(57)【要約】【課題】レジオネラ菌や大腸菌等の巣となる循環給湯管内に発生する「ぬめり」を消滅させると同時に、循環給湯管内の温水を４５℃に下げても循環給湯管内のレジオネラ菌や大腸菌等及び雑菌の発生を防ぐことができ、全体のエネルギー消費量を約２５％節約できる給湯システム装置を提供する。【解決手段】ボイラー３０又は貯湯槽３２より温水が供給される循環給湯管３１の温水供給配管部３７に、温水中に存在するレジオネラ菌や大腸菌等を殺菌する循環水殺菌器１と、循環給湯管３１内の「ぬめり」を消滅させると同時に循環給湯管３１内の赤錆を黒錆に還元する流体活性化装置１５を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラー又は貯湯槽より温水が供給される循環給湯管の温水供給配管部に、温水中に存在するレジオネラ菌や大腸菌等を殺菌する循環水殺菌器と、循環給湯管内の「ぬめり」を消滅させると同時に循環給湯管内の赤錆を黒錆に還元する流体活性化装置を設けたことを特徴とする給湯システム装置。
【請求項２】
前記循環水殺菌器は、温水の流入口から順次第１、第２及び第３合金プレートよりなる組が複数個配設され、前記第１合金プレートは、少なくとも銅、錫を含んだ合金よりなり、前記第２合金プレートは、少なくとも珪素、チタンを含んだ合金より、前記第３合金プレートは、少なくとも鉄、モリブデン、マンガンを含んだ合金よりなることを特徴とする請求項１記載の給湯システム装置。
【請求項３】
前記第１合金プレートは、前記銅、錫の他にニッケル、亜鉛、鉄を加えた５種の金属の合金よりなり、前記第２合金プレートは、前記珪素、チタンの他にニッケル、亜鉛、銅、銀を加えた６種の金属の合金よりなり、前記第３合金プレートは前記鉄、モリブデン、マンガンの他にニッケル、亜鉛、銅、錫、アルミニウムを加えた８種の金属の合金よりなることを特徴とする請求項２記載の給湯システム装置。
【請求項４】
前記第１、第２及び第３合金プレートは、円筒内にそれぞれずらして配設され、これらの合金プレートの大きさは、円筒の内径断面積の１／４以上で２／３以下の表面積であることを特徴とする請求項２又は３記載の給湯システム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯システム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホテル・病院・集合住宅等のセントラル給湯システムは、給湯管内にレジオネラ菌や大腸菌等の細菌や雑菌等が繁殖することを防ぐために、湯の温度を６５℃以上に高くし、湯を供給するのが一般的である。しかしながら、この６５℃以上の高い湯温は人間の肌に対し火傷を生じる温度であるため、風呂シャワー等で実際に使用する場合は冷水を混合し、湯温を４２℃前後に低下させて使用している。
【０００３】
従来、循環式のセントラル給湯システムにおいて、レジオネラ菌等の殺菌方法として、水に塩素系殺菌剤を投与又はオゾン殺菌や紫外線殺菌が行われている。また塩素系殺菌剤を使用しない方法として、例えば特許文献１及び２が挙げられる。
【特許文献１】特開２００６−１０２７３４号公報
【特許文献２】特開２００５−２１１７７１号公報
【０００４】
特許文献１は、水殺菌器に銀抗菌剤を担持させた担体を充填させ、循環水を担体に接触させて、水中への銀イオンの溶出によって殺菌させる。
【０００５】
特許文献２は、循環水経路に循環水殺菌器を設けている。循環水殺菌器は、流路中に複数の穴を有する底面部とこの底面部の外周に立設された側面部によって構成される容器を複数個連接し、それぞれの容器内に樹脂に生物抵抗性を有する化合物を混合して形成したペレットを複数個配設する。または、循環水殺菌器は、流路を複数の室に分割し、この室を樹脂に生物抵抗性を有する化合物を混合して形成した容器によって構成し、容器は複数の孔を有する底面部を備え、複数の容器を設け、隣り合って連結される一方の容器と他方の容器とは、一方の容器の底面部に有する孔が他方の容器の底面部に有する孔と底面に垂直な方向において重ならない位置に設けられている。
【０００６】
また、赤錆を体積が１／１０以下の黒錆、マグネタイトに還元する水中の水素核の核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を起こす、又はそれと同等の機能を有する流体活性化装置として、特許文献３及び４が挙げられる。
【特許文献３】特開２０００−９２９０号公報
【特許文献４】特開２００６−６８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
水にオゾン或いは塩素系殺菌剤を投与する方法は、オゾン或いは塩素系殺菌剤による人体への影響或いは水質が変化する等の問題があり好ましくない。紫外線殺菌等の殺菌方法は、紫外線が照射されない部分が存在するので、殺菌が完全ではなく制御が困難である。又、上記の方法は循環配管に接続した殺菌水槽施設が必要となり、スペースの都合上設置が困難な場合が多く有った。
【０００８】
特許文献１のように、銀化合物を担持させた担体に水を接触させ、水中に溶出した銀イオンによって殺菌する方法は、銀が水に溶出し徐々に殺菌作用が低下するので、担体を頻繁に交換する必要があり、コストが非常に高くなるため使用が困難であった。
【０００９】
この点、特許文献２のように、樹脂に生物抵抗性を有する化合物を混合して形成したペレットを容器に配設するか、又は容器自体を樹脂に生物抵抗性を有する化合物を混合して形成して循環水殺菌器を構成する方法は、塩素系殺菌剤を使用しないので、人体への影響及び水質を変化させることがない。また特許文献１のように、水中に銀イオン等が溶出しないので、頻繁にペレット又は容器を交換する必要がない。しかし、殺菌効果は年々低下するのと同時に配管部以外に装置の設置スペースが必要となり、設置が困難な場合が発生したりする。また単に生物抵抗性を有する化合物に水を接触させるのみであるので、殺菌を除去するのに多大の時間を要すると共に、殺菌作用には限度があった。
【００１０】
このように、従来の殺菌方法は種々の問題があるので、〔背景技術〕の項で述べたように、給湯管内にレジオネラ菌や大腸菌等の細菌や雑菌等が繁殖することを防ぐために、湯の温度を６５℃以上に高くし、風呂シャワー等で実際に使用する場合は冷水を混合し、湯温を４２℃前後に低下させて使用している。
【００１１】
エネルギーの無駄を省くため、湯温を４５℃程度に下げて湯を供給すればエネルギー消費量は約２５％低下できる。しかし、この湯温だと給湯管内に雑菌が繁殖し、「ぬめり」が配管内に付着し、この「ぬめり」の裏側にレジオネラ菌や大腸菌等が巣を作り繁殖する。また、鉄部が酸化劣化し赤錆が発生すると、この赤錆がレジオネラ菌や大腸菌等の巣となり繁殖する。レジオネラ菌や大腸菌等の殺菌のために前記した殺菌方法を使用しても「ぬめり」の裏側や赤錆中に住むレジオネラ菌や大腸菌等は殺菌できなかった。そのため、給湯管中の湯温は６５℃以上に保つ必要があった。
【００１２】
本発明の第１の課題は、レジオネラ菌や大腸菌等の巣となる循環給湯管内に発生する「ぬめり」を消滅させると同時に、循環給湯管内の温水を４５℃に下げても循環給湯管内のレジオネラ菌や大腸菌等及び雑菌の発生を防ぐことができ、全体のエネルギー消費量を約２５％節約できる給湯システム装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の第２の課題は、塩素系殺菌剤を使用しなく、人体への影響及び水質を変化させることがなく、ランニングコストは全くかからなく、またメンテナンスは完全に不要であると共に、従来よりも早く短い時間でより効果的に殺菌が行える給湯システム装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、ボイラー又は貯湯槽より温水が供給される循環給湯管の温水供給配管部に、温水中に存在するレジオネラ菌や大腸菌等を殺菌する循環水殺菌器と、循環給湯管内の「ぬめり」を消滅させると同時に循環給湯管内の赤錆を黒錆に還元する流体活性化装置を設けたことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、請求項１において、前記循環水殺菌器は、温水の流入口から順次第１、第２及び第３合金プレートよりなる組が複数個配設され、前記第１合金プレートは、少なくとも銅、錫を含んだ合金よりなり、前記第２合金プレートは、少なくとも珪素、チタンを含んだ合金より、前記第３合金プレートは、少なくとも鉄、モリブデン、マンガンを含んだ合金よりなることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための本発明の請求項３は、請求項２において、前記第１合金プレートは、前記銅、錫の他にニッケル、亜鉛、鉄を加えた５種の金属の合金よりなり、前記第２合金プレートは、前記珪素、チタンの他にニッケル、亜鉛、銅、銀を加えた６種の金属の合金よりなり、前記第３合金プレートは前記鉄、モリブデン、マンガンの他にニッケル、亜鉛、銅、錫、アルミニウムを加えた８種の金属の合金よりなることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための本発明の請求項４は、請求項２又は３において、前記第１、第２及び第３合金プレートは、円筒内にそれぞれずらして配設され、これらの合金プレートの大きさは、円筒の内径断面積の１／４以上で２／３以下の表面積であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１によれば、循環水殺菌器と流体活性化装置を組み合わせて用いるので、流体活性化装置で循環給湯管内の「ぬめり」及び赤錆が無くなってレジオネラ菌や大腸菌等は温水に浮遊し、この浮遊したレジオネラ菌や大腸菌等は、循環水殺菌器で殺菌されので、温水を４５℃に下げてもレジオネラ菌や大腸菌等及び雑菌の発生を防ぐことができるようになるという両方の相乗効果が生じる。このように、温水の温度を６５℃から４５℃へ２０℃下げることにより温水のボイラーの燃料代が約２５％節約できることとなった。
【００１９】
請求項２によれば、性能の異なる３種類の第１、第２、第３合金プレートを組合せ、まず第１合金プレートでレジオネラ菌の電子を奪い、次に第２合金プレートで電気的に吸着し、続いて第３合金プレートで帯電させるステップを繰り返し行うので、従来より短い時間で効果的に殺菌を行うことができる。また第１、第２、第３合金プレートは、全く水に溶けたりイオン化しないため、２０年以上循環水殺菌器の機能は保持される。その他、塩素系殺菌剤を使用しなく、人体への影響及び水質を変化させることがなく、ランニングコストは全くかからなく、またメンテナンスは完全に不要であるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の給湯システム装置の一実施の形態を図１乃至図３により説明する。図１に示すように、給湯システムは、一般的に図１（ａ）に示すようにボイラー３０で温められた温水が直接建物の循環給湯管３１に送られる方式、或いは図１（ｂ）に示すようにボイラー３０に近接して設けられた貯湯槽３２を経由して循環給湯管３１に送られる方式のいずれかである。なお、図１において、３３は給水側のポンプ、３４は給水側のバルブ、３５は温水経路中のポンプ、３６は温水経路中のバルブを示す。
【００２１】
本実施の形態においては、図１（ａ）に示すように、循環給湯管３１に温水が供給されるボイラー３０側の温水供給配管部３７には、循環水殺菌器１と流体活性化装置１５とが設けられている。また図１（ｂ）に示すように、循環給湯管３１に温水が供給される貯湯槽３２側の温水供給配管部３７には、循環水殺菌器１と流体活性化装置１５とが設けられている。このように、循環給湯管３１の温水供給側の温水供給配管部３７部に循環水殺菌器１と流体活性化装置１５とを併設して設けることにより、前記した発明が解決しようとする課題が解決された。
【００２２】
循環水殺菌器１は、図２に示すように、ステンレス等の腐食しにくい材料で作った円筒２には、水の流入口及び流出口にそれぞれ継手３、４を介してパイプ５、６が接続される。円筒２内には、水の流入口から流出口に向かって第１合金プレート１０、第２合金プレート１１及び第３合金プレート１２の３種類を１組として、これらの第１、第２、第３合金プレート１０、１１、１２が複数組（本実施の形態は３組）配設された構造となっている。
【００２３】
第１合金プレート１０は、少なくとも銅、錫を含んだ合金よりなっている。本実施の形態においては、銅、錫の他にニッケル、亜鉛、鉄を加えた５種の金属の合金とした。このように銅、錫を有することにより、レジオネラ菌の電子を奪う合金となる。
【００２４】
第２合金プレート１１は、少なくとも珪素、チタンを含んだ合金よりなっている。本実施の形態においては、珪素、チタンの他にニッケル、亜鉛、銅、銀を加えた６種の金属の合金とした。このように珪素、チタンを有することにより、レジオネラ菌を電気的に吸着する合金となる。
【００２５】
第３合金プレート１２は、少なくとも鉄、モリブデン、マンガンを含んだ合金よりなっている。本実施の形態においては、鉄、モリブデン、マンガンの他にニッケル、亜鉛、銅、錫、アルミニウムを加えた８種の金属の合金とした。このように鉄、モリブデン、マンガンを有することにより、レジオネラ菌に電荷を与えて帯電させる合金となる。
【００２６】
第１、第２、第３合金プレート１０、１１、１２の大きさは、円筒２の内径断面積の１／４以上で２／３以下の表面積となっている。しかし、圧力損失の関係から１／３以上で１／２以下が好ましい。また第１、第２、第３合金プレート１０、１１、１２は、水が接触し易いように、それぞれずらして配設されている。なお、本実施の形態においては、第１、第２、第３合金プレート１０、１１、１２を半円形形状に形成したが、この形状は特に限定されるものではなく、例えば合金円板に穴を明けた形状でもよい。
【００２７】
流体活性化装置１５は、公知の特許文献３又は４に開示された装置を用いるので、その構造の説明は省略する。即ち、赤錆を体積が１／１０以下の黒錆、マグネタイトに還元する水中の水素核の核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を起こす、又はそれと同等の機能を有する流体活性化装置を用いる。
【００２８】
次に作用について説明する。図１（ａ）に示すようにボイラー３０又は図１（ｂ）に示すように貯湯槽３２から温水供給配管部３７に供給された温水は、循環水殺菌器１に流れる。温水が循環水殺菌器１中に流れることにより、温水のレジオネラ菌や大腸菌等は、先ず第１合金プレート１０で電子が奪われ、次に第２合金プレート１１に電気的に吸着し、続いて第３合金プレート１２で電荷が与えられて帯電する。この第１、第２、第３合金プレート１０、１１、１２の組に接触するステップを繰り返すことによりレジオネラ菌や大腸菌等は体力を失い、やがて死滅する。レジオネラ菌や大腸菌等は循環水殺菌器１に１回通過するのみでは死なないが、循環水殺菌器１を複数回循環している間に死滅する。
【００２９】
このレジオネラ菌や大腸菌等が殺菌された温水は、流体活性化装置１５に流れる。流体活性化装置１５は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）又はそれと同等の作用効果により温水の凝集結合を小さくし、その温水の浸透力上昇により「ぬめり」の原因の雑菌を減少させ、レジオネラ菌や大腸菌等が隠れている「ぬめり」を消滅させると同時に、温水の小さな凝集体を動かすことにより発生する水和電子により循環給湯管３１内の赤錆を黒錆に還元し、レジオネラ菌や大腸菌等が巣を作っている赤錆を消滅させる。
【００３０】
このことにより、全てのレジオネラ菌や大腸菌等は巣を作っている「ぬめり」及び赤錆を失い、レジオネラ菌や大腸菌等は温水に浮遊せざるを得なくなる。この浮遊したレジオネラ菌や大腸菌等は、循環給湯管３１内を循環して循環水殺菌器１内を通過するため、この循環水殺菌器１で殺菌される。このため、温水を４５℃に下げてもレジオネラ菌や大腸菌等及び雑菌の発生を防ぐことができるようになる。この温水の温度を６５℃から４５℃へ２０℃下げることにより温水のボイラー３０の燃料代が約２５％節約できることとなった。
【００３１】
このように、循環水殺菌器１を単独で用いた場合には、レジオネラ菌や大腸菌等を死滅させる効果を有し、流体活性化装置１５を単独で用いた場合には、「ぬめり」及び赤錆を死滅させる効果を有する。本実施の形態のように、循環水殺菌器１と流体活性化装置１５を組み合わせて用いることにより、循環給湯管３１内の「ぬめり」及び赤錆が無くなってレジオネラ菌や大腸菌等は温水に浮遊し、この浮遊したレジオネラ菌や大腸菌等は、循環水殺菌器１で殺菌されので、温水を４５℃に下げてもレジオネラ菌や大腸菌等及び雑菌の発生を防ぐことができるようになる。
【００３２】
前記した循環水殺菌器１は、性能の異なる３種類の第１、第２、第３合金プレート１０、１１、１２を組合せてなるので、まず第１合金プレート１０でレジオネラ菌の電子を奪い、次に第２合金プレート１１で電気的に吸着し、続いて第３合金プレート１２で帯電させるステップを繰り返し行うので、従来より短い時間で効果的に殺菌を行うことができる。また第１、第２、第３合金プレート１０、１１、１２は、全く水に溶けたりイオン化しないため、２０年以上循環水殺菌器１の機能は保持される。その他、塩素系殺菌剤を使用せず、人体への影響及び水質を変化させることがなく、ランニングコストは全くかからなく、またメンテナンスは完全に不要であるという効果が得られる。
【００３３】
次に循環水殺菌器１によるレジオネラ菌の殺菌試験結果について説明する。図３に示す試験装置によって財団法人日本食品分析センターに試験を依頼した。試験装置は、配管２０に循環水殺菌器１を設置した。配管２０は亜鉛メッキ鋼管で管径２０Ａ、配管２０の延長は１８４５ｍｍとした。ポンプ２１は能力２９リットル／分を用いた。室温２１〜２３°Ｃで、試験液投入口２２より２．８×１０6 個／ｍ3 のレジオネラ培養液を循環装置内に充填し、ポンプ２１により１．５ｍ／秒の流速で４８時間連続運転（循環）した。
【００３４】
試験の結果、表１に示す結果が得られた。表１より明らかなように、当初２８０万個／ｍ3 存在したレジオネラ菌は２４時間後にほぼ全て死滅した。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
次に、循環水殺菌器１と流体活性化装置１５を設置した場合の試験結果を図４により説明する。なお、図１と同じ又は相当部材には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。循環水殺菌器１及び流体活性化装置１５を設置していない状態において、給湯ボイラー３０の二次合流部配管３７が５０Ａで、亜鉛メッキ層が既に消失している試験給湯施設で湯の温度を４５℃で循環していたところ、鋼管部が水と接触し、赤錆がエルボー部４０に発生し、そのエルボー部４０より１．５Ｍ（メートル）離れた給湯蛇口４１より採水した湯中にレジオネラ菌が１５，０００個／ｍｌ検出された。また、給湯蛇口４１から５０Ｍ離れた配管内部４２に「ぬめり」が発生し、そこから１Ｍ離れた蛇口４３より採水した湯中にレジオネラ菌が７，５００個／ｍｌ検出された。さらに蛇口４３から１０Ｍ及び３０Ｍ離れた赤錆及び「ぬめり」の少ない配管の近くの他の蛇口４４、４５より採水した湯中より、それぞれ５００個／ｍｌと４９０個／ｍｌのレジオネラ菌が検出された。
このような状態の試験給湯施設で、給湯ボイラー３０の二次側合流部配管３７を切断し、その配管径と同じ口径の循環水殺菌器１を前記切断した配管３７の間に設置した。また、循環水殺菌器１より１Ｍ離れた二次側配管部に流体活性化装置１５を配管外部より設置した。両装置１、１５設置２週間後に給湯配管内部を調査したところ、配管内部に発生していた赤錆の表面は黒錆化し、赤錆の湯中への溶出は完全に止まり、配管内の「ぬめり」も解消した。前記各蛇口４１、４３、４４、４５より採水した湯中のレジオネラ菌数も１ｍｌ当たりそれぞれ１０個以下と測定限界以下まで低下し、レジオネラ菌を完全に殺菌できたことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の給湯システム装置の一実施の形態を示す配管図である。
【図２】循環水殺菌器の一実施の形態を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線端面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線端面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ線端面図である。
【図３】循環水殺菌器を設置した試験装置の斜視図である。
【図４】循環水殺菌器及び流体活性化装置を設置した試験給湯施設の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    循環水殺菌器
１０    第１合金プレート
１１    第２合金プレート
１２    第３合金プレート
１５    流体活性化装置
３０    ボイラー
３１    循環給湯管
３２    貯湯槽
３７    温水供給配管部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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