JP2022076533A

JP2022076533A - 細菌抑制装置及び給水装置

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Publication number: JP2022076533A
Application number: JP2020186925A
Authority: JP
Inventors: 利明齋藤; Toshiaki Saito; 正人小森; Masato Komori
Original assignee: Yamato Co Ltd
Current assignee: Yamato Co Ltd
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-05-20

Abstract

【課題】微細な気泡であるファインバブルを内在させた水または湯を配管内に流通させることで細菌類の繁殖を抑制する細菌抑制装置及びこれを用いた給水装置を提供する。【解決手段】ファインバブル混入水は細菌類の繁殖に対する高い抑制効果とバイオフィルムに対する高い洗浄効果を有する。そして、この細菌抑制装置８０ａ～８０ｃ及び給水装置１００は、このファインバブル混入水を生成し、設備、配管内に流通させる。これにより、設備、配管内での細菌類の繁殖を大きく抑制することできる。これにより、設備の清掃や殺菌に関する作業負担の軽減とコストの削減とを図ることができる。また、自動排水装置５０を備えた給水装置１００では定期的な排水の頻度を減少させることができ、上下水道料金に関するコストの削減を図ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、微細な気泡であるファインバブルを内在させた水または湯を配管内に通水して細菌類の繁殖を抑制する細菌抑制装置及びこれを用いた給水装置に関するものである。

医療施設、介護施設、商業ビル等では、複数の個所に多数の給水栓が設けられている。しかしながら、比較的大規模な施設では設置場所や設置エリアによって給水栓の使用頻度が異なり、使用頻度が極端に低い給水栓では、この給水栓に繋がる枝管内に水または湯が長時間滞留する場合が有る。そして、このような配管内での水または湯の滞留は細菌繁殖の要因となり好ましいものではない。特に、近年レジオネラ属菌による感染症が増加傾向にあり、医療施設や介護施設におけるレジオネラ属菌対策が要求されている。

この問題点に関し本願発明者らは、下記［特許文献１］に示すように、給水栓に繋がる枝管の先側に排出配管を設け、この排出配管を開閉弁によって定期的に開閉することで枝管内の水または湯を入れ替え、枝管内における水または湯の長時間の滞留を防止して細菌類の繁殖を抑制する発明を行った。また、給水栓を定期的に自動的に開閉する［特願２０２０－１５４２３３号］に記載の発明を行った。

特開２０２０－１２５８７２号公報

上記の［特許文献１］及び［特願２０２０－１５４２３３号］に記載の発明により給水栓内の水は定期的に排出され配管内の水または湯の滞留による細菌類の繁殖を抑制することが可能となった。しかしながら、如何に水または湯の長期間の滞留を防止したとしても、配管内の細菌類の増殖を完全に抑制できる訳ではなく、異なるアプローチからの更なる改善が望ましい。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、微細な気泡であるファインバブルを内在させた水または湯を配管内に流通させることで細菌類の繁殖を抑制する細菌抑制装置及びこれを用いた給水装置の提供を目的とする。

本発明は、
（１）水または湯を貯留する水槽１０の配管に接続する細菌抑制装置であって、
前記水槽１０から送水される水または湯に微細な気泡であるファインバブルを内在させる気泡生成部８２と、前記気泡生成部８２を備え前記配管と接続した気泡生成管８４と、を有することを特徴とする細菌抑制装置８０ａ～８０ｃを提供することにより、上記課題を解決する。
（２）ファインバブルの個数が３．５～７．５×１０^７個／ｍＬであり、平均粒径が１５０ｎｍ～２００ｎｍであり、最頻粒径が１１０ｎｍ～１８０ｎｍであることを特徴とする上記（１）記載の細菌抑制装置８０ａ～８０ｃを提供することにより、上記課題を解決する。
（３）気泡生成管８４の取水端８４ａが水槽１０の水または湯を給水栓３２に送水する給水配管３０ａに接続し、前記給水配管３０ａの水または湯を分取してファインバブルを混入させ、前記水槽１０に還流させることを特徴とする上記（１）または上記（２）に記載の細菌抑制装置８０ａ、８０ｂを提供することにより、上記課題を解決する。
（４）気泡生成管８４の取水端８４ａが水または湯を水槽１０に送水する供給配管３０ｂに接続するとともに、前記気泡生成管８４の出水端８４ｂが水槽１０の水または湯を浄水設備９４に送水する送水配管３０ｃに接続し、前記供給配管３０ｂの水または湯を分取してファインバブルを混入させ、前記浄水設備９４に送水することを特徴とする上記（１）または上記（２）に記載の細菌抑制装置８０ｃを提供することにより、上記課題を解決する。
（５）上記（３）記載の細菌抑制装置８０ａ、８０ｂと、水または湯を貯留する水槽１０と、前記水槽１０の水または湯を吐出する給水栓３２と、前記水槽１０に貯留した水または湯を前記給水栓３２に送水する給水配管３０ａと、を有し、前記細菌抑制装置８０ａ、８０ｂは前記給水配管３０ａの水または湯を分取してファインバブルを混入させ、前記水槽１０に還流させることを特徴とする給水装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）所定の開栓信号が入力することで給水栓３２を開栓動作させる制御部１２と、前記開栓信号と同等の外部信号を前記制御部１２に対して出力する信号出力部５２と、前記信号出力部５２に定期的に動作指令を出力するタイマ部５４と、を備え、
前記信号出力部５２は前記タイマ部５４から入力する動作指令によって外部信号を出力し、前記外部信号により前記給水栓３２を定期的に開栓動作させ給水栓３２内部及びその上流域の水または湯を排出させることを特徴とする上記（５）記載の給水装置１００を提供することにより、上記課題を解決する。

本発明に係る細菌抑制装置及び給水装置は、細菌類の繁殖に対する高い抑制効果とバイオフィルムに対する高い洗浄効果を有するファインバブル混入水を生成し、このファインバブル混入水を設備、配管内に流通させる。これにより、設備、配管内での細菌類の繁殖を抑制することが可能となる。このため、設備の清掃や殺菌に係る作業負担の軽減とコスト削減とを図ることができる。

本発明に係る第１の形態の細菌抑制装置を備えた給水装置を示す概略構成図である。本発明に係る第２の形態の細菌抑制装置を備えた給水装置を示す概略構成図である。本発明に係る第３の形態の細菌抑制装置を備えた温水浴設備を示す概略構成図である。本発明に係る給水装置に好適な給水栓を示す図である。ファインバブル混入水による細菌繁殖の抑制効果を説明するグラフである。ファインバブル混入水によるバイオフィルムの洗浄効果を説明するグラフである。

本発明に係る細菌抑制装置８０ａ～８０ｃ及びこれを用いた給水装置１００について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る第１の形態の細菌抑制装置８０ａを備えた給水装置１００を示す概略構成図である。また、図２は本発明に係る第２の形態の細菌抑制装置８０ｂを備えた給水装置１００を示す概略構成図である。また、図３は本発明に係る第３の形態の細菌抑制装置８０ｃを備えた温水浴設備９０を示す概略構成図である。尚、本願でのファインバブルとは一般的に直径が０．１ｍｍ以下の超微細な気泡を意味し、特に直径０．００１ｍｍ未満の気泡をウルトラファインバブルと称する。尚、ファインバブルは細かな気泡であるため無害で安全であり、内在させる水が飲料水であればファインバブルの内在したファインバブル混入水も問題なく飲料が可能である。

先ず、本発明に係る細菌抑制装置８０ａ～８０ｃは、水または湯を貯留する水槽１０を備えた例えば、ビルやマンション、医療施設、介護施設、福祉施設、商業施設、宿泊施設、教育機関、工場、その他の給水装置１００や給湯装置、また、循環型の大浴場やプール等の温水浴設備９０や養魚場、水族館、その他の建築物の水または湯の配管に接続するものであり、水槽１０から送水される水または湯に微細な気泡であるファインバブルを内在させる気泡生成部８２と、この気泡生成部８２を備え水槽１０から伸びた配管と少なくとも一端が接続した気泡生成管８４と、を有している。尚、本発明に係る第１、第２の形態の細菌抑制装置８０ａ、８０ｂは、吐出した水または湯が水槽１０内に戻らない給水装置１００等の設備に用いるものであり、第３の形態の細菌抑制装置８０ｃは水または湯が水槽１０に還流する循環型の設備に用いるものである。

ここで、細菌抑制装置８０ａ～８０ｃの気泡生成部８２は、微細な気泡であるファインバブルを気泡生成管８４内を通過する水または湯中に生成もしくは混入するものであり、ファインバブルの形成方法に関しては特に限定はない。例えば、オリフィス部分に微細な外気の取り入れ口を設け、ベルヌーイの法則によって外気を吸引し、水または湯中にファインバブルを混入するものを用いても良い。ただし、本発明に好適な気泡生成部８２としては、最適化したオリフィス構造により、通過する水または湯にキャビテーションを生じさせ水中に溶解している空気をファインバブル化して内在させるものが好ましい。このキャビテーションによる閉鎖型の気泡生成部８２では外気を導入することなく水または湯中に微細なウルトラファインバブルを均一に生成することができる。例えば、最適化した気泡生成部８２では、溶存酸素量約１０ｍＬ／Ｌ・２５℃の水道水を流量２Ｌ／ｍｉｎ～１０Ｌ／ｍｉｎで通過させた際に、水中に平均粒径が１５０ｎｍ～２００ｎｍ、最頻粒径が１１０ｎｍ～１８０ｎｍのウルトラファインバブルを３．５～７．５×１０^７個／ｍＬ生成することが可能となる。また、閉鎖型の気泡生成部８２では上記のように水または湯と外気との接触がないため、衛生状態の悪化を防止することができる。

また、気泡生成管８４の両端部にはメンテナンス用開閉弁４０を設けることが好ましい。この構成では、給水装置１００、温水浴設備９０等の設置側の設備の稼働を止めずに、気泡生成管８４のみを取り外してメンテナンス等を行うことが可能となる。また、気泡生成管８４には必要に応じて、この気泡生成管８４内を流れる水または湯の流量を取得する流量計４２や、水圧を取得する圧力計４４、水または湯中の比較的大きなゴミを除去するストレーナ８１等を設けても良い。

次に、本発明に係る細菌抑制装置８０ａ、８０ｂを備えた給水装置１００に関して説明を行う。図１、図２に示す本発明に係る給水装置１００は、本発明に係る細菌抑制装置８０ａもしくは８０ｂと、上水道１等から供給される水を貯留する受水槽としての水槽１０と、この水槽１０の水を吐出する給水栓３２と、水槽１０に貯留した水を給水栓３２に送水する給水配管３０ａと、水槽１０の水を給水配管３０ａに圧送するポンプ３４ａ、３４ｂと、を有している。尚、本例ではポンプ３４ａ、３４ｂを並列に２台接続し、予め設定された動作時間で交互に稼働する例を図示しているが、ポンプの台数は特に限定はなく、１台でも３台以上でも良い。また、給水装置１００に水槽１０の水を加温する加熱手段を設け、給水栓３２から湯を吐出する給湯装置としても良い。この場合、水槽１０は貯湯タンクとなる。また、給水装置１００は湯と水とを混合して吐出する混合水栓としても良い。さらに、水槽１０には貯留した水に次亜塩素酸ナトリウム等の周知の殺菌剤を添加する薬剤添加装置３を設けても良い。

また、給水装置１００に用いる給水栓３２には特に限定はないが、図４に示す自動排水装置５０を備えたものが好ましい。ここで、給水栓３２は、給水配管３０ａから分岐した枝管１６と、枝管１６を介して供給される給水配管３０ａの水または湯を吐出する吐出口１４と、枝管１６を開閉する開閉弁等の周知の開閉手段１８と、この開閉手段１８を開閉制御する制御部１２と、人間の動作によって所定の開栓信号を出力するスイッチ機構２０（２０ａ、２０ｂ）と、このスイッチ機構２０からの開栓信号を制御部１２に伝達する信号ライン２２（２２ａ、２２ｂ）と、を有している。また、自動排水装置５０として、開栓信号と同等の外部信号を出力する信号出力部５２と、この信号出力部５２に定期的に動作指令を出力するタイマ部５４と、給水栓３２側の信号ライン２２に並列に接続され信号出力部５２から出力される外部信号を信号ライン２２を介して制御部１２に出力する信号ライン５６と、を有している。尚、代表的なスイッチ機構２０としては、人の手指が押圧もしくは接触するなどの直接的な動作によって開栓信号を出力する手動スイッチ２０ａや、人の手指の接近を感知して自動的に開栓信号を出力する周知の近接センサ２０ｂ等が挙げられる。尚、給水栓３２が図４に示すように複数のスイッチ機構２０と複数の信号ライン２２を有している場合には、信号ライン５６はいずれか一方の信号ライン２２に接続していればよい。ただし、複数の信号ライン２２が異なる開栓信号を出力する場合には、外部信号と対応した開栓信号の信号ライン２２に外部信号の信号ライン５６を接続する必要がある。特に給水栓３２が図４に示すように手動スイッチ２０ａと近接センサ２０ｂの二つのスイッチ機構２０を備えている場合には、比較的単純な手動スイッチ２０ａの開栓信号に外部信号を対応させ、手動スイッチ２０ａ側の信号ライン２２ａに外部信号の信号ライン５６を接続して構成することが好ましい。

そして、本発明に係る第１の形態の細菌抑制装置８０ａでは、図１に示すように気泡生成管８４の取水端８４ａが給水装置１００のポンプ３４ａ、３４ｂよりも下流側の給水配管３０ａに接続し、出水端８４ｂが水槽１０に接続する。そして、水槽１０内の水または湯はポンプ３４ａもしくは３４ｂの動作により給水配管３０ａに圧送され、取水端８４ａから気泡生成管８４に流入する。そして、気泡生成部８２にてファインバブルが生成もしくは混入され出水端８４ｂから水槽１０内に還流する。尚、第１の形態の細菌抑制装置８０ａでは、気泡生成管８４への水または湯の圧送を給水装置１００のポンプ３４ａ、３４ｂが担う構成となっている。よって、この構成ではポンプ３４ａ、３４ｂの切り替え動作と連動して閉塞し、ポンプ３４ａ、３４ｂの切り替え動作中には細菌抑制装置８０ａ内の水または湯の流通を止める開閉弁４６を気泡生成管８４に設けることが好ましい。

また、本発明に係る第２の形態の細菌抑制装置８０ｂでは、図２に示すように取水端８４ａが給水装置１００のポンプ３４ａ、３４ｂよりも上流側の給水配管３０ａに接続し、出水端８４ｂが水槽１０に接続する。また、気泡生成管８４には別途、循環ポンプ３４ｃが設けられ、水槽１０内の水または湯はこの循環ポンプ３４ｃの動作により給水配管３０ａから気泡生成管８４に圧送される。そして、気泡生成部８２にてファインバブルが生成もしくは混入され出水端８４ｂから水槽１０内に還流する。この第２の形態の細菌抑制装置８０ｂでは給水装置１００から独立した循環ポンプ３４ｃを有するため、細菌抑制装置８０ｂの単独での動作が可能である。また、第２の形態の細菌抑制装置８０ｂでは、気泡生成管８４に逆流防止弁４１を設けるとともに、循環ポンプ３４ｃのみを取り外し可能なように適宜メンテナンス用開閉弁４０を設けることが好ましい。

次に、図３に示す本発明の第３の形態の細菌抑制装置８０ｃを備えた温水浴設備９０に関して説明を行う。図３に示す温水浴設備９０は、本発明に係る細菌抑制装置８０ｃと、所定の温度に加温された湯もしくは水を貯留する浴槽もしくはプールとしての水槽１０と、この水槽１０の水または湯を浄化する濾過器や殺菌装置等の浄水設備９４と、この浄水設備９４で浄化した水または湯を水槽１０側に送水する供給配管３０ｂと、水槽１０の水または湯を浄水設備９４側に送水する送水配管３０ｃと、水または湯を水槽１０と浄水設備９４とで循環させるポンプ３４ｄと、浄水設備９４の上流側に位置し毛髪等の比較的大きなゴミを除去するヘアキャッチャ９６と、を有している。また、温水浴設備９０が水槽１０の水を加温する場合には浄水設備９４の下流側にボイラやヒータ、熱交換器等の加熱手段９２を有する。そして、第３の形態の細菌抑制装置８０ｃでは気泡生成管８４の取水端８４ａが供給配管３０ｂに接続し、出水端８４ｂが送水配管３０ｃに接続する。そして、水槽１０内の水または湯はポンプ３４ｄの動作により送水配管３０ｃに圧送され、ヘアキャッチャ９６、浄水設備９４、加熱手段９２、供給配管３０ｂを経て水槽１０に還流する。このとき、供給配管３０ｂを流れる水または湯の一部は取水端８４ａから気泡生成管８４に流入し、気泡生成部８２にてファインバブルが生成もしくは混入された後、出水端８４ｂから送水配管３０ｃに吐出される。よって、第３の形態の細菌抑制装置８０ｃの気泡生成管８４は水槽１０と並列に接続したバイパス管となる。また、第３の形態の細菌抑制装置８０ｃでは細菌抑制装置８０ａと同様に気泡生成管８４への水または湯の圧送を温水浴設備９０のポンプ３４ｄが担う構成となっている。よって、この構成ではポンプ３４ｄの動作停止と連動して閉塞し、ポンプ３４ｄの停止中には細菌抑制装置８０ｃ内の水または湯の流通を止める開閉弁４６を気泡生成管８４に設けることが好ましい。

次に、ファインバブル混入水による細菌繁殖の抑制効果の実験結果を示す。先ず、気泡生成部８２に用いたファインバブル生成管と１３ＶＰ（硬質ポリ塩化ビニル管内径約１３ｍｍ）、長さ１０ｃｍの試験配管とを接続した。次に、水温約１７℃の水道水を流量１６Ｌ／ｍｉｎ、圧力０．１ＭＰａの条件でファインバブル生成管及び試験配管に１分間通水した。尚、上記の条件で通水したファインバブル混入水を別途測定したところ、水中に約１０^７個／ｍＬのウルトラファインバブルの存在が確認された。また、通水した水道水の塩素濃度は０．４ｍｇ／Ｌであり、ｐＨは７であり、ＴＯＣ（全有機炭素）は０．２ｍｇ／Ｌであった。次に、試験配管の両端を閉塞し、試験配管中にファインバブル混入水を封入したまま１週間放置した。また、比較としてファインバブル生成管の替わりに同等の長さのステンレス直管を接続し、同一の条件で（ファインバブルの存在しない）水道水を試験配管に通水した後、試験配管の両端を閉塞し、水道水を封入したまま１週間放置した。そして、１週間放置後の各試験配管の内面（面積約４１ｃｍ^２）をワイプチェック（登録商標）ＴＥ－３０２（有限会社佐藤化成工業所製）を用いて拭き取り検査した。その結果を図５に示す。

図５より、１週間水道水を封入した試験配管の従属栄養細菌のコロニー数は１．２×１０^４（ＣＦＵ／ｃｍ^２）であったのに対し、ファインバブル混入水を封入した試験配管では３．０×１０^２（ＣＦＵ／ｃｍ^２）であり、ファインバブル混入水のものの方が水道水のものよりも約１／１００コロニー形成数が少なかった。この結果から、配管中に水が滞留した場合でも、水道水よりもファインバブル混入水の方が細菌の繁殖を抑制可能なことが判る。

次に、水槽内に上記の水道水を４０Ｌ貯留した。次に、この水道水中に有機物濃度がＴＯＣ換算で２ｍｇ－Ｃ／Ｌとなるようにグルコースを０．１６５ｇ、トリプトンを０．３３ｇ、イーストエキストラクト（酵母エキス）を０．１６５ｇ添加した。次にこの有機物添加水を１３ＶＰ、長さ１５ｃｍの試験配管に５日間循環通水し試験配管内にバイオフィルムを形成させた。次に、このバイオフィルムを形成させた試験配管に上記のファインバブル生成管を接続し、新規の水道水で２０分間通水し洗浄を行った。尚、洗浄後の水道水は通水直後、２分後、４分後、８分後、１６分後に減菌ハイポ入り採水瓶（１００ｍＬ栄研化学株式会社製）にて採水し、上水試験方法の項目Ｖ－２．２．４に記載の手順に準拠して従属栄養細菌数を測定した。また、洗浄試験後の試験配管を半分に切断しその内面（面積約３１ｃｍ^２）を上記と同様にして拭き取り検査した。また、比較として、ファインバブル生成管の替わりに同等の長さのステンレス直管を接続し、ファインバブルの存在しない水道水により同一の条件で試験配管を洗浄し、その洗浄水の従属栄養細菌数と洗浄試験後の試験配管の内面の拭き取り検査を同一の条件で行った。ここで、図６（ａ）に洗浄水の従属栄養細菌数の変化を示す。また、図６（ｂ）に拭き取り検査の結果を示す。尚、図６（ａ）中の黒丸がファインバブル混入水の結果を示し、白三角が水道水の結果を示す。

図６（ａ）より、水道水による洗浄水では従属栄養細菌は４分後に３（ＣＦＵ／ｃｍ^２）検出されたのみで他の洗浄水ではほとんど検出されず、洗浄がほとんどできていないことが判る。これに対して、ファインバブル混入水にて洗浄した洗浄水は従属栄養細菌が洗浄直後で２２（ＣＦＵ／ｃｍ^２）、２分後で９（ＣＦＵ／ｃｍ^２）、４分後で５（ＣＦＵ／ｃｍ^２）検出され、ファインバブル混入水によるバイオフィルムの洗浄効果が高いことを示している。また、図６（ｂ）より水道水による洗浄後の拭き取り検査では従属栄養細菌が９７（ＣＦＵ／ｃｍ^２）検出されたのに対し、ファインバブル混入水による洗浄後の配管では従属栄養細菌は２（ＣＦＵ／ｃｍ^２）とほとんど検出されず、十分な洗浄が行われていることが判る。これらの結果から、ファインバブル混入水はバイオフィルム等の細菌類の洗浄、除去効果が高いことが判る。

次に、図１、図２に示す給水装置１００及び細菌抑制装置８０ａ、８０ｂの動作を説明する。尚、ここでは自動排水装置５０を備えた給水栓３２の給水装置１００を例に説明を行う。先ず、上水道１等から水が供給され水槽１０には略一定の容量の水が貯留する。尚、給水栓３２等から水が吐出して水槽１０内の水が使用されると、その分、上水道１等から新たな水が供給され水槽１０内の水量は略一定に維持される。また、薬剤添加装置３を備えた給水装置１００では、水槽１０に所定の消毒薬が適宜投入される。そして、図１に示す給水装置１００では基本的にポンプ３４ａ、３４ｂのいずれか一方が常時稼働する。また、図２に示す給水装置１００では基本的に循環ポンプ３４ｃが常時稼働する。これにより、水槽１０内の水が給水配管３０ａ、取水端８４ａを介して細菌抑制装置８０ａ、８０ｂの気泡生成管８４に流入する。尚、気泡生成管８４の管径等は最適化されており、気泡生成管８４内の圧力及び流量は適切な範囲に維持される。そして、気泡生成管８４内に流入した水には気泡生成部８２にて微細な気泡であるファインバブルが生成もしくは混入される。このようにしてファインバブルの混入した水は出水端８４ｂから水槽１０内へ吐出される。そして、これらの動作がある程度の時間継続されることによって水槽１０内はファインバブル混入水で満たされる。

次に、人が手動スイッチ２０ａや近接センサ２０ｂを動作させると、これらスイッチ機構２０から開栓信号が制御部１２に出力される。これにより、制御部１２は開閉手段１８を予め設定された一定の時間、開動作させる。これにより、図１に示す給水装置１００では水槽１０内のファインバブル混入水が給水配管３０ａ、枝管１６を通して給水栓３２の吐出口１４から一定時間吐出する。また、図２に示す給水装置１００では開閉手段１８が開状態になると同時にポンプ３４ａ、３４ｂのいずれか一方が稼働して、水槽１０内のファインバブル混入水が給水配管３０ａ、枝管１６を通して給水栓３２の吐出口１４から一定時間吐出する。そして、所定時間が経過すると制御部１２は開閉手段１８を閉動作させ、これにより吐出口１４からのファインバブル混入水の吐出は停止する。尚、このとき給水配管３０ａ、枝管１６内に滞留する水または湯はファインバブル混入水であるため、水道水と比較してこれらの配管内における細菌類の繁殖を抑制することができる。

また、自動排水装置５０を構成するタイマ部５４のカウントが予め設定された所定の時間に到達すると、タイマ部５４は信号出力部５２に動作指令を出力する。そして、カウンタをリセットしてカウントを再開する。また、信号出力部５２はタイマ部５４からの動作指令を受けて所定の外部信号を出力する。出力された外部信号は信号ライン５６、２２を介して給水栓３２の制御部１２に入力する。ここで、外部信号は開栓信号と同等の信号であるから、制御部１２は外部信号を開栓信号と認識し、開栓信号の入力時と同様に開閉手段１８を予め設定された一定時間、開動作させる。これにより、前述と同様にして給水栓３２の吐出口１４からファインバブル混入水が一定時間吐出する。そして、所定の時間が経過すると制御部１２は開閉手段１８を閉動作させ、これにより吐出口１４からのファインバブル混入水の吐出は停止する。そして、これらの一連の動作はタイマ部５４のカウントにより定期的に繰り返し行われる。

そして、この自動排水装置５０の動作により、給水栓３２は使用、不使用に関わらず、定期的に配管内のファインバブル混入水の排出が行われ、給水栓３２内部及び枝管１６内の水の入れ替えが行われる。これにより、給水栓３２及び配管内に同じ水または湯が長期間滞留することはなく、レジオネラ属菌等の細菌類の繁殖を抑制することができる。さらに、滞留する水または湯は前述のように細菌繁殖の抑制効果の高いファインバブル混入水であるため、細菌類の繁殖はより一層抑制される。このことに加えて、ファインバブル混入水はバイオフィルムに対する高い洗浄能力を有しているため、定期的に排水が行われることでバイオフィルムの付着抑制及び除去をすることができる。また、バイオフィルムの形成が抑制されることで、水または湯中の遊離残留塩素濃度を高い状態で維持することが可能となり、これがさらに細菌類の繁殖の抑制に寄与する。またさらに、自動排水装置５０を備えた給水装置１００ではファインバブル混入水による細菌繁殖の抑制効果により、定期的な排水の頻度を減少させることができる。これにより、上下水道料金に係るコストの削減を図ることができる。

次に、第３の形態の細菌抑制装置８０ｃを備えた温水浴設備９０の動作を説明する。尚、ここでは加熱手段９２を備えた温水浴設備９０を例に説明を行う。先ず、上水道１等から水が供給され水槽１０には略一定の容量の水が貯留する。また、ポンプ３４ｄが動作して、水槽１０の水を送水配管３０ｃを介して浄水設備９４に圧送する。そして、浄水設備９４にて濾過等による水または湯の浄化が行われる。浄化された水または湯は次に加熱手段９２に送水され水または湯の加温が行われる。そして、加温された水または湯は供給配管３０ｂを通して水槽１０に還流し、これにより水槽１０内の水または湯は予め設定された温度に維持される。また、加温された水または湯の一部は取水端８４ａで分取され、細菌抑制装置８０ｃの気泡生成管８４に流入する。このときの、細菌抑制装置８０ｃの流量は供給配管３０ｂの流量の５％～２０％程度とすることが好ましい。尚、気泡生成管８４内の圧力及び流量は気泡生成管８４の管径等によって最適化されており、適切な範囲に維持される。そして、気泡生成管８４内に流入した水または湯には気泡生成部８２にて微細な気泡であるファインバブルが生成もしくは混入される。このようにしてファインバブルの混入した水は出水端８４ｂから送水配管３０ｃ内へ吐出され、送水配管３０ｃ内の水または湯と合流してヘアキャッチャ９６、浄水設備９４、加熱手段９２、供給配管３０ｂ内を通過し、水槽１０内に吐出する。尚、ファインバブルはこれらの設備を通過する際に粒径が若干変化する可能性はあるものの消滅することはなく、水または湯中に存在し続ける。そして、これらの動作がある程度の時間継続されることで水槽１０、浄水設備９４、加熱手段９２及び各配管内はファインバブル混入水で満たされ、循環、流通する。そして、前述のようにファインバブル混入水は細菌繁殖の抑制効果と高い洗浄効果を有しているため、ファインバブル混入水がこれらの設備、配管内を流通することでこれらの設備、配管内での細菌類の繁殖は大きく抑制される。さらに、浄水設備９４が濾過器である場合、水または湯の通水方向を逆転させて排出する逆洗が定期的に行われる。この逆洗に使用される水または湯も基本的にファインバブル混入水が用いられるため、水道水と比較して高い洗浄能力を発揮することができる。さらに、バイオフィルムの形成が抑制されることで、水または湯中の遊離残留塩素濃度を長時間高い状態で維持することができる。これにより、塩素系殺菌剤の使用量を低減することが可能となり、薬剤コストの削減を図ることができる。また、水槽１０内もファインバブル混入水で満たされるため、壁面へのバイオフィルムの付着を抑制することができる。これにより、水槽１０が浴槽やプールの場合、槽清掃が楽になることに加え清掃の頻度を低減することができ、作業者の負担軽減と省人化とを図ることができる。さらに、条例等で定められた温浴施設の循環系に対する指導、例えば週一回以上の高濃度塩素消毒や年数回の過酸化水素等による生物膜除去洗浄等の回数を減らすことができ、これらに係るコストの削減を図ることができる。

以上のように、ファインバブル混入水は細菌類の繁殖に対する高い抑制効果とバイオフィルムに対する高い洗浄効果を有する。そして、本発明に係る細菌抑制装置８０ａ～８０ｃ及び給水装置１００は、このファインバブル混入水を生成し、設備、配管内に流通させる。これにより、設備、配管内での細菌類の繁殖を大きく抑制することできる。これにより、設備の清掃や殺菌に関する作業負担の軽減とコストの削減とを図ることができる。また、自動排水装置５０を備えた給水装置１００では定期的な排水の頻度を減少させることができ、上下水道料金に関するコストの削減を図ることができる。

尚、本例で示した細菌抑制装置８０ａ～８０ｃ、給水装置１００、温水浴設備９０、給水栓３２、自動排水装置５０の各部の構成、形状、動作機構等は一例であるから、本例に限定される訳ではなく、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。

１０水槽
１２制御部
３０ａ給水配管
３０ｂ供給配管
３２給水栓
５２信号出力部
５４タイマ部
８０ａ～８０ｃ細菌抑制装置
８２気泡生成部
８４気泡生成管
８４ａ取水端
８４ｂ出水端
９４浄水設備
１００給水装置

Claims

水または湯を貯留する水槽の配管に接続する細菌抑制装置であって、
前記水槽から送水される水または湯に微細な気泡であるファインバブルを内在させる気泡生成部と、前記気泡生成部を備え前記配管と接続した気泡生成管と、を有することを特徴とする細菌抑制装置。
ファインバブルの個数が３．５～７．５×１０^７個／ｍＬであり、平均粒径が１５０ｎｍ～２００ｎｍであり、最頻粒径が１１０ｎｍ～１８０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の細菌抑制装置。
気泡生成管の取水端が水槽の水または湯を給水栓に送水する給水配管に接続し、前記給水配管の水または湯を分取してファインバブルを混入させ、前記水槽に還流させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の細菌抑制装置。
気泡生成管の取水端が水または湯を水槽に送水する供給配管に接続するとともに、前記気泡生成管の出水端が水槽の水または湯を浄水設備に送水する送水配管に接続し、前記供給配管の水または湯を分取してファインバブルを混入させ、前記浄水設備に送水することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の細菌抑制装置。
請求項３記載の細菌抑制装置と、水または湯を貯留する水槽と、前記水槽の水または湯を吐出する給水栓と、前記水槽に貯留した水または湯を前記給水栓に送水する給水配管と、を有し、前記細菌抑制装置は前記給水配管の水または湯を分取してファインバブルを混入させ、前記水槽に還流させることを特徴とする給水装置。
所定の開栓信号が入力することで給水栓を開栓動作させる制御部と、前記開栓信号と同等の外部信号を前記制御部に対して出力する信号出力部と、前記信号出力部に定期的に動作指令を出力するタイマ部と、を備え、
前記信号出力部は前記タイマ部から入力する動作指令によって外部信号を出力し、前記外部信号により前記給水栓を定期的に開栓動作させ給水栓内部及びその上流域の水または湯を排出させることを特徴とする請求項５記載の給水装置。