JP3913955B2

JP3913955B2 - 水の気体イオン化における小イオン空気の分離装置と方法

Info

Publication number: JP3913955B2
Application number: JP2000048285A
Authority: JP
Inventors: 起煥周; 計一佐藤
Original assignee: アイシーシー株式会社
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: JP2001198219A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くは超音波振動式及び水滴分裂式による負イオン空気の発生装置に関するものであり、特に水滴分裂から気体イオン化する過程で小イオン空気のみを分離し放出する方法や装置である。就中、焼成風化珊瑚粉でアルカリイオン化した水を超音波振動子で水分子を解離させ、気体イオン化し、中、大イオン、エアゾルを二重同心円管に通すことにより液体化し、粒子が小さいイオンのみを放出させる方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水を高速で噴射、表面に衝突させたり、水に超音波振動エネルギーを与えることにより、水分子は細かく分裂し、気体イオン化する。この過程から生じる気体イオンは移動度や大きさから小イオン、中イオン、大イオン（エアゾル）に分けられる。中イオンや大イオンは移動度が遅くて、周りの水滴分子と再結合しやすいので、発生と同時に結露や過湿の原因にもなり、不純物や雑菌の移動体になりやすい。
【０００３】
滝や森林の急上流近所のような自然界にあるイオンと性質が似て、人体に良いイオンは、水滴分裂から生じる軽くて移動度が早くて負の極性を持つイオンがあることが知られている。従来、水滴分裂から造られる気体イオンの中から、中イオンや大イオンを除去するか、減少させるため、噴射ノズルをもっと小さくしたり、より高速、高パワーで水滴を分裂しなければならないことから、装置が複雑化したり、高雑音や高消費電力が必要とする問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
小負イオンの生理的な良い作用としては、虚弱高齢者や高血圧症に良く見られる興奮した交感神経活動の抑制、低下した迷走神経活動の増進、脳内物質分泌促進による安静的な睡眠作用、疲労回復作用、鎮痛作用、利尿作用などが知られており、このような負イオン空気発生方法や装置などが多く紹介されている。
【０００５】
この中で、高電圧放電式の負イオン発生装置は、副産物として人体に有害なオゾンや窒素酸化物を発生させる。また、加湿効果がある水滴分裂式の装置は、原水が汚染、あるいは酸性水（ｐＨ濃度が７．０以下）化したとき、分射ノズルが腐蝕し、水素イオンや塩素などを大気中に出してしまう短所がある。そして連続的に稼動しなかったとき、原水に殺菌発生の恐れがあるだけではなく、装置の複雑や高速稼動から高雑音や高消費電力が必要とする。
【０００６】
また、自然界、特に滝付近、森林中に存在する負イオンと人工的に作られるいわゆる負イオンの実体も異なることも考えなければならない。クルーゲ（Ａ．Ｐ．Ｋｒｕｅｇｅｒ）は生物学的に意味がある空気イオンとして４つの水分子つきイオンを表現したことがある（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｎｅｔｅｒｏｌｏｇｙ、ｖｏｌ．１６、ｎｏ．４，ｐｐ３１３−３２２，１９７２）。即ち、正イオンはＨ^＋（Ｈ₂Ｏ）ｎ、Ｈ₃Ｏ^＋（Ｈ₂Ｏ）ｎ、負イオンは０₂ ⁻（Ｈ₂Ｏ）ｎ、ＯＨ⁻（Ｈ₂Ｏ）ｎと分けた。ここで（Ｈ₂Ｏ）ｎというものは水イオンクラスターであり、水素イオン（Ｈ^＋）、酸素イオン（Ｏ₂ ⁻）、水酸化イオン（ＯＨ⁻）などは水分子の解離から生じるもので、いわゆる、空気イオンの正体である。
【０００７】
水滴を分裂させて、活性的なイオン空気を作る方法とその装置は、特開平４−１４１１７９号公報（陰イオン製造及びその装置）と特開平８−３０８９１４（高湿度活性空気）に示されている。ところが、これらによって作られた負イオン空気は密閉された空間内で急激に湿度を上げる短所をもっている。過湿の空気は、雑菌の培養や、結露して大気中の不純浮遊物を呼吸器内に移動させる可能性が高い。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる水の気体イオン化における小イオン空気の分離装置と方法は、以上の問題点を解決するために、その請求項１の発明は、（銀添）珊瑚セラミックスに通過した水を超音波振動子により水滴分裂させ、生成する気体イオンの一部を（ステインレス鉄材の）二重同心円管に通過させることから液体化し、小さい気体イオンを分離放出する装置とし、その請求項２の発明は（銀添）珊瑚セラミックスに通過した水を超音波振動子により水滴分裂し、生成する気体イオンの一部を二重同心円管に通過させることから液体化し、小さい気体イオンを分離放出する方法とした。
【０００９】
以下に、本発明にかかる水の気体イオン化における小イオン空気の分離装置と方法の具体的な構成を詳細に記載する。最初に、本発明の請求項１に記載した水の気体イオン化における小イオン空気の分離装置の発明の構成を説明する。この発明は、まず、水容器等の給水手段がある。つぎに、通水路がある。この通水路は、上記の給水手段からの水を通過させるものである。そして、風化珊瑚粉焼成セラミックがある。この風化珊瑚粉焼成セラミックは、上記の通水路の一部または全部分に設けられたもので、そこを流れる水をアルカリ化するためのものである。
【００１０】
さらに、水イオン粒子発生部の一部を構成する水槽がある。この水イオン粒子発生部の水槽は、上記の風化珊瑚粉焼成セラミック設置部の下流に設けられたものである。そして、水イオン粒子発生部の他部を構成する超音波振動子がある。この超音波振動子は、上記の水イオン粒子発生部の水槽に設けられものである。さらに、回転ファンがある。この回転ファンは、上記の超音波振動子により上記の水イオン粒子発生部の水槽からの水イオン粒子を吸引し、空気と共に回転状に送るものである。最後に、二重同心円管から成る小イオン粒子分離手段がある。この小イオン粒子分離手段は、上記のファンから空気と共に回転状に送られた上記の水粒子イオンを導通させその中の大イオン粒子と中イオン粒子を液体化し小イオン粒子の空気を放出するものである。
【００１１】
つぎに、本発明の請求項２に記載した水の気体イオン化における小イオン空気の分離方法の発明の構成を説明する。この発明は、水容器等の給水手段からの水を給水し、該給水手段からの水を通水路に通過させ、該通水路に設けられた風化珊瑚粉焼成セラミック設置部に設けられた風化珊瑚粉焼成セラミックにその水を通過させてアルカリ化させ、該風化珊瑚粉焼成セラミック設置部の下流に設けられた水イオン粒子発生部の水槽にそのアルカリ水を注水し、該水イオン粒子発生部の水槽に設けられ超音波振動子によりそのアルカリ水を振動させ水イオン粒子を発生させ、該超音波振動子により上記の水イオン粒子発生部の水槽からの水イオン粒子を回転ファンにより吸引し空気と共に回転状に送り二重同心円管から成る小イオン粒子分離手段に導通させ、上記の回転ファンから空気と共に回転状に送られた上記の水粒子イオンの中の大イオン粒子と中イオン粒子を液体化分しその中の小イオン粒子の空気を放出するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる水の気体イオン化における小イオン空気の分離装置と方法の一般的な実施の形態を述べる。しかして、本発明は水滴分裂から気体イオン化する過程から生じる空気イオン中から結露や過湿の原因になる中イオンや大イオンを分離し、液体化することから、軽い小イオン空気だけを容易に分離する方法や装置を提供することである。
【００１３】
上記目的を達成するために、まず炭酸カルシウムが主な成分になる銀添珊瑚セラミックスを用いて、水を除菌アルカリ化させ、アルカリ化した水に超音波の高振動エネルギーを与えることから水分子を分裂させ、噴霧状態の気体イオン化する。噴霧状態の気体イオン空気はエアゾル、中イオン、小イオンになるが、回転ファンの風力から大気中に放射される。放射される過程中、移動度が遅い中イオン、大イオンを狭い通路に遅く通過させれば、表面に衝突したり、イオンの間に再結合が激しく起こる。衝突や再結合の過程から中、大イオン空気は液体化し、移動度は早い小イオンのみ分離される。そして、風力により、大気中に放出されることになる。
【００１４】
【実施例】
しかして、本発明にかかる水の気体イオン化における小イオン空気の分離装置と方法をその具体的な実施例を用いて添付の図面と共に詳細に述べる。空気イオン分離装置の主要部は図１に示すように、二重同心円管の構造を持っている。中心部に空気が通過できる通気口を持ちながら、液体化した水を下部に流す構造を持つラッパ皿１、内管２、外管３の二重同心円管の構造になる。これを使用した具体的な装着例が図２に示されている。水容器４から吸水部（通水路）５に注入された水は銀添珊瑚セラミックスカートリッジ６内の銀添風化焼成珊瑚セラミックス６ａを通ってアルカリ水化される。そして、そのアルカリ化された水は、水イオン粒子発生部７の水槽７ａに設けられた超音波振動子７ｂに流れる。超音波振動子７ｂにより高振動エネルギーをケースＣの底部にある水槽部７ａのアルカリ水に与えれば、アルカリ水は分裂し、噴霧状態の気体化する。気体化した水イオン粒子Ｉを回転ファン８からでる風力により密閉された空間内で回転し、ブラウン運動が激しく起きる。
【００１５】
気流は図２の矢印のように流れるが、先ず、上記の回転ファン８の風力により上記の水イオン粒子Ｉを吸引して、上記のケースＣと上記の外管３の間から外空路９に送る。そして、中空路１０に通して、空気放出口１１から水イオン粒子の空気が放出する。二重同心円管に水の気体イオンが通過する間に、移動度が遅くて、表面張力は大きい中イオンと大イオン（エアゾル）は激しく再結合、液体化し、二重同心円管の表面に付着しながら、下部に落ち、最終的に液排出口１２を通して水槽部７ａに戻るが、小さい気体イオン、すなわち軽い負イオンは大気中に放出する。
【００１５】
本発明の気体イオンの液化用二重同心円管の装着の有無による中イオンと大イオンの液体化量を反映する水消費量と負イオン数の変化を測定した。水消費量は３０分毎１０回測定した。同時に空気中のイオン量は、ゲルディエン法の原理によるイオンカウンタ（神戸電波株式会社製ＫＳＴ−９００）により求めた。このイオン測定器は１ｃｃ当たり負イオン数がカウントできる。そして、水消費量と同時に３０分ごとの測定した。測定条件は、密閉シールドルーム（２ｍ×２ｍ×２ｍ）で、無風で、初期湿度は５０％、初期温度が２５℃であった。
【００１６】
銀添珊瑚セラミックカートリッジを通過した水において、超音波振動子による高振動エネルギーを与え、水が分裂し、気体イオン化する。持続的に生じる気体イオン中から大きな水滴（水滴付中イオンと大イオン）を除去するためのステインレス鉄材の二重同心円管を装着した。
【００１７】
図３は、本発明の二重同心円管の装着有無における水消費量の変化を示している。二重同心円管を装着したときには、超音波振動子による水滴の分裂の気体イオン化から水消費量は４３〜５５ｃｃ／３０ｍｉｎであったが、一方、装着しなかったときには７７〜１０９ｃｃ／３０ｍｉｎであった。即ち、水滴の気体イオンを二重同心円管に通過したとき、大きなイオン粒子が液体化すること（約４０ｃｃ／３０ｍｉｎ）が確認できた。
【００１８】
図４は気体イオンを二重同心円管に通過したとき、大きなイオン粒子が液体化することから、小イオンの負イオン数が約２５，０００／ｃｃで、二重同心円管を設置しなかったとき（約１４，０００／ｃｃ）に比べて、かなり高く生成することが分かる。これは中イオンと大イオンがブラウン運動から、互いに衝突し、再結合により液体化する過程から、移動度が早い小負イオン数が増えることを示す。
【００１９】
なお、風化珊瑚粉の造成過程を見ると、まず、海底に沈積している風化珊瑚砂利を採掘し、不純物を除去する。そして珊瑚のみ粒子分類、真水洗浄、乾燥という段階を経て、１１０から１２，０００℃で、殺菌、焼成する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明にかかる水の気体イオン化における小イオン空気の分離装置と方法は、以上のごとくになしたゆえに、上記の課題を解決して以下のごとき多大な効果が生じた。すなわち、銀添風化珊瑚セラミックスを通過した水に超音波振動子の高振動エネルギー与え、水滴分裂から生じる気体イオンを、本発明の二重同心円管に通すことにより、中イオンや大イオンを液体化させる。それで、小負イオン数の生成を高める効果がある。水の消費量から、この現象は確認できるし、このような方法や装置による水滴分裂から生じる負イオン生成は高湿度を伴うという長所がある。なお、風化珊瑚セラミックスには銀が添加されているゆえに、殺菌効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる水の気体イオン化における小イオン空気の分離装置の一実施例の二重同心円管の構造を示した斜視図を示したものである。
【図２】図１の実施例の二重同心円管を装着した実施例を示した正面断面図を示したものである。
【図３】本発明の二重同心円管の装着有無による水消費量の変化を示したグラフである。
【図４】本発明の二重同心円管の装着有無による負イオン生成数の変化を示したグラフで
【符号の説明】
１ラッパ皿
２内管
３外管
４水容器
５吸水部
６銀添珊瑚セラミックスカートリッジ
６ａ銀添珊瑚セラミックス
７水イオン粒子発生部
７ａ水槽部
７ｂ超音波振動子
８回転ファン
９外空路
１０中空路
１１空気放出口
１２液排出口

Claims

水容器等の給水手段、該給水手段からの水を通過させる通水路、該通水路に設けられたものであってこの通水路を流れる水をアルカリ化するための風化珊瑚粉焼成セラミック、該風化珊瑚粉焼成セラミックの下流に設けられた水イオン粒子発生部の水槽、該水イオン粒子発生部の水槽に設けられ超音波振動子、該超音波振動子により上記の水イオン粒子発生部の水槽からの水イオン粒子を吸引し空気と共に回転状に送る回転ファン、該回転ファンから空気と共に回転状に送られた上記の水粒子イオンを導通させその中の大イオン粒子と中イオン粒子を液体化し小イオン粒子の空気を回転状に放出する二重同心円管から成る小イオン粒子分離手段、より構成されることを特徴とした水の気体イオン化における小イオン空気の分離装置。
水容器等の給水手段からの水を給水し、該給水手段からの水を通水路に通過させ、該通水路に設けられた風化珊瑚粉焼成セラミック設置部に設けられた風化珊瑚粉焼成セラミックにその水を通過させてアルカリ化させ、該風化珊瑚粉焼成セラミック設置部の下流に設けられた水イオン粒子発生部の水槽にそのアルカリ水を注水し、該水イオン粒子発生部の水槽に設けられ超音波振動子によりそのアルカリ水を振動させ水イオン粒子を発生させ、該超音波振動子により上記の水イオン粒子発生部の水槽からの水イオン粒子を回転ファンにより吸引し空気と共に回転状に送り二重同心円管から成る小イオン粒子分離手段に導通させ、該回転ファンから空気と共に回転状に送られた上記の水粒子イオンの中の大イオン粒子と中イオン粒子を液体化分しその中の小イオン粒子の空気を放出すること、より構成されることを特徴とした水の気体イオン化における小イオン空気の分離方法。