JPH05273195A - 用水の水質検査方法およびその水質検査器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 用水の水質が用途に適性であるか否かを、ま
た、用水が改質されているか否かを極めて簡便に検査す
る水質検査方法、およびそれに用いる水質検査器具。 【構成】 水質を検査すべき用水を水質検出板に接触さ
せながら蒸発濃縮することにより、水質検出板の表面上
に表れた変色、変質、或いは水質検出板の表面上に付着
した結晶、水垢により用水の水質を評価する方法。両端
側に開口部を備える筒状の容器本体のいずれか一方の開
口部を容器本体の径より小径の口筒部に形成し、該口筒
部に筒状キャップを着脱自在に設けると共に、筒状キャ
ップ内に水質検出板を着脱自在に配置した水質検査器
具。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、用水の水質検査方法お
よび水質検査器具に関し、更に詳細には、産業上使用さ
れている用水に係わる缶石、赤水、腐食の発生による不
測の事故防止、配管系統の保守・維持およびエネルギー
の効率的な利用を目的に、用水の水質を簡便に検査する
方法およびそれに用いる水質検査器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、天然水、上水、工業用水等を
水洗、冷却、熱交換、ボイラー等の用水とする場合、無
処理水が使用される他、用水の水質を改善するために補
助器具の取り付けや薬剤の添加による手段が行われてい
る。これらの用水について、事前に用水の水質を分析
し、評価するための指標として、温度、ｐＨ、溶存物
質、浮遊物質等、水質検査法に定められた項目、および
これらのデータの幾つかを組み合わせてデータ処理した
結果が用いられており、これらの技術を実現するための
手段として、薬剤の投入、脱イオン処理、電磁気処理等
の器具、装置および水質管理システムが各種工夫されて
いるが、その効果は用水の種類や使用される施設、設備
によって異なり、充分に確立されているとは言い難い。

【０００３】また、これらの技術は水質検査法に定めら
れた成分、或いはこれらの組み合わせに基づき得られる
データを対象にしたものであり、その具体例を挙げれ
ば、特公平１−４９７９１号公報に開示されている、リ
ン酸ソーダ類の錠剤の表面にボイラー給水の硬度指示薬
を被覆することにより、ボイラーの腐食防止と同時にボ
イラー給水の硬度をチェックする清缶剤、また、特開昭
６１−５９２６０号公報に開示されている、水槽内に飼
育されている魚の状態を水槽外に配設したＴＶカメラで
観察して水質検査を行う水質検査装置、また、特開昭６
３−７０１６２号公報に開示されている、水槽内に飼育
されている魚の状態を水槽外に配設したＴＶカメラで観
察して水質検査を行う生きた魚を利用した水質監視装置
が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
うち、１番目の清缶剤（特公平1-49791 号）はボイラー
に給水される用水の硬度のみを検出するだけに限定され
た手段であるという問題があり、また、２番目の水質検
査装置（特開昭61-59260号）、または３番目の質監視装
置（特開昭63-70162号）は検査すべき用水中で生きた魚
類をモニターとしてＴＶカメラで観察するだけであっ
て、水質を判断することは出来ないという問題がある。

【０００５】また、前記方法はいずれの場合も水質が用
水として適性であるか否かを、或いは水質が改善された
か否かを簡便に検査することが出来ないという問題があ
る。また、水は水素と酸素の単純な化合物ではありなが
ら、固体、液体、気体の各状態で他の化合物とは非常に
異なる性質を示し、液体の水の構造や挙動についても科
学的な理解は未だ十分ではない。また、その特性を表す
ものの一端として、水のクラスター構造、包接化合物等
が挙げられるが、水の美味しさ、酒類の熟成、メッキ液
の建浴と時間効果等、結果としての評価は出来ても、そ
の依って立つ機構は不明である。これらの科学的な原理
は不明であっても、その特性に近い現象を出現させ、視
覚的、科学的なデータとして取り出し、水質を簡易に評
価することが出来る水質検査方法の確立が望まれてい
た。

【０００６】本発明は、かかる問題点を解消し、水の本
質的な構造に由来する水の性質を反映させて、用水の水
質を簡便に検査する水質検査方法と、それに用いる水質
検査器具を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する用水の水質検査方法を提案するもので、水質を検
査すべき用水を水質検出板に接触させながら蒸発濃縮す
ることにより、該水質検出板の表面上に物理化学的な変
化を起こさせしめ、或いは該水質検出板の表面上に結晶
を析出せしめ、或いは水垢を付着せしめて用水の水質を
検査することを特徴とする。また、前記水質検出板を金
属板、ガラス板のいずれかとしてもよい。

【０００８】更に本発明は、前記水質検査方法を実施す
るための水質検査器具を提案するもので、両端側に開口
部を備える筒状の容器本体のいずれか一方の開口部を容
器本体の径より小径の口筒部に形成し、該口筒部に筒状
キャップを着脱自在に設けると共に、筒状キャップ内に
水質検出板を着脱自在に配置したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】水質を検査すべき用水を水質検出板を備える水
質検査器具内に満たし、水質検出板の表面に接触させな
がら用水を容器本体と共に加熱すると容器本体内の用水
は蒸発する。その際、用水中に溶存する成分、或いは水
の構造を反映する物質が濃縮されると共に、これら成分
或いは物質を水質検出板の表面上で物理化学的変化を起
こさせしめて、水質検出板を変色、変質させたり、或い
は水質検出板表面に結晶として析出、水垢として付着す
る。

【００１０】そして、水質検出板の変色、変質或いは水
質検出板表面への結晶析出、付着水垢による水質検出板
の表面変化を観察して水質を評価、判別する。

【００１１】

【実施例】本発明の実施の１例を添付図面に基づき説明
する。

【００１２】図１は本発明を実施する水質検査器具の１
例を示すもので、図中、１は容器本体を示す。容器本体
１はガラス製、或いはポリエチレン、ポリカーボネー
ト、塩化ビニル等のプラスチック製の透明、或いは半透
明の両端側に夫々開口部２を有する径８０〜１００mm程
度、高さ１２０〜１８０mm程度の筒状であり、一方の開
口部２（図示例では下側とした）を容器本体１の径より
小径の２５〜４０mm程度の口筒部３に形成して、全体を
底部が開放された壜体とした。また、口筒部３にキャッ
プを螺着するためのネジ部４を形成し、該ネジ部４に両
端側が開口されたポリエチレン、塩化ビニル等のプラス
チック製の筒状キャップ５を着脱自在とした。また、該
口筒部３の端縁６に用水の水質を検査する水質検出板７
を当接せしめ、該筒状キャップ５を容器本体１の該口筒
部３に螺着して該水質検出板７を口筒部３と筒状キャッ
プ５とで係止させるようにした。

【００１３】尚、図中、８は容器本体１に設けた目盛
り、９は水質検出板７のアクリルニトリル−ブタジェン
スチレンゴム、イソプレンゴム、ネオプレンゴム、シリ
コンゴム、バイトン等の合成ゴムから成るパッキング材
を示す。

【００１４】また、図示例では容器本体１の口筒部３へ
の筒状キャップ５の着脱をネジ式としたが、本考案はこ
れに限定されるものではなく、該口筒部３への筒状キャ
ップ５の着脱をバヨネット式としてもよい。

【００１５】次に、前記図示せる水質検査器具を用い、
用水の水質検査方法の具体例を説明する。

【００１６】実験例１ 本実験では容器本体１はガラス製の厚さ３mmの外径８５
mm、高さ１５０mmであって、一方の開口部２を外径３６
mm、高さ３５mmの口筒部３とし、内容量が５００ｍｌの
壜体とした。また、筒状キャップ５はポリプロピレン製
の内径３６mm、高さ２５mmであって径３０mmの開口部を
備える形状とした。また、水質検出板７は銅製の厚さ
０．３mm、直径４０mmの円形の板状とし、また、パッキ
ング材９はバイント製の厚さ０．５mm、外径４０mm、内
径３０mmの断面形状が略Ｕ字形状のリングとした。

【００１７】先ず、容器本体１の口筒部３側を下方にし
て容器本体１内に水質検査の用水として地下水３００ｍ
ｌを入れた後、この状態のまま湯浴内に容器本体１を約
１００mm（容器本体１の高さの約２／３程度）浸漬し、
温度９０±１℃で８時間、容器本体１内の用水を加熱し
て蒸発させ、水量が３０ｍｌになった時点で加熱を停止
し、湯浴より容器本体１を取り出し、容器本体１内に残
っていた用水を捨て、筒状キャップ５を口筒部３より取
り外して、更に筒状キャップ５内より水質検出板７を取
り出し、水質検出板７の表面を観察したところ、水質検
出板（銅）７の表面はうす茶に変色しており、また、水
質検出板７の表面には正方晶と針状晶の結晶（顕微鏡観
察で大きさ１０〜５０ミクロン程度）、並びに板状物
（顕微鏡観察で大きさ１００〜３００ミクロン程度）が
析出付着していた。

【００１８】尚、ちなみに水質検出板の表面に付着して
いた析出物資をＥＰＭＡおよび顕微ＦＴ−ＩＲによる機
器分析を行った結果、結晶および析出物質は炭酸カルシ
ウム、板状物はシリカであることが分かった。

【００１９】本実験例では水質検出板７を銅材とした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、用水中に
溶存する成分、あるいは水の構造を反映する物質により
変色または変質、或いは検出板表面に用水中の成分或い
は物質を析出、付着させやすい金属材であればよく、前
記銅材の他に真鍮、金、白金が挙げられる。

【００２０】対比実験例１ 水質の改質を確認するための用水として、前記実験に用
いた地下水に電界印加による処理（物理的処理）およ
び、電気化学的処理（化学的処理）を施した水とした以
外は前記実験例１と同様の方法で水を蒸発させ濃縮させ
た。

【００２１】そして、蒸発、濃縮を行った水の残りを捨
てた後、水質検出板の表面を観察したところ、水質検出
板（銅）の表面は殆ど変色が見当たらず、また、水質検
出板（銅）の表面の結晶は異方成長、あるいは結晶のく
ずれた状態で付着し、容易に除去出来る状態であった。
針状晶の結晶の析出はみられなかった。板状析出物も５
０〜１００ミクロン程度と小さかった。

【００２２】前記実験例１および対比実験例１から明ら
かなように、本発明の水質検査方法は極めて簡便に用水
の水質を検査することが出来、水質が用水として適性で
あるか否かを判別、評価出来ることが確認された。

【００２３】実験例２ 本実験では容器本体１を厚さ１mmのポリプロピレン製と
し、また水質検出板７に厚さ１mmのガラス板を用い、水
質検査する水として地下水とした以外は前記実験例１と
同様の方法で水を蒸発させ濃縮させた。

【００２４】そして、蒸発、濃縮を行った水の残りを捨
てた後、水質検出板７の表面を観察したところ、水質検
出板（ガラス）７の表面は淡い白に変色しており、ま
た、水質検出板（ガラス）７の表面には立方晶と針状晶
の結晶（顕微鏡観察で大きさ１０〜１００ミクロン程
度）、並びに全体に薄状物が析出付着していた。

【００２５】尚、ちなみに水質検出板の表面に付着して
いた析出物資をＥＰＭＡおよび顕微ＦＴ−ＩＲによる機
器分析を行った結果、結晶および析出物質は炭酸カルシ
ウム、薄状物はシリカであることが分かった。

【００２６】実験例３ 本実験では水質検出板７に厚さ０．３mmの鉄板を用い、
水質検査する水として地下水とした以外は前記実験例１
と同様の方法で水を蒸発させ濃縮させた。

【００２７】そして、実験開始後２〜３分で多くのはん
点状の赤さびの発生を確認した。このはん点状の赤さび
は徐々に大きくなり、やがて実験開始後６０分程で進行
が止まった。次に、蒸発、濃縮を行った水の残りを捨て
た後、水質検出板７の表面を観察したところ、水質検出
板（鉄）７の表面は茶褐色および鉛色に変色しており、
また、水質検出板（鉄）７の表面の鉛色部分は針状晶が
密植し、その他赤褐色の水垢状の物質が付着していた。

【００２８】尚、ちなみに水質検出板の表面に付着して
いた物資をＥＰＭＡおよび顕微ＦＴ−ＩＲによる機器分
析を行った結果、付着物質は炭酸カルシウム（針状晶）
と酸化鉄（赤褐色部）であることが分かった。

【００２９】対比実験例２ 水質の改質を確認するための用水として、前記実験に用
いた地下水に電界印加による処理（物理的処理）およ
び、電気化学的処理（化学的処理）を施した水とした以
外は前記実験例３と同様の方法で水を蒸発させ濃縮させ
た。

【００３０】そして、実験開始後１０〜１５分で黒色の
さびを２個所確認した。大きさは径５mm程度であり、そ
の後この黒さびは徐々に大きさを増し、やがて実験開始
後９０分程で色が黒色から茶褐色に変色し、大きさは８
mmより１０mmに、更に１０ｍｍから１３ｍｍ程度に変わ
った。次に、蒸発、濃縮を行った水の残りを捨てた後、
水質検出板の表面を観察したところ、水質検出板（鉄）
の表面はうすい白色部と茶褐色部となった。また水質検
出板（鉄）の表面には正方晶と針状晶の結晶が付着して
おり、針状晶も大きく、粗い状態の付着であった。。

【００３１】前記実験例３および対比実験例２から明ら
かなように、本発明の水質検査方法は極めて簡便に用水
の水質を検査することが出来、水質が用水として適性で
あるか否かを判別、評価出来ることが確認された。

【００３２】実験例４ 本実験では水質検出板７に厚さ０．３mmのアルミニウム
板を用い、水質検査する水として地下水とした以外は前
記実験例１と同様の方法で水を蒸発させ濃縮させた。

【００３３】そして、蒸発、濃縮を行った水の残りを捨
てた後、水質検出板７の表面を観察したところ、水質検
出板（アルミニウム）７の表面は乳白色に変色してお
り、また、水質検出板（アルミニウム）７の表面にはフ
レーク状の物質と、針状晶と正方晶の物質が付着してい
た。

【００３４】尚、ちなみに水質検出板の表面に付着して
いた物資をＥＰＭＡおよび顕微ＦＴ−ＩＲによる機器分
析を行った結果、針状晶と正方晶の物質は炭酸カルシウ
ム、フレーク状の物資はシリカであることが分かった。

【００３５】対比実験例３ 水質の改質を確認するための用水として、前記実験に用
いた地下水に電界印加による処理（物理的処理）およ
び、電気化学的処理（化学的処理）を施した水とした以
外は前記実験例４と同様の方法で水を蒸発させ濃縮させ
た。

【００３６】そして、蒸発、濃縮を行った水の残りを捨
てた後、水質検出板の表面を観察したところ、水質検出
板（アルミニウム）の表面は殆ど変色が見当たらず、ま
た、水質検出板（アルミニウム）の表面には針状晶が数
個所と、正方晶の結晶並びにこれら結晶が凝集状態に付
着していた。

【００３７】また、顕微鏡観察によると水質検出板７の
表面に付着していた正方晶の大きさは５〜８０ミクロン
程度、針状晶は幅５〜１０ミクロン、長さ５０〜１２０
ミクロン程度であり、正方晶は無処理（実験例４）のも
のよりも大きくなっていた。前記実験例４および対比実
験例３から明らかなように、本発明の水質検査方法は極
めて簡便に用水の水質を検査することが出来、水質が用
水として適性であるか否かを判別、評価出来ることが確
認された。

【００３８】前述のように本発明では、用水を簡便に検
査し得て、水質を判別、評価することが出来るが、水質
検出板の表面の変色、変質或いは析出結晶、付着物質等
を肉眼や顕微鏡で観察した後、天秤により重量変化の測
定、またＸ線回析、顕微赤外線分光等の機器分析により
分析測定することによって、用水の総合的評価を下し、
更にはこの総合的評価を基礎として水質の改質にも利用
することが出来る。

【００３９】

【発明の効果】このように本発明の用水の水質検査方法
によるときは、従来法のようなｐＨ指示薬等の薬剤、或
いは特殊な器具、装置等を用いることなく、水質検出板
の変色、変質或いは水質検出板の表面に析出する物質を
観察するだけで用水の水質が用途に適応であるか否か
を、また、用水が改質されているか否かを極めて簡便に
検査して、水質を判別、評価することが出来る効果があ
る。

【００４０】また、用水の水質検査器具によるときは、
両端側に開口部を備える筒状の容器本体のいずれか一方
の開口部を容器本体の径より小径の口筒部に形成し、該
口筒部に筒状キャップを着脱自在に設けると共に、筒状
キャップ内に水質検出板を着脱自在に配置するようにし
たので、用水の水質が用途に適応であるか否かを、ま
た、用水が改質されているか否かを極めて簡便に検査す
ることが出来る水質検査器具を提供することが出来る効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の水質検査器具の１実施例を示し、一
部截除した側面図。

【符号の説明】

１ 容器本体、 ２ 開口部、 ３ 口筒
部、５ 筒状キャップ、 ７ 水質検出板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 弘 神奈川県横浜市磯子区馬場町６−19番地 (72)発明者 深澤 宜行 神奈川県横浜市金沢区富岡東一丁目２番２ −211号 (72)発明者 馬飼野 信一 神奈川県藤沢市長後2025番地

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水質を検査すべき用水を水質検出板に接
   触させながら蒸発濃縮することにより、該水質検出板の
   表面上に物理化学的な変化を起こさせしめ、或いは該水
   質検出板の表面上に結晶を析出せしめ、或いは水垢を付
   着せしめて用水の水質を検査することを特徴とする用水
   の水質検査方法。
2. 【請求項２】 前記水質検出板は金属板、ガラス板のい
   ずれかであることを特徴とする請求項１に記載の用水の
   水質検査方法。
3. 【請求項３】 両端側に開口部を備える筒状の容器本体
   のいずれか一方の開口部を容器本体の径より小径の口筒
   部に形成し、該口筒部に筒状キャップを着脱自在に設け
   ると共に、筒状キャップ内に水質検出板を着脱自在に配
   置したことを特徴とする用水の水質を検査する水質検査
   器具。