JPWO2012020825A1 - 水の電磁場処理方法および電磁場処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水の溶媒特性を安定的に改善することを目的とする。【解決手段】 実施形態の電磁場処理装置は水を通す管１０１に配置された装置であり、管表面に備えられた正電極１０２と、さらに、少なくとも正電極を覆う第１の絶縁材１０３と、塩ビ管１０１又は第１の絶縁材１０３表面に備えられた負電極１０４と、少なくとも負電極１０４に巻き付けられたコイル１０６と、外部回路１１１とを少なくとも備えている。

Description

水の電磁場処理にかかる。

水に電磁場処理を行い、水の機能改善を狙うことが知られている（特許文献１等）。特許文献１には、水道管にコイルを巻いて特定周波数の電流をコイルに流すことで、誘導電磁場を水に印加することなどが記載されている。

しかしながら、誘導電磁場を水に印加するだけでは、水の温度等によって、電磁場処理効果が少ない場合も多く、電磁気処理効果の安定性に欠けるという欠点がある。

特開２００８−２９００５３号公報

水の溶媒特性を安定的に改善することを目的とする。

水の電磁場処理方法において、
コイルに交流電流を流して発生させた交流磁場を水に印加し、電極に前記交流磁場に同期する交流電圧を印加して発生させた交流電場を水に印加する工程を備え、
前記交流電流の交流波が矩形波であり、
交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はハイレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はローレベルである、又は、交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はローレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はハイレベルであることを特徴とする水の電磁場処理方法である。

水の溶媒特性を改善することができる。

実施形態の電磁場処理装置の一例である。 実施形態の電磁場処理装置の一例である。 実施形態の交流磁場と交流磁場によって発生する誘導起電力を示す波形である。 実施形態の交流磁場、交流電圧（電場）の波形の例である。 溶媒特性評価装置の一例である。 実施例１，比較例１の結果を示すグラフである。 実施例２、参考例１の結果を示すグラフである。 比較例の交流磁場、交流電場の波形の例である。 実施例６と比較例５の結果を示すグラフである。 実施例７と比較例６の結果を示すグラフである。 実施例８と比較例７の結果を示すグラフである。 実施例９と比較例８の結果を示すグラフである。 実施例１０と比較例９の結果を示すグラフである。

実施の形態１
（電磁場処理）
本実施形態において、図１の概念図に示した第１の電磁場処理装置１００を用いて、水に電磁場処理することについて説明する。
第１の電磁場処理装置は、水を通す管１０１と、水を通す管表面１０１に正電極１０２を備え、さらに、少なくとも正電極を覆う第１の絶縁材１０３と、水を通す管１０１又は第１の絶縁材１０３表面に備えられた負電極１０４と、少なくとも負電極１０４を覆う第２の絶縁材１０５と、第２の絶縁材１０５が巻き付けられた管に巻き付けられたコイル１０６に接続された回路１１１と、正電極１０２及び負電極１０４とコイル１０６に接続された回路１１２と、を少なくとも備えている。
回路１１１と１１２は一つの基板上に構成された回路でも、別の基板に構成された回路のどちらでも構わない。また、回路１１１，１１２は電源内蔵型、外部電源型のどちらでも構わない。

水を通す管１０１は、例えば、塩化ビニルの管（塩ビ管）、ポリエチレン管、ＦＲＰ管などの誘電体を材料とするものを用いることができる。
正電極１０２と負電極１０４は、導電材料或いは電極材料として一般的に用いられている材料であればよい。
コイル１０６は、コイルの材料として一般的に用いられている材料であればよい。
第１、第２の絶縁材は、それぞれ電極を覆う絶縁物であればよい。絶縁材は、絶縁テープ、熱収縮チューブなど絶縁材料として一般的に用いられている物を用いることができる。
外部回路１１１と電源１１２は、電極１０２，１０４とコイル１０６に特定の交流波を印加する構成であればよい。外部回路はディスクリート、ＩＣなどによって構成された物を用いることができる。

なお、外部回路は、水を通す管の内部に交流磁場と、交流磁場に同期する交流電場を印加するように設計されている。

なお、水には、不純物を含む水や溶質を溶かした水の他に、例えば油のような一部に水を含む溶液が含まれる。

本発明の電磁場処理は図１の電磁場処理装置１００以外の構成であってもよい。具体的には、水に対して交流磁場を印加し、交流磁場に対して交流電場を印加することが可能な構成が挙げられる。交流磁場と交流電場の少なくとも一部が直交することで、電磁場処理による効果が向上することが好ましい。

このような電磁場処理方法は、交流磁場を水に印加し、前記交流磁場に同期する交流電場を水に印加する工程を備え、前記交流電流の交流波が矩形波であり、交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はハイレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はローレベルである、又は、交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はローレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はハイレベルであることを特徴とする。

このような電磁場処理装置は、交流磁場を水に印加する磁場印加部と、前記交流磁場に同期する交流電場を水に印加する電場印加部を備え、前記交流電流の交流波が矩形波であり、交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はハイレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はローレベルである、又は、交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はローレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はハイレベルであることを特徴とする。

水の電磁場処理の交流磁場は主磁束が好ましいが、金属製の容器に含まれる水に対して電磁場処理を行う際に、容器外から印加する磁場の主磁束は容器内に含まれる水に到達しないが、コイルに電流を流すことによって誘導される渦電流によって生じる漏れ磁束によって交流磁場を印加してもよい。漏れ磁束の磁場は主磁束の磁場と比べて弱いため、継続的に電磁場処理を行うことが好ましい。

次に、図２の概念図に示した第２の電磁場処理装置２００について説明する。第１の電磁場処理装置との違いは、正電極２０２と負電極２０４は導電性接着テープを用いており、コイル２０６には絶縁材で皮膜された導体を使用しているため、第２の絶縁材を省略し、負電極にコイルが巻きつけられたことである。
第２の電磁場処理装置の他にも、同等の回路構成となる形態の電磁場処理装置が本実施の形態の電磁場処理装置に含まれる。

次に特定の交流パルスについて説明する。
本実施形態において、電極１０２，１０４に交流電圧を印加し、コイル１０６に交流電流を流す。コイル１０６に電流を流すことによって交流磁場を発生させる。そして、交流電圧と交流磁場は以下に説明する条件を全て満たすものが、水の溶媒特性を安定的に変えることが可能である。
コイルに流す交流電流の交流波は矩形波であること、
交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はハイレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はローレベルであることである、又は、交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はローレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はハイレベルである。

交流磁場と交流電圧の波形のハイレベルとローレベルがなぜ上記の関係を満たす必要があるかについて図３の交流磁場と交流磁場によって発生する誘導起電力を示す波形を基に説明する。破線は、仮想線である。コイルに交流電流を流して図３上部の磁場を発生させると、誘導起電力により、図３下部のスパイク状の電位がコイルの円周方向に発生する。このスパイク状の電位が発生する時間は、コイルに流す電流の立ち上がり時間に依存する。このスパイク状の電圧は管内部等の電磁場処理対象の水の中にも発生する。このスパイク状の電位によって、水のクラスターに影響を及ぼすものと発明者は考えている。しかし、このスパイク状の電圧はコイル１巻きあたり約０．０１〜０．１Ｖであるため、クラスターへの影響が小さいため安定的に電磁場処理の効果を得ることは難しい。そこで、このスパイク状の電位を補うような電場を水に印加することで、安定的に電磁場処理の効果が得られることを発明者は見いだした。

上記、二つの条件を満たす、波形の例を図４に示す。なお、コイル１０６側は電流を流した際の、磁束密度Ｂの波形である。
図４（Ａ）は、交流磁場と交流電圧（交流電場）は同じ周波数で、両波は矩形波で、両波の位相は９０°ずれている。
図４（Ｂ）は、交流磁場と交流電圧（交流電場）は同じ周波数で、両波は矩形波で、両波の位相は９０°ずれ、交流電場のデューティー比が交流磁場の３分の１である。
図４（Ｃ）は、交流電圧（交流電場）は交流磁場の３倍の周波数で、両波は矩形波で、両波の位相は９０°ずれている。
図４（Ｄ）は、交流磁場と交流電圧（交流電場）は同じ周波数で、両波は矩形波で、両波の位相は９０°ずれ、交流電圧（交流電場）の最小電圧は０Ｖである。
図４（Ｅ）は、交流磁場と交流電圧（交流電場）は同じ周波数で、両波は矩形波で、両波の位相は９０°ずれ、交流磁場（交流電流）の最小値は０Ｇである。
図４（Ｆ）は、交流磁場と交流電圧（交流電場）は同じ周波数で、交流磁場は矩形波で、交流電圧（交流電場）は正弦波で、両波の位相は９０°ずれている。

また、交流電流（交流磁場）と交流電圧の周波数は異なっていても良い。コイルに電流を流した際に、水の磁場の変化のスピードによって発生する誘導起電力が電磁気水の生成に影響を及ぼす。この誘導起電力は大きい方が電磁気水の生成に好ましいため、交流電流の交流波には矩形波を用いる。この誘導起電力を補う目的で外部から電圧を印加する。交流電圧の交流波は矩形波や正弦波などを用いる。交流電流と交流電圧が矩形波の場合は、それぞれの矩形波のデューティー比は特に限定されない。なお、立ち上がり及び立ち下がり時間は、交流波信号がハイレベル及びローレベルのそれぞれの１０％から９０％に至る間の時間を意味する。

（交流電流・交流磁場）
本実施形態の交流電流（交流磁場）と交流電圧の周波数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。ただし、交流磁場と交流電流は互いに同期することを要する。交流電流（交流磁場）と交流電圧の周波数が同じである場合は、それぞれの交流波の位相がずれて、上記条件を満たしていればよい。上記条件を満たす交流電流（交流磁場）と交流電圧の周波数の例（異なる周波数）として、交流電流（交流磁場）が交流電圧の周波数の奇数倍で、両周波数のデューディー比が同じものが挙げられる。

本実施形態の交流電流（交流磁場）と交流電圧の周波数は例えば、５０Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下が挙げられる。その中でも、例えば４．７２５ｋＨｚなどの特開２００８−００６４３３号公報に記載された周波数が好ましい。ただし、本実施形態の電磁場処理では、特開平２００８−００６４３３号公報に記載された以外の周波数であっても、水の溶媒特性を向上させることができる。

なお、特開２００８−００６４３３号公報に記載された好適な周波数は、１５１．５Ｈｚ，２０５．０Ｈｚ，２２２．５Ｈｚ，３０１．０Ｈｚ，３４５．０Ｈｚ，４６６．０Ｈｚ，４８４Ｈｚ，６５５Ｈｚ，９５４Ｈｚ，１．２９ｋＨｚ、３．５ｋＨｚ、４．７３ｋＨｚ、７．０ｋＨｚ、９．４７ｋＨｚ、２０．０ｋＨｚ、２７．０ｋＨｚ、３７．３ｋＨｚ、５０．４ｋＨｚ、８０．０ｋＨｚ、１０８．０ｋＨｚとその近傍の周波数である。これ以外にも、１５１．５Ｈｚの約半分の７４．７５Ｈｚや、２０５．０Ｈｚの半分の１０２．５Ｈｚも好ましい周波数であることが分かっている。電磁場処理において交流波の周波数は、これらの周波数から±５％の誤差範囲内、より好ましくは２％の誤差範囲内、より好ましくは１．５％の誤差範囲内の周波数である。

交流電圧（交流電場）の交流派の周波数は、交流電流（交流磁場）の周波数と上述の条件によって定められる。従って、交流電圧の周波数は、上記に挙げた周波数の交流電流の周波数の奇数倍である。交流電圧と交流電流の周波数のズレがあると、次第に周波数のずれによって交流磁場と交流電場が同期しなくなることで電磁場処理の効果が低下するため好ましくない。そこで、交流電圧の周波数は、可能な限り交流電流の周波数と同一の周波数の奇数倍であることが好ましい。なお、実施形態の外部回路等に、交流磁場と交流電場が同期しなくなったことを検知し、動作をリセットするなどして再同期する構成が備えられていてもよい。

本実施形態の電磁場処理による効果は周波数によっても異なるが、±５％範囲内でその顕著な効果を確認することができる。上記以外で、好ましい周波数の測定方法は本実施形態の電磁場処理において、周波数をずらしながら測定し、実施条件に応じて、適宜決定すればよい。

また、電磁場処理を電磁調理器具において行う場合は、種々の調理器具に対応可能なように、上記周波数の内、１５ｋＨｚ以上であることが好ましい。周波数の上限は、電磁調理器具そのものの周波数に依存するため、例えば２００ｋＨｚ以下や１００ｋＨｚ以下が挙げられる。

本実施形態の交流電流のピーク電流は、例えば、数ｍＡから数Ａまでのものをコイルに流すことができる。但し、大電流を流すと交流電流発生回路の素子の制約から、回路の波形がなまる。波形がなまると磁場の変化率に対応して発生する誘起電圧が減少するので電磁場処理による溶媒特性の変化量が小さくなる傾向があるため、必ずしも電流が多ければ多いほど好適な条件というわけではない。
特開２００８−００６４３３号公報に記載された様に、周波数に対して好ましい磁界密度がある。周波数が４．７３ｋＨｚの場合は、特開２００８−００６４３３号公報に記載された様に１８８．２ｍＧ磁界が発生するように電流を流すことが好ましい。好ましい磁界密度を得るための、電流値はコイルと電流の周波数によって異なる。本実施形態では、特開２００８−００６４３３号公報に記載された以外の磁束密度であっても、水の溶媒特性を向上させることができる。

特開２００８−００６４３３号公報に記載された周波数と好適な交流磁束密度の値を下記表１に示す。そして、表中の磁束密度の磁場を発生させるための電流値を併せて記載する。なお、電流値は下記式１から計算し、コイルの巻き数は１ｍあたり４５４回（コイル配線材の径２．２ｍｍ）、２２２回（コイル配線材の径４．２ｍｍ）とした。
Ｂ＝４π×１０^−７×Ｎ_０×Ｉ （Ｗｂ／ｍ^２） …（式１）
（Ｎ_０は１ｍあたりのコイルの巻き数）
電磁場処理において交流波の電流値は、これらの電流値から±５％の誤差範囲内、より好ましくは２％の誤差範囲内、より好ましくは１．５％の誤差範囲内の周波数である。本実施形態の電磁場処理による効果は周波数によっても異なるが、±５％範囲内でその顕著な効果を確認することができる。好ましい周波数の測定方法は本実施形態の電磁場処理において、電流値をずらしながら測定し、実施条件に応じて、適宜決定すればよい。

（交流電圧・交流電場）
交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はハイレベルであり、かつ、交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はローレベルである条件を満たすような交流電圧を本実施の形態では用いる。
本実施形態の交流電圧のピーク電圧は５０ｍＶより大きいことが好ましい。より好ましくは１５０ｍＶであり、さらに好ましくは１０００ｍＶ以上である。この電圧が５０ｍＶ以下であると、コイルに交流電流を流すのみによる電磁場処理におけるパルス状の誘起電圧と同等の処理となって、水の溶媒特性に与える影響が非常に少なくなる。
水を通す管１０１、２０１の径が大きい場合は、交流電圧の電圧を大きくすることで、効率良く電磁場処理ができる。

（電磁場処理水）
本実施形態の電磁場処理を行う水は、水道水、ミネラルウォーターなど特に限定されない。水は液体であれば、温度も特に限定されない。

本実施形態の電磁場処理は、水道管の元栓付近、蛇口付近など、いずれの場所であっても設置することができる。

（溶媒特性の評価方法）
水の溶媒特性の変化は図５の溶媒特性評価装置３００を用いて測定した。
この実験装置においては、実験槽３１０内が間仕切り板３１１Ａ，Ｂにより３つの貯留室３１２，３１３，３１４に分けられている。貯留室３１２と貯留室３１３は７ｍｍの通水孔３１９で繋がっている。ここで、被処理水としてはイオン交換樹脂を通したｐＨ値が略７の室温（略２０℃）の水道水が用いられ、このイオン交換水が、水を通す管１０１（２０１）の途中に設けられたポンプ３１５により上記貯留室３１２，３１３，３１４の順に循環するようになっている。ここで、ポンプ３１５の下流側に電磁場処理装置１００（２００）接続されている。また、貯留室３１２の底部に、難溶性のリン酸カルシウム又はリン酸マグネシウム３１６が粉体にして置かれ、貯留室３１４には採水管３１７がバルブ３１８を介して連通している。

電磁場処理装置１００（２００）で処理され、貯留室３１２に流れてきた水は、貯留室３１２に貯まる。貯留室３１２にはリン酸カルシウム又はリン酸マグネシウムの粉体が配置されており、貯留室３１２に貯まった水によって徐々に溶解され、通水孔３１９を通って、貯留室３１３に流れる。貯留室３１３に流れた水が一定量貯まると、間仕切り板３１１Ｂの上から貯留室３１４に水が流れる。貯留室３１４に流れた水はポンプ３１５によって、電磁場処理装置１００（２００）を通り、再び貯留室３１２に流れる。
なお、本実施の形態では溶媒特性評価装置３００を用いて評価したが、電磁場処理による水への影響を測定できる構成であれば、評価装置は特に限定されない。

電磁場処理による溶媒特性の変化は、３ｌの水を用いて、このような工程を２時間行った後に評価した。
リン酸カルシウム又はリン酸マグネシウムの溶解度は、図５のバルブ３１８を開け、採水管３１７から水を１００ｍｌ採水し、硝酸銀を用いた滴定によって、その溶解度を測定した。
また、同じく２時間後に、電磁場処理装置１００（２００）の前後にｐＨ測定器を設置し、電磁場処理装置１００（２００）の前後でのｐＨの差を測定した。

水の溶媒特性を変える理由として以下の理論が考えられる。水は水分子が水素結合によってクラスターを形成して存在している。ここで、本実施形態の電磁場処理を行うことで、このクラスターに回転エネルギーを付与する。ここで、特別な条件の電磁場を付与しないと、クラスターに有効な回転エネルギーを付与することが難しいと考えている。エネルギーが多くなったクラスターは、その近傍の水分子を分子レベルで撹拌することでその水の温度よりも高温の水の様な溶媒特性を備えるため、汚れを落とす性質に優れた水になると考えている。
以下、実施例により、発明を具体的に説明する。なお、通常の水に対するリン酸カルシウムの溶解度は０．０２７ｍｍｏｌ／ｌであり、リン酸マグネシウムの溶解度は０．０１３ｍｍｏｌ／ｌである。

（実施例１）
実施例１では図２と同様の形態の電磁場処理装置を用いて図５の溶媒特性評価装置３００で実施した。外形１７ｍｍ、内径１５ｍｍの塩ビ管１０１に、幅２４ｍｍ、長さ９０ｍｍ、厚さ０．０９ｍｍの導電性銅箔接着テープ１０２を塩ビ管１０１の長さ方向に沿って配し、導電性銅箔接着テープ１０２が少なくとも覆われるように、ビニールテープ１０３を巻き付けて、導電性銅箔接着テープ１０２を固定し絶縁する。ビニールテープ１０３を巻き付けた塩ビ管１０１のビニールテープ１０３巻き付けた面に、導電性銅箔接着テープ１０２が少なくとも覆われるように、長さ１００ｍｍ、厚さ０．０９ｍｍの導電性銅箔接着テープ１０４を巻き付ける。導電性銅箔接着テープ１０４を巻き付けた塩ビ管１０１に太さ４．２ｍｍのＶＳＦ線（芯線：より線、３ｍｍ）を巻き付けてコイル１０６とする。ＶＳＦ線は隙間が空かないように巻き付ける。コイルを巻き付けた後に、ビニールテープによってコイルを固定した。そして、コイルを交流電流回路に、電極を交流電圧回路に接続した。
交流電圧と交流磁場の周波数は同じで、図４の（Ａ）のような位相が９０°ずれるパルス発生回路を用いた。コイルに４．５ｋＨｚから５．０ｋＨｚまで１５９２．５ｍＡ（６３．７ｍＡ×２５）の交流電流を流し、電極に交流電流と同じ周波数の±５Ｖの交流電圧を印加した。交流磁場の矩形波の立ち上がり及び立ち下がり時間は０．１μｓｅｃ以下になるように回路を調整した。
水は、２０℃の水道水を用い、流速３ｍ／ｓｅｃ、流量２４ｌ／ｍｉｎで、電磁場処理装置に通した。
電磁場処理後、リン酸カルシウムの溶解度を測定した。

（比較例１）
実施例１の電磁場処理装置を用いて、交流電場を印加しないこと以外は実施例１と同様である。

（参考例１）
実施例１で用いた水道水に対して電磁場処理をせずに、水道水に対するリン酸カルシウムの溶解度を測定した。

参考例１の結果は、リン酸マグネシウムの溶解度が０．０２７ｍｍｏｌ／ｌであった。
実施例１，比較例１の結果を図６のグラフに示す。

図６のグラフから、特定の周波数以外であっても、交流電場による水の溶媒特性にかかる効果を確認した。
実施例としては省略したが、他の周波数であっても、交流電場及び交流磁場を印加することによる効果を確認した。

（実施例２）
周波数を１０２ｋＨｚに固定し、交流電流を４．７から５．８ｍＡまで変化させ、リン酸カルシウムの溶解度（Ａ）と、リン酸マグネシウムの溶解度（Ｂ）と電磁場処理水のｐＨ変化量（Ｃ）を測定したこと以外は実施例１と同様である。

実施例２の結果を図７のグラフに示す。
図７のグラフから、特定の磁束密度以外であっても、交流電場及び交流磁場を印加することによる水の溶媒特性にかかる効果を確認した。
実施例としては省略したが、他の交流電流値帯であっても、同様のｐＨ変化及び溶媒特性向上の傾向を確認した。
なお、ΔｐＨはいずれも負の値である（以下の実施例、比較例において同じ）。

（実施例３）
電磁場処理により、水のエネルギーが増えることで、どのように溶媒特性が変化するか確認することを目的とする実施例である。
周波数を３．４９２ｋＨｚに固定し、コイルの磁束密度が６５３．０ｍＧ（１３０．６×５）、又は、３２６５ｍＧ（１３０．６×２５）になるように、交流電流を２３０ｍＡ、又は、１．１６Ａ流し、２０℃〜５０℃の水に電磁場処理し、ｐＨの変化とリン酸カルシウムの溶解度を測定したこと以外は実施例１と同様である。

（比較例２）
交流電場を印加しないこと以外は実施例３と同様である。

実施例３、比較例２の結果を表２、３に示す。

表２、３の結果から、実施例の電磁場処理では高温の水に対してもｐＨの変化量が大きく、溶媒特性の向上の効果が高かった。一方、比較例の電磁場処理では温度が上がるにつれて、急激にリン酸カルシウムの溶解度が下がり、４０℃以上では、未処理のリン酸カルシウムの溶解度と同じ値になった。
実施例としては省略したが、他の交流電流値や他の周波数であっても、同様のｐＨ変化及び溶媒特性向上の傾向を確認した。この変化の理由は、実施例の電磁場処理により水のエネルギーが高くなることにより、水分子の衝突回数が増えてＨ^＋水素イオンの濃度が増えることや水に塩基性の化合物等が溶解する量が増えること等が考えられる。一方、磁場のみによる処理では、水のエネルギーの増加量が小さいため、ｐＨの変化量が小さかった。

（実施例４）
電磁場処理により、水のエネルギーが増えることで、どのように溶媒特性が変化するか確認することを目的とする実施例である。
コイルの交流磁場の周波数は３．４９２ｋＨｚ、又は４．７２５ｋＨｚであり、図４の（Ａ）と（Ｂ）の矩形波で電磁気処理し、コイルの磁束密度は周波数が３．４９２ｋＨｚの時は６５３ｍＧで、４．７２５ｋＨｚの時は９４１ｍＧで、ｐＨの変化とリン酸カルシウムの溶解度を測定したこと以外は実施例１と同様である。
実施例４−１が図４（Ａ）の波形で、実施例４−２が図４（Ｂ）の波形である。

（比較例３）
図８の（Ａ）から（Ｃ）の矩形波、又は図４の（Ａ）の交流電場を印加せず交流磁場（Ｂ−１）のみで電磁気処理したこと以外は実施例４と同様である。
比較例３−１が交流磁場のみで、比較例３−２が図８（Ａ）の波形で、比較例３−３が図８（Ｂ）の波形で、比較例３−４が図８（Ｃ）の波形である。
図８の波形の交流波の組み合わせは、いずれも、交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はハイレベルであり、かつ、交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はローレベルであるという条件を満たさない。

実施例４，比較例３の結果を表４（交流磁場周波数３．４９２ｋＨｚ）、表５（交流磁場周波数４．７２５ｋＨｚ）に示す。

表４，５の結果、上記二つの矩形波の条件を満たすもののみ、溶媒特性を向上する効果があった。この変化の理由は、実施例の電磁場処理により水のエネルギーが高くなることにより、水分子の衝突回数が増えて水素イオンＨ^＋の濃度が増えることや水に塩基性の化合物等が溶解する量が増えること等が考えられる。一方、磁場のみによる処理では、水のエネルギーの増加量が小さいため、ｐＨの変化量が小さかった。

（実施例５）（比較例４）
表６の条件で実施したこと以外は実施例１と同様の実施条件で、リン酸カルシウムの溶解度とリン酸マグネシウムの溶解度と電磁場処理水のｐＨ変化量を測定した。

実施例５，比較例４の結果を表７に示す。

表７の結果から、交流電圧が５０ｍＶ以下では電磁場処理による効果がほとんど無かった。

（実施例６）
コイルに９７Ｈｚから１０８Ｈｚまで１００ｍＡの交流電流を流して、実施例１と同様に水に電磁場処理を行い、リン酸カルシウムの溶解度（Ａ）と電磁場処理水のｐＨ変化量（Ｂ）を測定した。

（比較例５）
交流電場を印加せず、リン酸カルシウムの溶解度（Ｃ）を測定したこと以外は実施例６と同様である。

実施例６と比較例５の結果を図９のグラフに示す。
比較例５の処理では実施例の処理に比べ、溶解度の変化量が小さかった。そして、比較例５において処理した水は、その水の温度を３０度以上にすると、処理による効果が消失した。
図９のグラフから、１０２Ｈｚ以外の周波数においても、交流磁場のみを印加する処理よりも、交流電場及び交流磁場を印加する処理の方が、水の溶媒特性にかかる効果が大きいことを確認した。

（実施例７、８、比較例６、７）
水温２９℃の水道水に、表８の条件で電磁場処理を施した水１００ｍｌに対して、２ｇのアマニ油を加え、1時間４０分沸騰させた。沸騰処理後、脱水して油分を回収した。回収した油分をエタノール及びジエチルエーテルの溶媒に溶かし、水酸化カリウム標準溶液で滴定して処理した油の酸価値を測定した。酸価値の測定結果を図１０、１１に示す。なお、コイルの巻き線太さは２．２ｍｍのＶＳＦ線を使用し、その巻き数は１ｍあたり４５４回とした。実施例において用いた加熱前のアマニ油の酸価値は０．０７であり、加熱処理後の酸価値０．４５であった。

実施例の酸価値は比較例の酸価値と比べていずれの周波数においても酸価値が低かった。つまり、磁場処理だけよりも、電磁場処理をすることで、加熱による油の酸化を抑えることがわかった。なお、良好な周波数からずれると、磁場処理や電磁場処理の効果が減少しコントロールの値に近づく。これは、電磁調理器具等に利用することで、微量に水を含む油そのものに電磁場処理を行い、油の酸化を抑え、油の交換サイクルを長くすることが期待される。

（実施例９，１０、比較例８．９）
水温２９℃のイオン交換水に、表９の条件で電磁場処理を施した水に対して、ヘキサデシル硫酸ナトリウムを１．２×１０^−４ｍｏｌ／ｌになるように溶解し、1時間後内径が１．２ｍｍの毛細管で毛細管を昇る高さを測定して表面張力を測定した。なお、コイルの巻き線太さは２．２ｍｍのＶＳＦ線を使用し、その巻き数は１ｍあたり４５４回とした。水は１．２ｍｍ内径の毛細管であれば２２ｍｍ昇り、これは７２．５ｄｙｎ／ｃｍに相当する。水の表面張力を基準に電磁場処理又は磁場処理した水の表面張力を測定した結果を図１２、１３に示す。なお、電磁気処理していない水に同じ濃度のヘキサデシル硫酸ナトリウムを溶解した時の表面張力は５７．５ｄｙｎ／ｃｍであった（コントロール）。

実施例の表面張力は比較例の表面張力と比べていずれの周波数においても表面張力が低かった。つまり、磁場処理だけよりも、電磁場処理をすることで、表面張力の低下が特に良好な周波数において顕著であった。なお、良好な周波数からずれると、磁場処理や電磁場処理の効果が減少しコントロールの値に近づく。界面活性剤をわずかに加えるだけで、電磁場処理による大幅な表面張力の低下が確認された。

これは水溶媒の水素結合力が実施形態の電磁場処理によって低下することを示す。水素結合力の低下は、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムなどが水分子と結合して固形物となる時の水和固形物の強度に影響すると考えられる。

１００…電磁場処理装置
１０１…水を通す管、塩ビ管
１０２…正電極
１０３…第１の絶縁材
１０４…負電極
１０５…第２の絶縁材
１０６…コイル
１１１…回路
１１２…回路
２００…電磁場処理装置
２０１…水を通す管、塩ビ管
２０２…正電極
２０３…第１の絶縁材
２０４…負電極
２０６…コイル
２１１…回路
２１２…回路
３１０…実験槽
３１１Ａ，Ｂ…間仕切り板
３１２…貯留室
３１３…貯留室
３１４…貯留室
３１５…ポンプ
３１６…リン酸カルシウム又はリン酸マグネシウム
３１７…採水管
３１８…バルブ
３１９…通水孔

Claims (13)

1. 水の電磁場処理方法において、
   コイルに交流電流を流して発生させた交流磁場を水に印加し、電極に前記交流磁場に同期する交流電圧を印加して発生させた交流電場を水に印加する工程を備え、
   前記交流電流の交流波が矩形波であり、
   前記交流磁場の交流波の立ち上がり時間における前記交流電圧はハイレベルであり且つ前記交流磁場の交流波の立ち下がり時間における前記交流電圧はローレベルである、又は、交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はローレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はハイレベルであることを特徴とする水の電磁場処理方法。
2. 水を通す管と、
   前記管表面に備えられた正電極と、
   少なくとも前記正電極を覆う第１の絶縁材と、
   前記管又は前記第１の絶縁材表面に備えられた負電極と、
   少なくとも前記負電極に巻き付けられたコイルと、
   前記正電極及び前記負電極と、前記コイルに接続された外部回路とを少なくとも備え、
   前記外部回路は前記管の内部に、交流磁場と、前記交流磁場に同期する交流電場を印加するように設計されていることを特徴とする水の電磁場処理装置。
3. 前記水を通す管は誘電体の管であることを特徴とする請求項２に記載の水の電磁場処理装置。
4. 前記交流電流の交流波の周波数は７４．７５Ｈｚ、１０２．５Ｈｚ、１５１．５Ｈｚ，２０５．０Ｈｚ，２２２．５Ｈｚ，３０１．０Ｈｚ，３４５．０Ｈｚ，４６６．０Ｈｚ，４８４Ｈｚ，６５５Ｈｚ，９５４Ｈｚ，１．２９ｋＨｚ、３．５ｋＨｚ、４．７３ｋＨｚ、７．０ｋＨｚ、９．４７ｋＨｚ、２０．０ｋＨｚ、２７．０ｋＨｚ、３７．３ｋＨｚ、５０．４ｋＨｚ、８０．０ｋＨｚ、１０８．０ｋＨｚの周波数群のいずれか、又は、これらの周波数のうちいずれかの値の周波数の±５％以内であることを特徴とする請求項１の水の電磁場処理方法。
5. 前記交流磁場の交流の周波数は７４．７５Ｈｚ、１０２．５Ｈｚ、１５１．５Ｈｚ，２０５．０Ｈｚ，２２２．５Ｈｚ，３０１．０Ｈｚ，３４５．０Ｈｚ，４６６．０Ｈｚ，４８４Ｈｚ，６５５Ｈｚ，９５４Ｈｚ，１．２９ｋＨｚ、３．５ｋＨｚ、４．７３ｋＨｚ、７．０ｋＨｚ、９．４７ｋＨｚ、２０．０ｋＨｚ、２７．０ｋＨｚ、３７．３ｋＨｚ、５０．４ｋＨｚ、８０．０ｋＨｚ、１０８．０ｋＨｚの周波数群のいずれか、又は、これらの周波数のうちいずれかの値の周波数の±５％以内であることを特徴とする請求項２の電磁場処理装置。
6. 交流磁場を水に印加する磁場印加部と、
   前記交流磁場に同期する交流電場を水に印加する電場印加部を備え、
   前記交流電流の交流波が矩形波であり、
   交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はハイレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はローレベルである、又は、交流磁場の立ち上がり時間における交流電圧はローレベルであり且つ交流磁場の立ち下がり時間における交流電圧はハイレベルであることを特徴とする電磁場処理装置。
7. 前記交流電流の交流波の周波数は７４．７５Ｈｚ、１０２．５Ｈｚ、１５１．５Ｈｚ，２０５．０Ｈｚ，２２２．５Ｈｚ，３０１．０Ｈｚ，３４５．０Ｈｚ，４６６．０Ｈｚ，４８４Ｈｚ，６５５Ｈｚ，９５４Ｈｚ，１．２９ｋＨｚ、３．５ｋＨｚ、４．７３ｋＨｚ、７．０ｋＨｚ、９．４７ｋＨｚ、２０．０ｋＨｚ、２７．０ｋＨｚ、３７．３ｋＨｚ、５０．４ｋＨｚ、８０．０ｋＨｚ、１０８．０ｋＨｚの周波数群のいずれか、又は、これらの周波数のうちいずれかの値の周波数の±５％以内であることを特徴とする請求項６の電磁場処理装置。
8. 前記交流磁場と前記交流電場は直交することを特徴とする請求項１に記載の電磁場処理方法。
9. 前記交流磁場と前記交流電場は直交することを特徴とする請求項２に記載の電磁場処理装置。
10. 前記交流磁場と前記交流電場は直交することを特徴とする請求項６に記載の電磁場処理装置。
11. 前記交流電場の周波数は、前記交流磁場の奇数倍であることを特徴とする請求項１に記載の電磁場処理方法。
12. 前記交流電場の周波数は、前記交流磁場の奇数倍であることを特徴とする請求項２に記載の電磁場処理装置。
13. 前記交流電場の周波数は、前記交流磁場の奇数倍であることを特徴とする請求項８に記載の電磁場処理装置。