(57)【要約】【課題】経済的・効率的に、水道水を安全かつ有用なものに改質できる水道水改質装置、およびこの水道水改質装置を用いた水道水改質方法を提供する。【解決手段】水道水の水流を利用して金属マグネシウム（Ｍｇ）を研磨し、金属マグネシウム（Ｍｇ）と水との反応［Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋Ｍｇ(ＯＨ)２］で発生する水素［Ｈ２］および水酸化マグネシウム［Ｍｇ(ＯＨ)２］を用いて水道水を安全かつ有用なものに改質する。【選択図】図１
2020093201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水を改質するために、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、
中空形状の胴体部、
前記胴体部の両端に設けられた水道水流入口および水道水排出口、
前記水道水流入口と前記水道水排出口とを接続する主管路、
前記主管路に設置され、水流により回転する羽根車、
前記羽根車の外周面に設けられた研磨層、および
前記胴体部に設けられ、前記研磨層に付勢して押し付けられる、金属マグネシウム（Ｍｇ）を含有するマグネシウム部材を備える水道水改質装置。
【請求項２】
前記マグネシウム部材が、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に記載の水道水改質装置。
【請求項３】
前記羽根車が、その回転中心軸を水流に平行するように設置されて回転するものである、請求項１または２に記載の水道水改質装置。
【請求項４】
前記羽根車が、その回転中心軸を水流に直交するように設置されて回転するものである、請求項１または２に記載の水道水改質装置。
【請求項５】
前記マグネシウム部材の前記研磨層への付勢押し付けが、バネなどの弾性部材を用いて行われる、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】
前記マグネシウム部材の前記研磨層への付勢押し付けが、空気、水、油など流体による加圧を用いて行われる、請求項１〜４のいずれかに記載の水道水改質装置。
【請求項７】
前記主管路に平行して、前記水道水流入口と前記水道水排出口とを接続するバイパス管路が設けられ、前記水道水流入口から流入した水道水を、前記主管路または前記バイパス管路に選択して流入させる切替手段を備える、請求項１〜６のいずれか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、水道水を改質す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、金属マグネシウム（Ｍｇ）と水との反応で発生する水素および水酸化マグネシウム［反応式：Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋Ｍｇ(ＯＨ)２］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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、経済的・効率的に、水道水を安全かつ有用なものに改質できる水道水改質装置、およびこの水道水改質装置を用いた水道水改質方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のように、本件出願人は、先に、金属マグネシウム（Ｍｇ）と水との反応により水素および水酸化マグネシウムを発生する反応［Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋Ｍｇ(ＯＨ)２］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を見出し特許を取得したところであるが、これを水道水の改質に応用すれば、水道水を安全かつ有用なものに改質できることを見出した。
【０００７】
すなわち、水酸化マグネシウム［Ｍｇ(ＯＨ)２］は、水道水中の残存塩素を中和して無害なものとすることができ、また、洗浄効果があるため、水道水を食器、果実・野菜などの食材、衣服、身体などの洗浄に有用なものにできる。また、「水素水は美容、健康に有用である」といわれているように、水素［Ｈ２］は、水道水を美容、健康に有用なものに改質できることが期待される。
【０００８】
さらに、本件出願人は、上記反応は、室温では比較的ゆっくりと進むため、金属マグネシウム（Ｍｇ）を研磨して重量当たりの表面積を大きくすることにより、上記反応による水素および水酸化マグネシウムの発生量を増加させて水道水を効率的に改質する、および、金属マグネシウム（Ｍｇ）の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という改良も加え、本発明を成したものである。
【０００９】
本発明の要旨を以下に示す。
（１）水道水を改質するために、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、
中空形状の胴体部、
前記胴体部の両端に設けられた水道水流入口および水道水排出口、
前記水道水流入口と前記水道水排出口とを接続する主管路、
前記主管路に設置され、水流により回転する羽根車、
前記羽根車の外周面に設けられた研磨層、および
前記胴体部に設けられ、前記研磨層に付勢して押し付けられる、金属マグネシウム（Ｍｇ）を含有するマグネシウム部材を備える水道水改質装置。
（２）前記マグネシウム部材が、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）に記載の水道水改質装置。
（３）前記羽根車が、その回転中心軸を水流に平行するように設置されて回転するものである、（１）または（２）に記載の水道水改質装置。
（４）前記羽根車が、その回転中心軸を水流に直交するように設置されて回転するものである、（１）または（２）に記載の水道水改質装置。
（５）前記マグネシウム部材の前記研磨層への付勢押し付けが、バネなどの弾性部材を用いて行われる、（１）〜（４）のいずれかに記載の水道水改質装置。
（６）前記マグネシウム部材の前記研磨層への付勢押し付けが、空気、水、油など流体による加圧を用いて行われる、（１）〜（４）のいずれかに記載の水道水改質装置。
（７）前記主管路に平行して、前記水道水流入口と前記水道水排出口とを接続するバイパス管路が設けられ、前記水道水流入口から流入した水道水を、前記主管路または前記バイパス管路に選択して流入させる切替手段を備える、（１）〜（６）のいずれか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改質する、水道水改質方法。
【発明の効果】
【００１０】
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、金属マグネシウム（Ｍｇ）と水との反応［Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋Ｍｇ(ＯＨ)２］で発生する水素［Ｈ２］および水酸化マグネシウム［Ｍｇ(ＯＨ)２］により、水道水を安全かつ有用なものに改質することができる。
【００１１】
さらに、本発明の本発明の装置および方法は、金属マグネシウム（Ｍｇ）を研磨して重量当たりの表面積を大きくすることにより、上記反応による水素および水酸化マグネシウムの発生量を増加させて水道水を効率的に改質することができる。
【００１２】
さらに、本発明の装置および方法は、金属マグネシウム（Ｍｇ）の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】
【００１３】
【図１】本発明の水道水改質装置の第１実施形態を示す、羽根車の回転中心軸を含む断面の模式図である。
【図２】第１実施形態で用いられる羽根車の斜視模式図である。
【図３】本発明の水道水改質装置の第２実施形態を示す、羽根車を含む断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
＜本発明の主要な特徴＞
本発明の装置の第１実施形態を図１〜２で示し、第２実施形態を図３で示す。第１実施形態では、羽根車６の回転中心軸６−２が、風車のように、水流に平行するように設置されている。また、第２実施形態では、羽根車６の回転中心軸６−２が、水車のように、水流に直交するように設置されている。
【００１６】
本発明の方法および装置の主要な特徴は、
ａ）金属マグネシウム（Ｍｇ）と水との反応［Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋Ｍｇ(ＯＨ)２］で発生する水素［Ｈ２］および水酸化マグネシウム［Ｍｇ(ＯＨ)２］により、水道水を改質すること、
ｂ）金属マグネシウム（Ｍｇ）を研磨して重量当たりの表面積を大きくすることにより、上記反応による水素および水酸化マグネシウムの発生量を増加させること、および
ｃ）金属マグネシウム（Ｍｇ）の研磨を水道水の水流を利用して行うことにある。
【００１７】
上記ａ）の構成により、水道水を安全かつ有用なものに改質できる。すなわち、水酸化マグネシウム［Ｍｇ(ＯＨ)２］は、水道水中の残存塩素を中和して無害なものにできると共に、水道水を洗浄効果を有するものとでき、さらに、水素［Ｈ２］は、水道水を美容、健康に有用なものにできることが期待される。
【００１８】
上記ｂ）の構成により、水道水を効率的に改質できる。
【００１９】
上記ｃ）の構成により、水道水改質装置の構造を単純・簡単なものにできると共に、水道水を経済的に改質できる。
【００２０】
＜本発明の水道水改質装置の全体構造および動作＞
本発明の水道水改質装置１の全体構造および動作は、図１（第１実施形態）および図３（第２実施形態）に示すように、中空形状の胴体部２の両端に設けられた水道水流入口３および水道水排出口４を水道水供給管１０に接続し、水道水流入口３と水道水排出口４とを接続する主管路５に水道水を流し、この水道水の水流により、主管路５に設置された羽根車６を回転させると共に、羽根車６の外周面に設けられた研磨層６−１により、胴体部２に設けられ研磨層６−１に押し付けられたマグネシウム部材８を研磨する。
【００２１】
＜羽根車＞
羽根車６は主管路５の水道水の水流により回転するものであるが、羽根車６の回転中心軸６−２は、図１（第１実施形態）に示すように、水流に平行するように設置することもできるし、また、図３（第２実施形態）に示すように、水流に直交するように設置することもできる。
【００２２】
図１（第１実施形態）では、羽根車６は水流により、風車が回転する原理で回転する。図１（第１実施形態）では、羽根車６の回転中心軸６−２を回転可能に支持するために、羽根車６の上流側および下流側に、水流を通過させる孔を多数設けた回転中心軸支持部材７が設置されている。
【００２３】
図３（第２実施形態）では、羽根車６は水流により、水車が回転する原理で回転する。図３（第２実施形態）では、羽根車６の回転中心軸６−２は胴体部２により適宜回転可能に支持されている（図示省略）。
【００２４】
羽根車６の回転効率、水道水改質装置１の小型化などの観点からは、図１（第１実施形態）に示すような、羽根車６の回転中心軸６−２を水流に平行するように設置するのが好ましい。
【００２５】
＜研磨層＞
羽根車６の外周面に設けられる研磨層６−１は、公知の手段により適宜形成することができる。
【００２６】
研磨層６−１を研磨材粒子とバインダー樹脂とから構成し、研磨材粒子とバインダー樹脂との混合物であるスラリーを羽根車６の外周面に塗布し、乾燥及び硬化させて研磨層６−１を形成するのが好ましい。
【００２７】
バインダー樹脂としては、通常は、塗布乾燥型の熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、電子線硬化樹脂等を用いることができる。
【００２８】
上記塗布乾燥型の熱可塑性樹脂としては、シリコーン樹脂などのシロシキサン結合を有する樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ゴム及びその誘導体、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系樹脂などの熱可塑性樹脂を挙げることができる。
【００２９】
上記熱硬化樹脂としては、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリアクリレートポリオールなどのヒドロキシル基含有化合物などを挙げることができる。なお、このような熱硬化樹脂と共に使用する硬化剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、キシリレンジイソシアナート（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアナート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアナート（ＩＰＤＩ）などのイソシアネート系硬化剤などを挙げることができる。
【００３０】
上記電子線硬化樹脂としては、紫外線（ＵＶ）、電子線（ＥＢ）で硬化する樹脂などを挙げることができる。
【００３１】
上記研磨材粒子としては、特に限定されず、マグネシウム部材を研磨できる硬度を有する、公知の研磨材粒子を適宜使用することができる。例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）、酸化チタン、ジルコニア（酸化ジルコニウム）、リチウムシリケート、ダイヤモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化鉄、酸化クロム、シリカ（酸化ケイ素）、酸化アンチモンなどの無機化合物を用いることができる。
【００３２】
＜マグネシウム部材の素材＞
羽根車６の外周面に設けられた研磨層６−１に押し付けられ研磨される、マグネシウム部材８としては、金属マグネシウム（Ｍｇ）を含有するものを用いる。
【００３３】
マグネシウム部材８の金属マグネシウム（Ｍｇ）含有率が高いほど、金属マグネシウム（Ｍｇ）と水との反応で発生する水素［Ｈ２］および水酸化マグネシウム［Ｍｇ(ＯＨ)２］の量を増加でき、水道水の改質作用を高めることができるので、マグネシウム部材８の金属マグネシウム（Ｍｇ）含有率は、高いほど好ましい。具体的には、マグネシウム部材８は、金属マグネシウム（Ｍｇ）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％含有するのが最も好ましい。（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、マグネシウム粒子の成分からは除外して考えた場合」を意味する。）
【００３４】
マグネシウム部材８が含有することのできる、金属マグネシウム（Ｍｇ）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）上記金属マグネシウム（Ｍｇ）と水との反応［Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋Ｍｇ(ＯＨ)２］を阻害しない物質
３）本発明の方法および装置により改質された水道水の用途において、害とならない物質
が挙げられる。
【００３５】
＜マグネシウム部材の付勢押し付け＞
マグネシウム部材８は、胴体部２に設けられ、羽根車６の外周面に設けられた研磨層６−１に付勢して押し付けられるが、この付勢して押し付ける手段としては、公知の適宜の手段を用いることができる。
【００３６】
図１（第１実施形態）および図３（第２実施形態）では、マグネシウム部材８の研磨層６−１への付勢押し付けが、バネなどの弾性部材９を用いて行われているがバネ以外にも各種弾性体をバネと同様に用いることができるし、また、空気、水、油など流体による加圧を用いて行うこともできる。
【００３７】
＜バイパス管路＞
本発明の水道水改質装置１には、羽根車６、マグネシウム部材８などが設置される主管路５に平行して、水道水流入口３と水道水排出口４とを接続するバイパス管路（図示省略）を設けると共に、水道水流入口３から流入した水道水を、主管路５またはバイパス管路に選択して流入させる切替手段（図示省略）を設けることができる。これにより、必要な場合に水道水の改質水を供給できるので、マグネシウム部材８が無駄に消費されること等を防止することができる。
【００３８】
切替手段としては、公知の手段を適宜用いることができる。
【００３９】
＜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＞
本発明の方法は、上記の本発明の装置を用いて、経済的・効率的に、水道水を安全かつ有用なものに改質できる。
【００４０】
＜まとめ＞
以上に説明したように、本発明の装置および方法は、金属マグネシウム（Ｍｇ）と水との反応［Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋Ｍｇ(ＯＨ)２］で発生する水素［Ｈ２］および水酸化マグネシウム［Ｍｇ(ＯＨ)２］により、水道水を安全かつ有用なものに改質することができる。
【００４１】
さらに、本発明の装置および方法は、金属マグネシウム（Ｍｇ）を研磨して重量当たりの表面積を大きくすることにより、上記反応による水素および水酸化マグネシウムの発生量を増加させて水道水を効率的に改質することができる。
【００４２】
さらに、本発明の装置および方法は、金属マグネシウム（Ｍｇ）の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。
【符号の説明】
【００４３】
１        水道水改質装置
２        胴体部
３        水道水流入口
４        水道水排出口
５        主管路
６        羽根車
６−１    研磨層
６−２    （羽根車の）回転中心軸
７        （羽根車の）回転中心軸支持部材
８        （金属マグネシウム（Ｍｇ）を含有する）マグネシウム部材
９        バネなどの弾性部材
１０        水道水供給管
【図１】
2020093201.tif 000003
【図２】
2020093201.tif 000004
【図３】
2020093201.tif 000005