JP4700720B2 - 抗菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、抗菌装置に関するものであり、より詳細には、空調設備又は給排水衛生設備を構成する水槽又は配管の中に収容可能な円筒形の有孔ケーシングと、ケーシング内に充填された粒状の抗菌性ガラスとを有し、抗菌性ガラスの溶解によって水に溶出した銀イオン又は銅イオンによって菌類又は藻類の発生等を防止する抗菌装置に関するものである。

酸化還元機能を有する球状セラミックを網状の袋内に収容し、これを冷却塔の水槽内に浸漬してスケールの発生、藻の発生等を防止するように構成されたセラミック活水器が、特開平１１−３１９８４６号公報に記載されている。

また、水に接触して銀イオン又は銅イオンを溶出する抗菌性ガラスをタブレット状又はペレット状に成形してなる抗菌性ガラスの粒体が、ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ２００５／０８７６７５号等に記載されている。タブレット状又はペレット状（以下、粒状という）の抗菌性ガラスは、多数の小径通水孔が穿設された通水性ケーシング又はハウジング等の中に収容される。粒状の抗菌性ガラスを収容したケーシング等は、特開平１１−３１９８４６号公報の活水器と同様、水槽内に浸漬することができる。抗菌性ガラスは水に接触して溶解し、銀イオン又は銅イオンを長期間に亘って徐々に溶出する。水中に放出された銀イオン又は銅イオンは抗菌作用を発揮し、これにより、細菌又は微生物等の活動を不活性化し又は抑制して、菌類又は藻類の発生等を防止する。

近年の半導体生産施設や、医療施設、或いは、動植物の生産又は研究施設等においては、空調設備の冷却水や、給排水衛生設備の給排水系の水に比較的多量の有機物が含有されることがあり、このため、この種の設備を構成する冷却塔、空調機、除湿器等の水槽内には、多量の菌類又は藻類が発生する傾向がある。このような菌類又は藻類等は、一般には、藻類由来の有機物等を主成分とするスライム（slime）として観察される事例が多い。

冷却塔、空調機等の水槽における菌類又は藻類の発生は、粒状の抗菌性ガラスを充填した上述の通水性ケーシングを水槽の水に浸漬し、抗菌性ガラスの溶解によって銀イオン又は銅イオンを水に溶出させることによって防止することが可能である。

本発明者等は、銀イオンを溶出可能な多数の粒状抗菌性ガラスを筒状の有孔ケーシング内に充填したユニット型の抗菌装置を開発し、これを空調機の水槽等の水に浸漬することにより、菌類・藻類の発生を有効に防止し得ることを確認した。

図１１は、このような従来の抗菌装置の構造を例示する縦断面図及び横断面図である。図１１に示す如く、抗菌装置１０１は、空調設備又は給排水衛生設備を構成する水槽１１０の水中に完全に浸漬される。抗菌装置１０１は、多数の粒状抗菌性ガラスの粒体１０を充填した筒状ケーシング１０２からなる。ケーシング１０２の両端部は、円形板１０５等によって閉塞され、ケーシングの環状壁には、多数の小径通水孔１０６が穿設されている。ケーシング１０２内の粒状抗菌性ガラスは長期間に亘って水に溶解し、銀イオン又は銅イオンを水に溶出する。銀イオン又は銅イオンは、主に水の自然対流により、ケーシング１０２に穿設された多数の小径通水孔１０６から水槽内の水に拡散し、水槽内の菌類発生、藻類発生等を防止する。
特開平１１−３１９８４６号公報 ＰＣＴ国際公開公報ＷＯ２００５／０８７６７５号

しかしながら、ケーシング内の抗菌性ガラスが銀イオン等を溶出し得るにもかかわらず、水槽内の菌類発生、藻類発生等を防止する抗菌装置の作用が比較的早期に低下し又は劣化する現象が本発明者等によって確認された。これは、細菌又は微生物の死骸等がケーシングの外面に堆積し又は付着し、通水孔を部分的又は完全に閉塞することに起因すると考えられる。

このため、例えば、手動引揚げ用のチェーン等をケーシングの両端部に連結し、人為作業によって抗菌装置を定期的に引揚げて振動又は揺動させるといった対策が求められた。仮に、このような定期的作業を確実に実行し得るとすれば、通水孔に付着し又は通水孔を閉塞した細菌又は微生物の死骸等を除去し、抗菌装置の性能を初期状態に回復させることができるかもしれない。

しかし、現実には、抗菌装置が設備内の隠蔽空間又は狭小閉鎖空間に配置されていたり、作業者が抗菌装置に接近することが物理的に困難であったり、或いは、衛生管理上望ましくない環境に抗菌装置が配置されているような事例が比較的多く、このため、上記如く人為作業に依存した対策によって抗菌装置の性能を維持・管理することは、極めて困難である。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、人為作業に依存することなく、細菌又は微生物の死骸等がケーシングの通水孔を閉塞するのを確実に防止し、所期の抗菌性能を長期に亘って維持することができる抗菌装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、空調設備又は給排水衛生設備を構成する水槽又は循環水配管の中に収容可能な筒形の有孔ケーシングと、該ケーシング内に充填され且つ水と接触して銀イオン又は銅イオンを長期に亘って溶出可能な粒状の抗菌性ガラスとを有し、前記抗菌性ガラスの溶解によって水に溶出した銀イオン又は銅イオンによって水中の菌類又は藻類の発生を防止する抗菌装置において、
前記ケーシングを構成し且つ多数の通水孔を有する外筒内に配置され、多数の通水孔を有する内筒と、
該内筒内の水圧を前記外筒の外側の水圧よりも高い圧力に維持する差圧形成手段とを有し、
前記内筒及び外筒の間の環状領域に前記抗菌性ガラスの粒体を充填するとともに、前記差圧形成手段が形成する差圧によって前記内筒内の水を前記環状領域から前記外筒の外側に流出させるようにしたことを特徴とする抗菌装置を提供する。

本発明の上記構成によれば、抗菌装置のケーシングは、外筒及び内筒の二重構造又は二重管構造を有する。内筒内の水は、差圧形成手段が形成する差圧によって環状領域に流出し、抗菌性ガラスの粒体（タブレット又はペレット）に接触して外筒の外側に流出する。抗菌性ガラスから溶出した銀イオン又は銅イオンは、このような水の流れによって装置の外側の水に流出し、拡散する。外筒の通水孔から流出する水流は、細菌又は微生物の死骸等が通水孔に沈着し又は付着するのを防止し、或いは、通水孔に沈着し又は付着した細菌又は微生物の死骸等や、通水孔を閉塞した細菌又は微生物の死骸等をケーシングの外側に押し出し又は吹き払う。従って、細菌又は微生物の死骸等が通水孔を閉塞するのを確実に防止することができる。

本発明の抗菌装置によれば、人為作業に依存することなく、細菌又は微生物の死骸等がケーシングの通水孔を閉塞するのを確実に防止し、所期の抗菌性能を長期に亘って維持・管理することができる。

本発明の好適な実施形態によれば、抗菌装置は、水槽の水の中に全体的に浸漬される。差圧形成手段は、水槽に循環する水の一部を内筒に導入する循環水給送管を含む。内筒内の水圧は、循環水給送圧力によって昇圧される。差圧形成手段は、水槽に循環する水の一部を給送する循環水給送管を含み、内筒内の水圧は、水槽の水の循環圧力によって昇圧される。

本発明の他の好適な実施形態によれば、抗菌装置は、循環水配管の途中に介装される。抗菌装置は、循環水配管の管路を局所的に拡大する大径管を有し、外筒及び内筒は、大径管内に同心状に配置され、内筒は、循環水配管に直列に接続される。

本発明の或る実施形態においては、抗菌性ガラスの各粒体の初期平均寸法又は初期直径は約５mmであり、抗菌性ガラスの外形寸法(直径)は、約３年で４mm程度に減少するが、抗菌性ガラスは、約１〜２年程度の期間で交換される。好ましくは、通水孔の開孔寸法は、４mm以下の寸法、例えば、約３mmに設定され、内筒の通水孔の開孔率（開口率）は、５〜２０％の範囲内、例えば、約１０％に設定され、外筒の通水孔の開孔率（開口率）は、３０％〜６０％の範囲内、例えば、約５０％に設定される。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。

図１〜図３は、本発明の実施例に係る抗菌装置を備えた空調機、冷却塔及び廃熱回収システムの概略ブロック図である。図１〜図３には、水槽内に抗菌装置を設置した空調機、冷却塔及び廃熱回収システムの構成が示されている。

図１に示す空調機５は、外気又は室内空気等の取入れ空気を浄化するフィルタ５１と、空気を予熱、冷却又は再熱する伝熱コイル５２と、凝縮水等の水滴を除去するエリミネータ５３と、空気に水を噴霧するエアワッシャ５４と、温湿度を調整した空気を給気系ダクトに圧送する給気ファン５８とを備える。エアワッシャ５４の下方には、噴霧用の水を貯留する水槽５０が配設される。水槽５０は、槽内に貯留した水をエアワッシャ５４のノズル部に圧送する噴霧水循環配管系５５が接続される。配管系５５には、循環ポンプ５６及び熱交換器５７が介装され、配管系５５の先端部は、エアワッシャ５４の基端部５４ａに接続される。

空調機５は、例えば、半導体工場又は電子部品工場等に空調設備機器として設置され、空調用空気の絶対湿度を調節するとともに、室内空気に含まれる有機溶剤等の化学成分を空調用空気（リターン空気再循環部分）から除去する。水槽５０内の水は比較的多量の有機分等を含み、菌類、藻類等が発生し易い環境にあるので、粒状の抗菌性ガラス（図示せず）を収容した抗菌装置１が水槽５０内の水に浸漬される。抗菌装置１は、循環水給送管５９を介してエアワッシャ５４の基端部５４ａ又は配管系５５に接続される。

図２に示す冷却塔６は、外気取入口６１及び充填材６２を介して外気を冷却塔６内に誘引する空気循環ファン６３を有する。冷却水循環ポンプ６５及び冷凍機６６を含む冷却水循環配管系６４が冷却塔６の水槽６０に接続される。水槽６０内の水は、循環ポンプ６５の吸引圧力下に水槽６０から配管系６４に吸引され、冷凍機６６における熱交換によって温度上昇した後、冷却塔６に再循環する。再循環水は、冷却塔６内に通風された外気との接触により気化・冷却され、水槽６０内に貯留される。

大気開放した水槽６０内の水も又、菌類、藻類等が発生し易い環境にあることから、菌類、藻類等の発生を防止すべく抗菌装置１が水槽６０内の水に浸漬される。抗菌装置１は循環水給送管６９を介して配管系６４に接続される。配管系６４に対する循環水給送管６９の接続箇所は、好ましくは、循環ポンプ６５の吐出側管路に設定される。

図３には、全熱（顕熱・潜熱）交換による熱回収を意図した空調空気循環系の廃熱回収システム７が示されている。

一対の熱交換ユニット７１が給気ダクト７７及び還気ダクト７８に夫々配置される。各ユニット７１は、給気流又は排気流と伝熱接触する伝熱コイル７２と、各ユニット７１の伝熱コイル７２の間で熱媒体液を強制循環する熱媒体液循環配管系７３と、伝熱コイル７２に散水して水の気化を促す散水配管系７４とから構成される。散水配管系７４の吸引部（上流端）は、水を貯留する水槽７０内に配置され、水槽７０の水は、循環ポンプ７５の圧力下にノズル部７６に圧送される。この方式の廃熱回収システムは、本出願人の製品に係る「エコラック」（商品名）として市場に供給されているものであるので、システムの全体構成に関する更なる詳細な説明は、省略する。

熱交換ユニット７１が、例えば、半導体工場又は電子部品工場や、動植物・飲食物・薬品等を取り扱う施設等の空調空気循環ダクトに組み込まれた場合、水槽７０内の水には、菌類、藻類等が比較的発生し易い。このため、菌類、藻類等の発生を防止すべく、粒状の抗菌性ガラス（図示せず）を収容した抗菌装置１が水槽７０内の水に浸漬される。抗菌装置１は、循環水給送管７９を介して配管系７４に接続される。配管系７４に対する循環水給送管７９の接続箇所は、好ましくは、循環ポンプ７５の吐出側管路に設定される。

図４及び図５は、抗菌装置１の構造を示す縦断面図及び横断面図である。

抗菌装置１は、円形断面の外筒２及び内筒３からなる二重構造を有し、外筒２及び内筒３の両端は円形蓋４、５によって閉塞される。外筒２及び内筒３は、多数の小径通水孔６、７を穿設した有孔樹脂管又は有孔金属管からなる。通水孔６、７は、例えば、外筒２及び内筒３の壁体を貫通する円形開口からなる。

円形蓋４、５は、外筒２及び内筒３の端部に嵌合する樹脂製又は金属製の成形品（成形エンドキャップ等）からなる。外筒２及び内筒３と円形蓋４、５との嵌合部分は水密シールされる。外筒２及び内筒３は抗菌装置１の軸芯を中心に同心状に配置される。環状領域８が外筒２の内周壁面と内筒３の外周壁面との間に形成される。多数の抗菌性ガラス製タブレット１０が環状領域８に充填される。

循環水給送管５９、６９、７９を接続可能なプラグ形態の管継手９が円形蓋３の中心部に配設される。本例においては、循環水給送管５９、６９、７９は樹脂可撓管からなり、管継手９は循環水給送管５９、６９、７９の端部開口に嵌入する。内筒３内の領域は、循環水給送管５９、６９、７９を介して配管系５５、６４、７４と連通する。管継手９及び循環水給送管５９、６９、７９は、差圧形成手段を構成する。

空調機５（図１）、冷却塔６（図２）及び廃熱回収システム７（図３）の運転時には、ポンプ５６、６５、７５が作動し、循環配管系５５、６４、７４の水圧が循環水給送管５９、６９、７９を介して内筒３内に作用する。抗菌装置１を浸漬した水槽５０、６０、７０の水圧と、内筒３内の水圧との差圧により、内筒３内の領域から通水孔７、環状領域８及び通水孔６を介して外筒２の外側に向かう水流が図４に矢印で示す如く形成される。

タブレット１０の抗菌性ガラスは、長年に亘って水に徐々に溶解し、銀イオン（又は銅イオン）がタブレット１０から溶出する。銀イオンは、内筒３から外筒２に向かって流れる水流とともに水槽内に流出して水槽内に拡散し、水槽内の菌類発生、藻類発生等を防止する。細菌又は微生物の死骸等が外筒２の外周面に堆積し又は付着し、通水孔６を閉塞しようとするが、通水孔６の閉塞は、通水孔６から流出する水流Ｆと、水流Ｆが誘引又は誘起する水流Ｇとによって確実に防止することができる。

なお、ポンプ５６、６５、７５の作動を休止した状態においては、タブレット１０の抗菌性ガラスは、従来の抗菌装置と同じく、通水孔６、７を介してなされる水槽５０、６０、７０内の水との接触によって水槽５０、６０、７０内の水に徐々に溶出する。

図６〜図８は、本発明の第２実施例に係る抗菌装置を備えた空調機、冷却塔及び廃熱回収システムの概略ブロック図である。図６〜図８には、水槽内に抗菌装置を設置した空調機、冷却塔及び廃熱回収システムの構成が示されている。各図において上記第１実施例の各構成要素又は構成部分と同一又は同等の構成要素又は構成部分については、同一の参照符号が付されている。

本実施例の抗菌装置１１は、図６に示す空調機５において、噴霧水循環配管系５５に介装され、図７に示す冷却塔６において、冷却水循環配管系６４に介装され、図８に示す廃熱回収システム７において、散水配管系７４に介装される。

図９及び図１０は、抗菌装置１１の構造を示す縦断面図及び横断断面図である。

抗菌装置１１は、噴霧水循環配管系５５、冷却水循環配管系６４又は散水配管系７４の配管に介装される。配管系５５、６４、７４の管路は、抗菌装置１１のフランジ２１、２２に接合可能なフランジ２３、２４によって分断される。抗菌装置１１は、フランジ２１、２２の間の管路を形成する大径管２０を備える。大径管２０内には、円形断面の外筒１２及び内筒１３が配置される。大径管２０の内周面と、外筒１３の外周面との間に環状の流出領域２８が形成される。配管系５５、６４、７４の管路、大径管２０、外筒１２及び内筒１３は、同心状に配置される。外筒１２及び内筒１３の両側の端部には、エンドキャップ１４、１５が嵌着する。エンドキャップ１４には、配管系５５、６４、７４の管路と連続する円形開口１９が形成される。他方、エンドキャップ１６は、外筒１２及び内筒１３の下流端を完全に閉塞する。

外筒１２及び内筒１３は、多数の通水孔１６、１７を穿設した有孔樹脂管又は有孔金属管からなる。円形開口１９の直径及び内筒１３の内径は、配管系５５、６４、７４の管路直径（内径）と実質的に同一の寸法である。環状領域１８が外筒１２の内周壁面と内筒１３の外周壁面との間に形成される。多数の抗菌性ガラス製タブレット１０が環状領域１８に充填される。

空調機５（図６）、冷却塔６（図７）及び廃熱回収システム７（図８）の運転時には、ポンプ５６、６５、７５が作動し、循環配管系５５、６４、７４の管路を循環する。内筒１３内の水圧と、流出領域２８の水圧との差圧によって内筒１３から流出領域２８に流通する水流が矢印Ｆで示す如く形成される。水流は、環状領域１８を流通する際にタブレット１０に接触し、タブレット１０の抗菌性ガラスは、長年に亘って水に徐々に溶解し、銀イオン（又は銅イオン）がタブレット１０から溶出する。銀イオンは、流出領域２８の水流とともに下流側管路に流出し、エアワッシャ５４、冷却塔６又はノズル部７６の噴霧水、冷却水又は散水とともに水槽５０、６０、７０内に供給される。水槽５０、６０、７０内に拡散した銀イオンは、水槽内の菌類発生、藻類発生等を防止する。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能であり、該変形例又は変更例も又、本発明の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

例えば、内筒及び外筒の断面形状は、真円形断面に限定されるものではなく、長円形、楕円形、方形又は多角形等の他の断面形状を有する管体を内筒及び外筒として採用しても良い。

小径通水孔の開口形状も又、真円形に限定されるものではなく、長円形、楕円形、方形又は多角形等の開口形状を採用しても良い。

更には、本発明の抗菌装置は、空調機、冷却塔及び廃熱回収システムの水槽又は配管のみならず、空調設備又は給排水衛生設備を構成する各種の水槽又は配管に配設し得るものである。

また、配管に介装する形式の抗菌装置においては、配管に対して直交する方向に大径管、内筒及び外筒を配置した設計を採用しても良い。

本発明は、空調設備又は給排水衛生設備を構成する水槽又は配管の中に収容される抗菌装置に適用される。抗菌装置内に収容された粒状の抗菌性ガラスは、水に接触して溶解する。水に溶出した銀イオン又は銅イオンは、水槽の水等に拡散して菌類又は藻類の発生等を防止する。本発明の抗菌装置によれば、通水孔から強制的に装置外に流出する水流によって細菌又は微生物の死骸等がケーシングの通水孔を閉塞するのを確実に防止することができ、従って、抗菌装置は、所期の抗菌性能を長期に亘って発揮する。このため、抗菌装置の維持管理に伴う人為作業は大幅に軽減するので、その実用的効果は顕著である。

本発明の第１実施例に係る抗菌装置を備えた空調機の概略ブロック図である。 本発明の第１実施例に係る抗菌装置を備えた冷却塔の概略ブロック図である。 本発明の第１実施例に係る抗菌装置を備えた廃熱回収システムの概略ブロック図である。 図１〜図３に示す抗菌装置の構造を示す縦断面図である。 図１〜図３に示す抗菌装置の構造を示す横断面図である。 本発明の第２実施例に係る抗菌装置を備えた空調機の概略ブロック図である。 本発明の第２実施例に係る抗菌装置を備えた冷却塔の概略ブロック図である。 本発明の第２実施例に係る抗菌装置を備えた廃熱回収システムの概略ブロック図である。 図６〜図８に示す抗菌装置の構造を示す縦断面図である。 図６〜図８に示す抗菌装置の構造を示す横断断面図である。 従来の抗菌装置の構造を例示する縦断面図及び横断面図である。

符号の説明

１、１１ 抗菌装置
２、１２ 外筒
３、１３ 内筒
４、５ 円形蓋
６、７、１６、１７ 小径通水孔
８、１８ 環状領域
９ 管継手
１０ 抗菌性ガラス製タブレット
１１ 抗菌装置
１４、１５ エンドキャップ
１９ 円形開口
２０ 大径管
２８ 流出領域
５９、６９、７９ 循環水給送管

Claims (7)

1. 空調設備又は給排水衛生設備を構成する水槽又は循環水配管の中に収容可能な筒形の有孔ケーシングと、該ケーシング内に充填され且つ水と接触して銀イオン又は銅イオンを長期に亘って溶出可能な粒状の抗菌性ガラスとを有し、前記抗菌性ガラスの溶解によって水に溶出した銀イオン又は銅イオンによって水中の菌類又は藻類の発生を防止する抗菌装置において、
   前記ケーシングを構成し且つ多数の通水孔を有する外筒内に配置され、多数の通水孔を有する内筒と、
   該内筒内の水圧を前記外筒の外側の水圧よりも高い圧力に維持する差圧形成手段とを有し、
   前記内筒及び外筒の間の環状領域に前記抗菌性ガラスの粒体を充填するとともに、前記差圧形成手段が形成する差圧によって前記内筒内の水を前記環状領域から前記外筒の外側に流出させるようにしたことを特徴とする抗菌装置。
2. 前記水槽の水の中に全体的に浸漬されることを特徴とする請求項１に記載の抗菌装置。
3. 前記循環水配管の途中に介装されることを特徴とする請求項１に記載の抗菌装置。
4. 前記差圧形成手段は、前記水槽に循環する水の一部を前記内筒に導入する循環水給送管を含み、前記内筒内の水圧は、循環水給送圧力によって昇圧されることを特徴とする請求項２に記載の抗菌装置。
5. 前記循環水配管の管路を局所的に拡大する大径管を有し、前記外筒及び内筒は、前記大径管内に同心状に配置され、前記内筒の一端は、前記循環水配管に直列に接続されることを特徴とする請求項３に記載の抗菌装置。
6. 前記通水孔の開孔寸法は、４mm以下に設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の抗菌装置。
7. 前記内筒の通水孔の開孔率は、５〜２０％の範囲内に設定され、前記外筒の通水孔の開孔率は、３０％〜６０％の範囲内に設定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の抗菌装置。

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