JP2006010208A - 殺菌併用熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２４時間風呂や温泉において循環使用する湯や温泉水の殺菌に適しており、防振性にも優れた殺菌併用熱交換器を提供することを目的とする。
【解決手段】 被処理流体の導入孔５と送出孔６を有するケース本体２内部に、螺旋状の熱交換用のパイプ主体３、紫外線殺菌灯４が装置されたもので、前記パイプ主体３が、ケース本体２に沿って配置された板状体９と、ケース本体２と板状体９を結合する複数の固定部材１０によって、防振機能が付与されている殺菌併用熱交換器１とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、殺菌と同時に熱交換もできる、一体型の殺菌併用熱交換器、特に、銭湯、福祉センター、健康ランドなどにおける浴槽や温泉地において、循環使用する湯や温泉水の殺菌に適した殺菌併用熱交換器に関するものである。

近年、銭湯、福祉センター、健康ランドなどに設置された浴槽においては、浴槽内の湯を循環ポンプで循環させ、その循環途中に設けられた殺菌手段で、湯中に発生した大腸菌やレジオネラ菌などを殺菌し、濾過装置を用いて湯垢などを除去し、加熱装置により湯を加温することが行われている。

また、温泉地などにおいては、温泉利用客の増大に伴なう温泉水の使用量の増大や浴槽の大型化による源泉量の不足などから、温泉水を循環使用することが多くなってきているが、利用客が多数になることと合わせて、循環する温泉水の殺菌は、国からの指導を受けるまでも無く、重要な処置であって、また必須不可欠な処置となっている。

これら循環させる湯水や温泉水（以下、併せて「浴水」という。）の殺菌手段としては、オゾン、銀イオンによる殺菌、次亜塩素酸ソーダなどの塩素系薬剤による殺菌、および紫外線照射による殺菌などが採用されているが、次亜塩素酸ソーダなどの塩素系薬剤による殺菌は、入浴人数の増減により、指示されている残留塩素濃度の均質化維持は難しく、複雑な装置を必要とし、また、水質を変化させ、化学薬品過敏症、皮膚疾患、呼吸器疾患などを有する人に対する影響を無視できないものである。

オゾン、銀イオンあるいは紫外線照射による殺菌では、多くの場合、上記のようなことが問題になることはないが、これらの手段で殺菌を行うためには、そのために特別に設計された装置を必要とするものである。

一方、加熱装置としては、多管式熱交換器が、熱効率の面から広く採用されているが、通常、熱交換のための管が細管であるため、湯垢やスケールが付着し易く、菌の発生を促したり、故障の原因となり、また、度々の分解清掃が要求されるものである。

さらに、浴槽に接続されるものである、殺菌装置や加熱装置などは、浴室外に設置されるものは勿論、特に、浴室内に設置されるものは格別、浴室空間を広く有効に使えるように、コンパクトで収容容易な構造を有するものであることが望まれている。

かかる現状に鑑み発明者は、従来の殺菌装置及び加熱装置について深く検討し、特開２００２−１４７８４５号公報（特許文献１）に示したように、従来から知られている紫外線照射と熱交換用のパイプ主体を組み合せた、殺菌及び加熱操作において優れた殺菌併用熱交換器を先に提案した。
この殺菌併用熱交換器は、上記のように、殺菌と同時に熱交換もできる、一体型の殺菌併用熱交換器であり、従来の構造・技術に固執せずに、全く異なる発想の組合せによる、新規な殺菌併用の熱交換器である。
特開２００２−１４７８４５号公報（特許請求の範囲）

先に提案した、殺菌併用熱交換器は、浴水を循環浄化して使用する際の、循環浄化装置に用いられる殺菌装置及び加熱装置における問題点、すなわち、殺菌手段としての有害薬剤の使用、格別に設計された特殊な装置の必要性、熱交換器における湯垢やスケールの付着による故障や度々の分解清掃などの問題点を解消し、かつ、装置自体が簡便でコンパクトであるため、浴室内外で広い設置場所を要求せず、浴室空間を広く有効に使えることを可能とするなど優れた効果を奏するものである。

しかしながら、先の殺菌併用熱交換器は、浴水の循環量が非常に多くなり、殺菌併用熱交換器内を循環する浴水の流速が一定限度を越えて早くなると、先に提案した殺菌併用熱交換器の振動防止策では、殺菌併用熱交換器の振動発生に対処することが困難になり、浴水の流速の上昇に伴ない、殺菌併用熱交換器が振動することがあり、その振動は騒音の発生源となるうえ、装置自体の寿命を短くするおそれが生じてきたのである。

そこで、発明者は、浴水の循環量が非常に多くなり、殺菌併用熱交換器内を循環する浴水の流速が大きくなった際にも、振動が発生することのない、殺菌併用熱交換器を提供すべく検討の結果、振動の原因が、流速の大きい浴水が衝突するパイプ主体に源があり、パイプ主体に防振機能を付与することにより、問題を解消できることを見出して、この発明を完成したのである。

すなわち、この発明の請求項１に記載の発明は、
被処理流体の導入孔と送出孔を有するケース本体内部に、
防振機能の付与された螺旋状の熱交換用パイプ主体と、紫外線殺菌灯を設けたこと
を特徴とする殺菌併用熱交換器である。

また、この発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の殺菌併用熱交換器において、
前記防振機能は、
パイプ主体に沿って配置された板状体と、パイプ主体と板状体を結合する複数の固定部材によって奏されるものであること
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の殺菌併用熱交換器において、
前記固定部材は、
ＵボルトまたはＪボルトであること
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項４に記載の発明は、
請求項１に記載の殺菌併用熱交換器において、
前記ケース本体は、
その内側表面が鏡面仕上げされていること
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載の殺菌併用熱交換器において、
前記紫外線殺菌灯は、
ケース本体の軸心に添って、かつ、その先端部が循環浴水の流入口側に位置するよう配置されていること
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項６に記載の発明は、
請求項１に記載の殺菌併用熱交換器において、
前記紫外線殺菌灯は、
その先端部が、流入した循環浴水を渦巻き状の水流に変化させるための機能を併せ持つ保持部材で、ケース本体内部に保持されていること
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項７に記載の発明は、
請求項６に記載の殺菌併用熱交換器において、
前記保持部材は、
紫外線殺菌灯の外径と等しい内径を有する保持リングと、この保持リングの外周部に均等に配置される攪拌翼とからなること
を特徴とするものである。

また、この発明の請求項８に記載の発明は、
請求項７に記載の殺菌併用熱交換器において、
前記攪拌翼は、
保持リングの外周部に、その軸線に対し、角度２５〜３５°の範囲内で傾斜させて一体的に取付けられていること
を特徴とするものである。

さらに、この発明の請求項９に記載の発明は、
請求項１に記載の殺菌併用熱交換器において、
前記ケース本体は、
循環浴水の流量及び紫外線殺菌灯の作動を制御する水位検知器が設けられていること
を特徴とするものである。

この発明の循環浴水の殺菌に適した殺菌併用熱交換器は、紫外線殺菌灯を用いるものであるが、紫外線殺菌灯を循環浴水の水流中に平行に設置することにより、浴槽の温浴水に許容される範囲（有害菌濃度）以下に、温浴水を殺菌すると共に、紫外線殺菌灯の点灯による発熱は、循環浴水に吸収し活用するという効果を奏するものである。

また、紫外線殺菌灯を循環浴水の水流中に平行に設置したことにより発生する、紫外線殺菌灯の振動、それに起因する不快音、さらには紫外線殺菌灯の疲労破壊などは、シリコンゴムなどで形成された保持リングと、この保持リングの外周部に取付けられた複数の攪拌翼からなり保持部材によって、紫外線殺菌灯を殺菌装置本体の内周壁に固定して防止すると共に、前記攪拌翼は、流入する循環浴水を渦巻状の水流に変化させるので、循環浴水が効果的に紫外線殺菌灯によって照射され、より効率的に殺菌するという効果を奏するものである。

また、この発明の殺菌併用熱交換器によれば、浴水を循環浄化して使用する際の、殺菌手段としての有害薬剤の使用、格別に設計された特殊な装置の必要性、熱交換器における湯垢やスケールの付着による故障や度々の分解清掃などの問題点を解消し、かつ、装置自体が簡便でコンパクトであるため、浴室内外で広い設置場所を要求せず、浴室空間を広く有効に使えることを可能とするなど優れた効果が奏される。

そして、先の提案の殺菌併用熱交換器において、問題の発生するおそれのある、浴水の循環量が非常に多くなり、殺菌併用熱交換器内を循環する浴水の流速が大きくなった際の振動も完全に防止することができる。

さらに、この発明殺菌併用熱交換器は、メインポンプを停止させた場合であっても、浴槽中の浴水を小さなポンプを使用して効率的に循環させることにより、入浴などで汚れた浴水を効率的に浄化することができ、熱交換器の容積を可及的に小さくすることを可能とし、効率的に浴水を加温し、かつ浄化することができるのである。さらにまた、鏡面仕上げしたケース本体の内面は、紫外線殺菌灯の照射効率を向上させ、かつケース本体の内面に湯垢などが付着することや、内面が腐食することを防止することができる。

また、この発明殺菌併用熱交換器は、従来の殺菌装置に使用されていた、水質を変化させ、化学薬品過敏症、皮膚疾患、呼吸器疾患などを有する人に対する影響を無視できないため管理の難しい、次亜塩素酸ソーダなどの塩素系薬剤による殺菌に替えて、紫外線照射による殺菌を採用し、しかも、格別な装置を必要とされる紫外線殺菌を、簡単な機構でなしたものであるため、殺菌装置として優れたものである。

以下、この発明にかかる殺菌併用熱交換器の実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。

この発明の殺菌併用熱交換器１は、図１に示すように、所要の径と長さとを有する円筒状のケース本体２と、その内部に装着される熱交換のためのパイプ主体３と、このパイプ主体３の内側に配置される紫外線殺菌灯４とから構成されている。

前記のケース本体２は、腐食を避けるためと、紫外線殺菌灯４から放射される紫外線を効率的に反射して有効利用するため、ステンレス製、例えばＳＵＳ３１６であるのが好ましく、さらには内部表面が研磨され、鏡面加工されているものが好ましい。

また、紫外線殺菌灯４は、種々市販されているものを使用することができ、例えば、三共電気株式会社製型式Ｋ−ＢＧＬ１３（１００Ｖ、０．３４Ａ、１９Ｗ、ランプＧＬ１３／Ｑ×１）などを挙げることができる。

前記のケース本体２の一方端には、浴槽などからポンプにより送られてきた浴水、好ましくは湯垢などの不純物が濾過装置により除去された浴水を導入するための導入孔５が、他方端には、殺菌処理された温水を浴槽に戻すための送出孔６が設けられている。

前記パイプ主体３は、図１に示されるように、ケース本体２内に螺旋状に設けることによって伝熱効率を向上させることができ、材質としては、ケース本体２と同様にステンレス、特に、ステンレス３１６で電触研磨加工されたものを使用することが、紫外線の反射効率を高めるため好ましい。

また、パイプ主体３としては、その表面に蛇腹状の凹凸を形成することによって表面積を広げ、伝熱効率を大幅に向上させることも可能である。

また、パイプ主体３は、一方の端部を加熱媒体導入口７とし、他方の端部を排出口８として外部と連通させ、パイプ主体３内部を通過する加熱媒体により、ケース本体２内に導入された浴水などの被処理流体を加温又は保温することができるものである。

また、パイプ主体３には、ケース本体２に送られてきた浴水が衝突することにより振動することを防止するために防振機能が付与されているもので、パイプ主体３は板状体９に固定されることにより、振動が防止されている。

このパイプ主体３の板状体９への固定は、図２や図３に示されるように、固定部材１１によって行われる。固定部材としては、図２に示される嵌合形式のものより、図３に示されるＪボルトまたはＵボルトが確実な固定が行えるので好ましい。

前記紫外線殺菌灯４は、図１に示すように、ケース本体２内に配置するものであるが、紫外線の照射効率を向上させるために、ケース本体２の軸心に沿って設けられ、その先端部が、浴水をケース本体２内に導入するための導入孔５側に位置するように配置されている。

この紫外線殺菌灯４の先端部は、浴水の導入により振動するなどして損傷することがないよう、図４に示されるように、保持部材１０によって、ケース本体２内に固定されている。

この保持部材１０は、内径が、紫外線殺菌灯４の外径とほぼ等しい筒状の保持リング１２と、この保持リング１２の外周面に放射状に固定される複数の攪拌翼１３とから構成されるもので、前記保持リング１２は、シリコンゴムなどの制振材で形成されたものが好ましい。

前記の攪拌翼１３は、所要の厚みを有する板状体からなるもので、保持リング１２の外周部に対し、導入孔５から流れ込む循環浴水を渦巻状の水流とするため、図５に示されるように、所定の角度で傾斜させて取付けるもので、好ましくは、保持リング１２は軸心に対し、角度２５〜３５°の範囲内で取付けられるものである。

かかる保持部材１０は、保持リング１２の外周部に取付けられた各攪拌翼１３の先端部を、ケース本体２の内周壁に固定することによって、紫外線殺菌灯４の先端部を確実にケース本体２の中心部に保持し、流入する循環浴水の水流によって、紫外線殺菌灯４が振動することを防止している。

なお、紫外線殺菌灯４の基端部は、ケース本体２の基端側の開口部に固定された基板に固定され、また、基端近傍の外周部には、流入した循環浴水を送出する送出孔６が形成されている。また、ケース本体２内に導入された浴水は、紫外線殺菌灯４の先端部を中央部に保持する、保持リング５の外周部に放射状に配設された攪拌翼１３，１３，１３により攪拌され渦巻状の水流となって、送出孔６から送出される間、紫外線殺菌灯４により紫外線を照射され殺菌される。

その際、紫外線殺菌灯４は紫外線の照射により発熱するが、その熱量は、循環浴水に吸収され、浴水の温度上昇に寄与するもので、省エネルギーに適うとともに、紫外線殺菌灯４は、循環浴水中に配置され、循環浴水の流れの影響を受け、振動し、異音（振動音）を発し、最悪の場合は破損するおそれがあるが、紫外線殺菌灯４は上記したように、シリコンゴムなどで形成された保持リング１２に保持されているので、異音の発生や破損のおそれが防止される。

紫外線殺菌灯４の有効利用と加熱防止のために、図示しないが、ケース本体２に水位検知器を設置し、液量が一定量以上で、紫外線殺菌灯４が点灯し、一定量以下では消灯するように設定するのが好ましい。

また、浴水などの被処理流体を、ケース本体２内に導入するための導入孔５には、運転を開始した時に導入された被処理流体が、直接紫外線殺菌灯４に衝突し、紫外線殺菌灯４を破損することの無いように、パンチングメタルの様な多孔板などからなる抵抗板を設けて流体の流れを分散させることが好ましい。

浴槽（図示せず）から循環ポンプ（図示せず）により送出された浴水は、好ましくは濾過装置により湯垢などの濾過された後、ケース本体２の導入孔５を通して、ケース本体２内に送り込むと、ケース本体２内に送り込まれた湯は、紫外線殺菌灯４による紫外線で殺菌されると同時に、加熱媒体導入口７より導入されたパイプ主体２内の加熱媒体により、加温又は保温され、ケース本体２の送出孔６を通して浴槽に戻される。その際、湯の加温又は保温は、浴槽、循環系、あるいはケース本体２に設置された温度調節器により、自動バルブによる加熱媒体の流量調節や、加熱媒体自身の加温又は冷却により制御され、循環浄化して使用する浴槽中の浴水は、清潔にかつ適温に常時維持される。

濾過装置としては、浴水中の毛髪その他の比較的大きなゴミ類を除去するストレーナーと、浴水中の油脂分や湯垢等の比較的微細な汚濁物を除去するための濾過器から構成するのが好ましく、ストレーナーとしては、その内部に細かい網目の金網を有するもので、濾過器としては、濾材として砂又は珪藻土を使用するか、もしくは砂と珪藻土の併用による濾材を用いた公知の濾過器が使用される。

浴水を循環させるための循環ポンプとしては、キャンドモータポンプが、モータ自体の発する騒音、発熱が、循環浴水に吸収されて小さくなるとともに、省エネルギーにも寄与するうえに、オイルの補充・交換等が不要となるため、騒音、振動などの問題が発生せず、取り扱いが簡単なため好ましい。

なお、循環浄化装置付設の浴槽において、循環浄化装置を停止するときは、停止による濾過装置、熱交換器あるいは配管などに滞留する湯が、微生物（菌）の繁殖に最適な状態のものとなり、急激な菌の繁殖のおそれがあるので、全面的に循環浄化装置を停止するのでなく、小容量のポンプなどを併設し、それら滞留する湯を循環させ殺菌し、菌の増殖を抑える手段を併用しておくのが望ましい。

この発明の殺菌併用熱交換器は、湯水や温泉水などの浴水用の循環浄化装置に適したものであるが、各種流体を加温又は保温しながら、あるいは冷却しながら、その流体を殺菌することができるので、その用途は必ずしも浴水の殺菌および熱交換にのみ限定されるものではなく、種々の流体の殺菌および熱交換に利用できるもので、加熱や冷却に際しては媒体を使用するのが一般的であるが、パイプ主体内にヒータを設置して加熱することも可能である。

この発明の殺菌併用熱交換器の概略断面図である。 この発明の殺菌併用熱交換器における固定部材の一例を示す図である。 この発明の殺菌併用熱交換器における固定部材の他の例を示す図である。 図１に示す循環浴水の殺菌装置のおける要部の一部切欠き拡大図である。 同側面図である。

符号の説明

１ 殺菌併用熱交換器
２ ケース本体
３ パイプ主体
４ 紫外線殺菌灯
５ 被処理流体の導入孔
６ 被処理流体の送出孔
７ 加熱媒体の導入口
８ 加熱媒体の排出口
９ 板状体
１０ 保持部材
１１ 固定部材
１２ 保持リング
１３ 攪拌翼

Claims (9)

1. 被処理流体の導入孔と送出孔を有するケース本体内部に、
   防振機能の付与された螺旋状の熱交換用パイプ主体と、紫外線殺菌灯を設けたこと
   を特徴とする殺菌併用熱交換器。
2. 前記防振機能は、
   パイプ主体に沿って配置された板状体と、パイプ主体と板状体を結合する複数の固定部材によって奏されるものであること
   を特徴とする請求項１に記載の殺菌併用熱交換器。
3. 前記固定部材は、
   ＵボルトまたはＪボルトであること
   を特徴とする請求項２に記載の殺菌併用熱交換器。
4. 前記ケース本体は、
   その内側表面が鏡面仕上げされていること
   を特徴とする請求項１に記載の殺菌併用熱交換器。
5. 前記紫外線殺菌灯は、
   ケース本体の軸心に添って、かつ、その先端部が循環浴水の流入口側に位置するよう配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の殺菌併用熱交換器。
6. 前記紫外線殺菌灯は、
   その先端部が、流入した循環浴水を渦巻き状の水流に変化させるための機能を併せ持つ保持部材で、ケース本体内部に保持されていること
   を特徴とする請求項１に記載の殺菌併用熱交換器。
7. 前記保持部材は、
   紫外線殺菌灯の外径と等しい内径を有する保持リングと、この保持リングの外周部に均等に配置される攪拌翼とからなること
   を特徴とする請求項６に記載の殺菌併用熱交換器。
8. 前記攪拌翼は、
   保持リングの外周部に、その軸線に対し、角度２５〜３５°の範囲内で傾斜させて一体的に取付けられていること
   を特徴とする請求項７に記載の殺菌併用熱交換器。
9. 前記ケース本体は、
   循環浴水の流量及び紫外線殺菌灯の作動を制御する水位検知器が設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の殺菌併用熱交換器。