JP7180912B2 - 水改質装置、水改質システム、マグネシウム粒収容体、改質水の製造方法および洗浄装置 - Google Patents
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本発明は、マグネシウム粒と水とを効果的に接触させることを目的とする。
また、前記収容部は、前記本体の下側に取り付けられることを特徴とすることができる。
さらに、前記収容部に水を供給する供給部を備え、前記供給部および前記流出部は、前記本体に設けられることを特徴とすることができる。
またさらに、前記収容部は、前記複数のマグネシウム粒を充填可能な領域内に、複数のマグネシウム粒が充填されない非充填領域を有することを特徴とすることができる。
また、前記流路は、前記複数のマグネシウム粒に囲われるように設けられ、前記スリットは、前記流路の下側に設けられることを特徴とすることができる。
さらに、前記流路は、前記収容部の半径方向内側であって当該収容部の軸方向に沿って設けられることを特徴とすることができる。
また、かかる目的のもと、本発明は、これらの記載の水改質装置が複数連結されたことを特徴とする水改質システムである。
さらに、かかる目的のもと、本発明は、水の流路から収容部に対して水を噴出させるスリットから噴出する水によって当該収容部内に収容されるマグネシウム粒を撹拌させる水改質装置に対して着脱可能に設けられるマグネシウム粒収容体であって、前記スリットから噴出する水によって前記マグネシウム粒を移動可能に保持する保持部と、前記保持部に設けられ、前記水改質装置との接続箇所を形成する接続部と、を備え、前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とするマグネシウム粒収容体である。
ここで、前記保持部は、金属製であって複数の孔を有していることを特徴とすることができる。
またさらに、かかる目的のもと、本発明は、水を改質する水改質装置に着脱可能に設けられるマグネシウム粒収容体であって、複数のマグネシウム粒を収容する収容部と、前記複数のマグネシウム粒に囲まれる領域を有する流路と、前記流路に設けられ、前記収容部内に水を噴出させるスリットと、を備え、前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とするマグネシウム粒収容体である。
また、かかる目的のもと、本発明は、本体に対して取り外しが可能であって複数のマグネシウム粒が収容される収容部内にスリットから水を噴出させる工程と、前記収容部に収容される前記複数のマグネシウム粒を、当該収容部に噴出する水によって撹拌させる工程と、前記複数のマグネシウム粒を撹拌した水を前記収容部から流出させる工程と、を備え、前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする改質水の製造方法である。
さらに、かかる目的のもと、本発明は、複数のマグネシウム粒に囲まれる領域を有する流路に設けられるスリットから、当該複数のマグネシウム粒を収容する収容部内に水を噴出させる工程と、前記複数のマグネシウム粒に接触した水を前記収容部から流出させる工程と、を備え、前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする改質水の製造方法である。
またさらに、かかる目的のもと、本発明は、複数のマグネシウム粒を収容し、本体に対して取り外しが可能な収容部と、前記収容部に収容される前記複数のマグネシウム粒を、水の流路から水を噴出させるスリットにより当該収容部に噴出する水によって撹拌させる撹拌部と、前記複数のマグネシウム粒を撹拌した水を前記収容部から流出させる流出部と、前記流出部から流出する水を用いて対象を洗浄する洗浄部と、を備え、前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする洗浄装置である。
図1は、第1実施形態の水改質装置1の全体斜視図である。
図2は、第1実施形態の水改質装置1の断面図である。
ここで、本実施形態の説明において、水改質装置1の長手方向を「軸方向」と呼ぶ。そして、水改質装置1は、水改質装置1の軸方向が鉛直方向に沿うように設置される。
以下、上述した改質水を作る水改質装置1について具体的に説明する。
図1に示すように、本体部10は、収容部20の開口部21(図2参照)を覆う覆部11と、収容部20に水を流入させる流入部12と、マグネシウム粒100に接触した水を収容部20から流出させる流出部13と、本体部10を設置するための固定部材が接続される被固定部14と、を備える。
なお、本実施形態において、流入部12は、「供給部」の一例である。
嵌合部123は、流路部31の外径よりも若干大きい内径を有している。そして、嵌合部123の内側には、流路部31が挿入される。嵌合部123と流路部31とが接続することで、流入経路部122と流路部31との間で水が流通可能になる。
図1に示すように、収容部20は、円筒形状に形成された部材である。また、図2に示すように、収容部20は、軸方向における上側に開口部21を有し、軸方向における下側に底部22を有している。そして、収容部20は、内部に、マグネシウム粒100および水を収容する。
本実施形態の収容部20は、鉄を主成分とする材料(例えば、ステンレス)を用いて構成することができる。本実施形態では、収容部20を、鉄を主成分とする材料により構成することで、マグネシウムと収容部20との間で局部電池を形成し、その電極電位差によって酸化還元反応を生じさせ、マグネシウムを水中に溶出させやすくしている。
収容部20の底部22は、曲面形状を有している。これにより、収容部20は、複数のマグネシウム粒100が撹拌されるとき、底部22が設けられる下側にて、複数のマグネシウム粒100および水を移動しやすくしている。
支持部24は、円筒状に形成された円筒部241を有している。円筒部241の内径は、流路部31の外径よりも若干大きく形成されている。そして、円筒部241には、流路部31が挿入される。
図3は、第1実施形態の撹拌部30の斜視図および断面図である。なお、図3(A)は、撹拌部30の全体斜視図であり、図3(B)は、図3(A)に示すIIIB-IIIB断面線の断面図である。
図3(A)に示すように、撹拌部30は、水の流路を形成する流路部31と、流路部31の上端部に設けられ本体部10(図2参照)と接続する上側接続部32と、流路部31の下端部に設けられ収容部20(図2参照)と接続する下側接続部33と、流路部31から水を噴出させる噴出部34と、を有する。
また、上述のとおり、収容部20には、複数のマグネシウム粒100が収容されている。したがって、流路部31が収容部20の半径方向内側に設けられることで、流路部31は、複数のマグネシウム粒100に囲まれる領域を有する。
スリット34Sは、軸方向に対して斜めに形成されている。より詳細には、スリット34Sは、上側に設けられ軸方向に対して約45°の角度を成す第1縁部341と、第1縁部341よりも下側に設けられ軸方向に対して約45°の角度を成す第2縁部342とを有して構成される。そして、スリット34Sは、流路部31の半径方向内側から半径方向外側に向けて水を噴出させる。
図4は、第1実施形態の水改質装置1の動作の説明図である。なお、図4(A)は、水改質装置1の縦断面図であり、図4(B)は、水改質装置1の横断面図であり、図4(C)は、収容部20を透過してみた場合の水改質装置1の全体図である。なお、各々の図には、水の流れによって撹拌される複数のマグネシウム粒100の動きを模式的に示している。
このように、第1実施形態の水改質装置1では、複数のマグネシウム粒100に囲われるように流路部31を設け、複数のマグネシウム粒100の集合における内側からマグネシウム粒100に対して水を噴射することで、マグネシウム粒100に水をより効果的に接触させている。
また、複数のマグネシウム粒100は、水改質装置1の半径方向において、流路部31の外周と収容部20の内周との間に挟み込まれて拘束された状態になる。そして、第1実施形態の水改質装置1では、複数のマグネシウム粒100を半径方向において拘束した状態にて複数のマグネシウム粒100を撹拌させることで、マグネシウム粒100同士が強く擦れ合うようにしている。
図5は、第1実施形態の水改質装置1の着脱操作の説明図である。
この場合、図5(A)に示すように、ユーザは、設置対象に固定された本体部10に対して収容部20を回転させ、雌ネジ11nと雄ネジ21pとのネジ結合を外す。なお、第1実施形態では、撹拌部30と収容部20とは一体的に構成されており、収容部20を取り外した際には、撹拌部30も一緒に取り外される。
そして、雌ネジ11nと雄ネジ21pとのネジ結合が外れると、本体部10に対して下側に収容部20を引き抜く。このとき、本実施形態の収容部20は、上側に設けられ上側を向けて開口する開口部21が設けられているため、収容部20の水が外にこぼれにくくなっている。
さらに、図5(C)に示すように、本体部10の下側から収容部20を本体部10に差し入れる。その後、固定された本体部10に対して収容部20を回転させ、雌ネジ11nと雄ネジ21pとをネジ結合させる。そして、収容部20は、本体部10に保持され、本体部10に装着される。また、上側接続部32が嵌合部123に挿入されることで、流路部31と流入経路部122とが接続する。
次に、第2実施形態の水改質装置1について説明する。
図6は、第2実施形態の水改質装置1の断面図である。
図7は、第2実施形態のカートリッジ40の全体斜視図である。
なお、第2実施形態において、第1実施形態と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図6に示すように、第2実施形態の水改質装置1の基本構成は、第1実施形態と同様である。ただし、第2実施形態の水改質装置1は、収容部20に対して着脱可能であって、複数のマグネシウム粒100が収容されるカートリッジ40を有している。
図7に示すように、カートリッジ40は、下側に設けられる底面部41と、上側に設けられる上面部42と、半径方向外側に設けられる筒状の外周部43と、半径方向内側に設けられる筒状の内周部44とを有して構成される。そして、複数のマグネシウム粒100は、底面部41、上面部42、外周部43および内周部44によって囲まれた空間(例えば、保持部の一例)に収容される。
外周部43は、底面部41の外周と上面部42の外周とをつなぐように形成される。また、内周部44は、底面部41の内周と上面部42の内周とをつなぐように形成される。
そして、カートリッジ40は、収容部20に設けられた状態で、内周部44に流路部31が貫通し、外周部43が収容部20の内周面と対向する。
以上のように構成される第2実施形態の水改質装置1における水の流れは、第1実施形態の水改質装置1と同様である。図6に示すように、流入ホース121から供給された水は、流入経路部122から流路部31を介して収容部20内に流入する。そして、水は、流路部31の下側に設けられる噴出部34から噴出する。このように、第2実施形態の水改質装置1においても、複数のマグネシウム粒100に囲われるように流路部31が設けられ、複数のマグネシウム粒100の集合における内側からマグネシウム粒100に対して水を噴射することで、マグネシウム粒100に水をより効果的に接触させている。
そして、収容部20の改質水は、流出経路部132を通って流出ホース131から供給対象に供給される。
また、第2実施形態の水改質装置1では、カートリッジ40の外周部43と内周部44とによって半径方向において複数のマグネシウム粒100を拘束した状態で、複数のマグネシウム粒100を撹拌させる。これによって、第2実施形態の水改質装置1では、マグネシウム粒100同士が強く擦れ合い、マグネシウム粒100の表面が削れることを促している。
図8は、第2実施形態の水改質装置1の着脱操作の説明図である。
図8(A)に示すように、ユーザは、固定された本体部10に対して収容部20を回転させ、雌ネジ11nと雄ネジ21pとのネジ結合を外す。さらに、第2実施形態では、ユーザは、収容部20に対して、カートリッジ40を引き抜くことで、カートリッジ40を取り出す。このとき、第2実施形態の水改質装置1において、撹拌部30は、収容部20に残ったままとなる。
<第1変形例>
図9は、第1変形例の撹拌部30の斜視図および断面図である。なお、図9(A)は、第1変形例の撹拌部30の全体斜視図であり、図9(B)は、図9(A)に示すIXB-IXB断面線の断面図である。
図9(A)に示すように、複数のスリット51Sは、流路部31の軸方向における略中央部に設けられている。ただし、複数のスリット51Sが設けられる位置は、この例に限定されず、例えば流路部31の軸方向における中央部よりも下側であってもよい。
図10は、第2変形例の撹拌部30の斜視図である。
以上のように構成される第2変形例の撹拌部30の噴出部34は、複数のスリット34Sによって周方向かつ斜め下側に向けて水を噴出するとともに、スリット51Sから軸方向における下側に向けて水を噴出することで、収容部20に収容されるマグネシウム粒100(図2参照)をより強く撹拌することができる。
図11は、第3変形例の撹拌部30の斜視図および断面図である。なお、図11(A)は、第3変形例の撹拌部30の全体斜視図であり、図11(B)は、第3変形例の撹拌部30を含む水改質装置1の断面図である。
ただし、開口部34Hの位置は、上記の例に限定されない。開口部34Hは、例えば、収容部20の軸方向の中央部よりも下側に設けられていればよい。
図12は、第4変形例の撹拌部30の斜視図である。
突出部37Pは、図12に示す例では、噴出部34よりも上側に設けられている。ただし、突出部37Pは、例えば噴出部34と同様に、流路部31における下側に設けられていてもよい。
なお、第4変形例において、バッフル部37が「被衝突部」の一例である。
図13は、本実施形態が適用される水改質システムの全体図である。
なお、水改質システムとして複数の水改質装置1を連結する場合に、同じ構成の水改質装置1を用いてもよく、異なる構成の水改質装置1が含まれていてもよい。
また、第1実施形態、第2実施形態および第1変形例~第4変形例において、収容部20、流路部31およびカートリッジ40の材料は、鉄を含む材料に限定しているが、これらの例に限定されない。例えば、収容部20、流路部31およびカートリッジ40の材料には、樹脂材料などの非金属材料を用いてもよい。
図14は、本実施形態が適用される洗濯機600の全体図である。
水改質装置1は、洗濯機600における上側に設けられる。本実施形態の水改質装置1は、洗濯槽部610における最高水位よりも高い位置に設けられる。そして、水改質装置1は、第1流路C1を介して供給される水を改質し、第2流路C2を介して洗濯槽部610に改質水を流す。
また、水改質装置1の本体部10は、洗濯機600に固定される。そして、収容部20は、本体部10に対して取り外し可能に設けられる。これによって、洗濯機600では、収容部20を交換することで、マグネシウム粒100(図1参照)を取り替えられるようになっている。
洗濯槽部610にて対象物の洗浄に用いられた水は、第3流路C3から例えば下水道へと排水される。
図15は、本実施形態が適用されるシンク装置700の全体図である。
フィルタ部730は、第4流路C4を流れる水に含まれる食品汚れなどの異物を取り除く。そして、フィルタ部730は、水改質装置1内に異物が詰まったり、異物の蓄積によって水改質装置1の機能障害が発生したりすることを抑制する。なお、フィルタ部730は、水槽部710よりも下流側であって水改質装置1よりも上流側に設けられることが好ましく、例えば第5流路C5に設けられていても良い。
また、水改質装置1の本体部10は、シンク装置700に固定される。そして、収容部20は、本体部10に対して取り外し可能に設けられる。これによって、シンク装置700は、収容部20を交換することで、マグネシウム粒100(図1参照)を取り替えられるようになっている。
図16は、本実施形態が適用される食器洗浄機800の全体図である。
洗浄部820は、後述するように水改質装置1から供給される改質水を高圧噴射する複数のノズル821を有している。そして、洗浄部820は、ノズル821から対象物に対して改質水を噴射することで対象物を洗浄する。また、洗浄部820は、改質水を高温(例えば、60℃以上であって80℃以下)にする加熱部を有している。そして、洗浄部820は、高温の改質水をノズル821から噴出させることが可能になっている。
フィルタ部850は、第7流路C7を流れる水に含まれる食品汚れなどの異物を取り除く。そして、フィルタ部850は、水改質装置1内に異物が詰まったり、異物の蓄積によって水改質装置1の機能障害が発生したりすることを抑制する。なお、フィルタ部850は、集水部830よりも下流側であって水改質装置1よりも上流側に設けられることが好ましく、例えば第8流路C8に設けられていても良い。
また、水改質装置1の本体部10は、食器洗浄機800における所定の位置に固定される。そして、収容部20は、本体部10に対して取り外し可能に設けられる。これによって、食器洗浄機800は、収容部20を交換することで、マグネシウム粒100(図1参照)を取り替えられるようになっている。
例えば、水改質装置1は、施設における複数の蛇口の下流側に設けられるのではなく、複数の蛇口の上流側に設けられていても良い。つまり、水改質装置1は、住宅などの施設において個々の蛇口へと分岐するよりも上流側の給水管に設けられていても良い。この場合には、施設における複数の蛇口から、水改質装置1の改質水が供給されるように構成することができる。
Claims (13)
- 本体と、
複数のマグネシウム粒を収容し、前記本体に対して取り外しが可能な収容部と、
水の流路から前記収容部に対して水を噴出させるスリットと、
前記収容部に収容される前記複数のマグネシウム粒を、前記スリットから当該収容部に噴出する水によって撹拌させる撹拌部と、
前記複数のマグネシウム粒を撹拌した水を前記収容部から流出させる流出部と、
を備え、
前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする水改質装置。 - 前記収容部は、前記本体の下側に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の水改質装置。
- 前記収容部に水を供給する供給部を備え、
前記供給部および前記流出部は、前記本体に設けられることを特徴とする請求項2に記載の水改質装置。 - 前記収容部は、前記複数のマグネシウム粒を充填可能な領域内に、複数のマグネシウム粒が充填されない非充填領域を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の水改質装置。
- 前記流路は、前記複数のマグネシウム粒に囲われるように設けられ、
前記スリットは、前記流路の下側に設けられることを特徴とする請求項1記載の水改質装置。 - 前記流路は、前記収容部の半径方向内側であって当該収容部の軸方向に沿って設けられることを特徴とする請求項1記載の水改質装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水改質装置が複数連結されたことを特徴とする水改質システム。
- 水の流路から収容部に対して水を噴出させるスリットから噴出する水によって当該収容部内に収容されるマグネシウム粒を撹拌させる水改質装置に対して着脱可能に設けられるマグネシウム粒収容体であって、
前記スリットから噴出する水によって前記マグネシウム粒を移動可能に保持する保持部と、
前記保持部に設けられ、前記水改質装置との接続箇所を形成する接続部と、
を備え、
前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とするマグネシウム粒収容体。 - 前記保持部は、金属製であって複数の孔を有していることを特徴とする請求項8に記載のマグネシウム粒収容体。
- 水を改質する水改質装置に着脱可能に設けられるマグネシウム粒収容体であって、
複数のマグネシウム粒を収容する収容部と、
前記複数のマグネシウム粒に囲まれる領域を有する流路と、
前記流路に設けられ、前記収容部内に水を噴出させるスリットと、
を備え、
前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とするマグネシウム粒収容体。 - 本体に対して取り外しが可能であって複数のマグネシウム粒が収容される収容部内にスリットから水を噴出させる工程と、
前記収容部に収容される前記複数のマグネシウム粒を、当該収容部に噴出する水によって撹拌させる工程と、
前記複数のマグネシウム粒を撹拌した水を前記収容部から流出させる工程と、
を備え、
前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする改質水の製造方法。 - 複数のマグネシウム粒に囲まれる領域を有する流路に設けられるスリットから、当該複数のマグネシウム粒を収容する収容部内に水を噴出させる工程と、
前記複数のマグネシウム粒に接触した水を前記収容部から流出させる工程と、
を備え、
前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする改質水の製造方法。 - 複数のマグネシウム粒を収容し、本体に対して取り外しが可能な収容部と、
前記収容部に収容される前記複数のマグネシウム粒を、水の流路から水を噴出させるスリットにより当該収容部に噴出する水によって撹拌させる撹拌部と、
前記複数のマグネシウム粒を撹拌した水を前記収容部から流出させる流出部と、
前記流出部から流出する水を用いて対象を洗浄する洗浄部と、
を備え、
前記収容部は軸方向を有する構造であり、前記スリットは当該収容部の当該軸方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする洗浄装置。
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