(57)【要約】【課題】本発明は、他の手段により実現することが不可能な、温水中に生息する病原菌を、温水水質を変化させることなく簡便に消毒する手段を提供する。【解決手段】温水に超音波を照射し、微小キャビテーション気泡を発生させることにより、病原菌を破壊する。さらに、塩素消毒を併用する場合においても、超音波の脱気作用を利用することにより残留塩素を除去し、浴槽における塩素臭の発生を防止する。このような方法により、ｐＨの程度、温水の白濁度に影響されない、塩素臭の無い有効な殺菌が可能となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ性温水を貯溜する温水槽と、温水に超音波を照射する超音波照射容器部と、超音波照射容器部を駆動する超音波駆動部と、これら構成要素を連結し温水を通過させる配管部とを有し、
前記照射超音波がキャビテーションを発生させる強度であり、前記水槽が開放性であることを特徴とする温水殺菌装置。
【請求項２】
第１項記載の温水殺菌装置において、
さらに塩素注入装置を有することを特徴とする温水殺菌装置。
【請求項３】
第２項記載の温水殺菌装置において、
塩素注入装置は、超音波照射容器部の上流に配置されたことを特徴とする温水殺菌装置。
【請求項４】
第１項記載の温水殺菌装置において、
超音波が５００ｋＨｚ以下の周波数成分が主体であることを特徴とする温水殺菌装置。
【請求項５】
第４項記載の温水殺菌装置において、
超音波が２０ｋＨｚ以下の周波数成分が主体であることを特徴とする温水殺菌装置。
【請求項６】
第１項記載の温水殺菌装置において、
超音波照射容器部の殺菌能力を、温水槽中に生息する殺菌対象細菌の増殖速度を打ち消す値以上とするように設定することを特徴とする温水殺菌装置。
【請求項７】
第１項記載の温水殺菌装置において、
超音波照射容器部において発生した熱量を通過温水により吸収するように構成することを特徴とする温水装置。
【請求項８】
第１項記載の温水殺菌装置において、
超音波照射容器部を温水槽より低水圧位置に配置することを特徴とする温水殺菌装置。
【請求項９】
第８項記載の温水殺菌装置において、
超音波照射容器部を温水槽よりも高い位置に配置することを特徴とする温水殺菌装置。
【請求項１０】
色度５以上または濁度１以上の温水を貯溜する水槽と、温水に超音波を照射する超音波照射容器部と、超音波照射容器部を駆動する超音波駆動部と、これら構成要素を連結し温水を通過させる配管系とを有し、
前記照射超音波がキャビテーションを発生させる強度であり、前記水槽が開放性であることを特徴とする温水殺菌装置。
【請求項１１】
アルカリ性温水を貯溜するステップと、温水に超音波を照射するステップと、温水を循環させるステップとからなり、
前記照射超音波がキャビテーションを発生させる強度であることを特徴とする温水殺菌方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温水殺菌装置および温水殺菌方法に係り、特に循環温水の殺菌装置および殺菌方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭用２４時間風呂等で、病原菌が繁殖し、菌に対する耐性の低い新生児や老人が感染する事例が報道されている。
従来から知られている水中病原菌の殺菌・除菌方法には、塩素殺菌、紫外線殺菌、オゾン殺菌、膜濾過による除菌がある。しかし、循環式温水浴槽においてはそれぞれ以下の問題点を有する。
【０００３】
（１）塩素：ｐＨ値が変化し、水質の変化が生じる。塩素臭の発生により入浴者に不快感を与える。人が入浴しただけで塩素が消費されて残留塩素が無くなるため、風呂毎に管理が工数が大である。塩素濃度が高いと皮膚に影響があるとされる。ｐＨが７より大きいアルカリ性温水においては、１−２分で中和され、０．１ｐｐｍ以下の濃度に低下してしまう。
【０００４】
（２）紫外線：白濁温水中は透過しないため効果が減少する。使用可能条件は、温水の色度が５度以下濁度が２度以下の、上水道水と同じ程度にほぼ無色透明の温水に限られる。
（３）オゾン：脱色、脱臭により温水の質が変化する。さらに高濃度のオゾンは人体に有害とされるため、活性炭などによる廃オゾン処理が必要。
【０００５】
（４）膜ろ過：浴用剤等を除去してしまうため、浴槽用の濾過器としては好ましくない。また、目詰まりを生ずる。
本願発明に関連する公知例として、特許文献１−２がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平２００１−９４４８号公報
【特許文献２】特開平２００１−３３４２６４号公報
【発明が解決しようとする課題】
温水中に生息する病原菌を、温水水質を変化させることなく簡便かつ快適に消毒する手段を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
アルカリ性温水に超音波を照射し、微小キャビテーション気泡を発生させることにより、病原菌を破壊殺菌する。また、塩素消毒を併用する場合においても、超音波の脱気作用を利用することにより残留塩素を除去し、浴槽における塩素臭の発生を防止する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
超音波による殺菌作用については非常に多くの報告がある。超音波による殺菌作用はキャビテーションによる機械的破壊による場合と、酸化作用等による化学効果による場合があり、対象とする細菌により最適設計を行う必要がある。
発明者らは、機械的破壊作用を利用することにより、対象温水のｐＨに影響をされることなく、塩素消毒が困難なアルカリ性温水に対しても同等の殺菌効果を示すものと考えた。
【０００９】
また、超音波のキャビテーションは脱気作用を有することも知られている。塩素消毒を併用する場合において、この効果を利用し残留塩素ガスを除去し、浴槽における塩素臭の発生を防止することも可能となる。
【００１０】
以下本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態である循環式浴槽の実施例のブロック図である。浴槽１の循環水２は流路８を通り、毛髪等を収集除去する集毛器３を通り、ポンプ４により加圧され、有機物のごみを微生物活動により分解除去する濾過機５に入る。ついで、超音波駆動部１０の出力により駆動される超音波照射容器部６において温水に超音波を照射され、殺菌処理する。本出願では、超音波殺菌のメカニズムに付いては、直接記載しないが、具体的には従来例に記載した特許文献に依る。殺菌が終了した循環水は、ついで、加熱器７により加熱され浴槽１に戻って、浴用に供される。
【００１１】
本実施例では、超音波の周波数は５００ｋＨｚ以下、より好ましくは２０ｋＨｚ以下とする。これは、超音波の酸化作用は、超音波技術便覧（新訂版）（日刊工業新聞社）頁８５８によれば、５００ｋＨｚ以上の周波数において、特に強力であることが知られているからである。従って、５００ｋＨｚ以下の周波数の超音波を利用することが、浴槽に浴用剤が入っている場合の浴質の変化あるいは消毒用塩素の消費に対して影響が少なくいからである。さらに、同書によれば、２０ｋＨｚ以下の周波数においては、超音波による酸化作用が非常に弱いことが知られている。従って、２０ｋＨｚ以下の超音波を照射しキャビテーションを発生させると、真に細菌の機械的破壊（殺菌）のみを生起可能となる。なお、図１では図示の簡単のため、超音波照射槽６と超音波駆動部１０とは１組しか示していないが、流量と殺菌能力とに応じて、並列に複数並べることが可能である。
【００１２】
本実施例によれば、塩素を使わずとも温水中の細菌の殺菌が可能である。また、殺菌方法として超音波を用いているので、温水が色度５以上に着色していても殺菌が可能である。また、濁度１以上に混濁していても殺菌が可能である。
【００１３】
図２を用いて、他の実施例を説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態である循環式浴槽の他の実施例のブロック図である。
図１の実施例では微生物に有機物を分解させる濾過機５に細菌（病原菌）が住み付き増殖する可能性がある。超音波照射容器部６の殺菌能力としては、対象とする細菌の分裂速度が、Ｔ時間で２倍であるとすると、浴槽１に生息する病原菌の個数をＴ時間で半分に減少させる能力が最低限の能力として要求される。しかし、濾過機５で細菌が増殖した場合、超音波照射容器部６の能力を超える可能性がある。そこで、加圧ポンプ４と濾過機５との間に、塩素注入器９を配置する。ここで、塩素注入器９は、濾過器内部の殺菌を目的とする塩素を注入するための装置である。浴槽使用者は塩素臭を好まないので、殺菌後の残留塩素は超音波照射容器部６において脱気され除去される。本実施例では、超音波周波数は、２０〜５００ｋＨｚが好ましい。
本実施例において、超音波照射容器部において発生した熱量を外気ではなく、処理対象である浴槽水あるいは超音波照射容器部を通過する温水により吸収するように構成することにより、エネルギーの有効利用が可能となる。
本実施例において、超音波照射容器部の内部における水圧が高いと超音波キャビテーションの発生が抑圧される。そこで、超音波照射容器部６を浴槽１よりよりも高い位置に配置し低水圧とすることも装置高性能化に有効である。具体的には、液面で５ｍ高い位置に超音波照射容器６を配置すると水圧が０．５気圧低下する。殺菌能力の高いキャビテーションを発生するために必要な負音圧は、ほぼ１０気圧であるので、５ｍ高い位置では９．５気圧の超音波気圧で強いキャビテーションが発生することになる。超音波音圧は入力電圧に比例するため、所要電圧が５％減少し、エネルギー的には１０％の省エネとなる効果も有する。
【００１４】
また、流速が増加する位置においても流路の水圧が低下するので、このような部位も超音波照射容器部の有効な配置位置となる。
さらに、配管系の一部（例えば加圧ポンプ４の下流）にアスピレータを設け、超音波照射容器６を減圧することも可能である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明により、ｐＨの程度、温水の白濁度等に影響されない、塩素臭の無い有効な殺菌が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の温水殺菌装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施例の温水殺菌装置のブロック図である。
【符号の説明】
１…浴槽、２…浴槽水、３…集毛器、４…ポンプ、５…濾過機口、６…超音波照射容器部、７…加熱器、８…流路、９…塩素注入器、１０…超音波駆動部。
【図１】
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【図２】
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