JPH04298299A - 風呂水浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、風呂水、プール用水、
観賞魚用水槽の水、魚の養殖用水などの水を浄化する家
庭用もしくは業務用水浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、風呂水の場合、従来の風呂釜や
浴槽は、単にお湯をわかすだけであるので、入浴のたび
に汚れ、数時間も経過すると１０５　〜１０６　個／ｍ
ｌの菌の繁殖があった。この菌の繁殖のため、風呂水は
、不快なにおいやぬめりが発生し、さらに湯垢なども浮
遊して不衛生きわまる状況である。これらの問題点を一
部改良したものとして提案されている風呂水浄化装置付
風呂システムを図１２にもとづいて説明する。図におい
て、風呂水浄化装置１は、浴槽２の循環流路３ａ，３ｂ
の間に配置している。浴槽２の水は、流入口４より水流
路（往路）３ａを経由しポンプ５により濾過モジュル６
に入り、湯垢や髪の毛などがフィルターにより除去され
た後、ヒーター７で加熱され、さらに珪酸や酸化アルミ
ニウムを主成分とする火成岩の粒子が充填してある水浄
化モジュル８に入る。この火成岩粒子の表面には風呂水
中の有機物を分解する微生物が付着しているので、湯垢
などの脂肪酸化合物は炭酸ガスなどに分解され、また、
尿素などの窒素化合物は硝酸などに酸化分解される。こ
のように有機物を分解除去されたきれいな水は、水流路
（復路）３ｂを経由して流出口９から浴槽２へ戻る。

【０００３】一方、流出口９には、噴流装置１０が設置
されており、流通管１１を経由してオゾン発生器１２で
発生したオゾンがエゼクター効果により吸いこまれ、浴
槽２の中に放出されるので風呂水が殺菌される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の珪酸や酸化アルミニウムを主成分とする火成
岩の粒子を充填している水浄化モジュル８は、風呂水中
の尿素などの窒素化合物を微生物が酸化分解して硝酸が
生成すると風呂水のＰＨが低下する欠点がある。このよ
うにＰＨが低くなると有機物を分解する微生物の活性が
図１１に示すように低くなり、風呂水がきれいにならな
いという課題があった。また、水質は全国各地で異なる
ので、ＰＨの低い地域では前述のように有機物を分解す
る微生物の活性が低下してしまうので使用できないと云
う大きな課題もある。また、オゾンを浴槽の中に入れて
風呂水の雑菌を殺菌する方式を採用しているので、残っ
たオゾンが水浄化モジュル８に入ると、有機物を分解す
る微生物も殺してしまう欠点もある。また、オゾンは人
体に有害であるので、浴槽に入れたオゾンが空気中に出
ると人体に害を及ぼす危険性がある。さらに、火成岩の
粒子を充填している水浄化モジュルは、長期間使用する
と粒子間にゴミなどが付着して水の流れの抵抗が大きく
なってしまう課題がある。次の大きな課題は、上記の風
呂水中の有機物を分解する好気性細菌や硝酸などを分解
する嫌気性細菌が自然発生菌であるため水浄化モジュル
の火成岩に繁殖するのに長時間かかるので、水浄化装置
を設置してもすぐ浴槽の中に発生する有機物が分解でき
ないと云う大きな欠点もあった。

【０００５】そこで、本発明は、浴槽水の強制循環流路
に水浄化装置を設置したら、すぐ風呂水中の有機物を分
解除去できることを第１の目的とする。また、第２の目
的は、風呂水のＰＨ低下を防止するとともに水質のＰＨ
が低い地域でも使用できる風呂水浄化装置を提供し、さ
らに、第３の目的は、風呂水の有機物を分解する細菌や
人体に安全な風呂水浄化装置を提供し、次の第４の目的
は、長時間使用しても水の流れの抵抗が変わらない風呂
水浄化装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の風呂水浄化装置は、塩基性物質が主成分
で、その形状を断面トユ状とするとともに弓状に湾曲さ
せ、かつ略一定の寸法とした鉱物管を充填した水浄化モ
ジュルと、浴槽水を殺菌する紫外線ランプを備えた殺菌
モジュルと、孔径１〜１００μｍのフィルターを備えた
濾過モジュルとよりなり、前記水浄化モジュルに最初か
ら活性化した好気性細菌と嫌気性細菌を大量に有するも
のである。

【０００７】

【作用】本発明の風呂水浄化装置は、水浄化モジュルに
内蔵する個々のセラミックを塩基性物質を主成分とする
材料で構成するとともに、最初から前記のセラミックに
活性化した好気性細菌と嫌気性細菌を繁殖させておくの
で、風呂水中の有機物がセラミックの表面に付着してい
る微生物で最初から効率よく分解でき、しかも有機物が
分解して酸ができてもＰＨの低下がない。また、セラミ
ックの形状を断面トユ状とするとともに弓状に湾曲させ
、かつ略一定の寸法としたので、水流がセラミックのど
の面に当たっても水流方向に流れるのでセラミックによ
る抵抗が極めて少なくなるとともに水流の抵抗値のバラ
ツキが少ない。さらに、紫外線は、対象物に何らの化学
物質を加えることなく、極めて短時間に一過性の効果的
な殺菌が行えるので、オゾン殺菌のようにセラミックに
付着している有機物質分解微生物や人体に害を与えるこ
となく風呂水の中の不用な細菌を滅菌できる。その結果
、常に安全で、しかも水質のＰＨが低い地域でも最初か
ら設置後すぐきれいな風呂水が得られ、さらに、長期間
使用しても水の抵抗が変わらない風呂水浄化装置が得ら
れる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の風呂水浄化装置を家庭用の浴
槽に応用した実施例である。風呂水浄化装置１は、浴槽
２の強制循環流路３ａ，３ｂの間に配置した。浴槽２の
水は、流入口４より水流路（往路）３ａを経由し、濾過
モジュル５に入り、濾過用フィルター６で髪の毛や糸く
ずなどが除去された後、紫外線ランプ７を備えた殺菌モ
ジュル８に入り、風呂水の中の不用な細菌が滅菌される
。この様に濾過、殺菌された風呂水は、塩基性物質を主
成分とする鉱物質９からなる水浄化モジュル１０に入り
、人工的に培養された好気性細菌、嫌気性細菌およびそ
れらの活性化物質が最初から付着している鉱物質９の表
面で湯垢などの脂肪酸化合物は炭酸ガスなどに分解され
、さらに尿素やアンモニアなどの窒素化合物は硝酸塩に
酸化分解されてきれいになり、水流路（復路）３ｂを経
由して流出口１１から浴槽２へ戻る。一方、流出口１１
には、噴流装置１２が設置されており、流通管１３を経
由して空気がイジェクター効果により吸いこまれ気泡が
浴槽２の中に発生する。この酸素を含んだ気泡により浴
槽２の中の有機物が鉱物質表面の微生物によって効率よ
く酸化分解され、次式により硝酸塩になりきれいな水に
なる。

【０００９】 　　　　　　ＮＨ４　＋　＋１．５Ｏ２　→ＮＯ２　−
　＋Ｈ２　Ｏ＋Ｈ＋　　　…………　（１）　　　　　
　ＮＯ２　−　＋０．５Ｏ２　→ＮＯ３　−　　　……
………………………　（２）図２は、本発明の水浄化モ
ジュル１０に内蔵する個々の鉱物質９の側面図、図３は
、図２のａ−ｂ断面図である。本発明の鉱物質９は、図
３に示すように断面トユ状としているとともに図２に示
すように弓状に湾曲させている。したがって鉱物質９が
重なり合い水に接触しない部分が生じる事がなく、水浄
化モジュル内での水との接触面積も最も広くでき、また
微生物の培養できる面積も最も広くできる。

【００１０】図３は、上記鉱物質９の斜視図であり、こ
の形状から見ても水がどの方向から当たっても水流方向
に向かう。したがって、水浄化モジュル内の鉱物質９に
よる抵抗が極めて少なくなる。上記水浄化モジュル１０
に内蔵する個々の鉱物質９は、高炉水砕を原料として用
いた。この高炉水砕は、製鉄所の溶鉱炉から溶鉄１トン
当たり０．５トン発生するスラグを急冷して製造され、
主にセメントの原料や土壌改良材として使用されている
ものである。高炉水砕は、多孔質のガラス質に焼成され
（表１）に示すようにＣａＯ，ＳｉＯ２　，ＭｇＯなど
が主成分である。

【００１１】

【表１】

【００１２】このようにＣａＯが主成分であるので、前
述の反応式　（２）でＮＯ３　−　が生成してもＰＨの
低下がおこらない。また、各地のＰＨの低い水を使用し
ても前述のＣａＯで中和できるので水を浄化する微生物
の活性を向上させることができる。

【００１３】さらに、ＣａＯなどが主成分である鉱物質
９の表面には、水のなかでカルシウムなどの２価のプラ
スイオンが沢山存在する。一方、微生物は、マイナスに
荷電されているので水を浄化する微生物が鉱物質９に付
着しやすいので、鉱物質９は微生物の固定床として最適
である。

【００１４】図５は、本発明の殺菌装置８の１実施例で
ある。殺菌装置８は、流水路２１と、この流水路２１に
設けられ内部に空間部２２を有する水遮断体２３と、こ
の水遮断体２３内の空間部２２に配置され流水路２１の
水を殺菌する紫外線ランプ７からなる。水は、流入口２
４から流入し、紫外線ランプ７により不用な菌が殺菌さ
れた後、流出口２５から流出する。紫外線ランプ７は、
紫外線反射率が大なる内面を有する金属製容器２６にネ
ジ体２７を介して着脱自在に取り付けられ、水遮断体２
３の空間部２２の中心部に配置されている。この水遮断
体２３は、その上部および下部に落下防止用の突起２８
、および水もれ防止用シリコンパッキン２９を円周方向
に配置し、ネジ体２７を介して金属製容器２６の中心部
に着脱自在に取り付けられている。

【００１５】紫外線ランプ７は、２５３．７ｎｍを中心
波長とする紫外線を照射し、この波長をよく透過させる
石英もしくは紫外線透過ガラス（例えば、低Ｆｅ２　Ｏ
３　のケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸低アルカリガラス、
リン酸塩ガラス）で照射部が構成されている防水型であ
る。紫外線ランプ７には、通電するための電気リード線
３０が設けられているが、この電気リード線３０は、紫
外線ランプ７の上部および下部から導き出したもの、も
しくは紫外線ランプ７の片端から導き出したものなどの
構成が可能である。

【００１６】水遮断体２３の材質は、石英、フッ素樹脂
、紫外線透過ガラスの群より選択した１種以上であるが
、好ましくは石英もしくはフッ素樹脂を流水路側にコー
トした石英がよい。これは、石英や、フッ素樹脂は紫外
線の透過が特に優れていることと、もし石英が割れても
フッ素樹脂でコートしてあれば割れ目から水がもれるこ
ともなく、また割れた石英片が水の中に入る心配がなく
なるためである。一方、紫外線ランプ７の照射を受ける
容器２６の中を浴槽の水がワンパスで通過する時間と、
紫外線ランプ７の紫外線放射照度の積は１０〜１０５μ
ｗｓｅｃ　／ｃｍ２　が最適であり、この容器は横太り
よりも縦長がよい。なお、この紫外線放射照度は、紫外
線ランプ光源より１ｍ離れた位置に１ｃｍ２　の受光面
を設けた場合の受光面における放射強度である。

【００１７】図６は、本発明の他実施例である濾過材の
斜視図である。濾過用フィルター６は、流水性のある円
筒形コア４１の周囲に繊維束４２を複数層巻いて、円筒
形コア４１に向かって５μｍの孔を無数形成している。 この濾過フィルター６の孔径は、１〜１００μｍ、好ま
しくは２〜４０μｍである。これは、この孔径が最もよ
く湯垢などを除去するからである。一方、気孔率は、多
いほどよく水が流通するが、材料強度のかねあいより２
０〜５０％とした。また繊維束４２は、毛羽立ちの多い
短繊維糸を複数使用して撚糸した集束構成であり、この
繊維束の巻目重なり４３に規則性をもたせて空隙４４を
形成した。繊維束４２の材質は、ポリプロピレン、コッ
トン、ポリエステル、アクリル、レーヨン、セルロース
、ナイロンの群より選択した１種以上であるが、耐久性
に優れたポリプロピレンが望ましい。

【００１８】次に、噴流装置１２を風呂水循環流路へ配
置した構成の実施例を図７に示す。噴流装置１２は、風
呂循環路３ｂの復路出口部１１に配置されている。その
構成は、ノズル５１より噴射して得られるジェットを混
合室５２に吹き込み、その周辺に生じる真空によって空
気流通口１３から空気を吸い込み、それをジェットに伴
って吐出口５３から浴槽２内に吐出する。一方、混合室
５３の周辺には、フィルターユニット５４の流出口５５
が配置され、前述のジェットによって生じた真空によっ
て湯垢を除去された水が吸い込まれ、それをジェットに
伴って方向が任意に変えられる吐出口５３から浴槽２内
に吐出される。なお、フィルターユニット５４には金網
などのフィルター５６が流路途中に配置され、浴槽水が
通過することにより髪の毛などが除去される。

【００１９】次に、浴槽の水を循環する強制循環流路に
塩基性物質が主成分で、その形状を断面トユ状とすると
ともに弓状に湾曲させた鉱物質に人工的に培養された好
気性菌と嫌気性菌と菌活性化物質を付着させた水浄化モ
ジュルと濾過モジュルと殺菌モジュルを配置した本発明
の風呂水浄化装置の効果を下記の実験で判定した。

【００２０】実験に用いた浴槽は、２００ｌの内容積を
もつステンレス製のもので水温はヒーターとサーモスタ
ットで４２±１℃に保つようにした。さらに、水浄化装
置１に用いた水浄化モジュル１０は、６ｌの内容積をも
つアクリル樹脂の円筒形のもので中には前述の高炉水砕
を原料とした断面トユ状で弓状に湾曲させたセラミック
を有機物を分解する好気性菌、嫌気性菌と活性化物質の
固定床に用いた。前記の各細菌群と活性化物質の混合物
としては、（表２）に示す組成の細菌群とサボニンの混
合粉末を水浄化モジュル１ｌ当たり０．１ｇの割合で添
加して使用した。

【００２１】

【表２】

【００２２】また、殺菌装置８は、１ｌの内容積をもつ
ステンレス製容器２６の中心部に、水遮断体であるフッ
素樹脂を流水路側にコートした石英管２３を配置し、こ
の石英管２３の空間部２２に１３ｗ出力（紫外線放射照
度４９μｗｓｅｃ　／ｃｍ２　）の防水型紫外線ランプ
７を配置したものである。つぎに、濾過用フィルター６
は、短繊維糸を使用し繊維束４２の巻目重なりに規則性
をもたせ、円周方向に１３個の空隙４４を形成した巻い
たパイプ状のもので、その大きさは内径２９ｍｍ、外径
６２ｍｍ、長さ２５２ｍｍである。この濾過フィルター
の孔径は、２〜４０μｍで気孔率４０％のものを４本使
用した。さらに、噴流装置で３０ｌ／ｍｉｎ　の水と、
１ｌ／ｍｉｎの空気を浴槽に噴射した。

【００２３】実験は、成人男子４人が入浴した２００ｌ
の風呂水（４１℃）を３０ｌ／ｍｉｎの循環流量で浄化
し、各経過時間ごとのＮＨ４　＋　量を測定した。その
結果を図８に示す。次に、同じく成人男子４人が入浴し
たＰＨ５．２の２００ｌの風呂水（４１℃）を３０ｌ／
ｍｉｎ　の循環流量で浄化し、各経過時間ごとのＮＨ４
　＋　量を測定した。その結果を図９に示す。さらに、
上記構成の水浄化モジュル１０と従来の火成岩の粒子を
充填した水浄化モジュルを家庭用浴槽に取りつけて市場
モニターを行った。実験は、入浴後３０分間と毎時間１
０分間３０ｌ／ｍｉｎ　の循環流量で浄化するパターン
で長期間モニターを行っており、入浴人数ごとの浄化モ
ジュルの圧力損失を測定した。その結果を図１０に示す
。

【００２４】図８は、本発明の人工的に培養された細菌
群とサボニンの混合物を使用した場合（Ｉ）ＮＨ４　＋
　は最初から除去できるが、自然発生菌にたよった場合
（ＩＩ）ＮＨ４　＋　は最初から除去できなかった。ま
た、図９より本発明の風呂水浄化装置（Ｉ）は、ＰＨの
低い風呂水でもすぐ中和してＰＨが８程度になるので風
呂水中の有機物を分解する微生物の活性が高くＮＨ４　
＋　をすぐ分解する。これに対して、従来の火成岩を使
用した風呂水浄化装置（ＩＩ）は、ＰＨの低い水では微
生物が有機物を分解しないので風呂水がきれいにならな
かった。さらに、図１０より本発明の水浄化モジュル（
Ｉ）は、家庭用浴槽でモニターしても長期間圧力損失が
ないが、従来の水浄化モジュル（ＩＩ）は、すぐ圧力が
大きくなって風呂水の循環流量が低下してしまった。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明の風呂水浄化装置に
よれば次の効果を得ることができる。 （１）人工的に培養された風呂水中の有機物を分解する
細菌群とその活性化物質であるサボニンの混合物を使用
しているので、最初から風呂水中の有機物を分解してき
れいな水にすることができる。 （２）微生物を活用して風呂水中の有機物を分解する水
浄化モジュルに塩基性物質を主成分とするセラミックを
微生物の固定床に使用しているので、有機物を分解して
酸が生成しても微生物が付着している固定床の周囲はＰ
Ｈの低下がないので微生物の高活性が維持できる。さら
に従来の水浄化モジュルは、ＰＨの低い水質では微生物
で有機物を分解できなかったが、本発明の水浄化モジュ
ルはＰＨの低い水でも有機物を分解することができる。 （３）一般に鉱物質の形状としては、球形とか円筒状と
か板状とかが考えられるが、同じ鉱物質の体積で表面積
が最も広いのは板状である。しかしながら板状のものを
水浄化モジュルに内蔵した場合は、鉱物質が重なり合い
水に接触しない部分が生じる可能性がある。本発明の鉱
物質は、板状の物をトユ状とし、かつ弓状に湾曲させて
いるので重なり合うことがなく、浄化モジュル内での水
との接触面積も最も広くできる。また、水流が鉱物質の
どの面にあたっても水流方向に流れるので鉱物質による
抵抗が極めて少なくなるので、強制循環用のポンプの出
力が小型でよく、また消費電力の少ない水浄化装置が得
られる。さらに、個々の鉱物質の端部で接触して積み重
ねられるので部分部分による水流の抵抗値のバラツキが
少なく、水浄化モジュル内の水の流れが均一化する。し
たがって、浄化モジュル内で微生物が広い面積で均一に
培養できるので、効率の良い水浄化装置とすることがで
きる。その結果、小型コンパクトにすることができる。 （４）本発明の水浄化装置に使用した紫外線ランプは、
対象物に何らの化学物質を加えることなく、極めて短時
間に一過性の効果的な殺菌が行えるので、従来のオゾン
のように有機物を分解する微生物や人体に害を与えるこ
となく風呂水中の不用な細菌を滅菌することができる。 （５）本発明の風呂水浄化装置は、円筒形コアの周囲に
繊維束を複数層巻いた構成の濾過用フィルターを設置す
る構成であるため、円筒形コアに向かって無数の長い曲
がりくねった水流路が同フィルター内に形成される。そ
のため、濾過用フィルターの濾過面積が増加し、それに
ともない圧力損失の低下と寿命の向上がはかれる。また
、濾過用フィルターは、繊維束を毛羽立ちの多い短繊維
糸を集束して構成するとともに、この繊維束の巻目重な
りに規則性をもたせて空隙を形成した巻き方であるので
、水流路となる空隙の径を大きくコントロールすること
ができ、さらに短繊維束の毛羽立ちが微粒子を効率よく
除去できる。 （６）また、本発明は、循環流路に噴流装置を配置して
浴槽の中に空気の泡を吹き込んでいるので、水浄化モジ
ュルの微生物がこの空気中の酸素により風呂水中の有機
物を効率よく分解する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の風呂水浄化装置を浴槽に応
用した断面図

【図２】本発明の風呂水浄化装置の水浄化モジュルに内
蔵する個々の鉱物質の側面図

【図３】図２のａ−ｂ断面図

【図４】上記鉱物質の斜視図

【図５】同装置で用いる殺菌モジュルの断面図

【図６】
濾過フィルターの斜視図

【図７】噴流装置の断面図

【図８】本発明の風呂水浄化装置の特性図

【図９】同装
置の特性図

【図１０】同装置の特性図

【図１１】水浄化微生物の活性と水のＰＨとの関係図

【
図１２】従来の風呂水浄化装置を浴槽に応用した断面図

【符号の説明】

１　　水浄化装置 ２　　浴槽 ３ａ，３ｂ　　循環流路 ６　　濾過材 ７　　紫外線ランプ ９　　鉱物質 １１　　噴流装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浴槽の水を循環する強制循環流路に塩基性
   物質を主成分とする鉱物質から成る水の浄化モジュルと
   、風呂水を濾過する濾過モジュルと、風呂水を殺菌する
   殺菌モジュルとを備え、前記水の浄化モジュルは、水浄
   化用バクテリアの濃縮菌とバクテリア活性化物質を有し
   た風呂水浄化装置。
2. 【請求項２】バクテリアとバクテリア活性化物質として
   好気性細菌、嫌気性細菌の濃縮菌とサボニンなどを使用
   した請求項１記載の風呂水浄化装置。
3. 【請求項３】鉱物質は、カルシウムもしくはマグネシウ
   ムの酸化物、ケイ酸塩、アルミン酸塩、炭酸塩の群より
   選択した少なくとも一種を含むセラミックでその形状を
   断面トユ状とするとともに弓状に湾曲させかつ略一定の
   寸法とした請求項１記載の風呂水浄化装置。
4. 【請求項４】殺菌モジュルは内部に空間部を有する水遮
   断体と、この水遮断体の空間部に配置された循環流路の
   水を殺菌する紫外線ランプを備えた請求項１記載の風呂
   水浄化装置。
5. 【請求項５】濾過モジュルは、孔径１〜１００μｍのフ
   ィルターを備えた請求項１記載の風呂水浄化装置。
6. 【請求項６】循環流路に、噴流装置もしくは気泡発生装
   置を付与した請求項１記載の風呂水浄化装置。