JPH07115019B2 - シートタイプのイオン発生器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 水槽のごとき比較的大容量の水のイオン化用、さらに小
容量の個人浴槽用のイオン化装置の通常のタイプは、水
槽，容器，浴槽に浸漬した磁器装置を使用し、この装置
では水が磁場内を移動する際、水中に生ずる弱電流によ
り、水を軽度にイオン化させる方式を採用している。通
常の蛇口水は、Ca,Mg,Fe,その他多種物質の溶解塩類組
成のため比較的電気を導きやすく、また、物理法則によ
りこの導電物質を磁場内で移動させると、導体中には電
気エネルギーが発生する。しかし、強磁界における水中
のこの種電気エネルギー発生は、きわめて低電圧、およ
び低電流のもとでの現象である。なお、水が静止停滞状
態にある場合は、電気エネルギーを発生さすことができ
ぬが、一定水量のタンクまたは容器中の温度差で渦流を
生じる場合には、常に微小ながら若干の水の移動を伴
う。

本発明装置は水中で電気エネルギー流れを発生させる水
の移動に関するものではなく、水を電解質として利用す
るものであり、この場合水は溶解物質による一種の電解
質であるため、常時、陰陽の遊離イオンを有し、したが
って生成電気エネルギーの強度は、水の移動に関係なく
比較的定常化している。

本発明で採用する基本原理は、本発明者による先の特許
出願、とくに、日本に対する特願昭61−103439にもとづ
いている。簡単に言えば、その原理は水中に電気化学的
電位の異なる２種の導電物質を浸漬して、水を電解質と
した一種のボルタ電池を形成させることにある。電気化
学的電位の異なる２種の導電物質は電気的に連結され、
電槽の陽極と陰極とを形成する。この構造の下では陰陽
両極部材間および、強度のイオン化状態を呈する水電解
質を介し、電気エネルギーが連結して流れる。この槽構
造中で水を流過させると、水は中性状態を呈するが、異
なった電極の導電材料間を水相が移動すると、移動性電
解質を形成して、高いイオン化傾向を示すようになる。
この槽構造から出る水はイオン化された状態をそのま
ま、持ちつづけ、最終的にはイオンを吸収した物質と接
触し、あるいは化学変化または他の物質との反応を行う
ことにより、イオンはすべて放出されてしまう。

本発明によるシートタイプイオン発生器はボルタ電池の
電解質として水を使用する原理を利用したものであり、
その陽極には天然ゴムまたはネオプレンのごとき合成ゴ
ム質または導電性プラスチック質シートを使用し、プラ
スチックまたはゴム系導電物質シートを得るため炭素を
加えている。なお、多くのボルタ電池構造では陽極とし
て、カーボンが理想的な材料として用いられると同様、
シートプラスチックまたはゴム含有カーボンも有効な材
料として使用する。しかし、圧密カーボンロッド、また
はプレート等きわめて電気抵抗の低い物質とことなり、
炭素含有のシート状プラスチック，ゴム等は相当高い電
気抵抗性を示す。この系統の導電性材料を有する炭素に
対することになる電極を備える材料板（たとえばAl,Zn,
Cu板）を直接導電性プラスチック，ゴムシート等炭素含
有の物質の直接結合さすこともでき、この種の組み合わ
せ構造体を水に浸漬すると、電気エネルギーが発生し
て、これにより水をイオン化させることができる。

この発明による構造の利点は含炭素導電シートが、ゴム
シート同様、きわめて柔軟でどの形状にも適合し得るこ
とである。別の長所としては、表面積の大きなボルタ電
池構造とし、表面積の広い水と接触して、容器，タンク
等に収納の全水量を十分イオン化させ得ることである。
この利点を備えた本発明によるシートタイプのイオン発
生器は水泳用プールの水中イオン化レベルを高く保持す
るのに最適であり、塩素のごとき薬剤の使用量を低減さ
せるか、なくすこともできる。またこのイオン発生器の
利点は、個人用浴槽として用い、入浴者は、シートタイ
プ発生器の上に直接身体を横たえ、この装置の陽極に身
体が触れると、電気エネルギーが、身体の漬かっている
水から陽極と触れる身体の接触面に流され、この身体と
陽極の触れる点では、身体はいつもプラス電極にあり、
水と触れる他の面は、マイナス電極を示す。事実この状
態は、入浴者がイオン化電極の浴槽に漬かっているだけ
でなく、一電極と触れていることを示し、この結果、電
気エネルギーは身体を通り抜けマイナスイオンとりこみ
により、人に対し種々の保健上の効能を与えるととも
に、人体を流れる電気エネルギーは僅少で済む。

なお、別の利点として、イオン化水による清浄効果があ
げられる。すなわち個人衛生上の立場からすれば皮膚内
に深い洗浄効果を及ぼす。この洗浄効果は浴槽そのもの
に拡がり、これにより、体内脂肪その他物質は浴槽面に
付着することなく、このため最終的に浴槽をきわめて簡
単に浄化し、洗浄用石けん，洗剤等を便用する必要がな
い。

前記したごとく、この発明は電気化学的電位の異なる２
種の物質を用いて形成した電極から成るボルタ電池の原
理と、電解質として水を使用する方式を利用したもので
ある。通常の電池構造では、生成した電気エネルギー
は、電導機を駆動させたり、ランプを点灯させたり、調
時機構，ラジオ，その他の駆動用として外部仕事を行わ
すのに使われる。この作業はすべて電池構造外で行わ
れ、駆動機構は、セルにかかる負荷として陽極と陰極間
に連結させる。

本発明および前記の関連発明によれば、仕事はセル構造
の内部、電解質自身の中で行われ、電解質を強くイオン
化させることに絞られる。この場合、電解質を通して、
電気エネルギーがとり出される。通常の電池利用（モー
タ，ランプ，ラジオ，時計，等）の作業機構を固定電気
抵抗におきかえ、電池セル電解質を流れる電圧，電流を
制御するのに使用できる。

第１図では、セル構造中の電極，導電性プラスチック，
ゴム，ネオプレン等の構成の他、炭素を含み、陽極
（１）を形成するセル構造体と、陰極（２）を形成して
いるアルミニウム板とが図示されている。上記電極
（２）は、導電性陽極（１）と直接機械的および電気的
に連結されている。この構造によれば、低電圧で最大の
電流が得られるが、シート（１）の電気抵抗は高いた
め、電流値はこの抵抗値によりある限度におさえられ、
広い面積を示すシート（１）を使用して過大の電流の発
生をさけ、とくに電圧を低減させないようにできる。

含炭素導電シートの陽極（１）およびこれに直接とりつ
けたアルミニウム陰極（２）、または第１図で示す他の
電気化学的電位の異なる材料構造を水中（７）に浸漬す
ると、電気エネルギーが発生し、第２図で示すごとく、
これが水中を流れる。この電気エネルギーにより水分子
は解離して陰・陽両イオンにわかれる。この解離すなわ
ちイオン化作用は、第２図では陰極板（２）と陽極シー
ト（１）との電気エネルギー流れとして示しているに過
ぎぬが、実際は容器（６）の水全容積にわたって行われ
る。しかし、上記構成のシートタイプイオン発生器は、
まず表面積がほとんど限定されない構造とし得るため、
水との接触面積は極めて大きく、発生電気エネルギー
は、コンパクトな小型イオン発生器にくらべきわめて広
範に分散され、この小型発生器の場合、イオン発生器の
すぐ近辺でイオンが発生し、電気エネルギーに濃度差を
生じ、装置からイオン濃度が逐次低減して行く。

コンパクトなイオンの発生器を使用する場合、全水量を
通じてのイオンの拡散は多分にイオンを発生個所から離
隔した場所へ移動さす水の動きにより左右される。

広範なテスト結果、電解液の電圧によるイオン化が電流
によるイオン化より一層効率的に行なわれることがわか
っている。つまり、セル電圧は最小電流のもとでできる
だけ高く保つべきことになる。第３図では、電気抵抗
（４）を陰極アルミ板（２）と陽極電導シート（１）と
の間に挿入した構造を用いて、電圧を高め、したがって
電流を低める工夫を払っている。絶縁板（３）はアルミ
板（２）と導電用シート（１）との間に挿入し、かつ、
上記電気抵抗体（４）を使って、アルミニウム板（２）
と導電性シート（１）とを連結させている。さらにシー
ト（１）の大きな表面積と内部抵抗により、使用電圧に
制限効果が出るものの、上記したごとく電圧は水のイオ
ン化を有効化する重要なファクターであり、したがって
イオン化に際しその広い分布面積を持たせるとともに高
い電圧源を確保するには、圧縮炭素系の一体ブロックを
第４図のごとくとりつける。圧縮炭素質の一体ブロック
（５）は上記シート（１）と機械的、電気的に連結さ
せ、抵抗体（４）をシート（１）に取りつけずに、上記
ブロツク（５）に連結する。そして、アルミ板２は絶縁
板（３）によって導電性シート１から分離され炭素ブロ
ック（５）と抵抗（４）を介して電気的に接続されてい
る。第４図の構造とすると二種の電気エネルギー源が得
られる。すなわちシート（１）に向うアルミニウム板
（２）の電気エネルギーと、圧縮カーボン一体ブロツク
（５）に向うアルミニウム板（２）の電気エネルギーと
である。この状態を第５図、矢印（Ａ）と（Ｂ）とで示
す。（Ａ）矢印はアルミニウム（２）と圧縮カーボン一
体ブロツク（５）間の電気エネルギーの移動を示し、こ
の場合、比較的電圧が高いため、高いレベルの水イオン
化操作が行われる。矢印（Ｂ）はアルミニウム板（２）
とシート（１）間の電気エネルギー流を示す。

個人浴槽用シートタイプイオン発生器の使用例を第５図
に示す。この場合入浴者は導電性シート（１）上に座
り、この態勢で身体は通電回路の一部をなし、電気エネ
ルギーは矢印に示すごとく体内を流れる。矢印（Ｂ）は
アルミニウム板（２）からの電気エネルギー流れがで
示す体表面上にマイナスイオン濃度を高めて行くのを示
す。陽極シート（１）と接する個所はプラスとなり、第
５図でで示される。陰イオンは体内に吸収され、電
極差があるため、体内を通してマイナスイオンの吸収
点からプラス点へと電気エネルギーの流れが生ずるは
ずである。このエネルギー流れは、水相（７）を経てア
ルミニウム（２）から体内へ、さらに体内を経て、導電
シート（１）へと送られる。さらに高電圧の別の電気エ
ネルギー回路は、水相（７）を経たアルミニウム板
（２）と圧縮力−ボン一体ブロック（５）間で形成され
る。この回路では主として浴槽（６）中の水相（７）の
さらに強度のイオン化レベルを形成し、これにより、総
合的なイオン化有効性を高める。

体内に電気エネルギーが流れるという事実が、とくにこ
の発明の利点ともなっている。水容器，浴槽等用のその
他のイオン発生器はすべて、水をイオン化させるだけの
ものであり、通常のイオン発生器備えつけの浴槽を入浴
者が使用する場合がこれに相当し、身体は陽イオン、陰
イオン何れにもさらされるだけであり、たとえ、体表面
にイオンが吸着されるとしても、実質的には体を介しま
たは体中には電気エネルギーが作用しない。

別のこのタイプのイオン発生器の用途に水泳プール用の
ものがある。第４図〜第５図で示すシート式イオン発生
器を水泳プールの側壁に吊り下げることもできる他、き
わめて大型のシートタイプイオン発生器を水泳プールの
底部にとりつけることもできる。バクテリア、藻類のな
い水質を確保するため、プール水に塩素化合物を投入
し、良好な衛生条件にする操作が通常よく行われる。し
かし、塩素は、眼，耳等に刺激を与える等、人体に好ま
しくない二次効果を与える。バクテリア，藻類等に対し
水のイオン化効果は同程度に有効であり、水の衛生条件
も維持される。しかも塩素で見られる副次効果はなく、
事実、水のイオン化は人体にとって好ましいことは広く
認められている。個人浴槽，水泳プール用として本発明
装置を採用するに当り、長期テストの結果、水に同伴す
るスラッジおよび他の固形物質がシートタイプのイオン
発生器面上に集積することがわかった。さらにこの現象
を追求するため、数日間にわたり、水容器中に継続とり
つけたシートタイプイオン発生器の表面に泥状の付着物
の発生が見られたが、水質は清水同様、清浄で汚染され
ていないことがわかった。これから考えられることは、
水のイオン化操作が強力な洗浄，浄化作用を示す事実、
とくに泥状の折出物が主として陽極のシート（１）を被
覆する事実から、一層その効果が明白である。この場合
解釈し得ることは、マイナスイオンがバクテリアと藻類
を破壊し、これにマイナス電荷が集積し、マイナス荷電
物質は、つづいて導電性シートのプラス荷電面に誘引さ
れ、ここで保持されると言うことである。水中でこの種
装置を使用しなければ、バクテリアは自由に繁殖し、藻
類は生長して水は変色し、かびくさい臭いを発するに違
いない。

先に記載の説明で、導電性シート（１）を含炭素の故に
陽極であるとしたが、炭素の電極とことなる電気化学電
極を有する材料粉末含有の導電性シートを使用して逆条
件とすることができ、かつ、アルミニウム板を圧縮一体
カーボン板で交換することも可能である。さらに検討を
加え、第６図の如く、含炭素シートの一組をたとえばAl
粉末含有の地のシート８と組み合わせ使用も可能であ
る。前記のごとく含炭素導電性シート１は陽極を構成
し、含アルミニウム導電シート８は陰極を構成する。

第１図では、アルミニウム板（２）をシート（１）に機
械的，電気的に接続し、同じく第６図の構成では含アル
ミニウム導電性シート（８）を前記シート（１）に機械
的，電気的に連結さすことができる。第６図では非抵抗
型コネクター（10）と接触点DDを用い、シート（１）と
シート（８）とに連結した構造が示されている。

第３図に類似の第二の方法として、アルミニウム板
（２）を絶縁板（３）を用い、前記（１）から分離し、
電気抵抗をアルミニウム板（２）と導電性上記シート
（１）との間に挿入する。第６図の構造においても導電
性シート（１）と同じくシート（８）とを絶縁空隙
（９）を設けて分離させ、抵抗体（４）は、回路に示す
ごとく、絶縁空隙をはさんで連結し、C,C点においてそ
れぞれシート（１）とシート（８）とに連結する。

第６図で示す第三の方式は、抵抗体（４）のいかなる物
理機械的方法によっても連結を行なわぬ絶縁空隙をあけ
ておくか、または、非抵抗コネクター（10）による直接
物理接続を行うかの方法であり、言いかえれば、前記シ
ート（１）とシート（８）の間には一切物理的な連結を
行わぬ方式である。抵抗または直接接続を介してバイパ
スを行っていない絶縁空隙型構造体を水中に浸漬する
と、この発明の別構造で述べたと同じ経路で電気エネル
ギーが得られる。しかし、この場合は抵抗は水自身によ
りスペーサ（９）をまたいで、発現され、回路の連続性
に必要な条件を提供し、シート（１）とシート（８）の
電池構造を使って、電気エネルギーを発生させる。ま
た、第３図，第４図，第５図で示す物理的抵抗体とは異
なるとは言え、この条件は、第６図の抵抗体（４）（た
だし比較的高抵抗値）で回路図式化することができる。

さらに詳しく言えば、隙間（９）の場所で、シート
（１）とシート（８）間の最も接近した点のパス長は、
他のパス経路にくらべて短かい。たとえばシート（１）
とシート（８）の面が隙間（空隙）（９）から離隔する
と水の導電率は小さくなる（抵抗増大）、その結果、シ
ート（１）とシート（８）間での導電率は、空隙（９）
にまたがって最大となる（抵抗最低）。したがって前記
シート（１）面上のどの個所と、空隙（９）から離隔し
たシート（８）面上のどの個所間であっても、若干の電
極差が見られ電気エネルギーは、最大の利用電圧のもと
で、ただしきわめて低電流の条件で流れる。

上記説明から理解できるように、本発明装置は、清浄で
バクテリアの生存しない非汚染条件のもとで保持したい
とするどのタイプの水タンク，容器，受器にも適用され
る。

なお、少量の洗剤または石ケンを使用するだけで衣服の
洗濯，脱脂等にもきわめてすぐれた洗浄効果が得られ
る。織物（衣服）の洗濯テストの結果、ごみその他のよ
ごれの除去に顕著な改善が見られ、洗い後の衣服のつや
も大きく向上した。

本発明による装置は家庭用洗濯機、およびその他の洗浄
装置に使用してきわめて効果を上げる。使用に当って
は、装置がきわめて扁平であるため、洗浄機ドラムの内
面にとりつけ易く、または、洗浄用水容器内のどの部分
にもとりつけ可能である。なお扁平状であるため洗浄過
程にあって衣類が移動する際も何等支障はない。さらに
装置の面上の水量は十分確保されているため、連続して
水のイオン化が行われ、洗浄水を通じてイオンは完全に
拡散される。

最近の農業、水産魚場での研究でイオン化の効能と、低
度の電気エネルギー流れの利点が認められている。この
装置が多種の利用面を有していることは言うまでもな
い。農業分野において、またとくに、苗木の発芽生長、
豆科植物の発育等の用途で、この装置を生長用コンテナ
ーの底部にとりつけ、あるいは魚礁および、卵の保護等
の目的に水槽内にとりつけ、利用することもできる。

前記のごとく、プラスチックシート，天然ゴムシート，
合成ゴムシート等、炭素または他の導電物質を含む材料
を用いることを説明したが、たとえば、シート（１）と
（８）のごとく導電性ファイバー、たとえば、織物形
状、マット形状のカーボン繊維または固有の導電率を有
し、含浸性、導電性特性を備えた繊維材料を利用するこ
とができる。

本明細書で示す、実施例のみに限定せず多種変形を考案
し得ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る装置の平面図、第２
図は第１図に示した装置におけるイオンの流れを説明す
る側面図、第３図は本発明の第２実施例に係る装置の側
断面図、第４図は本発明の第３実施例に係る装置の側断
面図、第５図は第４図の装置を浴槽内で使用した場合の
イオンの流れを説明する部分側断面図、第６図は本発明
の他の変形例を示す側面説明図である。 （１）……陽極、（２）……陰極 （３）……絶縁板、（４）……電気抵抗体 （５）圧縮カーボン一体ブロック （６）コンテナー（水槽） （７）……水、（８）……導電性シート （９）……絶縁空隙 （10）……非抵抗体コネクター

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気化学的電位の異なる陽極部材と陰極部
   材とを使用し、少くとも上記電極部材の一つがシート状
   材料であり、上記陰陽電極何れも電解液と共通接触させ
   るとともに、両電極部材を電気的に連結して上記電解液
   内に電流を発生させ、電解液をイオン化させるシートタ
   イプのイオン発生器。
2. 【請求項２】上記電極部材の少くとも一方が可撓性であ
   る特許請求の範囲第１項記載のシートタイプのイオン発
   生器。
3. 【請求項３】上記電解液が水である特許請求の範囲第１
   項記載のシートタイプのイオン発生器。
4. 【請求項４】上記陰陽電極部材の電気結合を直接物理的
   手段で行う特許請求の範囲第１項記載のシートタイプの
   イオン発生器。
5. 【請求項５】上記陰極電極部材の電気結合が電気抵抗を
   介して行われる特許請求の範囲第１項記載のシートタイ
   プのイオン発生器。
6. 【請求項６】上記電気結合が上記電解液の一部を介して
   発現される特許請求の範囲第１項記載のシートタイプの
   イオン発生器。
7. 【請求項７】上記電極部材の少くとも一組が、シート部
   材の二部材と、同一極性のブロックまたは板状部材構成
   である特許請求の範囲第１項記載のシートタイプのイオ
   ン発生器。
8. 【請求項８】上記可撓性電極部材を電導性プラスチッ
   ク，天然ゴム，または含炭素合成ゴム質シート製とする
   特許請求の範囲第１項または２項記載のシートタイプの
   イオン発生器。
9. 【請求項９】上記可撓性電極シート部材をプラスチッ
   ク，天然ゴム，または金属粉末含有の合成ゴム質電導性
   シートとする特許請求の範囲第１項または２項記載のシ
   ートタイプのイオン発生器。
10. 【請求項１０】上記金属粉末をアルミニウムとする特許
    請求の範囲第９項記載のシートタイプのイオン発生器。