JPWO2007023516A1 - 流路配置用の活水ピース及びこの活水ピースの配置構成、並びにこれらを用いた活水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造かつ限られた流路長でありながら、活水化のためのより効率的な水流の攪拌状態を成す流路配置用の活水ピース及びこの活水ピースの配置構成、並びにこれらを用いた活水装置を提供する。【解決手段】活水ピース４を、その軸４１を含む貫通孔４２を穿孔して円筒体状に形成すると共に、活水ピースの軸を流路方向に沿わして流路中に配置する場合に、流圧により活水ピースを軸回転させる螺旋状４３を外周面と内周面に連続条に形成して構成する。この螺旋条は、上面視において右旋回（時計回り）に形成する。また、複数の活水ピースをその軸方向が流路に沿って互いに接触しないように所定構成のホルダ３に保持させると共に、このホルダを筐体の内部空間２６に多段状に配置して活水装置１を構成する。【選択図】 図３

Description

本願発明は、水道水路、特に上水道に配置して水を活性化させる活水装置の分野に属し、当該装置の流路配置用の活水ピース及びこの活水ピースの配置構成、並びにこれらを用いた活水装置に関する。

山間部に降った雨や積雪が地中に浸透した地下水は、やがて湧き水となり川の源流を形成する。この過程において、この水は鉱物や岩石からの遠赤外線やマイナスイオン作用、磁気作用により水分子の水素結合集団（クラスタ）が細分化されたり、岩への衝突や滝からの落下などの水分子同士の摩擦から生じた電子を受け取り還元性の水、すなわち活水となる。

しかし、この活水の活水状態はそれほど長期間維持されずに、この活水による種々の効果は徐々に失われていくものである。このため、従来から上記の活水化作用の原理を応用して、内部空間にボール状のセラミック焼成粒（以下、「セラミックボール」と称する。）を配置したり、又は磁場を形成したりするなどし、これに通水させると共に攪拌させて水流の摩擦を得ることにより、活水効果を失った水道水を再度活水化する装置（以下、「活水装置」と称する。）が実用化されていた。

例えば、セラミックボールを内部に収納すると共に通水孔を形成したケースの複数個を、水道水の通水管に介在可能な筒状の筐体内に収納したことを特徴とする活水装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

他にも、特許文献１の発明と同様に水道水の通水管等に介在可能な筐体内に、流通小孔を形成した近似遠赤外線放射セラミック群盤を回転自在にかつ多層状に配置し、この各セラミック盤をその盤上に形成した衝当羽により回転させる活性装置が開示されている。（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−０５８１９１（第３−５頁、第１図） 特開２０００−１０７７５２（第２−３頁、第１図）

しかしながら、従来の活水装置における限られた流路長では活水化作用が不十分であることが多く、水分子が細分化せずに酸化還元電位が低下しないなどの問題点があった。

例えば、特許文献１の活水装置は、セラミックボールの偏在が生じた場合には水流に圧力損失が生じて水が流れ難くなったり、又は滞留することがあった。加えて、長い年月の間にセラミックボールの互いの接触による摩耗や減少により活水化効果の低下を招くため、セラミックボールの交換や補充、又は清掃等のメンテナンスが必要となる問題もあった。

特許文献２の活水装置では、セラミック盤を回転させて水流を攪拌する構成であるために、セラミックボール等を配置した特許文献１等の場合と比較すると相対的に活水材と水の接触低下は避けられず、遠赤外線やマイナスイオン作用、磁気作用の影響が低下するおそれがあった。また、衝当羽を形成したセラミック盤は製造コストが高い上、長年の使用により回転機構に損傷等が発生して回転状態を維持できなくなる場合もあり、この場合には機能低下の問題もあった。

そこで、本願発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造かつ限られた流路長でありながら、活水化のためのより効率的な水流の攪拌状態を成す流路配置用の活水ピース及びこの活水ピースの配置構成、並びにこれらを用いた活水装置を提供する。

上記課題を解決するため、本願発明の活水ピースは以下のように構成している。
すなわち、活水ピース（４）を所定長さの柱状体、例えば円柱体に形成し、活水ピース（４）の軸（４１）を流路方向に沿わして流路中に配置する場合において、流圧により活水ピース（４）を軸回転させる１又は２以上の凹条（４３）又は凸条（４３）をその外周面に不連続条又は連続条に形成して構成する。

また、この柱状体状の活水ピース（４）に軸（４１）を含む貫通口（４２）を穿孔し、言わば、活水ピース（４）を円筒体状に形成すると共に、この貫通口（４２）の内周面にも流路中に配置した場合に活水ピース（４）を軸回転させる１又は２以上の凹条（４３）又は凸条（４３）を不連続条又は連続条に形成したことを特徴としている。この凹条又は凸条は、例えば、螺旋条（４３）に形成し、外周面側及び内周面側共に上面視において右旋回（時計回り）に形成したことを特徴としている。

上記構成の活水ピース（４）の流路中での配置構成は、以下の構成としている。
すなわち、１又は２以上の活水ピース（４）を、その軸方向が流路に沿って互いに接触しないように所定構成のホルダ（３）に保持させ、さらには、これを流路に沿って多段に配置したことを特徴としている。このホルダ（３）には、流路の流線に変更を加える羽根片（３４ａ、３４ｃ、３４ｄ）を持った多数の通水口（３４）を、流路に対して略直交するように配置している。

本願発明にかかる活水装置（１）は、上記構成の活水ピース（４）又は活水ピースの配置構成の活水ピース群（４、４、・・）を、その内部空間（２６）に配置して構成したことを特徴としている。なお、当該活水装置（１）は、流入口（２４ａ）と流出口（２４ｂ）とを有する導電性の筐体（２）と、該筐体（２）の外周側を絶縁材（２２）により覆い、かつ通水管（５）と絶縁した導電性の被覆体（２３）と、から構成したものである。

なお、特許請求の範囲の書類と上記の課題を解決するための手段の欄で記載した括弧付き符号は、発明の構成の理解を容易にするため参考として図面符号を付記したもので、この図面上の形態に限定するものでないことはもちろんである。

本願発明の活水ピースは上記の構成であるため、流路中に配置した場合には、外周面及び（又は）貫通口の内周面に形成した凹条若しくは凸条、又は螺旋条によって活水ピースと流水が接触する表面積が増大する上に活水ピース自身が軸回転し、流路に所定方向（上面視で右旋回）の渦流を多数発生させることとなる。このため、流水は前記の接触表面積の増大及び渦流により効率的な活水化作用を得ることができる。特に、渦流は水分子同士の衝突や摩擦から電子を生じさせて活水化作用を促すため、流路長が限られている場合にはより効率的な活水化に寄与することとなる。

また、１又は２以上の活水ピースを、流水の流線に変更を加え得るホルダに保持させて、かつ多段に配置しているために渦流の発生領域が可及的に増大して活水化の度合いを高め、さらには活水状態の長期維持を可能としている。

このような活水ピース又は活水ピース群を配置した活水装置は、メンテナンスフリーな上、限られた流路において従来装置にない効率的な活水化効果を得ることができ、その産業界への貢献は顕著なものである。

以下、本願発明に係る活水装置の具体的実施形態例について、図面に基づき詳細に説明する。図１は本実施形態例における活水装置の一部切り欠き斜視図であり、図２は本実施形態例における活水装置の軸断面図であり、図３は本実施形態例における活水装置の組立斜視図であり、図４は本実施形態例における活水装置のホルダの一部切り欠き斜視図及び活水ピースの斜視図であり、図５は本実施形態例における活水装置のホルダ内での活水ピースの配置状態を示す平面図である。

まず、本実施形態例の活水ピース及び活水ピースの配置構成を、これらを内部に配置する活水装置と併せて以下に詳細に説明する。

本実施形態例の活水装置１は、図１、図２に示すように、筐体２の内部空間内に複数個の活水ピース４を保持したホルダ３を多段状に配置して構成している。この活水装置１は、通常は、水道管等の通水管５と連結して地中に埋設したり、または建家内の配管路の途中に連結して配置するものである。

筐体２は、所望の長さに形成した金属製の円筒管である本体２１と、その外側周面の略全面を覆った電気絶縁性の絶縁材２２と、さらにその絶縁材２２の外側周面を覆った導電性の被覆体２３とから構成したものである。また、この本体２１の両端部には、その開口部に被さるようにして水道管等の通水管５に直列連結するための連結管２４を水密状態で螺合接続させている。連結管２４の本体２１への取付けにおいては、連結管２４と対向する被覆体２３の両端縁部との間に電気絶縁性の絶縁リング２５を環装状態で介在させており、これにより連結管２４と被覆体２３とを電気的に絶縁している。また、本体２１に取り付けた連結管２４の開放端の内周面には、通水管５と水密に螺合連結するための内ネジ２４ｃを刻設している。この連結管２４は、その一方側を流入口２４ａとし，他方側を流出口２４ｂとしている。

筐体２は、上述したように流入口２４ａと流出口２４ｂとを同一直線あるいは同一曲線上に配置することで、通水時の圧力損失の低減を図っている。
また、活水装置１は、地中埋設の場合にはアース（接地）接続は不要であるが、地上設置の場合は被覆体２３をアース接続することが好ましい。

筐体２の円筒状の内部空間２６には、主に樹脂成形によるホルダ３を、内部空間２６の内周面に略適合させた状態で、さらに多段状かつ同軸状に多数個が連続した状態で配設している。このホルダ３の配置個数は、流量や活性化の効率を考慮して適宜に設定している。

このホルダ３の形態は、略網目状に多数の通水口３４を形成した略円盤状を成す保持部３１と、該保持部３１の中央部から鉛直状に立設形成した所定高さの連結柱３２と、該連結柱３２の高さより低くして前記保持部３１の外縁を囲むように形成すると共に上端部に外側開放のテーパを形成した円筒状の側壁３３と、及びこの側壁３３の内側であって保持部３１から立設状に形成した３つの帯状の保持壁３１ａと、を一体的に形成して成る。

このホルダ３は、保持部３１、側壁３３、保持壁３１ａにより１又は複数個の活水ピース４を所定配置状態で保持することを可能としている。
また、連結柱３２の上端から所定径の連結口３２ａを形成し、上下に配置する他のホルダ３と同軸状態で嵌合し、多段状の連結を可能としている。

ホルダ３の通水口３４は、連結柱３２から放射状に延設して側壁３３と連結する複数の旋回羽根片３４ａと、この旋回羽根片３４ａと円周方向に連結すると共に連結柱３２と同心円状に所定間隔をもって順次配置する内側環体３４ｂ、内側羽根片３４ｃ、２つの外側羽根片３４ｄと、から構成している。なお、内側羽根片３４ｃ及び外側羽根片３４ｄの下端側は、側壁３３及び旋回羽根片３４ａより下方に突出するように上下方向の寸法を若干長く設定している。

旋回羽根片３４ａには、上方からの水流（矢印ａ）が上面視において右旋回（時計回り、矢印ｄ）する傾斜面を形成している。また、内側羽根片３４ｃには、内側方向に偏向（矢印ｅ）する傾斜面を形成し、外側羽根片３４ｄには外側方向に偏流（矢印ｆ）する傾斜面を形成している。各羽根片３４ａ、３４ｃ、３４ｄに形成した傾斜面は、通過する水流を筐体２の内部空間に対してそれぞれ旋回方向、内側方向、外側方向と偏向させ、その結果、いわゆる乱流を発生させている。

なお、内側羽根片３４ｃ及び外側羽根片３４ｄの配置や個数は、本実施形態例に限定するものでなく、例えば、全てを内側羽根片３４ｃとしたり、逆にすべてを外側羽根片３４ｄとしたり、又は内側羽根片３４ｃを外周部に配置若しくは外側羽根片３４ｄを内周部に配置したり、と適宜に変更することが可能である。

このように構成したホルダ３の保持部３１は、１又は複数個の活水ピース４を所定の配置状態で保持している。この活水ピース４は、多元素鉱物（セラミック、人工電気石等）を主成分とする焼成体を、軸４１を含む貫通口４２を穿孔して形成した略円筒体である。この活水ピース４は、その高さ寸法をホルダ３の連結柱３２より若干ながら低い程度とし、その直径は保持部３１の半径の略半分程度、貫通口４２は連結柱３２より若干大きめに形成している。

また、活水ピース４の外周面及び内周面には、上面視において右旋回（時計回り）となる凹凸条となる螺旋条４３を形成している。この螺旋条４３により、活水ピース４の表面積は実質的に増大する上、活水ピース４の上方からの水流（矢印ａ）は、略右旋回する偏向流（矢印ｃ）となる。なお、本実施形態例では、この螺旋条４３は外周面又は内周面に形成した連続条であるが、不連続に形成するようにしても良い。

上記構成の活水ピース４は、本実施形態例では筐体２の内部空間２６に多段状に配置する各ホルダ３、３、・・に以下の配置構成で保持されている。
すなわち、ホルダ３の連結柱３２に貫通口４２を介して１個の活水ピース４を嵌入させて配置し、この周囲の保持壁３１ａの内側に複数個（本実施形態例では６個）の活水ピース４を、互いに接触させないように配置する構成である。別言すると、ホルダ３の保持部内において、１個の活水ピース４を中心としてその周囲に複数個の活水ピース４、４、・・を円周等分状態に配置している。

この活水ピース４の配置構成により、活水ピース４の表面には満遍なく流水が接することになる上、螺旋条４３によって活水ピース自身が右方向（時計回り、矢印ｂ）に軸回転することとなる。
［作用］

上記構成の活水ピース４及び活水ピース４の配置構成を用いた活水装置１は以下のように作用する。

まず、筐体２の流入口２４ａからの流入水（矢印ａ）は、ホルダ３の保持部３１に保持された活水ピース４に衝突しながら活水ピース間を通過して保持部３１に達する。この時、各活水ピース４は、互いに接触しない配置及び外周面と内周面に形成した螺旋条４３により、各活水ピース４の配置場所で自身が右方向に軸回転（矢印ｂ）すると共に、流入水が右旋回（ｃ）の偏向流となるように作用する。

次に、右旋回の偏向流の状態で保持部３１に達した流入水は、通水口３４を通過する際に旋回羽根片３４ａ、内側羽根片３４ｃ、外側羽根片３４ｄにより、右旋回流（矢印ｄ）、内偏向流（ｅ）、外偏向流（ｆ）とする偏向も加わり、基本的には複数の右旋回渦流の発生状態を呈した、言わば、多様な乱流状態となる。

この乱流状態となった流入水は、筐体内の内部空間２６に多段状に配置された各ホルダ３を通過する際に、上記と同様な作用がその都度加わり、流出口２４ｂより流出（矢印ｇ）されることとなる。

この流出水は、活水ピース４からの遠赤外線により水分子の水素結合集団（クラスタ）が細分化されると共に、水分子同士の摩擦から電子を生じて還元性の水となり、いわゆる活水状態となっている。この活水状態の度合いも、活水ピース４やこれらが保持されたホルダ３の構成により、複数の右旋回の渦流が内側や外側と偏向した多様な乱流状態、別言すれば、効率的な攪拌作用が及ぼされており、電荷発生が可及的に増幅し、より活水化状態が高いものとなっている。

上記作用に加え、ホルダ３の外形（外縁）を筐体２の内部空間２６の内周面に略適合させることで、通水した流入水の全量がホルダ３の保持部３１に設けた通水口３４を通過して活水ピース４へ衝突し、活水化作用を増幅させている。なお、活水化の度合いは、多段状に配置するホルダ３の個数を増減させることで適宜に調整可能である。

さらに、筐体２の内部空間２６と被覆体２３との間を電気的に絶縁することで、活水装置１が電気二重層コンデンサとして機能し、内部空間内に生じた電子が筐体２の外部から正電荷を引き寄せて活水化作用を損なうことを抑制するため、活水装置１の電蝕等も防止されている。
［他の実施形態の可能性］

上記実施形態例の活水ピース４は、その外周面及び内周面に凹凸の螺旋条４３を形成しているが、この螺旋条４３を独立した所謂フィン（羽体）を組み合わせて構成するようにしても良い。

また、活水ピース４は自身を軸回転させる軸心部に貫通口４２を形成した円筒体であるが、１個の活水ピース４に対して複数の貫通口４２を穿孔（例えば、練炭状に複数の貫通口等を形成する。）しても良い。

さらに、活水ピース４のホルダ３への配置数も、各活水ピース４の接触状態を避ければ適宜に増減可能であり、多段状に配置するホルダ３ごとに配置構成を変更することも可能である。

これに加え、本実施形態例では、活水装置１を通水管５と筐体２とを同軸上に連結する構成であるが、この態様に限定せず、例えば、円筒、角筒、又は矩形箱体などの水密した適宜形状態の貯留水槽に、被処理水の流入口と流出口を設け、内部を通水円滑な形態構成すると共に流線状に複数個のホルダを配設する構成としても良い（図示省略）。

本実施形態例における活水装置の一部切り欠き斜視図である。 本実施形態例における活水装置の軸断面図である。 本実施形態例における活水装置の組立斜視図である。 本実施形態例における活水装置のホルダの一部切り欠き斜視図及び活水ピースの斜視図である。 本実施形態例における活水装置のホルダ内での活水ピースの配置状態を示す平面図である。

符号の説明

１ 活水装置
２ 筐体
２１ 本体
２２ 絶縁材
２３ 被覆体
２４ 連結管
２４ａ 流入口
２４ｂ 流出口
２４ｃ 内ネジ
２５ 絶縁リング
２６ 内部空間
３ ホルダ
３１ 保持部
３１ａ 保持壁
３２ 連結柱
３２ａ 連結口
３３ 側壁
３４ 通水口
３４ａ 旋回羽根片
３４ｂ 内側環体
３４ｃ 内側羽根片
３４ｄ 外側羽根片
４ 活水ピース
４１ 軸
４２ 貫通口
４３ 螺旋条
５ 通水管

Claims (7)

1. 所定長さの柱状体を成し、該柱状体の軸（４１）を流れに沿って配置した場合に、流圧により柱状体を軸回転させる１又は２以上の凹条（４３）又は凸条（４３）を柱状体の外周面に不連続条又は連続条に形成して成ることを特徴とする流路配置用の活水ピース。
2. 請求項１記載の活水ピースであって、さらに該柱状体に軸（４１）を含む貫通口（４２）を穿孔すると共に、該柱状体の軸（４１）を流れに沿って配置した場合に、該柱状体を軸回転させる１又は２以上の凹条（４３）又は凸条（４３）を前記貫通口（４２）の内周面に不連続条又は連続条に形成して成ることを特徴とする流路配置用の活水ピース。
3. 該柱状体の軸（４１）を流れに沿って配置した場合に、該柱状体を軸回転させる１又は２以上の凹条又は凸条を、不連続条又は連続条の螺旋条（４３）としたことを特徴とする請求項１又は２記載の流路配置用の活水ピース。
4. 流れに略直交させて配置し、かつ流線に変更を加える羽根片（３４ａ、３４ｃ、３４ｄ）を持った多数の通水口（３４）を有するホルダ（３）に、請求項１、２、又は３の活水ピースの１又は２以上を、互に接触することなく流れに沿って配置したことを特徴とする活水ピースの配置構成。
5. 請求項４記載の活水ピースの配置構成を、流れ方向へ多段に配置したことを特徴とする活水ピースの配置構成。
6. 流入口（２４ａ）と流出口（２４ｂ）とを有する導電性の筐体（２）と、該筐体（２）の外周側を絶縁材（２２）により覆い、かつ通水管（５）と絶縁した導電性の被覆体（２３）と、鉱物を主成分として小塊状に成形した活水ピースを前記筐体の内部空間（２６）に配置して成る活水装置において、
   活水ピースを上記請求項１、２、又は３記載の構成としたことを特徴とする活水装置。
7. 流入口（２４ａ）と流出口（２４ｂ）とを有する導電性の筐体（２）と、該筐体（２）の外周側を絶縁材（２２）により覆い、かつ通水管（５）と絶縁した導電性の被覆体（２３）と、鉱物を主成分として小塊状に成形した活水ピースを前記筐体の内部空間（２６）に配置して成る活水装置において、
   請求項５記載の活水ピース群の配置構成としたことを特徴とする活水装置。

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