ウンガー純水器で純水ができる原理と採水量について

ウンガー純水器について

自分の愛車を洗車してキレイにしたい方々の間で最近流行っているのが、下記のウンガー社のスポットレス カーウォッシュと呼ばれる、コストコの激安洗車純水器です。

この商品を使って車を洗車すると、ウォータースポットと呼ばれる白っぽい斑点が出来なくなるという代物です。

原理としては、イオン交換樹脂と呼ばれる小さいビーズのような樹脂が水道水の中に含まれるミネラル成分を捕集し、代わりにキレイな水を排出するというものです。元々は純水や超純水として半導体基板の洗浄やアドブルーの製造、純水の氷、ボイラーの復水なんかに使われています。

この商品は、ポンプが内臓されているわけではないので、水道水の勢い(有圧)でそのまま流れ出るというものになっています。純水かどうかを確認するための硬度センサーも付属しています。

また、ホースの継ぎ手部分から水漏れがおきるという欠点があるようです。ウンガー社はドイツのメーカーっぽいのでDIN規格かもしれません。見た感じのサイズではG1/2かと思われます。タカギのパチットアダプターG029にて上手くねじ込めるようです。

なぜ水垢(ウォータースポット)ができるのか?

純水で洗車をすると、なぜキレイになると言われているのでしょうか?ウンガー社の純水器は、スポットレス カーウォッシュと呼ばれているように、車を洗車したときにできるウォータースポットが残らないようにしてくれるんです。

一般のご家庭では、水道水が使われています。水道水もキレイですが、導電率はだいたい150~250uS/cmほどです。導電率とは、電気の通りやすさを表しており、水の中にどれくらいイオン成分が含まれているか分かります。イオン分が多いと、ウォータースポットの原因となるカルシウムやシリカ成分も多いと考えられます。つまり、導電率では測れないようなイオン化してない成分もそこそこ入っているよね。ということです。車を洗い終わった後、水は蒸発していきますが、これらの成分は蒸発せずに水滴の中に濃縮されていき、ウォータースポットができるのです。

ウォータースポットは導電率が20uS/cmより大きいと、発生していきます。ウンガー純水器に付属しているTDSメーターに換算すると、導電率の0.5倍がTDS[ppm]ですので10ppm付近かそれを超えてくると出来てきます。

ちなみに、ガソリンスタンドの洗車機は、水道代がもったいないので、井戸水が多いです。井戸水をある程度キレイに処理してから使っていますが、不純物やミネラル成分が多いです。

純水ができる原理

ウォータースポットが出来ないようにするには、導電率を下げる必要があります。すなわち、水の中に含まれるイオン成分を取り除き、水の純度を上げます。ウンガー純水器では、イオン交換樹脂と言われるオレンジ色のビーズ玉でイオン成分を取り除いています。

上図のようにイオン交換樹脂には、カチオン樹脂とアニオン樹脂があります。カチオン樹脂で水素イオンと陽イオンと交換し、アニオン樹脂で水酸化物イオンと陰イオンと交換します。

カチオン樹脂の方が若干サイズが大きく、比重も大きいです。イオン交換していくと、サイズが若干小さくなります。また、どのくらいの純水を作り出せるかというと、水道水を標準的なイオン交換樹脂に通して、イオン交換樹脂1Lに対して約200L作れると言われています。

ウンガー純水器のイオン交換樹脂が5Lぐらいと予想して、純水を作れる量が1000Lです。

イオン交換樹脂を長持ちさせたいなら、原水の水質を良くするのがいいですね。例えば、雨水の導電率は50uS/cmほどだと言われていますから、イオン交換樹脂が3倍長持ちしそうです。

標準的なイオン交換樹脂はコストも安いので、使い捨てされていますが、性能のいい高価なものだと塩酸や苛性ソーダで再生させて使ったり、電気でイオンを移動させて再生させながら通水する方法なんかもあります。環境の面を考えると、長持ちさせた方がいいと思いますが。

保管方法に関して

イオン交換樹脂は、酸化反応によって劣化して有機物とかが漏れ出すと言われています。その有機物がイオン交換樹脂に付着して劣化してしまうという悪循環が起きます。

したがって、保管するときは、なるべく酸素が触れないように水に浸していた方がいいでしょう。

大体工業的に使われているイオン交換樹脂も容器の中で水に浸ったまま保管されている事が多いです。中には、カチオン樹脂とアニオン樹脂を分離して保管する方法もあるようです。しかし、酸素は水の中にも溶け込んでおり、どうしても劣化は進んでいきます。

以上です。参考になれば幸いです。

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