JP7023419B1 - Water treatment equipment and water treatment method - Google Patents
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Abstract
本開示に係る水処理装置は、容器に貯留された被処理水に殺菌を行う水処理装置であって、被処理水に衝撃を加える衝撃印加部と、被処理水に加えられる衝撃を圧力として検知する圧力検知部と、を備えている。本開示に係る水処理方法は、容器に貯留された被処理水に殺菌を行う水処理方法であって、被処理水に衝撃を加える衝撃印加工程と、被処理水に加えられた衝撃を圧力として検知する圧力検知工程と、を備えている。The water treatment device according to the present disclosure is a water treatment device that sterilizes the water to be treated stored in a container, and has an impact application portion that gives an impact to the water to be treated and an impact applied to the water to be treated as pressure. It is equipped with a pressure detector for detecting. The water treatment method according to the present disclosure is a water treatment method for sterilizing the water to be treated stored in a container, and is an impact application step of applying an impact to the water to be treated and a pressure of the impact applied to the water to be treated. It is equipped with a pressure detection process that detects as.
Description
本開示は、容器内の被処理水を殺菌する水処理装置及び水処理方法に関する。 The present disclosure relates to a water treatment apparatus and a water treatment method for sterilizing the water to be treated in a container.
例えば、水筒等の容器内に貯留された水は、飲用時に混入した口内細菌等によって汚染される場合がある。また、例えば、樽及び貯水槽等の容器内に貯留された水は、空気中から混入した微生物等によって汚染される場合がある。水中に存在する菌類等の微生物を殺菌又は除去する手法として、薬剤、又は微細な孔をもつ膜等を利用した手法が知られている。しかしながら、薬剤又は膜等を使用した手法では、それらの再投入又は取り替えが必要となり、管理が煩雑である。そこで、管理を簡易にするために、容器内の液体を、キャビテーションを用いて殺菌する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。キャビテーションとは、液体の運動によって液中に局所的に低圧な部分が生じ、それによって気泡が生じる現象である。特許文献１には、液体が充填されたキャビテーション室を臨むように対向配置された振動ピストンを備え、各振動ピストンをキャビテーション室に対して進退させることで液体にキャビテーションを発生させるキャビテーション発生装置が開示されている。特許文献１に開示されたキャビテーション発生装置を駆動させると、キャビテーションで生じた気泡が膨張及び収縮し、膨張及び収縮する過程で気泡が崩壊し、気泡が崩壊する際に生じる衝撃波によって液体の殺菌を行うことができる。具体的には、気泡の収縮時に高温高圧になった気泡内の環境下で、また、気泡が崩壊することで生じた衝撃波により、水中に存在する微生物の細胞膜を破壊する等して、その数を減少させることができる。
For example, water stored in a container such as a water bottle may be contaminated by oral bacteria or the like mixed during drinking. Further, for example, water stored in a container such as a barrel or a water tank may be contaminated by microorganisms or the like mixed in from the air. As a method for sterilizing or removing microorganisms such as fungi existing in water, a method using a drug or a membrane having fine pores is known. However, in the method using a drug or a membrane, it is necessary to re-inject or replace them, which is complicated to manage. Therefore, in order to simplify the management, a method of sterilizing the liquid in the container by using cavitation is known (see, for example, Patent Document 1). Cavitation is a phenomenon in which the movement of a liquid causes a locally low-pressure portion in the liquid, which causes bubbles to be generated.
しかしながら、特許文献１に開示されたキャビテーション発生装置は、殺菌対象の水（以下、被処理水という）に発生する衝撃力の検知手段を備えていないので、被処理水にどの程度の衝撃が加えられたか使用者は知ることができない。このため、容器内に貯留された被処理水において、意図する衝撃力を与えているか否かが不明であり、例えば、殺菌すべき微生物が水中に残留する、又は、目的とする殺菌率が得られずに基準値を超えた微生物が水中に残存する場合もある。したがって、特許文献１に開示されたキャビテーション発生装置では、被処理水に加えられる衝撃力が不足することもあり、殺菌された水を安定して供給できないという課題があった。
However, since the cavitation generator disclosed in
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、殺菌された水を安定して提供することができる水処理装置及び水処理方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present disclosure is to provide a water treatment apparatus and a water treatment method capable of stably providing sterilized water.
本開示に係る水処理装置は、容器に貯留された被処理水に殺菌を行う水処理装置であって、前記被処理水に衝撃を加える衝撃印加部と、前記衝撃印加部によって前記衝撃が加えられる前記被処理水中に配置され、前記被処理水中の衝撃を圧力として検知する圧力検知部と、前記圧力検知部の検知値に基づき、前記衝撃印加部へ出力する出力値を変更する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記検知値と予め設定された下限値とを比較し、前記検知値が前記下限値未満である場合には、前記衝撃印加部へ出力する前記出力値を上げる。
また、本開示に係る水処理方法は、容器に貯留された被処理水に殺菌を行う水処理方法であって、前記被処理水に衝撃を加える衝撃印加工程と、前記衝撃印加工程において前記衝撃が加えられる前記被処理水中の衝撃を圧力として検知する圧力検知工程と、前記圧力検知工程における検知値に基づき、前記衝撃印加工程における出力値を変更する出力制御工程と、を備え、前記出力制御工程において、前記圧力検知工程における前記検知値と予め設定された下限値とを比較し、前記検知値が前記下限値未満である場合には、前記衝撃印加工程における前記出力値を上げる。
The water treatment apparatus according to the present disclosure is a water treatment apparatus that sterilizes the water to be treated stored in a container, and the impact is applied by the impact applying portion that applies an impact to the water to be treated and the impact applying portion. A pressure detection unit that is placed in the water to be treated and detects the impact of the water to be treated as a pressure , and a control device that changes the output value output to the impact application unit based on the detection value of the pressure detection unit. , The control device compares the detected value with a preset lower limit value, and if the detected value is less than the lower limit value, increases the output value output to the impact applying unit. ..
Further, the water treatment method according to the present disclosure is a water treatment method for sterilizing the water to be treated stored in a container, and is the impact application step of applying an impact to the water to be treated and the impact in the impact application step. The output control is provided with a pressure detection step of detecting the impact in the water to be treated as a pressure , and an output control step of changing the output value in the impact application step based on the detection value in the pressure detection step. In the step, the detected value in the pressure detecting step is compared with a preset lower limit value, and if the detected value is less than the lower limit value, the output value in the impact applying step is increased .
本開示によれば、被処理水に加えられる衝撃を圧力として検知する圧力検知部を備えているので、被処理水の微生物に与えた衝撃力が把握でき、意図する殺菌が実施されたか判断することができる。したがって、衝撃力の不足により微生物が被処理水中に残留してしまうことを抑制でき、殺菌された水を安定して供給することができる。 According to the present disclosure, since it is provided with a pressure detection unit that detects the impact applied to the water to be treated as pressure, the impact force applied to the microorganisms in the water to be treated can be grasped, and it is determined whether the intended sterilization has been performed. be able to. Therefore, it is possible to prevent microorganisms from remaining in the water to be treated due to insufficient impact force, and it is possible to stably supply sterilized water.
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る水処理装置が容器に設置された状態を示す概略構成図である。図１の矢印Ｚ方向は水処理装置１００が設置される容器１の高さ方向を表している。以下、本開示に係る水処理装置１００の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す図面の形態によって本開示が限定されるものではない。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a state in which the water treatment apparatus according to the first embodiment is installed in a container. The arrow Z direction in FIG. 1 represents the height direction of the
図１に示されるように、水処理装置１００は、容器１に貯留された被処理水２に殺菌を行うものである。容器１は、任意の材質で構成することができるが、容器１には衝撃が印加されるため、一定の衝撃に耐え得る材質で構成されることが望ましい。容器１の一端には開口部１ａが形成されている。図１に示される例では、容器１の上下方向（矢印Ｚ方向）の上端に開口部１ａが形成されている。
As shown in FIG. 1, the
水処理装置１００は、容器１の開口部１ａを密閉する蓋部３と、被処理水２に衝撃４を加える衝撃印加部５と、衝撃印加部５を制御する制御装置６と、衝撃印加部５により被処理水２に加えられた衝撃４を圧力として検知する圧力検知部７と、を備えている。蓋部３は、容器１に着脱自在に取り付けられる。衝撃印加部５から被処理水２に衝撃４が加えられることで、被処理水２に殺菌が行われる。衝撃印加部５からの衝撃４により被処理水２が殺菌される過程については、後述する。
The
実施の形態１では、一つの圧力検知部７が容器１に設置されている。制御装置６と衝撃印加部５、及び、制御装置６と圧力検知部７とはそれぞれ信号線９により接続されている。衝撃印加部５は、その発振面５ａが蓋部３の上面と接するように蓋部３に設置されており、蓋部３を介して被処理水２に衝撃が伝播する。次に、水処理装置１００の構成について、詳しく説明する。
In the first embodiment, one
蓋部３は、容器１を密閉するものである。蓋部３は、任意の材質で構成することができるが、蓋部３を介して衝撃印加部５の衝撃４が被処理水２に伝達されるので、被処理水２との間で衝撃４が反射しない材質で蓋部３が構成されることが好ましい。衝撃４が蓋部３と被処理水２との界面で反射しないために、密度と音速との積である音響インピーダンスが、被処理水２と蓋部３とで等しくなることが望ましい。音響インピーダンスとは、音の伝達のし易さを表したものであり、物体にはそれぞれ固有の音響インピーダンスがある。衝撃４は、２つの媒質（蓋部３及び被処理水２）の音響インピーダンスの差が大きいと反射し、音響インピーダンスの差が小さいと透過する。水と同程度の音響インピーダンスをもつ材質であって、容器１を密閉するために一定の弾性を有する材質には、例えば、樹脂材のポリカーボネート及びρｃゴム等がある。
The
衝撃印加部５は、例えば、電気的又は機械的に衝撃を印加する構成とすることができる。例えば、衝撃印加部５は、通電により振動する振動子、あるいは物理的に衝撃を与える重り又はハンマー等で構成される。なお、衝撃印加部５の構成は特にこれに限定されない。また、衝撃印加部５は、間欠的、断続的、又は連続的に被処理水２に衝撃４を印加することができる。衝撃印加部５は、制御装置６からの入力に基づき運転する。具体的には、衝撃印加部５は、制御装置６から入力された出力値Ｃで運転し、制御装置６から処理開始の指令が入力されると運転を開始し、制御装置６から処理終了の指令が入力されると運転を停止する。
The
圧力検知部７は、衝撃４を圧力として検知するものであり、例えば、振動及び圧力変動等といった機械エネルギーを電気エネルギーに変換することで圧力を検知する構成とすることができる。圧力検知部７は、例えば、力（圧力）が加わると電圧を発生する圧電素子、いわゆるピエゾ素子等で構成されている。
The
制御装置６は、衝撃印加部５に、出力値Ｃ、処理開始の指令及び処理停止の指令等を出力することにより衝撃印加部５を制御する。制御装置６は、予め設定された情報、及び入力される情報に基づき、衝撃印加部５を制御する。例えば、制御装置６は、圧力検知部７から入力される検知値Ｖｄに基づいて衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを変更することで、衝撃印加部５から被処理水２へ加えられる衝撃４を調整する。
The
図２は、図１の水処理装置における制御装置の構成を示すブロック図である。図２に示されるように、制御装置６は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成されている。なお、ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はプロセッサともいう。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control device in the water treatment device of FIG. As shown in FIG. 2, the
制御装置６が専用のハードウェアである場合、制御装置６は、例えば、単一回路、複合回路、及びＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）等の回路が該当する。制御装置６が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。
When the
制御装置６がＣＰＵの場合、制御装置６が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置６の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、又はＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。
When the
制御装置６の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
Some of the functions of the
制御装置６は、機能部として、主制御部６１及び記憶部６２を有している。主制御部６１には、圧力検知部７の検知値Ｖｄ等が入力され、主制御部６１は、入力された情報及び記憶部６２に記憶されている情報に基づいて、衝撃印加部５の出力値Ｃを決定し、衝撃印加部５へ出力する。記憶部６２は、圧力検知部７の検知値Ｖｄ等の主制御部６１に入力された情報、及び、衝撃印加部５の制御のために予め設定された設定値等を記憶する。設定値として、例えば、衝撃印加部５の複数の出力値Ｃ（例えば、小さい順に第一出力値Ｃ１及び第二出力値Ｃ２）、及び、検知値Ｖｄの閾値（例えば、下限値Ｖｓ１及び上限値Ｖｓ２等）が、記憶部６２に記憶されている。
The
図３は、図１の水処理装置１００からの衝撃による圧力変動が静水圧Ｐｈより大きい場合における被処理水２中の様子を説明する説明図である。図４は、図１の水処理装置１００からの衝撃による圧力変動が静水圧Ｐｈより小さい場合における被処理水２中の様子を説明する説明図である。静水圧Ｐｈとは、静止する水の圧力（単位面積当たりの力）であり、地上では重力が生じているので、静水圧は水の重さである。つまり、被処理水２中の深い場所ほど静水圧Ｐｈが大きくなっている。図３及び図４に基づき、図１を参照しつつ、キャビテーションによる衝撃波の発生過程について説明する。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state in the water to be treated 2 when the pressure fluctuation due to the impact from the
図１に示されるように衝撃印加部５から被処理水２に衝撃が加えられると、図３に示されるように被処理水２中の圧力Ｐａが静水圧Ｐｈから変動する。この圧力変動は、衝撃印加部５とは逆方向に波動となって伝播する。図１に示される例では、波動は、被処理水２中を、容器１の上下方向（矢印Ｚ方向）の下方へ向かって伝播する。図３に示されるように、波動の伝播にともない、容器１内のある地点（図１の地点Ａ）では、被処理水２の圧力Ｐａが変化する。圧力変動により、被処理水２内ではキャビテーションが発生する。以下、衝撃による圧力変動の大きさが静水圧Ｐｈよりも大きい場合と小さい場合とに分けて、容器１内の地点Ａ（図１）における被処理水２の様子について説明する。
When an impact is applied to the water to be treated 2 from the
（１）衝撃による圧力変動が静水圧Ｐｈよりも大きい場合
図３に示されるように、衝撃による圧力変動の振幅Ｐｍ（音圧）が静水圧Ｐｈよりも大きい場合、地点Ａにおける圧力Ｐａが静水圧Ｐｈ未満となる負圧サイクル時において、負圧が静水圧Ｐｈよりも大きくなり、圧力Ｐａが０を下回ると、被処理水２は引き裂かれる。被処理水２が引き裂かれると、気泡核となる真空の空洞すなわち真空の泡が生じる。負圧サイクル時において、圧力Ｐａがさらに負側へ推移すると、被処理水２が気化し、気泡核に流入する。負圧サイクル時には被処理水２に溶存する気体（以下、溶存気体という）も気化し、圧力Ｐａが０を下回ってできる気泡核には、気化した被処理水２とともに、気化した溶存気体も流入する。これにより、気泡核は成長して気泡となり、圧力Ｐａが０から負側に推移するに従い膨張する。負圧サイクル時において負圧が最大になると、気泡の径は最大となる。その後、負圧サイクル時において、静水圧Ｐｈと同程度の負圧となるまでの間、すなわち最大の負圧から圧力Ｐａが０となるまでの間、気泡が収縮し、気泡が収縮することによって気泡の内部は圧縮されて高温高圧状態となる。そして、圧力Ｐａがさらに上昇し、圧力Ｐａが０を上回ると、気泡の内部の気体は、液化し、又は被処理水２に溶存して、気泡が消失する。これを気泡の圧壊と呼ぶ。気泡が圧壊するとき、気泡の収縮により、気泡の周囲の被処理水２は、気泡の中心に向かう流れを生じさせる。そして、気泡が消失すると、気泡の周囲の被処理水２が気泡の中心で互いに衝突し、衝突によって衝撃波が生じる。これらの現象は、蒸気性キャビテーションと呼ばれる。(1) When the pressure fluctuation due to the impact is larger than the hydrostatic pressure Ph As shown in FIG. 3, when the amplitude Pm (sound pressure) of the pressure fluctuation due to the impact is larger than the hydrostatic pressure Ph, the pressure Pa at the point A is static. In the negative pressure cycle where the water pressure is less than Ph, when the negative pressure becomes larger than the hydrostatic pressure Ph and the pressure Pa becomes less than 0, the water to be treated 2 is torn. When the
（２）衝撃による圧力変動が静水圧Ｐｈよりも小さい場合
図４に示されるように、衝撃による圧力変動の振幅Ｐｍ（音圧）が静水圧Ｐｈよりも小さい場合、地点Ａにおける圧力Ｐａが静水圧Ｐｈ未満となる負圧サイクルになると、被処理水２に溶存する気体（溶存気体）が気化する。そして、気化した溶存気体を気泡核として、負圧サイクル時において圧力Ｐａがさらに負側すなわち０側に推移すると、被処理水２に溶存する気体がさらに気化して気泡核に流入する。これにより、気泡核は成長して気泡となり、圧力Ｐａが負側に推移するに従い膨張する。負圧サイクル時において負圧が最大になると、気泡の径は最大となる。その後、負圧サイクル時において圧力Ｐａが上昇すると、気泡が収縮し、気泡が収縮することによって気泡の内部は圧縮されて高温高圧状態となる。そして、気泡の内部の気体は液化、又は、被処理水２に溶存し、気泡が圧壊し、消失する。気泡が圧壊するとき、気泡の収縮により、気泡の周囲の被処理水２は、気泡の中心に向かう流れを生じさせる。そして、気泡が消失すると、気泡の周囲の被処理水２が気泡の中心で互いに衝突し、衝突によって衝撃波が生じる。これらの現象は、気体性キャビテーションと呼ばれる。気体性キャビテーションにおいて生じる気泡の収縮力は、蒸気性キャビテーションにおいて生じる気泡の収縮力よりも弱く、気体性キャビテーションでは、一部の気泡は、圧壊して消失するに至らず、気泡核となり、その後の圧力変動により膨張及び収縮する。(2) When the pressure fluctuation due to the impact is smaller than the hydrostatic pressure Ph As shown in FIG. 4, when the amplitude Pm (sound pressure) of the pressure fluctuation due to the impact is smaller than the hydrostatic pressure Ph, the pressure Pa at the point A is static. When the negative pressure cycle becomes less than the water pressure Ph, the gas (dissolved gas) dissolved in the water to be treated 2 is vaporized. Then, when the vaporized dissolved gas is used as the bubble nucleus and the pressure Pa changes to the negative side, that is, the 0 side during the negative pressure cycle, the gas dissolved in the water to be treated 2 is further vaporized and flows into the bubble nucleus. As a result, the bubble nucleus grows into a bubble and expands as the pressure Pa shifts to the negative side. When the negative pressure becomes maximum during the negative pressure cycle, the diameter of the bubble becomes maximum. After that, when the pressure Pa rises during the negative pressure cycle, the bubbles contract, and the inside of the bubbles is compressed by the contraction of the bubbles, resulting in a high temperature and high pressure state. Then, the gas inside the bubbles is liquefied or dissolved in the water to be treated 2, and the bubbles are crushed and disappear. When the bubble is crushed, the shrinkage of the bubble causes the
図１に示されるように、衝撃印加部５から被処理水２に衝撃が加えられているとき、容器１内の被処理水２には、上述した現象が生じている。水処理装置１００において、被処理水２中の微生物の殺菌に寄与する要素には、衝撃印加部５からの衝撃４、気泡収縮時の高温高圧、及び気泡圧壊時の衝撃がある。気泡収縮時の高温高圧及び気泡圧壊時の衝撃といった要素も、衝撃印加部５からの衝撃４に応じて変化し、各要素の値はいずれも、衝撃印加部５からの衝撃４によって決まる。例えば、気泡収縮時の高温高圧及び気泡圧壊時の衝撃といった各要素の値は、衝撃印加部５からの衝撃４が大きくなるに従い、大きくなる傾向を有する。また例えば、高温下で殺菌される微生物、あるいは、高温下では殺菌されないが一定以上の衝撃で殺菌される微生物等があり、殺菌に効果的な要素は、微生物の種類によって異なることもある。
As shown in FIG. 1, when an impact is applied to the water to be treated 2 from the
したがって、検知値Ｖｄと殺菌状況との関係を予め測定しておくことで、目的とする殺菌効果を得るために必要な衝撃印加部５の出力（例えば、出力値Ｃ及び印加時間等）及び出力を決定する条件（例えば、下限値Ｖｓ１等の閾値）を決定することができる。ここで、殺菌状況とは、例えば、被処理水２の殺菌率、又は殺菌できた微生物の種類等である。予め測定された検知値Ｖｄと殺菌状況との関係は関係式又はテーブル形式で記憶部６２に記憶しておくことができる。また、被処理水２の温度、粘性及び溶存気体量等の物性値を考慮することで、目的とする殺菌効果を得るためのより正確な閾値を決定することができる。本開示の水処理装置１００は、圧力検知部７により、衝撃印加部５からの衝撃４以外にもキャビテーションによる気泡圧壊時の衝撃を含む被処理水２中の衝撃を検知することができるので、より正確に被処理水２の殺菌状況が把握できる。
Therefore, by measuring the relationship between the detected value Vd and the sterilization status in advance, the output (for example, output value C and application time, etc.) and output of the
図２に示されるように、制御装置６は、設定値等が記憶される記憶部６２と、比較及び演算等の処理を行う主制御部６１を有している。したがって、殺菌対象の被処理水２を変更する場合に、被処理水２の物性の変化及び殺菌する微生物の種類に応じて、記憶部６２に記憶されている関係式等を用いて、衝撃印加部５から被処理水２に加える衝撃４を変更することができる。
As shown in FIG. 2, the
なお、図１に示される例では一つの圧力検知部７が容器１に設置されているが、圧力検知部７は複数設けられてもよい。また、圧力検知部７が設置される場所は衝撃４が検知できる場所であればどこでもよく、圧力検知部７は、例えば、蓋部３に設置されてもよい。圧力検知部７が蓋部３に設置される場合でも、圧力検知部７は、衝撃印加部５から被処理水２へ加えられる衝撃４を、衝撃４を伝達する蓋部３において圧力として検知することができる。したがって、この場合においても、検知値Ｖｄと殺菌状況との関係をあらかじめ測定しておくことで、圧力検知部７が容器１に設置される場合と同様に、目的とする殺菌効果が得られるように衝撃印加部５を制御することができる。また、水処理装置１００が複数の圧力検知部７を備える場合には、制御装置６は、複数の圧力検知部７の検知値Ｖｄに基づき、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを調整するよう構成されるとよい。
In the example shown in FIG. 1, one
図５は、図１の水処理装置において検知値に基づき衝撃を調整する制御の一例を示すフローチャートである。図１～図４を参照しつつ、図５に基づき、水処理装置１００の一連の動作について説明する。図１に示されるように、容器１には被処理水２が貯留されている。また、衝撃４を圧力として検知する圧力検知部７が一つ、容器１に設置されている。また、容器１の開口部１ａを塞ぐように容器１に蓋部３が取り付けられることで、容器１が密閉されている。制御装置６は、処理開始の指令に基づき、衝撃印加部５を駆動し、被処理水２への衝撃４の印加を開始させる。衝撃印加部５が駆動されると、図５に示される衝撃調整制御が実施される。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of control for adjusting an impact based on a detected value in the water treatment apparatus of FIG. A series of operations of the
図５に示されるように、衝撃調整制御において、まず、圧力検知部７により被処理水２中の圧力が検知され（ステップＳ１１）、検知値Ｖｄが制御装置６へ出力される。制御装置６は、圧力検知部７から入力された検知値Ｖｄと、記憶部６２に記憶された下限値Ｖｓ１と比較する（ステップＳ１２）。具体的には、制御装置６は、検知値Ｖｄが下限値Ｖｓ１以上であるか否かを判定する。そして、検知値Ｖｄが下限値Ｖｓ１以上である場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、制御がステップＳ１３に移る。一方、検知値Ｖｄが下限値Ｖｓ１未満である場合には（ステップＳ１２；ＮＯ）、出力値Ｃを上げ、この出力値Ｃを衝撃印加部５へ出力する（ステップＳ１４）。衝撃印加部５は、制御装置６から入力された出力値Ｃで駆動され、被処理水２に加えられる衝撃４は大きくなる。ステップＳ１４の後、制御はステップＳ１１に戻り、検知値Ｖｄが下限値Ｖｓ１以上となるまで（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１１、Ｓ１２及びＳ１４が繰り返される。
As shown in FIG. 5, in the impact adjustment control, first, the pressure in the water to be treated 2 is detected by the pressure detecting unit 7 (step S11), and the detected value Vd is output to the
ステップＳ１２において検知値Ｖｄが下限値Ｖｓ１以上である場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、制御装置６は、圧力検知部７から入力された検知値Ｖｄと、記憶部６２に記憶された上限値Ｖｓ２と比較する（ステップＳ１３）。具体的には、制御装置６は、検知値Ｖｄが上限値Ｖｓ２以下であるか否かを判定する。そして、検知値Ｖｄが上限値Ｖｓ２以下である場合には（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、図５の制御が終了する。なお、ステップＳ１３は、必要に応じて省略することができ、ステップＳ１２がＹＥＳの場合、図５の制御を終了することができる。
When the detection value Vd is equal to or higher than the lower limit value Vs1 in step S12 (step S12; YES), the
一方、検知値Ｖｄが上限値Ｖｓ２を超えた場合には（ステップＳ１３；ＮＯ）、出力値Ｃを下げ、この出力値Ｃを衝撃印加部５へ出力する（ステップＳ１５）。衝撃印加部５は、制御装置６から入力された出力値Ｃで駆動され、被処理水２に加えられる衝撃４は小さくなる。ステップＳ１５の後、制御はステップＳ１１に戻り、検知値Ｖｄが下限値Ｖｓ１以上で（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、且つ上限値Ｖｓ２以下となるまで（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１１～Ｓ１５が繰り返される。
On the other hand, when the detected value Vd exceeds the upper limit value Vs2 (step S13; NO), the output value C is lowered and this output value C is output to the impact applying unit 5 (step S15). The
検知値Ｖｄが上限値Ｖｓ２以下となり（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、図５の制御が終了した後、衝撃印加部５が駆動されている間、衝撃調整制御は繰り返し実施される。制御装置６は、終了処理の指令に基づき、衝撃印加部５を停止させ、被処理水２への衝撃４の印加を終了させる。衝撃印加部５が停止すると、繰り返し実施されている図５の衝撃調整制御が終了し、一連の動作が終了する。なお、制御装置６は、予め設定された時間が経過した場合に衝撃印加部５を停止させる構成とすることができる。
After the detection value Vd becomes the upper limit value Vs2 or less (step S13; YES) and the control of FIG. 5 is completed, the impact adjustment control is repeatedly executed while the
ここで、下限値Ｖｓ１及び上限値Ｖｓ２は、例えば、被処理水２において目的の殺菌効果が得られる衝撃４の強さ範囲に応じて決定されるとよい。例えば、下限値Ｖｓ１は、目的の殺菌効果が得られるために最小限必要な衝撃４に相当する圧力である。また、例えば、上限値Ｖｓ２は、下限値Ｖｓ１よりも大きい値であり、容器１の強度等に応じて設定されることが好ましい。
Here, the lower limit value Vs1 and the upper limit value Vs2 may be determined, for example, according to the strength range of the
ここで、図５に示される衝撃調整制御において下限値Ｖｓ１及び上限値Ｖｓ２と比較される検知値Ｖｄは、瞬時値であってもよく、あるいは、一定時間の累積値、又は一定時間の時間平均値であってもよい。一定時間の累積値、及び一定時間の時間平均値のいずれが用いられる場合でも、圧力検知部７からの入力を積算又は平均化する等の演算を主制御部６１により行って、検知値Ｖｄを求めることができる。
Here, the detection value Vd to be compared with the lower limit value Vs1 and the upper limit value Vs2 in the impact adjustment control shown in FIG. 5 may be an instantaneous value, a cumulative value for a certain period of time, or a time average for a certain period of time. It may be a value. Regardless of whether the cumulative value for a certain period of time or the time average value for a certain period of time is used, the
これまで、処理終了の指令で衝撃印加部５が停止されるまで、検知値Ｖｄに応じて図５の衝撃調整制御が繰り返し実施されることで衝撃４の大きさを調整する場合について説明したが、衝撃印加部５の制御方法は、特にこれに限定されない。上述した制御に代えて、例えば、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄに応じて衝撃印加部５へ出力する出力値を変更することで衝撃４の印加時間を調整する制御方法を採用することもできる。
So far, the case where the magnitude of the
図６は、図１の水処理装置において検知値の累積値に基づき衝撃の印加時間を調整する制御の一例を示すフローチャートである。図１～図４を参照しつつ、図６に基づき、水処理装置１００の一連の動作について説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of control for adjusting the impact application time based on the cumulative value of the detected values in the water treatment apparatus of FIG. A series of operations of the
制御装置６は、開始処理の指令に基づき、衝撃印加部５を駆動し、被処理水２への衝撃４の印加を開始させる（ステップＳ２２）。このとき、主制御部６１は、記憶部６２に記憶されている複数の出力値Ｃのうち、第一出力値Ｃ１よりも大きい第二出力値Ｃ２を衝撃印加部５へ出力し、衝撃印加部５は第二出力値Ｃ２で駆動される。
The
ステップＳ２２において衝撃４の印加が開始された後、図６では図示されないが継続的に衝撃４の印加が行われる。ステップＳ２２において衝撃４の印加が開始された後、圧力検知部７は、被処理水２中の圧力を検知し（ステップＳ２３）、制御装置６へ出力する。制御装置６は、衝撃４の印加が開始されてからの検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄを演算し（ステップＳ２４）、演算された検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄと、記憶部６２に記憶された累積閾値Ｖｓ３とを比較する（ステップＳ２５）。具体的には、制御装置６は、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上であるか否かを判定する。累積閾値Ｖｓ３は、例えば、目的の殺菌効果を得るのに必要とされた衝撃４と印加時間の積等に応じて決定されるとよい。累積閾値Ｖｓ３は、制御装置６の記憶部６２に設定値の一つとして記憶されている。
After the application of the
検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上である場合には（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、制御がステップＳ２６へ移る。一方、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３未満である場合には（ステップＳ２５；ＮＯ）、制御はステップＳ２３へ戻る。このとき、制御装置６からの出力値Ｃは更新されず、衝撃印加部５は、出力中の第二出力値Ｃ２で駆動を続行する（ステップＳ２３）。検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３未満である場合において（ステップＳ２５；ＮＯ）、制御がステップＳ２３へ戻った後、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上となるまで（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、ステップＳ２３～Ｓ２５が繰り返される。
When the cumulative value SVd of the detected value Vd is equal to or higher than the cumulative threshold value Vs3 (step S25; YES), the control shifts to step S26. On the other hand, when the cumulative value SVd of the detected value Vd is less than the cumulative threshold value Vs3 (step S25; NO), the control returns to step S23. At this time, the output value C from the
ステップＳ２５において、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上となった場合には（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、制御装置６は、衝撃印加部５を停止させ、被処理水２への衝撃４の印加を終了させる（ステップＳ２６）。なお、ステップＳ２６において衝撃印加部５を停止させる際、主制御部６１は、衝撃４を段階的に小さくするために、出力中の第二出力値Ｃ２よりも小さい第一出力値Ｃ１を衝撃印加部５に出力し、その後、衝撃印加部５を停止させるように制御してもよい。また、制御装置６は、ステップＳ２６において衝撃印加部５を停止させた後、累積値ＳＶｄを初期化して（ステップＳ２７）、一連の動作を終了する。検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄと予め設定された累積閾値Ｖｓ３とが比較される構成では、ステップＳ２７に示されるように、累積値ＳＶｄは、累積閾値Ｖｓ３以上となった時点、すなわち図６の印加時間調整制御の処理が終了するときにリセットされることが望ましい。
In step S25, when the cumulative value SVd of the detected value Vd becomes the cumulative threshold value Vs3 or more (step S25; YES), the
なお、制御装置６は、累積値ＳＶｄを初期化した後に衝撃印加部５を停止させるように制御する構成であってもよい。また、制御装置６は、図６及び図５を組み合わせた制御により、衝撃印加部５を制御するように構成されてもよい。
The
次に、図２及び図５を参照しつつ、水処理装置１００を用いて、容器１に貯留された被処理水２に殺菌を行う水処理方法について説明する。水処理方法は、衝撃印加部５により被処理水２に衝撃を加える衝撃印加工程と、被処理水２に加えられた衝撃４を圧力として圧力検知部７により検知する圧力検知工程と（ステップＳ１１）、を備えている。圧力検知工程において、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する。また、水処理方法は、圧力検知工程における検知値Ｖｄに基づき、衝撃印加工程における出力値Ｃを変更する出力制御工程を有する。
Next, a water treatment method for sterilizing the water to be treated 2 stored in the
出力制御工程において、圧力検知工程における検知値Ｖｄと予め設定された下限値Ｖｓ１とを比較し、検知値Ｖｄが下限値未満である場合には、衝撃印加工程における出力値Ｃを上げる（ステップＳ１４）。また、出力制御工程において、圧力検知工程における検知値Ｖｄと予め設定された上限値Ｖｓ２とを比較し、検知値Ｖｄが上限値Ｖｓ２を超えた場合には、衝撃印加工程における出力値を下げる（ステップＳ１５）。 In the output control step, the detection value Vd in the pressure detection step is compared with the preset lower limit value Vs1, and if the detection value Vd is less than the lower limit value, the output value C in the impact application step is increased (step S14). ). Further, in the output control process, the detection value Vd in the pressure detection process is compared with the preset upper limit value Vs2, and when the detection value Vd exceeds the upper limit value Vs2, the output value in the impact application process is lowered (). Step S15).
次に、図５の衝撃調整制御の代わりに図６の印加時間調整制御が行われる場合の水処理方法について説明する。圧力検知工程は繰り返し行われ、出力制御工程において、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄを演算し（ステップＳ２４）、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄに応じて、衝撃印加工程における出力値Ｃを変更する。 Next, a water treatment method when the application time adjustment control of FIG. 6 is performed instead of the impact adjustment control of FIG. 5 will be described. The pressure detection step is repeated, and in the output control step, the cumulative value SVd of the detected value Vd is calculated (step S24), and the output value C in the impact applying step is changed according to the cumulative value SVd of the detected value Vd.
出力制御工程において、演算された検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄと、予め設定された累積閾値Ｖｓ３とを比較し、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上である場合には、衝撃印加工程における出力値Ｃを下げる。具体的には、累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３未満である場合には、予め設定された出力値Ｃを衝撃印加工程における出力値Ｃとし、累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上である場合には、衝撃印加工程を終了させる（ステップＳ２５、Ｓ２３及びＳ２６）。出力制御工程において、演算された検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上である場合に、衝撃印加工程を終了させるとともに、累積値を初期化する（ステップＳ２７）。 In the output control step, the calculated cumulative value SVd of the detected value Vd is compared with the preset cumulative threshold value Vs3, and if the cumulative value SVd of the detected value Vd is the cumulative threshold value Vs3 or more, the impact application step The output value C in is lowered. Specifically, when the cumulative value SVd is less than the cumulative threshold value Vs3, the preset output value C is set as the output value C in the impact application step, and when the cumulative value SVd is the cumulative threshold value Vs3 or more, the output value C is set. The impact application step is terminated (steps S25, S23 and S26). In the output control step, when the cumulative value SVd of the calculated detection value Vd is equal to or higher than the cumulative threshold value Vs3, the impact application step is terminated and the cumulative value is initialized (step S27).
以上のように、実施の形態１の水処理装置１００は、容器１に貯留された被処理水２に殺菌を行う水処理装置１００である。水処理装置１００は、被処理水２に衝撃４を加える衝撃印加部５と、被処理水２に加えられる衝撃４を圧力として検知する圧力検知部７と、を備えている。
As described above, the
これにより、被処理水２に加えられる衝撃４を圧力として検知する圧力検知部７を備えているので、被処理水２の菌類等の微生物に与えた衝撃力が把握でき、意図する殺菌が実施されたか判断することができる。したがって、衝撃力の不足により微生物が被処理水２中に残留してしまうことを抑制でき、殺菌された水を安定して供給することができる。
As a result, since the
また、水処理装置１００は、圧力検知部７の検知値Ｖｄに基づき、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを変更する制御装置６を備えている。これにより、圧力検知部７の検知値Ｖｄに応じて衝撃印加部５への出力値Ｃが変更されるので、制御により自動的に、目的とした殺菌効果が得られるように衝撃４が調整でき、操作が簡略化される。
Further, the
制御装置６は、検知値Ｖｄと予め設定された下限値Ｖｓ１とを比較し、検知値Ｖｄが下限値Ｖｓ１未満である場合には、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを上げる。これにより、検知値Ｖｄが下限値Ｖｓ１以上となるように出力値Ｃが調整されるので、衝撃４の強さが一定以上に維持され、一定以上の殺菌効果を得ることができる。
The
また、制御装置６は、検知値Ｖｄと予め設定された上限値Ｖｓ２とを比較し、検知値Ｖｄが上限値Ｖｓ２を超えた場合には、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを下げる。これにより、検知値Ｖｄが上限値Ｖｓ２以下となるように出力値Ｃが調整されるので、過剰な衝撃４が印加されることを防止でき、衝撃印加部５を駆動するためのエネルギーの省力化が実現できる。
Further, the
また、圧力検知部７は、設定時間ごとに繰り返して衝撃４を圧力として検知し、制御装置６は、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄを演算し、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄに応じて衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを変更する。これにより、衝撃４の時間積算に応じて出力値Ｃが調整されるので、例えば時間積算で一定の衝撃４が印加された場合には衝撃印加部５に出力値を０にする等して、殺菌処理における水処理装置１００の一連の動作を自動化でき、操作が簡略化される。
Further, the
また、制御装置６は、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄと予め設定された累積閾値Ｖｓ３とを比較し、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上である場合には、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを下げる。これにより、時間積算で一定の衝撃４を印加して目的の殺菌効果を得るとともに、時間積算で一定の衝撃４が印加された後には出力を減らしてエネルギーの無駄を低減できる。
Further, the
また、制御装置６は、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３未満である場合には、予め設定された出力値Ｃを衝撃印加部５へ出力し、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上である場合には、衝撃印加部５による被処理水２への衝撃４の印加を停止させる。これにより、時間積算で一定の衝撃４が印加された後には衝撃印加部５が停止するので、省エネルギー効果を向上させることができる。
Further, when the cumulative value SVd of the detected value Vd is less than the cumulative threshold value Vs3, the
また、制御装置６は、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄが累積閾値Ｖｓ３以上になると、衝撃印加部５による被処理水２への衝撃４の印加を停止させ、累積値ＳＶｄを初期化する。これにより、検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄを使用者が手動で初期化する必要がなく、殺菌済みの被処理水２とは別の被処理水２に殺菌処置を始める際における使用者の手間を省くことができる。
Further, when the cumulative value SVd of the detected value Vd becomes the cumulative threshold value Vs3 or more, the
また、圧力検知部７は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。これにより、衝撃４による圧力変動等を電気信号として取り出すことができるので、衝撃４を検知することができ、また、検知された検知値Ｖｄを制御装置６において、出力値Ｃを決定するための比較及び演算等に使用することができる。
Further, the
実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る水処理装置が容器に設置された状態を示す概略構成図である。実施の形態２の水処理装置１００では、圧力検知部７が複数設けられ、容器１及び蓋部３それぞれに設置されている点が、実施の形態１の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a state in which the water treatment apparatus according to the second embodiment is installed in a container. The
図７に示されるように、いずれの圧力検知部７も、それぞれ信号線９を介して制御装置６に接続されている。衝撃印加部５は、その発振面５ａが蓋部３の上面と接するように蓋部３に設置されており、蓋部３を介して被処理水２に衝撃４が伝播する。
As shown in FIG. 7, each
実施の形態２の水処理装置１００において、衝撃印加部５から被処理水２へ加えられる衝撃４は、２つの圧力検知部７により圧力として検知される。具体的には、蓋部３に設置された圧力検知部７により、蓋部３における衝撃４が圧力として検知され、容器１に設置された圧力検知部７により、被処理水２における衝撃４が圧力として検知される。すなわち、衝撃印加部５から被処理水２へ加えられる衝撃４が、２つの異なる媒質中において検知される。
In the
したがって、実施の形態２の水処理装置１００では、２つの圧力検知部７の検知値に基づいて、蓋部３から被処理水２への衝撃４の伝達効率が把握できるので、例えば、蓋部３に高効率の伝達効率の材質を選定することができる。また、これにより、衝撃印加部５を駆動するためのエネルギーの省力化が実現できる。
Therefore, in the
また、制御装置６は、伝達効率に応じて衝撃印加部５を制御するように構成することができる。例えば、制御装置６は、伝達効率として、蓋部３に設置された圧力検知部７の検知値Ｖｄｂに対する、容器１に設置された圧力検知部７の検知値Ｖｄａの割合を演算する。制御装置６は、演算された割合を、予め設定された効率閾値Ｖｓ４（例えば４／５）と比較し、演算された割合が効率閾値Ｖｓ４未満である場合に、被処理水２の水面と蓋部３との間に、衝撃４の伝達を阻害する空気層又は物質が有ると判断する。制御装置６は、演算された割合が効率閾値Ｖｓ４未満である場合には空気層等があると判断してエラーを出力し、衝撃印加部５の駆動を停止させ、演算された割合が効率閾値Ｖｓ４以上である場合には衝撃印加部５に運転を続行させる。つまり、空気層等が有ると判断された場合には衝撃印加部５を停止させ、空気層等が無いと判断された場合には例えば第二出力値Ｃ２を出力する。なお、衝撃印加部５を停止させる際、主制御部６１は、衝撃４を段階的に小さくするために、出力中の第二出力値Ｃ２よりも小さい第一出力値Ｃ１を衝撃印加部５に出力し、その後、衝撃印加部５を停止させるように制御してもよい。また、効率閾値Ｖｓ４の値は、上記の値に限定されず、例えば４／５～９／１０の範囲で選択できる。
Further, the
また、容器１の上下方向（矢印Ｚ方向）において、発振面５ａと容器１に設置された圧力検知部７との距離Ｌ２は、発振面５ａと蓋部３に設置された圧力検知部７との距離Ｌ１よりも大きい。すなわち、実施の形態２の水処理装置１００では、衝撃印加部５から被処理水２へ加えられる衝撃４が、発振面５ａから距離Ｌ１の場所及び距離Ｌ２の場所といった２つの場所において検知される。ここで、発振面５ａと各圧力検知部７との距離Ｌ１及びＬ２は、具体的には、発振面５ａと圧力検知部７の実効中心との距離であり、図７に示される例では、発振面５ａと、圧力検知部７の上下方向の中心との距離とされる。
Further, in the vertical direction (arrow Z direction) of the
したがって、発振面５ａから異なる距離Ｌ１、Ｌ２に設けられた２つの圧力検知部７の検知値Ｖｄａ、Ｖｄｂに基づいて、衝撃４の減衰の程度が把握できる。よって、把握した衝撃４の減衰の程度に応じて衝撃印加部５を制御するように、制御装置６を構成することができる。
Therefore, the degree of attenuation of the
例えば、被処理水２の圧力が、より短時間で、目的の衝撃４に相当する圧力となるように、制御装置６は、衝撃４の減衰が大きい場合には、減衰が小さい場合と比べて大きい調整量で、出力値Ｃを変更する構成とされてもよい。また、実施の形態２においても、図５の衝撃調整制御により衝撃印加部５の出力を調整することができる。この場合、制御装置６は、２つの圧力検知部７からの検知値Ｖｄａ及びＶｄｂの平均値を演算し、ステップＳ１２及びステップＳ１３において、演算された平均値と下限値Ｖｓ１又は上限値Ｖｓ２とを比較する。このような制御を行うことにより、１つの検知値が使用される場合よりも、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃが安定し、出力値Ｃの変更の回数を減らすことができる。
For example, the
なお、２つの圧力検知部７の検知値Ｖｄａ及びＶｄｂの平均値に基づき出力値Ｃを変更する場合について説明したが、２つの圧力検知部７の検知値Ｖｄａ、ＶｄｂそれぞれについてステップＳ１２及びステップＳ１３の判定がされてもよい。また、この場合において、いずれか一方の検知値が条件を満たしていない場合に出力値Ｃが変更されるか、あるいは、両方の検知値が条件を満たしていない場合に出力値Ｃが変更されるかは、任意である。また、制御装置６は、２つの圧力検知部７の検知値Ｖｄａ及びＶｄｂのうち一方の検知値のみを用いて衝撃印加部５の制御を行うように構成されてもよい。
Although the case where the output value C is changed based on the average value of the detection values Vda and Vdb of the two
以上のように、実施の形態２の水処理装置１００は、実施の形態１の場合と同様に、被処理水２に加えられる衝撃４を圧力として検知する圧力検知部７を備えているので、実施の形態２においても実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
As described above, the
また、水処理装置１００が設けられる容器１の一端には、開口部１ａが形成されており、水処理装置１００は、容器１に着脱自在に取り付けられて開口部１ａを密閉する蓋部３を備え、圧力検知部７を複数有するものである。また、圧力検知部７は、容器１及び蓋部３の少なくとも一方に設けられ、制御装置６は、複数の圧力検知部７の検知値に基づき、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを変更する。
Further, an
これにより、容器１及び蓋部３に設けられた２つの圧力検知部７の検知値Ｖｄａ及びＶｄｂに基づいて、蓋部３から被処理水２への衝撃４の伝達効率が把握できる。よって、伝達効率から被処理水２と蓋部３との間の空気層の有無等を判断でき、必要に応じて衝撃印加部５を停止させる等して、容器１内の状況に応じた制御を行うことができる。
Thereby, the transmission efficiency of the
実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係る水処理装置が容器に設置された状態を示す概略構成図である。実施の形態３の水処理装置１００では、圧力検知部７が容器１に２個所設置されている点が、実施の形態２の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態２の場合と同様である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a state in which the water treatment apparatus according to the third embodiment is installed in a container. The
図８に示されるように、蓋部３及び容器１に設置されたいずれの圧力検知部７も、それぞれ信号線９を介して制御装置６に接続されている。衝撃印加部５は、その発振面５ａが蓋部３の上面と接するように蓋部３に設置されており、蓋部３を介して被処理水２に衝撃４が伝播する。容器１に設置された２つの圧力検知部７は、容器１の上下方向（矢印Ｚ方向）において異なる深さに配置され、図８に示される例では、一方は容器１の上下方向の中央付近に、他方は容器１の底部に配置されている。容器１に設置された２つの圧力検知部７のうち下側の圧力検知部７は、上側の圧力検知部７よりも発振面５ａから離れた位置における衝撃４を圧力として検知する。
As shown in FIG. 8, each of the
したがって、実施の形態３では、容器１の２個所、及び蓋部３に圧力検知部７が設置されているため、これらの検知値から、蓋部３から被処理水２に印加された衝撃４の伝達効率だけなく、被処理水２中における衝撃４の伝播状態が把握できる。例えば、蓋部３、容器１の中央付近、及び容器１の底部に配置された３つの圧力検知部７の検知値Ｖｄ１，Ｖｄ２及びＶｄ３から、容器１内の上部、中央部、及び下部における衝撃４、及び各部位間の衝撃４の差が求められる。容器１内の各部位における衝撃４及び各部位間の衝撃４の差から、容器１内の各部位における殺菌状態、及び各部位間の殺菌状態の差が把握できる。
Therefore, in the third embodiment, since the
このため、制御装置６は、これらの圧力検知部７の検知値Ｖｄ１，Ｖｄ２及びＶｄ３に基づいて、被処理水２が容器１内で均一に殺菌されるように、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを調整することができる。例えば、実施の形態３においても、図５の衝撃調整制御により衝撃印加部５の出力を調整することができる。この場合、制御装置６は、３つの圧力検知部７の検知値Ｖｄ１，Ｖｄ２及びＶｄ３それぞれについてステップＳ１２及びステップＳ１３の判定をし、一つ以上の検知値が条件を満たしていない場合に出力値Ｃを変更する。
Therefore, the
なお、３つの圧力検知部７の検知値Ｖｄ１，Ｖｄ２及びＶｄ３それぞれについてステップＳ１２及びステップＳ１３の判定がされる場合において、全ての検知値Ｖｄ１，Ｖｄ２及びＶｄ３が条件を満たしていない場合に出力値Ｃが変更される構成でもよい。また、３つの圧力検知部７の検知値Ｖｄ１，Ｖｄ２及びＶｄ３の平均値に基づき出力値Ｃが変更される構成でもよい。また、図５の制御において、３つの圧力検知部７の検知値Ｖｄ１，Ｖｄ２及びＶｄ３のうち、一つ又は二つの検知値のみが使用されてもよい。
When the detection values Vd1, Vd2 and Vd3 of the three
以上のように、実施の形態３の水処理装置１００は、実施の形態１の場合と同様に、被処理水２に加えられる衝撃４を圧力として検知する圧力検知部７を備えているので、実施の形態３においても実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
As described above, the
また、水処理装置１００が設けられる容器１の一端には、開口部１ａが形成されており、水処理装置１００は、容器１に着脱自在に取り付けられて開口部１ａを密閉する蓋部３を備え、圧力検知部７を複数有するものである。また、圧力検知部７は、少なくとも容器１には複数設けられ、制御装置６は、複数の圧力検知部７の検知値に基づき、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを変更する。
Further, an
これにより、容器１の２個所及び蓋部３に設けられた３つの圧力検知部７の検知値Ｖｄ１，Ｖｄ２及びＶｄ３から、蓋部３から被処理水２に印加された衝撃４の伝達効率だけなく、被処理水２中における衝撃４の伝播状態が把握できる。よって衝撃４の伝播状態から容器１内の複数の部位での殺菌状態が判断でき、必要に応じて出力値Ｃを上げる等して、被処理水２が容器１内で均一に殺菌できるように制御することができる。
As a result, only the transmission efficiency of the
実施の形態４．
図９は、実施の形態４に係る水処理装置が容器に設置された状態を示す概略構成図である。実施の形態４の水処理装置１００では、表示部４０１が設けられている点が、実施の形態１の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a state in which the water treatment apparatus according to the fourth embodiment is installed in a container. The
表示部４０１は、制御装置６と接続されている。表示部４０１は、例えば液晶ディスプレイ等で構成され、表示部４０１には、出力値Ｃ（例えば、第一出力値Ｃ１及び第二出力値Ｃ２等）、及び、水処理装置１００の運転状態等が表示される。出力値Ｃが変更された場合には、変更前及び変更後の出力値Ｃが表示されてもよい。使用者は、表示された出力値Ｃから、現在の出力値Ｃ及び出力値Ｃの推移を知ることができ、例えば、出力が安定しない場合には異常の原因の特定が容易になる。また、表示部４０１には、圧力検知部７の検知値Ｖｄ、及び、検知値Ｖｄと関係した各種閾値（例えば、下限値Ｖｓ１及び上限値Ｖｓ２等）が表示されてもよい。
The
水処理装置１００の運転状態として、例えば、出力値Ｃでの運転時間等が表示される。また、図６に示されるように圧力検知部７の検知値Ｖｄの累積値ＳＶｄに基づき衝撃４の印加終了のタイミングが決まる制御においては、累積値ＳＶｄに基づき処理進行状況が百分率等で表示されてもよい。これにより、使用者は、被処理水２の殺菌の進行状況又は処理完了等を把握することができる。
As the operating state of the
図１０は、図９の水処理装置のフローチャートを示す概略図である。実施の形態４の水処理装置１００の基本動作は、実施の形態１の場合と同じであるが、実施の形態４では、制御装置６が衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃが、表示部４０１に表示される。
FIG. 10 is a schematic view showing a flowchart of the water treatment apparatus of FIG. The basic operation of the
図１０に示されるステップＳ３１～Ｓ３４及びＳ３６は、図５に示されるステップＳ１１～Ｓ１５と同じである。ステップＳ３２において、圧力検知部７の検知値Ｖｄが下限値Ｖｓ１未満であると判定された場合（ステップＳ３２；ＮＯ）、制御装置６は、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを上げ（ステップＳ３４）、表示部４０１に変更後の出力値Ｃを表示する（ステップＳ３５）。例えば、第二出力値Ｃ２が表示される。また、表示部４０１には、出力値Ｃで衝撃印加部５が運転されているときの水処理装置１００の運転状態が表示される。また、ステップＳ３３において、圧力検知部７の検知値Ｖｄが上限値Ｖｓ２を超えたと判定された場合（ステップＳ３３；ＮＯ）、制御装置６は、衝撃印加部５へ出力する出力値Ｃを下げ（ステップＳ３６）、変更後の出力値Ｃを表示する（ステップＳ３７）。例えば、第一出力値Ｃ１が表示される。また、表示部４０１には、出力値Ｃで衝撃印加部５が運転されているときの水処理装置１００の運転状態が表示される。なお、ステップＳ３３は、実施の形態１においてステップＳ１３を省略できるのと同様に、省略することができる。
Steps S31 to S34 and S36 shown in FIG. 10 are the same as steps S11 to S15 shown in FIG. When it is determined in step S32 that the detection value Vd of the
実施の形態４の水処理方法の基本処理は、実施の形態１の場合と同じであるが、実施の形態４では、水処理方法は、出力制御工程において変更された出力値Ｃを表示する表示工程を備えている。 The basic treatment of the water treatment method of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, but in the fourth embodiment, the water treatment method displays the output value C changed in the output control step. It has a process.
以上のように、実施の形態４の水処理装置１００は、実施の形態１の場合と同様に、被処理水２に加えられる衝撃４を圧力として検知する圧力検知部７を備えているので、実施の形態４においても実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
As described above, the
また、水処理装置１００は、出力値Ｃを表示する表示部４０１を備えている。これにより、使用者は、表示された出力値Ｃから現在の出力値Ｃを知ることができるので、その推移から必要に応じて手動で出力値Ｃを変更する、設定を変更する、又は衝撃印加部５の運転を停止させる、といった処理を行うことができる。
Further, the
なお、実施の形態４は、実施の形態１のみならず、実施の形態２又は実施の形態３にも適用することができる。この場合、実施の形態２及び実施の形態３における複数の圧力検知部７の検知値を基に制御装置６により判断された情報が、表示部４０１に表示されるとよい。例えば、衝撃を阻害する空気層の有無といった容器１内の状況、及び、容器１内の被処理水２が均一に殺菌できているか否かといった殺菌状況が、表示部４０１に表示される。
The fourth embodiment can be applied not only to the first embodiment but also to the second embodiment or the third embodiment. In this case, the information determined by the
実施の形態５．
図１１は、実施の形態５に係る水処理装置が容器に設置された状態を示す概略構成図である。実施の形態５の水処理装置１００では、入力部５０１が設けられている点が、実施の形態１の場合とは異なり、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a state in which the water treatment apparatus according to the fifth embodiment is installed in a container. The
入力部５０１は、制御装置６に接続されている。入力部５０１は、各種情報の入力を受け付けるものであり、例えばヒューマンインターフェース機器で構成されている。
The
使用者は、入力部５０１を操作することで、水処理装置１００の運転に使用される各種プログラム及び設定値等の変更及び入力を行うことができる。制御装置６は、入力部５０１からの入力に基づき、記憶部６２に各種プログラム及び設定値を記憶し、又は、記憶部６２に記憶されている各種プログラム及び設定値を変更する。例えば、入力部５０１からの入力に基づき、圧力検知部７の検知値Ｖｄと比較される閾値、及び複数の出力値Ｃ（例えば、第一出力値Ｃ１及び第二出力値Ｃ２等）といった設定値、演算プログラム及び比較プログラム等が、記憶部６２に記憶される。また例えば、入力部５０１からの入力に基づき、記憶部６２に記憶されている随時プログラム及び設定値が変更される。つまり、制御装置６は、入力部５０１からの入力に基づき設定を変更する構成とされる。また、使用者は、入力部５０１を操作することで、水処理装置１００の処理開始、処理終了及び中断を制御装置６へ指示することができる。制御装置６は、入力部５０１を介して入力された処理開始、処理終了及び中断の指令にしたがって、予め決められた処理をする。例えば、制御装置６は、入力部５０１を介して処理開始の指令が入力されると、記憶部６２に記憶されている各種プログラム及び設定値を用いて、図５又は図６に示される衝撃印加部５の制御を開始する。
By operating the
実施の形態５の水処理装置１００の基本動作は、実施の形態１の場合と同じであるが、実施の形態５では、制御装置６は、入力部５０１からの入力に基づき、各種情報を記憶部６２に記憶し、又は記憶部６２に記憶された各種情報を変更する。また、制御装置６は、入力部５０１を介して処理開始の指令が入力された場合には衝撃印加部５の運転を開始させ、入力部５０１を介して処理終了の指令が入力された場合には衝撃印加部５を停止させる制御を行う。また、制御装置６は、入力部５０１を介して中断の指令が入力された場合には衝撃印加部５の運転を一時的に停止させる。
The basic operation of the
例えば、制御装置６は、図５及び図６に示される制御により被処理水２の殺菌が実施されているとき、及び殺菌が実施されていないときのいずれの場合でも、設定の変更、処理開始の指令及び処理終了の指令を、入力部５０１を介して受け付けるように構成される。
For example, the
水処理装置１００が入力部５０１を備えることにより、衝撃印加部５の出力及び出力を決定する条件を使用者が任意に設定でき、被処理水２への衝撃４の印加を開始、停止及び中断するタイミング、衝撃４の印加時間、並びに衝撃４の大きさを調整することができる。したがって、被処理水２の殺菌率の調整、及び、被処理水２に応じた条件の設定等ができる。
By providing the
実施の形態５の水処理方法の基本処理は、実施の形態１の場合と同じであるが、実施の形態５では、水処理方法は、設定工程をさらに備えている。設定工程は、出力制御工程において出力値Ｃを変更するときに参照される設定値が記憶された記憶部６２の設定値を、入力を受け付ける入力部５０１からの入力に基づき変更する。
The basic treatment of the water treatment method of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment, but in the fifth embodiment, the water treatment method further includes a setting step. The setting step changes the setting value of the
以上のように、実施の形態５の水処理装置１００は、実施の形態１の場合と同様に、被処理水２に加えられる衝撃４を圧力として検知する圧力検知部７を備えているので、実施の形態５においても実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
As described above, the
また、水処理装置１００は、入力を受け付ける入力部５０１を備え、制御装置６は、出力値Ｃを変更するときに参照される設定値が記憶された記憶部６２を有し、制御装置６は、入力部５０１からの入力に基づき記憶部６２に記憶された設定値を変更する。これにより、記憶部６２に記憶された出力値Ｃを変更することで衝撃４を調整し、被処理水２の殺菌率を調整でき、また、記憶部６２に記憶された閾値等を変更することで被処理水２に応じた条件の設定ができる。
Further, the
なお、実施の形態５は、実施の形態１のみならず、実施の形態２、実施の形態３、又は実施の形態４にも適用することができる。実施の形態２又は実施の形態３に実施の形態５が適用される場合、複数の圧力検知部７の検知値に基づき比較及び演算等の処理をするための比較プログラム及び演算プログラムは、入力部５０１を介して制御装置６に入力されてもよい。また、実施の形態４に実施の形態５が適用される場合、使用者は、表示部４０１に表示された情報を参照して、入力部５０１を介して制御装置６に入力及び設定の変更をすることができる。例えば、衝撃４を阻害する空気層等が有ることを表す情報、又は、容器１内の被処理水２が均一に殺菌できていないことを表す情報が表示部４０１に表示された場合、使用者は、入力部５０１を介して制御装置６に処理の中断を指示することができる。
The fifth embodiment can be applied not only to the first embodiment but also to the second embodiment, the third embodiment, or the fourth embodiment. When the fifth embodiment is applied to the second embodiment or the third embodiment, the comparison program and the calculation program for performing processing such as comparison and calculation based on the detection values of the plurality of
１ 容器、１ａ 開口部、２ 被処理水、３ 蓋部、４ 衝撃、５ 衝撃印加部、５ａ 発振面、６ 制御装置、７ 圧力検知部、９ 信号線、６１ 主制御部、６２ 記憶部、１００ 水処理装置、４０１ 表示部、５０１ 入力部、Ａ 地点、Ｃ 出力値、Ｃ１ 第一出力値、Ｃ２ 第二出力値、Ｌ１、Ｌ２ 距離、Ｐａ 圧力、Ｐｈ 静水圧、Ｐｍ 振幅、ＳＶｄ 累積値、Ｖｄ、Ｖｄ１、Ｖｄ２、Ｖｄａ、Ｖｄｂ 検知値、Ｖｓ１ 下限値、Ｖｓ２ 上限値、Ｖｓ３ 累積閾値、Ｖｓ４ 効率閾値。 1 container, 1a opening, 2 water to be treated, 3 lid, 4 impact, 5 impact application, 5a oscillation surface, 6 control device, 7 pressure detector, 9 signal line, 61 main control unit, 62 storage unit, 100 Water treatment device, 401 Display unit, 501 input unit, point A, C output value, C1 first output value, C2 second output value, L1, L2 distance, Pa pressure, Ph hydrostatic pressure, Pm amplitude, SVd cumulative value , Vd, Vd1, Vd2, Vda, Vdb detection value, Vs1 lower limit value, Vs2 upper limit value, Vs3 cumulative threshold value, Vs4 efficiency threshold value.
Claims (10)
前記被処理水に衝撃を加える衝撃印加部と、
前記衝撃印加部によって前記衝撃が加えられる前記被処理水中に配置され、前記被処理水中の衝撃を圧力として検知する圧力検知部と、
前記圧力検知部の検知値に基づき、前記衝撃印加部へ出力する出力値を変更する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記検知値と予め設定された下限値とを比較し、前記検知値が前記下限値未満である場合には、前記衝撃印加部へ出力する前記出力値を上げる、
水処理装置。 A water treatment device that sterilizes the water to be treated stored in a container.
The impact application part that applies an impact to the water to be treated,
A pressure detecting unit that is arranged in the water to be treated to which the impact is applied by the impact applying unit and detects the impact in the water to be treated as a pressure.
A control device that changes the output value output to the impact applying unit based on the detected value of the pressure detecting unit is provided.
The control device compares the detected value with a preset lower limit value, and if the detected value is less than the lower limit value, increases the output value output to the impact applying unit.
Water treatment equipment.
請求項１に記載の水処理装置。 The control device compares the detected value with a preset upper limit value, and when the detected value exceeds the upper limit value, lowers the output value output to the impact applying unit according to claim 1 . The water treatment device described.
請求項１又は２に記載の水処理装置。 The water treatment apparatus according to claim 1 or 2 , further comprising a display unit for displaying the output value.
前記制御装置は、前記出力値を変更するときに参照される設定値が記憶された記憶部を有し、
前記制御装置は、前記入力部からの入力に基づき前記記憶部に記憶された前記設定値を変更する
請求項１～３のいずれか一項に記載の水処理装置。 Equipped with an input unit that accepts input
The control device has a storage unit in which a set value referred to when the output value is changed is stored.
The water treatment device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the control device changes the set value stored in the storage unit based on an input from the input unit.
請求項１～４のいずれか一項に記載の水処理装置。 The water treatment device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the pressure detection unit converts mechanical energy into electrical energy.
前記被処理水に衝撃を加える衝撃印加工程と、
前記衝撃印加工程において前記衝撃が加えられる前記被処理水中の衝撃を圧力として検知する圧力検知工程と、
前記圧力検知工程における検知値に基づき、前記衝撃印加工程における出力値を変更する出力制御工程と、を備え、
前記出力制御工程において、前記圧力検知工程における前記検知値と予め設定された下限値とを比較し、前記検知値が前記下限値未満である場合には、前記衝撃印加工程における前記出力値を上げる、
水処理方法。 A water treatment method that sterilizes the water to be treated stored in a container.
The impact application step of applying an impact to the water to be treated and
A pressure detection step of detecting the impact in the water to be treated as a pressure to which the impact is applied in the impact application step, and a pressure detection step.
It is provided with an output control step of changing the output value in the impact applying step based on the detected value in the pressure detecting step.
In the output control step, the detection value in the pressure detection step is compared with a preset lower limit value, and if the detection value is less than the lower limit value, the output value in the impact application step is increased. ,
Water treatment method.
請求項６に記載の水処理方法。 In the output control step, the detection value in the pressure detection step is compared with a preset upper limit value, and when the detection value exceeds the upper limit value, the output value in the impact application step is lowered. The water treatment method according to claim 6 .
請求項６又は７に記載の水処理方法。 The water treatment method according to claim 6 or 7 , further comprising a display step of displaying the output value changed in the output control step.
請求項６～８のいずれか一項に記載の水処理方法。 6. Claim 6 comprising a setting step of changing the set value of the storage unit in which the set value referred to when the output value is changed in the output control step is stored based on the input from the input unit that accepts the input. The water treatment method according to any one of 8 to 8 .
請求項６～９のいずれか一項に記載の水処理方法。 The water treatment method according to any one of claims 6 to 9 , wherein in the pressure detection step, mechanical energy is converted into electrical energy.
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