JPH1043783A - 浴水の浄水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微生物による浄化を十分に保ちつつ、必要な
消費電力を低減させる。 【解決手段】 浴水は浴槽２内と浄化筒４を循環するこ
とによって常に浄化筒４に供給され、浄化筒４において
浄化される。浄化筒４に供給される浴水は、微生物によ
る浄化の適正範囲内の温度となるようにヒータ８によっ
て加熱される。供給配管５および吐出配管６には熱交換
器１１が設けられており、浴槽２内へと吐出される浄水
の熱量は浄化筒４に供給される浴水によって回収され
る。そのため、浴槽２内の浴水の温度にかかわらず、浄
化筒４における浴水の温度が微生物による浄化の適正範
囲内となるように維持される。入浴時以外の場合に浴槽
２内の浴水の温度を浄化筒４における浴水の温度よりも
低温としたとしても微生物による浴水の浄化を十分に行
うことができ、必要とされるヒータ８の加熱量を低減す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用や業務用の
風呂などの浴水を微生物により浄化する浴水の浄水装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、浴水を浄化する浴水の浄水装置の
１つとして、家庭用や業務用の風呂などにおいて、微生
物を付着させた濾材が充填された浄化部へと浴水を流入
させ、使用者が入浴するうちに生じる湯垢や雑菌などの
汚れを微生物によって浄化した後、再び浴槽内に供給す
るような浴水の浄水装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
浴水の浄水装置において用いられる微生物（例えば、バ
チルス属の微生物）の浄化能力は、図６、７に示すよう
に、温度に依存することが知られている。そのため、浴
水の浄化を十分に行うためには、浄化部において、浴水
が微生物による浴水の浄化に適した範囲内の温度（例え
ば約４５℃前後）となるようにヒータなどによって保温
する必要がある。

【０００４】上述したような浴水の浄水装置では、浄化
を行うために浴水を浴槽内と浄化部とを循環させている
ので、浄化部において浴水の温度が微生物による浄化に
適した範囲内の温度となるように保温するためには、浴
槽内と浄化部とを循環する浴水全体を保温する必要があ
る。そのため、大容量の浴水を保温しなければならず、
ヒータの消費電力が大きくなってしまうという問題点が
あった。また、浴槽内の浴水は外気に曝された状態とな
っているので、外気へと放熱する。浴水は、上述した範
囲内の温度となるように加熱されているので、浴槽内の
浴水から外気へと放出される浴水の放熱量は大きく、熱
エネルギーの損失が大きい。そのため、浴水の水温を上
述した範囲内の温度で保温するために必要なヒータの負
荷が大きくなり、消費電力が大きくなってしまうという
問題点があった。

【０００５】そこで、本発明では、上記の問題点に鑑み
てなされたものであり、微生物によって浴水の浄水を行
う浴水の浄水装置において、微生物による浄化を十分に
行うとともに、浴水の浄化を十分に行うのに必要とされ
る消費エネルギーを低下させることを目的とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】浴水供給手段（５）から
浄化部（４）に供給される浴水は加熱手段（８）によっ
て加熱された後、浄化部において浄化され、吐出手段
（６）によって浴槽（２）内へと吐出される。そのた
め、浄化部において浄化された水（以下、浄水とする）
の温度は、浴水供給手段によって浄化部に供給される浴
水の温度に比べて高い。そこで、上記課題を解決するた
めに、請求項１の発明によれば、浄化部に供給される浴
水と浄化部から浴槽内へと吐出される浄水とを熱交換さ
せる熱交換器（１１）を設けることによって、浄化部に
供給される浴水を加熱手段によって加熱された浄水によ
って加熱することができる。そのため、浄化部において
微生物による浄化に適した範囲（以下、適正範囲とす
る）内の温度とするのに必要な加熱手段の負荷を減らす
ことができ、加熱手段の消費エネルギーを低減させるこ
とができる。

【０００７】なお、熱交換器において浄水と浴水とが熱
交換される際、加熱手段による加熱量、および浴槽内の
浴水と浄水との温度差などに応じて、浴槽内へと吐出さ
れる際に浄水の温度は低下するが、加熱手段によって加
熱された浄水の熱を浄化部に供給される浴水によって回
収することができるので、浄化部における浴水は微生物
による浄化に適した範囲（以下、適正範囲とする）内の
温度となるよう保温される。浄化部と浴槽内とを循環す
る浴水全体を加熱しなくても浄化部における浴水を適正
範囲内の温度とすることができるので、微生物による浄
化能力を十分に保つのに必要とされる加熱手段の消費エ
ネルギーを低減させることができる。

【０００８】そこで、浴槽内の浴水を入浴に用いない入
浴時以外の場合に、浴槽内の浴水が浄化部における浴水
の温度よりも低い温度となるように加熱手段を制御する
ことによって、浄化筒の浴水が適正範囲内の温度となる
ように保ちつつ、浴槽内の浴水の温度を低くすることが
できる。したがって、浴槽内の浴水から外気へと放出さ
れる放熱量を低減することができ、熱エネルギーの損失
を小さくすることができる。

【０００９】なお、浄化部において、浴水は微生物によ
る浄化の適正範囲内の温度となっているとともに、浴水
は浄化部と浴槽内とを循環し、常に浄化部に供給される
ので、浴水全体を常に浄化された状態とすることができ
る。さらに、請求項２の発明によれば、熱電変換素子
（１３）に印加する電圧を調節することによって熱電変
換素子の発熱側の発熱量および吸熱側の吸熱量を調節で
きるので浄水の熱量の回収量を調節することができる。
したがって、熱電変換素子に印加する電圧を調節するこ
とによって、入浴時以外の場合に加熱手段（８）によっ
て加熱される加熱量のほぼ全量を回収することができ、
浴槽（２）内に吐出される浄水を浴槽内の浴水とほぼ同
じ温度とすることができるので、浴槽内の浴水から外気
への放熱による熱損失を小さくすることができる。その
結果、加熱手段の消費エネルギーを低減させることがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、家庭用または業務用の風呂
に設けられる浴水の浄水装置に本発明を適用した実施の
形態について図を用いて説明する。 〔第１の実施の形態〕まず、第１の実施の形態につい
て、図１、２を用いて説明する。なお、図１において実
線矢印は水の流れを示し、図２において白抜き矢印は浴
槽２内から浄化筒４に供給される浴水を、塗りつぶされ
た矢印は浴槽２へと供給される浄水とを示す。

【００１１】浴水の浄水装置１は、使用者が入浴した
り、時間が経過することにより汚れが生じた浴槽２内の
浴水を浄化する浄化部である浄化筒４を内部に備えた浄
化槽３（図１中２点鎖線で示す）と、浄化筒４に浴水を
供給する浴水供給手段である供給配管５と、浄化筒４に
おいて浄化された浄水を浴槽７へと吐出する吐出手段で
ある吐出配管６と、図示しない制御手段とを備えてい
る。

【００１２】浄化槽３は略矩形の形状を有しており、そ
の内部には、浄化筒４、循環ポンプ７、電気的に浴水の
加熱を行うヒータ８（例えば、ＡＣ１００電熱器）、第
１の水温センサ９、第２の水温センサ１０、熱交換器１
１などの機能部品が収められている。また、浄化槽３に
は各機能部品を作動させるための操作スイッチ（図示し
ない）が備えられている。

【００１３】供給配管５の上流側端部には、浴槽２に溜
められる浴水に浸漬される位置に形成された吸入口を有
する吸入ユニット（図示しない）が取り付けられてお
り、浴水は吸入ユニットを介して供給配管５に吸入され
る。吸入ユニットよりも下流側において供給配管５は浄
化槽３の壁面を貫通し、浄化槽３の内部へと至り、その
下流側端部は浄化筒４と接続されている。浄化槽３の内
部において、供給配管５には上流側から順に、後で詳述
する熱交換器１１、浴水を汲み上げ、循環させる循環ポ
ンプ７、浴水の温度を調整するヒータ８と、供給配管５
を流れる浴水の水温を検出する第１の水温センサ９とが
取り付けられている。なお、循環ポンプ７には、空転を
防止するための水量センサ（図示しない）が内蔵されて
いる。

【００１４】浄化筒４の内部には、表面に好気性の微生
物（例えば、バチルス属の微生物）を付着させた濾材が
充填されている。この濾材の表面に付着させた好気性の
微生物により水中の湯垢、ぬめりといった有機物は吸着
分解され、浴水の浄化が行われる。なお、図６、７に示
すように、この好気性の微生物の蛋白質分解能および脂
質分解能は温度に依存し、浄化筒４における浴水の温度
に応じてその浄化能力は変化する。

【００１５】浄化筒４の下流側には吐出配管６が接続さ
れており、浄化筒４において浄化された浄水は吐出配管
６へと送られる。吐出配管６の下流側端部には、浴槽２
に溜められる浴水に浸漬される位置に形成された吐出口
を有する吐出ユニット（図示しない）が取り付けられて
おり、浄水は吐出ユニットを介して浴槽２内に吐出され
る。

【００１６】浄化槽３の内部において、吐出配管６に
は、水の流れ上流側から順に、浄化筒４の下流側の温度
を検出する第２の温度センサ１０と、熱交換器１１とが
取り付けられている。なお、浄化筒４と、供給配管５お
よび吐出配管６のうち浄化槽３の内部に納められている
部分の周囲には断熱材（図示しない）によって覆われて
おり、これらの部材からの放熱は抑制されている。

【００１７】供給配管５において循環ポンプ７の上流
側、および吐出配管６において第２の温度センサ１０の
下流側に設けられる熱交換器１１は、図に示すように、
二重管構造を有している。内側となる内管１１ａは供給
配管５と接続しており、この内管１１ａの周囲を取り巻
く外側の外管１１ｂは吐出配管６と接続されている。な
お、外管１１ｂには熱交換性能を向上させるために略板
状のフィン１１ｃが取り付けられている。

【００１８】続いて、本実施の形態の作動および効果に
ついて述べる。浄水装置１が通常運転を開始すると循環
ポンプ７がオンとなり、浴槽２内の汚れた浴水は吸入ユ
ニットから供給配管５へと吸入される。なお、浴水中の
使用者の髪の毛などの大きなごみは、浴水が吸入ユニッ
トを通過する際に除去される。供給配管５に吸入された
浴水は熱交換器１１を通過し、微生物による浄化に適し
た範囲（以下、適正範囲とする）内の温度となるように
ヒータ８により加熱される。ヒータ８は制御手段によっ
て制御され、ヒータ８の加熱量は水温センサ９、１０に
よって検出される浴水の温度に応じて調節される。ヒー
タ８は、水温センサ９、１０の検出温に応じて、浄化筒
４における浴水の温度が目標とする温度となるように、
制御手段によって制御される。

【００１９】また、浄水装置１の使用状態に応じて浴槽
２内の浴水の温度が調節されるように、ヒータ８の加熱
量は調節される。入浴時には浴槽２内の浴水の温度が入
浴に適した温度（例えば、約４０℃。）となるように、
入浴時以外の浴水保温時には浴槽２内の浴水が、浄化筒
４における微生物による浄化の適正範囲内の温度（例え
ば、約４５℃）よりも低い温度（望ましくは、浴室の室
温とほぼ同じ温度）となるようにそれぞれ調節される。

【００２０】適正範囲内の温度となるように加熱された
浴水は、供給配管５から浄化筒４に流入し、内部に充填
された濾材に接触する。汚れた浴水が濾材と接触する
と、浴水に含まれる汚れの成分のうち有機物は濾材に吸
着され、濾材に付着している微生物によって有機物は分
解される。微生物によって浄化された浄水は浄化筒４か
ら流出し、吐出配管６へと送られる。浄水は熱交換器１
１を通過した後、浴槽２内に配された吐出ユニットへと
送られ、浴槽２内へと吐出される。

【００２１】このように、浄化筒４において微生物によ
る浄化の適正温度となるようにヒータ８によって加熱さ
れているので、浴槽２内へと吐出される浄水は浄化筒４
へと供給される浴水に比べて高温となっている。本実施
の形態では、熱交換器が設けられているので、浄化筒４
に供給される浴水を浴槽２内へと吐出される浄水によっ
て加熱することができる。そのため、浄化筒４において
浴水を微生物による浄化の適正範囲内とするのに必要な
ヒータ８の負荷を低減することができ、ヒータ８の消費
エネルギーである消費電力を低減することができる。

【００２２】ところで、熱交換器１１において、浄化筒
４に供給される浴水と浴槽２内へと吐出される浄水とが
熱交換される際に、浄水の熱は浴水によって奪われるの
で浴槽２内の浴水と浄化筒４における浴水との温度差や
ヒータ８の加熱量などに応じて、浴槽２内へと吐出され
る浄水の温度は低下する。しかし、ヒータ８によって加
熱された浄水の熱は浄化筒４に供給される浴水によって
回収されるので、浄化筒４における浴水の温度は浄化の
適正範囲内の温度で保温される。

【００２３】そのため、浴槽２内の浴水の温度が浄化筒
４の浴水の温度に比べて低いとしても、浄化筒４におけ
る浴水は上記適正範囲内となるように保温されているの
で、十分な浄化能力を保つことができる。すなわち、浴
槽２内と浄化筒４とを循環する浴水全体を上記適正範囲
内となるように加熱しなくても、浄化筒４における浴水
を上記適正範囲内となるように保温することができる。
したがって、微生物の十分な浄化能力を保つのに必要と
されるヒータ８の消費電力を減らすことができる。

【００２４】ところで、入浴時以外の場合には浴槽２内
の浴水は入浴に用いられないので、浴槽２内の浴水を入
浴に適した温度となるように加熱する必要はない。そこ
で、入浴時以外の場合、浴槽２内の浴水が浄化筒４にお
ける浴水よりも低温となるようにヒータ８を制御するこ
とによって、浴槽２内の浴水と外気との温度差を減らす
ことができる。その結果、浴槽２内の浴水から外気への
放熱量を減らすことができ、熱エネルギーのロスを減少
させることができる。特に、浴槽２内の浴水の温度が浴
室の室温とほぼ同じ温度となるようにヒータ８を制御す
ると、浴槽２内の浴水から外気への放熱をほぼなくすこ
とができる。

【００２５】また、供給配管５において、循環ポンプ７
の上流側、つまりヒータ８よりも浴水の流れ上流側に熱
交換器１１が設けられているので、熱交換器１１におい
て、ヒータ８で加熱される前に浴水を予め加熱された状
態とすることができるので、浴水を上記適正範囲内の温
度とするのに必要なヒータ８の負荷を減らすことがで
き、ヒータ８の消費エネルギーである消費電力を低減さ
せることができる。

【００２６】さらに、本実施の形態では、熱交換器１１
において、浴水とより水温の高い浄水とを熱交換させる
ことによって、従来の浄水装置では放出熱として外気へ
と放出されていた熱エネルギーを浴水の加熱に用いるこ
とでき、有効に利用することができる。以上に述べたよ
うに、本実施の形態では、浄化筒４における浴水の温度
が微生物による浄化の適正範囲内となるように保温され
ているとともに、浴水は浄化筒４と浴槽２内とを常に循
環しているので、確実に浴水全体を浄化することがで
き、浴水の浄化不良が発生する可能性を低くすることが
できる。

【００２７】〔第２の実施の形態〕また、図３、４に示
すような熱電変換素子によって浴水と浄水との熱交換を
行う熱交換器を用いてもよい。熱交換器１２は、ヒータ
８よりも水の流れ上流側において供給配管５に接続され
る浴水通過部１２ａと、吐出配管６に接続される浄水通
過部１２ｂと、浴水通過部１２ａと浄水通過部１２ｂと
の間に配される熱電変換素子１３とを備えている。

【００２８】熱電変換素子１３は、図４に示すように、
多数のＰ型半導体１４とＮ型半導体１５とがそれぞれ交
互となるように配され、電極１６を介して直列に接続さ
れており、直流電圧を印加した際に吸熱する吸熱面側に
はセラミックからなる吸熱板１７が、発熱する発熱面側
にはセラミックからなる発熱板１８がそれぞれ取り付け
られている。なお、熱電変換素子１３は、発熱板１８が
浴水通過部１２ａと接合し、吸熱板１７が浄水通過部１
２ｂと接合するような向きで取り付けられる。なお、そ
の他の構成は第１の実施の形態と同様の構成を有するの
で、説明を省略するとともに、第１の実施の形態と同様
の符号を用いる。

【００２９】続いて、本実施の形態の作動について述べ
る。浴槽２内の浴水は、第１の実施の形態と同様に、浄
化筒４と浴槽２内を循環し、浄化筒４において浄化され
る。ただし、浄化筒４に供給される浴水と浴槽２内へと
吐出される浄水との熱交換は熱電変換素子１３に通電す
ることによって行われる。

【００３０】熱電変換素子１３に直流電圧を印加する
と、発熱面側が発熱し、発熱板１８を介して浴水通過部
１２ａを通過する浴水は加熱される。続いて、浴水は微
生物による浄化の適正範囲内の温度となるようにヒータ
８によって加熱され、浄化筒４へと供給される。一方、
熱電変換素子１３に直流電圧が印加されると、吸熱面側
が吸熱し、浄水通過部１２ｂを通過する浄水は吸熱板１
７を介して冷却される。その結果、浴水通過部１２ａを
通過する浴水と浄水通過部１２ｂを通過する浄水とは熱
交換され、浴槽２内へと吐出される際に浄水の温度は低
下する。

【００３１】このように、浴水と浄水とを熱電変換素子
１３によって熱交換させることによって、浄化筒４にお
ける浴水の温度を、浴槽２内の浴水の水温にかかわら
ず、微生物による浄化の適正範囲内とすることができる
ので、第１の実施の形態と同様に、ヒータ８の消費電力
を低減させることができる。ところで、熱電変換素子１
３に印加される電圧の大きさに応じて、浄化筒４から浴
槽２内へと吐出される浄水からの熱回収量を調節するこ
とができる。そこで、浄化筒４から吐出される浄水の温
度が浴室内の室温とほぼ等しくなるように熱電変換素子
１３に印加する電圧の大きさを調節することによって、
浄化筒４に供給される浴水によってヒータ８の加熱量を
すべて回収することができる。したがって、熱電変換素
子１３によって浴水と浄水との熱交換を行う場合、配管
５、６、浄化筒４などからの通常の熱放出による損失分
だけ浴水を加熱することによって、浄化筒４における浴
水の温度が微生物による浄化の適正範囲内となるように
維持することができる。

【００３２】〔その他の実施の形態〕なお、本発明に用
いられる熱交換器としては、以上の実施の形態において
述べた構造の熱交換器だけではなく、図５に示すよう
な、フィン１９ａが取り付けられた平板１９を挟んで、
供給配管５に接続される浴水通過部１９ｃと吐出配管６
に接続される浄水通過部１９ｄとが設けられる構造を有
する熱交換器２０を用いてもよく、本発明において用い
られる熱交換器の構造は特に限定されない。

【００３３】なお、加熱手段として用いられるヒータと
して、例えば灯油などをエネルギー源とする燃焼式ヒー
タを用いても、以上に示した実施の形態と同様にヒータ
の消費エネルギー量を低減させることができる。したが
って、ヒータの加熱方式は、特に限定されない。また、
以上に示した実施の形態では、浄化筒の上流側に設けた
第１の水温センサと、浄化筒の下流側に設けた第２の水
温センサから検出される水温によって浄化筒における浴
水の温度が微生物による浄化の適正範囲内となるように
ヒータの加熱量を制御する形態としたが、浄化筒の下流
側に設けた第２の水温センサから検出される水温のみに
よってヒータの加熱量を制御する形態としてもよい。

【００３４】さらに、本実施の形態では、浴水の浄化に
用いる微生物として、好気性の微生物であるバチルス属
の微生物を用いた形態について述べたが、その種類につ
いては特に限定されない。また、浴水の浄化に用いる微
生物として通性嫌気性の微生物を用いてもよい。また、
維持すべき浄化筒の浴水の温度は用いる微生物の種類に
応じて設定すればよく、微生物による浄化に適した範囲
内の温度であればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略を示すシステ
ム図である。

【図２】第１の実施の形態における熱交換器の構造を示
す、一部破断図である。

【図３】第２の実施の形態における熱交換器の構造を示
す図である。

【図４】熱電変換素子の構造を示す一部破断図である。

【図５】他の実施の形態における熱交換器の構造を示す
一部破断図である。

【図６】浴水の浄化に用いられる微生物の、温度の変化
によるプロテアーゼ活性の変化を示す図である。

【図７】浴水の浄化に用いられる微生物の、温度の変化
によるリパーゼ活性の変化を示す図である。

【符号の説明】

１ 浄化装置 ２ 浴槽 ４ 浄化部である浄化筒 ５ 浴水供給手段である供給配管 ６ 吐出手段である吐出配管 ７ 循環ポンプ ８ 加熱手段であるヒータ １１ 熱交換器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 好気性または通性嫌気性の微生物が付着
   する濾材が充填され、前記微生物により浴槽内の浴水を
   浄化する浄化部と、 この浄化部に前記浴槽の浴水を供給する浴水供給手段
   と、 前記浄化部で浄化された水を前記浴槽に吐出し、再供給
   する吐出手段と、 前記浴水供給手段部によって前記浄化部に供給される浴
   水と前記吐出手段によって前記浴槽に吐出される水とを
   熱交換する熱交換器と、 前記浴水供給手段の前記熱交換器よりも浴水の流れ下流
   側となる位置に設けられ、前記浴水供給手段によって前
   記浄化部に供給される浴水を加熱する加熱手段と、 前記浄化部の内部における浴水の温度を前記微生物が浴
   水の浄化を行うのに適した範囲内の温度となるように前
   記加熱手段を制御する制御手段とを有し、入浴時以外の
   場合、前記浴槽内の浴水の温度が前記浄化部における浴
   水の温度よりも低い温度となるように前記加熱手段を制
   御することを特徴とする浴水の浄水装置。
2. 【請求項２】 前記熱交換器が、 浴水が通過する浴水通過部と、 浄水が通過する浄水通過部と、 複数のＮ型熱電素子およびＰ型熱電素子からなり、印加
   される電圧に応じて発熱側の発熱量および吸熱側の吸熱
   量が調節される熱電変換素子とを有し、 この熱電変換素子の発熱側に前記浴水通過部が接合さ
   れ、前記熱電変換素子の吸熱側に前記浄水通過部が接合
   されることを特徴とする請求項１記載の浴水の浄水装
   置。