JP2005000773A

JP2005000773A - 水処理装置及び水処理方法

Info

Publication number: JP2005000773A
Application number: JP2003165681A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sugie; 仁史杉江; Takashi Koketsu; 隆纐纈
Original assignee: EIWA KOGYO KK
Current assignee: EIWA KOGYO KK
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】水の中に絶縁した導電体を設置して交流または直流の電圧を印可して水を浄化する。
【解決手段】貯水槽１２の中等の水中に設置され絶縁体シート１２で絶縁された導電体２には、導線４を介して、電源回路１３から、１００〜３０００ボルト、１〜２００キロヘルツの交流電圧が印加される。しかし、導電体２は、絶縁シート３で絶縁密封されているので、水中に導電したり感電したりする危険が防止される。この絶縁された導電体２はさらに導電性の金属ケース５内に収納密封される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧を印可して水を浄化する水処理装置または水処理方法に関する。
【０００２】
水を浄化する装置は以下のように多数出願されている。
（１）登録実用新案３００７７３２号
（２）特公平６２−８２３８号
このようなものは、処理する水の中にイオンを発生させて、処理する水の中に電流を導通させ、これにより水を浄化したりしていた。
【０００３】
しかし、このようなものでは、処理する水の中に電流を流していたため、漏電や感電の危険が生じていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、水の流れる場所の水中または水の貯められる場所の水中において、設置された導電体に対して、この導電体全てを絶縁体で覆って水から密封し、上記導電体に電圧を印可するようにした。
【０００５】
これにより、電圧が印加される導電体が完全に絶縁されて、水中に設置されるから、処理する水に電流が流れることがなく、漏電や、感電などの危険を防ぐことができる。また、水が流れる管やタンクに電流が流れ、管やタンクの金属がイオン化して溶けだして腐食したり錆びたりしてしまうことがなくなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（１）電極
図１は、電極１を示す。この電極の中心には導電体２が内蔵されている。この導電体２は、平坦な網状であり、この網は平織りで、編み目は１ミリメートル乃至１センチメートルであり、大きさは１０センチメートル乃至１メートル平方の大きさである。この導電体２は、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、チタン、鉄、銀、白金またはこれらの合金などの金属製の針金で構成されている。
【０００７】
この金網状の導電体２の端角には、導線４がはんだ付けなどで接続され、引き出されている。これら導電体２の表及び裏からは絶縁体シート３、３で挟まれている。この絶縁体シート３は、塩化ビニルなどの合成樹脂製であり電気的に絶縁性が高い。この絶縁体シート３、３の周囲端縁は互いに完全に接合されて、導電体２は覆われて完全に密封され、水の浸入が防止される。
【０００８】
上記導線４はビニルなどで外周が絶縁されている。この絶縁された導線４は上記絶縁シート３、３の端角を貫通している。この貫通箇所も密封されて水の浸入が防止される。この絶縁シート３、３で密封された導電体２は、さらに導電性の金属ケース５内に密封される。
【０００９】
この金属ケース５は薄い長方形状であり、各面の金属板は互いに溶接及びボルト締めで完全に接合され、完全に密封されて、水の浸入が防止され、端の穴からは、上記導線４が貫通して引き出されている。この金属ケース５は、銅、真鍮、ステンレス、アルミニウム、チタン、鉄、銀、白金またはこれらの合金などの導電性の素材からなっている。
【００１０】
この金属ケース５は絶縁シート３及び導電体２を保護するものである。したがって、金属ケース５の材質は、樹脂製、ガラス製など防水性のものであれば何でもよいし、金属ケース５は省略されてもよい。
【００１１】
この金属ケース５は導電体であるため、後述するイオン効果がより向上する。すなわち、この金属ケース５内は絶縁された導電体２と空気で絶縁性が高い。一方この金属ケース５は導電性であり、しかも金属ケース５の外側に接する水も導電性であり、金属ケース５と水とは導電性において一体性を有する。しかも、これら導電性としては、水より金属ケース５の方が導電性は高い。
【００１２】
そうすると、絶縁された導電体２に対して、浄化すべき水より近いところに、より導電性の高い金属ケース５が存在するため、導電体２のかもし出すイオン効果が導電性の高い金属ケース５を通じて、浄化する水によく伝わり、金属ケース５によってイオン効果がより向上する。
【００１３】
このような導電体２は、図２のクーリングタワー１１の下に設置された貯水槽１２などの水中に設置され、導線４を通じて電源回路１３から電圧が印可される。この電圧は、交流電圧であって、プラス電圧とマイナス電圧とが交互に印加される。
【００１４】
なお、この電圧は直流であってもよい。交流であると、直流に比べて、イオン効果で付与されるイオンがプラスとマイナスとで激しく変化し、イオン効果が静的ではなく動的となって、イオン効果付与が向上して水の浄化能力が向上する。
【００１５】
上記導電体２は、網状の他、１本の導線をミアンダ状、スパイラル状またはストライプ状にしてもよく、細い導線の集合体であればよい。導電体２を細い導線の集合体にすると、電界及び／または磁界（電磁界）が細い導線単位で細かく発生し、水の中の不純物に対する後述するイオン効果が非常に強くなる。このイオン効果は後述する不純物のイオン結合破壊、細菌・雑菌の帯電状態破壊、藻類等の微生物の活動停止などである。
【００１６】
また、導電体２を細い導線の集合にすると、電荷が蓄えられにくくなり、金属ケース５との間にコンデンサの様な状態になりにくくなり、金属ケース５に疑似電流／変位電流が流れてしまうことがなくなって、感電や漏電の危険がなくなる。
【００１７】
上記導電体２は、他に、平板状、筒状、球状、穴あき板状、穴の無い板状、棒状、ストライプ状でもよい。また、この筒状の導電体などの中を水が流れてもよい。さらに、水の流れる管の内面に接して筒状に導電体２が設置されてもよい。
【００１８】
本水処理装置では、導電体２が完全に密封及び絶縁されているので、処理される水には電流が流れず、感電や漏電の危険がなくなる。また、後述のように、水の中の不純物、スケール、錆、シリカ、カルシウム等が除去され、錆の発生が防止され、細菌の繁殖が防止される。
【００１９】
さらに、導電体２は完全に絶縁され、水から密封されているので、水が流れる管やタンクに電流が流れ、管やタンクの金属がイオン化して溶けだして腐食したり錆びたりしてしまうことがなくなる。
【００２０】
上記電圧印可により、この管やタンクの内面に既にある錆や水垢は剥がれ落ちて水中に流され、管やタンクの内面がまず浄化される。このとき、水中に流された錆や水垢によって、水の電気伝導度はいったん上昇するが、この水中の錆や水垢が沈殿すると、水の電気伝導度は逆に低下する。沈殿した不純物はフィルタや水の入れ替えやその他の清掃機構や清掃そのものなどで取り除かれる。これにより電気伝導度はさらに低下する。
【００２１】
また、水中のスケール、錆、シリカ、カルシウムなどの不純物は、水中でイオン結合しているが、上記電圧印可により当該イオン結合が破壊され、不純物が水中に析出し、析出粒子が付着しあって大きな粒子となって沈殿する。その分、水中の不純物が減少し、水の透明度も向上する。この沈殿した不純物は水の入れ替えやフィルタその他の清掃機構や清掃そのもので容易に取り除かれる。
【００２２】
さらに、上記電圧印可により水中などの細菌・雑菌の細胞膜の帯電状態を変化させるので、細菌・雑菌の栄養塩類のやりとりを阻害し、細菌・雑菌の生命活動を弱めることができる。また、藻類等の微生物の生息する界面にマイナスまたはプラスの電荷を与え、燐などの栄養塩類の集積を防止し、生命活動を弱め、静菌状態にすることができる。
【００２３】
（２）実験結果
上記導電体２に印加される電圧は、電圧は１００〜３０００ボルト、望ましくは５００〜２５００ボルト、より望ましくは９００〜２０００ボルト、より望ましくは１１００〜１７００ボルト、さらに望ましくは１３００〜１５００ボルトである。これら各電圧間で不純物の除去効果に差が見られた。
【００２４】
図３は、上記導電体２への印加電圧と水内の不純物の除去状況の実験結果を示す。不純物の除去程度は、処理した水の電気伝導度によって判定することができ、この電気伝導度が大きいと水の電気抵抗が小さく、逆に電気抵抗度が大きいと水の電気的抵抗が大きく、上記管や水中の不純物の除去量が多いほど、電気伝導度が大きくなり、図３及び図４では、よく浄化された水となる。この除去されて沈殿した不純物はフィルタや水の入れ替えやその他の清掃機構や清掃そのものなどで取り除かれる。
【００２５】
実験では、図３に示した各電圧を３５ヘルツで１週間印可して、電気抵抗度がどのくらい変化したかを調べた。電圧印加前には約１３２μＳ／ｃｍの電気伝導度（電気抵抗度の逆数）であったのが、最高５２８μＳ／ｃｍまで電気伝導度（電気抵抗度の逆数）を上げ、上記管等や水中の不純物を除去できた。
【００２６】
また、この印可される交流電圧の周波数は、１〜２００キロヘルツ、望ましくは１０〜１００キロヘルツ、より望ましくは２０〜６０キロヘルツ、さらに望ましくは３０〜４０キロヘルツである。これら各周波数間で不純物の除去効果に差が見られた。
【００２７】
図４は、上記導電体２への印加周波数と水内の不純物の除去状況の実験結果を示す。実験では、図４に示した各周波数を１４００ボルトで１週間印可して、電気伝導度（電気抵抗度の逆数）がどのくらい変化したかを調べた。電圧印加前には約１３２μＳ／ｃｍの電気伝導度（電気抵抗度の逆数）であったのが、最高５８２μＳ／ｃｍまで電気伝導度（電気抵抗度の逆数）を上げ、上記管等や水中の不純物を除去できた。
【００２８】
図３及び図４の実験では、管やタンク等の内面等から剥がされて水に流された錆や水垢によって、水の電気伝導度は上昇する。しかし、この後、この除去された水中の錆や水垢が沈殿すると、水中の不純物は減少するので、水の電気伝導度は逆に低下する。沈殿した不純物はフィルタや水の入れ替えやその他の清掃機構や清掃そのものなどで取り除かれる。これにより電気伝導度はさらに低下する。この後さらに、電圧を印加し続けると、水中の不純物がさらに析出して沈殿していき、水中の不純物はさらに減少していくので、水の電気伝導度はまたさらに低下する。
【００２９】
図３及び図４における電気伝導度（電気抵抗度の逆数）μＳ／ｃｍ（マイクロジーメンス／センチメートル）は、コンダクタンスの単位であって、１Ｓ＝１／Ωであり、抵抗値オームの逆数の単位である。このμＳ／ｃｍの値が大きいほど、電気伝導度が高く、抵抗値が小さく、上記管等や水中の不純物の除去量が多いことになる。
【００３０】
本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本水処理装置を設置する場所は、水道水または飲料水の流れる場所または水の貯められる場所の水中のほか、下水または排水の流れる場所または水の貯められる場所の水中に設置されてもよい。
【００３１】
また、金属ケース５は省略され、絶縁ケース３の周囲に水が直接触れてもよい。さらに、逆に、金属ケース５の周囲が、絶縁ケース３と同じ絶縁ケースで密封されて覆われてもよいし、また、この周囲に金属ケース５と同じ金属ケースが密封され覆われてもよい。この場合、内側の絶縁された金属ケースも網状で、上記電圧が同様に印加されてもよい。さらに、外側の金属ケース５は網状であって、中に水が浸入してもよい。
【００３２】
（３）本件発明の効果
［１］水の流れる場所の水中または水の貯められる場所の水中において、設置された導電体に対して、この導電体全てを絶縁体で覆って水から密封し、上記導電体に電圧を印可することを特徴とする水処理方法。これにより、漏電や、感電などの危険を防ぐことができる。
【００３３】
［２］水の流れる場所の水中または水の貯められる場所の水中において、設置された導電体と、この導電体全てを上記水から密封する絶縁体と、上記導電体に電圧を印可する電圧印可手段と、を備えたことを特徴とする水処理装置。これにより、漏電や、感電などの危険を防ぐことができる。
【００３４】
［３］本水処理装置によって、上記水には電流が流れず、水の中の不純物、スケール、錆、シリカ、カルシウム等が除去され、錆の発生が防止され、細菌の繁殖が防止されることを特徴とする請求項２記載の水処理装置。これにより、水が浄化される。
【００３５】
［４］上記絶縁体で密封された導電体はさらに外側に導電体で密封されることを特徴とする請求項２または３記載の水処理装置。これにより、絶縁体で密封された導電体が保護され、導電体の密封によって水にイオン効果がよく伝わる。
【００３６】
［５］上記印加される電圧は交流電圧であって、プラス電圧とマイナス電圧とが交互に印加されることを特徴とする請求項２、３または４記載の水処理装置。これにより、直流に比べてイオン効果が静的ではなく動的となって、イオン効果付与が向上して水の浄化能力が向上する。
【００３７】
［６］上記印加される電圧は、電圧は１００〜３０００ボルト、望ましくは５００〜２５００ボルト、より望ましくは９００〜２０００ボルト、より望ましくは１１００〜１７００ボルト、さらに望ましくは１３００〜１５００ボルトであることを特徴とする請求項２、３、４または５記載の水処理装置。これにより、水中の不純物を浄化する能力が向上し、これら各電圧間で不純物の除去効果に差が見られる。
【００３８】
［７］上記印加される電圧は交流電圧であって、周波数は１〜２００キロヘルツ、望ましくは１０〜１００キロヘルツ、より望ましくは２０〜６０キロヘルツ、さらに望ましくは３０〜４０キロヘルツであることを特徴とする請求項２、３、４、５または６記載の水処理装置。これにより、水中の不純物を浄化する能力が向上し、これら各周波数間で不純物の除去効果に差が見られる。
【００３９】
［８］上記導電体は平坦な網状であって、細い導線の集合体であり、銅、真鍮、ステンレス、鉄、アルミ、チタン、銀またはこれらの合金の素材であること特徴とする請求項２、３、４、５、６または７記載の水処理装置。これにより、電界及び／または磁界（電磁界）が細い導線単位で細かく発生し、水の中の不純物に対するイオン効果が非常に強くなる。
【００４０】
［９］上記水は水道水または飲料水であることを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７または８記載の水処理装置。これにより、下水のように不純物が多い水だけでなく、不純物の少ない水でも浄化できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、水の流れる場所の水中または水の貯められる場所の水中において、設置された導電体に対して、この導電体全てを絶縁体で覆って水から密封し、上記導電体に電圧を印可するようにした。
【００４２】
したがって、電圧が印加される導電体が完全に絶縁されて、水中に設置されるから、処理する水に電流が流れることがなく、漏電や、感電などの危険を防ぐことができる。また、水が流れる管やタンクに電流が流れ、管やタンクの金属がイオン化して溶けだして腐食したり錆びたりしてしまうことがなくなる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】水処理装置の電極１を示す。
【図２】水処理装置を示す。
【図３】印加電圧を変化させた水処理の実験結果を示す。
【図４】印加周波数を変化させた水処理の実験結果を示す。
【符号の説明】
１…電極、２…導電体、３…絶縁体シート、４…導線、５…金属ケース、１１…クーリングタワー、１２…貯水槽、１３…電源回路。

Claims

水の流れる場所の水中または水の貯められる場所の水中において、設置された導電体に対して、
この導電体全てを絶縁体で覆って水から密封し、
上記導電体に電圧を印可することを特徴とする水処理方法。
水の流れる場所の水中または水の貯められる場所の水中において、設置された導電体と、
この導電体全てを上記水から密封する絶縁体と、
上記導電体に電圧を印可する電圧印可手段と、を備えたことを特徴とする水処理装置。
本水処理装置によって、上記水には電流が流れず、水の中の不純物、スケール、錆、シリカ、カルシウム等が除去され、錆の発生が防止され、細菌の繁殖が防止されることを特徴とする請求項２記載の水処理装置。
上記絶縁体で密封された導電体はさらに外側に導電体で密封されることを特徴とする請求項２または３記載の水処理装置。
上記印加される電圧は交流電圧であって、プラス電圧とマイナス電圧とが交互に印加されることを特徴とする請求項２、３または４記載の水処理装置。
上記印加される電圧は、電圧は１００〜３０００ボルト、望ましくは５００〜２５００ボルト、より望ましくは９００〜２０００ボルト、より望ましくは１１００〜１７００ボルト、さらに望ましくは１３００〜１５００ボルトであることを特徴とする請求項２、３、４または５記載の水処理装置。
上記印加される電圧は交流電圧であって、周波数は１〜２００キロヘルツ、望ましくは１０〜１００キロヘルツ、より望ましくは２０〜６０キロヘルツ、さらに望ましくは３０〜４０キロヘルツであることを特徴とする請求項２、３、４、５または６記載の水処理装置。
上記導電体は平坦な網状であって、細い導線の集合体であり、銅、真鍮、ステンレス、鉄、アルミ、チタン、銀またはこれらの合金の素材であること特徴とする請求項２、３、４、５、６または７記載の水処理装置。
上記水は水道水または飲料水であることを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７または８記載の水処理装置。