JPH02265688A - 給水浄化装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、給水流路内の磁性微粒子の除去、即ち、赤水
対策を効果的に行うことができる給水浄化装置に関する
。

（ロ）従来の技術 従来、上記赤水対策として以下の方法が公知である。

第１の方法は、内部に多孔質の樹脂やセラミック等より
形成された精密濾過膜及び活性炭等の吸着剤を充填した
浄水器の使用である。

第２の方法は給水管の内面へのリン酸系、ケイ酸系防錆
剤の使用である。

第３の方法は圧縮空気に研磨材を混合し、水道管内に高
速で送り込むことにより錆層を除去し、その後エポキシ
樹脂で管内面をコーティングする配管更生工法である。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、上記した従来の方法は、いずれも以下の解決す
べき課題を有していた。

即ち、第１の方法では、浄水器は活性炭を使用している
ため、処理した水道水中に残留塩素が無くなり、殺菌作
用がなくなることにより雑菌が繁殖する。また、水道水
中の磁性微粒子は一般の配管用ストレーナ（４０〜６０
メツシユ）では濾過できず、またポアサイズの小さい精
密濾過膜等では圧力損失が大きく流量がとれない、さら
に、濾過膜や活性炭は使い捨てであるため、メンテナン
スがコスト高になる。

第２の方法では、防錆剤であるリン酸系、ケイ酸系防錆
剤が心象、装置として、その使用が認められているが、
常時使用されることが多く、また薬剤を飲料水に添加す
ることは安全性にも問題がある。

第３の方法では、発ガン性が問題視されているジベンゾ
フランが溶出する等、水質に悪影響を及ぼすおそれがあ
り、安全性に問題がある。

本発明は、上記課題を解決することができる給水浄化装
置を提供することを目的とする。

（ニ）１題を解決するための手段 本発明は、給水流路に、水道水中の懸濁粒子を磁気力で
吸着捕獲して給水浄化する磁気分離フィルタを具備する
高勾配磁気分離装置を取付けたことを特徴とする給水浄
化装置に係るものである。

（ホ）作用及び効果 本発明では、高勾配磁気分離装置によって発生した磁気
力、詳細に説明すると、磁場を発生する磁場発生部とそ
の磁場内に設けられ磁化されることにより磁性微粒子を
吸着捕獲するフィルタを有することにより、赤水の成分
である磁性微粒子を効果的に吸着捕獲し、いわゆる固液
を磁気分離することができる。

従って、安全性に問題があるリン酸系、ケイ酸系防錆剤
やエポキシ樹脂で内面をコーティングする配管更生工法
を用いる必要がなく、飲料水の安全性を著しく向上する
ことができる。

また、磁気力を除けば、磁気分離フィルタに付着した磁
性微粒子を、容易に逆洗でき、磁気分離フィルタを何回
でも使用でき、メンテナンスに要するコストを低減でき
る。

さらに、磁気フィルタは空間占積率が小さく、精密濾過
膜、限外濾過膜などのポアサイズの小さい膜などより圧
力損失が少ないので、大流量処理が可能となる。

（へ）実施例 以下、添付図に示す実施例を参照して、本発明にかかる
給水浄化装置を具体的に説明する。

Ｉ第１実施例］ 本実施例は、第１図に示すように、高勾配磁気分離装置
Ａを一戸建の住宅Ｂに設置した例である（水道直結方式
）。

図示するように、水道本管１０から分岐した給水管１１
は、分水栓１２．止水栓１３．量水器１４を通して住宅
Ｂ内の使用個所に接続されている。

上記構成において、本発明にかかる高勾配磁気分離装置
Ａは、量水器１４の二次側（下流側）をなす給水管１１
に接続されている。

そして、水道本管１０から流入する水道水内に含まれ赤
水の原因となる懸濁磁性微粒子（例えば、Ｆｅｔ０３．
Ｆｅ０（ＯＨ）等）を、高勾配磁気分離装置Ａによって
磁気分離し吸着することにより、末端の使用個所より赤
水が出ないようにすることができる。

Ｉ第２実施例］ 本実施例は、高勾配磁気分離装置Ａを、第２図〜第６図
に示すように、ビルｄに設置した例である（タンク方式
）。

図中、２１°は第１給水管であり、同第１給水管２１は
、止水栓２２．量水器２３を通して受水タンク２４に接
続されている。また、受水タンク２４は、ポンプ２５に
よって、第２給水管２６を介してビルＣの屋上に設置し
た高置タンク２７に接続されている。さらに、高置タン
ク２７は、第３給水管２日によって、ビルＣの各階の使
用個所に接続されている。

そして、第２図において、高勾配磁気分離装置Ａは、受
水タンク２４の二次側（下流側）に設置されており、第
３図においては、高置タンク２７の二次側（下流側）に
設置されている。

かかる構成によって、図示しない水道本管から流入する
水道水内に含まれる赤水の原因となる懸濁磁性微粒子（
例えば、ＦｅｚＯ，Ｆｅｄ（ＯＲ）等）を、高勾配磁気
分離装置Ａによって磁気分離し吸着することにより、ビ
ルＣ内に設けた末端の使用個所より赤水が出ないように
することができる。

また、第４図は、ビルＣ内の第３給水管２８に第４給水
管２９の一端を接続するとともに、その他端をポンプ３
０を通して高置タンク２７に接続して循環流路を形成し
、同循環流路の中途に高勾配磁気分離装置Ａを取付けた
ことを特徴とする。

かかる構成によって、水道本管等の一次側の懸濁磁性微
粒子はもちろんのこと、ビルＣ内の給水管内面の腐食で
発生するＦｏｘｅｓ、Ｆｅｄ（ＯＨ）等の磁性微粒子も
分離吸着することができる。

更に、循環流量を磁気分離するのに最適な条件（例えば
流速）に調節することにより磁気分離性能の安定性を図
ることができる。

第５図に示す実施例は、受水タンク２４或いは高置タン
ク２７等の貯留タンクの貯留水を常にポンプ３２により
循環管３１を通して循環し、途中に高勾配磁気分離装置
Ａを接続した例である。

第６図は第２図の変容例（圧力タンク方式）であり、ポ
ンプ２５の二次側（下流側）に圧力タンク３３を設置し
、同圧力タンク３３の二次側に位置する第２給水管２６
に高勾配磁気分離装置Ａを取付けたことを特徴とする。

〔第３実施例〕 第７図及び第８図は高勾配磁気分離装置Ａを浄水器りに
組み込んだ例である。

第７図及び第８図において、下端に飲料水流入管４０を
接続し、上端に飲料水流出管４】を接続した容器４２は
、その内部に、高勾配磁気分離フィルタカートリッジＦ
を同心円的に配設している。なお、４２ａは容器４２内
に充填した活性炭等の吸着剤である。

高勾配磁気分離フィルタカートリンジＦは、本実施例で
は、第９図に示すように、上下端開口の保持筒体４３内
に複数のリング状の永久磁石４４と鉄製リング４４ａと
を交互に軸線方向に積層状態に収納し、第１０図に示す
ように、同永久磁石４４の内部に強磁性細線や強磁性帯
状薄板からなるフィルタ４５を充填することによって構
成している。

かかる構成によって、浄化器り内に組込んだ高勾配磁気
分離フィルタカートリッジＦ内に磁場を発生し、図示し
ない給水管から流入する水道水内に含まれる懸濁磁性微
粒子（例えば、ＦｅｚＯ２，Ｐｅ０（Ｏｌｌ）等）を、
磁気分離し吸着することにより、末端の使用個所より赤
水が出ないようにすることができる。

また、高勾配磁気フィルタ４５の吸着捕獲性能が悪くな
った時には、蓋部４２ｂ、固定部４２ｃを取り、カート
リッジＦを上方に抜き取り、永久磁石４４よリフィルタ
４５を外し、磁場をなくすことにより、フィルタ４５よ
り懸濁磁性微粒子は容易に洗浄できる。

第１１図は高勾配磁気分離フィルタカートリッジＦの組
立手順を斜視図で示す、 なお、浄水器りは、給水管に直接的に接続する場合を示
したが、卓上式など間接的な接続方法でもよい。

〔第４実施例〕 また、第１２図及び第１３図は、湯水混合栓として示さ
れる水栓金具Ｅの吐水口部５０に高勾配磁気分離装置Ａ
を組み込んだ例である。

かかる構成によ−って、高勾配磁気分離装置Ａ内に磁場
を発生し、図示しない給水管から流入する水道水内に含
まれる懸濁磁性微粒子（例えば、ＦｅｚＯオ、　ＦｅＯ
（Ｏｆｆ）等）を、磁気分離し吸着することにより、水
栓金具Ｅより赤水が出ないようにすることができる。

なお、高勾配磁気分離袋ＷＡは、水栓金具Ｅの脚部や他
の個所にも設置することができる。

〔第５実施例〕 さらに、第１４図は、台所流し用の水栓金具Ｇに連結さ
れるホース５１に第７図の高勾配磁気分離装置Ａを設置
した例である。

かかる構成によって、高勾配磁気分離装置Ａ内に磁場を
発生し、図示しない水道本管から流入する水道水内に含
まれる懸濁磁性微粒子（例えば、Ｆｅｔｕｓ、Ｆｅｄ（
ＯＨ）等）を、磁気分離し吸着することにより、水栓金
具Ｇより台所流し５２に赤水が出ないようにすることが
できる。

以上、高勾配磁気分離装置Ａの設置個所を中心として、
本発明を説明してきたが、本発明にかかる高勾配磁気分
離装置ｊＡの設置個所は、上記した実施例における個所
に何ら限定されるものではなく、例えば、高勾配磁気分
離装置Ａを、ポンプ量水器、弁、ストレーナ−等と一体
に設けても良く、更に、洗濯機、浴槽、給湯器等に組み
込んでも良い。

さらに、高勾配磁気分離装置Ａの構成も、第７図に示す
構成に何ら限定されるものではなく、例えば、以下の構
成とすることができる。

第１５図及び第１６図において、６０は軟鉄等を素材と
するリターンフレームであり、後述する永久磁石６１．
６２とともに、磁気回路を形成することができる。

本実施例において、かかるリターンフレーム６０は、円
板状の上下壁６０ａ、６０ｂと筒状の周壁６０ｃとから
形成されている。

そして、リターンフレーム６０は、その上下壁６０ａ、
６０ｂの内面に、それぞれ、ドーナッツ状の上下永久磁
石６１．６２を取付けており、両永久磁石６１６２の間
の間隙に、磁性微粒子を吸着除去するための円柱状のフ
ィルタカートリ、ツジ６３を介設している。

また、リターンフレーム６０の上壁６０ａの中央部に開
口６４が設けられており、同開口６４を上下方向に貫通
して流体流入管６５が、リターンフレーム６０の内部に
伸延しており、その伸延端に形成した開口部６５ａは、
フィルタカートリッジ６３の上面中央部と連通連結して
いる。

一方、フィルタカートリッジ６３の周壁部には複数の流
体流出管６６が連通連結されている。

また、上記構成において、フィルタカートリッジ６３は
、第１７図に示すように、薄肉円板状の上下壁と薄肉周
壁とからなる中空筒状容器６７と、同中空筒状容器６７
内に積層状態に配設した多数の円盤状のフィルタエレメ
ント　（又はフィルタモジュール）６８とからなる。

そして、各フィルタエレメント６８は、第１７図、第１
８図及び第１９図に示すように、多数の磁性線６９を３
６０６全方向に放射状に配設しており、磁性線６９間に
形成される流路Ｐの断面積が、フィルタエレメント６８
の中央部から外周縁に向かって漸次太き（なるようにし
ている。

かかる構成によって、各フィルタエレメント６８に流入
した処理流体の速度は、フィルタエレメント６８の中央
部から外周縁に向かって流れるにつれて漸次遅くなるこ
とになる。

つまり、フィルタカートリッジ６３における処理水の流
れにおいて、放射状に強磁性細線６９を配置した各フィ
ルタエレメント６日の任意における流速は常に変化し、
中心部近傍の流速に比べて外周近傍の流速は半径に反比
例して低下することになる。

従って、流速を漸次遅くすることにより磁性微粒子の吸
着捕獲性能が著しく高くなる。

ただし、径方向に対して、フィルタエレメント６８の単
位体積当たりの強磁性細線６９の空間占積率を路間−に
するために、強磁性細線６９は多段階に放射状に配置し
ている。即ち、強磁性細線６９の単位中心周当たりの密
度は、中央部は粗に、外周縁に向かうに従って漸次密に
配置している。

かかる構成によって、処理流体は、流体流入口６５より
フィルタカートリッジ６３内に流入し、多数のフィルタ
エレメント６８が設置されている容器６７内を、中央部
から外周部に向けて流れ、流体流出口６６より流出され
ることになる。

そして、上記処理流体の流れにおいて、磁性微粒子を、
広流量範囲にわたって、高効率で吸着除去することがで
きる。

尚、フィルタエレメント６８は、細線を編んでも製作し
ても、薄板をエツチングまたは抜打加工して製作しても
よく、形状も平伏でも波状でも凹凸状でも良い。

また、第２０図〜第２２図に、高勾配磁気分離装置Ａの
他の実施例を示す。

第２０図に示すように、永久磁石（Ｎ磁極）７１　と永
久磁石（Ｓ磁極）７２との間の空間に、磁性微粒子を吸
着除去するための高勾配磁気分離フィルタカートリッジ
Ｆが配設されている。

かかる高勾配磁気分離フィルタカートリッジＦは、それ
ぞれ流体流入ロア３と流体流出ロア４とを具備する長尺
の矩形箱体からなる非磁性体セルフ５と、同、非磁性体
セルフ５内に形成した磁気分離処理槽７６から形成され
る。

本実施例は、実質的に、上記した磁気分離処理槽７６を
複数の直列に連結した区画処理槽７６ａ〜７６ｄから構
成し、非磁性体セルフ５内に、屈曲処理流路を形成した
特徴を有する。

即ち、第２１図及び第２２図に示すように、長尺箱体形
状を有する非磁性体セルフ５内に形成した磁気分離槽７
６は、仕切板７７．７８．７９によって四つの区画処理
槽７６ａ〜７６ｄに仕切られている。

そして、上記区画処理槽７６ａ〜７６ｄのうち、端側に
位置する区画処理槽７６ａは、その上面に流体流入ロア
３を設けており、一方、他端側に位置する区画処理槽７
６ｄは、その上面に流体流出ロア４を設けている。

さらに、第２１図に示すように、両端側の仕切板７７．
７９は上端を非磁性体セルフ５の上面に連結するととも
にその下端と非磁性体セルフ５の下面との間に連絡流路
８０．８２を形成している。一方、中央の仕切板７８は
下端を非磁性体セルフ５の下面に連結するとともにその
上端と非磁性体セルフ５の上面との間に連絡流路８１を
形成している。

かかる構成によって、全区画処理槽７６ａ〜７６ｄは、
連絡通路８０，８１．８２を介して直列的にかつ屈曲し
なから連通されることになり、屈曲処理流路を形成する
ことができる。

次に、各区画処理槽７６ａ、　７６ｂ、　７６ｃ、　７
６ｄの内部構成について説明する。

第２１図及び第２２図に示すように、強磁性体からなり
、かつフィルタエレメントとして作用する多数の強磁性
細線８３が処理流体の流れの方向と平行に配設されてい
る。

そして、これらの強磁性細線８３は、等間隔を隔てて、
密で、しかも相互に平行に並設されている。

かかる構成によって、各区画処理槽７６ａ、７６ｂ。

７６ｃ、　７６ｄ内に高勾配磁界を形成して、それぞれ
、非常に小さい微粒子を吸着除去することができる。

尚、強磁性細線８３の空間占積率は各区間処理総で同一
にしても、又、例えば、７６　ａ　、　７６ｂ、　７６
ｃ、　７６ｄの順に大きくしていき、上流で粒径の大き
い粒子を、下流で粒径の小さい粒子を捕獲する構成にし
てもよい。

次に上記構成を有する高勾配磁気分離装置Ａによる流体
処理方法について説明する。

処理流体は、まず、流体流入ロア３を通して区画処理槽
７６ａ内に流入し、その後、連絡流路８０．８１８２を
通して、漸次、屈曲処理流路を形成する区画処理槽７６
ｂ−区画処理槽７６ｃ→区画処理槽７６ｄに送給され、
最後に、流体流出ロア４より所望の個所へ送給される。

そして、かかる屈曲処理流路において、各区画処理槽７
６ａ、　７６ｂ、　７６ｃ、　７６ｄ内には、′前述し
たようにそれぞれ高勾配磁界が形成されているので、長
距離若しくは長時間にわたって、処理流体内の磁性微粒
子を強磁性細線２３に吸着させることができる。

従って、かかる高勾配磁気分離装置Ａによっても、磁性
微粒子の除去効率を著しく高めることができる。

また、高勾配磁気分離処理を屈曲処理流路を用いて行う
ようにしたので、磁性微粒子の高除去効率を確保しなが
ら、高勾配磁気分離フィルタカートリッジＦの全体構成
、ひいては、高勾配磁気分離装置Ａの全体構成をコンパ
クトにすることができ、また、安価に製作することがで
きる。

なお、上記した幾つかの実施例において、磁場を形成す
るに際しては永久磁石を用いたが、これに限定されるも
のではなく、電磁石、超電導磁石等により磁場を形成す
ることもできる。

また、磁性線は、腐食等を考慮して、強磁性のステンレ
ス線を用いるのが好ましいが、何らステンレス線に限定
されるものではなく、強磁性を存するものであれば、他
の素材からなる線を用いることもできる。

また、強磁性細線は、直線状の線状体のみならず、フィ
ラメント状、帯状、或いは、磁性体小片も含む概念であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る高勾配磁気分離装置
を具備する給水浄化装置の設置状態説明図、第２図〜第
１４図は他の実施例に係る高勾配磁気分離装置を具備す
る給水浄化装置の設置状態説明図（なお、第８図は第７
図Ｉ−１線による断面図）、第１５図は本発明に通用可
能な高勾配磁気分離装置の断面正面図、第１６図は同平
面図、第１７図は第１５図■−■線による横断面図、第
１８図はフィルタエレメントの斜視図、第１９図はフィ
ルタエレメントの一部拡大斜視図、第２０図は本発明に
適用可能な他の高勾配磁気分離装置の斜視図、第２１図
は同高勾配磁気分離装置の縦断正面図、第２２図は第２
１図■−■線による横断面図である。 図中、 Ａ：高勾配磁気分離装置 Ｂ：住宅 Ｃ：ビル Ｄ：浄水器 Ｅ：水栓金具 高勾配磁気分離フィルタ 台所流し用の水栓金具 水道本管 給水管 分水栓 止水栓 量水器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、給水流路に、水道水中の懸濁磁性粒子を磁気力で吸
   着捕獲して給水浄化する磁気分離フィルタを具備する高
   勾配磁気分離装置を取付けたことを特徴とする給水浄化
   装置。 ２、高勾配磁気分離装置を、給水流路の中途又は末端に
   設けられた給水設備に一体に組み込みもしくは直接的又
   は間接的に接続したことを特徴とする請求項１記載の給
   水浄化装置。 ３、給水流路を、末端もしくは途中より貯溜タンクに接
   続し、循環ポンプで循環すると共に、循環流路に高勾配
   磁気分離装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   給水浄化装置。 ４、水栓金具に高勾配磁気分離装置を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の給水浄化装置。 ５、高勾配磁気分離装置を、浄水器内に設けたことを特
   徴とする請求項１記載の給水浄化装置。