JP2018023959A - 清浄化フィルター - Google Patents

Abstract

【課題】所要の構成成分からなる黒曜石を破砕した破砕塊を適宜形状の充填積層部内に充填積層したうえ通気通水せしめて、汚濁物や汚染物の濾過と還元浄化を図る清浄化フィルターの提供。
【解決手段】流紋岩に属する一般的成分構成の黒曜石若しくはこの構成成分に比べアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の成分割合の黒曜石を、その大きさが５ｍｍ以下に破砕した破砕塊を適宜形状の充填積層部に充填積層させてなる清浄化フィルター。
【選択図】図１

Description

本発明は化学薬剤等を要することなく、液体や気体を流通させることにより、汚濁物の濾過及び浄化のなしえる清浄化フィルターに関する。

我が国では経済成長に伴う生産設備の大型化を初め都市化の急速な進行と併せて自動車社会化に伴う交通渋滞とも相俟って、大気汚染や汚水の排出及び光化学スモッグ等により劣悪な環境と化し、而も他方においては狭小な居住環境によりアウトドアーライフ化も進行し、これにより近郊山間部にまで各種のレジャー施設や休養施設等が開発立設され、これらにより森林樹木の筏栽や土壌改造等がなされ、降雨に伴う土砂崩れや河川の氾濫も逐次発生している実情にあり、加えて山間部に人工的に開発されたレジャー施設や休養施設では植生された樹木や花木の育成管理のために多量の肥料や防虫殺虫剤を散布させるため、これらが土中に浸透し若しくは河川、湖沼に流入するため、水質は著しく汚染汚濁化し、これによる飲料水の水質も悪化の一途にある。

従って当然の事ながら生活用水は地下水や河川若しくは湖沼より採取し濾過洗浄のうえ使用し、更には養殖魚類の育成や家畜類の飲用にも、濾過や浄化処理が不可避となっており自然水の直接使用は実質的に不可能な状況におかれている、
これがため食用水にせよ産業用水としての水道用水には、多層の砂濾過による汚濁物の濾除と且塩素殺菌がなされているものの、自然水中に混入する微細な汚濁や汚染質や、酸化変性等には全く対処できず、飲用水については止む無く不味い水を飲用せざるを得ず、従って高価な浄水器の使用を余儀なくされ、とりわけ飲料や食品業においては、極めて高価な浄水装置が不可欠とされている。

そして河川や湖沼或いは地下水の食用若しくは食品加工への使用にはこれらに混入汚濁若しくは混入汚染している汚濁物や汚染物の濾過除去と酸化変性物の還元浄化を図ることが要請されるものの、現状における浄水器や浄水装置は砂や活性炭等の粒体を積層させ若しくは合成繊維や金属線を微細網目に織成若しくは編成したフィルターによる濾過、若しくは合成樹脂フィルムに極微細な孔隙を多数形成させた、所謂濾過膜等で物理的に濾過しているものであるから、酸化変性等物理化学的、電気化学的な浄化、即ち還元浄化には何等対処できない状態にある。

発明者はかかる実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、火成岩の流紋岩に属し且その一般的成分構成が酸化硅素７７．３％、酸化アルミニウム１２．３％、酸化鉄０．７％、酸化チタン０．１％、酸化カルシウム０．５％、酸化マグネシウム０．０５％、酸化カリウム４．５％、酸アｋナトリウム４．１％、灼熱減量（１ｇ−１０ｓｓ）０．８％の黒曜石では、その金属元素が全て陽性原子であって、とりわけアルカリ金属やアルカリ土類金属元素が水との接触により酸化電位の大幅な減少、即ち還元電位の増大により更には黒曜石の生成に際し含有されたガラス質分が、微弱な磁気発生をなすとともに該磁気により含有ミネラル分の徐放がなされ、これらにより還元電位の向上による還元浄化がなされることを究明し、加えてかかる黒曜石を微細に破砕のうえ破砕塊となしこの破砕魂を所要の厚さに積層させて、膨大数の流通室隙を形成させたうえ、汚濁汚染された水分を含む空気若しくは水を通気通水せしめることにより、汚濁物や汚染物の濾過と且酸化変性された水分を含む空気若しくは水の還元浄化がなしえること、及び該流通空隙内に高圧で通気通水せしめることで還元浄化が著しく向上することをも究明し本発明に至った。

本発明は所要の成分構成からなる黒曜石を微細に破砕した破砕塊を適宜形状の充填積層部内に多量に充填積層し、その膨大な流通空隙内を通気通水せしめて、汚濁物や汚染物の濾過と還元浄化を図る清浄化フィルターの提供。

上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、使用素材が火成岩の流紋岩に属し、且その一般的成分構成が酸化硅素７７．３％、酸化アルミニウム１２．３％、酸化鉄０．７％、酸化チタン０．１％、酸化カルシウム０．５％、酸化マグネシウム０．０５％、酸化カリウム４．５％、酸化ナトリウム４．１％、若しくはこの成分構成に比べ、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の成分割合の多い黒曜石でその大きさ即ち縦、横、高さが５ｍｍ以下に破砕した破砕塊を適宜形状の充填積層部に充填積層させてなる浄化フィルター。

本発明は上述の如き手段からなるため、次の如き優れた効果を発揮する。即ち使用素材が流紋岩に属し、且その一般的成分構成が酸化硅素７７．３％、酸化アルミニウム１２．３％、酸化鉄０．７％、酸化チタン０．１％、酸化カルシウム０．５％、酸化マグネシウム０．０５％、酸化カリウム４．５％、酸化ナトリウム４．１％で構成され、若しくはこの成分構成に比べてアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の成分割合の多い黒曜石を、その大きさが縦、横、高さで５ｍｍ以下、より好ましくは１乃至３ｍｍに破砕し破砕塊となしたうえ、適宜形状の充填積層部内に積層充填させてなるため、破砕塊の大きさにより多様な流通空隙が膨大数に亘って形成されるため、通気通水中の汚濁物や汚染物が効果的に濾過され、且黒曜石内のガラス質分からの微弱磁気発生及びミネラル分の徐放により、還元電位が高まり酸化変性物の還元浄化が図られる。
加えて本発明に使用される破砕塊は微粒状に破砕されたうえ構成素材中のガラス質からの微弱磁気により水のクラスターが小化され、食品加工に際しての食品素材との加工性に優れるばかりか抗菌剤として使用される次亜塩素の臭気や粘膜刺激も防止される。

黒曜石破砕塊の見取図である。 黒曜石破砕塊の還元浄化説明図である。 扁平形状の清浄化フィルターの説明図である。 円筒形上の清浄化フィルターの説明図である。

流紋岩に属し一般的成分構成が酸化硅素７７．３％、酸化アルミニウム１２．３％、酸化鉄０．７％、酸化チタン０．１％、酸化カルシウム０．５％、酸化マグネシウム０．０５％、酸化カリウム４．５％、酸化ナトリウム４．１％か、若しくはこの成分構成に比べアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属成分の構成割合の多い黒曜石を、その粒径が５ｍｍ以下として破砕塊となしたうえ、この破砕塊を適宜形状の積層枠体内に積層充填させ水分を含む空気若しくは水を通気通水せしめて清浄化を図る。

以下に本発明の実施例を図１乃至図４を参照のうえ詳細に説明すれば、図１は本発明の使用素材として用いる破砕塊１Ａの見取図であって、該破砕塊１Ａは前述の一般的成分構成を有する黒曜石１を微細に破砕して形成されるものだが、この黒曜石１に含有されてなる金属元素は全て陽性元素であるが、特にアルカリ金属やアルカリ土類金属は代表的である。
そして当然のことながら、アルカリ金属は周期律表１Ａ族に属するリチウムＬｉ、ナトリウムＮａ、カリウムＫ、ルビシウムＲ、フランシウムＦｒであり、更にアルカリ土類金属としては周期律表２Ａ族のカルシウムＣａ、ストロンチウムＳｒ、バリウムＢａ、及びラジウムＲａである。

かくして黒曜石１を微細に破砕のうえ破砕塊１Ａとし、この破砕塊１Ａを充填積層し、微細且膨大数の積層間隙内を水分を含む空気若しくは水分を通風若しくは通水させることにより、水中に混濁する汚濁物や汚染物の濾過及び酸化変性物の還元浄化がなされることとなる。
即ち本発明では黒曜石１を微細に破砕した破砕塊１Ａを充填積層したうえ、その粒径が５ｍｍ以下に破砕された微細で膨大数の積層間隙内を水分を含む空気や水分が流通されることにより、混濁する汚濁物や汚染物が濾過濾着される。

そして図２は本発明黒曜石１の破砕塊１Ａが発揮する特徴的機能たる還元浄化の説明図であって黒曜石１は流紋岩で石基は略ガラス質で少量の斑晶を含むもので、通水に伴う水との接触で微弱磁気発生が発生し且この磁気により含有ミネラル分の溶解がなされ、ＯＲＰ電位の低下による還元化が促進される。このことは図２のＡにおいて明らかな如く、水道水５００ｇに粒径３ｍｍの破砕塊１Ａを１００ｇ浸漬させ、経過時間毎のＯＲＰ（ｍｖ）を測定した結果である。
次いで図２のＢは同様に浸漬させたうえ経過時間毎の比重（ＰＨ）を測定した結果であって、微弱磁気により、水のクラスターが小化されてＰＨ値の上昇が発生し、而もこのクラスターの小化により、水道水中の次亜塩素の臭気や粘膜刺激も防止される。

このように本発明においては汚濁物汚染物の濾過濾除とともに通水される酸化された酸化水の還元も実施される。
してみると工業用水として還元浄化された水については多くの利益を創出するものであると共に、他方における飲料を初め加工食品や調理食品における水質としても極めて重要とされる。
即ちこれら用途に使用される水は特別な場合を除いて水道水が用いられ、且衛生管理上から次亜塩素酸ソーダが実質濃度で略０．９乃至１．００ｐｐｍ程度に分散混合されている。
これがため工業用水としてのプールやスーパー銭湯、浴槽等の使用に際して粘膜の炎症発生や機器装置の腐食促進等が顕在する。

そこで次亜塩素酸ソーダが０．９ｐｐｍ濃度で混入された原水と該原水を積層充填層の厚さが６０ｍｍ充填される破砕塊の粒径が略３ｍｍの清浄化フィルター内を３分間巡回流通させた浄化水について、顕在塩素分をＯＰＢ試薬で測定した結果は表１の通りであった。

加えて次亜塩素酸ソーダが混合されてなる水道水等では臭気の発生、とりわけ使用温度の上昇に伴い一段と発生も激しく、この臭気により飲料はもとより加工食品や調理食品においては、その旨さは当然の事味覚や風味ばかりか食欲すら滅失される。しかしながらかかる臭気の判断は個人差によって大きく異なるものであるから。次亜塩素酸ソーダの混合濃度と臭気判断について官能評価テストを行った結果は表２の通りであった。尚この官能評価者は２０才乃至５０才の各年代別男女１０人計４０人について、発生臭気の官能評価を行ったもので試料としては温度により発生臭気の差異も考えられるため、原水及び浄化処理水の２０℃及び３５℃について実施した結果は表２の如くであった。

図３は適宜の扁平形状に形成された本発明浄化フィルター２の説明図であって、該扁平上の浄化フィルター２は、図３のＡの如く所要の粒径に破砕された破砕塊１Ａを所要の幅、厚さ、長さに形成される充填積層部２Ａ内に充填積層されるもので、該充填積層部２Ａの外周面は、充填積層される破砕塊１Ａを漏出させることなく保持し、且水分を含む空気若しくは水を良好に通気通水しえる目合で形成される通気通水フィルター２Ｂで包披されている。
そしてかかる充填積層部２Ａにはかなりの通気通水圧、即ち通常においては略２乃至５気圧程度が付加されるため、これら通気通水圧に対抗しえるよう充填積層部２Ａを包披する通気通水フィルター２Ｂは補強枠２Ｃにより保護されている。

加えてこの充填積層部２Ａを包披する通水通気フィルター２Ｂ並びに補強枠２Ｃは常時汚濁され若しくは汚染され或いは酸化変性された水分を含む空気や水が接触流通されるものであるからその素材としては強靭性はもとより耐水性、耐薬品性、耐候性、耐熱性或いは耐寒性に優れる素材が要請されるもので、具体的素材としてはステンレスや強力プラスチックスが挙げられる。
そして扁平形成された浄化フィルター２では、単体使用では充填積層部２Ａにおいて充填積層されて形成される微細且膨大数の積層間隙２Ｄ内を短時の接触流通となるために十分な濾過や還元浄化のためには図３のＢに示す如く、該扁平形状浄化フィルター２を数段に亘って階層配置して使用することが望まれる。

図４は円筒形浄化フィルター３の説明図であって、本発明の如く水分を含む空気若しくは水の混合汚濁物若しくは汚染物の濾過と、且酸化変性された空気や水の還元浄化を効果的になすうえからは充填積層部２Ａの膨大数の積層間隙２Ｄ内を広角度の多方向に、且激しく接触流通させることが好適とされている。
そこで図４に示す如く円筒形浄化フィルター３を用いるもので、該円筒形浄化フィルター３はその一側面の中心部に汚濁汚染や酸化変性された水（通気を含む）３Ｄを給入させるための給入口３Ａが形成されてなるとともに、この給入口３Ａを包披するよう所望の厚さと長さを以ってその内部に破砕塊１Ａが充填され且その漏出を防止する円筒形通気通水フィルター３Ｂ、及び該円筒形通気通水フィルター３Ｂに付加される風圧風水に対抗保持しえる円筒形補強枠３Ｃが形成されてなる。

更にこの給入口３Ａの他端には、給水される汚濁汚染や酸化変性された水（通気を含む）３Ｄを阻止し、円筒形通気通水フィルター３Ｂの広角度多方向に接触流通させて外部に排出３Ｅさせる阻止蓋３Ｆが設けられている。
即ちかかる構成においては、給水口３Ａより給水された汚濁汚染や酸化変性された水（通気を含む）３Ｄは、他端に設けられた阻止蓋３Ｆの抑止により円筒形状でその内部に微細に破砕された破砕塊１Ａが充填積層され且膨大数の積層間隙３Ｇが略３６０°の広角度に而も多角的に複雑に接触刺激を受けることにより、汚濁物や汚染物の濾過はもとより、高い還元電位と創出される磁力線等により還元浄化が著しく発揮される。
但し給水させる汚濁汚染や酸化変性された水３Ｄに多量の汚濁物や汚染物が混在する場合においてはこれら汚濁物や汚染物を濾除しえる目合の濾徐フィルター（図示せず）を給入口３Ａの前部に配位することが望まれる。

１ 黒曜石
１Ａ 破砕塊
２ 扁平状浄化フィルター
２Ａ 充填積層部
２Ｂ 通気通水フィルター
２Ｃ 補強枠
２Ｄ 積層間隙
３ 円筒形状浄化フィルター
３Ａ 給入口
３Ｂ 円筒形通気通水フィルター
３Ｃ 円筒形補強枠
３Ｄ 汚濁汚染及び酸化変性された水
３Ｅ 排出
３Ｆ 阻止蓋
３Ｇ 積層間隙

Claims (3)

1. 素材が火成岩の流紋岩に属し、且その一般的成分構成が酸化硅素７７．３％、アルミニウム１２．３％、参加鉄０．７％、酸化チタン０．１％、酸化カルシウム０．５％、酸化マグネシウム０．０５％、酸化カリウム４．５％、酸化ナトリウム４．１％、若しくはこの構成成分に比べアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の成分割合の多い黒曜石で、その大きさ即ち縦、横、高さが５ｍｍ以下に破砕した破砕塊を適宜形状の充填積層部内に充填積層させてなる清浄化フィルター。
2. 積層枠体の充填積層部が適宜寸法の扁平形状からなり、且この充填積層部の外周面には、充填される破砕塊の漏出防止のための補強枠で保護された構成の請求項１記載の清浄化フィルター。
3. 適宜の外形及び内径と長さで、その中央一方側に給入口と、他方側には阻止蓋が形成される円筒形補強枠内には、充填積層される黒曜石からなる破砕塊の漏出を防止する通気通水フィルターが形成された構成の請求項１記載の清浄化フィルター。

Images