JPWO2003064332A1 - 水の活性化装置および活性化方法 - Google Patents

Abstract

珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を、各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置して、前記粒子間にエネルギ集中の場を持たせた活性構造体のエネルギ集中の場に水または水性媒体を滞留あるいは通過させて水を活性化するのと同時に被処理水中の溶存酸素量を増加させる。外部からエネルギを与えることなしに、あるいは少ないエネルギで水を活性化することができる。

Description

技術分野
本発明は、水の活性化方法および活性化装置に関する。より詳しく述べると、特定の元素から構成された粒子間にエネルギ集中の場を持たせ、このエネルギ集中の場に水を通過または滞留させることによって、水を活性化させる水の活性化方法および水の活性化装置に関する。
背景技術
近年、医薬品分野、化粧品分野、工業分野、食品分野、農業分野、家庭用等種々の分野で水の活性化が行われている。
電解水は、例えば第１９図（ａ）に示すような装置を用いて、水を電気分解して調製するが、その際に一般に水道水を使用している。水道水は、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム、カリウム等の金属が塩形態で含まれている電解質溶液である。
すなわち、第１９図（ａ）に示す通り、隔膜Ｄで仕切った水槽Ｔに仕切りの両側に各々陽極Ｅ１、陰極Ｅ２を配置し、そしてこの水槽Ｔに水道水等の電解質液を入れ、この両極Ｅ１、Ｅ２間に所定の電流を流すことによって電解水が製造される。
陽極Ｅ１側では水分子がＨ^＋（水素イオン）とＯ_２（酸素分子）とｅ⁻（電子）に分離され水素イオンが増え酸素分子が水にその際の水温における飽和濃度まで溶解する。この際に、オゾン、Ｏ_２ラジカル、酸化力を有する酸化性のイオンが多く発生する。また、水中に例えば塩化ナトリウム等の電解質が存在する場合には、これらの電解質が反応を起こすことによって、各々対応する電解質由来の物質が生成される。この際には、陽極側では強酸性水が生成される。従って、陽極Ｅ１側は、酸性を呈する酸性水が調製される。
一方、陰極Ｅ２側では水に電子（ｅ⁻）が作用してＯＨ⁻（ヒドロキシイオン）が増加するとともにＨ_２（水素分子）として水に溶解する。さらに、還元性のイオンが多く発生する陰極Ｅ２側の水の特徴として、酸素等の酸化に関与する物質が極端に減っていることである。また、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム等の金属の一部はイオン化して陰極Ｅ２側に引き寄せられるので、これらの金属イオンが陰極Ｅ２側の水中に溶存することも陰極Ｅ２側の水の特徴である。
このようにして陰極Ｅ２側に溶存する金属イオンは、塩化ナトリウム、炭酸カルシウムといった対応する塩形態（元々水道水で存在する形態）と比較して非常に消化吸収されやすい状態で存在している。
このようにして作成された電解水の製造装置は、大別して２種類に分類される：一方は水道水や純水・ミネラルウォーターなどをそのまま電解するもので、一般に「アルカリイオン水生成器」と呼ばれている装置により作製する（第１９図（ｂ）参照）。もう一方は、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの電解質を加えた水を電解するもので、一般には「強酸化水生成器」と呼ばれる装置を用いて作製する（第１９図（ｃ）参照）。
アルカリイオン水は、水道水を使い第１９図（ｂ）に示すような浄水装置２００を通してそのまま電気分解した水のマイナス側の水を使用する。
まず水道２０１から入った水は浄水器２０２に送られ、カビ臭や塩素トリハロメタンなどが取り除かれる（予備処理）。次いで、予備処理された水は、第１９図（ａ）に概略を示すような電極Ｅ１，Ｅ２と隔膜Ｄから構成された電解槽２０３に送られる。電解槽２０３に送られた水は、電気分解され、各々隔膜Ｄを介して陽極Ｅ１側と陰極Ｅ２側では水のｐＨが片寄りそれぞれ酸化イオン、還元イオンが含まれた２種類の水が調製される。
電解槽２０３を通過した後、前記２種類の水は別々の流路（主吐水ホース２０４、排水ホース２０５）を流れる。すなわち、マイナス側からでたアルカリイオン水は主吐水ホース２０４を通ってアルカリイオン水専用の蛇口に向け流れ、一方プラス側からでた酸性水は、排水ホース２０５へ送られ、例えばキッチンのシンク内等に廃棄される。
このようにして調製されアルカリイオン水は、種々の用途に有効に使用できると言われている。
例えば、調理を初めとする家庭用の用途として以下のものが挙げられる。
１．炊飯： アルカリイオン水は炊飯に適すると言われている。すなわち、アルカリイオン水を使用すると、艶がありコシのあるご飯に炊きあがり、そしてアルカリイオン水を使用したご飯は、冷えても味が落ちず、おにぎりやお弁当等の用途に適すると言われている。
２．加熱調理： アルカリイオン水は、野菜等を加熱調理するのに好適に使用できると言われている、例えば、野菜、特に根菜類を加熱調理する際にアルカリイオン水を使用すると、形も崩れず、中までホクホクに茹であがると言われている。茹で水も濁らず野菜のダシもでてスープやカレー、シチュー、野菜の煮付けには最適と言われている。
３．戻し： 乾燥食品や豆類を戻す際にアルカリイオン水を有効に使用できると言われている。例えば豆類の戻しにアルカリイオン水を使用すると、水道水を用いて戻す場合の約２／３程度の時間で茹であげることが可能である。また、例えば干し椎茸を戻すのにアルカリイオン水を使うと、１０〜２０分という非常に速い時間で戻すことが可能となる。
４．アク抜き： アルカリイオン水は、野菜等のアク抜きに有効に使用できると言われている。例えば、ゴボウ・ナス・蓮根・ウド・蕗などのアクのある野菜を適当な大きさに切断した後にアルカリイオン水につけておくと水道水に比較して短時間でかつ充分にあく抜きを行うことができ、またほうれん草などは茹で水にアルカリイオン水を使うとアクも取れ色鮮やかに茹であがると言われている。
５．ダシとり： 昆布・鰹節・煮干しなどのダシをとるときにアルカリイオン水を使用すると、水道水に比較して、得られたダシ汁が濁らず濃くできると言われている。
６．茶・コーヒー等： アルカリイオン水には強い抽出の能力があるので緑茶・紅茶・コーヒ・ウーロン茶等を入れるときにアルカリイオン水を好適に使用できると言われている。緑茶の葉やコーヒーの量は規定量の約半分で十分においしくできあがると言われている。
７．アルコール類の希釈： アルカリイオン水は、アルコール類を希釈するのに（いわゆる水割りを作るのに）好適に使用できると言われている。すなわち、アルカリイオン水はそれ自体胃や腸での吸収が早いのでウィスキや焼酎等のアルコール類を割るときにアルカリイオン水を使用すると、ミネラルウォーターや水道水で割ったときの様に胃にたまった感じが残らないと言われている。
８．活性酸素の除去： 詳細な理由は明らかではないが、アルカリイオン水を飲み続けることによって活性酸素が消去されることが種々の実験より明らかにされている。
しかしながら、このような装置を使用して電解水を調製する場合には、水を電気分解する際に多大な電力を消費し、さらに装置自体が複雑化するという問題点を有している。
一方、強酸性水は、水道水に塩を加え電気分解してできた水のプラス側の水を用いて作成する。例えば第１９図（ｃ）に示すような強酸性水の製造装置を用いて製造する。このような強酸性水の製造装置３００は浄水装置を有しておらず、そのかわり、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等の電解質を計量添加する計量添加装置３０１が設けられている。
例えば、第１９図（ｃ）に示すような業務用の水道直結型の強酸性水の製造装置３００においては、水道３０２から入った水に、計量添加装置３０１により計量された所定量の電解質（例えば塩化ナトリウム）が添加される。次にこのようにして所定量の電解質が計量添加された水を攪拌するためのミキサ３０３に投入して均一に混合して電解質水溶液（例えば食塩水）を調製する。
このようにして調製された電解質水溶液は、次いで、電解槽３０４に投入される（電解槽３０４の詳細は第１９図（ａ）を参照のこと）。
そして電解槽３０４内で電解質水溶液は、目的量の塩素化合物を生成し、かつｐＨや酸化還元電位（ＯＲＰ）が所定の値となるように調節されて電気分解される。
なお、家庭用や携帯用の強酸性水生成器は、第１９図（ａ）に示すような電解槽がタンク型になっておりその中に隔膜と電極を配置した構造のものをそのまま用いている。すなわち、第１９図（ｃ）に示すような電解質の計量添加装置３０１やミキサ３０３を有していない。そのため、電解質水溶液は、予め使用者が調製し、そしてこのようにして調製した電解質水溶液を電解槽に投入した後、電気分解を行う。
このようにして調製された強酸性水は、例えば、消毒、滅菌、殺菌等に有効に使用できると言われている。すなわち、抵抗力の弱い菌で３０秒以上、強い菌でも２分程度強酸性水に曝されると死滅するといわれている。
しかしながら、前述のアルカリイオン水の製造装置２００と同様にして、このような強酸性水の製造装置３００を使用して電解水を調製する場合には、水を電気分解する際に多大な電力を消費し、さらに装置が複雑化するという問題点を有している。
また、他の水の活性化として、水のクラスタを細分化して水を活性化する目的で、水の磁気化や電磁波処理が行われている。すなわち、水は水素原子２個と酸素原子１個のＨ_２Ｏで表されるが、実際は水分子（Ｈ_２Ｏ）同士が水素結合により、大きな塊となっている。このように水分子（Ｈ_２Ｏ）が単独で存在するのではなく水分子同士が水素結合により繋がりあうことで大きな塊を形成している（この塊をクラスタと呼ぶ：例えば一般の水道水においては、３０〜５０個の水分子が水素結合により塊となりクラスタを形成していると言われている）。
このように多数の水分子が水素結合により塊となりクラスタを形成している状態の水に対して、磁力や遠赤外線等の電磁波を与えて水分子を共鳴させる波長を与えることによって、水分子間の水素結合を切断して、小さな水分子の塊にする、すなわちクラスタを小さくすることが行われている。
水分子の塊が小さいほど、すなわちクラスタが小さいほどエンタルピが上がり、水が活性化されると言われている。すなわち、クラスタが小さいほど分子間同士で縛り付けあうエネルギの消費が少ないので、それだけ水分子の塊が動きやすいからである。
このように水のクラスタが小さいと、一般に次のような効果を奏すると言われている。
１．導電率を低下させる効果
２．水中に存在する微細な固形物であるコロイド粒子を凝集・沈降させる効果
（従って、このようなコロイド粒子による水の濁りを防止し、水の透明度を増加させる効果）
３．藻類の発生を防止する効果
４．溶存酸素を増加させる効果
５．配管内における錆やスケールの発生を防止する効果および
６．魚等の水棲生物や水草の成長率を増加する効果等が挙げられる。
このような観点から、例えば第２０図に示すような水の磁気化装置が開発されている。
この装置４００は、水道水の入口４０２と活性化した水の出口４０３を有する装置本体４０１の内部に活性物質層４０４としてネオジウム、コバルト、ニオブ等の強力な磁力を有する金属が充填された構成となっている。
そして、水道水の入口４０２から導かれたクラスタの大きい水Ｈ_２Ｏ（大）は、装置本体内の強力な磁力を有する金属の作用によりＭＨＤ反応（Ｍａｇｎｅｔ Ｈｙｄｒｏ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）が生じて、クラスタが分断されてクラスタの小さな水Ｈ_２Ｏ（小）となって、出口４０３から排出される構成となっている。
このような装置では、外部エネルギを印加することなしに、水のクラスタを小さくできるとされている。
しかしながら、このような強力な磁力を有する金属の活性により水を処理してもクラスタの分断は充分に行うことができず、更にクラスタを細かくしたいという強い要求がある。
更に、この装置は、クラスタを分断する際に直接強力な磁力を有する金属と水とを接触させて行っているが、このように水と接触すると金属と水中に溶存する酸素、塩素等の作用により生成された金属酸化物、金属塩化物等が水中に流出してしまうという問題点がある。
また、これらの金属は非常に高価であり、従って装置自体も高価をなってしまうという問題点がある。
さらに、特開２００１−２２０３０６号公報には、水中に所定の光合成菌を導入して、光合成菌の作用により水の溶存酸素量を増加させることが記載されている。
このようにして所定の光合成菌を水に導入すると、水棲生物を活性化することができ、水のＢＯＤ／ＣＯＤを低減することができ、なおかつ水中に存在する嫌気性微生物を除菌することが可能であると言われている。
しかしながら、このような微生物は、一般に気温、日光の照射条件により不安定であり、このような微生物を使用して水を活性化する装置を作製するのは困難である。また、微生物を使用するので、その用途は制限されている。
したがって、本発明の課題は、外部からエネルギを与えることなしに、あるいは少ないエネルギで水を活性化することができる水の活性化方法および活性化装置を提供することである。
本発明者は、前記の課題に鑑みて鋭意検討した結果、所定の金属元素から構成された粒子を所定の配列で配置させると、当該粒子間に高いエネルギが生じ、このエネルギを用いて、物質を活性化させることを見出して先に特許出願を行った（特願２００１−０２１７３４）。
この出願によると、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を、各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置して、前記粒子間にエネルギ集中の場を持たせた活性構造体が、当該粒子間で高いエネルギ（による相互作用）を発生し、すなわち、エネルギ集中の場が生じ、当該エネルギ集中の場に各種物質を通過または滞留させることにより当該物質を活性化することが可能となることが記載されている。
発明の開示
本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、板状に成形した前記活性構造体を所定位置に所定の容器内に配置した水の活性化装置が上記課題を解決することを見出して本発明を完成するに至った。
本発明の第一の水の活性化方法は、活性構造体、特に珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を、各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置して、前記粒子間にエネルギ集中の場を持たせた活性構造体のエネルギ集中の場に水または水性媒体を滞留あるいは通過させて水を活性化するのと同時に被処理水中の溶存酸素量を増加させることを特徴とするものである。
このように構成することによって、外部からエネルギを付与することなしに、あるいは少ないエネルギ付与によって水を活性化することが可能である。
また、活性化した水は溶存酸素量が増加しているので各種用途に好適に使用することが可能である。
本発明の第二の水の活性化方法は、活性構造体、特に珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を、各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置し、エネルギ集中の場を持たせた活性構造体から構成された活性部と活性部との間に水または水性媒体を滞留あるいは通過させて水を活性化することを特徴とするものである。
このように活性構造体から構成された活性部と活性部との間に、好ましくは正三角形の頂点に配置された活性部の間隙にも強力なエネルギ集中の場ができ、そこに水または水性媒体を通過させることによって、水を活性化することが可能となる。
なお、この水の活性化方法は、主として水のクラスタを細分化するのに有効な方法である。
本発明の第一の水の活性化装置は、水または水性媒体を活性化するための水槽と、前記水槽内に設けられた少なくとも１つの活性部から構成され、前記活性部の作用により水を活性化する水の活性化装置であって、前記活性部が珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を、各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置して、前記粒子間にエネルギ集中の場を持たせた活性構造体から構成されることを特徴とするものである。
このように構成することによって、外部からエネルギを付与することなしに、あるいは少ないエネルギ付与によって水を活性化することが可能である。
また、活性化した水は溶存酸素量が増加しているので各種用途に好適に使用することが可能である。
本発明の第二の水の活性化装置は、給水口および排水口を有するハウジングと、前記ハウジング内に挿入されたあるいは前記ハウジングの周囲に装着された水の活性部とを有する水の活性化装置であって、前記水の活性部が珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギに増幅させる位置に配置して、前記粒子間にエネルギ集中の場を持たせた活性構造体であることを特徴とするものである。
このように構成することにより、活性構造体から構成された活性部と活性部との間に、好ましくは正三角形の頂点に配置された活性部の間隙にも強力なエネルギ集中の場ができ、そこに水または水性媒体を通過させることによって、水を活性化することが可能となる。
なお、この水の活性化装置は、主として水のクラスタを細分化するのに有効である。
また、本発明において使用される用語「活性化」は、被処理物である分子や原子にエネルギを付与することを包含している。したがって、本発明に使用される用語「活性化」は、分子や原子を励起させることを包含していることを意味する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
（活性構造体）
まず、本発明に使用される活性構造体の基本構成について第１図および第２図を用いて説明する。
（構成元素）
本発明に使用される活性構造体は、珪素、チタン、ニッケル及びサマリウムから成る群から選択された元素から構成される。これらの元素の選択は、後述する本発明者による繰り返しの実験結果から導き出したものであり、珪素、チタンおよびニッケルについては、原子の最外核軌道（Ｍ、Ｎ）公転電子数が偶数である金属元素であり、かつ酸素と反応しにくい元素であり、またサマリウムについては原子の最外核軌道（Ｍ、Ｎ）公転電子数が偶数（２）である希土類元素であり、かつ酸素と反応しにくい元素である。なお、ニッケルおよびサマリウムは強い磁性を有することを特徴としている。
本発明の活性構造体において、これらの元素を単体で使用するがその際の純度は、使用する元素の種類および活性化の度合いによって適宜選択される。例えば、本発明の活性構造体として珪素を用いて水を活性化して水素と酸素を発生させる場合には、珪素の純度は約９０％以上、好ましくは９５％以上である。これらの純度は高ければ高いほど好ましい。また本発明の活性構造体を構成し得る他の元素、すなわち、チタン、ニッケル及びサマリウムも同様の純度であることが好ましい。また、本発明の活性構造体は、一般には、例えば珪素なら珪素を単独で構成されるが、このような各単体元素を組み合わせて本発明の活性構造体を構成してもよい。
本発明の活性構造体において、かかる元素を造粒して粒子として使用するが、所定の位置への配置の容易さ、造粒のしやすさ等の観点から、球状、特に真球状であるのが好ましく、その際に粒径は、５μｍ〜８０μｍとするのが好ましい。５μｍ以下の粒径を有する粒子を製造するのは比較的困難であるとともに、粒子を所定位置に配置した際に、後記するエネルギ集中の場である粒子間に物質を通過させるのが比較的困難となるからである。また粒径が８０μｍを超えた場合には、粒子を配置した際に、粒子間に十分なエネルギが発生しないからである。一般に粒径が１５０μｍを超えると本発明による物質を活性化させるエネルギの発生が困難となる。
また、これらの粒子の粒度分布は、狭ければ狭いほど好ましい。具体的には、本発明者の繰り返しの予備実験の結果、粒径のバラツキが±１５μｍ（すなわち、粒子径の大小の誤差が３０μｍ）以内の際に顕著な効果が得られることが判った。
本発明の活性構造体における特定の元素をこのような形状に造粒する方法は、特に限定されるものではなく、触媒製造分野で一般に知られている造粒方法を適用することが可能である。製造の簡便さ、粒子形状を比較的均質にすることが可能であるという観点からガスアトマイズ法が好ましい。しかしながら、本発明の活性構造体は、上記した粒子を形成できれば特にガスアトマイズ法により成形した粒子に限定されるものではなく、例えばゾル−ゲル法等の従来公知の方法を好適に使用することができる。例えばジェット粉砕法により前記球状粒子を製造することができる。ジェット粉砕法も、ガスアトマイズ法と同様に触媒粒子を製造する一般的方法であり、本発明における活性構造体における各粒子を製造するのにも適用可能である。
第１図に示す通り、本発明の活性構造体においてこのようにして、珪素、チタン、ニッケル及びサマリウムから成る群から選択された元素から構成された粒子Ｐを、波動性エネルギを増幅させる位置に配置する。
すなわち、本発明の活性構造体を構成するこれらの各元素は、例えばイオン化時には各々表１に示す通り、式：Ｅ＝ｈν（式中、Ｅは各元素に固有のイオン化エネルギ（ｅＶ）であり、ｈはプランク定数であり、そしてνは周波数である）で表される固有の周波数を有しており、本発明の活性構造体を構成するこれらの元素は電気磁場的振動を発振している。そして、このような電気磁場的振動は、所定の揺らぎを有している。このことから、本発明の活性構造体を構成するこれらの元素は常態においても固有の振動を持つものと推測され、これらの各元素に固有の振動を効果的に与える位置に粒子Ｐを配置することによって、粒子間に形成された間隙Ｓを通過または滞留する物質に、振動エネルギを付与し、当該物質を活性化するものと推測される。

また、どのような理由で同様の作用・効果を示すかは明確ではないが、本発明者がさらに繰り返し実験を行ったところ、弗化炭素（ＦＣ）も前記金属元素を用いた場合と同様な作用効果を示すことを見出した。従って、本発明の活性構造体は、弗化炭素から構成された粒子も包含するものである。
本発明の活性構造体のこのような現象は、このような推測に基づいて、繰り返しの実験により実証されたものであり、各粒子を実質的に均一なサイズ（同一の粒径を有する真球）とした場合に、例えば第１図（ｂ）に示す通り三角形の頂点、好ましくは正三角形の頂点に粒子を配置すると高い活性を示すことを見出したものである。すなわち、本発明において物質が特定の元素から構成された粒子Ｐと粒子Ｐの間の空隙Ｓ（エネルギ集中の場）を通過または滞留する際に、本発明の活性構造体を構成する各元素の固有の振動・揺らぎ等により、当該物質に高いエネルギを付与する。
本発明の活性構造体は、このような位置に所定の元素から構成された粒子を配置する。なお、実際には各粒子は、完全に球体となるとは限らず、また各粒子の粒径も一定ではないので実際には正確に正三角形の各頂点に配置するのは困難である。本発明において使用される用語「正三角形の各頂点に配置する」とは、このような誤差範囲を含むことを意味し、例えば参考図である第２図（ａ）に示す通りに各粒子を配置することを意味する。なお、第２図（ａ）は、ガスアトマイズ法により製造した粒子Ｐを５２ミクロンメッシュの篩にかけ、篩を通過した粒子を収集して（均一なサイズの粒子）、配置させたものである。
また、第１図（ｂ）に示す通り、正三角形の頂点に粒子を配置させた場合、粒子Ｐと粒子Ｐの間の空隙Ｓに形成される三角形、すなわち、粒子の接線の交点から形成される三角形の各頂点は、９０度以下であることが必要であり、好ましくは３９〜７０．５度であり、理想的には約６０度である。
また、第１図（ｄ）に示す通り、本発明に使用される各粒子を正四面体の頂点に配置すると最も高い活性を示すことを見出した。すなわち、正四面体構造は、本発明の活性構造体において物質が特定の元素から構成された粒子Ｐと粒子Ｐの間の空隙Ｓ（エネルギ集中の場）を通過または滞留する際に、本発明の活性構造体を構成する各元素の固有の振動・揺らぎ等により、当該物質に高いエネルギを付与する正三角形構造を四面配置した構造となり、より一層高いエネルギ集中の場が構成される。正三角形構造と同様にして、本発明の活性構造体においては、このような位置に所定の元素から構成された粒子を配置する。なお、実際には各粒子は、完全に球体となるとは限らず、また各粒子の粒径も一定ではないので実際には正確に正四面体の各頂点に配置するのは困難である。
したがって、本発明において使用される用語「正四面体の各頂点に配置する」とは、このような誤差範囲を含むことを意味し、例えば参考図である第２図（ａ）に示す通りに各粒子を配置することを意味する。なお、第２図（ａ）は、ガスアトマイズ法により製造した粒子Ｐを５２ミクロンメッシュの篩にかけ、篩を通過した粒子を収集して（均一なサイズの粒子）、配置させたものである。
正三角形の頂点に各粒子を配置した形態と同様にして、正四面体を構成する各正三角形についても、粒子Ｐと粒子Ｐの間の空隙Ｓに形成される三角形、すなわち、粒子の接線の交点から形成される三角形の各頂点は、９０度以下であることが必要であり、好ましくは３９〜７０．５度であり、理想的には約６０度である。
また、本発明における波動性エネルギを増幅させる位置とは、前記の正四面体の頂点の位置に限らず、物質が特定の元素から構成された粒子Ｐと粒子Ｐの間の空隙Ｓ（エネルギ集中の場）を通過または滞留する際に、各元素の固有の振動・揺らぎ等により、当該物質に高いエネルギを付与することが可能な位置であれば特に限定されるものでない。すなわち、例えば第２図（ｂ）に示す通りの不規則な形状の粒子をランダムに配置すると、各元素に固有の振動が互いに打ち消し合って、各粒子間に存在する間隙に、高いエネルギの場が生じるのが困難となり、水の活性化が生じなくなる。第２図（ｂ）に示す粒子は、ガスアトマイズ装置のチャンバ壁面に付着した原料物質を破砕した後、５２ミクロンメッシュの篩にかけ、篩を通過した粒子を収集して、配置させたものである。
（板状活性構造体）
本発明の好ましい実施の形態において、板状活性構造体が使用される。以下、本発明の板状活性構造体について、第３図および第４図を用いて説明する。
（板状活性構造体の構成）
本発明の活性構造体は、上記した粒子を、圧縮成形、焼結成形等の種々の成形方法により成形して構成することができる。すなわち、第１図（ａ）に示す通り、前記の通り珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子Ｐを、各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置Ｓ、代表的には、正三角形の頂点、好ましくは正四面体の頂点に各粒子Ｐが配列するように配置する。そして、加熱下、例えば粒子の溶融温度以下の温度で加熱して、圧縮することによって、第３図（ｂ）に示すような板状活性構造体を得ることができる。
また、後述する本発明の板状活性構造体から構成される水の活性化装置の構成に応じて、第３図（ｂ）に示すようなＬ型や、第３図（ｃ）に示すようなＵ型や、第３図（ｄ）に示すようなＳ型の板状活性構造体に形成することができる。なお、本発明で言う板状活性構造体とは、所定の厚み、幅および長さを持った活性構造体であれば特にその形状は、限定されるものではなく、また、用語“Ｌ型”、“Ｕ型”および“Ｓ型”とは、厳密に“Ｌ型”、“Ｕ型”および“Ｓ型”形状を有するものでなくともよい。例えば、“Ｕ型”の板状活性構造体は、曲線部のない垂直な３つの板状からなる形態であってもよい。
このような本発明の板状活性構造体は、第４図（ａ）に示す通り、粒子Ｐ間にエネルギ集中の場である空隙Ｓが多数形成されている（この空隙の好ましい形態は前述の粒状の活性構造体と同様であるので省略する）。すなわち、板状に成形しても珪素、チタン、ニッケルまたはサマリウム元素または弗化炭素から構成された粒子を本発明に規定する各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギに増幅させる位置に配置することによって、同様な物質の活性効果を示す。
これに対して、第４図（ｂ）に示す通り前記粒子を本発明の規定する範囲外、すなわちランダムに配置すると、例え粒子間にある程度の空隙を有していても本発明の活性構造体の有する物質の活性効果を示すものではない。
なお、本発明の板状活性構造体は、使用する目的に応じて種々の寸法とすることができるが、効率よく水または水性媒体を本発明で規定するエネルギ集中の場に導くため（滞留および通過）、その厚さは、３５０μｍ〜１５００μｍ、好ましくは５００μｍ〜１０００μｍであることが好ましい（すなわち、本発明の活性構造体を構成する粒子が５〜１５層積層された状態であることが好ましい）。板厚が上記範囲より小さい場合には破損等の取扱いの点で注意を要することになり、逆に、板厚が上記範囲より大きい場合には、水または水性媒体が充分に板状活性構造体におけるエネルギ集中の場に導けない場合がある。
また、本発明の板状活性構造体は、構造体全体として、空隙率４５〜６０％の範囲であることが好ましく、特に約５０％であることが好ましい。上記の範囲の空隙率を有する板状活性構造体を使用すると、水または水性媒体を比較的少ない流量（圧力）で板状活性構造体におけるエネルギ集中の場に導入して処理することが可能である。活性構造体の空隙率が上記範囲よりも大きい場合には、水または水性媒体を処理する際に、高い圧力が必要となり、板状活性構造体の破損や水または水性媒体中の不純物によるエネルギ集中の場の目詰まりが生じることがある。逆に、板状活性構造体の空隙率が上記範囲よりも小さい場合には水または水性媒体が本発明の板状活性構造体のエネルギ集中の場で充分に滞留・通過する時間が取れず活性化しにくい場合がある。なお、最も好ましい板状活性構造体の空隙率は約５０％である。
（その他の形状の活性構造体）
本発明の別の好ましい実施の形態において、本発明の活性構造体は、前記した板状活性構造体以外に種々の形状の活性構造体を使用することができる。以下、本発明の板状活性構造体について、第５図および第６図を用いて説明する。
本発明の活性構造体は、上記した板状活性構造体以外に、例えば図種々の形状に成形することができる。例えば、星型（コンペイ糖型）（第５図（ａ））、円盤状（第５図（ｂ））、少なくとも１個の穴を有する板状（第５図（ｃ））、球形（第５図（ｄ））、回転楕円体（第５図（ｅ））、ひょうたん型（第５図（ｆ））またはハニカム状（第５図（ｇ））等の形状に成形することが可能である。すなわち、例えば第５図（ａ）から第５図（ｇ）に示すように、従来の触媒粒子と同様な形状、寸法に本発明の活性構造体（活性構造物）を成形することによって、従来の触媒粒子と同様な取扱いをすることが可能となる。また、従来の触媒を用いた反応装置を本発明の活性構造体を用いた水の活性化装置に流用することも可能であるという効果も奏する。
また、第６図（ａ）から第６図（ｆ）に示すように、例えば第５図（ａ）から第５図（ｆ）に示す構造を有する本発明の活性構造体（活性構造物）は、斜線で示すように、中心に本発明粒子と反応性が少ない材料あるいは比熱の高い金属から構成されたコア上に形成することができる。このように形成することによって、本発明の活性構造体を安価に製造したり、あるいは熱伝導率の高い金属を使用することで水または水性媒体との熱交換を容易に行うことが可能となるという効果を奏する場合がある。
このように、コア上に本発明の活性構造体をコーティングする方法は、従来公知の方法、例えば転動流動法、噴霧乾燥法によって形成することができる。
（活性構造体の製造）
以下、本発明の活性構造体のうち、板状活性構造体および活性構造物の製造方法について記載する。
（粒子の製造：段階ａ）
まず、本発明の活性構造体の基本単位となる所定元素または弗化炭素から構成された粒子を形成する。この粒子の形成方法は、前述の通りである。
すなわち、例えばガスアトマイズ法やゾル−ゲル法、ジェットミル粉砕法等の触媒粒子の製造分野に公知の方法により、球状、特に真球状の粒子を形成する。
（帯電防止処理：段階ｂ）
次いで、各粒子間の配置を容易に行う目的で、このようにして形成された粒子に帯電防止処理を行う。すなわち、形成された粒子は、粒子を配列する際に静電気により各粒子が付着あるいは反発して所望の位置に配置できない場合がある。
そのため、陰陽両イオンを粒子に施すことによって、帯電防止処理を行う。
（焼結処理：段階ｃ）
このようにして帯電した所定の元素または弗化炭素から構成された粒子を第１図（ａ）に示すように配置し、そして所定形状に焼結成形を行う。この際の焼結条件は、使用する粒子を構成する元素または弗化水素の融点以下の温度でかつ焼結成形可能な温度（例えば珪素元素を使用する場合には１２００〜１３００℃）であり、焼結時間は２．５〜３．５ｈ、焼結圧力は１２〜２５ＭＰａである。（なお、弗化炭素の場合には直接焼結不能であるので、例えばＣＩＰ（コールド立体プレス）により作製する）。このようにして焼結成形を行うと第１図（ｂ）に示すような配列をもった第３図に示すような形状を有する本発明の板状活性構造体が得られる。また、板状以外の構造、すなわち第５図に示すような構造を有する本発明の活性構造体（活性構造物）を得ることも可能である。
本発明の板状活性構造体あるいは活性構造物の形成の際に、通常の焼結成形とは異なりバインダを使用しないで焼結成形することに特徴がある。すなわち、従来公知のバインダを用いて焼結処理を行うと、各粒子間の隙間Ｓ、すなわちエネルギの集中を均一に配置して本発明の板状活性構造体あるいは活性構造物を作製するのが困難である、粒子表面にバインダ由来の不純物が付着し、粒子の活性が失われる恐れがあるからである。もちろん、本発明に規定する粒子間を配置できかつ不純物の表面への付着を防止できればバインダを用いて焼結成形することも可能であり、本発明の製造方法はバインダの使用・不使用に限定されるものではない。バインダを用いる際の焼結温度は、バインダの分解点温度以上である。
以下、このようにして形成された本発明の活性構造体を使用した水の活性化処理および水を活性化するための装置について記載する。
（水の活性化（励起））
本発明の活性構造体を用いて水または水性媒体を活性化することができる。なお本発明において、使用される用語「水性媒体」とは、水に溶解または混和可能な成分、例えば塩化ナトリウム等の電解質、低級アルコール等の極性溶剤、ショ糖等の糖分、その他種々の成分を含む水溶液、乳液、懸濁液等を含むことを意味するものである。さらに、廃液等も包含する。
特に水または水性媒体を選択すると、本発明の活性構造体により活性化され、水素、酸素および窒素を含む混合気体が得られる。このようにして得られた混合気体を、適当な手段により水素を分離することによって、酸素と窒素との混合気体が得られる。従って、水または水性媒体を本発明の活性構造体により処理することによって、空気を製造することが可能となる
なお、本発明の水の活性化方法は、（１）本発明の活性構造体におけるエネルギ集中の場に水または水性媒体を直接滞留または通過させる方法および（２）本発明の活性構造体から構成された活性部間の間隙に水または水性媒体を通過させる方法の二種類に大別される。（１）の方法は、主として電解水を調製するのと同時に、水の溶存酸素量を増加させるのに有効であり、そして（２）の方法は、水のクラスタを細分化するのに有効である。もちろん、（１）の方法と（２）の方法を組合せて水を活性化することも本発明の範囲内である。
水の活性化（１）：
（予備処理：不純物の除去・加熱等）
まず、本発明において、水または水性媒体に本発明の活性構造体におけるエネルギ集中の場に対して目詰まりを生じさせるような不純物が存在する場合には、不純物（例えば海水を使用する場合には海水中に存在する砂、微粒子等の不純物）を凝集・沈殿あるいはろ過等により予め除去してから本発明の活性構造体に通過させるのが好ましい。また、所望に応じて、水または水性媒体を加熱手段により加熱してから本発明の活性構造体に通過させてもよい。
このようにして、本発明の活性構造体に水または水性媒体を通過させることによって、従来通り、電解水（アルカリイオン水、強酸性水）や溶存酸素を増加させた水として有効に使用することができる。
さらに、従来方法とは異なり、電気分解に要するエネルギと比較して少ないエネルギで電解水を調製可能であるのと同時に、微生物等を使用せずとも溶存酸素量を増加することが可能である。
水の活性化（２）：
また、活性構造体から構成された活性部間の間隙、好ましくは正三角形の頂点に配置した活性部間で形成される間隙に水または水性媒体を通過させることによって、水のクラスタを細分化することが可能である。
このようにしてクラスタを細分化した水は、従来の磁気化した水と同様にして有効に使用することができる。この場合、従来技術で示した装置を使用する場合とは異なり、水を磁性金属と直接接触することなしに水のクラスタを分解することが可能となる。また、活性構造体の配置方法等を工夫することによりより効率的にクラスタの細分化を行うことが可能となる。
（水の活性化装置（１）：粒状活性構造体・構造物の例）
すなわち、例えば、粒状の活性構造体の場合には、従来触媒分野に一般に使用されている固定床あるいは第７図に示すような導入口ｉｎ、排出口ｏｕｔを有する容器内に反応媒体として活性構造体Ｐを配置した流動床方式の反応器Ｒを設け、当該反応媒体に、水または水性媒体を通過または滞留させることによってかかる物質を活性化することが可能である。すなわち、本発明の水の活性化装置は、粒子の配置が動的に常に変化している動的に配置することも可能である。
同様にして、例えば第５図（ａ）〜（ｆ）に示す活性構造物に成形された活性構造物も、従来の触媒粒子と同様に固定床あるいは第７図に示すような流動床式で水または水性媒体を活性化することが可能である。
なお、このように、流動床形式で本発明の水の活性化装置を構成した場合、流動床自体が乱流発生機構となって水または水性媒体の乱流が発生する。また、固定床式で本発明の水の活性か装置を構成した場合、図示しない乱流発生機構を設ける。その結果、粒状活性構造体あるいは第５図（ａ）〜（ｆ）に示す活性構造物と水または水性媒体との接触面積が増大する。すなわち、水または水性媒体が粒状活性構造体のエネルギ集中の場に滞留する可能性（可能性）あるいはエネルギ集中の場を通過する可能性（確率）が高くなり、より効率的に水または水性媒体を活性化することが可能となる。
なお、当該技術分野で周知の通り、例えば予備処理として、第５図（ａ）〜（ｆ）に示す活性構造物で予め水または水性媒体を予備活性化を行い、さらに本処理として粒状の活性構造体あるいは予備処理の活性構造物より細かい構造物として構成された第５図（ａ）〜（ｆ）に示す活性構造物で水または水性媒体を活性化する構成とすることも本発明の範囲内である。
（水の活性化装置（１）：板状活性構造体）
本発明の特定の実施の形態において、本発明の水の活性化装置は、板状活性構造体が水槽内に設けられた構成を有している。
以下、本実施の形態を第８図から第１４図に基づいて説明する。
第８図から第１４図は、各々板状活性構造体を用いて流体、すなわち水または水性媒体を活性化する装置であって、予備的に加熱手段が施されている水の活性化装置を示す断面図である。
第８図から第１４図に示すように、本発明の水の活性化装置は、板状活性構造体Ｉが設けられた水または水性媒体を処理するための水槽２から主として構成されている。
第８図に示す水の活性化装置は、水または水性媒体を板状活性構造体により処理する基本的構造の活性装置であって、第８図（ａ）に示す水の活性化装置１は、板状活性構造体を水槽２内に垂直に配置した本発明の一実施の形態を示し、第８図（ｂ）に示す水の活性化装置は、板状活性構造体を、水槽２を上下方向に仕切るように設けた本発明の別の実施の形態を示す。第８図（ａ）および第８図（ｂ）に示す水の活性化装置は、主として水または水性媒体を活性化する際に気体の発生を伴うことを想定した装置である。
第８図（ａ）に示す水の活性化装置１は、板状活性構造体の断面長さ方向に沿って前記活性構造体を配置し、水または水性媒体を前記板状活性構造体のエネルギ集中の場に通過または滞留させることによって水または水性媒体を活性化する水の活性化装置の一例を示し、一方、第８図（ｂ）に示す水の活性化装置は、板状活性構造体の断面長さ方向の内部を通過させる位置に板状活性構造体を配置し、水または水性媒体を前記板状活性構造体のエネルギ集中の場に通過または滞留させることによって前記水または水性媒体を活性化する装置である。
第８図（ａ）に示す水の活性化装置１は、水槽２内に板状活性構造体Ｉ（Ｉ型）を複数平行に配置した構成を有している。この水槽２は、例えば流体、すなわち水または水性媒体を活性化して気体を放出する場合には、気体の出口３を有している。なお、発生する気体を分析すると水素、酸素窒素が相当量含まれている。そして、例えば水を使用して、板状活性構造体Ｉにおけるエネルギ集中の場により水を活性化する場合、まず、板状活性構造体Ｉにおけるエネルギ集中の場に浸入した水が活性化されて気体を発生する。発生した気体はエネルギ集中の場に留まるのではなく、気泡として上方に浮上する。この繰り返しにより第８図（ａ）において矢印で示すような水または水性媒体の対流が発生する。そして、このようにして発生した水または水性媒体の対流により、板状活性構造体Ｉにより水または水性媒体が活性化された際に放出される気泡が板状活性構造体Ｉのエネルギ集中の場に長期間滞留するのではなく、素早く浮上できる構成としている。
このように板状活性構造体の断面長さ方向に沿って前記活性構造体を配置し、前記水または水性媒体を前記活性構造体のエネルギ集中の場に通過または滞留させる構成とすることで、効率的に水または水性媒体を活性化することが可能となる。
一方、第８図（ｂ）に示す水の活性化装置１ａは、板状活性構造体により水槽２を上下方向に仕切った構成を有している。
板状活性構造体により水槽２を上下方向を仕切るためには、一枚の板状活性構造体Ｉを水槽２の底面に対して平行に設け、水槽２を仕切るのが最も簡単な構成であるが（図示せず）、好ましくは、板状活性構造体により水槽２を上下方向に仕切るのと同時に、板状活性構造体を水槽２に対して垂直方向へ配置する構成とするのが、前述の水または水性媒体を対流させる観点から好ましい。
第８図（ｂ）に示す水の活性化装置１ａは、このように板状活性構造体により水槽２を上下方向に仕切るのと同時に、板状活性構造体を水槽２に対して垂直方向へ配置する構成を有している。すなわち、Ｓ型の板状活性構造体ＳあるいはＩ型の板状活性構造体Ｉ、Ｌ型の板状活性構造体ＬおよびＵ型の活性構造体Ｕを組合せて、水槽の水平面を板状活性体Ｓまたは活性構造体Ｉ、Ｌ、およびＵで遮断している構成を有している（以下、このような水の活性化装置における活性構造体を総称して活性構造体Ｓと称する）。
このようにして構成した第８図（ｂ）に示す水の活性化装置１ａは、第８図（ａ）に示す水の活性化装置１と同様にして、例えば水を使用して、活性構造体Ｓにおけるエネルギ集中の場により水を活性化して水素を含む気体発生させる場合、まず、活性構造体Ｓにおけるエネルギ集中の場に浸入した水が活性化されて気体を発生する。発生した気体はエネルギ集中の場に留まるのではなく、気泡として上方に浮上する。この繰り返しにより第８図（ｂ）において矢印で示すような水または水性媒体の対流が発生する。
また、活性構造体Ｓが水槽２の上下方向、すなわち水平面を区切っているので、水の活性化によって発生した気泡は、必ず活性構造体Ｓを通過して浮上する構成となっている。このように構成することで、水または水性媒体は、活性構造体Ｓにおけるエネルギ集中の場に浸入する確率が増加し、これによって活性化速度（反応速度）が増加する。
以下、このような基本構成を有する水の活性化装置の好ましい実施の形態を第９図から第１６図を用いて説明する。なお、以下の応用例の説明において、第８図（ａ）に示す構成を有する水の活性化装置１と第８図（ｂ）に示す水の活性化装置１ａにおいて共通する説明については、主として第８図（ａ）に示す構成を有する水の活性化装置１を説明し、第８図（ｂ）に示す水の活性化装置１ａの説明は省略する。
第９図に示す水の活性化装置１ｃは、水または水性媒体を加熱することによって積極的に水または水性媒体の対流を発生させる構成の水の活性化装置である。この水の活性化装置１ｃは、第８図（ａ）に示す板状活性構造体Ｉの断面長さ方向に沿って前記活性構造体を配置した水の活性化装置１および第８図（ｂ）に示す水または水性媒体が活性構造体を通過することによって物質を活性化する水の活性化装置１ａの両方に対応可能である。すなわち、第８図（ａ）および（ｂ）に示す水の活性化装置が水または水性媒体の活性化に伴う気体の発生によるいわゆる自然発生的に水または水性媒体を対流させるのに対して、この装置は、板状活性構造体（および水または水性媒体）を加熱することにより積極的に対流を発生する構成としている。
第９図に示す水の活性化装置１ｃは、板状活性構造体Ｉを複数平行に配置し、前記板状活性構造体Ｉ間に加熱手段４である発熱体を各々間隔を設けて配置した水槽２から構成されている。なお、この際の板状活性構造体Ｉと加熱手段４である発熱体との本数は特に制限されるものではなく、水または水性媒体の種類、水槽２の容積等に応じて適宜選択されるものである。
このように構成すると、加熱手段４である発熱体の放射熱が発熱体の近傍にある流体である水または水性媒体に伝播して、水または水性媒体の対流が生じる。そして、このようにして水または水性媒体の対流が生じると、板状活性構造体１におけるエネルギ集中の場（図示せず）に水または水性媒体が通過する確率が増加され、そして水または水性媒体の活性化が促進される。
このような加熱手段による板状活性構造体の加熱例を第１５図および第１６図に示す。
すなわち、第１５図は、板状活性構造体を直接加熱する方法の一例を示す斜視図であり、第１６図は、板状活性構造体を直接加熱する方法の別の例を示す斜視図である。
第１５図に示す板状活性構造体を加熱する加熱手段４は、板状活性構造体Ｉを異種導電性金属めっき加工を施し、この板状活性構造体Ｉに導線を介して電源ＰＳにより電圧を印加することにより板状活性構造体Ｉを加熱する構成となっている。
この際の、異種導電性金属めっきの膜厚は、活性構造体の作用を阻害しない範囲で適宜選択されるが、例えば３〜５μｍの範囲である。特に、発熱に有効なのは部分的にめっきする方法である。
なお、例えば、第９図に示す５枚の板状活性構造体の全てに第１５図に示す加熱手段４を施してもよく、あるいは一部、例えば１枚おきに加熱手段を構成してもよい。また、複数枚の板状活性構造体Ｉに第１５図に示す加熱手段４を施す場合、全ての板状活性構造体Ｉを並列または直列式に導線により接続して、１つの電源から電圧を印加してもよく、あるいは各々別々の電源と接続されていてもよい。
このように構成すると、電源からの電圧を制御することによって、板状活性構造体Ｉの発熱量を自由に制御可能である。このように発熱量を自由に変化させることによって、水または水性媒体の対流を制御することが可能となるので、物質の活性化速度を調整することが可能となる。また物質の活性化速度の制御は、自然発生的に対流が生じる第８図に示す水の活性化装置１および活性化装置１ａと比較して容易である。
第１６図に示す加熱手段４は、板状活性構造体Ｉと板状活性構造体Ｉとの間に発熱体ＨＥを設けた構成となっている。
この発熱体ＨＥは、水または水性媒体を効率的に板状活性構造体Ｉにおけるエネルギ集中の場へ通過させるために、多孔質であることが必須である。このような多孔質発熱体ＨＥは、各種セラミック発熱体として公知のものから選択することができる。
このように、発熱体の発熱量を制御することによって、水または水性媒体の対流を制御することが可能となるので、物質の活性化速度を調整することが可能となる。また物質の活性化速度の制御は、自然発生的に対流が生じる第８図に示す水の活性化装置１および水の活性化装置１ａと比較して容易である。
なお、第１５図および第１６図に示した加熱手段４は、第８図（ｂ）に示す水の活性化装置１ａにおける板状活性構造体Ｓの、垂直方向の板状活性構造体に同様な構成を施すことによって、同様な効果を得ることが可能となる。
（応用例２：活性構造体間接加熱）
第１０図に示す水の活性化装置は、板状活性構造体Ｉ（Ｓ）を配置した水槽２および前記水槽２中の水または水性媒体を外部から加熱する加熱手段４から構成されている。
第１０図（ａ）に示す水の活性化装置１ｄは、加熱手段４を水槽２に接触させて配置した構成の一例である。例えば、図示した構成以外にも、水槽２の側面に加熱手段を設けてもよく、あるいは加熱手段、例えば熱媒チューブを水槽２の全面を覆う形式で設けても良い。また、第１０図（ｂ）に示す水の活性化装置１ｅは、加熱手段４である外部加熱器を水槽２と一体成形して設けた構成を有している。この構成は、例えばガス釜により浴槽内の水を加熱する方式と同様な形式である。
板状活性構造体Ｉを直接加熱する第９図に示す水の活性化装置１ｃとは異なり、第１０図に示す水の活性化装置１ｄ、１ｅは、水または水性媒体を加熱することによって間接的に板状活性構造体Ｉを加熱する方式である。このように構成することによって、第９図に示す水の活性化装置１ｃと同様に、水槽２内で水または水性媒体の対流が生じる。そして、このようにして水または水性媒体の対流が生じると、板状活性構造体Ｉにおけるエネルギ集中の場（図示せず）に水または水性媒体が通過する確率が増加され、そして水または水性媒体の活性化が促進される。
なお、発熱体の発熱量を制御することによって、水または水性媒体の対流を制御することが可能となるので、第９図に示す例と同様にして物質の活性化速度をより容易に調整することが可能となる。
第１１図に示す、水の活性化装置１ｆは、水または水性媒体を活性化する水の活性化装置であって、板状活性構造体Ｉ（Ｓ）と水槽２内で水または水性媒体の液面の相対的な高さ位置関係を変化させる構成の水の活性化装置である。このように水または水性媒体の液面の相対的な高さ位置関係を変化させることによって板状活性構造体Ｉと水または水性媒体である液体との接触面積を変化させる。すなわち反応容積を変化させることで活性速度を調整する。
この型の装置は、大別して２種類の構成をとることが可能である。すなわち、第１１図（ａ）は、外部タンク５を水槽２と一体成形し、外部タンク５により水または水性媒体の液面を変化させる方式の水の活性化装置１ｆである。第１１図（ａ）に示す水の活性化装置１ｆにおいて、外部タンク５は図示しない液量調節手段（液量調節バルブ等）により被水槽２内の液量（容積）を変化させる。このようにして、液量が変化すると板状活性構造体Ｉと水または水性媒体との接触面積が変化する。換言すると、板状活性構造体Ｉの水または水性媒体中への浸漬量が変化する。このように板状活性構造体Ｉにおける図示しないエネルギ集中の場へ浸入する水または水性媒体の絶対量が変化することとなる。
第１１図（ｂ）に示す水の活性化装置１ｇは、第１１図（ａ）における外部タンク５の代わりに各板状活性構造体Ｉに接続された垂直方向移動手段５’により板状活性構造体Ｉを垂直方向（高さ方向）に移動させるように構成されている。
水または水性媒体の容積を変化させる構成を有する第１１図（ａ）に示す水の活性化装置１ｆと異なり、第１１図（ｂ）に示す水の活性化装置１ｅは、板状活性構造体Ｉを直接垂直方向に垂直方向移動手段５’により移動することによって、板状活性構造体Ｉと水または水性媒体との接触面積を変化させている。第１１図（ａ）に示す水の活性化装置１ｆと同様に、液体、すなわち水または水性媒体と板状活性構造体Ｉとの接触面積の変化により物質の反応量を制御する構成を有している。
第１１図（ａ）および第１１図（ｂ）に示すように、板状活性構造体Ｉと水または水性媒体との相対的接触面積が変化する構成とした場合には、板状活性構造体Ｉと水または水性媒体とを完全に離間させることによって、水または水性媒体の活性化を停止することができるという利点を有する。
第１２図から第１３図（ｂ）に示す水の活性化装置１ｈ〜１ｊは、水または水性媒体を循環させる循環手段を設けて、水または水性媒体を強制的に循環させる水の活性化装置である。
第１２図に示す水の活性化装置１ｈは、第８図に示す本発明の水の活性化装置において、さらに水槽２の側面に循環手段が設けられた構成を有している。
第１２図に示す水の活性化装置１ｈは、循環手段を、例えば循環式のポンプ７Ｐと、水または水性媒体の入口７ｉｎと、水または水性媒体の出口７ｏｕｔとから構成した例である。このように構成すると、矢印に示す通りに水槽２の側面の下側に位置する入口７ｉｎから入った水または水性媒体は、循環式のポンプ７Ｐにより圧送されて水層２の側面の上側に位置する出口７ｏｕｔから所定の流速で排出される。
このようにして循環手段により起こされた水または水性媒体の流れにより、強制的な水または水性媒体の対流が生じる。この対流の度合いは、循環式のポンプ７Ｐによる圧送速度により調整できるので、水または水性媒体の物質の活性化速度は、所望に応じて調整することが可能となる。
第１３図（ａ）および第１３図（ｂ）に示す水の活性化装置は、水槽２の底部に循環手段の本体であるポンプ７Ｐが設けられた構成を有している。そして、第１３図（ａ）に示す水の活性化装置１ｉにおいては、水槽２の底部に水または水性媒体の出口７ｏｕｔが設けられており、また第１３図（ｂ）に示す水の活性化装置１ｊにおいては、水槽２の上方の側部に水または水性媒体の排出口である出口７ｏｕｔが設けられている。
第１３図（ａ）に示す水の活性化装置１ｉにおいて、ポンプ７Ｐを水槽２の底部の中心に配置し、そしてポンプ７Ｐの周辺に複数の水または水性媒体の出口７ｏｕｔを設けている。このように構成するとポンプ７Ｐにより圧送された水または水性媒体である流体が水槽２内で均一に拡散される。
第１３図（ｂ）に示す水の活性化装置１ｊにおいて、ポンプ７Ｐを水槽２の低部の中心に配置し、そして水槽２の側部の所定箇所、すなわち水または水性媒体の界面より高い任意の箇所に少なくとも１個の水または水性媒体の出口７ｏｕｔを有している。そして、ポンプ７Ｐから圧送された水または水性媒体は、所定の流速で上方に送られて水または水性媒体の界面の上方に設けられた出口７ｏｕｔからオーバーフローして流出する構成となっている。このように構成すると、第１３図（ａ）に示す水の活性化装置１ｉと同様に、第１３図（ｂ）に示す水の活性化装置１ｊもポンプ７Ｐにより圧送された水または水性媒体が水槽２内で均一に拡散される。
このように、第１３図（ａ）および第１３図（ｂ）に示す、水槽２の底面に循環手段であるポンプ７Ｐを有する水の活性化装置１ｉ、１ｊは、ポンプ７Ｐにより水または水性媒体の流量を調整することにより水または水性媒体の活性化速度を高めるだけでなく水または水性媒体の活性化速度を調整することが可能である。
なお、第１３図（ａ）および第１３図（ｂ）に示す、水槽２の底面に循環手段であるポンプ７Ｐを有する水の活性化装置１ｉ、１ｊは、第８図（ｂ）に示す基本構成を有する水の活性化装置１ａ、すなわち水または水性媒体が活性構造体Ｓの内部を横切って活性化させる構成を有する水の活性化装置に適用するのが特に好ましい。
第１４図に示す水の活性化装置１ｋは、第８図に示す物質の水の活性化装置１において、板状活性構造体Ｉ（板状活性構造体Ｓ）の垂直方向に平行に発振体８を設けた構成を有している。
発振体８を設けて、この発振体８より所定の振動を板状活性構造体Ｉに印加することによって、板状活性構造体Ｉの近傍および板状活性構造体Ｉの内部に存在する物質を効率よく板状活性構造体におけるエネルギ集中の場に導くことが可能となり、水または水性媒体の活性化が効率よく行うことが可能となる。特に、板状活性構造体Ｉの内部に滞留する水または水性媒体および殊に処理によって発生した気泡を放出することが可能となる。
以上、第８図から第１４図を用いて、水の活性化装置を説明したが、これらの技術を組合せることも本発明の範囲内である。すなわち、例えば第８図に示す基本構成を有する水の活性化装置に、加熱手段４と循環手段の両方を有する構成とすることも可能である。
また、第５図および第６図に示す粒状の活性構造体や所定形状を有する活性構造物を流動床として水槽２の低部または上部に設けることも可能である。
この際に、従来技術のように陽極・陰極に通電しなくとも、水が活性化するので、エネルギの消費量が非常に少なくてすむ。また、容器内に本発明の活性構造体を配置するだけの簡単な構造で電解水を調整することが可能となる。
このようにして本発明の水の活性化装置を用いて調製された電解水は、従来技術と同様に種々の用途に用いることが可能である。
（水の活性化装置（２）：クラスタの分解）
本発明の別の実施の形態において、活性構造体のエネルギ集中の場ではなく、活性構造体と活性構造体との間の間隙に水または水性媒体を通過させて水を活性化する装置が提供される。この水の活性化装置は、主として水のクラスタを細分化するための装置である。
第１７図（ａ）は、本発明に係る水の活性化装置を水のクラスタ細分化に用いた例を示す斜視図であり、そして第１７図（ｂ）から第１７図（ｄ）は、第１７図（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
第１７図（ａ）に示す通り、この実施の形態の水の活性化装置は、水の入口ｉｎおよび出口ｏｕｔを有する活性化装置本体２１から構成されている。そして、活性化装置本体２１の外側には、１以上の前記活性構造体から構成される活性部２２が設けられている。
この活性部２２は、例えば第１７図（ｂ）〜（ｄ）に示す通り種々の形態をとることができる。すなわち、第１７図（ｂ）に示す通り、活性化装置本体２１の外側を、活性構造体（粒状、活性構造物または板状活性構造体）で全て覆うように構成されていてもよく、第１７図（ｃ）に示す通り、一部を活性構造体（粒状、活性構造物または板状活性構造体）で全て覆うように構成されていてもよく、あるいは、第１７図（ｄ）に示すように、板状活性構造体を間隔をおいて配置してもよい。このように間隔をおいて配置する場合には、例えば各活性構造体が断面で正三角形を構成するように配置することができる。
また、活性部２２は、装置本体の長さ方向全面を覆うように形成してもよくあるいは第１７図（ａ）に示す通り、複数の活性部２２から構成されていてもよい。このように構成することによって、従来例のように水と磁性金属とを接触することなにし、水のクラスタを細分化することが可能であるので、磁性金属由来の酸化物や塩化物等が水中に溶け込むことがなくなる。また、活性構造体から構成される活性部が外側に配置しているのでメンテナンスが容易となる。
以上記載した通り、活性構造体は、種々の物質の活性化に用いることができ、また活性構造体を用いて簡単な構成で種々の物質を活性化する装置を作製することができるので、この活性構造体を用いて作製された水の活性化装置は、多大なエネルギを消費することなしに種々の物質の活性に使用することが可能となる。
（実施例）
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１・比較例１］
（活性構造体の製造：粒状）
球状Ｓｉ粒子 ５〜８０μｍ（Ｍａｘ １５０（ａ））をガスアトマイズ法にて作製し容量３００ｃｃの三角フラスコ内で第１図（ｃ）に示す通りに配置して活性構造体（Ｐ１）を製造した。
活性構造体が設けられた前記三角フラスコ内に水３００ｃｃ（温度：５０℃）を入れ、１時間この温度で放置した後、気体の発生の有無および溶存酸素量（パックテスト）の変化を観察した。
比較例として、第２図（ｂ）Ｓｉ粒子に示す粒子を用いた（比較構造体（ＰＣ１））。
気体の発生は、多く発生を＊＊、発生を＊、発生しないを×の３点評価で行った。溶存酸素量の増加の評価を、処理前の水を基準として非常に増加した＊＊、やや増加した＊、変化なし×の３点評価で行った。結果を表３に示す。
（板状活性構造体の作製）
［実施例２］
実施例１で得られた活性構造体（Ｐ１）に、帯電防止処理を施した後、下記表２に示す条件で焼結を行い、板状活性構造体（Ｔ１）を作製した。
［比較例２］
比較例１で得られた比較構造体（ＰＣ１）を、実施例２と同様の条件で焼結して比較用構造体（ＴＣ２）を作製した。
［比較例３］
実施例１で得られた活性構造体（Ｐ１）に、帯電処理を行わないで、実施例２と同様の条件で焼結を行い、比較構造体（ＴＣ３）を作製した。なお、比較用構造体ＴＣ２は、本発明の構造体Ｔ１と同様な範囲の空隙率を有しており、ＴＣ３は、空隙率６０％以上である。
この様にして作製された板状活性構造体（Ｔ１，ＴＣ２，ＴＣ３）の物性を下記表２に示す。

断面形状を示す写真（第４図（ａ）〜（ｃ））より明らかな通り、上記の条件で製造された活性構造体Ｔ１は、粒子間にエネルギ集中の場を有するが、比較用構造体ＴＣ２およびＴＣ３では、充分なエネルギ集中の場を有していないのが判る。
次に、前述した条件に従って作製された活性構造体ＴＣ１、比較用活性構造体ＴＣ２およびＴＣ３を３枚を、第８図（ａ）に示す水の活性化装置内（容量３００ｃｃ）に入れ、実施例１と同様にして気体の発生の有無および溶存酸素量の変化を観察した。気体の発生は、多く発生を＊＊、発生を＊、発生しないを×の３点評価で行った。溶存酸素量の増加の評価を、処理前の水を基準として非常に増加した＊＊、やや増加した＊、変化なし×の３点評価で行った。結果を表３に示す。

以上の結果から、活性構造体（Ｐ１およびＴ１）を用いた場合、多量の気体が発生し、かつ溶存酸素量が増加していることから、水を活性化することが判る。これに対して、比較用の活性構造体では、全く変化はなかった。
なお、発生した気体を分析した所、水素、酸素、窒素が含まれていたことがガスクロマトグラフィにより判った。
（水の活性化）
第１７図に示す装置を用いて、水の活性化を行った。すなわち、直径８ｍｍの流路の周りに、実施例１で得られた活性構造体を第１７図（ｄ）に示すように配置して、蒸留水を毎分０．５ｍで通過させた。
処理前後の水の紫外線スペクトルを第２１図に示す。第２１図（ａ）は、処理前の水（蒸留水）の紫外線スペクトルであるが、著しい吸収帯は観察されない。一方、第２１図（ｂ）に示す処理後の水は、２００ｎｍ付近に著しい吸収帯が観察される（第２１図（ｃ）は両者の吸収帯を比較するために重ね併せたものである）。
このことから、本発明の活性構造体（活性化装置）により、水を活性化する（励起させる）ことが可能であることが判る。
以上、本発明を実施の形態および実施例を元に説明したが、本発明はこの構成に特に限定されるものではない。たとえば、粒子間のエネルギ集中の場を有する活性構造体で有れば活性構造体を構成する元素、化合物は特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、活性構造体の配置の一例を示す斜視図であり、第１図（ａ）は活性構造体全体の一例を示す斜視図であり、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）に示す活性構造体の基本配置の一例を示す斜視図であり、第１図（ｃ）は好ましい活性構造体全体の別の例を示す斜視図であり、第１図（ｄ）は、第１図（ｃ）に示す活性構造体の基本配置の一例を示す斜視図である。
第２図（ａ）および（ｂ）は、各々本発明における活性構造体を構成する粒子の形状および比較用の粒子の形状を示す電子顕微鏡写真である。
第３図は、活性構造体の好ましい形態の一例を示す図面であり、第３図（ａ）は、活性構造体をＩ型の板状に成形する前の構成を示す斜視図であり、第３図（ｂ）は、活性構造体をＬ型の板状に成形した場合の斜視図を示し、第３図（ｃ）は、活性構造体をＵ型の板状に成形した場合の斜視図を示し、第３図（ｄ）は、活性構造体をＳ型の板状に成形した場合の斜視図を示す。
第４図（ａ）ないし第４図（ｃ）は、各々第３図（ａ）における本発明の板状に成形された活性構造体を構成する粒子の形状および比較用の粒子の形状を示す電子顕微鏡写真である
第５図（ａ）から第５図（ｇ）は、活性構造体の別の形状の一例を示す斜視図である。
第６図（ａ）から第６図（ｆ）は、各々第５図（ａ）から第５図（ｆ）に示す活性構造体のコアを設けた場合の断面形状を示す断面図である。
第７図は、活性構造体を充填した水の活性化装置の一例を示す断面図である（流動床式）。
第８図は、板状活性構造体を用いた水の活性化装置の一例を示す断面図である。
第９図は、板状活性構造体を用いた水の活性化装置の一例を示す断面図である。
第１０図は、板状活性構造体を用いた水の活性化装置の一例を示す断面図である。
第１１図は、板状活性構造体を用いた水の活性化装置の一例を示す断面図である。
第１２図は、板状活性構造体を用いた水の活性化装置の一例を示す断面図である。
第１３図は、板状活性構造体を用いた水の活性化装置の一例を示す断面図である。
第１４図は、板状活性構造体を用いた水の活性化装置の一例を示す断面図である。
第１５図は、板状活性構造体を直接加熱する方法の一例を示す斜視図である（メッキ）。
第１６図は、板状活性構造体を直接加熱する方法の別の例を示す斜視図である。
第１７図（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る水の活性化装置のさらに別の例を示す図であって、第１７図（ａ）は、水の活性化装置全体を示す斜視図であり、第１７図（ｂ）から第１７図（ｄ）は、第１７図（ａ）における活性構造体の充填例を示す断面図である。
第１８図は、本発明において水を分解する実験を示す概略図である。
第１９図は、従来の電解水を製造する装置を示す断面図であり、第１９図（ａ）は、水の電気分解を行う装置の概略図であり、第１９図（ｂ）は、アルカリイオン水を製造するための装置の一例を示す概略図であり、そして第１９図（ｃ）は強酸性水を製造するための装置の一例を示す概略図である。
第２０図は、従来の水を磁気処理するための装置の一例を示す概略断面図である。
第２１図は、第１７図に示す装置を用いて水を活性化した結果を示す紫外線スペクトルである。

Claims (8)

1. 粒子間にエネルギ集中の場を有する活性構造体のエネルギ集中の場に水または水性媒体を滞留あるいは通過させて水を活性化するのと同時に被処理水中の溶存酸素量を増加させることを特徴とする、水の活性化方法。
2. 前記活性構造体は、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を、各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置させてなることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の水の活性化方法。
3. エネルギ集中の場を有する活性構造体から構成された活性部と活性部との間に水または水性媒体を滞留あるいは通過させて水を活性化することを特徴とする水の活性化方法。
4. 前記活性構造体は、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を、各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置させてなることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の水の活性化方法。
5. 水または水性媒体を活性化するための水槽と、前記水槽内に設けられた少なくとも１つの活性部から構成され、前記活性部の作用により水を活性化する水の活性化装置であって、前記活性部が粒子間にエネルギ集中の場を持たせた活性構造体から構成されることを特徴とする水の活性化装置。
6. 前記活性構造体は、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を、各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置させてなることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の水の活性化装置。
7. 給水口および排水口を有するハウジングと、前記ハウジング内に挿入されたあるいは前記ハウジングの周囲に装着された水の活性部とを有する水の活性化装置であって、前記水の活性部が粒子間にエネルギ集中の場を持たせた活性構造体であることを特徴とする水の活性化装置。
8. 前記活性構造体は、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムから成る群から選択された単一成分の元素または弗化炭素から構成された粒子を各元素または弗化炭素に固有の波動性エネルギに増幅させる位置に配置させてなることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の水の活性化装置。

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