JPWO2015121895A1 - 電位変動式物質変性装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、料、動物、繊維、植物、魚類、土壌、金属等の被処理物質を変動電場内にさらすことにより、簡単な装置と少ない消費エネルギーでもって各種物質の物性を高能率で変性若しくは改善する。本発明は、端子を接地した交流電源と、当該交流電源の他方の非接地側出力端子に直列に接続したＬＣ共振回路とからなり、当該ＬＣ共振回路の他端を出力端子として、前記交流電源の出力電圧ｖと外部電磁波により前記ＬＣ共振回路に誘導された誘導起電力ｖ’との重畳波ｖｏを出力する電源装置と、当該電源装置の前記出力端子にリード線を介して接続され、被処理物質に接触固定若しくは被処理物質の近傍に固定した導電体製電極板とから構成され、前記電源装置からの重畳波の出力電圧により導電体製電極板の電位を変動させて電場変動を生じさせ、被処理物質を変動電場にさらしてその物性を変性又は改善する。

Description

本発明は、電極板を物質に直接的又は間接的に接触させると共に、電極板に電位変動や電界変動を発生させ、物質を構成する原子や分子の振動状態及び原子や分子の電子の状態に影響を与えることにより、物質の物性を変化させるようにした新規な物質変性装置に関するものであり、物質の酸化防止や食品の腐敗防止、ＬＥＤや太陽電池の光変換率向上、遠赤外線放体の放射率の向上、水の活性化、液体燃料の改質、気体の活性化、土壌の活性化、肥料の活性化、紙・木材等天然素材の耐久性向上、醸造等に於ける発酵性能向上、金属の腐食防止、人体の凝りや痛みの改善等を可能にした電位変動式物質変性装置に関するものである。

水を活性化させることにより、化学的反応や有機物分解の促進、醸造発酵時間及び熟成時間の短縮、食品の腐敗防止、植物の成長促進、食品の味覚の向上等が可能なことは、現実に実証されており、当該水の活性化技術を利用した物質の改質（変性）技術は広く実用に供されている。同様に、重油や軽油等の低質燃料を活性化処理することにより、燃焼性能や発熱量を向上させることが可能であり、当該技術も広く実用に供されている。

例えば、前記水の活性化技術としては、イ、遠赤外線放射体から放射された遠赤外線を水に吸収させる装置、ロ、水を磁化装置によって磁化処理する装置、ハ、水にミネラル類を溶解させたあと、当該ミネラル溶解水に交番電磁場をかける装置（特開平５−３３７４７５号）等が開発されている。
また、ニ、高周波磁場や電場内へ重油や軽油等を通し、それらの構成分子や原子のエネルギーレベルを高めることにより燃料を改質して発熱量等を高める装置（特開平５−９８２７２号、特開平８−１８７４２８号、特開２０１１−１８３３７７号等）、ホ、電極と処理物間に高温のマルチアークを発生させ、マルチアークが生ずる振動エネルギー場により物質を変性、変質させる装置（特開平６−５５１８０号）等が開発されている。

図５は、上記ホのマルチアークを用いた改質装置の概要を示すものであり、処理槽Ｔ内に被処理物（水）Ｗを充填すると共に、カーボン電極棒Ｂの先端部にマルチアークＭを発生させることにより、マルチアークＭの振動エネルギーやカーボン電極棒Ｂから放出された電子や炭素原子、炭素イオン等の作用によって、被処理物（水）Ｗを改質するようにしたものである。
尚、図５において、Ｔは処理槽本体、Ｗは被処理物（水）、Ｂはカーボン電極、Ｍはマルチアーク、Ｐは仕切板、Ｌは多孔２重壁容器、Ｑは活性化物質（木炭、活性炭）、Ｗｉは水入口、Ｗｏは処理水出口、ＡＣは３相交流電源である。

しかし、上記従前の物質の改質技術には、イ、物質の改質レベル（例えば、水の活性化レベル等）が低いうえ、大容量の電源設備や処理装置が必要となり、簡便に物質の改質処理が行えないこと、ロ、改質に要する設備の小型化、動力費や設備費の削減が図り難いこと、及び、ハ、改質に長時間を必要とすること等の問題が残されている。

特開平５−３３７４７５号公報 特開平５−９８２７２号公報 特開平８−１８７４２８号公報 特開２０１１−１８３３７７号公報 特開平６−５５１８０号公報

本発明は、従前の水の活性化や燃料油の改質等のような物質の変性（改質）処理装置に於ける上述の如き問題を解決せんとするものであり、少量のエネルギー消費でもって高能率で物質の変性処理（例えば、水や液体燃料の改質、繊維等の改質、土壌や空気等気体の改質、金属等の改質等）を行えるようにした、構造の簡単な電位変動式物質変性装置を提供することを発明の主目的とするものである。

請求項１の発明は、一方の出力端子を接地した交流電源と、当該交流電源の他方の非接地側出力端子に直列に接続したＬＣ共振回路とからなり、当該ＬＣ共振回路の他端を出力端子として、前記交流電源の出力電圧ｖと外部電磁波により前記ＬＣ共振回路に誘導された誘導起電力ｖ’との重畳波ｖｏを出力する電源装置と、当該電源装置の前記出力端子にリード線を介して接続され、被処理物質に接触固定若しくは被処理物質の近傍に固定した導電体製電極板とから構成され、前記電源装置からの重畳波の出力電圧により導電体製電極板の電位を変動させて電場変動を生じさせ、被処理物質を変動電場にさらしてその物性を変性又は改善するようにしたことを発明の基本構成とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ＬＣ共振回路の他端と電源装置の出力端子との間に、ＬＣ共振回路側から前記導電体製電極板側への電流の流通を阻止する整流素子を設けた電源装置を用いるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記整流素子の他端と交流電源の接地側端子との間に、交流電源の接地側からリード線を通して導電体製電極板側への電流流通を阻止する第２整流素子を設けた電源装置としたものである。

請求項４の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明において、ＬＣ共振回路を、ＬＣ並列共振回路又はＬＣ直列共振回路としたものである。

請求項５の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明において、導電体製電極板を金属又は金属粉を含むゴム若しくはプラスチック製の導電体性電極板としたものである。

請求項６の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明において、整流素子をＰＮ型ダイオードとしたものである。

請求項７の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明において、交流電源の周波数を２Ｈｚから２００Ｈｚとしたものである。

請求項８の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明において、外部電磁波に対するＬＣ共振回路の共振周波数を２kＨｚ〜２０００kＨｚとしたものである。

請求項９の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明において、導電体性電極板の生物の患部に対向する面に、遠赤外線放射体層を設ける構成としたものである。

請求項１０の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明において、導電体性電極板を絶縁材により支持固定するようにしたものである。

請求項１１の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の発明において、被処理物を水、生鮮食品、魚、肉類、食用油、燃料油、エンジンオイル、アルコール、酒、繊維、木材、紙、衣類、植物、動物の何れか一つ又は二つ以上とするようにしたものである。

請求項１２の発明は、請求項９の発明において、遠赤外線放射体層をセラミックス焼結体又はセラミクスを混合したゴム若しくはプラスチックとしたものである。

本願発明では、一方の出力端子を接地した交流電源と、当該交流電源の他方の非接地側出力端子に直列に接続したＬＣ共振回路とからなり、当該ＬＣ共振回路の他端を出力端子として、前記交流電源の出力電圧ｖと外部電磁波により前記ＬＣ並列回路に誘導された誘導起電力ｖ’の重畳波ｖｏを出力する電源装置と、当該電源装置の前記出力端子にリード線を介して接続され、被処理物質に接触固定若しくは被処理物質の近傍に固定した導電体製電極板とから構成され、前記電源装置からの重畳波の出力電圧ｖｏにより導電体製電極板の電位を変動させて電場変動を生じさせ、被処理物質を変動電場にさらしてその物性を変性又は改質するようにしている。

即ち、電源装置のＬＣ共振回路には、外部空間に存在する外部電磁波により高周波の起電力ｖ’が誘導されると共に、この誘起起電力ｖ’が交流電源の交番電圧ｖに重畳される。そして、電源装置から導電体製電極板に、前記交番電圧ｖと誘起起電力ｖ’との重畳波出力電圧ｖｏが印加されることにより、導電体製電極板の電位が変動すると共に、導電体製電極板の表面やその近傍の電場が変動し、被処理物質が変動電場にさらされることになる。また、請求項２及び請求項３に記載の整流素子を設けた電源装置にあっては、導電体製電極板にマイナス方向の電位変動が加わることになり、電源装置から導電体製電極板へ電子が供給され、導電体製電極板の電子が増加すると共に、マイナス方向の振動波が加わらない時には電子の一部が放電により消滅し、これによって導電体製電極板はマイナス方向の電位変動を生ずることになる。

上記導電体製電極板の電位変動により電場が変動すると、導電体製電極板を構成する素材の原子の外殻電子軌道に変動が生じ、これによって生じた陽子（プラスイオン）の振動に基づく量子波が放射されることになる。その結果、導電体製電極板やこれに固定した遠赤外線放射体層の分子や原子の振動が激しくなる。
また、電位変動に伴って導電体製電極板近傍の電場が変動すると、被処理物質が変動電場にさらされることになり、被処理物質を構成する分子や原子の集団が振動をくり返し、水や液体の場合にはクラスターが小さくなる等によりその物性（活性度）等が変化する。

具体的には、ＬＣ共振回路の誘起起電力ｖ’の周波数が導電体製電極板や被処理物質の分子や原子の振動と共振すると、被処理物質の活性化等が促進され、その結果、被処理物質の物性が変性又は改質されることになる。また、マイナス方向の電場変動により電子が付加されることにより、被処理物質内の水分等の還元性が高まり、物質の酸化が防止される事になる。

更に、導電体製電極板に遠赤外線放射体層を設けた場合には、遠赤外線放射体層のエネルギー放射率が高ってエネルギー放射量が増加すると共に、遠赤外線放射エネルギーの吸収による熱運動等によって、被処理物を構成する分子や原子の集団が激しく振動をくり返すことになる。このように、電場変動に相乗して遠赤外線放射エネルギーが加わることにより、被処理物の物性の変性や改質作用が強化されることになる。

より具体的には、物質に電子が付加されることにより物質の還元性が高まり、物質の酸化が仰制されてその耐久性が向上する。その結果、物質の鮮度を長期に亘って高鮮度に保持することができる。
また、燃料油等の場合には、電子の付加によって不飽和脂肪族の炭素の二重結合や三重結合が切断され、これに水素を添加して一重結合にできるので、容易に燃料油等の完全燃焼が可能となる。

更に、水等の場合には、自由電子の大量添加によってその酸化還元電位を容易にマイナス側に引き下げることができ、健康に有益な還元水を大量且つ安価に生産することが出来る。
加えて、紙や木材、繊維等の天然素材でも容易に電子を付加することができ、これによりその耐久性や保温性が向上する。

植物に電子を付加することにより、光合成が促進されて植物の成長が早まると共に、酸化が仰制されることにより鮮度の保持期間や保存期間の延伸が可能となる。
更に、動物の肉類に電子を付加することにより、家畜や食用動物の生体の老化の進行が停滞して健康状態が改善されると共に、肉類の場合にはその鮮度を長期に亘って保持することができる。

このように、本発明に係る電位変動式物質変性装置は、高い物質の変性作用を有するものであり、実作動テストによってその効用が確認されている。但し、本発明に係る電位変動式物質変性装置の効果、即ち、被処理物質の物性の変性若しくは改質が為されることについての理論的な解析は、未だ十分に行なわれていない。

従がって、電場変動に起因して電位変動式物質変性装置が奏する物質の変性又は改質の原因や作用、機構については、不明な点が多く存在する。しかし、本願発明にかかる電位変動式物質変性装置は、現実に高い実用的効用を奏するものである。

また、本発明においては、単一の交番電圧を出力する従前の各種物質の改質装置とは異なって、低周波の基本となる交番電圧に高周波の交番電圧を重畳した重畳波を出力する構成としているため、低周波の変動電場と高周波の変動電場が被処理物等に相乗的に作用することになり、より高い物質の物性の変性又は改質効果が得られる。

更に、被処理物質の種類や変性すべき物性の種類に応じて、前記交流電源の基本周波数とＬＣ並列回路の共振周波数を適宜に選定することにより、より効果的な変性又は改質が可能となる。

本発明に係る電位変動式物質変性装置の第１実施形態を示すブロック系統図である。 本発明の第２実施形態を示す説明図である。 本発明の第３実施形態を示す説明図である。 本発明の第４実施形態を示す説明図である。 従前の物質変性装置（水活性化処理装置）の概要説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の各実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る電位変動式物質変性装置の第１実施形態を示すブロック系統図であり、水、生鮮食品、魚、肉類、食用油、燃料油、エンジンオイル、アルコール、酒、繊維、木材、紙、衣類、植物、動物の何れか一種又は複数種（以下、被処理物と呼ぶ）の物性を変性又は改質する場合を示すものである。

図1を参照して、本発明に係る電位変動式物質変性装置は、発信器に相当する電源装置１と、リード線７を介してこれに接続した導電体製電極板4とからその主要部が構成されている。尚、前記導電体製電極板４は、その上面側に被処理物８を積載することにより、被処理物８へ直接接触させるようにしているが、被処理物８の近傍に導電体製電極板４を配置、固定するようにしても良い。

前記電源装置１は、交流電源２と、これに直列に接続したＬＣ共振回路１０とから形成されており、交流電源2の一方は端子２ｂへ接続されている。尚、端子２ｂは接地６されている。また、交流電源２の非接地側出力端子２ａは、前記ＬＣ共振回路１０の一方の接続点９ａへ直列状に接続されており、ＬＣ共振回路１０の他方の接続点９ｂは電源装置１の非接地出力端子３ｂへ接続されている。

更に、上記ＬＣ共振回路１０は、容量Ｃの可変により周波数２ＫＨｚ〜２０００ＫＨｚの外部空間に存在する外部電磁波に共振し、当該共振周波数の交番電圧ｖ’を誘起する。そして、周波数２〜２００Ｈｚの交流電源２の交番電圧ｖと前記共振周波数の交番電圧ｖ’との重畳電圧ｖｏが、端子２ｂ、３ａ間に出力される。

尚、図1においては、ＬＣ共振回路１０としてＬＣ並列共振回路を用いているが、これに代えて、図１の点線で示したようなＬＣ直列共振回路を用いることも可能である。
又、図1において、１ａはケース、２ａは非接地側出力端子、２ｂは接地側出力端子、３ｂは電源の出力側端子、４ａ端子、５は絶縁体製支持台、６は接地点、７はリード線、８は被処理物、ｖは交流電源の電圧波形、ｉは重畳電圧ｖｏによる電流、Ｒは安全抵抗である。

正弦波交流電源２を作動させると共にＬＣ共振回路１０を同調させると、端子３ｂ，２ｂ間に前記重畳電圧ｖｏが発生し、リード線７と導電体製電極板４と漂遊容量Ｃ’を通して、重畳電圧ｖｏによる交番電流が流通する。
また、導電体製電極板４に重畳電圧ｖｏによる交番電流が流通することにより、その電位が変動するとともに電場が変動することになり、これによって被処理物８の物性が、前述の通り活性化等の変化を受けることになる。
尚、前記電源装置（発信器）１の交流電源２の周波数は、２から２００Ｈｚ程度が最適であり、また、ＬＣ共振回路１０の共振周波数は２ＫＨｚ〜２０００ＫＨｚ程度が最適であることが確認されている。

図２は、本発明の第２実施形態を示すものであり、図1におけるＬＣ共振回路の接続点９ｂと出力端子３ｂとの間にＰＮ型ダイオード３を設け、電源装置１からリード線７を通して導電体製電極板４の方向に電流が流通しないように、導電体製電極板４からリード線７を通して電源装置１へ半波整流波形の電流ｉが流れるようにしたものである。

また、図３は本発明の第３実施形態を示すものであり、２個のＰＮ型ダイオード３を用いて、導電体製電極板４から電源装置1側へ流入する電流ｉを連続した脈流状波形とするようにした点のみが、図２の実施例と異なるだけである。

尚、図２及び図３においては、上記電流ｉとは逆に、電源装置１側から導電体製電極板４側へリード線７を通して電子ｅが流入し、導電体製電極板４の電子量（マイナス電荷）が増加方向に変動することになり、これにより導電体製電極板４のマイナス電位が変動する。

また、ＰＮ型ダイオード３によって電流の流通が阻止されることにより、リード線７を通して電子ｅが導電体製電極板４へ供給されない間は、マイナス電荷（電子）の一部が放電により消滅して電子量が減少するため、これによっても導電体製電極板４のマイナス電位が変動する。

上述のように、導電体製電極板４に生じたマイナス電位の変動、即ち電子量の変動は、必然的に導電体製電極板4の電位変動や電場変動を生ずる。その結果、変動電場内にさらされた導電体製電極板4や被処理物８を構成する原子の電子配列等が影響を受けて変化する事になり、前述の如く電子が付加されることで物質の還元性が上昇し、物質の酸化が仰制されて変質や腐食が防止されることになる。

上記導電体製電極４の電位変動や電場変動が被処理物８の物性を変性又は改質する点に関しては、前述の通り現時点においても理論的に完全に解明されているとは言えない実情にある。しかし、物性の変性又は改質等の効果は、何れも試験や実験によって確認されているものである。

電源装置（発信器）１として、交流電源２の周波数が２Ｈｚ〜２００Ｈｚ・ＬＣ並列共振回路の共振周波数２Ｋｈｚ〜２０００Ｋｈｚ，最大発信出力５ワットのものを用いると共に、導電体製電極板４を、金属粉を混練りしたゴム板（１５０ｍｍ×３００ｍｍ×１０ｍｍ（厚さ）とし、この上部に２０００ｃｃの水を合成樹脂製袋に入れて水平状に積載した。そして、３０分間の変性処理を行い、水の腐敗の進行状況を調査した。尚、電源装置（発信器）１の平均出力は、３ワットであった。

上記変性処理を行った水と、変性処理を行わない水との腐敗の進行状況を比較した結果、後者（非処理水）では、５〜１０日以内に僅かな臭いや濁り等が現れてくるのに対して、前者（処理済水）では、１０〜２０日後でも臭いや濁りに全く異常の無いことが確認されている。尚、試験に供した原水は、何れも同一の水道水である。

電源装置（発信器）１として、交流電源２の周波数が２Ｈｚから２００Ｈｚ・最大発信出力１０ワットのものを用いると共に、導電体製支持体４をステンレス鋼製（３００ｍｍ×３００ｍｍ×１００ｍｍ（深さ）とし、これを直径３０ｍｍΦ・長さ３００ｍｍの4本の雲母製絶縁体製架台５を用いて水平に支持した。
そして、当該導電体製支持体４内にＡ重油２０００ｃｃを入れ、約２０分間の改質処理を行った。改質処理中の電源装置（発信器）１の平均出力は、３ワットであった。
改質処理の完了後、処理後のＡ重油と改質前のＡ重油の発熱量を測定した。その結果、改質処理により、Ａ重油の発熱量が約０．５〜０．７％向上することが確認された。

図４は、本発明の第４実施形態を示すものであり、図1における導電体製電極板４を、金属板電極４の上面側に遠赤外線選放射体層４ｂを形成したものとしたものである。
尚、当該第４実施形態のその他の構成は、使用する電極板４の構成が異なる点を除いて、その他の構成は第１実施形態の場合と全く同一である。また、この第４実施形態の電極板４を、第２〜第３実施形態に適用しても良いことは勿論である。

上記遠赤外線放射体層４ｂを形成した電極４使用した場合には、当該電極４が変動電場内にさらされることにより、遠赤外線放射体層自体の活性化等による所謂遠赤外線効果が、電場変動による効果に相乗されることになり、被処理物の変性作用が一層促進されて、高い変性度を得ることが可能となる。

本発明では、電源装置（発信器）1から導電体製電極板４への重畳出力電圧ｖｏの波形を、ＬＣ共振回路の容量Ｃの調整により変える構成の電源装置（発信器）1としている。
しかし、図示していないが、電源装置（発信器）1としては、伝送波（基本波）と高周波の重畳波を発信する構成の発信機であれば、如何なる構成のものであっても良く、また、伝送波（基本波）を高周波（搬送波）で振幅変調した被変調波を出力する構成の高周波発信器とすることも可能である。
尚、電源装置（発信器）1そのものは公知であるため、ここではその詳細な説明は省略する。

本発明は上述の如く、導電体製電極４に電位変動や電場変動を発生させることにより、あらゆる被処理物８の物性の変性又は改質を効率的に行え、優れた実用的効用を奏するものである。

本発明は、水や食料品関係のみならず、農業、畜産業、醸造業、繊維産業、金属産業、化学品産業、燃料産業、医療産業等のあらゆる産業分野へ適用可能なものである。

１ 電源装置（発信器）
１ａ ケース
２ 交流電源
２ａ 交流電源非接地側出力端子
２ｂ 交流電源接地側出力端子（電源装置の出力側端子）
３ ＰＮ型ダイオード
３ｂ ダイオードのＰ側端子（電源装置の出力側端子）
４ 導電体製電極板
４ａ 端子
４b 遠赤外線放射体層
５ 絶縁体製支持台
６ 接地点
７ リード線
８ 生物（人間）
９ａ 接続点
９ｂ 接続点
１０ ＬＣ共振回路（ＬＣ並列共振回路又はＬＣ直列共振回路）
ｅ 電子
ｉ 電流
ｖ 交流電源電圧
ｖ’ 誘導起電力
ｖｏ 出力電圧（ｖ及びｖ’の重畳波）
Ｃ 静電容量
Ｃ’ 漂遊容量
Ｌ コイル
Ｒ 安全抵抗

本発明は、電極板を物質に直接接触又は間接接触させると共に電極板に電位変動や電界変動を発生させ、物質を構成する原子や分子の振動の促進や原子や分子の電子状態に影響を与えることにより、物質の物性を変化させるようにした新規な物質変性装置に関するものであり、物質の酸化防止や食品の腐敗防止、ＬＥＤや太陽電池の光変換率向上、遠赤外線放体の放射率の向上、水の活性化、液体燃料の改質、気体の活性化、土壌の活性化、肥料の活性化、紙・木材等天然素材の耐久性向上、醸造等に於ける発酵性能向上、金属の腐食防止、人体の凝りや痛みの改善等を可能にした電位変動式物質変性装置に関するものである。

水を活性化させることにより、化学的反応や有機物分解の促進、醸造発酵及び熟成時間の短縮、食品の腐敗防止、植物の成長促進、食品の味覚の向上等が可能なことは現実に実証されており、当該水の活性化技術を利用した物質の改質（変性）技術は、広く実用に供されている。同様に、重油や軽油等の低質燃料を活性化処理することにより、燃焼性能や発熱量を向上させることができ、広く実用に供されている。

例えば、前記水の活性化技術としては、イ、遠赤外線放射体から放射された遠赤外線を水に吸収させる装置、ロ、水を磁化装置によって磁化処理する装置、ハ、水にミネラル類を溶解させたあと、当該ミネラル５解水に交番電磁場をかける装置（特開平５−３３７４７５号）等が開発されている。
また、ニ、高周波磁場や電場内へ重油や軽油等を通し、その構成分子や原子のエネルギーレベルを高めることにより燃料を改質し、その発熱量等を高める装置（特開平５−９８２７２号、特開平８−１８７４２８号、特開２０１１−１８３３７７号等）、ホ、電極と処理物間に高温のマルチアークを発生させ、マルチアークが生ずる振動エネルギー場により物質を変性、変質させる装置（特開平６−５５１８０号）等が開発されている。

図４は、上記ホのマルチアークを用いた改質装置の概要を示すものであり、処理槽Ｔ内に被処理物（水）Ｗを充填すると共に、カーボン電極棒Ｂの先端部にマルチアークＭを発生させることにより、当該マルチアークＭの振動エネルギーやカーボン電極棒Ｂから放出された電子や炭素原子、炭素イオン等の作用によって、被処理物（水）Ｗを改質するようにしたものである。
尚、図４において、Ｔは処理槽本体、Ｗは被処理物（水）、Ｂはカーボン電極、Ｍはマルチアーク、Ｐは仕切板、Ｌは多孔２重壁容器、Ｑは活性化物質（木炭、活性炭）、Ｗｉは水入口、Ｗｏは処理水出口、ＡＣは３相交流電源である。

しかし、上記従前の物質の改質技術には、イ、物質の改質レベル（例えば、水の活性化レベル等）が低いうえ、大容量の電源設備や処理装置を必要とし、簡便に物質の改質処理が行えないこと、ロ、改質に要する設備の小型化、動力費や設備費の削減が図り難いこと、及び、ハ、改質に長時間を必要とすること等の問題が残されている。

特開平５−３３７４７５号 特開平５−９８２７２号 特開平８−１８７４２８号 特開２０１１−１８３３７７号 特開平６−５５１８０号

本発明は、従前の水の活性化や燃料油の改質等のような物質の改質（変性）処理装置に於ける上述の如き問題を解決せんとするものであり、少量のエネルギー消費でもって高能率で物質の変性処理（例えば、水や液体燃料の改質、繊維等の改質、土壌や空気等気体の改質、金属等の改質等）を行えるようにした構造の簡単な電位変動式物質変性装置を提供することを発明の主目的とするものである。

請求項１の発明は、一方の出力端子を接地した周波数が２Ｈｚから２００Ｈｚの交流電源と、当該交流電源の他方の非接地側出力端子に直列に接続した共振周波数が２kＨｚ〜２０００kＨｚのＬＣ並列回路と、当該ＬＣ並列回路の他方側に直列に一端が接続されてＬＣ並列回路からの電流の流出を阻止する整流素子を備え、前記整流素子の他端を出力端子として、前記交流電源の出力電圧ｖと外部電磁波により前記ＬＣ並列回路に誘導された誘導起電力ｖ’との重畳波ｖｏを出力する電源装置と，当該電源装置の出力端子にリード線を介して接続され、被処理物質へ接触固定されるステンレス鋼製又はチタン合金製の導電体製支持体と，から構成され、前記電源装置からの出力により導電体製支持体の電位をマイナス電位にしてこれを変動させ、導電体製支持体及びこれに接触固定した被処理物を構成する原子の外殻電子軌道の電子に変化を与えてその電子量を変動させ、被処理物に電子を付加すると共に被処理物を構成する分子や原子の振動を強めることにより、被処理物質の物性を変性又は改善することを発明の基本構成とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、整流素子をＰＮ型ダイオードとしたものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、導電体性電極板の被処理物に対向する面に、遠赤外線放射体層を設ける構成としたものである。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、導電体性電極板を絶縁材により支持固定するようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、被処理物を水、生鮮食品、魚、肉類、食用油、燃料油、エンジンオイル、アルコール、酒、繊維、木材、紙、衣類、植物、動物の何れかとするようにしたものである。

本願発明では、 一方の出力端子を接地した周波数が２Ｈｚから２００Ｈｚの交流電源と、当該交流電源の他方の非接地側出力端子に直列に接続した共振周波数が２kＨｚ〜２０００kＨｚのＬＣ並列回路と、当該ＬＣ並列回路の他方側に直列に一端が接続されてＬＣ並列回路からの電流の流出を阻止する整流素子を備え、前記整流素子の他端を出力端子として、前記交流電源の出力電圧ｖと外部電磁波により前記ＬＣ並列回路に誘導された誘導起電力ｖ’との重畳波ｖｏを出力する電源装置と，当該電源装置の出力端子にリード線を介して接続され、被処理物質へ接触固定されるステンレス鋼製又はチタン合金製の導電体製支持体と，から構成され、前記電源装置からの出力により導電体製支持体の電位をマイナス電位にしてこれを変動させ、導電体製支持体及びこれに接触固定した被処理物を構成する原子の外殻電子軌道の電子に変化を与えてその電子量を変動させ、被処理物に電子を付加すると共に被処理物を構成する分子や原子の振動を強めることにより被処理物質の物性を変性又は改善するようにしている。即ち、前記電源装置からの重畳波の出力電圧ｖｏにより導電体製電極板の電位を変動させて電場変動を生じさせ、被処理物質を変動電場にさらしてその物性を変性又は改質するようにしている。

即ち、電源装置のＬＣ並列回路には、外部空間に存在する外部電磁波により高周波の起電力ｖ’が誘導されると共に、この誘起起電力ｖ’が交流電源の交番電圧ｖに重畳される。そして、電源装置から導電体製電極板に、前記交番電圧ｖと誘起起電力ｖ’との重畳波出力電圧ｖｏが印加されることにより、導電体製電極板の電位が変動すると共に、導電体製電極板の表面やその近傍の電場が変動し、被処理物質が変動電場にさらされることになる。また、請求項２に記載の整流素子を設けた電源装置にあっては、導電体製電極板にマイナス方向の電位変動が加わることになり、電源装置から導電体製電極板へ電子が供給され、導電体製電極板の電子が増加すると共に、マイナス方向の振動波が加わらない時には電子の一部が放電により消滅し、これによって導電体製電極板はマイナス方向の電位変動を生ずることになる。

上記導電体製電極板のマイナス方向の電位変動により電場が変動すると、導電体製電極板を構成する素材の原子の外殻電子軌道に変動が生じ、これによって生じた陽子（プラスイオン）の振動に基づく量子波が放射されることになる。その結果、導電体製電極板やこれに固定した遠赤外線放射体層の分子や原子の振動が激しくなる。
また、電位変動に伴って導電体製電極板近傍の電場が変動すると、被処理物質が変動電場にさらされることになり、被処理物質を構成する分子や原子の集団が振動をくり返し、水や液体の場合にはクラスターが小さくなる等によりその物性（活性度）等が変化する。

具体的には、ＬＣ共振回路の誘起起電力ｖ’の周波数が導電体製電極板や被処理物質の分子や原子の振動と共振すると、被処理物質の活性化等が促進され、その結果、被処理物質の物性が変性又は改質されることになる。また、マイナス方向の電場変動により電子が付加されることにより、被処理物質内の水分等の還元性が高まり、物質の酸化が防止される事になる。

更に、導電体製電極板に遠赤外線放射体層を設けた場合には、遠赤外線放射体層のエネルギー放射率が高ってエネルギー放射量が増加すると共に、遠赤外線放射エネルギーの吸収による熱運動等によって、被処理物を構成する分子や原子の集団が激しく振動をくり返すことになる。このように、電場変動による分子や原子の振動に相乗して遠赤外線放射エネルギーによる振動が加わることにより、被処理物の物性の変性や改質作用が強化されることになる。

より具体的には、物質に電子が付加されることにより物質の還元性が高まり、物質の酸化が仰制されてその耐久性が向上する。また、物質の鮮度を長期に亘って高鮮度に保持することができる。
また、燃料油等の場合には、電子の付加によって不飽和脂肪族の炭素の二重結合や三重結合が切断され、これに水素を添加して一重結合にできるので、容易に燃料油等の完全燃焼が可能となる。
更に、水等の場合には、自由電子の大量添加によってその酸化還元電位を容易にマイナス側に引き下げることができ、健康に有益な還元水を大量且つ安価に生産することが出来る。
加えて、紙や木材、繊維等の天然素材でも容易に電子を付加することができ、これによりその耐久性や保温性が向上する。
植物に電子を付加することにより、光合成が促進されて植物の成長が早まると共に、酸化が仰制されることにより鮮度の保持期間や保存期間の延伸が可能となる。

また、動物の肉類に電子を付加することにより、家畜や食用動物の生体の老化の進行が停滞して健康状態が改善されると共に、肉類の場合にはその鮮度を長期に亘って保持することができる。

このように、本発明に係る電位変動式物質変性装置は、高い物質の変性作用を有するものであり、実作動テストによってその効用が確認されている。但し、本発明に係る電位変動式物質変性装置の効果、即ち、被処理物質の物性の変性若しくは改質が為されることについての理論的な解析は、未だ十分に行なわれていない。
従がって、電場変動に起因して電位変動式物質変性装置が奏する物質の変性又は改質の原因や作用、機構については、不明な点が多く存在する。しかし、本願発明にかかる電位変動式物質変性装置は、現実に高い実用的効用を奏するものである。

また、本発明においては、単一の交番電圧を出力する従前の各種物質の改質装置とは異なって、低周波の基本となる交番電圧に高周波の交番電圧を重畳した重畳波を出力する構成としているため、低周波の変動電場と高周波の変動電場が被処理物等に相乗的に作用することになり、より高い物質の物性の変性又は改質効果が得られる。

更に、被処理物質の種類や変性すべき物性の種類に応じて、前記交流電源の基本周波数とＬＣ並列回路の共振周波数を適宜に選定することにより、より効果的な変性又は改質が可能となる。

本発明に係る電位変動式物質変性装置の第１実施形態を示すブロック系統図である。 本発明の第２実施形態を示す説明図である。 本発明の第３実施形態を示す説明図である。 従前の物質変性装置（水活性化処理装置）の概要説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の各実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る電位変動式物質変性装置の第１実施形態を示すブロック系統図であり、水、生鮮食品、魚、肉類、食用油、燃料油、エンジンオイル、アルコール、酒、繊維、木材、紙、衣類、植物、動物の何れか一種又は複数種（以下、被処理物と呼ぶ）の物性を変性又は改質する場合を示すものである。

図1を参照して、本発明に係る電位変動式物質変性装置は、発信器に相当する電源装置１と、リード線７を介してこれに接続した導電体製電極板4とからその主要部が構成されている。尚、前記導電体製電極板４は、その上面側に被処理物８を積載することにより、被処理物８へ直接接触させるようにしているが、被処理物８の近傍に導電体製電極板４を配置、固定するようにしても良い。

前記電源装置１は、交流電源２と、これに直列に接続したＬＣ並列回路１０とから形成されており、交流電源2の一方は端子２ｂへ接続されている。尚、端子２ｂは接地６されている。また、交流電源２の非接地側出力端子２ａは、前記ＬＣ並列回路１０の一方の接続点９ａへ直列状に接続されており、ＬＣ並列回路１０の他方の接続点９ｂは電源装置１の非接地出力端子３ｂへ接続されている。

更に、上記ＬＣ並列回路１０は、容量Ｃの可変により周波数２ＫＨｚ〜２０００ＫＨｚの外部空間に存在する外部電磁波に共振し、当該共振周波数の交番電圧ｖ’を誘起する。そして、周波数２〜２００Ｈｚの交流電源２の交番電圧ｖと前記共振周波数の交番電圧ｖ’との重畳電圧ｖｏが、端子２ｂ、３ａ間に出力される。
尚、図1において、１ａはケース、２ａは非接地側出力端子、２ｂは接地側出力端子、３ｂは電源の出力側端子、４ａ端子、５は絶縁体製支持台、６は接地点、７はリード線、８は被処理物、ｖは交流電源の電圧波形、ｉは重畳電圧ｖｏによる電流、Ｒは安全抵抗、Ｒ０は接地用抵抗である。

正弦波交流電源２を作動させると共にＬＣ並列回路１０を同調させると、端子３ｂ，２ｂ間に前記重畳電圧ｖｏが発生し、リード線７と導電体製電極板４と漂遊容量Ｃ’を通して、重畳電圧ｖｏによる交番電流が流通する。
また、導電体製電極板４に重畳電圧ｖｏによる交番電流が流通することにより、その電位が変動するとともに電場が変動することになり、これによって被処理物８の物性が、前述の通り活性化等の変化を受けることになる。
尚、前記電源装置（発信器）１の交流電源２の周波数は、２から２００Ｈｚ程度が最適であり、また、ＬＣ並列共振回路１０の共振周波数は２ＫＨｚ〜２０００ＫＨｚ程度が最適であることが確認されている。

図２は、本発明の第２実施形態を示すものであり、図1におけるＬＣ並列回路の接続点９ｂと出力端子３ｂとの間にＰＮ型ダイオード３を設け、電源装置１からリード線７を通して導電体製電極板４の方向に電流が流通しないように、導電体製電極板４からリード線７を通して電源装置１へ半波整流波形の電流ｉが流れるようにしたものである。

尚、図２においては、上記電流ｉとは逆に、電源装置１側から導電体製電極板４側へリード線７を通して電子ｅが流入し、導電体製電極板４の電子量（マイナス電荷）が増加方向に変動することになり、これにより導電体製電極板４のマイナス電位が変動する。

また、ＰＮ型ダイオード３によって電流の流通が阻止されることにより、リード線７を通して電子ｅが導電体製電極板４へ供給されない間は、マイナス電荷（電子）の一部が放電により消滅して電子量が減少するため、これによっても導電体製電極板４のマイナス電位が変動する。

上述のように、導電体製電極板４に生じたマイナス電位の変動、即ち電子量の変動は、必然的に導電体製電極板4の電位変動や電場変動を生ずる。その結果、変動電場内にさらされた導電体製電極板4や被処理物８を構成する原子の電子配列等が影響を受けて変化する事になり、前述の如く電子が付加されることで物質の還元性が上昇し、物質の酸化が仰制されて変質や腐食が防止されることになる。

上記導電体製電極４の電位変動や電場変動が被処理物８の物性を変性又は改質する点に関しては、前述の通り現時点においても理論的に完全に解明されているとは言えない実情にある。しかし、物性の変性又は改質等の効果は、何れも試験や実験によって確認されているものである。

電源装置（発信器）１として、交流電源２の周波数が２Ｈｚ〜２００Ｈｚ・ＬＣ並列共振回路の共振周波数２Ｋｈｚ〜２０００Ｋｈｚ，最大発信出力５ワットのものを用いると共に、導電体製電極板４を金属粉を混練りしたゴム板（１５０ｍｍ×３００ｍｍ×１０ｍｍ（厚さ）とし、この上部に２０００ｃｃの水を合成樹脂製袋に入れて水平状に積載した。そして、３０分間の変性処理を行い、水の腐敗の進行状況を調査した。尚、電源装置（発信器）１の平均出力は、３ワットであった。

上記変性処理を行った水と、変性処理を行なわない水との腐敗の進行状況を比較した結果、後者（非処理水）では、５〜１０日以内に僅かな臭いや濁り等が現れてくるのに対して、前者（処理済水）では、１０〜２０日後でも臭いや濁りに全く異常の無いことが確認されている。尚、試験に供した原水は、何れも同一の水道水である。

電源装置（発信器）１として、交流電源２の周波数が２Ｈｚから２００Ｈｚ・最大発信出力１０ワットのものを用いると共に、導電体製支持体４をステンレス鋼製（３００ｍｍ×３００ｍｍ×１００ｍｍ（深さ）とし、これを直径３０ｍｍΦ・長さ３００ｍｍの4本の雲母製絶縁体製架台５を用いて水平に支持した。
そして、当該導電体製支持体４内にＡ重油２０００ｃｃを入れ、約２０分間の改質処理を行った。改質処理中の電源装置（発信器）１の平均出力は、３ワットであった。
改質処理の完了後、処理後のＡ重油と改質前のＡ重油の発熱量を測定した。その結果、改質処理により、Ａ重油の発熱量が約０．５〜０．７％向上することが確認された。

図３は、本発明の第３実施形態を示すものであり、図1における導電体製電極板４を、金属板電極４の上面側に遠赤外線選放射体層４ｂを形成したものとしたものである。尚、当該第４実施形態のその他の構成は、第１実施形態の場合と全く同一であり、また、この第３実施形態の電極板４を第１及び第２実施形態に適用しても良いことは勿論である。

上記遠赤外線放射体層４ｂを形成した電極４使用した場合には、当該電極４が変動電場内にさらされることにより、遠赤外線放射体層自体の活性化等による所謂遠赤外線効果が、電場変動による効果に相乗されることになり、被処理物の変性作用が一層促進されて、高い変性度を得ることが可能となる。

本発明では、電源装置（発信器）1から導電体製電極板４への重畳出力電圧ｖｏの波形を、ＬＣ並列回路の容量Ｃの調整により変える構成の電源装置（発信器）1としている。
しかし、図示していないが、電源装置（発信器）1としては、伝送波（基本波）と高周波の重畳波を発信する構成の発信機であれば、如何なる構成のものであっても良く、また、伝送波（基本波）を高周波（搬送波）で振幅変調した被変調波を出力する構成の高周波発信器とすることも可能である。
尚、電源装置（発信器）1そのものは公知であるため、ここではその詳細な説明は省略する。

本発明は上述の如く、導電体製電極４に電位変動や電場変動を発生させることにより、あらゆる被処理物８の物性の変性又は改質を効率的に行え、優れた実用的効用を奏するものである。

本発明は、水や食料品関係のみならず、農業、畜産業、醸造業、繊維産業、金属産業、化学品産業、燃料産業、医療産業等のあらゆる産業分野へ適用可能なものである。

１ 電源装置（発信器）
１ａ ケース
２ 交流電源
２ａ 交流電源非接地側出力端子
２ｂ 交流電源接地側出力端子（電源装置の出力側端子）
３ ＰＮ型ダイオード
３ｂ ダイオードのＰ側端子（電源装置の出力側端子）
４ 導電体製電極板
４ａ 端子
４ｂ 遠赤外線放射体層
５ 絶縁体製支持台
６ 接地点
７ リード線
８ 生物（人間）
９ａ 接続点
９ｂ 接続点
１０ ＬＣ並列回路
ｅ 電子
ｉ 電流
ｖ 交流電源電圧
ｖ’ 誘導起電力
ｖｏ 出力電圧（ｖ及びｖ’の重畳波）
Ｃ 静電容量
Ｃ’ 漂遊容量
Ｌ コイル
Ｒ 安全抵抗
Ｒ０ 接地用抵抗

Claims (12)

1. 一方の出力端子を接地した交流電源と、当該交流電源の他方の非接地側出力端子に直列に接続したＬＣ共振回路とからなり、当該ＬＣ共振回路の他端を出力端子として、前記交流電源の出力電圧ｖと外部電磁波により前記ＬＣ共振回路に誘導された誘導起電力ｖ’との重畳波ｖｏを出力する電源装置と、当該電源装置の前記出力端子にリード線を介して接続され、被処理物質に接触固定若しくは被処理物質の近傍に固定した導電体製電極板とから構成され、前記電源装置からの重畳波の出力電圧により導電体製電極板の電位を変動させて電場変動を生じさせ、被処理物質を変動電場にさらしてその物性を変性又は改善するようにしたことを特徴とする電位変動式物質変性装置。
2. 前記ＬＣ共振回路の他端と電源装置の出力端子との間に、ＬＣ共振回路側から前記導電体製電極板側への電流の流通を阻止する整流素子を設けた電源装置とした請求項１に記載の電位変動式物質変性装置。
3. 前記整流素子の他端と交流電源の接地側端子との間に、交流電源の接地側からリード線を通して導電体製電極板側への電流流通を阻止する第２整流素子を設けた電源装置とした請求項２に記載の電位変動式物質変性装置。
4. ＬＣ共振回路を、ＬＣ並列共振回路又はＬＣ直列共振回路とした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電位変動式物質変性装置。
5. 導電体製電極板を金属又は金属粉を含むゴム若しくはプラスチック製の導電体性電極板とした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電位変動式物質変性装置。
6. 整流素子をＰＮ型ダイオードとした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電位変動式物質変性装置。
7. 交流電源の周波数を２Ｈｚから２００Ｈｚとした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電位変動式物質変性装置。
8. 前記外部電磁波に対するＬＣ共振回路の共振周波数を２kＨｚ〜２０００kＨｚとした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電位変動式物質変性装置。
9. 導電体性電極板の生物の患部に対向する面に、遠赤外線放射体層を設ける構成とした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電位変動式物質変性装置。
10. 導電体性電極板を絶縁材により支持固定するようにした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電位変動式物質変性装置。
11. 被処理物を水、生鮮食品、魚、肉類、食用油、燃料油、エンジンオイル、アルコール、酒、繊維、木材、紙、衣類、植物、動物の何れか一つ又は二つ以上とするようにした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電位変動式物質変性装置。
12. 遠赤外線放射体層をセラミックス焼結体又はセラミクスを混合したゴム若しくはプラスチックとした請求項９に記載の電位変動式物質変性装置。

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