JP2004141832A

JP2004141832A - 水に含まれるケイ素の除去方法およびその除去装置

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Publication number: JP2004141832A
Application number: JP2002312716A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Fukai; 深井　利春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】電気を使用することなく、水に含まれるケイ素を短い時間で簡単に除去することができる除去方法と除去装置を提供するものである。
【解決手段】ケイ素を含む硬水以外の水を、黒曜石１０を収納した容器１２内に通過させて、水に活性水素を含ませる。その後、トルマリン３２と金属３４とを内部に収納したアルミニウム製のカートリッジ２８内に、前記容器１２を通過した水を通過させる。これによって、水に含まれていたケイ素は、アルミニウム製のカートリッジ２８の内壁に付着し、ケイ素を水から除去することができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水に含まれるケイ素を水から除去するための除去方法及びその除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水を硬度から分類すると、マグネシウムイオンやカルシウムイオンの含有量が多い硬度２０以上の硬水と、マグネシウムイオンやカルシウムイオンの含有量が少ない硬度１０以下の軟水と、軟水と硬水の中間の水（硬度が１０以上２０以下）とに分けられる。飲料に適する水は硬水以外の水であるが、特に軟水が適している。飲料用にするための水が硬水である場合には、イオン交換樹脂を用いてマグネシウムイオンやカルシウムイオンを除去して、硬水を軟水に軟化している。
【０００３】
飲料用水として使用される水道水の中にケイ素（シリカ等のケイ素化合物も含む）が含まれていることが最近判明した。水道水に含まれるシリカの量は、日本では地域によって異なるが、７〜１８０（ｍｇ／ｌ）であり、アメリカやヨーロッパや韓国よりも、多いことが分っている。
水道水を長期間飲み続けると体内にケイ素が溜まり、そのケイ素によって、慢性気管支炎や、肺炎や、肺気腫や、肺癌や、肺結核等の病気の原因になることが最近の研究で判明した。また、ケイ素が体内に溜まると老化が進み、前記の病気を含んだ種々の病気にかかり易いことも判明した。
【０００４】
水の中に含まれるケイ素を除去する装置としては、ケイ素質形成体に水を衝突させることで、ケイ素を除去するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。このケイ素を除去する装置は、電気分解を利用して地下水や工業用水に含まれるケイ素を除去するものである（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７７９７０号公報（第３−６頁、図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記ケイ素を除去する装置は、ケイ素質形成体に水を衝突させるために噴射装置を設けたり、浄化槽と貯水槽との間で水を浄化するものであり、水に含まれるシリカを除去できるが、装置が高価になるという欠点があった。
【０００７】
本発明の目的は、電気を使用することなく、水に含まれるケイ素を短い時間で簡単に除去することができる除去方法と除去装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る水に含まれるケイ素の除去方法は、ケイ素を含んだ水を先ず黒曜石を通過させ、次にその水をトルマリンと金属とを収納したアルミニウム製のケイ素吸着器の中に導入し、その導入した水で前記トルマリンと前記金属とを前記ケイ素吸着器内で攪拌させるようにしたものである。
【０００９】
本発明に係る水に含まれるケイ素の除去装置は、黒曜石を通過した水を導入するためのケイ素吸着器と、そのケイ素吸着器の内部に収納するトルマリンと金属とを有するものであって、前記ケイ素吸着器が筒状で素材をアルミニウムをとする複数のカートリッジと、各カートリッジの筒状の内部空間同士を連絡するための連絡穴を形成したケイ素が付着しない素材の隔壁とから成り、各カートリッジの内部空間に前記トルマリンと前記金属とを収納するようにしたものである。
【００１０】
【作用】
ケイ素を含んだ硬水以外の水を黒曜石を通過させることで、水に活性水素を含ませる。その後、活性水素を含ませた水を、トルマリンと金属とを収納したアルミニウム製のケイ素吸着器内に噴射させることによって、トルマリンの共擦りにより電気が発生し、金属によって発生電気量を増大させる。トルマリンと金属とで発生した電気と、水に含まれている活性水素との働きで、ケイ素吸着器のアルミニウムの内壁にケイ素が付着する。これによって、電気分解をすることなく、水に含まれているケイ素を除去することができる。
【００１１】
トルマリンと金属とを内蔵するケイ素吸着器を、筒状のアルミニウム製の複数のカートリッジと、各カートリッジを区画するケイ素が付着しない素材から成る隔壁とする。これによって、カートリッジのみを交換することで、カートリッジのアルミニウムの内壁に付着するシリカを容易に除去することができる。また、カートリッジの交換の際に、隔壁は交換せずに使用できるので経済的である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る水に含まれるケイ素の除去方法に使用する装置の構成図である。ケイ素の除去方法に使用する装置の一例としては、内部に黒曜石１０を収納するための容器１２と、容器としてのケイ素吸着器１４と、容器１２へ水を導入する水供給管１６と、容器１２とケイ素吸着器１４とを連絡するための連絡管１８と、ケイ素吸着器１４から水を排出する吐出管２０とを有する。水供給管１６の途中には、蛇口のような入口用開閉弁２２が備えられ、必要な場合にはポンプ２４が備えられる。吐出管２０の先端または途中に出口用開閉弁２６が備えられる。
【００１３】
容器１２内に収納される黒曜石１０は、原石の状態で−２０〜−２００ｍｍＶの電気を帯びている。この黒曜石１０は１００℃以上で加熱したものを使用しても良い。例えば黒曜石沸騰した水に入れて加熱かつ加圧したものを使用する。容器１２内に収納される黒曜石１０の大きさは、水の通過流量を落とさない程度の大きさ、例えば５〜５０ｍｍ程度の粒にするのが望ましい。黒曜石１０は水中ではマイナスの電子を帯びている。
【００１４】
次に、ケイ素吸着器１４の部分断面図を図２に示す。ケイ素吸着器１４は、複数個の筒状のカートリッジ（交換部品）２８を連続して直列に連結し、各カートリッジ２８の内部空間２９同士を隔壁３０で区画し、各カートリッジ２８の内部空間２９に粒状のトルマリン３２と板状の金属３４とを収納するようにしたものである。即ち、ケイ素吸着器１４は、容器の内部にトルマリン３２と金属３４とを収納したものである。筒状のカートリッジ２８は、アルミニウムを素材とし、肉厚を厚くしたものである。なお、カートリッジ２８は、内壁のみをアルミニウムとし、外壁を異なる素材としても良い。隔壁３０は、ケイ素によって腐食されることのない金属（例えばスチール）を素材とする。隔壁３０には隣り合うカートリッジ２８の内部空間を連絡させるための穴３６を多数形成し、その穴３６はそこをトルマリン３２や金属３４が原則的に通過しないような直径に設定する。
【００１５】
ケイ素吸着器１４は、複数のカートリッジ２８を隔壁３０を介して上下に５〜６段に重ねて組立てて、各カートリッジ２８の内部空間２９を下位から上位に向かって水が流れるようにするのが望ましい。各カートリッジ２８の内部空間２９に収納するトルマリン３２と金属３４の分量は、それらが水によってカートリッジ２８内で良好に攪拌されるような分量とする。また、トルマリン３２と金属３４との重量比は、１０：１〜１：１０が望ましい。ケイ素吸着器１４は、カートリッジ２８の個数を多くしても構わないし、内部の収納容積を大きくした１個のカートリッジ２８から構成しても良い。
【００１６】
トルマリンは、プラスの電極とマイナスの電極とを有するものである。水の内部でトルマリンを攪拌することで、トルマリンに共摺りが生じてプラスの電極とマイナスの電極とを大量に露出させ、大量の電気を発生させる。トルマリン３２に金属３４を混合させることによって、トルマリン３２のみの場合と比べて、電気を大量に発生させることができる。
【００１７】
本発明のトルマリン３２とは、トルマリン石を細かく砕いたものであっても良いが、トルマリンとセラミックと酸化アルミニウム（銀を含むものもある）との重量比を約１０：８０：１０とする市販のトルマリンペレットと呼ばれるトルマリン混合体であっても良い。このトルマリンペレットに含まれるセラミックは、プラスの電極とマイナスの電極を分離しておく作用をする。トルマリン３２をセラミックに対し重量比１０％以上の割合で混合させて８００°Ｃ以上で加熱することによって、水の攪拌によって所定の期間（例えば直径４ｍｍで約３ヶ月）で消滅するトルマリン３２を作ることができる。
【００１８】
トルマリン３２と共にカートリッジ２８内に入れる金属３４は、アルミニウム、ステンレス、銀の少なくとも１種類のものとする。この金属３４としては、水中で錆を発生させたり水に溶けたりしない金属が望ましく、更に人体に悪影響を及ぼさないものが望ましい。この金属３４のうち、アルミニウムやステンレスや銀は殺菌作用や抗菌作用を有している。なお、金属３４としては、アルミニウムとステンレスと銀とを混合させたものであっても良い。
【００１９】
本発明では、水供給管１６を介して黒曜石１０を収納する容器１２に導入する水は、硬水以外の水（軟水か、硬水と軟水の中間の硬度の水）とする。供給される水がカルシウムやマグネシウム等を含む硬水の場合には、水供給管１６の途中にイオン交換樹脂３８を内蔵する軟水生成器４０を備え、硬水を軟水生成器４０を通して軟水（硬水以外の水）にし、その軟水を黒曜石１０を収納する容器１２に導入する。
【００２０】
硬水以外の水を黒曜石１０を入れた容器１２の内部を通過させる。水供給管１６から黒曜石１０を入れた容器１２の内部に導入される硬水以外の水は、例えば水道のような圧力のある水とする。水を黒曜石１０に接触させながら移動させることによって、水に活性水素Ｈ（原子状水素）とｅ⁻（マイナスイオン）とが発生する。水道水に含まれる塩素は、黒曜石１０によって発生するｅ⁻（マイナスイオン）によって、安定した塩素イオンになる。
【００２１】
しかし、水の中に単に黒曜石を入れておいただけでは、その水には活性水素は含まれない。本件発明者は、水を黒曜石に触れながら移動させることで、黒曜石に触れた水に活性水素が発生することを発見した。黒曜石に触れて移動する距離（時間）が長くなればなる程、多くの活性水素を含むようになる。このため、容器１２を軸方向に長い筒状とし、その容器１２内の軸方向に水を移動させることで、水を黒曜石１０に長く触れさせることができる。なお、黒曜石１０を入れた容器１２を直列に何個も接続させることで、黒曜石１０に更に長く水を触れさせることができる。
【００２２】
容器１２を通過することで活性水素を含んだ水は、その後、ケイ素吸着器１４内に下から上に向けて導入される。水道水のような圧力のある水は、ケイ素吸着器１４内において、隔壁３０の狭い通路である穴３６から各カートリッジ２８内に噴射されることになり、各カートリッジ２８内に収納されているトルマリン３２と金属３４とはカートリッジ２８内で攪拌される。このように、狭い穴３６を通ってカートリッジ２８内に下から上に向けて水を噴射させることで、特別な攪拌手段を設けなくても、トルマリン３２と金属３４とを攪拌することができる。また、トルマリン３２と金属３４を内部空間２９の容積を小さくした複数のカートリッジ２８に分散させ収納し、それらの複数のカートリッジ２８を直列に接続させることで、各カートリッジ２８内に強い力で水を噴射できるので、トルマリン３２と金属３４とをより効率良く撹拌することができる。
【００２３】
活性水素を含んだ水をカートリッジ２８内のトルマリン３２と金属３４とに噴射することで、トルマリン３２と金属３４とがカートリッジ２８内で攪拌され、トルマリンにプラス電極とマイナス電極とが増加する。それによって、トルマリン３２の電極同士が接触（共擦り）し、発生する電気量が増大する。トルマリンと金属とで発生した電気と、水に含まれている活性水素とによって、水に含まれているケイ素（シリカ等のケイ素化合物も含む）がアルミニウムのカートリッジ２８の内壁に付着する。ケイ素がアルミニウムのカートリッジ２８の内壁に付着する理由は明確に解明できないが、その事実を図３によって証明する。図３の写真はカートリッジ２８の使用前の状態であり、図４の写真は本発明の除去装置を長期間使用した後のカートリッジ２８の状態を示すものである。図４の写真では、図３の写真と比べて、カートリッジ２８の内壁に大量の付着物が付着していることが分かる。このカートリッジ２８の内壁の付着物はケイ素（ケイ素酸化物）である。このことから、本発明は水に含まれるケイ素をアルミニウム製のカートリッジ２８に付着して除去できることが判る。
【００２４】
以上のように本発明では、硬水以外の水を、先ず黒曜石１０を収納した容器１２内を通過させ、黒曜石１０によって水に活性水素（原子水素）を含ませる。その後、活性水素を含んだ水をトルマリン３２と金属３４とを収納したアルミニウム製のカートリッジ２８内に入れて、カートリッジ２８内でトルマリン３２と金属３４と活性水素を含んだ水とを攪拌させる。この結果、ケイ素がアルミニウム製のカートリッジ２８の内壁に付着し、水に含まれているケイ素を除去できる。このように、本発明では、電気分解をすることなく、水に含まれているケイ素を除去することができる。
【００２５】
ここで、硬水（ケイ素を含んだ水）を黒曜石１０に通過させても、アルミニウム製のカートリッジ２８の内壁にケイ素は付着しない。ケイ素を含んだ硬水以外の水を、黒曜石１０を通過させないで、ケイ素吸着器１４内に導入しても、アルミニウム製のカートリッジ２８の内壁にケイ素は付着しない。また、カートリッジ２８の素材を例えばステンレスにすると、カートリッジ２８の内壁にはケイ素が付着せず、水からケイ素を除去することができない。
【００２６】
なお、図１に示すように、ケイ素吸着器１４を通過した後の水を、黒曜石１０を収納した別の容器４２内に通過させるようにしても良い。この場合は、ケイ素を除去した水に、容器４２内の黒曜石１０によって活性水素（原子水素）が含まれる。活性水素（原子水素）を含む水を飲用することによって、体内に蓄積する活性酸素を減少させたり癌細胞を抑制したりして、健康増進に役立つ。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る水に含まれるケイ素の除去方法によれば、電気分解を行わないで、２種類の容器に順に水を通すだけで水の中に含まれるケイ素を除去することができる。この方法では、２種類の容器に順に水を通すだけであるので、コストが安く、しかも短時間に効率良くケイ素を除去することができる。本発明に係る水に含まれるケイ素の除去装置によれば、カートリッジを交換することで、容易にケイ素を除去することができる。また、カートリッジを区画する隔壁は交換せずに使用できるので経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水に含まれるケイ素の除去方法に使用する装置の構成図である。
【図２】本発明に使用するケイ素吸着器の要部断面図である。
【図３】カートリッジにケイ素が付着する前の状態を示す写真である。
【図４】カートリッジにケイ素が付着した後の状態を示す写真である。
【符号の説明】
１０　黒曜石
１２　容器
１４　ケイ素吸着器
２８　カートリッジ
２９　内部空間
３０　隔壁
３２　トルマリン
３４　金属
３６　穴
３８　軟水生成器
４０　イオン交換樹脂
４２　容器

Claims

ケイ素を含んだ水を先ず黒曜石を通過させ、次にその水をトルマリンと金属とを収納したアルミニウム製のケイ素吸着器の中に導入し、その導入した水で前記トルマリンと前記金属とを前記ケイ素吸着器内で攪拌させることを特徴とする水に含まれるケイ素の除去方法。
前記金属は、アルミニウム，ステンレス及び銀のうちの少なくとも１つから成ることを特徴とする請求項１記載の水に含まれるケイ素の除去方法。
前記トルマリンと前記金属との重量比を１：１０〜１０：１としたことを特徴とする請求項２記載の水に含まれるケイ素の除去方法。
ケイ素を含んだ水を前記黒曜石を通過させる前にイオン交換樹脂を通過させて、前記黒曜石を通過する水を硬水以外の水とすることを特徴とする請求項１記載の水に含まれるケイ素の除去方法。
前記ケイ素吸着器を通過させた後の水を黒曜石に通過させることを特徴とする請求項１記載の水に含まれるケイ素の除去方法。
黒曜石を通過した水を導入するためのケイ素吸着器と、そのケイ素吸着器の内部に収納するトルマリンと金属とを有するものであって、前記ケイ素吸着器が筒状で素材をアルミニウムをとする複数のカートリッジと、各カートリッジの筒状の内部空間同士を連絡するための連絡穴を形成したケイ素が付着しない素材の隔壁とから成り、各カートリッジの内部空間に前記トルマリンと前記金属とを収納することを特徴とする水に含まれるケイ素の除去装置。
前記金属は、アルミニウム，ステンレス及び銀のうちの少なくとも１つから成ることを特徴とする請求項５記載の水に含まれるケイ素の除去装置。
前記トルマリンと前記金属との重量比を１：１０〜１０：１としたことを特徴とする請求項５記載の水に含まれるケイ素の除去装置。