专利名称：含过饱和溶解氧的水的制造方法
技术领域：
本发明涉及可使水中含有大量溶解氧的含过饱和溶解氧的水的制造方法。
背景技术：
一直以来，废水处理等中，作为促进降解有机污泥物质的微生物的作用的方法，采 用对水进行曝气的方法。此外，目前还已知通过对水实施曝气，水中的溶解氧增加。目前已 知增加了溶解氧的水适合用于在水中生活的鱼类和贝类的生长发育、植物的生长繁殖和人 类等动物的饮用。作为水的曝气方法，已知专利文献1。该专利文献1的基本结构示于图4。槽50 内收纳有水，在槽50内的底面附近水平地配置有空气扩散管52。该空气扩散管52设有大 量向上方开口的孔(未图示)。槽50的外部具备鼓风机54，该鼓风机54与空气扩散管52 的一端通过连接管56连接。若使鼓风机54工作，则空气被从鼓风机54经连接管56送至 空气扩散管52，空气从空气扩散管52的孔喷射至槽50内的水中，槽50内的水通过该空气 而曝气。经曝气后的水从中途具备阀58的排出管60被排出至外部。向槽50中供给新的水的水源62与中途具备阀64的水导入管66的一端连接。水 导入管66的另一端配置于槽50的液面68的上方，开放于空气中。从水源62向槽50供给 水的情况下，打开阀64，从水导入管66的另一端开口部向槽50内投入水。从水导入管66 向槽50内投入的水一度经过空气中后供给至槽50内。这是因为考虑到由于水在槽50内 通过空气被曝气，因此也尽可能使空气与导入槽50内的水接触。专利文献1 日本专利特开平8-117783号公报发明的揭示已知如果通过空气对收纳于槽50内的水进行曝气，则溶解氧浓度(DO)升高，但不 知道升高多少。因此，针对曝气时间和溶解氧浓度的数值进行了实验。作为其实验对象的 水是自来水以及被认为溶解氧浓度比饱和溶解氧浓度(根据温度而不同，一般DO为8 8. 45mg/l)稍高的温泉水和天翔水等各种天然水。实验的结果是，自来水(溶解氧浓度与饱 和溶解氧浓度相比足够低的水)通过长时间的曝气，溶解氧浓度上升至饱和溶解氧浓度。 另一方面，最初认为对于在饱和溶解氧浓度以上的各种天然水，曝气时间越长，则溶解氧浓 度越高，但结果与之相反，对于具有饱和溶解氧浓度以上的溶解氧浓度的各种天然水，曝气 时间越长(约10分钟 30分钟后)，则溶解氧浓度越低，溶解氧浓度达到饱和溶解氧浓度。 即，发现不论是溶解氧浓度比饱和溶解氧浓度低的水，还是溶解氧浓度比饱和溶解氧浓度 高的水，曝气时间越长，则越接近饱和溶解氧浓度。如果持续曝气，则水可以维持在饱和溶解氧浓度。例如，将鱼以存活的状态搬运至 远处的情况下，如果可装备曝气装置，则能够将放有鱼的水槽的水的溶解氧浓度维持于高 值。但是，由于运送用的卡车无法装备曝气装置，因此过去使氧充满装入有鱼的塑料袋，搬 运该塑料袋。但是，充满塑料袋的氧的体积占用卡车货箱的体积，所以存在运送效率差的缺 点。作为含大量溶解氧的水的另一种应用方法，例如可考虑健康促进用的饮料水和植物用水，但水的溶解氧浓度存在极限，因此存在无法实现效率的进一步提高的缺点。作为含大量 溶解氧的水的又另一种应用方法，例如可考虑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，水的溶解氧浓度也存在极限，因此存在无法提高燃烧效率的 缺点。本发明是解决上述问题的发明，其目的在于提供可使水的溶解氧浓度达到大幅超 过饱和溶解氧浓度的值的含过饱和溶解氧的水的制造方法。本发明的含过饱和溶解氧的水的制造方法的特征在于，将水收纳于循环路径内， 在所述循环路径的途中具备火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石，通过移送装置使水在所 述循环路径内循环移动而使水与所述岩石接触，使水在所述循环路径内循环移动的过程中 使水不与空气接触。本发明的特征在于，由收纳水的槽和一端与槽连接且另一端的开口部 配置于所述槽的液面下的循环连接管构成所述循环路径，所述移送装置采用设于所述循环 连接管的途中的用于将水从所述循环连接管的一端向另一端移送的泵，所述循环连接管的 途中具备所述火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石。本发明的特征在于，所述火成岩中的 含有大量二氧化硅的岩石采用黑曜岩。本发明的特征在于，使超过一半的所述火成岩中的 含有大量二氧化硅的岩石的尺寸为5mm 50mm。通过使通过循环路径的循环过程中的水不与空气接触(不曝气)而与火成岩中的 含有大量二氧化硅的岩石接触，可以切断水的簇而产生含大量溶解氧的水(例如DO为约 llmg/1)。如果将该含大量溶解氧的水用作例如乳化燃料(重油、轻油、煤油、汽油、汽车用 燃料、船舶用燃料等乳化燃料)用的水，则乳化燃料燃烧时，水所含的溶解氧作为氧促进燃 料的燃烧。其结果是，采用各种燃烧器的乳化燃料的点燃变得容易，且乳化燃料的燃烧热比 通常的仅采用燃料时的热量大。另外，利用本发明生成的含大量溶解氧的水与采用通常的水的情况相比，可促进 动植物的生长，所以可以使养殖的鱼的产量增加，使蔬菜、水果、谷物、植物的收获量增加。 另外，通过将利用本发明生成的含大量溶解氧的水用作各种饮料水的原料，因为溶解氧可 促进降解进入人体内的有害物质的微生物的作用，所以有利于增进人类和宠物等的健康。附图的简单说明
图1是表示用于实施本发明的含过饱和溶解氧的水的制造方法的一实施例的结 构图。图2是表示用于实施本发明的含过饱和溶解氧的水的制造方法的另一实施例的 结构图。图3是表示通过本发明的含过饱和溶解氧的水的制造方法生成的水的溶解氧浓 度(DO)的计量证明书。图4是表示目前已知的曝气的结构图。符号的说明10 槽12循环连接管14 泵18岩石收纳器22 岩石
25 分支管26 液面34循环连接管实施发明的最佳方式本发明通过使水在循环路径内于不与空气接触的状态下循环移动而经过岩石，从 而向水中加入大量的溶解氧。实施例1以下，基于附图对本发明进行说明。图1是表示用于实施本发明的含过饱和溶解 氧的水的制造方法的一实施例的结构图。本发明中，具有槽10，在该槽10内收纳要增加溶 解氧的水。在槽10的下方连接有用于使槽10内的水一度经过槽10的外部并再次循环至 槽10的循环连接管12的一端。该图1的结构图中，水的循环路径是在槽10和循环连接管 12内循环的路径。循环连接管12的途中从上游侧(槽10侧)向下游侧依次具备开关阀 14、作为用于移送水的移送装置的泵16、岩石收纳器18、滤器20。循环连接管12的下游侧 的另一端的开口部24配置在充分低于槽10内的液面26的位置。泵16理想的是可输出高 压的高压泵。通过市售的低价的高压泵，可输出最大10个大气压左右的高压。循环连接管12的下游侧的另一端为在槽10内的液面26的下方沿上下方向配置 的多条分支管25。多条分支管25分别形成有开口部24。分支管25配置于槽10内的边缘 位置。各分支管25的各开口部24朝向从该位置流入槽10的水对槽10内的水进行搅拌的 方向配置。在岩石收纳器18的内部收纳火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石22(含有约 65 76%二氧化硅的岩石)。岩石22理想的是例如5mm 50mm左右的尺寸，放入网(未 图示)内收纳于岩石收纳器18的内部。通过使超过一半的火成岩中的含有大量二氧化硅 的岩石22为5mm 50mm左右的尺寸，可以在岩石22的表面形成大量的锐利的角部，能够 使水大量地与岩石22表面接触。作为火成岩(分成火山岩和深成岩)中的含有大量二氧化硅的岩石22，火山岩有 黑曜岩、珍珠岩和松脂岩等流纹岩等，深成岩有花岗岩等。火成岩中，因为价格便宜且容易 获得，所以理想的是使用黑曜岩。为了使水中含有大量的溶解氧，理想的是使水与岩石22 长时间接触。因此，需要加长岩石收纳器18的长度，但从装置的小型化和更换岩石22时的 操作性的观点来看，理想的是将岩石收纳器18分成多个短筒(例如长度为80厘米左右的 筒)O在槽10的下方连接有用于将含达到过饱和状态的溶解氧的水排出至槽10的外部 的排出管28，在该排出管28的途中具备开关阀30。在这里，对本发明的含过饱和溶解氧的水的制造方法进行说明。向槽10内加入 水，以液面26的高度与循环连接管12的开口部24的位置相比足够高的条件设定。加入槽 10内的水理想的是使用预先含有大量溶解氧的水。然后，打开开关阀14，启动泵16。通过 泵16的吸引动作，槽10内的水被导入循环连接管12内并达到泵16，藉由泵16形成高压 后，向岩石收纳器18送出。岩石收纳器18内，高压的水与表面形成有大量锐利的角部的含 有大量二氧化硅的岩石22接触。通过使水与岩石22长时间接触，可以将水的簇切碎。通
5过使含有大量二氧化硅的岩石22的尺寸为5mm 50mm，可以将水的簇切碎。水为氧原子与氢原子的结合电子对，水是分子间多间隙的物质。若将水的簇切得 越碎，则可以使分子间的间隙越宽。可以使大量溶解氧含于切碎簇而扩大了的间隙中。其 结果是，可以使通过本发明的水的制造方法生成的水含有大量的溶解氧。另外，通过将水的 簇切碎，可扩大其他物质进入的间隙，可使起到乳化剂的作用的植物油(蓖麻油)和油等进 入该间隙。通过了岩石收纳器18的水从循环连接管12的开口部24被导入至槽10内的液面 26的下方，在槽10内混合于水中。通过使泵16连续运转，重复槽10内的水经过循环连接 管12 (途中具备泵16和岩石收纳器18)并再次返回槽10的循环。通过了岩石收纳器18 的水中如上所述含有大量溶解氧，该含有大量溶解氧的水与槽10内的水混合。S卩，通过重 复水的循环，收纳于槽10内的水的溶解氧浓度逐次提高。从分支管25的开口部24流入槽 10的水使槽10内的水进行搅拌，所以不需要具备搅拌机。使分支管25的开口部24配置为 从分支管25的开口部24流入槽10的水使槽10内的水在北半球向右旋转的方向。在与槽10连接的循环连接管12的上游侧的连接位置，对于大气保持密闭状态。循 环连接管12的途中也对于大气保持密闭状态。在循环连接管12的下游侧的开口部24的 位置，因为开口部24配置于液面26的下方，所以也对于大气保持密闭状态。如上所述，图1 所示的水的循环路径中，水在密闭状态下循环，循环途中水中不会混合空气。即，水不会在 循环途中被曝气。还有，图1中，槽10的液面26的上部暴露于空气中，但并不在循环途中 向水中混合空气而使水曝气。如上所述，使得在水的循环路径的途中水中不混合空气(不使水曝气)，从而可以 通过使水与含有大量二氧化硅的岩石22循环接触来使水中含有大量溶解氧。槽10内的水 在循环连接管12中循环的次数越多，则可使越多的溶解氧含于水中。例如，通过使水在循 环连接管12中循环5 10次，可以使溶解氧浓度(DO)达到约llmg/1。藉由图3的计量证明书说明通过本发明的含过饱和溶解氧的水的制造方法生成 的水的溶解氧浓度(DO)为约llmg/1。该计量证明书由位于日本长野县佐久郡立科町芦田 1835-1的株式会社信浓公害研究所(电话0267-56-2189)制成。图3的计量证明书中，记 载有资料名称“创制水H12007. 129”，该资料名称表示“通过本发明的含过饱和溶解氧的水 的制造方法生成的水”。该计量证明中的“计量的对象”的第1行为“溶解氧(D0)”，其“计 量结果”为“llmg/1”。即，通过由第三方进行的计量证明，通过本发明生成的水的溶解氧浓 度(DO)可以达到远远超过饱和溶解氧浓度的过饱和溶解氧浓度(llmg/1)。通过本发明生成的水中所含的溶解氧浓度(DO)为大幅超过饱和溶解氧浓度(DO 为8 8.45mg/l)的值(D0为llmg/1)。例如，可以应用于与燃料混合来制造乳化燃料(重 油、轻油、煤油、汽油、汽车用燃料、船舶用燃料等乳化燃料)的水。以往的乳化燃料由于使 用自来水等普通的水，因此使乳化燃料燃烧时，无法容易地用市售的燃烧器点燃，存在燃料 的燃烧热下降而燃烧时间长的缺点。与之相对，对于使用通过本发明生成的含过饱和溶解 氧的水的乳化燃料，因为可以使水中含有大量溶解氧，所以燃料燃烧时，由于大量的溶解氧 的作用而促进燃料的燃烧，可产生巨大的能量(热量)。其结果是，采用各种燃烧器的点燃 变得容易，且燃烧热比通常的仅采用燃料时的热量大。例如，燃料为100%的A重油时的热量为约9400千卡/升，而使用通过本发明制成的水的乳化燃料(70%的A重油和30%的水的情况)可以获得100%的A重油时的热量的 约1 2. 3倍的热量。例如，燃料为100%的轻油时的热量为约9100千卡/升，而使用通过 本发明制成的水的乳化燃料(70%的轻油和30%的水的情况)可以获得100%的轻油时的 热量的约1 1.8倍的热量。这被认为是因为可使水中含有大量溶解氧，所以燃烧时可从 水中供给大量的氧，能够获得与100%的燃料时的热量相同的热量或更高的热量。使用通过 本发明生成的水的乳化燃料可通过市售的燃烧器容易地点燃，所以本发明的乳化物可完全 燃烧，与目前已知的燃料相比，可使CO2和NOx的排出量大幅减少。另外，藉由水经过火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石22进行循环，水中含有活 性氢，而且虽然微量，但水中还含有火成岩所含的碳和硫。这些氢、碳、硫也含于通过本发明 生成的水中，所以如果将该水用于乳化燃料，则氢、碳、硫使燃料的点燃顺利地进行，且可以 提高燃烧效率。因为通过本发明生成的水中含有大量的溶解氧，所以通过使用该水，不仅可以促 进动植物的生长，而且能够用于各种方面。例如，将活鱼装入塑料袋进行运输的情况下，不 需要像以往那样用氧填充塑料袋，所以可以运送比以往更多的鱼。此外，用鱼塘等养殖养殖 用鱼的情况下，含有大量溶解氧的水有助于鱼的生长，所以使其达到与以往的养殖用鱼同 样的大小时，能够以比以往更短的时间达到相同的大小。换言之，通过使用含有大量溶解氧 的水，在相同的养殖时间内，可以获得比以往更大的鱼，能够增加产量。除此之外，培育蔬菜、水果、谷物、植物等的情况下，通过使用含有大量溶解氧的 水，与使用以往的水培育的作物相比，蔬菜、水果、谷物、植物等以近1. 5 2倍的速度生长。 即，通过使用含有大量溶解氧的水，可以增加蔬菜、水果、谷物、植物的收获量。另外，通过将利用本发明生成的含大量溶解氧的水用作各种饮料水的原料，因为 溶解氧可促进降解进入人体内的有害物质的微生物的作用，所以有利于增进人类和宠物等 的健康。还有，本发明中的水包括以水为主体的经过某种处理的液体在内。实施例2下面，基于图2对用于实施本发明的含过饱和溶解氧的水的制造方法的另一实施 例进行说明。图1中采用将水一度用槽10贮留的结构，而图2中采用不使用槽10的结构。 图2中，与图1相同的参照编号表示同一构成要素。水的循环路径仅为不间断的循环连接 管34。循环连接管34的途中沿水的流动方向从上游侧向下游侧依次具备开关阀14、作为 用于移送水的移送装置的泵16、岩石收纳器18、滤器20。通过岩石收纳器18后的循环连接管34的途中连接有用于将在循环连接管34中 循环的水排出至槽10的外部的排出管36，在该排出管36的途中具备阀38。在循环连接管 34附近具备供水用槽40，该供水用槽40与循环连接管34的中途位置之间连接有供水管 42，该供水管42的途中具备阀44。供水管42与循环连接管34的连接位置理想的是排出管 36的连接位置与泵16位置的中间位置。该图2中，在作为循环路径的循环连接管34中循环的水没有暴露于空气的地方。 即，在循环连接管34中循环的水不会被曝气。因此，槽10内的水在循环连接管12中循环 的次数越多，则可使越多的溶解氧含于水中。例如，通过使水在循环连接管12中循环5 10次，可以使溶解氧浓度(DO)达到约llmg/1。通过该实施例2 (图2)的含过饱和溶解氧
7的水的制造方法制成的水具有与实施例1的水同样的效果。 从循环连接管34取出已含有大量溶解氧的水时，可以通过打开阀38而从排出管 36取出水。这时，同时打开阀44，从供水用槽40经供水管42向循环连接管34供给新的水。
权利要求
一种含过饱和溶解氧的水的制造方法，其特征在于，将水收纳于循环路径内，在所述循环路径的途中具备火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石，通过移送装置使水在所述循环路径内循环移动而使水与所述岩石接触，使水在所述循环路径内循环移动的过程中使水不与空气接触。
2.如权利要求1所述的含过饱和溶解氧的水的制造方法，其特征在于，由收纳水的槽 和一端与槽连接且另一端的开口部配置于所述槽的液面下的循环连接管构成所述循环路 径，所述移送装置采用设于所述循环连接管的途中的用于将水从所述循环连接管的一端向 另一端移送的泵，所述循环连接管的途中具备所述火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石。
3.如权利要求2所述的含过饱和溶解氧的水的制造方法，其特征在于，使所述循环连 接管的配置于所述槽的液面下的另一端呈沿上下方向分开配置的分支管，各分支管设有所 述开口部，利用从所述开口部流入所述槽内的水对所述槽内的水进行搅拌。
4.如权利要求1 3中的任一项所述的含过饱和溶解氧的水的制造方法，其特征在于， 所述火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石采用黑曜岩。
5.如权利要求4所述的含过饱和溶解氧的水的制造方法，其特征在于，使超过一半的 所述火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石的尺寸为5mm 50mm。
全文摘要
本发明提供可使水的溶解氧浓度达到大幅超过饱和溶解氧浓度的值的含过饱和溶解氧的水的制造方法。将水置于由槽(10)和循环连接管(12)形成的循环路径内，在循环连接管(12)的途中具备泵(16)和火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石(22)。使泵(16)运转，使水在不接触空气的状态下在槽(10)和循环连接管(12)之间循环，使水与岩石(22)接触。通过使在整个路径中移动的水不与空气接触而与火成岩中的含有大量二氧化硅的岩石(22)循环接触，可以生成含有大量溶解氧的水。
文档编号C02F1/68GK101910070SQ20088012509
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年1月15日
发明者深井利春 申请人:深井利春