JP3388465B2 - 加圧タンク方式水の溶存気体（ガス）自動制御方法 - Google Patents
加圧タンク方式水の溶存気体（ガス）自動制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は種々の産業等におけ
る使用に適した性質を有する水を得るために、水に含ま
れる酸素その他の気体の溶存量、酸化還元電位を変化さ
せる方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】水の酸化還元を行ってその電位を変化さ
せ、その水を種々の産業等に利用することは公知であ
り、そのための装置も実用化されている。 【０００３】そして、この装置により得られた水は、農
業においては、作物の鮮度保持、無農薬栽培、栽培効率
の向上に役立ち、水産業においては魚介類の鮮度保持、
無薬品養殖漁業に効果的に利用することができる。 【０００４】また、畜産業においても、家畜の無薬品飼
育、畜産公害を防ぐ環境改善、畜産品の鮮度保持に有効
であり、食品工業においても、無酸素水の使用による鮮
度保持に役立つ。 【０００５】さらに、浄水産業においては、飲料水、汚
水の処理性能を向上させる。また、酒類の醸造産業にお
いては、品質、生産性を向上させ、医学、薬学の分野に
おいても薬品効果の向上、予防医学の向上に役立ち、工
業においては工業用水を無酸素水とすることによる酸化
防止に有効である。その他、種々の環境改善にも役立つ
ものとして利用範囲が広い。 【０００６】前記の水の酸化還元電位は、水に空気を送
り込んだり、水に音波を照射したりすることで変化する
ことも公知である。 【０００７】また、N２ガスをエアレーション方式で注
入することによっても前記の酸化還元電位の変化が起こ
ることも公知である。図２はその場合の溶存酸素（Ｄ
Ｏ）量の変化を示す。縦軸は時間（単位は時間）、横軸
は溶存酸素（ＤＯ）量で、単位はppmである。さらに図
３はその場合の酸化還元電位の変化であって、縦軸は時
間（単位は時間）、横軸は酸化還元電位（単位は×１０
０ｍＶ）である。両図ともに、Ａ点においてＮ２ガスの
注入を開始してＢ点で注入を停止し、その後そのまま容
器を開放状態で放置したものである。両図で理解される
ように、水に対してN２ガスを開放状態でエアレーショ
ン方式で注入した場合の溶存酸素量の変化や酸化還元電
位の変化は発生するが、その変化量は非常に微々たるも
のである。 【０００８】つぎに、前記のように水にＮ２ガスをエア
レーション方式で注入するのに加えて、水槽中の水に対
して噴射する空気または酸素の噴射量を制御可能な空気
量制御装置と、上記水に対して照射する音波の量を制御
可能な音波発生量制御装置とを備え、上記空気または酸
素の噴射と上記音波の照射との両者の量を前記両制御装
置により制御調整し、かつ、両者を同時に行う水の酸化
還元電位制御装置を用いて、水の酸化還元電位を変化さ
せるようにした場合の結果を図４、図５に示してある。 【０００９】両図ともに、Ａ点においてＮ２ガスの注入
を開始してＢ点で注入を停止し、その後そのまま容器を
開放状態で放置したものである。図４において縦軸は時
間（単位は時間）、横軸は溶存酸素（ＤＯ）量で、単位
はppmである。図４で示されるように、溶存酸素（Ｄ
Ｏ）量の変化はゼロ近くまで減少する。図５はこの場合
の水の酸化還元電位であって、縦軸は時間（単位は時
間）、横軸は酸化還元電位（単位は×１００ｍＶ）であ
る。この図で理解されるように、酸化還元電位は処理直
後低下するが、放置しておくとまた元に戻り、さらに上
昇してしまい、安定しない状態である。 【００１０】水はその中に気体を取り入れる性質があ
り、それを気体の溶解といっている。天然水は空気中の
窒素、酸素、炭酸ガス等の気体全成分が融け込んでい
る。 【００１１】溶存ガスの量は水の温度に非常に影響を受
けることは事実である。水温が低いと溶存ガス量が多
く、水温が高いとその量が少なくなる。図６にその一例
として酸素例を示す。横軸は水温（℃）、縦軸は溶存酸
素量（ppm）である。また、水と接触する気体中の酸素
の分圧を変化させれば、水の溶存酸素量も変わる。気体
中の酸素比率を変化させると、溶存酸素量を変えること
が出来る。また、その他の条件でも変化することが解っ
ている。例えば、水温が一定の場合には溶存酸素量は一
定のはずである。しかし天然水の場合では、理由は明ら
かでないが、実際には変わっている。一つの推測とし
て、水の結晶構造、即ち水のクラスターによるところか
もしれない。酸素の取り入れ易い構造とそうでない構造
とが在ると思われる。要約すると、天然水の溶存酸素を
コントロールするには、水温、酸素圧力、酸素比率、ク
ラスター（水の結晶構造）等を制御する必要がある。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
方法では溶存ガス量、あるいは、酸化還元電位の一方に
ついては所望の値の水を得る装置は提供されているが、
両者をともに望ましい値とすることが難しいものであっ
た。この溶存ガスを安価で的確にコントロールする方法
は存在しなかったと言える。 【００１３】また、このような従来の技術に、水に含ま
れる有機物、無機物及び細菌を除去殺菌する手段を併せ
て備えるようにしたものを、本願の出願人はさきに特許
番号2990574号の特許公報に見られるように、提案して
いる。本発明は、前記公報の技術をさらに改善し、溶存
ガス量、酸化還元電位の双方について望ましい値を持つ
処理水が得られ、しかも、さらに効率よく工程を進行さ
せることができる技術を提供するものである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
れば、密閉タンクの水滞留室に、自動給水装置にて原水
を供給し所定量の滞留水を得る工程と、前記密閉タンク
中の滞留水を、水面感知器及び水面制御装置を備えた圧
力タンクを介して圧力ポンプにより循環させる経路中
に、選択された気体を加入供給する工程と、前記密閉タ
ンク中の滞留水を循環ポンプにより循環させ、その経路
中にセラミック筒及び赤外線照射工程を配置することに
より活性化処理し、気体噴射ノズルにより前記密閉タン
ク中の滞留水中に噴射する工程と、前記密閉タンク内に
設けた酸化還元電位・溶存ガス検出センサの検出値によ
って制御されるガス流量調整器を介して、前記気体の加
入供給量を調整する工程と、上記気体噴射ノズルに、密
閉タンクの水滞留層の上方のガス層のガスを内部気体循
環路を介して気体を供給する工程と、前記検出値を入力
された酸化還元電位・溶存ガス調整手段が、ポンプモー
タ制御装置によって前記圧力ポンプの回転数を変化させ
て前記圧力タンクの圧力を変えるとともに、前記循環ポ
ンプの回転数を変化させて前記気体噴射ノズルの圧力を
変える工程と、密閉タンク内の処理された処理水を前記
密閉タンクの処理水取り出し口より取り出しストックタ
ンクに導き、貯留する工程と、前記ストックタンクの処
理水を取り出す工程と、を備えることによって解決す
る。 【００１５】 【発明の実施の形態】本発明では水に気体を溶解させる
のに加圧タンクを用いるようにしている。処理すべき水
が収容されている密閉タンク中の滞留水を、圧力ポンプ
により加圧タンクへ送り込み再び密閉タンクに戻して循
環させる。【００１６】 循環経路中には、選択された気体を加入供
給する工程を付加する。この気体が加入された水が、圧
力タンクに導かれて加圧されるので、処理時間が短く、
気体など、使用するガスを有効に利用できるものとな
る。【００１７】 使用する気体は、酸素、窒素、炭酸ガス、
オゾン、硫化水素、二酸化硫黄、などから一つ又は複数
が選ばれる。【００１８】 気体の加入供給は圧力ポンプの直前の段階
で行うようにし、圧力ポンプの負圧を利用して供給され
るようにする。このようにすることにより安全確実に気
体を取り入れることができる。【００１９】 また、密閉タンク中の滞留水を循環ポンプ
により循環させ、その経路中にセラミック筒及び赤外線
照射工程を配置している。これにより水は活性化処理さ
れ、さらにこの水を、密閉タンク内上部の気体とともに
気体噴射ノズルにより密閉タンク中の滞留水中に噴射す
る。そして密閉タンク内に設けた酸化還元電位・溶存ガ
ス検出センサの検出値によって作動する、酸化還元電位
・溶存ガス調整手段を設け、該手段が、気体の供給量を
調整し、また、ポンプモータ制御装置と連携して、圧力
ポンプの回転数を変化させて圧力タンクの圧力を変え、
さらに、循環ポンプの回転数を変化させて気体噴射ノズ
ルの圧力を変え、酸化還元電位・溶存ガスを所望の値に
調整する。【００２０】 このように処理された水を、本発明におい
ては、ストックタンクに導いて一時貯蔵して随時の使用
に備えるようにした。ストックタンクには液面リレーを
設けて所要量が常時ストックされるようにしている。【００２１】 【実施例】図１に本発明の一実施例をブロック構成図に
よって示す。同図において、１１は密閉タンクであっ
て、給水バルブ６を介して原水が給水され、液面リレー
２９によって密閉タンク１１内部の水量を測定し、その
結果によって給水バルブ６が制御され、密閉タンク１１
中の所定水量が保たれるようになっている。密閉タンク
１１の内部は、供給された原水が滞留する下部の水滞留
層１１ｂと、該水滞留層１１ｂ上方のガス層１１ａとか
らなる。密閉タンク１１の水滞留層１１ｂに対応する側
面には循環ポンプ２２、赤外線照射装置１５、セラミッ
ク筒１４を経由するパスがタンク外部に向け接続されて
いて、循環ポンプ２２によって矢印Ａ方向に処理水が送
られ、赤外線照射装置１５、セラミックフィルタ１４に
よって水の活性化処理が行われ、前記のガス層１１ａに
連なる内部気体循環路１２からの気体とともに気体噴射
ノズル１６により噴射されて密閉タンク１１に戻され
る。【００２２】 気体噴射ノズル１６は、本出願と同一の出
願人によって先に出願され、登録された特許第2990574
号公報に記載されているような、水槽中の水に対して噴
射する気体の噴射量を制御可能な空気量制御装置（図示
せず）と、上記水に対して照射する音波の量を制御可能
な音波発生量制御装置（図示せず）とを備え、上記気体
の噴射と上記音波の照射との両者の量を制御装置により
制御調整し、かつ、両制御を同時に行う水の酸化還元電
位制御装置であって、複合音波発生噴流式ガス水混合装
置と呼称した、水の活性化に対し効果のあるものを用い
てもよい。【００２３】 密閉タンク１１にはもう一つの水の循環路
が設けられている。圧力ポンプ２０と圧力タンク２１と
からなる矢印Ｂ方向のパスがそれであり、この循環路に
は、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）、炭酸ガス（Ｃ
Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、二酸化
硫黄（ＳＯ２）、などから一つ又は複数が選ばれた気体
からなるガスを発生するガス発生装置２４と、これに接
続されたガス流量調整器２３から送り出されたガスが加
入されるようになっている。なお、ガスの加入位置は圧
力ポンプ２０の直前とし、ガスが圧力ポンプ２０の負圧
で吸引されるようにしてある。【００２４】 圧力タンク２１には水面制御装置１８が水
面感知器１９を備えて設けられ、該水面制御装置１８に
よって前記ガス流量調整器２３からの送出ガス量がバル
ブ２３ａによって制御される。１７は圧力タンク２１に
備える安全弁である。【００２５】 ９は密閉タンク１１の上部のガス層１１ａ
のガス圧が所定値以上の危険な状態時に作動する安全
弁、また、７は密閉タンク１１の上部のガス層１１ａの
気体を浄化する浄化装置、８は気体浄化ポンプであり、
ガス層１１ａの気体は両者によって循環され浄化され
る。また、１０はフィルタ、１３はバルブであり、とも
に余剰ガス発生時に対応させるものである。【００２６】 ２８は密閉タンク１１の底部付近に設置さ
れる酸化還元電位・溶存ガス検出センサで、水滞留層１
１ｂの水の酸化還元電位・溶存ガス量を測定検出し、そ
のデータを出力する。２６は前記酸化還元電位・溶存ガ
ス検出センサ２８が出力するデータを入力されて、その
データを処理する酸化還元電位・溶存ガス検出装置、２
７は処理されたデータを記録する酸化還元電位・溶存ガ
ス記録装置、また、２５はポンプモータ制御装置であ
り、密閉タンク液面リレー２９からの信号により密閉タ
ンク液面制御回路３０を介して密閉タンク１１の処理水
の量を制御し、これらの要素によって酸化還元電位・溶
存ガス調整手段が構成される。【００２７】 矢印Ｄは処理の終了した水を密閉タンク１
１の底面寄りから取り出す処理水取り出しの経路を示
し、送水ポンプ５により処理水は取り出され、送水され
る。４はストックタンクであって処理された水をストッ
クし随時使用可能としたもので、ストックタンク４には
液面リレー２、液面制御回路１を備えて、液面制御回路
１は送水ポンプ５を制御してストックタンク４中の処理
水を所定量に保つようにする。３は水取り出し口であ
る。【００２８】 なお、各タンクに備えるドレーンや、各連
通管に備えるバルブ等については構成が公知であるの
で、符号や説明を一部省略している。【００２９】 本発明の装置の動作を以下に説明する。密
閉タンク１１内に給水バルブ６から供給される原水は密
閉タンク液面リレー２９によって適量が導入され、水滞
留層１１ｂとして滞留する。この水滞留層１１ｂ中の原
水は循環ポンプ２２により、赤外線照射装置１５、セラ
ミック筒１４を経由するパスによって矢印Ａ方向に処理
水が送られ、赤外線照射装置１５、セラミック筒１４に
よって水の活性化処理が行われ、内部気体循環回路１２
により密閉タンク１１の内部上方のガス層１１ａの気体
とともに気体噴射ノズル１６により噴射されて密閉タン
ク１１に戻される。【００３０】 密閉タンク１１にはもう一つの水の循環路
が設けられており、圧力ポンプ２０により矢印Ｂ方向に
滞留水層１１ｂの水が圧力タンク２１に送られる。同時
に、圧力ポンプ２０の前段において、ガス発生装置２４
と、これに接続されたガス流量調整器２３から送り出さ
れたガスが加入される。ガスの加入位置は圧力ポンプ２
０の直前であるので、ガスは圧力ポンプ２０の負圧で吸
引される。【００３１】 圧力タンク２１には水面制御装置１８が水
面感知器１９を備えて設けられ、該水面制御装置１８に
よって前記ガス流量調整器２３からの送出ガス量がバル
ブ２３ａによって制御され、圧力タンク２１内の気体層
２１ａの圧力を調整し、液面を所定位置に保ちつつ、水
にガス流量調整器２３からの送出ガスを加圧溶解させ
る。【００３２】 水滞留層１１ｂの水の酸化還元電位・溶存
ガスは、密閉タンク１１の底部付近に設置された酸化還
元電位・溶存ガス検出センサ２８により測定検出され、
その測定結果は酸化還元電位・溶存ガス検出装置２６に
入力処理され、この酸化還元電位・溶存ガス検出装置２
６から出力されたデータは酸化還元電位・溶存ガス記録
装置２７により記録される。また、該出力データはポン
プモータ制御装置２５に送られ、循環ポンプ２２の回転
を制御し、気泡噴射ノズルの圧力を変化させ、また、圧
力ポンプ２０の回転を制御し圧力タンク２１内の圧力を
変化させる。【００３３】 さらに、該出力データはガス流量調整器２
３に送られてその流量を制御する。【００３４】 密閉タンク１１の上部のガス層１１ａのガ
ス圧が所定値以上の危険な状態時には安全弁９が作動し
て安全を確保し、また、密閉タンク１１の上部のガス層
１１ａの気体は気体浄化装置７と気体浄化ポンプ８によ
って循環され浄化される。【００３５】 このように密閉タンク１１の水滞留層１１
ｂには、圧力タンク２１中で気体が溶解された水が圧力
ポンプ２０によって送り込まれ、また、循環ポンプ２
２、赤外線照射装置１５、セラミック筒１４によって水
の活性化処理が行われた水が、内部気体循環路１２によ
り密閉タンク１１の内部上部の気体層１１ａの気体とと
もに気体噴射ノズル１６により噴射されて密閉タンク１
１に送り込まれて、次第に所定の酸化還元電位・溶存ガ
スを有するものとなる。【００３６】 水滞留層１１ｂの水の酸化還元電位や溶存
ガス量は酸化還元電位・溶存ガス記録装置２７により、
時間経過に従い記録される。酸化還元電位値・溶存ガス
値と、ガス流量調整器２３の出力量、その他との関係の
設定は、この記録値を元に修正して微調整することがで
きる。【００３７】 このような処理によって密閉タンク１１中
の水は所定の酸化還元電位・溶存ガス量のものとなり、
矢印Ｄのように処理の終了した水を取り出す処理水取り
出しの経路により取り出され利用される。即ち、送水ポ
ンプ５により処理水は取り出され、ストックタンク４に
至り、ストックされ、随時使用可能とする。ストックタ
ンク４には液面リレー２、液面制御回路１を備えて、液
面制御回路１は送水ポンプ５を制御してストックタンク
４中の処理水を所定量に保つようにしてある。水取り出
し口３から必要な水が取り出される。【００３８】 本発明の発明者の試験結果によれば、加圧
タンクの圧力を上げることによって気体の溶け込みが早
まることが判った。即ち、加圧タンクの圧力制御によ
り、水の溶存ガスを効率よく、しかも的確にコントロー
ルすることができる。【００３９】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、加圧タン
クを用いて水の酸化還元電位・溶存ガスを調整するよう
にしたので、酸素や窒素等の気体を無駄なく有効に利用
できるものとなった。【００４０】 また、気体を加圧して溶解させているので
処理時間が短縮できる効果がある。【００４１】 さらに、加圧タンク内の気体は水面制御装
置でコントロールされているので、安全でしかも溶存ガ
スの変動が小さい。【００４２】 酸化還元電位と溶存ガス量を自動的に、し
かも自由にコントロールできる。【００４３】 圧力タンクを密閉タンクとは別に設けたの
で、密閉タンクのほうは圧力を下げることができ、製造
コストを安価なものとすることができる。【００４４】 気体の取り入れには圧力ポンプの負圧を利
用したので、安全確実に取り入れを行うことができる。【００４５】 密閉タンクとは別に、ストックタンクを設
けたので、随時処理水を取り出すことができるものとな
った。【００４６】 赤外線照射装置と、活性化セラミックによ
り水の活性化を効率よく行うことができる。【００４７】 総合して、水の処理が自動的に処理され、
効率的であり、有機物の酸化分解を促進することがで
き、畜産、水耕栽培、もやしの製造、きのこの栽培等の
無薬品で動植物の健全育成が可能となる。納豆、酒、ビ
ール等に使用しても、それらの菌の発生を助長し、製造
後における製品の腐敗を防ぎ長期の保存に効果がある。
さらに、動植物の増体率、飼料効率、肥料効率が上がり
生産性が向上する。【００４８】 ガスの種類を選択することによって、高酸
化性の水から、高還元性の水まで、安全かつ安価に、し
かも品質の高い処理水を得ることができる。【００４９】 しかも、装置は取扱いが簡単で維持管理に
も時間がかからず、健康で安全な住環境が維持できる効
果も得られる。
る使用に適した性質を有する水を得るために、水に含ま
れる酸素その他の気体の溶存量、酸化還元電位を変化さ
せる方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】水の酸化還元を行ってその電位を変化さ
せ、その水を種々の産業等に利用することは公知であ
り、そのための装置も実用化されている。 【０００３】そして、この装置により得られた水は、農
業においては、作物の鮮度保持、無農薬栽培、栽培効率
の向上に役立ち、水産業においては魚介類の鮮度保持、
無薬品養殖漁業に効果的に利用することができる。 【０００４】また、畜産業においても、家畜の無薬品飼
育、畜産公害を防ぐ環境改善、畜産品の鮮度保持に有効
であり、食品工業においても、無酸素水の使用による鮮
度保持に役立つ。 【０００５】さらに、浄水産業においては、飲料水、汚
水の処理性能を向上させる。また、酒類の醸造産業にお
いては、品質、生産性を向上させ、医学、薬学の分野に
おいても薬品効果の向上、予防医学の向上に役立ち、工
業においては工業用水を無酸素水とすることによる酸化
防止に有効である。その他、種々の環境改善にも役立つ
ものとして利用範囲が広い。 【０００６】前記の水の酸化還元電位は、水に空気を送
り込んだり、水に音波を照射したりすることで変化する
ことも公知である。 【０００７】また、N２ガスをエアレーション方式で注
入することによっても前記の酸化還元電位の変化が起こ
ることも公知である。図２はその場合の溶存酸素（Ｄ
Ｏ）量の変化を示す。縦軸は時間（単位は時間）、横軸
は溶存酸素（ＤＯ）量で、単位はppmである。さらに図
３はその場合の酸化還元電位の変化であって、縦軸は時
間（単位は時間）、横軸は酸化還元電位（単位は×１０
０ｍＶ）である。両図ともに、Ａ点においてＮ２ガスの
注入を開始してＢ点で注入を停止し、その後そのまま容
器を開放状態で放置したものである。両図で理解される
ように、水に対してN２ガスを開放状態でエアレーショ
ン方式で注入した場合の溶存酸素量の変化や酸化還元電
位の変化は発生するが、その変化量は非常に微々たるも
のである。 【０００８】つぎに、前記のように水にＮ２ガスをエア
レーション方式で注入するのに加えて、水槽中の水に対
して噴射する空気または酸素の噴射量を制御可能な空気
量制御装置と、上記水に対して照射する音波の量を制御
可能な音波発生量制御装置とを備え、上記空気または酸
素の噴射と上記音波の照射との両者の量を前記両制御装
置により制御調整し、かつ、両者を同時に行う水の酸化
還元電位制御装置を用いて、水の酸化還元電位を変化さ
せるようにした場合の結果を図４、図５に示してある。 【０００９】両図ともに、Ａ点においてＮ２ガスの注入
を開始してＢ点で注入を停止し、その後そのまま容器を
開放状態で放置したものである。図４において縦軸は時
間（単位は時間）、横軸は溶存酸素（ＤＯ）量で、単位
はppmである。図４で示されるように、溶存酸素（Ｄ
Ｏ）量の変化はゼロ近くまで減少する。図５はこの場合
の水の酸化還元電位であって、縦軸は時間（単位は時
間）、横軸は酸化還元電位（単位は×１００ｍＶ）であ
る。この図で理解されるように、酸化還元電位は処理直
後低下するが、放置しておくとまた元に戻り、さらに上
昇してしまい、安定しない状態である。 【００１０】水はその中に気体を取り入れる性質があ
り、それを気体の溶解といっている。天然水は空気中の
窒素、酸素、炭酸ガス等の気体全成分が融け込んでい
る。 【００１１】溶存ガスの量は水の温度に非常に影響を受
けることは事実である。水温が低いと溶存ガス量が多
く、水温が高いとその量が少なくなる。図６にその一例
として酸素例を示す。横軸は水温（℃）、縦軸は溶存酸
素量（ppm）である。また、水と接触する気体中の酸素
の分圧を変化させれば、水の溶存酸素量も変わる。気体
中の酸素比率を変化させると、溶存酸素量を変えること
が出来る。また、その他の条件でも変化することが解っ
ている。例えば、水温が一定の場合には溶存酸素量は一
定のはずである。しかし天然水の場合では、理由は明ら
かでないが、実際には変わっている。一つの推測とし
て、水の結晶構造、即ち水のクラスターによるところか
もしれない。酸素の取り入れ易い構造とそうでない構造
とが在ると思われる。要約すると、天然水の溶存酸素を
コントロールするには、水温、酸素圧力、酸素比率、ク
ラスター（水の結晶構造）等を制御する必要がある。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
方法では溶存ガス量、あるいは、酸化還元電位の一方に
ついては所望の値の水を得る装置は提供されているが、
両者をともに望ましい値とすることが難しいものであっ
た。この溶存ガスを安価で的確にコントロールする方法
は存在しなかったと言える。 【００１３】また、このような従来の技術に、水に含ま
れる有機物、無機物及び細菌を除去殺菌する手段を併せ
て備えるようにしたものを、本願の出願人はさきに特許
番号2990574号の特許公報に見られるように、提案して
いる。本発明は、前記公報の技術をさらに改善し、溶存
ガス量、酸化還元電位の双方について望ましい値を持つ
処理水が得られ、しかも、さらに効率よく工程を進行さ
せることができる技術を提供するものである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
れば、密閉タンクの水滞留室に、自動給水装置にて原水
を供給し所定量の滞留水を得る工程と、前記密閉タンク
中の滞留水を、水面感知器及び水面制御装置を備えた圧
力タンクを介して圧力ポンプにより循環させる経路中
に、選択された気体を加入供給する工程と、前記密閉タ
ンク中の滞留水を循環ポンプにより循環させ、その経路
中にセラミック筒及び赤外線照射工程を配置することに
より活性化処理し、気体噴射ノズルにより前記密閉タン
ク中の滞留水中に噴射する工程と、前記密閉タンク内に
設けた酸化還元電位・溶存ガス検出センサの検出値によ
って制御されるガス流量調整器を介して、前記気体の加
入供給量を調整する工程と、上記気体噴射ノズルに、密
閉タンクの水滞留層の上方のガス層のガスを内部気体循
環路を介して気体を供給する工程と、前記検出値を入力
された酸化還元電位・溶存ガス調整手段が、ポンプモー
タ制御装置によって前記圧力ポンプの回転数を変化させ
て前記圧力タンクの圧力を変えるとともに、前記循環ポ
ンプの回転数を変化させて前記気体噴射ノズルの圧力を
変える工程と、密閉タンク内の処理された処理水を前記
密閉タンクの処理水取り出し口より取り出しストックタ
ンクに導き、貯留する工程と、前記ストックタンクの処
理水を取り出す工程と、を備えることによって解決す
る。 【００１５】 【発明の実施の形態】本発明では水に気体を溶解させる
のに加圧タンクを用いるようにしている。処理すべき水
が収容されている密閉タンク中の滞留水を、圧力ポンプ
により加圧タンクへ送り込み再び密閉タンクに戻して循
環させる。【００１６】 循環経路中には、選択された気体を加入供
給する工程を付加する。この気体が加入された水が、圧
力タンクに導かれて加圧されるので、処理時間が短く、
気体など、使用するガスを有効に利用できるものとな
る。【００１７】 使用する気体は、酸素、窒素、炭酸ガス、
オゾン、硫化水素、二酸化硫黄、などから一つ又は複数
が選ばれる。【００１８】 気体の加入供給は圧力ポンプの直前の段階
で行うようにし、圧力ポンプの負圧を利用して供給され
るようにする。このようにすることにより安全確実に気
体を取り入れることができる。【００１９】 また、密閉タンク中の滞留水を循環ポンプ
により循環させ、その経路中にセラミック筒及び赤外線
照射工程を配置している。これにより水は活性化処理さ
れ、さらにこの水を、密閉タンク内上部の気体とともに
気体噴射ノズルにより密閉タンク中の滞留水中に噴射す
る。そして密閉タンク内に設けた酸化還元電位・溶存ガ
ス検出センサの検出値によって作動する、酸化還元電位
・溶存ガス調整手段を設け、該手段が、気体の供給量を
調整し、また、ポンプモータ制御装置と連携して、圧力
ポンプの回転数を変化させて圧力タンクの圧力を変え、
さらに、循環ポンプの回転数を変化させて気体噴射ノズ
ルの圧力を変え、酸化還元電位・溶存ガスを所望の値に
調整する。【００２０】 このように処理された水を、本発明におい
ては、ストックタンクに導いて一時貯蔵して随時の使用
に備えるようにした。ストックタンクには液面リレーを
設けて所要量が常時ストックされるようにしている。【００２１】 【実施例】図１に本発明の一実施例をブロック構成図に
よって示す。同図において、１１は密閉タンクであっ
て、給水バルブ６を介して原水が給水され、液面リレー
２９によって密閉タンク１１内部の水量を測定し、その
結果によって給水バルブ６が制御され、密閉タンク１１
中の所定水量が保たれるようになっている。密閉タンク
１１の内部は、供給された原水が滞留する下部の水滞留
層１１ｂと、該水滞留層１１ｂ上方のガス層１１ａとか
らなる。密閉タンク１１の水滞留層１１ｂに対応する側
面には循環ポンプ２２、赤外線照射装置１５、セラミッ
ク筒１４を経由するパスがタンク外部に向け接続されて
いて、循環ポンプ２２によって矢印Ａ方向に処理水が送
られ、赤外線照射装置１５、セラミックフィルタ１４に
よって水の活性化処理が行われ、前記のガス層１１ａに
連なる内部気体循環路１２からの気体とともに気体噴射
ノズル１６により噴射されて密閉タンク１１に戻され
る。【００２２】 気体噴射ノズル１６は、本出願と同一の出
願人によって先に出願され、登録された特許第2990574
号公報に記載されているような、水槽中の水に対して噴
射する気体の噴射量を制御可能な空気量制御装置（図示
せず）と、上記水に対して照射する音波の量を制御可能
な音波発生量制御装置（図示せず）とを備え、上記気体
の噴射と上記音波の照射との両者の量を制御装置により
制御調整し、かつ、両制御を同時に行う水の酸化還元電
位制御装置であって、複合音波発生噴流式ガス水混合装
置と呼称した、水の活性化に対し効果のあるものを用い
てもよい。【００２３】 密閉タンク１１にはもう一つの水の循環路
が設けられている。圧力ポンプ２０と圧力タンク２１と
からなる矢印Ｂ方向のパスがそれであり、この循環路に
は、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）、炭酸ガス（Ｃ
Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、二酸化
硫黄（ＳＯ２）、などから一つ又は複数が選ばれた気体
からなるガスを発生するガス発生装置２４と、これに接
続されたガス流量調整器２３から送り出されたガスが加
入されるようになっている。なお、ガスの加入位置は圧
力ポンプ２０の直前とし、ガスが圧力ポンプ２０の負圧
で吸引されるようにしてある。【００２４】 圧力タンク２１には水面制御装置１８が水
面感知器１９を備えて設けられ、該水面制御装置１８に
よって前記ガス流量調整器２３からの送出ガス量がバル
ブ２３ａによって制御される。１７は圧力タンク２１に
備える安全弁である。【００２５】 ９は密閉タンク１１の上部のガス層１１ａ
のガス圧が所定値以上の危険な状態時に作動する安全
弁、また、７は密閉タンク１１の上部のガス層１１ａの
気体を浄化する浄化装置、８は気体浄化ポンプであり、
ガス層１１ａの気体は両者によって循環され浄化され
る。また、１０はフィルタ、１３はバルブであり、とも
に余剰ガス発生時に対応させるものである。【００２６】 ２８は密閉タンク１１の底部付近に設置さ
れる酸化還元電位・溶存ガス検出センサで、水滞留層１
１ｂの水の酸化還元電位・溶存ガス量を測定検出し、そ
のデータを出力する。２６は前記酸化還元電位・溶存ガ
ス検出センサ２８が出力するデータを入力されて、その
データを処理する酸化還元電位・溶存ガス検出装置、２
７は処理されたデータを記録する酸化還元電位・溶存ガ
ス記録装置、また、２５はポンプモータ制御装置であ
り、密閉タンク液面リレー２９からの信号により密閉タ
ンク液面制御回路３０を介して密閉タンク１１の処理水
の量を制御し、これらの要素によって酸化還元電位・溶
存ガス調整手段が構成される。【００２７】 矢印Ｄは処理の終了した水を密閉タンク１
１の底面寄りから取り出す処理水取り出しの経路を示
し、送水ポンプ５により処理水は取り出され、送水され
る。４はストックタンクであって処理された水をストッ
クし随時使用可能としたもので、ストックタンク４には
液面リレー２、液面制御回路１を備えて、液面制御回路
１は送水ポンプ５を制御してストックタンク４中の処理
水を所定量に保つようにする。３は水取り出し口であ
る。【００２８】 なお、各タンクに備えるドレーンや、各連
通管に備えるバルブ等については構成が公知であるの
で、符号や説明を一部省略している。【００２９】 本発明の装置の動作を以下に説明する。密
閉タンク１１内に給水バルブ６から供給される原水は密
閉タンク液面リレー２９によって適量が導入され、水滞
留層１１ｂとして滞留する。この水滞留層１１ｂ中の原
水は循環ポンプ２２により、赤外線照射装置１５、セラ
ミック筒１４を経由するパスによって矢印Ａ方向に処理
水が送られ、赤外線照射装置１５、セラミック筒１４に
よって水の活性化処理が行われ、内部気体循環回路１２
により密閉タンク１１の内部上方のガス層１１ａの気体
とともに気体噴射ノズル１６により噴射されて密閉タン
ク１１に戻される。【００３０】 密閉タンク１１にはもう一つの水の循環路
が設けられており、圧力ポンプ２０により矢印Ｂ方向に
滞留水層１１ｂの水が圧力タンク２１に送られる。同時
に、圧力ポンプ２０の前段において、ガス発生装置２４
と、これに接続されたガス流量調整器２３から送り出さ
れたガスが加入される。ガスの加入位置は圧力ポンプ２
０の直前であるので、ガスは圧力ポンプ２０の負圧で吸
引される。【００３１】 圧力タンク２１には水面制御装置１８が水
面感知器１９を備えて設けられ、該水面制御装置１８に
よって前記ガス流量調整器２３からの送出ガス量がバル
ブ２３ａによって制御され、圧力タンク２１内の気体層
２１ａの圧力を調整し、液面を所定位置に保ちつつ、水
にガス流量調整器２３からの送出ガスを加圧溶解させ
る。【００３２】 水滞留層１１ｂの水の酸化還元電位・溶存
ガスは、密閉タンク１１の底部付近に設置された酸化還
元電位・溶存ガス検出センサ２８により測定検出され、
その測定結果は酸化還元電位・溶存ガス検出装置２６に
入力処理され、この酸化還元電位・溶存ガス検出装置２
６から出力されたデータは酸化還元電位・溶存ガス記録
装置２７により記録される。また、該出力データはポン
プモータ制御装置２５に送られ、循環ポンプ２２の回転
を制御し、気泡噴射ノズルの圧力を変化させ、また、圧
力ポンプ２０の回転を制御し圧力タンク２１内の圧力を
変化させる。【００３３】 さらに、該出力データはガス流量調整器２
３に送られてその流量を制御する。【００３４】 密閉タンク１１の上部のガス層１１ａのガ
ス圧が所定値以上の危険な状態時には安全弁９が作動し
て安全を確保し、また、密閉タンク１１の上部のガス層
１１ａの気体は気体浄化装置７と気体浄化ポンプ８によ
って循環され浄化される。【００３５】 このように密閉タンク１１の水滞留層１１
ｂには、圧力タンク２１中で気体が溶解された水が圧力
ポンプ２０によって送り込まれ、また、循環ポンプ２
２、赤外線照射装置１５、セラミック筒１４によって水
の活性化処理が行われた水が、内部気体循環路１２によ
り密閉タンク１１の内部上部の気体層１１ａの気体とと
もに気体噴射ノズル１６により噴射されて密閉タンク１
１に送り込まれて、次第に所定の酸化還元電位・溶存ガ
スを有するものとなる。【００３６】 水滞留層１１ｂの水の酸化還元電位や溶存
ガス量は酸化還元電位・溶存ガス記録装置２７により、
時間経過に従い記録される。酸化還元電位値・溶存ガス
値と、ガス流量調整器２３の出力量、その他との関係の
設定は、この記録値を元に修正して微調整することがで
きる。【００３７】 このような処理によって密閉タンク１１中
の水は所定の酸化還元電位・溶存ガス量のものとなり、
矢印Ｄのように処理の終了した水を取り出す処理水取り
出しの経路により取り出され利用される。即ち、送水ポ
ンプ５により処理水は取り出され、ストックタンク４に
至り、ストックされ、随時使用可能とする。ストックタ
ンク４には液面リレー２、液面制御回路１を備えて、液
面制御回路１は送水ポンプ５を制御してストックタンク
４中の処理水を所定量に保つようにしてある。水取り出
し口３から必要な水が取り出される。【００３８】 本発明の発明者の試験結果によれば、加圧
タンクの圧力を上げることによって気体の溶け込みが早
まることが判った。即ち、加圧タンクの圧力制御によ
り、水の溶存ガスを効率よく、しかも的確にコントロー
ルすることができる。【００３９】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、加圧タン
クを用いて水の酸化還元電位・溶存ガスを調整するよう
にしたので、酸素や窒素等の気体を無駄なく有効に利用
できるものとなった。【００４０】 また、気体を加圧して溶解させているので
処理時間が短縮できる効果がある。【００４１】 さらに、加圧タンク内の気体は水面制御装
置でコントロールされているので、安全でしかも溶存ガ
スの変動が小さい。【００４２】 酸化還元電位と溶存ガス量を自動的に、し
かも自由にコントロールできる。【００４３】 圧力タンクを密閉タンクとは別に設けたの
で、密閉タンクのほうは圧力を下げることができ、製造
コストを安価なものとすることができる。【００４４】 気体の取り入れには圧力ポンプの負圧を利
用したので、安全確実に取り入れを行うことができる。【００４５】 密閉タンクとは別に、ストックタンクを設
けたので、随時処理水を取り出すことができるものとな
った。【００４６】 赤外線照射装置と、活性化セラミックによ
り水の活性化を効率よく行うことができる。【００４７】 総合して、水の処理が自動的に処理され、
効率的であり、有機物の酸化分解を促進することがで
き、畜産、水耕栽培、もやしの製造、きのこの栽培等の
無薬品で動植物の健全育成が可能となる。納豆、酒、ビ
ール等に使用しても、それらの菌の発生を助長し、製造
後における製品の腐敗を防ぎ長期の保存に効果がある。
さらに、動植物の増体率、飼料効率、肥料効率が上がり
生産性が向上する。【００４８】 ガスの種類を選択することによって、高酸
化性の水から、高還元性の水まで、安全かつ安価に、し
かも品質の高い処理水を得ることができる。【００４９】 しかも、装置は取扱いが簡単で維持管理に
も時間がかからず、健康で安全な住環境が維持できる効
果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。
【図２】水にエアレーション方式でＮ２ガスを注入した
場合の溶存酸素量のグラフである。 【図３】水にエアレーション方式でＮ２ガスを注入した
場合の酸化還元電位値のグラフである。 【図４】従来の装置で得られた処理水の溶存酸素量のグ
ラフである。 【図５】従来の装置で得られた処理水の酸化還元電位値
のグラフである。 【図６】水温と溶存酸素量のグラフである。 【符号の説明】 １ 液面制御回路 ２ 液面リレー ３ 水取り出し口 ４ ストックタンク ５ 送水ポンプ ６ 給水ポンプ ７ 気体浄化装置 ８ 気体浄化ポンプ ９ 安全弁 １０ フィルタ １１ 密閉タンク １２ 内部気体循環路 １３ 余剰ガス １４ セラミック筒 １５ 赤外線照射装置 １６ 気体噴射ノズル １７ 安全弁 １８ 水面制御装置 １９ 水面感知器 ２０ 圧力ポンプ ２１ 圧力タンク ２２ 循環ポンプ ２３ ガス流量調整器 ２４ ガス発生装置 ２５ ポンプモーター制御装置 ２６ 酸化還元電位・溶存ガス検出装置 ２７ 酸化還元電位・溶存ガス記録装置 ２８ 酸化還元電位・溶存ガス検出センサ ２９ 密閉タンク液面リレー ３０ 密閉タンク液面制御回路
場合の溶存酸素量のグラフである。 【図３】水にエアレーション方式でＮ２ガスを注入した
場合の酸化還元電位値のグラフである。 【図４】従来の装置で得られた処理水の溶存酸素量のグ
ラフである。 【図５】従来の装置で得られた処理水の酸化還元電位値
のグラフである。 【図６】水温と溶存酸素量のグラフである。 【符号の説明】 １ 液面制御回路 ２ 液面リレー ３ 水取り出し口 ４ ストックタンク ５ 送水ポンプ ６ 給水ポンプ ７ 気体浄化装置 ８ 気体浄化ポンプ ９ 安全弁 １０ フィルタ １１ 密閉タンク １２ 内部気体循環路 １３ 余剰ガス １４ セラミック筒 １５ 赤外線照射装置 １６ 気体噴射ノズル １７ 安全弁 １８ 水面制御装置 １９ 水面感知器 ２０ 圧力ポンプ ２１ 圧力タンク ２２ 循環ポンプ ２３ ガス流量調整器 ２４ ガス発生装置 ２５ ポンプモーター制御装置 ２６ 酸化還元電位・溶存ガス検出装置 ２７ 酸化還元電位・溶存ガス記録装置 ２８ 酸化還元電位・溶存ガス検出センサ ２９ 密閉タンク液面リレー ３０ 密閉タンク液面制御回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０２Ｆ 1/68 Ｃ０２Ｆ 1/68 ５３０Ｋ
５３０Ｌ
５４０ ５４０Ｂ
Ａ０１Ｋ 63/04 Ａ０１Ｋ 63/04 Ｆ
Ｃ０２Ｆ 1/30 Ｃ０２Ｆ 1/30
(56)参考文献 特開2000−185275（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−42789（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−153875（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−56705（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−19780（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−141561（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−292444（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−182170（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−81692（ＪＰ，Ｕ)
特許2990574（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 1/00
B01F 1/00,3/00
F04B 23/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 密閉タンクの水滞留室に、液面リレーを
備えた自動給水装置にて原水を供給し所定量の滞留水を
得る工程と、 前記密閉タンク中の滞留水を、水面感知器及び水面制御
装置を備えた圧力タンクを介して圧力ポンプにより循環
させる経路中に、選択された気体を加入供給する工程
と、 前記密閉タンク中の滞留水を循環ポンプにより循環さ
せ、その経路中にセラミック筒及び赤外線照射工程を配
置することにより活性化処理し、気体噴射ノズルにより
前記密閉タンク中の滞留水中に噴射する工程と、 前記密閉タンク内に設けた酸化還元電位・溶存ガス検出
センサの検出値によって制御されるガス流量調整器を介
して、前記気体の加入供給量を調整する工程と、上記気体噴射ノズルに、密閉タンクの水滞留層の上方の
ガス層のガスを内部気体循環路を介して気体を供給する
工程と、 前記検出値を入力された酸化還元電位・溶存ガス調整手
段が、ポンプモータ制御装置によって前記圧力ポンプの
回転数を変化させて、前記圧力タンクの圧力を変えると
ともに、前記循環ポンプの回転数を変化させて前記気体
噴射ノズルの圧力を変える工程と、密閉タンク内の処理された処理水を前記密閉タンクの処
理水取り出し口よりストックタンクに導き、貯留する工
程と、 前記ストックタンクの処理水を取り出す工程と、 よりなることを特徴とする加圧タンク方式水の溶存気体
（ガス）自動制御方法。
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|---|---|---|---|
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| JP2000386799A JP3388465B2 (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 加圧タンク方式水の溶存気体（ガス）自動制御方法 |
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- 2000-12-20 JP JP2000386799A patent/JP3388465B2/ja not_active Expired - Fee Related
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