JPH0271894A - エレクトレット流動電場浄水装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、広くは汚れた水の浄化に関するものであり、
特にエレクトレットを利用した流動電場浄水装置と方法
に関するものである。

就中、エレクトレットの集合体を相互に接触・衝突させ
ろ二とにより、エレクトレット拉の集合体の表面のけ６
物を剥；膿させ”、つぎここ流動・摩撞によりこの析出
物をエレクトレット １錐分λ１する。以上のことをことを繰り返させるエレ
クトレット流動電場浄水装置と方法に閏するものである
。

殊に、その第２と第５の発明ζよエレクトしットをセラ
ミックで機械的硬度を強化したものであり、第３の発明
はその方法に関するものであり、４と第５の発明は以上
のほか：こ、セラミック粒の集合１本を接触ｉ打突させ
ることによりの新たに帯電させることをも利用したエレ
クトレット 装置であり、第６の発明はその方法に関するものである
。

［従来の技ｉｉｉ　］ 近年クリーンな水処理技１トｉをめざして（・１々の装
置や方法が開発され′Ｃきている。持：こ、用水や廃水
をン争化して邑々な目的に適応した水質の水を作る「水
処理」の技１１、ｉどしては、化学的な水処理装置や方
法が主として採用されている。この装置や方法は、その
ための施設と薬品のための費用の大きさだけでなく、こ
の結果として生産される排出物の公害の連鎖的な発生が
、最終的には河川や湖ｉＧおよび商、ざら−二軸植物そ
して人体への悪い影響として拡大されている。

このため、近年水の物理的、電気化学的な水処理装置や
方法が化学薬剤を用いない処理装置や方法として注目さ
れ、その研究開発が盛んになり、既に幾つかの商品が実
用化されている。最近までに発表されているものを分類
すると、大別して次の二つのものに集約されろ。

その第一が天然石によるものであり、もう一つ；よ物理
的・電気化学的なものである。

まず、天然石によるものとしては、天然石や焼結セラミ
ックに水を接触させる装置や方法である。

この内、最も広く利用されているのは天然上オライドで
あり、つぎに花崗岩なと火成岩の破砕物や焼結粒状物の
層に水を通すものである。

つぎに、物理的・電気化学的な装置や方法としては、ま
ず磁場処理の利用である。これはソ連や北欧に始まり、
最近ではこの磁気処理の利用が目立って来ている。主に
配管系、熱交換器等における金属腐蝕の防止が目的であ
る。その実用化からすてに２０年以上を経ており、使用
数も数万台を越えている。この磁場処理は、磁場が作る
誘導電場による間接的な電場処理法である。これに対し
て、電（蚤を設けて直接水に電場を作用し電流を流すと
いう水の電気分解理論に基づく方法が研究され実用化さ
れている。

また、静電場処理によるものｈ月９７３年に米国宇宙開
発部（ＮＡＳＡ）出身の技術者が開発した電子場処理装
置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｆｉｅｌｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎ
ｔ）商品名「ハイドロトリーターＪ　（Ｈｙｄｒｏｔｒ
ｅａｔｍｅｎｔ）　（商標）とオーストラリアのジエー
．ケー．工業社が開発した「イオンクリーン」　（商標
）があり、日本国内でも静電場処理法の装置が数社て商
品化されている。これは、各へ・、電（ヂの配置や材質
、直流電圧のコントロール、制御方法、漏電対策等、形
状の１１Ｊ違はあるが基本原理は殆と同しである。

一方、本、ｖｉ発明者は、先に「セラミック使用の流動
電解水処理器と製造方法および水処理方法」の発明をし
昭和６：３年１月２１日に特許出願をした（特願昭６３
−９−１７４　）。

［発明が解決しようとする課題］ 天然石によるものとしては、天然石や焼結セラミック：
こ水をｔ！角虫させるものである。そのうち、天然ゼオ
ライトは、その細孔性と組成による吸着効果、含有成分
によるイオン交Ｉｒ；Ｊ効果等によるものであり、これ
はこの天然上オライドの再生や交換を必要とすると言う
欠点がある。

つぎに、火成岩を利用するものの浄化の機構については
、吸着現象、シリカポリマーの溶出によろ１Ｙよ集効果
、放射能成分によるイオン化効果等が考えられるが、そ
の装置の浄水処理に関し−この原理とか機（＆について
のメーカー側の理論と実験的立証が不十分てあり、天然
物であることによる再現性や性１１ヒ管理か難しいため
に広く利用されるに至っていない。

物理的・Ｔｉ気化学的な方法や装置のうち磁気処理によ
るもの：よ、磁力線を直角に横切って流れる水流に対す
る磁場作用を利用していると言われているが、磁場が直
接水に及ぼす影響について実験的にも理論的にも充分裏
１寸げられるもの；よ少ない。

ここで処理の文、ｊ象とする水：ま、純粋な水そのもの
ではなく、多くの電解質、コロイドなと、水から分能し
にくいものを含んた溶；αであり、水そのものに影響す
るのか、含まれている水辺外のものここ影響するのか、
その両方なのかという立場で考えろへきである。

有名なフレミングの電磁誘導についての法則によれば、
磁力線を直角に水が横切って流れると言うことは水の中
に解離したイオンやコロイド粒子（慴電物質）を含んで
いる場合、これらの電荷が磁場の磁力線に対して直角に
横切ることであり水、Ｈニよこのイオンを急速に一定方
向に動かす役目を果たしている。水：こ含まれているイ
オン等の帯電物質には、水の流れと磁力線で作る平面と
垂直な方向へ移動させる力が働くことになる。これらの
イオンは各々の水の分子に囲まれｔ’ｔ２やかに結び付
いたいわゆる水１口の状態にあり、移動に当たっては、
水和の状態、イオンの大きさ、イオンの種類、その池の
要因によりその移動速度が異なる。

磁場法の場合、放電の場としての電極が存在しないが磁
石や池の金属面等で放電し溶質を析出せしめ、析出した
粒子は電荷を失った後、シリカポリマー等によって凝集
さらにファンデルヮルスの力によって凝集し、やがて粗
大粒子となり、水の不純物として姿を現し、凝集、沈澱
、濾過を可能とする。磁場処理は、誘導電場による一つ
の電場処理と言える。

この８１場処理には基本的な難点が存在する。水流中の
イオン等に作用する力は、電場の強さの他にこのイオン
の流れが磁場を横切る速度に比例するゆえに、水が静止
している時には作用しない。

一方、この効果は磁場を横切る時間、つまりイオンが磁
場の中に在る時間の長さに比例する。このことは水の速
度；こ比例することと相反するので条件の設定が難しい
。ｆｉ１気処理が誘導電場によるものである以上、ファ
ラデーの法則の上からも爵けられないことである。この
ため磁場処理の効果は極めて緩やかて、長期間の連続使
用によってのみその効果が確認出来る。これを補うため
に超音波、電場処理、またポリ燐散塩を用いる化学薬剤
法などと併用されることが多い。

一方、電極を用いた静電場処理法に於いては、第２図に
示す一部欠損↑１現図のごとき装置を用いる。これは、
その陰極Ｎと陽極Ｐは、白金、炭素、アルミ、チタン等
化学変化を受は難い物質を用いる。そして、その陰極Ｎ
より成る筒の中に水を矢印のように流すものである。し
かして、その陰極Ｎと陽極１間に水の分解電圧（理論値
は１．２３ｖで、実際の値は１．５〜１．７ｖ）以下の
（０，７〜１．０　Ｖ　）直流電圧をかけるのである。

このような装置の中を″：ＴＬ醒質を含んだ水が通過す
る時、次のような現象が生しろ。

まず第１に、イオン″電流の発生である。この水処理の
χ、１象になる水は純水ではなく、色々な電解質やコロ
イド粒子−（慴電）を含んでいる水溶液である。

しかして、電四間の電圧によって生じた静電場：こよっ
て、正のイオン物質は陰極の方へ、負のイ；ｉ゛ン物貿
；ま陰陽へと吸引され移動し、各々の電極面に到達して
放電して析出物となる。したがって、「イオン電流に相
当した析出物が水から分能される」という水の、ｐ化現
象が行われろわけである。

このイオンの析出作用は、電（覆の近くにあるものから
順に電極面；こ移動して析出する。

第２に、微弱な水のＴＬ気分解における残余電流（Ｒｅ
ｓｉｄｕａｌ　Ｃｕｒｒｅｎｔ）　（第；３図のイオン
電流と水の、ｐ（ヒ現象を表わした表をシ照）の発生と
遊離した（［１１−イオンの残留現象である。

すなわち、このイオン電流の外に水自身の分子か１げと
ＯＨ−に解離していて、電圧が加わるここつれて微弱な
電流が生じるのである。この電流は、分解圧以上の場合
に生しるような大きなものてなく、１１２０の水分子か
ら自発解離している　１１“イオンと１コ１じイオンの
移動である。この正負のイオンは、双極子の性質を持つ
水分子１１２０を吸引・水を目されたイオンとなってい
る。この水和した水分子と共にこの正負のイオンは各々
陰極、陽極に向かってし動する。

このイオンの移動する速度は、電場の強さが一定の場合
ＯＨ−イオンは１１″′の凡そ２分の１の速さであり、
各々のイオンがＴＬ電極面電荷を放電して１１−は■−
→１１２となり、 ０１１”″は２０Ｈ−Ｈ２Ｏ＋　Ｏ→２Ｈ２０＋　Ｏ□
となる。　Ｈおよび０の一部は水中の池の物質や電極面
で還元・酸化をｉテなうことにも消費されるが、それは
（）＜微Ｉユな反応である。

最後に、過剰なＯＨ″″イオンの生成である。すなわち
、０■−イオンがＨ″″の半分程度の移動速度であるこ
とにより、この電場の影響のないところに流れ出た水は
ＯＨ−の多い水となっている。この則（−の多い７尺は
、全属持：こ鉄の表面：こ作用してＦｅ（０１１）ｚを
つくり、つぎにＦｅ２Ｏ３やＦｅ３Ｏ４と言う鉄を錆か
ら防ぐ不動態をつくり、これを保つ環境を作ることに役
立つ。不動態は、水が酸性になると破壊されるのである
。単能したＯＨ−は水に化学薬品を加える′４汗通の方
法では作れないものである。このＯｌ−は、金属等と触
れて放電して電荷を失い、他の物質との間で中和放電、
又は１（２０と０２となって消失する。

この特異なθＨ−リッチな水は不安定で、およそ２〜３
日の寿命である。しかし、この水を循環させながら作る
ことにより、常にこの０１１−を余剰イオンとし゛Ｃ水
中に存在さ伊ることができる。この現象は、イオン電流
の発生による水に溶けている不純物（電解質等）の析出
作用と共に電場処理の重要な（乍用（１１舞の−っであ
る。

従来の電極を用いた電場処理法では、配管壁と水との界
面電位差の緩和とか水の電子エネルギー準位の励起等が
３ｈれている。しかし、この全配管ラインの全長：こ対
して僅か１ｍに足りない配管装置内で生じた電場効果こ
こよる界面電位の緩和が、全配管系に行きわたるとは考
えられない。また、水の分子の電子エネルギー準位の励
起言う場合、励起した状態は安定な状態に戻ろうとし、
このとき放出するエネルギーの作用が重要である。如何
なる作用を生じるかを示さずに、単に「水の活性１ヒ」
という言葉だけを用いることは長所が具体的なものとし
でてなく一つの（１１飾語としてのものにすぎない。

しかして、以下に現状の磁場処理と電場処理法の短所で
ある問題点を箇条ｆｔきする。

まず、磁場処理について述べる。

■　一定の流速以上でのみ効果が得られる。その流速は
、約２〜４　ｍ　／　ｓｅｃを要する。すなわち、低い
流速の時は効果が期待出来ない。

０　強力な磁石を用いるために、原水中の鉄分が磁石に
付着しその除去作業が必要となる。装置内面も年１〜２
回の清掃が必要である。

■　効果が判明出来るには長門間かかるので短期間の実
験や予備テストが難しく、使用結果をみなければ分から
ないという二とになる。

・■　ファラディの法則により、磁場方向・水流方向・
イオン等不純物に働く力の方向に限定された条件があり
、また流速の大きさと磁場の作用時間の間の矛盾した条
件があり効果を大きくすることか難しい。

■・　配管系ては末端本捏の使用量、頻度差が避すられ
ないので本捏毎に効果の差が出る。

・■　効果か弱く不安定なため、他の方法と組み合Ｊ）
せることが多い。

■　高１百である。

つぎに、電αを用いた電場処理について述べろ。

■　電極の腐蝕による寿命（交換時間）がある。

■　析出物なとの付着物による電極面の抵抗の１員失の
増加による性能低下。

■　析出による付着物の清掃除去作業を要する。

′多　高電圧（＋、０００〜５，０ＯＯＶ、ＤＣ）発生
Ｈｍ、電圧自動制御、漏電防止装置、絶♀ぷ安全設備な
どの１１帯設備を要する。

■　（６格が高い。

以上のことくである。

しかして、上述した本願出願人の発明：よ、以下のごと
き誤りがあることに気付いた。

先に出願した発明の誤りと相異点は、まずセラミックの
摩擦によるの水の（′１１化は、水の電解圧以下におけ
る現象の応用である。したがって、「流動電解」という
表現は適切でない。

■　すなわち、電解の場合は、水の分解圧以上の電圧の
み発生ずる現象が前提になっている。

■　したがって、そこでは陽極、陰極に才ｊける水素、
酸素の発生を！ＩＪＩ　Ｆｔ　シ、強い酸化・還元作用
があるとし、だが、実際に：よ分解圧以下てあろのて微
弱な効果のみに止まるに過ぎない。

■　さら：こ：よ、電解による殺菌効果、脱色効果があ
るとしたが実際は分解圧以下での効果であり、実用的に
は期待出来ない。静菌効果、消臭効果程度に止まる。

■　中性化作用も正しくは、溶）αのＰ）Ｉは７．０で
はなく７．５程度の弱アルカリ性に近づく傾向を示す。

これは、過剰のＩＩＨ−イオンの発生による。

このイオンが２〜３日経って消失する事により、Ｆ’１
１は中性になるのであり、電気分解による直接の現象で
はない。

１ラ　また、気泡ゾルの気泡内ガスを酸素としたがａ−
Ｍだけといえず、水素、（０２、空気その池水中に存在
する気体、などが混合していると考えられ、この解明は
今後の問題点てあり、測定法の確立ができれば解明され
るものである。

、Φ　気泡ツルの作用、効果としては、気泡面への吸容
、凝集、溶存酸素の補給である。

■　外部電場処理をしたチタン酸バリウム等強誘ＴＬ体
のビレットへの利用は、あまり意味がないことが実験的
にも理論的にも判明した。外部電界ここよって再び反転
し、これは外部電場によって発生した電気分極の残留分
（仇が流動電場と言う方向性の定まらない外部電場にさ
らされて残留分極は急激に反転し失われ性能か減衰低下
する。強訴電体とエレクトレットのｔ口達である。

■　０１１−イオンが遊離して過剰に存在する水をつ＜
　’）　ｆｆｆる事。これが多くの効果を生むのである
が、その事かそのとき：よ分からず、したが−〕でその
出願の明細書には含まれていない。実用的にも原理上も
この現象の果たす役割が大きく且つ重要である。

■　イオン電流の発生とその役割も基本的に重要である
。これもその出ｊ領の明細書には須ｒ見されていない。

・［株］　実際には、エレクトレットの剥離帯電作用が
主役である。実験の結果、エレクトレット（タウマリン
等）の剥離帯電作用が、誘電体の幾つかの帯電効果より
も大きく最も重要である。現在院用出来るものとしては
、電気石と呼ばれているタウマリン含有の鉱石（純粋の
ダウマリンを・１０％位含有）を精製して使用している
が、このものだけでは焼結粒において硬度、耐磨耗度が
低く、２０〜８０％を他のセラミックおよび焼結助剤を
混合造粒焼成したものが硬度、耐府耗度の点で実用的で
ある。アルミナ、シリカなどを用いても摩擦電気その池
の帯電現象を生じるが、比較実験の結果は電気石中タウ
マリンａ有のものと比べ１／１０程度であり効果性能の
点て；よ浦足的没割に市まる。

以下、エレクトレットについて述べろ。ある種の誘電体
を融解して、直流電圧を加えた電場の中で固形化さす、
電場を取り去っても双極子モーメントが生じ長期にわた
って減衰しない。これを磁石（＋ｎａ２ｎｅｔ）に倣っ
てエレクトレット（Ｅｌｅｃｔｌｅｔ）と（乍している
。

最近では高分子化合物、たとえばポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＩ’）などのエレクトレット化したものがつく
られている。エレクトレットの電気分極はチタン酸バリ
ウムなどの強誘電体と異なり、外部電界によ：）そのヘ
クトルを反転することはない。

また、圧電ｉ生、焦電性をも示す。そして、マイクロホ
ン、振動１泣計、静電スイッチ、族９４線計１５１、集
塵フィルターなどに利用されている。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかるエレクトレット流動電場浄水装置と方法
は、以上の問題点に鑑みて、磁石のごとくに自らが有し
ているエネルギーを利用しているものである。そして、
その帯電していることが、通常はイオンその池の付着物
で電気的に中和され表面に現われていない。そこで、こ
のような付着物を流動により剥離させてその作用を発現
させるものである。

さらにはその第４〜６の発明は、このエレクトレット（
こ誘電体の幾つかの帯電効果をプラスしたものである。

以下に、本発明にかかるエレクトレット流動電場；ｐ水
装置と方法の具体的な構成を詳細に説明する。

最初に、第１の発明であるエレクトレフｌ−流動電場ｉ
＞水装置の構成を述へる。これはまず、エレクトレット
粒の集合体がある。つぎに、Ｌ記の粒状物は流通させな
い水の流通孔を有した容器がある。この容器は、上記の
エレクトレットの１１−合体を入れるものである。そし
て、流動手段かある。

この流動手段は、上記のエレクトレット粒の・集合体を
流動させろものである。

つぎに、第２の発明であるエレクトレット流動電場浄水
装置の（構成を述へる。この発明は、エレクトレットを
セラミックでその機械的硬度を強１ヒしたものである。

まず、エレクトレットと硬度強１ヒ用セラミックの扮を
水で混合して造粒焼結した粒状物の集合体がある。つぎ
に、上記の粒状物を流通させない水の流通孔を（４シた
８器がある。この容器は、上記のエレクトレットの集合
体を入れるものである。

そして、流動手段がある。二〇流動手段は、上記のエレ
クトレット粒の集合体を流動させるものである。

そして、第３の発明であるエレクトレット流動電場浄水
方法の構成を述べる。この発明は、上記の第１の発明の
エレクトレット粒の集合体の使用を方法化したものであ
る。まず、エレクトレット粒の集合体を、電解質等の不
純物を含んだ水の中で流動させる。これにより、そのエ
レクトレットの集合体の各位を相互に接触衝突させる。

それで、エレクトレット拉の集合体の表面の付着物を剥
離させ。すると、電解質のイオン等の゛電荷が中和され
水から析出分離され、つぎに流動・摩１察によりこの析
出物をエレクトレットの表面からｇｉ　雛分離する。以
上のことを繰り返させるものである。

つぎに、第４の発明であるエレクトレット流動電場浄水
装置の構成を述べる。この発明は、上記の第１の発明の
エレクトレット粒の集合体に誘電率の異なるセラミック
粒の集合体が混合したものである。そして、その他は上
記の第１の発明と同一であるゆえに、その構成の説明の
全文をここに引用する。

さらに、第５の発明であるエレクトレット流動電場浄水
装置の構成を述・＼る。これは、上記の第２の発明のエ
レクトレット粒の集合体に誘電率の異なるセラミック粒
の集合体が混合したものである。そして、その池は上記
の第２の発明と同一であるゆえに、その構成の説明の全
文をここに引用する。

最後に、第６の発明であるエレクトレット流動電場浄水
方法の構成を述べる。これは、上記の第３の発明のエレ
クトレット泣の集合体に誘電率の７４なるセラミック粒
の集合体が混合したものてあ・Ｃ０そして、その池は上
記の第３の発明と同一であるゆえに、その構成の説明の
全文をここに引用ｒろ。

［作　用コ 本発明にかかるエレクトレット流動電場浄水装置と方法
の具（・Ｅ的な作用を、以下に詳％ｌに説明す最初に、
第１の発明の作用を述べる。まず、エレクトレット ｉ）Ｉ、この容器は上記の粒状物の集合体は流通させな
い水の流通孔を何したものゆえに、水は通すが上記の粒
状物はその容器から流出することはない。

そして、流動手段が、上記のエレクトレット粒の集合体
を流動させる。

つぎに、第２の発明の構成を述べる。これは、硬度強化
用セラミックが、エレクトレットの機械的硬度を強化し
ているものである。その他は、第１の発明の作用と同一
であるゆえに、その（１４成の説明の全文をここに引用
する。

そして、第３の発明の作用を述へる。これ：よ上記の第
１の発明の粒状物の集合体を利用し、方法化したもので
ある。まず、エレクトレット粒の集合体を、電解質等の
不純物を含んた水の中で流動させる。この流動により、
エレクトレット体の各位が相互に接触衝突する。したか
つ−Ｃ、エレクトレット粒の集合体の表面の付着物が剥
離される。すると、エレクトレットの電気分極を中和死
去に出さなくしていた付着物がなくなることにより、電
解質等の帯電物質か水から析出分離され、所たにその剥
離箇所に付着する。これが繰り返されるのである。

つぎに、第４の発明の作用を述へる。この発明は、上記
の第１の発明のエレクトレット粒の集合体に誘電率の異
なるセラミック粒の集合体か混合したものである。した
がって、これらの各校の摩擦と衝突による新たな帯電性
も補助的に動くものである。そして、その他は上記の第
１の発明と同一であるゆえに、その作用の説明の全文を
ここに引用する。

ざらに、第５の発明の作用を述べる。これも上記の第２
の発明のエレクトレット粒の集合体に誘電ｊ８の異なる
セラミック粒の集合体力盲昆合したものである。したが
って、エレクトレット粒の機械的硬度の強化と共にこれ
らの各位の摩擦と衝突による所たな帯電性により、電場
効果においても補助的に動くものである。そして、その
池は上記の第２の発明と、同一であるゆえに、その作用
の説明の全文をここに引用する。

最後に、第６の発明の作用を述べる。これも上記の第３
の発明のエレクトレット粒の集合体に誘７ｒＬ率の異な
るセラミ・ンク粒の集合体が混合したものである。した
がって、これらの各位の摩擦と衝突によるによる新たな
帯電性も補助的に働くものである。そして、その他は上
記の第３の発明と、同一であるゆえに、その作用の説明
の全文をここに引用する。

［実施例］ 以下に、本発明：こかかろエレクトレット流動電場浄水
装置と方法をその一実施例を用いて添付の図面と共に詳
細に説明する。

第１図は、本発明にかかるエレクトレット流動電場浄水
装置の一実施］クリの正面断面図を示し・たちのである
。

まず、容器１てあって、その上下に下記の粒状物は通過
させない細孔２，３が沢山間いているものに、エレクト
レット（タウマリン等）ｌ↓や誘導率の異なる２種以上
のセラミックス粒状物５．６の集合体を水流や動力等の
機械的手段で流動させ、この流動部に水を通す。水中で
粒状物は無数の（γ擦、衝突を間断なく生じ９粒状物の
表面の小さな結晶の小部に電荷が現われ無数の微少なパ
ルス電場が発生する。

使用する粒状物には、エレクトレット４や強誘電体、圧
電体、焦電体が用いられてエレクＩ・レットだけてなく
摩擦電気、圧電気、焦電気による正負の帯電が粒状体表
面の微少な結晶の両端に発生する。なお、エレン］・レ
ット４や誘電体Ａ、圧電体Ｂ、焦電体Ｃ１強誘電体りの
関係は、第４図に述べた。

永久ｉ　％分［４Ａ−しているエレクトレットの場合は
、表面に吸着しているイオンや帯電コロイドをｒ！、擦
やｔｈ突により「ｒ１１離」する事によって自発電気分
極による電荷を示す事になり帯電したのど同（−′（な
状聾になる。タウマリンの様なエレクトレットは誘電体
として圧賀、焦電性も有していて、その極性は永久外１
折の方向と同一であると考えられ、また同一でなくても
エレクトレットは強誘電体と違って外部型Ｗの’３３　
’Ｍｒを受けないので永久分極の強度の減衰は殆と生し
ない。

しかして、ここでエレクトレットと強誘電体に関して述
へろ。

誘電体は電気的には絶縁体であるが、電場を加えると電
気分極を生しる。これが誘電現象であり、誘電体と称す
る理由である。この時、分極で生じろプラスとマイナス
の電荷が僅か分離するが、この分Ａ１する大きさを分極
率の大きさとして表現する。電気的には、誘電率で表わ
す。

強誘電体は、外部電界を加えることによって電気分極を
する。電界を取りざると元に戻る（磁性オ；の場合と同
しくヒステリシスおよびキュウリ−温度を示す）。

これ：こス・１してエレクトレットは、マグネットにス
、１比してはけられた名■々、てご５る。永久自発電気
分極をしている物質で、外部電界の影響て分極の・＼り
トルを変えない。、磁性体における永久磁石の様なもの
である。タウマリンか鉱物では最も強いこの性質を持っ
ている。

最近て：ｉ有機物例えばポリプロピレンや、ｌ？リフッ
化ビニリデンなどを人工的にエレクトレット化ｒろこと
が出来るようになり、集塵フィルターなどに利用されて
いる。

二こで誘電体が静電気を汗：びる現象について述べる。

まず、摩擦電気に付いて説明する。摩擦による帯電の大
きさは、その誘電率の差に概ね比例する。

１妾触のみによる帯電もあり、これは接触摩擦帯電とも
言われている。結晶体の時は摩擦の方向と結晶軸の方向
が関係するので、同じ物質の間でも帯電し１）る。誘電
率の大きい方が正に、小さい方が負に帯電する。摩擦に
よる帯電の機構については晟つかの説があり、詳細はま
だよく分かっていない。

つぎに、圧電気にはいて述べる。

結晶が代（４的な歪みを受けた時に結晶両端の表面に帯
電する現象で、水晶、ロツシュール塩、タウマリン（電
気石）、チタン酸バリウムなどに見られる。

そして、焦電性について説明する。赤外線等で結晶の表
面の温度が上昇した時この僅かな表面温度の上昇分に対
応して電荷を生じ、逆に下降した分に対応して逆の位置
に電荷を生じる性質を焦電性と言う。これは焦電センサ
ーとして身近なところでは防犯ベルに用いられている。

５ｍＪ１１れた人の身体から出る微弱な赤外線の変化を
感じることが出来る ざらに、剥離帯電であるが、エレクトレットの場合は永
久自発分極をしているが、電荷を帯びた邑々なイオンや
微粒子によりて表面が電気的に中和されている。この付
着物が摩擦などによって剥ぎとられると、その露出した
表面に電荷を現す。

したがって、一般の摩擦帯電とは異なる。

最後に、強誘電体の場合を説明する。チタン酸バリウム
を主な成分とする粒状物の場合、外部電界によって一時
的に強い電気分極を示すが粒状物間の摩擦、ｔｌｊ突に
よる帯電により生じる電場は一定の方向性がないので、
初めの電電分極の強さを減衰する結果になり、外部電場
処理の粒状物に利用出来ない。

ここてｊａ械的エネルギーを電気化学エネルギーに転換
する形を分類して、順序立てて第５図のブロックダイア
グラムにした。

しかして、流動電場法によって水を浄化する理由を以下
に述べる。まず、水に含まれる電解質によるイオン電流
と不純物の析出分離である。水処理の対象になる水は電
解質等を含んだ水溶液である。この電解質等は水の中で
正、負の電荷を帯びた物質に解離しているイオンと言わ
れるものになっている。コロイド粒子の場合は、正負い
ずれかの電荷を有している。

このイオン等は、電気双極子の性質を持つ水の分子を緩
やかに引き寄せ包み込まれ、いわゆる水和されていて、
正負のイオンは容易に会合一体止せず、電気的に中和さ
れず水和している水の分子と共に運動している。このよ
うな水が外部電場の中におかれると、正イオンは陰極の
方向へ、負イオンはｃ！曙へと、電場力線に沿って各々
逆の方へと移動する。この二種のイオンは陽極と陰極面
で放電して自ら析出し、固形物となり水から脱離する。

「流動７ｍ　ｌＸ３法」の場合、上記の粒状物の表面の
倣細な結晶の両端が電（覆であるためと瞬間的な短い時
間に流れるイオン電流であるので極めて微細な微粒子と
して析出する。この微粒子は流動電場の場から出た後、
水の流れの中で凝集しさらにお互いがファンデルワルス
の力によって引き合って大きな粒子となり、沈澱、濾過
、その他の方法を用いて、容易に水から分能てきるもの
となる。この粒状物の表面で析出した微細物質は流動こ
こよる粒状物間の摩捺なとによっ−Ｃ剥ぎとられ、その
粒状物にけむしない。自動的な表面の清？争作業が絶え
ず行われている。この点は、従来の磁場法、電極を用い
た電場法などにはない大きな実用上の特長である。

しかして、水の分解圧以下における残余電流と過剰０１
１′″イオンの生成について述べる。

化学変化を受けない上極を用いて水を電気分解する場合
、第６図に示す水の分解圧以下；こおける残余電流を示
した表のように、一定の電圧に達すると電流は急激に増
加する。この境Ｗの電圧を水の「分解圧」という。理論
的には１．２３ｖであるが実際には色々な抵抗因子かあ
り１．６〜１．７ｖ泣である。

水を分解圧以上で電解することは酸化還元力の強力な酸
素、水素を原子の状態で大量発生して金属の腐蝕などを
激しく引き起こし実用上不都合である。従来の電場法と
いわれろ水処理法；よ、いづれも電圧を　１．０ｖ以下
に制御する装置を設けている。

流動電場法の場合は帯電量と粒状物表面の微細な結晶端
の電極間の距離に１０当する（約数ミクロン）；こよっ
て電圧は決まるが、現象は無数の複雑な条件下で生し電
圧も一定しない。しかし、通常の場合、分解圧を越える
ことはない。したがって、顕著なカス発生も認められな
い。

つぎに、過剰な単、４１　ｏｎ−イオンの生成機構につ
いて述べる。図に示すように、分解圧以下において微弱
ではあるが水の電気分解が発生する。微弱であるので発
生する水素、酸素による現象は無視てき、むしろ水の中
の僅かな量の不純物の一部がまず酸化、還元でこれを消
費して金属腐蝕や生物に対する弊害を生じないので水処
理や用水処理に応用可能なのである。この分解圧以下に
おける水の弱い電気分解は、前述の電解質等によるイオ
ン電流の発生と並行して生じる。この場合の電解質のイ
オンは、水溶液中を電気的泳動によって移動するのに対
して、■４とＯＨ−は全く異なった機構で電荷を移動さ
せる。因みに、その速度を下記の表に表わす。

上記の表は、無限希釈度におけるイオンの移動度［ｃｍ
２＊ｓ−１・Ｖ−’コ（２５”　Ｃ）である。この表か
らも０１じと１１４イオンの移動の速度は、池のイオン
に比べて非常に速いことが分かろう。

１１“、０１１′″以外のイオンは、溶）α中のｗＳ、
ｌｆｆ差による電気泳動によって移動するが１げおよび
０１１−のうち１１１イオンについて述べると、］１４
は水中では１１２０分子と結合してヒドロニウムイオン
１１３０”をつくる。この三つのプロトンは、同じ結合
力て０と結び付いていて、この結合は非常にダイナミッ
クな結合であり、隣の水の分子の三つの内の一つのプロ
トン−こバトンタッチしながら）欠々と電荷を［多して
行くいわゆるホッピングモデルにより電荷の移動を行な
う。その移動の様子は、第７図の水中のプロトン伝導の
機構説明図に示した。

０１１−イオンの場合も同様：こ■３０２−の結合が１
１＋の場合にＬ（（したほつピングモデルによって移動
する。１ビのｔ多動速度を１とすると０１１−の方は０
．４５（ａと遅い。池のイオンの移動は物質の移動によ
るがＨｏ、０］じのイオンの［多動は電荷を物質がホッ
ピングモデルが示すごとくリレー式に運ぶ移動であり、
【多動速度がＯＦ、　Ｉ＋”以外のイオンに比へ異常に
速い理由である。

分解圧以下の低い電圧で水は、電圧がかかつていない時
でも僅かながらイオンに解離している。

この解離コこは、外部電場エネルギーは必要としない。

Ｈ２０ａ　Ｈ”＋０１１− イオンに解離した１１４．０］１−は電場が加わること
によって移動し、電極で放電消滅するにつれて水分子の
上記の解離がひきつづき自発的に生していく。この残余
電流と呼ばれるＴ、流は、電圧の上昇に伴って緩やかに
増加する。

つぎに、水の分解圧以下におけろ流動電場法に於いて生
じる主な現象を説明する。

第一に、水溶液のＰＨの中性化作用を説明する。

まず、その機構である。

しかして、ｐＨ値を決めるのはＨ１イオン濃度である。

１”８７以下の酸性溶液では、あらゆるマイナスイオン
の電極への移動速度よりも］１゛の移動速度の方が大き
く、］１９イオンの方が先に電極で放電消滅し、ＰＨを
中和する結果を生む。アルカリ性溶ｌαの場合主な働き
は、０■−の移動速度が１１イオンの半分以下ではある
が、他の対象イオンであるＮａ”や、Ｃａ”、Ｋゝ等は
とんとのプラスイオンの移動速度の３〜４倍と大きな移
動速度を示し、０）１−の電αての放電よりも池のプラ
スイオンの方が少ないことがＰｌ＋を中性に近付ける原
因である。そして、流動電場法に於いては後で述べるよ
うに、１〕１１−イオンの遊ト准した特異な０１１′″
リツチな状態が生しる。このことによって、ＯＨ−イオ
ンのリッチな中性化作用：、ｔ　ＰＨ７，０になるので
なく、弱アルカリ性（凡そＰ１１７．５）に近づくので
ある。しかし、この状態は不安定で若干の時間の後ＰＨ
７，０；こ戻る。この時間は、およそ２〜３日である。

第８図は、酸性水溶）α・アルカリ水ｉ′ｉ７液におけ
るｐＨ・中和作用と電導度を示したものである。

図中、Ｄは花崗ルＩ宕を焼結粒状物化（約３．０ミリ径
）シたものであり、ＡＳはアルミナ５０％シリカ５０％
の粒状物（Ｎ’１３　、２ミリ径）であり、八はタウマ
リン５０％、アルミナ２５％、シリカ２５％のである（
径　３．２ミリ）。

第８図から、ＤやＡＳの粒状物を用いた場合に発生する
摩擦帯電等によっても緩やかなＰＨ中和効果のあること
が分かる。エレクトレットによる効果はそれに比へて桁
違いに大きいことを示している。そして、中和点がＰＨ
７，０でなく　約ＰＨ７，５位であることは、遊離した
過剰なＯＨ−イオンの生成による。

また、第９図は、酸性水溶；α・アルカリ水溶）αおよ
び精製水（脱イオン水）におけるＩ’　Ｉ＋中和作用と
電導度を示した表である。

なお、第９図のグラフ線の内、上方の細い３本の線は１
云導度を示し、下方の太い３本の線はｐＨを示す。

吹用粒状物は、ＡＳＴ−５０（−タウマリン５０％、ア
ルミナ２５％、シリカ２５％）であり、その径は３．２
＋ｎｍ（１，１００℃焼結）である。そし′Ｃ１その実
験方法は、２１のパイレックスガラス製ビー力に粒状物
３５０ｇ、水を１リツトル入れて径１００ｍｍの円盤に
攪拌羽根がついた形の攪拌機を用いて粒状物と接触しな
いように攪拌する。この旋回水流で粒状物が流動旋回。

水は常に混合される。その回転数は、２５０　Ｒ１’Ｍ
である。酸性水溶液、アルカリ水溶ｉ夜は各々ＩＩｃＩ
、Ｎａ０１ｌを用いて調整した。

第二に、溶液中に溶解している不純物（電解質等）によ
るイオン電流の発生と不純物の析出、凝集について説明
する。

しかして、その機構であるが、溶液中で不純物（電０７
７２等）は；容解解離して正、負のイオンとなっている
。しかしこれは、各々を水分子によって水１口されイオ
ンの直接会合による中和を生じない。

電場の中では、−ｒオンは各ノ？の反灼の電荷を示す電
（］に向かって［多動をはじめ、電（工面に吸着され放
電し、溶けている物質は電荷を失い析出して固体Ｈｊｆ
立子等となり、凝縮した後ファンデルワルスの力によっ
てよ：）さらに大きな粒子に１疑集又は成長した結晶と
なる。粗大化した粒子は、凝集や沈降ＪＪ過なとの通常
の分離手段によって水の外に除くことができる。

第三に酸化・還元作用である。水の電気分解は分解圧以
上て１〒われるため、電極面からの原子状の准素、水素
の発生鷹は多く、これによる酸化・還元反応が顕著に１
テわれる。しかし、分解圧以下における流動電場法にお
ける酸化還元作用は微弱であり、殺菌効果を示すには至
らず細菌の活発な増殖を抑制する静菌効果に止まる。用
水における臭気成分などは人間の嗅覚に才３ける閾値が
数１１ｐｍから数千、数万分の１　ｐｐｍと微量なので
ありこれら微量成分の酸化還元による消臭効果は実施Ｐ
ｉＩ口こ於いても充分認められている。

第四に、１〕１（−イオンリッチの水を述べる。流動電
場法によって、一過性（約２〜３日間）のＯ１＋−イオ
ンのリッチな水を対象カチオンからＭ　ｒＭしてつくる
事が理論的にも実験的に明らかになった。

その理論的根拠は、Ｈ０イオンとＯ「イオンの静電場下
におけろ移動速度に大きな差があることによるものであ
る。このことは、実験的にはＰｌ＋および導電率の変化
の測定によって知ることかてきる。０１１−イオンの増
加は、導電率の増加を示している。この流動電場法を循
環して用いる事により、０「イオンのリッチな状、態を
長間に維持ずろこともてきる。

この０Ｈ−ｒオンが対象カチオンと遊龍して過剰である
という事は、流動電場法によって処理される水が示す多
くの有用な効果を０７明するのに没立つ重要な恨（処を
与えてくれる。たとえば、金χと水の界面の電位差を緩
和しちπ蝕を少なくし、さらに鉄などのスライムの隙間
に水と共に浸透して放電し酸素ガスを発生、スライムの
解膠、分散に役立ち鉄サビを分散した後Ｆｅ２Ｏ３やＦ
ｅ３Ｏ４等の不動態を作る事に役立つ。また、この不動
態を安定に保つ水のＰｔ１条件（中性又はアルカリ性）
の維持に没立つ。

また水は、その容器の界面も含めた全体の系としてＴＬ
気気中中性保つという原理に従う筈である。

０）１−イオンが透通してリッチであることは、水溶液
中に限定した場合には電気的に中性でなくなる。

したがって、水の容器や配管など広義の容器と水の壁面
を含む界面の部分に反対の正電荷を発生し、容器の界面
における電位差の勾配を緩和する。また、プラスになっ
た容器面は、反対の電荷の０１１−を引き寄せ、０■−
の濃度は壁面に近いほど高くなる。この事は、流動電場
法によって金属を水の酸性化による腐蝕から防ぎ、壁面
の近くの０）Ｉ−濃度が高い事は多くのマイナスイオン
物質の壁面へのけ着を防疑、さらにその解膠分散に役立
つ。

このＯＨ−リッチの水は生物、特に魚類や（１へ物にと
って特異な役割を果たすものである。生物にとってミラ
ネル、アミノ酸、触媒その他多くのものを外部から吸収
することが必要である。いずれも溶解した状態で初めて
細胞に吸収されろ。ＣａもＮａもＭ８もＦｅも単独では
イオンとして水に、容ける事は出来ない。これらの物質
がＯＨ−リッチな水と接触するならば、いづれもＯ１＋
−の量に見合うだけプラスイオンとして溶解して水溶液
になり、膜細胞内に吸収されるし、細胞内で触媒ともな
る。

生物の体内の溶液を正常化し、必要とするミネラルその
池のものを吸収させることに役立つ。

これらの物質は、０１１−リッチな水と接触し、なけれ
ば、細胞内や体液内で吸収されない不溶性のものとして
生物の生育や活動の為に役立たず、時には阻害するもの
となる。０（１−リッチな水溶ンαは、生物と水に関す
る新しい問題と可能性を提供している。

無機有機を間はず、全ての化合物において、ＯＨ基は特
別な役割を果たしている。その著しい性質は、水への溶
解であり、混合である。ｌ　−０−Ｈと言う水自体が、
１１と０１１への結合したものである。

Ｎａ１）ＩＩ、　ＫＯＨ，Ｍ３（１：ＩＩＩ）ｚ、各ｆ
小のアルコール類等全てが、官能法としての０１１基に
よる性質を示している。

０］１−遊ｓｆの水が２〜３日の寿命としても、このよ
うな持異な水を作れるということは非常に興味深い事で
あり、利用サイクルが２〜３日以内であるｊ＋：合全く
支障を来さない。

第六とこ気泡ゾルについて述べろ。ガラスやステンレス
の容器にｌｔ’ｉ　％１水をいれその３分の１位の容積
の流動粒状物を入れて、約２〜３分振盪し、水を別なガ
ラスの容器に移し、白色光を当てると、ｊロイド粒子（
数百大径）が示すチンダル現象による散乱光（若ト青白
色を帯びている）が見えろ。

Ｊｓ紙で渡し・でも消えない。０１１−イオンと同じく
２〜３０で消滅するが沈澱物；よ発生しない。

これは明らかに気泡である。しかも、コロイド様の気泡
であり水中で比較的安定な分散系を保つ事は、同一符号
の電荷を帯びていることを示している。負に帯電してい
る事か分かっているシリカツルを含んで水を稀釈してこ
の気泡ゾルイαを混合して静置するとシリカゾルの一部
は電気的に中和されて析出、成長して粗大な粒子となり
沈＋Ｆｆｆする。

この事は、気泡ゾルが［正］の電荷を帯ひていると考え
られる。

この気泡の気体成分が問題であるが、気泡ゾルについて
の詳しい事はまだ解明されていない。今後の研究課題で
あるが微小電極、粒状物相互の瞬間的な接触、粒状物に
接した水の急速な移動等で気泡がコロイド状の大きさに
止まり、水中では上気二重層を帯び巨視的には正に帯電
して安定分散系を作ると考えられる。

ｉＶ！α中に；よ負の電荷を持つイオン、コロイドがあ
りこれらといづれは吸若、会合し、中和されて消、成し
、相手のイオン物質の析出、１疑集、：Ｊロイド物質の
沈降などに没立つ。水素ガスは軽く水から分離し易＜、
ＣＯ２は水に溶は易いので気泡の内部には酸素ガスが含
まれている可能性は大きく、水溶液中の溶存酸素の補給
の役目を果たすことも考えられる。

以下に、本発明にかかるエレクトレット流動電場；９水
装置と方法の各種の翅施例を述へる。

これは基本的には、エレクトレットを主成分とずろセラ
ミック（立状物の、！Ａ会合体間断なく流動させろこと
：こよりこれらを、接触・衝突・摩擦させることである
。これには、まず水の流れ自身のエネルＡ・−を利用す
る方式がある。この場合は、構造上は極めて簡単であり
、特別な付帯施設を必要としない。

ただ用途によって；よ、流動状態の強さの調節と流動部
を通る水の速さ（酢）の調節を別々に行う必要がある場
合には不適当である。また水が流れていなくてはエレク
トし・ントをンｇ動させることができないゆえに、この
場合も（資）用できない。このような場合は、１械的な
撹拌、強制撮動、強制流動等、水流と側御こ流動状聾を
作りこのようにして作られた流動部に調節された流速の
水流を通す方法が必要である。

水流エネルギーを利用する方法のうち最も簡単て安価な
方法は、上昇流で粒状物層を通水するやり方である。斯
様にして、粒状物を相互に衝突・衝突させる。このよう
な１方向の水流だけでなく、流動層の中を幾つかの異な
った水の流れを作り、夫々が流れとして交叉し、衝突し
接触する。又は、旋回流の中で接触・衝突・摩擦させる
こともてきる。

以下の図に、幾つかの装置とその方法を示す。

まず、第１０図に示す本発明にかかるエレクトレット流
動電場浄水装置の一層式上胃流タイブの一実施例の側面
図のごとき、水の上昇流を利用するもので、これは第１
図のものと基本的に同じものである。またこれは、第１
１図に示す二層式上昇流タイプの実施例の側面図のよう
に、細孔を有した仕切り２ａを設けて、その粒状物の層
を二層以上にしてもよい。つぎに、第１２図と第１３図
に示すごとくに、還流式にして粒状物層に通水するのも
よい。また、第１４図に示すごとくに、旋回流を作り粒
状物層に通水する方式もある。

つぎに、機械的流動層による装置とその方法について述
べろ。これは、ｎ成約な手段によって強制的に粒状物の
流動状態をつくりこの粒状物流動部に水流を通過させ、
上記の粒状物を相互に衝突・摩擦させるものである。利
用する手段としては、）Ｓｔ拌、拮動、振動、回転、振
盪等がある。

まず、第１５１’７１の機械的流動層による一実施例で
あって減速モータと撹拌バーを用いたものの説明用側面
断面図に示すごとく、減速モータ１０て１従１″１：バ
ー２０を回転させるものである。また、第１６図のごと
くに、水平型でその容器ｌをドラムとしてこのドラノ、
ｌａが回転する方式のものとして、上記の粒状物を相互
に衝突・摩擦させてもよい。第１５図のものに代えて、
第１７図に示すごとくに、羽根Ａ目Ｏａを水流で回転さ
せこれて撹拌バー２０を回転させてもよい。ざらには、
第１８図に示すごとくに、モータ１０等の回転力をマグ
ネッ）１１．２１を通じて撹拌バー２０に伝えてこれを
廻す方式も考えられる。

また、振動を利用することも考えられる。すなわち、た
とえば第１９図のことくに、振動ケース１ｃを用いてそ
の中に上記の粒状物を入れ、この振動ケースをスプリン
グ２２．２３で保持し、マグネット２１を交流電磁石や
輻心モータで振動させ、それを上記の振動ケースｌｃに
伝えて、上記の粒状物を（Ｉｎに衝突・摩擦させもよい
。ざらには、第２０図に示すごとく、超音波の利用も考
えられる。すなわち、超音波発振器１０ｃて超音波を発
信させ、それて上記の粒状物を相互に衝突・摩擦させる
のである。

以上の池、以下のごとく種／ンの方式が考えられる。ま
ず、波や風の力を利用するものである。すなわち、波力
利用の一実施例として第２１図のごとく、ブイｌＯ〔１
を海水面に浮かべて波動力を利用してローブＲ等で吊し
た容器１ｄを揺すり、それてこの容器ｌ　ｄ中の粒状物
をｔ０互に衝突・摩擦させるものである。つぎに、第２
２Ｉ２１と第２３図ミこ示すことく：ご、風車１０ｅを
用いて水タンク′、３０の中の容器１ｄを回転させ、そ
れてこの容Ｗ　ｌ　ｄ中の粒状物を（目方に衝突・摩擦
させる方式も考えられる。これは、高架水槽等に向いて
いる。なお、これらに用いる容器１　ｄは、金網状のも
のであってもよい。

ざらに；ま、第２４図に示すごとくに、洗濯機等への応
用も可能である。この場合、洗濯１５３１内の容器１と
して、ネットの９１ｅを用いるとよい。

それて、洗濯時の水流で上記の粒状物を相互に衝突・摩
擦させるとよい。また、排水口３２への応用もある。こ
れも同（屓にネットのｌｉｅあるいは金網ｉｆを用いる
とよい。それて、排水時の水流て上記の粒状物を相互に
接触・衝突・摩擦させるとよい。

そして、気泡の利用もある。これは、既述の多くの方法
に取り入れられる。すなわち、第２６図に示゛Ｖごとく
に、容器ｌの下方に空気六入を設けそこから空スを送る
ものである。これは、流動源としてばかりでなく、水に
ＣＯ２や０２を溶存させる効果をも目的とするものであ
る。

つぎに、流動電湯水処理器（ユニット）の使用法を述べ
る。まず、第２７図に示すワンパス方式がある。これは
、第１図のものと同じで流動電場部を１回通水しただけ
で使用するものである。この場合、ユニットを直列に数
段使用することもてきる。つぎに、第２８図に示すごと
くに、並列方式がある。さらには、第２９図と第３０図
に示すごとく、循環方式がある。これには、容器ｌをタ
ンク３３の外に配置するものと、タンク３３因に配置す
るものとがある。しかして、ポンプＰでタンク３３ない
の水を容器１に送りそれをまたそのタンク３３に戻すも
のである。この水流により、上記の粒状物を相互に接触
・衝突・摩擦させるものである。

流動電場法で用いるユニットは、使用目的、条件などに
よって色々な形式のものがある。ここではそのうち標準
的なものとして、配管接続型のもの（対圧ｔｏＫ３）と
高架水槽その他に多く用いる低圧型の物について述べる
。

まず、配管接続型（対圧１０に８以上）であるが、これ
は上記粒状物と粒状物充填ケース、対圧ケースおよび配
管接続部から成る。その接続部は、フランジ型とソケッ
ト型の二種がある。この粒状物以外は、通常＼ＶＳ３０
４又はＳＶ、５３１Ｇで作られろ。

つぎ：こ、低圧（開放圧に近いもの）型のものであるが
、これ：よ配管系統に接続せず、高架水槽、受水層、貯
水１などに独立した循環管路を設けその吐出部に設けら
れるものである。そして耐圧構造を必要としない。また
、主として循環使用に用いることが多いので粒状物、充
填量、ケースも大きいものは必要としない。

いづれの方式も水面又は時間等による制御を行なうこと
が好ましい。すなわち、ｉα面が一定の高さ以下の場合
：、を停止、一定態上になった時に稼動するようにする
のである。

セラミック粒状物（流動粒）は、水流などによって相互
に重文、接触、摩擦を生し粒状物の表面を構成している
無数の誘電体セラミック粒端に電荷を発生する。この微
少な電賎間に電場を瞬間的に生しる。この粒状物の主要
な成分は電気石と呼ばれ、タウマリン（Ｔｏｕｍａ　Ｉ
　ｉ　ｎｅ）を含む鉱石を粉砕して、比重分離などによ
ってタウマリンの含有濃度を高濃度（７０％以上）にし
たものである。

上記の精製電気石以外の土な成分は、アルミナ（Ｓｉ０
２）とシリカ（ＡＩ２１：１３）および、焼結助剤であ
る。これをし）砕、混合、造粒、焼結の行程を経てこの
粒状物が作られる。この流動粒状物の直径は、３．０〜
３．２ｍｍ程度がよい。

タウマリンは、その純粋のものは宝石として用いられ、
適化「トルマリン」と呼はれている。化学式は３　）Ｎ
ａＸ３Ａｌａ　（ＢＯｉ）　５ｓｉ６０ｔｓ　（ＯＨ９
Ｆ）　４：（Ｘ＝Ｍｇ、Ｆｅ、Ｌｉ）て表わされている
。

そして、その比重は３．１〜３．２で、その硬度は、モ
ース７〜７．５である。このタウマリンはエレクトレッ
トとじての電気的な特性を示し、タウマリンを多量含有
ずろ鉱石を電気石という。電気石は専ら火成岩のうちの
花崗岩ないし石英ＤＥ宕、流紋岩、安山岩なとの右派又
は鉱床が生成されて１テく過■で生まれろ。これらの鉱
床は、熱変成作用→気成変質作用→鉱床生成の順序を経
る。この気成変質作用の際、花崗岩脈から発生する画素
の供給を受けて電気石化が生じる。電気石化に伴って石
英も同時に晶出されることか多い。電気石生成の母岩は
、花崗岩、流紋岩、安山岩、花崗斑宕、石英班岩なとで
ある。ＳｉＯ□ｌが５０％に達しない塩基性火成岩や石
灰質岩石においては、電気石化は殆と見られない。鉱石
成分のうち電気石化され易い順序で示すと次のようにな
る。

緑泥石→ＶＩ雲母→白雲母→黒雲母→斜長石→曹長石→
カリ長石 ＴＬ電気石色は計緑色又は灰色、褐色を示す。これこま
、生成する時の１３岩のｆ１類によっても異なる。

電気石鉱石の化学成分の１例を述べると、灼熱減量が３
．７８、珪酸が３５　、４８、°？ルミナが３２．３８
、酸化鉄が１７．１２　、ＣａＯが０．７６、ＭｇＯが
０．５２　、硼酸が９．６０で、合計！３９．５７とな
る。

本発明にかかるエレクトレット流動電場浄水装屡と方法
の応用分野の主なものは以下のごとくである。

まず、環境浄１ヒの分野で、■化学薬剤を用いないてＰ
ｌｌを中和出来ることの利用。■溶解している不純分を
析出、凝集、沈澱、濾過を可能とする。

■消臭効果。■装置、配管面へのスライム付着防止、金
属面の腐蝕・錆防止。・［Ｆ］生物処理において生物活
性を高める。■栄養吸収をよくする。具体的な応用例と
しては、上・下水道設備、各（：ｆ！浄化槽、産業「ε
水処理、濠・池等の浄化等がある。

つぎに、用水処理である。これは、（Ｄ硬水軟化。

・２）遊離塩素ガスを溶存化する。刺激をなくし味覚を
向上。■除鉄・マンガン等の前処理。■沈澱・濾過を容
易にする。具体的な応用例としＣは、飲料、浄水器、プ
ール用水、調理用水等がある。

そして、洗条水として、α・布地、衣服の洗濯用水があ
る。これは、洗浄力向上、洗剤使用量の減少がはかれる
。■タイル、食器、金属製品、東抽等の洗浄水。■魚類
その曲の食品の洗い水。具体的な応用η！Ｉとしては、
クリーニンク用水、浴場、プール、調理場、洗車等、超
純水の製造上［′１１の−・部としての応用がある。

ざらに、食料製造用水として、■味覚曲玉。■鮮度保持
、日持ち向上。具体的な応用例としては、醸造用水、飲
料商品用水や面頌、豆腐、かまぼこ、製氷等がある。。

つぎに、畜産用水として、■飲料水、清掃水。

■生長促進、飼料効率向上、排泄物の臭いの低減。

、〕・畜舎全体を無臭化する手「スの一つとして。■ペ
ット、競走馬の飲料水、洗い水。

また、水産用水として、■養殖場、産卵小化場。

■鑑賞前。■活魚水槽、輸送用水。

そして、農林業用水とし・て、■野菜、果樹、水４１１
栽培。（多観賞植物、切り花、鮮度保持。■茸類、モヤ
シ、わさび、等の賎培。

さらに、浴用水（業務用、家庭用）として、■１１ティ
ラーの防錆（熱交換率の向上、燃費節約）。

：）、Ｕ垢、ぬめりの発生、付着の防止。■臭気発生防
止。■清掃作業の大幅省略。■沼（曹の湯の透明感の向
上。

そして、ビルディング、配管系保全として、■配管内の
スケールの不動態比、赤水防止。■高架水槽、受水槽、
配管内のスライム発生、付着防止。

〕）味覚向上、臭気発生防止。

さらに、冷却水系用水として、■クーリングタワー。■
金型冷却水。■発電設備の冷却水。具体的な応用例とし
ては、上記の防錆、熱交換率の維持・向上、スライム発
生防止等がある。

最後に、ボイラー用水として、■清缶剤使用量の減少。

（ミ）熱交換率の向上、ボイラーの寿命の長期化。

以上は主なもののみを列記したものであり、用途はこれ
以外にも多い。

以下、本発明に関し、名水と水の自然浮化：こついて述
べる。

国内各地て苛から名水と呵はれているものに共通した幾
つかの特長があることに気が付く。火山地帯を水源とし
ていること、花崗岩、玄武岩等の火成岩の隙間を流れて
山麓やその途中で湧き水となっている二とである。

名水のうち大部分が、このような火成岩の隙間を流れて
最後に地上に湧き出している湧き水である。その残りの
河川水等もその源流に湧水かあるものが殆どである。そ
の代表的なものとし・て富士山麓の湧き水が出来る過程
を追ってみる。

富士山に降った雨や雪は表面から内部へとしみこんて行
く。富士山は約８５００年前噴火した時流出した大量の
溶岩が箱旧山と愛鷹山の間を流れ、三島市や柿田用の上
流にまで流れた。「三島溶岩流」といわれろこの地層は
水を通し易い砂礫の層であり、この下はこの噴火よりは
るか以前に出来た古富士火山の表層である。この表層は
水を透さない地層から出来ている為に、水は新しい富士
の透水性のよい地層をつくっている砂礫の隙間を流下し
て行く。この水が山麓て「湧水」となって現われる。

この中でも柿田用湧水群は規模は大きく、水量も１２０
万トン／日に及び上水道としても利用されている。火成
岩の砂を吹き上げて湧き出る澄みきった清水の姿は仕観
である。「流動電場法」のメカニズムが、大自然の中で
行われているように思われる。富士の火成岩はアルミナ
、シリカ、酸化鉄等々セラミック誘電体の集まりであり
、富士山の地表の下の砂礫層はセラミック誘電体の不定
形粒状物の層である。この不定形粒状物の地層の下に、
水を通さない古富士の地層が山麓の平野にまで続いてい
る。このセラミック誘電体でつくられた延々と続く断層
を急堵な勾配に沿って水は流れて行く。この流れによっ
て、不定形粒状物相互に摩擦、衝突を引き起こす。また
、絶え間なく起きている大小の大地の振動、地震がある
。山にかかる雷雲に伴う高電場、また電気石の母岩であ
る花崗岩の中にはＴＬ電石の微１ｔの結晶が混在してい
るであろう。

そして、最後に吹き上げられる大量の火成岩の砂（天然
のセラミック粒状物）は、人工的に作る流動電場法の場
合に比べて、その作用は弱いと思われるが、数年〜数十
年という長い年月の間休む事無く富士の水は流動電場法
の作用を受け、リッチな（０１１−イオンによって）、
更に多くのミラネル、酸素、炭酸ガスを溶解し、素晴し
い水に磨き上げられている。

富士山麓最大の柿田用の湧水だけでなく各地の火成岩地
層からの湧水を源とする川の水には他の川ではみられな
い生物が成育し、鮎などが産卵期には体力消耗を防ぐた
め皆通は流れに沿って下って行くのに、この川では逆に
源流を目脂して上流へと上ってくる現象がみられる。川
の中に繁る珍しい水草類も美しく、たくましく茂ってい
る。

このことは、代々に人間も含めて全ての生物の生命維持
に必要な水：こついて多くの示唆を与えてくれろ。「自
然こそ我／７にとって偉人な教師である。」 ［発明の効果］ 本発明にかかるエレクトレット流動電場浄水装置と方法
は、以−りのことき構成になしたゆえに、エレクトレッ
トのもつ永久′セ気分極を巧みに利用し、簡単な装置や
方法で水の；９化を大変よくなせ、た。

エレクトレットとしてのタウマリン等の電気発性を利用
して水の中で微少な電場を瞬間的に発生させ、これによ
って水の電気分解圧以下の低電圧下における水の電場処
理を行なう「流動電場法」と言う新しい水処理技術につ
いて、その原理、システム、応用分野について述べたが
、それに伴う大きな効果も随所に述べたことくである。

持に、従来の装置や方法に比して、下記のごとき高い効
果を上げた。

まず、磁場処理方式と比較すると、磁場処理は、水や電
解質に対する磁場の直接的な作用によるものではない。

これは、ファラデー「電磁誘導の法則」により磁場に対
応して発生する電場が水に溶けている電解質イオンによ
るイオン電流、また−部は微弱な余剰電流を生しる事に
よる一種の「二次的電場処理」である。この場合、電極
：こ１［１当するものはないが、＋イオンと一イオンの
会ａはあり得ないので放電する場所は磁石表面と管壁し
かない。このため、表面に：、を多くの不純物が析出し
た鉄分と共：ご付着現象が生しろ。また、水の流速を充
分早くしないと誘導され°Ｃ生じる二次的７ヒ場が強く
ならない。

このことは、磁場中の水の通過時間を充分１呆持する事
と矛盾して、その効果を４−げろには磁石の強力なもの
にするしかない。したがって、１凸洛を高くしその割に
実際の効果が弱いので、短時日の実験や実地テストによ
る効果の確認が難しい。ソ連などの国での長期間使用（
４〜６ケ月）にわたる実験結果と、好条件下での長期間
の使用による多くの実用テストによって各国に於いて最
近利用されるようになりたものであり、効果が弱いので
池の化学処理（例えばポリ燐酸塩の使用）などとの組合
わせ等が行われている。

これは、磁場：こよろ二次的な電場処理であるので、電
場処理法におけろような電極面反応に伴う現象は殆ど生
じない。内部の定期的清掃を必要とする。

本発明にかかろエレクトレット流動電場浄水装置と方法
は、以上のごとき欠点を除去したものである。

つぎに、金属などの電極を用い一定の電圧を加える事に
よる電場方式との比較である。

このＴＬ極を用いた電場法は、水の分解圧以下でのイオ
ン電流の発生と余剰電流などによる点は分解電圧と言う
点では同じであるが、陽極と陰極の？Ｈαを用いてこれ
に４　、０００〜５，０００　Ｖの直流電圧を加え、こ
の電局面とモ１テの方向に水を流す１造のものである。

したがって、固定型１の一定した性能維持、析出付着物
の清掃による劣１ヒ、請１７安全設備、電圧発生設備等
の付帯設備を必要として設備が高価である。

これに利し、本発明にかがる工しクトレット流動電場浄
水装置と方法は、そのような欠点か除去された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるエレクトレッｌ’　？Ｍ動電
！１１浄水装置の一実施例の正面断面図を示したもので
ある。 第２図は、静電場処理装置の一部欠損↑を視図を示した
。 第３図は、イオン電流と水の浄化現象を表わした表口で
ある。 第４図は、エレクトレットと強誘電体等との関係を示し
た説明図を示したものである。 第５図は、機械的エネルギーの電気化学エネルキーへの
転換の「２階を示したブロックダイアグラムである。 第６図は、水の分０７圧以下における残余電流を示した
ｈ図を示した。 第７図；よ、水中のプロト＞ｌ云導のはｌ、を図を示し
たものてδろ。 第８図；よ、酸性水溶）α・アルカリ水溶液におけろＰ
ｌ＋・中和作用と伝導度の関係を人ねした表口である。 第９図は、酸性水溶液・アルカリ水溶液およびＩ青１１
水；こおけるｐＨ・中１口作用と伝導度の関係をにノ）
した表口である。 第１Ｏ図は、本発明にかかるエレクトレット流動電場浄
水装置の一層式し′ｉ７−流タイプの一実施例の側面図
を示したものである。 第１１図は、その二層式、上昇流タイプの実施例の側面
図である。 第１２図は、その還流タイプの実施例の説明用クリ面断
面図を示したものである。 第１３図は、その還流タイプの別の実施例の説明用側面
断面図を示した。 第１４図は、その旋回流タイプの実施例の側面図を示し
た・らのである。 第１５図は、その機械的）Ａコ動層による一実施例であ
って減速モータと攪拌バーを用いたものの説明用側面断
面図を示したものである。 第１６１２Ｕは、その機械的流動層による別の実施例で
あって減速モータと回転ドラムを用いたものの側面図で
ある。 第１７図は、その機械的流動層による別の実施ηりてあ
って水流での羽根車と攪拌バーを用いたものの説明用側
面断面図を示したものである。 第１８図：よ、そのは械的流動層によるさ番゛、に別の
実施例であって減速モータの動力を−ス・１のマグネッ
トを通して撹拌バーに伝えたものの説明用側面断面図を
示した。 第１９図は、その機（４的流動層による一実施例であっ
て交、全電磁石とｔ辰動り−スを用いたものの説明用［
１１＋１面断面図を示したものである。 第２０図は、その機械的流動層によるざらに実施例であ
って超音波発１６　ＨＣを用いたものの説明用側面断面
図である。 第２１図は、波を動力源とした一実施例であってフイに
吊下げられた容器の側面図を示したものである。 第２２図は、風を動力源とした一実施例であってｍ屯で
容器が水平に回転されるものの側面断面図である。 第２３図は、瓜を動力ｌ原とした別の実施例であって風
車で容器が垂直に回転されろものの側面断面図を示した
ものである。 第２４図は、ｉ先濯機にＬｃ用したものであって、洗濯
機の水流を動力源とした一実施例の側面断面図である。 第２５図は、排水口に応用した場合の一実施例の側面断
面図を示したものである。 第２６図は、気泡を利用したものの一実施励の側面断面
図を示した。 第２７図は、ワンバス方式の説明図を示したものである
。 第２８図は、並列方式の説明図を示したものである。 第２９図ζよ、外部設置を循環方式の説明図を示したも
のである。 第３０図は、内部設置型循環方式の説明図を示したもの
である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）エレクトレット粒の集合体、該エレクトレットの
   集合体を入れる容器であって上記のエレクトレット粒は
   流通させない水の流通孔を有したもの、上記のエレクト
   レット粒の集合体を流動させる流動手段、より構成され
   ることを特徴としたエレクトレット流動電場浄水装置。
2. （２）エレクトレットと硬度強化用セラミックの粉を水
   で混合して造粒焼結した粒状物の集合体、該粒状物の集
   合体を入れる容器であって上記の粒状物は流通させない
   水の流通孔を有したもの、上記のエレクトレット粒の集
   合体を流動させる流動手段、より構成されることを特徴
   としたエレクトレット流動電場浄水装置。
3. （３）エレクトレット粒の集合体を電解質等不純物を含
   んだ水の中で流動させることによりそのエレクトレット
   の集合体の各粒を相互に接触衝突させ、エレクトレット
   粒の集合体の表面の付着物を剥離させ、そして電解質等
   の電荷を中和して水から析出分離させ、つぎに流動・摩
   擦によりこの析出物をエレクトレットの表面から剥離分
   離する。以上のことを繰り返させることを特徴としたエ
   レクトレット流動電場浄水方法。
4. （４）エレクトレット粒および誘電率の異なるセラミッ
   ク粒の集合体、該エレクトレットの集合体を入れる容器
   であって上記のエレクトレット粒およびセラミック粒は
   流通させない水の流通孔を有したもの、上記のエレクト
   レット粒の集合体を流動させる流動手段、より構成され
   ることを特徴としたエレクトレット流動電場浄水装置。
5. （５）エレクトレットと硬度強化用セラミックおよび誘
   電率の異なるセラミックの粉を水で混合して造粒焼結し
   た粒状物の集合体、該粒状物の集合体を入れる容器であ
   って上記の粒状物は流通させない水の流通孔を有したも
   の、上記のエレクトレット粒の集合体を流動させる流動
   手段、より構成されることを特徴としたエレクトレット
   流動電場浄水装置。
6. （６）エレクトレット粒および誘電率の異なるセラミッ
   ク粒の集合体を電解質等不純物を含んだ水の中で流動さ
   せることによりそのエレクトレット粒および誘電率の異
   なるセラミック粒の集合体の各粒を相互に接触衝突させ
   、エレクトレット粒の集合体の表面の付着物を剥離させ
   、そして電解質等の電荷を中和して水から析出分離させ
   、つぎに流動・摩擦によりこの析出物をエレクトレット
   の表面から剥離・分離する。以上のことを繰り返させる
   ことを特徴としたエレクトレット流動電場浄水方法。