JPH0760237A

JPH0760237A - 酸化防止用水処理装置および水処理方法

Info

Publication number: JPH0760237A
Application number: JP21613793A
Authority: JP
Inventors: Takanori Anazawa; 孝典穴澤
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-03-07

Abstract

(57)【要約】【構成】水に磁場を掛ける機構又は電場を掛ける機構
と、水に溶解している酸素を除去する機構を有し、この
両者が水の流路に直列に配されていることを特徴とする
酸化防止用水処理装置、および、水を、磁場を横切るよ
うに流した後、水に溶解している酸素を除去することを
特徴とする水処理方法、および、水から水に溶解してい
る酸素を除去した後、水を磁場を横切るように流すこと
を特徴とする水処理方法。また、水に電場を掛けた後、
水に溶解している酸素を除去することを特徴とする水処
理方法、および、水から水に溶解している酸素を除去し
た後、水に電場を掛けることを特徴とする水処理方法。【効果】脱気機構による酸化防止作用と、磁気機構や
電解機構による還元作用の相乗効果により、通水管等の
水に接する物質に対する高い酸化防止効果が得られる。
合わせて、水の表面張力の減少や、濡れ性の向上、消泡
効果の増大が認められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤水防止、上水に於け
る鉛管や銅管などからの金属の溶出防止、通水管の腐食
防止による延命、冷却水管の酸化防止、金属製品や部品
などの水系洗浄時やすすぎ時に於ける酸化防止、食品や
食品添加物の酸化防止など、通水管や水に接する物質の
酸化を防止するための酸化防止用水処理装置、および酸
化防止のための水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通水管や、水に接する物質の酸化防止方
法として、水に溶解している酸素を除去（脱気と称す
る）する方法があり、また、磁場を横切るように水を流
すことにより水の性質を変える方法（磁気処理法）や、
水に電場をかけて水に還元的性質を持たせる方法（電解
法）が知られている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】しかし、磁気処理法は水質や
管の種類などにより効果が一定せず、電解法は水に十分
な還元的性質を持たせるには装置が大がかりとなり、ま
た脱気法は、実質的に金属が酸化しない程度の効果を生
じさせるには残存溶存酸素濃度を極めて低くする必要が
あり、装置が高価になる欠点を有していた。

【０００４】

【課題を解決する方法】本発明者らは、脱気法と磁気法
を組み合わせて水を処理することにより、また、脱気法
と電解法を組み合わせて水を処理する事により、水に接
する物質の酸化防止効果が飛躍的に向上することを見い
だし本発明に到達した。

【０００５】即ち本発明は、水に磁場又は電場を掛ける
機構と、水に溶解している酸素を除去する機構を有し、
この両者が水の流路に直列に配されていることを特徴と
する酸化防止用水処理装置およびこれを用いた主として
水に接する物質の酸化防止を目的とした水処理方法にあ
る。

【０００６】水に磁場を掛ける機構（以下、磁気機構と
称する）は、水流路に磁場を掛ける様に、好ましくは水
流路を磁場が横切る様に永久磁石や電磁石が設置された
機構であり、永久磁石を用いたものが好ましい。磁場の
向きは、必ずしも水の流路と直角である必要はないが、
直角に近いことが好ましい。磁場の強さや向きは一定で
あっても、変化するものであってもよい。水流路を横切
る磁場の磁束密度は１０〜１０００００ガウスが好まし
く、さらに好ましくは１００〜２０００ガウスである。
磁場を掛ける水流路長は特に制限はないが、５ｃｍ〜１
ｍが好ましい。磁場を掛ける範囲は複数であってもよ
い。また、水流路の断面の一部が磁場外にあってもよ
い。磁場内における水の流速は毎秒０．０１〜１０ｍ、
好ましくは毎秒０．１〜１ｍである。

【０００７】水に電場を掛ける機構（以下、電解機構と
称する）は、水に浸漬した電極又は水流路の外部の電極
により、水に直流又は交流の電場を掛ける機構である。
電極が水に浸漬されている場合には、電極に掛ける電圧
は０．１〜１００ボルト、好ましくは０．８〜１０ボル
トである。電極に掛ける電圧が１ボルトを越えると、水
の電気分解が生じる場合があるが差し支えない。電極が
水流路の外部に設置されたものである場合には、電解の
強さは１００〜１００００ボルト／ｃｍであることが好
ましい。電極の材質・形状は任意であり、電解機構の
構造やタイプもまた任意である。例えば、陽極および／
又は陰極付近を通過した水が混合されて用に供される方
式であってもよいし、導電性の隔膜により別けられた部
分又は水の混合を妨げるべく離された部屋にそれぞれ陰
極又は陽極が設置されており、陰極側の水のみが用に供
される構造であってもよい。電極間隙は０．５〜２０ｍ
ｍが好ましく、電極面積は広いほうが好ましく、このた
め陽極、陰極共に複数であることも好ましい。また、水
流路の断面の一部が電場外にあってもよい。

【０００８】水に溶解している酸素を除去する機構（以
下、脱気機構と称する）としては、膜式脱気、真空脱
気、加熱脱気、酸素以外の気体のバブリング、水素還元
など任意の機構が使用できるが、膜式脱気が好ましい。
膜式脱気は、気体は透過し水は透過しない膜の一方の側
に水を流し、膜の他の側を減圧する方式、膜の他の側に
非酸素ガスを流す方式、膜の他の側に酸素吸収剤を配す
る方式などがあるが、減圧する方式（膜式真空脱気法）
が好ましい。また膜が中空糸膜であることで、脱気装置
をコンパクトにすることが可能であり、中空糸膜の内径
を２５０μｍ以下にすることで、よりコンパクト化が可
能である。また、不均質膜は気体透過速度が高く水の漏
洩の恐れがない為、脱酸素膜として好適であり、ポリ−
４−メチルペンテン−１は疎水性で気体透過速度が高く
強度もあり、膜素材として好適である。

【０００９】減圧装置としては、各種真空ポンプやアス
ピレーター、エジェクター等任意のものを使用し得る
が、水封式真空ポンプ、ダイヤフラム式真空ポンプ、ド
ライ型真空ポンプ、水流アスピレーターが、大量の水蒸
気の吸入に耐えるため好ましい。

【００１０】脱気の程度は用途目的により異なるが、溶
存酸素濃度が１重量ｐｐｍ以下、好ましくは０．１重量
ｐｐｍ、最も好ましくは０．０１重量ｐｐｍ以下であ
る。溶存酸素濃度は経済性の面から限界はあろうが、低
いこと自体に何ら不都合はない。

【００１１】本発明の、磁気機構又は電解機構と、脱気
機構を有する酸化防止用水処理装置においては、磁気機
構又は電解機構、および脱気機構を備えており、この両
者が水の流路に直列に配されているものならばどの様な
ものでも良く、脱気機構と、磁気機構又は電解機構の水
流路内における前後関係および、機構の数は任意であ
る。

【００１２】処理方法としては、脱気処理と、磁気処理
又は電解処理を同時に行なう場合、即ち脱気機構の水流
路に磁場又は電場を掛けるものであってもよいし、脱気
処理をおこなってから磁気処理又は電解処理を行なうこ
とも可能であるが、水が磁気機構又は電解機構を通過し
た後に脱気される方式が好ましい。また、これらの処理
を複数回繰り返すことも可能である。

【００１３】本発明により処理できる水は、不純物を含
まないいわゆる純水、水道水、水以外の物質を含む水溶
液、液滴状の液体や固体粒子等の水系分散液等が挙げら
れる。例えば、生活用水、洗浄水、冷却水、臭化リチウ
ム水溶液等のクーラーの冷媒、清涼飲料や豆腐等を製造
する際に使用する食品製造用原料水等が挙げられる。ま
たジュース等を直接処理することも可能である。

【００１４】本発明により処理した水を使用することに
より水に接する物質、例えば水道水や冷却水等の水を通
すための通水管、水系洗浄やすすぎを行われる金属部品
（中間製品や最終製品も含む）、製造する際に水を使用
する食品（食品添加物を含む）、水の入った食品（食品
添加物を含む）等の酸化を防止する事が出来る。特にビ
ル等の生活用水を処理する事により通水管の酸化を防止
し、当該管の寿命が伸び、当該管のからの金属の溶出、
及び赤水を防止できる。また、磁気処理、電解処理、脱
気処理を行なうことにより、水の状面張力の減少や、濡
れ性の向上、消泡効果の増大が認められる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明がこれにより制約されるものではな
い。［実施例１］＜酸化防止用水処理装置の作製＞磁気機構として、流路
幅５ｃｍ、流路高さ１ｃｍ、流路長５０ｃｍの、断面が
長方形の水流路全体の上面に磁石のＮ極、下面に磁石の
Ｓ極が配されるように、流路の上面および下面にフェラ
イト磁石を設置し、流路中央における磁束密度が約８０
０ガウスの装置を作製した。また脱気機構として、特開
昭６３−２５８６０５に開示されているような、ポリ−
４−メチルペンテン−１中空糸不均質膜が筒型のハウジ
ングに充填された膜面積１５ｍ²のモジュールと、到達
真空度３０ｔｏｒｒのダイヤフラム式真空ポンプとから
なり、水は中空糸膜の内側に流され、中空糸外部を減圧
する膜式脱気機構を作製した。そしてこれらを用いて、
水が磁気機構を通過した後に脱気機構を通過すべく配管
接続することにより、酸化防止用水処理装置を作製し
た。

【００１６】＜処理水の製造＞試験開始時、温度１６
℃、溶存酸素濃度９．５重量ｐｐｍ（以下重量ｐｐｍを
単にｐｐｍと記述する）の水道水を毎分３リットルで本
酸化防止用水処理装置に流し、モジュールの減圧側を約
３５ｔｏｒｒに減圧したところ、処理水の溶存酸素濃度
は０．６ｐｐｍであった。また、処理前の水と比べ、水
の表面張力の減少や、濡れ性の向上、消泡効果の増大が
認められた。

【００１７】＜酸化防止試験＞本酸化防止用水処理装置
の処理水出口に、内面を塩酸洗浄した、長さ１ｍの鉄製
１インチ管を接続し、流量毎分３リットルで６ケ月間通
水した。尚この間、水道水の温度は１６〜２１℃間で変
動し、水道水の溶存酸素濃度は９．５〜８．１ｐｐｍの
範囲で変動した。また脱気水の溶存酸素濃度も０．６〜
０．４ｐｐｍの範囲で変動した。試験期間終了後、試験
用鉄管を切断し内面を観察したところ、内表面に黒色の
薄い被膜が形成されており、赤褐色の酸化第２鉄の色は
全く観察されなかった。

【００１８】［比較例１］磁気機構を有しないこと以外
は、実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同様の試
験を実施例１と並行して行った。試験開始時、処理水の
溶存酸素濃度は０．６ｐｐｍであった。試験期間終了
後、試験用鉄管を切断し内面を観察したところ、内表面
に黒色の薄い被膜が形成されていたが、一部、赤褐色の
酸化第２鉄の色も観察された。

【００１９】［比較例２］脱気機構を有しないこと以外
は、実施例１と同様の装置を用い、実施例１と同様の試
験を実施例１と並行して行った。試験開始時、処理水の
溶存酸素濃度は９．５ｐｐｍであった。試験期間終了
後、試験用鉄管を切断し内面を観察したところ、管内面
全体が厚い赤褐色の酸化第２鉄で被われており、一部は
その上に黒色の被膜が形成されていた。

【００２０】［実施例２］＜酸化防止用水処理装置の作製＞磁気機構の代わりに、
流路断面５ｃｍ×１０ｃｍ、流路長３０ｃｍの、断面が
長方形の流路内に、４．５ｃｍ×２５ｃｍ×０．１ｍｍ
の、金メッキされたＳＵＳ３１６製の陽極と陰極がそれ
ぞれ１０枚ずつ、５ｍｍ間隔で交互に、水流方向と並行
に配置された電解機構が組み込まれていること以外は、
実施例１と同様の酸化防止用水処理装置を作製した。

【００２１】＜処理水の製造＞試験開始時、電極に１．
５ボルトの直流電圧を掛け、温度１９℃、溶存酸素濃度
９．５重量ｐｐｍの水道水を毎分３リットルで本酸化防
止用水処理装置に流し、モジュールの減圧側を約３５ｔ
ｏｒｒに減圧したところ、処理水の溶存酸素濃度は０．
６ｐｐｍであった。また、処理前の水と比べ、水の表面
張力の減少や、濡れ性の向上、消泡効果の増大が認めら
れた。

【００２２】＜酸化防止試験＞本酸化防止用水処理装置
の処理水出口に、内面を塩酸洗浄した長さ１ｍの鉄製１
インチ管を接続し、毎分３リットルで６ケ月間通水し
た。尚この間、水道水の温度は１６〜２１℃間で変動
し、水道水の溶存酸素濃度も９．５〜８．１ｐｐｍの範
囲で変動した。また脱気水の溶存酸素濃度も０．６〜
０．４ｐｐｍの範囲で変動した。試験期間終了後、試験
用鉄管を切断し内面を観察したところ、内表面に黒色の
薄い被膜が形成されており、赤褐色の酸化第２鉄の色は
全く観察されなかった。

【００２３】［比較例３］電解機構を有しないこと以外
は、実施例２と同様の装置を用い、実施例２と同様の試
験を実施例２と並行して行った。試験開始時、処理水の
溶存酸素濃度は０．６ｐｐｍであった。試験期間終了
後、試験用鉄管を切断し内面を観察したところ、内表面
に黒色の薄い被膜が形成されていたが、一部、赤褐色の
酸化第２鉄の色も観察された。

【００２４】［比較例４］脱気機構を有しないこと以外
は、実施例２と同様の装置を用い、実施例２と同様の試
験を実施例２と並行して行った。試験開始時、処理水の
溶存酸素濃度は９．５ｐｐｍであった。試験期間終了
後、試験用鉄管を切断し内面を観察したところ、内表面
の管内面全体が厚い赤褐色の酸化第２鉄で被われてお
り、一部はその上に黒色の被膜が形成されていた。

【００２５】

【効果】脱気機構による酸化防止作用と、磁気機構や電
解機構による還元作用の相乗効果により、高い酸化防止
効果が得られる。合わせて、水の表面張力の減少や、濡
れ性の向上、消泡効果の増大が認められる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水に磁場又は電場を掛ける機構と、水に
溶解している酸素を除去する機構を有し、この両者が水
の流路に直列に配されていることを特徴とする酸化防止
用水処理装置。
【請求項２】水を磁場を横切るように流した後、水に
溶解している酸素を除去することを特徴とする水処理方
法。
【請求項３】水に溶解している酸素を除去した後、水
を磁場を横切るように流すことを特徴とする水処理方
法。
【請求項４】水に電場を掛けた後、水に溶解している
酸素を除去することを特徴とする水処理方法。
【請求項５】水に溶解している酸素を除去した後、水
に電場を掛けることを特徴とする水処理方法。