(57)【要約】【課題】  クラスターが小さく、遠赤外線効果を有し、遠赤外線を効率よく吸収して熱に変換することができるクラスター水を、効率よく、短時間で製造することができる水処理方法と水処理装置を提供すること。【解決手段】  遠赤外線効果を有するセラミック１と接触させた状態で処理対象の水を一定時間加圧する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠赤外線効果を有するセラミックと接触させた状態で処理対象の水を一定時間加圧し、前記水のクラスターを小さくすることを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
処理対象の水に遠赤外線効果を有するセラミックを接触させる環境を備えたハウジングと、
前記ハウジングに処理対象の水を連続的に供給する供給配管と、
前記ハウジングから処理対象とされた水を連続的に回収する回収配管と、
前記供給配管、前記ハウジング及び前記回収配管から形成された水の流路における前記ハウジングの上流側に配設された加圧ポンプ及び前記水の流路における前記ハウジングの下流側に配設された圧力調整弁とを有し、前記ハウジング内を通過する水に対する加圧状態の一定時間の保持が連続して行われるように調整された圧力調整手段と、
を備え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】
本発明は水処理方法および水処理装置に係り、特に、クラスター水を効率よく、短時間で大量に製造することのできる水の処理方法および水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水は飲用のみならず、あらゆる用途に用いられている。なかでも、人体は大部分が水で構成されており、水は人体にとって必要不可欠なものであり、しかも、水のもつ役割は極めて重要なものとなっている。この水の重要性は、他の生命体にとっても同様である。
【０００３】
水としては、水道水、自然の湧き水（ミネラルウォーター）、純水等の処理水等が一般的であり、飲用水としては、水道水および自然の湧き水を用いるのが一般的である。この場合、湧き水に関してはそのまま飲用するが、水道水の場合は、カルキ等の処理剤、その他不純物等が混入していることから、浄水器が多く利用されてきている。
【０００４】
しかしながら、浄水器の場合は、基本的に、活性炭を用いてカルキや配管の錆び等のにおいを除去したり、特殊フィルタを用いて混入物を除去するものであり、水自体の特性を変更するものではない。
【０００５】
ここで、近年、水分子のクラスターが小さい、いわゆるクラスター水を飲用すると人体の代謝機能が改善されることが知られてきており、クラスター水を製造する方法が各種開発されてきている。
【０００６】
このようなクラスター水としては、例えば、高周波還元水、磁気処理水、電子水、酸性アルカリ性電解水等があり、これらはいずれも電気や磁気エネルギーを用いて水分子を分離させることによりクラスターを小さくしている。
【０００７】
【特許文献１】特許第３５５８７８３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前述したように、電気や磁気エネルギーを用いて水分子のクラスターを小さくする処理を行なう場合、貯留槽に貯留させた水に対し、電気や磁気エネルギーで処理を行なう構造を備えることが必要となるため、処理装置は大きなものとなる。
【０００９】
また、前述のように、処理対象となるのは前記貯留槽に貯留された限られた量の水であり、しかも、人体の代謝機能を高めるためには、水が人体に取込まれた場合の比熱容量や熱伝導率を高めることが重要であるが、その効果を確実に得ることができる程度にまで水を処理するには十分な処理時間を要するため、前述のような人体の代謝機能を高めることができるクラスター水の量産の要請に応えることはなかなか困難であった。
【００１０】
本発明は前記した点に鑑みなされたもので、クラスターが小さく、遠赤外線効果を有し、遠赤外線を効率よく吸収して熱に変換することができるクラスター水を、効率よく、短時間で製造することができる水処理方法と、その水処理方法を実施するための水処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するため、本発明の水処理方法は、遠赤外線効果を有するセラミックと接触している水を一定時間加圧して、前記水のクラスターを小さくすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の水処理装置は、処理対象の水に遠赤外線効果を有するセラミックを接触させる環境を備えたハウジングと、前記ハウジングに処理対象の水を連続的に供給する供給配管と、前記ハウジングから処理対象とされた水を連続的に回収する回収配管と、前記供給配管、前記ハウジング及び前記回収配管から形成された水の流路における前記ハウジングの上流側に配設された加圧ポンプ及び前記水の流路における前記ハウジングの下流側に配設された圧力調整弁とを有し、前記ハウジング内を通過する水に対する加圧状態の一定時間の保持が連続して行われるように調整された圧力調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の水処理方法によれば、水に対して遠赤外線効果を有するセラミックを接触させた状態で一定時間加圧することにより、遠赤外線を効率よく吸収して熱に変換しやすい水（クラスター水）を短時間で製造することが可能となる。
【００１４】
そして、本発明の水処理装置によれば、前記ハウジング内に供給され、セラミックと接触している処理対象の水に対し、前記圧力調整手段により加圧状態を一定時間保持し、前記ハウジングから処理後の水を回収することを連続的にフロー式で実行することが可能となるので、大きな装置を必要とせずに、大量のクラスター水を効率よく製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の水処理方法および水処理装置の実施の形態について説明する。
【００１６】
本実施形態の水処理装置は、図１に示すように、遠赤外線効果を有するセラミック１を収納したハウジング２を有している。本実施形態において、前記セラミック１は、前記ハウジング２内において水（図示せず）と接触させるように、好ましくは、前記水に浸漬させるようにして収納されている。
【００１７】
前記ハウジング２には、前記ハウジング２に連続的に水を供給する供給配管４及び前記ハウジング２から連続的に水を回収する回収配管５が接続されており、前記供給配管４、前記ハウジング２及び前記回収配管５により、本実施形態の水処理装置における水の流路が形成されている。
【００１８】
そして、前記水の流路における前記ハウジング２の上流側となる、前記供給配管４には、加圧ポンプ６が配設されている。そして、前記加圧ポンプ６と前記ハウジング２との間に介在する前記供給配管４には、前記ハウジング２内に供給される水に作用する圧力を測量する加圧センサ７が配設されており、前記加圧センサ７は、ポンプ制御部８を介して前記加圧ポンプ６の駆動部と接続されている。前記ポンプ制御部８は、前記加圧ポンプ６から吐出される水の圧力を測定し、その圧力の測定結果に応じて前記加圧ポンプ６の駆動を制御するようになされている。また、前記水の流路における前記ハウジング２の下流側には圧力調整弁９が配設されている。
【００１９】
そして、前記前記加圧センサ７およびポンプ制御部８により駆動制御される加圧ポンプ６および圧力調整弁９は、供給配管４を通して連続的に供給され、前記ハウジング２内を通過する水に対する加圧状態の一定時間の保持が連続して行われるように調整される圧力調整手段として作用する。つまり、前記加圧ポンプ６および圧力調整弁９は、前記加圧ポンプ６の加圧と圧力調整弁９の減圧との差分の圧力を前記ハウジング２内を通過する水に作用する圧力として残すとともに、前記供給配管４を通して供給される水が前記セラミック１と接触した状態で加圧されつつ前記ハウジング２内を通過する時間を調整するように構成されている。なお、前記圧力調整弁９としては、周知の減圧弁や逃がし弁等を用いることができる。
【００２０】
なお、前記セラミック１は、遠赤外線の放射率および放射量の極めて高いセラミック１であることが好ましく、特に、赤外線の放射率を約０．９以上とするセラミック１であることが好ましい。
【００２１】
具体的には、前記セラミック１は、ＳｉＯ2 （シリカ）、Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）、Ｆｅ2 Ｏ3 （酸化鉄）、ＭｎＯ2 （二酸化マンガン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＣｏＯ（一酸化コバルト）の各材料を混合して微粉末状に構成した後、焼成することにより多孔質の球状に形成されている。なお、このセラミック１の形状は球状に限定されるものではなく、立方体、直方体、多面体、棒状等任意の形状に形成してもよい。
【００２２】
前記セラミック１の組成は、例えば、ＳｉＯ2 が５０〜７０％、Ａｌ2 Ｏ3 が１０〜３０％、Ｆｅ2 Ｏ3 が１０〜２０％、ＭｎＯ2 が０．１〜０．３％、ＺｎＯが０．０１〜０．０５％、ＣｏＯが１〜１．２％の範囲となるように構成されており、各材料の焼成温度は１０００℃〜１２００℃とされ、前記混合材料の微粉末の粒径は、１μｍ〜５μｍとされている。これは、粒径が１μｍ以下であると、焼成が進みすぎることにより、シンタリングを起こして多孔質を形成しなくなってしまい、しかも、多孔質を形成しないことから表面積が少なくなり、遠赤外線の放射率が０．７〜０．８程度しか確保できないためである。また、粒径が５μｍ以上であると、多孔質の表面積が少なく、遠赤外線の放射率がやはり０．７〜０．８程度しか確保できなくなってしまうためである。このように混合材料の微粉末の粒径を１μｍ〜５μｍとすることにより、遠赤外線の放射率を約０．９以上の高い水準で確保することができ、しかも、このような微粉末材料を焼成することにより、極めて微細な多孔質を形成することができるので、実際の表面積を著しく高めることができ、これによって遠赤外線の放射量を増大させることができるものである。
【００２３】
さらに、最も好ましい実施形態として、前記セラミック１の組成を、ＳｉＯ2 が６３％、Ａｌ2 Ｏ3 が１８．７％、Ｆｅ2 Ｏ3 が１５％、ＭｎＯ2 が０．２％、ＺｎＯが０．０３％、ＣｏＯが１．０７％とし、前記混合材料の微粉末の粒径を３．８μｍに形成し、その焼成温度を１０８０℃として形成する。このようにして形成されたセラミック１をフーリエ変換型赤外線分光光度計を用いて測定した結果、波長４〜１０００μｍの遠赤外線の放射率が平均０．９６となり、極めて高い放射率を確保することができた。
【００２４】
その後、フィルタを介して不純物を除去した後、熱処理を施したものを用いるとよい。
【００２５】
さらに、前記水は、天然の湧き水であれば理想的であるが、通常の水道水あるいは精製水等いずれの水であってもよい。
【００２６】
このような構成とされた水処理装置によれば、水が連続的に供給・回収される流路途中において、遠赤外線効果を有するセラミック１と接触する水を一定時間加圧することで、水のクラスターを小さくすることが可能となる。すなわち、本実施形態の水処理方法を実施することができる。
【００２７】
具体的には、たとえば、前記ハウジング２を直径１０ｃｍ、長さ３０ｃｍの筒状に形成し、前記ハウジング２内に前述の組成のセラミック１を、前記ハウジング２内の収容許容量である水の容積の５〜１０％の容積比となるように収納する。そして、前記供給配管４および回収配管５を通る水量を２０ｌ／ｍｉｎとし、前記加圧ポンプ６における吐出圧力を１１ｋｇ／ｃｍ2、圧力調整弁９の制御圧力を１ｋｇ／ｃｍ2として設定する。
【００２８】
そして、前記水の流路において前記加圧ポンプ６を通過した処理対象の水に対し、前記ハウジング２内において前記セラミック１を接触させた状態で前記加圧ポンプ６と圧力調整弁９とによって調整された１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力を加える処理を行う。そして、一定時間、加圧処理された水を前記圧力調整弁９を通過させて回収する。
【００２９】
このようにして回収された水は、前記ハウジング２内において加圧処理される前の水よりもクラスターが小さく、遠赤外線を効率よく吸収して熱に変換しやすい水（クラスター水）となる。
【００３０】
すなわち、一般に、水は与えられた外部エネルギーを記憶するという性質をもつ。すなわち、水分子は一定の固有振動を有しているが、水に対して外部から外部エネルギーとして一定の波長を有する振動を与えると、その振動の供給を停止しても、水分子の振動はそのまま持続されることになる。
【００３１】
そのため、本実施形態のように、水に対して遠赤外線の放射率の極めて高いセラミック１を接触させた状態で一定時間加圧することにより、この水がセラミック１から効率よく放射される遠赤外線の波長の放射エネルギーすなわち一定波長の振動を受け、この遠赤外線による振動により、水分子が振動される。これにより、水のクラスターを小さくするとともに、水分子の振動は、遠赤外線の波長の振動をもったまま保持されることになる。
【００３２】
このように遠赤外線効果を有するように処理された水に対して遠赤外線の放射が加わった場合、水の振動数が遠赤外線の波長の振動に変化されていることから、水分子が共振することとなり、遠赤外線を効率よく吸収して熱に変換しやすい状態となる。
【００３３】
一般に、人体のうち約７０％が水で構成されていることが知られており、通常、水道水は、比熱容量が液体の中で最大であるとともに、熱伝導率も液体の中で最大であることから、人体における水は、温度の変化を少なくし、体温を一定に保つために有効であるとされている。しかも、人体の皮膚の遠赤外線の放射率は１に近い（１００％に近い）という事実がある。このことから、本発明のように遠赤外線効果を有するとともに、クラスターの小さい水は、比熱容量や熱伝導率も向上することになり、人体内に取込まれた場合に、吸収されやすく、人体内の代謝機能としては、通常の水に比較してよりよいものになると考えられる。
【００３４】
ここで、本実施形態の水処理方法における作用効果、特に、加圧処理とクラスターの大きさの関係を説明するための実験の結果について説明する。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
本実験は、室温１６℃、相対湿度３８％の環境下において、１６℃のミネラル水１ｌに対し、セラミック１を全く浸漬させない液体（容積比０％）と、水の容量に対して３％、５％、１０％の容積比でセラミック１を浸漬させた液体の計４種類の液体をそれぞれ容器に入れ、エアコンプレッサーで３分間加圧した後、大気圧に戻し、２時間経過後各液体が１６℃になったところで蒸発重量実験を行なったものである。前記各液体に対する加圧はブランク（０ｋｇ／ｍ2）から１０ｋｇ／ｍ2まで、１ｋｇ／ｍ2毎の１１段階で行ない、前記蒸発重量実験のための４４種類の試液を得ている。また、前記蒸発重量実験は、０．０１ｇ分解能の重量計に畳んだ紙製吸水体を配置し、前記紙製吸水体に各試液１５０μｌを滴下して重量を測定し、さらに、１５分経過後の重量を測定して、前記各試液毎の残存率を計算した。なお、このように恒温、恒湿室で水温を一定にした水の蒸発速度に着目し、試液としての水の残存率を求めたのは、相対的ではあるが水のクラスターの大小が解るからである（「水の再発見−水に対する新しい考え方と実証」編者：中根  滋、久保田昌治、発行所：株式会社光琳、発行：平成６年７月１５日、１０７頁参照）。
【００３７】
前記表１は、各試液の前記残存率を示す表であり、前記図１のグラフは、水の容積に対し、０％、３％、５％、１０％の容積比でセラミック１を浸漬させた４種類の液体について、加圧状態による前記残存率の変化を示している。前記表１および図１に示すように、水の容積に対し０％の容積比でセラミック１を浸漬させた液体、すなわち、前記水にセラミック１を全く浸漬させていない液体については、ブランクから１０ｋｇ／ｃｍまでの前記加圧の程度による水分の残存率は僅かな０．１８７％の減少しかなかったのに対し、水の容積に対し３％の容積比でセラミック１を浸漬させた液体については１．０７６％の減少、水の容積に対し５％の容積比でセラミック１を浸漬させた液体については１．７４２％の減少、水の容積に対し１０％の容積比でセラミック１を浸漬させた液体については２．２０３％の減少となっている。
【００３８】
この結果から、水に対し、所定の容積比でセラミック１を浸漬させた状態で、所定時間、所定圧力で加圧することにより、水分の残存率を小さくすること、すなわち、確実に前記水のクラスターを小さくすることができることがわかる。
【００３９】
なお、水のクラスターを小さくするためには、水に対する圧力は大きい方が好ましいが、汎用されている塩化ビニル製の配管の耐久加圧が大凡１０〜１５ｋｇ／ｃｍ2であることから、特別な加工や装置を必要とせず、汎用されている給水用のパイプ等を用いて本実施形態の水処理装置や水処理方法を実現するためには、１０ｋｇ／ｃｍ2を加圧の最大値として設計することが好ましい。
【００４０】
また、蒸発重量実験については、比較例として、貯留槽に入れた前記ミネラル水の容積に対し１０％の容積比でセラミック１を浸漬させ、前記貯留槽の内部のミネラル水に対して、例えば、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ等からなる電極を入れ、この電極に第１種アースを接続し、この状態で、少なくとも、１２時間放置した後の試液について、前記蒸発重量実験を行っている。この条件で製造された試液は、クラスターが小さく、遠赤外線効果を有し、遠赤外線を効率よく吸収して熱に変換することができるクラスター水である（特許第３５５８７８３号参照）が、このクラスター水の前記残存率は９７．３４％であった。そして、本実施形態の水処理方法においては、水の容積に対する容積比を５％としてセラミック１を浸漬させた液体については８ｋｇ／ｃｍ2以上、また、水の容積に対する容積比を１０％としてセラミック１を浸漬させた液体については７ｋｇ／ｃｍ2以上の加圧を行うことで、いずれも、比較例としての従来法により製造されたクラスター水の残存率である前記９７．３４％よりも小さな数値を示す、クラスターの小さい水を得ることができている。
【００４１】
この実験結果が示すように、本実施形態の水処理方法によれば、水に遠赤外線の放射率の極めて高いセラミック１を接触させた状態で前記水を加圧することにより、従来法に比べて極めて短かい時間で、同等のクラスター水を製造することができる。
【００４２】
具体的には、本実施形態の水処理方法によれば、水の流路途中において水の容積に対し１０％の容積比で前記セラミックを接触させた状態で、前記水に対し、３分の時間をかけて８ｋｇ／ｃｍ2以上の圧力を加え、その後前記水に係る圧力を大気圧に戻すことで、特許第３５５８７８３号に記載された水の製造方法によって、１２時間以上の時間を要して得られたクラスター水と同程度以上にクラスターが小さく、比熱容量や熱伝導率の優れた水を製造することができる。
【００４３】
また、前述の水処理装置によれば、前記水処理方法をフロー式で実行することが可能となり、大きな装置を必要とせずに、クラスター水を効率よく製造することが可能となる。
【００４４】
なお、前記クラスター水は、飲用水のみに適用されるものではなく、通常の水が使用される場合のすべてに適用することができ、例えば、ジュース、コーヒー、紅茶、緑茶等の清涼飲料水、酒類、薬品や栄養剤の混入液、さらには、醤油、酢等の液体調味料、化粧水等の化粧品、石油、ガソリン等の水を利用するあらゆる液体について適用することができる。
【００４５】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４６】
例えば、本実施形態においては、処理対象の水に遠赤外線効果を有するセラミックを接触させる環境を備えたハウジングはセラミックを収納する構成としたが、前記ハウジング自体をセラミックで形成し、前記ハウジングに供給される水とセラミックを接触させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の水処理装置の概要説明図
【図２】加圧処理とクラスターの大きさの関係を説明するための実験の結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００４８】
１  セラミック
２  ハウジング
４  供給配管
５  回収配管
６  加圧ポンプ
７  圧力センサ
８  ポンプ制御部
９  圧力調整弁
【図１】
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【図２】
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