JP3747040B2 - 還元性イオン水製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、マイナスイオンあるいは還元性イオンを含有する水を製造する還元性イオン水製造装置に関する。

近年、人の病気の多くにおいて過剰な酸化物質の存在が１つの原因になることが解明されつつある。代表的な例として、活性酸素がある。細胞に取り込まれた酸素のうち数％は活性酸素に変化し、遺伝子や細胞膜、代謝酵素などを酸化して正常な機能を損ねることから、病気を起こす第１の要因となっている。
また、摂取した糖質や脂質が細胞内で燃焼してエネルギーを産生するときには、酸性物質である二酸化炭素と乳酸が生成される。通常は生成した酸性物質は酸塩基平衡によって中和されたり、排泄されたりするが、血行障害が生じると酸性物質が蓄積して細胞内外の体液が酸性化し代謝酵素活性が著しく低下する。このような体液の酸性化が病気を引き起こす第２の要因となる。

良質な大気にはマイナスイオンが相当量存在するので、経気道的および経皮的に体内に適当量が取り込まれる。体内に取り込まれたマイナスイオンは体内のプロトン（Ｈ^＋）と反応して水素原子（Ｈ）に変化する。すると生体のｐＨは上昇し、生成した水素原子は還元性物質として酸化を抑制して、身体を健康に保持する。
ところが、化石燃料の燃焼や森林破壊のため大気中の炭酸ガス濃度が増加したり、オゾン層の破壊によって地上に到達する有害紫外線強度が強くなっている。このような大気汚染環境下で、マイナスイオン量が著しく減少し逆にプラスイオン量が増大している。また、電化製品の電磁波などによってもマイナスイオンが奪われている。このように、地球の環境破壊が拡大するに伴って、大気中のマイナスイオンが著しく減少して来ている。

環境中のマイナスイオンが減少すれば、体内のマイナスイオンが不足するので、体内の活性酸素が増えて細胞が酸化していき新陳代謝が衰えることになる。酸性を帯びた血液では赤血球同士がくっつき血液中の脂質やコレステロールも酸化されてしまう。これにより血液の循環が悪くなり、肩凝りや冷え性、不眠症、さらに動脈硬化、脳卒中、肝臓障害など、様々な体の不調や病気が引き起こされやすくなる。
こうした事態を改善するためには、良い自然環境で得られるものと同じ機能を持ったマイナスイオンを人体に供給することが望まれる。また、マイナスイオンを多量に含有する水を経口的に摂取しても体内の活性酸素を減少させることができる。
さらに、還元性マイナスイオン水を洗顔水としたり化粧水の下地として利用することにより、健康な美しい肌を維持する美容効果が期待できる。

このため従来から、マイナスイオン効果をうたったマイナスイオン発生装置が提供されているが、これら従来の製品の殆どは電子を発生して空気に与える方法を採用しているもので、これら装置により得られるマイナスイオンは大気中に残存する時間が短く、また酸化物質を還元する能力が低いことから、天然のマイナスイオンと同じものということはできない。

水は常温で通常水素イオンと水酸化イオンにわずかに解離してｐＨ７．０となっており、また、水の中には酸素分子が溶存している。このような水に電子を与えると、酸素分子が電子を捕捉し水から解離した水素イオンと反応して過酸化水素が生じる。この過酸化水素は酸化性があり、さらに電子に還元されて水酸化イオンに変化する。水酸化イオンは水素イオンと反応して水になる。
結局、電子が供給されると酸素分子が還元して水分子に変化するので、水の酸化還元電位（ＯＲＰ）は低下し、水素イオンが消費されるので水はアルカリ側に遷移する。ＯＲＰとは、簡単に言えば、溶液中の電子の量を反映するものと言うことができる。
この状態の水にさらに電子を加えると、水素イオンが還元されて水素原子になり、また活性水素の一部は結合して水素分子となる。このとき、水のＯＲＰはさらに低下し、ｐＨ値も一段と上昇する。この水を一般に還元水と呼ぶ。
近年、家庭などで使われる電解式の浄水器は、直流の負電極を水中に浸してｐＨ値の高い還元水を生成させようとするものである。

特許文献１には、絶縁コイルとリーケジパス鉄心を利用してＡＣ１００Ｖの家庭用交流電源を昇圧することにより３０００〜１５０００Ｖの高い静電電圧を印加しても安全に運転できる電子発生装置が開示されている。この電子発生装置で発生する電磁コイルで昇圧し飽和特性が現れた電流波形を有する静電電圧を、水槽に入れた表面絶縁型電極に印加すると電極から発生する電子によって、水がマイナスイオン化し活性化されて電子水が生成する。
開示された装置は、交流を昇圧した正弦波に近似した静電電圧を印加することにより水中の分子を解離しイオン化してマイナスイオンを生成する装置で、電子発生電極には必要なだけ電子が供給されるようになっている。
たとえば、特許文献２には、イオン交換樹脂を併用することにより緩衝物イオンを除去して効率よく電解を起こすようにした電解式浄水器が開示されている。

家庭用のマイナスイオン浄水器で製造されるいわゆる還元水のｐＨは７．８〜８．０程度、ＯＲＰは−１０ｍＶ（２５℃）程度が普通である。
こうして得られた還元水と呼ばれる水について、還元能力を調べてみると、水道水と大きな差がないことが分かる。

発明者らの研究によると、たとえば、従来型のマイナスイオン発生器の端子に接続した電極を水を入れた容器に浸けてマイナスイオンを注入した場合に、確かに酸化還元電位は多少還元側に遷移するが、水中の溶存水素の量に変化がないことが判明している。この事実から、従来型の装置ではマイナスイオンが発生するとしても、生成したマイナスイオンには水中の水素イオンの電荷を奪って水素に還元する能力がなく還元力が弱いことが分かる。
さらに、従来型装置で生成したマイナスイオンは水道水中に存在する活性酸素を還元するどころか、活性酸素の量を増加させることが分かった。

発明者らは、マイナスイオン浄水器で製造される還元水の性能を評価した。
従来の電解式浄水器を通した還元水と水道水についてＯＲＰを測定すると、水道水では６１９ｍＶであるのに対して還元水では２８７ｍＶと数値的にはある程度低くなったが、マイナスの値にはならなかった。
また、これらの水の還元力を推定するため、フェトン反応で発生した活性酸素種、すなわちヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）に対する消去能を調べた。

フェトン反応とは、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）に硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ_４）を添加して水酸化イオン（ＯＨ⁻）とヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を発生させる反応である。ヒドロキシルラジカルは、トラップ剤ＤＭＰＯ（５．５−ジメチル−１−ピロリン−Ｎ−オキサイド）を用いてトラップすることができる。
そこで、過酸化水素とＤＭＰＯと試料水と硫酸第一鉄を取って、フリーラジカルモニタ（ＥＳＲ）にかけると、試料のヒドロキシルラジカルスペクトルＲ１とＲ２が得られる。

水道水について求めたヒドロキシルラジカルスペクトルＲ１が６．４３、Ｒ２が１２．４６であったのに対して、従来型のマイナスイオン浄水器で製造した還元水はＲ１値５．６５、Ｒ２値１０．９４であって、殆ど実効的な差がなく、有効なヒドロキシルラジカル消去能がなかった。
また、溶存水素計を用いて溶存水素を測定すると、水道水と還元水はいずれも０．９ｐｐｂと同じ値になり、水素イオンに対する還元効果を奏していない。
このように、従来一般の電解式浄水器では、必ずしも還元性能が十分ではなく、還元水と呼べるものではないことが分かった。
特開２００１−１３７８６１号公報 特開平５−１３８１７１号公報

本発明が解決しようとする課題は、自然界におけるものに近い還元力の強いマイナスイオンを含む水を効率的に製造する還元性イオン水製造装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の還元性イオン水製造装置は、負電圧出力端子とアース端子を備えて高電圧直流を供給する高電圧直流電源と、電極間の抵抗値が高い容量性の回路素子であって高電圧直流電源から入力した電気出力波形を整形して安定した高電圧パルスを生成する波形整形器と、波形整形器の出力端子に接続して高電圧パルスを出力する陰極針と、高電圧直流電源のアース端子に接続される導電性容器を備えて、該導電性容器に水を入れて前記陰極針を水中に差し入れて前記高電圧パルスを印加することにより還元性イオン水を製造することを特徴とする。

本発明の治療器における波形整形器は、入力端子から入力した直流電圧信号を整形し周期がほぼ５０μｓから１５０μｓの急激な電圧降下端を持ちその後ほぼ直線的に電圧を回復する安定した高電圧パルスを出力するものであることが好ましい。
なお、波形整形器は、電気絶縁性材料で形成した筐体の壁に互いに絶縁された１対の電極板を備え、電極板の間に所定の水分を含む多孔質粒子を充填し、所定の圧力を印加した上で気密に密閉して形成することができる。

また、波形整形器に充填する多孔質粒子は軽石の粒であることが好ましい。
波形整形器の出力電位は、−５０００Ｖから−６０００Ｖを中心とした±５０Ｖから±１５０Ｖの範囲内で急峻な電圧低下端を有する鋸状波形であることが好ましい。
また、導電性容器には、円錐形凹みを備えて、ここに水を入れてマイナスイオン化するようにしてもよい。

本発明の還元性イオン水製造装置は、従来のマイナスイオン発生器と異なり、高電圧直流電源の負電圧出力端子と陰極板の間に波形整形器を介装するところに特徴がある。波形整形器は高抵抗の容量性の回路素子であって、出力端子側の電極に電子が溜まって高電位になると陰極針を介して放電して電位が低下するが、その後に波形整形器の高抵抗成分によって電子が少しずつ補填されて電極の電位が徐々に回復する。
水を入れた容器に陰極針を挿入して装置を稼働させると、マイナスイオンが陰極針から水中に供給される。

本発明の還元性イオン水製造装置は効率よくマイナスイオンを発生するばかりでなく、生成したマイナスイオンは、従来のマイナスイオン発生器で生成したものと比較して、還元性が高く、寿命も長いことが分かった。
発明者らの研究によると、本発明の還元性イオン水製造装置で製造したマイナスイオン水は、従来のマイナスイオン発生装置で得られたものより酸化還元電位が還元側に低いばかりでなく、水中の溶存水素を測定すると、従来のものでは水素成分が検出されないのに、本発明のイオン水製造装置で製造したマイナスイオン水では溶存水素が大量に検出されている。溶存水素は水素イオンが還元されて生成されたものと考えられることから、本発明の装置で製造したイオン水は還元性が格段に強いことが分かる。
なお、活性酸素量も、従来装置で得られたマイナスイオン水中ではかえって増加するのに対して、本発明の治療器で得られてマイナスイオンを含む水では顕著に減少していることからも、還元性に大きな差があることが認められる。

本発明の還元性イオン水製造装置においても波形整形器が無ければ従来のマイナスイオン発生装置で製造したマイナスイオンと同じような性状のものしか得られないことから、本発明の主な作用効果は波形整形器にあることは明らかであるが、その作用機構は未だ明確ではない。
しかし、次のような作用機構が考えられる。
陰極針の静電電位が上昇してある閾値を超えると陰極針周辺の分子に電子を移転してイオン化することにより放電が起こり、静電電位値が低下する。波形整形器の電気容量は大きくないので、陰極針に貯留していた電子量は限りがあり、したがってイオン化する分子の数は制限される。放電が止まる電位まで低下すると、陰極針には波形整形器の高抵抗を介して電子が注入されているのでマイナス電位が徐々に上昇する。

放電に伴って陰極針の周辺に存在する分子が電子を受け取ってマイナスイオン化するが、こうして生成したマイナスイオンは、さらに水分子を糾合してクラスター粒子となる。マイナス電荷を持ったクラスタイオンは、陰極針のマイナス電位が上昇すると反発力により陰極針からゆっくり離れて拡散して行く。クラスタイオンの発生量及び発生周期とクラスタイオンの移動速度が適合すると、こうした過程が周期的に高速で繰り返されることにより、大量のマイナスイオンクラスタが生成され放出されるものと推定される。クラスタ化したマイナスイオンは、寿命が長く、還元力が強い。
これに対して、コロナ放電などにより分子が解離して生成するマイナスイオンは、一緒に生成するプラスイオンが近辺に存在するため、直ちに合体して消滅する場合が多く、寿命が短いものと思われる。

また、入力した高電圧の直流を整形して、急激な電圧降下端を持ちその後ほぼ直線的に電圧を回復する周期がほぼ５０μｓから１５０μｓの安定した高電圧パルスとして供給するようにした波形整形器を用いると、マイナスイオンの発生効率が高い。なお、このような高電圧パルスは、波形整形器の電極に陰極針を接続することにより始めて生成させることができる。
波形整形器は、電気絶縁性材料で形成した筐体の壁に互いに絶縁された１対の電極板を備え、電極板の間に所定の水分を含む多孔質粒子を充填し、所定の圧力を印加した上で気密に密閉することにより形成することができる。

特に、水分調整をした軽石の石粒を充填することが好ましい。軽石粒は、表面に付いた水分が定着しやすい親水性があり、水分率を管理することにより抵抗値を適当にそろえることができ、粒子同士の接触面積が比較的大きく、しかも一旦詰め込むと互いに流動しにくい。したがって、軽石粒を箱に充填したときに、十分に大きな所定の抵抗値を有し電極間に多少の電気容量を有し、かつ安定な電気定数を持った回路素子となる。

このような軽石の石粒を利用した波形整形器を用いることにより、強い還元性を備えたマイナスイオンを効率良く生成する波形整形器を再現性良く製造することができる。
なお、多孔質粒子を中蓋で押すと電気抵抗値が変化するので、一方の電極板に高電圧を接続して他方の電極板の電圧を観察し適当な電圧降下になる圧力を掛けた状態で固定するようにすれば再現性良く波形整形器を調製することができる。

波形整形器の出力電位を−５０００Ｖから−６０００Ｖの適当な電圧を中心とした±５０Ｖから±１５０Ｖの範囲内で急峻な電圧低下端を有する鋸状波形に調整すれば、大量の還元性マイナスイオン水を発生させることができる。
この範囲内では、マイナスイオン発生の効率が特に高い。なお、中心電圧が−４０００Ｖ以下ではマイナスイオン発生効率が低くなる。
特に、導電性容器に円錐形の窪みを設けて、ここに水を入れるようにしたものでは、電圧を印加した陰極針を水の入った窪みの中心線にそって沈めていき、放電する音が聞こえた位置で止めて固定するようにすれば、最も良好な運転状態を再現して高収率で還元水を得ることができる。

本発明の還元性イオン水製造装置に水道水を通して製造した還元水は、たとえば、ＯＲＰが−２０９ｍＶと明らかに還元性を示し、また、フェトン反応を利用したヒドロキシルラジカルもＥＳＲ測定値でＲ１値０．６３６、Ｒ２値１．２８と大きな消去能力を示し、さらに、溶存水素も４０．５ｐｐｂと増大した。
このように、本発明の還元性イオン水製造装置により強い還元力を有する還元水を効率よく製造することができるようになった。

以下、実施例を用いて本発明の還元性イオン水製造装置を詳細に説明する。
図１から図５は本発明に係る還元性イオン水製造装置の実施例に関する図面、図６は還元性イオンの人体への影響を検証する実験結果を示す図面である。
図１は本実施例の還元性イオン水製造装置のブロック図、図２は導電性容器の斜視図を含んだ等価回路図である。
還元性イオン水製造装置の要部は、電源アダプタ１、直流高負電圧発生器２、波形整形器３、陰極針４、導電性容器５から構成される。

装置本体は、電源アダプタ１と直流高負電圧発生器２と波形整形器３を備え、陰極針４と導電性容器５に接続するコネクタを備えると共に、付帯部品として、これらを制御するコントローラや操作員が装置に操作指令を与えたり結果を表示したりする入出力装置や表示装置を備える。これら付帯部品については、本実施例と技術的関連が薄いので図示しない。

電源アダプタ１は、交流１００Ｖを変換して直流１２Ｖの電源を供給をする交直変換器である。０Ｖ出力端子は接地する。直流高負電圧発生器２は、電磁コイルと整流器を用いた昇圧装置で、電源アダプタ１から＋１２Ｖの電源を供給されると、これを高周波数のチョッピング回路で交流化し、コイルで昇圧して全波整流し、コンデンサで平坦化して、出力端子から高電圧直流を供給する。出力電圧は調整が可能で、たとえば−６ｋＶの直流を供給する。

直流高負電圧発生器２の負高電圧端子は波形整形器３の入力端子に接続される。波形整形器３は、高抵抗の容量性分布定数回路素子で、好ましくは、図３に説明したような構造を備える。
図３は、本実施例に使用する波形整形器の１例で、図示した波形整形器３は、たとえば合成樹脂で形成された非導電性の筐体３１と内蓋３２で気密の空間を形成し、この気密な空間に所定の水分を含有した多孔質粒子３３を詰めたものである。

筐体３１内には多孔質粒子３３を挟んだ両側の壁に１対の電極板３５，３６が設けられている。一方の電極板３５はリード３８を介して直流高負電圧発生器２の負高電圧端子に接続され、他方の電極板３６はリード３９を介して陰極針４に接続される。
外蓋３４は、内蓋３２の中側と外気との気通を防止して内部構造が確定した後で回路特性が変化しないようにするため、および内蓋３２の調整位置が変化しても素子の外観が変わらないように形状を整えるために設けられる。

多孔質粒子３３は湿潤性があって表面に水分が残りやすい材質のものが好ましく、研究者らの研究によって、特に軽石の石粒を利用するとマイナスイオン製造効率やマイナスイオンの性状について良い結果を得ることが分かっている。
多孔質粒子３３として利用する軽石の石粒は、筐体３１内に詰める前に、十分に水洗いした上たとえば相対湿度６２％に調整した恒温恒湿槽内に長時間滞在させることにより、細孔内部まで適度な水分を行き渡らせて電気特性を目的に即したものにしておく。

波形整形器３を調製するときには、入力側のリード３８にたとえば−５．５ｋＶなど一定の高い負電圧を印加し出力側のリード３９に電圧計を接続し、筐体３１に多孔質粒子３３を適当量入れて内蓋３２を載せ、内蓋３２の上から押し付ける押圧具をセットし、電圧計を見ながら内蓋３２を押圧して、電圧値がたとえば−４．９４Ｖから−５．０２Ｖなど、試験により得られた最適範囲に基づいて設定した調整範囲内に入ると加圧を停止して、瞬間接着剤などの即効性がある接着剤３７で内蓋３２を筐体３１に固定する。接着剤３７は通気性がなく特に水分を透過させにくいものでなければならない。

その後、外蓋３４を筐体３１の所定位置に固定して形状を整える。外蓋３４の固定にも内蓋３２に使用した接着剤３７を利用しても良いが、適当な色彩のものや透明接着剤などを用いて、外観に違和感を与えないようにしてもよい。

このようにして調製した波形整形器３は、湿度調整された軽石の石粒３３が押し詰められて電極板３５，３６に挟まれた構造になっている。軽石は本来誘電体であるが、波形整形器３に仕込まれた軽石は、内部に形成されている細孔の表面に微量の水が付着しているため、僅かに電気伝導度を有する。軽石粒同士は互いに密着しているため、電極板３５から電極板３６に向かって僅かずつ電子が移動することができる。電子の移動量すなわち電流は軽石同士の接触面積に影響されるが、内蓋３２の押しつけ具合により接触面積が変化するので、押し付け圧力を調整することにより電気伝導度をある程度調整することができる。
なお、軽石は形状や大きさが不定で表面が適当に柔らかいため、一旦相互の位置関係が収まると、その後は位置が変化しにくく、波形整形器３としての回路特性も変化しにくい。

上記のようにして得られた波形整形器３について、周波数特性を測定した結果を図４に表示する。
１００Ｈｚ近辺の低周波領域における電気伝導度すなわちコンダクタンスＧは１．８×１０^−８Ｓ（＝５６ＭΩ）程度であるが、周波数の増加に伴って上昇し、１０ＭＨｚ付近でほぼ１０^−５Ｓ（１００ｋΩ）まで変化する。なお、５０ＭＨｚ付近からコンダクタンスが急増して電子を通りやすくすることが読みとれる。
一方、電気容量すなわちキャパシタンスＣは、低周波領域で１５ｐＦ程度であるが、周波数の増加に伴って緩やかな曲線を描いて低下し、５００ｋＨｚ付近から３ｐＦ程度に収束する。なお、電気容量も５０ＭＨｚ付近から急増するような特性を示している。

これらの特性から、波形整形器３のインピーダンスは周波数依存性が顕著で、低周波領域では高抵抗大容量であるが、高周波領域では次第に低抵抗小容量となり、５０ＭＨｚを超えると一挙に低抵抗大容量化すると見ることができる。
しかし、極く単純化して言えば、波形整形器３はたとえば図２中に示すような自動可変コンデンサ４１と自動可変抵抗４２の並列回路で表現することができる。たとえば、１０ｋＨｚ付近では５ｐＦ、１ＭΩ程度に調整される。

図１及び図２に戻ると、波形整形器３の出力側電極板３９には陰極針４が接続される。陰極針４は、アルミブロックの上面に形成した逆円錐型の溝５のほぼ中心軸上を上下に移動できるように設置される。逆円錐形の溝は、水６を入れてマイナスイオン化処理をする導電性容器である。円錐の角度は約３５度で、陰極針４は先端が底から３ｍｍ程度離れた位置にセットされる。

陰極針４の最適位置を簡便に決めるためには、被処理水６を入れて高電圧を印加しながら陰極針４を降ろしていき、針の先端から容器の壁に向かって放電する音が初めに聞こえた位置で停止して固定する方法がある。このようにすると、処理水や印加電圧などの条件が変化したときにも、だいたい満足できる効率でマイナスイオン化処理を行うことができる。

本実施例の還元性イオン水製造装置によれば、陰極針４の位置調整を含めて装置の運転に必要とされる各種調整が済んだ後で、水道水などの被処理水６を導電性容器５に適当量注入し、装置に電源を入れて所要の時間イオン化処理を行う。
図５は、好適例として軽石を用いた波形整形器を組み込んだ装置について、イオン化処理中に陰極針４に印加される電圧波形、すなわち波形整形器３の出力波形を観察した結果である。横軸に時間の経過を１００μｓ／ｄｉｖで示し、縦軸に電圧変化を示す。

波形を観察すると、三角波が周期的に繰り返されている。三角波の波数は９．３５ｋＨｚ、ピークツーピークの電圧は２０６Ｖであった。三角波は、初めに最高電圧ピークから最低電圧ピークまで一挙に低下した後で、今度はほぼリニアに徐々に昇圧して最高電圧ピークに戻るという形状を呈する。なお、昇圧過程で平均３回の停滞部分があるが、これは高電圧直流電源２の出力波形に２８．６ｋＨｚのリップルが存在するためと考えられる。

本実施例の波形整形器３によって、このような波形が形成されるメカニズムはまだ明確でない。しかし、先に述べたように、出力側電極板に蓄積した比較的少量の電子が急激に流出して水中にマイナスイオンを生成し、このマイナスイオンが水分子を集めてクラスタ化し、その後出力側電極板に多孔質粒子の表面抵抗で制限された比較的弱い電子流により電極板の電位が徐々に上昇することによりマイナスイオンがゆっくりと水中に漂い出る緩やかなプロセスを三角波ごとに繰り返して、結局従来より大量の還元性イオンを供給するという高抵抗容量性分布定数回路素子のプロセスが考えられる。

本実施例の還元性イオン水製造装置で製造された還元イオン水について、水道水と、水道水を従来のマイナスイオン発生器で処理して得たイオン水、さらに本実施例の還元イオン水製造装置から波形整形器を除去した装置で製造したイオン水と比較して、その性能を確認した。
比較の対象とするイオン水は、本実施例と対比しやすいように、本実施例に使用する陰極針４と導電性容器５に水道水を入れて処理したものとした。
得られた測定値はケースによって若干異なるが、いずれの場合もほぼ同様の傾向を示した。

測定結果の１例を示すと、ＯＲＰが、水道水で＋８３９ｍＶ、従来型浄水器で＋２２０ｍＶに対して、本実施例の装置で−４７３ｍＶ、ＥＳＲで測定した活性酸素に対する還元能は、水道水でＲ１＝１０．１７、Ｒ２＝１９．９５、従来型浄水器でＲ１＝４．１７６、Ｒ２＝８．００５に対して、本実施例の装置ではＲ１＝０．３８２５、Ｒ２＝０．７４３５であった。

また、別の測定例では、水道水で、ＯＲＰが＋７２０ｍＶ、ＥＳＲ測定値（Ｒ２）が１３．６０、溶存水素が０．９ｐｐｂ、従来型電子発生装置で製造したイオン水で、ＯＲＰ＋２４９ｍＶ、ＥＳＲ値（Ｒ２）１８．１２、溶存水素０．９ｐｐｂ、本実施例の装置から波形整形器を外して製造したイオン水で、ＯＲＰ＋２６１ｍＶ、ＥＳＲ値（Ｒ２）１６．２４、溶存水素０．９ｐｐｂであるのに対して、本実施例ではＯＲＰが−６８７ｍＶ、ＥＳＲ値（Ｒ２）が０．３５、溶存水素が４０．５ｐｐｂであった。
得られる測定値はケースによって若干異なるが、いずれの場合もほぼ同様の傾向を示す。

測定結果から、従来型電子発生装置と波形整形器を外した本実施例の装置では、酸化還元電位は若干マイナス側にシフトするが、溶存水素量は殆ど変化しないばかりか、活性酸素はむしろ増大する結果を示す。これに対して、本実施例の還元イオン水製造装置により得られる還元イオン水は、酸化還元電位は明確に大きなマイナス値を示し、また活性酸素は著しく減少するばかりか、水中の溶存水素の量は著しく増大している。

このように、本実施例の還元イオン水製造装置は、従来型の電子発生装置と比較して、明らかに還元性能の優れたマイナスイオン水すなわち還元イオン水が製造されることが明らかになった。また、本実施例の還元イオン水製造装置から波形整形器を外したものは、従来型の電子発生装置と殆ど同じ性能しかないから、還元イオン水の製造は、波形整形器が存在することにより達成されたものであることが分かる。
本実施例の装置により得られた還元イオン水は、正しく還元作用を起こすので、飲用することにより体内のマイナスイオンを増加させて活性酸素などの酸化作用を抑制し、病気に対する自然治癒力をサポートする。

発明者らは、本実施例の還元イオン水製造装置が人体に与える効果を推定するため、本実施例の還元イオン水製造装置に、陰極針と導電性容器に代えて、陰極針とアース電位板を接続し、室内に空気を送る送風機内に陰極針とアース電位板を対向設置して、陰極針に出力電位を印加して還元イオンを含有した空気を室内に供給し、室内にいる被験者の特性値の変化を調べる実験を行った。
実験は、１０人の被験者を還元イオン群と対比群の２群に分けて、還元イオン群の被験者を波形整形器を付けた装置で還元イオンを雰囲気中に供給した部屋に収容し、対比群の被験者を従来型の換気用送風機を用いた部屋に収容して、被験者ごとに２２時３０分頃と翌朝７時頃に特性値を測定し特性値変化を評価するものである。被験者にはどちらの部屋に収容されているかを知らさないで試験を行った。

測定結果の一部を図６（図６−１と図６−２）に示す。
図６（１）は、被験者ごとに試験前と試験後の血液のｐＨを測定して試験によるアルカリ化の度合いを調べた結果で、図中左側に表した対比群の５人が全て血液を酸性化しているのに対して、右側に表した還元イオン群では１人が変化がない他は全ての被験者がアルカリ化している。これから、本実施例の装置は人の血液をアルカリ化する効果があることが明確になった。
図６（２）は、リンパ球数に対する影響を測定した結果である。対比群の被験者は全てリンパ球数が減少しているのに、還元イオン群では全てが増加している。
図６（３）は、乳酸値の変化を測定した結果である。ここでも、対比群の被験者が乳酸値を増加させているのに、還元イオン群では全ての被験者が乳酸値を大きく減少させている。

図６（４）は、糖尿病の指標となる１．５アンヒドログルシトール１．５Ａ−Ｇの増減を調べた結果である。対比群では減少しているのに、還元イオン群では増加させている。
図６（５）は、血糖値への影響を調べた結果である。対比群では一部に血糖値を大きくしたものもいるのに対して、還元イオン群では全ての被験者が血糖値を減少させ、減少量も大きい。
図６（６）は、血液中の好中球（白血球）への影響を調べた結果である。ここでも、対比群が全て増加させているのに対して、還元イオン群の被験者は全て減少させている。

この対比結果を見ても、本実施例の還元イオン水製造装置で製造する還元イオン水が、人体に良好な効果を及ぼすことが明確である。
また、健康な者に対しても健康を保持する効果がある。さらに、還元イオン水を直接皮膚に用いたり化粧液の溶液基剤として用いたりすることにより美容にも効果がある。なお、還元イオン水の効果は、人以外の動物や植物にも効果が期待される。

上記実施例では、電源アダプタと直流高負電圧発生器の構成を具体的に説明しているが、説明したものは１例として示しただけで、他の形式のものであっても本発明の技術的思想を超えることにはならないことは言うまでもない。
また、波形整形器として、多孔質粒子を詰める空間が単純な直方体になっているものを示したが、電子流路をより長くして絶縁破壊を防止するため、筐体内に適宜仕切板を仕込んで流路がジグザグになるようにしても良い。流路が長くなれば、電流路の単位長さあたりの電界強度が減少するので、局所的な絶縁破壊を防止して、安定な電流を確保することができ、素子の寿命も長くなる効果がある。
また、導電性容器は円錐型の窪みを付けたものとしたが、たとえば楔状の溝として、いくつかの陰極針が溝の壁と平行に並ぶようにしてもよい。また、窪みに水の入り口と出口を備えて、連続的に被処理水を供給し、処理後の還元イオン水を連続的に取り出すようにしても良い。

本発明の還元性イオン水製造装置は、医療装置として医家にあるいは家庭に備えて、製造した還元イオン水を病気に対する自然治癒力の増強あるいは健康保持に利用することができる。また美容に利用する水を供給することもできる。

本発明に係る１実施例における還元イオン水製造装置を示すブロック図である。 本実施例における導電性容器の斜視図を含んだ等価回路図である。 本実施例に使用する波形整形器の１例を示す断面図である。 本実施例に使用する波形整形器例の周波数特性図である。 本実施例における波形整形器の出力波形を観察した波形図である。 還元性イオンの人体への影響を検証する実験結果を示す図面の前半部分である。 還元性イオンの人体への影響を検証する実験結果を示す図面の後半部分である。

符号の説明

１ 電源アダプタ
２ 直流高負電圧発生器
３ 波形整形器
４ 陰極針
５ 導電性容器
６ 水
３１ 筐体
３２ 内蓋
３３ 多孔質粒子
３４ 外蓋
３５，３６ 電極板
３７ 接着剤
３８，３９ リード
４１ 自動可変コンデンサ
４２ 自動可変抵抗

Claims (6)

1. 負電圧出力端子とアース端子を備えて高電圧直流電気を供給する高電圧直流電源と、電極間の抵抗値が高い容量性の回路素子であって該高電圧直流電源の入力端子に接続して入力した電気出力波形を整形し安定した高電圧パルスを生成する波形整形器と、該波形整形器の出力端子に接続して前記高電圧パルスを出力する陰極針と、前記アース端子に接続された導電性容器を備えた装置であって、前記導電性容器に水を張って前記陰極針を挿入し前記高電圧パルスを印加して還元性イオン水を製造する還元性イオン水製造装置。
2. 前記波形整形器は、前記高電圧電源から入力した電気出力波形を整形し急激な電圧降下端を持ちその後ほぼ直線的に電圧を回復する周期がほぼ５０μｓから１５０μｓの安定した高電圧パルスを生成することを特徴とする請求項１記載の還元性イオン水製造装置。
3. 前記波形整形器が、電気絶縁性材料で形成した筐体と、該筐体の壁に互いに絶縁された１対の電極板を備え、該電極板の間に所定の水分を含む多孔質粒子を充填し、所定の圧力を印加した上で気密に密閉したものであることを特徴とする請求項２記載の還元性イオン水製造装置。
4. 前記多孔質粒子が軽石の石粒であることを特徴とする請求項３記載の還元性イオン水製造装置。
5. 前記波形整形器の出力電位がほぼ−６０００Ｖを中心とした±５０Ｖから±１５０Ｖの範囲内で急峻な電圧低下端を有する鋸状波形となることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の還元性イオン水製造装置。
6. 前記導電性容器が水を入れる円錐形凹みを有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の還元性イオン水製造装置。

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