(57)【要約】【課題】塩素系の化学物質を用いずに水を浄化することができる浄水装置を提供する。【解決手段】モータ１２を内蔵した円筒状の収納部１４の一端部に、その両端が円錐状に形成してあり、負に帯電させたメタリックシリコンと、負に帯電させたメタリックシリコンが封入された小ガラス容器とが封入されたガラス容器部３１が、その一端部を収納部１４から突出させて設けてあり、ガラス容器部３１の外周面は、周方向に配列する２枚の銅板３５ａ、３５ａと１枚のアルミニウム板３５ｂとに被覆されている。このガラス容器部３１の突出させてある一端部を水に浸し、ガラス容器部３１を回転させる。【選択図】　　　　図２
2004000946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負に帯電させた粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを封入してあるガラス容器部を、ケースの一端部に有し、前記ガラス容器部を振動させ、又は該ガラス容器部を自軸回りに回転させるための駆動装置を前記ケースの内部又は外部に備えることを特徴とする浄水装置。
【請求項２】
前記ガラス容器部は、その一端を円錐状、曲面状、平面状若しくは球状に形成してある管状、又は略円錐形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の浄水装置。
【請求項３】
前記ガラス容器部の外周面を被覆する筒状の金属部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水装置。
【請求項４】
前記ガラス容器部の外周面を、該ガラス容器部の周方向に配列して被覆する、複数種類の金属板を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水装置。
【請求項５】
前記ガラス容器部の内部に、前記負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを封入してある、前記ガラス容器部よりも小さいガラス容器を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の浄水装置。
【請求項６】
前記負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅは、粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを、負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ又はＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２）をガラス管に封入してなる静電気軽減除去手段を地中に埋設した場所で静置する第１過程と、該第１過程にて処理されたＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを前記場所で所定時間焼成する第２過程とを有して生成されたものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の浄水装置。
【請求項７】
前記負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅは、粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを、負に帯電した石英坩堝に投入する第１過程と、負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ又はＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２）をガラス管に封入してなる静電気軽減除去手段を地中に埋設した場所で、前記第１過程にて処理されたＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを所定時間焼成する第２過程とを有して生成されたものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の浄水装置。
【請求項８】
前記負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅは、粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを、負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ又はＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２）をガラス管に封入してなる静電気軽減除去手段を地中に埋設した場所で静置して生成されたものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の浄水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を浄化する浄水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来から飲料水等の水道水は、原料としての河川水、地下水（原水）に必要な処理を加えることにより得られている。地下水は一般に除去対象物を含んでおらず、その水質は良好であるため殺菌のみで給水される。一方、河川水は、粘度コロイド、藻類プランクトン及び天然由来の汚染物の除去処理、及び殺菌処理が施される。殺菌処理には塩素、次亜塩素酸が使用される。このような処理を経て飲料水としての水質基準を満たす水が供給されている。
【０００３】
また、水道水に混入される可能性がある、工場等から排出される排水の水質は法律により規制されているが、その排出量が大量であるために排水の浄化に時間等がかかるので、適切な処理がなされずに排出されている場合があり、このような工場排水による水源の汚染は深刻な環境問題の１つとなっている。また、原水の汚染に伴い、処理工程で用いられる塩素、次亜塩素酸の量が増加しており、それが水道水の味、臭いを増加している。
【０００４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、負に帯電させた粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを封入してあるガラス容器部の端部を汚水に浸して振動又は回転させることにより、塩素系の化学物質を用いずに水を浄化することができる浄水装置を提供することを目的とする。ここで、負に帯電させるとは、負電荷を与えられること、負の静電気を帯びることを意味し、マイナスイオン化ともいう。Ｓｉの酸化物としては、ＳｉＯ又はＳｉＯ２だけでなく、ｘとして小数点付きの酸化物もあり、この存在は永見剛一が著した「ＳｉＯ蒸着膜の性質」という研究論文で明らかにされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４６３８９号公報
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る浄水装置は、負に帯電させた粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを封入してあるガラス容器部を、ケースの一端部に有し、前記ガラス容器部を振動させ、又は該ガラス容器部を自軸回りに回転させるための駆動装置を前記ケースの内部又は外部に備えることを特徴とする。
【０００７】
一般に、負電荷は細胞及び血液を活性化させ、催眠、食欲増進等の全身作用、血圧下降作用、血糖減少作用、血管拡張作用、利尿促進作用等を与えることが知られている。また、負電荷はその周囲に存在する元素を活性化し、水中では酸素を活性化してオゾンによる作用と同様の作用を与える。
【０００８】
第１発明においては、負に帯電させたＳｉ等が封入されたガラス容器部を備えており、このガラス容器部から負電荷が放出される。この負電荷が汚染された水中に供給されることにより、水中の汚染物が有する正電荷を中和し、さらには負に帯電させる。このようにして、負電荷により水中の汚染物を減少させ、水を浄化することができる。また、負電荷により水中の有毒な菌を減少させ、水を浄化することができる。
【０００９】
第２発明に係る浄水装置は、第１発明において、前記ガラス容器部は、その一端を円錐状、曲面状、平面状若しくは球状に形成してある管状、又は略円錐形状をなしていることを特徴とする。
【００１０】
第２発明においては、負に帯電させたＳｉ等が封入されたガラス容器部が管状、又は略円錐形状をなしているので、負電荷放出の指向性が高まる。前記ガラス容器部が管状をなしている場合には、その一端を円錐状に形成してあることにより、負電荷放出の指向性がより高まる。
【００１１】
第３発明に係る浄水装置は、第１発明又は第２発明において、前記ガラス容器部の外周面を被覆する筒状の金属部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
第３発明においては、負に帯電させたＳｉ等が封入されたガラス容器部の外周面を被覆する金属部材の滅菌作用により、ガラス容器部からの負電荷の放出に加えて、水の浄化を促進させることができる。
【００１３】
第４発明に係る浄水装置は、第１発明又は第２発明において、前記ガラス容器部の外周面を、該ガラス容器部の周方向に配列して被覆する、複数種類の金属板を備えることを特徴とする。
【００１４】
第４発明においては、負に帯電させたＳｉ等が封入されたガラス容器部の外周面を、ガラス容器部の周方向に配列して被覆する複数種類の金属板のイオン化傾向の差により、前記金属板間に微弱な電流（イオン電流）が発生する。このイオン電流は汚水中の汚染物を減少させる効果及び減菌効果を有している。よって、ガラス容器部からの負電荷の放出に加えてイオン電流が発生することにより、水の浄化を促進させることができる。
【００１５】
第５発明に係る浄水装置は、第１発明乃至第４発明の何れかにおいて、前記ガラス容器部の内部に、前記負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを封入してある、前記ガラス容器部よりも小さいガラス容器を備えることを特徴とする。
【００１６】
第５発明においては、負に帯電させたＳｉ等が封入された小さいガラス容器をガラス容器部に封入することにより、負電荷が放出されるガラスの表面積が増えるために、水の浄化を一段と促進させることができる。
【００１７】
第６発明に係る浄水装置は、第１発明乃至第５発明の何れかにおいて、前記負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅは、粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを、負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ又はＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２）をガラス管に封入してなる静電気軽減除去手段を地中に埋設した場所で静置する第１過程と、該第１過程にて処理されたＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを前記場所で所定時間焼成する第２過程とを有して生成されたものであることを特徴とする。
【００１８】
第７発明に係る浄水装置は、第１発明乃至第５発明の何れかにおいて、前記負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅは、粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを、負に帯電した石英坩堝に投入する第１過程と、負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ又はＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２）をガラス管に封入してなる静電気軽減除去手段を地中に埋設した場所で、前記第１過程にて処理されたＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを所定時間焼成する第２過程とを有して生成されたものであることを特徴とする。
【００１９】
第８発明に係る浄水装置は、第１発明乃至第５発明の何れかにおいて、前記負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅは、粒状又は粉末状のＳｉ，ＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２），鉱物，Ａｌ，Ｐ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉ又はＦｅを、負に帯電した粒状又は粉末状のＳｉ又はＳｉＯｘ　（０＜ｘ≦２）をガラス管に封入してなる静電気軽減除去手段を地中に埋設した場所で静置して生成されたものであることを特徴とする。
【００２０】
第６発明乃至第８発明においては、静電気軽減除去手段が埋設された場所でＳｉ等を静置し、又は負電荷が与えられた石英坩堝にＳｉ等を投入するので、負電荷がＳｉ等に移行してＳｉ等が負電荷を帯びた状態になる。その後、さらに、静電気軽減除去手段が埋設された場所でこのＳｉ等を焼成することにより、負電荷がＳｉ等に定着し、負電荷の経時的減少が抑制される。このようにして負電荷を帯びた又は負電荷が定着したＳｉ等をガラス容器部に封入して浄水装置を構成すると、その使用時に負電荷が効率良く水中に放出され、水の浄化が行われる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る浄水装置を示す側面図、図２はその断面図であり、図中１は浄水装置である。
浄水装置１は、管状のガラス容器部３１と、ガラス容器部３１を支持するためのガラス容器部支持部１１と、モータ１２と、ガラス容器部３１、ガラス容器部支持部１１及びモータ１２を収納する円筒状のアルミニウム合金ＪＩＳ１７Ｓ製の収納部１４とを備えている。
【００２２】
収納部１４内の、円筒の高さ方向の略中央位置には、略中央部に孔を有する円板状のモータ取付け板１５が設けられている。モータ取付け板１５の一面には、モータ１２に取り付けられた回動軸１３をモータ取付け板１５の他面側へ突出させて、モータ１２がネジ止めされている。回動軸１３には、ガラス容器部３１の一端部を収納部１４の一端から突出させて支持するガラス容器部支持部１１が接続されている。ガラス容器部３１は、収納部１４のこの一端近傍に位置するベアリング１６により、中心軸回りに回転自在に支持されている。収納部１４の他端には円板状の蓋部１７が取り付けられており、蓋部１７には、補助ガラス容器部３２が取り付けられている。
【００２３】
モータ１２（マクソン社製ブラシレスＤＣモータＥＣ４５：出力２５０Ｗ、入力ＤＣ３６Ｖ、回転数１１０００ｒｐｍ（無負荷回転時）、トルク３．０９ｋｇ・ｃｍ（５０００ｒｐｍ時））は、その電源コードがＤＣアダプターに接続されるべくなしてある。
【００２４】
図３は、ガラス容器部３１の（ａ）側面図及び（ｂ）断面図である。ガラス容器部３１は、両端を円錐状に形成して閉じたものであり、負に帯電したメタリックシリコン２と、負に帯電したメタリックシリコン２が封入されている３０個の小ガラス容器３３、３３…とが封入されている。ガラス容器部３１の直径は１０ｍｍ、長さは１００ｍｍである。また、小ガラス容器３３、３３…は、ガラス容器部３１をほぼ縮小した形状に形成されており、その直径は３ｍｍ、長さは８ｍｍである。また、ガラス容器部３１内に封入されている小ガラス容器３３、３３…の個数は３０個に限定するものではなく、適宜の個数であってよい。さらには、小ガラス容器３３、３３…が封入されていない形態であってもよい。
【００２５】
ガラス容器部３１の外周面は、長さが５０ｍｍ、厚さが０．３ｍｍの２枚の銅板３５ａ、３５ａ及び１枚のアルミニウム板３５ｂが周方向に配列した状態で被覆されている。なお、ガラス容器部３１の外周面には、１枚の銅板３５ａ及び２枚のアルミニウム板３５ｂ、３５ｂが配列していてもよく、また、約５０ｍｍの長さを有する銅板及びアルミニウム板２枚ずつ、又は３枚以上ずつが交互に配列していてもよい。なお、ガラス容器部３１の外周面を被覆させる金属板の種類として、本実施の形態においては、常温において安定であり、かつ、イオン化傾向の差が大きい２種類の金属である銅とアルミニウムを用いているが、これに限定するものではなく、適宜の種類の金属の組み合わせであってよい。
【００２６】
さらに、図４（ａ）の側面図及び図４（ｂ）の断面図に示すように、ガラス容器部３１の外周面が、約５０ｍｍの長さを有する銅又はアルミニウム製の金属筒３６により被覆されていてもよい。この金属筒３６についても、常温において安定な銅又はアルミニウム製としているが、これに限定するものではなく、適宜の金属製のものであってよい。
また、銅板３５ａ、アルミニウム板３５ｂ、金属筒３６の長さは約５０ｍｍに限定するものではなく、ガラス容器部３１の外周面のほぼ全体を被覆する等、適宜の長さであってよい。
また、ガラス容器部３１の外周面を金属（銅板３５ａ及びアルミニウム板３５ｂ、又は金属筒３６等）により被覆しない形態であってもよい。
【００２７】
図５は、補助ガラス容器部３２の側面図である。補助ガラス容器部３２は擬宝珠形に形成されており、直径は１０ｍｍ、高さは１０ｍｍである。補助ガラス容器部３２内には、ガラス容器部３１と同様に、負に帯電したメタリックシリコン２と、負に帯電したメタリックシリコン２が封入されている５個の小ガラス容器３４、３４…とが封入されている。小ガラス容器３４、３４…は、ガラス容器部３１をほぼ縮小した形状に形成されており、その直径は３ｍｍ、長さは５ｍｍである。なお、補助ガラス容器部３２内に封入されている小ガラス容器３４、３４…の個数は５個に限定するものではなく、適宜の個数であってよい。
【００２８】
ガラス容器部３１、小ガラス容器３３、３３…、補助ガラス容器部３２及び小ガラス容器３４、３４…に封入されるメタリックシリコン２は、以下のようにして負に帯電させる。
図６は、本発明に係る浄水装置の製造に適用する負電荷付与装置を示す斜視図である。
負電荷付与装置は、石英坩堝５、銅板６、コード７及び静電気軽減除去装置８を備えたものである。静電気軽減除去装置８は、特開平１１−８７０８６号公報に開示されている。開口面の内径が略４０ｃｍ、高さが略４０ｃｍの石英坩堝５の開口側外縁部及び底部が、それぞれ銅板６及びコード７を介して静電気軽減除去装置８に接続されている。
静電気軽減除去装置８を作動させ、石英坩堝５にマイナスイオンを３時間程度供給し、石英坩堝５から正の静電気を十分に除去した後、Ｓｉ純度が９９．５％のメタリックシリコン（粒径０．２〜２ｍｍ）２を１ｋｇ、開口側から石英坩堝５に投入し、静電気軽減除去装置８を作動させた状態で、所定時間（３〜１５分）放置し、メタリックシリコン２に負電荷を付与させる。
【００２９】
次に、メタリックシリコン２を焼成する。
図７は、メタリックシリコン２を焼成する建物及び敷地を示す側面図であり、図８はその平面図である。１００坪の敷地２２の中央部に、建物２１（底面３．６ｍ×９．０ｍ）が建てられている。敷地２２の四隅と中央（建物２１の中央）には、地下５ｍの深さに、長さ１．５ｍ、直径８ｃｍのガラス管９１に、粒状又は粉末状の５〜６ｋｇのＳｉ９２を封入、密閉したものであるイオン棒９（特許第２８９６７６２号）がその長手方向を上下方向に一致させて、埋設されている。建物２１の中央部には電気炉２３が配置されている。
【００３０】
上述のようにして負に帯電したメタリックシリコン２を石英坩堝５から陶器製の坩堝２４に移し、これを電気炉２３に入れ、８００〜１３００℃で、３０分〜２時間焼成する。坩堝２４は底面の直径が３０ｃｍ、高さが２０ｃｍである。この坩堝２４も石英坩堝５と同様にして予め負電荷を付与されている。焼成後にメタリックシリコン２は、赤、青、緑、黄、紫及びエンジのうちの何れかの色になっている。
なお、イオン棒９のガラス管９１の長さ及び直径、並びにＳｉ９２の量は、建物２１及び敷地２２の大きさ等により適宜選択すればよい。イオン棒９の埋設位置、深さ及びその個数も、建物２１及び敷地２２の大きさ及び形状等を考慮して適宜選択する。
そして、本実施の形態においては、ガラス管９１にＳｉ９２を封入しているが、ＳｉＯｘ　を封入してもよい。この場合、ｘは、１．０＜ｘ≦２．０であるのが好ましい。
さらに、図６の負電荷付与装置を用いる代わりに、メタリックシリコン２を敷地２２内において１日から１週間以上放置してもよいし、さらに、放置後焼成することにしてもよい。
【００３１】
上述したようにして負に帯電させたメタリックシリコン２と、同様に負に帯電させたメタリックシリコン２が封入されている小ガラス容器３３、３３…とが封入されているガラス容器部３１からの負電荷の放出を調べるために、ガラス容器部３１周辺部の静電電位を測定した。
ガラス容器部３１の突出する端部から１ｃｍ離れた位置に静電気測定装置（セルミ医療器（株）社製ＦＭＸ００２：測定範囲０〜２０ｋＶ）を載置して静電電位を調べた。また、測定した室内の静電電位も測定した。その結果、室内の静電電位は０．０ｋＶ〜０．２ｋＶであり、ガラス容器部３１の静止時における静電電位は−０．０１ｋＶ〜−０．０２ｋＶであったのに対し、ガラス容器部３１の回転時における静電電位は−０．０１ｋＶ〜−０．０３ｋＶであった。これにより、ガラス容器部３１から負電荷は放出されており、特に、静止時よりも回転時の方が、ガラス容器部３１からより多くの負電荷が放出されていることが確認された。
【００３２】
次に、浄水装置１を使用して、汚水の水質を経時的に調べた。水質を表す指標値の１つとして、水中に不純物が含まれる度合いを示す化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の値を、（株）共立理化学研究所製パックテストを用いて調べた。このパックテストは、ＪＩＳ　Ｋ　０１０２　１９．のアルカリ法を応用したものであり、常温５分間に、過マンガン酸カリウムが、水中の不純物により酸化、分解されることにより消費される過程を色の変化としてとらえてＣＯＤの値を算出するものであり、ＣＯＤの値の測定範囲は０〜１００ｍｇ／ｌである。
また、水質の変化を調べるための汚水としては、窒素、リン及びカリウムを主成分とする肥料、木工用水性接着剤、鉄さび、金属研磨溶剤、銅片、作業所排水、及び水道水を混合させてＣＯＤの値が約１００ｍｇ／ｌ以下となるように調整したものを用いた。
【００３３】
ビーカーに調整した初期ＣＯＤの値を有する汚水を３００ｃｃ入れ、収納部１４から突出するガラス容器部３１の端部が汚水に浸るように浄水装置１を固定し、この状態において、ガラス容器部３１を回転させ、汚水の１分毎のＣＯＤの値を測定した。初期ＣＯＤの値が３種類の汚水について、ガラス容器部３１を２７００ｒｐｍの回転数（低回転）で回転させた際の結果を図９（ａ）に示す。また、初期ＣＯＤの値が３種類の汚水について、ガラス容器部３１を８０００ｒｐｍの回転数（高回転）で回転させた際の結果を図９（ｂ）に示す。
【００３４】
これらの結果より、初期ＣＯＤの値が低めの汚水については、ガラス容器部３１が低回転、高回転のいずれの場合においても同等のＣＯＤの低下が見られた。また、初期ＣＯＤの値が高めの汚水については、ガラス容器部３１が低回転の場合よりも、ガラス容器部３１が高回転の場合の方がＣＯＤの低下が大きいことが確認された。これにより、本発明に係る浄水装置１は、汚水中の汚染物を減少させる効果があること、及び、ガラス容器部３１の回転数が高いほうが、よりＣＯＤが高い汚水に対して汚染物を減少させる効果があることが確認された。
【００３５】
また、浄水装置１を使用して、汚水中に含まれる大腸菌群数を経時的に調べた。大腸菌群数を調べるための汚水としては、大腸菌群数が約２００，０００個／ｍｌとなるように調整したものを用いた。調整した汚水をビーカーに入れ、収納部１４から突出するガラス容器部３１の端部が汚水に浸るように浄水装置１を固定し、この状態において、ガラス容器部３１を１００００ｒｐｍの回転数で回転させ、５分後の汚水の大腸菌群数を測定した。その結果、回転開始時における大腸菌群数は２００，０００個／ｍｌであったのに対して、５分間回転後の大腸菌数は７６，０００個／ｍｌとなっていた。これにより、本発明に係る浄水装置１は、汚水中の大腸菌群数を低下させるなど、汚水中の毒性の菌を減少させる効果があることが確認された。
【００３６】
以上のようにして水を浄化する浄水装置１は、適宜の場所において使用することにより、その浄水効果を発揮させることができる。例えば、図１０に示すように、工場の排水管、水道管、建築物内の配水管等のパイプに、ガラス容器部３１の端部が下向きになるように、かつパイプ内を流れる水にガラス容器部３１の突出する端部が浸るように設置する。図１０（ａ）は水平方向に延びるパイプ１８ａに浄水装置１を設置した場合の模式図である。パイプ１８ａの一部に孔を設け、その孔に浄水装置１を設置することにより、パイプ１８ａ内を水平方向に流れる水を浄化することができる。
【００３７】
図１０（ｂ）は、略Ｖ字状に形成された箇所を有するパイプ１８ｂに浄水装置１を設置した場合の模式図である。パイプ１８ｂの略Ｖ字状の箇所の、Ｖ字の折れ曲がり部分に対向する位置に孔を設け、その孔に浄水装置１を設置することより、略Ｖ字状の箇所の形状に添って流れ、Ｖ字の折れ曲がり部分に滞留する水を浄化することができる。図１０（ｃ）は、鉛直方向から水平方向へ折れ曲がる角部を有するパイプ１８ｃに設置した場合の模式図である。パイプ１８ｃの角部に孔を設け、その孔に浄水装置１を設置することにより、図中の下方向から左方向へ流れる水の流れが曲がる箇所にて水を浄化することができる。
また、浄水装置１は、図１１に示すように、工場等に設けられる貯水槽１９に固定して設置することにより、貯水槽１９内に貯留される水を浄化することができる。
【００３８】
実施の形態２
図１２は、本発明の実施の形態２に係る浄水装置を示す側面図、図１３はその断面図であり、図中４は浄水装置である。実施の形態２の浄水装置４は、管状のガラス容器部３７を振動させるようにしたものである。図中、図１と同一部分は同一符号を付してある。
浄水装置４の円筒状のケースは、ガラス容器部３７及びモータ４４（ＮＡＭＩＫＩ社製：入力１．５Ｖ〜３Ｖ、回転数約４５００ｒｐｍ）を収納するための第１胴体部４１と、補助ガラス容器部３８が取り付けられている第２胴体部４２と、補助ガラス容器部３８を保護するためのキャップ４３とからなり、キャップ４３の端部には孔が設けてある。
【００３９】
ガラス容器部３７は、第１胴体部４１の一端からガラス容器部３７の一端部を突出させて収納されている。第１胴体部４１内の略中央部には、モータ４４及びモータ４４に接続された偏心おもり部４５が収納されている。第１胴体部４１内の他端側には、導線４６によってモータ４４と接続されているプラス極接触部４７が取り付けられており、さらに、乾電池４８（単３形１．５Ｖ）が、プラス極をプラス極接触部４７に接触させる向きに収納されている。
【００４０】
第２胴体部４２は、その内部に円板状のマイナス極接触部取付け板４９が設けられており、マイナス極接触部取付け板４９の一面にはばね５１を介してマイナス極接触部５２が取り付けられている。また、マイナス極接触部取付け板４９の他面には擬宝珠形の補助ガラス容器部３８が取り付けられている。
【００４１】
第１胴体部４１の端部の外周面には雌ねじ５４が設けられ、第２胴体部４２の端部の内周面には雄ねじ５３が設けられており、第２胴体部４２を右回りに締めることにより、第２胴体部４２の内部に取り付けられたマイナス極接触部５２が乾電池４８のマイナス極と接触し、モータ４４に電気が流れるようになしてある。
【００４２】
実施の形態２に係る浄水装置４が備えるガラス容器部３７及び補助ガラス容器部３８は、実施の形態１のガラス容器部３１及び補助ガラス容器部３２と同様の形状に形成されており、その内部には、負に帯電したメタリックシリコン２のみが封入されているが、実施の形態１の、負に帯電したメタリックシリコン２が封入されている小ガラス容器３３、３３…及び小ガラス容器３４、３４…が封入されている形態であってもよい。
ガラス容器部３７は、直径１０ｍｍ、長さ１００ｍｍである。ガラス容器部３７の外周面は、実施の形態１のガラス容器３１と同様に、２枚の銅板３５ａ、３５ａ及び１枚のアルミニウム板３５ｂが周方向に配列して被覆されている。なお、ガラス容器部３７の外周面は、実施の形態１と同様に、１枚の銅板３５ａ及び２枚のアルミニウム板３５ｂ、３５ｂ、又は銅板及びアルミニウム板２枚以上ずつが交互に配列して被覆されていてもよいし、銅又はアルミニウム製の金属筒３６により被覆されていてもよい。また、ガラス容器部３７の外周面を金属（銅板３５ａ及びアルミニウム板３５ｂ、又は金属筒３６等）により被覆しない形態であってもよい。
浄水装置４を使用して、汚水の水質を経時的に調べた。実施の形態１において水質の変化を調べるために用いた汚水と同じ汚水を用いて、ガラス容器部３７が突出してる端部を汚水に浸し、ガラス容器部３７を振動させて、水質を表すＣＯＤの値を、実施の形態１と同じパックテストを用いて調べた。その結果、０分（振動開始時）におけるＣＯＤの値は９０ｍｇ／ｌであったのに対して、５分間振動後のＣＯＤの値は６０ｍｇ／ｌとなっていた。これにより、実施の形態１の浄水装置１と同様に、汚水のＣＯＤを低下させる、つまり、汚水中の汚染物を減少させる効果があることが確認された。また、浄水装置４についても汚水中の汚染物を減少させるだけでなく、汚水中の毒性を有する菌を減少させることができる。
【００４３】
実施の形態３
図１４は本発明の実施の形態３に係る浄水装置を示す断面図であり、図中３は浄水装置である。実施の形態３の浄水装置３は円錐形状のガラス容器部６１を回転させるようにしたものである。図中、図１と同一部分は同一符号を付してある。
浄水装置３は、モータ６９（オリエンタルモータ社製４ＩＫ４０Ａ−Ｂ：出力４０Ｗ、定格トルク１．３５ｋｇ・ｃｍ、定格回転数２９００ｒｐｍ）をその内部にネジ止めした円筒状のモータ収納部６４を備えている。モータ６９には電源コード６７が接続されている。モータ収納部６４の一端はテーパ状に形成されており、この一端に、円錐形状のガラス容器部６１の底部を収納したガラス容器収納部６２が、モータ６９に取り付けられた回動軸６３に接続されている。ガラス容器部６１は直径３０ｍｍ、高さ３０ｍｍである。
【００４４】
モータ収納部６４の他端には、蓋部６８がボルト６５、６５により取り付けられている。モータ６９と蓋部６８との間には、これらと平行に、円板状の補助ガラス容器部取付け板７０が設けられている。補助ガラス容器部取付け板７０の蓋部６８に対向する面には、尖部を蓋部６８側に向けて、擬宝珠形の補助ガラス容器部６６が取り付けられている。ガラス容器部６１及び補助ガラス容器部６６内には、負に帯電したメタリックシリコン２が封入されている。
【００４５】
浄水装置３のガラス容器部６１を汚水に浸し、ガラス容器部６１を回転させることにより、実施の形態１及び２の浄水装置１及び浄水装置４と同様に、汚水中の汚染物を減少させ、また、汚水中の毒性を有する菌を減少させることにより、水を浄化することができる。
なお、浄水装置３のガラス容器部６１の外周面を金属によって被覆するようにしてもよい。また、ガラス容器部６１及び補助ガラス容器部６６内に、負に帯電したメタリックシリコン２が封入されている適宜の形状の小ガラス容器を封入していてもよい。
【００４６】
なお、実施の形態１乃至３においては、ガラス容器部３１、小ガラス容器３３、３３…、及びガラス容器部３７をその両端が円錐状に形成された管状としており、また、ガラス容器部６１を円錐形状としているが、この形状に限定するものではなく、適宜の形状であってよい。例えば、ガラス容器部３１（３７）が、図１５に示すような形状であってもよい。なお、図１５においては、ガラス容器部３１（３７）の形状のみを示すために、ガラス容器部３１内に封入されている負に帯電させたメタリックシリコン２及び負に帯電させたメタリックシリコン２を封入した小ガラス容器３３、３３…（ガラス容器部３７内に封入されている負に帯電させたメタリックシリコン２）、及びガラス容器部３１（３７）の外周面を被覆する銅板３５ａ、３５ａ及びアルミニウム板３５ｂを省略している。
【００４７】
図１５（ａ）のガラス容器部３１（３７）は、その一端が円錐状に形成され、他端が平面状に形成された管状をなしている。図１５（ｂ）のガラス容器部３１（３７）は、その一端が円錐状に形成され、他端が曲面状に形成された管状をなしている。図１５（ｃ）のガラス容器部３１（３７）は、その両端が曲面状に形成された管状をなしており、図１５（ｄ）のガラス容器部３１（３７）は、その両端が平面状に形成された管状をなしている。図１５（ｅ）のガラス容器部３１（３７）は、その一端が球状に形成され、他端が円錐状に形成された管状をなしている。
【００４８】
また、実施の形態１乃至３においては、負電荷を付与されたメタリックシリコン２をガラス容器部３１、小ガラス容器３３、３３…、ガラス容器部３７、及びガラス容器部６１に封入した場合について説明しているがこれに限定されるものではなく、珪砂等に負電荷を付与させたものを封入することにしてもよい。
【００４９】
さらに、実施の形態１乃至３においては、Ｓｉ又はＳｉＯｘ　を負に帯電させてガラス容器部３１、小ガラス容器３３、３３…、ガラス容器部３７、及びガラス容器部６１に封入した場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、鉱物、Ａｌ、Ｐ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ又はＦｅ等を負に帯電させて封入することにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
第１発明によれば、負に帯電させたＳｉ等が封入されたガラス容器部を備えており、このガラス容器部から負電荷が放出される。この負電荷が汚染された水中に供給されることにより、水中の汚染物が有する正電荷を中和し、さらには負に帯電させる。このようにして、負電荷により水中の汚染物を減少させ、水を浄化することができる。また、負電荷により水中の有毒な菌を減少させ、水を浄化することができる。
【００５１】
第２発明によれば、負に帯電させたＳｉ等が封入されたガラス容器部が管状、又は略円錐形状をなしているので、負電荷放出の指向性が高まる。前記ガラス容器部が管状をなしている場合には、その一端を円錐状に形成してあることにより、負電荷放出の指向性がより高まる。
【００５２】
第３発明によれば、負に帯電させたＳｉ等が封入されたガラス容器部の外周面を被覆する金属部材の滅菌作用により、ガラス容器部からの負電荷の放出に加えて、水の浄化を促進させることができる。
【００５３】
第４発明によれば、負に帯電させたＳｉ等が封入されたガラス容器部の外周面を、ガラス容器部の周方向に配列して被覆する複数種類の金属板のイオン化傾向の差により、前記金属板間に微弱な電流（イオン電流）が発生する。このイオン電流は汚水中の汚染物を減少させる効果及び滅菌効果を有している。よって、ガラス容器部からの負電荷の放出に加えてイオン電流が発生することにより、水の浄化を促進させることができる。
【００５４】
第５発明によれば、負に帯電させたＳｉ等が封入された小さいガラス容器をガラス容器部に封入することにより、負電荷が放出されるガラスの表面積が増えるために、水の浄化を一段と促進させることができる。
【００５５】
第６発明乃至第８発明によれば、静電気軽減除去手段が埋設された場所でＳｉ等を静置し、又は負電荷が与えられた石英坩堝にＳｉ等を投入するので、負電荷がＳｉ等に移行してＳｉ等が負電荷を帯びた状態になる。その後、さらに、静電気軽減除去手段が埋設された場所でこのＳｉ等を焼成することにより、負電荷がＳｉ等に定着し、負電荷の経時的減少が抑制される。このようにして負電荷を帯びた又は負電荷が定着したＳｉ等をガラス容器部に封入して浄水装置を構成すると、その使用時に負電荷が効率良く水中に放出され、水の浄化が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る浄水装置を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る浄水装置を示す断面図である。
【図３】ガラス容器部を示す（ａ）側面図及び（ｂ）断面図である。
【図４】ガラス容器部を示す（ａ）側面図及び（ｂ）断面図である。
【図５】補助ガラス容器部を示す側面図である。
【図６】本発明に係る浄水装置の製造に適用する負電荷付与装置を示す斜視図である。
【図７】メタリックシリコンを焼成する建物及び敷地を示す側面図である。
【図８】メタリックシリコンを焼成する建物及び敷地を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る浄水装置による水の化学的酸素要求量の経時的変化を調べた結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る浄水装置の設置例を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る浄水装置の設置例を示す模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る浄水装置を示す側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る浄水装置を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る浄水装置を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１及び２のガラス容器部の他の形状の例を示す側面図である。
【符号の説明】
１、３、４　浄水装置
１２、４４、６９　モータ
２　メタリックシリコン
３１、３７、６１　ガラス容器部
３２、３８、６６　補助ガラス容器部
３３、３４　小ガラス容器
３５ａ　銅板
３５ｂ　アルミニウム板
３６　金属筒
４５　偏心おもり部
【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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【図１４】
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【図１５】
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