JP3003524U - 水質改良モジュール形カートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多様化する飲料水の水質改良に対処すべく要
求ランクに応じて，柔軟に対応出来るモジュール形カー
トリッジの提案 【構成】 上・中・下の３段より成るモジュール形カー
トリッジに於て，上段に塩素除去並びに殺菌を目的とし
た極細銅繊維を，中段及び下段に水の活性化をもたらす
遠赤外線を放射する物質，及びミネラル水製造に有効な
多元素，多孔質の鉱物，薬石をそれぞれ封入した水質改
良モジュール形カートリッジ

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は，水質改良を目的とした創水ユニットの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

上水源の汚染進行に伴い，浄水場での塩素注入が増加し，水道水にカルキ臭が 強まったことから，活性炭による蛇口取付形浄水器が普及した。 こうした従来の浄水器は，水をきれいにすることに主眼があった。しかし一方 世の中のニーズは，日本人全体として脂肪の取り過ぎが目立ち，その反面でのカ ルシウム不足が表面化するや，そうした浄化の域を越え，グルメ指向とも相まっ て，ミネラルウォーターへの高まりをみせ始めた。 「不純物の除去」から「おいしい水」への指向，そのためには天然の湧水，谷 間を流れる清流がお手本であるが，同じことを装置内に設けた多元素，多孔質の 鉱物を通水循環せしめることにより，自然水に似たおいしい水を造ることが出来 ，各種の装置がこれ迄に市販されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

薬石等を用いて水質改良するものを，国際特許分類ＩＰＣ／Ｃ−０２Ｆ−１／ ６８（飲料水の改良のための特定物質）より調べると，昭和５４年〜平成４年の １３年間に９３０件が公開，公告，そのうち循環形のミネラル水製造に関するも の数十件，主なものを列挙すると次の如くである。 ポンプ循環により連続的にミネラル水を作る構成を提示した実開昭５７−６６ ６９４，ポンプ循環と，ミネラル溶出容器との結合及び容器の保護形態を提示し た実開昭５７−７６７９０，１台のポンプで循環とミネラル水の供給を兼ねる回 路の実公昭５９−２８２３，麦飯石使用の整水器上部に透明な噴水機構を設置し た実開昭６１−８７５９７，麦飯石にオゾンと冷却を加えた飲料水製造の特開昭 ６１−２７４７９３，そして区画形成されたカートリッジ方式によるミネラル水 製造の特開平１−２１５３９２等が公知である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案のミネラル水製造器は，多様化する飲料水の水質改良に対処すべく要求 ランクに応じて，柔軟に対応出来るモジュール形カートリッジの構成を提供する もの。 すなわち，水の浄化のみでよい場合は第一段目の殺菌ユニット（極細鋼繊維内 臓）のみを使用すればよく，更に健康によい水，クラスターの小さい水を希望す る場合は第二段目の活性化ユニット（海藻炭綿内臓）をこれに加える。そして更 にカルシウムリッチなおいしい水にレベルアップしたい場合には，第三段目にミ ネラルユニット（麦飯石内臓）をつけ加える等水質改良の要求仕様に応じて自在 に対応出来るモジュール構成となっている。 以下，各モジュールに内臓された各エレメントの水質改良の内容を説明する。

【０００５】

【作用】

第一段目の殺菌ユニット内に使用されているエレメントは極細銅繊維で，食品 添加物として認められている鈍銅（無酸素銅）を特殊加工技術で３０ミクロンの 繊維状にしたもの，水道水中の残留塩素に触れると瞬時にこれを除去する能力が あるほか，銅が本来的に有する微量金属作用により，水中の細菌の繁殖を防いで いる。 従来，浄水器は活性炭で塩素を除去し，銀を用いて殺菌を行っていた。本願は この両機能を銅に置換し，塩素除去と殺菌の同時処理を実施し，0.05ppm 以下と 規制されている銀の使用を排除した点に特長がある（ちなみに銅の規制値は1ppm で２０倍の許容量が法的に許されている） なお，銅で連想される緑青が有毒なのはヒ素が存在する場合に限る。本カート リッジに使用されている銅繊維は99.9% の純銅を使用しておりヒ素が存在しない こと。また供給される水道水も水質基準でヒ素は0.01ppm 以下に規制されており ，緑青による心配はないと考えられる。

【０００６】 第二段目の活性化ユニット内に装填されている海藻炭綿は，黒体に近い海藻の 炭（シーカーボ）を特殊加工し，ポリエステル繊維の中に入れたもので，４〜１ ４ミクロンの遠赤外線を放射するエレメントである。 海藻灰化物をＰＨ５〜１４で水抽出した残存物質から成る遠赤外線放射体並び に，海藻を４００〜６００℃で２〜６時間焼成した灰化物をＰＨ５〜１４で水抽 出し，分離した残存物質を焼成することから成る遠赤外線放射体，これらは従来 のセラミックスに代表される遠赤放射体が，すべて高温用であるに対し，常温で の遠赤放射体である点が大きな特長で，３５℃に於て，４〜２４ミクロン全域に 亘り９０％の放射率を有している。このことは食品の熟成，健康医療機器への用 途を拡大しているが，特に水の浄化，水質改良に用いた場合，水のクラスターを 小さくするという点で顕著な効果がある。 すなわち，４〜１４ミクロンの遠赤外線の放射を受けた水は，その電磁波エネ ルギーにより，水分子集団（クラスター）の結合が切断され，クラスターの小さ い水になる。 このクラスターの小さいことは，ＮＭＲ（核磁気共鳴装置）の線巾測定で実測 されており，こうした水が活性水として消化器官の細胞膜からの吸収が，普通の 水より良く，その結果体内各部の老廃物を積極的に体外へ排出することが昨今の 定説になりつつある。こうした健康増進に加え，飲んだ時の味のまろやかさ，味 覚と栄養分（カルシウム）の添加を考慮したのが最下段のミネラル化ユニットで ある。

【０００７】 第三段目のミネラル化ユニット内には麦飯石と化石サンゴが装填されている， 麦飯石は水に接すると強い吸着力，ミネラルの溶出，水質調整等の機能を 有し，の吸着力はトリ・ハロメタン除去にも有効なことが実験データにより証 明されている。またのミネラル溶出は水の腐敗防止，おいしい水の要素になっ ていること，豆腐，製菓，製めん等多くの食品業界での実績が証明している。 「天然の湧水はくさり難い」と言われる，麦飯石循環水は同様のことを人口的に 行ったものである。循環により水中に無水珪酸（ SiO₂ ）が溶出，そのイオン化 により生ずる遊離ラジカル基（-SiO^- ）が結合等に窒素（Ｎ⁺ ／細菌）を吸着す るものと考えられる。 花崗斑岩の一種であるこの麦飯石は地殻変動の活発な時期に受けた自然の熱水 ，炭酸ガスにより炭酸塩鉱物が溶出，その跡に無数の孔が出来た多孔質鉱物であ る。比表面積 3.00m³ /g以上，細孔容積0.02cc/g以上の性能を有し，粒径3.5 〜 5.0(mm) の形状から成る天然石粉砕品である。（食品添加物としても認められて いる） カートリッジ内の水がこうした多元素，多孔質鉱物を通過，循環することによ り，薬石鉱物に含まれる金属分がイオン化して水中に溶出する。そして薬石の表 面の異なる金属元素間に生ずる微量の起電力によって水が活性化され，B.O.D ， C.O.D の値が低く，溶存酸素量が多くなる。

【０００８】 第三段目のミネラル化ユニット内に装填されている化石サンゴは，天然のサン ゴから造り出されたカルシウム含有食品の一種で，形状として粒径5.0 〜7.0(mm ），性能として比表面積 2.09m^3/g 以上，細孔容積0.05cc/g以上を有する天然化 石サンゴ粉砕品である。（食品添加物として認められている） おいしい水の条件としてカルシウムが適量含まれていることは重要で，その結 果は硬度として数値表示される。軟水で知られる水道水の硬度１０〜５０を渋味 の高い硬度５０〜１００にグレードアップしている。またサンゴから溶け出た炭 酸カルシウムを多く含む水を飲むことは三大成人病（脳卒中・ガン・心臓病）の 予防に効果があると，このサンゴの産出地である長寿県・沖縄県での実例を報告 した学会報告（日本陸水学会／岡山大／Ｈ3.11.5／奈良市）もある。

【０００９】

【実施例】

実施例を図面に基づき説明する。 図１は本願（水質改良モジュール形カートリッジ）の全構成を示す図である。 １は上段カートリッジ，２は中段カートリッジ，そして３が下段カートリッジ で，この３段構成により，水の殺菌，活性化，ミネラル化を行うことが出来る。 上段カートリッジ１内には，カルキ除去と殺菌を司る極細銅繊維４がカプロン ケース５内に納められ，その上部には***を有する仕切板６，下部には通水のた めの***７が多数設けられている。 中段カートリッジ２内には，水の活性化を司る遠赤外線放射体（海藻炭綿／シ ーカーボ）８が納められ，その底部には多数の***９がある。 下段カートリッジ３内には，水のミネラル化を司る多元素，多孔質鉱物１０（ 麦飯石，化石サンゴ等）が納められ，その下端には多数の***９がある。 これらカートリッジは相互に容易に着脱出来るようボス１１と，その受け溝１ ２が各段カートリッジの周囲に等配されている。 更に水密を計るため，各段間にＯリング１３が，また上段カートリッジ内には カプロンケース用Ｏリング１４及び外部接続用Ｏリング１５が設けられている。 また，下段ユニット３の下段外周には，この組合せられた水質改良モジュール カートリッジ（１＋２＋３）を他の容器に取付けるためのボス１１及びＯリング １６が設けられている。

【００１０】 図２は本願の水質改良モジュール形カートリッジを容器内に入れ家庭用創水器 として使用した場合の一例である。 ２０は創水器の本体ケース，２１が本願のモジュール形カートリッジで，その 下部に循環ポンプ２２が設けられている。２３は受水部でその下端にフィルター ２４が設けられている。２５はカバーで２６の支点を介し上方に開き，且つ取り 外せるようになっている。 ２７の注水釦を押すと，その信号が電磁弁２８に伝わり，注水口２９より出水 する。この際水の出る速度はこの創水器の使い易さ，すなわち商品価値を決める 重要な要素の一つである。しかし製品価格の制約から当該創水器では注水用と循 環用を１台のポンプ２２で共用している。こうした場合，通常の回路では分岐部 に３０で示す３方電磁弁を使用するのが常である。 しかし，更なるコスト低減を計るため，２方電磁弁（オンオフ弁）２８を１ケ 設けるのみで３方電磁弁３０を割愛した。かかる回路で運転するとモジュール形 カートリッジ２１内の通水抵抗が少ない場合，電磁弁２８を開いても殆んど出水 しないか又は極めて弱流量になってしまう危険性がある。 本願のモジュール形カートリッジに於ては，こうした点を考慮し，上段の吐出 縮流部にカプロンケース５を設け，この内部に極細銅繊維４を充填している。こ うすることで，その充填の度合いにより吐出口２９からの水量を任意調整出来， 家庭用創水器の構造上の特長の一つとなっている。

【００１１】 図３及び図４は図２（フルコース）の一部変形で図３は塩素除去と殺菌のみを 実施し，クリーンな水を得たい時に使用する形式，１は上段カートリッジで，極 細銅繊維４のみが存在する。図４はこれに活性化ユニットの中段カートリッジ２ を加えたもので遠赤外線放射体８を通過，循環することでクラスターの小さい活 性水が得られる。

【００１２】

【効果】

以下図５〜図８は本願の水質改良モジュール形カートリッジを使用した各種用 途例である。 図５及び図６は水質改良モジュール形ユニットを容器の外に出した２例で，図 ５は主として業務用で容器５０か大形の場合に適する。図６は一般家庭の瓶，あ るいは水筒を用いてその中の水を殺菌，活性，ミネラル化したい場合に適用する ケース。いづれもモジュールカートリッジ２１の下部に台枠５１を設けポンプ２ ２を内臓する。図６に於ては細口瓶６０も適用出来るようＴ字部６１を設け２重 管になっているモノホース６２を１本瓶に挿入するだけで済むよう工夫がこらさ れている。 いづれも水の循環としてはモジュールカートリッジの下方より上方への押し上 げ流である。また，こうした容器外使用に際しても，モジュールカートリッジ２ １は水密構造のうえ，最上端，最下端にＯリング１５，１６がそれぞれ用意され ているので管路接続が容易である。

【００１３】 図７はホテル等に於て使用するケースを想定したもので，ポット内にモジュー ルカートリッジを浸け，上部の駆動モータによりカートリッジ自身を回転せめし 、遠心力利用で水を循環せんとするもの。７０は駆動モータ，７１はこれに接続 された回転駆動軸でモジュールカートリッジの上段ユニット１に結合され，これ を回転駆動する。上段ユニット１の下には穴明きモジュール７２が装着され，周 囲にあけられた***７３から遠心力により水が外方に噴出する。穴明きモジュー ル７２の下方にはミネラル化ユニット３が装着され，その下方に明けられた*** ７４より水を吸い込み，矢印７５に示す循環によりポット内の水を改質する。 穴明きモジュール７２の内周には活性化エレメント７６，殺菌エレメント７７ が内臓されている。

【００１４】 図８はモジュールカートリッジ単独での水質改良器である。 これ迄のものはすべて電動力を利用し水の循環を行ない水質の改良を計ってい た。それらに対し，この図８のものは外部動力を一切使わず人間のハンドリング 操作のみで水質改良出来る点に特長がある。 すなわちモジュールカートリッジの組合せが１本のペットボトルを構成し，そ の中間に殺菌，活性，渋味（ミネラル化）の３エレメントを装填させる。かくす る時は，人がこのペットボトルを飲もうとして注ぐ場合，ボトルが倒立すること により毎度注ぎ出すたびにボトル内の水は中間カートリッジ内の改質要素部分を 往復通過し殺菌が行われる。 更にペットボトルを上下に繰り返し振ることにより，ボトル内の水は何度も中 間カートリッジ部を通過し，動力を利用して循環したと同じ効果が発揮され，水 の活性化，ミネラル化という改質がなされる。 こうしたマンパワーのみで水質改良が計れることは野外利用の水質改良ボトル として価値を高めている。以下具体的構成の１例を説明する。 ８０はペットボトルを構成する上部カートリッジ，８１は下部カートリッジで これらは中間カートリッジ８２により連接されている。連接部には気密のための Ｏリング８３とクランプ機構のためのボス／溝８４が設けられている。中間カー トリッジ８２内には上下に殺菌エレメント（極細銅繊維）８５が，そして活性化 エレメント（海藻炭綿／シーカーボ）８６，ミネラル化エレメント（麦飯石／化 石サンゴ）８７が，中間膜８８を介して上下に装填されている。 中間カートリッジ８２の底部には***８９があり，上側には多数の***を有す る仕切板９０か設置されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】水質改良モジュール形カートリッジの全体断面
図である。

【図２】家庭用ミネラル創水器へ適用した場合の断面図
である。

【図３】家庭用ミネラル創水器の単段タイプへ適用した
場合の断面図である。

【図４】家庭用ミネラル創水器の複段タイプへ適用した
場合の断面図である。

【図５】業務用ミネラル創水器へ適用した場合の断面図
である。

【図６】簡易形ミネラル創水器として使用した場合の断
面である。

【図７】薬石回転形ミネラル創水器として使用した場合
の断面図である。

【図８】ハンドリング形ミネラル創水器として構成した
場合の断面図である。

【符号の説明】 １ 上段カートリッジ ２ 中段カートリッジ ３ 下段カートリッジ ４ 極細銅繊維 ５ カプロンケース ６ 仕切板 ７ *** ８ 遠赤外線放射体（海藻炭綿／シーカーボ） ９ *** １０ 多元素，多孔質鉱物（麦飯石，化石サンゴ等） １１ ボス １２ 受け溝 １３ Ｏリング １４ Ｏリング １５ Ｏリング １６ Ｏリング ２０ 本体ケース ２１ モジュール形カートリッジ ２２ 循環ポンプ ２３ 受水部 ２４ フィルター ２５ カバー ２６ 支点 ２７ 注水釦 ２８ 電磁弁 ２９ 注水口 ３０ ３方電磁弁 ５０ 容器 ５１ 台枠 ６０ 細口瓶 ６１ Ｔ字部 ６２ モノホース ７０ 駆動モータ ７１ 回転駆動軸 ７２ 穴明きモジュール ７３ *** ７４ *** ７５ 矢印 ７６ 活性化エレメント ７７ 殺菌エレメント ８０ 上部カートリッジ ８１ 下部カートリッジ ８２ 中間カートリッジ ８３ Ｏリング ８４ ボス／溝 ８５ 殺菌エレメント ８６ 活性化エレメント ８７ ミネラル化エレメント ８８ 中間膜 ８９ *** ９０ 仕切板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/30 1/50 ５１０ Ａ 7158−4Ｄ ５２０ Ｚ 7158−4Ｄ ５３１ Ｆ 7158−4Ｄ ５４０ Ｅ 7158−4Ｄ ５５０ Ｂ 7158−4Ｄ ５６０ Ｃ 7158−4Ｄ

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の本体カートリッジと，１ケの上
   部カートリッジを組合せてなるモジュール形カートリッ
   ジに於て，上段カートリッジ内にカルキ除去と，殺菌を
   目的とした極細銅繊維を，中段及び下段に水の活性化を
   もたらす遠赤外線を放射する物質，及びミネラル水製造
   に必要な多元素，多孔質の鉱物，薬石等をそれぞれ封入
   して成る水質改良モジュール形カートリッジ（図１）
2. 【請求項２】 ポンプ循環回路を有する容器内に水浸さ
   せ１台のポンプと１ケのオンオフ弁によりミネラル水製
   造の循環と，吐出口よりの注水とを兼用出来る如くカー
   トリッジ内の通過抵抗を調整出来るよう構成した請求項
   １記載の水質改良モジュール形カートリッジ（図２）
3. 【請求項３】 ポンプ循環回路を有する容器内に，水質
   改良の目的に応じ，単段より複数段まで任意段数の装着
   を可能とする請求項１記載の水質改良モジュール形カー
   トリッジ（図３，図４）
4. 【請求項４】 ポンプ循環回路を有する容器の外部に設
   置し，水循環の閉回路を構成して活性ミネラル水の製造
   を可能とすべく，最上端，最下端及び各カートリッジ間
   を水密接続構造とした請求項１記載の水質改良モジュー
   ル形カートリッジ（図５，図６）
5. 【請求項５】 水循環ポンプの使用を廃し，電動モータ
   により直接カートリッジを回転し，遠心力利用による循
   環を可能とすべく，中間段の外周に***を有して成る穴
   明きカートリッジを装着した請求項１記載の水質改良モ
   ジュール形カートリッジ（図７）
6. 【請求項６】 注水のたび毎に手動による水の移動があ
   ることを利用して，薬石層を通過せしめるべく，上下カ
   ートリッジの中間に薬石カートリッジを装着して成る請
   求項１記載の水質改良モジュール形カートリッジ（図
   ８）