JP2000308884A

JP2000308884A - 水浄化促進方法及び水浄化装置

Info

Publication number: JP2000308884A
Application number: JP11117656A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Inoue; 博之井上
Original assignee: ASAHITEKKU Corp KK
Current assignee: ASAHITEKKU Corp KK
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】通水式で、短時間で効率のよい水浄化促進方
法及び水浄化装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、ミネラル含有鉱物の特性を有
効に用いて水浄化を行なうため、超音波を導入し、上記
目的を達成する水浄化促進方法及び水浄化装置を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水浄化促進方法お
よび水浄化装置に関する。詳しくは、食品加工、製薬、
半導体製造等の工場、医療現場、住宅・ビルへの水供
給、また飲料水全般にわたって使用し得る浄水装置に用
いる水浄化促進方法および水浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々の用途に用いられる用水は、
上水道により浄水され給水されているが、飲用として生
理的に安全な水もしくは飲んでおいしいと感じる水は、
岩石などから溶出された鉱物質を程よく含有されてお
り、通常の上水道などのような水を給水している。しか
し、原水の汚染が進み、浄水中に溶存塩類量が、過度に
増すと、浄水道使用先でも、飲用水、給湯、製氷など
で、使用される水には障害となることがある。また、工
場の食料製造等として使用される水等、その用途に限定
した水量に対し、多段減圧蒸留、イオン交換、逆浸透な
どの工程により、必要とする水質レベルの純水を製造し
使用に供されている等、用途目的に応じて、数々の浄水
方法が開発されている。

【０００３】ところで、電気石は、組成の非常に複雑な
珪酸塩鉱物であり、化学成分は一般にNa(Mg,Fe,Mn,Li,A
l)₃Ai₆Si₆O₁₈(BO₃)₃(OH,F)₄と表されホウ素を含有する
ことを特徴とし、いわゆるミネラルを多種含む。また、
自発分極しているため、水と接触すると電解反応をおこ
し、水は、ヒドロキシルイオンを生成する。このヒドロ
キシルイオンは界面活性作用があり洗浄効果を発揮す
る。従って、電気石は、不純物をとりこんでいた水か
ら、気体を空気中に放出し、また固体は沈殿物として除
去し、さらにミネラルを溶出させる効果があり、電気石
を用いた浄水方法が考えられる。

【０００４】また、珊瑚は、炭酸カルシウムを主成分と
し、少量の炭酸マグネシウムを含んでおり、多孔質の形
状を有する。多孔質であるため、不純物を吸着する能力
があり、また、カルシウムイオン、マグネシウムイオン
を生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらミネラ
ル含有鉱物のミネラル溶出効果及び水浄化効果は水温を
上昇させると若干向上するが、例えば電気石等の有する
電流発生・電気分解能力・ミネラル溶出等の作用は微弱
である等、ミネラルを含有する鉱物と水を接触させたの
みではその浄化効果は微弱であり、一定の効果を発揮さ
せるためには時間を要する。

【０００６】このため、これら電気石等のミネラルを含
有した鉱物を用いた浄水方法で、浄化効果及びミネラル
溶出効果を充分に作用させるためには何度もこれらの鉱
物に接触させる工程を経ることが必要である。従って、
水循環式または溜水方式の構造をとる。多量の水を滞留
させるために大型の装置が必要とされる。

【０００７】また、珊瑚を担体として、浄水作用及びミ
ネラル溶出作用を行う場合、上記と同様効率がよくな
く、効果を上げるためには時間を要し大型の装置を必要
としている。その他、麦飯石も同様である。

【０００８】そこで、本発明者らは、上記問題を解決
し、ミネラル含有鉱物の特性を有効に用いて、簡便にミ
ネラル溶出、および浄水できる方法および装置を提供す
ることを目的として鋭意研究を重ねた結果、本発明に至
ったのである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明にかかる
水浄化促進方法の要旨とするところは、少なくとも、水
を流入させる流入ステップと、担持体を含有し、該担持
体と流入された水と接触させて浄化しつつ、該水および
該担持体に超音波振動を当てる浄化ステップと、浄化さ
れた水を流出させる流出ステップから構成されることに
ある。

【００１０】また、本発明にかかる水浄化装置の要旨と
するところは、少なくとも、水を流入させる流入手段
と、担持体を内包し該担持体と流入された水と接触させ
て浄化しつつ、該水および該担持体に超音波振動を当て
る浄化手段と、音波を発生させる超音波発振子と前記担
持体を振動させる超音波振動子、及び浄化された水を流
出させる流出手段とを備えたことにある。

【００１１】前記担持体が、ミネラル含有鉱物を含有す
ることにある。

【００１２】また、前記担持体が、主として、電気石、
珊瑚からなる群より選択される１以上が含まれることに
ある。

【００１３】さらに、前記担持体が、顆粒状セラミック
層、ハニカム構造を有する板状、または繊維状のシート
構造から選択される構造であることにある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる水浄化方法
について、実施の形態の１例に基づいて説明するがこれ
らに限定されない。ここで、本発明において、「ミネラ
ル」とは、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、
鉄、マグネシウム、亜鉛、カリウム、マンガン、リン、
セレン、ニッケル、モリブデン、クロム、リチウム、
銅、コバルト、バナジウム等人体に有用な物質を意味す
る。また、本発明において、「ミネラル含有鉱物」と
は、上記ミネラルを含有している鉱物であり、これらミ
ネラルが水に溶け得る構造になっている鉱物をいう。

【００１５】本発明の図１は、本発明にかかる水浄化方
法１０の概略構成図である。浄化を必要とする水は、液
体流入手段から搬入され、電気石等を担持体とする担持
手段を通過して流出手段により系外に搬出される。この
担持手段には、超音波発生手段から発生させられた超音
波が、常時または必要時に担持手段に作用するように超
音波振動手段が併設されている。

【００１６】担持手段は、具体的には、ミネラルを含有
する鉱物を担持体として含有していれば特に限定されな
い。担持体としては、ミネラルを含有する鉱物自体また
はこれらの混合物、さらにミネラルを含有する鉱物の１
種以上を、粘土等の基材に混入させて焼成したものであ
ってもよい。これら混入物は、１または２種以上の鉱物
を含む混入物を２種以上混合してもよいし、混入の段階
において、１または２種以上の鉱物を混入したものであ
ってもよい。本発明の担持手段はミネラルが溶出すれば
よく、混入割合は、特に限定されない。

【００１７】担持体の材質は、ミネラルが水に溶出可能
な構造を有する鉱物であれば、基本的には限定されない
が、特には、電気石、珊瑚、麦飯石、またはこれらの組
み合わせによる担持体が好ましい。これらは、多孔質で
あり、それらの有する微細な間隙に、不純物を取り込む
特性を有し、さらに、浄化された水にカルシウム、マグ
ネシウム等に代表されるミネラルと呼ばれる、人体に有
益な、無機イオン、金属イオンを添加する効果をも有す
る。

【００１８】これらの担持体の形状は、特に限定されな
いが、例えば、担持体を単体また複合材料の顆粒状、多
孔性の粒子の形状としたもの、また、担持体粒子を付着
させた板状、棒状のもの、担持体を多孔性の板状または
中空の筒形状としたもの等が挙げられる。これら担持体
を充填した容器に浄化すべき水を導入することにより、
浄化が行われる。

【００１９】充填方法としては、上記顆粒状・粉体状・
多孔質の粒子を、水の流通する孔を多数設けた円筒状の
金属または樹脂製の容器を水流入容器に複数投入する方
法、また、板状、または棒状に形成した上記担持体を水
流入容器に複数挿入または積層する方法、さらに上記顆
粒状、粉体状、多孔性の粒子の形状としたものを直接充
填する方法等、いずれの形態であってもよく、特に限定
されない。例えば、顆粒状セラミック層、またはハニカ
ム形状を有する板状、繊維状の通気性のあるシート構造
である。

【００２０】詳しくは、顆粒状セラミック層とする場合
は、例えば、電気石及び／または珊瑚、麦飯石等のミネ
ラル含有鉱物の顆粒または、これらの素材を他のセラミ
ック等の基材に混合したものの顆粒状体を、上記水流入
容器に、充填または、通水孔のあいたカラム等に充填し
たものを容器に設置する等の態様がある。

【００２１】また、ハニカム形状を有する板状のものと
した場合は、水に接触する表面積が大きく、さらに板状
とした場合の機械的強度が大きいため、好ましく用いら
れ得る。さらに、繊維状の通水性のあるシート構造であ
る場合は、容器に曲折して、積層することにより、水が
より担持体に接触する機会が多くなるため、好ましい。

【００２２】これら担持体は、上記例として挙げた形態
に限定されず、その他種々の形態にて、用いられ得る。

【００２３】本発明にかかる水浄化促進方法は、上記水
流入容器に充填した担持体が超音波に暴露されるよう
に、超音波発振ステップが、設けられていることを特徴
とする。

【００２４】具体的には、超音波発振ステップを装置と
した超音波発振手段は、超音波発振子と超音波振動子に
より構成される。例えば、超音波発振子は、電源から変
換手段により交流電流を直流に変換し、発振子である圧
電素子に高周波電圧を加えて超音波を発生させる。発振
子は、水流入容器に接続または接触しており、容器自体
に発振子により発生した超音波による激しい振動が伝播
される。伝播された超音波による振動はさらに水流入容
器から流入された水および担持体に伝播され、ミネラル
含有鉱物の浄化効果が促進される。

【００２５】図２は、実施の態様の１例である。図２に
示すように、本発明にかかる水浄化装置１０は、電源１
２、直流変換器１４、超音波発振子１６、超音波振動子
１８、水流入容器２０、担持体２２、水流入管２４、水
流出管２６で、構成される。水道等取水口に接続された
本発明にかかる水浄化装置は、水浄化用担持体が取り付
けられており、水流入管２４から送られてきた水は、流
入口２８を通って、一端水流入容器２０に滞留し、担持
体２２に接触した後、流出口３０を通過して、水流出管
２６から他方の経路に送られる。

【００２６】また、本発明にかかる水浄化装置の超音波
発振子１６としては、例えば、水晶発振子、ロッシェル
塩結晶、強誘電体セラミックス、強磁性合金やフェライ
ト等、超音波を発生させる発振子であれば特に限定され
ない。

【００２７】また、超音波の周波数としては、１〜２０
０ｋＨｚ程度が好ましい。また、一定の周波数であって
もよい。また、出力調整により、周波数を変動させるこ
とも可能である。超音波の周波数を周期的に変動させる
と、担持体のミネラル溶出の効果がより顕著になるので
好ましい。

【００２８】上記水浄化装置に送られた水は、通常水道
水であり、通常は、塩素、トリハロメタン等の不純物を
含有しているが、ミネラル含有鉱物、特には電気石、珊
瑚、麦飯石、及びこれらの混合物により、これらの水の
味を悪化させる種々の物質を吸着され、さらにミネラル
を添加される。このように、浄化された水は、流出口３
０から水流出管を通過して、家庭、または工業用とし
て、飲用水、食料加工水等として、給水容器に一端貯蔵
されるか、直接蛇口から取水することが可能となる。

【００２９】例えば、食品加工用として用いられる場合
には、食品の有する味、香りを充分に発揮することがで
きる。

【００３０】これらの構成に、温度調整手段、温度検知
手段、液体流量調節手段、水質検出手段等種々の手段を
付加してもよい。さらに、水浄化の工程において、例え
ば、フィルターによるろ過等組み入れて、流入水におけ
る異物・砂類・錆・藻類等を除去する工程、例えば、活
性炭や、イオン交換樹脂等を段階的に組み合わせて、重
金属類・有機塩素類・細菌類を除去する工程と、本発明
にかかる浄水方法と組み合わせることにより、不純物を
高度に除去しつつまたは除去した後、本発明によりミネ
ラルを添加してより浄化されたおいしい水を得ることも
可能である。

【００３１】このようにして構成される本発明にかかる
水浄化方法及び水浄化装置は、水道水等の浄化を短時間
で高率よく効果的に行うことができ、通水式が可能とな
り、装置の小型化も実現することができる。また、得ら
れた浄化水は、不純物が除去され、ミネラル成分が添加
されている。

【００３２】以上、本発明にかかる水浄化方法及び水浄
化装置について図面に基づいて説明したが、本発明の説
明に用いた実施の態様においては、超音波発生手段は、
浄化装置と一体型で浄化装置の下部に設置しているが、
側面であっても、上部であってもよい。さらに、超音波
発生装置が、分離型や着脱可能型であっても良く、例え
ば、分離型であって、超音波発生装置を水流入装置の中
に挿入する態様であってもよい等、本発明はその趣旨を
逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、
修正、変更を加えた態様で実施し得る。

【００３３】

【実施例】以下、実施例として、本発明にかかる水浄化
装置を用いて浄化し、水の浄化度を測定した。測定は、
水素イオン濃度及び、導電率及び、酸化還元電位（ＯＲ
Ｐ）について行った。測定は、周知の方法で行った。

【００３４】（実施例１）担持体として、電気石を含む
トルマリンセラミック（電気石として、２０％含み、粒
径５ｍｍの粒状を有する。）を用いて、バッチ式で、超
音波を当てて浄化を行った。なお、超音波は、発振周波
数は、２８，４５，１００ｋＨｚのものを周期的に変化
させた。

【００３５】（比較例１）担持体として、電気石を含む
トルマリンセラミック（電気石として、２０％含み、粒
径５ｍｍの粒状を有する。）を用いて、超音波をかけな
いこと以外は、実施例１と同様にして、浄化を行った。

【００３６】（実施例２）担持体として、コーラルセラ
ミック（珊瑚を２０％含有し、粒径３ｍｍの粒状を有す
る。）を用いて、バッチ式で、浄化を行った。なお、超
音波は、発振周波数は、２８，４５，１００ｋＨｚのも
のを周期的に変化させた。

【００３７】（比較例２）担持体として、コーラルセラ
ミック（珊瑚を２０％含有し、粒径３ｍｍの粒状を有す
る。）を用いて、超音波をかけないこと以外、実施例２
と同様にして、浄化を行った。

【００３８】上記実施例１、２、比較例１，２で得られ
た浄化水の、水素イオン濃度及び、導電率及び、酸化還
元電位（ＯＲＰ）の経時的変移について、図３〜図８に
表した。超音波を当てたものと、当てないものの差異が
グラフにより明らかである。なお、水素イオン濃度及
び、導電率及び、酸化還元電位（ＯＲＰ）は、溶出され
たミネラルイオンの量に対応する。

【００３９】

【発明の効果】本発明にかかる水浄化方法及び水浄化装
置は、上記述べたように、少なくとも水を浄化する担持
体、また、担持体の浄化作用を促進する超音波発振手段
及び超音波振動手段を有し、ミネラルを溶出する鉱物、
特には電気石・珊瑚・麦飯石の特性を有効に用いた担持
体による浄水しミネラルを添加する作用を、超音波の振
動を伝えることによりさらに効果的にし、短時間で効率
のよい水浄化を可能とし、簡便に浄水できる方法および
装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる水浄化装置の実施の態様の概略
構成図である。

【図２】本発明にかかる水浄化装置の１の実施例であ
る。

【図３】実施例１、比較例１について、時間ー水素イオ
ン濃度のグラグである。

【図４】実施例１、比較例１について、時間ー導電率の
グラグである。

【図５】実施例１、比較例１について、時間ー酸化還元
電位（ＯＲＰ）のグラグである。

【図６】実施例２、比較例２について、時間ー水素イオ
ン濃度のグラグである。

【図７】実施例２、比較例２について、時間ー導電率の
グラグである。

【図８】実施例２、比較例２について、時間ー酸化還元
電位（ＯＲＰ）のグラグである。

【符号の説明】

１０；本発明にかかる水浄化装置１２；電源１４；直流変換器１６；超音波発振子１８；超音波振動子２０；水流入容器２２；担持体２４; 水流入管２６；水流出管２８；流入口３０；流出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/68 ５２０Ｃ０２Ｆ 1/68 ５２０Ｓ５４０５４０Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、水を流入させる流入ステッ
プと、担持体を含有し、該担持体と流入された水と接触
させて浄化しつつ、該水および該担持体に超音波振動を
当てる浄化ステップと、浄化された水を流出させる流出
ステップとから構成される、水浄化促進方法。
【請求項２】少なくとも、水を流入させる流入手段
と、担持体を内包し該担持体と流入された水と接触させ
て浄化しつつ、該水および該担持体に超音波振動を当て
る浄化手段と、音波を発生させる超音波発振子と前記担
持体を振動させる超音波振動子、及び浄化された水を流
出させる流出手段とを備えた、超水浄化装置。
【請求項３】前記担持体が、ミネラル含有鉱物を含有
することを特徴とする、請求項２に記載される水浄化装
置。
【請求項４】前記担持体が、電気石、珊瑚、麦飯石か
らなる群より選択される１以上を含有する、請求項２ま
たは請求項３に記載される水浄化装置。
【請求項５】前記担持体が、顆粒状セラミック層、ハ
ニカム構造を有する板状、または繊維状のシート構造か
ら選択される構造である、請求項２乃至請求項４に記載
する水浄化装置。