JPH037435B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は水等の液体をイオン化する方法並びに
装置に関するもので、より具体的には液体中に電
気エネルギーを流動させて液体をイオン化する方
法並びに装置に関するものである。

≪従来の技術≫ 従来、この種の方法及び装置としては米国特許
3026259、3342712、3686092、4325798に示されて
いるように電気化学ポテンシヤルの異なる２つの
部材の一端を相互に直接或いは良導電材を用いて
連結して所謂ガルバニツクカツプリングとなし、
これらの両部材間に水を流通させてこの水をイオ
ン化し水道管等にスケールが蓄積するのを防止す
るものが公知となつている。

或いはまた、英国特許1288552に示されている
ように、電気化学ポテンシヤルの異なる２つの部
材を電気的に絶縁して配設する一方両部材をその
外部に設けた抵抗素子によつて連結し、これら両
部材の内部に水を流通させてこの水をイオン化し
スケールの蓄積を防止したものが公知となつてい
る。

≪発明が解決しようとする課題≫ 前記公知の技術のうち前者のものは電気化学ポ
テンシヤルの異なる２つの部材の一端を直接或い
は良導電材を用いて連結しているため、その間の
水には最大量の電流が流れ、電圧は最低となる
（以下、便宜上これを「最大電流タイプ」と称す
る）。

本願発生者が実験によつた知得したところによ
れば、上記最大電流タイプのものでは水道水を利
用して実験したところ比較的短期間のうちに水道
水中のカルシウム、マグネシウム及びシリカが結
晶して沈澱し、これが水道管の内壁面に付着する
ことが判明した。

一方、前記公知の技術のうち後者のものは電気
化学ポテンシヤルの異なる２つの部材を抵抗素子
を介して連結しているため、上記最大電流タイプ
のものと比較するとその電流は減少し電圧がその
分だけ高くなる（以下、便宜上これを「電流・電
圧タイプ」と称する）。

そして、本願発明者が実験によつて知得したと
ころによれば、この電流・電圧タイプのものでは
抵抗値を上げて電流量を減少させていくと、上記
カルシウム、マグネシウム及びシリカの結晶とし
ての沈澱が遅くなるとともに沈澱量が減少してい
つた。即ち、沈澱はよりアモルフアスの形態を取
るようになり、徐々に沈澱しにくい同極に帯電し
たコロイド状物の量が増えていつた。しかし、低
抗値をどんどん上げていつても比較的硬度の高い
水、即ち導電性が比較的良い水の場合には結晶の
発生を抑えることは極めて困難であつた。

上記のように本願発明者は水道水などの水中に
溶解されたカルシウム、マグネシウム及びシリカ
等の塩の結晶化による沈澱は水中の電流値に依存
していることを知得するに至つたのである。

本発明は上記の知得に基づいてなされたもの
で、その目的は水中に流れる電流値を最小にして
硬度の高い水の場合でも水中に溶解したカルシウ
ム、マグネシウム及びシリカ等の塩の結晶化を防
止し、幅広い硬度の水に有効に使用することがで
きるとともに信頼性の高い液体のイオン化方法及
び装置を提供するにある。

≪課題を解決するための手段≫ 上記目的を達成するため、本発明に係る液体の
イオン化方法によれば、電気化学ポテンシヤルの
異なる２種の物質から作られた第１の部材と第２
の部材とを相互に分離配設し、第１の部材と第２
の部材とを導電性を有する液体に接触させるとと
もにこの液体のみによつて両部材を電気的に結合
し、これにより両部材間に電位差を生じさせて液
体をイオン化するのである。

また、本発明に係る液体のイオン化装置によれ
ば、第１の導電性物質からなる正極と、この正極
から分離配設され第１の導電性物質よりも電気化
学ポテンシヤルの低い第２の導電性物質からなる
負極とによつて構成され、この正極と負極との間
に介在された導電性液体のみによつて両極が電気
的に結合されるとともに両極間に電位差が生ずる
ようにしてなるのである。

≪作用≫ 上記のように本発明によれば正極と負極との間
をその間に介在する水等の導電性液体のみによつ
て結合しているから、両電極間には最大電圧が存
在する一方両電極間には殆んど電流が流れず電流
量は最小となり、例えば水の硬度が高くても水中
に流れる電流量は極めて少なく、水中のカルシウ
ム、マグネシウム、シリカ等の塩の結晶化及びそ
れに基づく沈澱を有効に防止することができる。

≪実施例≫ 以下に本発明の好適な実施例について添附図面
を参照にして説明する。

第１図は本発明に係る装置の第１実施例を示
し、１は前後端が開口した円筒体でアルミニウム
から形成されている。この円筒体１の軸部には細
長い炭素棒２が円筒体のほぼ全長に亘つて配設さ
れ、円筒体１の両端部にはこの炭素棒２を上記軸
部に保持するための電気絶縁性の保持板３ａ，３
ｂが取付けられ、これら保持板３ａ，３ｂの周縁
部には多数の透孔４ａ，４ｂが穿設されている。
また、円筒体１の前後端には水道管等のパイプ５
ａ，５ｂが連結され、前方のパイプ５ａを通つて
流れる水（Ｗ）等の液体は前方の保持板３ａの透
孔４ａを通つて円筒体１内に入り、円筒体１内を
通過した後に、その後方の保持板３ｂの透孔４ｂ
を通つて後方のパイプ５ｂ内に流入する。

上記の実施例において水（Ｗ）が矢印方向に円
筒体１内に流れると、このアルミニウム円筒体１
と炭素棒２とは円筒体１の入口部における水を介
して電気的に結合される。即ち円筒体１の入口部
においては水が電離される前の抵抗坑の導電状態
にあり、炭素棒２とアルミニウム円筒体１とはこ
の水の内部抵抗によつて電気的に連結される。そ
して、電気化学ポテンシヤルの高い炭素棒２が正
極となり、アルミニウム円筒体１が負極となり、
その間の水は電離されイオン化されるのである。
このイオン化された水は上記の円筒体１から流出
しても電離したイオン化状態を持続する。このイ
オン化された状態は通常２〜３時間のうちに徐々
に正常な状態に復帰するが、送水管に硬い酸化第
二鉄のスケールが付着している時にはこれと直ち
に反応して軟質の水酸化鉄へと変換し、また他の
カルシウム及びマグネシウムのスケールの場合に
はこれと直ちに反応して軟質なカルシウム及びマ
グネシウム化合物へと変換させて徐々に洗い流し
てしまうのである。そして更に、本発明ではたと
え水の硬化が高くても水中のマグネシウム、カル
シウム、シリカ等の塩が結晶化して沈澱するのを
防ぐための、送水管等のスケール除去に極めて適
したものと言うことができる。

第２図は本発明の上記実施例に係る装置をシヤ
ワーヘツド６内に組込んだ例を示し、このように
構成することによりシヤワーヘツド６から排出さ
れる水はイオン化され、この水を用いて体を洗浄
すると体に付着した油脂の表面張力が水のイオン
によつて破壊されて容易に洗い流され、洗浄効果
を上げることができる。

第３図は本発明の第１図に示した実施例に係る
装置を如雨露７の首部を組込んだ例を示し、この
ように構成することにより如雨露から排出される
水はイオン化され、この水を植物に散布すると、
植物にイオン化物質をペレツトとして施すのと同
様な理由により、植物の育成を促進することがで
きる。

第４図は本発明の他の実施例に係るイオン化装
置を示し、この装置では前記実施例に係る円筒体
１に代り多孔を有する円筒体８が用いられ、その
他の構成は第１図に示した実施例の場合と同じで
ある。

この実施例に係るイオン化装置は、これを浴
槽、洗濯機等に吊設することによつて槽内の水、
石鹸水等をイオン化させ、洗浄効果を上げるのに
好適なものである。

尚、本発明の上記実施例では両電極を構成する
物質として炭素とアルミニウムを例示したが、こ
れに限られず炭素と亜鉛、銅とクロムの組合せ等
他の電気化学ポテンシヤルの異なる物質を組合せ
て用いることができる。

≪効果≫ 以上のように本発明の方法及び装置によれば、
電気化学ポテンシヤルの異なる２種の物質をその
間に介在させた水等の導電性液体のみによつて電
気的に結合したので、これら２種の物質即ち両電
極を直接または抵抗素子を介して結合した従来例
に比較して以下のような優れた効果を奏するので
ある。

(1) 水の硬度、即ち導電性は地域によつて非常に
幅広いバラツキが有り、例えば水の導電性が
100〜200μSと低い範囲の場合には、従来の電
流タイプ及び電流・電圧タイプのものでも水中
のカルシウム及びマグネシウムの結晶化を有効
に防止することができる。しかしながら、水の
導電性が900〜1000μSと高くなると、従来の上
記の両タイプのものは何れも上記結晶化を防止
することは出来ない。即ち、実際的な抵抗素子
のうち最も高抵抗のものを用いた電流・電圧タ
イプのものでも、水の導電性が800μSのオーダ
ーを超えると比較的多くの電流が流れ上記結晶
化を防止することは出来ない。これに対し、抵
抗素子を用いない本発明の方法及び装置の場合
には、電流が最低のため水の導電性が1500μS
のものまで上記結晶化を防止することができ
る。

即ち、本発明の方法並びに装置によれば極め
て硬度が高い（導電性が良い）水の場合でもス
ケールの発生・蓄積を防止することができ、従
つて、信頼性の高いものとなる。

(2) 水中のカルシウム及びマグネシウムからなる
スケールは比較的容易に除去することが可能で
あるが、シリカ（Si）のスケールは他のスケー
ルに比べて最も硬くまたその発生を抑えること
が非常に困難である。これは水中に溶解したシ
リカが存在する場合、このシリカは金属イオン
の発生に伴つて容易に沈澱するからで、例えば
Al⁺⁺⁺、Fe⁺⁺⁺、Mg⁺⁺、Zn⁺⁺、Ag⁺⁺のように
特に多価金属イオンが水中に発生する場合には
この現象は顕著である。従つて、水中に金属の
電極を用いた電気系では、金属の電気メツキの
原理と同様に金属イオンの放出があり、これに
伴つてシリカが沈澱することになる。

従つてシリカの沈澱を防止するには電流値を最
小にすることが好ましく、従来の電流・電圧タイ
プのものでは大抵抗の抵抗素子を用いて電流値を
小さくすることは可能であるが、それでも比較的
電流値は大きくシリカの沈澱を有効に素子するこ
とは出来ない。

これに対し、本発明では両電極間の電圧は最大
で電流は最小となるから、シリカからなるスケー
ルの発生及び沈澱を極めて有効に阻止することが
出来る。そして、本発明のものと電流・電圧タイ
プのものとでは電流値の差がそれ程大きくないと
しても、シリカスケールの防止効果の点では大き
な差異となつて表われてくる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置をパイプラインに組
込んだ状態を示す断面図、第２図は本発明の装置
をシヤワーヘツドに組込んだ状態を示す断面図、
第３図は本発明の装置を如雨露に組込んだ状態を
示す断面図、第４図は本発明の他の実施例に係る
装置を示す部分断面図である。 １……円筒体、２……炭素棒、３ａ，３ｂ……
保持板、４ａ，４ｂ……透孔、５ａ，５ｂ……パ
イプ、６……シヤワーヘツド、７……如雨露、８
……多孔円筒体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気化学ポテンシヤルの異なる２種の物質か
   ら作られた第１の部材と第２の部材とを相互に分
   離配設し、該第１の部材と該第２の部材とを導電
   性を有する液体に接触させるとともに該液体のみ
   によつて該両部材を電気的に結合し、これにより
   該両部材間に電位差を生じさせて該液体をイオン
   化することを特徴とする液体のイオン化方法。 ２ 前記第１の部材を筒体から形成するとともに
   該筒体内に前記第２の部材を軸方向に延長配設
   し、該筒体と該第２の部材との間の環状空間に前
   記液体を供給することによつて該筒体と該第２の
   部材とを電気的に結合してなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の液体のイオン化方
   法。 ３ 前記液体を前記筒体と前記第１の部材との間
   の環状空間に軸方向に沿つて流通させてなること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の液体の
   イオン化方法。 ４ 第１の導電性物質からなる正極と、該正極か
   ら分離配設され該第１の導電性物質よりも電気化
   学ポテンシヤルの低い第２の導電性物質からなる
   負極とからなり、該正極と該負極との間に介在せ
   られた導電性液体のみによつて該両極が電気的に
   結合されるとともに該両極間に電位差が生ずるよ
   うにしてなることを特徴とする液体のイオン化装
   置。 ５ 前記両極の何れか一方の極が筒体からなり、
   他方の極が該筒体の内部を軸方向に延長する棒状
   体からなり、該棒状体の該軸方向に直交する横断
   面積は該筒体の横断面積よりも充分小さく、該筒
   体と該棒状体との間の環状空間に前記導電性液体
   が流通し得るように構成されてなることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の液体のイオン化
   装置。 ６ 前記第１の導電性物質がカーボンからなり、
   前記第２の導電性物質がアルミニウムからなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の液体
   のイオン化装置。 ７ 前筒体がその壁面に複数の透孔を穿設してな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   液体のイオン化装置。