JP2003305473A

JP2003305473A - 水改質用還元水生成装置

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Publication number: JP2003305473A
Application number: JP2002116135A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Kurokawa; 義治黒川
Original assignee: TOWA MUSEN KK
Current assignee: TOWA MUSEN KK
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-10-28
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: JP3840426B2

Abstract

(57)【要約】【課題】隔膜や第３の接地電極が不要な形で、水を電
気分解し、効率的に極めて良質な水に改質する。【解決手段】改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器
と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、高
周波交流電圧に直流電圧を重畳させ出力波形のＰ−Ｐ電
圧が接地電位を含む範囲で一定量一電位方向にずらされ
た形の高周波交流電圧を前記一対の電極に印加する混成
電圧印加回路と、を備えたことを特徴とする水改質用還
元水生成装置と、電気保温ポット及び電気温水器への応
用装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水や湯に直流及び
高周波交流の混成電圧を印加することにより、効率良
く、良質の還元水を生成することができる水改質用還元
水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、水を改質して良質の水を得る
方法としては、水を電気分解してアルカリイオン水を生
成する方法が一般的である。この方法は、例えば特開平
７−２５１１７９号公報（貯水式成水器）に示されるよ
うに、隔膜を有し、該隔膜で仕切られた夫々の室内に電
極を設け、これら電極間に直流電圧を印加することによ
り、陰極側でアルカリイオン水を得ることができる。

【０００３】隔膜を介して両極に直流電圧を印加する
と、電子が作用し、陰極側には水素イオン等のプラスイ
オンが引かれ、陽極側にはヒドロキシイオン等のマイナ
スイオンが引きつけられる。この結果、陰極側には、Ｈ
⁺ 、Ｈ、Ｈ₂等が水に溶け込み多くなり、一部は気散す
る。また、Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ等のミネラルの一部はイオン
化して集まる。そこで、一般的には、このようにして得
られる陰極側の還元能力の有るアルカリ性の水をアルカ
リイオン水として飲用しているのである。

【０００４】しかしながら、このようにして生成される
アルカリイオン水は、同時に生成される陽極側の水は酸
化性のイオンが増加し、酸性水となり、一部洗顔剤等に
は利用されるものの、一般には廃棄処分せざるを得ない
等の問題点がある。また、上記貯水式成水器にあって
も、隔膜に付着物が付着し、それによる水の汚染が問題
となる。従って、従来のアルカリイオン水は、貯水式の
ものとしては使い勝手が悪いという欠点があった。

【０００５】従来より、上記アルカリイオン水を生成す
る方法とは別途に例えば特開平５−２２８４７５号公報
（水の改質方法）に示されるように、高周波交流によ
り、還元水を得る方法が知られている。これは、水中に
配置された電極間に高周波交流電圧を印加することによ
り、アルカリ性及び酸性に分離しない混成型の電気分解
を行って、酸化還元電位の低い還元水を得るようにした
ものである。なお、上記公報に示される水の改質方法で
は、電極数を接地電極を含めて３とし、接地電極を介し
て、交流の電極から交互に電流を流すことにしている。

【０００６】従来の高周波交流により還元水を得る方法
では、隔膜等の区切りが無いため、貯水容器内での改質
を行ない易く、中性又は中性に近い良質の還元水を得る
ことができるという利点がある。またこの還元水は、ア
ルカリイオン水とは異なり、保存しても還元状態が数日
続き、洗浄能力が高く、アルカリイオン水とは異なる別
種の良質の飲料水である。

【０００７】しかしながら、従来の高周波交流による水
の改質方法は、効率が悪く、改質に相当の時間がかかる
という問題点があった。また、高周波交流波形も、特開
平４−２２５８９２号公報（水処理方法及び装置）に示
されるように鋸歯状とする等種々検討されているが、効
率良く、食感まで含めて良質の還元水を得る波形が十分
に定められていないのが実情である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑みて、有機化合物の不活性化を行うと共に残存有
害物質を分離し、溶存酸素や水素が豊富で食感が良く、
美味しく飲める中性の還元水を効率良く生成することが
できる水改質用還元水生成装置を提供することを目的と
する。

【０００９】また、クラスタが小さく酸化還元電位がマ
イナスで様々な機能を有する機能水を生成することがで
きる水改質用還元水生成装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】さらに、家庭用の電気保温ポットや電気温
水器への応用を図り、美味しく、健康的な還元水を手軽
に生成して利用できる水改質用還元水生成装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、特許請求の範囲に記載の通りの基本型及
び応用型に係る水改質用還元水生成装置を構成した。

【００１２】未発明の基本型の水改質用還元水生成装置
は、改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器と、前記容
器の水中で対向配置される一対の電極と、高周波交流電
圧に直流電圧を重畳させ出力波形のＰ−Ｐ電圧が接地電
位（ゼロ電位）を含む範囲で一定量（少なくとも６ボル
ト）一電位方向にずらせた形の混成電圧として前記一対
の電極に印加する混成電圧印加回路と、を備えたことを
特徴とする。

【００１３】電極は、一対であり、接地電極は不要であ
る。混成電圧は、交流電圧の中心値を直流電圧分だけ一
方向にずらせた形である。電極は、多対であっても良い
こと勿論である。

【００１４】電極間に位置する水分子等の挙動を考察す
ると、単に高周波交流電圧を印加した場合、当該交周波
交流電圧の電圧変化に応じて、それなりの電気・化学的
変化を呈するが、物理的には１位置での右往左往の反転
現象が考えられる所である。しかるに、本発明では、少
なくとも６ボルトの直流分を与えているので、右往左往
の挙動に加えて一方向へのずれが加わり、これが分子間
相互作用を拡張して、全体を活性化し、各種物理的、化
学的反応を拡張するのである。しかも、印加直流電圧
は、Ｐ−Ｐ電圧が接地電位を含む範囲とするので、各電
極には、必ずプラス及びマイナス成分が交互に作用し、
直流による電気分解に見られるような物質偏在は生じな
いか少ないのである。即ち、電極はプラス及びマイナス
（吸引及び反発）現象を繰り返すので、メッキ現象によ
って汚染したり、破損することが無い。最も簡易で、最
も活性効果の高い手法である。

【００１５】本発明の混成電圧による還元水生成方式に
よれば、水分子の集合体であるクラスタが微小化するの
が１つの特徴である。クラスタ小となることにより、飲
用すれば体内に吸収され易く、浸透性高く、新陳代謝を
活発にし、利尿効果が大となる。また、クラスタが小さ
いので、洗濯作用があり、イオン化分子による汗の分解
現象が高く、洗濯水としての利用性が期待される。

【００１６】また、本発明の混成電圧により生成された
水は、水の電気分解によるアルカリイオン水とは異な
り、水を物理的作用を含めて改質しているので、酸素や
水素、水素イオンが多量に発生し溶存するので、食感良
く、美味しく、飲用に適し、マイナスの活性酸素を消去
する作用を呈し、健康的な飲料水として利用できる。ま
た、中性でありながら酸化還元電位が低いので、天然水
同様害が無い。Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｋ等のミネラルのイ
オン化が進み、飲用すると生理代謝に良い。水に含まれ
ている塩素、農薬、除草剤、トリクロロエチレン等の有
害な有機化合物の分解を行い、気散させ、又は無害化沈
澱させる効果が高い。水の改質後、還元電位がマイナス
からプラスになるまでの時間が長く、保存性が良い。こ
の他、観賞魚の飼育やペットの飲料水等にも効果的に用
いることができる等々の特徴、効果がある水となる。

【００１７】本発明は、電気保温ポットへの応用に係る
水改質用還元水生成装置は、改質すべき水ないし湯を入
れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一対
の電極と、前記電極に直流及び高周波交流の混成電圧を
印加する混成電圧印加回路と、前記電極の配置方向と直
交する方向の延長線上に配置される一対の磁極と、前記
容器内の水中に浮きを備えて設けられた取水口と、該取
水口から取水された改質済みの水ないし湯を出水ないし
出湯するポンプと、を備えたことを特徴とする。

【００１８】一対の電極に混成電圧を印加することによ
り、良質の還元水を作ることができる。このとき、水中
の有機物やその他の不純物は、１部気散するが他は、凝
集し、水中で浮遊しながらその粒の重量に応じてゆっく
りと沈澱する。鉄錆の例で示すと、凝集物の粒径がミク
ロン以下であれば静止状態において沈澱に数時間ないし
数日の時間を要する。ここに、本発明では、還元水を得
るための電極の配置方向と直交する方向の延長線上に一
対の磁極を配置するので、図１０に示されるフレミング
の左手の法則により、導体、半導体となる有機物質等の
不純物粒子を容器底方向へ向けて強制的に沈下させるこ
とができる。磁極は永久磁石又は直流電流による電磁石
を用いることができる。容器上部に、浮きを備えた取水
口を設けているので、ポンプ動作に伴なって、上部の澄
んだ良い状態の水ないし湯を取り出すことができる。こ
れらの作用は、電気保温ポットを加温するか否かに拘ら
ず、酸化還元電位の低い水又は湯を取り出すことができ
る。

【００１９】本発明の電気温水器への応用に係る水改質
用還元水生成装置は、改質すべき水を入れた貯水容器
と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、該
電極に直流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成電
圧印加回路と、電気電極の配置方向と直交する方向の延
長線上に配置される一対の磁極と、前記容器の上部に設
けた取水口と、前記容器の下部に設けた給水口と、前記
給水口からの給水を行いつつ前記容器の下部から沈澱物
を含めて定期的に排水する排水手段と、前記貯水容器内
の水を深夜電力で加熱するヒータと、を備えたことを特
徴とする。

【００２０】還元水の生成方式及び凝集物の沈澱につい
ては、電気保温ポットの場合と同様である。ただし、深
夜電力を利用しての電気温水器は、夜１１時から朝７時
まで等深夜の間ヒータに通電されて温水が生成される。
ヒータ作動中は、加熱水が上昇し、凝集物を浮上させる
作用がある。従って、それに加え本発明の還元水の生成
装置では、磁極による磁界内の電流方向を切換えて有害
物質である有機化合物等の不純物を強制的に上昇させ気
散を促進させる。一定時間後どうしても気散しない凝集
物等の不純物は、電流方向を反対方向へもどして容器底
部方向への沈殿運動力を強制的に加えて沈殿させ、上層
部は出来るだけ良質の湯を残す。加熱ヒータへの通電が
終了した後は、自然沈殿の力も加わって力強く沈殿する
ので浮上の心配がなくなる。還元水の生成回路は加熱ヒ
ータと別電源とすることにより、終日作動させることが
できる。

【００２１】容器底部に沈澱した凝集物、及びゴミ類
は、容器の下部に設けた排水手段で定期的に排出するこ
とができる。排水手段は、排水口と、それに設けた電磁
弁と、それを作動させるタイマ等で成り、例えば１日１
回、当該電磁弁に数秒ないし１０秒程度開放することで
行うことができる。通常の電気温水器では、同時に給水
されるが、この給水によって、沈澱物が排出口から排出
され易く設計する。

【００２２】以上により、貯湯式の電気温水器におい
て、安価な深夜電力で多量のお湯を得つつ、それを還元
水とし、かつ導体、半導体物質を持ったミクロの不純物
や凝集物と共にゴミ類を沈澱させ、これを自動的に排除
し、極めて清浄で衛生的な温水を生成し、提供できるよ
うになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の実施の形態を説明する。図１〜図４は、本発明の第
１の基本型の水改質用還元水生成装置の説明図、図５及
び図６は第２の基本型の水改質用還元水生成装置の説明
図、図７及び図８は第３の基本型の水改質用還元水生成
装置の説明図、図９及び図１０は、電気保温ポットへの
応用型の水改質用還元水生成装置の説明図、図１１は、
電気温水器への応用型の説明図である。

【００２４】図１に示すように、本発明の第１の基本型
の水改質用還元水生成装置１は、改質すべき水ないし湯
を入れた貯水容器２と、前記容器の水ないし湯３中で対
向配置される１対の電極Ｆ１、Ｆ２と、高周波交流電圧
に直流電圧を重畳させ出力波形のＰ−Ｐ電圧が接地電位
（ゼロ電位）を含む範囲で一定量一電位方向にずらせた
形の図２に示す高周波交流電圧を、前記一対の電極Ｆ
１、Ｆ２に印加する混成電圧印加回路４を備えて成る。
図２において、（ａ）図は低い周波数で発振している時
の波形を示す。（ｂ）図は高い周波数で発振している時
の波形を示す。

【００２５】混成電圧印加回路４は、ブロッキング発振
回路を変形して構成したもので、直流電源５を有し、ス
イッチ６でスイッチング可能な電圧調整抵抗７を介し又
は介さず平滑コンデンサ８と発振回路（参照符号なし）
とが接続され、マイナス端子には電極Ｆ１、Ｆ２の内、
一方の電極Ｆ２が接続されている。発振回路は、巻数比
１：Ｎの発振トランス９を有し、この発振トランス９の
２次側の一端は前記電源５のプラス端子とスイッチ６を
介して接続され、他端は出力調整用の可変抵抗器１０、
及びショート時の保護抵抗１１を介して他方の電極Ｆ１
と接続されている。調整抵抗７は、水の電気分解電圧以
下の直流電圧を印加するため利用される。

【００２６】前記発振トランス９の１次側一端は、ダー
リントン接続された第１及び第２のトランジスタ１２及
び１３のベースに帰還用コンデンサ１４を介して接続さ
れ、他端はコレクタ間の接続線に接続されている。発振
トランス９の１次側中間点は、前記直流電源５のプラス
端子と接続されると共に、コンデンサ１５を介して前記
コレクタ間の接続線と接続されている。前記トランジス
タ１２のベースは、発振周波数変換用可変抵抗１６及び
トランジスタの保護用抵抗１７を介して前記直流電源５
のプラス端子に接続されている。トランジスタ１２及び
１３のエミッタ出力端は、ダイオード１８と、平滑用バ
イアスコンデンサ１９及びバイアス抵抗２０の並列回路
を介して前記電極Ｆ２と接続されている。

【００２７】水道水等の改質すべき水３を入れた容器２
に一対の電極Ｆ１、Ｆ２を入れ、これらの電極Ｆ１、Ｆ
２に１０〜２４ボルトの直流電圧と２００〜２００ＫＨ
ｚの高周波交流を加え、図２に示したようなＰ−Ｐ電圧
が直流電圧より大きい混成電圧を印加できる。この混成
電圧は、ある程度の乱れを持った直流成分を有する高周
波交流である。水３に、この混成電圧を印加すると、平
均値は直流であるが、正負の電圧が切り替わり、水分子
がほどよく乱されて揺動しつつ電気分解が起き、水の改
質が進む。水３は、主に直流部分で電気分解されるが、
交流の影響で反応が促進される。一方、交流電圧は水分
子を強制揺動させるため、水の分子集団であるクラスタ
が、大集団から小集団へと変化して、きめ細かい分子集
団になって行く。直流は、このクラスタの分解を手助け
し、きめ細かいクラスタを形成しつつ酸化還元水を生成
してゆくのである。水分子の揺動により、酸素や水素系
の分子や原子、それとイオンが水中によく溶解する。

【００２８】図３は、水分子の電気分解に伴なうクラス
タ変化の状況と、凝集物の形成状況を示している。各図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は、時間的経過を示す。（ａ）図に
示すように、水分子Ｈ₂Ｏは、大サイズのクラスタ２１
Ａを形成している。図中の黒丸はゴミ類又は凝集物２２
を示す。（ｂ）図は、クラスタ２１Ｂが中サイズに分解
され、凝集物２２が少しづつ沈澱してゆく状況が示され
ている。図（ｃ）は小サイズのクラスタ２１Ｃへきめ細
かく細分されてゆく状況が示されている。こららの作用
と平行して進行する電気分解に伴なう主な化学変化を表
１に示す。

【００２９】

【表１】実験の結果、酸素系の一部は気散する。一部は有機物や
他の不純物と化合し凝集沈殿する。一部は有害な有機化
合物等の無害化、不活性化に作用する。一方水素系は気
散量も不純物との化合量も少ない為、結果水素系が優勢
になり水の還元が進むものと考えられる。また、無機物
であるミネラルは、還元されて生体に有効な還元物質に
なる。図４に示すように、酸化還元電位を格別下げるこ
とができる。図４において、曲線２３は、高周波交流の
みによる酸化還元電位の変化を示している。曲線２４
は、直流のみによる酸化還元電位の変化を示している。
曲線２５は、図１及び図２で示した直流及び交流の混成
によるもので、酸化還元電位をマイナス１００以下へと
大きく低下させている。スタートしてから２時間以後に
酸化還元電位を低下させる作用が強くなるのは、初期に
おいては交流が支配的であるが、分子やクラスタの揺動
化現象に伴ない、反応を直流のみの場合以上に促進する
力が働いていることを示している。

【００３０】化学反応は、上記以外にも色々起る。酸素
系では、Ｏ、ＯＨ^-、Ｏ₂、Ｏ₃等、水素系では、Ｈ⁺、
Ｈ、Ｈ₂等が発生し、水に溶解したり空気中に気散した
りする。有害物質の有機物や他の不純物等の容器底部へ
の沈澱を永久磁石や電磁石を利用してフレミング左手の
法則により有害物の分離を強引に行うこともできる。原
理については、図１０を用いて後述する。このとき、水
の改質後においても電極Ｆ１、Ｆ２間に０．７〜１ボル
ト位のわずかな電圧を供給し、有害物質である有機分や
不純物と良質の水とを分離しつづけることもできる。

【００３１】以上の通り、本発明の第１の基本型の水改
質用還元水生成装置１によれば、図１に示した混成電圧
印加回路４を用いて、電極間に直流及び高周波交流を重
畳させた混成電圧を印加することができる。この混成電
圧は、図２に示したように、各電極において、プラス及
びマイナス成分を有し、Ｐ−Ｐ電圧内に接地電位（ゼ
ロ）が存在する状況で、かつ、高周波交流電圧にはある
程度の乱れを混在させた形である。従って、水３への混
成電圧の印加に伴ない、図４に示したような酸化還元電
位の低い水を、図３に示したような格別好適評価できる
クラスタ分解作用を伴ないつつ電気分解することがで
き、健康的で良質な機能水を効率的に作ることができ
る。

【００３２】図５は、第２の基本型の水改質用還元水生
成装置２６の回路構成を示す説明図である。図中、図１
に示したものと同一機能を果す部材には同一符合を付け
て示している。本例は、図１に示したものに対し、混成
電圧印加回路の内容が異なる。出力波形を図６に示す。

【００３３】本発明の第２の基本型の水改質用還元水生
成装置２６では、平滑用コンデンサ８と直列に直流電圧
をコントロールする電圧調整用の抵抗２８を追加してい
る。抵抗２８とコンデンサ８の中間にチョークトランス
３０の片端を接続し、一方は電極Ｆ１と直流カットで交
流通過コンデンサ２９に接続し、当コンデンサの片側は
出力抵抗１７と増幅用トランジスタ３３のコレクタに接
続してある。電極Ｆ２は電源５のマイナス側（０電位
側）に接続される。

【００３４】電源５に並列にハートレー、ブロッキン
グ、マルチバイブレータ等の発信器３１を設け、その出
力点に入力電圧調整用の可変抵抗３２を介してトランジ
スタ３３のベースへ接続している。トランジスタ３３の
コレクタは、前記抵抗１７及びコンデンサ２９の接続中
間点に接続される。エミッタは、バイアスコンデンサ１
９及びバイアス抵抗２０の並列回路を介して電極Ｆ２に
接続される。

【００３５】図５に示した混成電圧印加２７回路は、発
信器３１の交流出力を、可変抵抗３２で入力調整し、ト
ランジスタ３３で増幅し、直流カット交流通過用コンデ
ンサ２９で交流分を電極Ｆ１に印加する。チョークコイ
ル３０は、コンデンサ８との組合わせで交流分を阻止す
る。可変抵抗２８からチョークコイル３０への直流分の
供給により、電極Ｆ１には、直流及び交流の混成電圧が
印加される。交流は可変抵抗３２で、直流は可変抵抗２
８で自由に調整でき、一例として図６に示す形の混成電
圧を生成印加することができる。

【００３６】図６に示す波形は、図２に示す波形同様に
電極Ｆ１の高周波交流のＰ−Ｐ電圧を電極Ｆ２の電位を
基準として、直流電圧分だけ上方にずらせた形である。
従って、水ないし湯３を図３に示すようにクラスタを分
解しつつ効率よく電気分解することができる。

【００３７】図７は、第３の基本型の水改質用還元水生
成装置３４の回路構成を示す説明図である。図中、図１
及び図５に示したものと同一機能を果たす部材には、同
一符号を付けて示している。

【００３８】図７に示す回路では、図５に示したチョー
クコイル３０に代え、１次側をトランジスタ３３のコレ
クタと電源プラス端子とに接続したトランス３５を設
け、２次側一端子を可変抵抗２８を介して電源プラス端
子に接続し、他端子を電極Ｆ１、Ｆ２の交互切換えスイ
ッチ３６の一入力端子Ｔ１に接続している。交互切換え
スイッチ３６の他方の入力端子は直流電源５のマイナス
端子Ｔ２に接続している。

【００３９】前記交互切換えスイッチ３６は、入力端子
Ｔ１、Ｔ２と対応する電極出力端子Ｔ３、Ｔ４を有し、
各出力端子Ｔ３、Ｔ４を、夫々両入力端子Ｔ１、Ｔ２の
いずれかと同時的に切換え接続する１対の切片及び中間
端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを備えている。両切片は、リレーコ
イル３７と連動されている。リレー３７は、トランジス
タ３８及び調整抵抗３９を介してタイマー的な切換え動
作をする無安定マルチバイブレータ４０と接続されてい
る。

【００４０】図７に示した混成電圧印加回路４１は、図
５で示した回路２７と類似の回路に無安定マルチバイブ
レータ４０で変換切換えスイッチ３６に変換切換えする
形である。詳しくは、発振回路３１の交流出力をトラン
ジスタ３３で増幅し、さらにトランス３５で昇圧し、入
力端子Ｔ１に直流電圧及び交流電圧の混成電圧を供給す
る。また、無安定マルチバイブレータ４０のタイマ動作
と交互切換えスイッチ３６で、各電極Ｆ１、Ｆ２を入力
端子Ｔ１、Ｔ２に対して交互に切換える。従って、図８
に示すように、各電極の正負状態が反転されるので、電
極板の酸化やメッキ作用等の悪影響をより少なくするこ
とができる。

【００４１】図９は、電気温水ポットへの応用に係る水
改質用還元水生成装置４２の説明図である。数リットル
の水を収納できる容器２は、保温され、デザインされた
円形カバー４３内に配置されている。カバー４３の後端
位置には、図示しない電源プラグの元電源の受け口４４
が設けられ、ここに電源プラグを磁石固定できる。ま
た、前記容器２の底部にはヒータ４５が設けられ、側面
に設けた温度センサ４６の検出温度が所定の温度になる
よう制御する制御基板４７が設けられている。一方、前
記容器２の上面には、図１右方に示す支軸４８を基点と
して回転自在の上蓋４９が設けられている。容器２との
間にパッキンＰＫが介在される。上蓋４９には、逆流防
止用の栓５０を介して外部に開口する蒸気パイプ５１が
設けられている。また、上蓋４９の前方で本体部分に
は、前方に突出された形状部分が形成され、そこには下
方に向けて出湯口５２が設けられている。前記形状部分
の前記出湯口５２の上方面は操作面とされ、その内部に
は操作基板５３が埋め込まれている。

【００４２】また、上蓋４９を本体部分に対してロック
するために、上蓋４９の上部には、開閉操作しバー５４
と、このレバー５４の操作に基いて前記形状部分にロッ
クされるロックレバー５５がバネ５６と共に設けられて
いる。これらの点については、通常市販の電気保温ポッ
トと異なる所が無い。

【００４３】前記プラグ受け口４４の近傍には、１００
ボルト商用交流電源を出力するコンセント５７及びプラ
グ５８が設けられ、リード線を介してＡＣ−ＤＣコンバ
ータ５９が装着できるようになっている。コンバータ５
９の出力は直流電圧とされ、上蓋４９の上面突出部６０
のジャック６１に接続できるようになっている。突出部
６０の内部には、図１、図５、図７で示したような混成
電圧印加回路６２が設けられている。また、上蓋４９に
は、下方に向けて突出され、水ないし湯３中に浸漬でき
る一対の電極Ｆ１、Ｆ２を固設している。電極Ｆ１、Ｆ
２は、チタン、ステンレス、白金メッキ材、白金等、変
質しない材質で作られる。

【００４４】前記混成電圧印加回路６２は、ジャック６
１と接続され、入力された直流電圧を変成し混成して、
図２、図６、図８に示したような波形の混成電圧を前記
電極Ｆ１、Ｆ２に出力する。一方、前記容器２とカバー
４３との間には、電動ポンプ６３が設けられ、その入力
側には、入力パイプ６４が接続されている。入力パイプ
６４の入力端は、前記容器２の中間部に設けられ、容器
内外を連通する継ぎパイプ６５と接続されている。継ぎ
パイプ６５は、容器２の内部でフレキシブルホース６６
と接続され、フレキシブルホース６６の先端には浮き６
７及び取水口６８が設けられている。浮き６７の取水口
６８は、底部に当たらないようホース６６を短か目に形
成する。従って、取水口６８は、容器２内の水ないし湯
３の常時上水を取水できる。ポンプ６３の出力端は、出
湯パイプ６９を介して前記出湯口５２と接続される。前
記ポンプ６３は操作基板５３の出湯操作信号を制御基板
４７で受け、制御基板４７から電源供給されて出湯作動
する。

【００４５】さらに、前記容器２の側面で、前記電極Ｆ
１、Ｆ２の対向方向と直交する方向には、一対の永久磁
石７０Ａ、７０Ｂが磁極Ｎ，Ｓに対向させて設けられて
いる。磁界方向（ＮからＳ）は基本的には、有害物質や
凝集物を一方に沈澱させる方向である。磁石は、直流電
磁石で構成することもできる。従って、図１０に示すよ
うに、電極Ｆ１、Ｆ２間で電流を流し導体物質であるゴ
ミや凝集物２２は、フレミングの左手の法則に従って容
器２の下向へ向けて強制的な沈澱力ＦＦが作用し、沈澱
する。

【００４６】図１０において、電流の方向をＩｍ、これ
と直交する磁界の方向をＭｍとする。両方向が水平面円
にあるとき、電荷を帯びた不純物や凝集物２２が存在す
ると、不純物や凝集物２２の移動方向は電流の方向その
ものであるので、フレミングの左手の法則により、水平
面と直交する下方又は上方に強制的に移動させることが
できるのである。下方に沈めるためには、フレミングの
左手の法則で、下方への力ＦＦが作用するよう、磁界の
方向Ｍｍ又は電流の方向Ｉｍを定めればよい。

【００４７】ＡＣ−ＤＣコンバータ５９は、カバー４３
内又は、突出部６０内に収納形成することも可能であ
る。カバー４３の底面足部は、適宜回転自在とすること
ができる。ポンプ６３は手押し式とすることもできる。

【００４８】以上の構成の水改質用還元水生成装置４２
において、水３をヒータ４５で沸し、保温し、通常の電
気保温ポットとして使用できる。このとき、本発明で
は、電極Ｆ１、Ｆ２間に、直流及び交流の混成電圧を印
加し、水の改質を行っており、その上層の水ないし湯の
みを取出すようにしているので、酸化還元電位が低く、
ゴミ等の沈殿物とは混じり合っていない良質な水ないし
湯を飲用できる。

【００４９】水の改質を続けているうちに、水中の有機
物質や、その他の不純物は、一部気散し、他は分解さ
れ、又は凝集し、沈澱する。しかし、湯を沸かしている
時は、対流が発生し、凝集物が上昇する。従って、ヒー
タ通電中は、電極間電流方向を逆にして、磁界の働きと
共に上昇力を上向きとし、気散を促進させることも可能
である。湯を沸かした後は逆に容器底部に不純物を沈め
る方向に電力Ｆ１、Ｆ２間電流を流すことにより底部に
沈澱された沈澱物は、上昇することはない。

【００５０】有害物質を気散ないし不活性化させ、凝集
物を沈澱させ、クラスタを小さくした中性の酸化還元水
では、水素や酸素は豊富に含まれているが、これらは水
分子より軽いため、水に溶解しているとはいえ、上層部
に移動している。従って本発明の水改質用還元水生成装
置４２では、上層部のみの水を出湯するので、食感が良
く、体に良く、美味しい水を飲用できる。

【００５１】図１１は、電気温水器、特に深夜電力を用
いて良質の温水を作ることのできる水改質用還元水生成
装置７１を示す。図１１において、図９に示した部材と
同一機能を果す部材については、同一符合を付けて示し
ている。温水容量は２００〜４００リットルのものが多
用されているが、これに限定されるものでは無い。

【００５２】図１１において、内側の容器２は、外側の
カバー７２内にグラスウール等の保温材を介在させて固
定されている。カバー７２の一側面には、電力制御盤７
３が設けられている。制御盤７３内には電力制御装置７
４が設けられている。電力制御装置７４は、深夜電力電
源を入力し、深夜、容器２の温度を例えば８５℃になる
までヒータ７５に通電する。

【００５３】給水は、減圧弁７６を介して給水管７７か
ら行なわれる。給水管７７の出口は、上下に設けた整流
板７８Ａ、７８Ｂ間に、低速化されて出力される。本水
改質用還元水生成装置７１では、特に下側の整流板７８
Ａを設け、給水によって、上部の温水を拡乱させないの
みならず、整流板７８Ａ以下の水を通常は絶対拡乱させ
ない構造としている。底部に溜った沈澱物２２を拡乱
し、上昇させないようにするためである。

【００５４】容器２の上部には、安全弁７９が設けら
れ、加熱時の膨張温水の１部を放出することにより、容
器２が異常に高圧とならないようにしている。同時に、
本水改質用還元水生成装置７１では、水ないし温水３中
に発生した気体を外部に放出する役目も行なう。

【００５５】また、容器２の上部には給水管８０が設け
られている。管端は、僅か（３〜５ｍｍ）容器内に突出
されている。気体を確実に安全弁７９側に送るためであ
る。容器２の上部には、電極固定板８１が設けられ、こ
れに一対の電極Ｆ１、Ｆ２が固定され、容器２内に吊下
されている。両電極Ｆ１、Ｆ２は、図９で示したと同様
の混成電圧印加回路６２と接続されている。混成電圧印
加回路６２は、１００ボルト電源と接続されるＡＣ−Ｄ
Ｃアダプタ５９を介して直流電源の供給を受け、図２、
図６、図８で示したような直流及び高周波交流の混成電
圧を出力する。

【００５６】さらに、容器２の側面には、一対の磁石７
０Ａ、７０Ｂが、不純物や凝集物２２を沈澱させるべ
く、電極Ｆ１、Ｆ２の対向方向と直交する方向に設けら
れている。

【００５７】一対の電極Ｆ１、Ｆ２は、一定間隔を介し
て容器２の中央に設ける如く示したが、容器２の一側面
に偏らせて設けても良い。また、容器２の１部を縦方向
に仕切り、その仕切った室内に設け、不純物や凝集物２
２の沈澱を側面側から行うようにしても良い。

【００５８】電極Ｆ１、Ｆ２へ印加する混成電圧は、深
夜電力とは別途で、昼間も印加される。ヒータ７５の通
電中に印加しても良い。ただし、通電中は、一定の時間
図３又は図９で説明したように塩素やトリハロメタン等
の有機物質の気散を行うべきであるので、電極Ｆ１、Ｆ
２への直流成分の通電方向を逆とするのが好ましい。

【００５９】前記容器２の底部は、圧力容器として底部
が球形に形成されている。最底部には、排水管８２が設
けられている。排水管８２には電磁バルブ８３が設けら
れ、自動的に排水できる。例えば、昼間、電極Ｆ１、Ｆ
２に混成電圧が印加され、還元水が生成されると、その
間沈澱物２２が底部に溜る。そこで、夕方１回数秒間
（５〜１０秒）電磁バルブ８３を作動させ、排水する。
同時に給水管７７から給水され、給水は、容器２の底面
を洗って沈澱物２２をきれいに排水することができる。

【００６０】以上の構成の水改質用還元水生成装置７１
によれば、電極Ｆ１、Ｆ２に混成電圧を印加することに
より、少しづつ還元水を作ることができ、同時に鉄錆等
も沈澱させて、排水管８２から排出できる。水の改質に
より、有害な有機化合物等は一部気散し、一部不活性化
し、凝集物２２は磁石７０Ａ、７０Ｂの作用を与えて沈
澱させ、排水管８２から自動的に排出できる。

【００６１】このようにして生成された還元水温水は、
酸化還元電位が低く、食感及び味が共に良く、飲料水と
して好適である。また、風呂用としては体を洗うと垢が
良く落ちる。また、洗濯では、石鹸が不要か少しで済
む。その他、風呂桶や食器洗いに利用できる。

【００６２】還元水を作らない場合でも図１０に示す作
用よりゴミ類を沈澱させるゴミ類沈澱装置として使用さ
せることができる。

【００６３】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計
的変更を行うことにより、各種態様で実施できる。

【００６４】

【発明の効果】以上の通り、本発明は、改質すべき水な
いし湯を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置
される一対の電極と、交周波交流電圧に直流電圧を重畳
させ出力波形のＰ−Ｐ電圧が接地電位（ゼロ電位）を含
む範囲で一定量一電位方向にずらせた形となる交周波交
流電圧を前記一対の電極に印加する混成電圧印加回路
と、を備えたことを特徴とする水改質用還元水生成装置
であり、隔膜不要で効率的に水を改質できる。

【００６５】直流成分を含む高周波交流電圧による電気
分解であるので、クラスタをきめ細かく分割しながら、
有効に電気分解を行える。かくして生成された水は、酸
化還元電位がマイナスで低く、クラスタ小さく、飲用す
れば体内吸収されやすく、浸透性高くして、新陳代謝を
活発化し、利尿効果が高い。

【００６６】本発明による水の改質では、水分子やクラ
スタを揺動させての電気分解であるので、酸素や水素を
多量に発生溶存する度合いが高く、食感及び味よく飲用
できる。また、活性水素や水素分子や水素イオンを多く
溶存し、飲用すると活性酸素を消去可能な健康飲料水と
なる。

【００６７】さらに、中性でありながら、酸化還元電位
が低いので、天然水と同じように美味しく、健康的であ
る。Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｋ等のミネラルについてはイオ
ン化が進み、生理代謝によい水となる。塩素、農薬、除
草剤、トリクロロエチレン等の有害有機化合物の分解を
行ない、無害化し、沈澱あるいは気散させる効果も高
い。直流によるアルカリイオン水と比較して、改質後
は、酸化還元状態を数日と長く持続でき、また、溶存酸
素や水素の保存時間も長く持続できる。

【００６８】各電極には、プラス又はマイナス電位が繰
り返し供給されるので、電気分解による一方的な偏在が
無く、汚染や破損少なく、長期保存できる。クラスタは
小さく、洗濯作用が強く、衣類から汚れを落す効果が大
で、イオン化された分子によって汗の分解を促進する。

【００６９】改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器
と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、前
記電極に直流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成
電圧印加回路と、前記電極の配置方向と直交する方向の
延長線上に配置される一対の磁極と、前記容器内の水中
に浮きを備えて設けられた取水口と、該取水口から取水
された改質済みの水ないし湯を出水ないし出湯するポン
プと、を備えたことを特徴とする水改質用還元水生成装
置によれば、一般的な電気保温ポット同様、手軽に任意
の場所に持ち運びでき、気軽に改質されたお湯を利用で
きる。有害有機物質は気散又は凝集させ、凝水体物は強
制的に沈澱させ、良質な上層水のみを飲用できる。

【００７０】改質すべき水を入れた貯水容器と、前記容
器の水中で対向配置される一定の電極と、該電極に直流
及び高周波交流の混成電圧を印加する混成電圧印加回路
と、電気電極の配置方向と直交する方向に延長線上に配
置される一対の磁極と、前記容器の上部に設けた取水口
と、前記容器の下部に設けた給水口と、前記給水口から
の給水を行いつつ前記容器の下部から沈澱物を含めて定
期的に排水する排水手段と、前記貯水容器内の水を深夜
電力で加熱するヒータと、を備えたことを特徴とする水
改質用還元水生成装置によれば、一般的な深夜電力によ
る電気温水器同様、手軽に改質されたお湯を利用でき
る。飲料水としては、食感及び味良く健康的である。風
呂用としては肌触り良く垢が良く落ちる。洗濯用として
は、石鹸少なく汚れが落ちる。元々水中に存在するゴミ
や改質中に生じた沈澱物は強制的に沈澱され、自動的に
排出されるので、何らの手間なく、清浄で良質な改質水
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の基本型の水改質用還元水生成装
置の実施形態を示す回路図である。

【図２】図１に示す水改質用還元水生成装置の電極から
の出力状態を示す時間及び電圧の波形図で、（ａ）図は
低い周波数、（ｂ）図は高い周波数での状態を示す。

【図３】図１に示す第１基本型の水改質用還元水生成装
置の水への電気物理化学的作用を示す説明図で、（ａ）
（ｂ）（ｃ）各図は、時間経過に伴なう変化を示す。

【図４】同第１基本型の水改質用還元水生成装置の実施
例を比較例と共に示す時間及び還元電位の特性図であ
る。

【図５】本発明の第２の基本型の水改質用還元水生成装
置の実施形態を示す回路図である。

【図６】図５に示す水改質用還元水生成装置の電極から
の出力状態を示す時間及び電圧の波形図例である。

【図７】本発明の第３の基本型の水改質用還元水生成装
置の実施形態を示す回路図である。

【図８】図７に示す水改質用還元水生成装置の電極から
の出力状態を示す時間及び電圧の波形図である。

【図９】本発明の電気保温ポットへの応用に係る水改質
用還元水生成装置の断面説明図である。

【図１０】磁石の設置による凝集物の強制的な沈澱化の
作用を示す斜視図である。

【図１１】本発明の深夜電力を用いた電気温水器への応
用に係る水改質用還元水生成装置の断面説明図である。

【符号の説明】

１，２６，３４，４２，７１…水改質用還元水生成装置２…貯水容器３…水ないし湯４，２７，４１，６２…混成電圧印加回路５…直流電源６…スイッチ７…直流電圧調整抵抗８…平滑用コンデンサ９…発振トランス１０…出力調整用可変抵抗器１１…ショート保護抵抗１２，１３，３３，３８…トランジスタ１４…帰還用コンデンサ１５…コンデンサ１６…周波数変更用可変抵抗１７…トランジスタ保護用抵抗１８…ダイオード１９…バイアスコンデンサ２０…バイアス抵抗２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…クラスタ２２…凝集物（沈澱物）２３…交流電圧のみによる酸化還元電位の変化２４…直流電圧のみによる酸化還元電位の変化２５…混成電圧による酸化還元電位の変化２８…直流電圧調整用の可変抵抗２９…直流カット交流通過用コンデンサ３０…チョークコイル３１…発信器３２…入力電圧調整用可変抵抗３５…トランス３６…交互切換えスイッチ３７…リレー３９…調整抵抗４０…無安定マルチバイブレータ４３，７２…カバー４４…電源受け口４５，７５…ヒータ４６…温度センサ４７…制御基板４８…支軸４９…上蓋５０…逆止用の栓５１…蒸気パイプ５２…出湯口５３…操作基板５４…開閉操作レバー５５…ロックレバー５６…バネ５７…コンセント５８…プラグ５９…ＡＣ−ＤＣコンバータ６０…突出部６１…ジャック６３…電動ポンプ６４…入力パイプ６５…継ぎパイプ６６…フレキシブルホース６７…浮き６８…取水口６９…出湯パイプ７０（７０Ａ、７０Ｂ）…永久磁石７３…電源制御盤７４…電源制御装置７６…減圧弁７７…給水管７８Ａ，７８Ｂ…整流板７９…安全弁８０…給水管８１…電極固定板８２…排水管Ｆ１，Ｆ２…電極Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…端子ＰＫ…パッキンＦＦ…沈澱力（不純物、導体物質の移動、運動方向）Ｉｍ…平均電流の方向Ｍｍ…磁界の方向

【手続補正書】

【提出日】平成１４年５月１４日（２００２．５．１
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】水道水等の改質すべき水３を入れた容器２
に一対の電極Ｆ１、Ｆ２を入れ、これらの電極Ｆ１、Ｆ
２に１０〜２４ボルトの直流電圧と２００Ｈｚ〜２００
ＫＨｚの高周波交流を加え、図２に示したようなＰ−Ｐ
電圧が直流電圧より大きい混成電圧を印加できる。この
混成電圧は、ある程度の乱れを持った直流成分を有する
高周波交流である。水３に、この混成電圧を印加する
と、平均値は直流であるが、正負の電圧が切り替わり、
水分子がほどよく乱されて揺動しつつ電気分解が起き、
水の改質が進む。水３は、主に直流部分で電気分解され
るが、交流の影響で反応が促進される。一方、交流電圧
は水分子を強制揺動させるため、水の分子集団であるク
ラスタが、大集団から小集団へと変化して、きめ細かい
分子集団になって行く。直流は、このクラスタの分解を
手助けし、きめ細かいクラスタを形成しつつ酸化還元水
を生成してゆくのである。水分子の揺動により、酸素や
水素系の分子や原子、それとイオンが水中によく溶解す
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１５年２月４日（２００３．２．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】電極間に位置する水分子等の挙動を考察す
ると、単に高周波交流電圧を印加した場合、当該高周波
交流電圧の電圧変化に応じて、それなりの電気・化学的
変化を呈するが、物理的には１位置での右往左往の反転
現象が考えられる所である。しかるに、本発明では、少
なくとも６ボルトの直流分を与えているので、右往左往
の挙動に加えて一方向へのずれが加わり、これが分子間
相互作用を拡張して、全体を活性化し、各種物理的、化
学的反応を拡張するのである。しかも、印加直流電圧
は、Ｐ−Ｐ電圧が接地電位を含む範囲とするので、各電
極には、必ずプラス及びマイナス成分が交互に作用し、
直流による電気分解に見られるような物質偏在は生じな
いか少ないのである。即ち、電極はプラス及びマイナス
（吸引及び反発）現象を繰り返すので、メッキ現象によ
って汚染したり、破損することが無い。最も簡易で、最
も活性効果の高い手法である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】一対の電極に混成電圧を印加することによ
り、良質の還元水を作ることができる。このとき、水中
の有機物やその他の不純物は、１部気散するが他は、凝
集し、水中で浮遊しながらその粒の重量に応じてゆっく
りと沈澱する。鉄錆の例で示すと、凝集物の粒径がミク
ロン以下であれば静止状態において沈澱に数時間ないし
数日の時間を要する。ここに、本発明では、還元水を得
るための電極の配置方向と直交する方向の延長線上に一
対の磁極を配置するので、既に知られている、水の改質
及び還元水の自己保持機能に加えて図１０に示されるフ
レミングの左手の法則により、導体、半導体となる有機
物質等の不純物粒子を容器底方向へ向けて強制的に沈下
させることが期待できる。磁極は永久磁石又は直流電流
による電磁石を用いることができる。容器上部に、浮き
を備えた取水口を設けているので、ポンプ動作に伴なっ
て、上部の澄んだ良い状態の水ないし湯を取り出すこと
ができる。これらの作用は、電気保温ポットを加温する
か否かに拘らず、酸化還元電位の低い水又は湯を取り出
すことができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器
と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、高
周波交流電圧に直流電圧を重畳させ出力波形のピーク・
ピーク（Ｐ−Ｐ）電圧を接地電位を含む範囲で一定量一
電位方向にずらせた形の混成電圧として前記一対の電極
に印加する混成電圧印加回路と、を備えたことを特徴と
する水改質用還元水生成装置。
【請求項２】改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器
と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、前
記電極に直流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成
電圧印加回路と、前記電極の配置方向と直交する方向の
延長線上に配置される一対の磁極と、前記容器内の水中
に浮きを備えて設けられた取水口と、該取水口から取水
された改質済みの水ないし湯を出水ないし出湯するポン
プと、を備えたことを特徴とする水改質用還元水生成装
置。
【請求項３】改質すべき水を入れた貯水容器と、前記
容器の水中で対向配置される一定の電極と、該電極に直
流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成電圧印加回
路と、前記電極の配置方向と直交する方向の延長線上に
配置される一対の磁極と、前記容器の上部に設けた取水
口と、前記容器の下部に設けた給水口と、前記給水口か
らの給水を行いつつ前記容器の下部から沈澱物を含めて
定期的に排水する排水手段と、前記貯水容器内の水を深
夜電力で加熱するヒータと、を備えたことを特徴とする
水改質用還元水生成装置。