JP3589848B2 - 浴槽温水循環装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽内の温水を吸い上げて不純物を除去した後、その温水を浴槽内に吐出する浴槽温水循環装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、浴槽温水循環装置はポンプにより浴槽内の温水を吸い込み、浄化装置にてその温水を浄化している。この浄化装置としては、多孔質な天然石(麦飯石等)を利用した生物化学的浄化手段を備えたものがよく知られているが、近年ではユーザ側の雑菌に対する意識変革により、殺菌機能を強化優先させて生物化学的浄化手段の採用を取りやめる傾向にある。
【0003】
この結果、UVランプによる常時の紫外線殺菌、活性炭あるいはゼオライト等の吸着剤及び濾過機能強化のための中空糸膜からなる物理濾過層の採用重視に至っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、温水への殺菌浄化については装置の改良がなされたものの、前記浴槽温水循環装置内の配管系に繁殖する雑菌への対応はなされていなかった。
【0005】
本発明は前記問題点を解決するために為されたものであって、その第一の目的は、温水及び装置自体の配管系の殺菌処理ができる浴槽温水循環装置を提供することにある。
【0006】
第二の目的は、殺菌媒体の温水を高温化して熱殺菌することができる浴槽温水循環装置を提供することにある。
第三の目的は、殺菌処理後の熱水を問題なく浴槽へ戻すことができる浴槽温水循環装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、浴槽内の温水を吸込管を介して吸い込み、その吸い込んだ温水を殺菌槽、浄化槽を通過させることにより殺菌、浄化し、さらには加熱手段にて加熱保温して再度浴槽に吐出管を介して吐出する循環回路を形成した浴槽温水循環装置において、前記吸込管と吐出管との間に弁体を有する連結管路を設け、前記循環回路上に浴槽を含まない閉回路を形成し、同閉回路内を循環する温水を前記加熱手段にて高温化して閉回路内の熱殺菌を行うと共に、同閉回路内循環系の熱殺菌処理終了後、切換可能な複数の流路を有した前記弁体によって熱水を前記吐出管及び連結管路に分流し、かつ前記弁体の前記連結管路に流出する連通孔の径と、同弁体の前記吐出管に流出する連通孔の径との比率を変化させることで浴槽に吐出される熱水の量を調節するようにしたことをその要旨とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
(第一実施形態)
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図1に従って説明する。
【0012】
浴槽温水循環装置10は浴槽Yの上部に配置されている。そして、前記浴槽循環装置10は、浴槽内の温水Wを吸い上げるポンプ11, 吸い上げられた温水Wを加熱又は保温するための保温ヒータを有する加熱手段12, 温水Wに紫外線を照射するUVランプを有する殺菌層13, 温水Wに溶解している物質を吸着する吸着剤としての多数の粒状活性炭あるいはゼオライトの少なくとも一種類を収容した浄化槽14, 温水Wに混入している固形物を濾過する中空糸膜を収容した中空糸膜槽15等を有している。
【0013】
前記ポンプ11は浴槽Y内部の逆止弁C及び吸込管16を介して接続されている。また、ポンプ11の上部には加熱手段12及び殺菌槽13が第一連結管17を介して接続されており、同殺菌槽13には浄化槽14が第二連結管18を介して連結されている。前記浄化槽14は第三連結管19を介して五方弁20に接続されている。即ち、前記浄化槽14は浴槽温水循環装置10の内部回路に直列に配置されている。
【0014】
前記五方弁20は第四連結管21を介して中空糸膜槽15の上部に接続されており、同中空糸膜槽15の下部は第五連結管22を介して再び五方弁20に接続されている。前記五方弁20には浴槽Y内の温水を外部に排水するための排水管23が接続されていると共に、同五方弁20は第六連結管24を介して三方弁25に接続されている。また、前記三方弁25は吐出管26を介して浴槽Yに接続されていると共に、バイパス管27を介して吸込管16の途中に接続されている。前記吐出管26の先端は、その開口部が浴槽壁28に対面し一定間隔を有するように形成されている。
【0015】
尚、前記五方弁20及び三方弁25をはじめとする各種の構成部品間は、図示しないコントローラにより制御されている。
次に、本実施形態における通常の浄化運転時の動作について説明する。
【0016】
図1に示すように、通常の浄化運転時には、前記五方弁20内に形成された中空糸膜槽15をバイパスする経路と、前記三方弁25により連結された第六連結管24と吐出管26との管路とが連結状態となる。ポンプ11が駆動されると、浴槽Y内の温水Wは吸込管16, ポンプ11, 第一連結管17を介して加熱手段12及び殺菌槽13内に圧送される。その後、温水Wは第二連結管18→浄化槽14→第三連結管19→五方弁20→第六連結管24→三方弁25→吐出管26の流路で浴槽Y内に吐出される。
【0017】
前記加熱手段12は保温用であり、温水Wは同加熱手段12により適温に加熱される。そして、前記温水Wは殺菌槽13の位置を通過する際に紫外線が照射されることによって殺菌される。紫外線による殺菌は繰り返すことでその効果が向上するため、前記殺菌槽13は24時間稼働する。
【0018】
また、前記温水Wが浄化槽14を通過することによって、同温水Wに溶解又は混入している温水Wの濁りやヌメリの原因となるアンモニア分, タンパク質, 脂肪分等の不純物が活性炭あるいはゼオライトに吸着されて浄化される。前記温水W中の湯垢等の非溶解性の不純物も浄化槽14において物理的に濾過される。
【0019】
次に、本実施形態における前記通常の浄化運転以外の各種運転動作について説明する。
まず、精密濾過運転時の動作について説明する。
【0020】
図2に示すように、精密濾過運転時には、前記コントローラによって五方弁20が前記通常の浄化運転から切替わる。そして、ポンプ11が駆動されると、浴槽Y内の温水Wは吸込管16, ポンプ11, 第一連結管17を介して加熱手段12及び殺菌槽13内に圧送される。その後、温水Wは第二連結管18→浄化槽14→第三連結管19→五方弁20→第四連結管21→中空糸膜槽15→第五連結管22→五方弁20→第六連結管24→三方弁25→吐出管26の流路で浴槽Y内に吐出される。
【0021】
前記温水Wは中空糸膜槽15を通過することによって、浄化槽14では吸着されない固形物や各種細菌が濾過されて浄化される。尚、前記温水Wが中空糸膜槽15を通過するときの流量は5〜15 l/minであり流量が少ない。このため、通常、前記中空糸膜槽15は第四連結管21及び第五連結管22によってバイパスされており、前記精密濾過運転は任意に行われる。前記浴槽Yを四人家族が使用していると仮定した場合、濾過運転を行う目安としては、一日一回である。
【0022】
前述のように、中空糸膜槽15による濾過運転を繰り返すと、同中空糸膜槽15に収容されている中空糸膜は徐々に目詰まりしていく。そして、前記中空糸膜の目詰まりが進行していくと、同中空糸膜槽15の濾過性能が低下する。このため、中空糸膜槽15に収容されている中空糸膜を適当な時期に洗浄する必要がある。本実施形態においては、通常運転時の温水Wの循環方向とは逆方向に温水Wを循環させて中空糸膜槽15に収容されている中空糸膜の表面に詰まった汚れを除去する逆洗による洗浄を行う。
【0023】
次に、中空糸膜槽15の逆洗運転時の動作について説明する。
図3に示すように、逆洗運転時には前記コントローラによって五方弁20が前記通常の浄化運転時から切替わる。そして、ポンプ11が駆動されると、浴槽Y内の温水Wは吸込管16, ポンプ11, 第一連結管17を介して加熱手段12及び殺菌槽13内に圧送される。その後、温水Wは第二連結管18→浄化槽14→第三連結管19→五方弁20→第五連結管22→中空糸膜槽15→第四連結管21→五方弁20→排水管23の流路で浴槽温水循環装置10の外部に排水される。前記逆洗運転を行う目安としては、前述の濾過運転と同様である。
【0024】
次に、熱殺菌運転時の動作について説明する。
前述のように、通常の浄化運転, 精密濾過運転の繰り返しにより、浴槽温水循環装置10の配管系内面や中空糸膜槽15内部等に細菌等の微生物の繁殖が開始される。前記微生物は中空糸膜槽15に収容されている中空糸膜の目詰まりを加速させてしまい、同中空糸膜の寿命を縮める。このため、前記浴槽温水循環装置10の配管系の内面等を殺菌し微生物の発生を防止する必要がある。本実施形態においては熱水を前記配管系に循環させることによって微生物を殺菌する。
【0025】
図4に示すように、熱殺菌運転時には前記コントローラによって五方弁20及び三方弁25が閉回路Hを構成するように切替わり、同閉回路H内には温水Wが閉じこめられる。そして、ポンプ11が駆動されると、前記温水Wはバイパス管27→ポンプ11→第一連結管17→加熱手段12→殺菌槽13→第二連結管18→浄化槽14→第三連結管19→五方弁20→第四連結管21→中空糸膜槽15→第五連結管22→五方弁20→第六連結管24→三方弁25→バイパス管27の流路で浴槽Yを除く閉回路H内を循環する。本実施形態においては、前記閉回路H内を循環する温水Wの量は約4 lとなっている。
【0026】
前記温水Wは加熱手段12を通過するとによってその温度が70度まで高められる。そして、前記温水Wが閉回路Hを循環することによって、同閉回路Hの配管内面や中空糸膜槽15に繁殖又は捕捉されている細菌類を殺菌する。前記、温水Wは高温のため外部には排水されず浴槽に吐出される。この際、前記温水Wの吐出量は三方弁25によって調整され、浴槽Yに徐々に吐出されるようになっている。
【0027】
次に、前記三方弁25の構成及び作用について説明する。
図7〜図9に示すように、前記三方弁25において、第六連結管24が連結されている部分をポートa、吐出管26が連結されている部分をポートb、バイパス管27が連結されている部分をポートcとする。
【0028】
前記三方弁25の内部には球状の弁体部29が設けられ、同弁体部29の内部にはL字状の第一連通孔30が形成されていると共に、同第一連通孔30に対して垂直に第二連通孔31が形成されている。そして、前記弁体部29は図示しないコントローラによって制御駆動され回転軸S−Sを中心に回転し、ポートaとポートb、ポートaとポートc、ポートaとポートb及びポートcの三つのパターンで各ポートa, b, cをそれぞれ連通するようになっている。
【0029】
図1, 図2及び図7に示すように、通常運転時において、三方弁25はコントローラによって、ポートaとポートbとが第一連通孔30を介して連通するように駆動される。すると、温水Wは、浴槽Y−ポンプ11−加熱手段12−殺菌槽13−浄化槽14−五方弁20−三方弁25−浴槽Yの流路で循環吐出する。また、精密濾過運転時においては、三方弁25の連通方向は前記通常運転時と同様であり、温水Wは、浴槽Y−ポンプ11−加熱手段12−殺菌槽13−浄化槽14−五方弁20−中空糸膜槽15−五方弁20−三方弁25−浴槽Yの流路で循環吐出する。
【0030】
次に、図4及び図8に示すように、熱殺菌運転時においては、三方弁25はコントローラによって、ポートaとポートcとが第一連通孔30を介して連通するように駆動され、浴槽を含まない閉回路Hが形成される。そして、温水Wはポンプ11−加熱手段12−殺菌槽13−浄化槽14−五方弁20−中空糸膜槽15−五方弁20−三方弁25−ポンプ11の流路で循環する。前記温水Wは循環しながら加熱手段12を通過することによってその温度が70度近傍まで高められ、配管内面や中空糸膜16に繁殖又は捕捉されている細菌類を殺菌する。
【0031】
次に、図4及び図9に示すように、熱殺菌運転終了後においては、三方弁25はコントローラによって、ポートaとポートb及びポートaとポートcの両ポートが連通するように駆動される。すると、ポートaから流入する温水Wはポートb及びポートcの二方向に分かれてそれぞれ吐出管26及びバイパス管27に流出する。このため、吐出管26から浴槽Yに吐出される温水Wの流量は、前記通常運転時及び精密濾過運転時に比べて少量となり、浴槽Yに大量に流出することはない。また、図9に示す第二連通孔31の径A, Bの比率A:Bを変化させることで浴槽Yへ流出する熱水の流量を調節することができる。
【0032】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
・吸込管16と吐出管26とを連結するのみにて、浴槽温水循環装置10内に容易に閉回路Hが形成でき、また、浴槽Y吸い込んだ温水Wをそのまま前記閉回路H循環水に利用でき、この温水Wを媒体として殺菌効果を持たせることにより、他の媒体を必要とせずに閉回路Hの隅々まで殺菌作用を行き渡らせて、繁殖又は捕獲した細菌類を確実に殺菌できる。
【0033】
・浴槽温水循環装置10には五方弁20及び三方弁25が用いられており、同装置10に使用する配管及び弁の数量が最小限で済む。また、熱殺菌運転は閉回路Hを形成し、その内部に封入されている温水Wを加熱循環させることによって行うため、加熱する温水Wの量は少量となる。このため、従来の温水タンクやその内部に貯留されている温水を加熱するための加熱手段を設ける必要がなく、保温用の加熱手段12によって所定温度まで十分に加熱することができる。従って、浴槽温水循環装置10の構造を簡単にすることができ、設備コストを低減することができる。
【0034】
・通常運転時には、中空糸膜槽15は第四連結管21と第五連結管22とによってバイパスされ、温水Wが通水されないようになっている。即ち、前記中空糸膜槽15に通水する時間を限られた時間にしている。このため、前記中空糸膜槽15に収容されている中空糸膜の目詰まりを軽減することができる。
【0035】
・浴槽温水循環装置10には活性炭又はゼオライトを収容した浄化槽14が設けられている。このため、温水Wが前記浄化槽14を通過する際、同温水中に溶解された温水Wの濁りやヌメリの原因となる有機物が活性炭又はゼオライトに吸着処理される。
【0036】
・殺菌処理後、熱水となった温水Wを浴槽Yに戻す場合、同温水Wがポートaからポートb及びポートaからポートcのように二方向に分流するように構成した。このため、吐出管26から吐出される温水Wを少量ずつ浴槽Yに戻すことができ、浴槽Yに大量の温水Wが吐出することがない。また、吐出管26の先端を浴槽壁28に対面し一定間隔を有するように形成した。このため、熱水となった温水Wが入浴者に直接触れることを極力防止することができる。従って、入浴者の熱水となった温水Wによる火傷の防止をすることができる。
【0037】
・熱殺菌運転終了時に、中空糸膜槽15をバイパスして通常運転を再開し、同中空糸膜槽15内には常に無菌状態の温水Wが封入されている。このため、中空糸膜槽15内部は無菌状態に保持され、雑菌の侵入を防止すると共に雑菌の繁殖を低減させることができる。従って、中空糸膜槽15に収容されている中空糸膜の製品寿命を長くすることができる。
【0038】
・熱殺菌終了後、通常運転に戻す前に中空糸膜槽15がバイパスされ、同中空糸膜槽15内には常に無菌状態の温水Wが封入される。そして、前記中空糸膜槽15は徐々に常温に冷やされるため、同中空糸膜槽15に収容されている中空糸膜の束を固定している樹脂にストレスが加わることがなく、劣化を低減することができる。従って、中空糸膜槽15に収容されている中空糸膜の製品寿命を長くすることができる。
(第二実施形態)
次に、本発明を具体化した第二実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形態において、図1〜図4に示した前記第一実施形態と同じ構成部材については符号を等しくしてその詳細な説明を省略する。
【0039】
図5及び図6に示すように、本実施形態は、ポンプ11と加熱手段12とを連結している第一連結管17に薬剤注入装置50が薬剤供給管51を介して接続されており、浴槽温水循環装置10の配管系内壁の殺菌処理を熱殺菌によらず殺菌剤を配管系に注入して殺菌する点において前記第一実施形態と異なる。前記薬剤供給装置50内には殺菌剤としての次亜塩素酸ナトリウムが貯留されており、同次亜塩素酸ナトリウムは有効塩素濃度5重量%以上のものが使用されている。
【0040】
図5に示すように、薬剤殺菌運転時には図示しないコントローラによって前記第一実施形態の熱殺菌運転時と同様に閉回路Hが形成される。そして、前記薬剤注入装置50から所定量の次亜塩素酸ナトリウムが薬剤供給管51を介して閉回路Hの配管系に注入される。
【0041】
前記次亜塩素酸ナトリウムは配管系を循環する温水Wに溶解して殺菌剤溶液となり、同殺菌剤溶液がポンプ11により閉回路H内を加熱手段12→殺菌槽13→第二連結管18→浄化槽14→第三連結管19→五方弁20→第四連結管21→中空糸膜槽15→第五連結管22→五方弁20→第六連結管24→三方弁25→バイパス管27→ポンプ11→第一連結管17→加熱手段12の流路で循環することによって閉回路Hの配管内面や中空糸膜槽15に繁殖又は捕捉されている細菌類を殺菌する。
【0042】
尚、本実施形態においては、前記殺菌剤溶液中の塩素濃度が0.1〜1.0ppmとなるように、温水Wに対する次亜塩素酸ナトリウムの注入量を設定している。ちなみに、閉回路H内を循環する温水Wの量は約4lであり、本実施形態においては、温水W4lに対し、次亜塩素酸ナトリウムの注入量を0.08ccとしたことにより、閉回路H内の塩素濃度を1.0ppmとすることにできた。
【0043】
前記塩素濃度(1.0ppm)は、水道水の殺菌可能な基準塩素濃度(0.1〜1.0ppm)及びプール水の殺菌可能な基準塩素濃度(0.4ppm以上)に基づいて設定されている。閉回路H内の温水Wが塩素濃度1.0ppmとなった場合、10〜15分後には閉回路H内のほとんどの雑菌が殺菌される。
【0044】
図6に示すように、前記薬剤殺菌処理が終了すると、前記コントローラによって五方弁20が切替わり、閉回路H内の殺菌剤溶液は加熱手段12→殺菌槽13→第二連結管18→浄化槽14→第三連結管19→五方弁20→第四連結管21→中空糸膜槽15→第五連結管22→五方弁20→排水管23の流路で浴槽温水循環装置10の外部に排出される。
【0045】
従って、本実施形態によれば前述した第一実施形態における1〜4番目の効果に加えて、さらに以下の効果を得ることができる。
・閉回路H内の温水W中に、薬剤注入装置50から次亜塩素酸ナトリウムを所定塩酸濃度となるように注入し、閉回路Hの配管内面を殺菌するようにした。このため、浴槽温水循環装置10の殺菌手段(殺菌槽13等)では殺菌が不可能な配管系に繁殖する雑菌も殺菌できる。
【0046】
・殺菌剤として水道水やプール水の殺菌に使用される次亜塩素酸ナトリウムを用いた。このため、信頼性及び確実性の高い殺菌処理を行うことができる。
尚、前記各実施形態は以下のように変更して実施してもよい。
【0047】
・前記各実施形態では、浄化槽14を殺菌槽13と五方弁20との間に配置したが、浴槽Yとポンプ11との間、ポンプ11と加熱手段12との間及び五方弁20と三方弁25との間のいずれに配置してもよい。このようにしても、浴槽温水循環装置10を循環する温水Wの流量が充分確保でき、前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0048】
・前記各実施形態では、コントローラによって各弁が自動切換されるように構成したが、装置使用者が手動で各弁を切換えてもよい。このようにしても、浴槽内の温水Wの浄化ができる。
【0049】
・前記各実施形態における中空糸膜槽15を砂濾過槽等に置き換えてもよい。
このようにしても、小さな固形物を濾過できる。
【0050】
・前記第二実施形態では、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを使用したが、ジクロルイソシアヌル酸のアルカリ塩を溶融した液体や殺菌性のアルコール等を使用してもよい。このようにしても、閉回路Hの配管内面の殺菌ができる。
【0051】
・前記第二実施形態では、薬剤注入装置50を薬剤供給管51を介してポンプ11と加熱手段12との間に連結したが、殺菌槽13と浄化槽14との間、浄化槽14と五方弁20との間、五方弁20と三方弁25との間のいずれの位置に連結してもよい。このようにしても、殺菌剤は閉回路H内に注入されて殺菌剤溶液となり、同閉回路H内を循環しながら配管内面を殺菌することができる。
【0052】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、温水及び装置自体の配管系の殺菌処理ができる。加えて、殺菌媒体の温水を高温化して熱殺菌することができる。また、殺菌処理後の熱水を問題なく浴槽へ戻すことができる。さらに、浴槽へ流出する熱水の流量を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】通常浄化運転時の温水流路を示す浴槽温水循環装置の回路図。
【図2】精密濾過運転時の温水流路を示す浴槽温水循環装置の回路図。
【図3】逆洗運転時の温水流路を示す浴槽温水循環装置の回路図。
【図4】殺菌処理運転時の温水流路を示す浴槽温水循環装置の回路図。
【図5】薬剤殺菌時の殺菌剤溶液流路を示す浴槽温水循環装置の回路図。
【図6】薬剤殺菌終了後の殺菌剤溶液流路を示す浴槽温水循環装置の回路図。
【図7】(a)は、通常浄化運転及び精密濾過運転時の三方弁の連通状態を示す正面断面図。
(b)は、通常浄化運転及び精密濾過運転時の三方弁の連通状態を示す平面断面図。
【図8】(a)は、熱殺菌運転時の三方弁の連通状態を示す正面断面図。
(b)は、熱殺菌運転時の三方弁の連通状態を示す平面断面図。
【図9】(a)は、熱殺菌運転終了後の三方弁の連通状態を示す正面断面図。
(b)は、熱殺菌運転終了後の三方弁の連通状態を示す平面断面図。
【符号の説明】
10…浴槽温水循環装置、11…ポンプ、12…加熱手段、13…殺菌槽、14…浄化槽、15…中空糸膜槽、16…吸込管、20…五方弁、25…弁体(三方弁)、26…吐出管、27…連結管路(バイパス管)、H…閉回路、W…温水、Y…浴槽。
Claims (1)
- 浴槽内の温水を吸込管を介して吸い込み、その吸い込んだ温水を殺菌槽、浄化槽を通過させることにより殺菌、浄化し、さらには加熱手段にて加熱保温して再度浴槽に吐出管を介して吐出する循環回路を形成した浴槽温水循環装置において、
前記吸込管と吐出管との間に弁体を有する連結管路を設け、前記循環回路上に浴槽を含まない閉回路を形成し、同閉回路内を循環する温水を前記加熱手段にて高温化して閉回路内の熱殺菌を行うと共に、同閉回路内循環系の熱殺菌処理終了後、切換可能な複数の流路を有した前記弁体によって熱水を前記吐出管及び連結管路に分流し、かつ前記弁体の前記連結管路に流出する連通孔の径と、同弁体の前記吐出管に流出する連通孔の径との比率を変化させることで浴槽に吐出される熱水の量を調節するようにした浴槽温水循環装置。
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