JP4301964B2 - 循環式浴槽の殺菌システム - Google Patents

Description

本発明は循環式浴槽の循環系路で繁殖するレジオネラ菌を殺菌するための循環式浴槽の殺菌システムに係り、特に、循環運転中は常時殺菌した湯を浴槽に供給できるようにした循環式浴槽の殺菌システムに関するものである。

最近、リゾート地の温泉施設で、循環式浴槽を利用した利用者がレジオネラ菌に感染する事故が増加している。

レジオネラ属菌は、０．３〜０．９×２〜２０μｍの非抗酸性細菌で、通常は１本の鞭毛があり運動性があり、他の細菌や藻類の代謝産物を利用したり、アメーバ等の細菌捕食性原生動物に寄生して増殖すると言われている。これら生物が生息する生物膜（バイオフィルム）の内部にいるレジオネラ属菌は、外界から保護されていると考えられている。

レジオネラ症は、臨床症状からレジオネラ肺炎と、インフルエンザ様のポアンティック熱という２つの病型に大別される。レジオネラ肺炎は、７〜１０日の潜伏期の後に、発熱、全身倦怠、頭痛などで始まり、劇症型の場合は発病後１週間以内に死亡することもある。ポアンティック熱はインフルエンザに似た熱性疾患で、予後はよく、自然治癒するといわれている。

従来、一般的な循環式浴槽は、浴槽内の水や温泉をポンプで、ヘアキャチャー（集毛器）を介して吸い込み、ポンプの手前で、髪の毛などを除去した後、これを濾過器（濾材は、天然砂、人工砂、繊維を使用したフィルタなど）に押し込み、濾過器を通過浸透させて汚れを取り除いた後、熱交換器を通して昇温して浴槽に湯を戻すようにしている。

この循環式浴槽の滅菌システムでは、濾過器内の濾材は、定期的（１回／日）に、濾過器内に水を逆方向に流して逆洗浄を行って、濾材に詰まった汚れを除去し、浴槽水の消毒は、濾過器から浴槽に至る水に、或いは濾過器に入る前の水に塩素剤を投入して、残留塩素濃度を管理基準濃度内（０．２〜０．４ｍｇ／Ｌ）を１日に２時間以上保つようにしている。

この循環式浴槽の水への塩素剤の投入は、浴槽の利用後で、１週間に２回程度行って消毒しているが、ある種の入浴剤を使用した場合、管理基準濃度内或いはそれ以上に保持できている条件下でも入浴剤がバイオフィルム（生物膜）となり、レジオネラ属菌が死滅しない現象がでてきている。このバイオフィルムは、配管や濾過器内に形成されるため、バイオフィルムが保護膜となって、塩素剤による殺菌で死滅させることが困難であり、また常時利用中にレジオネラ属菌が、配管や濾過器内に定着して繁殖することが避けられない問題がある。

そこで、特許文献１，２に示されるように、循環水を６５℃以上に加熱し、この高温水を濾過器やその配管系に流してバイオフィルム内に生息しているレジオネラ属菌を加熱殺菌することがなされている。

特開平９−３２４９５３号公報 特開平９−２９９７１９号公報

しかしながら、高温水で濾過器を殺菌しても、その高温水は、最終的に加熱していない循環水と混合して、浴槽に入浴に適した温度にして戻す必要があるため、レジオネラ菌を完全に殺菌することは不可能である。

しかも、本発明者らの実験では、６０℃に配管系を３０分間保っても、バイオフィルム内に生息したレジオネラ属菌を完全に死滅させることはできないこと、このためには配管系内に高濃度の次亜塩素酸ナトリウム等の殺菌・洗浄剤を注入して濾過器を含む配管系の全体を洗浄した後、殺菌しなければレジオネラ属菌を完全に死滅させることができないことが分かった。

このことは、２４時間風呂のように常時運転中の浴槽循環系路で、レジオネラ属菌を増殖させないためには、頻繁に浴槽循環系路を洗浄しなければ、レジオネラ属菌の増殖は避けられないこと、言い換えれば、完全な２４時間風呂でのレジオネラ属菌の発生は避けられないことを意味する。

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、浴槽の使用中に浴槽に給湯される湯を完全に殺菌して供給できる循環式浴槽の殺菌システムを提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、浴槽の湯を循環する循環ポンプが接続された循環系路と、その循環系路の回収側と供給側の循環水とを熱交換すべく接続されたプレート式熱交換器と、プレート式熱交換器の回収側と供給側間に接続され、回収側で予熱された循環水を加熱して８０℃以上の高温水にする加熱器と、循環ポンプからプレート熱交換器の回収系に至る循環系路に接続された濾過器とを備え、さらに、上記循環系路に接続され、浴槽からの循環水を、濾過器をバイパスしてプレート式熱交換器に流し、加熱器で加熱された高温水を濾過器に流し、さらに濾過器をバイパスした循環水と熱交換すべくプレート式熱交換器に流した後、浴槽に給湯する濾過器殺菌回路を備えた循環式浴槽の殺菌システムである。

請求項２の発明は、上記加熱器からプレート式熱交換器の供給側間の循環系路に、加熱器で８０℃以上にされた高温水の滞留時間を２分以上に保つ貯留タンクが接続される請求項１記載の循環式浴槽の殺菌システムである。

本発明は、プレート式熱交換器を用いて回収側と供給側の循環水を熱交換して循環させることで、循環水の全量を８０℃に加熱すると共にこの高温水を２分以上に保つことで、レジオネラ属菌を給湯系配管から完全に死滅させることが可能となり、また殺菌後の高温水は、プレート式熱交換器で熱回収して入浴に適した温度に調整して給湯することができる。また、定期的に高温水を濾過器に供給し、濾過器内も高温殺菌した後、これを入浴に適した温度に調整して給湯することができ、循環系路の配管や濾過器内のレジオネラ属菌、及びその他の雑菌を含めてほぼ完全に殺菌することができる。

以下本発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の循環式浴槽の殺菌システムの全体構成を示す図で、図において、１０は、リゾート地、各種浴場設備などの大容量の浴槽で、底面に排水口１１、下部（或いは上方）に給湯口１２を備えている。浴槽１０からオーバーフローした湯Ｙは、浴槽１０の周縁の湯受け溝１３から、給水タンク１４或いはそのまま排水ライン１５で排水される。

この浴槽１０の排水口１１と給湯口１２とを結んで、浴槽１０内の湯Ｙを循環する循環系路１６が接続される。

循環系路１６の回収側系路１６ａには、循環水中に含まれる髪の毛などを除去するヘアキャッチャ１７、循環ポンプ１８、濾過器１９、プレート式熱交換器２０の回収側熱交換部２０ａ、加熱器２１が接続され、加熱器２１より下流側の供給側系路１６ｂには、滞留時間を調整する貯留タンク２２、プレート式熱交換器２０の供給側熱交換部２０ｂが接続される。これにより浴槽１０内の湯Ｙは、これら機器を通して循環されるようになっている。

また循環系路１６のヘアキャッチャ１７の上流側には、給水タンク１４からの給水ライン２３が接続される。給水ライン２３には、給水開閉弁２４，逆止弁２５が接続される。

循環ポンプ１８は、浴槽１０の湯Ｙを１時間当たり２回半程度循環できる容量にされ、かつインバータ装置２６で、その循環水量が可変に制御される。循環ポンプ１８の循環量の制御は、後述するが、回収側系路１６ａに接続した温度検出器２７の検出温度に基づいて温度調節計２８が、設定の給湯温度（例えば４３℃）となるようにインバータ装置２６を介して循環ポンプ１８の循環量を制御するようになっている。

また、排水口１１からヘアキャッチャ１７に至る回収側系路１６ａには、残留塩素濃度自動計測器３０が接続され、その残留塩素濃度に基づいて消毒剤注入装置３１、注入ポンプ３２を介して給湯中の塩素濃度が管理基準濃度内（０．２〜０．４ｍｇ／Ｌ）になるように、給湯口１２に至る供給側系路１６ｂに塩素等の消毒剤を注入するようになっている。

循環ポンプ１８からの循環水は、第１切替弁３３から、濾過側開閉弁３４を通して、濾過器１９の上部に供給され、濾過器１９内で、循環水中の浮遊物や固形物が除去された後、濾過器１９の下部から回収側系路１６ａの主回収側ライン３６に流れてプレート式熱交換器２０の回収側熱交換部２０ａに流れるようにされる。

なお、濾過器１９内を逆洗浄する際には、逆洗用開閉弁３７から濾過器１９の下部に導入され、排出用開閉弁３８より逆洗ライン３９にて排水されて、濾過器１９内に、濾過にて残った固形物等を排水できるようになっている。

濾過器１９の下部から回収側系路１６ａの主回収側ライン３６ａに流れた循環水は、第２切替弁４０と、第３切替弁４１を通してプレート式熱交換器２０側に流れ、入口側開閉弁４２ｉから回収側熱交換部２０ａに流れ、出口側開閉弁４２ｏより加熱器２１に流れる。また、主回収側ライン３６ａには、循環水を回収側熱交換部２０ａに流すため、或いは回収側熱交換部２０ａに流さずに直接加熱器２１に流すためのバイパス開閉弁４２ｃが接続される。

加熱器２１は、例えば熱交換式のもので、加熱器２１内の伝熱部２１ａを通る循環水を、伝熱部２１ｂ熱媒が通ると熱交換して、循環水を８０℃以上の温度に加熱するようになっている。

この加熱器２１と貯留タンク２２に至る供給側系路１６ｂには、温度検出器４５が設けられ、その温度検出器４５で検出される温度が８０℃以上となるように、温度調節計４６が熱媒量を調整する調整弁４７を制御して加熱量を制御するようになっている。

貯留タンク２２は、加熱器２１で８０℃以上に加熱された高温水を２分以上滞留させる容量に形成され、また確実に２分以上の滞留時間となるように入口側と出口側との高温水が混ざらないように内部を邪魔板などで、入口側高温水が出口に流れないようにされる。

この貯留タンク２２からの高温水は、主供給側ライン３６ｂより、プレート式熱交換器２０側に流れ、入口側開閉弁５２ｉから供給側熱交換部２０ｂに流れ、出口側開閉弁５２ｏより供給側系路１６ｂの主供給側ライン３６ｂに流れ、給湯口１２を通して浴槽１０に給湯されるようになっている。また、主供給側ライン３６ｂには、高温水を供給側熱交換部２０ｂに流すためのバイパス開閉弁５２ｃが接続される。

プレート式熱交換器２０では、上述のように供給側熱交換部２０ａに濾過器１９からの循環水（４０℃以下）が流れ、供給側熱交換部２０ｂに高温水（８０℃以上）が流れることで、循環水は、その出口側で７７℃程度まで昇温し、逆に高温水は、その出口側で４３℃程度に降温する。このようにプレート式熱交換器２０にて循環水と高温水とを熱交換することで、両者の温度を全く逆の温度に高効率で変換することができる。従って、循環水の全量を８０℃以上に加熱して２分以上に保つことで、循環水中に混ざったレジオネラ属菌やその他の雑菌は、ほぼ完全に加熱殺菌することができると共に、供給側循環路１６ｂ内に形成されたバイオフィルム中に生息しているレジオネラ属菌も加熱殺菌することが可能となる。

従来においては、６０℃以上に配管系を保つことで、レジオネラ属菌を殺菌できるとされていたが、実際には、バイオフィルムは配管系の内面に形成され、外部は大気に晒されているため、バイオフィルム内に生息しているレジオネラ属菌は、３０分間以上その温度にしても死滅しない。本発明においては、８０℃以上にすることで、バイオフィルム内にレジオネラ属菌が生息していても、８０℃以上の高温水に晒すことで、レジオネラ属菌を確実に死滅させることが可能となる。

上述した形態は、通常の循環運転におけるレジオネラ属菌の殺菌システムであるが、この循環運転中に、濾過器１９内に入浴剤や垢などにてバイオフィルムは形成され、そのバイオフィルム内にレジオネラ属菌が生息し、これが塩素殺菌によっても死滅しないため、本発明においては、この濾過器１９内も加熱殺菌できるように、循環系路１６に濾過器殺菌回路６０を接続し、加熱器２１で加熱した高温水を濾過器１９に流し、その濾過器１９を通った高温水を加熱器２１に至る循環水とプレート式熱交換器２０で熱交換させて、高温水を入浴に適した温度に調整して浴槽１０に給湯できるようにしたものである。

この濾過器内殺菌システムを、再度、図１を用いて説明する。

先ず、循環ポンプ１８の吐出側には、第１切替弁３３の入口側から分岐して、第４切替弁６１が接続された循環水バイパスライン６２ａが接続され、このバイパスライン６２ａが、主回収側ライン３６ａの第３切替弁４１の下流でかつプレート式熱交換器２０の回収側熱交換部２０ａの入口側開閉弁４２ｉの近傍に接続される。

また、貯留タンク２２から高温水がプレート式熱交換器２０の供給側熱交換部２０ｂに流れる主供給側ライン３６ｂより分岐して、高温水バイパスライン６２ｂが接続されると共に、その高温水バイパスライン６２ｂに第５切替弁６３が接続される。この高温水バイパスライン６２ｂは、第１切替弁３３と入口側開閉弁３４間に接続され、高温水が濾過側開閉弁３４を通して濾過器１９に供給できるようにされる。

さらに、濾過器１９を通り、第２切替弁４０を通った殺菌後の高温水を、第３切替弁４１の上流側の主回収側ライン３６ａより分岐して高温水供給側バイパスライン６５が接続されると共に、その殺菌済み高温水バイパスライン６５に第６切替弁６６が接続される。この高温水供給側バイパスライン６５の下流側は、プレート式熱交換器２０の供給側熱交換部２０ｂに流すべく、入口側開閉弁５２ｉの下流側に接続されるようにされる。

このように、循環水バイパスライン６２ａ、高温水バイパスライン６２ｂ、高温水供給側バイパスライン６５にて濾過器殺菌回路６０が構成され、加熱器２１から、図では貯留タンク２２を介した８０℃以上の高温水が、濾過器１９に供給され、濾過器１９内のバイオフィルム内に生息しているレジオネラ属菌を加熱殺菌することが可能となる。

すなわち、先ず、第１切替弁３３を閉、第２切替弁４０を開、第３切替弁４１を閉、第４切替弁６１を開とし、循環ポンプ１８からの循環水を、第４切替弁６１を通し、循環水バイパスライン６２ａからプレート式熱交換器２０の回収側熱交換器２０ａに供給して加熱器２１に流し、加熱器２１で８０℃以上に加熱され、貯留タンク２２を通った高温水が、第５切替弁６３を介し高温水バイパスライン６２ｂを通し、濾過側開閉弁３４を通して濾過器１９内に供給され、その濾過器１９内を通る間に濾過器１９内を８０℃以上に加熱するため、バイオフィルム内に生息しているレジオネラ属菌が加熱殺菌される。この後高温水は、主回収側ラインの第２切替弁４０を通り、第６切替弁６６を介して高温水供給側バイパスライン６５に流れ、さらにプレート式熱交換器２０の供給側熱交換部２０ｂに流れ、回収側熱交換部２０ａを流れる循環水（４０℃）と熱交換して、入浴に適した温度（４３℃程度）にされて、供給側系路１６ｂより給湯口１２から浴槽１０内に供給される。

この濾過器１９の加熱殺菌運転は、例えば数時間の通常運転の後、５分程度行うようにすることで、濾過器１９内のレジオネラ属菌の繁殖をなくすことが可能となる。このように、濾過器１９内を高温水を供給して殺菌している間でもその殺菌処理後の高温水の全量をプレート式熱交換器２０の供給側熱交換部２０ｂに供給して回収側熱交換器２０ａを通る循環水と熱交換して浴槽１０に供給できるため、２４時間浴槽１０の温度を適正に保ちながら、循環水系路を加熱殺菌することが可能となる。

次に、本発明に用いるプレート式熱交換器２０の詳細を図２、図３を用いて説明する。

図２、図３に示すように、プレート式熱交換器２０は、長方形状のフィンプレート７０からなり、その四隅に、高温水と循環水の給水と排水のためのヘッダ通路７２が形成され、そのフィンプレート７０に循環水が流れるように循環水の給排ヘッダ通路７２ａとつながるように給排路７３ａを形成した回収側フィンプレート７０ａと、高温水が流れるように高温水の給排ヘッダ通路７２ｂとつながるように給排路７３ｂを形成した供給側フィンプレート７０ｂとを交互に積層した積層体で構成される。

図２は、説明の便宜上１０枚のフィンプレート７０を積層したプレート式熱交換器２０の循環水の流れと高温水の流れを示したもので、実線が循環水の流れを、点線が高温水の流れを示している。この図２に示すように、フィンプレート７０の積層方向で循環水と高温水とを対向流とすることで、高温水入口側と循環水出口側は、高温水の温度と同じ高温状態に、高温水出口側と循環水入口側は、循環水の温度と同じようにすることができ、伝熱効率の良いものとすることができる。また図では、高温水と循環水との給排口が上方になるように流路を変更しているが、給排口を上下になるようにしてもよい。

またこのプレート式熱交換器２０は、図３に示すように、各フィンプレート７０は、その周囲にパッキンが設けられ、これを上下の鋼製のガイドを７４，７５にスライド自在に係合されて積層され、この積層体をボルトナットで挟持して保持される構造のため、各フィンプレート７０は、図３に示すように分解取り外しが可能であり、フィンプレート７０にスケール等が溜まったり、バイオフィルムが強固に付着しても分解清掃が可能であり、メンテナンスにとっても優位である。

以上、本発明の最良の形態について説明したが、本発明は上述した形態の外に種々の変更が可能である。すなわち、濾過器１９を高温洗浄する際には、循環水を、供給側循環路１６ｂを加熱する通常運転と同様にプレート式熱交換器２０の回収側熱交換部２０ａに流し、高温水を回収側熱交換部２０ｂに流したが、この逆に流すようにしても良い。

本発明の一実施の形態を示すシステム構成図である。 本発明のシステムに用いるプレート式熱交換器の詳細を示す概略図である。 本発明のシステムに用いるプレート式熱交換器の分解組立状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 浴槽
１９ 濾過器
２０ プレート式熱交換器
２１ 加熱器
２２ 貯留タンク

Claims (2)

1. 浴槽の湯を循環する循環ポンプが接続された循環系路と、その循環系路の回収側と供給側の循環水とを熱交換すべく接続されたプレート式熱交換器と、プレート式熱交換器の回収側と供給側間に接続され、回収側で予熱された循環水を加熱して８０℃以上の高温水にする加熱器と、循環ポンプからプレート熱交換器の回収系に至る循環系路に接続された濾過器とを備え、
   さらに、上記循環系路に接続され、浴槽からの循環水を、濾過器をバイパスしてプレート式熱交換器に流し、加熱器で加熱された高温水を濾過器に流し、さらに濾過器をバイパスした循環水と熱交換すべくプレート式熱交換器に流した後、浴槽に給湯する濾過器殺菌回路を備えたことを特徴とする循環式浴槽の殺菌システム。
2. 上記加熱器からプレート式熱交換器の供給側間の循環系路に、加熱器で８０℃以上にされた高温水の滞留時間を２分以上に保つ貯留タンクが接続される請求項１記載の循環式浴槽の殺菌システム。

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