閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水
【課題】硬度成分を多く含むミネラル水を閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水として使用するとその循環が止まる。硬度成分の電気分解により生成する陽極液と陰極液のｐＨ値の差が３を超えると陽極液が電気浸透材を通過できずに停止するものであった。
【解決手段】
上記障害を除く手段として希薄な硬度成分のミネラル水を用いる事を図った。即ち、本発明の蒸留水、精製水、雨水の少なくとも一種類の水に硬度既知のミネラル水を混合、溶解して硬度を０．５〜５ｍｇ／Ｌの水に調整して駆動水として用いる事で解決した。ここでミネラル水とは鉱水、水道水、河川水等の硬度成分を溶解している水をいう。これにより使用電圧最高１４５Ｖ用の閉ループ式電気浸透流ポンプの駆動水を廉価、大量に提供できるようになった。
【解決手段】
上記障害を除く手段として希薄な硬度成分のミネラル水を用いる事を図った。即ち、本発明の蒸留水、精製水、雨水の少なくとも一種類の水に硬度既知のミネラル水を混合、溶解して硬度を０．５〜５ｍｇ／Ｌの水に調整して駆動水として用いる事で解決した。ここでミネラル水とは鉱水、水道水、河川水等の硬度成分を溶解している水をいう。これにより使用電圧最高１４５Ｖ用の閉ループ式電気浸透流ポンプの駆動水を廉価、大量に提供できるようになった。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水に関する。詳しくは蒸留水、精製水、雨水の少なくとも一種類の水に硬度既知のミネラル水を混合、溶解して、硬度を０．５〜５ｍｇ／Ｌの水に調整して得る事を特徴とする閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水に関するものである。ここでいうミネラル水とは鉱水、水道水、河川水等の硬度成分を溶解している水をいう。
【背景技術】
【０００２】
電気浸透流ポンプは可動部が無く構造が単純で騒音が無く安価に製造が可能であり、効率は低いが魅力あるものである。特に駆動水を循環させる閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水は重要であり廉価、大量に製造される事が望まれる。図１は電気浸透流ポンプの駆動水を循環させて形成する基本的な閉ループ式電気浸透流ポンプの模式図である。
この装置は水の電気分解で発生するガスの採取が容易である事、電気浸透材にシリカ製円筒濾紙を用いて大流量を得ることを図った事、駆動電圧が一般家庭用１００Ｖを整流した直流１４０Ｖ前後に限定した事等を特徴とした汎用性装置である。
【０００３】
本装置に駆動水として水道水を入れ電極間に直流を印加すると陰極のあるシリカ製円筒濾紙の内部に、電気浸透流により外部から液が流入する。この陰極液はある高さの水頭を出現する。水頭ガイドを経て下部にあるノズルより滴下される。図１では模型の水車を回して円筒濾紙の外部に戻る。この水滴はまた機械や電子機器の温度調節等に循環使用する事ができる。
【０００４】
非特許文献１によれば水頭は駆動電圧の高さに比例する。図１の電気浸透材としてのシリカ製円筒濾紙はワットマン製（３４ｍｍφｘ８０ｍｍＬ、ｔ＝１．６ｍｍ）を加工したもので電極間距離を２５ｍｍとした電圧の変化によるの水頭は次の通りであった。
７０Ｖ １００ ｍｍＨ２Ｏ
１００Ｖ ２００ ”
１３０Ｖ ３００ ”
１４５Ｖ ３５０ ”
即ち、この電気浸透材の逆流漏洩量は不明であるが最大３５０ｍｍＨ２Ｏ の水頭が期待できるものであった。
【０００５】
【非特許文献１】柳澤一郎、電気浸透流ポンプ「電子材料２００５年１１月号」
【０００６】
しかし、この水道水を駆動水に用いた試験ではしばらくして水滴が出なくなり停止してしまうものであった。電流は一定に流れたが水頭は出現しなくなった。市販の鉱水や河川水のみを駆動水に用いた試験でも水道水と同様に停止してしまうものであった。
【０００７】
次に、駆動水として蒸留水のみを用いて試験した。電流は殆ど流れず水頭は出現しなかった。即ち、蒸留水のみでは全く実用性の無いものであった。この現象は市販の精製水や雨水のみの試験でも同様の結果であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記水道水を駆動水とした場合、水頭は出現するが電気浸透ポンプとしてはすぐ停止してしまうものであった。その状況を調べてみるとシリカ製円筒濾紙内部の陰極液はＰＨ値がかなり上がっている。反対に円筒濾紙外部の陽極液はｐＨ値が下がっている。このとき陽極側に水道水を補給し続けると陽極液、陰極液各々を連続して分取する事ができる。即ち、閉ループでなければ水頭は生成し続ける。しかし、図１でノズルから滴下する陰極液を下部の陽極液と混合し循環させる形式にすると、即ち閉ループ式にすると水頭の出現がなくなり循環が停止する。詳細な原因は不明であるが、陽極液はｐＨ値が低くなって電気浸透材のシリカと電気的に反発して通過できなくなるためと思われる。しかしそのときのｐＨ値は確定し難く相対的に陰極液のｐＨ値との差が３以上に開くと停止し易かった。即ち閉ループ式電気浸透流ポンプが停止するのは駆動水の問題である事が判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一例は蒸留水にミネラル水を少量混合して硬度成分の濃度を低くした場合に可能であった。この点、駆動電圧が高いと硬度成分の電気分解等に対応が早くて有効であると思われる。結果的に本発明は蒸留水、精製水、雨水等の少なくとも一種類の水に硬度既知のミネラル水を混合、溶解して硬度を０．５〜５ｍｇ／Ｌの水に調整して得ることにより実行できるものであった。雨水は酸性ガスや夾雑物を取り除くと蒸留水と同様に使用する事ができるものであった。
ミネラル水は硬度既知の鉱水、水道水、河川水等を用いるが、その点これらのミネラル水は分析値が示されている場合が多いので使用し易い。
蒸留水９５０ｍＬに硬度５９ｍｇ／Ｌの市販の鉱水５０ｍＬを混合するとその水の硬度は５９ｘ５０／１０００＝２．９５ｍｇ／Ｌとなる。
本発明はかくして硬度０．５〜５ｍｇ／Ｌのミネラル水が閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水として支障無く用いられる事が判明した。ここに示すミネラル水のｐＨ値は６〜１０であるが本発明の駆動水として調合して使用すると上記陰極液と陽極液のｐＨ値の差が殆ど３以内に収まるものであった。
【００１０】
硬度が０．５ｍｇ／Ｌ未満のものは水頭が出現せず、また硬度が５ｍｇ／Ｌを越すミネラル水では電流が大きく温度上昇が目立ち実用性の無いものとした。
【００１１】
本発明の駆動水を用いて閉ループ式電気浸透流ポンプ運転中に駆動水を交換する際、硬度成分過剰なミネラル水を誤用して不調に陥った場合は電気浸透材を酸処理すれば殆ど完全に復旧する。このように電気浸透流ポンプは半永久的に使用可能であり、これを閉ループ用に用いる場合は本発明の駆動水を用いれば電気分解や蒸発による水の減量分の補給は欠かせないものの半永久使用が可能である。
【００１２】
本発明の硬度成分の濃度が低い水を最高１４５Ｖの駆動電圧で使用する閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水は前記、非特許文献１その他には記述されていない新技術である。
【発明の効果】
【００１３】
上述したように本発明の閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水は殆どの電気浸透流ポンプを閉ループ式にする場合に適用される。本発明の駆動水は製造方法が簡単で廉価、大量に提供できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施例として本発明を限定するものではないが、４８０ｍＬの蒸留水に２０ｍＬの鉱水［アルカリイオンの水、キリンビバレッジ（株）、硬度５９ｍｇ／Ｌ］を混合、溶解して図１の駆動水として使用した。
駆動水の硬度：５９ｘ２０／５００＝２．３６ｍｇ／Ｌ
駆動水の温度：２６℃
電極間隔：２５ｍｍ、１４５Ｖ、１５ｍＡ
ノズル高さ：駆動水水面より １００ｍｍ、滴下流量：１３．３ｍＬ／ｍｉｎ
陰極液ｐＨ値：７、 陽極液ｐＨ値：５
駆動水は順調に循環した。
【図面の簡単な説明】
【符号の説明】
【００１５】
本発明の駆動水は図１において８；駆動水として用いる。１＆２の電極に直流電圧が印加されると３；シリカ製円筒濾紙の電気浸透作用で４；水頭ガイド内に１０の高さまで水頭が出現する。下の５；ノズルから６；水滴が７；水車をまわして９；駆動水水面に滴下し、元の８；駆動水に混合される。
【図１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水に関する。詳しくは蒸留水、精製水、雨水の少なくとも一種類の水に硬度既知のミネラル水を混合、溶解して、硬度を０．５〜５ｍｇ／Ｌの水に調整して得る事を特徴とする閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水に関するものである。ここでいうミネラル水とは鉱水、水道水、河川水等の硬度成分を溶解している水をいう。
【背景技術】
【０００２】
電気浸透流ポンプは可動部が無く構造が単純で騒音が無く安価に製造が可能であり、効率は低いが魅力あるものである。特に駆動水を循環させる閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水は重要であり廉価、大量に製造される事が望まれる。図１は電気浸透流ポンプの駆動水を循環させて形成する基本的な閉ループ式電気浸透流ポンプの模式図である。
この装置は水の電気分解で発生するガスの採取が容易である事、電気浸透材にシリカ製円筒濾紙を用いて大流量を得ることを図った事、駆動電圧が一般家庭用１００Ｖを整流した直流１４０Ｖ前後に限定した事等を特徴とした汎用性装置である。
【０００３】
本装置に駆動水として水道水を入れ電極間に直流を印加すると陰極のあるシリカ製円筒濾紙の内部に、電気浸透流により外部から液が流入する。この陰極液はある高さの水頭を出現する。水頭ガイドを経て下部にあるノズルより滴下される。図１では模型の水車を回して円筒濾紙の外部に戻る。この水滴はまた機械や電子機器の温度調節等に循環使用する事ができる。
【０００４】
非特許文献１によれば水頭は駆動電圧の高さに比例する。図１の電気浸透材としてのシリカ製円筒濾紙はワットマン製（３４ｍｍφｘ８０ｍｍＬ、ｔ＝１．６ｍｍ）を加工したもので電極間距離を２５ｍｍとした電圧の変化によるの水頭は次の通りであった。
７０Ｖ １００ ｍｍＨ２Ｏ
１００Ｖ ２００ ”
１３０Ｖ ３００ ”
１４５Ｖ ３５０ ”
即ち、この電気浸透材の逆流漏洩量は不明であるが最大３５０ｍｍＨ２Ｏ の水頭が期待できるものであった。
【０００５】
【非特許文献１】柳澤一郎、電気浸透流ポンプ「電子材料２００５年１１月号」
【０００６】
しかし、この水道水を駆動水に用いた試験ではしばらくして水滴が出なくなり停止してしまうものであった。電流は一定に流れたが水頭は出現しなくなった。市販の鉱水や河川水のみを駆動水に用いた試験でも水道水と同様に停止してしまうものであった。
【０００７】
次に、駆動水として蒸留水のみを用いて試験した。電流は殆ど流れず水頭は出現しなかった。即ち、蒸留水のみでは全く実用性の無いものであった。この現象は市販の精製水や雨水のみの試験でも同様の結果であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記水道水を駆動水とした場合、水頭は出現するが電気浸透ポンプとしてはすぐ停止してしまうものであった。その状況を調べてみるとシリカ製円筒濾紙内部の陰極液はＰＨ値がかなり上がっている。反対に円筒濾紙外部の陽極液はｐＨ値が下がっている。このとき陽極側に水道水を補給し続けると陽極液、陰極液各々を連続して分取する事ができる。即ち、閉ループでなければ水頭は生成し続ける。しかし、図１でノズルから滴下する陰極液を下部の陽極液と混合し循環させる形式にすると、即ち閉ループ式にすると水頭の出現がなくなり循環が停止する。詳細な原因は不明であるが、陽極液はｐＨ値が低くなって電気浸透材のシリカと電気的に反発して通過できなくなるためと思われる。しかしそのときのｐＨ値は確定し難く相対的に陰極液のｐＨ値との差が３以上に開くと停止し易かった。即ち閉ループ式電気浸透流ポンプが停止するのは駆動水の問題である事が判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一例は蒸留水にミネラル水を少量混合して硬度成分の濃度を低くした場合に可能であった。この点、駆動電圧が高いと硬度成分の電気分解等に対応が早くて有効であると思われる。結果的に本発明は蒸留水、精製水、雨水等の少なくとも一種類の水に硬度既知のミネラル水を混合、溶解して硬度を０．５〜５ｍｇ／Ｌの水に調整して得ることにより実行できるものであった。雨水は酸性ガスや夾雑物を取り除くと蒸留水と同様に使用する事ができるものであった。
ミネラル水は硬度既知の鉱水、水道水、河川水等を用いるが、その点これらのミネラル水は分析値が示されている場合が多いので使用し易い。
蒸留水９５０ｍＬに硬度５９ｍｇ／Ｌの市販の鉱水５０ｍＬを混合するとその水の硬度は５９ｘ５０／１０００＝２．９５ｍｇ／Ｌとなる。
本発明はかくして硬度０．５〜５ｍｇ／Ｌのミネラル水が閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水として支障無く用いられる事が判明した。ここに示すミネラル水のｐＨ値は６〜１０であるが本発明の駆動水として調合して使用すると上記陰極液と陽極液のｐＨ値の差が殆ど３以内に収まるものであった。
【００１０】
硬度が０．５ｍｇ／Ｌ未満のものは水頭が出現せず、また硬度が５ｍｇ／Ｌを越すミネラル水では電流が大きく温度上昇が目立ち実用性の無いものとした。
【００１１】
本発明の駆動水を用いて閉ループ式電気浸透流ポンプ運転中に駆動水を交換する際、硬度成分過剰なミネラル水を誤用して不調に陥った場合は電気浸透材を酸処理すれば殆ど完全に復旧する。このように電気浸透流ポンプは半永久的に使用可能であり、これを閉ループ用に用いる場合は本発明の駆動水を用いれば電気分解や蒸発による水の減量分の補給は欠かせないものの半永久使用が可能である。
【００１２】
本発明の硬度成分の濃度が低い水を最高１４５Ｖの駆動電圧で使用する閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水は前記、非特許文献１その他には記述されていない新技術である。
【発明の効果】
【００１３】
上述したように本発明の閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水は殆どの電気浸透流ポンプを閉ループ式にする場合に適用される。本発明の駆動水は製造方法が簡単で廉価、大量に提供できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施例として本発明を限定するものではないが、４８０ｍＬの蒸留水に２０ｍＬの鉱水［アルカリイオンの水、キリンビバレッジ（株）、硬度５９ｍｇ／Ｌ］を混合、溶解して図１の駆動水として使用した。
駆動水の硬度：５９ｘ２０／５００＝２．３６ｍｇ／Ｌ
駆動水の温度：２６℃
電極間隔：２５ｍｍ、１４５Ｖ、１５ｍＡ
ノズル高さ：駆動水水面より １００ｍｍ、滴下流量：１３．３ｍＬ／ｍｉｎ
陰極液ｐＨ値：７、 陽極液ｐＨ値：５
駆動水は順調に循環した。
【図面の簡単な説明】
【符号の説明】
【００１５】
本発明の駆動水は図１において８；駆動水として用いる。１＆２の電極に直流電圧が印加されると３；シリカ製円筒濾紙の電気浸透作用で４；水頭ガイド内に１０の高さまで水頭が出現する。下の５；ノズルから６；水滴が７；水車をまわして９；駆動水水面に滴下し、元の８；駆動水に混合される。
【図１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸留水、精製水、雨水の少なくとも一種類の水に硬度既知のミネラル水を混合、溶解して硬度を０．５〜５ｍｇ／Ｌの水に調整して得る事を特徴とする閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水。
【請求項２】
ミネラル水が鉱水、水道水、河川水等の硬度成分を溶解している水である事を特徴とする請求項１記載の閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水。
【請求項１】
蒸留水、精製水、雨水の少なくとも一種類の水に硬度既知のミネラル水を混合、溶解して硬度を０．５〜５ｍｇ／Ｌの水に調整して得る事を特徴とする閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水。
【請求項２】
ミネラル水が鉱水、水道水、河川水等の硬度成分を溶解している水である事を特徴とする請求項１記載の閉ループ式電気浸透流ポンプ用駆動水。
【公開番号】特開２０１０−３８１４８（Ｐ２０１０−３８１４８Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２０４５３（Ｐ２００８−２２０４５３）
【出願日】平成２０年８月１日（２００８．８．１）
【出願人】（５９８１７３３９５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１日（２００８．８．１）
【出願人】（５９８１７３３９５）
【Ｆターム（参考）】
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