JP2818112B2 - 赤水防止装置 - Google Patents

赤水防止装置

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JP2818112B2
JP2818112B2 JP13155194A JP13155194A JP2818112B2 JP 2818112 B2 JP2818112 B2 JP 2818112B2 JP 13155194 A JP13155194 A JP 13155194A JP 13155194 A JP13155194 A JP 13155194A JP 2818112 B2 JP2818112 B2 JP 2818112B2
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聡志 古畑
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水道配管等において赤
水の発生を防止するに好適な半導体触媒材を用いた赤水
防止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、水道を永く使っていると、水道
管内壁の鉄材が水中の溶存酸素O2 によって酸化されて
赤錆(Fe2 3 ・nH2 O)が生じ、これが水に混じ
って赤水の発生をもたらす。赤水はカネ気として水の悪
さの要因の一つで、飲用には適さない。赤水の除去方法
として酸やオゾンにより水道管を洗浄して赤錆を還元し
て黒錆(Fe3 4 =FeO・Fe2 3 )にする方法
もあるが、洗浄作業に相当のコスト負担が伴うことと、
作業工期の間は水道使用ができないという不便さがあ
り、またこのような還元処理は赤錆の発生を防止するも
のではなく、洗浄作業後、再び赤錆が発生したときは再
度の洗浄作業を余儀無くされる。
【0003】水道管内壁に生じる赤錆を常時還元し続け
て赤水の発生を防止又は抑制する方法としては、例えば
特開平2-232385号公報,特開平3-165835号公報, 特開平
4-305290号公報に開示のように、微粉末2酸化チタン
(チタニア),白金黒及び微粉末2酸化ケイ素を成形焼
結したN型半導体焼成品,ボール状のアルミナセラミッ
クスの表面に2酸化チタンを焼成したもの(半導体ボー
ル),クロス上に無電解メッキ等の導電処理を施し、そ
の上に2酸化チタンを溶射したもの(溶射光触媒機能
材)に、水道管途中で水道水を通過させて水道水を送り
出す半導体触媒材を用いた赤水防止法が知られている。
この半導体触媒材を用いた赤水防止法にあっては良好な
実験的データを得ている。
【0004】この赤水防止法の原理は次の触媒的メカニ
ズムによるものと推測されている。
【0005】即ち、半導体触媒材は白金黒,アルミナセ
ラミックス,無電解メッキ等の導電体部に伝導電子e-
と2酸化チタンのN型半導体部に正孔(ホール)h+
有している。水道水をこのような半導体触媒材に接触さ
せると、溶存酸素O2 は半導体表面層を通過して導電体
部に達し、そこで伝導電子e- と反応して過酸化物イオ
ンO2 - やO2 2- となり、液相に戻る。そして、これら
のイオンは水素イオンH+ と反応してHO2 やH2 2
を生じる。O2 - ,O2 2- ,HO2 及びH2 2は還元
性を持ち、水道管内壁の赤錆に電子を放電することによ
って赤錆を黒錆に還元する。水道水中の水酸化物イオン
OH- は半導体部の正孔h+ と反応してe- を補給する
と共に、溶存酸素を生じる。
【0006】このような赤水防止法においては、還元作
用をなす伝導電子と酸化作用をなす正孔を利用して赤錆
を還元すると共に水酸化物イオンを酸化するものであ
り、半導体自体は水道水に溶解するものではなく、半導
体触媒材と水道水との接触による酸化還元の相互作用に
よるものである。従って、半導体触媒材と水道水との接
触度合いを高めると、赤水の発生防止効果が顕著とな
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、導電材と半
導体とから成る半導体触媒材を用いた赤水防止装置とし
ては、特開平2-232385号公報に示すように、多数の半導
体触媒材を水通過容器に装填したものが知られている。
赤水防止装置の設置例としては、循環ポンプを用いて受
水槽や高置水槽の水を赤水防止装置を介して循環させる
循環法や、受水槽や高置水槽の出口パイプに赤水防止装
置を設置する一過法がある。循環法では設置作業が大掛
かりであるものの、水道水の半導体触媒材への接触時間
が長いので、赤水発生防止に優れている。一過法では設
置作業の簡便化で導入容易である反面、水道水の半導体
触媒材への接触時間が短く、赤水発生の防止効果が減じ
てしまう。そのため、例えば特開平4-305290号公報に開
示のように、半導体ボールではなく、クロス,シート,
又はプレートに導電層を形成してから半導体層を溶射し
たシート状の半導体触媒材とし、多孔性の半導体触媒材
により表面積/体積比を大きくして水道水との接触度合
いを空間的に高める工夫がなされている。
【0008】しかしながら、多孔性の半導体触媒材を装
填筒に収めた赤水防止装置にあっては、水道水の通過間
隙が半導体触媒材の多孔であるため、短期間のうちに水
中の浮遊微粒子が多孔に付着してこれを閉塞し、流体抵
抗の増大により水道水の流れが悪くなる。このため、半
導体触媒材の掃除又は交換メンテナンスが頻繁化するの
で、水道管に常設する赤水防止装置には不向きである。
また、クロス,シート,又はプレートを基材としている
ため、折れ易く、洗浄には不向きな構造であるので、新
品の半導体触媒材との交換を余儀無くされ、ランイング
コスト高になってしまう。
【0009】そこで上記問題点に鑑み、本発明の課題
は、時間的且つ空間的に半導体表面と水との接触度合い
を高めることにより、表面積/体積比が比較的小さい半
導体ボール形の半導体触媒材を用いても、赤水の発生を
有効的に防止できる赤水防止装置を実現することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明が講じた手段は、水道水の流入口とこれより
高いレベルに流出口を有し、上記流入口と上記流出口と
の間に画成された水通過室の内に多数個の半導体触媒材
を装填して成る赤水防止装置であって、上記水通過室外
の上記流入口近傍で上記水道水の流入圧により回転され
る駆動羽根車と、上記駆動羽根車の回転力を回転軸を介
して受けて被動回転し、上記水通過室内で上記水道水に
浸漬した多数個の半導体触媒材を浮遊旋回させる攪拌羽
根とを有することを特徴とする。
【0011】この駆動羽車の羽根の形状としては例えば
螺旋状又はプロペラ状とすることができる。
【0012】このような赤水防止装置において、半導体
触媒材としては、シート状の半導体触媒材ではなく、む
しろいわゆる半導体ボール、即ちは球状体のものを使用
することが望ましい。
【0013】
【作用】このように、下位の流入口と上位の流出口との
間の水通過室の内に浸漬した多数個の半導体触媒材を浮
遊旋回させる攪拌手段を設けたことにより、水通水が攪
拌されて動的な半導体触媒材と時間的にも長く空間的に
も広く接触するため、酸化還元作用が頗る活性化し、赤
錆の発生を効果的に抑制できる。特に、半導体触媒材と
してシート状の半導体触媒材を用いずに、球状体のもの
を使用できる。むしろ、攪拌に伴う半導体触媒材同士の
接触を考慮すると、球状体の半導体触媒材の使用の方が
損傷等が起こり難く、動的な半導体触媒材では有利であ
る。
【0014】特に、水通過室外の流入口近傍で水道水の
流入圧により回転される駆動羽根車の回転力を利用して
水通過室内の攪拌羽根を回転するようにした自力式攪拌
機構であるため、エネルギー無給型である点は勿論のこ
と、駆動羽根車は流入する水道水のダンパーとしても作
用し、その反作用として水道水の流速が落ちるため、低
流速の水道水水流通室に送り込まれると、水流通室で
の滞在時間が長くなり、半導体触媒材との接触時間が長
くなる。攪拌作用との相乗効果も相まって、赤水防止の
効果が顕著となる。
【0015】駆動羽車の羽根の形状をプロペラ状とした
場合は、水道水の流入方向に対して羽根が傾斜している
ため、駆動羽根車の回転と共に、スラスト方向に水道水
の流れを滑らかに変えることができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0017】〔第1実施例〕 図1は本発明の第1実施例に係る赤水防止装置を示す一
部破断斜視図である。
【0018】本例の赤水防止装置10は、円筒体11と
その両端を閉塞する端部キャップ板12a,12bとで
構成されたハウジングと、下位の端部キャップ板12b
側で円筒体11に設けられ、ラジアル方向に水道水をハ
ウジング内に流入させる流入口13と、上位の端部キャ
ップ板12a側で円筒体11に設けられ、流入口13の
方向とは逆向きのラジアル方向に配向する流出口14
と、流入口13と流出口14との間で下位網目板15と
上位網目板16で仕切られた水通過室17と、この水通
過室17内に装填された多数の球状体の半導体触媒材1
…と、端部キャップ板12a,12bに設けた軸受18
a,18bに軸支された回転軸19と、下位網目板15
と端部キャップ板12bとの間の空間で回転軸19に固
定し、流入口13から流入する水道水の流入圧で回転さ
れる螺旋形の羽根を有する駆動羽根車(水車)20と、
水通過室17内で回転軸19に固定し、プロペラ状の攪
拌羽根21,22とを有している。下位の端部キャップ
板12bには取付け脚部23が設け設けられている。端
部キャップ板12a,12bと円筒体11との間はパッ
キン及びOリング2で以て液密にシールされている。下
位網目板15は円筒体11の内壁に固着した内周フラン
ジ3にねじ固定されている。また、上位網目板16も円
筒体11の内壁に固着した内周フランジ3にねじ固定さ
れている。この上位網目板16の外周部は網目部16a
で、その内周部は非網目部としての抵抗板部16bであ
る。プロペラ状の攪拌羽根21,22はそれぞれ2枚羽
根で、相互の羽根は90°ずつずれている。
【0019】流入口13には図示矢印のように水道水が
圧送されて来るため、この流入口13に対面する駆動羽
根車20の羽根には水道水が当たり、駆動羽根車20が
回転される。これによって回転軸19が回転すると共
に、攪拌羽根21,22が回転する。このため、水通過
室17内の水通水が攪拌されると共に、これに浸漬した
半導体触媒材1…も攪拌されて浮遊旋回する。従って、
水通水が流出口14側に流下するまでの時間中、水道水
と多数の半導体触媒材1との接触が時間的にも長く空間
的にも広く接触するため、酸化還元作用が頗る活性化
し、赤錆の発生を効果的に抑制できる。本例では、半導
体触媒材としてシート状の半導体触媒材を用いずに、球
状体の半導体触媒材1を使用している。半導体触媒材同
士の接触を頻繁に起こるので、半導体触媒材自体の強度
を考慮して球体のものを使用した。
【0020】本例は、流入口側の水道水の流入圧で回転
される駆動羽根車20の回転力を利用して攪拌羽根2
1,22を回転するようにした自力式攪拌機構であるた
め、省エネルギーである。また、駆動羽根車20は流入
する水道水のダンパー(緩衝体)としても作用し、その
反作用として水道水の流速が落ちるため低流速の水道
水を水通過室17に送り込まれると、水通過室17での
滞在時間長くなるしかも、上位網目板16には抵抗
板部16bが設けられているため、そこへ上昇する旋回
流が一旦跳ね返された後、網目部16aを介して流出口
14へ向かうようになっている。このため、水道水の水
通過室17内での滞在時間を延ばすことができ、攪拌作
用と相まって、半導体触媒材1との接触度合いを高める
ことができる。
【0021】〔第2実施例〕 図2は本発明の第2実施例に係る赤水防止装置を示す一
部破断斜視図である。
【0022】本例の赤水防止装置39は、第1実施例の
構造と略同様であるが、駆動羽根車00をプロペラ羽根
の羽根車31としてある。第1実施例の螺旋羽根の駆動
羽根車20ではラジアル方向に流入する水道水の流れを
スラスト方向に変え難いが、本例におけるプロペラ羽根
の羽根車31では流入方向に対して羽根が傾斜している
ため、羽根車31の回転と共に、スラスト方向に水道水
の流れが滑らかに変えられる。
【0023】なお、上記各実施例では駆動羽根車20,
31を用いた自力式の攪拌機構であるが、これに限ら
ず、駆動羽根車20,31を排除し、回転軸19をいず
れかの端部キャップの外に延ばして外部モータと接続さ
せることにより、外部駆動モータを用いた攪拌機構を構
成することができる。このようなモータ駆動型は水道供
給容量の大きな施設に適している。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る赤水
防止装置は、下位の流入口と上位の流出口との間の水通
過室の内に浸漬した多数個の半導体触媒材を浮遊旋回さ
せる攪拌羽根を設けた点と、水通過室外の流入口近傍で
水道水の流入圧により回転される駆動羽根車の回転力を
利用して水通過室内の攪拌羽根を回転するようにした点
に特徴を有するものであるから、次の効果を奏する。
【0025】 水通過室外の流入口近傍で水道水の流
入圧により回転される駆動羽根車の回転力を利用して攪
拌羽根を回転するようにした自力式攪拌機構であるた
、エネルギー無給型である点は勿論のこと、駆動羽根
車は流入する水道水のダンパーとしても作用し、その反
作用として水道水の流速が落ちるため、低流速の水道水
水流通室に送り込まれると、水流通室での滞在時間が
長くなり、半導体触媒材との接触時間が長くなる。攪拌
作用との相乗効果も相まって、赤水防止の効果が顕著と
なる。
【0026】 駆動羽車の羽根の形状をプロペラ状と
した場合は、水道水の流入方向に対して羽根が傾斜して
いるため、駆動羽根車の回転と共に、スラスト方向に水
道水の流れを滑らかに変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る赤水防止装置を示す
一部破断斜視図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る赤水防止装置を示す
一部破断斜視図である。
【符号の説明】
1…球状体の半導体触媒材 2…Oリング 3…内周フランジ 10…赤水防止装置 11…円筒体 12a,12b…端部キャップ 13…流入口 14…流出口 15…下位網目板 16…上位網目板 16a…網目部 16b…抵抗板部 17…水通過室 18a,18b…軸受 19…回転軸 20,31…駆動羽根車 21,22…攪拌羽根。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水道水の流入口とこれより高いレベルに
    流出口を有し、前記流入口と前記流出口との間に画成さ
    れた水通過室の内に多数個の半導体触媒材を装填して成
    る赤水防止装置であって、前記水通過室外の前記流入口
    近傍で前記水道水の流入圧により回転される駆動羽根車
    と、前記駆動羽根車の回転力を回転軸を介して受けて被
    動回転し、前記水通過室内で前記水道水に浸漬した多数
    個の半導体触媒材を浮遊旋回させる攪拌羽根とを有する
    ことを特徴とする赤水防止装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の赤水防止装置におい
    て、前期駆動羽車の羽根は螺旋状羽根であることを特徴
    とする赤水防止装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の赤水防止装置におい
    て、前期駆動羽車の羽根はプロペラ状羽根であることを
    特徴とする赤水防止装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の赤水防止装置におい
    て、前記半導体触媒材は球状体であることを特徴とする
    赤水防止装置。
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