JPH0815594B2 - 光エネルギー吸収励起水製造装置及び光エネルギー吸収励起水の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、赤外線及び紫外線の両方を吸収することに
よってエネルギー準位を高くした光エネルギー吸収励起
水の製造装置及び光エネルギー吸収励起水製造方法に関
するものある。

（従来の技術） 従来、例えばバイオテクノロジー分野では、水耕栽培
等において栽培される植物を成長させるため、通常の水
に種々の化学的肥料を混入することが一般に行われてお
り、上記植物は上記通常の水に混入された化学的肥料を
吸収することにより成長するものであった。

また、窯業分野では、例えば耐熱煉瓦用原料を通常の
水で混練したあと、乾燥、焼成するという耐熱煉瓦製造
手段が採用されていた。

そのため、技術進歩の成り行きとして上記バイオテク
ノロジー分野における水耕栽培植物の成長をさらに促進
するための要求、あるいは窯業分野における耐熱煉瓦の
耐圧強度をさらに上げるための要求等があった。

（発明が解決しようとする課題） そこで本発明では上記バイオテクノロジー分野、ある
いは窯業分野等の技術的要求に対処するため、通常の水
に赤外線及び紫外線の両方を吸収させることによってエ
ネルギーを高めた光エネルギー吸収励起水を製造する装
置及びその製造方法を提供し、上記製造装置によりある
いは上記製造方法によって光エネルギー吸収励起水を製
造し、この励起水を用いることによりバイオテクノロジ
ー、あるいは窯業製品の特性の向上を計ることを解決す
べき技術的課題とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、光エネルギー吸収励起水
製造装置を、非励起水に対して金属イオンを注入するイ
オン注入手段と、金属イオンが注入された非励起水が流
入される非金属製の管体と、Ｎ極とＳ極とが前記管体を
中心として対向するように前記管体の外周面に近接して
配置された磁石と、前記磁石のＮ極とＳ極とが対向する
位置の前記管体の外周面に巻装され、外部から高周波電
流が通電されるコイルと、前記磁石及びコイルに近接し
て配置され、前記管体の中心軸に対して直角方向から前
記管体を透過するように赤外線を照射する赤外線照射部
と、前記赤外線照射部から照射された赤外線を連続して
反射させるように前記管体を中心として対向配置された
赤外線反射板を有する赤外線照射手段と、前記赤外線照
射手段に近接して配置され、前記管体の中心軸に対して
直角方向から前記管体を透過するように紫外線を照射す
る紫外線照射部と、前記紫外線照射部から照射された紫
外線を連続して反射させるように前記管体を中心として
対向配置された紫外線反射板を有する紫外線照射手段と
により構成する。

また、光エネルギー吸収励起水の製造方法を、非励起
水に金属イオンを注入するステップと、非金属製の管体
中において、前記管体の外周面に巻装されたコイル及び
前記管体の外周面に近接して配置された磁石の作用によ
り前記金属イオンが注入された非励起水の電子にラーモ
ア運動を生じさせ、非励起水の微細構造を攪乱させるス
テップと、微細構造が攪乱された非励起水に対して赤外
線を照射するステップと、赤外線を照射された励起水に
対して紫外線を照射するステップとにより構成する。

（作用） 前記のように構成された光エネルギー吸収励起水製造
装置及び光エネルギー吸収励起水製造方法によれば、非
励起水に金属イオンが注入され、金属イオンが注入され
た非励起水が管体を流れる過程でコイル及び磁石の磁場
作用により非励起水の電子にラーモア運動が生じてその
非励起水の微細構造が攪乱され、金属イオンが注入さ
れ、微細構造が攪乱された非励起水に対してそれぞれ異
なったエネルギー特性を持つ赤外線及び紫外線が照射さ
れるので、エネルギー准位の高い励起水を効率良く得る
ことができる。

（実施例） 次に、本発明の実施例を説明する。

第１図は、光エネルギー吸収励起水を製造するための
製造装置の構成を示した要部構成系統図である。

管体１は、赤外線及び紫外線を損失少なく透過させる
ことができる例えば石英管で形成されており、管体１の
外周部には、磁石２が、管体１を中心にしてヨークで結
合したＮ極及びＳ極を対向させた状態で配置されてお
り、管体１の磁石２の部分に例えば40MHz程度もしくは
それ以上の周波数の高周波電流を流すコイル14を巻く。
また、管体１に近接して、管体１内を流れる後述の水に
対して、赤外線，紫外線それぞれを照射させるための赤
外線照射装置３及び紫外線照射装置４が設けられてお
り、赤外線照射装置３には赤外線照射筒3Aが、また紫外
線照射装置４には紫外線照射筒4Aが取付けられている。
そして赤外線照射筒3Aの先端部は、管体１の外周面に沿
うように配置された半割状の金属製カバー5Aに貫通状に
接続されている。また、紫外線照射筒4Aの先端部は、管
体１の外周面に沿うように配置された半割状の金属製カ
バー6Aに貫通状に接続されている。また前記金属製カバ
ー5Aの対向位置には金属製カバー5Bが配設されており、
さらに前記金属製カバー6Aの対向位置には金属製カバー
6Bが配設されている。

図面上において、管体１の左端面には、管体１に水を
送水するための送水管７の一端部が接続されている。こ
の送水管７の他端部は、給水容器（非励起水送水器）８
に接続されており、さらに給水容器８に対して図示して
いない給水手段により外部から蒸溜水９が注入されるよ
うになっている。給水容器８内には、第１図に示すよう
に例えば赤外線放射物質、あるいは同等の性質をもった
セラミック等の前処理材10を充填することによって前記
蒸溜水９に予め光エネルギーを吸収させたあと、図示し
ていないNa⁺，K⁺，Ca²⁺等の金属イオンを微量添加する
というような前処理をすることもある。この前処理によ
り、上記蒸溜水９を後述の励起作用により励起すると
き、蒸溜水９の励起化時間を短くすることが可能にな
る。

給水容器８には超音波振動子11が取設されており、同
超音波振動子11から超音波を発信し、前記蒸溜水９を超
音波で攪拌することによって、前述の前処理による作用
を促進させることができる。

なお、図面上において前記管体１の右端部には、管体
１内を流れた水を吐出させるための吐水口12が取付けら
れている。また第１図のＡ−Ａ断面を示した第２図に示
すように、管体１の内周面には内周断面の約半分に、例
えば金、あるいは銀などの金属材でメッキされており、
このメッキ層13は、前記赤外線照射装置３、あるいは前
記紫外線照射装置４から照射された赤外線の光子あるい
は紫外線の光子から電子を放出させるためのもので、こ
の反射電子はさらに前記金属製カバー5A,6Aで再反射さ
れたあと、金属製カバー5A,5B,6A,6Bで繰返し反射させ
ることによって管体１内を流れる水が、上記赤外線、紫
外線の光子を繰返し吸収できるようにしたものである。

以上のように構成された光エネルギー吸収励起水製造
装置を用いて光エネルギー吸収励起水を製造する場合に
は、前記給水容器８に蒸溜水９を注入するとともに、超
音波振動子11に所要の電圧を印加することによって超音
波を発信させ、蒸溜水９を攪拌させることによって蒸溜
水９が給水容器８内に充填された前処理材10の放射赤外
線を吸収するときの吸収効果を上げた状態で、この半励
起水を送水管７を介して管体１に通流させる。さらに送
水管７を通流させる過程で、図示していないイオン注入
手段により金属イオンを注入しても良い。また前記のよ
うに金属イオンを半励起水中に注入した場合には、前記
吐水口12から吐出された励起水を、図示していないイオ
ン交換工程を通すことにより前記金属イオンを完全に除
去する。

前記送水管７を介して給水容器８から前記半励起水、
もしくは蒸溜水９（以下、半励起水及び蒸溜水９を共に
水と記載する。）が管体１に流れると、この水は前記磁
石２により形成された磁場と高周波電流によりここを通
過する過程で水の電子はラーモア運動を生じ、水の微細
構造が攪乱された状態となる。分子配列が非常に不安定
な状態になった水は、光エネルギーを吸収しやすい状態
に変化するため、赤外線照射装置３から照射された赤外
線が管体１を透過し、水に照射されると、前記赤外線の
光子は効率よく、水に吸収される。水に照射された赤外
線の光子は前記メツキ層13で電子を放出したあと、カバ
ー5Aで再放出し、さらにカバー5A,5B間で無限に放出す
る。その過程で赤外線によるエネルギーは繰返し水に吸
収されるため、水は光エネルギー吸収励起水となる。

上記光エネルギー吸収励起水は、さらに紫外線照射装
置４から照射された紫外線を直接的に、あるいは前記メ
ッキ層13、金属製カバー6A,6Bによる反射光を吸収して
さらにエネルギー準位を高くし、よりエネルギーの高い
光エネルギー吸収励起水となって吐水口12から吐出され
る。

次に、上記のようにして製造された光エネルギー吸収
励起水の特性及び応用について説明する。

第３図は水のエネルギー変化を波長200〜310nmの範囲
で紫外線吸収法により調べたものである。第３図におい
てＡは第１図に示した製造装置によって生成された光エ
ネルギー吸収励起水の紫外線吸収特性曲線であり、Ｂは
蒸溜水の紫外線吸収特性曲線である。同図に示すよう
に、外部からエネルギーを吸収していない蒸溜水Ｂは、
この波長範囲では紫外線の吸収が行なわれないことを示
しており、エネルギーの低い普通の水（準安定状態）に
なっているのに対して、Ａは極めて高い紫外線吸収特性
を示している。

同図に示すように、Ａは波長により紫外線吸収率が異
なるという特異な吸収特性をもっている。Ａのこの特異
な吸収特性は水の微細構造の変化に基づくもので、例え
ば変角振動、Ｏ−Ｈの伸縮振動、水素結合（Ｏ−Ｈ…
Ｏ）に赤外線、紫外線のエネルギーと磁場、高周波電流
の波長が共鳴をして水の分子内に量子状態の変化を生じ
させたことを示している。従って上記状態になった水は
分子式は同じであるがエネルギー的に不安定な、いわゆ
る励起状態となっており、一般的な表示ではエネルギー
が高い水になっている。

上記のように初め、蒸溜水であったものがエネルギー
の高い水になるのは、蒸溜水が磁気共鳴をうけ前記赤外
線照射装置３、あるいは紫外線照射装置４から放射され
た光エネルギーを吸収したためである。従って、生化学
系、一般化学反応系に対し、広くは水と共存する物質系
に、上記のようにして励起された水が関与すれば、この
水は保有しているエネルギーを相手物質に与え、相手物
質の微細構造に影響を与えて工業的に好ましい状態にす
ることができる。なお、上記励起水が保有しているエネ
ルギーを相手物質に与えて上記作用が行なわれたあと、
この水はエネルギーを失い蒸溜水に戻る。

次に、例えば前記第３図のような特性を有する光エネ
ルギー吸収励起水Ａの応用例を説明する。

第４図は、第１の応用例としての水耕栽培に上記励起
水Ａを全体の水溶液の20％用いた場合の、かいわれ大根
及びもやしの伸びを示したもので、蒸溜水を用いた場合
と上記励起水Ａを用いた場合の伸びの比較ができるよう
にしたものである。縦軸に示した伸びは、かいわれ大根
及びもやしそれぞれの種子50粒を蒔いたあとの経過日数
に対応したそれぞれの種子の平均の伸びを示したもので
ある。なお、上記応用例においては周囲温度を30℃にコ
ントロールしている。

第４図に示すように、上記水耕栽培において蒸溜水を
用いた場合と、前記励起水Ａを用いた場合のかいわれ大
根及びもやしそれぞれの伸び速度は、明らかに前記励起
水Ａを用いた水耕栽培において大きく、蒸溜水を用いた
場合は極めて小さくなっている。

なお、上記実施例においては特に化学的肥料を用いて
いないが、水耕栽培溶液に肥料を混入させた場合には、
肥料の吸収率を高くすることができるものと類推され
る。

次に、第２の応用例として第５図〜第７図において微
生物の増殖速度及び増殖濃度の増殖特性を示している。

第５図は、Thiobacillus Thiooxydans菌の液体培地で
の増殖特性を示したもので、500mlの液体培地を用い、
かつ液体培地を30℃の一定温度にコントロールしたもの
である。図中、4Aは光エネルギーを吸収した前記励起水
Ａを20％含んだ水を液体培地とした場合の菌の増殖特
性、4Bは光エネルギーを吸収していない普通の水を液体
培地とした場合の菌の増殖特性を示している。

同図に示すように前記励起水Ａを20％含んだ水を液体
培地とした菌の増殖速度及び増殖濃度が、普通の水を液
体培地とした場合の菌の増殖速度及び増殖濃度に比較し
て極めて高いことが明らかである。

第６図はThiobacillus Thionovellus菌についての増
殖特性を示したものである。図中、5Aは前記励起水Ａを
20％含んだ水を液体培地とした場合の上記菌の増殖特
性、5Bは普通の水を液体培地とした場合の上記菌の増殖
特性を示している。

同図に示すように、前記励起水を20％含んだ水を液体
培地とした場合の菌の増殖速度及び増殖濃度が、普通の
水を液体培地とした場合の菌の増殖速度及び増殖濃度に
比較して極めて高いことが明らかである。

第７図はStrepomyces系及びBacilus系６種の混合菌に
ついての増殖特性を示したものである。図中、6Aは前記
励起水Ａを20％含んだ水を液体培地とした場合の菌の増
殖特性、6Bは普通の水を液体培地とした場合の上記菌の
増殖特性を示している。

同図に示すように前記励起水Ａを20％含んだ水を液体
培地とした場合の菌の増殖速度及び増殖濃度が、普通の
水を液体培地とした場合の菌の増殖速度及び増殖濃度に
比較して極めて高いことを示している。

以上のように第１の応用例及び第２の応用例における
作用効果は、バイオテクノロジー、遺伝子工業（ライフ
サイエンス）に貢献することが大である。

次に、前記励起水Ａを用いた第３の応用例として、耐
熱煉瓦の製造例について説明する。

一般に耐熱煉瓦の原料として珪酸塩類及び粘土が用い
られるもので、珪酸塩類は例えば三種類が混合使用さ
れ、また粘土はバインダーとしての役目をするものであ
る。さらに上記珪酸塩類と粘土とを混練機を用いて混練
する工程で原料の約18％の水分が必要とされる。

そこで、上記水分として一般水と例えば光エネルギー
を吸収した前記励起水Ａとのそれぞれを用いて製造され
たときの耐熱煉瓦の耐圧強度の比較をする。

前記珪酸塩類と粘土とを一般水を用いて混練した第１
の混練材料と、上記珪酸塩類と粘土とを前記励起水Ａを
用いて混練した第２の混練材料とをそれぞれ別々に第８
図に示すように成型器１に充填し、例えば150トンプレ
ス２の圧力で上方から加圧すると、第１の混練材料の場
合は、第９図に示すように圧力により粘土（微粒子）が
珪酸塩類の外側に流出し、珪酸塩類の接着効果が減少す
ること、即ちシキソトロピーが大であることが確認され
ている。一方、第２の混練材料の場合は、第10図に示す
ように圧力がかけられても粘土と珪酸塩類の分布状態が
均一の状態を保つこと、即ちシキソトロピーが小である
ことが確認された。

上記成型工程のあと、成型器１から取り出された前記
第１の混練材料成型品と第２の混練材料成型品は、乾燥
工程で例えば１日間の自然乾燥と、ドライヤーによる11
0℃の乾燥を１日間行ったあと、焼成工程においてトン
ネルキルンを通過させ、1300℃で焼成することにより耐
熱煉瓦が完成される。

第11図は、前記第１の混練材料を用いて製造された耐
熱煉瓦P1と前記第２の混練材料を用いて製造された耐熱
煉瓦P2とのそれぞれ２個をサンプリングし、さらに平均
された物理的特性を示したものであり、効果的に前記励
起水Ａで混練された第２の混練材料を用いて製造された
耐熱煉瓦の強度が、第１の混練材料を用いて製造された
耐熱煉瓦の耐圧強度より約20％増加することが確認され
た。

なお、上記耐熱煉瓦の製造の他に、光エネルギーを吸
収した励起水を用いて原料を混練するセラミック製品全
般の耐圧強度を上げることができることは前記耐熱煉瓦
製造作用から容易に考えられる。

更に、光エネルギーを吸収した励起水は前述のよう
に、蒸溜水、あるいは一般の水よりエネルギー準位が高
く不安定な状態となっているため相手物質同志（例えば
親水性である珪酸塩類、粘土）をより強いエネルギーで
接着させるので相手物質が他のものでも親水性物質であ
ればこの作用により前述のような効果を生ずることは当
然である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、金属イオンが注入され
た非励起水が管体を流れた過程で、コイル及び磁石の磁
場作用により非励起水の電子にラーモア運動が生じて微
細構造が攪乱されたあと、その非励起水に対してそれぞ
れ異なったエネルギー特性を持つ赤外線及び紫外線の照
射が行われるため、エネルギー準位の高い励起水を効率
良く得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は光エネルギー吸収励起水製造装置の略体構成系
統図、第２図は第１図の要部断面図、第３図は励起水の
エネルギー特性図、第４図は水耕栽培植物の成長特性
図、第５図はThiobacillus Thiooxydans菌の増殖特性
図、第６図はThiobacillus Thiooxydans菌の増殖特性
図、第７図はStreptomyces系及びBacillus系混合菌の増
殖特性図、第８図は耐熱煉瓦成型工程図、第９図は通常
の水により混練された混練材料を用いた成型工程図、第
10図は励起水により混練された混練材料を用いた成型工
程図、第11図は耐熱煉瓦の物理的特性表示図である。 Ａ…光エネルギー吸収励起水 １…管体 ３…赤外線照射装置 ４…紫外線照射装置 ８…給水容器 ９…蒸溜水 14…高周波電流コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴泉 彰恵 愛知県名古屋市千種区希望ケ丘１―11―17 (56)参考文献 特開 昭63−42789（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非励起水に対して金属イオンを注入するイ
   オン注入手段と、金属イオンが注入された非励起水が流
   入される非金属製の管体と、Ｎ極とＳ極とが前記管体を
   中心として対向するように前記管体の外周面に近接して
   配置された磁石と、前記磁石のＮ極とＳ極とが対向する
   位置の前記管体の外周面に巻装され、外部から高周波電
   流が通電されるコイルと、前記磁石及びコイルに近接し
   て配置され、前記管体の中心軸に対して直角方向から前
   記管体を透過するように赤外線を照射する赤外線照射部
   と、前記赤外線照射部から照射された赤外線を連続して
   反射させるように前記管体を中心として対向配置された
   赤外線反射板を有する赤外線照射手段と、前記赤外線照
   射手段に近接して配置され、前記管体の中心軸に対して
   直角方向から前記管体を透過するように紫外線を照射す
   る紫外線照射部と、前記紫外線照射部から照射された紫
   外線を連続して反射させるように前記管体を中心として
   対向配置された紫外線反射板を有する紫外線照射手段と
   を備えたことを特徴とする光エネルギー吸収励起水製造
   装置。
2. 【請求項２】非励起水に金属イオンを注入するステップ
   と、非金属製の管体中において、前記管体の外周面に巻
   装されたコイル及び前記管体の外周面に近接して配置さ
   れた磁石の作用により前記金属イオンが注入された非励
   起水の電子にラーモア運動を生じさせ、非励起水の微細
   構造を攪乱させるステップと、微細構造が攪乱された非
   励起水に対して赤外線を照射するステップと、赤外線を
   照射された励起水に対して紫外線を照射するステップと
   を有することを特徴とする光エネルギー吸収励起水の製
   造方法。