JPS62204832A - 水中溶存酸素富化法 - 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】 （発明の利用分野） 本発明は、水中の溶存酸素を富化させるための一手段に
関する。

（従来の技術） 地球上の全ての生命は、酸素により養われている。酸素
は、地球を構成する金兄素中最多のものであって（クラ
ーク数４９．５）、水には８８．８％大気には約１１５
、岩石土壌中にも約４６％含有されるのみでなく、人体
自体的６５％の酸素を含む、特に、生物にとって、酸素
は呼吸によるエネギルギー代謝のため不可欠であり、水
中の魚介類は勿論、水質の保持に重要な好気性水中微生
物も大きな影響を受ける。溶存酸素の多い状態では、好
気性微生物や植物性プランクトン等の自浄作用に関連す
る微生物が適度に繁殖し、この結果、水中の有機物や無
機塩類が消費されて良好な水質が維持される。これに反
し、水中の溶存酸素量が減少して０．５乃至１　ｐｐｍ
にもなると、好気性細菌は最早増殖できなくなり、反対
に妬気性細菌類が激増して腐敗（無酸素的呼吸）が始ま
り、悪臭の発生、有毒物の生成などの好ましくない減少
が起こり、水質もこれに従い悪化する。

以にの如き溶存酸素量の低下を防ぎ又は溶存酸素量を増
加さ、せる手段として今日普通に行なわれている方法は
、曝気（噴水を含む）や空気や酸素の吹きこみ又は過酸
化水素液の添加などであるが、大規模な設備を必要とし
たり又は効率が低いなどの欠点がある０例えば噴水は、
公園の池などにおいて、美観の向上を兼ね兼ねて行なわ
れる最も普通のエヤレーション法であるが、吹き上げる
水を水滴以上に微分するのは困難であり、しかも空気の
抵抗により水滴の滞空時間が短いため、過飽和状態まで
冨化するのは難しい。また空気や酸素の吹きこみにして
も事情は噴水の場合と殆ど同じである０以上に反し、過
酸化水素液の添加は少量の対象水を冨化するのには最も
有効であり、対象液を簡単に過飽和化できるけれども、
費用が高いものにつき、その上、生成する活性酸素は魚
介類に対し有害である。加えて、食品工業においては過
酸化水素の使用が法的に規制されているので、洗浄又は
浸漬等の目的で過酸化水素水で冨化された水を利用する
ことはできない。

（発明の目的） 以上の事情に鑑み、本発明は、最も簡単な手段で、水中
の溶存酸素を２倍又はそれ以上に増加させる技術を提供
するのを目的とする。

（目的達成のための手段） 本発明者は種々の溶存酸素富化手段について鋭意研究し
た結果、元来ポンプ場から給送される高圧水道水中には
、高圧のため多量の酸素が溶存しているが、配管が末端
に近付くにつれ次第に圧力が低下して徐々に溶存酸素を
失い、最後に工場や家庭の吸水栓を通過する過程で急速
に減圧され、溶存している酸素を気泡として一挙に失う
結果、精々１０ｐｐｍ／１０°Ｃ程度の溶存酸素を有す
る通常水道水となることを確かめた。しかしながら、ど
の水道でも栓やコックに接する部分では最低１ｋｇ程度
の水頭圧を有しており、これは外側配管から直接屋内へ
引込まれた直接方式の場合でも、また−月中継ポンプで
高所のタンクへ貯蔵し、これから重力で各戸へ配管した
間接方式の場合でも同じことである。従って、放流時、
栓やコックの直前における大気圧より高圧の水中に含ま
れたいた酸素（及び窒素その他の気体）が該栓等を通過
した直後の減圧膨張の結果、気泡として無駄に逸散して
いることになる。

そこで本発明者は、以上の無駄に逸散している酸素等の
気体を水中へ再溶解させる手段について研究した結果、
“栓やコックを通過した水に乱流を発生させることを着
想し、この着想を実現する方法について種々実験した結
果、ここに本発明に到達した。即ち、本発明は、加圧水
を、非吸水性材料からできた細かい凹凸を有する部材が
存在する管路に沿って常圧領域へ噴出させることを特徴
とする水中溶存酸素付加法に関するものである。

ここに管路の抵抗を比較的小さい状態に保ちながら噴出
水と逸散気体とを再混合する方法としては、栓やコック
から出口側の管路（以下「出口側管路」と呼ぶ）内に細
かい凹凸を有する部材を存在させ、この部材に沿って放
流させるのが有効である。この具体的手段としては、例
えば、出口側管路の内壁に、流れと直交する方向に沿っ
て設けられた鰭状の板や該内壁に求心的に突設された多
数の突起又は上記管路の軸心方向に沿って配置された芯
材に対し上と同様に設けられた鰭や突起などを挙げるこ
ともできるが、より好ましいのは２非吸水性材料から作
られた糸条の集合体又は該糸条からなる織物若しくは織
成物が出口側管路内に軸心方向に沿って配置されている
ことである。特にポリエチレン、ポリプロピレン又はポ
リ塩化ビニリデン等の細い繊維を平行に配置して作られ
た巾の狭いテープ状の糸条を用いて組紐状に織成された
中空の部材は、最高の成績を示し、目立った流量低下な
しに、流出水中の酸素濃度を５０％以上増大させた。し
かもこれらの材料を構成するプラスチック材料は、固有
の撥水性により水垢を寄せつけないので、目的上最適で
ある。

本発明を実施するのに適した実際的な方法は、水平面内
を揺動する形式の長いノズルを備えた形式の蛇口では、
該ノズル自体の内部に上記中空部材を挿着することであ
る。また、短い下向きノズルを持つ普通の蛇口では、内
部に上記中空部材を挿着したチューブを該ノズルに取付
けることである。しかしながら、これらは、勿論単に一
例を述べただけであって、その他の方法、例えばノズル
の内壁に直接凹凸加工を施し又は該ノズルの内部に鰭や
突起を有する芯材を挿入し、或は上の合成繊維製の中空
部材に代えて細かい全網製のチューブを挿着するような
代替手段も当然に実行可能である。

（作用） 高圧の水が凹凸部材に沿って流れると、該凹凸部におい
て渦流が発生し、減圧により遊離した酸素等の気体は、
再び水中に溶解し又は分散する。

このような作用が凹凸面の全長に亙って連続的に行なわ
れる結果、ノズルの先端を離れて常圧化した流出水中に
は、自然放置による場合に比べて遥かに多量の気体が溶
けこみ、過飽和状態となる。

この気体の溶解罎は、凹凸面の全長が増加するにつれ増
加する。なお、流出水を再度ポンプアップして再流出さ
せることにより一層増大し、最大１８ｐｐｍ　／２ｏ℃
程度の酸素過飽和水を得ることさえ可能である。

（応用） 本発明による酸素層化法は、産業及び民生上広範な用途
を有するが、参考までにその数例を列挙すれば以下の通
りであるが、勿論、例示は全用途から見て人生の一層に
過ぎない。

■　水の腐敗防止（太陽熱温水器、ソーラーハウス、プ
ール、製氷、食品の水晒し、養魚場、アクヮリウム等） ■　発黴防Ｗ（浴室、ビニルハウス、温室等）■　植物
の発育促進乃至生命延長（ｆｊｋ園芸、発芽食品等：例
えば切花の寿命延長、根腐れの防止等）。

■　消化促進（特に草食動物に対し） （′ｊ）　　酸化促進（墨書、絵画、染物等の彩度の増
大） ■　悪臭阻止（コンポスト便所の水洗水、皮なめしの洗
浄水等） ■　洗浄用水（洗剤の泡立ち促進） ■　浴湯（酸素浴） （Ｄ　汚水処理（曝気槽等） 以下、実施例により発明の実施に使用されうる装置の数
例について述べるが、例示は当然説明用のものであって
、発明精神の内包・外延を限るものではない。

実ｊＥ例」２ 第１図及び第２図は、本発明を揺動式ノズルを有する水
道栓に応用した例を示す該ノズル部分の部分縦断面図及
び第１図、線ｘ−ｘに沿う拡大断面図である。

図面において、ノズル本体ｉ１１の内部には、ポリプロ
ピレン類の内面に多数の突起（３，３・・）を有する内
管（凹凸部材；２）が嵌めこまれている。

入口〔４）の方向から加圧水を通水すると、バルブ（図
示せず）において減圧された水は、激しく発泡しなから
流路１５）を下流側へ流れる過程で突起（３）と衝突し
、これにより無数に発生する渦流が再び気泡を抱きこむ
と同時に後者を再溶解させて出口＋５１から流出する。

このため、流出した水は通常の酸素濃度に比べ１５０％
に近い酸素を含有する。なお、図中の符号（７及び８）
は、ノズル本体中を蛇口（図示せず）に対し水密的に、
かつ揺動自在に支持するためのガスケット及びゴムパツ
キン、また符号１９）は整流板である。

実施例２ 第３図乃至第５図は、前例と異なる構造を持つノズルの
部分縦断面図並びに第３図、線Ｙ−Ｙ及びＺ−Ｚに沿う
拡大横断面図である。

本例のノズル本体Ｉｌｌも前例のものと同じく揺動型で
あるが、この場合は前例のものと異なり、ポリプロピレ
ン類の細い繊維を平行に配置して作られた巾の狭いテー
プ状の糸条を用いて組紐状に織成された中空体（１（１
）が凹凸部材として使用され、後者は同じ〈ポリプロピ
レン類の止めリング（１１）により１の入口部１４）の
内面に固定されている。

本例においては、入口（４１からノズル本体［＋１内へ
流入した高圧水は、主として中空体（ｌＯ）の内部を通
過して出口１９）の方へ流れるが、この間、一部は該中
空体（ｌＯ）とノズル！Ｉ＋の内壁との間の間隙を通過
するから、無数の渦流が中空体（ｌＯ）の外壁部と内壁
部との両面において発生する。

このため、本例ノズルは、前例のものに比し一層酸素冨
化能力において優れ、流出水の酸素含量を、対象に比し
平均６０％以上増加させる。

実施例３ 第６図は、発明実施のための更に別の装置の部分縦断面
図、７５７図は、第６図、１１ｗ−ｗに沿う断面図であ
る。

本例の装置は、固定式蛇口のノズルに挿着するように構
成され、全体は、主体をなす硬質プラスチック製のノズ
ル本体Ｉｌｌと、該１の上端に固着された蛇口挿着用ソ
ケット（＋２）と、前記ｌの内部に挿着されたポリプロ
ピレン製中空体１ｌｌ）（具体的な構成は実施例２のも
のと同じ）とから構成される。

上のソケッ）　（１２）はその先端部に小径の環状突出
部（１３）を備えており、前記中空体１１１Ｊの上端部
は、該突出部の周囲に嵌着された後、止めリング（１４
）により緊締されている。

本例のノズルは、構造が簡単であるから安価に製作でき
、しかもその性能は前例のものと同等である。

実施例４ 第８図は、散水用ノズルに本発明を適用した例を示す部
分縦断面図である。

本例のノズルは、硬質プラスチックから作られたノズル
本体［１１の内部に螺旋状の溝（１５）を刻設したもの
である。入口部【４１から流入した水は、溝（１５）に
より激しく振盪、撹拌され、この結果、酸素に飛んだ水
を噴出する。従って、このノズルは、芝生、花壇等への
散水用に最適であるのみでなく、構造が簡単であるから
製作上も有利である。

（効果） 以上説明した如く、本発明は簡単な方法で多量の酸素を
含有する酸素富化水を生産できるので。

産業五のみならず民生に対しても多大の寄与を果しうる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明を揺動式ノズルを有する水
道栓に応用した例を示す該ノズル部分の部分縦断面図及
び第１図、ＭＫ−Ｘに沿う拡大断面図、第３図乃至第５
図は、前例と異なる構造を持つノズルの部分縦断面図並
びに第３図、ｆｆ１Ｙ−Ｙ及びＺ−２に沿う拡大横断面
図、ｆｆ５６図は１発明実施のための更に別の装置の部
分縦断面図、第７図は、第６図、ｍｗ−ｗに沿う断面図
、第８図は、散水用ノズルに未発ＩＩを適用した例を示
す部分縦断面図である。各図中の符号の意味は以下の通
り：□ ｌ：ノズル本体； 争２：１の内管； ・・３：２の突起： ・４：ｌの入口、５：１内の流路、６：１の出口； ・７：１のガスケット、８：１のゴムパツキン、９：ｌ
の整流板； 争１０：ｌ内の組紐状中空体； ・・１１：１０の止めリング； ・１２：蛇口挿着用ソケット； ・−１３：１２の環状突出部： ・・・１４：１３のＩＥめリング； ＠１５：ｌ内の螺旋状の溝。 特許出願人　大　　塚　　具　　明 ：ｒ−級１７市正書 昭和６１年３月３１日 ２、発明の名称 水中溶存Ｍ素富化法 ３ｏ補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、代理人 つ （Ｏ明細書、９頁、１０行目と１１行目との間に。 「　　　　　　　（実施例）　　　　　　　」の文字を
挿入する。 ■　明細書、１３頁、１行目と２行目との間に下文を加
える。 「実施例５ 第９図は１本発明を洗１Ｍ機の給水管に応用した例を示
す要部の断面図、第１Ｏ図は、第９図の接続用ジヨイン
ト部の詳細を示す縦断面図である。 本例においては、洗？Ｊｉｊａｌ（１８）の外部給水ホ
ース（１７）の内端と給水口（１８）とを結ぶ内部給水
ホース（１８）の内部に実施例２のものと同様のポリプ
ロピレン製組紐状中空体（１（１）が内装され、その外
端は、上記給水ホース（１７）と内部給水ホース（１８
）とを接続するジョイン）　（２（１）に対し、該ホー
ス（１８）の内端と共に締金具（２１）を用いて緊密に
固定されている。 給水ホース（１７）から給水すると、その水は中空体（
ｌＯ）を構成する糸条に触れて次第に減圧されると共に
溶存気体を遊離するが、このＭ＃気体は、該中空体（１
（１）との摩擦により発生する渦流と、絶え間なく起こ
る背圧変化のため激しく振動する該中空体（ｌＯ）の運
動により攪拌される結果、給水口（１８）へ到達するま
でに再び水中へ溶解する。 以上の各作用により、給水口（１８）から洗濯槽（２２
）内へ流出する水は、常温下で５　ｐｐｍ以上の過飽和
酸素及びより多情の窒素を含有し、これらの気体が洗浄
水中で放散するから、泡立ちが非常に良好となり、従っ
て洗浄力も格段に増強される。 本発明者の実験によれば、普通の水では殆ど発泡しなか
った糠が、有溝洗剤と同等以上の発泡性を示した。」。 ■　明細書１３頁、下から４行目＝　「・・縦断面図で
ある。」とあるのを。 「・Φ縦断面図、第９図は、本発明を洗濯機の給水管に
応用した例を示す要部の断面図、第１θ図は、第９図の
Ｊｊｉ続用ジヨイント部の詳細を示す縦断面図である。 」と改める。 ■　明細書１４頁、ｔｉ行目：　ｒ１５：　ｌ内の螺旋
状の溝、」とあるの、をｒ１５：ｌ内の螺旋状のｔＭ工
」と改める。 ■　明細、Ｈ４頁、１２行目以下に、以下の字句を加え
る。 「１６：洗濯機； ・１７：１Ｂの外部給水ホース、１８：１Ｂの給水０．
１９：１１１１の内部給水ホース、２０：接続用ジヨイ
ント、２１：ホース締金具、２２：１Ｂの洗濯槽、」 ■　図面に第９図及び第１Ｏ図を加える。 ７、添付書類の目録

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）加圧水を、非吸水性材料からできた細かい凹凸を
   有する部材が存在する管路に沿って常圧領域へ噴出させ
   ることを特徴とする水中溶存酸素付加法。
2. （２）細かい凹凸を有する部材が非吸水性材料から作ら
   れた糸条の集合体又は該糸条からなる織物若しくは織成
   物である特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）細かい凹凸を有する部材が加圧水の出口側流路内
   に挿着されている特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の方法。
4. （４）非吸水性材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン
   又はポリ塩化ビニリデンである特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の方法。