JP2002102857A - 用水の浄化処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 用水中に有害な物質を残さず、メンテナンス
のコストや手間を低減し、鉄分の付着がなく効率的に良
質の用水を得ることができる技術を提供する。 【解決手段】 用水に低周波交流磁束を印加してこの用
水における溶融物のイオン化を促進し磁化水とするため
のコイル２と、コイル２に低周波交流電流を供給するた
めの低周波交流電流発生器１６と、用水にマイナス直流
高電圧を印加するための電極１１と、電極１１にマイナ
ス直流高電圧を供給するための高電圧発生器１５とを備
えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気および磁気的に
用水を浄化処理する方法およびそれに使用する浄化処理
装置に関し、特に、上水道水、井戸水、雨水、その他生
活用水、工業用水、畜産用飲料水、産業用水などの種々
の用水を浄化するのに好適な用水の浄化処理方法および
浄化処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から家庭用の上水道、井戸水、また
はビルやマンションなどの受水槽の水、あるいは畜産用
水、工業用水などを浄化処理する方法として、種々の処
理方法が用いられてきた。例えば、井戸水や受水槽ある
いはプールなどにおける雑菌の混入や藻類の繁殖に対し
ては、塩素や他の薬物を投入する薬物処理手段やフィル
タにより雑菌を除去する濾過手段などが主に用いられて
いる。また、各種給水用水設備においては、赤錆の発生
や水垢の付着が設備の機能低下や寿命の低下、水質の悪
化を招くなどの問題があり、これら問題に対しては、例
えば定期的な清掃を行う清掃手段、薬剤を投入して水質
を改善する薬物処理手段、あるいは強力な磁力を持つ永
久磁石を水路に付設して、それが発生する磁場を用水に
印加する磁化処理手段などが用いられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薬剤を
投入する方法では水にその薬剤が混入したまま残留し、
また他のミネラル分や金属イオン、あるいは有機物など
と結合、化合し他の有害な物質を作り出す恐れがあり、
健康に対しては全て無害とは云えず、更に環境を悪化さ
せる一因ともなっている。また、フィルタなどによる濾
過処理は効率的であるが、定期的なフィルタの交換が必
要でありコストや手間が掛かり、かつ有用なミネラルな
ども一緒に除去してしまう欠点がある。更に定期的な清
掃では、コストや手間が掛かり過ぎ、かつ根本的な問題
解決にはならない。また、永久磁石を用いる磁化処理方
法は近年急速に増加し、水処理手段としては比較的有効
でコストや手間も掛からず様々な装置が提案されている
が、その効果を挙げるためにその取り付けを流路内にし
なければならないなどの欠点がある。しかも永久磁石で
あるため鉄分が付着し、かえって配管の閉塞を引き起こ
したり不純物が付着して不衛生となる場合がある。か
つ、効果を挙げるためには用水は何度も磁場中を循環さ
せる必要があり効率的でないなどの問題があった。

【０００４】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたものであって、用水中に有害な物質を残さ
ず、かつ鉄分の付着を防止して流路内を常に清潔にで
き、水流が停止しているときにも効果を発揮して常に良
質の用水を得ることができ、またメンテナンスのコスト
や手間を低減できるようにした用水の浄化処理方法およ
びそれに使用する浄化処理装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を解決するため
の手段として本発明請求項１記載の用水の浄化処理方法
にあっては、用水に低周波域の交流磁束を印加すること
により、前記用水に含まれるミネラル分、塩類を電離イ
オン化し、かつ磁化した磁化水を得ることを特徴とす
る。

【０００６】請求項２記載の用水の浄化処理方法にあっ
ては、請求項１記載の用水の浄化処理方法において、前
記低周波域の周波数を２０ｋＨｚ以下の周波数のいずれ
かの周波数とすると共に、水質に合わせて周波数を選択
または固定して使用することを特徴とする。

【０００７】請求項３記載の用水の浄化処理方法にあっ
ては、請求項１記載の用水の浄化処理方法において、前
記低周波域の周波数を２０ｋＨｚ以下の範囲で任意に変
調させ、または磁束の印加区間内における水流の速度に
合わせた周期で連続可変させて使用することを特徴とす
る。

【０００８】請求項４記載の用水の浄化処理方法にあっ
ては、請求項１ないし請求項３のうちいずれかの項に記
載の用水の浄化処理方法において、前記低周波域の交流
磁束を発生させるためにコイルに印加する低周波交流電
流の波形を、用水の水質または流速に合わせて正弦波、
矩形波、三角波、鋸歯状波、階段状波、その他各種波形
の単独または組み合わせの波形とすると共に、その周波
数を選択または固定して使用することを特徴とする。

【０００９】請求項５記載の用水の浄化処理装置にあっ
ては、処理する用水の水路と、この水路中に交流磁束を
印加するためのコイルと、このコイルに低周波交流電流
を供給して交流磁束を発生させるための低周波交流電流
発生器を備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項６記載の用水の浄化処理方法にあっ
ては、用水にマイナスの直流高電圧を印加しマイナスイ
オンを発生させて前記用水をマイナスイオン化すること
により、前記用水に滅菌作用および還元作用を付加する
ことを特徴とする。

【００１１】請求項７記載の用水の浄化処理装置にあっ
ては、処理する用水の水路と、この水路中の用水にマイ
ナス直流高電圧を印加するための電極と、この電極にマ
イナス直流高電圧を供給するための高電圧発生器とを備
えたことを特徴とする。

【００１２】請求項８記載の用水の浄化処理装置にあっ
ては、請求項７記載の用水の浄化処理装置において、前
記マイナス直流高電圧を印加する電極を炭素系材質のも
ので形成したことを特徴とする。

【００１３】請求項９記載の用水の浄化処理装置にあっ
ては、請求項７または請求項８に記載の用水の浄化処理
装置において、前記電極を海綿状、織布状、不織布状、
網目状、または中空糸状などの微細構造を持ち広い表面
積を有する構造としたことを特徴とする。

【００１４】請求項１０記載の用水の浄化処理装置にあ
っては、用水に低周波交流磁束を印加してこの用水にお
ける溶融物のイオン化を促進し磁化水とするためのコイ
ルと、このコイルに低周波交流電流を供給するための低
周波交流電流発生器と、さらに前記用水にマイナス直流
高電圧を印加するための電極と、この電極にマイナス直
流高電圧を供給するための高電圧発生器とを備えたこと
を特徴とする。

【００１５】

【発明の作用および効果】本発明請求項１記載の発明に
あっては、処理すべき水に対して交流磁束を印加するこ
とにより、前記の水の分子および水に含まれるミネラル
分、塩類、有機物などの粒子、分子を細分化、イオン化
すると共に前記の水を磁化し、磁化水を得るものであ
る。従って、本発明の用水の浄化処理方法にあっては、
交流磁束を採用したため、常に磁束の方向と強さが変化
するので鉄分の付着を防止すると共に、水流の速度や方
向に無関係に常に一定した浄化処理を行い、良質の用水
を安定的に低コストで得ることができるという効果が得
られる。

【００１６】請求項２記載の発明では、用水に低周波交
流磁束を印加するための周波数を、用水の水質および混
入物の種類や粒子の大きさなどで異なるイオン化に最適
な周波数を十分含む２０ｋＨｚ以下とすると共に、その
用水の特性に合わせて周波数を選択または固定して使用
する。尚、この周波数の低い方としては１ｋＨｚ位まで
が有効に使用できる。従って、本発明の用水の浄化処理
方法にあっては、用水の水分子および混入物の粒子や分
子に効果的に働きかけ、より確実にミネラル分や塩類、
有機物などの細分化、イオン化、磁化をし、良質の用水
を得ることができるという効果が得られる。

【００１７】請求項３記載の発明では、低周波交流磁束
を印加するための周波数を前記のように２０ｋＨｚ以下
とする。ここで、磁束の印加区間内における水流の速度
に合わせた周期とは、用水に対して交流磁束を印加でき
るのは用水が印加コイルの間を通過する間だけであるの
で、水流が印加コイルを一端から他端に抜ける時間Ｔに
対し周波数を変化させる時間Ｔｆを、Ｔ＝Ｔｆ×Ｎ（Ｎ
は整数）とすることにより、その水流の全域に渡って一
様に周波数変化した交流磁束を印加することができるこ
とを示している。このように周波数を変調、即ち水流の
速度に合わせた周期で周波数を連続可変させることで、
用水中のミネラル分や塩類など様々な形態のものを残す
ことなくイオン化するのに対応できる。従って、本発明
の用水の処理浄化方法にあっては、水質に合わせた周波
数の選択を不要としながら良質の用水を得ることができ
るという効果が得られる。

【００１８】請求項４記載の発明では、低周波交流電流
の波形を水の水質および混入物の種類や粒子の大きさに
合わせて、正弦波、矩形波、三角波、鋸歯状波、階段状
波、その他の各種波形の単独または、組み合わせた波形
とすると共に、その周波数を選択または固定して発生さ
せた磁束中を通過させる。従って、本発明の用水の浄化
処理方法にあっては、水分子および混入物の粒子や分子
に効果的に働きかけ、より確実に細分化、イオン化、磁
化し、様々な原水から良質の用水を得ることができると
いう効果が得られる。

【００１９】請求項５記載の発明では、低周波交流電流
発生器から低周波交流電流をコイルに供給し、このコイ
ルの交流磁束中に用水を通過させる。従って、本発明の
用水の浄化処理装置にあっては、水路への鉄分の付着を
防いで、用水を磁化することができ、かつ水流の速度や
水質、混入物の違いに関わらず効果的に前記水分子およ
び混入物の粒子や分子に働きかけ、より確実に細分化、
イオン化、磁化し、良質の用水を得ることができるとい
う効果が得られる。

【００２０】請求項６記載の発明では、処理する水にマ
イナスの直流高電圧を印加することにより、マイナスイ
オンを発生させ、前記の水をマイナスイオン化水とす
る。従って、本発明の用水の浄化処理方法にあっては、
有害物質の残留または生存をさせない滅菌作用および還
元作用を付加した良質の用水を得ることができるという
効果が得られる。

【００２１】請求項７記載の発明では、高電圧発生器か
らマイナス高電圧を電極に供給し、水路中でこの電極で
用水にマイナス高電圧を印加させる。従って、本発明の
用水の浄化処理装置にあっては、有害物質の残留または
生成をさせない滅菌作用および還元作用を付加し良質の
用水を得ることができるという効果が得られる。

【００２２】請求項８記載の発明では、炭素系材質のも
ので形成した電極により、用水にマイナス直流高電圧を
印加する。従って、本発明の用水の浄化処理装置にあっ
ては、このため、処理中の用水中に有害な金属イオンの
溶出を防止し、用水に有害な物質が混入または生成され
ることを防止することにより、良質の用水を得ることが
できるという効果が得られる。

【００２３】請求項９記載の発明では、マイナス直流高
電圧を用水に印加する電極を、海綿状、織布状、不織布
状、網目状、または中空糸状などの微細構造を持ち広い
表面積を有する構造としている。従って、本発明の用水
の浄化処理装置にあっては、水との接触面積を大きく
し、効率的にマイナスの電荷を水に付与することによ
り、効率的に用水のマイナスイオン化を行うことができ
るという効果が得られる。

【００２４】請求項１０記載の発明では、低周波交流電
流発生器から低周波交流電流をコイルに供給し、このコ
イルの交流磁束中に用水を通過させ、更に高電圧発生器
からマイナス高電圧を電極に供給し、水路中でこの電極
で前記用水にマイナス高電圧を印加させる。従って、本
発明の用水の浄化処理装置にあっては、赤錆および水垢
の付着を防止する、イオン化および磁化処理と滅菌作
用、還元作用を付加するマイナスイオン化処理を同時に
行うことができまた、相乗効果により処理効果が高ま
り、確実に浄化処理し、良質の用水を効率的で安定的に
低コストで得ることができるという効果が得られる。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づいて本発明の用
水の浄化処理方法および装置について好ましい実施の形
態を詳細に説明する。図１は実施の形態の用水の浄化処
理方法および装置の構成を示している。同図において、
１は未処理の用水（原水）入口を電気的に開閉する自動
バルブ、２は自動バルブ１に連通した水路管１７を挿通
したコイル、３はコイル挿通後の水路管１７に連通した
入力側磁化器、４は入力側磁化器に連通した塩素除去
器、６は受水槽である。

【００２６】前記コイル２は、図２，図３にも示すよう
に内径側に水路管１７を挿入し、別置きの低周波交流電
流発生器１６から低周波交流電流を供給されることによ
って低周波交流電流信号器２ａを形成している。前記入
力側磁化器３は、非磁性材料によって両端フランジ型の
管状体に成形されており、このフランジ間の外周であっ
て管を挟む対角線上に２個を１対とした永久磁石を複数
列装着させている。前記塩素除去器４は、内部に活性炭
が充填されたものである。

【００２７】前記受水槽６はステンレス製とし、内部は
上部空間のみ連通した状態で中仕切り板２０によって第
１室６ａ，第２室６ｂの２室に分割されており、前記塩
素除去器４は第１バルブ５ａを介してこの第１室６ａに
連通されている。また、前記受水槽上部には、水面レベ
ルを調整するためのフロースイッチ７が設けられてお
り、前記自動バルブ１などをコントロールして水面レベ
ルを調整する。用水は第１室６ａから第２室６ｂ側へオ
ーバーフローする。８は第２室６ｂに取り付けられた紫
外線殺菌灯装置である。

【００２８】１０は圧力容器であり、この上部が第３バ
ルブ５ｃと循環用ポンプ９を介し前記受水槽６の第２室
６ｂ底部に連通されている。下部は漏斗状に形成され第
２バルブ５ｂを介して受水槽６の第１室６ａに連通され
ている。また、前記圧力容器１０には、図５にも示すよ
うに、高電圧発生器１５からマイナス高電圧を供給され
る電極１１が上部側に内挿され、下部漏斗状部分にはひ
だ状の表面を有し磁性材料を含有するセラミックボール
１２ａが多数乱積み状態で充填され出力磁化器１２が形
成されている。前記電極１１は、炭素系材質のもので海
綿状、織布状、不織布状、網目状、または中空糸状など
の微細構造を持ち広い表面積を有する構造とする。

【００２９】１３は供給ポンプであり、浄化された用水
を受水槽６の第２室６ｂ下部から取り出し第４バルブ５
ｄを介して外部に供給する。尚、本実施の形態では、上
記電気的処理部分を一体化して電気処理盤１４として設
けている。

【００３０】次に、本実施の形態の作用を説明する。井
戸水や水道水などの原水は、原水入口の電動式自動バル
ブ１を通って低周波交流電流信号器２ａ（コイル２）に
送られる。この低周波交流信号器２ａについては、低周
波交流電流発生器１６の出力を、低周波域の周波数を２
０ｋＨｚ以下の周波数の何れかの周波数とすると共に、
水質に合わせて周波数を選択または固定して使用する。
この場合、水質および混入物の種類や粒子の大きさに合
わせて、前記出力波形を図４に示す正弦波１８ａ、矩形
波１８ｂ、三角波１８ｃ、鋸歯状波１８ｄ、階段状波１
８ｅ、その他の各種波形の単独または、組み合わせた波
形とする。

【００３１】また、低周波域の周波数を２０ｋＨｚ以下
の周波数の範囲で変調、すなわち周波数を水流の速度に
合わせた周期で連続可変させることにより、水質に合わ
せた周波数の選択を不要とし、低周波を発振して有害浮
遊物分子と液体分子とに分離し、処理すべき水に対して
交流磁束を印加することにより、前記の水の分子および
水に含まれるミネラル分、塩類、有機物などの粒子、分
子を細分化、イオン化すると共に磁化し、１次処理の磁
化水を得る。前記低周波交流電流信号器２ａによる磁束
は交流磁束であるため、常に磁束の方向と強さが変化す
るので鉄分の付着を防止し、水流の速度や方向に無関係
に常に一定の効果を得ることができる。

【００３２】次に、前記１次処理の磁化水は、入力側磁
化器３に送り込まれる。入力側磁化器３については、前
記したように非磁性材料から成型されたフランジ間の水
路管壁の外部に管を挟むように対角線上に２個を１対と
した永久磁石を複数列装着していることから、水路管１
７の中に流れる１次処理の磁化水の水流と概略直角な磁
力線を発生させることとなり、この水路管を通過するこ
とにより２次処理の磁化水となり、その磁化の程度が高
くクラスターと呼ばれる水分子の集団が通常の水に比較
して、遥かに小さくなるために、原水中の雑菌や大腸菌
および有害浮遊物を確実に分離した磁化水となる。これ
により２次処理の磁化水は細かな分子が網の目のように
寄り集まっているため、雑菌がこの網の目に捕えられて
繁殖しにくくなり、結果的に死滅する。

【００３３】この２次処理の磁化水は塩素除去器４に送
られる。塩素除去器４は活性炭により塩素を除去し水道
水特有の臭みを取り除く。前記磁化および塩素除去され
た２次処理の磁化水は、第１バルブ５ａを介して受水槽
６の第１室６ａに貯められる。この受水槽６はフロース
イッチ７により前記バルブ１などをコントロールして水
面レベルを調整する。前記第１室に流入した２次処理の
磁化水は、中仕切り板２０をオーバーフローして第２室
へと流入して貯留され、そこで紫外線殺菌灯装置８によ
り常時殺菌される。これにより、仮に受水槽６に残存し
ている雑菌があっても完全に死滅させられる。

【００３４】前記第２室６ｂに貯留された２次処理の磁
化水は、さらに受水槽６の底面側から第３バルブ５ｃを
介して循環用ポンプ９により、圧力容器１０の上部に圧
送される。この圧力容器１０では、２次処理の磁化水
は、まず電極１１を通過するとき高電圧発生器１５から
供給されるマイナス直流高電圧が印加される。図６は電
極１１にプラスイオンが帯電され用水がマイナスイオン
化される状態を示している。前記電圧としては、１〜１
０ｋＶであるが、本実施の形態では８ｋＶを採用してい
る。尚、飲料用水としては１〜５ｋＶ程度がおいしく感
じられるのであるが、滅菌を主目的とするならばもう少
し高くて５〜１０ｋＶ位が適当であり、これ以上高くて
も効果はあるが、あまり高くなると安全面で取扱が困難
となり、さらにコストの面でも不利となる。このように
用水にマイナス直流高電圧を付与することにより、磁化
水中に有害物質の残留または生成をさせずに滅菌作用お
よび還元作用を付加することができる。また、出力側磁
化器１２は漏斗形状として内部充填のセラミックボール
１２ａは襞状表面をなして接触表面積を大きくし、漏斗
形状の中に乱積み状態となっていることから、水流を乱
流とさせると共に、漏斗形状の出口口径により水流の速
度をより早くして、乱流と流速との相乗効果により磁化
処理効果が高まり、確実に処理することができる。この
３次処理の磁化水は、再度受水槽６の第１室６ａに戻さ
れた後、前記の様に循環水路により、繰り返しマイナス
イオン化および磁化作用をさせるため、従来のように静
水を存在させないので不衛生にはならないで、飲料など
に最適な磁化水およびマイナスイオン化優勢水となる。
そして、必要に応じ、第２室６ｂの磁化水は、飲料水、
生活用水、工業用水、畜産用飲料水、産業用水などの種
々の用水として第４バルブ５ｄを通して、給水ポンプ１
３により適宜使用水量に応じて必要箇所に給水される。

【００３５】以上説明してきたように、本実施の形態に
係る用水の浄化処理方法および処理装置によれば、磁化
処理部とマイナスイオン化処理部、および循環処理部と
の併用としたことにより、より強いイオン化、磁化によ
り原水中の雑菌や大腸菌および有害浮遊物を確実に分離
除去できると共に、滅菌および、マイナスイオン化を行
うことができ、従来のように静水状態の水槽に較べ、不
衛生になってしまうこともない。また磁化器により極め
て細分化された分子となり極めて安定した、飲料に最適
なマイナスイオン化優勢の磁化水を得ることができる。
また、鉄分の付着を防止して流路内を常に清潔にでき、
水流が停止しているときにも効果を発揮して常に良質の
用水を供給することができるなどの効果が得られる。

【００３６】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明の具体的構成はこの実施の形態に限定される
ことはなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更な
どがあっても、本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態に係る用水の浄化処理装置を
示す構成図である。

【図２】図１の入力水路に設けられるコイルによる低周
波交流電流信号器の水路方向を示す模式図である。

【図３】（イ）は図２の水路縦方向断面の処理手段を示
す模式図、（ロ）は同横方向断面の処理手段を示す模式
図である。

【図４】実施の形態の低周波交流電流の波形を示すグラ
フである。

【図５】図１の循環水路に設けられるマイナス直流高電
圧電極装着の圧力容器を示す縦断面図である。

【図６】図５の電極の帯電状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 自動バルブ ２ コイル ２ａ 低周波交流電流信号器 ３ 入力側磁化器 ４ 塩素除去器 ６ 受水槽 ７ フロースイッチ ８ 紫外線殺菌灯装置 ９ 循環用ポンプ １０ 圧力容器 １１ マイナス高電圧印加用電極 １２ 出力磁化器 １５ 高電圧発生器 １６ 低周波交流電流発生器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 用水に低周波域の交流磁束を印加するこ
   とにより、前記用水に含まれるミネラル分、塩類を電離
   イオン化し、かつ磁化した磁化水を得ることを特徴とす
   る用水の浄化処理方法。
2. 【請求項２】 前記低周波域の周波数を２０ｋＨｚ以下
   の周波数のいずれかの周波数とすると共に、水質に合わ
   せて周波数を選択または固定して使用することを特徴と
   する請求項１記載の用水の浄化処理方法。
3. 【請求項３】 前記低周波域の周波数を２０ｋＨｚ以下
   の範囲で任意に変調させ、または磁束の印加区間内にお
   ける水流の速度に合わせた周期で連続可変させて使用す
   ることを特徴とする請求項１記載の用水の浄化処理方
   法。
4. 【請求項４】 前記低周波域の交流磁束を発生させるた
   めにコイルに印加する低周波交流電流の波形を、用水の
   水質または流速に合わせて正弦波、矩形波、三角波、鋸
   歯状波、階段状波、その他各種波形の単独または組み合
   わせの波形とすると共に、その周波数を選択または固定
   して使用することを特徴とする請求項１ないし請求項３
   のうちいずれかの項に記載の用水の浄化処理方法。
5. 【請求項５】 処理する用水の水路と、この水路中に交
   流磁束を印加するためのコイルと、このコイルに低周波
   交流電流を供給して交流磁束を発生させるための低周波
   交流電流発生器を備えたことを特徴とする用水の浄化処
   理装置。
6. 【請求項６】 用水にマイナスの直流高電圧を印加しマ
   イナスイオンを発生させて前記用水をマイナスイオン化
   することにより、前記用水に滅菌作用および還元作用を
   付加することを特徴とする用水の浄化処理方法。
7. 【請求項７】 処理する用水の水路と、この水路中の用
   水にマイナス直流高電圧を印加するための電極と、この
   電極にマイナス直流高電圧を供給するための高電圧発生
   器とを備えたことを特徴とする用水の浄化処理装置。
8. 【請求項８】 前記マイナス直流高電圧を印加する電極
   を炭素系材質のもので形成したことを特徴とする請求項
   ７記載の用水の浄化処理装置。
9. 【請求項９】 前記電極を海綿状、織布状、不織布状、
   網目状、または中空糸状などの微細構造を持ち広い表面
   積を有する構造としたことを特徴とする請求項７または
   請求項８に記載の用水の浄化処理装置。
10. 【請求項１０】 用水に低周波交流磁束を印加してこの
    用水における溶融物のイオン化を促進し磁化水とするた
    めのコイルと、このコイルに低周波交流電流を供給する
    ための低周波交流電流発生器と、さらに前記用水にマイ
    ナス直流高電圧を印加するための電極と、この電極にマ
    イナス直流高電圧を供給するための高電圧発生器とを備
    えたことを特徴とする用水の浄化処理装置。