(57)【要約】【課題】  貯水槽など滞留水からの配水、あるいは浴槽などの循環水において、化学薬剤に依らずに、通過水に作用させて効果的に減菌あるいは滅菌を行う方法と装置を提供する。【解決手段】  テラヘルツ帯域の電磁波を放射するケイ素化合物を主体とする焼結複合鉱状塊体の群１９が内包されている筐体２などの容器に、細菌が含まれている通過水を通過させることによって、前記通過水の細菌を減菌あるいは滅菌させる通過水減菌滅菌方法と装置を提供した。  作用手段が電磁波であるので、通過水に対して万遍なく滅菌処理ができる。また、単純な方法および装置で、前記焼結複合鉱状塊体の寿命が半永久的であるので、故障が少なく維持費などが廉価である。【選択図】図３
2007289910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過する水に含まれる細菌を減菌あるいは滅菌する通過水減菌滅菌方法において、
前記通過水の入口部と前記通過水の出口部との間に挿入された、テラヘルツ帯域の電磁波を放射するケイ素化合物を主体とする焼結複合鉱状塊体の群が内包されている容器に、
細菌が含まれている前記通過水を通過させることによって、
前記通過水に含まれている細菌を減菌あるいは滅菌させることを特徴とする、
通過水減菌滅菌方法。
【請求項２】
通過する水に含まれる細菌を減菌あるいは滅菌する通過水減菌滅菌装置において、
通過水入口と通過水出口を有する筐体であって、前記通過水入口と前記通過水出口を経て前記筐体内自体を水が通過できる構造を備えているか、
あるいは、前記筐体内に、通過水入口と通過水出口に通じる管体を有していて、前記通過水入口と前記通過水出口を経て前記管体内と前記筐体内を水が通過できる構造を備えていて、
前記筐体自体の中、あるいは前記管体の中には、ケイ素化合物を主体とするテラヘルツ帯域の電磁波を放射する焼結複合鉱状塊体の群が内包されていて、
前記通過水入口から前記通過水出口部へ至る通過水が、前記筐体内あるいは前記管体の前記焼結複合鉱状塊体の群を通過させることによって、
前記筐体内あるいは前記管体内を通過する水に含まれている細菌を、減菌あるいは滅菌させることを特徴とする、
通過水減菌滅菌装置。
【請求項３】
テラヘルツ帯域の電磁波を放射するケイ素化合物を主体とする焼結複合鉱状塊体の群を内包する容器を加熱して、前記容器内壁からの赤外線をより強く照射し、テラヘルツ帯域の電磁波の放射エネルギを増大させることを特徴とする、
請求項１に記載する通過水減菌滅菌する方法。
【請求項４】
前記筐体の外周部に電熱式加熱体を設けて、前記筐体の外周部の長手方向の一部、
あるいは前記筐体の外周部の長手方向の実質的な全部を加熱することができるようにしたことを特徴とする、
請求項２に記載する通過水減菌滅菌装置。
【請求項５】
前記テラヘルツ域の電磁波バンドの中心周波数が、０．１〜１ＴＨｚであることを特徴とする、
請求項１および３に記載する通過水減菌滅菌方法、
および、請求項２および４に記載する通過水減菌滅菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、住宅、工場、あるいはオフィスビルなどの供給水、あるいは浴場の給湯器などの循環水の滞留水を、化学薬剤の添加などによらないで、減菌あるいは滅菌する方法と装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】  集合住宅、工場、オフィスビルなどの内部水道の供給水は、一旦屋上などに設置されている水タンクに備蓄し、その落差水圧によって内部配管路で各使用場所に供給されることが多い。
また、災害時対策などから受水槽を設けて、一旦貯水してから内部水道水として配管している場合もある。
また、浴場、家庭用風呂、あるいはプ−ルなどにおいては、滞留している温湯や冷水を何回も循環して使用している。
また、水を用いる空調機の使用水は、多くの場合循環使用である。
また、外部水道水を給湯器や冷水器経由で、温水や冷水として使用する場合など、給湯器や冷水器の通過水が常に流動水とは限らないので、前記給湯器や冷水器に水が一時的に滞留する。【０００３】  上記したような機器中に滞留を伴う使用水、あるいは循環使用水は、ほとんどの場合に外部水道水に比較して多種の細菌や、かなり多くの細菌が含まれている場合が多い。
水に含まれる細菌の減菌や滅菌には、一つの方法として殺菌剤や抗菌剤などの化学薬剤の添加、すなわち次亜塩素酸ソ−ダや苛性ソ−ダなどの投与をを行う方法がある。
公共水道においては微量の次亜塩素酸ソ−ダなどが添加されているが、滞留を伴う使用水あるいは循環使用水の場合は、これらの薬剤を多量にで投与しなければならない。
多量の化学薬剤の投与法は人体にとって有害な場合が多く、水道機器が損傷されるなど、できれば使用したくない。
したがって、化学薬剤を用ないで殺菌する方法や装置がいろいろ提案、実施されているのが現状である。【０００４】  次に、本発明に関連する文献、および通過水あるいは循環水を、殺菌、滅菌あるいは除菌する方法や装置のうち、殺菌剤あるいは抗菌剤などの化学薬剤の添加法や、化学薬剤を用いる装置による以外の関連文献の例を示す。
【特許文献１】  特開２００２−３４６５７９
【特許文献２】  特開２００２−１３０８１３
【特許文献３】  特開２０００−３３４４４７
【特許文献４】  特開２０００−８４５４６
【特許文献５】  特開２０００−１５２４２
【特許文献６】  特開平１０−１９２８４７
【特許文献７】  特開平６−２２９６２９
【特許文献８】  国際公開番号ＷＯ２００２／０７９０９３  なお、引用文献からの引用文、およびその説明は、前記引用文の表現をそのまま用いるものとする。【０００５】  「特許文献１」は、オゾン殺菌水製造装置に係わる開示で、「特許文献１」の段落番号「０００５」に、「・・・水を蓄える貯水槽と、該貯水槽の水を循環水路を介して循環させる循環ポンプと、該循環ポンプを駆動させるモ−タを備え、該モ−タは放電電極を有する固定子と誘電体を有する回転子との間にコロナ放電を発生させて該回転子を回転させるコロナモ−タであり、・・・」と開示され、また、「・・・該給気手段は前記モ−タの作動時に前記導入口から外気を前記モ−タ内に導入すると共に、前記モ−タにおいてコロナ放電により発生したオゾンを含む空気を前記導入口及び通気管を介して前記循環水路に供給し、前記循環ポンプより循環される水とオゾンを含む空気とを混合させることを特徴とする。」と開示されている。【０００６】  また、「特許文献１」の段落番号「０００７」に、「本発明のオゾン殺菌水製造装置によれば、前記循環ポンプに用いられるコロナモ−タの回転数、すなわち循環される水の量に応じてオゾンが発生するので、循環される水に対して一定の濃度のオゾンを供給することができる」と開示されている。
「特許文献１」は、水循環用のモ−タとしてコロナモ−タを使用し、コロナによって発生するオゾンを含む空気を循環水に混合して、殺菌する仕組みの開示である。【０００７】  「特許文献２」は、２４時間風呂の循環水の保温と殺菌を同時に行う開示である。
「特許文献２」の段落番号「０００７」に、「・・・２４時間風呂の風呂水を保温殺菌する装置であり、加熱手段とＵＶ灯とを、保温殺菌装置として一つ装置として構成することにより、風呂水の循環経路に特別な配管設備をすることなく従来型の２４時間風呂の配管をそのまま利用可能にした風呂の加熱殺菌装置である。」と開示されている。
段落番号「０００９」には、「保温殺菌装置本体には風呂水流入部と、入浴温度に保温されかつ殺菌された風呂水が流出する流出部とが形成されている。ＵＶ灯とヒ−タとは長手方向の軸が平行するようにして本体内に配置されており、例えば前記風呂水流入口はその軸心がこれらＵＶ灯とヒ−タの軸心に対してほぼ直交するように開口されている。」と開示されている。【０００８】  「特許文献２」の段落番号「００１０」に、「上記の保温殺菌装置は風呂水の循環経路に配置され、ヒ−タにより循環水は常時入浴可能な温度に保温されると共に、ＵＶ灯が発光する紫外線により循環水の殺菌が行われる」と開示されている。
「特許文献２」は、加熱とＵＶ灯による紫外線殺菌とを一体ものとして２４時間風呂水の循環経路に挿入する方法と装置の開示である。【０００９】  「特許文献３」は、ジオネラ属菌を含むバクテリア細菌などを滅菌し、水中の有機化合物を分解すると共に水質のアルカリ化ができる循環水浄化滅菌装置に関する開示である。
「特許文献３」の段落番号「００１０」に、「・・・循環水系に用いられる循環水浄化滅菌装置において、前記循環水の主配管系以外にバイパス配管を有するとともに、前記バイパス配管に、筒状容器と、前記筒状容器の中心部に配設された紫外線ランプと、前記紫外線ランプの外周を取囲む透光性保護管と、前記保護管の周囲に配設されたスパイラル状の透過接触性光触媒フィルタ−とを有する滅菌装置を有する。」と開示されている。
「特許文献３」は、循環水を１００％処理する必要はなく、一部の循環水を紫外線ランプ照射による滅菌と光触媒フィルタ−通過で、循環水浄化とアルカリ化ができる装置の開示である。【００１０】  「特許文献４」は、循環水の全量殺菌およびフィルタ−濾材の殺菌が行えるようにし、配管と機器内の水を排水可能にする方法の開示である。
「特許文献４」の段落番号「０００５」に、「・・・浴槽水等の循環系路の途中に、ポンプとフィルタ−と紫外線ランプとを配設して成り、紫外線ランプはフィルタ−の濾材と循環水とへ紫外線を照射するものであることを特徴とする浴槽水等の循環浄化殺菌装置である。このように紫外線ランプが、フィルタ−の濾材と循環水とへ紫外線を照射するものであるため、循環水の全量殺菌とフィルタ−濾材野殺菌とを行うことができる」と開示されている。
「特許文献４」は、膜あるいは濾布式の濾材によって加圧室と減圧室とに区画されたフィルタ−の加圧室に、紫外線ランプを装入し、浴槽水等の循環系路の途中に、ポンプとフィルタ−と紫外線ランプとを配設し、紫外線照射によって、フィルタ−の濾材と循環水とを殺菌するようにした開示である。【００１１】  「特許文献５」は、加熱手段により水を微生物が死ぬ温度に加熱して滅菌するという開示である。
「特許文献５」の段落番号「０００５」に、「水を加熱し滅菌する加熱手段を備えた容器に、ポンプの間欠運転によって熱拡散槽の水を循環する状態において、加熱手段が前記容器内の水を滅菌温度に加熱する間においてポンプを停止し、その後ポンプを駆動して滅菌済みの水を前記容器から前記槽に排出するものである。」と開示している。
「特許文献５」は、加熱滅菌であるので、臭いの発生を伴うことなく、かつ定常的に水を滅菌する装置の開示である。【００１２】  「特許文献６」は、紫外線ランプを容器内に格納し、容器内の流水路の水がワンパスで通過する時間内で殺菌する技術の開示である。
「特許文献６」の段落番号「０００４」に、「・・・紫外線ランプを容器内に格納し、該容器内の流水路を水がワンパスにて通過する時間と紫外線放射照度の積が、１０〜１００μｗｓｅｃ／ｃｍ２としたことを特徴とする。」と開示されている。
「特許文献６」は、紫外線の放射照度を１０〜１００μｗｓｅｃ／ｃｍ２とすることによって、充分な殺菌力得ることができ、レジオネラ属の菌を十分に殺菌できるとした技術の開示である。【００１３】  「特許文献７」は、多糖類を主成分とする高粘度な水溶液であっても十分な殺菌力が得られる技術の開示である。
「特許文献７」の段落番号「０００７」に、「・・・浴槽１から排出される多糖類の水溶液Ｐが、集毛器２から濾過器５を経て濾過された後に、水溶液Ｐを電解殺菌器８で殺菌して浴槽１に還元する浴槽用の循環殺菌装置であって、電解殺菌器８は、複数枚の電極板８Ａを流水方向に対して直交状に配したことにある。」と開示している。
「特許文献７」は、多糖類を主成分とする粘度の高い水溶液であっても十分な殺菌力が得られ、浴槽内で繰り返し使用することができる装置の開示である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】  集合住宅、オフィスビル、あるいは工場などで使用する場合が多いところの、内部水道水に一時貯水のタンクを使用し一時滞留してから供給する内部水道水供給方式、また、給湯器、冷水器などの一時滞留水には、公共水道水に比較してかなり多くの細菌が含まれている場合が多い。
また、使用水の一部あるいは大部分を循環して使用する浴槽水や冷水式空調機などには、公共水道水に比較して多種でかなり多くの細菌が含まれている。
したがって、これらの用水を使用するときの通過水や循環水における減菌や滅菌処理は、衛生上の重要な課題である。
細菌の減菌や滅菌には、一つの方法として化学薬剤の添加、すなわち次亜塩素酸ソ−ダや苛性ソ−ダなどの投与を行う方法がある。
しかしながら、公共水道における最終段階の微量の次亜塩素酸ソ−ダなどの添加による場合に比較して、多量の化学薬剤の投与が必要となり、したがって人体に有害な場合が多く、臭いの問題などがある。
また、配管、給水装置あるいは関連機器を腐食したり損傷するなどの弊害があり、できれば使用したくない方法である。【００１５】  化学薬剤の使用に依らない方法としては、紫外線照射法、コロナ放電によるオゾンによる方法、加熱法、あるいは電解殺菌法などがある。
しかしながら、紫外線照射法、コロナ放電法あるいは電解殺菌法は、通過水に均一に効率的に作用させることは難しく、加熱法は、細菌を殺菌するほどの高温水の冷却の問題点などがある。
また、これらの方法は何れも、電力など多大なエネルギ消費を伴う問題点がある。
公共水道水に比較して菌種や菌数が多く、公共水道水には含まれないようなジオネラ属菌などを含む可能性がある。
また、基本的に通過水に作用させなければならない制約がある。
かような流動する用水に、電力など多くのエネルギ消費を伴わずに、的確な減菌や滅菌作用を発揮する効果的な仕組みの提供が、関係者から強く望まれている。【００１６】  本発明は、上記従来の課題を考慮して、菌種や菌数が多く、公共水道水にみられない細菌を含む可能性がある用水について、化学薬剤に依らずに、エネルギ消費を多くは伴わずに、通過水に作用させて効果的に減菌あるいは滅菌を行う方法と装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】  発明者は鋭意検討の結果、以下の発明に至った。
すなわち、通過する水に含まれる細菌を減菌あるいは滅菌する通過水減菌滅菌方法において、前記通過水の入口部と前記通過水の出口部との間に挿入された、テラヘルツ帯域の電磁波を放射するケイ素化合物を主体とする焼結複合鉱状塊体の群が内包されている容器に、細菌が含まれている前記通過水を通過させることによって、前記通過水に含まれている細菌を減菌あるいは滅菌させることを特徴とする、通過水減菌滅菌方法の発明に至ったものである。【００１８】  また、通過する水に含まれる細菌を減菌あるいは滅菌する図１に描く如き通過水減菌滅菌装置１において、図３に示す如く通過水入口５と通過水出口６を有する筐体２であって、前記通過水入口と前記通過水出口を経て前記筐体内自体を水が通過できる構造を備えているか、あるいは、図２に示す如く前記筐体内に通過水入口５と通過水出口６に通じる管体１７を有していて、前記通過水入口と前記通過水出口を経て前記管体内と前記筐体内を水が通過できる構造を備えていて、図３に示すように筐体２自体の中、あるいは図２に示すように管体１７の中には、ケイ素化合物を主体とするテラヘルツ帯域の電磁波を放射する焼結複合鉱状塊体の群１９が内包されていて、前記通過水入口から前記通過水出口部へ至る通過水が、前記筐体内あるいは前記管体内の前記焼結複合鉱状塊体の群を通過することによって、前記筐体内あるいは前記管体内を通過する水に含まれている細菌を減菌あるいは滅菌させることを特徴とする通過水減菌滅菌装置の発明に至った。【００１９】  さらに、テラヘルツ帯域の電磁波を放射するケイ素化合物を主体とする焼結複合鉱状塊体の群を内包する容器を加熱して、前記容器内壁からの赤外線をより強く照射し、テラヘルツ帯域の電磁波の放射エネルギを増大させることを特徴とするる、通過水減菌滅菌する方法の発明である。
また、図１、図２、あるいは図３に示すように、筐体２の外周部に電熱式加熱体３を設けて、前記筐体の外周部の長手方向の一部、あるいは外周部の長手方向の実質的な全部を加熱することができるようにしたことを特徴とする、通過水減菌滅菌装置の発明である。【００２０】  また、前記テラヘルツ域の電磁波バンドの中心周波数が、０．１〜１ＴＨｚであことを特徴とする、通過水減菌滅菌方法および通過水減菌滅菌装置の発明である。
【発明の効果】
【００２１】（１）  本発明の通過水減菌滅菌装置は、テラヘルツ域の電磁波を放射するケイ素化合物を主体とする焼結複合鉱状塊体の群が容器に内包されていて、これを通過する水が前記焼結複合鉱状塊体の群の間隙を通過し、前記焼結複合鉱状塊体を囲む前記容器の内壁から常温状態でも照射されている遠赤外領域を含む赤外線との相乗効果で、減菌や滅菌効を果発揮する通過水減菌滅菌方法と装置であり、極めて簡単な方法と構造である。
（２）  また、前記容器外周を加熱して、前記容器の内壁からの赤外線照射を強化して、前記焼結複合鉱状塊体からのテラヘルツ域の電磁波の放射を強化し、減菌や滅菌効果をさらに強めることができる通過水減菌滅菌方法と装置であり、かようにして減菌あるいは滅菌作用を高めることができる。
（３）  作用手段が電磁波であるので通過水に対して万遍なく滅菌処理ができる。
（４）  前記通過水減菌滅菌の方法と装置は、単純な構造ゆえに低コストで供給でき、使用エネルギは必要な場合のみに加熱するための、前記容器の外周を加熱する僅かな電力でよく、また、前記焼結複合鉱状塊体の寿命は半永久的であるので、故障が少なく維持費やメインテナンス費用が廉価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】  発明の実施の形態を実施例に基づき、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の通過水減菌滅菌装置の一例の外観斜視略図である。
図１の通過水減菌滅菌装置１は外観斜視略図であ、前記斜視図では見えないが、筒状の筐体２の中には、テラヘルツ域の電磁波を放射するケイ素化合物主体の焼結複合鉱状塊体の群を水が通過できるような構造になっている。
筐体２の外周には、前記筐体の長手方向の一部が、電熱加熱による電熱加熱部３で被覆されていて、その加熱用電力の温度制御部をそなえた受電端子４を備えている。
筐体２には、通過水入口５、および通過水出口６が設けられている。
フランジ７は、筐体２の長手方向の両端を塞ぐためのものである。
つまり、通過水入口５から流入した水が、斜視略図では見えない前記焼結複合鉱状塊体の群中を通過して、通過水出口６から流出できるようになっている。【００２３】  図２は、図１に示す通過水滅菌装置の外観斜視略図の内部の一例を説明するための略図である。
図２において、筐体２の内部の説明のため、一部を透視部１５、１６として描いている。
図２の通過水入口５に連なる螺旋管１７には、さらに螺旋管１７の内部の透視部１８を描き、テラヘルツ域の電磁波を放射するケイ素化合物主体の焼結複合鉱状塊体の群１９が詰められている様子を示している。
したがって、通過水入口５から流入した通過水は、螺旋管１７を通過しつつ、前記焼結複合鉱状塊体の群内を通過し、螺旋管開口端２０から筐体２の内部を通って、通過水出口６から流出できる構造となっている。
また、螺旋管１７の通過水入口５の内部近傍と、螺旋管開口端２０の内部近傍には、焼結複合鉱状塊体の群１９が外部に漏出するのを防ぐため、金網部２１が備えられている。
また、筐体２の周囲には、気温が低温の場合など必要によって加熱することができる電熱加熱部３が取巻いている。
なお、図２では、管体の形状を螺旋管で描いているが、ジグザグ状などでもよく、要は定められた体積の筐体中で所定の長さが確保できる管体であればよい。【００２４】  図３は、図２の構造とは別タイプの例である通過水減菌滅菌装置の内部を説明するための略図である。
図３において、筐体２の内部の説明のため、前記筐体の一部を断面部２４、２５として描いている。
図３において、筐体２の内部にはテラヘルツ域の電磁波を放射するケイ素化合物主体の焼結複合鉱状塊体の群１９が、断面部２４および２５に描く如く詰められている様子を示している。【００２５】  したがって、通過水入口５から流入した水は、内部管体２６を通過して前記内部管体の先端部２７に至り、前記焼結複合鉱状塊体の群が詰まっている筐体２の内部を通過して、通過水出口６から流出できる構造となっている。
また通過水出口６には、焼結複合鉱状塊体の群１９が外部に漏出するのを防ぐため、金網部２８が設置されている。
また、筐体２の周囲には、気温が低温の場合など、必要によっては前記筐体を加熱することができる、電熱加熱部３が取巻いている。
なお、図２および図３は、本発明の通過水減菌滅菌装置の例図であり、図２、図３、およびその説明によって、本発明の通過水減菌滅菌方法および装置が制限されるものではない。【００２６】  図４は、高所給水タンクから内部水道の使用口へ至る配管路中に挿入した通過水滅菌装置のフロ−略図である。
集合住宅、工場、オフィスビルなどの内部水道の供給水は、一旦屋上などに設置されている水タンク３０に源用水３１を備蓄し、その落差水圧によって内部の配管路３８を経由し各使用口３７に供給される。
図４は、前記配管路の途中に通過水滅菌装置１を装入連結したフロ−略図の例を示している。【００２７】  図４において、公共水道水あるいは地下水などの源用水３１を、止水栓３２経由で高所給水タンク３０に前記源用水を一旦貯水滞留させ、滞留させた水を前記配管路の矢印に従って止水栓３３、フィルタ装置３４を経由して、通過水減菌減菌滅菌装置１を経由して減菌あるいは滅菌処理され、引込配管路３５、止水栓３６を通って各使用口３７に至っている。
かようにして、高所給水タンクから内部水道水使用口への配管中に挿入した通過水減菌滅菌装置によって、前記高所給水槽の用水を減菌あるいは滅菌して供給できる。
なお、高所給水タンクばかりでなく、災害対策などから公共水道水や地下水などを一旦、受水槽に貯水してから内部水道水使用口へ配管するタイプの場合にも、途中の配管路に前記通過水減菌滅菌装置を挿入してもよい。
要は、内部用水を一旦貯水滞留してから内部水道水使用口へ配管する如き、細菌の発生や増殖する可能性のある場合に、途中の配管路に前記通過水減菌滅菌装置を挿入すれば効果的である。【００２８】  図５は、循環水形式の浴場における通過水滅菌装置の使用例のフロ−略図である。
図５において、浴槽４５からの浴水は、浴水出口４６から循環用配管路４７によって、前記配管路の矢印に従って、粗フィルタ装置４８、密フィルタ装置４９、ポンプ５０、熱交換器５１、密フィルタ装置５２、および通過水減菌滅菌装置１を経由して減菌あるいは滅菌処理され、浴水入口５３から浴槽４５に戻る。
図５においては、一方、止水栓５６の開放によって、新水５４が熱交換器で温められ、新水配管路５５によって、新浴水口５７から新浴水が浴槽に注入される。
また、止水栓５８の開放によって排水出口５９から浴槽４５から適宜浴水が排水される。
かようにして、公共浴場、温泉、家庭用風呂、あるいは図５に示すフロ−略図を援用してプ−ルなどにおいても、配管路途中に挿入された前記通過水減菌滅菌装置によって減菌あるいは滅菌されるので、温湯や冷水を循環して使用できる。【００２９】  集合住宅、オフィスビル、あるいは工場などで使用する内部水道水のタンク使用などの一時貯水滞留水は、公共水道水に比較してかなり多くの菌数や多くの種類の細菌が含まれている恐れがある。
しかして、図４に示すフロ−略図の如く、通過水減菌滅菌装置を使用すれば、化学薬品の投与なしに減菌あるいは滅菌して供給できる。
また、使用水の一部あるいは大部分を循環して使用する浴場、温泉、プ−ル、冷水式空調機の循環水などには、公共水道水に比較してかなり多くの菌数や種類の細菌が生息すると云われている。
しかして、図５に示すフロ−略図の如く、前記通過水減菌滅菌装置を使用すれば、化学薬品の投与なしに、配管路途中で減菌あるいは滅菌して循環使用ができる。【００３０】  ところで、テラヘルツ域の電磁波を放射するケイ素化合物主体の焼結複合鉱状塊体の群が内包されていて、通過水が前記焼結複合鉱状塊体の群の間隙を通過することによる、通過水の減菌あるいは滅菌作用について説明する。
本発明の通過水減菌滅菌装置に使用するケイ素化合物主体の焼結複合鉱状塊体は、「特許文献８」に開示され、人工鉱石と呼称しているケイ素化合物主体の焼結塊体をベ−スとしている。【００３１】  「特許文献８」に開示されている抗菌作用のある前記焼結複合鉱状塊体は、これを「特許文献８」による表現、すなわち人工鉱石という呼称で説明すれば、次の如き製造方法で作られる。
すなわち、略真空状態下で１６５０〜１６８０℃に加熱した真空溶融炉に８０重量％の粉末状のケイ素を投入し、その後５重量％の粉末状の鉄と５重量％の粉末状アルミニウムと５重量％のカルシウムと殺菌剤としての２重量％の粉末状の二酸化チタンを３〜５分間隔で順に投入するとともに攪拌混合し、その後、真空溶融炉から溶融物を取り出し、常温中で自然冷却することによって塊状の人工鉱石を生成した、としている。
このように、人工鉱石に二酸化チタンを添加することによって、人工鉱石に抗菌・除菌作用を持たせることができるとともに、人工鉱石の酸化を防止して長寿命化を図ることができる、としている。【００３２】  「特許文献８」においては、人工鉱石に二酸化チタンを添加することによって、人工鉱石に抗菌・除菌作用を持たせることができるとしているが、これは二酸化チタンの添加による効果であるとも考えられる。
しかしながら、本発明者が検討の結果、必ずしも二酸化チタンの添加によらなくても、ケイ素化合物主体の焼結物に減菌あるいは滅菌作用があることが分かった。
すなわち、前記焼結物にテラヘルツ帯域の電磁波を放射するものがあり、これはケイ素化合物主体の焼結物であることが分かり、さらにこの放射されるテラヘルツ帯域の電磁波が減菌あるいは除菌作用の基であることが分かった。【００３３】  ミリ波とマイクロ波の中間領域にあるテラ（Ｔ；１０−１２の接頭語）ヘルツ（Ｈｚ）帯域の電磁波は、一般に周波数０．１〜１０ＴＨｚの波帯ことを云い、この帯域の電磁波発生や検出が困難なことから、研究が十分には進んでなく、電磁波技術の暗黒領域などと云われている。
水中のケイ素化合物主体の焼結物がテラヘルツ帯域の電磁波を放射する理由は、十分には解明されてないが、前記焼結物は分子の結合構造上、周囲の熱エネルギを一方向に凝縮し、ある限界まで蓄積されると、一気に放射エネルギとして外部に放射されるものと推定されている。【００３４】  前記焼結物はテラヘルツ帯域の電磁波を放射し、このテラヘルツ帯域の電磁波の減菌や殺菌への利用であるので、「特許文献８」の目的とは異なるものであるところから、「特許文献８」でいう人工鉱石と区別するために、本発明の通過水減菌滅菌装置に用いる前記焼結物を、ケイ素化合物を主体とするテラヘルツ帯域の電磁波を放射する「焼結複合鉱状塊体」と称することにしたものである。
後記の実施例１に記載するように、前記焼結複合鉱状塊体に、ジオネラ属菌などの細菌を含む水を近接させると、減菌や滅菌作用を発揮することが確認された。【００３５】  水中におけるテラヘルツ帯域の電磁波の放射が、水中の細菌を殺菌する理由は次の如く考えられる。
テラヘルツ域の電磁波が水に照射されると、水に溶解している酸素電子のエネルギレベルが、基底状態から励起して活性酸素を生じさせる。
このとき、前記電磁波を放射しつつ、一方では前記焼結複合鉱状塊体が触媒の如く作用して、活性酸素生成系のエネルギ障壁を下げ、活性酸素が生じるものと考えられる。
発生した活性酸素は、ス−パ−オキシドアニオンラジカル（Ｏ２−−・；フリ−ラジカル／酸素ラジカル）、ヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、一重項酸素（１Ｏ２）などであり、これが細菌細胞を強く酸化し、ラジカル分子を生じさせて細菌を死滅させるものと考えられる。【００３６】  減菌や滅菌作用のあるテラヘルツ帯域の電磁波バンドは、その境界は定かでないが、凡０．１ＴＨｚ程度から１０ＴＨｚ程度までであることが分かった。
さらに、減菌や滅菌作用が特に強いバンド領域は、前記テラヘルツ域の電磁波バンドのうち、中心周波数が０．１〜１ＴＨｚ程度のバンドであることが分かった。
したがって、本発明に用いる焼結複合鉱状塊体とは、テラヘルツ帯域において、大凡０．１ＴＨｚ程度から１０ＴＨｚ程度の範囲を云い、この領域を本発明においてはテラヘルツ帯域と称する。【００３７】  また、前記焼結複合鉱状塊体の減菌ああるいは滅菌効果には、前記焼結複合鉱状塊体への遠赤外線領域を含む赤外線の照射が関係していることが分かった。
この現象は、テラヘルツ帯域電磁波より波長の長い赤外線が、テラヘルツ電磁波を干渉作用などで励起するためではないかと考えられている。
なお、図２に示す螺旋管１７の内壁、あるいは図３に示す筐体２の内壁からは、気温が特に低くない常温状態は、絶対温度では２９０〜３００Ｋであり、僅かながら遠赤外線を含む赤外線が照射されている。【００３８】  しかしながら、前記螺旋管や前記筐体の内壁から前記焼結複合鉱状塊体に、より強い赤外線を照射するため、図１、図２ないし図３の筐体２の外周に電熱などの加熱体３を設けて加熱してもよい。
このように前記筐体を加熱することによって、熱が伝導や輻射によって前記筐体や前記螺旋管に至り、この内壁から前記焼結複合鉱状塊体に、より強い遠赤外線を含む赤外線が照射され、より高いエネルギをもつテラヘルツ帯域電磁波を放射させることができる。【００３９】  図６に示すグラフは、波数と焼結複合鉱状塊体の放射エネルギとの関係を説明するための略図である。
図６に示すグラフは、反射率の測定装置を用いて測定した結果で、規定上の入射波に対する反射波の反射率の形で前記焼結複合鉱状塊体の放射エネルギを測定した略図である。
図６のグラフのたて軸に反射率Ｒ（％）をとり、よこ軸に波数（ｗａｖｅ  ｎｕｍｂｅｒ）をとった図である。
波数とは、波について同じ状態が単位長の間に繰り返される数を云い、一定の波長をもつ波においては波長の逆数である。
したがって、前記焼結複合鉱状塊体からの電磁波放射を一定の波長をもつ波とすれば、よこ軸の目盛り１０００（ｍ−１）が、０．３ＴＨｚに相当する。【００４０】  図６のグラフにおいて、試料Ａは本発明に用いる前記焼結複合鉱状塊体の場合であり、試料Ｂが比較試料の通常ケイ素の場合である。
図６のグラフによると、グラフに表示する波数範囲では、試料Ｂより試料Ａの方が放射エネルギが高く、境界は定かでないが波数３００（０．１ＴＨｚ相当）から波数３０００付近（１ＴＨｚ相当）程度までは、試料Ａの方が放射エネルギが顕著に高いことを示している。
したがって、前記テラヘルツ域１〜１０ＴＨｚの範囲中で、特に中心周波数が０．１〜１ＴＨｚの範囲が、放射程度が大きいことを示している。【００４１】  次に本発明の各材料や形状について記載する。
本発明の通過水減菌滅菌装置に用いる焼結複合鉱状塊体のサイズは、採鉱された鉱物の如く不定形で、サイズを一個の最大径で示せば、その範囲は４０μｍ〜１００ｍｍ程度で、その平均は１０ｍｍ程度である。
前記通過水滅菌装置は通過水を減菌あるいは滅菌するもので、前記焼結複合鉱状塊体の質量は、通過水１トン当たり、大凡２〜３ｋｇ程度がその目安である。
通過水の単位時間当たりの水量が関係するが、経験値から図２に示す如き通過水減菌滅菌装置においては、螺旋管１７の管体の内容量１Ｌ（リットル；大文字Ｌ使用）当たり大凡０．３ｋｇ程度がその目安である。【００４２】  図２あるいは図３の筐体２は、横断面が円形あるいは矩形など任意であって、ステンレス鋼、あるいは銅、真鍮、あるいはアルミニュ−ムなどの非鉄金属を用いることができる。
また、ＦＲＰ（繊維補強熱硬化性プラスチック）など非金属でもよい。
図３においては、筐体２自身に前記焼結複合鉱状塊体が詰められているが、前記筐体の大きさは、通過水の流量つまり通過水１トン当たり２〜３ｋｇ程度、前記焼結複合鉱状塊体の見かけ密度が大凡１８００ｋｇ／ｍ３程度という値から、前記筐体の全内容積が定まり、この値より内径と長さを設計して前記筐体の形状や大きさを定めることができる。
前記筐体は、水圧に十分耐えるものでなければならず、流量や圧力損失などを十分考慮することが肝要である。【００４３】  図２においては、螺旋管１７に前記焼結複合鉱状塊体が詰められているが、前記螺旋管の材料については、ステンレス鋼、アルミニウム、ＰＡ（ポリアミド）樹脂、ＰＶＣ（塩化ビニル）樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂、ＦＲＰなどの管体が適用できる。
図２における螺旋管１７の内径は、通過水の流量によって異なるが、その内径を円形としてその内径は１００ｍｍ程度までである。
螺旋管の管体の長さは、通過水の流量つまり、通過水１トン当たり２〜３ｋｇ程度という値から、前記焼結複合鉱状塊体の見かけ密度大凡１８００ｋｇ／ｍ３により、前記螺旋管の全内容積が定まり、この値より設計して内径と長さを定めることができる。
また、図２における螺旋管１７は、水圧に十分耐えるものでなければならず、さらに流量や圧力損失などを十分考慮することが肝要である。【００４４】  例えば、図２に示す通過水減菌滅菌装置を、図４に示す如き５０戸程度の集合住宅に使用する高所給水タンク３０などの滞留水に適用する場合の目安を記す。
その通過水量は２５０Ｌ／分程度であるので、通過水６５Ｌ／分程度の容量の通過水減菌滅菌装置を４基パラレル配管で連結設置するものとする。
１基当たりの前記螺旋管の内径を４０ｍｍ、長さを１０ｍとすれば、これに前記焼結複合鉱状塊体を質量約１．２ｋｇ程度詰めるのがその目安である。
大量の通過水を処理するには、かように複数の通過水減菌滅菌装置をパラレル配管の連結設置の方が、大型の通過水減菌滅菌装置を設置するより経済的で、かつ有効である。
また例えば、図３に示す通過水減菌滅菌装置を、図５に示す如き家庭用の湯量２５０リットル程度の浴槽用であれば、筐体２は円形として内径１２０ｍｍ程度で、長さは０．５ｍ程度、前記焼結複合鉱状塊体を質量約１．７ｋｇ程度詰めるのがその目安である。【００４５】  図２ないし図３における筐体２の周囲を囲む電熱加熱部３は、面状発熱体あるいはニクロム線などの線状のものを利用するなど任意である。
なお、前記電熱加熱部には一定の温度を維持するため、例えば図１に描く受電部４に設けられている温度制御装置を設置し、供給電力は通常の１００Ｖないし２００Ｖの市中配電の電源が適用できるが、他の電源によってもよい。
筐体２を加熱する理由は、前記焼結複合鉱状塊体のテラヘルツ域の放射エネルギを常温使用の場合より上げるためで、前記電熱加熱部の加熱は大凡６０℃前後が適当である。【００４６】  このように筐体２を加熱すると、図３に示す通過水減菌滅菌装置においては、前記筐体の内壁から遠赤外領域を含む赤外線が前記焼結複合鉱状塊体に照射されて、常温使用の場合より放射エネルギが高められ、大凡６０℃程度の加熱で常温状態に対してテラヘルツ域の放射エネルギを約２〜３倍に高めることができる。
また、図２に示す通過水減菌滅菌装置においては、前記筐体の内壁からの輻射熱で前記螺旋管が加熱され、しかして前記螺旋管の内壁から遠赤外領域を含む赤外線が前記焼結複合鉱状塊体に照射され、大凡６０℃程度の加熱で、常温状態に比較してテラヘルツ域の放射エネルギを約２〜３倍に高めることができる。【００４７】  本発明の通過水減菌滅菌装置は、通過水が前記焼結複合鉱状塊体の群の中を通過するので、焼結複合鉱状塊体の汚れなどは避けられない。
したがって、図２における通過水減菌滅菌装置の焼結複合鉱状塊体が内包されている螺旋管を新品と交換したり、あるいは前記焼結複合鉱状塊体を抜き出して新品と交換することが簡単にできるように設計しなければならない。
なお、図３における如き、筐体２自身に前記焼結複合鉱状塊体が内包されている場合も同様である。【００４８】  また、特に図５に示すような循環使用の場合には、通過水が前記焼結複合鉱状塊体の群の中を通過するので、この段階までに通過水に含まれる固体成分、例えば浴槽の人毛、垢、皮膚滓、繊維屑などの比較的大きな固体成分、および非常に小さいミクロン単位の固体成分を完全に除去してから前記通過水滅菌装置に至るように設計しなければならない。
このため図４においては、例としてフィルタ装置３４、図５においては粗フィルタ装置４８、密フィルタ装置４９、最終フィルタ装置５２を設けている。
前記各フィルタ装置は、フィルタ部が適宜交換可能な装置を選ぶ必要がある。
なお、フィルタ部自体は、当業者に知られている公知のものを適用できるが、濾過性能が高く、メインテナンスが簡便で、交換性の高いものを選定する。
【実施例１】
【００４９】  本発明の通過水減菌滅菌装置による減菌滅菌性の検討をレジオネラ菌について行った。
使用した図１に示す通過水減菌滅菌装置１は、図２に示す如き筐体２の中に前記焼結複合鉱状塊体の群が内包されている螺旋管１７を有するタイプを使用した。
筐体の長さは４００ｍｍ、外径は４００ｍｍ、電熱加熱体３の厚さが６ｍｍゆえ、全外径は４１２ｍｍである。
前記通過水減菌滅菌装置の断面円形の螺旋管１７は円形でその内径は４０ｍｍ、長さは１０ｍとした。
前記焼結複合鉱状塊体のサイズは不定形で、塊の長径の分布範囲を１〜５ｍｍとし、前記螺旋管に前記焼結複合鉱状塊体を質量０．２ｋｇを内包して通過水減菌滅菌装置とした。【００５０】  図７に、実験装置のフロ−略図を示す。
図７において、左図６８は、通過水減菌滅菌装置使用しない場合のフロ−略図で、循環用配管７０、循環用タンク７２、液採取口７６、コック７４、および循環ポンプ７８からなる循環系を示す。
右図６９は、通過水減菌滅菌装置を使用した場合のフロ−略図で、循環用配管７１、循環用タンク７３、液採取口７７、コック７５、前記通過水減菌滅菌装置１、および循環ポンプ７９からなる循環系を示す。【００５１】  試験菌株は、Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｐｈｉｌａ  ＧＩＦＵ  ９１３４（レジオネラ）、試験培地は、Ｂ−ＣＹＥα寒天培地（栄研化学株式会社製）を使用した。
菌液の調製は、前記試験培地で３５℃±１℃、３日間培養後、再度同培地で３５℃±１℃、２〜３日培養した菌体を精製水に均一に分散させ、チオ硫酸ナトリウム溶液を添加した残留塩素中和水道水を用いて１ｍＬ当たりの菌数が、約１０５となるように菌液を調製した。【００５２】  図７に描くように、通過水減菌滅菌装置１を挿入した右図６９のフロ−略図、および通過水滅菌装置１を使用しない左図６８フロ−略図に示す各実験装置に、前記菌液を各約５Ｌを循環させた。
なお、電熱加熱体は通電せず、加熱は加えない場合で検討した。
各循環後、右図においてはコック７５を開き試料水採取口７７から、左図においてはコック７４を開き試料水採取口７６から適量の試料水を採取した。【００５３】  通過水減菌滅菌装置１を挿入した方の生菌数の測定は、各ポンプ作動６時間後に、菌液１Ｌ当たりの生菌数を測定した。
生菌数の測定は、試験培地を用いた平板塗抹培養法（３５℃±１℃、７日間培養）により行った。
通過水滅菌装置１を挿入しない方の未処理比較の菌数については、開始時および６時間後に同様に生菌数を測定した。
この結果を表１に示す。【００５４】
【表１】
2007289910.tif 000003
【００５５】  表１によると、レジオネラ菌において、通過水減菌滅菌装置１を挿入した方の生菌数は、作動６時間後において、実質的に「生菌数検出せず」に対し、通過水滅菌装置１を挿入しない方の生菌数は７．３×１０５であり、通過水減菌滅菌装置１を挿入した方に明かな滅菌効果があることが分かった。
【実施例２】
【００５６】  本発明の通過水減菌滅菌装置による減菌滅菌性の検討を、図５のフロ−略図に示す如き循環水形式の浴場における検討を行った。
使用した通過水減菌滅菌装置は、図３に描く筐体２自身に前記焼結複合鉱状塊体を内包するタイプとした。
通過水減菌滅菌装置１の筐体２の長さは５００ｍｍ、外径は１５０ｍｍ、電熱加熱体３の厚さが６ｍｍゆえ全外径は１６２ｍｍである。
前記筐体の中に前記焼結複合鉱状塊体を内包し、前記焼結複合鉱状塊体のサイズは不定形で長径の分布を１〜５ｍｍとし、これを質量２．５ｋｇ前記筐体に内包して、通過水減菌滅菌装置とした。【００５７】  図５に示すフロ−略図において、通過水減菌滅菌装置１を省いて、この部分を短絡して通過水減菌滅菌装置を使用しない場合とした。
この状態で、浴槽４５に２５０Ｌの水を入れ、この水を熱交換器５１にて加温し、約４１℃として新水を加えずに循環させ、成人女子３人、成人男子３人に浴水のまま約４分間ずつテスト入浴させた。
なお本実施例においては、前記テスト入浴後の浴水を、アン・ノウン細菌（不明菌）が含まれている水と見なしたものである。【００５８】  まず、通過水減菌滅菌装置１を挿入しない場合として、（イ）浴水を適量採取した。
次いで通過水減菌滅菌装置を使用した場合として、図５に描く如く通過水減菌滅菌装置１を浴水循環配管路４７に挿入し、図３における電熱加熱体３の温度を６０℃として、２５回の循環数に相当する時間だけ浴水を循環させた。
浴水の循環後、（ロ）浴水を適量採取した。
各（イ）、（ロ）の生菌数の測定は、試験培地を用いた平板塗抹培養法（３５℃±１℃、７日間培養）により、コロニ−数を計測して行い、この結果を表２に示す。【００５９】
【表２】
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【００６０】  表２によると、不明菌菌において、前記通過水滅菌装置を挿入ない方の生菌数が２．８×１０８に対し、通過水滅菌装置１を挿入した方の生菌数は４．０×１０３であり、通過水滅菌装置１を挿入した方が、挿入しない方に比較して、明らかに減菌効果が高いことを示した。
【産業上の利用可能性】
【００６１】  公共水道水、地下水などの源用水を一旦タンクに貯水、滞留してから用水とする集合住宅、ビルあるいは工場など、また、浴場、プ−ルあるいは水使用形式空調機などの循環繰り返し使用する用水用の、効率的な減菌あるいは滅菌可能な通過水減菌滅菌方法および装置を低コストで提供した。【００６２】  テラヘルツ帯域の電磁波を放射するケイ素化合物を主体とする焼結複合鉱状塊体の群が内包されている容器に水を通過させ、前記焼結複合鉱状塊体の群の間隙を通過させることによって、通過する水に含まれている細菌を減菌あるいは滅菌する通過水減菌滅菌方法と装置の提供であり、作用手段がテラヘルツ帯域の電磁波であるので、通過水に対して万遍なく減菌滅菌処理できる。【００６３】  前記通過水減菌滅菌装置は単純な構造ゆえに低コストで、使用エネルギは、必要な場合に容器などを加熱する僅かな電力でよく、前記焼結複合鉱状塊体の寿命は半永久的であるので、用水の処理能力に対して設備費用、および故障が少なくメインテナンス費用が廉価で、極めて経済的である。
本発明の通過水減菌滅菌方法ならびに装置は、水を用いる広範囲な産業分野で応用の可能性があり、産業界に資するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】  通過水減菌滅菌装置の一例の外観斜視略図
【図２】  通過水減菌滅菌装置の内部を説明するための略図
【図３】  別構造の通過水減菌滅菌装置の内部を説明するための略図。
【図４】  高所給水タンクから水道使用口への配管路中に通過水減菌滅菌装置挿入のフロ−略図
【図５】  浴水循環式浴槽における通過水減菌滅菌装置挿入のフロ−略図
【図６】  テラヘルツ帯域の一部における波数と放射エネルギの関係の略図
【図７】  通過水減菌滅菌装置の殺菌性評価のためのフロ−略図
【符号の説明】
【００６５】  １  通過水減菌滅菌装置
２  筐体
３  電熱加熱部
４  温度制御部を備えた受電端子
５  通過水入口
６  通過水出口
８  通過水減菌滅菌装置の胴部
１５、１６  通過水減菌滅菌装置胴部の部分透視部
１７  螺旋管
１８  螺旋管の部分透視部
１９  焼結複合鉱状塊体の群
２０  螺旋管端部の開口部
２１  金網部がある管体位置
２４  部分断面部
２５  部分断面部
２６  内部管体
２７  内部管体の先端部
２８  金網部
３０  高所用水タンク
３１  給水口
３２、３３、３６  止水栓
３４  フィルタ装置
３５  引込配管路
３７  水使用口
４５  浴槽
４６  循環浴水出口
４７  浴水循環配管路
４８  粗フィルタ装置
４９  密フィルタ装置
５０  ポンプ
５１  熱交換器
５２  密フィルタ装置
５３  循環浴水入口
５４  新水供給口
５５  新水の浴水配管路
５６、５８  止水栓
５７  新水の浴水口
５９  排水出口
６８  左図；通過水滅菌装置挿入なしのフロ−図
６９  右図；通過水滅菌装置挿入のフロ−図
７０、７１  循環路
７２、７３  循環用タンク
７４、７５  コック
７６、７７  試料水採取口
７８、７９  循環ポンプ
Ａ  焼結複合鉱状塊体
Ｂ  比較試料の通常ケイ素体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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