JP6366242B2

JP6366242B2 - 要処理水からの凝縮水を用いた真水製造方法

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Publication number: JP6366242B2
Application number: JP2013183018A
Authority: JP
Inventors: 初一松本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2033-09-04
Also published as: JP2015047595A

Description

本発明は、要処理水からの凝縮水を用いた真水製造方法に関するものである。

従来、天然の湧水などに近い性質をもつ、人工的な処理によって得られる機能水としては、電気分解によって作られるもの（例えば、特許文献１参照。）、麦飯石やトルマリン等の水改質物質を用いて作られるもの（例えば、特許文献２参照。）が知られていた。また、それら機能水を作り出す整水器が知られていた。

特開２００５−３２４１１７号公報特開２００６−１５０２０５号公報

しかしながら、電気分解によって生成される水は整水器内で水と電極とが直接に接触するため、水に電極からの溶融物質等が溶融し飲料水として使用する場合使用者へ健康危害を及ぼす虞れがあり、また、アルカリイオン水を生成する際に同時に酸性水も同期して生成されるため、この不要の酸性水の処理を行わなければならないという問題があった。また、電気分解式の整水器は、長く使用すると分解機能を果す部材が劣化して水の生成性能が低下し、装置部材の交換を余儀なくされるため、煩雑且つコストがかかるという問題があった。

また、トルマリン等の水改質物質を使用して行う整水器も、水を水改質物質と直接に接触させるため、健康を害するような何らかの成分がトルマリン等から水に溶出する可能性があり、飲料水として使用する場合には健康に危害を及ぼす虞れがあった。また、天然の湧水などは自然の浄化作用を受けて飲料水に適しているものの、湧水場所から運搬するのが煩雑であることや一定の目的に適した量を安定して得られないといった問題があり、その他、湧出する場所によっては水の性質が異なるため、安定した性状の水を得ることが困難であるという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって電気分解などによる機能水を生成するのではなく、特殊な組成と製法により得られる水改質物質の一種を用いて、水改質物質と水が直接触れることなく、しかも、弱アルカリ性で酸化還元電位の値も低くかかる特性を持続して有する水を安定して供給できる整水器を提供する。また本発明では、当該整水器によって製造された水を提供するものである。

上記従来の課題を解決するために、請求項1に記載の要処理水からの凝縮水を用いた真水製造方法では、別体に構成した整水器５０と加熱器１５０とを整水器５０の上部において蒸気凝縮の真水を流通する流入管１４、１１４により接続連通すると共に、整水器５０と加熱器１５０の下部にはそれぞれ流出管１５、１１５を設け、整水器５０のタンク本体１０内には、珪素化合物、トルマリン、セラミック、麦飯石のいずれかを溶融させた後に、鉄、アルミニウム、カルシウムを添加し冷却して製造した人工鉱石４０を収容した人工鉱石収容体３０を収納し、人工鉱石収容体３０は空気調節パイプ１８を介してタンク本体１０の外部大気と連通し、しかも、人工鉱石収容体３０は底部に垂設した脚３２を介してタンク本体１０の内底面との間に一定の空間を形成しながら上端に略水平に架設した支持棒３３を介してタンク本体１０の中央位置に定置し、また、加熱器１５０は内部に水道水、井戸水、工業用水又は海水を含む要処理水を収納して、要処理水を加熱して蒸発させ流入管１１４、１４を介して凝縮水をタンク本体１０内に送水可能とし、更には、タンク本体１０を形成した整水器５０と加熱器１５０とはその外周壁を三重の層で形成し、最下層の第１層は人工鉱石４０の粉体を含有する塗膜２０、１２０を形成し、その上層の第２層は加熱手段１１としてのヒーター１１ａ、１１１ａを形成し、最外層の第３層は断熱材１２、１１２の層を形成し、しかも、第１層における人工鉱石粉末含有の塗膜２０は５〜３０μｍの人工鉱石粉末又粒径１５０〜２００メッシュの人工鉱石粉末と、主剤としての６０〜８０重量％の酸化アルミニウムと、１５〜２５重量％の樹脂と、５〜１５重量％のエーテルとを混合し、それに硬化剤を添加して形成したことを特徴とする要処理水からの凝縮水を用いた真水製造方法を提供するものである。

本願請求項１に係る発明によれば、水改質物質として珪素化合物、トルマリン、セラミック、麦飯石のいずれかと鉄、アルミニウム、カルシウムとを主成分とした人工鉱石が入った収容体を整水器タンクの中に収納したため、人工鉱石と水が触れることがない。従って、整水器の使用者や飲用者が、水に水改質物質由来の溶出物質が混入しているのではないかという疑念を払拭することができる。また、加熱手段により整水器タンク、水を介して人工鉱石が暖められ、人工鉱石の波動が整水器タンク内の水全体に行渡ることにより水分子のクラスター（房）をクラスター化（微細化）することができる。また、整水器タンク内の水をｐｈ値が弱アルカリ性で、かつ酸化還元電位の値が低く、長時間持続可能な水にすることができる。さらに、整水器タンク内の水に含まれる細菌を減菌あるいは滅菌することができる。

また、珪素化合物、トルマリン、セラミック、麦飯石のいずれかを溶融させた後に、鉄、アルミニウム、カルシウムを添加した後に冷却することにより製造される人工鉱石を用いることにより、外部からの電磁波によって遠赤外線及びテラヘルツ以上の波動を発することができる。

また、整水器タンクの外壁に人工鉱石からなる塗料を塗ったことにより、人工鉱石のもつ熱の高い伝導率と高い拡散率により加熱手段による熱を整水器タンク本体内全体に伝えることができる。また、塗料に含まれる人工鉱石の波動により水をクラスター化できる。

また、整水器タンクに流入管、流出管を設けたことにより該タンク中に水の出し入れが可能となる。また、加熱により整水器タンク内で生成した生起した水蒸気も取り出すことが容易にできる。

また、加熱器と整水器タンクとを別個に設けて、加熱器内で人工鉱石と加熱により要処理水を凝縮処理した水を整水器に移流して更に人工鉱石と加熱による処理を行うこととしたため、要処理水の凝縮水から菌やウィルスを除去し、飲料水として味もよく、また、酸化還電位が低く、弱アルカリ性の体に良い水に変換できる。

また、本整水器等を用いて要処理水から真水を製造することにより、上述の効果を発揮し、飲料水や入浴水などの健康に貢献する水を継続して提供できると共に、上述した特性を長期間保持できるため保管に便利であり利用しやすく日常生活に有益な利便性を与えることができる水が得られる。

本実施形態に係る整水器の斜視図である。本実施形態に係る整水器の断面説明図である。本実施形態に係る整水器の図１A−A線断面図である。本実施形態に係る人工鉱石収容体の断面説明図である。水の酸化還元電位とｐＨ値を示した図である。本実施形態に係る整水器のモデル図である。水のクラスターの微細化のモデル図である。酸化還元電位の時間変化のグラフである。本実施形態に係る整水器と加熱器の断面説明図である。

本実施形態に係る整水器は、珪素化合物等と鉄、アルミニウム、カルシウムとを主成分とした人工鉱石が収容された人工鉱石収容体を内部に備えた整水器タンクに、水道水、井戸水、工業用水又は海水を含む要処理水を入れ、加熱手段により整水器タンク内を温めることによって、人工鉱石から放出される波動により、要処理水をクラスター化し、性状を変えるものである。このようにして、整水器タンクに収容された要処理水を、弱アルカリ性で、酸化還元電位の値が低く、持続性がある水へと変化させるものである。以下、本実施形態に係る整水器及び加熱器について、図面を参照しながら具体的に説明する。

本発明の整水器５０は、図１に示すようにステンレス製の略円筒体を縦置きにして構成し、その外表面に塗膜２０を形成したタンク本体１０と、タンク本体１０の外周面の塗膜２０を囲繞する状態に設けた加熱手段１１と、加熱手段１１と共にタンク本体１０の外周面全体を覆う断熱材１２と、加熱手段１１に電源電圧を供給する電源装置１３と、タンク本体１０の上部に連通して外部から要処理水を内部に流入可能とした流入管１４及びタンク本体１０の下部に連通して外部へ処理水を排出可能とした流出管１５と、を備えている。なお、タンク本体１０は、その底部に脚１７を垂設しており、タンク本体１０の底面と設置面との間に一定の隙間を形成している。このように、タンク本体１０は整水器タンクとして機能するように構成されている。

また、タンク本体１０の周壁と底部は、図２に示すように、全体を三重の層で被覆している。まず、最下層の第１層は、人工鉱石４０を含有する塗布剤を塗布して塗膜２０を形成している。次に、その上層の第２層は、第１層の上から加熱手段１１としてのヒーターを覆って形成されている。更に、最上層の第３層は断熱材１２で形成されている。

上記したように第１層は、人工鉱石４０を含有する塗布剤をタンク本体１０の周壁と底部に塗布して形成された塗膜２０の層である。この人工鉱石４０を含有する塗布剤に用いる人工鉱石４０は、以下の実施例によって製造されたものである。

すなわち、人工鉱石４０は、珪素化合物、トルマリン、セラミック、麦飯石のいずれかを溶融させた後に、鉄、アルミニウム、カルシウムを添加した後に冷却することにより製造される。

具体的に述べれば、はじめに、略真空状態下で１６５０℃〜１６８０℃に加熱した真空溶融炉に約８０重量％の粉末状の珪素を投入し、その後、約５重量％の粉末状の鉄と約５重量％の粉末状のアルミニウムと約５重量％のカルシウムとを３〜５分間隔で順に投入しながら撹拌混合し、その後、真空溶融炉から溶融物を取出し、常温中で自然冷却することによって鉱石塊を生成する。このように、本発明に用いる人工鉱石４０は上記した原材料を溶融後に冷却して製造されることに特徴を有するものである。なお、その他の製法として、上記した原材料を溶融後に冷却し、さらに高温で溶融するといったように、徐々に高温下で溶融を繰り返し行って人工鉱石４０を製造してもよい。また、人工鉱石は、配合比率を変えることによって通電特性、遮断特性が得られる。

また、上記の人工鉱石４０を含有する塗布剤は、酸化アルミニウムと液状エポキシ樹脂との混合溶液からなる主剤と、前記人工鉱石の粉末とを混合し、これらを硬化させる硬化剤により生成されるものであり、次のような製造方法で作られる。

すなわち、人工鉱石４０を含有する塗布剤は、上記したように人工鉱石４０、主剤、及び硬化剤により製造される。この人工鉱石４０は、粒径が５〜３０μｍの粉体、又は粒径が１５０〜２００メッシュの粉体である。また、主剤には、６０〜８０重量％の酸化アルミニウムと１５〜２５重量％のビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂と５〜１５重量％のアルキルフェノールグリシジルエーテルとを混合したものを用い、硬化剤には、７５〜８５重量％の変性ポリアミドアミンと１５〜２５重量％のトリエチレンテトラミンとを有するものを用いる。なお、約１００ｇの主剤に対し、約５．６ｇの硬化剤を用いることが好ましい。

人工鉱石４０を含有する塗布剤が塗られ形成された塗膜２０は、人工鉱石４０の熱伝導性及び熱拡散性が高いという特性を有するため、タンク本体１０の外周面を囲繞した加熱手段１１としてのヒーターによりタンク本体１０を加熱した場合には塗膜２０の特性によりタンク本体１０の全体に満遍なく迅速に熱を伝えることができる。また、蓄熱性が高いため、ヒーターの電力消費を低減でき、コストを抑えることができる。さらに、塗膜２０に含まれる人工鉱石４０は波動も発することにより、タンク本体１０内に流入した処理水の水分子のクラスター化を促進する機能も果す。

第２層は、加熱手段１１としてのヒーターが形成された層である。図２に示す加熱手段１１としてはカーボンフィルムヒーター１１ａを用いるが電熱線などを用いてもよい。カーボンフィルムヒーター１１ａは整水器タンク上部に備えてある電源装置１３と接続される。

カーボンフィルムヒーター１１ａを使用した場合、カーボンフィルムヒーター１１ａから発せられる遠赤外線により、整水器タンク内の水が温められると共に、後述する人工鉱石収容体３０内の人工鉱石４０及び塗膜２０から発せられる波動と相俟って整水器タンクであるタンク本体１０内の水のクラスターが小さくなる。また、塗膜２０は熱の拡散率及び伝導率が高いため、粘着性を有してタンク本体１０外壁に塗着して整水器タンク全体に熱を満遍なく行渡らせるという効果を有し、よりタンク本体１０への加熱効率を高める。
整水器タンクのタンク本体１０内に収容する水は、水道水のほか、井戸水、工業用水又は海水などでもよい。

第３層は、断熱材１２の層である。断熱材１２はその材質につき特に限定はなく、タンク本体１０の外周・底部を覆ってタンク本体１０の内外断熱ができれば問題なく、例えば、ガラスウール、ロックウール及びアルミシート、又はこれらの組み合わせを用いることができる。この断熱材１２によりカーボンフィルムヒーター１１ａの発する熱がタンク本体１０の外部に逃げてしまうことを防ぎつつ、タンク本体１０への加熱効率を高めることができる。また、作業者が加熱されたタンク本体１０へ不用意に接触することによる火傷などの危険を回避することができる。なお、図１に示すように、被覆した断熱材１２の最外側表面にアルミシート１２ａをコーティングした場合には、外観の意匠性を高めることができる。

流入管１４，流出管１５は、タンク本体１０の上部と下部とにタンク外部と連通するようにそれぞれ配設されており、管内外の連通状態を調節するためのコック付きバルブ１６がそれぞれに設けられている。流入管１４は、タンク本体１０内水供給用の管であり、タンク本体１０内部に水を貯留したときの液面よりも上部に設けられている。更には、タンク本体１０上部の流入管１４に備えられたバルブ１６は、後述するタンク本体１０内部で発生した水蒸気を排出するためにも用いられる。タンク本体１０下部の流出管１５に備えられたバルブ１６は、タンク本体１０内に貯留された処理水を容易に取り出すために用いる。

タンク本体１０上部には内部に水を貯留したときの液面よりも上方に、タンク本体１０内の人工鉱石収容体３０とタンク外を連通するように空気調節パイプ１８が設けてあり、内部先端開口部をタンク本体１０内に設置した人工鉱石収容体３０に挿入することにより該人工鉱石収容体３０からのエア抜きができるように構成している。

人工鉱石収容体３０は、図３に示すように、その内部に人工鉱石４０を充填収容した状態でタンク本体１０内部に配設されている。タンク本体１０の上部の側面に設けた空気調節パイプ１８は、人工鉱石収容体３０の内部とタンク本体１０の外部との間に介在して人工鉱石収容体３０内で加熱等により膨張した空気をタンク本体１０の外部に逃がし、人工鉱石収容体３０内の気圧を外気圧に保ち、人工鉱石収容体３０内の空気の加熱膨張による人工鉱石収容体３０の破裂を防止することができる。

人工鉱石収容体３０の底部には脚３２を垂設し、タンク本体１０内の人工鉱石収容体３０の外底面とタンク本体１０の内底面との間のスペーサーとして機能する。また、図３、図４に示すように人工鉱石収容体３０の上端には、略水平方向に延びる支持棒３３を設け、タンク本体１０内に収容する際のタンク中央位置の規制を行うと共にタンク本体１０内における人工鉱石収容体３０の転倒を防止する。このような人工鉱石収容体３０の定置により、人工鉱石４０の波動が整水器タンクとしてのタンク本体１０内に放射状に発せられるようになり、水のクラスター化の効率が良くなる。なお、人工鉱石収容体３０は、人体に影響のない安全な素材としてステンレスを用いる。

人工鉱石収容体３０内に収容される人工鉱石４０は、タンク本体１０に塗布した塗膜２０に使用された人工鉱石４０と同じ素材や製法で製造された塊状のものであり、外部からの電磁波によって遠赤外線及びテラヘルツ以上の波動を発する。テラヘルツ領域の電磁波（テラヘルツ波）は、０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚ程度の周波数の電磁波である。

テラヘルツ波は、特に中心周波数が０．１〜１ＴＨｚにおいて減菌作用や滅菌作用があることがわかっており、本整水器においてもこの周波数帯を用いることにより製造された水に減菌、滅菌の作用があることが確認された。

更には、人工鉱石４０が発する遠赤外線及びテラヘルツ波によって、水分子がクラスター化され、臭いの除去、腐食の防止、さらに、味が良好になるという変化が見られる。また、テラヘルツ波による水中の細菌を減菌や滅菌でき、体に安全な水へと変わる。さらに、体内に吸収された水中のマイナスイオンが細胞や組織の活性酸素を消去して酸化を抑制し、結果癌や糖尿病など生活習慣病の原因が抑えられるということもわかった。

人工鉱石収容体３０内には、小石大の人工鉱石４０が詰められている。一例として、この人工鉱石４０の大きさはひとつの粒径がおよそ５ｃｍとする。人工鉱石４０の量は整水器タンクの容量１０００リットルの場合およそ４０キログラムの人工鉱石４０をタンク本体１０に収容させるとよい。

本整水器５０を用いて得られた水は、以下のような特徴がみられた。一般に水の酸化還元電位（ＯＲＰ：Oxidation-reduction Potential）の範囲は−４２０mV〜＋８２０mVであるといわれている。

ここで、本整水器５０によって処理した水を流出管１５から取り出し、１２時間（一般に飲用される時間経過）後に測定すると、酸化還元電位の値は＋３０mV、ph値は９．０２であった。

この値は、図５に示すように、一般的にいわれる水道水の酸化還元電位の範囲＋２００〜＋７００mV、天然水の酸化還元電位の範囲−70〜＋３００mVと比較しても低い値である。
このように酸化還電位が低く、弱アルカリ性の水は、人体組織に対し還元力があり、体内の活性酸素を除去するなど体に良いといわれている。また、本整水器５０によって処理した水を食べ物（黒酢、高麗人参、梅干、黒ニンニクなど）に使用すると味が良好になることがわかった。

また、本実施形態では、図６に示すように、人工鉱石４０を素材として円筒状に構成した容器内に水を直接入れ、円筒状容器外部に加熱手段１１を設けたものがある。

水が容器としての人工鉱石４０と直接に接触すると、人工鉱石４０から遠赤外線、テラヘルツ波のほかに、電子及びミネラルが発生する。

こうして、発生した電子が、水と反応して水素、水素分子、水酸基ができる。また、図７のように、水素や二酸化炭素や酸素と反応して核イオンを作り、その周りに水分子が集まり、クラスターを形成する。

水分子のクラスターは、人工鉱石４０から発せられる遠赤外線及びテラヘルツ波によりクラスター化し、処理水の味が良質になる。また、ミネラルが処理水に溶け出しミネラル水になる。

こうして得られた処理水は、図８に示すように、酸化還元電位が長時間低い値で保持された。

また、本実施形態では、塗布剤により形成された塗膜１２０を周壁及び底部に塗布すると共に、上下部に流入管１１４、流出管１１５を設けた円筒状のタンク本体１１０の外周に、加熱手段１１１としてのカーボンフィルムヒーター１１１ａを巻き、さらに断熱材１１２としてのアルミシート１１２ａで覆って構成した加熱器１５０を、整水器５０としてのタンク本体１０と別に設置し、加熱器１５０とタンク本体１０とをそれぞれの流入管１１４、流入管１４を介して連通する。言い換えれば、加熱器１５０は本実施形態に示した整水器５０から人工鉱石収容体３０を除いた状態で、要処理水（海水）を加熱するように構成したものであり、本実施形態に示した本発明の整水器５０と、整水器５０とは別途に構成した加熱器１５０とをそれぞれの流入管１４、流入管１１４を介して接続させることにより連通接続したものである。なお、図９は接続した状態の要部の断面図を示している。

使用に際しては、海水を加熱器１５０のタンク本体１１０に入れ、加熱により沸騰させて生起した水蒸気をタンク本体１１０の上部の流入管１１４から取り出しその途中で所定方法により凝縮させて真水にし、該流入管１１４と接続したタンク本体１０の流入管１４から本実施形態に示した整水器５０のタンク本体１０中に流入させる。そして、再度、タンク本体１０を加熱させ、調整された処理水を得る。

調整される処理水は、整水器５０としてのタンク本体１０の加熱及び人工鉱石のテラヘルツ波による減菌や殺菌作用により菌やウィルスは消滅し、しかも人工鉱石の特性による水のクラスター化で飲料水の味もよく、また酸化還元電位が低く、弱アルカリ性であるため人体の組織や細胞の酸性傾化を防止し、細胞を活性化して人体に優しい飲料水として有益となる。
次に、本実施形態に係る整水器の使用形態の一例について以下に説明する。

（第１の使用形態）
まず、タンク本体１０に水道水などを入れる。本実施例で用いるタンク本体１０の容量は１０００リットルの容器である。また、人工鉱石収容体３０中の人工鉱石４０の粒の総量はおよそ４０キログラムである。そして、カーボンフィルムヒーター１１ａの設定温度を６５度に設定し、タンク本体１０を約４８時間暖める。

（第２の使用形態）
整水器５０のタンク本体１０に海水を入れて真水化する使用形態であり、カーボンフィルムヒーター１１ａの設定温度は１００度に設定し、海水を一定時間沸騰させ、整水器タンク中の海水の水蒸気は流入管１４から取出し凝縮させて真水を得るものである。この方法で得られる水は、単に海水を蒸留させて得られる水よりも極めて純水に近いものであることがわかった。すなわち、人工鉱石４０の波動による消毒、殺菌作用が、単なる加熱による煮沸消毒作用では消毒、殺菌しきれなかった菌やウィルスまでも消毒、殺菌できたと考えられる。

１０タンク本体
１１加熱手段
１１ａカーボンフィルムヒーター
１２断熱材
１２ａアルミシート
１３電源装置
１４流入管
１５流出管
１６バルブ
１７脚
１８空気調節パイプ
２０塗膜
３０人工鉱石収容体
３１エア抜き
３２脚
３３支持棒
４０人工鉱石
５０整水器
１１０タンク本体
１１１加熱手段
１１１ａカーボンフィルムヒーター
１１２断熱材
１１２ａアルミシート
１１３電源装置
１１４流入管
１１５流出管
１１６バルブ
１１７脚
１１８空気調節孔
１２０塗膜
１５０加熱器

Claims

別体に構成した整水器５０と加熱器１５０とを整水器５０の上部において蒸気凝縮の真水を流通する流入管１４、１１４により接続連通すると共に、整水器５０と加熱器１５０の下部にはそれぞれ流出管１５、１１５を設け、
整水器５０のタンク本体１０内には、
珪素化合物、トルマリン、セラミック、麦飯石のいずれかを溶融させた後に、鉄、アルミニウム、カルシウムを添加し冷却して製造した人工鉱石４０を収容した人工鉱石収容体３０を収納し、
人工鉱石収容体３０は空気調節パイプ１８を介してタンク本体１０の外部大気と連通し、
しかも、人工鉱石収容体３０は底部に垂設した脚３２を介してタンク本体１０の内底面との間に一定の空間を形成しながら上端に略水平に架設した支持棒３３を介してタンク本体１０の中央位置に定置し、
また、加熱器１５０は内部に水道水、井戸水、工業用水又は海水を含む要処理水を収納して、要処理水を加熱して蒸発させ流入管１１４、１４を介して凝縮水をタンク本体１０内に送水可能とし、
更には、タンク本体１０を形成した整水器５０と加熱器１５０とはその外周壁を三重の層で形成し、
最下層の第１層は人工鉱石４０の粉体を含有する塗膜２０、１２０を形成し、
その上層の第２層は加熱手段１１としてのヒーター１１ａ、１１１ａを形成し、
最外層の第３層は断熱材１２、１１２の層を形成し、
しかも、第１層における人工鉱石粉末含有の塗膜２０は５〜３０μｍの人工鉱石粉末又粒径１５０〜２００メッシュの人工鉱石粉末と、主剤としての６０〜８０重量％の酸化アルミニウムと、１５〜２５重量％の樹脂と、５〜１５重量％のエーテルとを混合し、それに硬化剤を添加して形成したことを特徴とする要処理水からの凝縮水を用いた真水製造方法。