JP7113426B2 - 水の活性化装置及び活性化方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、水を活性化させる効果を十分に発揮できる水の活性化装置及び活性化方法を提供することを目的とする。
前記配管の内部に、通水した際の水流方向に対して略平行に配設された第1の電極と、
前記配管の内部に前記第1の電極と対向するように配設された第2の電極と、
前記配管の外部に配設された第1の永久磁石と、
前記第1の永久磁石とN極・S極が対向するように配設された第2の永久磁石と、
前記第1の電極及び前記第2の電極に接続され、前記第1の電極と前記第2の電極との間に直流電圧を印加することが可能な電源部と、を有し、
前記第1の電極と第2の電極との間で生じる電流の流れる方向と、前記第1の電極と第2の電極との間における前記第1の永久磁石と前記第2の永久磁石とによって生じる磁力線の方向とが交差するよう構成され、
前記配管の内部に、前記第2の永久磁石を設置する磁石設置部を有する水の活性化装置である。
まず、水の活性化装置及び活性化方法の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態に係る水の活性化装置の内部構造の一例を示す縦断面図、図2は、図1に示す水の活性化装置A-A’における横断面図である。
水の活性化装置10において、水は、図1中、左から右の方向(図1中の矢印の方向)に向かって流れるよう構成されている。以下の説明では、図1中の左側を上流又は上流側、図1中の右側を下流又は下流側ともいう。
配管11は、磁石にくっつかない素材で形成されていることが好ましく、その具体例としては、ステンレス等の金属、塩ビ(ポリ塩化ビニル)等のプラスチックが挙げられる。
また、配管11の下流側の端部には、図1に示すように、下流側蓋部13が設けられている。
上流側蓋部12及び下流側蓋部13には、後述する第1の電極21及び第2の電極22が挿通可能な穴部(図示せず)が設けられている。
また、配管11の上流側の端部近傍の側面(外周面)には、図1に示すように、配管11内部へ水を導入するための水流入口14が設けられている。また、水流入口14には、上流側L型配管51が液密に接続されている。
配管11の直径は、本実施形態のように一対の電極を用いる場合、13mm~25mm程度であることが好ましい。
また、配管11の肉厚は、3~6mmが好ましく、3~5mmがより好ましい。
第1の電極21の上流側の端部近傍は、上流側蓋部12の穴部に挿通されている。そして、上流側蓋部12から突出した部分は、図1に示すように、上流側電極固定部材23aにより固定されている。
また、第1の電極21の下流側の端部近傍は、下流側蓋部13の穴部に挿通されている。そして、下流側蓋部13から突出した部分は、図1に示すように、下流側電極固定部材23bにより固定されている。
第2の電極22の上流側の端部近傍は、上流側蓋部12の穴部に挿通されている。そして、上流側蓋部12から突出した部分は、第1の電極21と同様に、上流側電極固定部材23aにより固定されている。
また、第2の電極22の下流側の端部近傍は、下流側蓋部13の穴部に挿通されている。そして、下流側蓋部13から突出した部分は、第1の電極21と同様に、下流側電極固定部材23bにより固定されている。
第1の電極21及び第2の電極22は、例えば、金、銀、銅やステンレス等の導電性を有する金属材料で構成されていることが好ましい。
すなわち、対向する第1の永久磁石31と第2の永久磁石32とで構成される組が、配管11の上流側から下流側に向かって、4セット配置されている。
また、第1の永久磁石31と第2の永久磁石32とは、N極・S極が対向するように配設されている。本実施形態では、図2に示すように、第1の永久磁石31のS極と、第2の永久磁石32のN極とが対抗している。従って、本実施形態では、磁力線は、図2中の矢印Xで示されるように、下から上に向かって伸びている。
第1の永久磁石21及び第2の永久磁石22としては、鉄-アルミニウム-ニッケル-コバルトを原料とするアルニコ磁石、鉄-クロム-コバルトを原料とする鉄クロムコバルト磁石等の合金磁石;酸化鉄を原料とするフェライト磁石;ネオジム-鉄-ホウ素を原料とするネオジム磁石、サマリウム-コバルトを原料とするサマリウムコバルト磁石等の希土類磁石などの強磁性体を用いることができる。中でも、磁力が強いことから、合金磁石及び希土類磁石が好ましく、アルニコ磁石及びネオジム磁石がより好ましい。
第1の永久磁石31は、第2の永久磁石32と対向する面とは反対側の面(図示の構成ではN極側の面)が凹型ヨーク41と磁気的に接触している。また、第2の永久磁石32は、第1の永久磁石31と対向する面とは反対側の面(図示の構成ではS極側の面)が凹型ヨーク41と磁気的に接触している。
このような凹型ヨーク41に収容した状態で、第1の永久磁石31と第2の永久磁石32を配管11の外周へ配設することで、外向きの磁力線を配管の方向に向け、外部に磁力線が漏洩するのを防止することができ、水を活性化させる効果をさらに高めることができる。
電源部25は、直流電源251と、抵抗252と、可変抵抗253とを有している。
直流電源251の正極は、第1の電極21に電気的に接続されている。
また、直流電源251の負極は、抵抗252及び可変抵抗253を介して、第2の電極22に電気的に接続されている。
直流電源251は、第1の電極21と第2の電極22との間に直流電圧を印加することができる。
第1の電極21と第2の電極22との間に印加する直流電圧は、例えば、5V~48Vの間で可変することができるが、印加する直流電圧はこれに限定されない。
水の活性化装置10では、このようにして生じた電流によって、磁力線と水流とによって生じる微弱な電圧が増幅され、水の活性化効果が高いものとなる。
なお、交差角とは、二つの線が交差して生じる角のうち、0以上90°以下となる角のことをいう。
より具体的には、配管11の内部に水を流すと、水が第1の永久磁石31と第2の永久磁石32で形成される磁力線の中を通過する。水が磁力線の中を通過すると、磁力線の方向及び水の流れる方向と直交方向に起電流が発生する。本実施形態の水の活性化装置10では、図2の右側から左側に向かって電流が発生する。本実施形態の水の活性化装置10では、第1の電極21及び第2の電極22を備えているため、第1の電極21から第2の電極22に向かって、すなわち、図2の右側から左側に向かって、電流が発生する。その結果、磁力線と水流によって生じた電流が増幅され、この増幅した電流によって水が活性化される。
また、ヨークの形状は、凹型に限定されない。
次に、水の活性化装置の第2実施形態について説明する。
図3は、第2実施形態に係る水の活性化装置の内部構造の一例を示す縦断面図、図4は、図3に示す水の活性化装置のB-B’における横断面図、図5は、第2実施形態に係る水の活性化装置の図4のD-D’における縦断面図である。なお、図3中の左側を上流又は上流側、図3中の右側を下流又は下流側ともいう。
第2実施形態に係る水の活性化装置10’は、図3~図5に示すように、内部に通水可能な配管11と、配管11内部に配設された3つの第1の電極21及び2つの第2の電極22と、配管11の外周に配設された第1の永久磁石31及び第2の永久磁石32と、第1の電極21と第2の電極22とに接続された電源部25とを備えている。
本実施形態では、図4に示すように、横断面方向において、対向する2つの第1の永久磁石31と、対向する2つの第2の永久磁石32とが、配管11の外周に、第1の永久磁石31と第2の永久磁石32とが互いに隣り合うように配置されている。そして、隣り合う永久磁石間で発生する磁力線Xが、電位差が生じる電極間を通るように構成されている。なお、第2の永久磁石32のN極から第1の永久磁石31のS極に対して磁力線Xが伸びるよう構成されている。
本実施形態のように、3本以上の電極を配管11内に配設する場合、配管11の直径は、30mm以上であるのが好ましい。
次に、水の活性化装置の第3実施形態について説明する。
図6は、第3実施形態に係る水の活性化装置の内部構造の一例を示す縦断面図、図7は、図6に示す水の活性化装置のC-C’における横断面図である。なお、図6中の左側を上流又は上流側、図6中の右側を下流又は下流側ともいう。
第3実施形態に係る水の活性化装置10”は、図6及び図7に示すように、内部に通水可能な配管11と、水流と略平行となるように配管11内部に配設された磁石設置部61と、水流と略平行となるように配管11内部に配設された2つの第1の電極21及び2つの第2の電極22と、配管11の外周に配設された第1の永久磁石31と、磁石設置部61内に配設された第2の永久磁石32と、第1の電極21と第2の電極22とに接続された電源部25とを備えている。
また、前述した第1実施形態と同様に、第1の電極21が正極に接続され、第2の電極22が負極に接続されている。第1の電極21と第2の電極22との間に電圧を印加することで、第1の電極21と第2の電極22の間で電位差が生じ、第1の電極21から第2の電極22の方向に電流が発生する。
また、磁石設置部61は、配管11の内周面から延設された8つの磁石設置部固定部材62により、配管11内に固定されている。
また、磁石設置部61の水流方向の両端部には、円錐状の水抵抗低減手段63が設けられている。
図6、図7に示す水の活性化装置10”では、実線で記載された第1の永久磁石21及び第2の永久磁石22のセットと、破線で記載された第1の永久磁石21及び第2の永久磁石22のセットが、図6に示すように、奥行き方向に90°回転した状態で4セット設置されている。
本実施形態では、前述した第2実施形態と同様に、配管11の直径は、30mm以上であるのが好ましい。
なお、本実施形態では、実線で記載された第1の永久磁石21及び第2の永久磁石22のセットと、破線で記載された第1の永久磁石21及び第2の永久磁石22のセットが、奥行き方向に90°回転した状態で4セット設置された構成について説明したが、1~3セットでもよいし、5セット以上であってもよい。
図1に示す構成を有する水の活性化装置を作製した。
なお、配管11として硬質ポリ塩化ビニル製の25mm配管を用いた。また、第1の電極及び第2の電極として、4φのステンレスパイプを用意し、配管11内に16mmの距離で設置した。また、電源部は、直流電源24V、内部抵抗200Ωとなるように設定した。また、第1の永久磁石31及び第2の永久磁石32として、8個のネオジム磁石(12400ガウス)を図2に示すように配置した。また、凹型ヨーク42としては純鉄製のものを用いた。
実施例で作製した水の活性化装置から電極や電源部を取り除いた水の活性化装置を作製した。
タンクに水道水10Lを入れたポンプを用意した。
次に、実施例の水の活性化装置と比較例の水の活性化装置に、上記ポンプをそれぞれ接続して、水を循環させた。
循環させた水の酸化還元電位(OPP)とpHを、循環時間0分から45分まで、5分単位で測定した。
測定結果を表1に示す。
11 配管
12 上流側蓋部
13 下流側蓋部
14 水流入口
15 水流出口
21 第1の電極
22 第2の電極
23a 上流側電極固定部材
23b 下流側電極固定部材
25 電源部
251 直流電源
252 抵抗
253 可変抵抗
31 第1の永久磁石
32 第2の永久磁石
41 凹型ヨーク
51 上流側L型配管
52 下流側L型配管
61 磁石設置部
62 磁石設置部固定部材
63 水抵抗低減手段
α 交差角
Claims (8)
- 内部に通水可能な配管と、
前記配管の内部に、通水した際の水流方向に対して略平行に配設された第1の電極と、
前記配管の内部に前記第1の電極と対向するように配設された第2の電極と、
前記配管の外部に配設された第1の永久磁石と、
前記第1の永久磁石とN極・S極が対向するように配設された第2の永久磁石と、
前記第1の電極及び前記第2の電極に接続され、前記第1の電極と前記第2の電極との間に直流電圧を印加することが可能な電源部と、を有し、
前記第1の電極と第2の電極との間で生じる電流の流れる方向と、前記第1の電極と第2の電極との間における前記第1の永久磁石と前記第2の永久磁石とによって生じる磁力線の方向とが交差するよう構成され、
前記配管の内部に、前記第2の永久磁石を設置する磁石設置部を有する水の活性化装置。 - 前記電流の流れる方向と前記磁力線の方向の交差する角度は、60°以上である請求項1に記載の水の活性化装置。
- 前記第1の永久磁石の、前記第2の永久磁石と対向する面とは反対側の面に磁気的に接触したヨークが配設されている請求項1または2に記載の水の活性化装置。
- 前記ヨークは、磁束漏洩防止材料で構成されている請求項3に記載の水の活性化装置。
- 前記配管の一方の端部に設けられ、前記第1の電極及び前記第2の電極の一方の端部を固定する第1の電極固定部材と、
前記配管の他方の端部に設けられ、前記第1の電極及び前記第2の電極の他方の端部を固定する第2の電極固定部材と、を有する請求項1ないし4のいずれか1項に記載の水の活性化装置。 - 前記配管は、前記配管の一方の端部側の側面に設けられた水流入口と、前記配管の他方の端部側の側面に設けられた水流出口と、を有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の水の活性化装置。
- 前記電源部は、可変抵抗を備え、直流電圧を変更可能となっている請求項1ないし6のいずれか1項に記載の水の活性装置。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の水の活性装置を用い、配管内に通水する水を活性化する水の活性化方法。
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