(57)【要約】  冷却水システムにおけるレジオネラ（Legionella）菌を抑制する方法が記載されている。その方法は、再循環水を70℃の温度にて十分な時間加熱して、殺菌することを含む。この方法は、化学的殺菌剤を併用して最良の形態に機能する。
2005510353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体調節施設(plant)用冷却水システムを作動することによるレジオネラ（Legionella）菌を抑制する方法において、少なくとも10日毎に、再循環冷却水を少なくとも60℃の高温に所定時間加熱し、ここで熱感受性熱除去装置は加熱された再循環冷却水から切り離されていることを特徴とする方法。
【請求項２】
昇温した温度が少なくとも65℃である請求項1記載の方法。
【請求項３】
昇温した温度が少なくとも70℃である請求項1記載の方法。
【請求項４】
昇温した温度が少なくとも70℃から80℃である請求項1記載の方法。
【請求項５】
温度が少なくとも70℃の場合に、所定時間が少なくとも5秒である請求項1から4のいずれか1項記載の方法。
【請求項６】
所定時間が少なくとも30分である請求項1から4のいずれか1項記載の方法。
【請求項７】
所定時間が少なくとも60分である請求項1から4のいずれか1項記載の方法。
【請求項８】
加熱頻度が、24時間毎に少なくとも1回である請求項1から7のいずれか1項記載の方法。
【請求項９】
流体調節施設(plant)の冷却水システムを作動することにより、レジオネラ（Legionella）菌を抑制するための方法において、側路(bypass)加熱システムの手段により、少なくとも60℃に昇温した温度にて、所定時間、再循環冷却水の最小部分を加熱する方法。
【請求項１０】
冷却水の最小比率が、5%より小さい請求項9記載の方法。
【請求項１１】
冷却水の最小比率が、1%より小さい請求項10記載の方法。
【請求項１２】
昇温した温度が少なくとも70℃である請求項9から11のいずれか1項記載の方法。
【請求項１３】
請求項1から8のいずれか1項記載の方法により、周期的に加熱することをさらに含む請求項9乃至12のいずれか1項記載の方法。
【請求項１４】
その方法が、冷却水が冷却を必要としない場合の周辺湿球温度に実際に近似する冷却水の温度を維持し、これによりレジオネラ（Legionella）菌の増殖を最小にすることを含む請求項1乃至13のいずれか1項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細菌を抑制するため、特に冷却塔のレジオネラ菌を抑制するための方法に関する。
【０００２】
発明の背景
【背景技術】
【０００３】
呼吸性疾患が、細菌により引き起こされるものとして最初1976年に確認され、この細菌が、あとでレジオネラ・ニウモフィラ(Legionella pneumophila)と命名された。この疾患は、在郷軍人病(Legionnaires' disease)と命名された。それ以来、この疾患が、オーストラリアを含む世界中の多くの地域にて発生している。最近の重大な発生として、2000年メルボルン水族館にて起こり、この発生による死者が報告されている。この症例において、その施設に関係する冷却塔が、細菌の発生源として確認された。
【０００４】
前に健常な人がこの疾患と接触しているが、発症の危険性のあるほとんどの人たちは、ガン治療を受けた患者、及びその他免疫抑制症状の患者である。その他の危険性のある人達として、喫煙者、重度の酒飲者、及び糖尿病及び慢性閉塞性肺疾患などの病理症状に罹っているヒトが含まれる。発症した人たちの平均年齢は、50才の中ごろで女性より男性が多い傾向にある。
【０００５】
伝染は、感染した噴霧液(aerosols)を吸引することによると考えられる。感染が、レジオネラ(Legionella)菌に汚染された水を飲むことで起こるとは考えられない。20種以上のうち最近認識された種の1つとして、L.Pneumophilaにより、レジオネラ（Legionella）属における種であると確認されており、オーストラリアのビクトリア州にて報告された症例では、ほぼ75%を占めている。最近14種が認識されたL.Pneumophilaのセログループ(serogroups)がある。その他の種、すなわちL.bozemanii及びL longbeachaeによる感染が、さらにビクトリア州にも発生していた。厳密にいうと、在郷軍人病(Legionnaires' disease)は、L.Pneumophilaにより起こる疾患のために用いられる用語であり、在郷軍人病(legioneloosis)は、レジオネラ（Legionella）菌のいずれかの種にて生ずる疾患を示している。本明細書において、用語「在郷軍人病(Legionnaires' disease)」が、レジオネラ（Legionella）菌のいずれかの種により発生する疾患のうち肺炎状態を指して用いられる。在郷軍人病(Legionnaires' disease)は、重篤な肺炎として発症し、患者には倦怠感、筋肉痛、頭痛、及び大量の汗を伴う発熱が初期症状として現れる。最初の週内にて、咳、通常乾きが発生する。これは、時には血痕を有する痰を伴っている。患者は呼吸がじょじょに短くなり、呼吸症状では肺炎に進行し、しばしば重度になると呼吸不全に陥る。通常複数の機能に関与し、神経の錯乱、幻覚、下痢、嘔吐、腎臓障害があげられる。この疾患は、通常2日から10日のインキュベート期間を有する。在郷軍人病(Legionnaires' disease)の治療において、エリスロマイシン(erytyhromycin)は、通常最初に選択される薬剤であり、応答のない症例ではリファンピシン(rifampicin)を追加することができる。
【０００６】
レジオネラ（Legionella）属の細菌は広く分布し、天然には水に生息する。この細菌は、湖、川、河口及びその他の水自体に見出されてきた。他の細菌や藻類が、レジオネラ（Legionella）菌に養分を提供する場合があり、体内にそうした細菌又は藻類を含む噴霧液(aerosols)を吸引すると、体内の健康に問題を引き起こす可能性がある。
【０００７】
前に示したようにヒトの感染経路が、レジオネラ（Legionella）菌を含む噴霧液（aerosols）を吸入することにより生ずると考えられる。径が5ミクロンかそれ以下の噴霧液（aerosols）が、有意に低いヒトの呼吸気管を通過する場合特に有効である。噴霧液（aerosols）の幾つかの細菌が、約65%の相対湿度にて最大になると記載されている。レジオネラ（Legionella）菌に感染する危険性は、深く吸引された細菌数と、そのために水源でのこうした細菌の増殖、及び適切な粒度の噴霧液（aerosols）の分散度に従って増大する。
【０００８】
通常の冷却塔の作動時に、噴霧液（aerosols）が形成される可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
冷却塔が、ある種の空気調節システムにおいて、冷凍機にて除去される熱を取り除くことが提供される。さらにこれらは、空気及び液体の冷凍化を含む多くの工業プロセスにおいて発生する熱を除去するためにも使用される。本明細書において、発明者が液体として収集されるものとして言及している。典型的には、熱交換機を介して貯水槽から塔の頂上に水を循環させ、空気を通す湿式の拡張性表面積を作り出すよう設計された構造を介して、塔頂より水を噴霧し落下させる。空気を移動させることで、水の蒸発により冷却が起こる。本明細書において、冷却塔という用語には、冷却塔の全ての構造が含まれ、水を貯水槽より循環させ、そして加熱された材料の上より噴霧又は落下させる熱除去装置が含まれる。それには、空気の移動、及び蒸発による水の冷却が含まれる。
【００１０】
本明細書において、冷凍装置という用語は、冷却水に対し熱を除去する全ての装置、及び冷却塔システムを意味する。本明細書において、冷却水という用語は、コンデンサー水が含まれる。
【００１１】
作動時冷却水が、冷凍装置又は他の熱交換源から熱を獲得し、冷却塔上にて分散されるというプロセスにおいて、蒸発による冷却、対流や接触により熱交換を介し移動空気に対し熱を喪失させる。空気流動の形態が、通常商業的システムに有効とされるが、強制的、及び／又は対流により工業的設備(plants)に対しても有効である。
【００１２】
全ての冷却塔の作動時、水が、蒸発、抜き取り、及びドリフトを介して失はれる。ドリフトは、微小な小滴又は噴霧液（aerosols）として冷却塔より排出される際、飛沫同伴される循環水の1部である。これらは、冷却塔を充満する水の衝撃により、さらには水の分散システムにより塔内にて作り出される。空気の流動が、微小な小滴の伴出を可能にしてそれらを冷却塔より搬出する。
【００１３】
ドリフトによる損失を最少にするために、除去装置を、冷却塔にて排出する前にしばしば配置される。上記プロセスにより損失する水が、通常補給水により提供され、その補給水が、冷却塔の保水槽又は貯水槽(reservoir or basin)に直接に搬送される。補給される水の量は、通常再循環する冷却水の流速における1の桁のパーセントである。
【００１４】
冷却塔及び関連装置の有効寿命を最大にするために、循環水を化学的に処理することが、標準的に数十年間行われてきた。腐食防止剤を、金属表面の腐食を最少にするために用いられる。表面活性剤、生物殺生剤及び他の化学物質が、傷、割れ、及び微生物の増殖による付着を抑制し、熱伝達面における効果的な熱伝達を維持し、このシステム全体にわたる水の自由な流れを保証し、そしてその表面の腐食や劣化に関与する特定微生物の増殖を防止するために使用される。生物殺生剤を、微生物と接触させて、十分な抑制を保証する必要がある。特定物質、傷、破片、粘液物、及び原生動物など他の微生物が存在することは、生物殺生剤から遮蔽されたレジオネラ（Legionella）にとり有効であり、もし生物殺生剤のレベルが落ちるか、又はレジオネラ（Legionella）菌が遮蔽されると、これらが持続しそして増殖を引き起こすことになる。冷却塔から在郷軍人病(Legionnaires' disease)の可能性を有意に多く気付くこのになるから、抑制方法として殺生剤の使用が増大することになる。
【００１５】
大部分の生物殺生剤の主な欠点は、冷却水の濃度の決定,及び連続的に監視するための簡単な現地試験がないということである。したがって最初の生物殺生剤の濃度が、通常このシステムの推定による水の容量に基づく計算により、及び付加される生物殺生剤の重量により決定される。さらに生物殺生剤による信頼性としての欠点は、コストが高く、操作する者の取り扱いが危険で、環境に悪影響があり、特に噴霧(aerosols)形状、及び下水物としての排出がある。さらに、細菌が、新しくより強力な生物殺生剤又は生物殺生剤を組み合わせて使用する必要性があるとする、薬剤耐性が生ずるという大きな問題がある。さらに実際には、レジオネラ(Legionella)菌の危険性を減少させる共通的な反応物を、より頻繁に投与することになる。こうした高レベルの化学物質に対し、噴霧(aerosols)形状による強力な危険性は、評価されていなかった。
【００１６】
期日に冷却塔を処理する方法としては、重要事項の登録、全ての冷却塔における存在位置の決定、リスク管理計画の展開、加えて必須となる清浄化、及び化学処理基準及び構成の適用があげられる。
【００１７】
別の方式は、冷却塔の使用を回避することである。空気を冷却する冷凍装置、又は空冷の熱交換機を使用するという別の技術的解決策が利用できる。しかしながら、これらの冷凍機及び空冷熱交換機の作動には、有意な付加コストがかかり、その理由は、高容量の電気、又は他のエネルギー使用や必要となるからである。空冷冷凍機の追加的なエネルギーコストが、冷却塔システムのエネルギーコストより典型的に30%を越える可能性がある。システムはエネルギーが効率的になるように、そして選択肢として設計者が最も低い寿命サイクル・コストを選択できることが望ましい。主要コストは、新しい装置に対し大きな相違がないが、通常既存システムを改良することにより、実質的な追加コストを含むことになる。
【００１８】
レジオネラ(Legionella)菌に感染しない新規な方法は、WO91/02935に開示されている。この特許出願において、冷却塔の１部を形成する収集タンクの冷却水を毎月４時間好まれない細菌を殺菌温度にて加熱する方法が、記載されている。こうしたシステムは、商業的に行われているとは知見されず、こうした処理に十分効果があるとは考えられない。この開示システムにおける欠点の1は、熱排出装置における細菌の問題を処理できないことである。さらにこのシステムの操作では、月1回の処理にて、両処理の間隔の期間における細菌のレベルを抑制することを教示している。実際に細菌レベルが、数日又は週の間にて有意に増大すると考えられる。さらにこの開示システムでは、処理期間中熱除去施設(plant)及び冷却水システムが、処理期間中に遮断しても良い場合のみ使用に適している。冷却塔が、24時間に基づく冷凍機の作動を支援するため、冷却塔が益々利用できることが要望される。
【００１９】
別の新規な方法が、WO 90/02707に記載されている。この先行技術は、低温殺菌した冷却塔の補給水を含む冷却水システムの構築が開示されている。しかしながら、この発明は、前記のようにこのシステムにおける大部分の水を構成する冷却塔から再循環水の問題を言及していない。通常補給水は、再循環冷却水の約1％しか明示していない。それは所望されない細菌に大部分関与していると考えられる再循環水である。所望されない細菌の極めてわずかな量しか、入水口を発生源であると考えられない。高レベな生命殺生に唯一依存することなく冷却塔に、レジオネラ菌を抑制する方法を有することが望まれている。
【００２０】
発明の要約
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の1つの形態において,少なくとも10日毎に、少なくとも60℃に昇温された温度にて所定時間に、再循環冷却水を加熱することによる流体調節施設(fluid conditioning plant)の水冷却システムを作動することにより、ここで熱感受性熱除去装置を、加熱された再循環冷却水から分離した、レジオネラ菌の抑制する方法を提供する。
【００２２】
好ましくは昇温した温度が少なくとも65℃である。
【００２３】
好ましくは昇温した温度が少なくとも70℃である。
【００２４】
好ましくは昇温した温度が少なくとも70から80℃の範囲である。
【００２５】
昇温した温度が少なくとも70℃である場合、好ましい所定時間が少なくとも5秒である。
【００２６】
好ましい所定時間が、少なくとも30分である。
【００２７】
好ましい所定時間が、少なくとも60分である。
【００２８】
好ましい加熱頻度が、24時間毎に少なくとも1回である。
【００２９】
好ましくは 分離された熱除去装置における水が、抗細菌化学物質の所定の高い投与量であり、その投与量が、熱除去装置が分離されない場合、全体の冷却水システムの投与レベルが、好ましい範囲であるよう投与量が選択される。
【００３０】
別の形態において、本発明は、最小部分の再循環冷却水を、所定時間の間に高温加熱する側路(bypass)加熱システムにより、所定時間に少なくとも60℃の高温に再循環冷却水を加熱して、流体調節施設(plant)の冷却水システムを作動させることによりレジオネラ菌を抑制する方法を提供する。
【００３１】
好ましくは、最小部分の再循環冷却水を、5%より少なく、そしてより好ましくは1%より少なくする。
【００３２】
好ましくは本発明の第一と第二のそれぞれの形態を組み合わせて使用される。
【００３３】
好ましくは、さらに流動調節施設(plant)の冷却水システムにおけるレジオネラ菌を抑制する方法は、冷却水が冷却を必要としない場合、周囲湿球温度に実際に近似する冷却水の温度を維持し、これによりレジオネラ菌の増殖を最小にすることも含む。この方法は、本発明の第一の形態と第二のそれぞれの形態を組み合わせてもよい。
【００３４】
発明の詳細な記載
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
循環部に低温を使用すると細菌の増殖が減少する。循環には、熱放出を必要としない場合、冷却水の温度を一貫して減少するよう、冷凍機の熱放出がなく冷却水システムの作動が含まれる。周辺湿球温度計に近い温度にて冷却水システムの作動が、冷凍機の作動後、すなわち冷凍機が作動していないときに行われる。これは、冷凍機の作動が停止した後、そしてその日のより冷凍した時間に冷却水システムの作動により、極めて容易に行うことができる。
【００３６】
冷凍機又は他の装置を冷却のため必要としない場合に行われるように、上記の目的は、冷却水をできるだく冷たく維持することである。発明者は、これらの条件によりレジオネラ菌の増殖率が減少させることを見出した。
【００３７】
60℃以上の温度を達成するには、加熱源が関係する。これは、施設(building)を加熱するため又はプロセスに使用される通常の熱水加熱機を使用することにより、通常最もコスト的に有効に行はれる。利用可能であれば、蒸気、超加熱機(desuperheaters)よりの熱源及び廃棄処理熱や他の熱源を、利用してもよい。側路(bypass)システムが、熱除去装置/冷凍機の過熱を防止するため用いることができる。適切な障害安全システム(fail safe systems)が、通常使用できる。たとえば、制御システムを、加熱循環中に冷凍材を過剰加熱することを避けるため使用することができる。加熱循環中に熱除去装置/冷凍機における細菌レベルを減少させるため、発明者が従来の生物殺生を含むことによりそれが有益であることを見出した。これらは、熱除去装置/冷凍機における水の容量が再循環冷却水の全量より極めて少ないことから、通常より有意に高いレベルで使用することができる。
【００３８】
典型的使用レベルを、通常より5又は10倍高く用い、そしてこれらのより高いレベルが、熱除去装置/冷凍機における殺菌にかなり有効である。
【００３９】
図1に示すように、冷却塔1には、冷却塔1の底部の貯水槽2が示されている。冷却塔1には、高温にて塔充填材料3、空気流入口4,5、ドリフト除去機6、塔ファン7,及び水分散機8などを有する。水分散機8が、冷却水管9により導かれる。貯水槽の出口10が、管10とポンプ12に接続され、さらに冷却水管9に接続される。補給水が、管13から貯水槽2に管にて接続されている。熱除去装置14には、適切な制御弁16,17が設けられ,加熱サイクル期に、この装置を分離できるように循環した配管路15に配置されている。熱18が、清浄サイクル期に再循環水に導入される。熱除去装置14が、比較的高レベルの殺菌剤を投与することができ、そして熱清浄装置から分離されるこの装置にて好ましくない細菌を殺す適切な再循環装置が設けられている。20℃より低い温度に貯水槽の水温を低くすることができる場合に、正常な作動期間とこの加熱サイクルとを組み合わせて、再循環冷却水を冷却することができる。これは、細菌の増殖を低減させる。さらにこのシステムを作動することにより、他の好ましくない細菌や藻類の密集化を抑制する。上記技術を適用することにより、24時間に基づいて作動しない全ての流体調節システムに適用可能であろう。選択肢として、専用の冷却塔を設けた冷却機が、1又は複数のユニットで加熱サイクルを容易にするため利用されるが、冷却処理が別の装置にて継続される。さらにこのシステムが、24時間を基準に作動するシステムにも使用される。
【００４０】
レジオネラ（Legionella）菌を効果的に抑制することは、24時間毎に1度、70℃にて5分間、水冷却塔における冷却水を加熱することにより、従来レベルの生物殺生を行うことができる。温度監視及び制御を容易に行うことができ、そしてこのことは、このシステム動作を遠隔的に監視できることが含まれている。
【００４１】
図2に示しているようにこの例において、熱除去装置14が、再循環冷却水から分離されない。再循環冷却水が、側路(bypass)加熱機により加熱され、保持タンク19、及び予熱熱交換機20に保持される。所望されればであるが予熱機20は、それがこのシステムの作動効率を増大させる場合好ましいことである。さらに加熱処理は、過熱の除去により、又は他の熱源からの熱として、廃棄熱を利用して行うことができる。このシステムが、断続的及び連続的な使用に適している。
【００４２】
さらに本発明のプロセスは、通常自動制御により作動し、低温及び高温のサイクルを抑制する。装置を監視してこのサイクルが満足するような完了を実証することが、品質保証要件の1部として含まれるであろう。本発明が、生物殺生の信頼性がなく、レジオネラ（Legionella）菌の抑制が含まれるが、これらの材料を使用して冷却水及び／又は加熱システムの効率を増大させ、そしてこれらは我々の好ましいシステムである。本発明が、空気調節のため冷却塔を基準として記載されているが、レジオネラ（Legionella）菌の汚染水の供給に伴う噴霧液(aerosols)となる可能性のある別の集団、商業や工業的状況にも適用することができる。
【００４３】
本発明の精神及び範囲の変更が、当業者により容易に行われることから、本発明が、以下の例の方法により、特に記載の例に限定されないことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図1は、本発明のプロセスの概要図である。
【図２】図2は、本発明における別の形態の概要図である。
【図１】
2005510353.tif 000003
【図２】
2005510353.tif 000004
【国際調査報告】
2005510353.tif 000005
2005510353.tif 000006