(57)【要約】【課題】  機能水製造装置に関し、特に水分子を超微細化すると共に、水をマイナスイオン化し、更に磁気処理して酸化還元電位の低い機能水を製造することにより、洗浄剤の原料水としたり、あるいは化粧水、化粧品の原料水とすることができる機能水製造装置を提供する。【解決手段】  水道水等の原水を機能水とする機能水製造装置であって、前記原水を活性化する活性化手段１と、該活性化手段１により活性化された原水を加圧する加圧手段２と、該加圧した原水を機能水化する機能水化手段３とにより構成される。【選択図】      図１
2006136810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道水等の原水を機能水とする機能水製造装置であって、前記原水を活性化する活性化手段と、該活性化手段により活性化された原水を加圧する加圧手段と、該加圧した原水を機能水化する機能水化手段とにより構成され、
前記活性化手段は、水槽とセラミック粒子を収納した収納筒とにより形成され、
前記加圧手段は、前記水槽外へ延設された通水パイプに圧力ポンプが連結されると共に、該通水パイプと圧力ポンプ間に水素ボンベが連通され、更に前記圧力ポンプの下流側には機能水化手段に連結される圧送パイプの上流側が連通され、且つ該圧送パイプの下流側に加圧筒体が連結されて形成され、
前記機能水化手段は、前記加圧手段から圧送された水を超微細化する超微細化装置と、該超微細化装置により超微細化された水をマイナスイオン化するイオン化装置と、水分子を単分子化させるマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、前記マイナスイオン化した水を磁気処理する磁気処理装置とにより形成され、
前記超微細化装置は、水を混合する混合室を備えた円筒体を前記加圧筒体の下流側に連通固定し、且つ該円筒体の上流側の加圧筒体にバルブを設置すると共に、該バルブの上流側の加圧筒体と、前記円筒体との間に２本の小径のバイパス管を連結固定する一方、該各バイパス管の下流側に前記混合室内に高圧で水を噴射する噴射体がそれぞれ対向して配設され、更に、前記噴射体は、基端部に間隔を有して２個の漏斗状凹部をそれぞれ凹設すると共に、該各漏斗状凹部の下流側端部と連通する小径の噴射孔が、先端に行くに従って徐々に接近するようそれぞれ穿設され、且つ該各噴射孔の先端には、前記混合室内に臨むようにして噴射口を開口して形成され、
前記イオン化装置は、前記円筒体の外周壁面に高圧直流発生機が設置され、且つ該高圧直流発生機のプラス側とマイナス側の先端に、それぞれプラグが混合室内に臨むように連結固定され、且つ前記マイナス側のプラグの先端には、絶縁管が連結固定されると共に、該絶縁管内に銅線を挿通して先端部に針電極を垂設し、更に前記プラス側のプラグの先端に、環状電極が連結されると共に、該環状電極は前記混合室の内周壁面に周設固定され、
前記マイクロ波発生装置は、前記混合室内に滞留した水にマイクロ波を照射するマグネトロンを備えて形成され、
前記磁気処理装置は、前記円筒体の下方部に配設固定されたケーシングの内周壁面に螺旋溝を刻設した筒状永久磁石を固定すると共に、前記ケーシングの上・下端部に支持杆を支架固定して、該各支持杆に回転軸を回転自在に軸支し、更に前記回転軸に前記筒状永久磁石より小径の環状永久磁石を複数枚、Ｎ極・Ｓ極がそれぞれ対面するよう重合された重合磁石体を固定して、該重合磁石体と筒状永久磁石間に環状通路を設ける一方、前記回転軸の上端部に、前記混合室内の水が流下する際、その流下圧を受けて回転する複数枚の翼片を備えた回転体を固定したことを特徴とする機能水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能水製造装置に関し、特に水分子を超微細化すると共に、水をマイナスイオン化し、更に磁気処理して酸化還元電位の低い機能水を製造することにより、洗浄剤の原料水としたり、あるいは化粧水、化粧品の原料水とすることができる機能水製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイナスイオン化した水を原料水として洗浄剤を製造する方法が、後述する特許文献１に開示されている。そして、特許文献１に開示されたものは、洗浄剤組成物を溶解する水に、マイナスイオンを付与して、該水に超微細気泡を多数発生せしめ、８０℃程度の温水とした後、洗浄剤組成物を添加混入して洗浄剤を製造する方法である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−６９４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示されたものは、単にマイナスイオンを付与された水に超微細気泡を多数発生させて、洗浄剤組成物を添加混入して洗浄剤を製造するものであり、原料水となる水をマイナスイオン化しているが、そのイオン化が充分でなかったため、多数の超微細気泡が発生して水を界面活性物質に変えたとしても、浸透力が劣り、充分な洗浄効果を得ることができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決すべくなされたもので、水分子を超微細化すると共に、水をマイナスイオン化し、更に磁気処理して酸化還元電位の低い機能水を製造することにより、洗浄剤の原料水としたり、あるいは化粧水、化粧品の原料水とすることができる機能水製造装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、水道水等の原水を機能水とする機能水製造装置であって、前記原水を活性化する活性化手段と、該活性化手段により活性化された原水を加圧する加圧手段と、該加圧した原水を機能水化する機能水化手段とにより構成され、
前記活性化手段は、水槽とセラミック粒子を収納した収納筒とにより形成され、
前記加圧手段は、前記水槽外へ延設された通水パイプに圧力ポンプが連結されると共に、該通水パイプと圧力ポンプ間に水素ボンベが連通され、更に前記圧力ポンプの下流側には機能水化手段に連結される圧送パイプの上流側が連通され、且つ該圧送パイプの下流側に加圧筒体が連結されて形成され、
前記機能水化手段は、前記加圧手段から圧送された水を超微細化する超微細化装置と、該超微細化装置により超微細化された水をマイナスイオン化するイオン化装置と、水分子を単分子化させるマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、前記マイナスイオン化した水を磁気処理する磁気処理装置とにより形成され、
前記超微細化装置は、水を混合する混合室を備えた円筒体を前記加圧筒体の下流側に連通固定し、且つ該円筒体の上流側の加圧筒体にバルブを設置すると共に、該バルブの上流側の加圧筒体と、前記円筒体との間に２本の小径のバイパス管を連結固定する一方、該各バイパス管の下流側に前記混合室内に高圧で水を噴射する噴射体がそれぞれ対向して配設され、更に、前記噴射体は、基端部に間隔を有して２個の漏斗状凹部をそれぞれ凹設すると共に、該各漏斗状凹部の下流側端部と連通する小径の噴射孔が、先端に行くに従って徐々に接近するようそれぞれ穿設され、且つ該各噴射孔の先端には、前記混合室内に臨むようにして噴射口を開口して形成され、
前記イオン化装置は、前記円筒体の外周壁面に高圧直流発生機が設置され、且つ該高圧直流発生機のプラス側とマイナス側の先端に、それぞれプラグが混合室内に臨むように連結固定され、且つ前記マイナス側のプラグの先端には、絶縁管が連結固定されると共に、該絶縁管内に銅線を挿通して先端部に針電極を垂設し、更に前記プラス側のプラグの先端に、環状電極が連結されると共に、該環状電極は前記混合室の内周壁面に周設固定され、
前記マイクロ波発生装置は、前記混合室内に滞留した水にマイクロ波を照射するマグネトロンを備えて形成され、
前記磁気処理装置は、前記円筒体の下方部に配設固定されたケーシングの内周壁面に螺旋溝を刻設した筒状永久磁石を固定すると共に、前記ケーシングの上・下端部に支持杆を支架固定して、該各支持杆に回転軸を回転自在に軸支し、更に前記回転軸に前記筒状永久磁石より小径の環状永久磁石を複数枚、Ｎ極・Ｓ極がそれぞれ対面するよう重合された重合磁石体を固定して、該重合磁石体と筒状永久磁石間に環状通路を設ける一方、前記回転軸の上端部に、前記混合室内の水が流下する際、その流下圧を受けて回転する複数枚の翼片を備えた回転体を固定するという手段を採用することにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明装置によって製造された機能水は、超微細化した気泡および水にマイナスイオンを送り込んでヒドロキシルイオンを発生させることにより、水自体に洗浄効果を有している。そして、更に前記機能水は、マイナスイオン化される共に、磁気処理することにより還元作用を有している。また、本発明装置によって製造された機能水は、還元作用を有しているので、化粧水または化粧品の原料水としても使用することができる。
【実施例】
【０００８】
本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。本発明は、水道水等の原水を活性化する活性化手段１と、該活性化手段１により活性化された原水を加圧する加圧手段２と、該加圧した原水を機能水化する機能水化手段３とにより構成されている。
【０００９】
前記活性化手段１は、水道水を入れる水槽４と、該水槽４内に浸漬するセラミックス粒子５を収納した多孔状、または網状の収納筒６とにより形成されており、水槽４中の水を、遠赤外線を放射する特性を有するセラミックス粒子５に接触させることにより、該セラミックス粒子５が放射する遠赤外線により、水分子に振動を与えて水を活性化させる。なお、前記セラミックス粒子５は、特に限定する必要はないが、好ましくは、遠赤外線放射特性を有するアルミナ、ジルコニア、マグネシア等の粒子を単独、または複数種混合して粒径１０ｍｍ程度に造粒されたものを使用することが推奨される。
【００１０】
また、前記加圧手段２は、前記水槽４外へ延設された通水パイプ７に圧力ポンプ８が連結されると共に、該通水パイプ７と圧力ポンプ８間に水素ボンベ９が連通されており、該水素ボンベ９からの水素を、前記圧力ポンプ８で圧力をかけて通水パイプ７を流通している水分子の隙間に溶け込ませるよう形成され、更に、該圧力ポンプ８の下流側には、機能水化手段３に連結される圧送パイプ１０の上流側が連通され、且つ該圧送パイプ１０の下流側には加圧筒体１１が連結されて形成されている。
【００１１】
前記機能水化手段３は、前記加圧手段２の下流側に設置され、該加圧手段２から圧送された水を超微細化する超微細化装置１２と、超微細化装置１２により超微細化した水をマイナスイオン化するイオン化装置１３と、水分子を単分子化させるマイクロ波を発生するマイクロ波発生装置１４、および前記イオン化装置１３によりマイナスイオン化した水を磁気処理して活性化させて還元力のある還元水とする磁気処理装置１５とにより形成されている。
【００１２】
前記磁気処理装置１５の下流側は水槽４内に臨むように配設されており、該磁気処理装置１５を通過した水は水槽４へ還流される。そして、前記マイナスイオン化した水を、前記磁気処理装置１５で活性化して還元力のある還元水として、水槽４中に流下した水を、再び前記水槽４から圧力ポンプ８で吸水して、機能水化手段３により更に超微細化、マイナスイオン化および活性化する操作を繰返して、マイナスイオン化および還元力の度合いを強めるよう構成されている。
【００１３】
前記活性化手段１を構成する水槽４へは、水道水が、有機物濾過装置１６および金属除去装置１７を経由して通水される(図１においては、有機物濾過装置１６が２機設置されている)。有機物濾過装置１６は、特に限定する必要はないが、好ましくは炭素系フィルターを備えて形成され、該炭素系フィルターにより有機物が濾過除去される。また、金属除去装置１７は、特に限定する必要はないが、好ましくはイオン交換樹脂膜を備えて形成され、イオン交換法によって有害金属を除去する。なお、前記水槽４への水道水の通水は、該水槽４内へ所定量が通水された時点で停止する。
【００１４】
前記機能水化手段３は、加圧手段２を構成する加圧筒体１１の下流側に、水分子を超微細化する超微細化装置１２と、該超微細化装置１２により超微細化された水分子にマイナスイオンを付与するイオン化装置１３と、水分子を単分子化するマイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置１４、および前記イオン化装置１３により、イオン化した水分子を交差磁場を通して、水を磁気処理して還元力のある還元水とすると共に、水を活性化させて、水溶性物質との混合率を高めることができる磁気処理装置１５とを一体に連結して構成されている。
【００１５】
前記超微細化装置１２は、内部に水の混合室１８を備えた円筒体１９を、前記加圧筒体１１の下流側に連通固定し、且つ該加圧筒体１１にバルブ２０を設置すると共に、該バルブ２０の上流側の加圧筒体１１と、前記円筒体１９との間に２本の小径のバイパス管２１をそれぞれ１８０度位相を異にして連結固定する一方、前記各バイパス管２１の下流側には、連結管２２がそれぞれ連通され、且つ該各連結管２２の先方部には、前記混合室１８内に高圧で水を噴射する噴射体２３がそれぞれ対向して連結固定されている。
【００１６】
前記噴射体２３は、基端部に間隔を有して２個の漏斗状凹部２４をそれぞれ凹設すると共に、該各漏斗状凹部２４の下流側端部と連通する２〜３ｍｍ程度の小径の噴射孔２５・２６が、先端に行くに従って徐々に接近するようそれぞれ穿設して形成されている。
【００１７】
前記各噴射体２３の各噴射孔２５・２６の先端には、混合室１８内に臨むようにして噴射口２５ａ・２６ａが開口されているが、前記各噴射口２５ａ・２６ａから前記混合室１８内に噴射される水が、図４に示す中央交点部分Ｘに集中するよう前記各噴射孔２５・２６の傾斜角度を設定して穿設されている。
【００１８】
前記超微細化装置１２は、前記バルブ２０の開閉度を図示していないゲージを目視しながら適宜調整して、前記各バイパス管２１への通水圧を５ｋｇ圧程度に設定すると、圧力ポンプ８により圧送された水のほとんどは、前記５ｋｇ圧程度の圧力をもって該各バイパス管２１へ圧送されるが、前記バルブ２０が完全には閉止されないので、前記各バイパス管２１に圧送されなかった残りの水は、該バルブ２０を通って、前記加圧筒体１１の開口部１１ａから下方の混合室１８へ流下し、一気に圧力を下げて該混合室１８内において低圧状態で数秒間滞留する。そして、前記バルブ２０を通過するときに、一気に圧力が下がって混合室１８に流入することにより、今まで充分に水に溶け込んでいなかった水素を微細な気泡に変化させる。
【００１９】
そして、前記混合室１８内において、滞留した水中に、５ｋｇ圧程度にバルブ２０の操作により加圧された水を、前記各バイパス管２１、連結管２２から、各噴射体２３の漏斗状凹部２４および噴射孔２５・２６へ圧送して、噴射口２５ａ・２６ａから噴射すると、前記５ｋｇ圧程度に加圧された水は、前記漏斗状凹部２４およびこれに対面する噴射孔２５・２６が前記連結管２２より更に小径に絞って形成されているため、更に加圧されて前記混合室１８内において、前記各噴射口２５ａ・２６ａより中央交点部分Ｘへ向けて滞留している水中に噴射される。
【００２０】
前記微細な気泡を発生した混合室１８に滞留している低圧の水中に、前記噴射口２５ａ・２６ａより高圧水を噴射することにより、交点部分Ｘにおいてそれぞれ対向する噴射口２５ａ・２６ａからの圧送水が衝突を繰り返し、周辺に高圧水を拡散して、滞留した水との圧力差による衝撃力を利用して、混合室１８内に滞留した水にキャビテーション現象を起こさせて更に超微細な気泡とするのである。
【００２１】
そして、前記超微細な気泡となった混合室１８内に滞留している水をマイナスイオン化するイオン化装置１３は、前記円筒体１９の外周壁面に高圧直流発生機２７が設置され、且つ該高圧直流発生機２７のプラス側２７ａとマイナス側２７ｂの先端に、それぞれプラグ２８ａ・２８ｂが混合室１８内に臨むように連結固定され、且つマイナス側２７ｂのプラグ２８ｂの先端には、該混合室１８の中央部まで達する絶縁管２９が連結固定されると共に、該絶縁管２９内に銅線３０を挿通して先端部に金メッキを施した針電極３１が垂設され、更に前記プラス側２７ａのプラグ２８ａの先端に、銅板製の環状電極３２が連結されると共に、該環状電極３２が前記混合室１８の内周壁面に周設固定して形成されている。
【００２２】
前記超微細化装置１２により超微細化した気泡を含む水に、前記高圧直流電流発生機２７により、プラグ２８ａ・２８ｂに通電して、前記混合室１８内上方において、下方へ向けて垂設した金メッキを施した針電極３１と、該混合室１８内下方において周設された環状電極３２に直流電流を印加すると、水中の前記針電極３１から環状電極３２へ向かって図２・図６・図７において、矢印で示すようにコロナ放電して、１秒間に約９兆個という膨大な量のマイナスイオンを発生させて、前記超微細化した気泡および水にマイナス電子を付加し、マイナスイオン化させる。前記マイナスイオン化された水は、水自体にヒドロキシルイオン(Ｈ３Ｏ２−)が発生し、界面活性作用をもったクラスターの小さな水となる。
【００２３】
前記マイクロ波発生装置１４は、混合室１８内に滞留した水にマイクロ波を照射することができるマグネトロン３３を備えて形成されており、前記混合室１８内に滞留した水にマグネトロン３３よりマイクロ波を照射して、クラスターとなっている水を単分子化させ、イオン化している水素と酸素を水分子に結合させる。
【００２４】
また、磁気処理装置１５は、円筒体１９の下方部に配設固定され、下方部のガイド筒４７が水槽１に臨むよう形成されている。すなわち、磁気処理装置１５は、前記円筒体１９の下方部に配設固定された該円筒体１９より小径に形成されたケーシング３４の内周壁面に螺旋溝３５を刻設した筒状永久磁石３６を固定すると共に、前記ケーシング３４の上・下端部に支持杆３７・３８を支架固定して、該各支持杆３７・３８の中央に軸受３９・４０を設けて、該各軸受３９・４０に回転軸４１を回転自在に軸支し、更に前記回転軸４１に前記筒状永久磁石３６より小径の環状永久磁石４２を複数枚、Ｎ極・Ｓ極がそれぞれ対面するよう重合して形成された重合磁石体４３を固定して、該重合磁石体４３と筒状永久磁石３６間に環状通路４４を設ける一方、前記回転軸４１の上端部に、翼片４５を複数枚固定して形成された回転体４６が固定され、混合室１８内の水が磁気処理装置１５内へ流下する際、その流下圧を前記複数枚の翼片４５が受けて回転体４６を回転させると共に、該回転体４６の回転により回転軸４１および該回転軸４１に固定された重合磁石体４３も共に回転するよう形成されている。
【００２５】
前記超微細化装置１２、イオン化装置１３およびマイクロ波発生装置１４により、超微細化、マイナスイオン化および単分子化された水は、図８の上流側の矢印で示すように、混合室１８から下方の磁気処理装置１５へ流下する。
【００２６】
前記磁気処理装置１５へ流下して行く水によって、回転体４６の各翼片４５に前記水の流下圧を受けて、該回転体４６が回転して回転軸４１を回転させて重合磁石体４３を回転させると共に、環状通路４４に流入した水は螺旋溝３５と該環状通路４４に沿って流下する。
【００２７】
そして、前記磁気処理装置１５においては、筒状永久磁石３６の螺旋溝３５を形成する周辺磁石３６ａによって、該螺旋溝３５内に磁場が形成されると共に、前記筒状永久磁石３６と重合磁石体４３間の環状通路４４内においても磁場が形成され、前記各磁場によって交差磁場が形成される。
【００２８】
これら交差磁場を水が直角に流下することにより、磁気エネルギーが水に働いて、水流内の水分子が自由イオンの分極を生じ、水を更に活性化させて水分子の隙間を大きくして、該隙間に酸素と水素を取り込み、酸化還元電位がマイナス値を示す還元水として、前記磁気処理装置１５のケーシング３４の下端に垂設されたガイド筒４７を介して、図８の下方側の矢印で示すように、水槽１中に戻す。その際、前記磁気処理装置１５を水が流下して更に活性化されることにより、磁気エネルギーが水中の汚濁物に作用して水中に混入した不要成分が除去されてフロック化し、汚れの部分と水の部分に分離して汚れの部分が水槽１の底面に溜まる。この水槽１の底面に溜まった汚れ部分は、該水槽１の清掃時に除去する。そして、前記工程を所定のマイナスイオン数値および酸化還元電位が得られるまで循環して繰返し、所定のマイナスイオン数値および酸化還元電位を有する機能水が生成される。
【００２９】
前記本発明装置により製造された機能水を、栃木県条例による排水基準に基づき測定した結果を表１に示す。測定は、財団法人栃木県環境技術協会に依頼して行った。
【００３０】
【表１】
2006136810.tif 000003
【００３１】
表１の測定結果から、本発明装置により製造された機能水は、ｐＨが１１．４と比較的強いアルカリ性状を示し、その他の重金属などの有害物質の含有量はいずれも基準値以下で安全であるという承認を得た。
【００３２】
更に、前記本発明装置により製造された機能水について、水質分析をした結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
2006136810.tif 000004
【００３４】
表２の測定結果から、機能水は原水と比較して、酸化還元電位が原水＋２２７ｍＶに対して、本発明機能水は＋２９ｍＶで低く、＋２００ｍＶ以下であれば還元水といわれるので、還元性を有し、且つ比較的アルカリ性が高いということが判った。
【００３５】
前記本発明装置によって製造された機能水は、超微細化した気泡および水にマイナスイオンを送り込んでヒドロキシルイオンを発生させることにより、水自体に洗浄効果を有している。そして、更に前記機能水は、マイナスイオン化される共に、磁気処理することにより還元作用を有しているため、前記機能水に洗浄力をもったホウ酸(Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ)、メタ珪酸ナトリウム(Ｎａ２・Ｓｉｏ３)等の無機質を溶かし込み、より洗浄力を向上させることができる。
【００３６】
また、本発明装置によって製造された機能水は、還元性を有しているので、化粧水または化粧品の原料水としても使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明機能水製造装置全体の概略図である。
【図２】本発明機能水製造装置の加圧手段および機能水化手段の一部切欠き正面図である。
【図３】同側面図である。
【図４】本発明機能水製造装置における機能水化手段を構成する円筒体と噴射体部分の縦断面図である。
【図５】本発明機能水製造装置における機能水化手段を構成する噴射体の側面図である。
【図６】本発明機能水製造装置における機能水化手段を構成するイオン化装置の縦断面図である。
【図７】同平面図である。
【図８】本発明機能水製造装置における機能水化手段を構成する磁気処理装置の縦断面図である。
【図９】同横断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  活性化手段
２  加圧手段
３  機能水化手段
４  水槽
５  セラミックス粒子
６  収納筒
７  通水パイプ
８  圧力ポンプ
９  水素ボンベ
１０  圧送パイプ
１１  加圧筒体
１２  超微細化装置
１３  イオン化装置
１４  マイクロ波発生装置
１５  磁気処理装置
１６  有機物濾過装置
１７  金属除去装置
１８  混合室
１９  円筒体
２０  バルブ
２１  バイパス管
２２  連結管
２３  噴射体
２４  漏斗状凹部
２５・２６  噴射孔
２５ａ・２６ａ  噴射口
２７  高圧直流発生機
２７ａ  プラス側
２７ｂ  マイナス側
２８ａ・２８ｂ  プラグ
２９  絶縁管
３０  銅線
３１  針電極
３２  環状電極
３３  マグネトロン
３４  ケーシング
３５  螺旋溝
３６  筒状永久磁石
３７・３８  支持杆
３９・４０  軸受
４１  回転軸
４２  環状永久磁石
４３  重合磁石体
４４  環状通路
４５  翼片
４６  回転体
４７  ガイド筒
【図１】
2006136810.tif 000005
【図２】
2006136810.tif 000006
【図３】
2006136810.tif 000007
【図４】
2006136810.tif 000008
【図５】
2006136810.tif 000009
【図６】
2006136810.tif 000010
【図７】
2006136810.tif 000011
【図８】
2006136810.tif 000012
【図９】
2006136810.tif 000013