JP2004188367A

JP2004188367A - 水活性化装置

Info

Publication number: JP2004188367A
Application number: JP2002361956A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Takano; 貢鷹野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】水の活性化を従来装置と比較してより効率良く行うことのできる水活性化装置を提供する。
【解決手段】水を通過させるための非磁性材料で形成された円管２と、前記円管が中心部を貫通するように、円管長手方向に沿って直列に配列された複数の円筒状の磁石ユニット５、６、７、８とを備えている。各磁石ユニットは、内周面が円管外周に密着するように円弧状に湾曲した同形状の磁石板９Ａ、９Ｂを４枚以上の偶数枚、円管の円周方向に隙間無く並べて円筒状に組み立て、各磁石板の外周面に強磁性材料からなるシールドリング１０の内周面を嵌合して構成され、且つ、隣接する磁石板９Ａ、９Ｂどうしが円管の半径方向に互いに逆向きに磁化され、各磁石ユニットは、円管内の水の流動方向に向けて、円管周方向に対する取付角度を隣接する磁石ユニットと異ならせてある。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭や店舗、工場等における水処理において、磁気によって水を活性化する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、健康の維持・増進を目的として、水道水を活性炭、遠赤外線セラミックス、トルマリン等で処理することによって活性化するようにした製品が種々開発されている。
【０００３】
さらに、近年では、水を活性化する手段として磁気が注目されてきており、水道の蛇口や配管の途中に永久磁石を組み込んだ活水器を取り付け、通過する水を活性化するものが提案され、製造・販売されている。
【０００４】
このような活水器の原理については、以下のように考えられている。
すなわち、水の分子は一つの酸素原子に対して２つの水素原子が対称的に反対側に結合しておらず、酸素原子の中心に対して１０４．５度の角度をなして片側によっているため、２つの水素原子側が＋の電荷を帯び、酸素原子側がマイナスの電荷を帯びている。
【０００５】
そのため、隣り合う水分子は、一方の＋側が他方の−極側に引きつけられて水素結合し、複数の水分子がクラスタ（集団）を形成している。そして、このようなクラスタが磁界の中で運動すると、クラスタを構成する水分子がローレンツ力を受けて細かく分解される。
【０００６】
本発明者もこのような磁気の作用を利用して、下記の特許文献１に記載したような水道水の活性化装置を考案している。これは、水道管に取り付ける活性化装置であって、横断面内に４極の磁極を有する円筒状磁石と、その外側を覆う円筒状の磁気シールドリングから構成されている。
【０００７】
前記装置では、水道管内を流れる水に４５００〜５０００ガウスの磁界を付加することにより、水道水を活性化することができる。そして、活性化された水は飲食物を美味しくしたり、洗い場・浴槽などに汚れが付きにくい、拭き掃除が楽になる、切り花や鉢物を元気付けるなど様々な効果を奏する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３３５５４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特許文献１に記載されている水活性化装置は、円筒状磁石の外側を円筒状の磁気シールドリングで覆うことにより、外部への磁束の漏洩が防止され、水の中を通過する磁束の密度を大きくできるため、水道水を効果的に活性化できる効果を有している。
【００１０】
前記水活性化装置においては、もっぱら水が通過する領域の磁束の密度を大きくする工夫をすることよって、水分子を活性化する作用を高めていた。しかしながら永久磁石で得られる磁界の強さには限度があるため、磁石の材料や形状、磁束の外部への漏洩を防止するシールドを工夫しても、水道水を活性化する効率をそれ以上高めることには限界があった。
【００１１】
そこで、本発明者は、さらに研究を重ねることにより、前述したような従来技術における問題点を解消し、水の活性化をより効率良く行うことのできる水活性化装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の水活性化装置は、水を通過させるための、非磁性材料で形成された円管と、前記円管が中心部を貫通するように円管長手方向に沿って直列に配列された、複数の円筒状の磁石ユニットとを備えている。
【００１３】
それぞれの磁石ユニットは、内周面が前記円管外周に密着するように円弧状に湾曲した同形状の磁石板を４枚以上、偶数枚円管の円周方向に隙間無く並べて円筒状に組み立て、これらの磁石板の外周面に強磁性材料からなるシールドリングの内周面を嵌合して構成されている。
【００１４】
また、これらの磁石板は、隣接するものどうしが円管の半径方向に互いに逆向きに磁化されており、それぞれの磁石ユニットは、円管内の水の流動方向に向けて、円管周方向に対する取付角度を隣接する磁石ユニットと異ならせてある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の水活性化装置の１実施形態の外観を示す斜視図であって、水道の給水配管の途中に連結して用いるものである。同図に示す水活性化装置１は、図示していない給水配管の途中に接続して、その一部を構成する円管２を有している。円管２は、本実施形態のものにおいては、給水配管と内外径が一致する寸法を有し、ポリ塩化ビニルで製作されている。
【００１６】
水活性化装置１は、その内部構造を保護するための円筒状の保護カバー３とその両端を閉塞するための一対の保護キャップ４を有しており、円管２の両端部のみ両側の保護キャップ４から外側に突出して、これらの部分を既設の給水配管と接続するようになっている。
【００１７】
カバー３及び保護キャップ４は、円管２と同様にポリ塩化ビニルによって形成されている。これらの保護カバー３及び保護キャップ４は、水活性化装置１を地中に埋設して使用する場合等に、内部構造を保護するために設けられているもので、地中で外力に耐えられるような十分な強度を有しているとともに、装置内部へ雨水等が侵入しないように、円管２と保護キャップ４、ならびに、保護カバー３と保護キャップ４間の接続部分は接着剤で固定され、全て防水構造になっている。
【００１８】
図２は、本実施形態の水活性化装置１の内部構造を示す縦断面図であって、同図に示すように、保護カバー３の内部には、円管２の長手方向に沿って４つの磁石ユニット５、６、７、８が設けられている。
【００１９】
図３に示すように、これらの磁石ユニット５、６、７、８は、それぞれ内周面が円管２の外周面に密着するように、円弧状に湾曲した同形状の４枚の磁石板９Ａ、９Ｂを円管２の円周方向に隙間無く並べて、円管２を包囲するように円筒状に組み立て、これらの磁石板９Ａ、９Ｂの外周面にシールドリング１０の内周面を嵌合して構成されている。
【００２０】
なお、図３においては、保護カバー３と保護キャップ４、及び、後述するスペーサ１１を除いた部分のみ図示してある。
【００２１】
本実施形態の水活性化装置１では、これらの磁石板９Ａ、９Ｂには、強力で保持力が大きい利点があることからネオジウム磁石が使用されており、互いに隣り合う磁石板９Ａと磁石板９Ｂは、円管２の半径方向に向けて互いに反対方向に磁化されている。
【００２２】
すなわち、磁石板９Ａは、外周面がＮ極、内周面がＳ極に着磁されており、一方、磁石板９Ｂは、外周面がＳ極、内周面がＮ極に着磁されている。それぞれの磁石ユニット５、６、７、８の円管２上に装着される４枚の磁石板９Ａ、９Ｂは、ＮＳの極性が交互に異なっているため、互いに吸引し合って円管２に密着して摩擦固定されるようになっている。
【００２３】
なお、本実施形態においては、円管２に対する磁石板９Ａ、９Ｂの固定位置のずれを防ぐために、円管２外周面とこれらの磁石板９Ａ、９Ｂの内周面との間は接着剤で接着されている。
【００２４】
シールドリング１０は、この実施形態においては、安価で加工しやすく透磁率が高い一般構造用の低炭素鋼材（ＳＳ４１）で製作されており、軸方向長さは、磁石板９Ａ、９Ｂの円管２長手方向幅よりも僅かに大きく形成されていて、これらの磁石板９Ａ、９Ｂの外周面を完全に覆うようになっている。
【００２５】
図２に示すように、相互のシールドリング１０の間、及び、両端の磁石ユニット５、８とこれらに対向する保護キャップ４内面との間には、各磁石ユニット５、６、７、８の円管２の長手方向の移動を阻止するためのスペーサ１１が設けられている。
【００２６】
これらのスペーサ１１は、中心部に円管２が貫通する孔１１Ａを有して、円管２に嵌合支持されている。これらのスペーサ１１によって、水処理装置１に外部から振動や衝撃が加わった場合の、各磁石ユニット５、６、７、８の円管２に対する位置ずれが阻止されている。
なお、本実施形態においては、スペーサ１１は樹脂製であるが、非磁性材料、例えばアルミニウムやセラミックス等で製作してもよい。
【００２７】
次に、図４は、磁石ユニット５によって円管２内に生じる磁束の分布を模式的に示した横断面図であって、同図に示すように、シールドリング１０は、４枚の磁石板９Ａ、９Ｂによって生じる磁束が通る磁気回路の一部を構成している。
【００２８】
このシールドリング１０は、これらの磁石板９Ａ、９Ｂが生成する磁束Ａの水処理装置１の外部への漏洩を完全に遮蔽するとともに、円管２内の水Ｗに磁束Ａが効果的に通過するように誘導する役割を有している。
【００２９】
次に、図５は、図２のＡ−Ａ線断面及びＣ−Ｃ線断面における水活性化装置１の横断面図であって、これらの位置にある磁石ユニット５、７においては、外周側がＮ極、内周側がＳ極に着磁された一対の磁石板９Ａが円管２を挟んで上下方向に対向して配置され、また、外周側がＳ極、内周側がＮ極に着磁された一対の磁石板９Ｂが円管２を挟んで左右両側に対向して配置されている。
【００３０】
一方、図６は、図２のＢ−Ｂ線断面及びＤ−Ｄ線断面における水活性化装置１の横断面図であって、これらの位置にある磁石ユニット６、８においては、外周側がＳ極、内周側がＮ極に着磁された一対の磁石板９Ｂが円管２を挟んで上下方向に対向して配置され、また、外周側がＮ極、内周側がＳ極に着磁された一対の磁石板９Ａが円管２を挟んで左右両側に対向して配置されている。
【００３１】
すなわち、４つの磁石ユニット５、６、７、８は、隣り合うものどうし互いに円管２に対する取り付け角度を円管２の中心回りに９０度ずつずらして取り付けられている。
【００３２】
次に、前述したように構成されている水活性化装置１の作用を説明する。
図２において、水活性化装置１の円管２に連結されている図示しない給水配管を介して水道水Ｗが同図左方から円管２内に流入する。
【００３３】
この時点では、一般に水道水Ｗの水分子は互いに水素結合によって繋がって大きなクラスタになっている。この水道水Ｗが磁石ユニット５の位置を通過すると、円管２内には、４枚の磁石板９Ａ、９Ｂによって磁界が生じており、図４に示すような磁束Ａが存在している。
【００３４】
そして水道水Ｗが磁束Ａを横切って流動する際、そのクラスタの＋の極性を有する部分及び−の極性を有する部分が磁界から力を受けて一部の水素結合が分離され、クラスタが細かく分割される。
【００３５】
なお、この作用は、磁束Ａの密度が高く、また、水道水Ｗが通過する速度が大きいほど顕著となる。円管２内の磁束Ａの密度は磁石板９Ａ、９Ｂの磁極に近づくほど高く、円管２の中心部ほど低くなっているが、円管２内の水道水Ｗの流速分布は中心部ほど大きくなっているため、円管２の中心付近でもクラスタを細分化する効果が無くなることはない。
【００３６】
そして、本発明においては、磁石ユニット５に水道水Ｗの下流側で隣接する磁石ユニット６の円管２に対する取付角度が９０度ずれているため、磁石ユニット５と磁石ユニット６では通過する水道水Ｗに作用する磁束Ａの向きが反転する。
【００３７】
したがって、磁石ユニット５から磁石ユニット６にかけて水道水Ｗが高速で通過することで、磁束Ａの向きが急速に変化するため、水道水Ｗの水分子のクラスタは撹拌されてさらに細かく分割されていく。
【００３８】
そして、磁石ユニット６を通過した水道水Ｗの水分子クラスタがさらに磁石ユニット７、磁石ユニット８と順次通過する毎に、水道水Ｗに作用する磁束Ａの向きが反転するため、クラスタのサイズが順次さらに細かくなるように分割されていく。
【００３９】
こうして、水活性化装置１を通過した水道水Ｗのクラスタは、微細に細分化されて、界面活性作用が向上し、質が改善される。なお、本実施形態においては、シールドリング１０の素材として一般構造用鋼（ＳＳ４１）を用いているが、珪素鋼等他のさらに透磁率が高い素材を用いてもよい。
【００４０】
また、本実施形態においては、各磁石ユニット５、６、７、８は、円管２内の水の流動方向に向けて、円管２周方向に対する取付角度を隣接する磁石ユニットと９０度ずつ異ならせているが、これらの角度は隣接するものと任意の角度ずらしてあってもよい。
【００４１】
また、各磁石ユニット５、６、７、８には、それぞれ４枚の磁石板９Ａ、９Ｂを用いているが、さらに６枚以上の隣接するものどうし、ＮＳの極性が表面と裏面で互いに逆になっている磁石板を偶数枚用いてもよい。
【００４２】
さらに、本実施形態のものでは、４つの磁気ユニット５、６、７、８を用いているが、磁気ユニットの数は、４つに限定するものではなく複数あればよい。
また、本実施形態においては、磁石板９Ａ、９Ｂにネオジウム磁石を用いているが、これらには他の永久磁石、例えばフェライト磁石やサマリウムコバルト磁石等を用いてもよい。
【００４３】
また、本実施形態においては、円管２の素材にポリ塩化ビニルを用いているが、これに代えて、非磁性で耐食性のあるステンレス管等を用いてもよい。
また、保護カバー３及び保護キャップ４をポリ塩化ビニルで形成しているが、これに代えて、ＡＢＳ等の樹脂素材やステンレス鋼等の金属素材等、必要とされる強度や耐食性を有する素材を用いてもよい。なお、室内等で使用する場合には、保護カバー３や保護キャップ４は省略してもよい。
【００４４】
【実施例】
図７は、水道水（試料水Ａ）と、前述した特許文献１に記載した従来の水活性化装置で処理した水（試料水Ｂ）、及び、本発明の水活性化装置で処理した水（試料水Ｃ）に対して、それぞれ２％のサラダ油（オレイン酸のトリグリセリド）を添加し、１分間撹拌した後５分間経過させてから、^１ＨーＮＭＲスペクトルを測定し、試料水に溶け込んだサラダ油の量（mol濃度）を算出した結果を示すものである。
【００４５】
同図において、試料水Ａは、東京都杉並区から採取したものであり、また、測定装置としては、日本電子株式会社製JNMーEX400型FTNMR（フーリエ変換型核磁気共鳴）装置（測定周波数４００ＭＨz）を用いている。
【００４６】
図７に示す実験結果によれば、試料水Ａに対して、本発明者による従来の水活性化装置で処理して得られた試料水Ｂは、２．６倍溶解度が上昇しているが、本発明の水活性化装置１で試料水Ａを処理した場合においては、さらに、２．７２倍まで溶解度が上昇しており、本発明の水活性化装置１によって、水の界面活性を前記従来装置よりもさらに向上できることが確認された。
【００４７】
【発明の効果】
前述したように、本発明の水活性化装置によれば、水道水が管内を通過する際に、隣接する磁石ユニット間で磁束の向きが変化するため、従来装置と比較して水分子のクラスタに対し、より効果的に磁界を作用させることができ、高度に活性化された良質の水を効率良く連続して得ることができる。
【００４８】
そして、本発明の水活性化装置によって処理された水は、水分子のクラスタが細かく高い界面活性効果を有するため、汚れを落とす作用が大きくなっており、ボイラ設備等の配管内に水垢等の汚れが付着し難くなるので、設備のメンテナンスの間隔を長くすることができる。
【００４９】
また、本発明の水活性化装置で処理した水を用いて洗濯を行った場合には、水自体に高い界面活性効果があるため洗剤の使用量を大幅に軽減することができ、環境の汚染を軽減することができる。
【００５０】
さらに、本発明の水活性化装置で処理した水は、水分子のクラスタサイズが小さいために、それ自体まろやかで美味であり、また、様々な溶質を容易に溶かすことができるので、ソフトドリンクやアルコール飲料等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水活性化装置の１実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の水活性化装置の１実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の水活性化装置の要部を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の水活性化装置の磁束分布を示す要部横断面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線及びＣ−Ｃ線位置における横断面図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ線及びＤ−Ｄ線位置における横断面図である。
【図７】水道水、従来の水活性化装置で水道水を処理した水、及び、本発明の水活性化装置で水道水を処理した水のそれぞれに対するサラダ油の溶解量を測定比較した実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１水活性化装置
２円管
３保護カバー
４保護キャップ
５、６、７、８磁石ユニット
９Ａ、９Ｂ磁石板
１０シールドリング
１１スペーサ
１１Ａ孔

Claims

水を通過させるための、非磁性材料で形成された円管と、
前記円管が中心部を貫通するように円管長手方向に沿って直列に配列された、複数の円筒状の磁石ユニットとを備え、
それぞれの磁石ユニットは、内周面が前記円管外周に密着するように円弧状に湾曲した同形状の磁石板を４枚以上、偶数枚円管の円周方向に隙間無く並べて円筒状に組み立て、これらの磁石板の外周面に強磁性材料からなるシールドリングの内周面を嵌合して構成されているとともに、各磁石板は隣接するものどうしが円管の半径方向に互いに逆向きに磁化され、
且つ、各磁石ユニットは、円管内の水の流動方向に向けて、円管周方向に対する取付角度を隣接する磁石ユニットと異ならせてあることを特徴とする水活性化装置。