(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ、ほぼ一定濃度の混合水を供給することのできる水処理用添加剤および水処理装置を得る。【解決手段】各層で添加成分の構成を異にする外層２、中層３、内層４の３層構造をもって錠剤状に固形化して添加剤１を形成し、表面積の最も大きい外層２を溶解度の低い添加成分で構成し、表面積の最も小さい内層４を溶解度の高い添加成分で構成し、中間に位置する中層３を外層２と内層４の中間程度の溶解度となる添加成分で構成することで、添加剤１が溶解して表面積が減少した場合であっても、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水に添加成分を混合して活水化する水処理用添加剤において、
前記水処理用添加剤は、添加成分の構成を異にする少なくとも２層以上の複数層をもって固形化されていることを特徴とする水処理用添加剤。
【請求項２】
原水に添加成分を混合して活水化する水処理用添加剤において、
前記水処理用添加剤は、添加成分と凝固成分との配合比を異にする少なくとも２層以上の複数層をもって固形化されていることを特徴とする水処理用添加剤。
【請求項３】
原水に添加成分を混合して活水化する水処理用添加剤において、
前記水処理用添加剤は、添加成分の比重を異にする少なくとも２層以上の複数層をもって固形化されていることを特徴とする水処理用添加剤。
【請求項４】
前記水処理用添加剤の各層は、添加成分の比重を併せて異にすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水処理用添加剤。
【請求項５】
前記水処理用添加剤の各層は、添加成分と凝固成分との配合比を併せて異にすることを特徴とする請求項１に記載の水処理用添加剤。
【請求項６】
前記水処理用添加剤の各層は、添加成分の比重を併せて異にすることを特徴とする請求項５に記載の水処理用添加剤。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の水処理用添加剤を用いたことを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理用添加剤およびその添加剤を用いた水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所望成分（電解質の高濃度水溶液）を水に混合させる装置として、所望成分を貯留する貯留タンクに連通した導入管をベンチュリ部を介して原水の流通管に接続し、原水がベンチュリ部を通過する際に発生する負圧を利用して貯留タンク内の所望成分を吸引し、原水と所望成分とを混合させるようにしたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１では、ベンチュリ部に導入される原水の流速、つまり、原水の流量に応じて負圧値が変化するのを利用して所望成分の導入量を調節することでほぼ一定濃度の混合水を供給できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３８０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる従来の技術では、所望成分をベンチュリ部を介して原水に混合させるために所望成分を溜めておく貯留タンクが必要となるため、装置全体が大型化してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、小型化を図りつつ、ほぼ一定濃度の混合水を供給することのできる水処理用添加剤および水処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明にあっては、原水に添加成分を混合して活水化する水処理用添加剤において、前記水処理用添加剤は、添加成分の構成を異にする少なくとも２層以上の複数層をもって固形化されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明にあっては、原水に添加成分を混合して活水化する水処理用添加剤において、前記水処理用添加剤は、添加成分と凝固成分との配合比を異にする少なくとも２層以上の複数層をもって固形化されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明にあっては、原水に添加成分を混合して活水化する水処理用添加剤において、前記水処理用添加剤は、添加成分の比重を異にする少なくとも２層以上の複数層をもって固形化されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明にあっては、請求項１または請求項２に記載の水処理用添加剤において、前記水処理用添加剤の各層は、添加成分の比重を併せて異にすることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明にあっては、請求項１に記載の水処理用添加剤において、前記水処理用添加剤の各層は、添加成分と凝固成分との配合比を併せて異にすることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明にあっては、請求項５に記載の水処理用添加剤において、前記水処理用添加剤の各層は、添加成分の比重を併せて異にすることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明にあっては、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の水処理用添加剤を用いた水処理装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、水処理用添加剤の各層の添加成分の構成を、表面積の大きい外側の層から表面積が小さくなる内側の層に行くにつれて溶解度の高い成分構成となるようにすることができる。これにより、水処理用添加剤が溶解して、水との接触面積が減少した場合であっても、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようになる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、水処理用添加剤の各層の添加成分の構成を、表面積の大きい外側の層から表面積が小さくなる内側の層に行くにつれて凝固成分の配合比が低くなるようにすることができる。これにより、水処理用添加剤が溶解して、水との接触面積が減少した場合であっても、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようになる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、水処理用添加剤の各層の添加成分の構成を、表面積の大きい外側の層から表面積が小さくなる内側の層に行くにつれて比重が軽くなる添加成分とすることができる。これにより、水処理用添加剤の溶解初期は、添加剤が重いため水に沈んだ状態となっているため、水と添加成分との接触度合いが低くなる一方、水処理用添加剤の溶解の進捗により内側の層が表面化するようになると、比重が軽くなるため水流により添加剤が徐々に攪拌されて添加剤と水との接触度合いが高まり、水処理用添加剤の使用初期から末期に亘ってほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようになる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、請求項１または請求項２の水処理用添加剤の各層の添加成分の比重を併せて異にしたので、請求項３の効果も併せて持つことができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、請求項１の水処理用添加剤の各層の添加成分と凝固成分との配合比を併せて異にしたので、請求項２の効果も併せて持つことができる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、請求項５の水処理用添加剤の各層の添加成分の比重を併せて異にしたので、請求項３の効果も併せて持つことができる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、装置の小型化を図りつつ、水処理用添加剤の使用初期から末期に亘ってほぼ一定の濃度水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態にかかる水処理用添加剤を用いた水処理装置で、添加剤の使用初期状態を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態にかかる水処理用添加剤を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態にかかる水処理用添加剤を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第３実施形態にかかる水処理用添加剤を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、図４に示す水処理用添加剤を用いた水処理装置で、添加剤の使用末期状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００２３】
（第１実施形態）図１および図２は、本発明にかかる水処理用添加剤および水処理装置の第１実施形態を示しており、本実施形態にかかる水処理装置１０は、水処理用添加剤（以下、単に添加剤と称する）１の添加成分を、飲用しようとする水に混合して活水化するものである。
【００２４】
添加剤１は、図２に示すように、水に溶解される添加成分を錠剤状に固形化することで形成されており、本実施形態では、各層で添加成分の構成を異にする外層２、中層３、内層４の３層構造となっている。
【００２５】
このように３層構造とした添加剤１を溶解させると、当初は外層２の外側が表面となり、溶解が進捗されるにしたがって中層３の外側が表面となり、次いで、内層４の外側が表面となる。したがって、添加剤１は、外層２から中層３を経て内層４へと溶解されるにつれて各層の表面積が減少し、水と接触する面積が徐々に減少する。つまり、外層２が水と接触する面積が最も大きく、中層３から内層４へと順次水との接触面積が少なくなり、それに伴って添加成分の溶解量が減少されることになる。
【００２６】
そこで、添加剤１の表面積の最も大きい外層２を溶解度の低い（溶解速度が遅い）添加成分で構成し、表面積の最も小さい内層４を溶解度の高い（溶解速度が早い）添加成分で構成し、そして、それぞれの中間に位置する中層３を外層２と内層４との中間程度の溶解度となる添加成分で構成した。
【００２７】
本実施形態では、水に添加する所望成分としてカルシウムを用い、添加剤１の各層２、３、４の構成を、外層２を溶解度が低い硫酸カルシウムで構成し、中層３を溶解度が中程度の乳酸カルシウムで構成し、内層４を溶解度が高いグリセロリン酸カルシウムで構成している。
【００２８】
水処理装置１０は、上記添加剤１を用いて原水を活水化するようになっており、図１に示すように、添加剤１を収納する添加室１１を有し、この添加室１１の上端開口部１１ａに、原水導入管１２と活水吐出管１３とが連通されている。
【００２９】
原水導入管１２は、添加室１１の上端開口部１１ａの片側ほぼ半分に開口（開口部１２ａ）するとともに、活水吐出管１３は、上端開口部１１ａの他側ほぼ半分に開口（開口部１３ａ）している。そして、原水導入管１２の開口部１２ａから添加室１１に流入した原水は、添加室１１内の添加剤１と接触して活水化された後、開口部１３ａから活水吐出管１３へと流出される。なお、原水導入管１２および活水吐出管１３の開口部１２ａ、１３ａにはメッシュ１４が取り付けられており、メッシュ１４によって添加室１１内の添加剤１が原水導入管１２や活水吐出管１３に入り込むのを阻止できるようにしている。
【００３０】
そして、原水導入管１２から添加室１１に流入した原水は、添加室１１内に収納した添加剤１と接触して添加成分が混合されて活水化され、活水が飲用水として供給される。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態では、各層で添加成分の構成を異にする外層２、中層３，内層４の複数層をもって固形化することで添加剤１を形成し、添加剤１の各層２，３，４の添加成分の構成を、表面積の大きい外側の層から表面積が小さくなる内側の層に行くにつれて溶解度の高い成分構成となるようにした。
【００３２】
すなわち、添加剤１の構成を、表面積の大きい外層２を溶解度の低い成分構成とし、その外層２よりも表面積が小さくなる中側の層、つまり、中層３そして内層４へと行くにつれて段階的に溶解度が高くなる成分構成とした。
【００３３】
そのため、添加剤１が溶解して添加剤１の表面積、つまり、添加剤１と水との接触面積が減少したとしても、所望成分（本実施形態ではカルシウム）の溶出量をほぼ一定にすることが可能となり、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができる。したがって、添加剤１の使用初期から末期に亘ってほぼ一定の濃度水を得ることができるようになる。また、添加剤１を用いることで、水処理装置１０の構成をより簡素化することができる上、水処理装置１０の小型化を図ることも可能となる。
【００３４】
また、上記水処理装置１０を用いることで、上述した添加剤１の効果を発揮しつつ、添加成分を混合した活水を安定的に供給することができる。
【００３５】
（第２実施形態）図３は、本発明の第２実施形態を示している。
【００３６】
本実施形態にかかる添加剤１Ａは、上記第１実施形態と同様に、外層２Ａ、中層３Ａ、内層４Ａの３層で形成されており、水に溶解する添加成分を錠剤状に固形化することで形成されている。
【００３７】
そして、本実施形態にかかる添加剤１Ａが上記第１実施形態にかかる添加剤１と主に異なる点は、各層２Ａ、３Ａ、４Ａで添加成分と凝固成分との配合比を異にしたことにある。
【００３８】
具体的には、表面積の最も大きい外層２Ａは、凝固成分の配合比を高くし、表面積の最も小さい内層４Ａは、凝固成分の配合比を低くし、そして、それぞれの中間に位置する中層３Ａは、凝固成分の配合比を外層２Ａと内層４Ａとの中間程度としている。なお、凝固成分としては、デンプンやセルロースなどを用いることができる。
【００３９】
そして、本実施形態では、添加成分として乳酸カルシウムを用いた場合を例示し、乳酸カルシウムと凝固成分との配合比を、外層２Ａで７：３、中層３Ａで８：２、内層４Ａで９：１となるようにしている。
【００４０】
また、本実施形態にあっても、添加剤１Ａを用いる水処理装置として、上記第１実施形態（図１参照）に示した水処理装置１０を用いている。すなわち、添加室１１に添加剤１Ａを収納することにより構成されている。
【００４１】
以上の本実施形態によれば、各層で添加成分と凝固成分との配合比を異にする外層２Ａ、中層３Ａ，内層４Ａの複数層をもって固形化し、添加剤１Ａの各層の添加成分と凝固成分との配合比を、表面積の大きい外層２Ａでは高く、その外層２Ａよりも表面積が小さくなる中側の層、つまり、中層３Ａそして内層４Ａへと行くにつれて段階的に低くなるようにしたため、添加剤１Ａが溶解して、表面積、つまり、添加剤１Ａと水との接触面積が減少したとしても、所望成分の溶出量をほぼ一定にすることが可能となり、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができる。したがって、添加剤１Ａの使用初期から末期に亘ってほぼ一定の濃度水を得ることができるようになる。このように、本実施形態にあっても、添加剤１Ａを用いることで、水処理装置１０の構成をより簡素化することができる上、水処理装置１０の小型化を図ることも可能となる。
【００４２】
また、上記水処理装置１０を用いることで、上述した添加剤１Ａの効果を発揮しつつ、添加成分を混合した活水を安定的に供給することができる。
【００４３】
（第３実施形態）図４および図５は、本発明の第３実施形態を示している。
【００４４】
本実施形態にかかる添加剤１Ｂは、上記第１実施形態と同様に、外層２Ｂ、中層３Ｂ、内層４Ｂの３層で形成されており、水に溶解する添加成分を錠剤状に固形化することで形成されている。
【００４５】
そして、本実施形態にかかる添加剤１Ｂが上記第１実施形態の添加剤１と主に異なる点は、各層２Ｂ、３Ｂ、４Ｂで添加成分の比重を異にしたことにある。
【００４６】
具体的には、表面積の最も大きい外層２Ｂは比重が重くなる添加成分とし、表面積の最も小さい内層４Ｂは比重が軽くなる添加成分、特に、本実施形態では比重が水よりも軽くなる添加成分とし、そして、それぞれの中間に位置する中層３Ｂの添加成分は、比重を外層２Ｂと内層４Ｂとの中間程度としている。
【００４７】
このとき、各層の比重の違いは、たとえば、添加成分に混合するバインダーの比重を異ならせることによって達成でき、また、添加成分の空隙率を異ならせることによっても達成することができる。
【００４８】
また、本実施形態にあっても、添加剤１Ｂを用いる水処理装置として、上記第１実施形態（図１参照）に示した水処理装置１０を用いている。すなわち、添加室１１に添加剤１Ｂを収納することにより構成されている。
【００４９】
以上の本実施形態によれば、各層で添加成分の比重を異にする外層２Ａ、中層３Ａ，内層４Ａの複数層をもって固形化し、添加剤１Ｂの各層の比重を、表面積の大きい外層２Ａを重く、その外層２Ｂよりも表面積が小さくなる中側の層、つまり、中層３Ｂそして内層４Ｂへと行くにつれて段階的に軽くしたため、添加剤１Ｂの溶解初期は、添加成分が重く水に沈んだ状態となって添加成分と水との接触度合いが低くなる。
【００５０】
一方、添加剤１Ｂの溶解の進捗により中層３Ｂ、次いで内層４Ｂが表面化するようになると、比重が軽くなるため、図５に示すように、添加剤１Ｂが徐々に水に浮遊するようになって攪拌される。そして、このように浮遊した添加剤１Ｂは、水流により攪拌されることで、水との接触度合いが高まるため、添加剤１Ｂが溶解して表面積が減少したとしても、所望成分の溶出量をほぼ一定にすることが可能となり、ほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができる。したがって、添加剤１Ｂの使用初期から末期に亘ってほぼ一定の濃度の成分を水に混合させることができるようになる。このように、本実施形態にあっても、添加剤１Ａを用いることで、水処理装置１０の構成をより簡素化することができる上、水処理装置１０の小型化を図ることも可能となる。
【００５１】
また、上記水処理装置１０を用いることで、上述した添加剤１Ａの効果を発揮しつつ、添加成分を混合した活水を安定的に供給することができる。
【００５２】
ところで、添加剤の構成として、上記第１実施形態では、各層の添加成分の構成を異にした場合（これを第１の条件とする）を示し、第２実施形態では、各層の添加成分と凝固成分との配合比を異にした場合（これを第２の条件とする）を示し、第３実施形態では、各層の添加成分の比重を異にした場合（これを第３の条件とする）を示したが、これら第１の条件、第２の条件および第３の条件を適宜併用することが可能である。
【００５３】
たとえば、上記第１実施形態に示した第１の条件に、第２の条件または第３の条件、若しくはそれら第２の条件と第３の条件の両方を併せて添加剤を形成することができる。
【００５４】
この場合は、第１実施形態の作用効果に加えて、第２の条件を併用した場合は、第２実施形態の作用効果を併せて発揮することができ、第３の条件を併用した場合は、第３実施形態の作用効果を併せて発揮することができ、また、第２の条件および第３の条件を併用した場合は、第２実施形態および第３実施形態のそれぞれの作用効果を併せて発揮することができる。
【００５５】
また、第２実施形態に示した第２の条件に、第３の条件を併せて添加剤を形成することができる。
【００５６】
この場合は、第２実施形態の作用効果に加えて、第３実施形態の作用効果を併せて発揮することができる。
【００５７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。たとえば、錠剤化した添加剤は、外層、中層、内層の３層構造とした場合を示したが、これに限ることなく２層構造や４層以上の構造でもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１、１Ａ、１Ｂ  添加剤（水処理用添加剤）
２、２Ａ、２Ｂ  外層
３、３Ａ、３Ｂ  中層
４、４Ａ、４Ｂ  内層
１０  水処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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