(57)【要約】【課題】  流速が変化する場所に設置されても安定して活性水を生成可能な活性水生成装置を提供する。【解決手段】  本発明の活性水生成装置１は、内部に活性水を生成する処理空間１１を有した容器２と、処理空間１１内に装入されたセラミックス系粒子３１と、を備え、処理空間１１に下方から水を導入し、処理空間１１内でセラミックス系粒子３１を流動させた後、上方から水を排出することにより活性水を生成する装置であって、セラミックス系粒子３１が大径粒子３１ｂと小径粒子３１ａを混合してなることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に活性水を生成する処理空間を有した容器と、該処理空間内に装入されたセラミックス系粒子と、を備え、前記処理空間内に下方から水を導入し、前記処理空間内で前記セラミックス系粒子を流動させた後、上方から水を排出することにより活性水を生成する活性水生成装置において、
前記セラミックス系粒子は、粒径が異なる少なくとも２種以上の複数のセラミックス系粒子が混合されていることを特徴とする活性水生成装置。
【請求項２】
前記セラミックス系粒子は、小径粒子と大径粒子が混合されていることを特徴とする請求項１に記載の活性水生成装置。
【請求項３】
前記セラミックス系粒子は、粒径が２ｍｍ以上５ｍｍ未満の小径粒子と、粒径が５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の大径粒子であって、小径粒子と大径粒子の粒径の差が３ｍｍ以上となる小径粒子及び大径粒子が混合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の活性水生成装置。
【請求項４】
前記セラミックス系粒子は、粒径が２ｍｍの小径粒子と、粒径が８ｍｍの大径粒子と、が混合されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の活性水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス系粒子で活性水を生成する活性水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水に何らかの処理を施すことにより機能化・活性化させた活性水（機能水）と呼ばれる水がある。この活性水は、高い浄化作用、殺菌作用、脱臭作用を有しており、農業や医業など様々な分野で利用されている。活性水を生成する装置としては、セラミックス系粒子を容器内に装入し、容器内に水を導入して水流によりセラミックス系粒子を流動、相互摩擦、衝突させる活性水生成装置が知られている（例えば特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
活性水生成装置として一般的なものは、容器の内部に複数の小孔が形成された２枚の仕切り板を対向配置し、２枚の仕切り板の間にセラミックス系粒子を装入したものである。そして、２枚の仕切り板における一方の外方から水を導入し、２枚の仕切り板の間でセラミックス系粒子を流動させた後、他方の仕切り板を通過させることで活性水を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３９８８８号公報
【特許文献２】特開平８−１９２１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような従来の活性水生成装置では、流速が大きいと、水の勢いでセラミックス系粒子が排出側に位置する仕切り板に張り付いてしまい、容器内部でセラミックス系粒子が流動せず、活性水が得られないことがあるという問題点があった。
【０００６】
この問題点を解決する方法としては、流速にあわせてセラミックス系粒子の粒径を変化させる、つまり、流速が大きい場合には粒径を大きくし、流速が小さい場合には粒径を小さくするという方法が考えられる。しかしながら、流速が変化するような場所、例えば、家庭用の配管などに活性水生成装置を設置した場合、流速によってはセラミックス系粒子が流動しないことがあり、活性水が期待通りに得られないことがあるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、流速が変化する場所に設置されても安定して活性水を生成可能な活性水生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、容器内に大径粒子と小径粒子を混合したセラミックス系粒子が装入された活性水生成装置を提供することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、流速が大きい場合に小径粒子が排出側に位置する仕切り板に張り付いても大径粒子が流動するため活性水を生成することができ、逆に流速が小さい場合に大径粒子が流動しなくとも小径粒子が流動するため活性水を生成できることとなる。つまり、流速が変化する場所に設置されても安定して活性水を生成可能な活性水生成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る活性水生成装置の側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】上記活性水生成装置の流速が小さい場合の容器内部の状態を示す説明図である。
【図４】上記活性水生成装置の流速が大きい場合の容器内部の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に述べる。図１は、本発明の実施形態に係る活性水生成装置の側面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。また、図３は、流速が小さい場合における活性水生成装置の内部を説明する説明図であり、図４は、流速が大きい場合における活性水生成装置の内部を説明する説明図である。なお、以下の説明において図１における上方が上（ＵＰ）、下方が下（ＬＯ）として述べる。
【００１２】
活性水生成装置１は、図１及び図２に示すように、容器２の内部にセラミックス系粒子が装入されており、容器２の内部に水を導入し、容器２の内部でセラミックス系粒子を流動させた後に水を排出することにより活性水を得る装置である。
【００１３】
容器２は、上下に延在する中空の本体部３と、本体部３の上方に取り付けられた蓋部４とを備える。容器２の下端には、水を容器２内に導入する導入部５が溶着されている。また、容器２の上端には、活性水を排出する排出部６が溶着されている。本体部３、蓋部４、導入部５、排出部６は、防錆加工された金属性部材により構成されている。
【００１４】
本体部３は、上方を開口とし、下方に導入部５の流路に連続する開口を備えた略円筒形状であり、内側に処理空間１１となる空間を有している。また、本体部３の上端縁には内側に突出するフランジ部１３を備え、このフランジ部１３に蓋部４が載置され、螺子１５によって蓋部４が固着されている。本体部３と蓋部４との間には、Ｏリング１７が配置されおり、Ｏリング１７によって本体部３と蓋部４、すなわち、容器２は、水密とされている。蓋部４は、中心に排出部６の流路と連続する開口を備えた環状体である。
【００１５】
容器２（本体部３）の内側であって下端近傍には下仕切り板２１（導入側仕切り板）が固着されている。また、容器２（蓋部４）の内側であって上端近傍には上仕切り板２２（排出側仕切り板）が固着されている。すなわち、容器２の内側には、下仕切り板２１と上仕切り板２２で囲まれた空間が形成されており、当該空間が処理空間１１とされる。この処理空間１１内には、粒径が２ｍｍの小径粒子３１ａと、粒径が８ｍｍの大径粒子３１ｂと、が混合されたセラミックス系粒子３１が装入されている。
【００１６】
下仕切り板２１は、水は通し、小径粒子３１ａは通ることができない大きさの小孔が複数形成されている。また、上仕切り板２２も同様に、水は通し、小径粒子３１ａは通ることができない小孔が複数形成されている。この下仕切り板２１及び上仕切り板２２は、水が通り、小径粒子３１ａが通らない小孔が複数形成されているものであれば特に限定されず、例えば金属製の網などであってもよい。
【００１７】
このように本実施形態における活性水生成装置１は、中空で略円柱形状の容器２を備え、下方に導入部５を備え、上方に排出部６を備えている。また、活性水生成装置１は、内部に下仕切り板２１及び上仕切り板２２が配置され、この上仕切り板２１と下仕切り板２２との間に処理空間１１を有し、処理空間１１内に夫々複数の小径粒子３１ａと大径粒子３１ｂが混合されたセラミックス系粒子３１が装入されてなる。
【００１８】
なお、セラミックス系粒子３１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る。例えば、長石類や雲母類、花崗岩などの鉱石があげられる。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）などがあるがこれらに限定されるものではない。
【００１９】
そして、活性水生成装置１は、下方の導入部５から水を内部に導入すると、水が下仕切り板２１を通過して処理空間１１内に流れ込み、処理空間１１内でセラミックス系粒子３１を流動させた後に上仕切り板２２に流れ、上仕切り板２２を通過して排出部６から排出されて活性水を得る。
【００２０】
活性水が生成されるメカニズムについて述べる。セラミックス表面は界面流動電位により負に帯電しており、見掛け上はその内部は正となっているため、ペルチェ効果によりセラミックス表面には余剰の正荷電が存在することとなる。この余剰正荷電が水に作用することで水が正に帯電する。また、セラミックス系粒子３１が装入された処理空間１１内に水が導入されると、処理空間１１内でセラミックス系粒子３１が流動する。セラミックス系粒子３１が流動すると、処理空間１１内でセラミックス系粒子３１同士が摩擦や衝突する。セラミックス系粒子３１同士が摩擦や衝突すると粒子の表面に熱が生じ、粒子の表面と中央の温度差によって熱移動が生じる。セラミックス系粒子３１に接触した水はこれによって陽に帯電する。これらの効果により、処理空間１１を通過した水は活性水となる。
【００２１】
このような下方から水を導入し上方から活性水を排出する活性水生成装置では、水の流速によってセラミックス系粒子が上仕切り板に張り付いてしまい（水圧に負けて上仕切り板に押さえつけられた状態となってしまい）、処理空間内でセラミックス系粒子が流動せず、活性水が得られないという問題点があった。
【００２２】
しかし、本実施形態における活性水生成装置１では、容器２内に導入される水Ｗａの流速が小さいとき、図３に示すように、大径粒子３１ｂは殆ど流動せず、小径粒子３１ａが流動して活性水を生成する。逆に、容器２内に導入される水Ｗａの流速が大きいとき、図４に示すように、小径粒子３１ａは上仕切り板２２に張り付いてしまうものの大径粒子３１ｂが流動して活性水を生成することとなる。よって、流速が変化する環境で活性水生成装置１を用いても、常に安定して活性水を生成でき様々な場所で活性水生成装置１を使用できることとなる。
【００２３】
粒径について上述した実施形態では、小径粒子３１ａは直径２ｍｍ、大径粒子３１ｂは直径８ｍｍとしているが、実験上での最適な数値を例示したものであり、小径粒子３１ａと大径粒子３１ｂが混合されていれば同様の効果を得られる。粒径について特に限定されるものではないが、小径粒子３１ａは２ｍｍ〜５ｍｍ程、大径粒子３１ｂは５ｍｍ〜１０ｍｍ程とするのが好適であり、少なくとも小径粒子３１ａの粒径よりも大径粒子３１ｂの粒径が３ｍｍ以上大きいものとするのが好ましい。また、小径粒子３１ａと大径粒子３１ｂとを混合する例を記載したが、小径粒子３１ａの粒径よりも大きく大径粒子３１ｂの粒径よりも小さな粒径を有する粒子をさらに混合したもの、つまり中間径粒子をさらに混合するものとしてもよい。また、小径粒子３１ａの粒径から大径粒子３１ｂの粒径までの間で様々な粒径が混合されたものとしてもよい。なお、一般的に家庭における給水管の流量は、管径によっても変化するが、０．５ｍ／ｓ〜２．０ｍ／ｓが一般的であり、実験では０．５ｍ／ｓのときには、粒径２ｍｍの小径粒子３１ａが流動し、２．０ｍ／ｓのときには、小径粒子３１ａの一部が上仕切り板２２に張り付くものの大径粒子３１ｂは問題なく流動した。
【００２４】
すなわち、本発明の大きな特徴は、粒径が異なる複数のセラミックス粒子を混合させて処理空間１１内に装入することであり、これにより、流速が変化しても常に活性水を生成可能な活性水生成装置を提供できることとなる。
【００２５】
そして、小径粒子３１ａと大径粒子３１ｂの２種類（２サイズ）の粒子を混合させることにより、流速が変化しても常に安定して活性水を生成可能な活性水生成装置１を提供できることとなる。
【００２６】
さらに小径粒子３１ａの粒径を２ｍｍ以上５ｍｍ未満とし、大径粒子３１ｂの粒径を５ｍｍ以上１０ｍｍ未満とし、両粒子の粒径の差が少なくとも３ｍｍ以上とすることにより、流速の変化が大きい場所でも安定して活性水を生成できることとなる。
【００２７】
また、小径粒子３１ａの粒径を２ｍｍとし、大径粒子３１ｂの粒径を８ｍｍとすることで殆どの環境に適応可能な活性水生成装置１を提供できることとなる。一般的に家庭用向けの活性水生成装置では粒径が２ｍｍのセラミックス系粒子を使用しており、工場廃水などの業務用の活性水生成装置では８ｍｍのセラミックス系粒子を使用しているため、小径粒子３１ａの粒径を２ｍｍとし、大径粒子３１ｂの粒径を８ｍｍとすれば、家庭ではもちろん、業務用の活性水生成装置としても利用できる。
【００２８】
このような本願の活性水生成装置１は、家庭用の電気式給湯器に水が導入される手前の配管に取り付けることや、温泉の配管に取り付けることができる。家庭用の配管に取り付けた場合、電気式給湯器内に水道水に含まれるカルシウムなどの成分が付着して電気式給湯器が故障することを防止できる。つまり、電気式給湯器の保守が容易となり、電気式給湯器の長寿化を図ることができる。また、家庭用配管の基（すなわち、水道管から宅内に水道水を引き込む給水主管）に取り付けることで、水洗トイレでの悪臭が発生することを防止でき、洗濯機での洗浄効果を高めることができる。温泉の配管に取り付けた場合には、温泉に含まれる様々な成分が配管に付着することを防止でき、また、温泉における硫黄臭を抑制することもできる。
【００２９】
なお、活性水生成装置１の使用場所は、これらに限定されず、水を使用するあらゆる環境で使用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  活性水生成装置
２  容器
３  本体部
４  蓋部
５  導入部
６  排出部
１１  処理空間
１３  フランジ部
１５  螺子
１７  Ｏリング
２１  下仕切り板
２２  上仕切り板
３１  セラミックス系粒子
３１ａ  小径粒子
３１ｂ  大径粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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