WO2015111090A1

WO2015111090A1 - 物質の改質方法

Info

Publication number: WO2015111090A1
Application number: PCT/JP2014/000259
Authority: WO
Inventors: 新納　清憲
Original assignee: 新エネルギー産業株式会社
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-07-30
Also published as: JP6084975B2; JPWO2015111090A1

Abstract

　本発明は、水や液体燃料、動物、繊維、植物、魚類、土壌、金属等に電子を付加することにより、簡単な装置と少ない消費エネルギーでもってあらゆる物質の品質や物性を、高能率で改善する。　本発明は、一方の出力端子を接地した交流電源と、当該交流電源の非接地側の出力端子に直列に一端が接続されて交流電源からの電流の流出を阻止する整流素子とを備えた電源装置を用い、当該電源装置の前記整流素子の他端にリード線を介して導電体製支持体を接続すると共に当該導電体製支持体の上部又はその近傍に被処理物を配置して、前記電源装置の交流電源の出力によって前記導電体製支持体にマイナスの変動電位を生じさせ、導電体製支持体の上部又はその近傍に配置した被処理物に電子を付加する。

Description

物質の改質方法

　本発明は、物質を支持する導電体製支持体に電子を付与することによりこれに負の電位変動や電界変動を発生させ、物質に電子を付加して物質を構成する原子や分子の電子の状態に影響を及ぼすことにより、物質の物性を変化させるようにした電子を用いた新規な物質の改質方法に関するものであり、物質の酸化防止や食品の腐敗防止、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・木材等の天然素材の耐久性向上、アルコール飲料の製造、金属の腐食防止等を可能にした物質の改質方法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を図れることは現実に実証されており、所謂活性水を利用した物質の改質は、広く実用に供されている。また、重油や軽油等の低質燃料も、これを活性化処理することにより、その燃焼性能や発熱量が向上することが実証されている。

　例えば、前記水の活性化方法としては、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方法、ロ、水を磁化装置によって磁化処理する方法、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方法（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て発熱量等を高める方法（特開平５－９８２７２号、特開平８－１８７４２８号、特開２０１１－１８３３７７号等）や、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、変質させる方法（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、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方法には、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、簡便にしかも能率良く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処理に於ける上述の如き問題を解決せんとするものであり、簡単な構造の小型処理設備を用い、少量のエネルギー消費でもって高能率で簡便に、しかも高度な物質の改質処理（例えば、水や液体燃料の改質、繊維等の改質、動物の筋肉組織の改質、土壌や空気等気体の改質、金属等の改質等）を行うことにより、液体燃料の燃焼効率の向上や繊維等の劣化の防止、動物等の老化の防止、植物の生育促進、各種物質の腐食の防止等を図れるようにした物質の改質方法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、当該交流電源の非接地側の出力端子に直列に一端が接続されて交流電源からの電流流出を阻止する整流素子とを備えた電源装置を用い、当該電源装置の前記整流素子の他端に導電体製支持体を接続すると共に当該導電体製支持体の上部又はその近傍に被処理物を配置して、前記交流電源の印加によって前記導電体製支持体にマイナスの電位変動を生じさせ、導電体製支持体の上部又はその近傍に配置した被処理物に電子を付加することにより、物質の物性を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、前記整流素子の他端と交流電源の接地側端子との間に、前記導電体製支持体から接地側端子へ電流を流通させる第２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１の発明において、交流電源に換えてＬＣ並列回路を設置し、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を出力する電源装置を用いるようにしたものである。

　請求項４の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明において、整流素子をＰＮ型ダイオードとしたものである。

　請求項５の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明において、交流電源の周波数を２Ｈｚから２００Ｈｚとした電源装置を用いるようにしたものである。

　請求項６の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明において、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。

　本願発明では、一方の出力端子を接地した交流電源と、その非接地側の出力端子に直列に一端が接続されて交流電源からの電流の流出を阻止する整流素子とを備えた電源装置（発信機）を用い、当該電源装置（発信器）の前記整流素子の他端にリード線を介して導電体製支持体を接続すると共に当該導電体製支持体の上部又はその近傍に被処理物を配置して、前記交流電源の印加によって前記導電体製支持体にマイナスの電位変動を生じさせ、導電体製支持体の上部又はその近傍に配置した被処理物に電子を付加することにより物質の物性を改善する構成としている。

　即ち、電源装置の交流電源を印加することにより、導電体製支持体には半導体素子を通してマイナス方向の振動波のみが加わることになる。その結果、交流電源から導電体製支持体へ電子が供給され、導電体製支持体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するという状態を繰返す。

　これにより、導電体製支持体にマイナスの電位変動が生じることになる。
　また、導電体製支持体にマイナスの電位変動が生じると、導電体製支持体に接触状態で積載された物質や導電体製支持体の近傍に配置された物質を構成する分子や原子の外殻電子軌道の電子が変動することになる。

　更に、電位変動に伴って、導電体製支持体近傍の電場にも変動が生じることになり、物質を構成する分子や原子の集団が振動を繰返し、固体の場合には分子集団が整列化し、また液体の場合にはクラスターが小さくなる等により、被処理物の品質や物性が夫々変化する。

　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、その結果、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。
　また、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、動物の生体や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、本発明に係る物質の改質方法は、あらゆる物質の物性や品質の改善に適用することが可能であり、高い実用的効用を有するものである。

本発明で使用する物質の改質装置のブロック系統図である。本発明の第１実施形態を示す説明図である。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。従前の物質処理装置の断面概要図である。

　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、本発明の実施に用いる物質の改質装置の基本構成を示すブロック系統図であり、当該改質装置を用いて水や食品等の改質を行う方法の説明図である。

　図1を参照して、本発明で使用する物質の改質装置は、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支持体４等とからその主要部が構成されている。又、前記導電体製支持体4は絶縁体製架台５により支持固定されており、その上部に被改質物質８が載置されている。

　前記電源装置１は、交流電源2と、これに直列に接続した整流素子３とから形成されており、整流素子３は、導電体製支持体４側から交流電源２側へのみ通電が可能なように接続されており、交流電源２の非接地側出力端子２ａから導電体製支持体４側への通電は阻止されている。

　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、３ａは電源側端子、３ｂは出力側端子、４ａ端子、６は接地点、７リード線、ｖは電圧波形、ｉは電流波形、ｅは電子、Ｃ’は漂遊容量である。

　正弦波交流電源２を作動させ、端子２ａ，２ｂ間に正弦波交流電圧ｖを発生させると、導電体製支持体4と対地間に形成された漂遊容量Ｃ’を介して、導電体製支持体４から交流電源２の端子３ａ側へ、整流素子３により半波整流された電流ｉがリード線７を介して流通する。

　即ち、上記電流ｉとは逆に、交流電源２側から導電体製支持体４側へリード線７を通して電子ｅが流入し、導電体製支持体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支持体４のマイナス電位が変動する。

　同様に、整流素子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が導電体製支持体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ことになり、これによっても導電体製支持体4のマイナス電位が変動する。

　上述のように、導電体製支持体４に生じたマイナス電位の変動、即ち電子量の変動は、必然的に導電体製支持体４の電位変動や電場変動を来たす事になる。その結果、被処理物質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、物質に電子が付加されることで物質の還元性が高まって、物質の酸化が仰制による耐久性の向上や鮮度の長期保持等が可能となる。

　また、電子の付加によって不飽和脂肪族の炭素の結合が切断され、これに水素が一重結合させることにより粘性や引火点が下降することになり、燃料油等の完全燃焼が可能と成る。

　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することができ、健康に有益な還元水を簡単に得ることが出来る。

　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程度が最適である。また、導電体製支持体４にはステンレス鋼やチタン合金の使用が望ましい。更に、絶縁体製架台５には、雲母などの高誘電体物質の使用が望ましい。

　また、上記導電体製支持体４の電位変動や電場変動、即ち、被処理物質８への電子の付加による物質の各種物性の改質については、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、上記００１７欄及び００１８欄に記載の各種物質の改質作用や改質効果は、何れも試験や実験によって確認されているものである。

　図２は、本発明の第１実施形態を示すものであり、図1における整流素子３に変えて、ＰＮ型ダイオード９を使用したものであり、その他の構成部材は図1の場合と全く同一である。

　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２実施形態を示すものであり、図1における整流素子３に変えて、二つのＰＮ型ダイオード９ａ，９ｂを用いるようにしたものであり、導電体製支持体４から電源装置1側へ流入する電流ｉを連続したパルス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。

　図４は、本発明の第３実施形態を示すものであり、図２の電源装置（発信器）１の交流電源２に換えてＬＣ並列回路１０を用い、これをダイオード９と直列状に介設して電源装置（発信器）1としたものである。

　この第３実施形態では、ＬＣ並列回路１０の容量Ｃを調整することにより外部電磁波を選択利用し、所要の周波数の交番電圧vをＬＣ並列回路１０に誘導させると共に、当該誘導起電力ｖ’を電源装置１の出力電圧とするものである。
　尚、ここでは図示していないが、電源装置（発信器）1としては、伝送波と高周波の重畳波を発信する構成の発信機としたり、或いは、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。
　また、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、導電体製支持体４にマイナスの電位変動や電場変動を発生させることにより、あらゆる種類に被処理物の物性を効率的に改質することができ、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　非接地側出力端子
　２ｂ　接地側出力端子
　３　　整流素子
　３ａ　電源側端子
　３ｂ　出力側端子
　４　　導電体製支持体
　４ａ　端子
　５　　絶縁体製架台
　６　　アース点
　７　　リード線
　８　　被処理物
　９　　ＰＮ型ダイオード
　１０　ＬＣ並列
　ｅ　　電子
　ｉ　  電流
　ｖ　　正弦波電圧
　ｖ’    誘導起電力
　Ｃ’　　漂遊容量
　Ｃ    静電容量
　Ｌ　　コイル

Claims

　一方の出力端子を接地した交流電源と、当該交流電源の非接地側の出力端子に直列に一端が接続されて交流電源からの電流の流出を阻止する整流素子とを備えた電源装置を用い、当該電源装置の前記整流素子の他端にリード線を介して導電体製支持体を接続すると共に当該導電体製支持体の上部又はその近傍に被処理物を配置して、前記電源装置の交流電源の出力によって前記導電体製支持体にマイナスの変動電位を生じさせ、導電体製支持体の上部又はその近傍に配置した被処理物に電子を付加することにより、物質の物性を改善することを特徴とする物質の改質方法。
　前記整流素子の他端と交流電源の接地側端子との間に、前記導電体製支持体から接地側端子へ電流を流通させる第２整流素子を設けた電源装置を用いるようにした請求項１に記載の物質の改質方法。
　前記交流電源に換えてＬＣ並列回路を設置し、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を出力する電源装置を用いるようにした請求項１に記載の物質の改質方法。
　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
物質の改質方法。
　交流電源の周波数を２Ｈｚから２００Ｈｚである電源装置を用いるようにした請求項１、請求項２又は請求項３に記載の物質の改質方法。
　被処理物が水、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に記載の物質の改質方法。