JPH10235363A - 機能水の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁化処理と電解処理を同時に且つ効率的に施
すことができる機能水の製造装置及び製造方法を提供す
る。 【解決手段】 液体が通過するパイプ部材２と、前記
パイプ部材２に巻回され、前記パイプ部材２に沿った磁
力線ａを形成するよう第１電源４に接続されたコイル３
と、前記パイプ部材２内に収納され、前記磁力線ａを横
切る方向の小通路が多数形成され、この小通路を通過す
る液体に磁気処理を施す積層構造体５と、前記積層構造
体５を、陽極、陰極のいずれか、又は陽極と陰極の区分
にして前記小通路を通過する前記液体に電解処理を施す
第２電源６とを備えてなる装置を用い、磁化処理と電解
処理を同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気処理と電解処
理の両方が施された機能水を効率的に製造する方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水に磁気処理を施すと殺菌効果があるこ
とは知られている。また水に電解処理を施すとイオンが
含まれた活性水になって殺菌効果があることも知られて
いる。このように通常の水に何らかの処理を施して機能
化した水を機能水と呼ぶ。

【０００３】上述した磁気処理は、配管周辺に磁石を配
置したり、配管周辺にコイルを巻いて電流を流すことで
コイル内部に磁場を生じさせることで行われている。ま
た上述した電解処理は、電解槽に陽極と陰極を隔離して
配置し、陽極と陰極との間に直流電源を接続することで
行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁化処
理の場合、配管の軸方向の磁力線で軸方向に流れる水を
磁化するため、磁力線の方向と水流の方向が一致して磁
化の影響を受ける度合いが少なくなる。同様に電解処理
でもバッチ式の電解槽で電気分解を行うため、電極回り
の水が滞留して電解処理の効率が低くなる。また同じ殺
菌効果を狙ったものであっても、磁化処理と電解処理は
別々に施されることになる。このように、磁化処理と電
解処理は別々に行われ、しかも大量の水を処理するには
不向きな構造になっていた。

【０００５】そこで、本発明は、磁化処理と電解処理を
同時に且つ効率的に施すことができる機能水の製造装置
及び製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のうち請求項１にかかる発明は、液体が通過するパイ
プ部材と、前記パイプ部材に巻回され、前記パイプ部材
に沿った磁力線を形成するよう第１電源に接続されたコ
イルと、前記パイプ部材内に収納され、前記磁力線を横
切る方向の小通路が多数形成され、この小通路を通過す
る液体に磁気処理を施す積層構造体と、前記積層構造体
を、陽極、陰極のいずれか、又は陽極と陰極の区分にし
て前記小通路を通過する前記液体に電解処理を施す第２
電源とを備えてなる機能水の製造装置である。前記多層
構造体は、基材により形成され、内部に規則的な多数の
小通路が形成され、この小通路は前記磁力線を横切る方
向である。そのため、液体が複雑な経路で流れる間に磁
力線を横切って強い磁化の影響下におかれる。この多層
構造体は広い表面積を有する電極でもあるため、液体の
電極への接触機会の増大により、電解も進む。

【０００７】請求項２にかかる発明は、請求項１におい
て、前記第１電源は、前記磁力線に磁束変化を生じさ
せ、前記積層構造体を誘導加熱するものである。前記小
通路を形成する部材を横切る磁力線に磁束変化が起こる
ため、誘導加熱が効果的に生じる。

【０００８】請求項３にかかる発明は、液体が通過する
パイプ部材内に、前記パイプ部材の軸心と交差する方向
の多数の小通路が形成された積層構造体を収納し、前記
パイプ部材に沿った磁力線を形成することで、前記積層
構造体を通過する前記液体に磁気処理を施すと同時に、
前記積層構造体を陽極、陰極のいずれか、又は陽極と陰
極の区分にして電流を流し、前記小通路を通過する前記
液体に電解処理を施す機能水の製造方法である。

【０００９】請求項４にかかる発明は、請求項３におい
て、前記磁力線の磁束を変化させ、前記積層構造体を誘
導加熱し、前記流体に前記磁気処理と同時に加熱処理を
施すものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。図１は、本発明の機能水の製造装
置の機器構成図である。

【００１１】図１において、機能水製造装置１は、パイ
プ部材２、コイル３、第１電源４、積層構造体５、第２
電源６を備えてなる。なお、７、８は接続配管である。

【００１２】パイプ部材２は液体が通過する部分であ
り、磁力線が通過するように、セラミック等の無機質材
料、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、フッ素樹脂等の
樹脂材料、ステンレス等の非磁性材料で形成される。通
常のパイプ部材２は断面円形であるが、断面四角の角パ
イプであってもよい。

【００１３】コイル３はリッツ線を撚り合わせたもので
あり、パイプ部材２の外周に巻回されるか、又はパイプ
部材２の肉厚内に巻回して埋設される。このコイル２に
通電すると、パイプ部材２の中心軸に沿って通過する磁
力線ａが形成される。

【００１４】第１電源４は、直流化部４ａと交流化部４
ｂを有し、直流電源を任意の周波数の交流電源に変換す
るインバーターになっている。第１電源４が交流電源で
あると、磁力線ａの磁束密度と向きが変化するが、第１
電源４を直流電源にして磁力線ａの磁束密度と向きを一
定にすることもできる。

【００１５】積層構造体５は、パイプ部材２の中に収納
され、壁流防止部材兼用のスペーサ５ａ、５ｂによって
電気的に絶縁された状態で固定されている。

【００１６】この積層構造体５の詳細が図２に示され
る。ジグザグの山型に折り曲げられた第１金属板３１と
平たい第２金属板３２とを交互に積層し、全体として円
筒状の積層構造体５に形成したものである。この第１金
属板３１や第２金属板３２の材質としては、耐蝕性と強
磁性を備えるＳＵＳ４４７Ｊ１の如きマルテンサイト系
ステンレスが用いられる。また、電極として機能させる
ために、その表面に白金チタンを担持させたものが好ま
しい。

【００１７】図３に示されるように、第１金属板３１の
山（又は谷）３３は中心軸３４に対して角度αだけ傾く
ように配設され、第２金属板３２を挟んで隣り合う第１
金属板３１の山（又は谷）３３は交差するように配設さ
れている。そして、隣り合う第１金属板３１における山
（又は谷）３３の交差点において、第１金属板３１と第
２金属板３２がスポット溶接で溶着され、電気的に導通
可能に接合されているものが好ましい。

【００１８】結局、手前側の第１金属板３１と第２金属
板３２との間には、中心軸方向に対して角度αだけ傾い
た第１小流路３５が形成され、第２金属板３２と奥側の
第１金属板３１との間には、中心軸方向に対して角度−
αだけ傾いた第２小流路３６が形成され、この第１小流
路３５と第２小流路３６は角度２×αで交差している。
また、第１金属板３１や第２金属板３２の表面には、流
体の乱流を生じさせるための第３小流路としての孔３７
が設けられている。さらに、第１金属板３１や第２金属
板３２の表面は平滑ではなく、梨地加工又はエンボス加
工によって微小な凹凸３８が施されている。この凹凸３
８は山（又は谷）３３の高さに比較して無視できる程度
に小さい。

【００１９】図２において、コイル３に電流を流すと、
パイプ部材２及び積層構造体５の中心軸３４に沿った磁
力線ａが形成される。この磁力線ａは、互いに逆方向に
斜め配置された第１金属板３１の山谷の波板を横切るこ
とになる。そのため、第１小流路３５及び第２小通路３
６を通過する液体も磁力線ａを横切ることになり、単に
磁力線ａに沿って流れる場合に比較して、流体に対する
磁化の影響が大きくなる。純水でないかぎり、普通の水
には種々の物質が混入しており、一種の電解液として作
用するため、磁力線を横切ることで微小電流が流れ、活
性化する。

【００２０】この磁力線ａが高周波磁界である場合に
は、積層構造体５を構成する斜め配置の第１金属板３１
と平行配置の第２金属板３２の全体に渦電流が生じ、積
層構造体５が発熱する。このときの温度分布は、第１金
属板３１と第２金属板３２の長手方向に延びた目玉型と
なり、周辺部より中心部の方が発熱し、中央部を流れよ
うとする流体の加熱に有利になっている。

【００２１】また、図２のように、積層構造体５内には
交差する第１小流路３５と第２小流路３６が形成され、
周辺と中央との拡散が行われ、加えて第３小通路を形成
する孔３７の存在によって、第１小流路３５と第２小流
路３６間の厚み方向の拡散も行われる。したがって、こ
れらの小流路３５，３６，３７によって積層構造体５の
全体にわたる液体のマクロ的な分散、放散、揮散が生じ
る。加えて、表面の微小な凹凸３８によってミクロ的な
拡散、放散、揮散も生じる。その結果、積層構造体５を
通過する液体は略均一な流れになって、第１金属板３１
及び第２金属板３２と流体との均一な接触機会が得られ
る。

【００２２】図１に戻り、このような積層構造体５に、
直流電源の第２電源６のプラス側が接続され、積層構造
体５の全体が陽極となっている。第２電源６のマイナス
側はパイプ部材２に対する金属製の入り側の接続配管７
に接続され、接続配管７が陰極となっている。そのた
め、陽極の積層構造体５と陰極の接続配管７との間の液
体に電流が流れ、電気分解が行われる。特に積層構造体
５は上述したような構造であるため、その全体に電解に
よる活性酸素が発生するという電解処理が施される。な
お、第２電源６はプラス側とマイナス側を切り換える極
性切換手段を有するものが好ましい。また、第２電源６
は直流に限らず、交流であってもよい。また、積層構造
体５に対する他の電極は接続配管に限らず、パイプ部材
２内に収納される白金チタンの金網であってもよい。

【００２３】このように、積層構造体５を用いることに
より、強力且つ均一な磁気処理と電解処理の両方が確保
される。また、コイル３による磁力線を変化させると、
積層構造体５は発熱し、強力且つ均一な加熱処理も施せ
る。

【００２４】なお磁化処理と電解処理と加熱処理を同時
に効率的に達成するのに積層構造体５が重要な役割を果
たしており、この役割を確実とするためには、積層構造
体５の液体１立方センチメートル当たりの接触面積が、
２．５平方センチメートル以上であるものが好ましい。
積層構造体の液体１立方センチメートル当たりの表面積
が２．５平方センチメートル以上、より好ましくは５平
方センチメートル以上になるように金属板を積層する
と、液体との接触機会の増大による処理の効率化が達成
できる。また、積層構造体５の表面積１平方センチメー
トル当たりで加熱すべき液体量が、０．４立方センチメ
ートル以下であるものが好ましい。積層構造体５の表面
積１平方センチメートル当たりの液体量を０．４立方セ
ンチメートル以下、より好ましくは０．１立方センチメ
ートル以下にすると、流体に対する処理の急速応答性が
得られる。

【００２５】また、積層構造体５を電磁誘導の発熱体と
する場合には、金属板３１，３２の厚みが３０ミクロン
以上１ｍｍ以下であり、インバーター４による高周波電
流の周波数が１５〜１５０ＫＨｚの範囲にあるものが好
ましい。金属板の厚みが３０ミクロン以上１ｍｍ以下で
あると、電力が入り易く、又伝熱面積を大きくとるため
の波形等の加工による小流路の確保が容易になる。ま
た、使用する周波数が１５ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚの範囲
であると、コイル３の銅損や、スイッチング素子の損失
を防止できる。特に、損失が少ない周波数帯としては、
２０〜７０ＫＨｚである。

【００２６】例えば、１００ｍｍ径、長さ２００ｍｍ、
表面積２．２〜６．２ｍ² の積層構造体５を用いた場
合、流体の膜厚（１ｃｍ³ 当たりの水膜量）が０．５〜
０．２ｍｍと極めて薄膜状であり、積層構造体５を構成
する金属板３１、３２も薄いため、金属板に沿った磁化
と電解と加熱を促進できる。そのため、磁化による殺菌
と、電解による殺菌と、加熱による殺菌を同時に作用さ
せ、活性化した殺菌水を得ること等が簡単にできる。

【００２７】図４は積層構造体５の他の電極態様を示す
図である。波板の金属板４１が互いに交差するように順
に重ねられ、金属板４１の間に絶縁板４２が配設された
積層構造体４０である。この金属板４１の隣り合うもの
が互いに陽極又は陰極となるように、奇数番の金属板４
１が第２電源の４３のプラスに並列接続され、偶数番の
金属板４１が第２電源の４３のマイナスに並列接続さ
れ、積層構造体５それ自体が一対の電極に構成されたも
のである。

【００２８】なお、上述した説明では水道水のような普
通の水を機能化にする場合を説明したが、牛乳やジュー
スなどの如く食品の対象となる液体や化学プラントで処
理される液体状の化成品に磁化処理と電解処理と加熱処
理を同時に作用させる場合にも適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１及び３記載の発明によると、積層構造体として、磁
力線を横切る方向の小通路が多数形成され、流体接触面
積を大きくしたものであって、流体が規則的に分散、拡
散、放散、揮散させられる形態のものを使用するので、
流体が磁力線を横切る機会を多くするとともに、分散、
拡散、放散、揮散によって流体を均一且つ確実に磁場の
影響下におくことができる。同時に、表面積が広大な積
層構造体を電極に使うので、流体を分散、拡散、放散、
揮散させながら、電解処理を施すことになって、コンパ
クトな装置で効率的に磁化処理と電解処理を同時に行う
ことができる。

【００３０】請求項２及び４記載の発明によると、前記
積層構造体を電磁誘導加熱するため、温度を上げた活性
状態にして磁化処理と電解処理を施すことができ、更に
加熱処理も同時に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機能水製造装置の機器構成図である。

【図２】積層構造体の斜視図である。

【図３】積層構造体の構造図である。

【図４】積層構造体の他の電極例を示す図である。

【符号の説明】

１ 機能水の製造装置 ２ パイプ部材 ３ コイル ４ 第１電源 ５ 積層構造体 ６ 第２電源 ７、８ 接続配管 ３１ 第１金属板 ３２ 第２金属板 ３５ 第１小流路 ３６ 第２小流路 ａ 磁力線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体が通過するパイプ部材と、 前記パイプ部材に巻回され、前記パイプ部材に沿った磁
   力線を形成するよう第１電源に接続されたコイルと、 前記パイプ部材内に収納され、前記磁力線を横切る方向
   の小通路が多数形成され、この小通路を通過する液体に
   磁気処理を施す積層構造体と、 前記積層構造体を、陽極、陰極のいずれか、又は陽極と
   陰極の区分にして前記小通路を通過する前記液体に電解
   処理を施す第２電源とを備えてなる機能水の製造装置。
2. 【請求項２】 前記第１電源は、前記磁力線に磁束変化
   を生じさせ、前記積層構造体を誘導加熱する請求項１記
   載の機能水の製造装置。
3. 【請求項３】 液体が通過するパイプ部材内に、前記パ
   イプ部材の軸心と交差する方向の多数の小通路が形成さ
   れた積層構造体を収納し、 前記パイプ部材に沿った磁力線を形成することで、前記
   積層構造体を通過する前記液体に磁気処理を施すと同時
   に、 前記積層構造体を陽極、陰極のいずれか、又は陽極と陰
   極の区分にして電流を流し、前記小通路を通過する前記
   液体に電解処理を施す機能水の製造方法。
4. 【請求項４】 前記磁力線の磁束を変化させ、前記積層
   構造体を誘導加熱し、前記流体に前記磁気処理と同時に
   加熱処理を施す請求項３記載の機能水の製造方法。