JP2000084563A - 磁気による酸素の活性化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】水中に存在するバクテリヤや藻類の細胞膜の浸
透圧機能にダメージを与えて、最終的に死滅させるため
に、磁気により水分子あるいは空気中の酸素分子を活性
化する。 【解決手段】磁束が変化する鉄芯に巻かれた電気良導体
の一次巻線上に重ねて、電気絶縁物質よりなるパイブを
二次巻線状に巻き付けることにより強い磁界を形成し、
該パイプ内を通過する水あるいは空気中の酸素に殺菌が
可能な１Ａ／ｍ^２以上の誘導電流を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明による磁気による酸素の活
性化処理装置で、特に、水について行ったものでは、水
は電気エネルギーを吸収し、水中の水分子の分子運動が
一層活発となり、通常、水分子間の分子凝集力により集
団を作り、コロニー化していた水分子が個々にバラバラ
となり微細化する。また、空気が電気エネルギーを吸収
した場合には、特に酸素分子が最も大きく影響を受け、
分子運動が活発となり、いわゆる活性化する。以上の様
に、活性化した水や空気は、あらゆる生活や産業分野に
利用されている。特に、活性化された水分子は、溶解力
や分散力が向上し、表面張力が低下し、界面活性効果が
生ずる。一方、活性化された酸素は、嫌気性バクテリヤ
を殺菌するため、脱臭力が効果的である。尚、水に誘導
電流が流れるため、水中に含まれるバクテリヤや藻類等
の細胞膜の浸透圧調整機能にダメージを与え、ついには
死に至らしめる。以上の様な物理的な効果により、積極
的に水中のバクテリヤの殺菌を行なうことが出来る。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気及び水を磁気によって活性化
しようとする技術は、古くから行なわれている。最も、
一般的なものでは、永久磁石を使用する方法がある。こ
れは、強力な永久磁石によって、強い磁界をつくり、こ
の磁界の中に、金属パイプを設置し、このパイプ内に空
気及び水を、ある一定以上の速度で移動させることによ
って、事実上、パイプ内を通過する空気や水に対して
は、磁束の変化を与え、誘導電流を発生させ、空気中の
酸素や水中の水分子を活性化させるものである。また、
最近は、電磁石を用い、鉄芯及びヨークからなる磁気回
路中に空隙を設ける。この空隙は、磁気回路の一部であ
り、強い磁界が形成されている。この様な空隙の中に、
金属パイプを設置し、このパイプ内に空気及び水を通過
させることにより、空気中の酸素分子や水中の水分子を
活性化させるものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、空気
中の酸素や水中の水分子を活性化するために、発生させ
る誘導電流は非常に小さく、特に、現状の電流値では、
水中に混在するバクテリヤ藻類の細胞膜の浸透圧調整機
能にダメージを与え、終には、死滅させることは不可能
である。この場合、一般的に、水中に混在するバクテリ
ヤを殺菌するには、１Ａ／ｍ^２以上の電流値が必要であ
るとされている。従って、確実に、殺菌が可能な量の誘
導電流を、パイプ内を通過する水に与えることが出来る
様にすることが課題である。また、従来の方法による空
気中の酸素分子や水中の水分子の活性化では、すでに、
活性化が行なわれた空気中の酸素分子や水中の水分子の
濃度は、非常に低く、且つ、空気及び水の流れる誘導電
流の値は非常に小さく、バクテリヤや藻類の殺菌は、不
可能である。また、従来の製品は、非常に高価な設備費
を要するものとなっている。そのため、空気や水に流れ
る誘導電流を大きくし、且つ、より多くの電気エネルギ
ーを吸収し得る様にし、活性化のためのエネルギー効率
を高めることが課題である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】水中に混在するバクテリ
ヤや藻類の細胞膜に、ダメージを与えるために、必要な
量の誘導電流を発生させるためには、本発明による磁気
による酸素の活性化処理装置における様に、交流電磁石
の鉄芯のまわりに巻かれた一次巻線上に、トランスの二
次巻線の様に、電気絶縁物質からなるパイプを巻き付
け、このパイプに、電気抵抗は大きいが、電流を流し得
る空気及び水を通過させる。そのため、パイプ中を通過
した空気及び水は、トランスの二次巻線とみなすことが
出来る。以上の様に、構成された、電磁石の一次巻線に
交流を流すことにより、トランスと同様に、二次巻線状
の空気及び水に誘導電流を流すことが出来る。ここで、
二次巻線状のパイプの中に存在する、空気及び水に流れ
る誘導電流を、大きくするためには、このパイブの巻数
を増加させたり、又はパイプの断面積を大きくする等の
方法により、容易に、効果的に実現することが出来る。
これは、電磁石そのものを大容量のものにすることで、
誘導電流を大きくすることに比し、非常に安価に、高効
率で誘導電流を大きくすることが出来る。また、本発明
による磁気による酸素の活性化処理装置により、活性化
した水分子を含む水中に、活性化した酸素を含む空気を
吹き込むことにより、活性化された水分子に加え、活性
化された酸素分子を水中に溶存させることになり、相乗
効果により、強力な活性水とすることが出来る。

【０００５】

【作用】本発明による磁気による酸素の活性化処理装置
によれば、交流電磁石を用い、鉄芯に巻かれた一次巻線
上に重ねて、二次巻線状の電気絶縁性のパイプを巻き付
け、このパイプの内部に、空気及び水を通過させること
により、二次巻線状の空気及び水に誘導電流を流すこと
が出来る。これは、一次巻線に交流を流すことにより、
鉄芯には、激しい磁束の変化が発生する。この磁束の変
化と共に変化する、磁界の中にある二次巻線状の空気及
び水には、強い誘導起電力が発生する。しかし乍ら、空
気及び水は、それぞれ、大きな一定の電気抵抗を有する
物質であるため、この空気及び水に流れる誘導電流は小
さい。また、この空気及び水に流れる電流とは、パイプ
の内部を通過した空気及び水が吸収した電気エネルギー
そのものであり、空気及び水を活性化するために消費さ
れたエネルギーそのものであると言うことが出来る。
尚、この場合、空気及び水に流れる誘導電流の方向は、
フレミングの右手の法則によりパイプに垂直な断面上と
なる。さて、交流電磁石の一次巻線に交流電流を流した
時に、二次巻線状の空気及び水には、誘導起電圧Ｖが発
生する。パイプ内を通過する空気及び水の電気抵抗をＲ
とすれば、空気及び水に流れる誘導電流はＡ＝Ｖ／Ｒで
表される。通常、水に、１Ａ／ｍ^２以上の電流を流した
場合には、水中に混在するバクテリヤや藻類の細胞膜の
浸透圧調整機能にダメージを与え、ついには死に至らし
めることは、生物学的にも、十分に知られていることで
ある。従って、この誘導電流Ａを１Ａ／ｍ^２以上になる
様にすることが、水中のバクテリヤや藻類の殺菌の必須
条件である。本発明による磁気による酸素の活性化処理
装置によれば、この誘導電流の条件を達成することは前
述の如く容易に可能である。すなわち、交流電磁石で、
一次巻線によって生ずる磁気変化を行なう磁界の中に、
二次巻線状の空気及び水よりなる電気の導体を設置する
ことになるため、大きな誘導電流を流すことが出来る、
無論、電磁石を、より大容量のものとすることによって
も、二次巻線状の空気や水に、より大きな誘導電流を流
すことは、出来るのであるが、本発明の様に、二次巻線
状のパイプを１巻からｎ巻に増加させるだけで、誘導電
流値をｎ倍とすることが出来る。以上により、誠に安価
で、容易に、誘導電流値を大巾に増加させることが出来
る。尚、パイプの断面に積を大きくし、パイプの中を通
過する空気や水の断面積を大きくすることによっても、
誘導電流値を大きくすることが出来る。次に、この誘導
電流Ａが、空気及び水に流れることによりＷ＝ＡＲ^２に
相当する電気エネルギーが、二次巻線状の導体である空
気及び水に吸収され消費されたことになる。このエネル
ギーは、最終的には、空気中の酸素分子や水中の水分子
が、活性化するものである。更に詳細には、空気が活性
化する場合、及び水が活性化する場合には、それぞれ空
気中に存在する、活性化された酸素分子及び水中に存在
する、活性化された水分子を構成する酸素原子等の最外
殻電子の回転半径が大きくなったり、回転速度が速くな
るといった、純粋な物理的な変化と考えられる。いずれ
にせよ。これは、酸素原子及び酸素分子の物理的な変化
であり、化学的には全く、変化のないものであることは
明白である。この最外殻電子の運動エネルギーが、大き
くなることにより、酸素分子及び酸素原子に水素原子が
化学的に結合した水分子の分子運動が、激しくなるのみ
ではなく、物理的には、不安定であるため、安定状態に
戻るため、種々の物体に対し、従来の化学的、物理的反
応や効果にはない、新規な作用を行ない、従来は、不可
能であった、効果的な有益な作用を行なわせることが出
来る。次に、特許請求の範囲の請求項３に記した様に、
すでに活性化された水では、全ての水分子が活性化され
ることはなく、ほんの一部の水分子のみである。この様
な、活性化された水に、同様に、活性化された空気を吹
き込み撹拌することにより、水中の溶存酸素が活性酸素
に置き換わる、他に、空気中の活性化された酸素分子
と、水中の活性化されていない水分子が出会い、接触す
ることにより、水分子は活性化される。以上の様な操作
により、水全体の活性化度を、非常に大きく相乗的に高
めることが出来る。特に、本発明による磁化による酸素
の活性化処理装置によれば、水と空気の活性化処理を、
同一の電磁石を利用して、同時に行なうことが出来るた
め、水には特別に強い活性力を与えることが出来る。特
許請求の範囲における請求項４は、特に、既設の配管内
のクリーニングと以後のメンテナンスのため、任意の部
分に、本発明による水の活性装置を使用する場合で、特
に、ポンプを使用しないで、水の活性化装置を既設の配
管の任意の部分に挿入し、使用する場合である。水の活
性化装置によって、従来、既設の配管に流れていた水の
量が、減少することがない様にすることが重要である。
仮に、冷暖房設備の場合には、パイプを通過する水の量
が減少すると、熱交換機及びポンプ等の能力が低下し、
冷暖房能力そのものが低下し、十分に冷暖房が出来なく
なる状態になっては、本発明による水の活性化装置を、
配管のクリーニングと、以後のメンテナンスのために、
取付ける意味がなくなってしまう。この様な問題を解決
するために行なったものである。すなわち、本発明によ
る活性化装置の管路の断面には、単に、水を流すだけの
メインパイプと電磁石の磁界中を通過させるサブパイプ
が、その周囲を接着充填剤で固めた状態で開口してい
る。ここで、サブパイプは、細いものであり、電磁石の
能力からも、たかだかパイプ内径φ６ｍｍ〜φ８ｍｍ程
度のものである。さて、メインパイプの一端にはキャッ
プが取付けられている。既設配管への取付時には、既設
配管の取付部の管内径と同じ径の穴をキャップにあけ
て、取付を行なう。従って、既設配管に、本発明による
水の活性化装置を挿入しても、水は既設配管と同径の穴
径を有するキャップが片面に固定されたメインパイプ
を、単に通過することになり、メインパイプの長さも、
直線で短いため、殆ど、管路による、新たな水頭損失は
ない。一方、既設配管より流入する水の一部が、細いサ
ブパイプに流入し、活性化され、出口部分でメインパイ
プを通過した水に混入する。以上により、新たなポンプ
を必要とせず、非常に安価に水を活性化することが出来
る特徴がある。

【０００６】

【実施例】 図１及び図２は本発明による磁気による酸
素の活性化処理装置の一実施例である。１は入口側パイ
プであり、処理空気又は処理水が導入されるパイプであ
る。２は入口側キャップであり、５は出口側キャップで
ある。この両キャップ間には、メインパイプ７とサブパ
イプ８ａを並設する。９は接着充填剤である。メインパ
イプ７及びサブパイプ８ａの入口先端部が接着充填剤９
によって埋められることがない様に、入口先端部を残し
接着充填剤９を注入充填する。さて、サブパイプ８ａの
構造は特に、図３に示す。図３において、８ａは、それ
ぞれ入口及び出口部分であり、ナイロンやウレタン等の
可溶性の電気絶縁材よりなるパイプである。８ｂは鉄芯
及びヨークからなる、磁気回路中に設けられた空隙内
に、埋設される部分である。８ｃは円形状の部分であ
り、電磁石の鉄芯上に巻かれた一次巻線上に重ねて、二
次巻線状に巻かれる部分である。したがって、８ｃの内
部８ｄの部分には、電磁石の鉄芯上に巻かれた一次巻線
が設置される。さて、図１及び図２において、１０はメ
インパイプの端部に設けられたメインキャッブである。
本発明による水の活性装置を取付ける時には、特に、ポ
ンプを使用せず、既設配管の途中に直入れする場合に、
既設配管の取付部分の配管の内径と、同一直径の補助穴
１１を、メインキャップ１０にあけてから、挿入取付を
行なう。これにより、本発明による水の活性装置を、ポ
ンプなしで、途中に直入れして取付けても、従来の既設
配管の流量が減少しない様にすることが出来る。すなわ
ち、既設の配管の冷暖房能力を低下させることなく、直
接、挿入することが出来る。１２は電磁石の鉄芯であ
り、１３は鉄芯１２に垂直に取付けられたヨークであ
る。特に、図４において、サブパイプ８ｂは電磁石のヨ
ーク１３の空隙に設置される。１４は電磁石の一次巻線
であり、１５はコイル用フランジである。すなわち、１
３のヨークの空隙には、電磁石による磁界が発生し、変
化する。この空隙の中に、サブパイプ８ｂを挿入してい
るため、サブパイブ８ｂ内を通過する空気及び水は磁力
線を切ることになる。一方、交流電磁石のため、磁力線
が、激しく電気的に変化するため、サブパイプ８ｂは、
電気絶縁物であるナイロンやウレタン等からなっている
ため、サブパイプ８ｂ内を通過する、空気及び水のみに
誘導電流が流れることになる。同様に、二次巻線状のサ
ブパイプ８ｃの部分には、サブパイプ８ｂに比し、はる
かに大きな誘導電流が流れる。特に、空気及び水に流れ
る誘導電流を大きくしようとする場合には、サブパイプ
８ｃの巻数を増やすことにより容易に目的を達成するこ
とが出来る。

【０００７】

【発明の効果】本発明による磁気による酸素の活性化処
理装置によれば、特に、二次巻線状のサブパイプ８ｃ内
を通過する空気及び水には、大きな誘導電流を流すこと
が出来る。更に大きな誘導電流を得るためには、サブパ
イプ８ｃの巻数を増すことにより容易に可能となる。以
上の様に、特に、水に対し１Ａ／ｍ^２以上の電流を流す
ことにより、水中のバクテリヤや藻類等の細胞の浸透圧
調整機能に障害を与え、ついには、死滅させることが出
来る。一般に、細胞分裂や細胞膜の浸透圧の調整等の重
要な働きに、全て、具体的には細胞内の非常に微弱な電
気信号（パルス）によって、制御されているため、バク
テリヤの細胞膜が、強力な誘導電流の直撃を受けると、
パルスによる命令系統に、異常が生ずることによる。以
上の様に、全てのバクテリヤや藻類等の細胞を、最終的
には、死滅させることが出来る。これは、薬品は使用せ
ず、物理的な殺菌方法であるため、特に、バクテリヤの
種類や耐性菌等を問わず、例外なく殺菌することが出来
る。さて、空気及び水中に流れる誘導電流は、電磁石に
交流を使用した場合には、１／１００〜１／１２０秒間
だけ、サブパイプのうち、電磁石により発生する磁界中
に存在する部分にのみ、流れることになる。すなわち、
非常に短時間で、瞬間的であり、且つ、局所的であるた
め、磁界から、外部に流出する瞬間には、すでに、誘導
電流は、流れ去り、単に、細胞膜に異常を来したバクテ
リヤや藻類を含んだ水が流出するのみであり、水の利用
上には、何らの支障はない。当然のことながら、この水
による物理的殺菌作用は、非常に有益であり、今後は、
多方面にわたり利用され得るものと思われる。さて、空
気を活性化することにより、特に、空気中の酸素分子が
活性化される。具体的には、この活性化された酸素分子
によって、嫌気性バクテリヤは殺菌される。そのため、
悪臭の原因となる嫌気性バクテリヤが消滅するため、脱
臭及び防菌防カビの手段として、有益な機能を有し、多
方面に利用され得るものである。また、活性化された酸
素分子を含む空気を、水中に曝気した場合、特に、水に
溶け込んだ活性酸素は、活性化した水分子と共に、水中
への酸素の溶解速度を早め、溶存量を増大させ、水生動
植物の養殖に非常に効果的である。また、活性化した水
分子は、水中に浮遊するコロイド粒子の凝集作用が、強
力なため、排水処理には、非常に利用価値の高い機能を
有するものとなる。また、水分子の分子凝集力により、
コロニー状の集団となっている、水の水分子が、活性化
し、分子運動が増大し、活発になることにより、水分子
の集団がくずれ、バラバラとなり、いわゆる水分子の微
細化が起こる。この水分子の分子運動が激しくなり、バ
ラバラに微細化したものは、水の表面張力を下げ、強い
浸透作用を有し、付着物の除去、特に、管内の付着物の
除去には効果的である。次に、メッキ及び塗装等の金属
材料の防錆処理のために行なう前処理について、特に、
金属材料の表面に付着する異物を、洗い落とす前処理に
ついて、従来の単なる水洗や酸洗い等による方法では、
金属の加工傷や加工痕に存在する、ごみや異物を除去し
得る程度であり、はるかに、微細な分子レベルに近い空
間に付着する、ごみや異物の除去は、明らかに、不可能
である。一般的には、これらのごみや異物が付着したま
まで、メッキ及び塗装を行なっている。そのため、これ
らの超微細なごみや異物が、時間の経過と共に、内部か
らの腐食を進行させ、ついには、メッキ層や塗装被膜を
内側より、はく離させ、破壊させる原因となる。本発明
による磁気による酸素の活性化処理装置により、活性化
した水分子によって、上記の前処理を行なうことによ
り、強力な浸透、はく離作用により、分子レベルのごみ
や異物を除去することが出来るため、従来のメッキ層や
塗装被膜の防錆力を飛躍的に高めることが出来る。

【０００８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気による酸素の活性化処理装置
による一実施例の模式図である。

【図２】図１における模式図中のＡ−Ａ断面図である。

【図３】サブパイプの正面図である。

【図４】電磁石とサブパイプとの関係を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１． 入口側パイプ ２． 入口側キャップ ３． 入口側フランジ ４． 出口側パイプ ５． 出口側キャップ ６． 出口側フランジ ７． メインパイブ ８ａ．サブパイプ ８ｂ．サブパイプ ８ｃ．サブパイブ ９． 接着充填剤 １０．メインキャップ １１．補助穴 １２．鉄芯 １３．ヨーク １４．一次巻線 １５．コイル用フランジ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁束が変化する鉄芯に巻かれた電気良導体
   よりなる一次巻線上に重ねて、電気絶縁物質よりなるパ
   イプを二次巻線状に巻き付けることにより、該パイプ内
   を通過する水に誘導電流を流し水分子を活性化すること
   よりなる磁気による酸素の活性化処理装置。
2. 【請求項２】磁束が変化する鉄芯に巻かれた電気良導体
   よりなる一次巻線上に重ねて、電気絶縁物質よりなるパ
   イプを二次巻線状に巻き付けることよにり該パイプ内を
   通過する空気に誘導電流を流し空気中の酸素分子を活性
   化することよりなる磁気による酸素の活性化処理装置。
3. 【請求項３】活性化された水分子を含む水中に、同様に
   活性化された酸素分子を含む空気を吹き込むことによ
   り、より高濃度に活性化された水とすることよりなる磁
   気による酸素の活性化処理装置。
4. 【請求項４】管路の断面に水を通過させるメインパイプ
   と、特に、電磁石の磁界中を通過する様に設置された二
   次巻線状パイプとを開口させ、且つ、メインパイプの一
   端面には管路断面と同面積の穴をあけたキャップを取付
   けることにより水の流量を減少させることなく、任意の
   管路断面中に設置し得る様にしたことよりなる磁気によ
   る酸素の活性化処理装置。