JP3643566B2 - イオン化水処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は水処理装置、更に詳しくは、装置内に収納したバイオセラミックス等のセラミックスにより水道水等の水をマイナスイオン化して浄化するイオン化水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、セラミックスに水を接触させてマイナスイオン化させることにより水質を改善する水処理装置がある。
【０００３】
これらの水処理装置は、例えば、トリリン酸カルシウム（ハイドロキシアパタイト）を主成分とするセラミックス等いわゆるバイオセラミックスを用いて、そのセラミックスが有する水のイオン化作用により、水をマイナスイオン化させて浄化するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、イオン化水処理装置は、循環水のような水が何度もセラミックスと接触するものであれば大きな効果が得られるが、通常の上水道のような通過水のみの経路の途中に設けられたものはイオン化効果が低いという問題があった。
【０００５】
また、通過する流水の速度が速ければ速いほど、セラミックスと水との接触が少なくなり、イオン化効果が落ちるという問題もあった。
【０００６】
更に、通過水の場合は、イオン化により浄化されていない水が装置内に次々に導入されてくるため、装置の内側に水中のカルシウム、シリカ、鉄分等がスケール化してこびりつき、装置が閉塞されてしまうという問題もあった。
【０００７】
そこでこの発明は、イオン化による水処理装置において、イオン化効果を高めて通過水に対しても十分な浄化効果を持ち、また、スケール付着による装置の閉塞を防ぐようなイオン化水処理装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するために、この発明は、水の経路の途中に導入され、内蔵されたセラミックスや天然石により水をイオン化して浄化するイオン化水処理装置において、水の流入口の内側表面をセラミックスとし、かつ、水の流入口付近に複数の小塊状ファインセラミックスを水の流入により運動可能な状態で配置し、運動により小塊状ファインセラミックス同士を衝突させるようにしたことを特徴とするイオン化水処理装置である。
【０００９】
この発明において、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。
【００１０】
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。
【００１１】
次に、水の流入口の内側表面をセラミックスとするとは、流入水と接する内側にセラミックスのスリーブを封入又はセラミックスを蒸着するかによって行う。このセラミックスは流入口内側に水中のカルシウム、シリカ、鉄分等がスケール化して付着するのを防ぐものであり、セラミックスの種類については特に限定されないが、アルミナを主体とするファインセラミックスを用いてスリーブ加工するか蒸着コーティングすることによって表面をセラミックス化するのが効果的である。
【００１２】
小塊状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、他のセラミックスであっても良い。
【００１３】
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。
【００１４】
これら小塊状セラミックスは、水の流入により互いに衝突するように、水が通過する管内を、水のみ通し、小塊状セラミックスをせき止める、例えば小塊状セラミックスより小さい網目の金網で仕切った空間に複数の小塊状セラミックスをとじ込めておくようにしておく。
【００１５】
イオン化水処理装置に水が流入すると、流入口付近で複数の小塊状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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、この発明のイオン化装置によれば、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。
【００１８】
なお、流入口から入った水は、小塊状セラミックスの衝突により直ちに微細化されてスケールとしてタンク内壁にこびりつきにくくなっているので、スケール付着防止のための内壁のセラミックス化は、流入口の内壁のみ行うだけでスケール付着による装置の閉塞を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図面図１及び図２に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、この発明のイオン化水処理装置をビルや工場等の大型設備用の大型のタンク型に適用した例を示すものであり、水道等の直径５０ｃｍ以上の大型配管に接続するようにしたものである。
【００２１】
タンク本体１は有底の円筒形であり、タンク本体１の上部開放部の周囲のフランジ部２にエアー抜きニップル３を有する蓋部材４のフランジ部５を合わせてボルト６により固定されて密閉されている。
【００２２】
タンク本体１の内部において、容器支持ステー７によりタンク内壁に固定された容器８内に水をイオン化させるためのバイオセラミックス９が収納されており、容器８は例えば金網等の水が通過する材質でできており、バイオセラミックス９はタンク本体１内に導入された水と接触可能な状態になっている。
【００２３】
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、この発明でのバイオセラミックス９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９の種類は特に限定されない。
【００２４】
タンク本体１の外面にはタンク本体１への水の流入口１０と吐出口１１が設けられ、流入口１０の内壁には、アルミナを主体とするファインセラミックスからなるスリーブ１２が封入されている。
【００２５】
また、流入口１０付近のタンク本体１の内部には、下方の流入口１０から導通して上下に延びる筒状で、内部に多数の小塊状のファインセラミックス１３（図示ではアルミナ球）を収納している超音波発生部１４が設けられている。
【００２６】
ファインセラミックスとは、原料の純度をあげて組成を厳密にコントロールしたものの総称で色々な種類のセラミックスが含まれており、優れた対磨耗性や高温特性を示すことから自動車部品等の構造材料等広い分野で利用されているものである。
【００２７】
この発明では、上記ファインセラミックスを小塊状にし、水流によりファインセラミックスの小塊同士がぶつかった際に生じる超音波や遠赤外線を利用して水を微細化する。
【００２８】
超音波発生部１４の内部において、下方から上方へ流れる水流により、超硬質のファインセラミックス１３が激しく運動衝突し、共振共鳴作用が喚起され、発生する超音波や遠赤外線によりここを通過する水分子が微細化される。
【００２９】
超音波発生部１４で微細化された水分子は、容器８内に収納されたバイオセラミックス９に接触し、高効率でマイナスイオン化されることにより浄化されてから吐出口１１から流出する。
【００３０】
また、浄化される前の流入水には、その中にカルシウム、シリカ、鉄分等のスケール化しやすい成分を含むが、流入口１０の内壁にはファインセラミックスのスリーブ１２が封入してあるのでスケールが流入口１０の内壁にこびりつくことがなく、その後は直ちに超音波発生部１４で水分子が微細化されたりバイオセラミックス９によりイオン化されるので、タンク本体１内でスケールが発生して装置が閉塞してしまうことがない。
【００３１】
尚、水のマイナスイオン化の際に分離され沈殿した不統物は、保守時にドレンボルト１５から内部の水と共に排出される。
【００３２】
図２は、この発明のイオン化水処理装置を家庭用水道配管用として小型のストレート型に適用した例を示すものであり、直径２５〜３０ｃｍ程度の水道配管の途中に、本体１６の前後のネジ１７、１８を利用してネジ込んで設置するものである。
【００３３】
本体１６は中程が膨らんだ筒状で、流入口１９、超音波発生部２０、マイナスイオン化部２１、吐出口２２が直線上に並んでいる。
【００３４】
流入口１９の内壁には、アルミナを主体とするファインセラミックスからなるスリーブ２３が封入されている。
【００３５】
超音波発生部２０内には、多数の小塊状のファインセラミックス２４（図示ではアルミナ球）が水流により運動可能なように詰め込み過ぎない程度に余裕をもって収納されており、例えば金網や該ファインセラミックス２４よりも小さな孔によって仕切られることにより、小塊状のファインセラミックス２４は流入口１９やマイナスイオン化部２１へは移動せず、超音波発生部２０内でのみ運動できるようになっている。
【００３６】
マイナスイオン化部２１内には、バイオセラミックス２５が収納されているが、これらバイオセラミックス２５はマイナスイオン化部２１内から外に流出しないようにしてあれば、その形状や収納方法は特に限定されない。
【００３７】
尚、２６はエアー抜きニップル、２７は保守点検時に内部を分解するためのネジ止め部である。
【００３８】
水道配管に水が流れ、流入口１９から水が流入すると、超音波発生部２０内で複数の小塊状のファインセラミックス２４が激しく運動して互いに衝突し、共振共鳴作用が喚起され、発生する超音波や遠赤外線により水分子が微細化される。
【００３９】
超音波発生部２０で微細化された水分子は、マイナスイオン化部２１内のバイオセラミックス２５に接触し、高効率でマイナスイオン化されることにより浄化され吐出口２２から再び水道配管内を流れることになる。
【００４０】
また、浄化される前の流入水には、その中にカルシウム、シリカ、鉄分等のスケール化しやすい成分を含むが、流入口１９の内壁にはファインセラミックスのスリーブ２３が封入してあるのでスケールが流入口１９の内壁こびりつくことがなく、その後は直ちに超音波発生部２０で水分子が微細化されたりマイナスイオン化部２１でイオン化されるので、本体１６内でスケールが発生して装置が閉塞してしまうことがない。
【００４１】
【実施例】
図１に示すタンク型のイオン化水処理装置を、井戸水を上水として使用しているホテルにて試験運用したところ、従来は配管に付着した亜鉛や鉄が水に溶解して流れ出し、濁った水となっていたが、設置後直ぐに亜鉛が検出されなくなり、鉄分も設置後２ヶ月で検出されなくなり、冷却塔の補給水として利用したところ、その後の清掃が不要な程となった。
【００４２】
また、同じくタンク型のイオン化水処理装置を病院の冷却塔内に入る水で院内感染の原因であるレジオネラ菌対策を目的に上水道に設置したところ、その後分解死滅したレジオネラ菌が確認された。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、この発明のイオン化水処理装置によれば、マイナスイオン化させる前の水を、小塊状ファインセラミックスの水流による衝突により発生する超音波や、あるいは更に発生する遠赤外線により微細化することにより、イオン化高め、浄化効率を高めることができるので、上水道のように水が一度だけ通過するような経路に導入しても十分なイオン化効果を有する。
【００４４】
また、超音波等の発生を、イオン化水処理装置に流入する水流により運動する小塊状ファインセラミックスの運動から得ているので低コストでかつ保守も不要であると共に、流速が速い程効果が低くなるとされるセラミックス接触型イオン化装置の流速の高まりによるセラミックスへの接触の低下を水の微細化促進により補填するという利点がある。
【００４５】
更に、流入口から入った水は、小塊状ファインセラミックスの衝突により直ちに微細化されてスケールとしてタンク内壁にこびりつきにくくなっているので、スケール付着防止のための内壁のセラミックス化は、流入口の内壁のみ行うだけで良いので低コストであり、かつスケール付着による装置の閉塞が無く保守も不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のイオン化水処理装置を、大型のタンク型に適用した例を示す分解正面図である。
【図２】この発明のイオン化水処理装置を、小型のストレート型に適用した例を示す分解正面図である。
【符号の説明】
１ タンク本体
２ フランジ部
３ エアー抜きニップル
４ 蓋部材
５ フランジ部
６ ボルト
７ 容器支持ステー
８ 容器
９ バイオセラミックス
１０ 流入口
１１ 吐出口
１２ スリーブ
１３ ファインセラミックス
１４ 超音波発生部
１５ ドレンボルト
１６ 本体
１７ ネジ
１８ ネジ
１９ 流入口
２０ 超音波発生部
２１ マイナスイオン化部
２２ 吐出口
２３ スリーブ
２４ ファインセラミックス
２５ バイオセラミックス
２６ エアー抜きニップル
２７ ネジ止め部

Claims (1)

1. 水の経路の途中に導入され、内蔵されたセラミックスや天然石により水をイオン化して浄化するイオン化水処理装置において、水の流入口の内側表面をセラミックスとし、かつ、水の流入口付近に複数の小塊状ファインセラミックスを水の流入により運動可能な状態で配置し、運動により小塊状ファインセラミックス同士を衝突させるようにしたことを特徴とするイオン化水処理装置。

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