JP2007289880A - Ultrasonic sterilizer and circulation type bath water purification device equipped with it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キャビテーション現象を利用して微生物の殺菌を行う超音波殺菌装置及びこれを用いた循環式浴槽水浄化装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic sterilizer that sterilizes microorganisms using a cavitation phenomenon and a circulating bath water purifier using the same.
従来より、浴槽水浄化装置等の殺菌装置には、殺菌手段として、主に液体に対して紫外線を照射する紫外線殺菌や、浴槽水中に塩素化合物等の薬剤を添加して行う塩素殺菌が採用されている。しかし、これらの殺菌手段では、十分な殺菌効果を得るため一定の条件を満たす必要があり、例えば、紫外線殺菌では、その効果が紫外線の照射量や照射時間に左右されるために浴槽水の滞留時間を調節しなけらばならず、また、塩素殺菌では、添加する塩素化合物の量を増量すればそれに伴い効果が向上するものの、浴槽水の塩素臭が強くなるだけでなく、人体や環境に悪影響をもたらすといった問題があった。また、紫外線殺菌や塩素殺菌では、カビの胞子や原虫の卵といったものまでは殺菌、死滅させることはできなかった。 Conventionally, sterilizing devices such as bath water purifiers employ ultraviolet sterilization, which mainly irradiates liquids with ultraviolet light, and chlorine sterilization performed by adding chemicals such as chlorine compounds to bath water. ing. However, in these sterilization means, it is necessary to satisfy certain conditions in order to obtain a sufficient sterilization effect. For example, in the case of ultraviolet sterilization, the effect depends on the irradiation amount and irradiation time of ultraviolet rays. The time must be adjusted, and in chlorine sterilization, increasing the amount of added chlorine compound increases the effect, but not only the chlorine smell in the bath water becomes stronger, but also the human body and the environment. There was a problem of causing an adverse effect. In addition, ultraviolet sterilization and chlorine sterilization could not sterilize and kill mold spores and protozoan eggs.
殺菌手段には、近年、上記の紫外線殺菌や塩素殺菌以外に、超音波によるキャビテーション現象を利用した超音波殺菌が利用されている。超音波殺菌は、液体に超音波を照射することによりキャビテーション現象を発生させ、これによって微生物の細胞を機械的に破壊して殺菌する方法である。この方法によれば、紫外線殺菌のように滞留時間等の条件に左右されることがなく、また、塩素化合物殺菌のように水質の変化も生じないので、簡便かつ効果的な殺菌を行うことができる。このような超音波を利用した殺菌装置としては、例えば、超音波周波数を200〜400KHzに設定して有機物分解効果の向上を図った浴槽水浄化装置(特許文献1参照)や、キャビテーション発生の効率化を図った超音波装置(特許文献2参照)などがある。 In recent years, in addition to the above-described ultraviolet sterilization and chlorine sterilization, ultrasonic sterilization using an ultrasonic cavitation phenomenon is used as the sterilization means. Ultrasonic sterilization is a method in which a cavitation phenomenon is generated by irradiating a liquid with ultrasonic waves, thereby sterilizing microorganism cells by mechanical destruction. According to this method, it is not influenced by conditions such as residence time as in the case of ultraviolet sterilization, and since water quality does not change as in the case of chlorine compound sterilization, simple and effective sterilization can be performed. it can. As such a sterilization apparatus using ultrasonic waves, for example, a bath water purification apparatus (see Patent Document 1) in which the ultrasonic frequency is set to 200 to 400 KHz to improve the organic substance decomposition effect, and the efficiency of cavitation generation. For example, there is an ultrasonic device (see Patent Document 2).
しかしながら、従来の超音波殺菌装置では、装置の配管等の内壁面に付着して、レジオネラ菌等の人体に有害な細菌の繁殖の場となって水質を悪化させたり、配管等の腐食や錆を引き起こす原因となるバイオフィルムの付着までも防止するには至っていなかった。
そこで、本発明は、微生物の有効な殺菌とバイオフィルムの付着防止とを同時かつ有効に行うことが可能な超音波殺菌装置及びこれを用いた浴槽水浄化装置を提供することを課題とするものである。 Then, this invention makes it a subject to provide the ultrasonic sterilizer which can perform the effective sterilization of microorganisms, and adhesion prevention of a biofilm simultaneously and effectively, and a bathtub water purification apparatus using the same. It is.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明が採った手段は、超音波を照射して微生物の殺菌を行う超音波殺菌装置100であって、周波数30KHz以下の超音波を発振する第一振動子111と、周波数40KHz以上の超音波を発振する第二振動子112とを備えることを特徴とする超音波殺菌装置100、である。
In order to solve the above problem, the means of the invention described in claim 1 is an
本発明者は鋭意検討を重ねた結果、周波数30KHz以下の超音波と、周波数40KHz以上の超音波とを同時に照射することによって、優れた殺菌効果とバイオフィルムの付着防止効果とを奏することを見出し、本発明に想到するに至った。すなわち、請求項1記載の超音波殺菌装置100は、第一振動子111と第二振動子112とを備えて上記2種の周波数帯の超音波を同時に照射することによって、微生物の機械的破壊による殺菌とバイオフィルムの付着防止とを可能をしたものである。これを水処理装置等に適用することにより、水中に生息する微生物を高効率に殺菌することができるとともに、バイオフィルムが装置内に付着することを防止することでメンテナンスが極めて容易になり、かつ装置の腐食等が生じにくくなって装置のロングライフ化を図ることができる。
As a result of intensive studies, the present inventor has found that by simultaneously irradiating ultrasonic waves having a frequency of 30 KHz or lower and ultrasonic waves having a frequency of 40 KHz or higher, an excellent sterilizing effect and biofilm adhesion preventing effect are achieved. The present invention has been conceived. That is, the
また、請求項2に記載の発明が採った手段は、浴槽水を浄化する循環式浴槽水浄化装置200であって、浴槽水が通過する流路に、請求項1記載の超音波殺菌装置100が配設されていることを特徴とする循環式浴槽水浄化装置200、である。
Moreover, the means which invention of Claim 2 took is the circulation type bathtub water purification apparatus 200 which purifies bathtub water, Comprising: The
すなわち、この循環式浴槽水浄化装置200は、浴槽水が通過する配管等の流路に、周波数30KHz以下の超音波を発振する第一振動子111と、周波数40KHz以上の超音波を発振する第二振動子112とを備える超音波殺菌装置100を配設することにより、流路を通過する浴槽水の殺菌と、バイオフィルムが装置内部に付着することを防止したものである。このような超音波殺菌装置100を配設することで、従来の紫外線殺菌や塩素殺菌に比べて、浴槽水中のレジオネラ菌や、黄色ブドウ球菌、緑膿菌、大腸菌等の疾病の原因となる微生物を安全かつ確実に殺菌することができるとともに、バイオフィルムの付着に起因する装置内部の腐食、劣化を防止することができるので、メンテナンスが極めて容易でかつ長寿命な循環式浴槽水浄化装置200とすることができる。
That is, this circulating bathtub water purification apparatus 200 includes a
請求項1に記載した超音波殺菌装置によれば、周波数30KHz以下の超音波を発振する第一振動子と、周波数40KHz以上の超音波を発振する第二振動子とを備えたことによって、超音波が照射される液体中に存在する微生物を安全且つ確実に殺菌することができるとともに、水処理装置等に適用した場合には、水処理装置の内部にバイオフィルムが付着することを防止することができるので、装置のメンテナンスの容易化及び長寿命化を図ることができる。 According to the ultrasonic sterilization apparatus described in claim 1, the ultrasonic sterilizer includes a first vibrator that oscillates an ultrasonic wave with a frequency of 30 KHz or less and a second vibrator that oscillates an ultrasonic wave with a frequency of 40 KHz or more. Microorganisms present in the liquid irradiated with sound waves can be sterilized safely and reliably, and when applied to a water treatment device or the like, it prevents the biofilm from adhering to the inside of the water treatment device. Therefore, the maintenance of the apparatus can be facilitated and the life can be extended.
請求項2に記載した循環式浴槽水浄化装置によれば、浴槽水が通過する流路に請求項1記載の超音波殺菌装置を配設したことにより、浴槽水の殺菌を安全且つ確実に行うことができるとともに、装置内部の腐食や錆の原因となるバイオフィルムが付着することを防止することができるので、メンテナンスが容易で長寿命な循環式浴槽水浄化装置とすることができる。 According to the circulation type bathtub water purification apparatus described in claim 2, the ultrasonic water sterilizer according to claim 1 is disposed in the flow path through which the bathtub water passes, whereby the bathtub water is sterilized safely and reliably. In addition, since it is possible to prevent the biofilm that causes corrosion and rust inside the apparatus from adhering, it is possible to provide a circulating bath water purification apparatus that is easy to maintain and has a long life.
本発明は、超音波殺菌装置及びこれを備える循環式浴槽水浄化装置である。
超音波殺菌装置は、第一振動子と第二振動子とを備える。これら振動子は、超音波発振器より出力される電気信号を機械的な振動に変換して超音波として出力するものである。第一振動子は、殺菌に有効な周波数30KHz以下の超音波を発振するものであるが、この周波数帯のうち、特には周波数15〜20KHzの超音波を照射するものが有効である。一方、第二振動子は、バイオフィルムの付着防止に有効な周波数40KHz以上の超音波を発振するものであるが、この周波数帯のうち、特には周波数40〜100KHzの超音波を照射するものが有効である。第一振動子及び第二振動子の種類や形状等は、上記特定の周波数域の超音波を発振可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、圧電セラミックス、圧電高分子膜、圧電ZnO薄膜等の振動子を用いることができるし、棒状や平板状等の形状の振動子を用いることができる。また、第一振動子と第二振動子とが一体となったものを用いてもよいし、別体のものを組み合わせて用いてもどちらでもよい。さらに、その形態に関しても、例えば、処理槽内に投入して配設するいわゆる投げ込み型やフランジ型、底付け型等にすることができる。
The present invention is an ultrasonic sterilizer and a circulating bath water purifier equipped with the same.
The ultrasonic sterilizer includes a first vibrator and a second vibrator. These vibrators convert electrical signals output from an ultrasonic oscillator into mechanical vibrations and output them as ultrasonic waves. The first vibrator oscillates an ultrasonic wave having a frequency of 30 KHz or less that is effective for sterilization. Among these frequency bands, an element that emits an ultrasonic wave having a frequency of 15 to 20 KHz is particularly effective. On the other hand, the second vibrator oscillates an ultrasonic wave having a frequency of 40 KHz or more, which is effective for preventing biofilm adhesion. Among these frequency bands, particularly, an ultrasonic wave having a frequency of 40 to 100 KHz is irradiated. It is valid. The type and shape of the first vibrator and the second vibrator are not particularly limited as long as they can oscillate ultrasonic waves in the above specific frequency range. For example, piezoelectric ceramics, piezoelectric polymer films, A vibrator such as a piezoelectric ZnO thin film can be used, and a vibrator having a bar shape or a plate shape can be used. Further, a unit in which the first vibrator and the second vibrator are integrated may be used, or separate members may be used in combination. Further, regarding its form, for example, it can be a so-called throwing type, a flange type, a bottoming type, etc., which are put into a processing tank and disposed.
循環式浴槽水浄化装置は、上記の超音波殺菌装置を、浴槽水が循環する配管等の流路に設けることを特徴としている。超音波殺菌装置以外の構成については、従来の循環式浴槽水浄化装置と同様の構成を採用することができ、例えば、浴槽水中に浮遊する髪の毛等の固形物を除去するための集毛器や濾過器の他、循環させた浴槽水を加温するための加温装置を設けることができる。超音波殺菌装置は複数基配設してもよいし、第一振動子と第二振動子とを分けて異なる場所に配設してもよい。紫外線殺菌装置や塩素化合物等の薬剤投入といった他の殺菌手段を併設してもよい。また、超音波殺菌装置は、配管等の流路に設けられることから、これを既設の循環式浴槽浄化装置に後付けすることも可能である。 The circulating bathtub water purification apparatus is characterized in that the above-described ultrasonic sterilizer is provided in a flow path such as a pipe through which bathtub water circulates. For configurations other than the ultrasonic sterilizer, the same configuration as the conventional circulating bath water purification device can be adopted, for example, a hair collector for removing solids such as hair floating in the bath water, In addition to the filter, a heating device for heating the circulated bathtub water can be provided. A plurality of ultrasonic sterilizers may be provided, or the first vibrator and the second vibrator may be separately provided at different locations. Other sterilization means such as an ultraviolet sterilizer or a chemical agent such as a chlorine compound may be provided. Moreover, since an ultrasonic sterilizer is provided in flow paths, such as piping, it can also be retrofitted to the existing circulation bathtub purification apparatus.
尚、本発明に係る超音波殺菌装置は、循環式浴槽水浄化装置への適用に限られるものではなく、例えば、食品や医療器具等の殺菌処理に用いられるようなバッチ式の殺菌装置への適用ももちろん可能である。 The ultrasonic sterilization apparatus according to the present invention is not limited to the application to the circulating bath water purification apparatus, but for example, to a batch type sterilization apparatus used for sterilization processing such as food and medical instruments. Of course, application is also possible.
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。勿論、下記実施例は、本発明の好適な実施例を示すに過ぎず、本発明の技術的範囲は、下記実施例そのものに何ら限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Of course, the following examples only show preferred examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.
図1には、超音波殺菌装置100の基本構造が示されている。超音波殺菌装置100は、第一発振器120Aと第二発振器120Bと第一振動子111と第二振動子112と振動板113とからなる(図1においては、第一発振器120A及び第二発振器120Bが重なり合って図示されるととともに、第一振動子111及び第二振動子112も重なり合って図示されている)。かかる超音波殺菌装置100と処理槽500とによって食品殺菌装置600が構成されるのである。
FIG. 1 shows the basic structure of the
第一発振器120A及び第二発振器120Bは、電源に接続されており、殺菌に有効な周波数30KHz以下の超音波と、バイオフィルムの付着防止に有効な周波数40KHz以上の超音波とを発生させるための電気信号を、後述する第一振動子111及び第二振動子112に対して出力する。第一振動子111及び第二振動子112は、発振器120に接続されて処理槽500の下部に振動板113を介して配設されている。第一振動子111と第二振動子112とは一体に配置されており、発振器120より出力された電気信号をそれぞれ周波数30KHz以下及び40KHz以上の超音波に変換して、振動板113を介して処理槽500内に照射する。この第一振動子111及び第二振動子112より発振される上記2種の周波数帯の超音波が、処理槽500内の液体に対して照射されることで液体中にキャビテーション現象が生じ、これにより発生する衝撃波によって微生物の細胞等が破壊されて、殺菌とバイオフィルム除去が行われることとなる。
The
表1〜6には、超音波殺菌装置において、それぞれ周波数15KHz、20KHz、28KHz、40KHz、50KHz及び100KHzの振動子を用いて超音波を照射した場合における殺菌効果試験の結果が示されている。試験方法は次のとおりである。 Tables 1 to 6 show the results of the sterilization effect test in the case where the ultrasonic sterilizer is irradiated with ultrasonic waves using vibrators having frequencies of 15 KHz, 20 KHz, 28 KHz, 40 KHz, 50 KHz, and 100 KHz, respectively. The test method is as follows.
通常の浴槽水には、1000CFU/ml程度の一般細菌、低濃度の真菌が存在することに鑑みて、レジオネラ菌(Legionella pneumophila subsp.pneumophilila ATCC 33152)、大腸菌(Escherichia coli ATCC 8739)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus subsp.aureus ATCC 12600)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa ATCC10145)及びカビ胞子(Aspergillus niger IFO 6341)の各菌を試験菌株として用い、レジオネラ菌、黄色ブドウ球菌、大腸菌及び緑膿菌については1000CFU/mlオーダー、カビ胞子については100CFUオーダーとなるように菌液を調製した。菌液は、黄色ブドウ球菌については滅菌脱イオン水に懸濁して調製し、レジオネラ菌、大腸菌、緑膿菌及びカビ胞子は、滅菌生理食塩水又は滅菌リン酸緩衝液に懸濁して調製した。 In view of the presence of general bacteria and low-concentration fungi of about 1000 CFU / ml in normal bath water, Legionella pneumophila subsp. Pneumophilila ATCC 33152, Escherichia coli ATCC 8739, Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus subsp.aureus ATCC 12600), Pseudomonas aeruginosa ATCC10145, and mold spores (Aspergillus niger IFO 6341) as test strains, Legionella, Staphylococcus aureus, E. coli and Pseudomonas Bacterial fluid was prepared so as to be on the order of 1000 CFU / ml and mold spores on the order of 100 CFU. The bacterial solution was prepared by suspending in Sterile deionized water for S. aureus, and Legionella, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and mold spores were prepared by suspending in sterile physiological saline or sterile phosphate buffer.
各菌液に対して、それぞれ15KHz、20KHz、28KHz、40KHz、50KHz及び100KHzの超音波によるキャビテーションを2分間当て、15秒間隔でサンプリングを行った。黄色ブドウ球菌、緑膿菌及び大腸菌については、1mlサンプリングして培地に塗布後48時間培養を行った。カビ胞子については、1mlサンプリングして培地に塗布後72時間培養を行った、また、レジオネラ菌については、100mlサンプリングしてフィルター濃縮とアルカリ処理を行った後、BCYEα寒天培地に塗布して5日間培養を行った。
表1〜6より、周波数15KHz、20KHz及び28KHzの超音波を照射した場合において、各菌に対し有効な殺菌効果がみられた。中でも、周波数15KHz及び20KHzの超音波を照射した場合には、反応時間が30秒を経過した時点でいずれの菌も完全に死滅していたことから、周波数15〜20KHzの超音波の照射が、殺菌に特に有効であることがわかった。 From Tables 1-6, when the ultrasonic wave of frequency 15KHz, 20KHz, and 28KHz was irradiated, the effective bactericidal effect was seen with respect to each microbe. Among them, when ultrasonic waves with a frequency of 15 KHz and 20 KHz were irradiated, since all the bacteria were completely killed when the reaction time passed 30 seconds, irradiation with ultrasonic waves with a frequency of 15 to 20 KHz was performed. It was found to be particularly effective for sterilization.
表7には、周波数15KHz、20KHz、28KHz、40KHz、50KHz及び100KHzの超音波を照射した場合におけるバイオフィルム除去効果試験の結果が示されている。試験方法は次のとおりである。 Table 7 shows the results of the biofilm removal effect test when ultrasonic waves having a frequency of 15 KHz, 20 KHz, 28 KHz, 40 KHz, 50 KHz, and 100 KHz are irradiated. The test method is as follows.
バイオフィルムは、水の汚れを栄養源として利用して微生物が繁殖することで形成されるものである。また、微生物の膜は脂質及びタンパク質で形成されていること、浴槽水の汚れには皮脂や垢等が含まれる事を鑑みて擬似バイオフィルムを作成し、これを試験サンプルとして用いた。擬似バイオフィルムは、動物性油脂を加熱溶解後、0.1%となるように酵母エキスを添加して作成した。 Biofilms are formed by the propagation of microorganisms using water stains as nutrient sources. In view of the fact that the microbial membrane is formed of lipids and proteins, and that the dirt in the bath water contains sebum, dirt, etc., a pseudo biofilm was prepared and used as a test sample. The pseudo biofilm was prepared by adding yeast extract so as to be 0.1% after heating and dissolving animal fats and oils.
上記のようにして作成した擬似バイオフィルム1mlを、100ml容ビーカーの底部に薄く塗り広げ、乾燥固化させた後重量を測定し、20mlの滅菌生理食塩水を入れた。これに、周波数15KHz、20KHz、28KHz、40KHz、50KHz及び100KHzの振動子から発生する超音波によるキャビテーションをそれぞれ15秒間当て、浮き上がったバイオフィルムを除去後、ビーカーを乾燥させて重量を測定し、この測定値と超音波照射前のビーカーの重量とから擬似バイオフィルムの除去率を算出した。
表7より、周波数40KHz、50KHz及び100KHzにおいて98%以上と高い除去率を示し、周波数28KHz以下では浮き上がったバイオフィルムの粉砕は見られたが除去率は75%前後にとどまった。このことから、バイオフィルムの除去には、周波数40〜100KHzの超音波の照射が特に有効であることがわかった。 From Table 7, the removal rate was as high as 98% or higher at frequencies of 40 KHz, 50 KHz, and 100 KHz, and the pulverized biofilm was observed at frequencies of 28 KHz or lower, but the removal rate remained at around 75%. From this, it was found that ultrasonic wave irradiation with a frequency of 40 to 100 KHz is particularly effective for removing the biofilm.
表8〜16には、高い殺菌効果を示した周波数15KHz、20KHz及び28KHzの超音波と、高いバイオフィルム除去効果を示した周波数40KHz、50KHz及び100KHzの超音波とをそれぞれ組み合わせた場合における、殺菌及びバイオフィルム除去効果試験の結果が示されている。試験は、動物性油脂を加熱溶解後に0.1%となるように酵母エキスを添加して作成した擬似バイオフィルムを1ml、100mlビーカーの底部に薄く塗り広げて乾燥固化させた後重量を測定した後、上記の殺菌効果試験と同様の方法にて調製した各菌液を入れた。これに、周波数40KHzまたは50KHzの振動子から発生する超音波によるキャビテーションを15秒間当てた後、周波数15KHz、20KHz及び28KHzの振動子から発生する超音波によるキャビテーションを15秒間当て、菌液0.1mlを採取して培養した。さらに浮き上がった質とともに菌液を除去後、乾燥させて重量を測定し、この測定値とキャビテーションを当てる前のビーカーの重量とから擬似バイオフィルムの除去率を算出した。
表8〜16に示した試験結果より、周波数20KHz以下の超音波と、周波数40〜100KHzの超音波とを組み合わせることにより、優れた殺菌効果とバイオフィルム除去効果と同時かつ有効に得られることがわかった。特に、周波数20KHzの超音波と周波数40KHzの超音波を組み合わせて照射した場合が、殺菌効果及びバイオフィルム除去効果共に最も優れていることが確認された。 From the test results shown in Tables 8 to 16, it is possible to obtain an excellent sterilization effect and biofilm removal effect simultaneously and effectively by combining an ultrasonic wave with a frequency of 20 KHz or less and an ultrasonic wave with a frequency of 40 to 100 KHz. all right. In particular, it was confirmed that both the bactericidal effect and the biofilm removal effect were the best when the ultrasonic wave having a frequency of 20 KHz and the ultrasonic wave having a frequency of 40 KHz were irradiated in combination.
ところで、従来技術の食品殺菌装置においては、塩素殺菌やアルコール殺菌が行われているが、臭気が残留することを避けるため、殺菌後に再度水で洗浄するという煩雑な処理をしていた。しかしながら、上述の食品殺菌装置600においては、本発明の超音波殺菌装置100を用いることにより、臭気を付けることなく、泥汚れ等の除去と殺菌とを同時に行うことが可能となり、効率が大幅に向上する。
By the way, in the food sterilization apparatus of the prior art, chlorine sterilization and alcohol sterilization are performed, but in order to avoid the odor remaining, a complicated process of washing with water again after sterilization has been performed. However, in the above-described
図2には、循環式浴槽水浄化装置200のブロック図が示されている。この循環式浴槽水処理装置200は、第一超音波殺菌装置101と、第二超音波殺菌装置102と、集毛器220と、ポンプ230と、濾過器250と、ヒーター260とを備えており、これら部材は、配管270に取り付けられている。集毛器220は、浴槽水中に浮遊する髪の毛等の固形物を除去するフィルターであり、ポンプ230と浴槽210の間に配設される。ポンプ230は、浴槽210内の浴槽水を装置内部に循環させるものである。ヒーター260は、配管270の末端に配設されており、配管270を通過中に水温が低下した浴槽水を浴槽210に吐出する前に加温するものである。薬剤注入装置240は、塩素化合物を浴槽水(浴槽210内の水のみならず、循環する流路を構成する配管270内を流れる水も包含している。)の循環速度に応じて適量を自動的に注入するものであり、ポンプ230と濾過器250との間に配設されている。ここで、図2において薬剤注入装置240が設けられている理由は、既存の装置に後付けした状態を想定して図示しており、本発明において必須の構成要件ではなく、第一超音波殺菌装置101及び第二超音波殺菌装置102を取り付けた後に取り外しても構わない。即ち、既存の装置に後付けするという観点より、循環式浴槽水浄化装置200の必須構成要件は、第一超音波殺菌装置101と、第二超音波殺菌装置102とであることは明白である。なお、浴槽水は、温泉水であるか否かは関係ない。
FIG. 2 is a block diagram of the circulating bathtub water purification device 200. The circulating bath water treatment apparatus 200 includes a first
図3には、第一超音波殺菌装置101及び第二超音波殺菌装置102を配管270に配設した状態が示されている。第一超音波殺菌装置101は、周波数20KHzの超音波を発振することにより、細菌や有害微生物(病原性原虫など)の殺菌を行うためものであり、第一振動子111と、第一発振器120Aと、第一振動板113Aとによって構成されている。第二超音波殺菌装置102は、周波数40KHzの超音波を発振することにより、バイオフィルム、水垢その他の付着物を除去するためのものであり、第二振動子112と、第二発振器120Bと、第二振動板113Bとによって構成されている。
FIG. 3 shows a state in which the first
このように、本発明の浴槽水処理装置200によれば、第一超音波殺菌装置101及び第二超音波殺菌装置102を備えることにより、異なる2種の波長帯を用いているので、マイクロキャビティの収縮破壊時の衝撃圧力を変化させながら、1つの波長では細菌や有害微生物の殺菌、もう一つの波長では配管270内の微生物汚染の温床となるバイオフィルム等の付着物の除去を行うことが可能となる。勿論、第一超音波殺菌装置101及び第二超音波殺菌装置102の効能(特性)は、上述の超音波殺菌装置100と同様に、各表に示される通りである。
As described above, according to the bathtub water treatment apparatus 200 of the present invention, since the first
ところで、従来技術の浴槽水処理装置においては、アルカリ性泉では殺菌効果が大幅に落ちたり、酸性泉では中和反応を起こすため、効率が落ちるという不具合があった。一方、オゾンや紫外線、光触媒による殺菌装置においては、システム全体を入れ替える必要があるため導入コストが嵩むとともに、数回循環させないと効果が得られにくいという不具合があった。なお付言すれば、化学反応による殺菌においては、人体に有害な物質が生成される危惧があり、光触媒による殺菌においては、細菌や微生物の濃度が薄い場合に、十分な効果を示さないこともあった。しかしながら、本発明の循環式浴槽水処理装置200によれば、上述の構成を備えているので、pH等の水質に関わらず利用できるとともに、既存のシステムに後付けすることが可能となるため、システム全体の大幅な入れ替えが必要なくなり、導入コストを低く抑えることができる。また、化学反応による有害物質の生成を防止し、細菌や微生物の濃度の如何によらず、浴槽水の高い殺菌効果を得ることも可能である。 By the way, in the conventional bath water treatment apparatus, the alkaline fountain has a significant sterilizing effect, and the acidic fountain causes a neutralization reaction. On the other hand, in the sterilization apparatus using ozone, ultraviolet rays, or photocatalyst, the entire system needs to be replaced, so that the introduction cost increases, and the effect is difficult to obtain unless it is circulated several times. In addition, chemical sterilization may cause harmful substances to humans, and photocatalysis may not be effective when the concentration of bacteria and microorganisms is low. It was. However, according to the circulation bathtub water treatment apparatus 200 of the present invention, since it has the above-described configuration, it can be used regardless of water quality such as pH, and can be retrofitted to an existing system. The entire system does not need to be replaced significantly, and the introduction cost can be kept low. Moreover, it is possible to prevent the generation of harmful substances due to chemical reaction and to obtain a high bactericidal effect of bath water regardless of the concentration of bacteria and microorganisms.
また、第一超音波殺菌装置101と第二超音波殺菌装置102とが別々(別体)に構成されているために、その配設場所を選択することが可能となる。図2に示す実施例においては、第一超音波殺菌装置101が濾過器250とヒーター260との間に配設され、第二超音波殺菌装置102がポンプ230と濾過器250の間に配設されている。第二超音波殺菌装置102は、バイオフィルム等の付着物を除去するために、ポンプ230や配管270のコーナー部に設けることが好ましく、第一超音波殺菌装置101は、配管270内の水の流れが遅くなる部分に設けることが好ましい。このように、超音波殺菌装置の配設場所を選択可能とすることにより、既存の設備に後付けする場合、又は新規の設備の設計施工に当たって、最も効率の良い位置に設けることが可能となるのである。
Moreover, since the 1st
また、図2に示すように、第一超音波殺菌装置101を濾過器250の後段(下流側)に配設することにより、第二超音波殺菌装置102で除去されたバイオフィルム等の付着物が除去された後の浴槽水を殺菌することができ、より効果が向上すると思われる。なお、上述の各表に示される試験結果は、菌・微生物がバイオフィルム等の付着物に含有された状態の試験結果であり、この試験結果より、濾過器250の前段(上流側)に第一超音波殺菌装置101を配設しても問題ないことが裏付けられている。
In addition, as shown in FIG. 2, the first
上述の第一超音波殺菌装置101及び第二超音波殺菌装置102は、2カ所に分かれて配設されている。すなわち、濾過器250とヒーター260との間に殺菌に有効な周波数20KHzの超音波を発振する第一振動子が配設され、ポンプ230と濾過器250との間にバイオフィルムの除去に有効な周波数40KHzの超音波を発振する第二振動子が配設されている。このように、異なる周波数帯で発振する第一振動子と第二振動子とを別個に配設することによって、バイオフィルム、水垢その他の付着物を除去しながら、バイオフィルム等の付着物の原因菌及び浴槽水中に生息する微生物を確実に殺菌することができる。
The first
更に詳細に説明すれば、第一振動子111が第二振動子112の下流側(後段)に配設されているために、まず第二振動子より照射される周波数40KHzの超音波によりバイオフィルム等の付着物の剥離が行われ、次いで第一振動子より照射される周波数20KHzの超音波により、水中に生息する微生物と剥離されたバイオフィルム等の原因菌とが共に殺菌されることとなる。また、簡素な構成であることから、装置のメンテナンスが極めて容易になるとともに、ロングライフ化を実現することが可能となる。
More specifically, since the
また、図3に示すように、第一超音波殺菌装置101及び第二超音波殺菌装置102においては、いずれの装置においても、配管270内を通水する浴槽水に対して満遍なく超音波を照射できるように、振動板113A,113Bが配管270の形状に合わせて断面略半円形状をなして形成されるとともに、配管270の外周に取着されている。このように配管270を通過する浴槽水に対して放射状に超音波を照射する構成とされているために、殺菌効率を高めることが可能となる。また、このように殺菌効果が高いために、配管270の外側に設けることができ、既存の設備に後付けしやすい構成とされている。更に、配管270の外側に取着される構成とされているために、配管270内を通過する浴槽水に対して振動子111,112や振動板113A,113Bが直接触れることがなく、安全性をより向上させることが可能となっている。
Moreover, as shown in FIG. 3, in any of the first
以上実施例に基づき本発明を説明したが、上記実施例は本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形をすることが可能であり、本発明の技術的範囲には、これらの改良変形が含まれる。 Although the present invention has been described based on the above embodiments, the above embodiments can be variously improved and modified without departing from the spirit of the present invention. The technical scope of the present invention includes these improvements. Variations are included.
例えば、上記実施例の循環式浴槽水浄化装置200においては、第一振動子111および第2振動子112がそれぞれ一つずつ設けられている。しかしながら、配管270が長い場合においては、第一振動子111および第二振動子112を夫々複数設けても良い。これにより、配管270の全長にわたって付着したバイオフィルムを効果的に除去できるとともに、曲部などに蓄積されるバイオフィルムも効果的に除去することができるのである。
For example, in the circulating bath water purification apparatus 200 of the above embodiment, one each of the
また、上記実施例の循環式浴槽水浄化装置200においては、第一振動子111と第二振動子をそれぞれ別々に配設しているが、これらを一体にして配設してももちろん構わない。ただし、上記実施例のように、別々に配設した方が好ましい。
Further, in the circulating bath water purification apparatus 200 of the above embodiment, the
100,101,102 超音波殺菌装置
111 第一振動子
112 第二振動子
200 循環式浴槽水浄化装置
100, 101, 102
Claims (2)
周波数30KHz以下の超音波を発振する第一振動子と、周波数40KHz以上の超音波を発振する第二振動子とを備えることを特徴とする超音波殺菌装置。 An ultrasonic sterilization apparatus that sterilizes microorganisms by irradiating ultrasonic waves,
An ultrasonic sterilization apparatus comprising: a first vibrator that oscillates an ultrasonic wave having a frequency of 30 KHz or less; and a second vibrator that oscillates an ultrasonic wave having a frequency of 40 KHz or more.
浴槽水が通過する流路に、請求項1記載の超音波殺菌装置が配設されていることを特徴とする循環式浴槽水浄化装置。 A circulating bathtub water purification device for purifying bathtub water,
A circulating bath water purifier, wherein the ultrasonic sterilizer according to claim 1 is disposed in a flow path through which bath water passes.
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