(57)【要約】      （修正有）【課題】十分に活性化された水道水を給湯器に供給可能で、メンテナンス間隔を長くすることが可能な給湯システムを提供する。【解決手段】給湯器１３０に水道水を供給する配管中に、同材質の粒径３ｍｍと６ｍｍのセラミックス粒子を水道水中で流動させて水道水を活性化させる活性水生成装置１を設け、活性水生成装置１は、容器内に設けた上下の仕切板で仕切られた処理空間に多数個の粒径３ｍｍと６ｍｍのセラミックス粒子を混合して収容し、下部の導入部から導入された水道水を処理空間を通して上部の排出部から排出して活性化された水道水を給湯器に供給する構成とし、粒径３ｍｍのセラミックス粒子と粒径６ｍｍのセラミックス粒子の総体積の比である充填率を５０％〜６０％とし、粒径３ｍｍのセラミックス粒子と粒径６ｍｍのセラミックス粒子の配合比を重量比で４：１とした。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
給湯器に水道水を供給する配管中に、粒径の異なる同材質の２種類のセラミックス粒子を水道水中で流動させることにより水道水を活性化させる活性水生成装置を設け、活性水を前記給湯器に供給する給湯システムにおいて、
前記活性水生成装置は、下部に水道水の導入部が設けられると共に上部に活性化された水道水を前記給湯器に排出する排出部が設けられ、内部空間を上下に対向配置した仕切板により仕切った処理空間に前記粒径の異なる２種類の多数個のセラミックス粒子を収容する容器を有し、
前記粒径の異なる２種類のセラミックス粒子は、小径のセラミックス粒子の粒径を１〜４ｍｍとする第１粒子、大径のセラミックス粒子の粒径を４〜７ｍｍとする第２粒子とし、前記処理空間の容積に対する前記２種類のセラミックス粒子の総体積の比である充填率を５０％〜６０％とし、前記多数個の第１粒子と前記多数個の第２粒子の配合比は、重量比で２：１〜４：１とした給湯システム。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯システムにおいて、
前記第１粒子の粒径を３ｍｍ、前記第２粒子の粒径を６ｍｍとし、前記多数個の第１粒子と前記多数個の第２粒子の配合比を４：１としたことを特徴とする給湯システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の給湯システムにおいて、
前記処理空間は、一つの処理空間内に前記２種類のセラミックス粒子を混合したことを特徴とする給湯システム。
【請求項４】
請求項１または２に記載の給湯システムにおいて、
前記処理空間は、前記仕切板により少なくとも上下２層の処理空間が形成されていて、下層に多数個の前記第１粒子を収容し、前記下層の上に位置する上層に多数個の前記第２粒子を収容したことを特徴とする給湯システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の給湯システムにおいて、
前記活性水生成装置は、前記下層の処理空間を仕切る下側の下仕切板と一体又は前記下仕切板の下方に設けられ、前記導入部から供給された水道水の流れを前方に向けて拡散させる流水拡散板を有することを特徴とする給湯システム。
【請求項６】
請求項５に記載の給湯システムにおいて、
前記流水拡散板は、外径が前記容器の内径と同径で、中央に水道水が通水する内径孔の拡散孔が形成されたドーナツ板形状に形成されていることを特徴とする給湯システム。
【請求項７】
請求項６に記載の給湯システムにおいて、
前記流水拡散板の径方向面積に対する前記拡散孔の面積比を５０〜７５％としたことを特徴とする活性水生成装置。
【請求項８】
請求項５に記載の給湯システムにおいて、
前記流水拡散板は、前記導入部の上方に設けられ、外径が前記導入部の内径と略同径に形成されると共に中心部に中心通水孔が形成されたことを特徴とする給湯システム。
【請求項９】
請求項８に記載の給湯システムにおいて、
前記流水拡散板は、前記流水拡散板の外径面積に対する前記流水拡散板が設けられる前記容器の内径面積比を２５〜５０％としたことを特徴とする給湯システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、活性水を生成する活性水生成装置を備えた給湯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水には、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムなどの硬度成分が含まれている。水道水が流れる宅内の配管や、水道の蛇口、給湯器などには、これらの硬度成分が付着して固まり、配管が詰まって配管の工事が必要になる、或いは、給湯器の損傷の原因になることがある。特に給湯器では水道水を加熱するため、水に溶解していた硬度成分がスケール（炭酸カルシウム）として析出し、熱交換器の内部で水の循環経路を閉塞してしまうことがある。
【０００３】
このような問題を解決するため、給湯器側の配管に活性水生成装置を取り付けた給湯システムが提案されている（特許文献１）。特許文献１の給湯システムに開示されている活性水生成装置は、内部を上下の仕切板で仕切って形成した処理空間内に粒径の異なる多数個の小径セラミックス粒子と大径セラミックス粒子を流動可能に収容する縦型に配置した容器を有する。水道水は、容器の下部に設けた導入部から処理空間内に導入される。容器内に水道水が通水されると多数個のセラミックス粒子が踊るように流動し、互いに接触、衝突を繰り返しながら容器内を上昇し、自重で落下する流動動作である適正流動の動作を繰り返す。活性化された活性水としての水道水は、容器の上部に設けた排出部から給湯器に給水される。活性水が給湯器側の配管を通して給湯器に供給されると、配管内や給湯器内へのスケールの発生が防止される
【０００４】
流動式の活性水生成メカニズムは、水道水により多数個のセラミックス粒子を流動させることで、セラミックス粒子同士が互いに衝突・摩擦を繰り返し、セラミックス粒子表面に汚れが付着することを妨げ、電気二重層の効果を出し続けることが可能となる。このように処理空間内で多数個のセラミックス粒子を流動させてセラミックス粒子同士の衝突・摩擦を繰り返し行わせる。その結果、セラミックス粒子表面に局所発熱作用が起こり、セラミックス粒子の表面と中心部との間に温度差が発生するため、ゼーベック効果によりセラミックス粒子表面に余剰の正電荷が存在することとなり、この余剰正電荷が水道水に作用することでより水道水が正に帯電し、水分子の会合状態に影響を与え、水道水の活性化処理が行われる。言い換えれば、セラミックス粒子表面がきれいでなければ電気二重層が発生しないので、多数個のセラミックス粒子を流動させている。
【０００５】
処理空間内に粒径の異なる多数個の小径セラミックス粒子と大径セラミックス粒子を収容することにより、軽い小径セラミックス粒子が適正に流動する小流量から重い大径セラミックス粒子が適正に流動する大流量までの広い流量範囲に対応することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−５４３１７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した従来の給湯システムでは、水道水の流量によっては軽量の小径のセラミックス粒子が上の仕切板に張り付き、大径粒子の適正な流動を妨げるおそれがある。このため、十分に活性化された水道水を給湯器に供給させることができず、またセラミックス粒子の表面に汚れが付着し易くなり、早期のメンテナンスが必要となり、その間給湯システムの停止を余儀なくされる。
【０００８】
本考案の目的は、十分に活性化された水道水を安定して給湯器に供給可能で、メンテナンス間隔を長くすることが可能な給湯システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案の目的を実現する第１考案の給湯システムは、給湯器に水道水を供給する配管中に、粒径の異なる同材質の２種類のセラミックス粒子を水道水中で流動させることにより水道水を活性化させる活性水生成装置を設け、活性水を前記給湯器に供給する給湯システムにおいて、前記活性水生成装置は、下部に水道水の導入部が設けられると共に上部に活性化された水道水を前記給湯器に排出する排出部が設けられ、内部空間を上下に対向配置した仕切板により仕切った処理空間に前記粒径の異なる２種類の多数個のセラミックス粒子を収容する容器を有し、前記粒径の異なる２種類のセラミックス粒子は、小径のセラミックス粒子の粒径を１〜４ｍｍとする第１粒子、大径のセラミックス粒子の粒径を４〜７ｍｍとする第２粒子とし、前記処理空間の容積に対する前記２種類のセラミックス粒子の総体積の比である充填率を５０％〜６０％とし、前記多数個の第１粒子と前記多数個の第２粒子の配合比は、重量比で２：１〜４：１とした。
【００１０】
本考案の目的を実現する第２考案の給湯システムは、第１考案の給湯システムにおいて、前記第１粒子の粒径を３ｍｍ、前記第２粒子の粒径を６ｍｍとし、前記多数個の第１粒子と前記多数個の第２粒子の配合比を４：１とすることができる。
【００１１】
本考案の目的を実現する第３考案の給湯システムは、第１または第２考案の給湯システムにおいて、前記処理空間は、一つの処理空間内に前記２種類のセラミックス粒子を混合した構成とすることができる。
【００１２】
本考案の目的を実現する第４考案の給湯システムは、第１または第２考案の給湯システムにおいて、前記処理空間は、前記仕切板により少なくとも上下２層の処理空間が形成されていて、下層に多数個の前記第１粒子を収容し、前記下層の上に位置する上層に多数個の前記第２粒子を収容した構成とすることができる。
【００１３】
本考案の目的を実現する第５考案の給湯システムは、第１から第４のいずれかの考案の給湯システムにおいて、前記活性水生成装置は、前記下層の処理空間を仕切る下側の下仕切板と一体又は前記下仕切板の下方に設けられ、前記導入部から供給された水道水の流れを前方に向けて拡散させる流水拡散板を有する構成とすることができる。
【００１４】
本考案の目的を実現する第６考案の給湯システムは、第５考案の給湯システムにおいて、前記流水拡散板は、外径が前記容器の内径と同径で、中央に水道水が通水する内径孔の拡散孔が形成されたドーナツ板形状に形成することができる。
【００１５】
本考案の目的を実現する第７考案の給湯システムは、第６考案の給湯システムにおいて、前記流水拡散板の径方向面積に対する前記拡散孔の面積比を５０〜７５％とすることができる。
【００１６】
本考案の目的を実現する第８考案の給湯システムは、第５考案の給湯システムにおいて、前記流水拡散板は、前記導入部の上方に設けられ、外径が前記導入部の内径と略同径に形成されると共に中心部に中心通水孔が形成された構成とすることができる。
【００１７】
本考案の目的を実現する第９考案の給湯システムは、第８考案の給湯システムにおいて、前記流水拡散板は、前記流水拡散板の外径面積に対する前記流水拡散板が設けられる前記容器の内径面積比を２５〜５０％とすることができる。
【考案の効果】
【００１８】
第１考案の給湯システムによれば、活性水生成装置に導入される水道水に流量の変動があっても活性水を安定して給湯器に供給することができ、給湯器へのスケール発生を防止でき、またメンテナンス期間を長くすることができる。
【００１９】
第２考案の給湯システムによれば、最も安定して活性水を給湯器に供給することができる。
【００２０】
第３考案の給湯システムによれば、１つの処理空間内に２種類のセラミックス粒子を混合させているので、活性水生成装置のメンテナンスが容易で、給湯システムの停止期間を短縮化することができる。
【００２１】
第４考案によれば、第２粒子が流動しない小流量でも第１粒子の流動で得られる濡れ性が向上した処理水の効果で第２粒子は表面に汚れが付着しにくい。このため、大流量でも安定して活性水を給湯器に供給することができ、メンテナンス期間の長期化を図ることができる。
【００２２】
第５〜第９考案によれば、処理空間の全域にわたって水道水を供給できるので、より一層安定して活性水を給湯器に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本考案の実施形態に係る給湯システムの機能ブロック図である。
【図２】図１に示す給湯システムに使用される活性水生成装置の第１実施形態を示す外観正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視縦断面図である。
【図４】図３に示す活性水生成装置の容器内に収容される小径セラミックス粒子が小処理流量で流動している状態を示す縦断面図である。
【図５】図３に示す活性水生成装置の容器内に収容される大径セラミックス粒子が大処理流量で流動している状態を示す縦断面図である。
【図６】セラミックス粒子の充填量及び充填比、合計充填率との関係を示す図である。
【図７】配合比の判定に使用した活性水生成装置の容器を示す概略図である。
【図８】配合比毎の流量（ｎ）と流動領域の流動高さ（ＨＤ）の関係を示す図である。
【図９】図１に示す活性水生成装置の第２実施形態を示し、流水拡散板の概略斜視図である。
【図１０】図１に示す活性水生成装置の第３実施形態を示す概略縦断面図である。
【図１１】図１０に示す活性水生成装置の変形例を示す概略縦断面図である。
【図１２】図１に示す活性水生成装置の第４実施形態を示す概略縦断面図である。
【図１３】図１に示す活性水生成装置の第５実施形態を示す概略縦断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２４】
以下、本考案を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
第１実施形態
【００２５】
図１は、本考案に係る給湯システム１１０の第１実施形態を備えた家庭用給水管システム１００の機能ブロック図である。
【００２６】
図１において、家庭用給水管システム１００は、道路などに埋め込まれた水道管１９０から宅内に水道を引き込む給水主管１０１と、該給水主管１０１に取り付けられた止水栓１０３及び減圧弁１０５と、を備える。また、家庭用給水管システム１００は、減圧弁１０５の下流側に、水道水がそのまま流れる冷水側配管１２１と、給湯器１３０に水を供給する給湯器側配管１２５と、に配管を分岐させる冷温分岐部１０７を備える。そして、家庭用給水管システム１００は、給水主管１０１における冷温分岐部１０７の上流側、すなわち、水道管１９０と冷温分岐部１０７の間に活性水生成装置１を備える。給湯器１３０と活性水生成装置１により給湯システム１１０を構成する。
【００２７】
止水栓１０３は、水道管１９０から宅内に流れる水量を調整したり、水をとめたりするために使用される。減圧弁１０５は、宅内に流れる水圧を調整するのに使用される。冷温分岐部１０７は、水道管１９０に接続された一本の給水主管１０１を、上述したように、冷水側配管１２１と給湯器側配管１２５とに分岐する部位である。
【００２８】
冷水側配管１２１は、給水主管１０１を流れる水道水がそのまま流れる配管である。この冷水側配管１２１には、冷水分岐部１４１が設けられており、冷水分岐部１４１は、所定の位置、例えば、キッチン、風呂場、庭、トイレなどに接続された配管に冷水側配管１２１から分岐する部位である。
【００２９】
給湯器側配管１２５は、上述した給湯器１３０に水を供給する配管である。給湯器１３０は、貯湯槽１３２と、加熱器１３５と貯湯槽１３２の外側に配置した熱交換器１３６を備えている。熱交換器１３６内を通る給湯器側配管１２５からの水道水が加熱器１３５により加熱されて温水となり、貯湯槽１３２内に貯湯される。貯湯槽１３２の上部には温水用配管１３７が接続され、この温水用配管１３７の下流に温水分岐部１４３が設けられている。
【００３０】
温水分岐部１４３は、所定の位置、例えば、キッチン、風呂場、洗面台など、温水を使用する場所に接続された配管に温水用配管１３７から分岐する部位である。なお、給湯器１３０の構成は特に限定されるものではなく、貯湯槽１３２がないタイプのものでも、貯湯槽１３２内に熱交換器１３６がなく水が加熱器１３５内で加熱された後に貯湯槽１３２に供給されるタイプのものであってもよい。
【００３１】
そして、家庭用給水管システム１００では、上述したように、給水主管１０１における水道管１９０と冷温分岐部１０７の間、さらに細かく言えば減圧弁１０５と冷温分岐部１０７の間、すなわち、冷温分岐部１０７の上流側に給湯システム１１０の活性水生成装置１を配置している。活性水生成装置１が配置される場所は、給水主管１０１における給水主管１０１が分岐する手前の位置であれば特に限定されないが、止水栓１０３よりも下流側が好適である。
【００３２】
第１実施形態の活性水生成装置の構成
【００３３】
活性水生成装置１により活性化された水道水が給湯器側配管１２５を介して給湯器１３０に供給される。給湯器１３０の熱交換器１３６で加熱された活性化された水道水が貯湯槽１３２内に貯槽される。熱交換器１３６と貯湯槽１３２の内周壁面にはスケールの付着が防止される。また、活性水生成装置１から下流側の給湯器側配管１２５、温水用配管１３７等の配管内へのスケールの付着が防止される。
【００３４】
図２および図３において、活性水生成装置１は、上端が開口した円筒形状に形成された内径が一定の例えばステンレス製の容器本体２と、容器本体２の上端開口３を塞ぐ例えばステンレス製の蓋体４により構成する容器５を有する。容器本体２の下端には水道水を内部に導入する導入部６Ａが設けられ、蓋体４の上面には生成された活性水を器外に排水する排出部６Ｂが設けられている。蓋体４は上端開口３に設けた内フランジ部７にＯリング８を挟んでねじ９を介して水密状態に固定され、容器５の内部に密閉された空間１０を形成する。容器５は導入部６Ａを下にして垂直姿勢に設置される。
【００３５】
空間１０内には、下仕切板２１と上仕切板２２により仕切られる空間であって、セラミックス粒子を収容し流動が行われる処理空間（容積Ｖ０）１１が形成される。下仕切板２１と底壁部２ｂとの間の空間を水道水の導入側空間２ｃとする。
【００３６】
処理空間１１には、粒径の異なる同一材質で形成された２種類のセラミックス粒子が混合状態で収容されており、多数個の第１粒子である小径セラミックス粒子３１と、多数個の第２粒子である大径セラミックス粒子３３が収容されている。第１粒子の第１粒径は第２粒子の第２粒径よりも小径である。容器５内に水道水が通水されていない状態において、多数個の小径セラミックス粒子３１が一つのグループとして堆積した場合の堆積層を小径粒子堆積層３２Ａとし、多数個の大径セラミックス粒子３３が一つのグループとして堆積した場合の堆積層を大径粒子堆積層３４とする。
【００３７】
大径セラミックス粒子３３と小径セラミックス粒子３１は、材質が同一で、大径セラミックス粒子３３の体積が大きいため、図２に示すように、１個の重量が重い大径セラミックス粒子３３の大径粒子堆積層３４が下仕切板２１上に堆積し、その上に小径粒子堆積層３２Ａが堆積する。
【００３８】
セラミックス粒子は、主成分としてケイ素とアルミニウムを有し、これらの主成分に加えてアルカリ金属やアルカリ土類金属が含有された酸化物系の鉱石からなり、長石類や雲母類、花崗岩等の鉱石を例示できる。長石類としては、曹長石（NaAlSi3O8）、灰長石（CaAl2Si2O8）、雲母類としては、金雲母（KMg3[(AlSi3)O10](OH)2）、白雲母（KAl2[(AlSi3)O10](OH)2）等を例示でき、これらに限定されるものではない。
【００３９】
図２は、水道水が容器５内に通水されていない状態において、下仕切板２１と上仕切板２２との間に形成される処理空間（容積をＶ０（一定）とする）１１には、堆積状態の小径粒子堆積層３２Ａの上面から上仕切板２２の間に対応する高さの容積である小径粒子流動領域（容積をＶ１とする）１２が形成される。また、小径粒子堆積層３２Ａの高さに対応する体積（体積をＶ２とする）を小径粒子流動領域（容積Ｖ１）１２に加えた容積を小径粒子実質流動領域（容積をＶ３とする）１３とする。大径粒子堆積層３４の高さに対応する体積をＶ４とする。
【００４０】
小径セラミックス粒子３１は、小処理流量（Ｑ１）で適正に流動し、大径セラミックス粒子３３は大処理流量（Ｑ２）で適正に流動する。大処理流量Ｑ２は小処理流量Ｑ１よりも流量が多い（Ｑ２＞Ｑ１）。大処理流量Ｑ２で大径セラミックス粒子３３が流動している状態において、小径セラミックス粒子３１は図４に示すように、上仕切板２２の裏面側に張り付く張り付き状態に維持される。上仕切板２２の裏面側には、張り付き状態における小径セラミックス粒子３３の小径粒子堆積層３２Ａ（体積Ｖ２）が形成される。
【００４１】
図３、図４、図５において、大径粒子堆積層３４の上面と、張り付き状態の小径粒子張り付き層３２Ｂの下面との間に大径粒子流動領域（容積をＶ５とする）１４が形成される。また、大径粒子堆積層３４の高さに対応する体積Ｖ４を大径粒子流動領域（容積Ｖ５）１４に加えた容積を大径粒子実質流動領域（容積Ｖ６）１５とする。
【００４２】
処理空間１１内に収容される小径セラミックス粒子３１の総個数に対応する体積Ｖ２と大径セラミックス粒子３３の総個数に対応する体積Ｖ４との和であるセラミックス粒子の総体積は、容積Ｖ０の処理空間１１に対して充填率ａ％で充填されている。また、充填率ａ％における小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３の配合比をｂとする。配合比ｂは、小径セラミックス粒子３１の総個数に対応する体積Ｖ２と大径セラミックス粒子３３の総個数に対応する体積Ｖ４を重量比で表している。
【００４３】
充填率ａが低い場合にはセラミックス粒子の個数が少ないことから粒子同士の接触、衝突が減るため、水道水の活性化が低い。逆に、充填率ａが高い場合には狭い処理空間内にセラミックス粒子がひしめき合って、活発な流動ができなくなり、水道水の活性化が低くなる。
【００４４】
小径セラミックス粒子３１が実質的に流動できる小径粒子実質流動領域（容積Ｖ３）１３と大径セラミックス粒子３３が実質的に流動できる大径粒子実質流動領域（容積Ｖ６）１５は、共通する容積（Ｖ１またはＶ５）に、それぞれ小径粒子堆積層（体積Ｖ２）３２Ａ、大径粒子堆積層（体積Ｖ４）３４を加えた容積となる。
【００４５】
混合されている多数個の小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３の十分な流動と高い活性化を確保し、小処理流量から大処理流量までの流量範囲でセラミックス粒子を常時流動させて活性水の生成を可能とすることが重要である。小処理流量から大処理流量までの流量範囲で活性水の生成を可能とするには、小処理流量と大処理流量との間の流量で、小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３が同時に流動することが必要となる。混合されている小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３に対するこのような流動性の要件を満たすには、充填率ａの上限を６０％とし、高い活性化を確保することから充填率の下限を５０％としている（５０％≦ａ≦６０％）。
【００４６】
小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３の配合比は、小径セラミックス粒子３１が上仕切板２２に張り付いた状態で、大径セラミックス粒子３３が流動領域１４内で十分に流動できるか否かに基づいて設定している。小径セラミックス粒子３１の粒径（第１粒径とする）は１ｍｍ〜４ｍｍ、大径セラミックス粒子３３の粒径（第２粒径とする）は４ｍｍ〜７ｍｍが用いられる。但し、第１粒径と第２粒径が同径の４ｍｍを使用する組み合わせはない。
【００４７】
第１粒径の多数個の小径セラミックス粒子３１と第２粒径の多数個の大径セラミックス粒子３３の総重量は例えば５００ｇ〜６００ｇで、重量比である配合比を２：１〜４：１としている。
【００４８】
本実施形態において、小径セラミックス粒子３１の第１粒径を３ｍｍ、大径セラミックス粒子３３の第２粒径を６ｍｍとし、充填率５０％〜６０％において、粒径３ｍｍの小径セラミックス粒子３１と粒径６ｍｍの大径セラミックス粒子３３の配合比を重量比で例えば４：１としている。セラミックス粒子の嵩密度は１．３ｇ/ｃｍ３である。
【００４９】
粒径３ｍｍの小径セラミックス粒子３１と粒径６ｍｍの大径セラミックス粒子３３の配合比を重量比としているのは、セラミックス粒子を個数で管理するのはセラミックス粒子の個数をカウントに手間を要することによる。小径セラミックス粒子３１および大径セラミックス粒子３３の個々の重量と総重量から個数が求められ、小径粒子堆積層３２Ａの体積Ｖ２と大径粒子堆積層３４の体積Ｖ４が求められる。
【００５０】
次に、図４、図５を参照して活性水生成装置１の活性水生成プロセスを説明する。
【００５１】
図４は小処理流量（Ｑ１）の水道水が処理空間１１内に通水された状態を示し、粒径３ｍｍの多数個の小径セラミックス粒子３１が小径粒子実質流動領域１３内で適正に流動し活性水を生成している。一方、大径セラミックス粒子３３は第１仕切板２１上に堆積し、あるいは若干噴き上げられる。処理空間１１で生成された活性水は、第２仕切板２２の第２通水孔２２ａを通して排出部６Ｂから給湯器１３０に給水される。導入部６Ａから空間１０内に導入される水道水の流量が小処理流量Ｑ１から増えると多数個の小径セラミックス粒子３１と共に粒径６ｍｍの多数個の大径セラミックス粒子３３が流動する。
【００５２】
次に、導入部６Ａから空間１０内に導入される水道水の流量が大処理流量Ｑ２まで増えると、図５に示すように、粒径３ｍｍの多数個の小径セラミックス粒子３１が上仕切板２２の裏面に層をなして張り付いて小径粒子張り付き層３２Ｂをなし、粒径６ｍｍの多数個の大径セラミックス粒子３３が大径粒子実質流動領域１５内で適正に流動する。
【実施例】
【００５３】
小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３の配合比を１：１〜１：５とした試料を容器５の処理空間１１に収容し、流量２０〜２５Ｌ／ｍｉｎの間で、大径セラミックス粒子３３が処理空間１１内で所定値以上の高さまで流動した場合を適正と判断した。
【００５４】
１．セラミックス粒子の材質
【００５５】
小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３の材質は、ベントナイト鉱石を原料としたシリカ（ＳｉＯ２）、酸化アルミニュウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするセラミックスを用いた。第１粒径を１ｍｍ〜４ｍｍ、第２粒径を４ｍｍ〜７ｍｍを使用した。
【００５６】
２．容器５の詳細
【００５７】
容器５を円筒形状とし、内径：６８ｍｍ、処理空間１１の高さ：１９３ｍｍ、処理空間１１の容積を０．７Ｌとした。容器５の材質を塩化ビニル製の透明パイプとし、処理空間１１内に収容されるセラミックス粒子の流動状態を容器外から目視により確認可能としている。
３．充填率
【００５８】
処理空間１１の容積に対する収容する総セラミックス粒子の体積比を充填率とし、嵩密度：１．３ｇ/ｃｍ３で、総重量（充填合計重量）が５００ｇにおける充填率は５５．０％である。
【００５９】
充填合計重量５００ｇにおける第１粒径と第２粒径の重量に基づく配合比と充填率の関係を表１に示す。第１粒径を３ｍｍ、第２粒径を６ｍｍのセラミックス粒子を用いた。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
試料１〜試料５では第１粒子と第２粒子の配合比を種々変更しても合計充填率を略５０％にすることが可能であった。
【００６２】
充填合計重量６００ｇにおける第１粒径と第２粒径の重量に基づく配合比と充填率の関係を表２に示す。第１粒径を３ｍｍ、第２粒径を６ｍｍのセラミックス粒子を用いた。
【００６３】
【表２】
0003234075.tif 000004
【００６４】
試料６〜試料８では第１粒子と第２粒子の充填合計重量を６００ｇとし、第１粒子と第２粒子の配合比を種々変更しても合計充填率を略６６％にすることが可能であった。
【００６５】
充填合計重量４００ｇにおける第１粒径と第２粒径の重量に基づく配合比と充填率の関係を表３に示す。第１粒径を３ｍｍ、第２粒径を６ｍｍのセラミックス粒子を用いた。
【００６６】
【表３】
0003234075.tif 000005
【００６７】
試料９〜試料１２では第１粒子と第２粒子の充填合計重量を４００ｇとし、第１粒子と第２粒子の配合比を種々変更しても合計充填率を略４４％にしかできなかった。
【００６８】
表１〜表３に示す各配合比における充填合計重量と合計充填率との関係を纏めたのが表４である。
【００６９】
【表４】
0003234075.tif 000006
【００７０】
図６は表４に示す配合比（４：１、３：１、２：１、５：１）毎の充填合計重量（５００ｇ、６００ｇ、４００ｇ）と合計充填率との関係を示す図である。各配合比において、合計充填率が５０％〜６０％に達するのは、充填合計重量が５００ｇ、６００ｇであった。このことから、多数個の第１粒子である小径セラミックス粒子３１と多数個の第２粒子である大径セラミックス粒子３３との充填合計重量は５００ｇ〜６００ｇが好ましい。
４．配合比
【００７１】
前述した内径６８ｍｍ、寸法、容器５を円筒形状とし、内径：６８ｍｍ、処理空間１１の高さ：１９３ｍｍ、処理空間１１の容積を０．７Ｌとした透明な容器５を用いて配合比の判定実験を行った。図７は実験で使用した容器５について必要な部分を概略的に示すもので、図４、図５に示す箇所と同一箇所は同じ符号を付している。処理空間１１の高さをＨＡ、小径粒子張り付き層３２Ｂの高さをＨＢ、大径粒子実質流動領域１５の高さをＨＣ、大径粒子流動領域１４における大径セラミックス粒子（第２粒子）の流動高さをＨＤ、大径セラミックス粒子堆積層３４における動いていない大径セラミックス粒子の嵩高さをＨＥとする。小径セラミックス粒子３１は粒径３ｍｍ、大径セラミックス粒子３３は粒径６ｍｍを使用した。３ｍｍ粒径セラミックス粒子の重量と６ｍｍセラミックス粒子の重量の合計（充填合計重量）を５００ｇとした。
【００７２】
小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３の重量比による配合比を１：１、２：１、３：１、４：１とし流量ｎ（Ｌ／min）を変化（２０，２１，２２，２３，２５，３０）させ、各配合比における小径粒子張り付き層３２Ｂの高さＨＢを目視により計測した。なお、動いていない粒径６ｍｍの大径セラミック粒子の嵩高さＨＥは流量ｎとは関係なく一定である。ＨＥは配合比によって異なり、配合比が１：１では６ｃｍ、２：１では４ｃｍ、３：１では３ｃｍ、４：１では２．７ｃｍであった。
【００７３】
（ａ）配合比１：１における流量ｎとＨＤの関係
【００７４】
粒径３ｍｍと粒径６ｍｍのセラミックス粒子の配合比が１：１の場合、３ｍｍ粒径セラミックス粒子の重量が２５０ｇ、６ｍｍ粒径セラミックス粒子の重量が２５０ｇである。ＨＡ＝１９．３ｃｍ、ＨＥ＝６ｃｍである。粒径６ｍｍの第２粒子の流動高さＨＤは、ＨＤ＝ＨＣ−ＨＥである。
【００７５】
実験結果を表５に示す。
【００７６】
【表５】
0003234075.tif 000007
【００７７】
配合比が１：１において、３ｍｍ粒径セラミックス粒子の張り付き層３２Ｂの高さＨＢを４つの異なる流量ｎで計測した。試料１３は、ＨＢが０．３ｃｍであった。ＨＣ＝ＨＡ−ＨＢより、
【００７８】
ＨＣ＝１９．３−０．３＝１９ｃｍである。
【００７９】
ＨＤ＝ＨＣ−ＨＥより、
【００８０】
ＨＤ＝１９−６＝１３ｃｍとなる。
【００８１】
試料１４〜試料１６についても、同様にＨＢを計測し、１９．３ｃｍから計測値を減算してＨＣを求め、求めたＨＣからＨＥ６ｃｍを減算してＨＤを求めた。流量が増えると、小径粒子張り付き層３２Ｂの高さが増えるため、大径粒子流動領域１４における粒径６ｍｍのセラミックス粒子が流動する流動高さＨＤが減少する。
【００８２】
（ｂ）配合比２：１における流量ｎとＨＤの関係
【００８３】
粒径３ｍｍと粒径６ｍｍのセラミックス粒子の配合比が２：１の場合、３ｍｍ粒径セラミックス粒子の重量が３３３ｇ、６ｍｍ粒径セラミックス粒子の重量が１６６ｇである。ＨＡ＝１９．３ｃｍ、ＨＥ＝４ｃｍである。粒径６ｍｍの第２粒子の流動高さＨＤは、ＨＤ＝ＨＣ−ＨＥである。
【００８４】
実験結果を表６に示す。
【００８５】
【表６】
0003234075.tif 000008
【００８６】
配合比が２：１において、３ｍｍ粒径セラミックス粒子の張り付き層３２Ｂの高さＨＢを５つの異なる流量ｎで計測した。試料１７は、ＨＢが０．３ｃｍであった。ＨＣ＝ＨＡ−ＨＢより、
【００８７】
ＨＣ＝１９．３−０．３＝１９ｃｍである。
【００８８】
ＨＤ＝ＨＣ−ＨＥより、
【００８９】
ＨＤ＝１９−４＝１５ｃｍとなる。
【００９０】
試料１８〜試料２１についても、同様にＨＢを計測し、１９．３ｃｍから計測値を減算してＨＣを求め、求めたＨＣからＨＥ４ｃｍを減算してＨＤを求めた。流量が増えると、小径粒子張り付き層３２Ｂの高さが増えるため、大径粒子流動領域１４における粒径６ｍｍのセラミックス粒子が流動する流動高さＨＤが減少する。
【００９１】
（ｃ）配合比３：１における流量ｎとＨＤの関係
【００９２】
粒径３ｍｍと粒径６ｍｍのセラミックス粒子の配合比が３：１の場合、３ｍｍ粒径セラミックス粒子の重量が３７５ｇ、６ｍｍ粒径セラミックス粒子の重量が１２５ｇである。ＨＡ＝１９．３ｃｍ、ＨＥ＝３ｃｍである。粒径６ｍｍの第２粒子の流動高さＨＤは、ＨＤ＝ＨＣ−ＨＥである。
【００９３】
実験結果を表７に示す。
【００９４】
【表７】
0003234075.tif 000009
【００９５】
配合比が３：１において、３ｍｍ粒径セラミックス粒子の張り付き層３２Ｂの高さＨＢを６つの異なる流量ｎで計測した。試料２２は、ＨＢが０．３ｃｍであった。ＨＣ＝ＨＡ−ＨＢより、
【００９６】
ＨＣ＝１９．３−０．３＝１９ｃｍである。
【００９７】
ＨＤ＝ＨＣ−ＨＥより、
【００９８】
ＨＤ＝１９−３＝１６ｃｍとなる。
【００９９】
試料２３〜試料２７についても、同様にＨＢを計測し、１９．３ｃｍから計測値を減算してＨＣを求め、求めたＨＣからＨＥ３ｃｍを減算してＨＤを求めた。流量が増えると、小径粒子張り付き層３２Ｂの高さが増えるため、大径粒子流動領域１４における粒径６ｍｍのセラミックス粒子が流動する流動高さＨＤが減少する。
【０１００】
（ｄ）配合比４：１における流量ｎとＨＤの関係
【０１０１】
粒径３ｍｍと粒径６ｍｍのセラミックス粒子の配合比が４：１の場合、３ｍｍ粒径セラミックス粒子の重量が４００ｇ、６ｍｍ粒径セラミックス粒子の重量が１００ｇである。ＨＡ＝１９．３ｃｍ、ＨＥ＝２．７ｃｍである。粒径６ｍｍの第２粒子の流動高さＨＤは、ＨＤ＝ＨＣ−ＨＥである。
【０１０２】
実験結果を表８に示す。
【０１０３】
【表８】
0003234075.tif 000010
【０１０４】
配合比が４：１において、３ｍｍ粒径セラミックス粒子の張り付き層３２Ｂの高さＨＢを６つの異なる流量ｎで計測した。試料２８は、ＨＢが０．３ｃｍであった。ＨＣ＝ＨＡ−ＨＢより、
【０１０５】
ＨＣ＝１９．３−０．３＝１９ｃｍである。
【０１０６】
ＨＤ＝ＨＣ−ＨＥより、
【０１０７】
ＨＤ＝１９−２．７＝１６．３ｃｍとなる。
【０１０８】
試料２９〜試料３３についても、同様にＨＢを計測し、１９．３ｃｍから計測値を減算してＨＣを求め、求めたＨＣからＨＥ＝２．７ｃｍを減算してＨＤを求めた。流量が増えると、小径粒子張り付き層３２Ｂの高さが増えるため、大径粒子流動領域１４における粒径６ｍｍのセラミックス粒子が流動する流動高さＨＤが減少する。
【０１０９】
５．実験結果と評価
【０１１０】
上記した配合比の実験結果を示す表４〜表７において、流量ｎと粒径６ｍｍのセラミックス粒子の流動領域１４における流動高さＨＤとの関係を表９にまとめた。
【０１１１】
【表９】
0003234075.tif 000011
【０１１２】
表９に示す配合比毎の流量とＨＤとの関係を図８のグラフに示す。
【０１１３】
図８において、２０〜２５Ｌ/minの流量範囲において、配合比が３：１および４：１では、ＨＤが略１６ｃｍ〜略１２ｃｍであった。
【０１１４】
したがって、処理空間１１内に収容される粒径３ｍｍの多数個の小径セラミックス粒子３１と粒径６ｍｍの多数個の大径セラミックス粒子３３の配合比が重量比で３：１〜４：１の範囲で、多数個の小径セラミックス粒子３１と多数個の大径セラミックス粒子３３が２０〜２５Ｌ/minの流量範囲で十分な流動が得られると判定した。
【０１１５】
配合比が２：１では、流量ｎが２０Ｌ/minでは計測できなかったが、流量２１〜２５Ｌ/minの範囲において、ＨＤが略１５〜略１２ｃｍであった。
【０１１６】
したがって、処理空間１１内に収容される粒径３ｍｍの多数個の小径セラミックス粒子３１と粒径６ｍｍの多数個の大径セラミックス粒子３３の配合比が重量比で２：１では、多数個の小径セラミックス粒子３１と多数個の大径セラミックス粒子３３が２１〜２５Ｌ/minの流量範囲で十分な流動が得られると判定した。
【０１１７】
配合比が１：１では、流量ｎが２０〜２１Ｌ/minでは計測できず、流量２２〜２５Ｌ/minの範囲において、ＨＤが１３〜１０．３ｃｍであった。
【０１１８】
したがって、処理空間１１内に収容される粒径３ｍｍの多数個の小径セラミックス粒子３１と粒径６ｍｍの多数個の大径セラミックス粒子３３の配合比が重量比で１：１では、多数個の小径セラミックス粒子３１と多数個の大径セラミックス粒子３３が２０〜２５Ｌ/minの流量範囲で十分な流動が得られなかったと判定した。
【０１１９】
粒径１〜４ｍｍの第１粒子の中で、代表的な粒径３ｍｍと、粒径４〜７ｍｍの第２粒子の中で代表的な粒径６ｍｍを使用して上記した大径粒子の流動高さ（ＨＤ）を求める実験を行った。表５〜表９より、３ｍｍ粒径のセラミックス粒子の張り付き高さＨＢが小さいと６ｍｍ粒径のセラミックス粒子の流動高さ（ＨＤ）が高くなる。３ｍｍ粒径のセラミックス粒子の張り付き高さＨＢは、流量ｎが大きくなるに従って低くなる。重要なことは、流量ｎが大きくなっても大径セラミックス粒子の流動高さ（ＨＤ）が十分な高さを維持できるか否かであり、配合比と充填率に大きく依存する。
【０１２０】
活性水の生成は流動するセラミックス粒子同士の接触、衝突により行われることから、小径セラミックス粒子である第１粒子の個数と、大径セラミックス粒子である第２粒子の個数は必然的に多数個を充填することになる。水道水の流量ｎが小流量の領域で活性水の十分な生成を行うには第１粒子の粒径を小さくすればよく、中流量の領域で活性水の十分な生成を行う場合には第１粒子の粒径を大きくすると共に第２粒子の粒径を小さくすればよいことになる。また、小流量から大流量の範囲でまんべんなく活性水の生成を行う場合には、例えば第１粒子と第２粒子の粒径の選定は、実験で使用した３ｍｍ、６ｍｍの使用ができる。このようなことから、第１粒子の粒径範囲を１〜４ｍｍ、第２粒子の粒径範囲を４〜７ｍｍとしている。
【０１２１】
第２実施形態の活性水生成装置の構成
【０１２２】
図９は第２実施形態を示す。図９において、図２〜図５に示す活性水生成装置１の部材と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１２３】
図９に示す第２実施形態の活性水生成装置１Ａは、図３に示す活性水生成装置１の下仕切板２１と一体に、導入部６Ａから容器内に導入される水道水の流水方向を拡散させる流水拡散板４０Ａを設けている。流水拡散板４０Ａは、外径Ｄ２のドーナツ板形状に形成され、中央部分に内径Ｄ３の円形の内径孔である拡散用の拡散孔４１が形成されている。下仕切板２１は多数個の通水孔２１ａが例えば千鳥状に形成されていて、流水拡散板４０Ａの拡散孔４１に設けられている。容器本体２の円筒部２ａの内径Ｄ１と流水拡散板４０Ａの外径Ｄ２を同径（Ｄ１＝Ｄ２）としている。
【０１２４】
本実施形態において、円筒部２ａの内径の横断面積をＡ１、流水拡散板４０Ａの横断面積をＡ２とする。Ａ１＝（π・Ｄ１２）/４、Ａ２＝（π・（Ｄ２-Ｄ３）２）/４である。円筒部２ａに対する流水拡散板４０Ａの横断面積比（Ｃ）は、Ｃ＝（Ａ２/Ａ１）×１００＝５０％としている。逆に内径孔である拡散孔４１の横断面積比は５０％である。また、流水拡散板４０Ａの径方向面積に対する拡散孔４１の面積比を７５％まで広げることができる。
【０１２５】
処理空間１１と導入側空間２ｃとは、流水拡散板４０Ａの拡散孔４１により連通している。活性水生成装置１Ａに水道水が供給されると、拡散孔４１の絞り効果により導入側空間２ｃ内の水道水は拡散孔４１に集中する。その際、流水拡散板４０Ａを境にして導入側空間２ｃ側の水圧が処理空間１１側よりも高くなる。この水圧差によって、水道水は拡散孔４１を通過すると、前方に向けて拡散する。
【０１２６】
一方、拡散孔４１を通過した水道水は拡散するため、大きな流速を有する流水が処理区間１１の内周壁面に向かって流れ、流水拡散板４０Ａの外周部に存在するセラミックス粒子の流動が促されることになる。
【０１２７】
第２実施形態の活性水生成装置１Ａは、導入部６Ａから導入側空間２ｃに供給された水道水は、流水拡散板４０Ａの拡散孔４１から処理空間１１に向けて拡散するため、中心軸心ＣＬ上を上方に向けて流れる流水の流速よりも低速ではあるが処理空間１１の内周壁面に向けて水道水が流れる。その結果、処理空間１１内に収容されている多数個のセラミックス粒子は、処理空間１１内で上方に移動しながら互いに接触・衝突を繰り返し、自重で降下する動作をまんべんなく繰り返し、活性水を生成する。そして、活性化された水道水は排出部６Ｂから給湯器１３０に送水される。
【０１２８】
このように、流水拡散板４０Ａは、導入部６Ａから導入されて拡散孔４１を通過した水道水を処理空間１１に向けて中心軸心ＣＬを中心にして広角に拡散させることができる。このため、処理空間１１の内周壁面まで水道水が移動し、水道水が淀むことなく処理空間１１内で移動する。したがって、処理空間１１内に収容されている多数個の小径セラミックス粒子と大径セラミックス粒子の全てを流動させることができ、高効率に水道水を活性化することができる。
【０１２９】
本実施形態において、流水拡散板４０Ａの拡散孔４１に下仕切板２１を一体に設けた構成としているが、流水拡散板４０Ａと下仕切板２１を別体構成としても良い。この場合、下仕切板２１の外径を円筒部２ａの内径（Ｄ１）と同径とし、全体をパンチングメタルで構成する。そして、流水拡散板４０Ａを導入側空間２ｃ内に設ける。特に、円筒部２ａの下端と下仕切板２１の間に設けるのが好ましい。
【０１３０】
第３実施形態の活性水生成装置の構成
【０１３１】
図１０は第３実施形態を示す。図１０において、図２〜図５に示す活性水生成装置１、１Ａの部材と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１３２】
図１０に示す活性水生成装置１Ｂが第２実施形態の活性水生成装置１Ａと相違するのは、ドーナツ板形状の流水拡散板４０Ｂが下仕切板２１の軸中心部に一体的に設けた点である。流水拡散板４０Ｂは、中心部に中心軸心ＣＬと同軸の内径孔である中心通水孔４２が形成されている。流水拡散板４０Ｂの外径は、導入部６Ａの内径と略同径に形成されている。中心通水孔４２には下仕切板２１の通水孔２１ａが設けられている。第３実施形態において、流水拡散板４０Ｂは、流水拡散板４０Ｂの外径面積に対する流水拡散板４０Ｂが設けられる容器５の内径面積比を２５〜５０％とすることができる。
【０１３３】
第３実施形態において、導入部６Ａから導入側空間２ｃに供給された水道水の流れは、殆どが真っ直ぐ上方に移動し、その一部の流水がそのまま中心通水孔４２を通過し、他の流水が流水拡散板４０Ｂにより径方向外方に向けて大きく向きが変更される。径方向外方に向けて向きが変更された流水は、下仕切板２１の通水孔２１ａを通して上方に向かう。流水拡散板４０Ｂによる流水の径方向への変更力は大きいため、処理空間１１の内周壁面に向かう流水が発生する。中心軸心ＣＬから径方向外方における流水ベクトルＶＲ０、ＶＲ１、ＶＲ２の流速は略等速である。したがって、水道水が淀むことなく処理空間１１内で移動する。その結果、処理空間１１内に収容されている多数個のセラミックス粒子３０の全粒を流動させることができ、高効率に水道水を活性化することができる。
【０１３４】
第３実施形態の活性水生成装置の変形例
【０１３５】
図１１は、第３実施形態の変形例を示す。第３実施形態の活性水生成装置１Ｂでは、下仕切板２１の中央部に流水拡散板４０Ｂを一体に設けている。本変形例の活性水生成装置１Ｃでは、下仕切板２１と流水拡散板４０Ｂを別体とし、導入側空間２ｃ内に流水拡散板４０Ｂを配置している。流水拡散板４０Ｂは、下仕切板２１の下方に支持部材４３を介して吊り下げられている。
【０１３６】
本変形例によれば、下仕切板２１よりも下方に配置することにより、第３実施形態に比較して径方向外方に向けて変更される流水の流速が速い。このため、水道水をより一層処理空間１１内で移動し、処理空間１１内に収容されている多数個の小径セラミックス粒子と大径セラミックス粒子の全粒を流動させることができ、高効率に水道水の活性化を行える。
【０１３７】
第４実施形態の活性水生成装置の構成
【０１３８】
図１２は本発明による活性水生成装置の第４実施形態を示す。なお、図２〜図５、図９〜図１１に示す部材と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１３９】
図１２に示す活性水生成装置１Ｄは、処理空間１１内を中間仕切板２３で下層処理空間１１Ａと上層処理空間１１Ｂの２層に仕切った構成を有し、流水拡散板４０Ａと一体に下仕切板２１を設けている。下層処理空間１１Ａと上層処理空間１１Ｂには嵩比重が同一の同材質からなる粒径の異なるセラミックス粒子が別々に多数個収容され、下層処理空間１１Ａには小径のセラミックス粒子（小径セラミックス粒子）３１が収容され、上層処理空間１１Ｂには大径のセラミックス粒子（大径セラミックス粒子）３３が収容されている。
【０１４０】
多数個の小径セラミックス粒子３１と多数個の大径セラミックス粒子３３との充填率ａ、配合比ｂは、第１実施形態の活性水生成装置１と同様としている。充填率ａは上限を６０％とし、下限を５０％としている（５０％≦ａ≦６０％）。小径セラミックス粒子３１の粒径（第１粒径とする）は１ｍｍ〜４ｍｍ、大径セラミックス粒子３３の粒径（第２粒径とする）は４ｍｍ〜７ｍｍが用いられる。
【０１４１】
第１粒径の多数個の小径セラミックス粒子３１と第２粒径の多数個の大径セラミックス粒子３３の総重量は例えば５００ｇ〜６００ｇで、重量比である配合比を２：１〜４：１としている。
【０１４２】
本実施形態において、小径セラミックス粒子３１の第１粒径を３ｍｍ、大径セラミックス粒子３３の第２粒径を６ｍｍとし、充填率５０％〜６０％において、粒径３ｍｍの小径セラミックス粒子３１と粒径６ｍｍの大径セラミックス粒子３３の配合比を重量比で例えば４：１としている。
【０１４３】
水道水の流量が少ない場合、下層処理空間１１Ａに収容される小径セラミックス粒子３１が流動して活性水の生成を行うことになる。その際の流量（流速）は小さく、下層処理空間１１Ａの内周壁面に向かう流水の流速は非常に低い。しかし、導入部６Ａから導入側空間１２内に供給された水道水は、流水拡散板４０Ａの拡散孔４１を通過して下層空間１１Ａ内に広角に拡散される。このため、下層処理空間１１Ａ内の中央部分のみならず容器本体２の内周壁面までの小径セラミックス粒子３１の全粒を適正に流動させることができ、活性水を生成する。下層処理空間１１Ａで生成された活性水は、中間仕切板２３の通水孔２３ａを通して上層処理空間１１Ｂに通水される。
【０１４４】
一方、下層処理空間１１Ａの内周壁面に沿って上方に流れる生成された活性水は、通水孔２３ａを通して上層処理空間１１Ｂ内の内周壁面に沿うように通水される。導入部６Ａに供給される流量が小流量の場合、上層処理空間１１Ｂ内に収容されている大径セラミックス粒子３３は流動しない。この際、多数個の大径セラミックス粒子３３は活性水により煽られて隣接する大径セラミックス粒子３３同士が擦り合って表面に付着した汚れが落とされる物理的な掃除機能である自浄作用が働く。また、活性水により大径セラミックス粒子３３の表面の濡れ性が良くなって汚れ落ちが良くなり、不純物の付着が防止され、大径セラミックス粒子３３の寿命が延び、大径セラミックス粒子３３の交換等の定期点検の時間間隔を大幅に長くできると共に、メンテナンス作業を簡単に済ますことができる。例えば大処理流量の使用が長期にわたり少なくても、大径セラミックス粒子３３の全粒の汚れを防ぎ、長期間にわたって大径セラミックス粒子３３による活性水の生成効果を維持することができる。勿論、小径セラミックス粒子３１の全粒を流動させることができるため、汚れの付着を防止でき、寿命を延ばすことができる。なお、図９に示す流水拡散板４０Ａを設けているが、必ずしも必要ではない。
【０１４５】
第４実施形態の変形例
【０１４６】
図１３は、第４実施形態の変形例を示す。図１３に示す活性水生成装置１Ｅは、下仕切板２１と上仕切板２２と、中間下仕切板２３Ａと、中間上仕切板２３Ｂとにより、処理空間１１内を下層処理空間１１Ａと上層処理空間１１Ｂと最上層処理空間１１Ｃとの３層に仕切った構成としている。下仕切板２１の中央軸心ＣＬに図５に示す流水拡散板４０Ｂを一体に設けている。なお、流水拡散板４０Ｂは必ずしも必要ではない。
【０１４７】
本変形例の活性水生成装置１Ｅは、図１２に示す活性水生成装置１Ｄの上下２層構造にさらに一層を加えて上下３層構造としている。
【０１４８】
下仕切板２１の通水孔２１ａは小径セラミックス粒子３１が通過しない内径に形成され、中間下仕切板２３Ａの通水孔２３ｂは大径セラミックス粒子３３および小径セラミックス粒子３１が通過しない内径に形成されている。中間上仕切板２３Ｂの通水孔２３ｃは大径セラミックス粒子３３および超大径セラミックス粒子３２が通過しない内径に形成されている。上仕切板２２の通水孔２２ｂは超大径セラミックス粒子３２が通過しない内径に形成されている
【０１４９】
粒径（重量）の異なる小径・大径・超大径の３種のセラミックス粒子を別々に各層の処理空間に収容する。小径セラミックス粒子３１を下層処理空間１１Ａ内に収容し、大径セラミックス粒子３３を上層処理空間１１Ｂ内に収容し、超大径セラミックス粒子３２を最上層処理空間１１Ｃに収容している。すなわち、重量がそれぞれ異なる小径セラミックス粒子３１、大径セラミックス粒子３３、超大径セラミックス粒子３２は、最も軽量の小径セラミックス３１から順に上方に向けて下層処理空間１１Ａ、上層処理空間１１Ｂ、最上層処理空間１１Ｃに収容される。
【０１５０】
充填率ａ、配合比ｂ、粒径範囲は、第４実施形態の活性水生成装置１における小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３と同様としている。但し、充填率は処理空間１１から最上層処理空間１１Ｃの容積を除いた容積に基づく。
【０１５１】
本変形例では、図１２に示す第４実施形態の活性水生成装置１Ｄにおける下層処理空間１１Ａと上層処理空間１１Ｂに加えて最上層処理空間１１Ｃを設け、超大径セラミックス粒子３２を収容している。所定の充填率と配合比で下層処理空間１１Ａと上層処理空間１１Ｂにそれぞれ小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３を収容することで、それぞれ適正流量で小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３が流動し、活性化した水道水を給湯器１３０に供給する。給湯器１３０に対する給水中に、例えば図１に示すように冷水分岐部１４１を経てキッチン、風呂場、庭、トイレ等で一度に水道水の使用が行われ、小径セラミックス粒子３１と大径セラミックス粒子３３による流量範囲を超える場合がある。この場合、超大径セラミックス粒子３２が最上層処理空間１１Ｃで流動するため、活性化された水道水の給水が可能となる。
【０１５２】
本変形例によれば、供給される水道水が小径セラミックス粒子３１を適正に流動させる小流量の場合、下層処理空間１１Ａでは流水拡散板４０Ｂの作用により径方向の全域で多数個の小径セラミックス粒子３１が流動し活性水が生成される。そして、生成された活性水が上層処理空間１１Ｂおよび最上層処理空間１１Ｃの径方向全域に通水される。その際、最上層処理空間１１Ｃおよび上層処理空間１１Ｂにそれぞれ収容されている大径セラミックス粒子３３および超大径セラミックス粒子３２は流動しないが、上述した自浄作用が働き、また、活性水により大径セラミックス粒子３３および超大径セラミックス粒子３２の表面の濡れ性が良くなって汚れ落ちが良くなる。
【０１５３】
なお、流水拡散板４０Ｂは、図１１に示すように下仕切板２１の下方に設けるようにしても良い。また、流水拡散板４０Ｂを図７に示すように流水拡散板４０Ａに代えても良く、導入側空間１２内で下仕切板２１の下方に配置しても良い。
【符号の説明】
【０１５４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ：活性水生成装置      ２：容器本体
３：上端開口      ４：蓋体      ５：容器      ６Ａ：導入部      ６Ｂ：排出部
７：内フランジ      ８：Ｏリング      ９：ねじ      １０：空間
１１：処理空間      １１Ａ：下層処理空間      １１Ｂ：上層処理空間
１１Ｃ：最上層処理空間      １２：小径粒子流動領域
１３：小径粒子実質流動領域      １４：大径粒子流動領域
１５：大径粒子実質流動領域      ２１：第１仕切板      ２１ａ：第１通水孔
２２：第２仕切板      ２２ａ：第２通水孔      ２３：中間仕切板
２３ａ：通水孔      ３１：小径セラミックス粒子      ３２：超大径セラミックス粒子
３２Ａ：小径粒子堆積層      ３２Ｂ小径粒子張り付き層
３３：大径セラミックス粒子    ３４：大径粒子堆積層
４０Ａ、４０Ｂ：流水拡散板      ４１：拡散孔      ４２：中心通水孔
１００：家庭用給水管システム      １０１：給水主管      １０３：止水栓
１０５：減圧弁      １０７：冷温分岐部      １１０：給湯システム
１２１：冷水側配管      １２５：給湯器側配管      １３０：給湯器
１３２：貯湯槽      １３５：加熱器      １３６：熱交換器      １３７：温水用配管
１４１：冷水分岐部      １４３：温水分岐部      １９０：水道管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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