(57)【要約】【課題】マイナス・イオン，プラス・イオン及びプラズマ・クラスター・イオンを生成する水浄化材，水浄化装置及び水浄化システムを提供する。【構成】比重が小さなプラスチック素材にセラミックス粉を混練した素材を表面積が大きく、空隙率が大きく、かつ相互に絡まることがない形状に成形された水浄化材を使用場所に応じて適宜形状に構成された耐食性金属製通水性容器にその容積の７０％程度封入する。水浄化装置に封入された水浄化材が水浄化装置を通過する被浄化水の水流により撹拌され、被浄化水と充分に接触し、水浄化材に混練されたセラミック粉がマイナス・イオン，プラス・イオン及びプラズマ・クラスター・イオンを生成するとともに、水分子クラスターを微細化する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
７３±４％のＳｉＯ２，１５±４％のＡｌ２Ｏ３，３±４％のＬｉ２Ｏ，３±０．５％のＣｏＯ３及び残余がＭｇＯ，Ｋ２Ｏ，ＣａＯである組成のマイナス・イオン，プラス・イオン及びプラズマ・クラスター・イオン発生水浄化材料。
【請求項２】
７３±４％のＳｉＯ２，１５±４％のＡｌ２Ｏ３，３±４％のＬｉ２Ｏ，３±０．５％のＣｏＯ３及び残余がＭｇＯ，Ｋ２Ｏ，ＣａＯである組成のセラミックスの粉砕物をポリエチレンに混入し、混入比率をセラミック粉砕物が１０±５％、ポリエチレンが９０±５％とした、マイナス・イオン，プラス・イオン及びプラズマ・クラスター・イオン発生用水浄化材。
【請求項３】
前記水浄化材の比重が１．０１±２％である、請求項２の水浄化材。
【請求項４】
７３±４％のＳｉＯ２，１５±４％のＡｌ２Ｏ３，３±４％のＬｉ２Ｏ，３±０．５％のＣｏＯ３及び残余がＭｇＯ，Ｋ２Ｏ，ＣａＯである組成のセラミックスの粉砕物をエチレン・α−オレフィンコポリマーに混入し、混入比率をセラミックスの粉砕物が１０±５％、エチレン・α−オレフィンコポリマーが９０±５％とした、マイナス・イオン，プラス・イオン及びプラズマ・クラスター・イオン発生水浄化剤。
【請求項５】
前記水浄化材の比重が１．０１±２％である、請求項４の水浄化材。
【請求項６】
パンチング・メタルで構成され、使用されるパンチング・メタルの目が水浄化材が通過できない大きさである、水浄化材収納容器。
【請求項７】
内部に水浄化材が収容された、請求項６の水浄化材収納容器。
【請求項８】
水浄化材は水浄化材収納容器の容積の７０％程度収容されている、請求項７の水浄化材収納容器。
【請求項９】
パンチング・メタルで構成され、内部に７３±４％のＳｉＯ２，１５±４％のＡｌ２Ｏ３，３±４％のＬｉ２Ｏ，３±０．５％のＣｏＯ３及び残余がＭｇＯ，Ｋ２Ｏ，ＣａＯである組成のセラミックスの粉砕物をポリエチレンに混入し、混入比率をセラミック粉砕物が１０±５％、ポリエチレンが９０±５％とした水浄化材を収容した、水浄化装置。
【請求項１０】
パンチング・メタルで構成され、内部に７３±４％のＳｉＯ２，１５±４％のＡｌ２Ｏ３，３±４％のＬｉ２Ｏ，３±０．５％のＣｏＯ３及び残余がＭｇＯ，Ｋ２Ｏ，ＣａＯである組成のセラミックスの粉砕物をエチレン・α−オレフィンコポリマーに混入し、混入比率をセラミックスの粉砕物が１０±５％、エチレン・α−オレフィンコポリマーが９０±５％とした水浄化剤を収容した、水浄化装置。
【請求項１１】
パンチング・メタルで構成され、内部に７３±４％のＳｉＯ２，１５±４％のＡｌ２Ｏ３，３±４％のＬｉ２Ｏ，３±０．５％のＣｏＯ３及び残余がＭｇＯ，Ｋ２Ｏ，ＣａＯである組成のセラミックスの粉砕物をポリエチレンに混入し、混入比率をセラミック粉砕物が１０±５％、ポリエチレンが９０±５％とした水浄化材を濾過装置として使用する、水循環利用システム。
【請求項１２】
水循環プールシステムである、請求項１１の水循環利用システム。
【請求項１３】
湯循環浴場システムである、請求項１１の水循環利用システム。
【請求項１４】
循環冷却システムである、請求項１１の水循環利用システム。
【請求項１５】
パンチング・メタルで構成され、内部に
７３±４％のＳｉＯ２，１５±４％のＡｌ２Ｏ３，３±４％のＬｉ２Ｏ，３±０．５％のＣｏＯ３及び残余がＭｇＯ，Ｋ２Ｏ，ＣａＯである組成のセラミックスの粉砕物をエチレン・α−オレフィンコポリマーに混入し、混入比率をセラミックスの粉砕物が１０±５％、エチレン・α−オレフィンコポリマーが９０±５％とした水浄化材を濾過装置に使用する、水循環利用システム。
【請求項１６】
水循環プールシステムである、請求項１５の水循環利用システム。
【請求項１７】
湯循環浴場システムである、請求項１５の水循環利用システム。
【請求項１８】
水循環冷却システムである、請求項１５の水循環利用システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は循環して利用される水を浄化する水浄化材料，水浄化材料を混入した水浄化材及び水浄化材を収容する水浄化装置及び水循環利用システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プール，浴槽等水あるいは湯を循環使用するシステムでは、濾過装置及び殺菌装置が使用されており、これらの装置は不特定多数の人々が利用する施設では設置が義務づけられている。
また、大型の空調設備で循環冷却水を冷却するクーリングタワーでは水を空気と直接に触れ合わせるため、水が汚染される。
また、湯を複数の利用箇所に配分する場合には昇温された湯が貯湯槽にためられるが、そのような状況では貯湯槽内の湯を清浄に保つことが困難なことがある。
【０００３】
図１にプールあるいは浴場施設等で用いられる一般的な水循環システムの構成例を示す。
この循環システムにおいて、１は受水槽，２はプールあるいは浴槽等の循環水利用設備，３は循環水排水口，４はオーバーフロー水回収溝，５は循環水回収槽，６はオーバーフロー水回収槽，７は循環水ヘアーキャッチャー，８はオーバーフロー水ヘアーキャッチャー，９は循環水ポンプ，１０はオーバーフロー水ポンプ，１１は循環水濾過装置，１２はオーバーフロー水濾過装置である。
この他に凝集剤注入装置１３及び１４，塩素自動注入装置１５及び１６，バルブ１７及び１８が使用される。
【０００４】
循環水利用設備２の循環水排水口３から排出された循環水は循環水回収槽５に流入し、循環水ヘアーキャッチャー７、循環水濾過装置１１を経て循環水利用設備２に循環流入する。その途中、凝集剤注入装置１３により汚れ凝集用凝集剤が注入され、凝集した汚れが循環水濾過装置１１で除去され、塩素自動注入装置１５により滅菌用塩素が注入される。
なお、この循環は循環水ポンプ９とバルブ１７によって行われる。
【０００５】
循環水利用設備２からのオーバーフロー水はオーバーフロー水回収溝４からオーバーフロー水回収槽６に流入し、オーバーフロー水ヘアーキャッチャー８、オーバーフロー水濾過装置１２を経てオーバーフロー水利用設備２に流入する。その途中、凝集剤注入装置１４により汚れ凝集用凝集剤が注入され、凝集した汚れが循環水濾過装置１２で除去され、塩素自動注入装置１６により滅菌用塩素が注入される。
なお、この循環はオーバーフロー水ポンプ９とバルブ１７によって制御される。
これらの他に、消費され外部に排出される水を補充するための受水槽１が使用され、受水槽１から循環水回収槽５に補充水が供給される。
【０００６】
プールや浴場施設等と同様に水を循環させて使用しているシステムに、クーリングタワーを用いた冷却システムがある。
図２に示すのはクーリングタワーによる冷房システムの従来例である。
この循環システムにおいて、４１は冷却水タンク，４２はクーリングタワー，４３は散水箱，４４は充填材，４５は水槽，４６はファン，４７は冷却水循環ポンプ，４８は熱交換器，４９は冷却施設，５０は水補給口である。
この他にバルブ５１及び５２が使用される。
【０００７】
クーリングタワー４２の散水箱４３から充填材４４に散布された水は充填材４４中を流下する間にファン４６によって充填材４４の側面から吸入された空気と混合され、蒸発潜熱を失うことにより冷却され、水槽４５に落下し、バルブ５１を経由して冷却水タンク４１に流入する。
流入した冷却水は冷却水循環ポンプ４７により熱交換器４８に送り込まれ、ビルディング・工場等の冷却施設４９で暖められた水から熱を受け取ることによりその水を冷却するとともに自らは暖められ、クーリングタワー４２に環流する。
クーリングタワーで空気と混合された際に蒸発等によって失われた水はバルブ５２を経由して水補給口５０から補給される。
【０００８】
これらの水循環システムでは、各装置及び配管に生成される錆、各装置及び配管に水中の無機物が沈着することによるスケールが発生する他、藻の発生、水中の細菌が生成する粘着物質であるスライム及び藻あるいはスライム中に生息する細菌（特に重篤な肺炎を起こすことがあるレジオネラ属菌）の滅菌あるいは除去が大きな課題となっている。
【０００９】
プールあるいは浴場施設等水が人体に直接接触する水循環システムにおいては、水浄化のために循環水濾過装置９及びオーバーフロー水濾過装置１２の濾過剤として従来、砂，砂利等の鉱物質，植物等の繊維質あるいは多孔性の合成樹脂を利用するとともに、凝集剤注入装置１４により汚れ凝集用凝集剤を注入し、塩素自動注入装置１６により滅菌用塩素を注入している。
一方、クーリングタワーを用いた冷房システムは水が直接に触れることはないと考えられ、薬剤を用いた処理が採られている。
【００１０】
最近マイナス・イオンによるリラックス効果及びリフレッシュ効果が注目されている。このマイナス・イオンは酸素イオンＯ２−を複数の水分子（Ｈ２Ｏ）が取り囲んだもので［Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ］と表現される。
また、マイナス・イオンと同時に水素イオンＨ＋を複数の水分子（Ｈ２Ｏ）が取り囲んだプラス・イオンも同量生成され、このプラス・イオンは［Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ］と表現される。
これらのマイナス・イオンとプラス・イオンは同量生成され、その混合体はプラズマ・クラスター・イオンとよばれる。
【００１１】
マイナス・イオンにはリラックス効果及びリフレッシュ効果だけでなく毛髪に対する好影響の存在が確認されている。
さらに、人体に対する好影響以外に、冷蔵庫中の野菜の変色抑制効果及び水分蒸発量減少効果が確認されている。
また、マイナス・イオンに付随する水分子のクラスターはできるだけ小さいことが望ましいとされている。
【００１２】
プラズマ・クラスター・イオンの場合にはインフルエンザ・ウィルスの表面にある蛋白質赤血球凝集素の構造を変えるため、ウィルスの機能が停止し、不活化されることによるインフルエンザ感染予防効果が確認されている。（日経エレクトロニクス２００２年１０月２１日号第６３ページ参照）
また、カビ発生の抑制効果も確認されている。
【００１３】
これらマイナス・イオン及びプラス・イオンの発生方法としては従来、放電によるもの、水滴同士を衝突させることによるものがあり、最も簡易な方法として放電によるものが多用されているが、放電の際にオゾンが発生することがあり、オゾンの異臭と強い酸化作用への対策が課題となっている。
【００１４】
マイナス・イオン及びプラス・イオンの発生方法としてこの他に鉱物を用いるものがあり、鉱物として天然のものとしてトルマリン，電気石，角閃石，麦飯石が用いられ、また人工のものとしてセラミックのボールも用いられている。
【００１５】
【発明の概要】
このような状況に鑑みて、本出願ではマイナス・イオン，プラス・イオン及びプラズマ・クラスター・イオンを生成する水浄化材，水浄化装置及び水浄化システムの発明を提供する。
【００１６】
本発明に係る水浄化材は比重が小さなプラスチック素材にセラミックス粉を混練した素材を表面積が大きく、空隙率が大きく、かつ相互に絡まることがない形状に成形される。
本発明に係る水浄化材は混練されたセラミック粉がマイナス・イオン，プラス・イオン及びプラズマ・クラスター・イオンを生成するとともに、水分子クラスターを微細化する。
【００１７】
本発明に係る水浄化装置に封入された水浄化材を耐食性金属製等の通水性容器にその容積の７０％程度封入したものである。容器の形状はその使用場所に応じて適宜構成される。
本発明に係る水浄化装置に容器の容積の７０％程度封入された水浄化材が水浄化装置を通過する被浄化水の水流により撹拌され、被浄化水と充分に接触し、水浄化材の機能が十分に発揮される。
【００１８】
本発明に係る水浄化システムは上記水浄化装置をその適用される水浄化システム中の適切な位置に配設されて構成される。
本発明に係る水浄化システムでは水浄化装置が適切な位置に配設されるため、最適な水浄化が行われる。
【００１９】
【実施例】
以下、本件出願に係る発明の実施例を説明する。
図３に本件出願発明に係る水浄化材２０の形状の例を示すが、この水浄化材は比重が１より小さいポリエチレンあるいはエチレン・α−オレフィンコポリマーに仮焼成セラミックス粉を１０％±５％混入したものであり、比重が１．０１±２％程度である。この比重はセラミックス粉の混入率によって１．４前後に必要な値に適宜調整することが可能である。
【００２０】
この水浄化材２０は次のような方法によって得ることができる。
▲１▼セラミックス混練プラスチックスを円柱状に成形する。
▲２▼セラミックス混練プラスチックス円柱をその半径に沿って薄く螺旋状に切削し、螺旋体を得る。
▲３▼得られた螺旋体を円柱の中心軸に沿って鞍型に成形する。
▲４▼鞍型に形成された螺旋体を螺旋１回転毎にその巻回方向あるいは逆方向に捻る。
【００２１】
この形状の水浄化材２０は、大きな表面積を有しているため被浄化水との接触面積が充分に大きいため被浄化水と水浄化材２０が良好な接触を行うことができる、また大きな空隙率を有しているため、被浄化水が水浄化材２０の表面と充分に接触する。また、水浄化材２０の端部が表面に露出していないため、水浄化材２０同士が絡まり合うことがない。
その結果、常に被浄化水と水浄化材２０が良好な接触を行うことによりマイナス・イオン，プラス・イオン及びプラズマ・クラスター・イオンが生成され、大きくなりがちな水分子クラスターの細分化も行われる。
【００２２】
螺旋体を切削するのに使用される円柱は直径１０〜３５ｍｍ程度のものが用いられるが、その形状は円柱以外の多角柱であっても良い。また、セラミックスを混練した円柱は固く、滑りやすいため端部を把持して回転させて螺旋状に切削することが容易ではないが、形状として多角柱を採用した場合には切削は容易になる。
【００２３】
図４に本発明に係る水浄化材収納容器２１の例を示す。
図４の水浄化材収納容器２１はステンレス・スチール等の耐食性のあるパンチング・メタルで構成された円筒２２の両端に円筒２２と同様なステンレス・スチール等の耐食性のあるパンチング・メタルで構成された底部２３及び蓋部２４を有する円柱形状の容器の中に水浄化材２０が収容されて構成されている。
使用されるパンチング・メタルの目２５は水浄化材２０が通過できない大きさであり、水浄化材２０は水浄化材収納容器２１の容積の７０％程度収容されている。
【００２４】
図５に図４に示した円筒形状の水浄化材収納容器２１を格納して構成された水浄化装置の例を示す。
この図に示した水浄化装置２６は円筒形状の本体２７の側面下部に非浄化水流入口２８が、側面上部に浄化水流出口２９が設けられている。この水浄化装置２６はこの実施例では循環水濾過装置１１及びオーバーフロー水濾過装置１２である。
【００２５】
この流入口２８及び流出口２９の配置関係はこの逆の位置でも可能であり、また、側面ではなく上下の底部３０及び蓋部３１に配設することも可能であり、その位置は使用状況により適宜選択される。
【００２６】
水浄化装置２６に格納された水浄化材収納容器２１に収容されている水浄化材２０の比重は１．１０±２％程度と水よりも大きいため、静止した水中では水浄化材収納容器２１の下部に滞留している。
このような状態にある水浄化装置２６の非浄化水流入口２８から非浄化水が流入し、浄化水流出口２９から浄化水が流出する。流入した被浄化水は水浄化装置２６の内部で下から上に向かって流れるが、この水とともに水浄化材２０が水浄化材収納容器２１の上部に向かって押し流され、結果として水浄化材２０が水浄化材収納容器２１の内部で撹拌される。
【００２７】
前に述べたように水浄化材２０は、被浄化水との接触面積が充分に大きくまた被浄化水中で撹拌されるため被浄化水との接触が良好に行われ、マイナス・イオン，プラス・イオン及びプラズマ・クラスター・イオンが生成され、これらのイオンにより水分子クラスターの細分化が行われる。これによる界面活性効果が活発化し、細菌発生の原因となるスライムや藻類の剥離が行われ、良好な浄化水が得られるとともに、錆の発生及びスケールの付着も抑制される。また、その際に被浄化水中の汚濁物質が水浄化材２０に吸着されて除去される。
【００２８】
得られた浄化水に各々塩素自動注入装置１５及び１６で残留塩素濃度を規定した規制に適合するように塩素が注入され、最終的にプールあるいは浴槽等の循環水利用設備に環流する。
【００２９】
水浄化材２０の形成方法にはこの他に特開平７−７５７１２に開示されている方法がある。
【００３０】
本発明に係る水浄化材収納容器２１の外形は図４に示した円筒形状の他に図６（ａ）に示した直方体形状，（ｂ）に示した円錐形状，（ｃ）に示した角錐形状，（ｄ）に示した截頭円錐形状あるいは（ｅ）に示した截頭角錐形状等水浄化材収納容器２１を格納する水浄化装置の形状に応じて適宜選択することができる。
【００３１】
これ以外に水浄化材収納容器２１は循環水経路中に独立した水浄化装置として循環水回収槽５，オーバーフロー水回収槽６，循環水濾過装置１１，オーバーフロー水濾過装置１２とは別体に設けることも可能である。
さらに、水浄化材収納容器２１は水浄化装置２６に格納せずに循環水利用設備２の壁面，循環水排水口３あるいはオーバーフロー水回収溝４に配置することも可能である。
【００３２】
図２に示されたクーリングタワーを用いた冷却システムの場合には、本発明に係る水浄化装置は散水箱４３，水槽４５冷却水タンク４１に設置される。また、必要ならば冷却施設４９を循環する水の経路にも設置される。
【００３３】
また、給湯システム中あるいは温水暖房システム中に温湯を貯蔵する装置が設けられている場合には、その温湯貯蔵装置中に本発明に係る水浄化装置を設置する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の循環水利用システムの構成図。
【図２】クーリングタワーによる従来の冷却システムの構成図。
【図３】本件出願発明に係る水浄化材の形状例説明図。
【図４】本発明に係る水浄化材収納容器の例説明図。
【図５】本発明に係る水浄化材収納容器の他の例説明図。
【図６】本発明に係る水浄化装置の例説明図。
【符号の説明】
１  受水槽
２  循環水利用設備
３  循環水排水口
４  オーバーフロー水回収溝
５  循環水回収槽
６  オーバーフロー水回収槽
７  循環水ヘアーキャッチャー
８  オーバーフロー水ヘアーキャッチャー
９  循環水ポンプ
１０  オーバーフロー水ポンプ
１１  循環水濾過装置
１２  オーバーフロー水濾過装置
１３，１４  凝集剤注入装置
１５，１６  塩素自動注入装置
１７，１８，５１，５２  バルブ
２０  水浄化材
２１  水浄化材収納容器
２２  パンチング・メタル円筒
２３  パンチング・メタル底部
２４  パンチング・メタル蓋部
２５  目
２６  水浄化装置
２７  水浄化装置本体
２８  非浄化水流入口
２９  浄化水流出口
３０  水浄化装置底部
３１  水浄化装置蓋部
４１  冷却水タンク
４２  クーリングタワー
４３  散水箱
４４  充填材
４５  水槽
４６  ファン
４７  冷却水循環ポンプ
４８  熱交換器
４９  冷却施設
５０  水補給口
【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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