| 说明书全文 |
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はパイプ，ダクト等に汚染物質が堆積するのを防止する方法および装置に関する。 さらに詳しくは、本発明はビールあるいはその他同種のアルコール性飲料を搬送するためのパイプ、ダクトに汚染物質が堆積されるのを防止する方法および装置に関する。 従来技術 ビールや生タイプのアルコール性飲料は、小さい樽（ケグ）のような供給源から入れ分ける目的のための注ぎ口（アウトレット）までは、パイプあるいはダクトを通って搬送される。 このような装置はホテルや関連産業では一般的であり、ビールはパイプラインを通ってバーに近接した位置の蛇口まで搬送される。 このような飲料が通るダクトやパイプ中には細菌（バクテリア）が繁殖しやすいため、定期的な清掃を必要とする。 通常、これはパイプラインを分解し、清浄液または洗浄液を通してクリーニングするという面倒な作業となる。 これには、
最終的には消費者の負担となる費用が発生する。 ビールや関連のアルコール性飲料の品質を損なう細菌には以下のものがある。 セラチア属 シュードモナス属（Serratia spp） （Pseudomonas spp） アクロモバクター属 アセトバクター属（Achromobactger spp） （Acetobacter spp） フラボバクテリウム属 オベソバクテリウム属（Flavobacterium spp） （Obesobacterium spp） ラクトバシラス属 ペディオコッカス属（Lactobacillus spp） （Pediococcus spp） ロイコノストック属 アエロモナス属（Leuconostoc spp） （Aeromonas spp） そして、酵母菌として以下のものが含まれる。 サッカロミセス属（野生型） シゾサッカロミセス属（Saccharromyces spp） （Schizosaccharromyces spp） トロプリス属 クルエベキア属（Toropulis spp） （Klueverkia spp） 藍藻類や始原細菌などの細菌は原核生物（あるいは前核生物体）を含む。 酵母菌、植物、動物は「真核生物」
（あるいは真核生物体）を含む。 細菌及び酵母細胞は細胞質（内側）と外部環境との間にある「選択浸透膜」である細胞膜を通して栄養分を運ぶ。 支持細胞壁は部分的に浸透性があり、約1nm以上の分子のみを排除する篩いとして作用する。 細胞膜に位置する一定の酵素、特に電子伝達系は陽子の電位を利用する生理活性系に対し機能する。 単細胞体の成長は必然的に無性生殖の可能性あるいは細胞数（あるいは生体重合体）の増加を含んでいる。 微生物成長の決定要因は消化物及び環境であるとされている。 消化物を代表するものとしては本質的な食料や細胞が要求する栄養素がある。 一般的には、糖、澱粉、タンパク質、ビタミン、微量要素、酸素、二酸化炭素であるが、細菌は根本的には雑食で、プラスチック、ゴム、灯油、セメントなどの異種基質も微生物の攻撃の対象となり得る。 環境決定要素はこれらの成長制限要素であり、
主にpH、温度、水分の提供があげられる。 大部分の細菌はPH7.4〜7.6の間でもっともよく生育するが、この範囲はいくつかの属には適応するものの、例外もあって、他の種のものはPH9〜10で生育し、ある種のものはPH1〜２
で生育する。 上述した成長要件の絶対性は小さいが、代謝によるエネルギー伝導の根本的な必要条件である。 生細胞はエネルギーの貯蔵システムを必要とし、これは化学結合エネルギー、厳密には化合物ATP−アデノシン三リン酸中の二リン酸結合の加水分解による遊離エネルギーにより供給される。 エネルギー生成反応とエネルギー貯蔵システムはすべての生体に共通した形態である。 これらの反応の基本的特徴は、それぞれ別の酵素によって媒介される一連の段階を経て反応が進むということである。 これはエネルギーの爆発的な放出ではなく、緩慢な伝達を意味するものである。 細菌および菌細胞のほとんどは遊離体のように水中にコロニーの形成をせず、選択的に水表面の界面層にコロニーを形成する。 このようにそれらはこれら生体膜の界面に結合している。 発明の要約 本発明の目的は、取り外しを必要とせず又は主要な洗浄剤として洗浄液を使用することなく、ビール又は他の関連アルコール飲料を搬送するパイプ，ダクト又は他の配管内における汚染物質の堆積を防止し、又はそこから汚染物質を除去する方法と装置を提供することである。
本発明は更に、最少のコストで既設のパイプライン又はダクトに簡単に取り付け可能な装置を提供することを目的とする。 本発明は更に、ビール又は関連アルコール飲料を搬送する既設のパイプ，ダクトの管壁を清掃するために使用し得る方法と装置を提供することを目的とする。 本発明の目的及び利点は以下の開示から明らかになる。 本発明は、従って、ビール又は他の関連アルコール飲料を搬送するパイプ，ダクト又はラインに堆積しようとする汚染物質を防止し又は除去する方法を提供するものであり、この方法はパイプ，ダクト又はラインの一区画に電磁界を作用させるステップを含み、この電磁界は、
パイプ，ダクトの管壁上の汚染物質細胞の成長を防止し又は除去するような周波数又は周波数範囲を有する。 本発明はまた、ビール又は他の関連アルコール製品を搬送するパイプ，ダクト又はラインにおいて汚染物質の堆積を防止し又は堆積した汚染物質を除去する装置をも提供するものであり、この装置は、パイプ，ダクト又はラインの一区画の周りに配置するコイルと、及びパイプ，ダクト又はライン内に電磁界を生じさせるために上記コイルに信号を加える手段を含み、上記電磁界は、パイプ，ダクト又はラインの壁上の汚染物質細胞の成長を防止し又は除去するのに充分な周波数又は周波数範囲を有する。 ビールを搬送するパイプ，ダクト内に形成された電磁界は、細胞内の電子伝達鎖と干渉することで細胞への栄養物の取り込みを防止し、細胞の成長を停止し又は死に到らしめる。 加えて、電磁界は細胞による主要栄養物の取り込みを阻止することにより更に細胞の成長を防止しする。 電磁界は、さらに主要酵素部位において局部的にpHを変えて更に細菌の成長を制限する。 電磁界は、更に単一酵素反応、又は同類の反応に影響を及ぼすことにより、細胞内の致死カスケード型反応を促進し得る。 電磁界は、さらにパイプ，ダクト表面への細菌細胞の初期の付着を防ぎ、又は複合分子の相互作用を妨げ又は成熟したバイオ・フィルムの成熟を阻害する。 電磁界のさらなる効果は、細菌及び菌類の細胞がパイプ，ダクトの内表面に付着するのを妨げ、又は細胞がパイプ，ダクトの内表面から離脱するよう、パイプ，ダクトを振動させる物理的効果もある。 パイプ，ダクトに電磁界を加えるためのコイルはポリ塩化ビニール（PVC）又は他の非鉄製の筒状物の周りに巻いて形成するのが望ましく、筒状物はビールパイプの周りに同軸状に且つこのビールパイプが取着されるビール樽の近くに取り付けられる。 ビールパイプあるいはダクトは通常アダプタを介してビール樽に接続される。 望ましくは、筒状物とコイルのアセンブリはアダプタから
10cmより遠くない所に位置するので、コイルと樽との間でパイプ，ダクト内に汚染物質の過剰な堆積が生じない。 交流電圧を上記コイルに加えて、ビールを搬送しているパイプ，ダクト及びその中を流れているビールに放射する電磁界を生じさせる。 コイルに加える電圧の周波数は最も望ましくは或る周波数範囲を掃引するように変化し、最も望ましい周波数範囲は1kHzから7kHzの範囲である。 望ましくは、コイルに加える電圧信号は平均周波数を有し、それは望ましくは1.2から2.6kHzの範囲である。 コイルに加える電圧は望ましくは交流５ボルトである。 コイルに加える信号は、最も望ましくは、可変周波数を有する負のスパイク波形が後に続く正の方形波の形態を有する。 信号発生手段は、適正には第一及び第二の２つの方形波発振器を含み、第二方形波発振器の出力を第一方形波発振器の出力で周波数変調する。 信号発生手段は、適正には第三の方形波発振器も含み、第二方形波発振器の出力を用いて第三方形波発振器の出力を周波数変調する。 第三方形波発振器の出力を増幅するため増幅器手段を用いるのが望ましい。 必要な形の信号を形成するために、増幅器手段の出力側は蓄電手段を介してコイルに接続するようになっている。 この信号は上述したように負のパルスが後続する正の方形波を含むことが望ましい。 図面の簡単な説明 本発明がより容易に理解され且つ実施されるため、本発明の望ましい実施例を示す添付図面を参照されたい。
図面は、 図１は本発明にかかる装置の概略の形態を示し、 図２は流体の通路へ信号を発生させ且つ加えるための電気回路の回路図であり、 図３は樽からビールを供給する設備への本発明にかかる装置の適用例を示す図である。 望ましい実施例の詳細な説明 最初に図１を参照すると、ビール又は他の関連したアルコール性飲料が流れているダクト又はパイプ11に適用するための本発明にかかる装置10が図示されている。 プラスチック材料のような非磁性で非鉄材料、望ましくはポリ塩化ビニール（PVC）で形成された筒状物（フォーマー）12が装置10に含まれる。 筒状物12の周りに複数回巻かれた電線がコイル13を形成し、このコイルは信号発生器14からの信号を受けるように接続されている。 筒状物12は望ましくは直径が20mmであり、それに0.31
5mmの絶縁された銅製の電線が筒状物12に沿って100−15
0mmの距離にわたって四層に巻かれている。 この巻線を囲む外ケーシングを筒状物12に設けるか、又は電線の層に収縮して形成したスリーブを設ける。 また、望ましくは、筒状物12の両端にクランプするための螺子を設けることにより、筒状物12を固定位置でパイプ，ダクト11に固定できる。 上記コイル13に接続される信号発生器14はケーシング
15に収納される。 このケーシング15には、回路作動中（回路作動状態）を示す発光ダイオード（LED）の形態を有する表示体16、及び装置10への電力の供給を示す発光ダイオード（LED）の形態を有する表示体17が設けられている。 このケーシング15内に載置された回路基板18
が、信号発生回路19及び関連する電源20のコンポーネントを支持している。 上記電源20はブリッジ整流器B1及びコンデンサC1を含み、これらのブリッジ整流器B1及びコンデンサC1は交流電源21に接続するように配置して、この実施例では100H
zの周波数で整流器B1の出力側に脈動直流電圧を提供する。 この電圧をコンデンサC2に加え、コンデンサC2はフィルタリングと平滑化により直流電圧を供給する。 この平滑直流電圧を調整器Reg1に加え、調整器Reg1は、この実施例では12ボルトの、コンデンサC3と共に調整した該
12ボルトの直流定電圧を出力する。 抵抗R2が、上記ブリッジ整流器B1からの出力電圧を、回路への電力が供給されていることを示す外部に取り付けたLED16に加える。
抵抗R2は上記LED16に流れる電流を制限する。 抵抗R4、ツェナ・ダイオードZ1及びコンデンサC4は、
信号発生回路19に加えられるべく別の電源（VCC）を形成し、望ましくは５ボルト直流電源を形成している。 或いは、別の調整器を使用して信号発生回路19への供給用に調整された出力を供給してもよい。 信号発生回路19は主にクワド・ナンド・ゲート・シュミット・トリガの周りに形成される。 このクワド・ナンド・ゲート・シュミット・トリガはこの実施例ではタイプ4093CMOS集積回路U1からなり、この集積回路はU1:A,U
1:B,U1:C,U1:Dと表示された四個の別れたゲートを有する。 ゲートU1:B,U1:C,U1:Dは下記のような発振器として使用される。 上記ゲートU1:Cは抵抗R13及びコンデンサC11と共に発振器22を形成し、この抵抗R13及びコンデンサC11で決定される通常の発振周波数は10Hzである。 ゲートU1:Dは抵抗R16及びコンデンサC13と共に発振器23を形成し、この抵抗R16及びコンデンサC13は通常発振周波数を7kHzに設定する。 両方の発振器22、23は正の方形波出力を提供する。 発振器23の出力側は抵抗R13,R14及びコンデンサC12
を介して発振器22の入力側に接続されている。 上記コンデンサC12は、変調信号を発振器22の入力側に加えるために、発振器23の出力によって充電及び放電させられる。 発振器22の出力は従って符号24に略示した形の変調された正の方形波となり、その周波数は発振器23の出力により変化する。 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を介してトランジスタQ4のベースに加えられ、信号24の周期の変動によりトランジスタQ4は周期の変動時にオン−オフ切り換えされる。 抵抗
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がである。 別の発振器25を形成するために、ゲートU1:Bは抵抗R1
0及びコンデンサC9,C10と接続され、この発振器25の出力は通常は正の方形波である。 発振器22、23のように、
この発振器25の周波数は、それに関連する抵抗及びコンデンサの値により制御され、この実施例の場合は、抵抗
R10及びコンデンサC9,C10の値により制御される。 発振器25は通常2.6kHzの周波数で作動する。 コンデンサC9,C
10は直列に接続され且つ同じ値であるので、直列になったコンデンサC9,C10の容量は両コンデンサの合計容量の半分である。 この発振器25は、トランジスタQ4を通して加えられる発振器22の出力信号24によって変調される。
コンデンサC9,C10はトランジスタQ4のコレクタに接続されている。 このトランジスタQ4は、オン・オフ切り換えされた時、出力信号24の周期的変動により決まる周期でコンデンサC9に分路を作って接地する。 このスイッチング操作は、トランジスタQ4がスイッチ・オンされる度に、直列になったコンデンサC9,C10の容量を二倍にするよう作用する。 これにより発振器25の出力側における出力周波数を半分にする。 発振器25の出力側は、抵抗R9及びコンデンサC8によって形成されるRC回路を介してトランジスタQ3,Q2のダーリントンペアに接続されている。 これらのトランジスタ
Q3,Q2は信号を増幅し且つ増幅した信号をコンデンサC6
の正プレートに加える。 コンデンサC6はより負のプレートで直流電圧を遮断し且つ信号をコネクタJ2を介してコイル13に加える。 コイル13を接続すると、信号はコイル
13を通り、抵抗R7を介して接地される。 コイル13に加える信号は、符号26に示すような、正の方形波、及び指数曲線を介して零に戻る負のスパイク波形からなる。 集積回路U1の第四ゲートU1:Aは検出器として使用され、コイル13が作動していることを示す。 抵抗R5,R11は分圧器を形成し、分圧器は電圧VCCに接続されてゲートU
1:Aに入力を与える。 ゲートU1:Aの入力側は、コンデンサC5及び抵抗R6を介して、コイル13にも接続されている。 コイル13が接続されていないか又は作動していない時、
分圧器R5,R11によりゲートU1:Aの入力側へ加えられる電圧はゲートU1:Aの出力を低くする。 コイル13が作動している時、ゲートU1:Aへの入力電圧は、この電圧をR6に交流連結しているコンデンサC5によって下げられる。 この入力電圧がシュミット・トリガU1:Aのトリップ・ポイントより低い時、ゲートU1:Aの出力は高くなり、従って、
トランジスタQ1のベースに接続されてトランジスタQ1への電流を制限する抵抗R3に電圧を加える。 この電流を制限した電圧をトランジスタQ1に加えると、外部LED17はトランジスタQ1及び電流制限抵抗R1を介して接地され、
従って、コイル13が接続され作動している時に点灯される。 このようにLED17はコイル作動表示体として作用する。 コイル13が外されるか又は作動していない時、トランジスタQ1はベース電流がないのでスイッチ・オフの状態となりLED17は消灯する。 両方のLED16,17はコネクタJ3
を介して外部接続されることが望ましい。 コイル・コネクタ即ちジャックJ2に加えられた出力は、ゲートU1:CとゲートU1:Dが生ずる周波数の寄せ集め又は範囲を含む。 上述のように、U1:C,U1:Dの両方は別々の発振器として、U1:Cの入力側に加えられているU1:D
の出力側に接続されている。 ゲートU1:Cを含む発振器22
は、ゲートU1:Dを含む発振器回路23より実質的に高い周波数を提供する。 従って、互いに切り離されると、U1:C
の発振器22は約10Hzの周波数を提供し、U1:Dのそれは約
7kHzを提供する。 組み合わせ回路は通常1kHzから7kHzの範囲にある周波数の掃引を生ずる。 しかし、コイル13に加えるための上記範囲を越える単一周波数を出力又は周波数範囲を提供する発振器回路を提供することは本発明の範囲内である。 パイプ，ダクト内を流れる流体の性質及び要求される浄化の性質により適切な周波数の選択がおこなわれるべきである。 使用において、図３に示すように、本発明の装置は樽
28を含む設備27に適切に適用される。 この樽28はライン
29を介して加圧され、バー・エリアに位置するディスペンサ30へパイプ，ダクト11を介してビールを供給する。
パイプ，ダクト11はアダプタ31を介して樽28に接続されている。 コイル13を支持している筒状物12はパイプ，ダクト11の周りに位置し、好ましくは、コイル13と筒状物
12のアセンブリは、アダプタ31からの距離Ｄより大きく離れないように位置し、この距離Ｄは約10cmである。 ハウジング15に収納されている信号発生器14は任意の適当な場所に取り付けられ、電線32を介してコイル13に接続されている。 新しいビールラインに適用するとき、10週間の洗浄サイクルで実施されるのが適当である。 据え付け後、10週間全てにわたって一日24時間、装置を作動させておく。
その10週間の洗浄サイクルの最後に、ビールライン12は化学的に洗浄される。 これは、全ての樽アダプタ、ビール栓、及びビールライン網に関連する他の補助装備の取り外し及び洗浄を含む。 化学的洗浄及び再組み立て後、
本発明の装置10は次の10週間サイクルとして再び運転される。 本発明の装置の運転中にビールライン12の壁において汚染物質の形成が実質的に減少することが判る。 古いビールライン12を洗浄するには、古いビールラインにビール・スケール（垢）が存在するために、各々４
週間の期間の三回にわたる初期洗浄サイクルで、本装置
10を使用するのが望ましい。 しかし非常に汚染されたラインでは初期洗浄サイクルの延長が必要なこともある。
最初の４週間サイクルが終わった後、ビールラインは化学的に洗浄される。 これは、本発明の装置の効果に置き換えられる、存在したビール・スケールの除去を引き起こす。 いったん化学的洗浄及び水洗されると、処理は更に四週間の期間繰り返される。 この処理は、ビールラインにビール・スケールが無いこと及び白又は茶色の残留物が残っていないことを、水洗によって表されるまで４
週サイクルで継続される。 ビールラインに本発明の装置を組み込むと、現在の化学洗浄方法と比べて実質的なコストの節約となる。 コストの節約は、より少ないビールの浪費、より少ない化学的処置、及び現在の洗浄処理中に通常必要な作業車の低減という直接的な結果として現れる。 この装置は主にビールラインにおける汚染物質の堆積の防止を目的とするが、ビールラインに既に堆積している汚染物質の除去にも効果がある。 上記は本発明の実施例について説明しているが、本技術分野の技術者（当業者）にとって明らかに考えられるような全ての変更及び変形は、請求項で定義した本発明の範囲内にある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 999999999 ミドルトン，デビット，レスリー，フィ リップ オーストラリア クイーンズランド 4218 ブロードビーチ ローズモント アベニュー 19 (72)発明者 バーンズ，クライブ オーストラリア クイーンズランド 4216 ランナウェイ ベイ ジェニファ ー アベニュー 48／22 (72)発明者 テルファー，デビット，ブリアン オーストラリア クイーンズランド 4216 ランナウェイ ベイ ジェニファ ー アベニュー 48／22 (72)発明者 ミドルトン，デビット，レスリー，フィ リップ オーストラリア クイーンズランド 4218 ブロードビーチ ローズモント アベニュー 19 (56)参考文献 特開 平３−127681（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−273571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−152345（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ，ＤＢ名) B67D 1/07 |
