(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送水管に連結されかつジェットノズルをその内部に設けられた管状本体と、管状本体をその中心軸上に位置させるように内包する正三角柱形状のハウジングと、管状本体の外周面上に添着される波動エネルギー放射体と、波動エネルギー放射体に接触して流動する空気を管状本体のジェットノズルから吐出される水に混合するための空気供給手段と、空気を混合された水を衝突させるための障壁手段とから構成され、
前記空気供給手段は、管状本体のまわりに同軸状に配置されかつ空気が波動エネルギー放射体に接触して流動するための通路を管状本体との間に画定するスリーブと、管状本体の周壁に穿設されかつ管状本体のジェットノズルから吐出される水によって生じる吸引効果によって通路内を流動した空気が水と混合されるようにジェットノズルの吐出口に近接した位置で開口する、十分な量の空気を水に混合させるのに必要な数の空気注入孔とから構成され、
前記障壁手段は、管状本体のジェットノズルからの水の吐出方向に対して直角に位置するように配置される
ことを特徴とする水の活性浄化装置。
【請求項２】
前記空気供給手段は、管状本体のまわりに同軸状に配置されかつ空気が波動エネルギー放射体に接触して流動するための通路を管状本体との間に画定するスリーブと、管状本体のジェットノズルから吐出される水によって生じる吸引効果によって通路内を流動した空気が水と混合されるように通路からジェットノズルの吐出側端部に近接した位置へ管状本体の周壁を貫通して延びる、十分な量の空気を水に混合させるのに必要な数の空気注入管とから構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、池や湖沼やプール等のような閉鎖された水域、或いは河川や用水路等のような水が流動する水域における水を活性化することによって浄化するため装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の環境保護意識の向上により、河川、湖沼、池等の水質浄化のための手段が種々試みられている。一般的なものとしては、水を空中に噴出して瀑気させる方法や、麦飯石や活性炭に不純物を吸着させる方法が実用化されている。また、特開平８‐１５５４３０号公報には、管路内の適宜位置にノズルなどの絞り構造部分を設け、その絞り構造部分の先の位置に外部から空気を吸引する部分を設け、その空気吸引部分に設けた通孔により外部から空気を吸引して管路内の水と外部から吸引した空気とを混合させ、ノズルからの噴流を方向変換部分の内壁面に衝突させて、空気を水によく混合させることにより溶存酸素を多く含んだ水を製造する方法が提案されている。
【０００３】
しかしながら、これらの方法は、いずれも水中に含まれる不純物の除去や溶存酸素量の増加を単に行わせるだけであり、水質浄化を視野に入れた総合的な水質保全の見地では、必ずしも十分な効果を発揮できないものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水中の溶存酸素量を増加させるだけでなく、遠赤外線や波動エネルギー等の活性力を付加された水を供給することにより、池や湖沼やプール等のような閉鎖された水域、或いは河川や用水路等のような水が流動する水域における水をより効果的に活性化することによって水自体の浄化能力を向上させ、それにより水質浄化を行うことができる装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による水の活性浄化装置は、送水管に連結されかつジェットノズルをその内部に設けられた管状本体と、管状本体をその中心軸上に位置させるように内包する正三角柱形状のハウジングと、管状本体の外周面上に添着される波動エネルギー放射体と、波動エネルギー放射体に接触して流動する空気を管状本体のジェットノズルから吐出される水に混合するための空気供給手段と、空気を混合された水を衝突させるための障壁手段とから構成される。空気供給手段は、管状本体のまわりに同軸状に配置されかつ空気が波動エネルギー放射体に接触して流動するための通路を管状本体との間に画定するスリーブと、管状本体の周壁に穿設されかつ管状本体のジェットノズルから吐出される水によって生じる吸引効果によって通路内を流動した空気が水と混合されるようにジェットノズルの吐出口に近接した位置で開口する、十分な量の空気を水に混合させるのに必要な数の空気注入孔とから構成される。障壁手段は、管状本体のジェットノズルからの水の吐出方向に対して直角に位置するように配置される。
【０００６】
給送される水はジェットノズルによりその流速を高められる。一方、空気は波動エネルギー放射体および／またはその近傍を流動することにより遠赤外線や波動エネルギー等の活性力を与えられる。活性力を受容した空気は、ジェットノズルから吐出される水によって生じる吸引効果により空気供給手段を介して水に混合され、水の溶存酸素量を増加すると共に、波動エネルギー放射体から与えられた活性力を水に伝える。この水は障壁手段に衝突され、水のクラスタを小さくして水の振動数（波動）を上昇させると共に、−（マイナス）イオンの発生および水への取込みが行われ、水の活性化をより一層高める。また、ハウジングは、科学的に未解明な部分が多いが、ハウジングの中心軸上に配置された管状本体の中を流れる水に、所謂、ピラミッドパワー効果を与えて水の活性化を促進する。
【０００７】
本発明による水の活性浄化装置はまた、空気供給手段を、管状本体のまわりに同軸状に配置されかつ空気が波動エネルギー放射体に接触して流動するための通路を管状本体との間に画定するスリーブと、管状本体のジェットノズルから吐出される水によって生じる吸引効果によって通路内を流動した空気が水と混合されるように通路からジェットノズルの吐出側端部に近接した位置へ管状本体の周壁を貫通して延びる、十分な量の空気を水に混合させるのに必要な数の空気注入管とから構成することもできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
図１に示すように、本発明の実施例による水の活性浄化装置は、水中ポンプ（図示なし）によって汲み上げた水を河川、湖沼、池等に戻すまたは供給するための送水管Ｐに連結されて用いられる。本発明の装置は、図２に示すように、その上流側端部に送水管Ｐを連結された管状本体１と、管状本体１の下流側に設けられた障壁部材２と、管状本体１をその中心軸上に位置させて内包した正三角柱形状のハウジング３と、管状本体１の外周面上に添着された波動エネルギー放射体４と、管状本体１のまわりに同軸状に配置されたスリーブ５とから構成される。
【０００９】
管状本体１はその内部にジェットノズル６が設けられており、管状本体１の周壁にはジェットノズル６の吐出側端部の近傍位置に少なくとも１つの空気注入孔７が穿設されている。管状本体１とスリーブ５の間には、外部から波動エネルギー放射体４および／またはその近傍を通り、空気注入孔７を介して管状本体１内に延びる通路Ｗが設けられている。空気注入孔７の数、大きさ、配設位置および形状は、ジェットノズル６によって流速を高められた水によって空気が空気注入孔７から吸い込まれ、流動する水に十分な量の空気を混合させて溶存酸素の量を増加させることができるのであれば、どのようにも形成できる。一例として、管状本体１の口径を２５ｍｍとした場合、直径４ｍｍ程度の小径の空気注入孔７が、管状本体１の外周方向に適宜な間隔をおいて数個、口径５０ｍｍの場合、７〜９個、１００ｍｍの場合、９〜１２個穿設される。
【００１０】
波動エネルギー放射体４は、形態振動発振若しくは高い波動（共鳴磁場）エネルギー或いは遠赤外線を発する物質であればどのような材質のものも適用でき、例えば、セラミックス、永久磁石、磁気を帯びた天然鉱石、ウバメガシやアラカシを原材料とする備長炭、水晶やトルマリン等が用いられる。波動エネルギー放射体４の形状もまた特に限定されるものではなく、通路Ｗ内に位置して通路Ｗ内を流動する空気と実質的に接触できる形状であればどのような形状であっても良い。波動エネルギー放射体４の具体例としては、永久磁石を粉末状にしたものをゴムに練り込み、リング状に成形したものを管状本体１の外周面に装着したり、１,２００℃以上の高温で焼成した、ＥＭ・Ｘ（有用微生物群によって熱帯から温帯にわたる幅広い植物を発酵処理し、抽出・精製した抗酸化力の強い飲料）等の抗酸化物質やミネラル成分を含有するセラミック粉末をゴムやプラスチックに練り込んで棒状に形成したものを管状本体１の外周面に並べて配置することにより設けられる。
【００１１】
管状本体１内を流動する水はまた、ハウジング３が正三角柱形状を有し、かつ、管状本体１がハウジング３の中心軸上に配置されていることにより、科学的にはまだ未解明な部分が多いが、所謂、ピラミッドパワー効果を付与され、水の活性化が促進される。このピラミッドパワー効果をより確実にするために、ハウジング３の各角部と各面の中央部に開口８をそれぞれ穿設するのが好ましい。
【００１２】
送水管Ｐから管状本体１内に流入された水は、ジェットノズル６において流速を高められて吐出され、この吐出される水によって生じる吸引効果により空気注入孔７から管状本体１内に空気が吸い込まれて混合される。このとき、空気は、通路Ｗを通過するとき波動エネルギー放射体４および／またはその近傍を通ることにより、波動エネルギー放射体４から遠赤外線や波動エネルギー等の活性力を与えられる。活性力を受容した空気は、ジェットノズル６から吐出される水と混合され、水の溶存酸素量を増加すると共に、波動エネルギー放射体４から与えられた活性力を水に伝える。
【００１３】
活性力を伝達された水は、ジェットノズル６によって高められた速度で障壁部材２に衝突される。障壁部材２は、吐出される水が衝突できるものであればどのようなものでもよいが、好ましくは、水がより大きな衝突力で衝突するように、水の吐出方向に直交する方向に配置される。また、障壁部材は独立した部材、例えば、管状本体１の下流側端部から所要の間隔だけ離れて設けられた板状部材であってもよいが、図示のように、９０度屈曲された導水管９の形状で設けてもよい。
【００１４】
障壁部材２に水が衝突すると、水のクラスタが小さくなって水の振動数（波動）を上昇させる一方、−（マイナス）イオンを発生すると共にその−イオンを水へ取り込み、水をより一層活性化させることができる。
【００１５】
かくして、波動エネルギー放射体４および／またはその近傍を流動させることにより空気に遠赤外線や波動エネルギー等の活性力を与える一方、給送される水の流速をジェットノズル６により高め、ジェットノズル６から吐出される水によって生じる吸引効果により活性力を受容した空気を水に混合させ、この水を障壁手段２に衝突させることにより、本装置を通過した水は、より多くの溶存酸素を含むだけでなく、遠赤外線や波動エネルギー等の活性力や−イオンをより高い次元で混合または付与され、活性化されて浄化作用を向上する。
【００１６】
【実施例２】
図３は本発明の別の実施例による水の活性浄化装置を示す図で、特に、前記実施例で説明した管状本体１の口径が大き過ぎて、空気注入孔７の形体では十分な量の空気を取り入れることができないような場合に好適な装置で、空気注入孔７の代わりに空気注入管７Ａが用いられていることを除き、実質的に前記実施例の場合と同様に形成される。
【００１７】
空気注入管７Ａは、通路Ｗが管状本体１のジェットノズル６の吐出側端部の近傍にまで延び、それにより、ジェットノズル６の吐出される水によって十分な量の空気が管状本体１内に吸入されて水と混合されるように、前記実施例の空気注入孔７の位置に管状本体１の周壁を貫通して設けられる。本実施例における各部の作用等については、前記実施例と実質的に同じであり、冗長を避けるため、それらについての説明は割愛する。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の装置による浄化作用を確かめるため、以下のような実験を行った。
＊  実験例１  ＊
地下水を汲み上げ、実施例１で説明した本発明の装置（管状本体の口径２５ｍｍ、空気注入孔の数３）を通過させた後に、鶴飼育場のコンクリート製人工池（広さ、約５０ｍ２、深さ、平均約２５ｃｍ）に注ぎ入れ（注水量、毎分約１００リットル）、生物化学的酸素要求量（以下、「ＢＯＤ」という。）を測定した。その結果を表１に示す。
【表１】
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【００１９】
表１より、水中の好気性微生物の代謝要求に対応できる溶解酸素量が、実験開始から２ヶ月後に１／３以下に減少し、４ヶ月後には１／４以下に減少することが判明した。１ヶ月後のＢＯＤが実験開始前の値よりも増加したが、これは、本装置により活性化された水によって水中の好気性微生物による有機物の分解が活発となり、代謝要求が一時的に増加したためと考えられる。
【００２０】
＊  実験例２  ＊
自然池（広さ、約２５０ｍ２、深さ、平均約１.２ｍ）の水を水中ポンプで汲み上げ、実験例１で用いたものと同じ本発明の装置を通過させた後、自然池に戻し、化学的酸素要求量（以下、「ＣＯＤ」という。）、ＢＯＤ、全リン量、全窒素量についてそれぞれ測定した。その結果を表２に示す。
【表２】
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【００２１】
実験例１の場合と比較すると、注水量に比較して自然池が大きいためにその効果は相対的に顕著な形では現れていないが、実験開始から５ヶ月後には、ＣＯＤは約１／６、ＢＯＤは約１／７、全リン量は約１／３、全窒素量は約１／４にそれぞれ減少することが判明した。また、実験開始後、１２日後には池の底を確認でき、４２日目には、池の底の石に付着していたアオコが分解してなくなつているのが確認された。
【００２２】
＊  実験例３  ＊
鑑賞用のコンクリート製人工池（広さ、約１５ｍ２、深さ、平均約７０ｃｍ）の水を水中ポンプで汲み上げ、実施例１で説明した本発明の装置（管状本体の口径５０ｍｍ、空気注入孔の数８）を通過させた後に、再び池に戻し（注水量、毎分約１００リットル）、ＣＯＤ、ＢＯＤ、全リン量、全窒素量を測定した。その結果を表３に示す。
【表３】
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【００２３】
この池には、従来より噴水装置が設置されており、そのため、測定データ上において顕著な形では差が現れなかったが、実験開始から３週間程経過したとき、池の底に付着していたアオコがなくなって底のタイルが判別できるようになり、また、飼育されている鯉が非常に活発に動き回るようになった。アオコについては、４ヶ月後には完全になくなっており、タイルの形のみならずタイルの色を確認することができた。
【００２４】
＊  実験例４  ＊
自然池（広さ、約１８０ｍ２、深さ、平均約１ｍ）の水を水中ポンプで汲み上げ、実験例３の装置と同じ本発明の装置を通過させた後、この自然池に戻し、ＣＯＤ、ＢＯＤ、全リン量、全窒素量についてそれぞれ測定した。その結果を表４に示す。
【表４】
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【００２５】
実験開始から２ヶ月後には、ＣＯＤが１／５、ＢＯＤが１／３、全リン量が１／２にそれぞれ減少していた。全窒素量についてはほとんど変化かなかったが、これは、この自然池に流れ込む水路より農業用水が流入していることが原因であると考えられる（このような状態でも全窒素量が少なくとも増加してはいないことに留意されたい。）。
【００２６】
＊  実験例５  ＊
コンクリート製人工池（広さ、約３００ｍ２、深さ、平均約６０ｃｍ）について、実験例４と同様にして実験を行った。表５はその結果である。
【表５】
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【００２７】
実験開始から２ヶ月後には、ＣＯＤが約２／３、ＢＯＤが約１／２、全リン量が約１／３、全窒素量が約２／３にそれぞれ減少していた。実験開始時、池の側壁に有機物が付着し、底にはヘドロが溜まっていたが、９日目には有機物が分解してなくなっており、また、ヘドロについては３日目には分解が始まり、２ヶ月系か後には完全になくなっていた。
【００２８】
＊  実験例６  ＊
倉敷美観地区を流れる倉敷川（約３０００ｔ）に流れ込む新田用水（新川）に水中ポンプを設置し、汲み上げた水を実施例２で説明した本発明の装置（管状本体の口径１００ｍｍ、空気注入管の数１２）の上流端地点に流し込み（注水量、毎分約２ｔ）、当該地点から２０〜２５ｍの間隔で測定点を設け、各測定点における水の透明度を肉眼により観測した。透明度は、直径２６ｃｍの白色基準円板を川底まで沈め、どの程度見えるかを、「はっきり見える（評価１）」、「少しぼやけて見える（評価２）」、「ぼやけて見える（評価３）」、「かなりぼやけて見える（評価４）」、「全然見えない（評価５）」の５段階で評価した。この結果を図４に示す。
【００２９】
図４から理解されるように、実験開始から約３週間後には上流域において評価１、中流域で評価２または３、下流域でも評価３または４に改善されていた。また、実験途中で降った雨により取水側の川が濁ってしまい、一時的に実験開始時と同様な状態に戻されてしまったが、取水側の川の濁りがおさまるとすぐに、以前の状態に戻ることも判明した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例による水の活性浄化装置を示す図である。
【図２】  図１に示す装置の中心軸方向に切った断面図である。
【図３】  本発明の別の実施例による水の活性浄化装置を示す図２と同様な図である。
【図４】  実験例６により得られた結果を示す図である。
【符号の説明】
１    管状本体                    ２    障壁部材
３    ハウジング                  ４    波動エネルギー放射体
５    スリーブ                    ６    ジェットノズル
７    空気注入孔                ７Ａ    空気注入管
８    開口
Ｐ    送水管                      Ｗ    通路
【図１】
0003665547.tif 000007
【図２】
0003665547.tif 000008
【図３】
0003665547.tif 000009
【図４】
0003665547.tif 000010