンク１３へ供給するための温原水供給ライン２０を接続している。温原水供給ライン２０の先端には、温原水が温水タンク１３の設定水位以上に供給されないように給水を制御する給水制御手段としてのボールタップ２１を備えている。この給水制御手段は、ボールタップ２１でなく、水位センサと弁（いずれも図示省略）とを含むものとすることができる。
【００２１】
また、温水タンク１３には、温水タンク１３の温水温度を検出する水温検出器としての水温センサ２２を設けている。この水温センサ２２は、給蒸弁１９の開閉を電気的に制御するためのものであるが、給蒸弁１９を機械的に制御する構成とする場合は、給蒸弁１９を機械的温調弁として、これに機械的に接続される感温部とすることができる。
【００２２】
温水排水ライン３には、第一熱回収器９の原水熱交換部１０と間接的に熱交換する排水熱交換部２３を設けている。
【００２３】
さらに、温水殺菌システム１には、水温センサ２２などの信号を入力して、予め記憶した制御手順（制御プログラム）に基づき、流路制御バルブ６，第一給水弁１１，第二給水弁１２，ポンプ１４，給蒸弁１９などを制御する制御器２４を備えている。
【００２４】
制御器２４の制御手順には、洗浄殺菌制御手順と、洗浄殺菌制御手順の一部を構成する洗浄水温制御手順とを含んでいる。洗浄殺菌制御手順は、軟水器４の洗浄要求があり、かつ水温センサ２２の検出温度が第一設定値Ｔ１以上のときポンプ１４を駆動して、温水タンク１３の温水を軟水器４へ供給する制御であり、その一実施例を図２に示す。洗浄水温制御手順は、水温センサ２２の検出温度が第一設定値Ｔ１以上となるように補助熱源１６を制御する制御であり、その一実施例を図３に示す。洗浄殺菌制御手順による殺菌工程は、軟水器４の再生工程時間帯（工場の休止時間帯で再生工程の後）に行われる。
【００２５】
以下に、第一実施形態の動作を説明する。図２を参照して、制御器２４は、ステップＳ１（以下、ステップＳＮを単にＳＮという。）にて、洗浄水温制御を行う。この制御は、図３に示され、Ｓ６で、水温センサ２２の検出水温が第一設定値Ｔ１（軟水器４の殺菌に必要な温度で、例えば９０℃とする）よりディファレンシャル分だけ高い第二設定値Ｔ２以下かどうかを判定する。
【００２６】
Ｓ６で、ＹＥＳが判定されると、Ｓ７へ移行して、給蒸弁１９を開く。すると、蒸気噴出口１８から温水タンク１３内の温水へ蒸気が噴出され、温水温度が上昇する。Ｓ８で、
前記検出水温が第一設定値Ｔ１以上かどうかが判定される。ＮＯが判定されると、Ｓ７へ戻り、ＹＥＳが判定されると、Ｓ９へ移行して、給蒸弁１９を閉じる。こうして、温水タンク１３内の水温は、第一設定値Ｔ１以上に保持されることになる。
【００２７】
図２に戻って、Ｓ２で、前記検出水温が第一設定値Ｔ１以上かどうかが判定される。ＹＥＳが判定されると、Ｓ３へ移行して、ポンプ１４を駆動するとともに、第一給水弁１１および第二給水弁１２を閉じる。すると、温水タンク１３内の温水は、温水供給ライン２を通って流路制御バルブ６から樹脂筒５内に流入し、内部を殺菌洗浄した後、流路制御バルブ６から温水排水ライン３の排水熱交換部２３を通って排出される。
【００２８】
この洗浄殺菌時、温水タンク１３からの温水流出に伴い、温水タンク１３内の水位が低下するので、原水ライン７の原水が第一熱回収器９の原水熱交換部１０を介して温水タンク１３に供給される。この原水は、原水熱交換部１０を原水（例えば、２０℃度程度）が通過する際に、排水熱交換部２３を流通する温排水（例えば、８０℃度程度）と熱交換して、温度上昇し、温原水となって温水タンク１３へ供給される。こうして、洗浄殺菌後の温排水から洗浄殺菌用温水への熱回収が行われる。
【００２９】
Ｓ４では、Ｓ３の処理が開始されてから設定時間ｔ１が経過したかどうかを判定する。Ｓ４で、ＮＯが判定されると、Ｓ３の洗浄殺菌が継続され、ＹＥＳが判定されると、Ｓ５へ移行して、ポンプ１４を停止するとともに、第一給水弁１１および第二給水弁１２を開き、軟水器４による軟水化処理が可能な状態とする。
【００３０】
この第一実施形態によれば、第一熱回収器９において洗浄殺菌後の温排水から温水タンク１３の洗浄殺菌用温水へ熱回収できるので、洗浄殺菌後の温排水が保有する排熱を有効利用できる。また、温水タンク１３の温水は、補助熱源１６による加熱により殺菌に必要な第一設定温度Ｔ１以上に保持され、第一設定値Ｔ１以上のとき、温水タンク１３内の温水が軟水器４へ供給されて、洗浄殺菌が行われるので、軟水器４は、第一設定値Ｔ１以上の高温水にて確実に洗浄殺菌されることになる。
【００３１】
＜第二実施形態＞
つぎに、この発明の第二実施形態を図４〜図６に基づき説明する。この第二実施形態は、第一実施形態の構成に加えて、温水供給ライン２を流れる水と、別の温排水である工場排水とを間接熱交換させる第二熱回収器２５を備え、第二熱回収器２５の出口側と温水タンク１３とを接続して、第二熱回収器２５と温水タンク１３との間にポンプ１４を含む循環路を形成した構成を付加したものである。以下の第二実施形態の説明では、第一実施形態と異なる構成のみ説明し、第一実施形態と同じ構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図４を参照して、温水供給ライン２には、ポンプ１４と、第二熱回収器２５の洗浄温水熱交換部２６と、三方弁２７とを備えている。
【００３３】
第二熱回収器２５の洗浄温水熱交換部２６と間接熱交換する工場排水熱交換部２８は、一端が工場からの温排水供給ライン２９と接続され、他端が排水ライン３０と接続されている。
【００３４】
三方弁２７は、流路を循環排熱回収の流路と、洗浄殺菌の流路とに切り替える切替弁として機能するもので、第一接続口３１が洗浄温水熱交換部２６と接続され、第二接続口３２が循環ライン３３を介して温水タンク１３と接続され、第三接続口３４が流路制御バルブ６と第一給水弁１１との間の原水供給ライン７と接続されている。
【００３５】
そして、三方弁２７は、第一接続口３１が第二接続口３２と第三接続口３４とに選択的に連通接続されるように構成されている。第一接続口３１が第二接続口３２と接続される熱回収位置では、循環排熱回収の流路が形成される。また、第一接続口３１が第三接続口３４と接続される洗浄位置では、洗浄殺菌の流路が形成される。循環排熱回収の流路（循環路）は、温水タンク１３，ポンプ１４，洗浄温水熱交換部２６，三方弁２７，循環ライン３３を含んで構成されている。
【００３６】
つぎに、第二実施形態の制御器２４による制御手順の洗浄殺菌制御手順，洗浄水温制御手順をそれぞれ図５，図６に示す。第二実施形態の処理手順で、第一実施形態と異なるのは、洗浄殺菌制御手順において、第二熱回収器２５と三方弁２７の追加に伴い、処理Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５が、それぞれ処理Ｓ１１，Ｓ３１，Ｓ５１に変わっている点である。また、洗浄水温制御手順においては、処理Ｓ１２，Ｓ１３が新たに加わっている。
【００３７】
以下に、第二実施形態の動作を第一実施形態と異なるところを中心に説明する。図５を参照して、Ｓ１１は、図６のように行われる。Ｓ１２において、温排水供給ライン２９へ給水されているかどうかを判定する。この判定は、例えば、温排水供給ライン２９に設けた給水弁（図示省略）の開放によって判定することができる。Ｓ１２において、ＹＥＳが判定されると、Ｓ１３へ移行して、ポンプ１４の回転数を減じて駆動（この第二実施形態では、５０％駆動）するとともに、三方弁２７を熱回収位置に切り替える。なお、その他の処理におけるポンプ１４の駆動は、１００％駆動である。５０％駆動は、電力節減のためであり、５０％に限定されるものではない。
【００３８】
すると、温水タンク１３内の水は、温水タンク１３，ポンプ１４，洗浄温水熱交換部２６，三方弁２７，循環ライン３３，温水タンク１３の順に循環する。この循環により、温水タンク１３の温水が第二熱回収器２５の洗浄温水熱交換部２６を通過する際に、工場排水熱交換部２８を流通する工場の温排水と熱交換し、温度上昇して温水タンク１３へ戻る。こうして、工場の温排水から洗浄殺菌用温水への熱回収が行われる。
【００３９】
Ｓ１２で、ＮＯが判定されると、Ｓ６へ移行して、Ｓ６〜Ｓ９の処理により、第一実施形態の図３と同様にして、温水タンク１３内の水温は、第一設定値Ｔ１以上に保持される。
【００４０】
図５に戻って、Ｓ２で、検出水温が第一設定値Ｔ１以上かどうかが、判定される。ＹＥＳが判定されると、Ｓ３１へ移行して、ポンプ１４を駆動するとともに、三方弁２７を洗浄位置に切り替え、第一給水弁１１および第二給水弁１２を閉じる。すると、温水タンク１３内の温水は、洗浄温水熱交換部２６，三方弁２７を通って流路制御バルブ６から樹脂筒５内に流入し、内部を殺菌洗浄した後、流路制御バルブ６から温水排水ライン３の排水熱交換部２３を通って排出される。この殺菌洗浄時、軟水器４へ供給される温水は、洗浄温水熱交換部２６を通過する際に、加熱され、昇温して、殺菌に供されることになる。
【００４１】
Ｓ４で、ＹＥＳが判定されると、Ｓ５１へ移行して、ポンプ１４を停止するとともに、三方弁２７を熱回収位置に切り替え、第一給水弁１１および第二給水弁１２を開く。これにより、軟水器４による軟水化処理と、第二熱回収器２５による熱回収が可能な状態となる。
【００４２】
＜第三実施形態＞
つぎに、この発明の第三実施形態を図７に基づき説明する。この第三実施形態は、第一実施形態において、第一熱回収器９の原水熱交換部１０と排水熱交換部２３とをヒートポンプ３５により間接的に熱交換させて熱回収するように構成したもので、その他の構成は、第一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００４３】
ヒートポンプ３５は、排水熱交換部２３の熱を冷媒の蒸発により吸収する蒸発器３６と、吸収した熱を冷媒の凝縮により原水熱交換部１０へ放出する凝縮器３７と、圧縮機，膨張機（いずれも図示省略）を含んで構成されている。このヒートポンプ３５は、洗浄滅菌工程が行われるとき駆動される。
【００４４】
第一実施形態においては、第一熱回収器９にピンホールが生じると、洗浄用の原水に洗浄排水が混入する汚染を生ずる虞がある。しかしながら、この第三実施形態によれば、原水熱交換部１０と排水熱交換部２３とをヒートポンプ３５により間接的に熱交換させて熱回収するように構成しているので、前記汚染を防止することができる。また、第三実施形態によれば、ヒートポンプ３５の運転による仕事量が温水タンク１３の昇温に利用されるので、補助熱源１６の駆動量を少なくできる。
【００４５】
この発明は、前記第一実施形態〜第三実施形態に限定されるものではなく、水処理機器は、軟水器以外の洗浄殺菌用温水の第一設定値Ｔ１温度以上の耐熱性を有する機器，たとえば活性炭濾過装置とすることができる。また、補助熱源１６は、第一実施形態のように蒸気加熱に限定されるものではなく、電気ヒータによるものとすることができる。また、第二実施形態の第二熱回収器２５も第三実施形態のようにヒートポンプを用いることが望ましい。この場合、ヒートポンプは、第二熱回収器２５による熱回収時に駆動される。
【符号の説明】
【００４６】
１ 温水殺菌システム
２ 温水供給ライン
３ 温水排水ライン
４ 軟水器（水処理機器）
９ 第一熱回収器
１３ 温水タンク
１４ ポンプ
１６ 補助熱源
２２ 水温センサ（水温検出部）
２４ 制御器
２５ 第二熱回収器
３５ ヒートポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水供給ラインおよび温水排水ラインが接続される水処理機器を備え、前記温水供給ラインを通して供給される温水により前記水処理機器の内部を洗浄殺菌し、洗浄殺菌後排水が前記温水排水ラインを通して排出される水処理機器の温水殺菌システムにおいて、
前記温水供給ラインに接続される温水タンクと、
前記温水タンクの下流側の温水供給ラインに設けられるポンプと、
前記温水タンクに給水する給水ラインと、
前記給水ラインの給水と前記温水排水ラインの排水とを間接熱交換させる第一熱回収器と、
前記温水タンク内の水温を検出する水温検出器と、
前記温水タンク内の水を加熱する補助熱源と、
前記水温検出器の検出温度が設定値以上となるように前記補助熱源を制御するとともに、前記水処理機器の洗浄要求があり、かつ前記検出温度が設定値以上のとき前記ポンプを駆動して、前記温水タンクの温水を前記水処理機器へ供給する制御器とを備えたことを特徴とする水処理機器の温水殺菌システム。
【請求項２】
前記温水供給ラインの温水と別の温排水とを間接熱交換させる第二熱回収器を備え、前記第二熱回収器の出口側と前記温水タンクとを接続して、前記第二熱回収器と前記温水タンクとの間に前記ポンプを含む循環路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の水処理機器の温水殺菌システム。
【請求項３】
前記第一熱回収器および／または前記第二熱回収器が、ヒートポンプにより熱回収するように構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水処理機器の温水殺菌システム。
【請求項１】
温水供給ラインおよび温水排水ラインが接続される水処理機器を備え、前記温水供給ラインを通して供給される温水により前記水処理機器の内部を洗浄殺菌し、洗浄殺菌後排水が前記温水排水ラインを通して排出される水処理機器の温水殺菌システムにおいて、
前記温水供給ラインに接続される温水タンクと、
前記温水タンクの下流側の温水供給ラインに設けられるポンプと、
前記温水タンクに給水する給水ラインと、
前記給水ラインの給水と前記温水排水ラインの排水とを間接熱交換させる第一熱回収器と、
前記温水タンク内の水温を検出する水温検出器と、
前記温水タンク内の水を加熱する補助熱源と、
前記水温検出器の検出温度が設定値以上となるように前記補助熱源を制御するとともに、前記水処理機器の洗浄要求があり、かつ前記検出温度が設定値以上のとき前記ポンプを駆動して、前記温水タンクの温水を前記水処理機器へ供給する制御器とを備えたことを特徴とする水処理機器の温水殺菌システム。
【請求項２】
前記温水供給ラインの温水と別の温排水とを間接熱交換させる第二熱回収器を備え、前記第二熱回収器の出口側と前記温水タンクとを接続して、前記第二熱回収器と前記温水タンクとの間に前記ポンプを含む循環路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の水処理機器の温水殺菌システム。
【請求項３】
前記第一熱回収器および／または前記第二熱回収器が、ヒートポンプにより熱回収するように構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水処理機器の温水殺菌システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１５０（Ｐ２０１３−１５０Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０８８０（Ｐ２０１１−１３０８８０）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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