JP2005334748A

JP2005334748A - 高速回転式水質改善装置

Info

Publication number: JP2005334748A
Application number: JP2004155682A
Authority: JP
Inventors: Akira Himi; 彰氷見
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】活性炭等の吸着物質の間を通過させることで、水に含まれている不純物を効率よく除去することが出来るように水の性質を改善する高速回転式水質改善装置の提供。
【解決手段】内部空間１０を有して縦軸を中心に高速回転する回転体の外壁１２には複数枚の外壁板１４，１４・・を取付けて多角形断面の筒体を構成し、上記外壁板１４の内部には水が流れる隙間１７を形成すると共に該隙間１７には仕切り２０，２０・・を設け、そして該隙間１７への水の入口１８を内部空間側に設け、隙間１７からの出口１９を外側に設け、回転体２の中心と入口間距離を中心と出口間距離より小さくし、さらに回転体１より大きな内径の外周筒３を該回転体２を囲むように設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は水が細かい凹凸間の隙間を高速で流れることで、イオン化した物質を除去し易い性質に改善することが出来る高速回転式水質改善装置に関するものである。ここで、上記水には粘性の低い液体を含める。

飲料水などに含まれている不純物を取除く為に、従来では一般に活性炭が使用されている。該活性炭には微細な隙間が無数に存在し、この隙間に水が侵入することで不純物は隙間の内面に付着して取除かれる。勿論、不純物除去媒体としては何も活性炭に限らず、水晶、軽石、珪藻土、戸室石、医王石、トルマリンなどが用いられている。

ところで、上記活性炭を利用して取除くことが出来る不純物は、１０％〜１５％程度に過ぎず、またその除去能力は小さくて大量の水を短時間で処理するには問題があり、非効率的である。特開平１０−８５７２７号に係る「非常用造水機」は、活性炭等の濾過材を使用したものであって装置全体のコンパクト化が図られ、原水を短時間で高能率的に吸着・濾過処理でき、飲料水や雑用水を確保することを目的としている。

そこで、濾過材を充填した複数種のカートリッジを並列的に接続した一対のコネクタのうち、両端に流体の入出口を設けた方のコネクタ内に、種類の異なるカートリッジとの連結部分を分けるように、流路閉鎖部材を着脱自在に装着した浄水器本体と、該本体に供給する原水を汲み上げてかつ該原水を高圧に昇圧する手段として、人力駆動可能な手段と、別途にエンジンを動力源とする手段を配設している。このように、濾過材を充填した複数のカートリッジを備えている為に、処理される水の量は多くなるが、含有されている不純物の除去率は１０％〜１５％に過ぎない。

特開２０００−１６７５７５号に係る「水質浄化装置及び方法」は、オゾンの使用量を減らし、しかも無駄なく利用し、キャビテーションの核として利用することによりキャビテーションの威力を強めて水の浄化作用の効率化を図るように構成している。

浄化対象水域中にノズルから高速水噴流を噴射し、高速水噴流に発生するキャビテーションによる水域中の有害物を分解処理する水質浄化装置であって、オゾンを微小気泡状態とし、微小気泡状のオゾンを水中高速水噴流に生じるキャビテーションの核として利用するように構成し、オゾンの酸化・分解作用と前記キャビテーションの作用とを組み合わせて活用する水質浄化装置である。

この装置ではオゾン発生器が必要と成り、又ノズルから噴射してキャビテーションを発生させる構造であることから、大量の水を短時間で改質することは出来ない。すなわち、噴射口の大きなノズルから大量の水を噴射してもキャビテーションは発生しないことから、必然的に噴射量の少ない小さなノズルと成ってしまう。
特開平１０−８５７２７号に係る「非常用造水機」特開２０００−１６７５７５号に係る「水質浄化装置及び方法」

このように、従来の水質浄化装置には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、不純物質の除去を効率良く、しかも大量の水を短時間で改質することが出来る改質能力に優れた高速回転式水質改善装置を提供する。

本発明に係る高速回転式水質改善装置は水の流れに伴ってキャビテーションを発生させ、該キャビテーションに基づいて水の分子を極限まで細分化し、水中においてイオン化している重金属や化学物質を解放すると共に、解放時に壁面に強く衝突することでマイナスイオンが発生させる。その後、所定の時間内に活性炭等の吸着物質の間を通過させることによって、イオン化した物質を効率良く吸着除去することが出来る。

ところで、筒状の回転体を縦軸を中心として軸支し、回転体の外壁を構成する外壁板の内部には凹凸化した隙間が形成され、該隙間を水が流れることが出来る。例えば、仕切りを形成した外外壁板と仕切りを形成した内外壁板を対面状態で組み合わせて外壁板とし、複数の外壁板を周囲に配置して多角形断面の筒体又は筒状体を構成している。

水は回転体の中心軸に設けたパイプから流入して対面した各外壁板の隙間を流れて外周へ流出する。すなわち、対面することで外外壁板と内外壁板との間に形成される隙間は回転体の内部空間と入口が連通し、回転体の外周には出口が設けられている為に、パイプから内部空間に流入した水は入口から入って隙間を流れ、そして外周の出口から噴出する。

上記回転体は高速回転駆動され、その為に内部空間に流入した水は遠心力の作用を受けて小さな凹凸化した隙間を高速で流れ、そして外周の出口から高速で噴出する。回転体の周囲には円筒形の外周筒が設けられ、噴出した水はこの外周筒体に衝突してマイナスイオンを発生する。ここで、対面状態で配置している各外壁板は回転体に対して接線方向ではなく、入口に対して出口側が外側に位置するように傾斜することで回転体の遠心力を効果的に利用している。

このようにキャビテーションを発生することで水の分子が細分化し、水中に含まれている金属や化学物質を解放すると共に、出口から噴出して外周筒に衝突する際にマイナスイオンを発生する。その後、該水を活性炭、軽石、水晶などの触媒中(吸着物質の間)を通過させることで、上記イオン化した金属類の不純物は効率よく除去される。

本発明に係る高速回転式水質改善装置は、回転体の内部空間に水を入れると共に、高速回転することで遠心力の作用にて対面した外壁板の凹凸化した隙間を高速で流れる。その為に、水の流れにキャビテーションを発生し、高速で噴出した水が外周筒に衝突し、その結果、イオン化した含有金属及び化学物質は活性炭等の吸着物質を利用して高い効率で除去され得る。そして、該吸着物質の寿命は長くなると共に再利用が可能と成る。

すなわち、直接活性炭を利用する場合では、１０％〜１５％の除去率であるが、本発明の高速回転式水質改善装置によってイオン化した水の場合では不純物を５０％以上除去することが出来る。そして、回転体に流入する水は回転に伴う遠心力の作用で外周出口から流出することが出来る為にその処理能力が高く、上水道及び食品工業用の水として大量に処理することが可能である。例えば、１基で１日に十数トンもの水を処理することが可能である。

図１は本発明に係る高速回転式水質改善装置を示す実施例である。同図の１は本体ケース、２は回転体、３は外周筒を表している。回転体２は支持受下軸４と支持受上軸５とで回転自在に軸支され、支持受下軸４は本体ケース１の底板６に取着されて、又支持受上軸５は本体ケース１の上板７に取着されて回転体２を支えている。

そして、支持受下軸４の中心穴には回転軸８が貫通し、回転軸８の下端に取着されているプーリー９がモーターにて回転駆動され、回転軸８と連結している上記回転体２は高速で回転することが出来る。回転体２は内部空間１０を有す筒体を形成し、該内部空間１０には水が流入する。支持受上軸５はパイプで構成され、このパイプ１１から水が内部空間１０へ流入し、回転体２が回転することで流入した水は外壁１２から外へ噴出する。

外壁１２には外壁板が配置されて概略多角形の筒体が構成され、該外壁板の間に形成される隙間を水が高速で流れ、外壁１２の外へ流出することが出来、外周筒３に衝突することになる。本体ケース１の底板６には流出口１３が設けられ、この流出口１３から水は流出して活性炭等の吸着物質の間を通過する。高速回転する回転体２から流出して流出口１３から流れ出る水はイオン化され、活性炭等の吸着物質の間を通過することで水中に含まれてイオン化した金属及び化学物質は活性炭等の微細穴に吸着し易くなる。その結果、含有金属及び化学物質の５０％以上が除去される。

図２は回転体２の横断面を示している。回転体２は同図に示すように概略八角形断面の筒体であり、外壁１２は「へ」形に屈曲した外壁板１４，１４・・が配列して八角形断面の筒体と成っている。隣合う「へ」形断面の外壁板１４，１４・・はその一部が互いに重なり合って八角形断面の筒体の外壁１２を構成している。外壁板１４は外外壁板１５と内外壁板１６とが所定の隙間１７を残して対面し、入口１８が回転体２の内部空間１０に位置し、出口１９は回転体２の外側に位置している。

そして、入口１８と回転体２の中心Ｏ間距離ｒは出口１９と回転体２の中心Ｏ間距離Ｒより小さく成るように取付けられている。従って、回転体２が時計方向に回転するならば、パイプ１１から内部空間１０に流入した水は入口１８から外壁板１４の隙間１７へ入り、出口１９から高速で噴出する。外壁板１４は外外壁板１５と内外壁板１６とが対面して構成され、外外壁板１４及び内外壁板１６には仕切り２０，２０・・が設けられている。

図３は外壁板１４の一部を表した場合であり、外外壁板１５には長方形の仕切り２０，２０・・が縦横に設けられ、同じく内外壁板１６にも長方形の仕切り２０，２０・・が縦横に規則正しく設けられている。そして、外外壁板１５と内外壁板１６とは互いに仕切り２０，２０・・介して対面しているが、該仕切り２０，２０・・の位置は異なっている。

図３(ｂ)に示すように、四角形をした仕切り２０，２０・・は上下及び水平方向に１／２ピッチ分ズレた状態で対面している。従って、入口１８，１８・・から入る水は各仕切り２０，２０・・に遮られてジグザグ状に隙間１７を流れる。しかも、回転体２が高速回転することで発生する遠心力が水に作用して小さな隙間１７をジグザグに高速で流れ、その為にキャビテーションを発生する。

ところで、水は外壁板１４，１４・・の隙間１７，１７・・を高速で、しかもジグザグで流れることでキャビテーションを発生し、出口１９から噴出して外周筒に衝突する。その結果、水に含有されている金属や化学物質はガス化し、該ガスは本体ケース１の上板７に設けているファン２１にて排出される。又、本体ケース１にはエアー口２２が設けられて、ガスを排出すると共に外からエアーが流入する。

前記図２に示す回転体２は８枚の外壁１２，１２・・にて構成しているが、この枚数は限定しない。そして、外外壁板１５及び内外壁板１６に形成している仕切り２０，２０・・は格子状を成しているが、該仕切り２０，２０・・は格子状に限らない。外外壁板１５と内外壁板１６との間に複数段(３〜７段)の仕切りを設け、これらの隙間を高速で水を流すことでキャビテーションを発生されることも可能である。

本発明に係る高速回転式水質改善装置の実施例。回転体の横断面図。回転体を構成する外壁板。

符号の説明

１本体ケース
２回転体
３外周筒
４支持受下軸
５支持受上軸
６底板
７上板
８回転軸
９プーリー
10 内部空間
11 パイプ
12 外壁
13 流出口
14 外壁板
15 外外壁板
16 内外壁板
17 隙間
18 入口
19 出口
20 仕切り
21 ファン
22 エアー口

Claims

凹凸化した隙間を水及び粘性の低い液体が高速で流れることでキャビテーションを発生させて水等の性質を改善し、その後、該水等が活性炭等の吸着物質の間を通過する際には含有しているイオン化した不純物を効率良く除去することが出来るようにする高速回転式水質改善装置において、内部空間を有して縦軸を中心に高速回転する回転体の外壁には複数枚の外壁板を取付けて多角形断面の筒体を構成し、上記外壁板の内部には水等が流れる隙間を形成すると共に該隙間には仕切りを設け、そして該隙間への水等の入口を内部空間側に設け、隙間からの出口を外側に設け、回転体の中心と入口間距離を中心と出口間距離より小さくし、さらに回転体より大きな内径の外周筒を該回転体を囲むように設けたことを特徴とする高速回転式水質改善装置。
凹凸化した隙間を水及び粘性の低い液体が高速で流れることでキャビテーションを発生させて水等の性質を改善し、その後、該水等が活性炭等の吸着物質の間を通過する際には含有しているイオン化した不純物を効率良く除去することが出来るようにする高速回転式水質改善装置において、内部空間を有して縦軸を中心に高速回転する回転体の外壁には複数枚の外壁板を取付けて多角形断面の筒状体を構成し、上記外壁板は四角形の仕切りを形成した外外壁板と四角形の仕切りを形成した内外壁板を対面させると共に、各仕切りの位置を縦横に１／２ピッチ分ズラして取付け、また対面した各仕切りの間には水等が流れる隙間を形成し、そして該隙間への水等の入口を内部空間側に設け、隙間からの出口を外側に設け、回転体の中心と入口間距離を中心と出口間距離より小さくし、さらに回転体より大きな内径の外周筒を該回転体を囲むように設けたことを特徴とする高速回転式水質改善装置。
上記回転体は支持受下軸と支持受上軸とで回転自在に支持され、該支持受上軸をパイプにて構成することで回転体の内部空間に水及び粘度の低い液体を流入可能としたことを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の高速回転式水質改善装置。
凹凸化した隙間を水及び粘性の低い液体が高速で流れることでキャビテーションを発生させて水等の性質を改善し、その後、該水等が活性炭等の吸着物質の間を通過する際には含有しているイオン化した不純物を効率良く除去することが出来るようにする高速回転式水質改善装置において、内部空間を有して縦軸を中心に高速回転する回転体の外壁には複数枚の外壁板を取付けて多角形断面の筒体を構成し、上記外壁板は四角形の仕切りを形成した外外壁板と四角形の仕切りを形成した内外壁板を対面させると共に、各仕切りの位置を縦横に１／２ピッチ分ズラして取付け、また対面した各仕切りの間には水等が流れる隙間を形成し、そして該隙間への水等の入口を内部空間側に設け、隙間からの出口を外側に設け、回転体の中心と入口間距離を中心と出口間距離より小さくし、さらに回転体より大きな内径の外周筒を該回転体を囲むように設け、上記回転体及び外周筒は本体ケースに収容されて、本体ケースに設けた支持受下軸と支持受上軸とで回転体は回転自在に支持され、回転体の内部空間へ水等を流入する為に支持受上軸をパイプにて構成し、そして本体ケースの底板には流出口を設け、本体ケースの上板にはファンを取付けたことを特徴とする高速回転式水質改善装置。