JP2004074133A - 全自動浄化活性水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、水の浄化活性化作用を効率よく、圧力損失による流量の減少を防止しながら、活性水の生成装置の簡素化、長期間効率よく持続させることができる水の浄化装置を提供することにある。
【解決手段】給水管４が連結された上部空隙部１２および下部空隙部１３を備えた軟水化剤収納容器１に、接続管５により連結された上部空隙部２５および下部空隙部２４を備えた岩石収納容器２が接続され、さらに接続管６により、トルマリン収納容器３が連結されており、場合により、岩石収納容器２中にトルマリン収納容器が内蔵された構造からなり、これに活性水を排出する排水管７を設けることにより、生成した活性水を排出するようにした全自動浄化活性水生成装置。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に家庭用、工業用、農畜産用等の多くに用途において、飲食用水や洗浄水に使用すると活性作用を有する水（浄化活性水）を、浄化装置内を通過する水圧の圧力損失が少なく、しかも効率的に浄化活性水を連続的に、しかも自動的に製造する、全自動浄化活性水の生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】日常一般家庭や、工業用、農畜産では多量の水道水を飲料や洗浄水に用いているが、水道水の塩素殺菌による人体への影響、塩化ビニル樹脂パイプからの溶出する可塑剤の影響、鉛管、鉄管などの金属パイプから溶出する金属イオンによる健康への影響、煤煙、排気ガスなどからの有害物による汚染、家庭、工場から排出される洗剤による汚染など、環境汚染による問題が社会問題となっている。
また、河川、湖水、或いは地下水のような天然水は、現状では汚染が進み、そのまま飲料水や洗浄水に用いることが危険であるばかりか、工業用水、農畜水産用に用いることも不安であるために、現状ではそのような諸問題に適正に対処できる有益な浄化活性水を供給する水処理技術が望まれている。
従来から、その浄化活性水を供給する解決策の手法の一つとして、イオン交換樹脂を内部に収納した軟水生成器と、トルマリン−金属系を収納するイオン生成器、およびマイナス電子を有する黒曜石（電極石）、真珠岩のような岩石を収納する岩石収納器を、連結管で順次直列に連結させることにより、浄化活性水を供給する水の製造装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水の浄化活性化作用を効率よく、圧力損失による流量の減少を防止しながら、活性水の生成装置の簡素化、軟水化剤収納用器、トルマリン系収納容器および岩石収納容器内における各収納物と水との接触を適正に均等にし、しかも長期間効率よく持続させることができるとともに、イオン交換樹脂、トルマリン、岩石等が失活後、それの交換或いは再生の為の取り出し、あるいは装填の操作が容易にできる水の浄化装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記発明の目的を達成するために本発明の解決手段として、イオン交換樹脂のような軟水化剤を内部に収納した軟水器として作用する軟水化剤収納容器において、容器の上部から浄化用の水を供給し、容器の中央部に垂直に配置した給水管を通じてイオン交換樹脂と均一に接触して生成した軟水を収納容器の底部から上部方向に吸い上げる構造を採ることにより達成したものである。
水を軟水化剤収納容器に上部から管で供給し、底部から管で給水する従来の構造では、イオン交換樹脂中に、イオン交換樹脂の疎な部分を通過する水脈ができ、通りやすい隙間だけを水が流れ、イオン交換樹脂の全体に水が均一に接触しないということにしばしば発生する。
本発明は、特にイオン交換樹脂を装填する軟水器として作用する軟水化剤収納容器、トルマリン系収納容器の上部から浄化用の水を供給し、収納容器の中央部に垂直に配置した給水管を通じて水を容器の底部から上部に吸い上げる構造を採ることにより圧損失が比較的少なく上記諸問題を解決することができたものである。
勿論、岩石収納容器の構造を、軟水化剤収納容器と同じようにすると、優れた効率が達成されるので、本発明の範囲に含まれる。
【０００５】
上記各収納容器のいずれも、アルミニウム、ステンレスのような防錆金属、プラスチック、強化プラスチック（ＦＲＰ）のような、無毒の耐水性、防錆性の材料から製造される。
この各収納容器の形状は、円筒形が最も好ましいが、四角形のような各種の任意の形状のものが採用できるが、生成装置の設置場所の大きさ、地形を考慮して任意の形態のものが採用できる。
その各収納容器の大きさ、寸法は、単位時間内に消費する活性水の量を考慮して決めるものであるが、一般家庭で消費するような程度のものでは、容器の直径、あるいは一辺が３〜５０ｃｍ程度の簡易構造のものから、直径または一辺が１〜２ｍにもなる大型設備の水槽に至る寸法のものまで採用することが可能であり、その収納容器の高さも１０ｃｍから２〜３ｍものまでが可能であるが、いずれにせよこの各収納容器の大きさは、単に活性水の単位消費量を考慮して決めるようなものである。
【０００６】
活水器として作用する軟水化剤収納容器１の詳細を図面に基づいて説明すると、図１に示すような軟水化剤収納容器１、岩石収納容器２、およびトルマリン収納容器３が、接続管５、６により連結された構造からなる。水は給水管４から収納容器１内に供給され、生成した活性水は排水管７より排出され、バルブ８により、その流量は調節される。
軟水化剤収納容器１内には、図２に示すようなイオン交換樹脂１１がそのまま、または袋またはカートリッジの形態で収納されている。イオン交換樹脂１１は、硬水に含まれるカルシュウムイオン、マグネシウムイオン、鉄イオンなどを除去して、軟水に変える。適正な実施態様は、イオン交換樹脂を収納した袋状ネットを、軟水化剤収納容器１の底部および上部に、水が自由に通過できるようにネット、リブ、孔を設けた下部多孔板１５、上部多孔板１６を設け、イオン交換樹脂１１が収納容器１外に流出または飛散することを防いでいる。さらに収納容器１内には、収納容器１の底部および上部には、下部多孔板１５、上部多孔板１６により形成される下部空隙部１３、上部空隙部１２が形成されており、収納容器１容量の約５〜２５容量％程度の空隙率で形成されている。この空隙部１２、１３の形成により、イオン交換能を高めるばかりでなく、収納容器１内を流れる水を一時滞留させ、水の流れを緩和し、均等流す役割を果たしている。また、イオン交換樹脂１１の取替えにも、袋またはカートリッジごと交換する際に、容器に空間部があるだけ、スペースに余裕があり、造作なく交換ができるから非常に便利である。
【０００７】
次に、岩石収納容器２に収納される岩石は、黒曜石、真珠岩、のようなものであり、通常マイナス電荷を有する岩石といわれる場合もあり、この岩石は、原石の場合でも有効であるが、これを熱処理して加工したものも有効に作用する。この岩石収納容器２は、好ましく軟水化剤収納容器１と同じ構造を採り、収納容器２の底部および上部に５〜２５容量％程度の空隙部２４、２５を設けた構造からなる。岩石２１が装填された岩石収納容器２とは、図４に見るとおり容器２に直接一例として黒曜石２１が装填されているが、予め黒曜石を装填した適当な袋、またはカートリッジを、複数その収納容器２内に配置することが黒曜石のような岩石の失活後の交換に便利である。
それを収納容器２に岩石を配置する場合に、水の流れをできる限り妨害せずに、しかも、圧力損失が発生しない程度に配置する。
【０００８】
トルマリン収納容器３の概要は図３に示す構造からなる。イオン生成の役割を果たす、このトルマリン収納容器３には、トルマリン単独は勿論のこと、トルマリン−金属系からなるものである。
このトルマリン−金属を詳細に説明すると、通常イオン生成器といわれる場合もあり、このトルマリンは単独は勿論の、トルマリンを比較的多量にセラミックと混合させ、８００℃以上で加熱したものが適切である。この金属とは、アルミニウム、ステンレス、銀などのものが考えられるが、トルマリンに対して、金属は１〜５０重量％程度混合すれば十分である。特に、アルミニウムはアルツハイマーに関係するという説に心配する場合には、ステンレスのような無毒の金属を選べばよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を実施例に基づいて図面を参照して説明する。
図１に示す生成装置は本発明の全体図であり、水を取り込む給水管４が連結されたイオン交換樹脂１１が装填された軟水化剤収納容器１に、接続管５により連結された黒曜石のような岩石２１が装填された岩石収納容器２が接続されており、これに、さらに接続管６により、トルマリン−金属が装填されたトルマリン収納容器３が連結されており、給水管４より供給された水は、活性水となり、トルマリン収納容器３に接続する排水管７より排出されるようになっている。この生成装置に、任意に水栓バルブ８が随所に設けられており、その流量を調整するようになっている。
図１では、軟水化剤収納容器１を一基、岩石収納容器２を一基、およびトルマリン−金属系収納容器３を、それぞれ一基づつ連結した典型的な基本的装置ではあるが、必要により、例えば、軟水化剤収納容器１を二基直列に接続するというように、その活性水の需要を満たす為の性能を考慮して、各容器の採用数は任意に調整し得る。
【００１０】
この軟水化剤収納容器１は、詳細には、図２に示すとおり、収納容器１に、イオン交換樹脂１１が装填されており、給水管４を通じて上部から水が供給されるようになっている。
均等に散水した状態で収納容器１の下部に水が流れるようになっている。収納容器１の下部に流れた水は、円筒状の収納容器１と同心円状に取水管１４により吸水され、接続管５へと送られる。取水管１４の一端は、収納容器１の底部に溜まる軟水を取水できるようになっている。収納容器１に下部空隙部１３が設けられており、収納容器１の底部に溜まる軟水をできる限り万遍に吸引することができるようになっている。収納容器１には、イオン交換樹脂の保持する為に、下部多孔板１５が設けられており、吸引された管内の水の層流を維持するとともに、イオン交換樹脂や不要なものを吸引することを防ぐ役割を果たしている。
この軟水化剤収納容器１には、イオン交換樹脂１１の装填、交換、点検などを容易にするために、通常の容器に見られる密閉構造の扉や、蓋（図示せず）を容器の側面や上部に設けている。
軟水化剤収納容器１内においては、水とイオン交換樹脂１１の接触を適正にするために、容器の上部に上部空隙部１２が設けられている。適正な空隙率は容器の容量の５〜２０％程度で十分であり、この上部空隙部１２において、強力な流れの水がこの遊び場において適正に滞留して分散し、水と収納容器１内のイオン交換樹脂１１とが均等に接触する緩和作用を有しており、軟水化を効率よく達成させる役割を果たす。
【００１１】
次に、黒曜石のような岩石２１が装填されている岩石収納容器２とは、図４に見るとおり収納容器２に岩石２１が装填されているが、予め岩石を装填した適当なカートリッジ、ネット製袋状態にして、その複数を収納容器２内に収納することが黒曜石のような岩石の失活後の交換に便利である。
この、収納容器２の構造は、収納容器２の上部から接続管５により水か供給され、下部に設けた接続管６より排水するようになっている。この収納容器２の詳細は、下部多孔板２２、上部多孔板２３を有し、容器底部には、下部空隙部２４、上部空隙部２５が設けられており、この収納容器２の構造は、図２、図４に示すような、軟水化剤収納容器１と同じ構造および配管を採るものであり、これによりその効率を一層高める。
【００１２】
トルマリン−金属系が装填されたトルマリン収納容器３の構造の詳細は、図３に見るとおり、連結用かん合部３３を備えた複数のユニット容器３１の所定数が垂直に連結された構造のものが最適である。このユニット容器３１には、トルマリン−金属の流出を防止或いは保持するために、適当なリブ、ネット、あるいは孔を有する底部多孔板３２が設けられており、トルマリン３５の流出や飛散を防いでいる。このユニット容器３１は、性能を考慮して１〜１０段程度の、通常は複数段に積まれた構造からなる。このユニット容器３１は、例えば直径が４ｃｍ、高さが６ｃｍ程度のものから、最大１００ｃｍ程度の大きさものまで、その性能を考慮して任意に設計できる。
勿論、適当なネット製袋状のものにトルマリン−金属系の材料を入れた状態で、ユニット容器３１内に収納する方法も便利である。
しかし、図３に見るとおり、接続管６より供給される水により、トルマリン３１同士、あるいはトルマリン３５と金属（図示せず）とが浮遊して、お互いに衝突あるいは接触することがトルマリンの効果を飛躍的に高めることになる。
【００１３】
このユニット容器３１には、容器底部と底部多孔板３２により形成される底部空隙部３４が形成されている。この底部空隙部３４の役割は、トルマリン−金属が均一に接触させるためのものであり、約５〜２０容積％程度でよい。この底部空隙部３４を設けた理由は、軟水化剤収納容器１においてその下部空隙部を形成する理由と同じである。
ユニット容器３１の積み上げ段数は、水の流量、トルマリンの量、生成する活性水の量になどの諸条件を考慮して任意に決めることができる。普通は、３〜６段程度であり、段数が多くなると水流の圧力損失が多くなり、水の流れが悪くなり、活性化作用にも影響するので、これらの事情を考慮して決める。
別の態様は、図４に示すとおり、軟水化剤収納容器１と、岩石収納容器３内に同心円上にトルマリン系収納容器３が配置された構造の生成装置を採り得る。このような生成装置は、装置の設置場所に地形的な制限がある場合に有利であり、コンパクトな構造として推奨される。
また、生成装置の設置場所に地形的な制約がなく、通常の状態で生成装置を設置する場合には、図１に示すように、剤軟水化剤収納容器１、岩石収納容器２、およびトルマリン収納容器３が順次直列に接続した装置が標準的なものである。
【００１４】
また、非常にコンパクトな浄化活性水生成装置を設計する場合には、性能上やや劣るが、図５に示すような、一つの収納容器内に、イオン交換樹脂１ａ，岩石２ａ、トルマリン３ａを直列に収納し、容器の下部から水を供給し、上部から活性水を収得する方法も本発明の態様に包含される。
特に、容器内にイオン交換樹脂１ａ、岩石２ａを収納し、その容器の中心部に同心円状に、トルマリン−金属系収納容器を、たとえば図４の、岩石収納容器２内にトルマリン収納容器３を配置する、というような構造にすることが、効率の面から有利である。
この場合、水道パイプと管４ａ、または５ａとを接続するかという、その接続次第で、給水排水管４ａは，給水または排水のいずれの役割を果たす。排水給水管５ａは、管４ａが給水の役割を果たすとき、排水という反対の役割を果たす。
この場合には、簡易な装置として、場所をとらず、簡単に設置できる優位な点がある。
このような装置においても、下部空隙部６ａ，上部空隙部６ｂを備えることが本発明の効果を高める為に有効である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、以上に示す発明の構成を採用することにより、以下に記載するような作用効果を奏する。
軟水化剤収納容器１、トルマリン系収納容器３および岩石収納容器２を水か通過しても、圧力損失が比較的少なく、一定量の活性水が効率よく生成できる。
軟水化剤収納容器の給水管および取水口である接続管５を上部に取り付けているために、設置現場における生成装置の取り付けが容易であり、また、軟水化剤収納容器１に装填した、内容物や、沈着物、取替え作業中に容器中に落下する恐れのある異物等が、接続管を軟水器の下部に配置すると、送水管内に沈着し易いが、本発明のように、軟水化剤収納容器の上部から給排水すると、管内に沈着するそれらが内容物が接続管内に詰まる恐れがない。
【００１６】
また、軟水化剤収納容器の上部に給水管を、下部に配水管を設けるような従来型の構造では、上下管口に最も近い距離間だけを多量の水か流れることが多く、その部分に水脈ができるために、収納容器に装填したイオン交換樹脂と水が万遍に接触することがしばしが困難ではあるが、本発明の軟水化剤収納容器のように、収納容器の底部から管で上部に吸い上げる構造にすると、比較的水とイオン交換樹脂の接触が万遍に出来る為に、収納容器軟水化剤収納容器の性能が著しく向上する。
【００１７】
軟水化剤収納容器１の上部蓋部に、給配水管を一体に配置した構造にすると、設計上簡単に一体に製作できるので、製作の工程が、管の継ぎ手などの部品の省略ができるばかりでなく、補修、点検も容易であり、特に軟水化剤収納容器中のイオン交換樹脂の交換時に、給排水管に関する接続管５，６の点検が同時にできるという利点もある。
このような本発明の活性水の発生装置は、酸化、還元電位を低く、好ましくは＋２５０ｍｖ以下に維持する健康体を維持するような、飲用水を持続的に発生させる為に有効に機能する。
【００１８】
本発明の発生装置により発生する活性水は、一般家庭の飲用水に用いると、美容や健康を維持するために有効に作用する。また、活性水を一般家庭の洗濯用水に用いると、トルマリンにより発生するヒドロニウムイオン、ヒドロキシルイオンには、界面活性作用があるから、洗剤を使用しなくとも洗濯が容易にできるので、排水処理という環境上の面からも期待され得る。
農業畜産にその水を用いると、無農薬、増産、衛生面で飛躍的な作用効果が期待できる。半導体の洗浄、工業用水、自動車用に用いると、優れた洗浄作用をするとともに、特に排水処理において、多量の洗剤が混入していないから、汚水処理上便利であるばかりでなく、環境保護の面から非常に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】軟水化剤収納容器、岩石収納容器およびトルマリン系収納容器からなる発生装置の全体図である。
【図２】軟水化剤収納容器の断面図である。
【図３】トルマリン収納容器の断面図である。
【図４】軟水化剤収納容器と、トルマリン収納容器が岩石収納容器内に収納されるように設計された、別の態様の発生装置の全体の断面図である。
【図５】軟水化剤収納容器、岩石収納容器、およびトルマリン系収納容器が収納された構造の直列型の発生装置全体の断面図である。
【符号の説明】
１　軟水化剤収納容器
１１イオン交換樹脂
１２上部空隙部
１３下部空隙部
１４　取水管
１５　下部多孔板
１６　上部多孔板
２　岩石収納容器
２１　岩石
２２　下部多孔板
２３　上部多孔板
２４　下部空隙部
２５　上部空隙部
３　トルマリン収納容器
３１　ユニット小型容器
３２　底部多孔板
３３　連結用かん合部
３４　底部空隙部
３５　トルマリン
４　給水管
５　、６　接続管
７　排水管
８　水栓バルブ
１ａ　イオン交換樹脂
２ａ　岩石
３ａ　トルマリン
４ａ　給水排水管
４ｂ　散水吸水管
５ａ　排水給水管

Claims (5)

1. 給水管４が連結された上部空隙部１２および下部空隙部１３を備えた軟水化剤収納容器１に、接続管５により連結された上部空隙部２５および下部空隙部２４を備えた岩石収納容器２が接続され、さらに接続管６により、トルマリン収納容器３が連結されており、これより生成した活性水を排出する排水管７が設けられていることを特徴とする、全自動浄化活性水生成装置。
2. 軟水化剤収納容器１は、給水管４を通じて供給された水が、該収納容器１内を均等に散水した状態で該容器の下部に流れるようになっており、収納容器１の中央部に垂直に設けられた取水管１４により、該収納容器１の底部から上部に排出されるような構造にしたことを特徴とする、請求項１記載の全自動浄化活性水生成装置。
3. 岩石収納容器２は、接続管５を通じて供給された軟水が、該収納容器２内を上部から均等に散水した状態で該収納容器２の下部に流れるようになっており、該収納容器２の中央部に垂直に設けられた取水管１４により、該収納容器２の底部から上部に排出されるような構造にしたことを特徴とする、請求項１または２記載の全自動浄化活性水生成装置。
4. 軟水化剤収納容器１または岩石収納容器２の中央部に垂直に設けられた取水管１４として、パイプ状管またはトルマリン収納容器３を配置したことを特徴とする、請求項２または３記載の全自動浄化活性水生成装置。
5. 軟水化剤層１ａ、岩石層２ａおよびトルマリン層３ａを同一の収納容器内に順次収納し、この収納容器の下部に下部空隙部６ａおよび水を供給する給水管４ａ，を設け、収納容器の上部には上部空隙部６ｂおよび排水管５ａを設けたことを特徴とする請求項１に記載の全自動浄化活性水生成装置。

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