JPS63134094A - 軟水化処理装置 - 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〕 本発明は、軟水化処理装置に係り、特に、飲料水を取扱
う家庭用浄水器、清涼飲料水の自動販売器、あるいは冷
却装置の冷却水水処理装置として適用するのに好適な軟
水化処理装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置としては、アメリカ特許ｕ、ｓ、ｐ。

３９５１８０７号に、ウォーター　コンディショニング
アパレイタス（ｌｉｌａｔｅｒ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉ
ｎｇ　ａｐｐａｒａｔｕｓ）に開示されている。

この水処理装置は、流水径路に接続することの可能なね
じ山を両端に設けた配管用円筒ケースの中に、さらに小
径の銅チューブを設置して、銅チユーブ表面と円筒ケー
ス内表面に狭小な流水路を設け、また、銅チューブ内に
棒状磁石を配列してこれを密封したものである。

本装置に通水すると、装置を通過して排出される水から
は、スケールと呼ばれるカルシウムイオン（ｃ　ａ　ｚ
＋）　ｔマグネシウムイオン（Ｍｇ”＋）その他の金属
イオンの炭酸塩、あるいは水酸化物。

例えば炭酸カルシウム（ＣａＣｏａＬ水酸化マグネシウ
ム（Ｍｇ（○Ｈ）ｚ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）な
どの析出物が少なくなるというものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記装置では、水に含まれるＣａ２＋、Ｍｇ”十がただ
ちに安定な化合物となるため、銅チューブ表面に、これ
らが炭酸塩や酸化物として堆積し、これらが漸次排出さ
れると本装置以降の配管系に堆積し、熱交換装置の伝熱
効率を低減することがあるため、析出物などの集塵処理
が付加的に必要とされるという問題について配慮されて
いなかった。

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、磁場を用いて生成させた金属塩または金
属イオンを強制的に捕集し、装置以降の処理水を十分に
軟水化することの可能な軟水化処理装置の提供を、その
目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る軟水化処理装
置の構成は、給水配管に接続しうる外ケーシングを備え
、この外ケーシング内に、給水の通過水に磁界を負荷す
るための磁性体を内蔵した内ケーシングを設け、前記外
ケーシングの内表面と前記内ケーシングの外表面との間
隙部に、活性状吸着層を形成した螺旋状フィルターを挿
着したものである。

なお、付記すると、本軟水化処理装置は、詳細は後述す
るが、第１図に示す構成のもので、給水用配管に接続す
ることの可能な外ケーシング１と、磁性体に係る棒状磁
石７を内蔵した内ケーシング２とを備え、外ケーシング
１の内表面と内ケーシング２の外表面との間に構成され
る空間を水路として、その空間に活性状吸着層を形成し
た螺旋状フィルター３を挿着してキャップ４でこれらを
固定したものである。

〔作用〕

上記の技術的手段による働きを、第３図を参照して説明
する。

第３図は、軟水化処理の作用を示す機能説明図であり、
各部の符号は第１図に合わせている。

いま、フィルター３を内ケーシング２に設置して、フィ
ルター３内に水を流すと、給水は、フィルター３の活性
状吸着層１０の螺旋状通路を旋回する。その際、第３図
に実線矢印で示すように内ケーシング２から磁束が生じ
ており、これに対し通過水は、これを垂直方向に横切る
ように流れるために流体内の電荷を有する粒子、イオン
などは　□下記の（１）式に示す力を受けて、それぞれ
白矢印の方向、すなわち、活性状吸着層１０の近傍に濃
縮あるいは吸着される。また、濃縮により、その濃度は
溶解度積を土建ることにより、例えば、（２）式に示す
例のように安定な化合物となると同時に活性状吸着層１
０に吸着される。

Ｆ＝ｓ　　や　ｖ　−Ｂｓ１ｎθ　　　　　　　　　　
　−（１）ここに、ｅ：電荷を有するイオン ■＝その流速 Ｂ：磁界の強さ、磁束密度 Ｃａ”＋＋ｃＯａ”−−＋ＣａＣｏ３　　　−　（２）
その結果、生成した金属塩あるいは濃縮されたイオンは
活性状吸着層１０を形成したフィルター３内で吸着され
て、本フィルター３を通過した後の水にはイオンや金属
塩などの微細析出物がいちじるしく少なく、いわゆる軟
水となる。さらに活性状吸着層は臭気なども吸着するの
で、本装置を通過した水は臭気なども除去されている。

（実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図を参照し
て説明する。

まず第１図は、本発明の一実施例に係る軟水化処理装置
に縦断面図、第２図は、その各部品の縦断面図である。

第１図において、１は、給水用配管に接続することの可
能な外ケーシング、２は、給水の通過水に磁界を負荷す
るための磁性体に係る棒状磁石７を内蔵した内ケーシン
グ、３は、前記外ケーシング１の内表面と内ケーシング
２の外表面との間隙部に挿着される螺旋状フィルター（
以下単にフィルターという）、４は、前記各部品を固定
するためのキャップ、５は、外ケーシング１の通過水の
排出口側に設けた、水質の電気伝導度、電気容量などを
測定するための電極、６は、軟水化状態の表示手段に係
る表示装置である。

これら構成部品のうち、外ケーシング１．内ケーシング
２．フィルター３．およびキャップ４は、第２図に示す
ような形状をしており、これら構成部品を組立てたもの
が第１図に示す軟水化処理装置である。

次に、これら構成部品のより詳細な構成および作用につ
いて個々に説明する。

外ケーシング１は、第１図に示すように、本実施例の装
置をキャップ４とともに給水配管に固定するためのもの
であり、これらは外力による衝撃や水圧等に十分耐えう
るもので構成される。その素材としては、鉄およびその
合金、あるいは銅やアルミニウムなどの非鉄合金を加工
することが望ましい。

また、処理水量が小容量の場合には、塩化ビニール、ポ
リエステル、エポキシ樹脂、あるいはこれらを繊維強化
した樹脂により製作することも可能であり、特に、配管
の電気的絶縁接続には有効である。

外ケーシング１の排出口側の一端にある内径ねじ部に、
電気伝導度あるいは電気容量を測定する電極５が埋設さ
れ、また内ケーシング２を設置する場合の密封用のシー
ルリング９を装着するシールリング溝１ａが形成されて
いる。

次に、内ケーシング２は１通過水に磁界を負荷する作用
をなすもので、第２図に示すように、非磁性の金属ある
いはプラスチックなど１例えば銅合金からなる円筒状ケ
ーシング内に、棒状磁石７を絶縁板８を介してＮ極−８
極、Ｓ極−Ｎ極の配列に複数個配列することにより、磁
束の流れの方向が相反する部分を構成させている。これ
によす強い磁力線が内ケーシング２の表面よりも比較的
離れた部分にまで影響を及ぼす。

ここで、磁石７の配列数は、多くなれば効果はより大き
くなるが、経済性とのかねあいで決められるべきもので
ある。

磁石の残留磁気としては６０００ガウス以上が望ましく
、保磁力は６００エルステツド以下では減磁が著しくな
るので６００工ルステツド以上が望ましい。

これらの磁石は、内ケーシング２内に封入されてのち、
外部からの水などの浸入を防ぐため溶接などで密封され
ており、内ケーシング２自体は、どちらを外ケーシング
１の排出口側に設置してもよい。

次に、フィルター３は、第１，２図に示すように、外ケ
ーシング１の内表面を腐蝕から守るために外ケーシング
１の内径に適合するような外径を有する非金属、例えば
、塩化ビニール、ポリエチレン、ポリエステル、エポキ
シ樹脂などの合成樹脂からなるフィルターケーシング３
ａの内側に、第２図に示すように活性状吸着ｐＲ１０が
、内ケーシング２の外表面を螺旋状に旋回するように装
着されている。

ここで活性状吸着層は、窒化硼素、窒化珪素。

炭化珪素などのセラミックス粉末に活性炭を分散させた
焼結体、もしくは、多孔質の合成樹脂層。

例えば塩化ビニール、ポリエステル、ポリスチレン、テ
フロン樹脂などに活性炭を分散させたものの成形壁から
なる。

フィルター３内に水を流すと、水は活性状吸着層１０の
螺旋状通路を旋回する。そして、内ケーシング２による
磁束の影響を受けて金属塩または金属イオンが生成され
、これらは活性状吸着層１０に吸着捕集される。

したがって、本実施例の軟水化処理装置に通水すると、
排出される水からは臭気が除去されるとともに、カルシ
ウムイオン（Ｃａ”◆）、カリウムイオン（Ｋ＋）、マ
グネシウムイオン（Ｍｇ”＋）などの金属イオン、ある
いは金属塩が除去された水質、すなわち軟水が得られる
。

次に、外ケーシング１に固定された電極５は、処理され
て排出される水の電気伝導度を測定するためのものであ
り、皮膜抵抗の安定した耐蝕性の良い金属、例えば銀や
銅を用いたものが望ましい。

流水に接する本電極５間に高周波電圧を負荷すると、そ
のインピーダンスは下記の（３）式に示すことが可能で
ある。

・・・（３） ただし。

Ｒｓｏｌ　：溶液抵抗 Ｒ：電極金属の不働態膜抵抗 Ｃ：電極表面の電気二重層容量 ｗ：２πｆ、ｆ＝周波数 （３）式より、周波数がいちじるしく大きくなれば、イ
ンピーダンス成分は溶液抵抗Ｒｓｏｌに近似することと
なり、また、直流分極による場合のような電解反応が抑
制される利点がある。

電極５に出力する１１を源および表示装置について第４
図を参照して説明する。

第４図は、表示装置部の制御機能を示すブロック図であ
る。

電極５に出力する電源としては、第４図に示す微弱電源
１１を用い、？ｌＩｇ定時のみ電力消費を行うために入
力スイッチ１２を介して出力回路を接続するものとする
１次いで、これを昇圧（１３）Ｌ／たのち、所要の周波
数に発振（１４）して、測定セル１５に負荷する。

検出した交流を直流変換（１６）Ｌ、これを予め設定し
た基準値１７と比較して、測定値が基準値１７よりも軟
水側であるか、または硬水側であるかを表示（１８）す
る方法により、給水の軟水化処理状態を常時監視するこ
とができる。

したがって、軟水化が基準値を満足して行われていれば
軟水表示がなされ、一方、フィルター３にイオンや金属
塩の微細析出物が付着して、その量が著しく増加してフ
ィルターとしての機能を十分に発揮しなくなれば、軟水
化処理は不十分となるために電気伝導度は基準値を上ま
わり、硬水表示がなされることになる。

その場合には、フィルター３を新規なものと交換するこ
とにより、再び軟水化処理が可能となる。

前述の軟水化処理装置について、　０．９　　ｔ／Ｈの
排水能力のものを試作して、その処理水の電気伝導度（
μＶ／Ｑｌ）、カルシウムイオン（Ｃａ”＋）濃度（ｐ
ｐｍ）の測定を行った結果は、第５図のように有効なこ
とが認められた。

ここに第５図は、第１図の軟水化処理装置の実施効果を
示す線図で、横軸は時間（ｍｉｎ）ｙ縦軸は、電気伝導
度（μｖ／ｃｍ）、カルシウムイオン（Ｃａ”＋）濃度
（ｐ　ｐ　ｍ）をとり、破線は電気伝導度、実線はＣａ
”十濃度の時間経過を示し、安定した状態が認められる
。

本実施例によれば、下記の効果がある。

１）給水からＣａ”＋、に＋などのスケール生成成分を
除去した軟水を容易に採取することが可能となる。

２）軟水が得られると同時に、刺戟的な臭気などの異状
臭気を吸着することが可能となる。

３）水の電気伝導度を低減するとともに塩素などの腐蝕
性のイオンやガスを吸着除去するため、水による腐蝕性
を著しく低減できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、磁場を用いて生成
させた金属塩または金属イオンを強制的に捕集し、装置
以降の処理水を十分に軟水化することの可能な軟水化処
理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る軟水化処理装置の縦
断面図、第２図は、その各部品の縦断面図、第３図は、
軟水化処理の作用を示す機能説明図、第４図は、表示装
置部の制御機能を示すブロック図、第５図は、第１図の
軟水化処理装置の実施効果を示す線図である。 １・・・外ケーシング、２・・・内ケーシング、３・・
・フィルター、５・・・電極、６・・・表示装置、７・
・・棒状磁石、１０・・・活性状吸着層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、給水配管に接続しうる外ケーシングを備え、この外
   ケーシング内に、給水の通過水に磁界を負荷するための
   磁性体を内蔵した内ケーシングを設け、前記外ケーシン
   グの内表面と前記内ケーシングの外表面との間隙部に、
   活性状吸着層を形成した螺旋状フィルターを挿着したこ
   とを特徴とする軟水化処理装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、活性状
   吸着層は、窒化硼素、窒化珪素、炭化珪素などのセラミ
   ックス粉末に活性炭を分散させてなる焼結体である軟水
   化処理装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、活性状
   吸着層は、塩化ビニール、ポリエステル、ポリスチレン
   、テフロン樹脂などの合成樹脂層に活性炭を分散させて
   なる成形体である軟水化処理装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、外ケー
   シングは、通過水の排出口側に、排出水の電気伝導度を
   測定する検知手段と、この検知手段に接続する軟水化表
   示手段とを設けたものである軟水化処理装置。