JP3111987U - 人工透析用のイオン化水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単シンプルな構造で人工透析用の逆浸透膜濾過装置に供給する原水の微粒子やエンドトキシンを捕捉することができ、高価な逆浸透膜の能力向上と経済効果の向上が図れるイオン化水処理装置を提供する。
【解決手段】 人工透析用の逆浸透膜濾過装置１３への供給水を前処理するイオン化水処理装置１において、ケース２の一方端部に水の流入口３と他方端部に水の吐出口４を同軸心に設け、前記ケース２内の上流側の位置に、複数の小魂状ファインセラミックス５を水流による運動で衝突させる超音波発生部６と、下流側の位置に、通過する水流をイオン化するイオン化セラミックス部７を設ける。
【選択図】図１

Description

この考案は、人工透析で用いる逆浸透膜の濾過能力を向上させることができるイオン化水処理装置に関する。

現在市販されている逆浸透膜（ＲＯ膜）は精密濾過の最高峰とされ、各方面の精密濾過に使用されており、特に人工透析用の透析水の濾過用としては一般的に使用されている。

しかし、上記逆浸透膜は、高価であると共に、すぐに目詰まりを起こし、差圧が出るために交換周期が大変短く、特に人工透析の水処理に使用されている逆浸透膜は、ＥＴと呼ばれるエンドトキシンを捕捉することができずに通過させてしまうという欠点があった。

このような逆浸透膜の欠点を補うため、人工透析用の逆浸透膜濾過装置に供給する原水を前処理し、原水中に含まれている微粒子やエンドトキシンを捕捉するための水処理装置が提案されている。

従来の上記水処理装置は、粗粒子フィルター、軟水装置、活性炭濾過装置等を逆浸透膜濾過装置の前段に設置した構造になっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１１３３０号公報

ところで、上記のような従来の水処理装置は、逆浸透膜濾過装置の前段に設置する装置の種類と数が多く、設置のためにスペースが必要になるだけでなく、設備コスト及び水処理の稼動コストが高くつくという問題がある。

そこで、この考案の課題は、極めて簡単シンプルな構造で人工透析用の逆浸透膜濾過装置に供給する原水の微粒子やエンドトキシンを捕捉することができ、高価な逆浸透膜の能力向上と経済効果の向上が図れるイオン化水処理装置を提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この考案は、人工透析用の逆浸透膜濾過装置への供給水を前処理する水処理装置において、ケースの一方端部に水の流入口と他方端部に水の吐出口を設け、前記ケース内で上流側の位置に、複数の小魂状ファインセラミックスを水流による運動で衝突させる超音波発生部を設け、前記ケース内で下流側の位置に、通過する水流をイオン化するイオン化部を設けた構成を採用したものである。

また、上記イオン化部が、ケース内に収まる多孔性容器内に魂状のセラミックスを収納して形成されているようにすることもできる。

ここで、上記ケースは、ステンレスを用い、先端側に小径となる円筒状の流入口が設けられ、後端側が開口する上流側ケースと、先端側が開口し後端側に小径となる円筒状の吐出口が設けられ下流側ケースからなり、上流側ケース内に超音波発生部と下流側ケース内にイオン化セラミックス部をそれぞれ収納し、前記上流側ケースと下流側ケースの開口部を互に接合し、この接合部分をパッキンで水密にした構造になっている。

上記超音波発生部における小魂状ファインセラミックスの材料としては、磨耗に強いアルミナ等のファインセラミックスが適するが、水の流入による運動によりぶつかり合う際の衝撃や磨耗に耐えるものであれば、他のファインセラミックスであっても良い。

また小塊状とは、水の流入により運動する形状であれば良く、特に球形状がぶつかり合う際の耐衝撃性や耐磨耗性の観点から最も好ましいが他の形状であっても良い。

これら小塊状ファインセラミックスは、水の流入により互いに衝突するように、水が通過するケース内を、水のみを通し、小塊状ファインセラミックスをせき止める、例えば小塊状ファインセラミックスより小さい網目の金網で仕切った空間に多数の小塊状ファインセラミックスをとじ込めておくようにしておく。

また、イオン化部は、塩化ビニル等の合成樹脂を用いた多孔性容器内に魂状のセラミックスを収納して形成され、水をイオン化して浄化するセラミックスとしては、イオン化効率の良いバイオセラミックスが適するが、水をイオン化する作用があれば一般セラミックスや天然石でも良く、また、天然石としては、水のイオン化効果を有するトルマリン鉱石（電解石）や麦飯石等があげられる。

また、特にイオン化効果に優れるセラミックスとしては、日本国特許第３０６２８５９号に示される水及び油質改善用複合セラミックスや、日本国特許第３０６５９１０号に示される磁性セラミックスがあり、これらのセラミックスを用いるのが効果的である。

イオン化水処理装置に水が流入すると、流入口付近で多数の小塊状ファインセラミックス同士が水流で激しく運動して衝突し、共振共鳴作用が喚起され、超音波と遠赤外線が発生し、これら超音波と遠赤外線の作用により水分子集団が微細化する。

水分子は予め微細化されていることで、よりイオン化され易くなり、この微細化した水を下流側において、セラミックスや天然石によりマイナスイオン化するので、イオン化効率が良く、瞬時に水中の不純物が分離・凝縮・沈殿し、浄化効果が促進する。

また、イオン化水処理装置においては、通常は通過水の流速が速くなればなるほどイオン化効果が落ちるのであるが、この考案のイオン化水処理装置によれば、流速が速くなればなるほど流入口付近で複数の小塊状ファインセラミックス同士がより激しく運動して衝突して水分子が微細化されてイオン化効果が高まることになるので、流速の高まりによるイオン化効果の低減を補填することになる。

この考案によると、人工透析用の逆浸透膜濾過装置への供給水を前処理する水処理装置において、ケースの内部に、複数の小魂状ファインセラミックスを水流による運動で衝突させる超音波発生部とその下流側の位置に通過する水流をイオン化するイオン化部を設けたので、水のイオン化処理がケース単体の内部において行え、設置のためにスペースが少なくてすむだけでなく、設備コスト及び水処理の稼動コストを極めて低減でき、簡単シンプルな構造で人工透析用の逆浸透膜濾過装置に供給する原水の微粒子やエンドトキシンを捕捉することができるので、高価な逆浸透膜の能力向上によって経済効果の向上が図れることになる。

また、ケース内の上流側に設けた超音波発生部の超音波と遠赤外線の作用により水分子集団を微細化し、下流側に位置するイオン化部でのイオン化がされ易くなり、この微細化した水をマイナスイオン化することで、イオン化効率が良く、瞬時に水中の不純物が分離・凝縮・沈殿し、浄化効果を促進することができる。

以下、この考案の実施の形態を図示例に基づいて説明する。

図１のように、イオン化水処理装置１は、ステンレスを用いたケース２の一方端部に水の流入口３と他方端部に水の吐出口４を同軸心の配置で設け、前記ケース２内で上流側の位置に、複数の小魂状ファインセラミックス５を水流による運動で衝突させる超音波発生部６を設け、前記ケース２内で下流側の位置に、通過する水流をイオン化するイオン化部としてのイオン化セラミックス部７を設けて形成されている。

上記ケース２は、先端側に小径となる円筒状の流入口３が設けられ、後端側が開口する上流側ケース２ａと、先端側が開口して後端側に小径となる円筒状の吐出口４が設けられ下流側ケース２ｂからなり、上流側ケース２ａ内に超音波発生部６と下流側ケース２ｂ内にイオン化セラミックス部７をそれぞれ収納し、前記上流側ケース２ａと下流側ケース２ｂの一段大径にした開口部を螺合によって互に接合し、この接合部分をパッキン８で水密状態にしていると共に、下流側ケース２ｂの上部位置に、ケース２内のエアを外部に放出するためのエア抜きニップル９が設けられている。

上記超音波発生部６は、小魂状ファインセラミックス５が水の流入により互いに衝突するように、水が通過する上流側ケース２ａ内を、水のみを通し、小塊状ファインセラミックス５をせき止める、例えば小塊状ファインセラミックス５より小さい網目の金網１０で仕切った空間に多数の小塊状ファインセラミックス５をとじ込めて形成されている。

上記小魂状ファインセラミックス５の材料としては、磨耗に強いアルミナ等のファインセラミックスが適するが、水の流入による運動によりぶつかり合う際の衝撃や磨耗に耐えるものであれば、他のセラミックスであっても良く、また、小塊状とは、水の流入により運動する形状であれば良く、特に球形状がぶつかり合う際の耐衝撃性や耐磨耗性の観点から最も好ましいが他の形状であっても良い。

上記イオン化セラミックス部７は、塩化ビニル等の合成樹脂を用い、下流側ケース２ｂ内に収まる大きさで、内部を水が通過するようにした多孔性容器１１内に多数の魂状セラミックス１２を水が接触通過するように収納して形成され、水をイオン化して浄化するセラミックス１２としては、イオン化効率の良いバイオセラミックスが適するが、水をイオン化する作用があれば一般セラミックスや天然石でも良く、また、天然石としては、水のイオン化効果を有するトルマリン鉱石（電解石）や麦飯石等があげられる。

ここで、バイオセラミックスとは、本来生体内適合性を有するものであるが、この考案でのバイオセラミックスは、バイオセラミックスが有する副次的な効果である水質改善効果に着目して水質改善装置内に収納したものである。そのため、イオン化による水質改善効果があるものであれば用いられるバイオセラミックスの種類は特に限定されない。

また、特にイオン化効果に優れるセラミックスとしては、上述した、水及び油質改善用複合セラミックスや磁性セラミックスがあり、これらのセラミックスを用いるのが効果的である。

図２は、この考案のイオン化水処理装置１を、逆浸透膜濾過装置１３に接続した状態を示し、吐出口４がプレフィルター１４を介して逆浸透膜濾過装置１３の原水入口に接続されている。

この考案のイオン化水処理装置は、上記のような構成であり、流入口３からケース２内に水が流入すると、流入口３付近で多数の小塊状セラミックス５同士が水流で激しく運動して衝突し、共振共鳴作用が喚起され、超音波と遠赤外線が発生し、これら超音波と遠赤外線の作用により水分子集団が微細化する。

水分子は予め微細化されていることで、よりイオン化され易くなり、この微細化した水を下流側において、セラミックスや天然石によりマイナスイオン化するので、イオン化効率が良く、瞬時に水中の不純物が分離・凝縮・沈殿し、浄化効果が促進する。

また、イオン化水処理装置１においては、通常は通過水の流速が速くなればなるほどイオン化効果が落ちるのであるが、この考案のイオン化水処理装置１によれば、流速が速くなればなるほど流入口３付近で複数の小塊状ファインセラミックス５同士がより激しく運動して衝突して水分子が微細化されてイオン化効果が高まることになるので、流速の高まりによるイオン化効果の低減を補填することになる。

このようにしてイオン化処理された水は、図２で示したように、吐出口４から逆浸透膜濾過装置１３に供給される。

上記イオン化水処理装置１で処理された水は、微細化すると共に、不純物はそれぞれ弱い電荷を帯びて、同種類の物質同士が集まり、これによって凝縮沈澱効果が上がり、隙間だらけでサラサラ状態になってフィルターや逆浸透膜に付着するので、微細化した水は、容易にフィルターや逆浸透膜を通過し、差圧を上がらないようにすることができる。

図３は、逆浸透膜濾過装置における逆浸透膜の差圧変化を測定したグラフを示し、この考案のイオン化水処理装置１を設置しない場合は、図３（ａ）のように２１０日を経過した時点で差圧が上昇し、濾過効果が低下して３６０日で交換の時期に達した。

図３（ｂ）は、図３（ａ）で示した逆浸透膜の交換時期寸前の逆浸透膜濾過装置にこの考案のイオン化水処理装置１を設置して水処理をスタートした状態の測定結果を示し、設置前の３６０日経過した逆浸透膜をそのまま使用したにもかかわらず差圧が下がり、そのまま低圧状態を維持していた。

また、図示省略したが、この考案のイオン化水処理装置を設置することにより、逆浸透膜に対してエンドトキシンの通過が皆無となり、日数経過後もエンドトキシンの数値増加は見られなかった。

イオン化水処理装置の縦断正面図 イオン化水処理装置を逆浸透膜濾過装置に使用した状態を示す説明図 逆浸透膜濾過装置における逆浸透膜の差圧変化を測定した結果を示し、（ａ）はイオン化水処理装置を設置しない場合の測定結果を示すグラフ、（ｂ）はこの考案のイオン化水処理装置を設置した場合の測定結果を示すグラフ

符号の説明

１ イオン化水処理装置
２ ケース
３ 流入口
４ 吐出口
５ 小魂状ファインセラミックス
６ 超音波発生部
７ イオン化セラミックス部
９ エア抜きニップル
１０ 金網
１１ 多孔性容器
１２ 魂状セラミックス

Claims (2)

1. 人工透析用の逆浸透膜濾過装置への供給水を前処理する水処理装置において、ケースの一方端部に水の流入口と他方端部に水の吐出口を設け、前記ケース内で上流側の位置に、複数の小魂状ファインセラミックスを水流による運動で衝突させる超音波発生部を設け、前記ケース内で下流側の位置に、通過する水流をイオン化するイオン化部を設けた人工透析用のイオン化水処理装置。
2. 上記イオン化部が、ケース内に収まる多孔性容器内に魂状のセラミックスを収納して形成されている請求項１に記載の人工透析用のイオン化水処理装置。

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