WO2010137579A1

WO2010137579A1 - 水処理用添加剤および水処理装置

Info

Publication number: WO2010137579A1
Application number: PCT/JP2010/058803
Authority: WO
Inventors: 正樹桑原; 陽坂井
Original assignee: パナソニック電工株式会社
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2010-12-02
Also published as: JP2010274156A; TW201111293A

Abstract

　各層で添加成分の構成を異にする外層２、中層３、内層４の３層構造をもって錠剤状に固形化して添加剤１を形成した。そして、表面積の最も大きい外層２を溶解度の低い添加成分で構成し、表面積の最も小さい内層４を溶解度の高い添加成分で構成し、中間に位置する中層３を外層２と内層４の中間程度の溶解度となる添加成分で構成した。こうして、添加剤１が溶解して表面積が減少した場合であっても、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようにした。

Description

水処理用添加剤および水処理装置

　本発明は、水処理用添加剤およびその添加剤を用いた水処理装置に関する。

　従来、所望成分（電解質の高濃度水溶液）を水に混合させる装置として、所望成分を貯留する貯留タンクに連通した導入管をベンチュリ部を介して原水の流通管に接続し、原水がベンチュリ部を通過する際に発生する負圧を利用して貯留タンク内の所望成分を吸引し、原水と所望成分とを混合させるようにしたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

　この特許文献１では、ベンチュリ部に導入される原水の流速、つまり、原水の流量に応じて負圧値が変化するのを利用して所望成分の導入量を調節することでほぼ一定濃度の混合水を供給できるようにしている。

特開２００５－２３８０６２号公報

　しかしながら、かかる従来の技術では、所望成分をベンチュリ部を介して原水に混合させるために、所望成分を溜めておく貯留タンクが必要となる。そのため、装置全体が大型化してしまうという問題があった。

　そこで、本発明は、小型化を図りつつ、ほぼ一定濃度の混合水を供給することのできる水処理用添加剤および水処理装置を得ることを目的とする。

　本発明にあっては、原水に添加成分を混合して活水化する水処理用添加剤において、前記水処理用添加剤は、添加成分の構成、添加成分と凝固成分との配合比、および添加成分の比重のうち少なくともいずれかを異にする複数層をもって固形化されていることを特徴とする。

　本発明によれば、水処理用添加剤の各層の添加成分の構成を異ならせる場合、表面積の大きい外側の層から表面積が小さくなる内側の層に行くにつれて溶解度の高い成分にすることができる。この場合、水処理用添加剤が溶解して、水との接触面積が減少したとしても、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようになる。

　また、水処理用添加剤の各層の添加成分と凝固成分との配合比を異ならせる場合、表面積の大きい外側の層から表面積が小さくなる内側の層に行くにつれて凝固成分の配合比が低くなるようにすることができる。この場合、水処理用添加剤が溶解して、水との接触面積が減少した場合であっても、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようになる。

　そして、水処理用添加剤の各層の添加成分の比重を異ならせる場合、表面積の大きい外側の層から表面積が小さくなる内側の層に行くにつれて比重が軽くなるようにすることができる。この場合、水処理用添加剤の溶解初期は、添加剤が重いため水に沈んだ状態となっているため、水と添加成分との接触度合いが低くなる。一方、水処理用添加剤の溶解の進捗により内側の層が表面化するようになると、比重が軽くなるため水流により添加剤が徐々に攪拌されて添加剤と水との接触度合いが高まるようになる。その結果、水処理用添加剤の使用初期から末期に亘ってほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようになる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる水処理用添加剤を用いた水処理装置で、添加剤の使用初期状態を模式的に示す断面図である。図２は、本発明の第１実施形態にかかる水処理用添加剤を模式的に示す断面図である。図３は、本発明の第２実施形態にかかる水処理用添加剤を模式的に示す断面図である。図４は、本発明の第３実施形態にかかる水処理用添加剤を模式的に示す断面図である。図５は、図４に示す水処理用添加剤を用いた水処理装置で、添加剤の使用末期状態を模式的に示す断面図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

　（第１実施形態）
　図１および図２は、本発明にかかる水処理用添加剤および水処理装置の第１実施形態を示しており、本実施形態にかかる水処理装置１０は、水処理用添加剤（以下、単に添加剤と称する）１の添加成分を、飲用しようとする水に混合して活水化するものである。

　添加剤１は、図２に示すように、水に溶解する添加成分を錠剤状に固形化することで形成されている。本実施形態では、添加剤１は、各層で添加成分の構成（添加成分の構成、添加成分と凝固成分との配合比、および添加成分の比重のうち少なくともいずれか）を異にする外層２、中層３、内層４の３層構造をしている。

　このような３層構造の添加剤１を溶解させると、当初は外層２の外側が表面となり、溶解が進捗するにつれて中層３の外側が表面となり、次いで、内層４の外側が表面となる。すなわち、添加剤１の表面積は、外層２から中層３を経て内層４へと溶解するにつれて減少し、水と接触する面積が徐々に減少することとなる。つまり、外層２が水と接触する面積が最も大きく、中層３、内層４の順に水との接触面積が少なくなり、それに伴って添加成分の溶解量が減少することとなる。

　そこで、添加剤１の表面積の最も大きい外層２を溶解度の低い（溶解速度が遅い）添加成分で構成し、表面積の最も小さい内層４を溶解度の高い（溶解速度が早い）添加成分で構成した。そして、それぞれの中間に位置する中層３を外層２と内層４との中間程度の溶解度となる添加成分で構成した。

　本実施形態では、水に添加する所望成分としてカルシウムを用い、添加剤１の各層２、３、４の構成を、外層２を溶解度が低い硫酸カルシウムで構成し、中層３を溶解度が中程度の乳酸カルシウムで構成し、内層４を溶解度が高いグリセロリン酸カルシウムで構成した。

　水処理装置１０は、上記添加剤１を用いて原水を活水化させるようになっており、図１に示すように、添加剤１を収納する添加室１１を有し、この添加室１１の上端開口部１１ａに、原水導入管１２と活水吐出管１３とが連通されている。

　原水導入管１２は、添加室１１の上端開口部１１ａの片側ほぼ半分に開口（開口部１２ａ）するとともに、活水吐出管１３は、上端開口部１１ａの他側ほぼ半分に開口（開口部１３ａ）している。そして、原水導入管１２の開口部１２ａから添加室１１に流入した原水は、添加室１１内の添加剤１と接触して活水化した後、開口部１３ａから活水吐出管１３へと流出する。なお、原水導入管１２および活水吐出管１３の開口部１２ａ、１３ａにはメッシュ１４が取り付けられており、メッシュ１４によって添加室１１内の添加剤１が原水導入管１２や活水吐出管１３に入り込んでしまうのを抑制している。

　そして、原水導入管１２から添加室１１に流入した原水は、添加室１１内に収納した添加剤１と接触して添加成分が混合されて活水化し、活水が飲用水として供給される。

　以上説明したように、本実施形態では、各層で添加成分の構成（添加成分の構成、添加成分と凝固成分との配合比、および添加成分の比重のうち少なくともいずれか）を異にする外層２、中層３，内層４の複数層をもって固形化することで添加剤１を形成し、添加剤１の各層２，３，４の添加成分の構成を、表面積の大きい外側の層から表面積が小さくなる内側の層に行くにつれて溶解度の高い成分構成となるようにした。

　すなわち、添加剤１の構成を、表面積の大きい外層２を溶解度の低い成分構成とし、その外層２よりも表面積が小さくなる中側の層、つまり、中層３そして内層４へと行くにつれて段階的に溶解度が高くなる成分構成とした。

　そのため、添加剤１が溶解して添加剤１の表面積、つまり、添加剤１と水との接触面積が減少したとしても、所望成分（本実施形態ではカルシウム）の溶出量をほぼ一定にすることが可能となり、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができる。したがって、添加剤１の使用初期から末期に亘ってほぼ一定の濃度水を得ることができるようになる。また、添加剤１を用いることで、水処理装置１０の構成をより簡素化することができる上、水処理装置１０の小型化を図ることも可能となる。

　また、上記水処理装置１０を用いることで、上述した添加剤１の効果を発揮しつつ、添加成分を混合した活水を安定的に供給することができる。

　（第２実施形態）
　図３は、本発明の第２実施形態を示している。

　本実施形態にかかる添加剤１Ａは、上記第１実施形態と同様に、外層２Ａ、中層３Ａ、内層４Ａの３層で形成されており、水に溶解する添加成分を錠剤状に固形化することで形成されている。

　そして、本実施形態にかかる添加剤１Ａが上記第１実施形態にかかる添加剤１と主に異なる点は、各層２Ａ、３Ａ、４Ａで添加成分と凝固成分との配合比（添加成分の構成、添加成分と凝固成分との配合比、および添加成分の比重のうち少なくともいずれか）を異にしたことにある。

　具体的には、表面積の最も大きい外層２Ａは、凝固成分の配合比を高くし、表面積の最も小さい内層４Ａは、凝固成分の配合比を低くし、そして、それぞれの中間に位置する中層３Ａは、凝固成分の配合比を外層２Ａと内層４Ａとの中間程度としている。なお、凝固成分としては、デンプンやセルロースなどを用いることができる。

　そして、本実施形態では、添加成分として乳酸カルシウムを用いた場合を例示し、乳酸カルシウムと凝固成分との配合比を、外層２Ａで７：３、中層３Ａで８：２、内層４Ａで９：１となるようにしている。

　また、本実施形態にあっても、添加剤１Ａを用いる水処理装置として、上記第１実施形態（図１参照）に示した水処理装置１０を用いている。すなわち、添加室１１に添加剤１Ａを収納することで水処理装置１０を構成している。

　以上の本実施形態によれば、添加剤１Ａは、各層で添加成分と凝固成分との配合比（添加成分の構成、添加成分と凝固成分との配合比、および添加成分の比重のうち少なくともいずれか）を異にする外層２Ａ、中層３Ａ，内層４Ａの複数層をもって固形化されている。具体的には、添加剤１Ａの各層の添加成分と凝固成分との配合比を、表面積の大きい外層２Ａでは高く、その外層２Ａよりも表面積が小さくなる中側の層、つまり、中層３Ａそして内層４Ａへと行くにつれて段階的に低くなるようにしている。そのため、添加剤１Ａが溶解して、表面積、つまり、添加剤１Ａと水との接触面積が減少したとしても、所望成分の溶出量をほぼ一定にすることが可能となり、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができる。したがって、添加剤１Ａの使用初期から末期に亘ってほぼ一定の濃度水を得ることができるようになる。このように、本実施形態にあっても、添加剤１Ａを用いることで、水処理装置１０の構成をより簡素化することができる上、水処理装置１０の小型化を図ることも可能となる。

　また、上記水処理装置１０を用いることで、上述した添加剤１Ａの効果を発揮しつつ、添加成分を混合した活水を安定的に供給することができる。

　（第３実施形態）
　図４および図５は、本発明の第３実施形態を示している。

　本実施形態にかかる添加剤１Ｂは、上記第１実施形態と同様に、外層２Ｂ、中層３Ｂ、内層４Ｂの３層で形成されており、水に溶解する添加成分を錠剤状に固形化することで形成されている。

　そして、本実施形態にかかる添加剤１Ｂが上記第１実施形態の添加剤１と主に異なる点は、各層２Ｂ、３Ｂ、４Ｂで添加成分の比重（添加成分の構成、添加成分と凝固成分との配合比、および添加成分の比重のうち少なくともいずれか）を異にした点にある。

　具体的には、表面積の最も大きい外層２Ｂは比重が重くなる添加成分とし、表面積の最も小さい内層４Ｂは比重が軽くなる添加成分、特に、本実施形態では比重が水よりも軽くなる添加成分としている。そして、それぞれの中間に位置する中層３Ｂの添加成分は、比重を外層２Ｂと内層４Ｂとの中間程度としている。

　このとき、各層の比重の違いは、たとえば、添加成分に混合するバインダーの比重を異ならせることによって達成でき、また、添加成分の空隙率を異ならせることによっても達成することができる。

　また、本実施形態にあっても、添加剤１Ｂを用いる水処理装置として、上記第１実施形態（図１参照）に示した水処理装置１０を用いている。すなわち、添加室１１に添加剤１Ｂを収納することで水処理装置１０を構成している。

　以上の本実施形態によれば、添加剤１Ｂは、各層で添加成分の比重（添加成分の構成、添加成分と凝固成分との配合比、および添加成分の比重のうち少なくともいずれか）を異にする外層２Ｂ、中層３Ｂ，内層４Ｂの複数層をもって固形化されている。具体的には、添加剤１Ｂの各層の比重を、表面積の大きい外層２Ｂを重く、その外層２Ｂよりも表面積が小さくなる中側の層、つまり、中層３Ｂそして内層４Ｂへと行くにつれて段階的に軽くしている。そのため、添加剤１Ｂの溶解初期は、添加成分が重く水に沈んだ状態となって添加成分と水との接触度合いが低くなる。

　一方、添加剤１Ｂの溶解の進捗により中層３Ｂ、次いで内層４Ｂが表面化するようになると、比重が軽くなるため、図５に示すように、添加剤１Ｂが徐々に水に浮遊するようになって攪拌される。そして、このように浮遊した添加剤１Ｂは、水流により攪拌されることで、水との接触度合いが高まる。そのため、添加剤１Ｂが溶解して表面積が減少したとしても、所望成分の溶出量をほぼ一定にすることが可能となり、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができる。したがって、添加剤１Ｂの使用初期から末期に亘ってほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようになる。このように、本実施形態にあっても、添加剤１Ｂを用いることで、水処理装置１０の構成をより簡素化することができる上、水処理装置１０の小型化を図ることも可能となる。

　ところで、添加剤の構成として、上記第１実施形態では、各層の添加成分の構成を異にした場合（これを第１の条件とする）を示している。また、上記第２実施形態では、各層の添加成分と凝固成分との配合比を異にした場合（これを第２の条件とする）を示している。そして、上記第３実施形態では、各層の添加成分の比重を異にした場合（これを第３の条件とする）を示している。しかしながら、これら第１の条件、第２の条件および第３の条件は、適宜併用することが可能である。

　たとえば、上記第１実施形態に示した第１の条件に、第２の条件または第３の条件、若しくはそれら第２の条件と第３の条件の両方を併せて添加剤を形成することができる。

　そして、第２の条件を併用した場合には、第１実施形態の作用効果に加えて、第２実施形態の作用効果を併せて発揮することができる。また、第３の条件を併用した場合には、第１実施形態の作用効果に加えて、第３実施形態の作用効果を併せて発揮することができる。そして、第２の条件および第３の条件を併用した場合には、第１実施形態の作用効果に加えて、第２実施形態および第３実施形態のそれぞれの作用効果を併せて発揮することができる。

　また、第２実施形態に示した第２の条件に、第３の条件を併せて添加剤を形成することができる。

　この場合には、第２実施形態の作用効果に加えて、第３実施形態の作用効果を併せて発揮することができる。

　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。たとえば、錠剤化した添加剤は、外層、中層、内層の３層構造とした場合を示したが、これに限ることなく２層構造や４層以上の構造でもよい。

　本発明によれば、小型化を図りつつ、ほぼ一定濃度の混合水を供給することのできる水処理用添加剤および水処理装置を得ることができる。

Claims

　原水に添加成分を混合して活水化する水処理用添加剤において、
　前記水処理用添加剤は、添加成分の構成、添加成分と凝固成分との配合比、および添加成分の比重のうち少なくともいずれかを異にする複数層をもって固形化されていることを特徴とする水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の各層は、添加成分の構成を異にすることを特徴とする請求項１に記載の水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の各層は、添加成分と凝固成分との配合比を異にすることを特徴とする請求項１に記載の水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の各層は、添加成分の比重を異にすることを特徴とする請求項１に記載の水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の各層は、添加成分の比重を併せて異にすることを特徴とする請求項２に記載の水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の各層は、添加成分の比重を併せて異にすることを特徴とする請求項３に記載の水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の各層は、添加成分と凝固成分との配合比を併せて異にすることを特徴とする請求項２に記載の水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の各層は、添加成分の比重を併せて異にすることを特徴とする請求項７に記載の水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の複数層の添加成分の構成を、外側の層から内側の層に行くにつれて溶解度の高い成分構成となるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の複数層の添加成分と凝固成分との配合比を、外側の層から内側の層に行くにつれて凝固成分の配合比が低くなるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の水処理用添加剤。
　前記水処理用添加剤の複数層の添加成分の比重が、外側の層から内側の層に行くにつれて軽くなるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の水処理用添加剤。
　請求項１に記載の水処理用添加剤を用いたことを特徴とする水処理装置。