熱交換機能付濾過器及びこれを備える循環式浴用ユニット
【課題】濾材を殺菌することができる濾過器、水を急速昇温させる、又は恒温にすることができる熱交換器、及びこれらの濾過器及び熱交換器等を備える循環式浴用ユニット、並びにこの循環式浴用ユニットを用いた浴湯の循環方法を提供する。
【解決手段】本発明の濾過器１は、本体と、内装された濾材（麦飯石等）と、過熱蒸気（例えば、温度１２０℃、圧力０．２ＭＰａ）を供給するための過熱蒸気供給管と、を備え、水の濾過に用いられる。本発明の他の熱交換器４は、本体と、過熱蒸気供給管と、２個のバルブと、過熱蒸気溜と、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備える。本発明の循環式浴用ユニット５は、本発明の濾過器１及び本発明の又は本発明の他の熱交換器４等と、を備える。本発明の浴湯の循環方法は、本発明の循環式浴用ユニットを用いたものであり、長期の連続運転を必要としない。
【解決手段】本発明の濾過器１は、本体と、内装された濾材（麦飯石等）と、過熱蒸気（例えば、温度１２０℃、圧力０．２ＭＰａ）を供給するための過熱蒸気供給管と、を備え、水の濾過に用いられる。本発明の他の熱交換器４は、本体と、過熱蒸気供給管と、２個のバルブと、過熱蒸気溜と、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備える。本発明の循環式浴用ユニット５は、本発明の濾過器１及び本発明の又は本発明の他の熱交換器４等と、を備える。本発明の浴湯の循環方法は、本発明の循環式浴用ユニットを用いたものであり、長期の連続運転を必要としない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過器及び熱交換器、これらを備える循環式浴用ユニット並びに浴湯の循環方法に関する。更に詳しくは、本発明は、濾材そのものを殺菌することができ、レジオネラ属菌等の細菌の増殖を抑えることができる濾過器、及び過熱蒸気と水とを直接接触させて熱交換させ、水を急速に昇温させる、又は水温を所定の温度に保持することができる熱交換器に関する。また、本発明は、これらの濾過器及び熱交換器を備え、レジオネラ症等の細菌症への感染を抑えることができ、過熱蒸気により水を急速に昇温させることができるため、省エネルギーの観点でも有利であり、且つ浴湯の循環を停止した後、従来に比べて短時間で運転を再開することができる循環式浴用ユニット及び浴湯の循環方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浴用水循環技術は、浴用水及び熱エネルギー等の有効利用に必要な技術として、従来から、公衆浴場等の浴用施設、並びにホテル、旅館等の観光施設及び福祉施設等における浴用施設などで用いられており、循環式浴用施設とすることで、夜間、早朝等、何時でも入浴することができる。この循環式浴用施設では、浴湯の循環を停止し、浴湯を排水し、その後、浴槽を清掃し、次いで、熱交換器等を稼動させて循環を再開させた場合、多量の浴用水を及びこの浴用水を適温に昇温させるための多くの熱エネルギーを必要とする。
【０００３】
特に、ホテル及び旅館等では、複数の浴槽が設置されることが多く、且つ各々の浴槽が大型であるため、浴湯の循環を停止、再稼動させる場合、より多くの浴用水と熱エネルギーとを必要とする。そのため、浴湯の循環が長期に渡って継続される傾向にある。また、複数の大型の浴槽が設置されることの他、多くの人が利用するため、洗髪等におけるシャワーの利用などによっても大量の浴湯が使用される。従って、循環を継続したとしても、多くの熱エネルギーを必要とし、特に、冬期には燃料費の更なる節減が大きな課題となっている。
【０００４】
更に、循環式浴用施設では、浴湯の汚れは十分に除去され、目視ではまったく問題のない程度に清浄である。また、大腸菌等の一般の細菌の浮遊数等は、通常、基準値を十分に下回っており、特に問題はない。しかし、終夜運転により菌の増殖が助長され、また、レジオネラ症等の感染症が発生することもあり、大きな社会問題になっている（例えば、特許文献１参照。）。このような感染症の発生は、配管の内壁及び濾過器の内部等に付着するバイオフィルム等においてレジオネラ属菌等の細菌が大量に増殖するためである。この感染症の発生を抑えるためには、殺菌及び浴湯の交換等が有効であるが、コストの点で浴湯の交換を頻繁に行うことは現実的ではない。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１４７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
配管の内壁等は、従来から、過塩素酸、次亜塩素酸及び過酸化物等を用いて殺菌されている。しかし、塩素系の薬剤はトリハロメタンの生成等により生体及び環境への悪影響が懸念され、過酸化物は危険物であって取り扱いに十分な注意が必要である。また、特に、濾過器の内部は、濾材による吸着と、濾材の内部の微細な多数の流路とにより、殺菌及び洗浄が容易ではない。更に、浴湯の交換についても、前記のように多くの浴用水と熱エネルギーとを必要とし、また、従来は約６０℃の温水と１０〜２０℃の浴用水との熱交換であり、熱交換の効率が低く、浴用水の急速昇温ができないため、浴湯の交換頻度を高めることができないのが実情である。
【０００７】
本発明は上記の従来の問題を解決するものであり、過熱蒸気を供給することで内部を殺菌することができ、且つ濾材に付着したバイオフィルム等を剥離し、除去し易い濾過器、及び過熱蒸気と水とを熱交換させる際の熱交換効率が高く、水を急速昇温させることができ、且つ過熱蒸気の供給量を制御することにより、水温を適温に保持することができる熱交換器を提供することを課題とする。また、濾材を殺菌するための塩素系等の殺菌剤を用いることなく、レジオネラ属菌等の細菌を低減させることができ、且つ浴用水を急速昇温させることができ、又は浴湯を適温に保持することができる循環式浴用ユニット及び浴湯の循環方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下のとおりである。
１．濾過器本体と、該濾過器本体に内装された濾材と、該濾過器本体に設けられ、該濾材の殺菌に用いられる過熱蒸気を供給するための濾過器用過熱蒸気供給管と、を備え、水の濾過に用いられることを特徴とする濾過器。
２．上記濾過器の内部の水が排出された状態で、上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、上記濾材が殺菌される上記１．に記載の濾過器。
３．上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、内部の水が８０℃以上の温度に保持されることで、上記濾材が殺菌される上記１．に記載の濾過器。
４．予め吸着材と接触させた被処理水が供給される上記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の濾過器。
５．上記濾材が殺菌され、その後、被処理水が濾過時とは逆方向に流通することで、上記濾過器本体の内部が洗浄される上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の濾過器。
６．水と過熱蒸気とを接触させて熱交換させる熱交換器において、熱交換器本体と、該熱交換器本体に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管と、該濾過器用過熱蒸気供給管に配設されたバルブと、該バルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備えることを特徴とする熱交換器。
７．水と過熱蒸気とを接触させて熱交換させる熱交換器において、熱交換器本体と、該熱交換器本体に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管と、該過熱蒸気供給管に配設された２個のバルブと、該２個のバルブの中間に配置された過熱蒸気溜と、該２個のバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備えることを特徴とする熱交換器。
８．上記１．乃至５．のうちのいずれか１項に記載の濾過器と、一端側が該濾過器に接続された被処理水・逆洗水供給管と、請求項６又は７に記載の熱交換器と、一端側が該濾過器の処理水排出管に接続され、他端側が該熱交換器に接続された低温水供給管と、一端側が該熱交換器に接続された高温水排出管と、を備えることを特徴とする循環式浴用ユニット。
９．上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して上記濾材を殺菌し、その後、上記被処理水・逆洗水供給管から逆洗水を供給して該濾過器の内部を洗浄し、次いで、該被処理水・逆洗水供給管から被処理水を供給し、該被処理水が濾過された５〜３０℃の低温水を上記低温水供給管から上記熱交換器に供給し、その後、上記熱交換器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して該低温水と該過熱蒸気との間で熱交換させて該低温水を３７〜４２℃の高温水とし、次いで、該高温水を循環させる上記８．に記載の循環式浴用ユニット。
１０．上記濾過器用過熱蒸気供給管からの過熱蒸気の供給を開始する時点から、上記高温水の循環を開始する時点までの間隔が６０分以内である上記９．に記載の循環式浴用ユニット。
１１．上記被処理水・逆洗水供給管にバイパス用バルブを配設し、浴槽を含む経路全体に滅菌水を循環させて滅菌する際に、該バルブを閉じ、上記処理水排出管に配設されたバルブを開いた状態で循環させる上記８．乃至１０．のうちのいずれか１項に記載の循環式浴用ユニット。
１２．上記８．乃至１１．のうちのいずれか１項に記載の循環式浴用ユニットを用いた浴湯の循環方法であって、浴湯の循環を停止し、その後、上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して上記濾材を殺菌し、次いで、上記被処理水・逆洗水供給管から逆洗水を供給して該濾過器の内部を洗浄し、その後、該被処理水・逆洗水供給管から被処理水を供給し、該被処理水が濾過されてなる５〜３０℃の低温水を上記低温水供給管から上記熱交換器に供給し、次いで、上記熱交換器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して該低温水と該過熱蒸気との間で熱交換させて該低温水を３７〜４２℃の高温水とし、その後、該高温水の浴槽を含む経路全体への循環を開始することを特徴とする浴湯の循環方法。
１３．上記高温水の循環の開始から、上記浴湯の循環の停止を経て、高温水の循環を再開するまでの間隔が２４時間以内である上記１２．に記載の浴湯の循環方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の濾過器によれば、内部に過熱蒸気が供給されることで、塩素系等の殺菌剤を用いることなく、濾材等を殺菌することができ、且つ濾材に付着したバイオフィルム等の除去も容易である。
また、濾過器の内部の水が排出された状態で、濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、濾材が殺菌される場合は、より短時間で殺菌することができ、且つ噴き出される過熱蒸気の衝撃により濾材に付着しているバイオフィルム等がより剥離し易くなる。
更に、濾過器用過熱蒸気供給口から過熱蒸気が供給され、内部の水が８０℃以上の温度に保持されることで、濾材が殺菌される場合は、濾過器の内部の水を排出する必要がなく、より容易に濾材を殺菌することができる。
また、予め吸着材と接触させた被処理水が供給される場合は、濾材等をより十分に殺菌することができる。
更に、濾材が殺菌された後、被処理水が濾過時とは逆方向に流通することで、濾過器本体の内部が洗浄される場合は、濾材から剥離されたバイオフィルム等を濾過器の外部に流出させることができ、濾過器の内部をより清浄にすることができる。
熱交換器用過熱蒸気供給管に配設されたバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部を備える本発明の熱交換器、及び熱交換器用過熱蒸気供給管に配設された２個のバルブと、２個のバルブの中間に配置された過熱蒸気溜と、２個のバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備える本発明の他の熱交換器によれば、過熱蒸気と水とを接触させることで水を急速に昇温させることができ、過熱蒸気の供給量を制御することで、水を恒温にすることもできる。
本発明の循環式浴用ユニットは、本発明の濾過器及び熱交換器を備え、濾材を殺菌するための塩素系等の殺菌剤を用いることなく、浴湯を清浄に保持することができ、浴用水を急速に昇温させることができるため、必要な熱エネルギーを低減することができ、浴湯交換の頻度を高めることもできる。
また、過熱蒸気により濾材を殺菌し、その後、低温水と過熱蒸気との間で熱交換させて高温水とし、この高温水を循環させる場合は、濾材を十分に殺菌することができ、且つ短時間で適温の浴湯とすることができ、この浴湯を循環させることができる。
更に、濾過器用過熱蒸気供給管からの過熱蒸気の供給を開始する時点から、高温水の循環を開始する時点までの間隔が６０分以内である場合は、連続運転の必要がなく、例えば、夜間は循環を停止、翌朝、運転を開始することもできる。
また、濾過器に、被処理水・逆洗水供給管と処理水排出管とをバルブを介して直接接続するバイパス管が配設され、浴槽を含む経路全体に滅菌水を循環させて滅菌する際に、このバルブを閉じ、被処理水・逆洗水供給管と処理水排出管との間に配設されたバルブを開いた状態で循環させる場合は、滅菌水が濾過器の内部を循環しないため、特に、濾過器の内部の水を排出しておけば、濾材における菌の増殖を十分に抑えることができる。
本発明の浴湯の循環方法によれば、浴湯の循環を停止した後、短時間で浴湯の循環を再開することができる。そのため、例えば、１週間から１０日間、又はそれ以上の長期に渡って浴湯の循環を連続して行う必要がなく、細菌の増殖が抑えられ、且つ熱エネルギーを節減することができる。
更に、高温水の循環の開始から、浴湯の循環の停止を経て、高温水の循環を再開するまでの間隔が２４時間以内である場合は、例えば、夜間、浴湯の循環を停止したときでも、翌朝、循環を再開することがきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、例えば、図１〜６を用いて本発明を詳しく説明する。
［１］濾過器（図１〜２参照）
本発明の濾過器１は、濾過器本体１１と、濾過器本体１１に内装された濾材２と、濾過器本体１１に設けられ、濾材２の殺菌に用いられる過熱蒸気を供給するための濾過器用過熱蒸気供給管１４と、を備え、水の濾過に用いられる。
【００１１】
上記「濾過器本体１１」の形状は特に限定されないが、有底円筒形であることが多い。また、上部開口部の周縁にはフランジ部が設けられており、このフランジ部には、濾過器本体１１の上部開口部を閉止するための蓋部材１２のフランジ部が当接され、ボルト及びナット等により固定されている。濾過器本体１１及び蓋部材１２の寸法は特に限定されず、目的、用途及び必要とされる処理能力等により設定することができる。濾過器本体１１及び蓋部材１２の寸法は、通常、径が３００〜２０００ｍｍ、長さが１０００〜３０００ｍｍ程度である。更に、濾過器本体１１及び蓋部材１２の材質も特に限定されないが、いずれも強度が大きく、錆難く、優れた耐久性を有している必要があり、併せてコストの観点から、通常、ステンレス鋼により形成される。
【００１２】
上記「濾材２」は、被処理水から塵埃、挟雑物等を除去することができればよく、特に限定されない。この濾材２としては、チタニア、ジルコニア等のセラミック製の多孔質体を用いることができる。更に、ゼオライト及び一般に麦飯石及び光明石という名称で提供されている天然鉱物等、並びに活性炭などの吸着性に優れた濾材を用いることができる。これらの濾材は優れた濾過性能を有するが、被処理水が細孔に滞留し易く、菌の増殖が助長される傾向にある。本発明の濾過器では、濾材が過熱蒸気により殺菌されるため、被処理水が滞留することによる菌の増殖が抑えられ、上記のように多孔質の濾材を用いた場合でも、感染症の発生が防止される。
等
【００１３】
上記「濾過器用過熱蒸気供給管１４」から濾過器１の内部に過熱蒸気が供給され、この過熱蒸気の熱によって濾材２が殺菌される。濾過器用過熱蒸気供給管１４が濾過器本体１１に開口する位置は特に限定されず、濾過器本体１１の上部、中間部及び下部のいずれでもよいが、過熱蒸気は内部における水の有無にかかわらず、供給後、濾過器本体１１の内部を上昇するため、濾過器用過熱蒸気供給管１４は、濾過器本体１１の下部に開口させることが好ましい。これにより、濾材２全体を効率よく殺菌することができる。
【００１４】
過熱蒸気は、飽和蒸気が更に加熱されて生成する蒸気であり、低圧の飽和蒸気を使用して生成させることができる。飽和蒸気は低圧であるほど熱伝導性に優れるため、容易に高温の過熱蒸気を生成させることができる。そのため、過熱蒸気を用いる場合、その生成に使用される蒸気発生のためのボイラーを増設する必要もなく、コスト面でも有利である。また、過熱蒸気は高温における熱伝導性に優れるため、濾材１２全体を高温でより効率よく殺菌することができる。
【００１５】
この過熱蒸気の温度は特に限定されないが、１００℃以上、特に１０５℃以上であることが好ましく、更に１１０〜１６０℃であることがより好ましい。過熱蒸気の温度が１００℃未満であると、十分に殺菌することができない場合があり、又は十分に殺菌するためには長時間を必要とすることがある。一方、１６０℃を越えると、蒸気圧が高くなりすぎるため好ましくない。更に、過熱蒸気の圧力も特に特に限定されず、０．１５〜０．４０ＭＰａ、特に０．１５〜０．２５ＭＰａであることが好ましい。
【００１６】
この圧力は殺菌効率には大きな影響は及ぼさないが、過熱蒸気を供給した際に濾材２に衝撃が加わり、これにより、被処理水を濾過時とは逆方向に流通させて濾過器本体１１の内部を洗浄する、所謂、逆洗時に、例えば、濾材２に付着したバイオフィルム等を剥離させ易くなるため、この観点からは０．２０ＭＰａ以上であることが好ましい。
尚、過熱蒸気を供給する時間は、過熱蒸気の温度及び濾過器１の容積等により設定することができるが、通常、５〜２５分、特に１０〜２０分とすることができる。
【００１７】
本発明の濾過器１では、その内部の水が排出された状態で、濾過器用過熱蒸気供給管１４から過熱蒸気が供給され、濾材２が殺菌される。この場合、水を排出させる操作が必要となるものの、供給される過熱蒸気の温度低下も少なく、より短時間で効率よく濾材２を殺菌することができる。例えば、１１５〜１２５℃の過熱蒸気を供給したとき、排出される過熱蒸気の温度は１００〜１１５℃、特に１００〜１１０℃であり、過熱蒸気を５〜２５分、特に１０〜２０分供給することで、濾材２を十分に殺菌することができる。
【００１８】
また、本発明の濾過器１では、濾過器用過熱蒸気供給管１４から過熱蒸気が供給され、内部の水が８０℃以上の温度に保持されることで、濾材２を殺菌することもできる。この場合、水を排出させる操作は必要としないが、過熱蒸気が水と接触して熱交換されるため、濾材２を殺菌するための温度は８０℃以上、特に８０〜９０℃、更に８０〜８５℃となる。そのため、水を排出した場合に比べて殺菌に必要とする時間は長くなり、例えば、水温が８０〜８５℃であるときは、過熱蒸気を３０〜５０分、特に３５〜４５分供給することで、濾材２を十分に殺菌することができる。
【００１９】
尚、この水の温度は８０℃以上であることが好ましいが、６５℃以上、特に７０℃以上であれば、過熱蒸気の供給時間を長くすることで、濾材２を十分に殺菌することができる。例えば、水温が６５℃以上、７０℃未満であるときは、過熱蒸気を６０〜９０分、特に６５〜８５分供給することで、濾材２を十分に殺菌することができる。更に、水温が７０℃を越え、８０℃未満であるときは、過熱蒸気を４０〜７０分、特に４５〜６５分供給することで、濾材２を十分に殺菌することができる。
【００２０】
被処理水は、何ら処理することなく濾過器１に供給してもよく、予め吸着材と接触させ、その後、濾過器１に供給してもよい。予め吸着材と接触させることで、濾過効率を高めることができ、濾過器１を逆洗する間隔を長くすることもできる。吸着材としては特に限定されず、多孔質セラミック、ゼオライト、麦飯石、光明石及び活性炭等を用いることができる。尚、これらの吸着性に富む多孔質セラミック及び天然鉱物は、前記のように、安全で、且つ水質浄化の作用に優れる濾材２として有用である。
【００２１】
本発明の濾過器１では、殺菌によりバイオフィルム等における細菌の増殖を抑えることができるが、濾材２に付着するバイオフィルム等の異物が多くなった場合は、これらを濾過器１から流出させ、内部を清浄にする必要がある。この濾過器本体１１の内部の洗浄は、被処理水を濾過時とは逆方向に流通させる、所謂、逆洗により行うことができる。過熱蒸気は、通常、加圧されて供給されるため、殺菌時、前記のように濾材２に衝撃が加わり、濾材２に密着していたバイオフィルム等を濾材２から部分的に剥離させることができる。これにより、逆洗時にバイオフィルム等を剥離させ易くなり、濾材２等を十分に清浄にすることができる。このように濾材２等を清浄にすることで、逆洗の間隔を長くすることができ、運転コストを低減させることもできる。
【００２２】
この濾過器１を熱交換器等と組み合わせて、例えば、循環式浴用ユニットとする場合、滅菌水を浴槽を含む経路全体に循環させて滅菌する操作が行われるが、このように滅菌水等を循環させると、特に、多孔質の濾材２を用いた濾過器１では、浴湯が細孔に滞留し易く、菌の増殖が助長され易い。このような菌の増殖を抑えるため、本発明の濾過器１では、被処理水・逆洗水供給管にバイパス用バルブを配設し、浴槽を含む経路全体に滅菌水を循環させる際に、このバイパス用バルブを閉じ、処理水排出管に配設されたバルブを開いた状態で滅菌水を循環させることにより、滅菌水等を、濾過器１の内部を流通させることなく、バイパス流路１６を流通させ、循環させることができる。このように滅菌水等が濾過器１の内部を流通しない場合は、従来のように滅菌水等が濾過器の内部で消費されることがない。従って、浴槽及び配管等をより効率よく滅菌することができる。また、濾過器１の内部を浴湯が流通しないため、濾材２等が低温になり、濾材２における菌の増殖がより抑えられる。
尚、本発明の濾過器１において、被処理水・逆洗水供給管１３、処理水排出管１３１、逆洗水排出管１３２、及び濾過器用過熱蒸気供給管１４等は、通常、ステンレス鋼製である。
【００２３】
更に、本発明の濾過器１には、濾材２を殺菌するために供給される過熱蒸気により熱交換機能を付与することもできる。即ち、この濾過器１に過熱蒸気を供給するための濾過器用過熱蒸気供給管１４の流路を、三方弁等により分岐させて濾材２の上方と下方とに開口させ（図２では、濾過器用過熱蒸気供給管１４は、濾材２の下方のみに開口しているが、この下方の開口部と併せて、例えば、被処理水・逆洗水供給管１３の濾材２の上方における開口部と濾材２との間に開口させてもよい。）、濾材２の殺菌時には過熱蒸気を下方から供給し、熱交換時には過熱蒸気を上方から供給することで、濾過器１を熱交換器として機能させることもできる。このように熱交換器として機能させる場合、上方と下方の両方から過熱蒸気を供給してもよいが、水温が上昇し過ぎる傾向がある。このようなときは、後記の本発明の熱交換器４及び本発明の他の熱交換器４における熱交換器用過熱蒸気供給管４３と同様に分岐管にバルブを配設し、同様にして過熱蒸気の供給量を制御することもできる。これにより、濾材２を殺菌するとともに、熱交換によって水を急速に、且つ適温に昇温させる、又は水を恒温にすることができる。この場合、水と過熱蒸気とを十分に接触させ、熱交換の効率を向上させるため、所定個所に攪拌板等の攪拌手段を設けることもできる。また、濾過器１を熱交換器として機能させるときは、この濾過器１を備える循環式浴用ユニットにおいて、熱交換器４は併用してもよく、熱交換器４を備えていない循環式浴用ユニットとしてもよい。
即ち、本発明の濾過器と、一端側が該濾過器に接続された被処理水・逆洗水供給管と、一端側が該濾過器の処理水排出管に接続された高温水排出管と、を備える循環式浴用ユニット、例えば、図６の循環式浴用ユニットにおいて、熱交換器４を備えていない他は同様の構成の循環式浴用ユニットとすることができる。
【００２４】
［２］熱交換器（図３〜５参照）
本発明の熱交換器４（図３及び５参照）は、熱交換器本体４１と、熱交換器本体４１に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管４３と、熱交換器用過熱蒸気供給管４３に配設されたバルブＢ６と、バルブＢ６の開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備える。
【００２５】
更に、本発明の他の熱交換器４（図４〜５参照、この本発明の他の熱交換器は、上記の本発明の熱交換器４とは構成を異にするものであるが便宜上同じ符号を付する。）は、熱交換器本体４１と、熱交換器本体４１に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管４３と、熱交換器用過熱蒸気供給管４３に配設された２個のバルブ４３１１、４３１２と、２個のバルブの中間に配置された過熱蒸気貯留容器４３２と、２個のバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備える。
【００２６】
上記「熱交換器本体４１」の形状は特に限定されないが、有底円筒形であることが多い。また、上部開口部の周縁にはフランジ部が設けられており、このフランジ部には、熱交換器本体４１の上部開口部を閉止するための蓋部材４２のフランジ部が当接され、ボルト及びナット等により固定される。熱交換器本体４１及び蓋部材４２の寸法は特に限定されず、目的、用途及び必要とされる処理能力等により設定することができる。熱交換器本体４１及び蓋部材４２の寸法は、通常、径が１５０〜８００ｍｍ、長さが５００〜２０００ｍｍ程度である。更に、熱交換器本体４１及び蓋部材４２の材質も特に限定されないが、いずれも強度が大きく、錆難く、優れた耐久性を有している必要があり、併せてコストの観点から、通常、ステンレス鋼により形成される。
【００２７】
上記「熱交換器用過熱蒸気供給管４３」は、通常、熱交換器本体４１の上部側面に開口している。
本発明の熱交換器４では、この熱交換器用過熱蒸気供給管４３の中間部にバルブＢ６が配設されている。バルブＢ６としては、この用途において一般に使用されているバルブを用いることができ、例えば、モターバルブ、ソレノイドバルブ等が挙げられる。このバルブＢ６の開閉により、即ち、開時間、閉時間及び開時間と閉時間との間隔を調整することによって、過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にすることができる。この過熱蒸気の供給量は、高温水排出管４４２における高温水の温度を測定し、この温度データを過熱蒸気供給量制御部にフィードバックし、この制御部から出力される制御データにより、バルブＢ６の開時間、閉時間及び開時間と閉時間との間隔を調整することで制御することができる。
【００２８】
本発明の他の熱交換器４では、熱交換器用過熱蒸気供給管４３の中間部に、２個のバルブ４３１１、４３１２及び過熱蒸気貯留容器４３２が配設されている。この２個のバルブ４３１１、４３１２としては、この用途において一般に使用されているバルブを用いることができ、例えば、モターバルブ、ソレノイドバルブ等が挙げられる。更に、過熱蒸気貯留容器４３２の形状は特に限定されず、上面が閉止された断面円形、楕円形等の柱状とすることができる。また、過熱蒸気貯留容器４３２の容量も特に限定されないが、特に水温を恒温にする場合、水温を微調整するためには２０００〜８０００ｍｍ３、特に３０００〜７０００ｍｍ３、更に４０００〜６０００ｍｍ３とすることができる。
【００２９】
更に、過熱蒸気の供給量をより正確に制御するためには、バルブ４３１１、４３１２の各々と過熱蒸気貯留容器４３２とは近接していることが好ましく、それぞれの間隔は５０ｍｍ以下、特に１５ｍｍ以下であることが好ましい。更に、バルブ４３１２と熱交換器用過熱蒸気供給管４３の熱交換器本体４１への取り付け部も近接していることが好ましく、この間隔は５０ｍｍ以下、特に２０ｍｍ以下であることが好ましい。尚、バルブ４３１２と熱交換器用過熱蒸気供給管４３の熱交換器本体４１への取り付け部との間には、通常、逆止弁４３３が配設され、高温水の熱交換器用過熱蒸気供給管４３への逆流が防止されている。
【００３０】
本発明の他の熱交換器４では、バルブ４３１１、４３１２の各々の開閉により、過熱蒸気を連続的に供給する、又は一定量の過熱蒸気を間歇的に供給する。即ち、バルブ４３１１、４３１２の各々の開時間、閉時間及び各々の開閉のタイミングを調整することによって、過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にすることができる。この過熱蒸気の供給量は、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を測定し、この温度データを過熱蒸気供給量制御部にフィードバックし、この制御部から出力される制御データにより、バルブ４３１１、４３１２の開時間、閉時間及び各々の開閉のタイミングを調整することで制御することができる。
【００３１】
より具体的には、本発明の他の熱交換器４では、バルブ４３１１及びバルブ４３１２を開き、過熱蒸気を供給することで、低温水供給管４４１から供給される低温水と過熱蒸気とを接触させ、低温水を急速に昇温させることができ、高温水排出管４４２から排出される高温水を所定の用途に用いることができる。この急速に昇温とは、低温水の温度を０．５〜１．２℃／分、特に０．６〜１．０℃／分の速度で昇温させることを意味し、昇温速度は、低温水の供給速度と過熱蒸気の供給速度とにより調整することができる。
【００３２】
また、本発明の他の熱交換器４では、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を恒温にすることもできる。具体的には、バルブ４３１２を閉じた状態で、バルブ４３１１を、所定時間、例えば、０．１〜２．５秒間、特に０．１〜２．０秒間、更に０．３〜１．５秒間開き、過熱蒸気貯留容器４３２に所定量の過熱蒸気を貯溜し、その後、バルブ４３１２を開き、同時にバルブ４３１１を閉じ、過熱蒸気を供給する。バルブ４３１２を開く時間は、例えば、０．１〜２．０秒間、特に０．１〜１．５秒とする。次いで、バルブ４３１２を閉じ、同時にバルブ４３１１を、例えば、上記の所定時間開き、過熱蒸気貯留容器４３２に所定量の過熱蒸気を貯溜する。このようにして、バルブ４３１１、４３１２の開閉と、過熱蒸気貯留容器４３２への過熱蒸気の貯溜と、この過熱蒸気の供給とを繰り返すことで、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を一定温度に保持することができる。
【００３３】
本発明の熱交換器４及び本発明の他の熱交換器４では、過熱蒸気と水とが接触することで熱交換がなされる。この接触の方法は特に限定されないが、通常、散気管４５が用いられる。この散気管４５は、熱交換器本体４１の内部に延設された熱交換器用過熱蒸気供給管４３の端部に接続されており、散気管４５の周面に設けられた多数の散気孔から過熱蒸気が噴き出す構造になっている。一方、熱交換器本体４１の内部には低温水供給管４４１から低温水が供給され、この低温水と過熱蒸気とが接触し、熱交換がなされることで、低温水が昇温し、高温水排出管４４２から高温水が排出される。
【００３４】
散気管４５からは高温、高圧の過熱蒸気が噴き出されるため、相当な騒音が発生する。この騒音を抑えるため散気管４５にサイレンサ４６を取り付けることが好ましい。サイレンサ４６としては、連通し、且つ表面に開口する多数の細孔を有する金属製の円柱体等を用いることができ、過熱蒸気が噴き出される際の衝撃が緩和され、騒音が抑えられる。更に、熱交換器本体４１の内部には過熱蒸気と低温水とをむらなく接触させ、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度が変動しないように、攪拌手段４７を設けることが好ましい。この攪拌手段４７は特に限定されず、例えば、熱交換器本体４１の内部を上下方向に分画するように配設され、複数の透孔を有する攪拌板、及び攪拌翼等が挙げられる。
【００３５】
尚、本発明の熱交換器４及び本発明の他の熱交換器４においては、熱交換器用過熱蒸気供給管４３の中間部に配設され、過熱蒸気の供給量を制御するためのバルブの上流側に、制御が不調となった場合に過熱蒸気の供給を停止するための非常停止バルブを配設することができる。また、熱交換器用過熱蒸気供給管４３及び低温水を供給するための配管、高温水を排出するための配管、散気管、攪拌手段等は、通常、ステンレス鋼製である。更に、この熱交換器４において低温水及び高温水の温度は特に限定されないが、通常、低温水は、５〜３０℃、特に８〜２５℃、更に１２〜２０℃であり、高温水は、３７〜４２℃、特に３８〜４１℃、更に３９〜４１℃である。
【００３６】
［３］循環式浴用ユニット（図６参照）
本発明の循環式浴用ユニット５は、前記本発明の濾過器１と、一端側が濾過器１に接続された被処理水・逆洗水供給管１３と、前記本発明の熱交換器４と、一端側が濾過器１の処理水排出管１３１に接続され、他端側が熱交換器４に接続された低温水供給管４４１と、一端側が熱交換器４に接続された高温水排出管４４２と、を備える。処理水排出管１３１と低温水供給管４４１とは継ぎ目のない連続した１本の配管であってもよい。この循環式浴用ユニット５は、過熱蒸気発生器５１、ヘヤーキャッチャー５２、浴湯を循環させるための循環ポンプ５３、水位計５４及び薬剤注入器５６等を更に備える。また、通常、入浴者の好みに応じて浴湯の温度を調整するため、浴槽６に水道水等の冷水を供給するための冷水供給管５５が配設されている。
尚、循環式浴用施設では、一般に、循環ポンプから熱交換器又は薬剤注入器までをユニットというが、本発明では、例えば、図６において浴槽を除く他の部分のすべてを循環式浴用ユニットであるとする。
【００３７】
この循環式浴用ユニット５では、浴槽６に上記の温度範囲の低温水（通常、水道水が用いられる。）を投入し、循環ポンプ５３を稼動させて低温水を循環させ、この低温水を濾過器１から熱交換器４へと供給し、熱交換器４において低温水と過熱蒸気とを接触させ、熱交換させて、低温水を昇温させ、上記の温度範囲の高温水として循環させる。熱交換器の運転開始時は過熱蒸気を連続して供給し、熱交換器４に供給される低温水が所定温度の高温水となった時点で、過熱蒸気を間歇的な供給とし、この所定温度の高温水が浴湯として循環されるようにする。このようにして循環式浴用ユニット５により所定温度の浴湯が浴槽６に供給され、循環されて入浴に供せられる。
【００３８】
循環式浴用ユニット５では、上記のようにして連続運転がなされるが、定期的に、又は必要に応じて濾材２を殺菌する。濾材２の殺菌の際には、浴湯の循環を停止し、濾過器１の内部の浴湯を排出し、又は排出せずに、濾過器用過熱蒸気供給管１４から過熱蒸気を供給し、濾材２を殺菌する。その後、被処理水・逆洗水供給管１３から逆洗水を供給して濾過器１の内部を洗浄し、濾材２に付着していたバイオフィルム等を逆洗水排出管１３２から排出させる。この濾材２の殺菌及び濾過器１の内部の洗浄の際に、必要に応じて、浴槽６から浴湯を排水し、浴槽６を清掃してもよい。次いで、上記のようにして運転を再開する。本発明の循環式浴用施設５では、過熱蒸気による直接加熱であるため、低温水を短時間で所定の温度にまで昇温させることができる。従って、例えば、夜間、濾材２の殺菌及び濾過器１の内部の洗浄並びに浴槽６の清掃等をした場合も、熱交換器４により浴用水を急速に昇温させることができ、翌日の営業開始時間までに運転を再開することができる。
【００３９】
より具体的には、後記の実施例のように１０日間連続運転するのではなく、より短時間、例えば、５〜６日間、特に２〜３日間、更に１日間以下連続運転し、その後、運転を停止し、上記のようにして濾材の殺菌等を実施し、次いで、上記のようにして運転を再開することができる。即ち、本発明の循環式浴用ユニット５を用いた場合、循環を停止し、濾過器用過熱蒸気供給管１４から過熱蒸気を供給して濾材２を殺菌し、その後、被処理水・逆洗水供給管１３から逆洗水を供給して濾過器１の内部を逆洗により洗浄する。次いで、循環を再開し、薬剤注入器５６より殺菌剤を注入し、且つこの殺菌剤を含有する滅菌水をバイパス流路１６を流通させることで、濾過器１の内部を除く経路全体を滅菌する。その後、この滅菌水を低温水として低温水供給管４４１から熱交換器４に供給し、熱交換器用過熱蒸気供給管４３から過熱蒸気を連続的に供給し、低温水と過熱蒸気との間で熱交換させて水を急速に昇温させる。このようにして水温を上昇させ、高温水になった時点で、過熱蒸気の供給を間歇的とし、この高温水を循環させることができる。このようにして、運転を再開することができ、この場合、濾過器用過熱蒸気供給管１４からの過熱蒸気の供給を開始する時点から、高温水の循環を開始する時点までの間隔は、９０分以内、特に６０分以内、更に４０分以内とすることができる。従って、浴湯の循環の開始から、浴湯の循環の停止を経て、浴湯の循環を再開するまでの間隔を７２時間以内、特に４８時間以内、更に２４時間以内とすることができる。例えば、浴湯の循環を停止し、水温が室温（例えば、５〜３０℃）にまで降下したときでも、翌朝、運転を開始することができ、終夜運転の必要がないため、熱エネルギーを大幅に節減することができる。
尚、殺菌剤の種類及び滅菌水の濃度は特に限定されず、殺菌剤としては、過塩素酸系、次亜塩素酸系及び過酸化物系等の一般的なものを用いることができ、殺菌剤の濃度は０．１〜３ｐｐｍ、特に０．１〜１ｍｍ、更に０．３〜０．７ｐｐｍとすることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］濾過器
（１）濾過器の構造
濾過器本体１１はステンレス鋼製であり、外径７００ｍｍ、内径６９４ｍｍ、高さ１５５０ｍｍである。また、蓋部材１２はステンレス鋼製であり、外径７００ｍｍ、部材厚さ３ｍｍである。濾過器本体１１と蓋部材１２とは各々のフランジ部においてボルト及びナットにより固定され、当接面にはシリコンゴム製のパッキンが介装されており、気密、液密にシールされている。濾過器本体１１の底部には型鋼製の支持脚１１１が取り付けられており、支持脚の下端部はボルト及びナットによりコンクリート製の土台に固定されている。尚、蓋部材１２の頂部から支持脚１１１の下端部までの寸法は１９５０ｍｍである。
【００４１】
濾過器本体１１の内部には濾材２と支持材３とが充填されている。具体的には、濾過器本体１１の底部から４０ｍｍの高さに径方向の全体に渡ってステンレス鋼製のメッシュが配設されており、このメッシュの上面に支持材３からなる厚さ２１０ｍｍの支持材層が設けられており、この支持材層の上面に濾材２からなる厚さ８００ｍｍの濾材層が設けられている。支持材層は粒径の異なる麦飯石からなる３層構造であり、下層は厚さ７０ｍｍ、且つ麦飯石の粒径は１０〜２０ｍｍ、中間層は厚さ７０ｍｍ、且つ麦飯石の粒径は５〜１０ｍｍ、上層は厚さ７０ｍｍ、且つ麦飯石の粒径は２〜５ｍｍである。また、濾材も麦飯石からなり、粒径は０．５〜１ｍｍである。
【００４２】
濾過器本体１１には、支持脚１１１の下端部から４５０ｍｍの高さに内径２５ｍｍの濾過器用過熱蒸気供給管１４が取り付けられており、この濾過器用過熱蒸気供給管１４にはソレノイドバルブＲ１が配設されている。濾過器用過熱蒸気供給管１４は、濾過器本体１１の内部で上記のメッシュの下側において下方に向かって開口しており、過熱蒸気が濾過器本体１１の底部に向かって噴き出すようになっている。更に、支持脚１１１の下端部から８００ｍｍの高さに内径２ｍｍの被処理水・逆洗水供給管１３が取り付けられており、この被処理水・逆洗水供給管１３から処理水排出管１３１が分岐している。この被処理水・逆洗水供給管１３及び処理水排出管１３１には、被処理水又は逆洗水を供給するための流路、被処理水を濾過器本体１１の内部上方に供給するための流路、逆洗水を濾過器本体１１の内部下方に供給するための流路、及び濾過後の処理水を排出するための流路、の各々を形成するために、所定の位置に４個のモターバルブＢ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４が配設されている。被処理水の供給口は、濾過器本体１１の内部上方において上方に向かって開口しており、被処理水が蓋部材１２に向かって噴き出すようになっている。また、逆洗水の供給口は、濾過器本体１１の内部下方において下方に向かって開口しており、逆洗水が濾過器本体１１の底部に向かって噴き出すようになっている。
【００４３】
この他、濾過器本体１１には、特に過熱蒸気を供給した際の内部の圧力を測定するための圧力計Ｐ１、圧力が高すぎるときに手動で内部の空気を抜くための空気抜き、圧力が高すぎるときに自動で内部の空気を抜くための安全弁、逆洗水を排出するための逆洗水排出管１３２、この逆洗水排出管１３２に配設されたモターバルブＢ５などを備える。また、配管内等を滅菌する際などに、滅菌水等を濾過器１の内部に導入させず、即ち、滅菌水等を濾材２と接触させずに循環させるためのバイパス流路１６が形成されている。
【００４４】
（２）濾過器を用いた被処理水の濾過
（ａ）濾過
被処理水として着色した水道水を用いた。モターバルブＢ１、モターバルブＢ３及びモターバルブＢ４を開き、流路を処理水を排出する流路とし、一方、モターバルブＢ２及びモターバルブＢ５を閉じた。その後、被処理水・逆洗水供給管１３から被処理水を５０００ｋｇ／時間の速度で供給し、処理水排出管１３１から被処理水の供給速度と同じ排出速度で処理水を得た。
【００４５】
（ｂ）濾材の殺菌
被処理水の供給を停止し、ソレノイドバルブＲ２を開き、ドレン排出口１７から濾過器１の内部の処理水等のすべての水を排出した。その後、ソレノイドバルブＲ２を閉じ、モターバルブＢ２を開き、モターバルブＢ４を閉じて流路を切り替え、一方、ソレノイドバルブＲ１を開き、濾過器用過熱蒸気供給管１４から温度１２０℃、圧力０．２ＭＰａの過熱蒸気を６．６ｍ３／分の速度で２５分間供給し、濾材２等の殺菌を行った。また、処理水排出管１３１から排出される水蒸気の温度を測定したところ、１２５℃であった。従って、濾材２等は少なくとも１２１℃以上の過熱蒸気により殺菌されたことが推察される。
【００４６】
（ｃ）逆洗
ソレノイドバルブＲ１を閉じ、過熱蒸気の供給を停止し、その後、モターバルブＢ４及びモターバルブＢ５を開き、一方、モターバルブＢ１及びモターバルブＢ３を閉じ、流路を逆洗水を供給し、排出する流路に切り替えた。次いで、被処理水・逆洗水供給管１３から逆洗水を３０ｍ／時間の流速で流通させ、逆洗圧力０．０６ＭＰａで濾過器１の内部を洗浄した。このようにして逆洗した後、濾材２を高倍率の顕微鏡により観察し、また、逆洗前後の乾燥重量を測定した。この観察結果によれば、濾材２の全表面のうちの８６〜９２％に付着物は観察されず、乾燥重量の変化からも、バイオフィルム等がほとんど除去されており、十分に洗浄されていることが分かった。尚、濾材２の全表面のうちの８〜１４％には何物かが付着していたが、これが何であるかは明らかではない。
【００４７】
［１］熱交換器
（１）熱交換器の構造
熱交換器本体４１はステンレス鋼製であり、外径３００ｍｍ、内径２９４ｍｍ、高さ８００ｍｍである。また、蓋部材１２はステンレス鋼製であり、外径３００ｍｍ、部材厚さ３ｍｍである。熱交換器本体４１と蓋部材４２とは各々のフランジ部においてボルト及びナットにより固定され、当接面にはシリコンゴム製のパッキンが介装されており、気密、液密にシールされている。熱交換器本体４１の底部には型鋼製の支持脚４１１が取り付けられており、支持脚４１１の下端部はボルト及びナットによりコンクリート製の土台に固定されている。尚、蓋部材４２の頂部から支持脚４１１の下端部までの寸法は１０００ｍｍである。
【００４８】
熱交換器本体４１には、支持脚４１１の下端部から９００ｍｍの高さに内径５０ｍｍの低温水供給管４４１が取り付けられている。また、支持脚４１１の下端部から３００ｍｍの高さであり、且つ周方向において低温水供給管４４１と対向する側に内径５０ｍｍの高温水排出管４４２が取り付けられている。更に、支持脚４１１の下端部から９００ｍｍの高さであり、且つ周方向において低温水供給管４４１と対向する側に内径２５ｍｍの熱交換器用過熱蒸気供給管４３が取り付けられている。この熱交換器用過熱蒸気供給管４３の中間部には、２個のソレノイドバルブ４３１１、４３１２及び過熱蒸気貯留容器４３２並びに逆止弁４３３が配設されており、ソレノイドバルブ４３１１と過熱蒸気貯留容器４３２との間隔は２０ｍｍ、過熱蒸気貯留容器４３２とソレノイドバルブ４３１２との間隔は２０ｍｍ、ソレノイドバルブ４３１２と逆止弁４３３との間隔は５０ｍｍ、逆止弁４３３と熱交換器本体４１の外周面における熱交換器用過熱蒸気供給管４３の取り付け部との間隔は５０ｍｍである。過熱蒸気貯留容器４３２は外径２５ｍｍであり、中間部に螺子部を有し、下部側は熱交換器用過熱蒸気供給管４３に固定され、上面が閉止された上部側を回転させることで上下に可動である。この実施例では、高さを１０ｍｍとした。この場合、過熱蒸気貯留容器４３２の容量は５０００ｍｍ３である。
【００４９】
熱交換器用過熱蒸気供給管４３は熱交換器本体４１の内部の径方向の中心部において下方に向かって直角に曲げられ、この熱交換器用過熱蒸気供給管４３の端部に散気管４５が接続されている。この散気管４５は内径２５ｍｍ、長さ４００ｍｍであり、直径２ｍｍの散気孔が周方向に９０°、長さ方向に１０ｍｍの間隔で等間隔に１６０個形成されている。また、この散気管４５は、連通した多数の細孔を有する円筒形であり、直径５００ｍｍ、長さ４５０ｍｍのサイレンサ４６の径方向の中心部に挿入されている。更に、サイレンサ４６の外周面と熱交換器本体４１の内周面との間には、サイレンサ４６の上端部、中間部及び下端部の位置に３枚の攪拌板４７が水平方向に介装されている。この攪拌板４７は厚さ３ｍｍであり、各々の攪拌板４７には直径２０ｍｍの透孔が等間隔にそれぞれ２０個設けられている。
【００５０】
（２）熱交換器の運転
上記［１］、（２）、（ａ）において濾過器１の処理水排出管１３１から排出される処理水を、低温水供給管４４１から３０００ｋｇ／時間の速度で供給した。また、ソレノイドバルブ４３１１、４３１２の各々を開き、温度１２０℃、圧力０．２ＭＰａの過熱蒸気を熱交換器用過熱蒸気供給管４３から連続的に供給し、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を測定した。その結果、１５℃であった低温水が１２分で４０℃の高温水になった。この高温水の温度を過熱蒸気供給量制御部にフィードバックし、この制御部から出力される制御データにより、過熱蒸気を間歇的な供給に切り替えた。具体的には、ソレノイドバルブ４３１１、４３１２を一旦閉じ、その後、ソレノイドバルブ４３１２を閉じた状態で、バルブ４３１１を１秒間開き、過熱蒸気貯留容器４３２に過熱蒸気を貯溜し、次いで、ソレノイドバルブ４３１２を開き、同時にソレノイドバルブ４３１１を閉じ、ソレノイドバルブ４３１２を開く時間を１秒間として過熱蒸気を供給した。この操作を繰り返すことで、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を４０℃に保持した。
【００５１】
［３］循環式浴用ユニットの運転
上記［１］、（１）の濾過器１、一端側が濾過器１に接続された被処理水・逆洗水供給管１３（この被処理水・逆洗水供給管１３の他端側は循環ポンプ５３接続されている。）、上記［２］、（１）の熱交換器４、一端側が濾過器１の処理水排出管１３１に接続され、他端側が熱交換器４に接続された低温水供給管４４１、一端側が熱交換器４に接続された高温水排出管４４２（この高温水排出管４４２の他端側は浴槽６に接続されており、この配管の途中に薬剤注入器５６が配設されている。）、過熱蒸気発生器５１、ヘヤーキャッチャー５２、循環ポンプ５３、水位計５４、冷水供給施設５５、ヘヤーキャッチャー５２と循環ポンプ５３とを接続する配管、及び循環ポンプ５３と過熱蒸気発生器５１とを接続する配管、を備える循環式浴用ユニット５を以下のようにして運転して、容量１２００リットルの浴槽６に、浴湯を供給し、且つ循環させた。
【００５２】
先ず浴槽６に水温１５℃の水道水を浴用水として１０００リットル投入し、循環ポンプ５３を稼動させて循環させ、この浴用水を濾過器１から熱交換器４へと供給し、熱交換器４において温度１２０℃、圧力０．２ＭＰａの過熱蒸気を連続的に供給して急速に昇温させた。また、熱交換器４の低温水供給管４４１に供給される浴用水の温度を測定し、この温度が４０℃になった時点で、上記［２］、（２）のようにして過熱蒸気を間歇的な供給に切り替え、４０℃の浴湯が循環されるようにした。浴用水の温度を４０℃にまで昇温させるのに必要な時間は３５分であった。
【００５３】
上記のようにして１０日間連続運転し、その後、浴湯の循環を停止し、上記［１］、（２）、（ｂ）のようにして濾材を殺菌し、（ｃ）のようにして濾過器１の内部を逆洗して洗浄した。また、下記のようにしてバイパス流路等の滅菌を行った。次いで、滅菌水の循環を停止、浴槽６から浴湯を排水し、浴槽６の清掃も行った。次いで、上記のようにして運転を再開した。
【００５４】
バイパス流路等の滅菌は以下のようにして行った。
濾過器１の内部を逆洗した後、モターバルブＢ３を開き、一方、モターバルブＢ４を閉じ、処理水を、バイパス流路１６、熱交換器４、浴槽６等、及びこれらを接続する配管内を循環させた。この際、薬剤注入器５６から、殺菌剤である次亜塩素酸を濃度が０．５ｐｐｍとなるように供給し、この滅菌水を１時間流通させた。この滅菌水は、バイパス管１６、熱交換器４、浴槽６等と、これらを接続する配管内を循環し、濾過器１の内部を除く経路全体が滅菌されるが、この滅菌水をバイパス流路１６を流通させ、濾過器１の内部を流通させないことにより、濾材２における菌の増殖をより抑えることができた。
【００５５】
尚、本発明においては、上記の実施例の記載に限られず、本発明の範囲内において種々変更した実施例とすることができる。例えば、被処理水の供給速度は２０００〜８０００ｋｇ／時間とすることができる。また、逆洗水の流速は１５〜４５ｍ／時間とすることができ、逆洗圧力は０．０２〜０．１ＭＰａとすることができる。更に、濾材の殺菌は、被処理水等を排出せずに行うこともでき、この場合は、例えば、濾過器１の内部の被処理水等の温度が８０℃に保たれるように過熱蒸気を供給することにより、４０分で十分に殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の濾過器の正面図である。
【図２】本発明の濾過器の断面及び配管を説明するための模式図である。
【図３】本発明の熱交換器の正面図である。
【図４】本発明の他の熱交換器の断面及び配管を説明するための模式図である。
【図５】熱交換器に組み込まれた散気管及びサイレンサを説明するための模式図である。（ａ）は側面からみた図、（ｂ）はＡ−Ａ断面、（ｃ）はＢ−Ｂ断面である。
【図６】本発明の循環式浴用ユニットのシステムを説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１；濾過器、１１；濾過器本体、１１１；支持脚、１２；蓋部材、１３；被処理水・逆洗水供給管、１３１；処理水排出管、１３２；逆洗水排出管、１４；濾過器用過熱蒸気供給管、１５；濾材取出口、１６；バイパス流路、１７；ドレン排出口、２；濾材、３；支持材、４；熱交換器、４１；熱交換器本体、４１１；支持脚、４２；蓋部材、４３；熱交換器用過熱蒸気供給管、４３１１、４３１２；蒸気制御バルブ、４３２；過熱蒸気溜、４３３；逆止弁、４３４；過熱蒸気供給口、４４１；低温水供給管、４４２；高温水排出管、４５；散気管、４６；サイレンサ、４７；攪拌板、４８；ドレン排出口、５；循環式浴用ユニット、５１；過熱蒸気発生器、５２；ヘヤーキャッチャー、５３；循環ポンプ、５４；水位計、５５；冷水供給管、５６；薬剤注入器、６；浴槽、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ６；モターバルブ、Ｂ４；バイパス用バルブ（モターバルブ）、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３；ソレノイドバルブ、Ｐ１、Ｐ２；圧力計、Ｓ１；安全弁、ＳＴ１、ＳＴ２；温度センサ、ＳＴ３；非常停止用温度センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過器及び熱交換器、これらを備える循環式浴用ユニット並びに浴湯の循環方法に関する。更に詳しくは、本発明は、濾材そのものを殺菌することができ、レジオネラ属菌等の細菌の増殖を抑えることができる濾過器、及び過熱蒸気と水とを直接接触させて熱交換させ、水を急速に昇温させる、又は水温を所定の温度に保持することができる熱交換器に関する。また、本発明は、これらの濾過器及び熱交換器を備え、レジオネラ症等の細菌症への感染を抑えることができ、過熱蒸気により水を急速に昇温させることができるため、省エネルギーの観点でも有利であり、且つ浴湯の循環を停止した後、従来に比べて短時間で運転を再開することができる循環式浴用ユニット及び浴湯の循環方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浴用水循環技術は、浴用水及び熱エネルギー等の有効利用に必要な技術として、従来から、公衆浴場等の浴用施設、並びにホテル、旅館等の観光施設及び福祉施設等における浴用施設などで用いられており、循環式浴用施設とすることで、夜間、早朝等、何時でも入浴することができる。この循環式浴用施設では、浴湯の循環を停止し、浴湯を排水し、その後、浴槽を清掃し、次いで、熱交換器等を稼動させて循環を再開させた場合、多量の浴用水を及びこの浴用水を適温に昇温させるための多くの熱エネルギーを必要とする。
【０００３】
特に、ホテル及び旅館等では、複数の浴槽が設置されることが多く、且つ各々の浴槽が大型であるため、浴湯の循環を停止、再稼動させる場合、より多くの浴用水と熱エネルギーとを必要とする。そのため、浴湯の循環が長期に渡って継続される傾向にある。また、複数の大型の浴槽が設置されることの他、多くの人が利用するため、洗髪等におけるシャワーの利用などによっても大量の浴湯が使用される。従って、循環を継続したとしても、多くの熱エネルギーを必要とし、特に、冬期には燃料費の更なる節減が大きな課題となっている。
【０００４】
更に、循環式浴用施設では、浴湯の汚れは十分に除去され、目視ではまったく問題のない程度に清浄である。また、大腸菌等の一般の細菌の浮遊数等は、通常、基準値を十分に下回っており、特に問題はない。しかし、終夜運転により菌の増殖が助長され、また、レジオネラ症等の感染症が発生することもあり、大きな社会問題になっている（例えば、特許文献１参照。）。このような感染症の発生は、配管の内壁及び濾過器の内部等に付着するバイオフィルム等においてレジオネラ属菌等の細菌が大量に増殖するためである。この感染症の発生を抑えるためには、殺菌及び浴湯の交換等が有効であるが、コストの点で浴湯の交換を頻繁に行うことは現実的ではない。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１４７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
配管の内壁等は、従来から、過塩素酸、次亜塩素酸及び過酸化物等を用いて殺菌されている。しかし、塩素系の薬剤はトリハロメタンの生成等により生体及び環境への悪影響が懸念され、過酸化物は危険物であって取り扱いに十分な注意が必要である。また、特に、濾過器の内部は、濾材による吸着と、濾材の内部の微細な多数の流路とにより、殺菌及び洗浄が容易ではない。更に、浴湯の交換についても、前記のように多くの浴用水と熱エネルギーとを必要とし、また、従来は約６０℃の温水と１０〜２０℃の浴用水との熱交換であり、熱交換の効率が低く、浴用水の急速昇温ができないため、浴湯の交換頻度を高めることができないのが実情である。
【０００７】
本発明は上記の従来の問題を解決するものであり、過熱蒸気を供給することで内部を殺菌することができ、且つ濾材に付着したバイオフィルム等を剥離し、除去し易い濾過器、及び過熱蒸気と水とを熱交換させる際の熱交換効率が高く、水を急速昇温させることができ、且つ過熱蒸気の供給量を制御することにより、水温を適温に保持することができる熱交換器を提供することを課題とする。また、濾材を殺菌するための塩素系等の殺菌剤を用いることなく、レジオネラ属菌等の細菌を低減させることができ、且つ浴用水を急速昇温させることができ、又は浴湯を適温に保持することができる循環式浴用ユニット及び浴湯の循環方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下のとおりである。
１．濾過器本体と、該濾過器本体に内装された濾材と、該濾過器本体に設けられ、該濾材の殺菌に用いられる過熱蒸気を供給するための濾過器用過熱蒸気供給管と、を備え、水の濾過に用いられることを特徴とする濾過器。
２．上記濾過器の内部の水が排出された状態で、上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、上記濾材が殺菌される上記１．に記載の濾過器。
３．上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、内部の水が８０℃以上の温度に保持されることで、上記濾材が殺菌される上記１．に記載の濾過器。
４．予め吸着材と接触させた被処理水が供給される上記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の濾過器。
５．上記濾材が殺菌され、その後、被処理水が濾過時とは逆方向に流通することで、上記濾過器本体の内部が洗浄される上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の濾過器。
６．水と過熱蒸気とを接触させて熱交換させる熱交換器において、熱交換器本体と、該熱交換器本体に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管と、該濾過器用過熱蒸気供給管に配設されたバルブと、該バルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備えることを特徴とする熱交換器。
７．水と過熱蒸気とを接触させて熱交換させる熱交換器において、熱交換器本体と、該熱交換器本体に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管と、該過熱蒸気供給管に配設された２個のバルブと、該２個のバルブの中間に配置された過熱蒸気溜と、該２個のバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備えることを特徴とする熱交換器。
８．上記１．乃至５．のうちのいずれか１項に記載の濾過器と、一端側が該濾過器に接続された被処理水・逆洗水供給管と、請求項６又は７に記載の熱交換器と、一端側が該濾過器の処理水排出管に接続され、他端側が該熱交換器に接続された低温水供給管と、一端側が該熱交換器に接続された高温水排出管と、を備えることを特徴とする循環式浴用ユニット。
９．上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して上記濾材を殺菌し、その後、上記被処理水・逆洗水供給管から逆洗水を供給して該濾過器の内部を洗浄し、次いで、該被処理水・逆洗水供給管から被処理水を供給し、該被処理水が濾過された５〜３０℃の低温水を上記低温水供給管から上記熱交換器に供給し、その後、上記熱交換器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して該低温水と該過熱蒸気との間で熱交換させて該低温水を３７〜４２℃の高温水とし、次いで、該高温水を循環させる上記８．に記載の循環式浴用ユニット。
１０．上記濾過器用過熱蒸気供給管からの過熱蒸気の供給を開始する時点から、上記高温水の循環を開始する時点までの間隔が６０分以内である上記９．に記載の循環式浴用ユニット。
１１．上記被処理水・逆洗水供給管にバイパス用バルブを配設し、浴槽を含む経路全体に滅菌水を循環させて滅菌する際に、該バルブを閉じ、上記処理水排出管に配設されたバルブを開いた状態で循環させる上記８．乃至１０．のうちのいずれか１項に記載の循環式浴用ユニット。
１２．上記８．乃至１１．のうちのいずれか１項に記載の循環式浴用ユニットを用いた浴湯の循環方法であって、浴湯の循環を停止し、その後、上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して上記濾材を殺菌し、次いで、上記被処理水・逆洗水供給管から逆洗水を供給して該濾過器の内部を洗浄し、その後、該被処理水・逆洗水供給管から被処理水を供給し、該被処理水が濾過されてなる５〜３０℃の低温水を上記低温水供給管から上記熱交換器に供給し、次いで、上記熱交換器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して該低温水と該過熱蒸気との間で熱交換させて該低温水を３７〜４２℃の高温水とし、その後、該高温水の浴槽を含む経路全体への循環を開始することを特徴とする浴湯の循環方法。
１３．上記高温水の循環の開始から、上記浴湯の循環の停止を経て、高温水の循環を再開するまでの間隔が２４時間以内である上記１２．に記載の浴湯の循環方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の濾過器によれば、内部に過熱蒸気が供給されることで、塩素系等の殺菌剤を用いることなく、濾材等を殺菌することができ、且つ濾材に付着したバイオフィルム等の除去も容易である。
また、濾過器の内部の水が排出された状態で、濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、濾材が殺菌される場合は、より短時間で殺菌することができ、且つ噴き出される過熱蒸気の衝撃により濾材に付着しているバイオフィルム等がより剥離し易くなる。
更に、濾過器用過熱蒸気供給口から過熱蒸気が供給され、内部の水が８０℃以上の温度に保持されることで、濾材が殺菌される場合は、濾過器の内部の水を排出する必要がなく、より容易に濾材を殺菌することができる。
また、予め吸着材と接触させた被処理水が供給される場合は、濾材等をより十分に殺菌することができる。
更に、濾材が殺菌された後、被処理水が濾過時とは逆方向に流通することで、濾過器本体の内部が洗浄される場合は、濾材から剥離されたバイオフィルム等を濾過器の外部に流出させることができ、濾過器の内部をより清浄にすることができる。
熱交換器用過熱蒸気供給管に配設されたバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部を備える本発明の熱交換器、及び熱交換器用過熱蒸気供給管に配設された２個のバルブと、２個のバルブの中間に配置された過熱蒸気溜と、２個のバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備える本発明の他の熱交換器によれば、過熱蒸気と水とを接触させることで水を急速に昇温させることができ、過熱蒸気の供給量を制御することで、水を恒温にすることもできる。
本発明の循環式浴用ユニットは、本発明の濾過器及び熱交換器を備え、濾材を殺菌するための塩素系等の殺菌剤を用いることなく、浴湯を清浄に保持することができ、浴用水を急速に昇温させることができるため、必要な熱エネルギーを低減することができ、浴湯交換の頻度を高めることもできる。
また、過熱蒸気により濾材を殺菌し、その後、低温水と過熱蒸気との間で熱交換させて高温水とし、この高温水を循環させる場合は、濾材を十分に殺菌することができ、且つ短時間で適温の浴湯とすることができ、この浴湯を循環させることができる。
更に、濾過器用過熱蒸気供給管からの過熱蒸気の供給を開始する時点から、高温水の循環を開始する時点までの間隔が６０分以内である場合は、連続運転の必要がなく、例えば、夜間は循環を停止、翌朝、運転を開始することもできる。
また、濾過器に、被処理水・逆洗水供給管と処理水排出管とをバルブを介して直接接続するバイパス管が配設され、浴槽を含む経路全体に滅菌水を循環させて滅菌する際に、このバルブを閉じ、被処理水・逆洗水供給管と処理水排出管との間に配設されたバルブを開いた状態で循環させる場合は、滅菌水が濾過器の内部を循環しないため、特に、濾過器の内部の水を排出しておけば、濾材における菌の増殖を十分に抑えることができる。
本発明の浴湯の循環方法によれば、浴湯の循環を停止した後、短時間で浴湯の循環を再開することができる。そのため、例えば、１週間から１０日間、又はそれ以上の長期に渡って浴湯の循環を連続して行う必要がなく、細菌の増殖が抑えられ、且つ熱エネルギーを節減することができる。
更に、高温水の循環の開始から、浴湯の循環の停止を経て、高温水の循環を再開するまでの間隔が２４時間以内である場合は、例えば、夜間、浴湯の循環を停止したときでも、翌朝、循環を再開することがきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、例えば、図１〜６を用いて本発明を詳しく説明する。
［１］濾過器（図１〜２参照）
本発明の濾過器１は、濾過器本体１１と、濾過器本体１１に内装された濾材２と、濾過器本体１１に設けられ、濾材２の殺菌に用いられる過熱蒸気を供給するための濾過器用過熱蒸気供給管１４と、を備え、水の濾過に用いられる。
【００１１】
上記「濾過器本体１１」の形状は特に限定されないが、有底円筒形であることが多い。また、上部開口部の周縁にはフランジ部が設けられており、このフランジ部には、濾過器本体１１の上部開口部を閉止するための蓋部材１２のフランジ部が当接され、ボルト及びナット等により固定されている。濾過器本体１１及び蓋部材１２の寸法は特に限定されず、目的、用途及び必要とされる処理能力等により設定することができる。濾過器本体１１及び蓋部材１２の寸法は、通常、径が３００〜２０００ｍｍ、長さが１０００〜３０００ｍｍ程度である。更に、濾過器本体１１及び蓋部材１２の材質も特に限定されないが、いずれも強度が大きく、錆難く、優れた耐久性を有している必要があり、併せてコストの観点から、通常、ステンレス鋼により形成される。
【００１２】
上記「濾材２」は、被処理水から塵埃、挟雑物等を除去することができればよく、特に限定されない。この濾材２としては、チタニア、ジルコニア等のセラミック製の多孔質体を用いることができる。更に、ゼオライト及び一般に麦飯石及び光明石という名称で提供されている天然鉱物等、並びに活性炭などの吸着性に優れた濾材を用いることができる。これらの濾材は優れた濾過性能を有するが、被処理水が細孔に滞留し易く、菌の増殖が助長される傾向にある。本発明の濾過器では、濾材が過熱蒸気により殺菌されるため、被処理水が滞留することによる菌の増殖が抑えられ、上記のように多孔質の濾材を用いた場合でも、感染症の発生が防止される。
等
【００１３】
上記「濾過器用過熱蒸気供給管１４」から濾過器１の内部に過熱蒸気が供給され、この過熱蒸気の熱によって濾材２が殺菌される。濾過器用過熱蒸気供給管１４が濾過器本体１１に開口する位置は特に限定されず、濾過器本体１１の上部、中間部及び下部のいずれでもよいが、過熱蒸気は内部における水の有無にかかわらず、供給後、濾過器本体１１の内部を上昇するため、濾過器用過熱蒸気供給管１４は、濾過器本体１１の下部に開口させることが好ましい。これにより、濾材２全体を効率よく殺菌することができる。
【００１４】
過熱蒸気は、飽和蒸気が更に加熱されて生成する蒸気であり、低圧の飽和蒸気を使用して生成させることができる。飽和蒸気は低圧であるほど熱伝導性に優れるため、容易に高温の過熱蒸気を生成させることができる。そのため、過熱蒸気を用いる場合、その生成に使用される蒸気発生のためのボイラーを増設する必要もなく、コスト面でも有利である。また、過熱蒸気は高温における熱伝導性に優れるため、濾材１２全体を高温でより効率よく殺菌することができる。
【００１５】
この過熱蒸気の温度は特に限定されないが、１００℃以上、特に１０５℃以上であることが好ましく、更に１１０〜１６０℃であることがより好ましい。過熱蒸気の温度が１００℃未満であると、十分に殺菌することができない場合があり、又は十分に殺菌するためには長時間を必要とすることがある。一方、１６０℃を越えると、蒸気圧が高くなりすぎるため好ましくない。更に、過熱蒸気の圧力も特に特に限定されず、０．１５〜０．４０ＭＰａ、特に０．１５〜０．２５ＭＰａであることが好ましい。
【００１６】
この圧力は殺菌効率には大きな影響は及ぼさないが、過熱蒸気を供給した際に濾材２に衝撃が加わり、これにより、被処理水を濾過時とは逆方向に流通させて濾過器本体１１の内部を洗浄する、所謂、逆洗時に、例えば、濾材２に付着したバイオフィルム等を剥離させ易くなるため、この観点からは０．２０ＭＰａ以上であることが好ましい。
尚、過熱蒸気を供給する時間は、過熱蒸気の温度及び濾過器１の容積等により設定することができるが、通常、５〜２５分、特に１０〜２０分とすることができる。
【００１７】
本発明の濾過器１では、その内部の水が排出された状態で、濾過器用過熱蒸気供給管１４から過熱蒸気が供給され、濾材２が殺菌される。この場合、水を排出させる操作が必要となるものの、供給される過熱蒸気の温度低下も少なく、より短時間で効率よく濾材２を殺菌することができる。例えば、１１５〜１２５℃の過熱蒸気を供給したとき、排出される過熱蒸気の温度は１００〜１１５℃、特に１００〜１１０℃であり、過熱蒸気を５〜２５分、特に１０〜２０分供給することで、濾材２を十分に殺菌することができる。
【００１８】
また、本発明の濾過器１では、濾過器用過熱蒸気供給管１４から過熱蒸気が供給され、内部の水が８０℃以上の温度に保持されることで、濾材２を殺菌することもできる。この場合、水を排出させる操作は必要としないが、過熱蒸気が水と接触して熱交換されるため、濾材２を殺菌するための温度は８０℃以上、特に８０〜９０℃、更に８０〜８５℃となる。そのため、水を排出した場合に比べて殺菌に必要とする時間は長くなり、例えば、水温が８０〜８５℃であるときは、過熱蒸気を３０〜５０分、特に３５〜４５分供給することで、濾材２を十分に殺菌することができる。
【００１９】
尚、この水の温度は８０℃以上であることが好ましいが、６５℃以上、特に７０℃以上であれば、過熱蒸気の供給時間を長くすることで、濾材２を十分に殺菌することができる。例えば、水温が６５℃以上、７０℃未満であるときは、過熱蒸気を６０〜９０分、特に６５〜８５分供給することで、濾材２を十分に殺菌することができる。更に、水温が７０℃を越え、８０℃未満であるときは、過熱蒸気を４０〜７０分、特に４５〜６５分供給することで、濾材２を十分に殺菌することができる。
【００２０】
被処理水は、何ら処理することなく濾過器１に供給してもよく、予め吸着材と接触させ、その後、濾過器１に供給してもよい。予め吸着材と接触させることで、濾過効率を高めることができ、濾過器１を逆洗する間隔を長くすることもできる。吸着材としては特に限定されず、多孔質セラミック、ゼオライト、麦飯石、光明石及び活性炭等を用いることができる。尚、これらの吸着性に富む多孔質セラミック及び天然鉱物は、前記のように、安全で、且つ水質浄化の作用に優れる濾材２として有用である。
【００２１】
本発明の濾過器１では、殺菌によりバイオフィルム等における細菌の増殖を抑えることができるが、濾材２に付着するバイオフィルム等の異物が多くなった場合は、これらを濾過器１から流出させ、内部を清浄にする必要がある。この濾過器本体１１の内部の洗浄は、被処理水を濾過時とは逆方向に流通させる、所謂、逆洗により行うことができる。過熱蒸気は、通常、加圧されて供給されるため、殺菌時、前記のように濾材２に衝撃が加わり、濾材２に密着していたバイオフィルム等を濾材２から部分的に剥離させることができる。これにより、逆洗時にバイオフィルム等を剥離させ易くなり、濾材２等を十分に清浄にすることができる。このように濾材２等を清浄にすることで、逆洗の間隔を長くすることができ、運転コストを低減させることもできる。
【００２２】
この濾過器１を熱交換器等と組み合わせて、例えば、循環式浴用ユニットとする場合、滅菌水を浴槽を含む経路全体に循環させて滅菌する操作が行われるが、このように滅菌水等を循環させると、特に、多孔質の濾材２を用いた濾過器１では、浴湯が細孔に滞留し易く、菌の増殖が助長され易い。このような菌の増殖を抑えるため、本発明の濾過器１では、被処理水・逆洗水供給管にバイパス用バルブを配設し、浴槽を含む経路全体に滅菌水を循環させる際に、このバイパス用バルブを閉じ、処理水排出管に配設されたバルブを開いた状態で滅菌水を循環させることにより、滅菌水等を、濾過器１の内部を流通させることなく、バイパス流路１６を流通させ、循環させることができる。このように滅菌水等が濾過器１の内部を流通しない場合は、従来のように滅菌水等が濾過器の内部で消費されることがない。従って、浴槽及び配管等をより効率よく滅菌することができる。また、濾過器１の内部を浴湯が流通しないため、濾材２等が低温になり、濾材２における菌の増殖がより抑えられる。
尚、本発明の濾過器１において、被処理水・逆洗水供給管１３、処理水排出管１３１、逆洗水排出管１３２、及び濾過器用過熱蒸気供給管１４等は、通常、ステンレス鋼製である。
【００２３】
更に、本発明の濾過器１には、濾材２を殺菌するために供給される過熱蒸気により熱交換機能を付与することもできる。即ち、この濾過器１に過熱蒸気を供給するための濾過器用過熱蒸気供給管１４の流路を、三方弁等により分岐させて濾材２の上方と下方とに開口させ（図２では、濾過器用過熱蒸気供給管１４は、濾材２の下方のみに開口しているが、この下方の開口部と併せて、例えば、被処理水・逆洗水供給管１３の濾材２の上方における開口部と濾材２との間に開口させてもよい。）、濾材２の殺菌時には過熱蒸気を下方から供給し、熱交換時には過熱蒸気を上方から供給することで、濾過器１を熱交換器として機能させることもできる。このように熱交換器として機能させる場合、上方と下方の両方から過熱蒸気を供給してもよいが、水温が上昇し過ぎる傾向がある。このようなときは、後記の本発明の熱交換器４及び本発明の他の熱交換器４における熱交換器用過熱蒸気供給管４３と同様に分岐管にバルブを配設し、同様にして過熱蒸気の供給量を制御することもできる。これにより、濾材２を殺菌するとともに、熱交換によって水を急速に、且つ適温に昇温させる、又は水を恒温にすることができる。この場合、水と過熱蒸気とを十分に接触させ、熱交換の効率を向上させるため、所定個所に攪拌板等の攪拌手段を設けることもできる。また、濾過器１を熱交換器として機能させるときは、この濾過器１を備える循環式浴用ユニットにおいて、熱交換器４は併用してもよく、熱交換器４を備えていない循環式浴用ユニットとしてもよい。
即ち、本発明の濾過器と、一端側が該濾過器に接続された被処理水・逆洗水供給管と、一端側が該濾過器の処理水排出管に接続された高温水排出管と、を備える循環式浴用ユニット、例えば、図６の循環式浴用ユニットにおいて、熱交換器４を備えていない他は同様の構成の循環式浴用ユニットとすることができる。
【００２４】
［２］熱交換器（図３〜５参照）
本発明の熱交換器４（図３及び５参照）は、熱交換器本体４１と、熱交換器本体４１に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管４３と、熱交換器用過熱蒸気供給管４３に配設されたバルブＢ６と、バルブＢ６の開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備える。
【００２５】
更に、本発明の他の熱交換器４（図４〜５参照、この本発明の他の熱交換器は、上記の本発明の熱交換器４とは構成を異にするものであるが便宜上同じ符号を付する。）は、熱交換器本体４１と、熱交換器本体４１に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管４３と、熱交換器用過熱蒸気供給管４３に配設された２個のバルブ４３１１、４３１２と、２個のバルブの中間に配置された過熱蒸気貯留容器４３２と、２個のバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備える。
【００２６】
上記「熱交換器本体４１」の形状は特に限定されないが、有底円筒形であることが多い。また、上部開口部の周縁にはフランジ部が設けられており、このフランジ部には、熱交換器本体４１の上部開口部を閉止するための蓋部材４２のフランジ部が当接され、ボルト及びナット等により固定される。熱交換器本体４１及び蓋部材４２の寸法は特に限定されず、目的、用途及び必要とされる処理能力等により設定することができる。熱交換器本体４１及び蓋部材４２の寸法は、通常、径が１５０〜８００ｍｍ、長さが５００〜２０００ｍｍ程度である。更に、熱交換器本体４１及び蓋部材４２の材質も特に限定されないが、いずれも強度が大きく、錆難く、優れた耐久性を有している必要があり、併せてコストの観点から、通常、ステンレス鋼により形成される。
【００２７】
上記「熱交換器用過熱蒸気供給管４３」は、通常、熱交換器本体４１の上部側面に開口している。
本発明の熱交換器４では、この熱交換器用過熱蒸気供給管４３の中間部にバルブＢ６が配設されている。バルブＢ６としては、この用途において一般に使用されているバルブを用いることができ、例えば、モターバルブ、ソレノイドバルブ等が挙げられる。このバルブＢ６の開閉により、即ち、開時間、閉時間及び開時間と閉時間との間隔を調整することによって、過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にすることができる。この過熱蒸気の供給量は、高温水排出管４４２における高温水の温度を測定し、この温度データを過熱蒸気供給量制御部にフィードバックし、この制御部から出力される制御データにより、バルブＢ６の開時間、閉時間及び開時間と閉時間との間隔を調整することで制御することができる。
【００２８】
本発明の他の熱交換器４では、熱交換器用過熱蒸気供給管４３の中間部に、２個のバルブ４３１１、４３１２及び過熱蒸気貯留容器４３２が配設されている。この２個のバルブ４３１１、４３１２としては、この用途において一般に使用されているバルブを用いることができ、例えば、モターバルブ、ソレノイドバルブ等が挙げられる。更に、過熱蒸気貯留容器４３２の形状は特に限定されず、上面が閉止された断面円形、楕円形等の柱状とすることができる。また、過熱蒸気貯留容器４３２の容量も特に限定されないが、特に水温を恒温にする場合、水温を微調整するためには２０００〜８０００ｍｍ３、特に３０００〜７０００ｍｍ３、更に４０００〜６０００ｍｍ３とすることができる。
【００２９】
更に、過熱蒸気の供給量をより正確に制御するためには、バルブ４３１１、４３１２の各々と過熱蒸気貯留容器４３２とは近接していることが好ましく、それぞれの間隔は５０ｍｍ以下、特に１５ｍｍ以下であることが好ましい。更に、バルブ４３１２と熱交換器用過熱蒸気供給管４３の熱交換器本体４１への取り付け部も近接していることが好ましく、この間隔は５０ｍｍ以下、特に２０ｍｍ以下であることが好ましい。尚、バルブ４３１２と熱交換器用過熱蒸気供給管４３の熱交換器本体４１への取り付け部との間には、通常、逆止弁４３３が配設され、高温水の熱交換器用過熱蒸気供給管４３への逆流が防止されている。
【００３０】
本発明の他の熱交換器４では、バルブ４３１１、４３１２の各々の開閉により、過熱蒸気を連続的に供給する、又は一定量の過熱蒸気を間歇的に供給する。即ち、バルブ４３１１、４３１２の各々の開時間、閉時間及び各々の開閉のタイミングを調整することによって、過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にすることができる。この過熱蒸気の供給量は、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を測定し、この温度データを過熱蒸気供給量制御部にフィードバックし、この制御部から出力される制御データにより、バルブ４３１１、４３１２の開時間、閉時間及び各々の開閉のタイミングを調整することで制御することができる。
【００３１】
より具体的には、本発明の他の熱交換器４では、バルブ４３１１及びバルブ４３１２を開き、過熱蒸気を供給することで、低温水供給管４４１から供給される低温水と過熱蒸気とを接触させ、低温水を急速に昇温させることができ、高温水排出管４４２から排出される高温水を所定の用途に用いることができる。この急速に昇温とは、低温水の温度を０．５〜１．２℃／分、特に０．６〜１．０℃／分の速度で昇温させることを意味し、昇温速度は、低温水の供給速度と過熱蒸気の供給速度とにより調整することができる。
【００３２】
また、本発明の他の熱交換器４では、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を恒温にすることもできる。具体的には、バルブ４３１２を閉じた状態で、バルブ４３１１を、所定時間、例えば、０．１〜２．５秒間、特に０．１〜２．０秒間、更に０．３〜１．５秒間開き、過熱蒸気貯留容器４３２に所定量の過熱蒸気を貯溜し、その後、バルブ４３１２を開き、同時にバルブ４３１１を閉じ、過熱蒸気を供給する。バルブ４３１２を開く時間は、例えば、０．１〜２．０秒間、特に０．１〜１．５秒とする。次いで、バルブ４３１２を閉じ、同時にバルブ４３１１を、例えば、上記の所定時間開き、過熱蒸気貯留容器４３２に所定量の過熱蒸気を貯溜する。このようにして、バルブ４３１１、４３１２の開閉と、過熱蒸気貯留容器４３２への過熱蒸気の貯溜と、この過熱蒸気の供給とを繰り返すことで、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を一定温度に保持することができる。
【００３３】
本発明の熱交換器４及び本発明の他の熱交換器４では、過熱蒸気と水とが接触することで熱交換がなされる。この接触の方法は特に限定されないが、通常、散気管４５が用いられる。この散気管４５は、熱交換器本体４１の内部に延設された熱交換器用過熱蒸気供給管４３の端部に接続されており、散気管４５の周面に設けられた多数の散気孔から過熱蒸気が噴き出す構造になっている。一方、熱交換器本体４１の内部には低温水供給管４４１から低温水が供給され、この低温水と過熱蒸気とが接触し、熱交換がなされることで、低温水が昇温し、高温水排出管４４２から高温水が排出される。
【００３４】
散気管４５からは高温、高圧の過熱蒸気が噴き出されるため、相当な騒音が発生する。この騒音を抑えるため散気管４５にサイレンサ４６を取り付けることが好ましい。サイレンサ４６としては、連通し、且つ表面に開口する多数の細孔を有する金属製の円柱体等を用いることができ、過熱蒸気が噴き出される際の衝撃が緩和され、騒音が抑えられる。更に、熱交換器本体４１の内部には過熱蒸気と低温水とをむらなく接触させ、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度が変動しないように、攪拌手段４７を設けることが好ましい。この攪拌手段４７は特に限定されず、例えば、熱交換器本体４１の内部を上下方向に分画するように配設され、複数の透孔を有する攪拌板、及び攪拌翼等が挙げられる。
【００３５】
尚、本発明の熱交換器４及び本発明の他の熱交換器４においては、熱交換器用過熱蒸気供給管４３の中間部に配設され、過熱蒸気の供給量を制御するためのバルブの上流側に、制御が不調となった場合に過熱蒸気の供給を停止するための非常停止バルブを配設することができる。また、熱交換器用過熱蒸気供給管４３及び低温水を供給するための配管、高温水を排出するための配管、散気管、攪拌手段等は、通常、ステンレス鋼製である。更に、この熱交換器４において低温水及び高温水の温度は特に限定されないが、通常、低温水は、５〜３０℃、特に８〜２５℃、更に１２〜２０℃であり、高温水は、３７〜４２℃、特に３８〜４１℃、更に３９〜４１℃である。
【００３６】
［３］循環式浴用ユニット（図６参照）
本発明の循環式浴用ユニット５は、前記本発明の濾過器１と、一端側が濾過器１に接続された被処理水・逆洗水供給管１３と、前記本発明の熱交換器４と、一端側が濾過器１の処理水排出管１３１に接続され、他端側が熱交換器４に接続された低温水供給管４４１と、一端側が熱交換器４に接続された高温水排出管４４２と、を備える。処理水排出管１３１と低温水供給管４４１とは継ぎ目のない連続した１本の配管であってもよい。この循環式浴用ユニット５は、過熱蒸気発生器５１、ヘヤーキャッチャー５２、浴湯を循環させるための循環ポンプ５３、水位計５４及び薬剤注入器５６等を更に備える。また、通常、入浴者の好みに応じて浴湯の温度を調整するため、浴槽６に水道水等の冷水を供給するための冷水供給管５５が配設されている。
尚、循環式浴用施設では、一般に、循環ポンプから熱交換器又は薬剤注入器までをユニットというが、本発明では、例えば、図６において浴槽を除く他の部分のすべてを循環式浴用ユニットであるとする。
【００３７】
この循環式浴用ユニット５では、浴槽６に上記の温度範囲の低温水（通常、水道水が用いられる。）を投入し、循環ポンプ５３を稼動させて低温水を循環させ、この低温水を濾過器１から熱交換器４へと供給し、熱交換器４において低温水と過熱蒸気とを接触させ、熱交換させて、低温水を昇温させ、上記の温度範囲の高温水として循環させる。熱交換器の運転開始時は過熱蒸気を連続して供給し、熱交換器４に供給される低温水が所定温度の高温水となった時点で、過熱蒸気を間歇的な供給とし、この所定温度の高温水が浴湯として循環されるようにする。このようにして循環式浴用ユニット５により所定温度の浴湯が浴槽６に供給され、循環されて入浴に供せられる。
【００３８】
循環式浴用ユニット５では、上記のようにして連続運転がなされるが、定期的に、又は必要に応じて濾材２を殺菌する。濾材２の殺菌の際には、浴湯の循環を停止し、濾過器１の内部の浴湯を排出し、又は排出せずに、濾過器用過熱蒸気供給管１４から過熱蒸気を供給し、濾材２を殺菌する。その後、被処理水・逆洗水供給管１３から逆洗水を供給して濾過器１の内部を洗浄し、濾材２に付着していたバイオフィルム等を逆洗水排出管１３２から排出させる。この濾材２の殺菌及び濾過器１の内部の洗浄の際に、必要に応じて、浴槽６から浴湯を排水し、浴槽６を清掃してもよい。次いで、上記のようにして運転を再開する。本発明の循環式浴用施設５では、過熱蒸気による直接加熱であるため、低温水を短時間で所定の温度にまで昇温させることができる。従って、例えば、夜間、濾材２の殺菌及び濾過器１の内部の洗浄並びに浴槽６の清掃等をした場合も、熱交換器４により浴用水を急速に昇温させることができ、翌日の営業開始時間までに運転を再開することができる。
【００３９】
より具体的には、後記の実施例のように１０日間連続運転するのではなく、より短時間、例えば、５〜６日間、特に２〜３日間、更に１日間以下連続運転し、その後、運転を停止し、上記のようにして濾材の殺菌等を実施し、次いで、上記のようにして運転を再開することができる。即ち、本発明の循環式浴用ユニット５を用いた場合、循環を停止し、濾過器用過熱蒸気供給管１４から過熱蒸気を供給して濾材２を殺菌し、その後、被処理水・逆洗水供給管１３から逆洗水を供給して濾過器１の内部を逆洗により洗浄する。次いで、循環を再開し、薬剤注入器５６より殺菌剤を注入し、且つこの殺菌剤を含有する滅菌水をバイパス流路１６を流通させることで、濾過器１の内部を除く経路全体を滅菌する。その後、この滅菌水を低温水として低温水供給管４４１から熱交換器４に供給し、熱交換器用過熱蒸気供給管４３から過熱蒸気を連続的に供給し、低温水と過熱蒸気との間で熱交換させて水を急速に昇温させる。このようにして水温を上昇させ、高温水になった時点で、過熱蒸気の供給を間歇的とし、この高温水を循環させることができる。このようにして、運転を再開することができ、この場合、濾過器用過熱蒸気供給管１４からの過熱蒸気の供給を開始する時点から、高温水の循環を開始する時点までの間隔は、９０分以内、特に６０分以内、更に４０分以内とすることができる。従って、浴湯の循環の開始から、浴湯の循環の停止を経て、浴湯の循環を再開するまでの間隔を７２時間以内、特に４８時間以内、更に２４時間以内とすることができる。例えば、浴湯の循環を停止し、水温が室温（例えば、５〜３０℃）にまで降下したときでも、翌朝、運転を開始することができ、終夜運転の必要がないため、熱エネルギーを大幅に節減することができる。
尚、殺菌剤の種類及び滅菌水の濃度は特に限定されず、殺菌剤としては、過塩素酸系、次亜塩素酸系及び過酸化物系等の一般的なものを用いることができ、殺菌剤の濃度は０．１〜３ｐｐｍ、特に０．１〜１ｍｍ、更に０．３〜０．７ｐｐｍとすることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］濾過器
（１）濾過器の構造
濾過器本体１１はステンレス鋼製であり、外径７００ｍｍ、内径６９４ｍｍ、高さ１５５０ｍｍである。また、蓋部材１２はステンレス鋼製であり、外径７００ｍｍ、部材厚さ３ｍｍである。濾過器本体１１と蓋部材１２とは各々のフランジ部においてボルト及びナットにより固定され、当接面にはシリコンゴム製のパッキンが介装されており、気密、液密にシールされている。濾過器本体１１の底部には型鋼製の支持脚１１１が取り付けられており、支持脚の下端部はボルト及びナットによりコンクリート製の土台に固定されている。尚、蓋部材１２の頂部から支持脚１１１の下端部までの寸法は１９５０ｍｍである。
【００４１】
濾過器本体１１の内部には濾材２と支持材３とが充填されている。具体的には、濾過器本体１１の底部から４０ｍｍの高さに径方向の全体に渡ってステンレス鋼製のメッシュが配設されており、このメッシュの上面に支持材３からなる厚さ２１０ｍｍの支持材層が設けられており、この支持材層の上面に濾材２からなる厚さ８００ｍｍの濾材層が設けられている。支持材層は粒径の異なる麦飯石からなる３層構造であり、下層は厚さ７０ｍｍ、且つ麦飯石の粒径は１０〜２０ｍｍ、中間層は厚さ７０ｍｍ、且つ麦飯石の粒径は５〜１０ｍｍ、上層は厚さ７０ｍｍ、且つ麦飯石の粒径は２〜５ｍｍである。また、濾材も麦飯石からなり、粒径は０．５〜１ｍｍである。
【００４２】
濾過器本体１１には、支持脚１１１の下端部から４５０ｍｍの高さに内径２５ｍｍの濾過器用過熱蒸気供給管１４が取り付けられており、この濾過器用過熱蒸気供給管１４にはソレノイドバルブＲ１が配設されている。濾過器用過熱蒸気供給管１４は、濾過器本体１１の内部で上記のメッシュの下側において下方に向かって開口しており、過熱蒸気が濾過器本体１１の底部に向かって噴き出すようになっている。更に、支持脚１１１の下端部から８００ｍｍの高さに内径２ｍｍの被処理水・逆洗水供給管１３が取り付けられており、この被処理水・逆洗水供給管１３から処理水排出管１３１が分岐している。この被処理水・逆洗水供給管１３及び処理水排出管１３１には、被処理水又は逆洗水を供給するための流路、被処理水を濾過器本体１１の内部上方に供給するための流路、逆洗水を濾過器本体１１の内部下方に供給するための流路、及び濾過後の処理水を排出するための流路、の各々を形成するために、所定の位置に４個のモターバルブＢ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４が配設されている。被処理水の供給口は、濾過器本体１１の内部上方において上方に向かって開口しており、被処理水が蓋部材１２に向かって噴き出すようになっている。また、逆洗水の供給口は、濾過器本体１１の内部下方において下方に向かって開口しており、逆洗水が濾過器本体１１の底部に向かって噴き出すようになっている。
【００４３】
この他、濾過器本体１１には、特に過熱蒸気を供給した際の内部の圧力を測定するための圧力計Ｐ１、圧力が高すぎるときに手動で内部の空気を抜くための空気抜き、圧力が高すぎるときに自動で内部の空気を抜くための安全弁、逆洗水を排出するための逆洗水排出管１３２、この逆洗水排出管１３２に配設されたモターバルブＢ５などを備える。また、配管内等を滅菌する際などに、滅菌水等を濾過器１の内部に導入させず、即ち、滅菌水等を濾材２と接触させずに循環させるためのバイパス流路１６が形成されている。
【００４４】
（２）濾過器を用いた被処理水の濾過
（ａ）濾過
被処理水として着色した水道水を用いた。モターバルブＢ１、モターバルブＢ３及びモターバルブＢ４を開き、流路を処理水を排出する流路とし、一方、モターバルブＢ２及びモターバルブＢ５を閉じた。その後、被処理水・逆洗水供給管１３から被処理水を５０００ｋｇ／時間の速度で供給し、処理水排出管１３１から被処理水の供給速度と同じ排出速度で処理水を得た。
【００４５】
（ｂ）濾材の殺菌
被処理水の供給を停止し、ソレノイドバルブＲ２を開き、ドレン排出口１７から濾過器１の内部の処理水等のすべての水を排出した。その後、ソレノイドバルブＲ２を閉じ、モターバルブＢ２を開き、モターバルブＢ４を閉じて流路を切り替え、一方、ソレノイドバルブＲ１を開き、濾過器用過熱蒸気供給管１４から温度１２０℃、圧力０．２ＭＰａの過熱蒸気を６．６ｍ３／分の速度で２５分間供給し、濾材２等の殺菌を行った。また、処理水排出管１３１から排出される水蒸気の温度を測定したところ、１２５℃であった。従って、濾材２等は少なくとも１２１℃以上の過熱蒸気により殺菌されたことが推察される。
【００４６】
（ｃ）逆洗
ソレノイドバルブＲ１を閉じ、過熱蒸気の供給を停止し、その後、モターバルブＢ４及びモターバルブＢ５を開き、一方、モターバルブＢ１及びモターバルブＢ３を閉じ、流路を逆洗水を供給し、排出する流路に切り替えた。次いで、被処理水・逆洗水供給管１３から逆洗水を３０ｍ／時間の流速で流通させ、逆洗圧力０．０６ＭＰａで濾過器１の内部を洗浄した。このようにして逆洗した後、濾材２を高倍率の顕微鏡により観察し、また、逆洗前後の乾燥重量を測定した。この観察結果によれば、濾材２の全表面のうちの８６〜９２％に付着物は観察されず、乾燥重量の変化からも、バイオフィルム等がほとんど除去されており、十分に洗浄されていることが分かった。尚、濾材２の全表面のうちの８〜１４％には何物かが付着していたが、これが何であるかは明らかではない。
【００４７】
［１］熱交換器
（１）熱交換器の構造
熱交換器本体４１はステンレス鋼製であり、外径３００ｍｍ、内径２９４ｍｍ、高さ８００ｍｍである。また、蓋部材１２はステンレス鋼製であり、外径３００ｍｍ、部材厚さ３ｍｍである。熱交換器本体４１と蓋部材４２とは各々のフランジ部においてボルト及びナットにより固定され、当接面にはシリコンゴム製のパッキンが介装されており、気密、液密にシールされている。熱交換器本体４１の底部には型鋼製の支持脚４１１が取り付けられており、支持脚４１１の下端部はボルト及びナットによりコンクリート製の土台に固定されている。尚、蓋部材４２の頂部から支持脚４１１の下端部までの寸法は１０００ｍｍである。
【００４８】
熱交換器本体４１には、支持脚４１１の下端部から９００ｍｍの高さに内径５０ｍｍの低温水供給管４４１が取り付けられている。また、支持脚４１１の下端部から３００ｍｍの高さであり、且つ周方向において低温水供給管４４１と対向する側に内径５０ｍｍの高温水排出管４４２が取り付けられている。更に、支持脚４１１の下端部から９００ｍｍの高さであり、且つ周方向において低温水供給管４４１と対向する側に内径２５ｍｍの熱交換器用過熱蒸気供給管４３が取り付けられている。この熱交換器用過熱蒸気供給管４３の中間部には、２個のソレノイドバルブ４３１１、４３１２及び過熱蒸気貯留容器４３２並びに逆止弁４３３が配設されており、ソレノイドバルブ４３１１と過熱蒸気貯留容器４３２との間隔は２０ｍｍ、過熱蒸気貯留容器４３２とソレノイドバルブ４３１２との間隔は２０ｍｍ、ソレノイドバルブ４３１２と逆止弁４３３との間隔は５０ｍｍ、逆止弁４３３と熱交換器本体４１の外周面における熱交換器用過熱蒸気供給管４３の取り付け部との間隔は５０ｍｍである。過熱蒸気貯留容器４３２は外径２５ｍｍであり、中間部に螺子部を有し、下部側は熱交換器用過熱蒸気供給管４３に固定され、上面が閉止された上部側を回転させることで上下に可動である。この実施例では、高さを１０ｍｍとした。この場合、過熱蒸気貯留容器４３２の容量は５０００ｍｍ３である。
【００４９】
熱交換器用過熱蒸気供給管４３は熱交換器本体４１の内部の径方向の中心部において下方に向かって直角に曲げられ、この熱交換器用過熱蒸気供給管４３の端部に散気管４５が接続されている。この散気管４５は内径２５ｍｍ、長さ４００ｍｍであり、直径２ｍｍの散気孔が周方向に９０°、長さ方向に１０ｍｍの間隔で等間隔に１６０個形成されている。また、この散気管４５は、連通した多数の細孔を有する円筒形であり、直径５００ｍｍ、長さ４５０ｍｍのサイレンサ４６の径方向の中心部に挿入されている。更に、サイレンサ４６の外周面と熱交換器本体４１の内周面との間には、サイレンサ４６の上端部、中間部及び下端部の位置に３枚の攪拌板４７が水平方向に介装されている。この攪拌板４７は厚さ３ｍｍであり、各々の攪拌板４７には直径２０ｍｍの透孔が等間隔にそれぞれ２０個設けられている。
【００５０】
（２）熱交換器の運転
上記［１］、（２）、（ａ）において濾過器１の処理水排出管１３１から排出される処理水を、低温水供給管４４１から３０００ｋｇ／時間の速度で供給した。また、ソレノイドバルブ４３１１、４３１２の各々を開き、温度１２０℃、圧力０．２ＭＰａの過熱蒸気を熱交換器用過熱蒸気供給管４３から連続的に供給し、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を測定した。その結果、１５℃であった低温水が１２分で４０℃の高温水になった。この高温水の温度を過熱蒸気供給量制御部にフィードバックし、この制御部から出力される制御データにより、過熱蒸気を間歇的な供給に切り替えた。具体的には、ソレノイドバルブ４３１１、４３１２を一旦閉じ、その後、ソレノイドバルブ４３１２を閉じた状態で、バルブ４３１１を１秒間開き、過熱蒸気貯留容器４３２に過熱蒸気を貯溜し、次いで、ソレノイドバルブ４３１２を開き、同時にソレノイドバルブ４３１１を閉じ、ソレノイドバルブ４３１２を開く時間を１秒間として過熱蒸気を供給した。この操作を繰り返すことで、高温水排出管４４２から排出される高温水の温度を４０℃に保持した。
【００５１】
［３］循環式浴用ユニットの運転
上記［１］、（１）の濾過器１、一端側が濾過器１に接続された被処理水・逆洗水供給管１３（この被処理水・逆洗水供給管１３の他端側は循環ポンプ５３接続されている。）、上記［２］、（１）の熱交換器４、一端側が濾過器１の処理水排出管１３１に接続され、他端側が熱交換器４に接続された低温水供給管４４１、一端側が熱交換器４に接続された高温水排出管４４２（この高温水排出管４４２の他端側は浴槽６に接続されており、この配管の途中に薬剤注入器５６が配設されている。）、過熱蒸気発生器５１、ヘヤーキャッチャー５２、循環ポンプ５３、水位計５４、冷水供給施設５５、ヘヤーキャッチャー５２と循環ポンプ５３とを接続する配管、及び循環ポンプ５３と過熱蒸気発生器５１とを接続する配管、を備える循環式浴用ユニット５を以下のようにして運転して、容量１２００リットルの浴槽６に、浴湯を供給し、且つ循環させた。
【００５２】
先ず浴槽６に水温１５℃の水道水を浴用水として１０００リットル投入し、循環ポンプ５３を稼動させて循環させ、この浴用水を濾過器１から熱交換器４へと供給し、熱交換器４において温度１２０℃、圧力０．２ＭＰａの過熱蒸気を連続的に供給して急速に昇温させた。また、熱交換器４の低温水供給管４４１に供給される浴用水の温度を測定し、この温度が４０℃になった時点で、上記［２］、（２）のようにして過熱蒸気を間歇的な供給に切り替え、４０℃の浴湯が循環されるようにした。浴用水の温度を４０℃にまで昇温させるのに必要な時間は３５分であった。
【００５３】
上記のようにして１０日間連続運転し、その後、浴湯の循環を停止し、上記［１］、（２）、（ｂ）のようにして濾材を殺菌し、（ｃ）のようにして濾過器１の内部を逆洗して洗浄した。また、下記のようにしてバイパス流路等の滅菌を行った。次いで、滅菌水の循環を停止、浴槽６から浴湯を排水し、浴槽６の清掃も行った。次いで、上記のようにして運転を再開した。
【００５４】
バイパス流路等の滅菌は以下のようにして行った。
濾過器１の内部を逆洗した後、モターバルブＢ３を開き、一方、モターバルブＢ４を閉じ、処理水を、バイパス流路１６、熱交換器４、浴槽６等、及びこれらを接続する配管内を循環させた。この際、薬剤注入器５６から、殺菌剤である次亜塩素酸を濃度が０．５ｐｐｍとなるように供給し、この滅菌水を１時間流通させた。この滅菌水は、バイパス管１６、熱交換器４、浴槽６等と、これらを接続する配管内を循環し、濾過器１の内部を除く経路全体が滅菌されるが、この滅菌水をバイパス流路１６を流通させ、濾過器１の内部を流通させないことにより、濾材２における菌の増殖をより抑えることができた。
【００５５】
尚、本発明においては、上記の実施例の記載に限られず、本発明の範囲内において種々変更した実施例とすることができる。例えば、被処理水の供給速度は２０００〜８０００ｋｇ／時間とすることができる。また、逆洗水の流速は１５〜４５ｍ／時間とすることができ、逆洗圧力は０．０２〜０．１ＭＰａとすることができる。更に、濾材の殺菌は、被処理水等を排出せずに行うこともでき、この場合は、例えば、濾過器１の内部の被処理水等の温度が８０℃に保たれるように過熱蒸気を供給することにより、４０分で十分に殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の濾過器の正面図である。
【図２】本発明の濾過器の断面及び配管を説明するための模式図である。
【図３】本発明の熱交換器の正面図である。
【図４】本発明の他の熱交換器の断面及び配管を説明するための模式図である。
【図５】熱交換器に組み込まれた散気管及びサイレンサを説明するための模式図である。（ａ）は側面からみた図、（ｂ）はＡ−Ａ断面、（ｃ）はＢ−Ｂ断面である。
【図６】本発明の循環式浴用ユニットのシステムを説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１；濾過器、１１；濾過器本体、１１１；支持脚、１２；蓋部材、１３；被処理水・逆洗水供給管、１３１；処理水排出管、１３２；逆洗水排出管、１４；濾過器用過熱蒸気供給管、１５；濾材取出口、１６；バイパス流路、１７；ドレン排出口、２；濾材、３；支持材、４；熱交換器、４１；熱交換器本体、４１１；支持脚、４２；蓋部材、４３；熱交換器用過熱蒸気供給管、４３１１、４３１２；蒸気制御バルブ、４３２；過熱蒸気溜、４３３；逆止弁、４３４；過熱蒸気供給口、４４１；低温水供給管、４４２；高温水排出管、４５；散気管、４６；サイレンサ、４７；攪拌板、４８；ドレン排出口、５；循環式浴用ユニット、５１；過熱蒸気発生器、５２；ヘヤーキャッチャー、５３；循環ポンプ、５４；水位計、５５；冷水供給管、５６；薬剤注入器、６；浴槽、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ６；モターバルブ、Ｂ４；バイパス用バルブ（モターバルブ）、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３；ソレノイドバルブ、Ｐ１、Ｐ２；圧力計、Ｓ１；安全弁、ＳＴ１、ＳＴ２；温度センサ、ＳＴ３；非常停止用温度センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過器本体と、該濾過器本体に内装された濾材と、該濾過器本体に設けられ、該濾材の殺菌に用いられる過熱蒸気を供給するための濾過器用過熱蒸気供給管と、を備え、水の濾過に用いられることを特徴とする濾過器。
【請求項２】
上記濾過器の内部の水が排出された状態で、上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、上記濾材が殺菌される請求項１に記載の濾過器。
【請求項３】
上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、内部の水が８０℃以上の温度に保持されることで、上記濾材が殺菌される請求項１に記載の濾過器。
【請求項４】
予め吸着材と接触させた被処理水が供給される請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の濾過器。
【請求項５】
上記濾材が殺菌され、その後、被処理水が濾過時とは逆方向に流通することで、上記濾過器本体の内部が洗浄される請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の濾過器。
【請求項６】
水と過熱蒸気とを接触させて熱交換させる熱交換器において、
熱交換器本体と、該熱交換器本体に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管と、該熱交換器用過熱蒸気供給管に配設されたバルブと、該バルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
水と過熱蒸気とを接触させて熱交換させる熱交換器において、
熱交換器本体と、該熱交換器本体に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管と、該熱交換器用過熱蒸気供給管に配設された２個のバルブと、該２個のバルブの中間に配置された過熱蒸気溜と、該２個のバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の濾過器と、一端側が該濾過器に接続された被処理水・逆洗水供給管と、請求項６又は７に記載の熱交換器と、一端側が該濾過器の処理水排出管に接続され、他端側が該熱交換器に接続された低温水供給管と、一端側が該熱交換器に接続された高温水排出管と、を備えることを特徴とする循環式浴用ユニット。
【請求項９】
上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して上記濾材を殺菌し、その後、上記被処理水・逆洗水供給管から逆洗水を供給して該濾過器の内部を洗浄し、次いで、該被処理水・逆洗水供給管から被処理水を供給し、該被処理水が濾過された５〜３０℃の低温水を上記低温水供給管から上記熱交換器に供給し、その後、上記熱交換器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して該低温水と該過熱蒸気との間で熱交換させて該低温水を３７〜４２℃の高温水とし、次いで、該高温水を循環させる請求項８に記載の循環式浴用ユニット。
【請求項１０】
上記濾過器用過熱蒸気供給管からの過熱蒸気の供給を開始する時点から、上記高温水の循環を開始する時点までの間隔が６０分以内である請求項９に記載の循環式浴用ユニット。
【請求項１１】
上記被処理水・逆洗水供給管にバイパス用バルブを配設し、浴槽を含む経路全体に滅菌水を循環させて滅菌する際に、該バルブを閉じ、上記処理水排出管に配設されたバルブを開いた状態で循環させる請求項８乃至１０のうちのいずれか１項に記載の循環式浴用ユニット。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のうちのいずれか１項に記載の循環式浴用ユニットを用いた浴湯の循環方法であって、
浴湯の循環を停止し、その後、上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して上記濾材を殺菌し、次いで、上記被処理水・逆洗水供給管から逆洗水を供給して該濾過器の内部を洗浄し、その後、該被処理水・逆洗水供給管から被処理水を供給し、該被処理水が濾過されてなる５〜３０℃の低温水を上記低温水供給管から上記熱交換器に供給し、次いで、上記熱交換器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して該低温水と該過熱蒸気との間で熱交換させて該低温水を３７〜４２℃の高温水とし、その後、該高温水の浴槽を含む経路全体への循環を開始することを特徴とする浴湯の循環方法。
【請求項１３】
上記高温水の循環の開始から、上記浴湯の循環の停止を経て、高温水の循環を再開するまでの間隔が２４時間以内である請求項１２に記載の浴湯の循環方法。
【請求項１】
濾過器本体と、該濾過器本体に内装された濾材と、該濾過器本体に設けられ、該濾材の殺菌に用いられる過熱蒸気を供給するための濾過器用過熱蒸気供給管と、を備え、水の濾過に用いられることを特徴とする濾過器。
【請求項２】
上記濾過器の内部の水が排出された状態で、上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、上記濾材が殺菌される請求項１に記載の濾過器。
【請求項３】
上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気が供給され、内部の水が８０℃以上の温度に保持されることで、上記濾材が殺菌される請求項１に記載の濾過器。
【請求項４】
予め吸着材と接触させた被処理水が供給される請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の濾過器。
【請求項５】
上記濾材が殺菌され、その後、被処理水が濾過時とは逆方向に流通することで、上記濾過器本体の内部が洗浄される請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の濾過器。
【請求項６】
水と過熱蒸気とを接触させて熱交換させる熱交換器において、
熱交換器本体と、該熱交換器本体に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管と、該熱交換器用過熱蒸気供給管に配設されたバルブと、該バルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
水と過熱蒸気とを接触させて熱交換させる熱交換器において、
熱交換器本体と、該熱交換器本体に取り付けられ、内部に過熱蒸気を供給するための熱交換器用過熱蒸気供給管と、該熱交換器用過熱蒸気供給管に配設された２個のバルブと、該２個のバルブの中間に配置された過熱蒸気溜と、該２個のバルブの開閉により過熱蒸気の供給量を制御し、水を急速に昇温させる、又は水を恒温にするための過熱蒸気供給量制御部と、を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の濾過器と、一端側が該濾過器に接続された被処理水・逆洗水供給管と、請求項６又は７に記載の熱交換器と、一端側が該濾過器の処理水排出管に接続され、他端側が該熱交換器に接続された低温水供給管と、一端側が該熱交換器に接続された高温水排出管と、を備えることを特徴とする循環式浴用ユニット。
【請求項９】
上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して上記濾材を殺菌し、その後、上記被処理水・逆洗水供給管から逆洗水を供給して該濾過器の内部を洗浄し、次いで、該被処理水・逆洗水供給管から被処理水を供給し、該被処理水が濾過された５〜３０℃の低温水を上記低温水供給管から上記熱交換器に供給し、その後、上記熱交換器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して該低温水と該過熱蒸気との間で熱交換させて該低温水を３７〜４２℃の高温水とし、次いで、該高温水を循環させる請求項８に記載の循環式浴用ユニット。
【請求項１０】
上記濾過器用過熱蒸気供給管からの過熱蒸気の供給を開始する時点から、上記高温水の循環を開始する時点までの間隔が６０分以内である請求項９に記載の循環式浴用ユニット。
【請求項１１】
上記被処理水・逆洗水供給管にバイパス用バルブを配設し、浴槽を含む経路全体に滅菌水を循環させて滅菌する際に、該バルブを閉じ、上記処理水排出管に配設されたバルブを開いた状態で循環させる請求項８乃至１０のうちのいずれか１項に記載の循環式浴用ユニット。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のうちのいずれか１項に記載の循環式浴用ユニットを用いた浴湯の循環方法であって、
浴湯の循環を停止し、その後、上記濾過器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して上記濾材を殺菌し、次いで、上記被処理水・逆洗水供給管から逆洗水を供給して該濾過器の内部を洗浄し、その後、該被処理水・逆洗水供給管から被処理水を供給し、該被処理水が濾過されてなる５〜３０℃の低温水を上記低温水供給管から上記熱交換器に供給し、次いで、上記熱交換器用過熱蒸気供給管から過熱蒸気を供給して該低温水と該過熱蒸気との間で熱交換させて該低温水を３７〜４２℃の高温水とし、その後、該高温水の浴槽を含む経路全体への循環を開始することを特徴とする浴湯の循環方法。
【請求項１３】
上記高温水の循環の開始から、上記浴湯の循環の停止を経て、高温水の循環を再開するまでの間隔が２４時間以内である請求項１２に記載の浴湯の循環方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−８２９１８（Ｐ２００９−８２９１８Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９００７８（Ｐ２００８−２９００７８）
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【分割の表示】特願２００５−６８０４（Ｐ２００５−６８０４）の分割
【原出願日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（５０５０１６７４６）株式会社ヘルストンＥＭ＆Ｃ事業部 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【分割の表示】特願２００５−６８０４（Ｐ２００５−６８０４）の分割
【原出願日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（５０５０１６７４６）株式会社ヘルストンＥＭ＆Ｃ事業部 (2)
【Ｆターム（参考）】
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