含過飽和溶解氧的水的製造方法

2023-06-01 07:53:11 3

專利名稱：含過飽和溶解氧的水的製造方法
技術領域：
本發明涉及可使水中含有大量溶解氧的含過飽和溶解氧的水的製造方法。
背景技術：
一直以來，廢水處理等中，作為促進降解有機汙泥物質的微生物的作用的方法，採 用對水進行曝氣的方法。此外，目前還已知通過對水實施曝氣，水中的溶解氧增加。目前已 知增加了溶解氧的水適合用於在水中生活的魚類和貝類的生長發育、植物的生長繁殖和人 類等動物的飲用。作為水的曝氣方法，已知專利文獻1。該專利文獻1的基本結構示於圖4。槽50 內收納有水，在槽50內的底面附近水平地配置有空氣擴散管52。該空氣擴散管52設有大 量向上方開口的孔(未圖示)。槽50的外部具備鼓風機54，該鼓風機54與空氣擴散管52 的一端通過連接管56連接。若使鼓風機54工作，則空氣被從鼓風機54經連接管56送至 空氣擴散管52，空氣從空氣擴散管52的孔噴射至槽50內的水中，槽50內的水通過該空氣 而曝氣。經曝氣後的水從中途具備閥58的排出管60被排出至外部。向槽50中供給新的水的水源62與中途具備閥64的水導入管66的一端連接。水 導入管66的另一端配置於槽50的液面68的上方，開放於空氣中。從水源62向槽50供給 水的情況下，打開閥64，從水導入管66的另一端開口部向槽50內投入水。從水導入管66 向槽50內投入的水一度經過空氣中後供給至槽50內。這是因為考慮到由於水在槽50內 通過空氣被曝氣，因此也儘可能使空氣與導入槽50內的水接觸。專利文獻1 日本專利特開平8-117783號公報發明的揭示已知如果通過空氣對收納於槽50內的水進行曝氣，則溶解氧濃度(DO)升高，但不 知道升高多少。因此，針對曝氣時間和溶解氧濃度的數值進行了實驗。作為其實驗對象的 水是自來水以及被認為溶解氧濃度比飽和溶解氧濃度(根據溫度而不同，一般DO為8 8. 45mg/l)稍高的溫泉水和天翔水等各種天然水。實驗的結果是，自來水(溶解氧濃度與飽 和溶解氧濃度相比足夠低的水)通過長時間的曝氣，溶解氧濃度上升至飽和溶解氧濃度。 另一方面，最初認為對於在飽和溶解氧濃度以上的各種天然水，曝氣時間越長，則溶解氧濃 度越高，但結果與之相反，對於具有飽和溶解氧濃度以上的溶解氧濃度的各種天然水，曝氣 時間越長(約10分鐘 30分鐘後)，則溶解氧濃度越低，溶解氧濃度達到飽和溶解氧濃度。 即，發現不論是溶解氧濃度比飽和溶解氧濃度低的水，還是溶解氧濃度比飽和溶解氧濃度 高的水，曝氣時間越長，則越接近飽和溶解氧濃度。如果持續曝氣，則水可以維持在飽和溶解氧濃度。例如，將魚以存活的狀態搬運至 遠處的情況下，如果可裝備曝氣裝置，則能夠將放有魚的水槽的水的溶解氧濃度維持於高 值。但是，由於運送用的卡車無法裝備曝氣裝置，因此過去使氧充滿裝入有魚的塑膠袋，搬 運該塑膠袋。但是，充滿塑膠袋的氧的體積佔用卡車貨箱的體積，所以存在運送效率差的缺 點。作為含大量溶解氧的水的另一種應用方法，例如可考慮健康促進用的飲料水和植物用水，但水的溶解氧濃度存在極限，因此存在無法實現效率的進一步提高的缺點。作為含大量 溶解氧的水的又另一種應用方法，例如可考慮由燃料和水形成的乳化燃料中使用的水，但 即使是乳化燃料中使用的水，水的溶解氧濃度也存在極限，因此存在無法提高燃燒效率的 缺點。本發明是解決上述問題的發明，其目的在於提供可使水的溶解氧濃度達到大幅超 過飽和溶解氧濃度的值的含過飽和溶解氧的水的製造方法。本發明的含過飽和溶解氧的水的製造方法的特徵在於，將水收納於循環路徑內， 在所述循環路徑的途中具備火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石，通過移送裝置使水在所 述循環路徑內循環移動而使水與所述巖石接觸，使水在所述循環路徑內循環移動的過程中 使水不與空氣接觸。本發明的特徵在於，由收納水的槽和一端與槽連接且另一端的開口部 配置於所述槽的液面下的循環連接管構成所述循環路徑，所述移送裝置採用設於所述循環 連接管的途中的用於將水從所述循環連接管的一端向另一端移送的泵，所述循環連接管的 途中具備所述火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石。本發明的特徵在於，所述火成巖中的 含有大量二氧化矽的巖石採用黑曜巖。本發明的特徵在於，使超過一半的所述火成巖中的 含有大量二氧化矽的巖石的尺寸為5mm 50mm。通過使通過循環路徑的循環過程中的水不與空氣接觸(不曝氣)而與火成巖中的 含有大量二氧化矽的巖石接觸，可以切斷水的簇而產生含大量溶解氧的水(例如DO為約 llmg/1)。如果將該含大量溶解氧的水用作例如乳化燃料(重油、輕油、煤油、汽油、汽車用 燃料、船舶用燃料等乳化燃料)用的水，則乳化燃料燃燒時，水所含的溶解氧作為氧促進燃 料的燃燒。其結果是，採用各種燃燒器的乳化燃料的點燃變得容易，且乳化燃料的燃燒熱比 通常的僅採用燃料時的熱量大。另外，利用本發明生成的含大量溶解氧的水與採用通常的水的情況相比，可促進 動植物的生長，所以可以使養殖的魚的產量增加，使蔬菜、水果、穀物、植物的收穫量增加。 另外，通過將利用本發明生成的含大量溶解氧的水用作各種飲料水的原料，因為溶解氧可 促進降解進入人體內的有害物質的微生物的作用，所以有利於增進人類和寵物等的健康。附圖的簡單說明

圖1是表示用於實施本發明的含過飽和溶解氧的水的製造方法的一實施例的結 構圖。圖2是表示用於實施本發明的含過飽和溶解氧的水的製造方法的另一實施例的 結構圖。圖3是表示通過本發明的含過飽和溶解氧的水的製造方法生成的水的溶解氧濃 度(DO)的計量證明書。圖4是表示目前已知的曝氣的結構圖。符號的說明10 槽12循環連接管14 泵18巖石收納器22 巖石
25 分支管26 液面34循環連接管實施發明的最佳方式本發明通過使水在循環路徑內於不與空氣接觸的狀態下循環移動而經過巖石，從 而向水中加入大量的溶解氧。實施例1以下，基於附圖對本發明進行說明。圖1是表示用於實施本發明的含過飽和溶解 氧的水的製造方法的一實施例的結構圖。本發明中，具有槽10，在該槽10內收納要增加溶 解氧的水。在槽10的下方連接有用於使槽10內的水一度經過槽10的外部並再次循環至 槽10的循環連接管12的一端。該圖1的結構圖中，水的循環路徑是在槽10和循環連接管 12內循環的路徑。循環連接管12的途中從上遊側(槽10側)向下遊側依次具備開關閥 14、作為用於移送水的移送裝置的泵16、巖石收納器18、濾器20。循環連接管12的下遊側 的另一端的開口部24配置在充分低於槽10內的液面26的位置。泵16理想的是可輸出高 壓的高壓泵。通過市售的低價的高壓泵，可輸出最大10個大氣壓左右的高壓。循環連接管12的下遊側的另一端為在槽10內的液面26的下方沿上下方向配置 的多條分支管25。多條分支管25分別形成有開口部24。分支管25配置於槽10內的邊緣 位置。各分支管25的各開口部24朝向從該位置流入槽10的水對槽10內的水進行攪拌的 方向配置。在巖石收納器18的內部收納火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石22(含有約 65 76%二氧化矽的巖石)。巖石22理想的是例如5mm 50mm左右的尺寸，放入網(未 圖示)內收納於巖石收納器18的內部。通過使超過一半的火成巖中的含有大量二氧化矽 的巖石22為5mm 50mm左右的尺寸，可以在巖石22的表面形成大量的銳利的角部，能夠 使水大量地與巖石22表面接觸。作為火成巖(分成火山巖和深成巖)中的含有大量二氧化矽的巖石22，火山巖有 黑曜巖、珍珠巖和松脂巖等流紋巖等，深成巖有花崗巖等。火成巖中，因為價格便宜且容易 獲得，所以理想的是使用黑曜巖。為了使水中含有大量的溶解氧，理想的是使水與巖石22 長時間接觸。因此，需要加長巖石收納器18的長度，但從裝置的小型化和更換巖石22時的 操作性的觀點來看，理想的是將巖石收納器18分成多個短筒(例如長度為80釐米左右的 筒)O在槽10的下方連接有用於將含達到過飽和狀態的溶解氧的水排出至槽10的外部 的排出管28，在該排出管28的途中具備開關閥30。在這裡，對本發明的含過飽和溶解氧的水的製造方法進行說明。向槽10內加入 水，以液面26的高度與循環連接管12的開口部24的位置相比足夠高的條件設定。加入槽 10內的水理想的是使用預先含有大量溶解氧的水。然後，打開開關閥14，啟動泵16。通過 泵16的吸引動作，槽10內的水被導入循環連接管12內並達到泵16，藉由泵16形成高壓 後，向巖石收納器18送出。巖石收納器18內，高壓的水與表面形成有大量銳利的角部的含 有大量二氧化矽的巖石22接觸。通過使水與巖石22長時間接觸，可以將水的簇切碎。通
5過使含有大量二氧化矽的巖石22的尺寸為5mm 50mm，可以將水的簇切碎。水為氧原子與氫原子的結合電子對，水是分子間多間隙的物質。若將水的簇切得 越碎，則可以使分子間的間隙越寬。可以使大量溶解氧含於切碎簇而擴大了的間隙中。其 結果是，可以使通過本發明的水的製造方法生成的水含有大量的溶解氧。另外，通過將水的 簇切碎，可擴大其他物質進入的間隙，可使起到乳化劑的作用的植物油(蓖麻油)和油等進 入該間隙。通過了巖石收納器18的水從循環連接管12的開口部24被導入至槽10內的液面 26的下方，在槽10內混合於水中。通過使泵16連續運轉，重複槽10內的水經過循環連接 管12 (途中具備泵16和巖石收納器18)並再次返回槽10的循環。通過了巖石收納器18 的水中如上所述含有大量溶解氧，該含有大量溶解氧的水與槽10內的水混合。S卩，通過重 復水的循環，收納於槽10內的水的溶解氧濃度逐次提高。從分支管25的開口部24流入槽 10的水使槽10內的水進行攪拌，所以不需要具備攪拌機。使分支管25的開口部24配置為 從分支管25的開口部24流入槽10的水使槽10內的水在北半球向右旋轉的方向。在與槽10連接的循環連接管12的上遊側的連接位置，對於大氣保持密閉狀態。循 環連接管12的途中也對於大氣保持密閉狀態。在循環連接管12的下遊側的開口部24的 位置，因為開口部24配置於液面26的下方，所以也對於大氣保持密閉狀態。如上所述，圖1 所示的水的循環路徑中，水在密閉狀態下循環，循環途中水中不會混合空氣。即，水不會在 循環途中被曝氣。還有，圖1中，槽10的液面26的上部暴露於空氣中，但並不在循環途中 向水中混合空氣而使水曝氣。如上所述，使得在水的循環路徑的途中水中不混合空氣(不使水曝氣)，從而可以 通過使水與含有大量二氧化矽的巖石22循環接觸來使水中含有大量溶解氧。槽10內的水 在循環連接管12中循環的次數越多，則可使越多的溶解氧含於水中。例如，通過使水在循 環連接管12中循環5 10次，可以使溶解氧濃度(DO)達到約llmg/1。藉由圖3的計量證明書說明通過本發明的含過飽和溶解氧的水的製造方法生成 的水的溶解氧濃度(DO)為約llmg/1。該計量證明書由位於日本長野縣佐久郡立科町蘆田 1835-1的株式會社信濃公害研究所(電話0267-56-2189)製成。圖3的計量證明書中，記 載有資料名稱「創製水H12007. 129」，該資料名稱表示「通過本發明的含過飽和溶解氧的水 的製造方法生成的水」。該計量證明中的「計量的對象」的第1行為「溶解氧(D0)」，其「計 量結果」為「llmg/1」。即，通過由第三方進行的計量證明，通過本發明生成的水的溶解氧濃 度(DO)可以達到遠遠超過飽和溶解氧濃度的過飽和溶解氧濃度(llmg/1)。通過本發明生成的水中所含的溶解氧濃度(DO)為大幅超過飽和溶解氧濃度(DO 為8 8.45mg/l)的值(D0為llmg/1)。例如，可以應用於與燃料混合來製造乳化燃料(重 油、輕油、煤油、汽油、汽車用燃料、船舶用燃料等乳化燃料)的水。以往的乳化燃料由於使 用自來水等普通的水，因此使乳化燃料燃燒時，無法容易地用市售的燃燒器點燃，存在燃料 的燃燒熱下降而燃燒時間長的缺點。與之相對，對於使用通過本發明生成的含過飽和溶解 氧的水的乳化燃料，因為可以使水中含有大量溶解氧，所以燃料燃燒時，由於大量的溶解氧 的作用而促進燃料的燃燒，可產生巨大的能量(熱量)。其結果是，採用各種燃燒器的點燃 變得容易，且燃燒熱比通常的僅採用燃料時的熱量大。例如，燃料為100%的A重油時的熱量為約9400千卡/升，而使用通過本發明製成的水的乳化燃料(70%的A重油和30%的水的情況)可以獲得100%的A重油時的熱量的 約1 2. 3倍的熱量。例如，燃料為100%的輕油時的熱量為約9100千卡/升，而使用通過 本發明製成的水的乳化燃料(70%的輕油和30%的水的情況)可以獲得100%的輕油時的 熱量的約1 1.8倍的熱量。這被認為是因為可使水中含有大量溶解氧，所以燃燒時可從 水中供給大量的氧，能夠獲得與100%的燃料時的熱量相同的熱量或更高的熱量。使用通過 本發明生成的水的乳化燃料可通過市售的燃燒器容易地點燃，所以本發明的乳化物可完全 燃燒，與目前已知的燃料相比，可使CO2和NOx的排出量大幅減少。另外，藉由水經過火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石22進行循環，水中含有活 性氫，而且雖然微量，但水中還含有火成巖所含的碳和硫。這些氫、碳、硫也含於通過本發明 生成的水中，所以如果將該水用於乳化燃料，則氫、碳、硫使燃料的點燃順利地進行，且可以 提高燃燒效率。因為通過本發明生成的水中含有大量的溶解氧，所以通過使用該水，不僅可以促 進動植物的生長，而且能夠用於各種方面。例如，將活魚裝入塑膠袋進行運輸的情況下，不 需要像以往那樣用氧填充塑膠袋，所以可以運送比以往更多的魚。此外，用魚塘等養殖養殖 用魚的情況下，含有大量溶解氧的水有助於魚的生長，所以使其達到與以往的養殖用魚同 樣的大小時，能夠以比以往更短的時間達到相同的大小。換言之，通過使用含有大量溶解氧 的水，在相同的養殖時間內，可以獲得比以往更大的魚，能夠增加產量。除此之外，培育蔬菜、水果、穀物、植物等的情況下，通過使用含有大量溶解氧的 水，與使用以往的水培育的作物相比，蔬菜、水果、穀物、植物等以近1. 5 2倍的速度生長。 即，通過使用含有大量溶解氧的水，可以增加蔬菜、水果、穀物、植物的收穫量。另外，通過將利用本發明生成的含大量溶解氧的水用作各種飲料水的原料，因為 溶解氧可促進降解進入人體內的有害物質的微生物的作用，所以有利於增進人類和寵物等 的健康。還有，本發明中的水包括以水為主體的經過某種處理的液體在內。實施例2下面，基於圖2對用於實施本發明的含過飽和溶解氧的水的製造方法的另一實施 例進行說明。圖1中採用將水一度用槽10貯留的結構，而圖2中採用不使用槽10的結構。 圖2中，與圖1相同的參照編號表示同一構成要素。水的循環路徑僅為不間斷的循環連接 管34。循環連接管34的途中沿水的流動方向從上遊側向下遊側依次具備開關閥14、作為 用於移送水的移送裝置的泵16、巖石收納器18、濾器20。通過巖石收納器18後的循環連接管34的途中連接有用於將在循環連接管34中 循環的水排出至槽10的外部的排出管36，在該排出管36的途中具備閥38。在循環連接管 34附近具備供水用槽40，該供水用槽40與循環連接管34的中途位置之間連接有供水管 42，該供水管42的途中具備閥44。供水管42與循環連接管34的連接位置理想的是排出管 36的連接位置與泵16位置的中間位置。該圖2中，在作為循環路徑的循環連接管34中循環的水沒有暴露於空氣的地方。 即，在循環連接管34中循環的水不會被曝氣。因此，槽10內的水在循環連接管12中循環 的次數越多，則可使越多的溶解氧含於水中。例如，通過使水在循環連接管12中循環5 10次，可以使溶解氧濃度(DO)達到約llmg/1。通過該實施例2 (圖2)的含過飽和溶解氧
7的水的製造方法製成的水具有與實施例1的水同樣的效果。 從循環連接管34取出已含有大量溶解氧的水時，可以通過打開閥38而從排出管 36取出水。這時，同時打開閥44，從供水用槽40經供水管42向循環連接管34供給新的水。
權利要求
一種含過飽和溶解氧的水的製造方法，其特徵在於，將水收納於循環路徑內，在所述循環路徑的途中具備火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石，通過移送裝置使水在所述循環路徑內循環移動而使水與所述巖石接觸，使水在所述循環路徑內循環移動的過程中使水不與空氣接觸。
2.如權利要求1所述的含過飽和溶解氧的水的製造方法，其特徵在於，由收納水的槽 和一端與槽連接且另一端的開口部配置於所述槽的液面下的循環連接管構成所述循環路 徑，所述移送裝置採用設於所述循環連接管的途中的用於將水從所述循環連接管的一端向 另一端移送的泵，所述循環連接管的途中具備所述火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石。
3.如權利要求2所述的含過飽和溶解氧的水的製造方法，其特徵在於，使所述循環連 接管的配置於所述槽的液面下的另一端呈沿上下方向分開配置的分支管，各分支管設有所 述開口部，利用從所述開口部流入所述槽內的水對所述槽內的水進行攪拌。
4.如權利要求1 3中的任一項所述的含過飽和溶解氧的水的製造方法，其特徵在於， 所述火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石採用黑曜巖。
5.如權利要求4所述的含過飽和溶解氧的水的製造方法，其特徵在於，使超過一半的 所述火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石的尺寸為5mm 50mm。
全文摘要
本發明提供可使水的溶解氧濃度達到大幅超過飽和溶解氧濃度的值的含過飽和溶解氧的水的製造方法。將水置於由槽(10)和循環連接管(12)形成的循環路徑內，在循環連接管(12)的途中具備泵(16)和火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石(22)。使泵(16)運轉，使水在不接觸空氣的狀態下在槽(10)和循環連接管(12)之間循環，使水與巖石(22)接觸。通過使在整個路徑中移動的水不與空氣接觸而與火成巖中的含有大量二氧化矽的巖石(22)循環接觸，可以生成含有大量溶解氧的水。
文檔編號C02F1/68GK101910070SQ20088012509
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年1月15日
發明者深井利春 申請人:深井利春