JP2000210217A

JP2000210217A - ２４時間循環浴槽システム

Info

Publication number: JP2000210217A
Application number: JP11015359A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kawamura; 達雄川村; Katsuya Inaba; 克哉稲葉
Original assignee: Hitachi Metals Techno Ltd
Current assignee: Senqcia Corp
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】経時においても高い殺菌能力を維持でき、コス
トパフォーマンスの極めて高い紫外線殺菌装置を備えた
２４時間循環浴槽システムを提供する。【解決手段】浴槽１０内の浴水１１の循環流路Ｒに、紫
外線ランプ８を格納した紫外線殺菌装置４を備え、紫外
線殺菌装置４内を通過する浴水１１の殺菌を行う２４時
間循環浴槽システムにおいて、紫外線ランプ８の使用末
期における照射線量Ｒ_wを、１３≦Ｒ_w≦１５ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ² とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２４時間循環浴槽
システムに関し、特に浴槽中に発生するレジオネラ菌等
の細菌を紫外線により殺菌する紫外線殺菌装置を備えた
２４時間循環浴槽システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、個人の生活習慣の多様化に対応し
て、常時入浴可能な２４時間循環浴槽システムの需要
が、一般家庭用、業務用を問わず高まっている。２４時
間循環浴槽システムでは、浴槽の浴水が循環流路を通過
して浴槽外の循環系に流入した後、そこで浄化、殺菌、
保温（加温）されて、再び浴槽内に戻るといった循環が
繰り返される。その際、浴水の殺菌は、人体に安全且つ
清潔なものであることが求められる。従来より浴水の殺
菌は、２４時間循環浴槽システムの循環系に配置された
紫外線殺菌装置にて行われている。紫外線殺菌装置は、
その内部に紫外線ランプを格納し、その照射により装置
内を流れる浴水に含まれる細菌を殺菌する。その際、人
体が紫外線ランプの照射を受けないように、装置は浴槽
から隔離されている。殺菌の対象としては、レジオネラ
菌に代表されるグラム陰性菌と呼ばれるものが主であ
る。そして浴槽内の浴水を清潔に保つため、浴水は１時
間に最低２回循環させるよう定められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の２４時間循
環浴槽システムは、初期における殺菌能力に比べて、経
時における殺菌能力が紫外線ランプの寿命によって低下
していた。すなわち、初期的には無菌状態が保たれてい
た浴槽内に、日数の経過と共に種々の細菌が繁殖してき
て、清潔な入浴ができなくなっていた。このような場
合、別の方法として、塩素（次亜塩素酸ナトリウム）を
浴槽内に入れて殺菌する方法がある。しかし、塩素は浄
化されずに浴水に残留してしまう。一般に、塩素はその
量が多くなると、不快な臭いを発する。また、人体が長
時間塩素にさらされることへの懸念がある。したがっ
て、浴水を絶えず循環して使用する２４時間循環浴槽シ
ステムにおいては、塩素による浴水の殺菌は適さない。
経時においても、紫外線殺菌装置のみで、確実に浴水の
殺菌ができるようにする必要がある。

【０００４】一方、２４時間循環浴槽システムにおいて
は、浴水が紫外線殺菌装置を通過する間、装置内の紫外
線ランプが絶えず点灯していることになる。したがっ
て、紫外線ランプの消費電力は極力低くして、ランニン
グコストを下げたいというのがユーザが強く望むところ
である。また、低消費電力型の紫外線ランプの大きさ
は、高消費電力型のものに比べて小型となるので、それ
に伴い全体の紫外線殺菌装置も小型化できる。このよう
に、紫外線ランプを必要最小限小さくすることは、経済
性、設置性の両面で効果が大きい。なお、紫外線殺菌装
置を用いた風呂釜として、特開昭６３−７９６１４号公
報で、紫外線ランプ照射線量を、１０〜１０⁵μＷ・ｓ
ｅｃ／ｃｍ²としたものが提示されている。しかし、こ
のように紫外線ランプ照射線量が広範囲であると、前述
した課題を解決するのに、最適な値を定めることができ
ない。したがって本発明は、経時においても高い殺菌能
力を維持でき、コストパフォーマンスの極めて高い紫外
線殺菌装置を備えた２４時間循環浴槽システムを提供す
ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために研究を重ねた結果、次の事項を知るに至
った。紫外線殺菌装置の殺菌能力は、紫外線ランプ照射
線量、すなわち、単位面積当りの紫外線ランプ出力と紫
外線照射時間との積に大きく関連する。具体的には、紫
外線照射線量Ｒ_wを、Ｒ_w≧１３ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ² とすると、浴槽内のレジオネラ菌等の主要な細菌を、９
９．９％殺菌できる。

【０００６】ところが、従来の２４時間循環浴槽システ
ムの経時での殺菌能力低下には、以下の原因があった。
それは、紫外線殺菌装置の紫外線ランプの経時における
出力低下である。すなわち、長時間点灯される紫外線ラ
ンプの出力は、時間の経過と共に低下していき、１年
（約８５００時間）後には、初期出力値に対して約７０
％の出力になる。また、２４時間循環浴槽システムにお
いては、紫外線殺菌装置を浴水が通過する状態（流水状
態）を充分考慮した上で、紫外線ランプを選定しなけれ
ばならない。すなわち、その流水状態によっては、紫外
線ランプの殺菌能力が充分に発揮されずに、細菌が殺菌
されずに紫外線殺菌装置内を通過してしまうことがあ
る。

【０００７】以上のことから、紫外線殺菌装置の紫外線
ランプの定格出力を選定する際、前述した経時特性と流
水状態を考慮して、上式を常に満足するようなものとす
れば良い。その際、前述した経済性、設置性の面から、
紫外線ランプ出力は必要最小限のものとする必要があ
る。ここで、２４時間循環浴槽システムにおける紫外線
ランプは、保守用部品と考えられており、通常、その交
換サイクルは１年である。また、紫外線ランプの定格出
力が５Ｗ程度のものは、低消費電力型と言える。

【０００８】本発明は、上記研究結果を基に、前述した
課題を解決するためになされたものであり、すなわち、
添付図面に付した符号をカッコ内に付記すると、本発明
は、浴槽（１０）内の浴水（１１）の循環流路（Ｒ）
に、紫外線ランプ（８）を格納した紫外線殺菌装置
（４）を備え、紫外線殺菌装置（４）内を通過する浴水
（１１）の殺菌を行う２４時間循環浴槽システムにおい
て、紫外線ランプ（８）の使用末期における照射線量Ｒ
_wを、１３≦Ｒ_w≦１５ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ² としたことを特徴とする２４時間循環浴槽システムであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図１にて、本発明による２４時間循環浴槽
システムの一実施例を示す。浴槽１０内の浴水１１は、
循環系１の循環ポンプ２による圧力によって、循環流路
Ｒをたどって、濾過槽３、紫外線殺菌装置４、熱源装置
５の順に循環する。ここで濾過槽３は、浴水１１を浄化
するためのもので、例えば自然発生した微生物により有
機物を無機物に変える、いわゆる生物濾過が用いられ
る。また熱源装置５は、浴水１１を保温・加温するため
のもので、例えばガスや電気等を熱源としたものが用い
られている。図２は、本発明による２４時間循環浴槽シ
ステムの紫外線殺菌装置の一実施例を示す。紫外線殺菌
装置４は、主にシリンダ９、流入部６、流出部７、紫外
線ランプ８で構成されている。紫外線ランプ８は、シリ
ンダ９内に着脱可能に配置されている。循環流路Ｒから
流入部６を介して流入した浴水１１は、シリンダ９内部
を通過して、流出部７より流出する。このとき、シリン
ダ９内を通過する浴水１１中のレジオネラ菌等の細菌
は、紫外線ランプ８の照射により殺菌されることにな
る。

【００１０】図３は、紫外線ランプ照射線量Ｒ_wとレジ
オネラ菌数との関係を示す試験データである。この試験
データは、図１に示す２４時間循環浴槽システムにおい
て浴槽１０内の浴水１１の容量Ｖを２００リットルとし
て、浴水１１を約４２℃に保ちながら、成人男子４名に
入浴してもらった後、その浴水１１を紫外線殺菌装置４
に循環させ、その後の浴水１１中のレジオネラ菌数を調
べたものである。図３から、紫外線ランプ照射線量Ｒ_w
の増加と共に、レジオネラ菌数が減っていくのが分か
る。そして、紫外線ランプ照射線量Ｒ_wが、Ｒ_w≧１３ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ² （１）を満足するとき、極めて高い殺菌能力を得ることができ
る。また、上記の紫外線ランプ照射線量Ｒ_wは、レジオ
ネラ菌以外の細菌に対しても高い殺菌能力がある。

【００１１】ここで、紫外線ランプ８の初期紫外線ラン
プ照射線量Ｒ_sと、経時紫外線ランプ照射線量Ｒ_wとの関
係は、但し、ａ：紫外線ランプ出力の経時特性に係る係数とな
る。前述したように紫外線ランプは、１年（約８５００
時間）後に交換される。このとき、経時特性に係る係数
ａは０．７である。したがって、条件式（１）を満足す
る初期紫外線ランプ照射線量Ｒ_sは、（２）式より、Ｒ_s≧１９ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ² （３）となる。

【００１２】次に、初期紫外線ランプ照射線量Ｒ_sを満
足するのに必要な初期紫外線ランプ出力Ｗを求める。ま
ず、初期紫外線ランプ出力Ｗは、次式で求まる。Ｗ＝Ｐ_s×Ｓ_f×α×１０^-3 〔Ｗ〕（４）但し、Ｐ_s：実際の初期紫外線線量〔ｍＷ／ｃｍ²〕Ｓ_f：シリンダ９内壁の側面表面積〔ｃｍ² 〕 α：安全率ここで、実際の初期紫外線線量Ｐ_sとは、紫外線が紫外
線ランプ石英管を透過する前の状態での、単位面積当り
の紫外線ランプ出力を言う。実際の初期紫外線線量Ｐ_s
と、初期紫外線ランプ照射線量Ｒ_sとの関係は、但し、ｔ：浴水１１がシリンダ９内を通過する時間
〔ｓｅｃ〕ｃ：紫外線の紫外線ランプ石英管への吸収に係る係数となる。

【００１３】また、シリンダ９の内容積Ｓ_vは、但し、ｒ₁：シリンダ９の内半径〔ｃｍ〕ｒ₂：紫外線ランプ８の外半径〔ｃｍ〕Ｌ：シリンダ９の高さ〔ｃｍ〕Ｑ：シリンダ９内を通過する浴水１１の単位時間当りの
循環量〔ｃｍ³／ｓｅｃ〕となるので、シリンダ９の側面の表面積Ｓ_fは、となる。ここで、循環量Ｑは、次式で求まる。Ｑ＝ｎＶ×１０³／（６０×６０）（７）但し、Ｖ：浴槽１０内容積〔リットル〕ｎ：単位時間当りの浴水１１の循環回数〔回／時間〕

【００１４】前記（４）式に、（５）、（６）式を代入
すると、紫外線ランプ出力Ｗは、となる。また、シリンダ９内の流速ｖ〔ｃｍ／ｓｅｃ〕
は、次式で求まる。上式より、（８）式は、となる。

【００１５】以下、（１０）式を用いて、前述した低消
費電力型の小型装置を達成するための初期紫外線ランプ
照射線量Ｒ_sの上限値を求める。まず、低消費電力を達
成するために、紫外線ランプ８の定格出力の上限を５Ｗ
とする。この紫外線ランプ８の外径の半径ｒ₂は１．６
ｃｍ程度となり、紫外線ランプ８の有効長さは１０ｃｍ
程度となる。ここで、浴水１１中の細菌を確実に殺菌す
るためには、その細菌に対して紫外線ランプ８による紫
外線照射を少なくとも１ｓｅｃは行う必要があるため、
シリンダ内流速ｖを１０ｃｍ／ｓｅｃ程度とするのが適
当である。また、前述したように浴水１１の浄化を効率
良く行うために（７）式において循環回数ｎを２回／時
間とし、更に浴槽内容積Ｖを２００リットルとすると、
循環量Ｑは１１１．１ｃｍ³／ｓｅｃとなる。

【００１６】したがって、このとき（９）式よりシリン
ダ９の内径ｒ₁は２．５ｃｍ程度となる。これらの値
は、言わば仮に定めた値であるので、安全率αとして
１．５を乗じることで、より確実な初期紫外線ランプ照
射線量Ｒ_sの上限範囲とする。また、石英管への吸収に
係る係数ｃは０．９５である。以上の値を（１０）式に
代入することで、低消費電力型の小型装置を達成する初
期紫外線ランプ照射線量Ｒ _sの範囲は、Ｒ_s≦２１ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ² となる。

【００１７】上記条件式と条件式（３）を合わせると、１９≦Ｒ_s≦２１ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ² （１１）となる。以上のように、初期紫外線ランプ照射線量Ｒ_s
が、条件式（１１）を満足すれば、経時においても殺菌
能力が高く、消費電力が比較的低く、比較的小型の２４
時間循環浴槽システムを提供することができる。なお、
上記条件式（１１）を、（２）式に代入することによ
り、経時紫外線ランプ照射線量Ｒ_wは、１３≦Ｒ_w≦１５ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ² となる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明では、経時において
も高い殺菌能力を維持でき、コストパフォーマンスの極
めて高い紫外線殺菌装置を備えた２４時間循環浴槽シス
テムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による２４時間循環浴槽システムの一実
施例を示す図である。

【図２】本発明による２４時間循環浴槽システムの紫外
線殺菌装置の一実施例を示す図である。

【図３】紫外線ランプ照射線量とレジオネラ菌数との関
係を示す図である。

【符号の説明】

１…循環系２…循環ポンプ３…濾過槽４…紫外線殺菌装置５…熱源装置６…流入部７…流出部８…紫外線ランプ９…シリンダ１０…浴槽１１…浴水Ｒ…循環流路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浴槽内の浴水の循環流路に、紫外線ランプ
を格納した紫外線殺菌装置を備え、該紫外線殺菌装置内
を通過する前記浴水の殺菌を行う２４時間循環浴槽シス
テムにおいて、前記紫外線ランプの使用末期における照射線量Ｒ_wを、１３≦Ｒ_w≦１５ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ² としたことを特徴とする２４時間循環浴槽システム。