JP2000070949A - 水質改善装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［課題］ 水質の改善装置は，用途によつて色々なタイ
プが使用されているが薬剤や金属イオンなどを添加した
り，有害物を吸着して除去するものが多く，改善効果が
有限であるばかりか，水中に棲息する動植物にとつて決
して優しくて適しているとは言い切れないレベルのもの
であつた。 ［解決手段］ 電気石のトルマリン結晶は，永久電極が
存在し，特異な電磁波とマイナス・イオンを発生する特
性を持つている。一方，微粒子酸化チタンは，光の存在
下に於いて触媒として強力な酸化力を発揮する特性を持
つている。この二つの無機粉体を水中に浸漬することに
よつて，各々の特性と相乗効果を発揮し，非常に緩和で
半永久的に機能を発揮し続けて，水中に棲息する動植物
にとつても無害で優しい，良質な水質を維持して水の劣
化を妨げることができる。又，装置内へ，水や細泡を送
り込んで，両粉体と水との接触頻度を高めてやると顕著
に水質の処理効果も高揚することになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は，
永久に電流を放出し続ける永久電極を持ち，特異な電磁
波（４．０μｍ〜１４．０μｍ）とマイナス・イオンを
発生する電気石のトルマリンと，光の存在下では永久に
強力な光触媒機能を発揮し続ける微粒子酸化チタンとを
組合わせることによつて，水質の悪化（変質，変臭，劣
化など）を防ぎ，槽内をクリーンに保持する装置に関す
るものである。

【０００２】 ［従来の技術］ 従来の水質改善方法
は，水中に存在する微生物とか無機物・有機物などを物
理的或いは物理化学的に吸着して除去したり，銀や銅の
金属イオンや紫外線照射などによる抗菌作用によつて細
菌やウイルスなどを殺菌する処理法が主流であり，特に
吸着除去の場合，イオン交換樹脂や各種濾材などの吸着
力が飽和状態になるとその効果は顕著に損なわれてしま
うものであつた。又，微生物の殺菌は出来ても，死んだ
菌の死骸が残り，死んだ後に強い毒素を出すもの（大腸
菌からのエンドトキシン，Ｏ−１５７からのベロ毒素な
ど）に対しまつたく無力であり，銀や銅などの金属イオ
ンも，しだいに水中に溶出してしまい，殺菌の力価は極
端に減少してしまうというレベルのものであつた。

【０００３】 ［発明が解決しようとする課題］ 水質
を長期にわたつて安定化するためには，水中に溶解した
り混入したりしているものや，空中からの落下物とか容
器の付着物など，による経時の劣化迄トータル的に制御
しなければならない。特に，動植物などが棲息している
場合は，殺菌剤，抗菌剤，化学的反応，電気的処理，熱
処理などの一時的効果の顕著な方法がとれず，動植物が
棲息しているために生じる***物などの排除まで，非常
に緩和な方法で行わなければならない。

【０００４】 ［課題を解決するための手段］ 電気石
のトルマリン粉体の有する，微弱静電気性，遠赤外線放
射性，マイナス・イオン発生作用，界面活性作用の特性
と，微粒子酸化チタンの有する光の存在下に於ける光触
媒機能の特性とを，有効活用することによつて，水質の
長期間に亘るクリーン化を図る。

【０００５】 トルマリン粉体は，水と接触すると永久
に結晶表面から放出される微弱な電流により発生する電
気分解と，遠赤外線を放射し続ける物性との相乗効果に
よって，（１）酸性，アルカリ性を問わず水のＰＨ値を
中性に向かつて移動させる。（２）水の溶存酸素を増加
させる。（３）水中の溶存塩素を加水分解によつて，Ｈ
ＯＣｌ，ＯＣｌ⁻などに変えて塩素の刺激性などを著し
く緩和する。（４）弱い酸化，還元作用を示す。（５）
水のクラスター（分子集団）を切断し，空気中の不純物
やカルキを含むと酸性水になるのを防ぐ。（６）ヒドロ
キシル・イオン（Ｈ_３Ｏ_２ ⁻）の発生により界面活性機
能を有する水となり，水中の汚染物質（有機物や油分な
ど）を取り込み，水槽の洗浄や水の交換を容易にする。
（７）有害物質等を空気中へ放出する。（８）抗菌作用
や消臭作用を有する。等など，水質改善に大きく寄与す
る。

【０００６】 微粒子酸化チタンは，蛍光灯程度の明る
さの光を照射するだけで，その紫外線を受けて触媒とし
て働くとき，粉体表面に接触する有機物等を分解し最終
的には二酸化炭素と水にしてしまう強力な酸化力が発生
して，（１）有機物である細菌やウイルスなどに対し，
殺菌剤をまつたく使用せず死滅させてしまう。（２）銀
や銅の金属イオンによる抗菌作用では殺菌はできても，
死んだ菌の死骸が残るが，光触媒反応ではその死骸まで
分解してしまう。（３）特に，菌の中には，死んだ後に
強い毒素を出す（大腸菌からのエンドトキシン，Ｏ−１
５７からのベロ毒素など）ものが存在するが，金属イオ
ンを用いた殺菌では，この毒素を分解することは出来な
いが，光触媒反応では容易に分解出来る。（４）抗生物
質も効かないＭＲＳΛ（メチシリン耐性黄色ブトウ球
菌）でも分解してしまう。（５）脂肪酸や蛋白質などの
有機化合物に雑菌が繁殖した場合でも速やかに殺菌して
しまう。（６）雑菌が尿素を分解して生じるアンモニア
は，光触媒反応によつて雑菌が死滅するためアンモニア
の発生が大幅に抑制されると同時にアンモニア，硫化水
素，アセトアルデヒドなど悪臭原因の有機物までも直接
分解する。（７）水道水の中の有害物質トリハロメタン
類を容易に分解する。等など，水質改善に寄与する。

【０００７】 ［発明の実施の形態］ 本発明は，トル
マリンを担持した絶縁性粉体を，焼成などの方法で加工
した球状物を充填した充填層と，装置の天面や側面（光
が照射される面）を微粒子酸化チタンによつて薄膜状
（１μｍ程度の肉厚で充分）に焼き付けたり塗布したり
した容器の二つの基本構造により構成されている。

【０００８】 球状物表面のトルマリン電極は，多いほ
どその効果が大となるが，トルマリン結晶がお互いに接
近し過ぎて，反対符号の電極どうしが打ち消し合うこと
のないように，トルマリン結晶間を電気絶縁性の高いセ
ラミツクやプラスチツク類で埋め，更に，水との接触効
率を高めるために球状物を多孔質とする。又トルマリン
の粒径と球状物強度との関連で，多孔質球状物の担持す
るトルマリン量は，電気絶縁粉体に対して５〜３０重量
％で調製し球状物の破損強度を守る。

【０００９】 トルマリン電極の活動を一層活発化する
ために，球状物を充填した充填層を静水に浸漬するので
はなく，充填層の下方からウオーター・ポンプとかエヤ
ー・ポンプで水や細かい気泡を送り込んで球状物と水の
接触頻度を高める。

【００１０】 充填された球状体の層の厚さは５〜３０
ｃｍ程度で，球状物が洩れ出ないように充填層の上下は
ステンレスの網で仕切り，この仕切られた空間の容積
は，球状体容積の約１．２倍程度とする。

【００１１】 微粒子酸化チタン（粒径１０〜５０ｎ
ｍ）を，光が照射される容器面（材質；金属，セラミツ
ク，プラスチツクなど）に，１μｍ程の厚さで薄膜状に
吹き付けたり，塗布したり，焼き付けたりして固定す
る。

【００１２】 微粒子酸化チタンを容器表面に出来るだ
け露出させて，分解させる有機物などが粉体表面に直接
接触するように工夫する。

【００１３】 容器表面の周囲の水を流水にして光触媒
反応の効率を高める。

【００１４】 球状物を充填した充填層を出し入れ自在
の独立したパーツとして，微粒子酸化チタンで外面を表
面コートした容器と分割すると，装置の洗浄などが容易
になり便利である。

【００１５】 ［実施例］ 実施例について図面を参照
して説明すると，図１に於いて，水改善装置は３つのパ
ーツ（容器，球状物，網）で，その容器本体（１）の中
央に水や細泡を送り込む吸入口（９）を設け，容器蓋部
（２）の中央に充填層を上昇流となって通過してきた水
や細泡が出て吐出口（８）を設ける。光の照射される容
器外面全体を，微粒子酸化チタン薄膜（６）でコートす
る。

【００１６】 水質改善装置の組み立て手順は，側面を
微粒子酸化チタン薄膜にてコートした容器本体部内部
の，ステンレス網受けにステンレス網を固定し，トルマ
リンを担持した球状物を充填層へ充填してから再びステ
ンレス網を乗せ，その上に天面を微粒子酸化チタン薄膜
にてコートした，円錐形で中央が開口している容器蓋部
によつて蓋をする，手順となるが，容器本体底の吸入口
には，ウオーター・ポンプやエアー・ポンプなどを取り
付けて，装置内外の水の動きを活発にすることによつ
て，水質改善効果の高揚を図ることが望ましい。

【００１７】 ガラス容器に酸化チタンの薄膜をつける
場合，基板に不純物がない石英ガラスでは直接つけるこ
とができるが，一般に使用されているソーダライムガラ
スだと，酸化チタンをつけるための熱処理過程で，ガラ
ス内のナトリウムと酸化チタンが反応してチタン酸ナト
リウムを生成してしまい，光触媒作用が失われるので，
酸化チタンをコートする前に二酸化珪素などをブロツク
層としてガラス表面をカバーしてやらなければならな
い。

【００１８】 ［発明の効果］ 本発明は，以上説明し
たような形態で実施され，以下に記載されるような効果
が得られる。

【００１９】 ２種類の無機粉体の物理特性と，その相
乗作用を活用して，水質改善を行うと，（１）無数な粉
体結晶表面上で，永久的で穏やかな作用が永続する。
（２）有害な副産物を生成しない，（３）微生物，有機
物を分解してしまう（殺菌，抗菌，脱臭効果大），
（４）水に界面活性機能を付与する，（５）水のクラス
ターを切断し，水の酸性化を防ぎＰＨ値を中性に調整す
る，（６）水中の溶存酸素を増やし塩素などの有害物質
を空気中へ放出する，等などであるが，カビ類に抗菌力
を持たないトルマリンの弱点は，微粒子酸化チタンが，
カビなどを完全に分解してしまうなど，各々の有する特
性を遺憾なく発揮し，カバーし合うことになる。

【００２０】 特に，水温が高くて微生物の繁殖に最適
な環境下の熱帯魚などの飼育水槽内に設置すれば，動植
物に非常に優しい水質を長期に維持出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 水質改善装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 容器本体部 ２ 容器蓋部 ３ 充填層 ４ 球状物 ５ ステンレス網 ６ 微粒子酸化チタン薄膜 ７ ステンレス網受け ８ 水や細泡の吐出口 ９ 水や細泡の吸入口 １０ 容器の脚部

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年６月１５日（１９９９．６．１
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】 ［０００８］球状物表面のトルマリン電極は，多いほど
その効果が大となるが，トルマリン結晶がお互いに接近
し過ぎて，反対符号の電極どうしが打ち消し合うことの
ないように，トルマリン結晶間を電気絶縁性の高いセラ
ミツクやプラスチツク類で埋めてその球状物を多孔質に
したり，粗粒のトルマリン粉末（径０．５〜５．０ｍｍ
程度）を充填層内で水流や気泡によつて浮き沈みなどの
回遊をさせる方法を採ると，水との接触効率が高まり，
更にトルマリン電極の効果は拡大する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D037 AA01 AA09 AB03 AB04 BA16 BB09 CA04 CA11 CA16 4D050 AA02 AA08 AB04 AB06 BB20 BC06 BC10 CA10 4D061 DA02 DA06 DB01 DB10 DB19 DC04 DC09 EA02 EB01 EB21 EB22 FA20 4G069 AA03 BA03B BA04A BA04B BA13B BA14B BA17 BA22B BA48A CA01 CA05 CA07 CA10 CA11 CA17 EA08 EB15X EB15Y EB18X EB18Y

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内部に，トルマリン（粒径３μｍ〜
   ３ｍｍ程度）を５〜３０重量％担持した絶縁性粉体（セ
   ラミツクやプラスチツク類等）を，表面積の広い多孔質
   の球状物（粒径５ｍｍ〜５０ｍｍ程度）にして充填し，
   その充填層の上下を球状物が洩れないようにステンレス
   の網で仕切りり，水や細泡が上昇流で自在に通過できる
   構造とし，容器外面は，光触媒機能を有する酸化チタン
   （粒径０．０１μｍ〜０．０５μｍ程度）を薄膜状（膜
   厚；１．０μｍ程度）に被覆（焼成や塗装など）した，
   水処理の装置。（容器の材質；セラミツク，プラスチツ
   ク，金属など）。