(57)【要約】【課題】水道水を経済的かつ効率的に洗濯用水等の改質水に改質することができ、各家庭のみならず、クリーニング店、コインランドリーのような多量の洗濯用水等の改質水を用いる場所においても、必要とされる量の洗濯用水等の改質水を供給できる水道水改質装置およびこの装置を用いた水道水改質方法を提供する。【解決手段】中空容器に、金属マグネシウム（Ｍｇ）を主成分とする、複数個のマグネシウム粒子を封入し、水道水の水流により螺旋状渦流を発生させてマグネシウム粒子を撹拌・衝突・研磨させることにより、金属マグネシウム（Ｍｇ）と水との反応を効率的に行い、水道水を経済的かつ効率的に洗濯用水等の改質水に改質する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水を、洗濯に適した水等の有用な改質水に改質するために、水道水供給管に接続して用いられる水道水改質装置であって、
円錐台形、円錐形、円筒形等の中心軸に垂直な断面の形状が円形である胴体部、
上記胴体部の上端面を覆い密閉する上蓋部、
上記胴体部の下端面を覆い密閉する下蓋部、
上記上蓋部近辺に接続され、水道水を円形断面の接線方向に導入する水道水導入管、および
上記下蓋部近辺に接続され、水道水を排出する水道水排出管を備えた中空容器に、
複数個の、金属マグネシウム（Ｍｇ）を主成分とするマグネシウム粒子が封入されたＭｇ改質器を備え、
上記Ｍｇ改質器において、水道水の水流により螺旋状の渦流を発生させ、上記マグネシウム粒子を撹拌・衝突・研磨させることを特徴とする、水道水改質装置。
【請求項２】
前記水道水排出管が、水道水を円形断面の接線方向から排出することを特徴とする、請求項１に記載の水道水改質装置。
【請求項３】
前記Ｍｇ改質器の前記胴体部が円錐台形または円錐形であることを特徴とする、請求項１または２に記載の水道水改質装置。
【請求項４】
前記Ｍｇ改質器の前記胴体部が円筒形であり、前記胴体部の中心軸に対して回転対称形であり、前記下蓋部側に向けて、該中心軸に垂直な断面の面積が増加する渦流発生部材が前記下蓋部に設置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の水道水改質装置。
【請求項５】
前記マグネシウム粒子が、金属マグネシウム（Ｍｇ）を実質的に１００重量％含有するものである、請求項１〜４のいずれかに記載の水道水改質装置。
【請求項６】
前記Ｍｇ改質器と共に、水道水に気体のマイクロナノバブルを含有させるバブル発生器を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の水道水改質装置。
【請求項７】
前記バブル発生器が水流方式のバブル発生器であることを特徴とする、請求項６に記載の水道水改質装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の水道水改質装置を用いて、水道水を洗濯に適した水等の有用な改質水に改質する、水道水改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水を、洗濯に適した水（以下、「洗濯用水」ともいう。）等の有用な改質水（以下、「改質水」ともいう。）に改質するために用いる水道水改質装置およびこの装置を用いた水道水改質方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水道水に含まれる有害物質、不純物などを除去する各種改質装置、浄水装置が知られている。特許文献１には、磁界を発生させることにより、水道水に含まれるトリハロメタンなどの有害物質を軽減する水道水の改質装置が記載されている。特許文献２には、フィルタを用いて、水道水に含まれる異物を除去する浄水装置が記載されている。また、特許文献３には、亜硫酸カルシウム、アスコルビン酸などの残留塩素除去素材を用いて、水道水に含まれる残留塩素除去を除去する浄水器が記載されている。
【０００３】
また、本件出願人が先に出願し登録となった特許文献４には、マグネシウム粒子を水を透過する網体で封入した洗濯補助剤、およびこの洗濯補助剤を洗濯用洗剤と共に洗濯機の洗濯槽に投入して洗濯を行うことで、金属マグネシウム（Ｍｇ）と水が反応し水素および水酸化マグネシウムが生じる反応［反応式：Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋Ｍｇ(ＯＨ)２］（以下、「Ｍｇ／水反応」ともいう。）により発生する水素および水酸化マグネシウムにより、洗濯用洗剤に含まれる界面活性剤の汚れを落とす作用が促進されることが開示されている。
【０００４】
さらに、本件出願人が先に出願し登録となった特許文献５には、洗濯用洗剤を用いず、マグネシウム材料を用いて洗濯した場合でも、Ｍｇ／水反応により発生する水素および水酸化マグネシウムにより、適度な洗浄作用が得られることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２１９０３号公報
【特許文献２】特許第６１２４４２６号公報
【特許文献３】特開２００２−０９６０７４号公報
【特許文献４】特許第５３１２６６３号公報
【特許文献５】特許第６３７４１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献４および５に開示されているように、Ｍｇ／水反応により改質された洗濯用水は、洗濯用洗剤と共に用いて、洗濯用洗剤に含まれる界面活性剤の汚れを落とす作用を促進したり、また、洗濯用洗剤を用いず単独で用いても適度な洗浄作用が得られるという優れたものである。
【０００７】
図４および図５に示すように、上記特許文献４および５では、マグネシウム粒子２１を、水を透過する網体２２で封入した洗濯補助剤２０を洗濯機の洗濯槽に投入して、水道水を洗濯用水に改質している。
【０００８】
この洗濯補助剤２０は、各家庭における洗濯では好評を博し、好調に製造・販売されているところであるが、この洗濯補助剤２０で洗濯用水を得る手段では、クリーニング店、コインランドリーのような多量に洗濯用水を用いる場所で、必要とされる量の洗濯用水を供給することは困難である。
【０００９】
本発明の課題は、水道水を経済的かつ効率的に洗濯用水等の改質水に改質することができ、各家庭のみならず、クリーニング店、コインランドリーのような多量の洗濯用水等の改質水を用いる場所においても、必要とされる量の洗濯用水等の改質水を供給できる水道水改質装置およびこの装置を用いた水道水改質方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本件出願人は鋭意検討の結果、中空容器に、複数個の、金属マグネシウム（Ｍｇ）を主成分とするマグネシウム粒子（以下、「マグネシウム粒子」ともいう。）を封入し、水道水の水流により、水道水の螺旋状の渦流（以下「螺旋状渦流」ともいう。）を発生させてマグネシウム粒子を撹拌・衝突・研磨させることにより、Ｍｇ／水反応を効率的に行い、多量の洗濯用水等の改質水が供給できること、および、水道水を経済的に改質できることを見出し、本発明を成したものである。
【００１１】
本発明の要旨を以下に示す。
（１）水道水を、洗濯に適した水等の有用な改質水に改質するために、水道水供給管に接続して用いられる水道水改質装置であって、
円錐台形、円錐形、円筒形等の中心軸に垂直な断面の形状が円形である胴体部、
該胴体部の上端面を覆い密閉する上蓋部、
該胴体部の下端面を覆い密閉する下蓋部、
該上蓋部近辺に接続され、水道水を円形断面の接線方向に導入する水道水導入管、および
該下蓋部近辺に接続され、水道水を排出する水道水排出管を備えた中空容器に、
複数個の、金属マグネシウム（Ｍｇ）を主成分とするマグネシウム粒子が封入されたＭｇ改質器を備え、
上記Ｍｇ改質器において、水道水の水流により螺旋状の渦流を発生させ、上記マグネシウム粒子を撹拌・衝突・研磨させることを特徴とする、水道水改質装置。
（２）前記水道水排出管が、水道水を円形断面の接線方向から排出することを特徴とする、（１）に記載の水道水改質装置。
（３）前記Ｍｇ改質器の前記胴体部が円錐台形または円錐形であることを特徴とする、（１）または（２）に記載の水道水改質装置。
（４）前記Ｍｇ改質器の前記胴体部が円筒形であり、前記胴体部の中心軸に対して回転対称形であり、前記下蓋部側に向けて、該中心軸に垂直な断面の面積が増加する渦流発生部材が前記下蓋部に設置されていることを特徴とする、（１）または（２）に記載の水道水改質装置。
（５）前記マグネシウム粒子が、金属マグネシウム（Ｍｇ）を実質的に１００重量％含有するものである、（１）〜（４）のいずれかに記載の水道水改質装置。
（６）前記Ｍｇ改質器と共に、水道水に気体のマイクロナノバブルを含有させるバブル発生器を備えたことを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の水道水改質装置。
（７）前記バブル発生器が水流方式のバブル発生器であることを特徴とする、（６）に記載の水道水改質装置。
（８）（１）〜（７）のいずれかに記載の水道水改質装置を用いて、水道水を洗濯に適した水等の有用な改質水に改質する、水道水改質方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の水道水改質装置およびこの水道水改質装置を用いた水道水改質方法（以下、「本発明の装置および方法」ともいい、それぞれ、「本発明の装置」、「本発明の方法」ともいう。）は、中空容器に複数個のマグネシウム粒子を封入し、水道水の水流により螺旋状渦流を発生させてマグネシウム粒子を撹拌・衝突・研磨させることにより、Ｍｇ／水反応を効率的に行い、多量の洗濯用水等の改質水を供給することができる。
【００１３】
さらに、本発明の装置および方法は、マグネシウム粒子の撹拌・衝突・研磨を水道水の水流を利用して行うことにより、水道水を経済的に改質することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の装置におけるＭｇ改質器の一例を示す、斜視模式図である。
【図２】本発明の装置におけるＭｇ改質器の他の例を示す、斜視模式図である。
【図３】本発明の改質装置におけるバブル発生器の一例を示す、断面模式図である。
【図４】特許文献４（特許第５３１２６６３号公報）の洗濯用洗浄補助用品の一例を示す斜視図である。
【図５】特許文献４（特許第５３１２６６３号公報）の洗濯用洗浄補助用品の他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の装置および方法について、図面も用いながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１６】
＜本発明の主要な特徴＞
本発明の装置におけるＭｇ改質器の「一例」を図１に示し、本発明の装置におけるＭｇ改質器の「他の例」を図２に示す。図１に示すＭｇ改質器では胴体部２−１が円錐台形であり、図２に示すＭｇ改質器では胴体部２−１が円筒形である。
【００１７】
本発明の方法および装置の主要な特徴は、Ｍｇ／水反応を利用した水道水の洗濯用水等の改質水への改質を、中空容器に複数個のマグネシウム粒子を封入し、水道水の水流により螺旋状渦流を発生させてマグネシウム粒子を撹拌・衝突・研磨させる手段により行うことにある。
【００１８】
これにより、Ｍｇ／水反応を効率的に行い、多量の洗濯用水等の改質水が供給でき、また、水道水の水流を利用して水道水を経済的に改質することができる。
【００１９】
＜本発明のＭｇ改質器の構造・機能＞
図１（「一例」）および図２（「他の例」）に示すように、本発明の装置におけるＭｇ改質器１は、基本的には、中空容器２に複数個のマグネシウム粒子５を封入し、水道水の水流により螺旋状渦流を発生させ、マグネシウム粒子５を撹拌・衝突・研磨させて、水道水を洗濯用水等の改質水に改質するものである。
【００２０】
中空容器２は、
ａ）円錐台形、円錐形、円筒形等の中心軸Ｘ―Ｘ’に垂直な断面の形状が円形である胴体部２−１、
ｂ）胴体部２−１の上端面を覆い密閉する上蓋部２−２、
ｃ）胴体部２−１の下端面を覆い密閉する下蓋部２−３、
ｄ）上蓋部２−２近辺に接続され、水道水を円形断面の接線方向に導入する水道水導入管３、および
ｅ）下蓋部２−３近辺に接続され、水道水を排出する水道水排出管４
を備えており、
水道水導入管３から導入された水道水を水道水排出管４から排出することにより、上蓋部２−２側から下蓋部２−３側に向かう螺旋状渦流を発生させ、マグネシウム粒子５を撹拌・衝突・研磨させる。
【００２１】
Ｍｇ／水反応は、室温では比較的ゆっくりと進むが、螺旋状渦流によりマグネシウム粒子を撹拌・衝突・研磨させ、重量当たりの表面積の大きい研磨粉を生成することにより、Ｍｇ／水反応を効率的に行い、多量の洗濯用水等の改質水を供給することができる。
【００２２】
さらに、螺旋状渦流によりマグネシウム粒子を撹拌・衝突・研磨させることにより、Ｍｇ／水反応で発生する水素をマイクロナノバブルの形態とすることができ、これにより改質水の洗浄効果等を向上することができる。
【００２３】
本発明の装置および方法では、水道水の水流を利用して螺旋状渦流を発生させるので、水道水の改質を経済的に行うことができる。
【００２４】
さらに、静置状態では、金属マグネシウム（Ｍｇ）が徐々に酸化してマグネシウム粒子５の表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の皮膜が形成され、これによりＭｇ／水反応が徐々に低下するという問題が生じるが、本発明の装置および方法では、螺旋状渦流によりマグネシウム粒子を撹拌・衝突・研磨させることにより、このような問題が生じることはない。
【００２５】
＜上蓋部側から下蓋部側に向かう螺旋状渦流の渦流の発生＞
上記のように、Ｍｇ改質器１では、水道水の水流により、上蓋部２−２側から下蓋部２−３側に向かう螺旋状渦流を発生させるが、螺旋状渦流を有効にかつ効率良く発生させるために、Ｍｇ改質器１は次のような形状・構造を備えている。
１）胴体部２−１の中心軸Ｘ−Ｘ’に垂直な断面の形状を、円形とする。
２）水道水導入管３を、水道水を円形断面の接線方向に導入するように接続する。
３）水道水導入管３を、胴体部２−１の上蓋部２−２の近辺に接続する。
４）水道水排出管４を、胴体部２−１の下蓋部２−３近辺に接続する。
【００２６】
上記１）および２）の形状・構造により、水道水の水流の圧力損失を低減し、効率良く螺旋状渦流を発生できる。また、上記３）および４）の形状・構造により、上蓋部２−２側から下蓋部２−３側に向かう螺旋状渦流を発生できる。
【００２７】
さらに、螺旋状渦流を効率良く発生させるために、水道水排出管４を、水道水を円形断面の接線方向から排出するように接続するのが好ましい。
【００２８】
＜螺旋状渦流の速度の増加＞
さらに、螺旋状渦流の速度を一層増加させ、マグネシウム粒子の撹拌・衝突・研磨を一層激しく行うために、胴体部２−１の中心軸Ｘ−Ｘ’に垂直な断面の面積を、上蓋部２−２側から下蓋部２−３側に向けて減少するのが好ましい。
【００２９】
このために、図１に示す「一例」では、Ｍｇ改質器１の胴体部２−１を円錐台形としている。また、図２に示す「他の例」では、Ｍｇ改質器１の胴体部２−１を円筒形とし、胴体部２−１の中心軸Ｘ−Ｘ’に対して回転対称形であり、下蓋部２−３側に向けて、中心軸Ｘ−Ｘ’に垂直な断面の面積が増加する渦流発生部材６を、下蓋部２−３に設置している。
【００３０】
＜マグネシウム粒子＞
Ｍｇ改質器１に封入されるマグネシウム粒子５の組成としては、室温ではＭｇ／水反応は比較的ゆっくりと進むことから、水素および水酸化マグネシウムの発生量を多くするため、金属マグネシウムを主成分として比較的高い割合で含有するのが好ましい。具体的には、金属マグネシウムを５０重量％以上含有するのが好ましく、８０重量％以上含有するのがより好ましく、実質的に１００重量％含有するのが更に好ましい。（この「実質的に」とは、「現在一般に知られており、現場の生産ベースで採用される精製手段によっては、除去しきれない不純物を、マグネシウム粒子５の成分からは除外して考えた場合」を意味する。）
【００３１】
マグネシウム粒子５が含有することができる、主成分の金属マグネシウム以外の成分としては、
１）マグネシウム鉱石が含有していたり、マグネシウムの精錬、加工などの工程で随伴してくる、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）などの不純物
２）上記反応を阻害したり、入浴の用途にとって害とならない物質
が挙げられる。
【００３２】
マグネシウム粒子５の平均粒径は、単位重量当たりの表面積を大きくして水素および水酸化マグネシウムの発生量を多くする観点からは小さいほど好ましいが、小さくするにしたがいマグネシウム粒子５の強度が低下し、取り扱いも難しくなるため、製造及び使用上の観点から、平均粒径は１．０〜９．０ｍｍであることが好ましく、３．０〜７．０ｍｍであることがより好ましく、４．０〜６．０ｍｍであることが最も好ましい。
【００３３】
＜バブル発生器＞
本発明の水道水改質装置は、Ｍｇ改質器１と共に、水道水に気体のマイクロナノバブルを含有させるバブル発生器を備えることが好ましい。
【００３４】
気体としては、改質水の用途に応じて、各種気体を選定することができる。例えば、気体として水素を用いた場合には改質水の洗浄効果等を一層向上することができ、窒素を用いた場合には改質水の鮮度維持効果等を向上することができ、また、オゾンを用いた場合には活性水の殺菌効果等を向上することができる。
【００３５】
本発明の「マイクロナノバブル」（以下、「ＭＮＢ」ともいう。）とは、「マイクロバブル」（以下、「ＭＢ」ともいう。）および／または「ナノバブル」（以下、「ＮＢ」ともいう。）を意味する。「通常の気泡」は水中を急速に上昇して表面で破裂して消えるのに対し、ＭＮＢといわれる直径５０μｍ以下の微小気泡は、水中で縮小していって消滅し、この際に、フリーラジカルと共に、直径１００ｎｍ以下の極微小気泡であるＮＢを発生し、このＮＢはある程度の長時間水中に残存する。本発明においては、個数平均直径が１００μｍ以下の気泡をＭＮＢといい、個数平均直径が１μｍ以下の気泡をＮＢという。
【００３６】
ＭＮＢの気泡径を測定する方法としては、画像解析法、レーザー回折散乱法、電気的検知帯法、共振式質量測定法、光ファイバープローブ法等が一般に用いられ、ＮＢの気泡径を測定する方法としては、動的光散乱法、ブラウン運動トラッキング法、電気的検知帯法、共振式質量測定法等が一般に用いられている。
【００３７】
なお、極微小気泡であるＭＢ、ＮＢは、「ファインバブル」、「ウルトラファインバブル」とも呼ばれる。
【００３８】
バブル発生器を用いて、水道水に気体のＭＮＢを含有させることにより、気泡による洗浄効果とともに、ＭＮＢが圧壊する時にだす超音波と高熱よる洗浄効果が得られることから、水道水をより好ましい洗濯用水等の改質水に改質することができる。
【００３９】
＜ＭＮＢ発生装置＞
本発明において用いることのできるバブル発生器としては、公知あるいは市販されている装置を用いることができ、例えば、ある程度の高圧で十分な量の気体を水中に溶解させた後、その圧力を解放してやることで溶解した気体の過飽和条件を作り出す「加圧溶解型ＭＮＢ発生装置」や、水流を起こして液体と気体からなる混合流体をループ状の流れとして撹拌混合し、水流によって発生した乱流により気泡が細分化する現象を利用した「ループ流式バブル発生ノズル」等を用いることができる。また、ＮＢ発生装置としては、例えば、特開２００７−３１２６９０号公報、特開２００６−２８９１８３号公報、特開２００５−２４５８１７号公報、特開２００７−１３６２５５号公報、特開２００９−３９６００号公報に記載されるような公知のものを用いることもできる。
【００４０】
バブル発生器として、図３に示すような水流方式のものを用いると、多量のＭＮＢを経済的に発生させることができるので好ましい。
【００４１】
図３に示す、水流方式のバブル発生器１０では、圧をかけた状態で入口部１１から水道水Ａを供給し、管路の径を絞って流速を上げながら、のど部１２で乱流を発生させる。この状態で、気体Ｂを気体入口１４から供給し、吸引部１３において水道水Ａと混合され、水流によりＭＮＢとなり、出口部１５から、気体のＭＮＢを含有する水道水Ｃが排出される。
【００４２】
＜水道水改質装置を用いて水道水を改質する、水道水改質方法＞
本発明の水道水改質方法は、水道水改質装置を用いて、経済的・効率的に、水道水を洗濯に適した水に改質することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１        Ｍｇ改質器
２        中空容器
２−１    胴体部
２−２    上蓋部
２−３    下蓋部
３        水道水導入管
４        水道水排出管
５        マグネシウム粒子
６        渦流発生部材
Ｘ−Ｘ’  （胴体部の）中心軸
１０        バブル発生器
１１        入口部
１２        のど部
１３        吸引部
１４        気体入口
１５        出口部
Ａ          水道水
Ｂ          気体
Ｃ          気体のＭＮＢを含有する水道水
２０        洗濯補助剤
２１        マグネシウム粒子
２２        水を透過する網体
【図１】
2020116540.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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