(57)【要約】エネルギ強度が繰り返して変化する磁気で被処理物を処理することにより、被処理物の分極している分子が、外部の磁気に追従しようとする。この物質活性化方法により、被処理物を好適に活性化することができる。
2003064028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程：
（Ａ）エネルギ強度が繰り返して変化する磁気で被処理物を処理して活性化する工程
を含むことを特徴とする物質活性化方法。
【請求項２】
下記工程：
（Ｂ）活性化する前記被処理物を前記（Ａ）工程の前段及び／又は後段で活性化する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の物質活性化方法。
【請求項３】
前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法が、高電圧パルス発振機で発生するマイクロ波を加える方法であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の物質活性化方法。
【請求項４】
前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法が、交互に磁気の向きが反対になるように永久磁石を複数配置した管内に被処理物を通過させることで磁気を加える方法であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の物質活性化方法。
【請求項５】
前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法が、管外にコイルを巻き付けた管内に被処理物を通過させ、このコイルに交流電流を流す方法で磁気を加える方法であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の物質活性化方法。
【請求項６】
前記（Ｂ）工程が、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムからなる群から選択された単一成分の元素又は弗化炭素から構成された粒子を、各元素又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た活性構造体に被処理物を通過させる活性化処理工程であることを特徴とする請求の範囲第２項から第５項に記載の物質活性化方法。
【請求項７】
前記粒子を正四面体の頂点又は正三角形の頂点に配置したことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の物質活性化方法。
【請求項８】
エネルギ強度が繰り返して変化する磁気で被処理物を処理して活性化する装置を含むことを特徴とする物質活性化装置。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載の物質活性化装置と、前記物質活性化装置の前段及び／又は後段に、前記被処理物を活性化する物質活性化装置とを備えたことを特徴とする物質活性化装置。
【請求項１０】
前記被処理物に磁気を加える装置が、高電圧パルス発振機を使って発生する磁気を加える装置であることを特徴とする請求の範囲第８項又は第９項に記載の物質活性化装置。
【請求項１１】
前記被処理物に磁気を加える装置が、管内に交互に磁気の向きが反対になるように永久磁石を複数配置した永久磁石式磁場発生装置であることを特徴とする請求の範囲第８項又は第９項に記載の物質活性化装置。
【請求項１２】
前記被処理物に磁気を加える装置が、交流電流を流すコイルを管外に巻き付けた管を管内に配置した電磁石式磁場発生装置であることを特徴とする請求の範囲第８項又は第９項に記載の物質活性化装置。
【請求項１３】
請求の範囲第８項に記載の物質活性化装置の前段及び／又は後段で前記被処理物を活性化する装置が、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムからなる群から選択された単一成分の元素又は弗化炭素から構成された粒子を、各元素又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た活性構造体を収容した物質活性化装置であることを特徴とする請求の範囲第９項から第１２項のうちの何れか１項に記載の物質活性化装置。
【請求項１４】
前記粒子を正四面体の頂点又は正三角形の頂点に配置したことを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の物質活性化装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、磁気及び／又は活性構造体により所定の物質を活性化するための物質活性化方法及びその装置に関する。より詳しくは、前記磁気が、エネルギ強度を繰り返して変化する磁気であり、前記活性構造体が、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、特に水や炭化水素等の水素を含有する物質を通過又は滞留させることによって物質を活性化する機能を有する活性構造体であり、これらを用いた物質活性化方法及びその装置に関する。
背景技術
近年、石油等の天然資源の枯渇化や二酸化炭素による地球温暖化の観点から、石油に代わる代替燃料として、水素が注目されている。
今日、このような水素の製造方法としては、工業用水素の９０％は石油または天然ガスから水蒸気改質法或いは部分酸化法で製造されている。
これら以外の他の水素を製造する方法としては、石炭を原料とする方法（ＣＯＧ法や発生炉ガス化法）、食塩電解槽からの副生水素の回収、水電解法等が従来から行われてきている。
また、最近は熱化学水素製造法や太陽光を利用した水素製造方法も研究されている。
上述した水素の製造方法以外の水素製造方法として、例えば水を熱分解させて水素を得る方法がある。この方法は最低でも１５００℃の反応温度が必要になり、水の水素への分解率をあげるためにはさらに４３００℃程度の高温下で反応を行う必要が有るのでエネルギ消費量が大きく、安価な熱源がある場合は別として実用的ではない。
一方、ナトリウム、アルミニウム、マグネシウム等のアルカリ金属類、または、アルカリ土類金属類を水に添加して、これらの金属と水とを化学反応させる方法が考えられるが、これらの金属は比較的高価であり、これらの化学反応は激しい反応であるので工業的に利用するのは困難である。
また、水の電解法における水の代わりにメタノール等の炭化水素を用いて電気分解することも考えられる。炭化水素は、分子内の水素と炭素との結合エネルギが比較的小さく、それらの電気分解に必要とされる電位差は水の電気分解よりも少なくて済むが、反応生成物としてＣＯ、ＣＯ２等の副産物の生成を伴うためこれらを分離・除去する対策を講じる必要がある。
本願出願人は、外部からエネルギを与えることなしに、水や炭化水素における水素結合から水素を遊離させて水素を発生させることが可能な活性構造体を鋭意検討し、先に特願平２００１−０２１７３４号を出願した。
しかしながら、この活性構造体の性能をより向上させたいという要望があり、種々の被処理物の前処理方法を検討した結果、本発明をするに至った。
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、被処理物を好適に活性化することができる物質活性化方法及びその装置を提供することを目的とする。
発明の開示
前記課題を解決するために、本発明の一側面としての物質活性化方法は、下記工程：（Ａ）エネルギ強度が繰り返して変化する磁気で被処理物を処理して活性化する工程を含むことを特徴とする。
前記本発明の一側面としての物質活性化方法によると、被処理物をエネルギ強度が繰り返して変化する磁気で処理することで被処理物を活性化することにより、分子内で分極している分子が外部の磁気に追従しようとして、活性化される。
本発明に係る物質活性化方法は、前記（Ａ）工程と、（Ｂ）活性化する前記被処理物を前記（Ａ）工程の前段及び／又は後段で活性化する工程とを含むことができる。前記（Ａ）工程と、（Ｂ）活性化する前記被処理物を前記（Ａ）工程の前段及び／又は後段で活性化する工程とを含むことにより、さらに好適に被処理物を活性化することができる。
前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法は、好ましくは、高電圧パルス発振機で発生するマイクロ波を加える方法である。
前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法を、高電圧パルス発振機で発生するマイクロ波を加える方法とすることにより、高電圧でかつ電力消費量の少ない電源で発生したマイクロ波により被処理物を活性化することができる。
前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法は、好ましくは、交互に磁気の向きが反対になるように永久磁石を複数配置した管内に被処理物を通過させることで磁気を加える方法である。
前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法を、交互に磁気の向きが反対になるように永久磁石を複数配置した管内に被処理物を通過させることで磁気を加える方法とすることにより、前記被処理物に振動磁場を加えることができる結果、簡単に被処理物を活性化することができる。
また、前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法は、コイルを巻き付けた管内に被処理物を通過させ、このコイルに交流電流を流す方法で磁気を加える方法であってもよい。
前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法を、コイルを巻き付けた管内に被処理物を通過させ、このコイルに交流電流を流す方法として、被処理物を活性化すると、前記被処理物に振動磁場を加えることができる結果、簡単に被処理物を活性化することができる。
前記（Ｂ）工程は、好ましくは、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムからなる群から選択された単一成分の元素又は弗化炭素から構成された粒子を、各元素又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た活性構造体に被処理物を通過させる活性化処理工程である。
前記（Ｂ）工程が、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムからなる群から選択された単一成分の元素又は弗化炭素から構成された粒子を、各元素又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た活性構造体に被処理物を通過させる活性化処理工程とすることにより、更に被処理物を好適に活性化することができる。
前記粒子は、好ましくは、正四面体の頂点又は正三角形の頂点に配置する。
粒子を正四面体の頂点又は正三角形の頂点に配置すると、粒子間で高いエネルギ（による相互作用）が発生し、すなわち、エネルギ集中の場が生じ、前記エネルギ集中の場に被処理物を通過又は滞留させることにより、被処理物を活性化することが可能となる。
本発明の別の側面としての物質活性化装置は、エネルギ強度が繰り返して変化する磁気で被処理物を処理して活性化する装置を含むことを特徴とするものである。
エネルギ強度が繰り返して変化する磁気で処理することで被処理物を処理して活性化することにより、分子内で分極している分子が外部の磁気に追従しようとして、活性化される。
前記物質活性化装置の前段及び／又は後段に、好ましくは、前記被処理物を活性化する物質活性化装置とを備えてもよい。
前記物質活性化装置の前段及び／又は後段に、被処理物を活性化する物質活性化装置とを備えることにより、被処理物をより好適に活性化することができる。
前記被処理物に磁気を加える装置は、好ましくは、高電圧パルス発振機を使って発生する磁気を加える装置である。
前記被処理物に磁気を加える装置を、高電圧パルス発振機を使って発生する磁気を加える装置とすることにより、高電圧でかつ電力消費量の少ない電源で発生したマイクロ波により被処理物を活性化することができる。
また、前記被処理物に磁気を加える装置は、管内に交互に磁気の向きが反対になるように永久磁石を複数配置した永久磁石式磁場発生装置であってもよい。
被処理物に磁気を加える装置を、管内に交互に磁気の向きが反対になるように永久磁石を複数配置した永久磁石式磁場発生装置とすることにより、管内に前記被処理物を通過させるだけで磁気を加えることができる。その結果、被処理物を活性化することができる。
また、前記被処理物に磁気を加える装置は、交流電流を流すコイルを管外に巻き付けた管を管内に配置した電磁石式磁場発生装置であってもよい。
被処理物に磁気を加える装置が、交流電流を流すコイルを管外に巻き付けた管を管内に配置した電磁石式磁場発生装置であることにより、管内に前記被処理物を通過させるだけで磁気を加えることができる。その結果、被処理物をより好適に活性化することができる。
前記物質活性化装置の前段及び／又は後段で前記被処理物を活性化する装置は、好ましくは、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムからなる群から選択された単一成分の元素又は弗化炭素から構成された粒子を、各元素又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た活性構造体を収容した物質活性化装置である。
前記物質活性化装置の前段及び／又は後段で前記被処理物を活性化する装置を、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムからなる群から選択された単一成分の元素又は弗化炭素から構成された粒子を、各元素又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た活性構造体を収容した物質活性化装置とすることにより、被処理物をより好適に活性化することができる。
前記粒子は、好ましくは、正四面体の頂点又は正三角形の頂点に配置される。
粒子を正四面体の頂点又は正三角形の頂点に配置すると、粒子間で高いエネルギ（による相互作用）が発生し、エネルギ集中の場が生じ、前記エネルギ集中の場に被処理物を通過又は滞留させることにより、被処理物を活性化することが可能となる。
尚、ここでいう活性化とは、分子、原子がエネルギを付与されてエネルギレベルの高い状態で活発に運動することだけでなく、分子・原子同士の交換反応、すなわち分解反応等も含むものとする。
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について第１図から第５図を参照しながら具体的に説明する。
最初に、本発明に係る第一実施形態の物質活性化装置について第１図を参照して説明する。この物質活性化装置は、本発明の物質活性化方法を具現化するものである。
尚、第１図（ａ）は、本発明に係る第一実施形態の物質活性化装置に使用される高電圧パルス発振機の電源回路、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の電源回路から発振される発生パルスの特性を示す図、第１図（ｃ）は、第一実施形態の物質活性化装置の全体構成図である。
第一実施形態の物質活性化装置に使用される高電圧パルス発振機の電源回路は、第１図（ａ）に示すように、大電力のマイクロ波発振に適しているマグネトロンを使った発振回路である。
この発振回路は、パルス成形回路１からのパルス波がマグネトロンのカソード２に入ると、カソード電位は例えば数千ボルトの負電位になり、マグネトロンが発振する。パルス波が入らない場合は、カソード電位は負にならないので発振しない。
従って発振は、第１図（ｂ）に示すような矩形のパルス状の電圧出力となる。
マグネトロンは、効率がよいので大出力発振には最適であるが、温度変化等により周波数が変化し易いのでドップラレーダ等特に周波数精度や安定度が要求されるものには、大電力クライストロンが使用されることがある。
マグネトロンから発振されたマイクロ波は、周波数が高い（例えば２．４５ＧＨｚ）ので導波管を介して伝搬される。
尚、低周波数（例えば４００Ｈｚ）の発振機を使用する場合は、導波管ではなく電線ケーブルで伝搬することができる。
次に、第一実施形態の物質活性化装置の全体の構成について第１図（ｃ）を参照して説明する。尚、被処理物として本実施形態では水を使用した場合について説明する。
第一実施形態の物質活性化装置１０は、第１図（ｃ）に示すように、
高電圧パルス発振機であるマイクロ波発振機１１と、
前記マイクロ発振機１１から発振されたマイクロ波を、矩形の箱であるオーブン１６まで伝搬する導波管１２と、
前記オーブン１６から戻ってきた反射電力を減衰させてマイクロ波発振機１１を保護するアイソレータ１３と、
前記オーブン１６への入射電力及び反射電力を表示するパワーモニタ１４と、
前記導波管１２の回路の整合を取ってオーブン１６からの反射電力が最小になるように調整する整合器１５と、
前記オーブン１６内に配設され、マイクロ波を透過する材料（例えばテトラフルオロエチレン）で形成された配管１６ａと、
から主要部が構成される。
このように構成される第一実施形態の物質活性化装置の作用について説明する。
（１）最初に、図示しないポンプ等で配管１６ａ内に水を通過させる。
（２）マイクロ波発振機１１のスイッチＯＮ。周波数２．４５ＧＨｚ、印加電圧１０００Ｖでマイクロ波を発振。
（３）パワーモニタ１４を見ながら整合器１５を調整してオーブン１６からの反射電力が最小になるように調整する。
（４）水のオーブン１６出口における温度が、所定の水温（例えば８０℃）となるまでマイクロ波出力又は水の流量を調節して加熱し、被処理物である水を活性化する。
（５）オーブン１６内で水に吸収されなかったマイクロ波は、オーブン１６を出た後アイソレータ１３により熱に変換されて系外に放出される。
このような構成と作用を有する第一実施形態の物質活性化装置によれば、水を活性化する方法が、マイクロ波発振機１１で発生するマイクロ波を加える方法であることにより、
（１）水の分子は分極しているため、外部からマイクロ波を加えると、水分子が外部の電界に配向しようとして激しい振動や回転を起こす。周波数が高くなるのに従って外部の電界に追い付けなくなり、水分子同士の摩擦熱が大きくなる結果、水が昇温され、活性化される。
（２）第１図（ｂ）に示すようなパルス特性を示すので、高電圧（１０００Ｖ）であっても電力消費量の少ない電源で物質を活性化することができる。
尚、本実施形態では液体である水を活性化したが、テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の配管１６ａではなく誘電体セラミックスの配管を使用すれば、気体（例えば酸素）を活性化することもできる。
次に、第二実施形態の物質活性化装置について第２図を参照して説明する。
尚、第２図は、第二実施形態の物質活性化装置の内部構造を示す概略図である。
第二実施形態の物質活性化装置２０は、第２図に示すように、円筒ケース２２の内部に、交互に磁気の向きが反対になるように円盤状の永久磁石２３を複数配設した永久磁石式磁場発生装置２１である。
永久磁石式磁場発生装置２１において、振動磁場管の長さＬ［ｍ］、永久磁石の個数Ｎ［−］、磁束密度Ｂ［Ｔ］、水の流速ｖ［ｍ／ｓ］とすると、振動周波数Ｆ［１／ｓ］＝（Ｎ×ｖ）／Ｌとなる。一方、断面積Ａ［ｍ２］とすると、水の流量ｑ［ｍ３／ｓ］＝Ａ×ｖとなる。
水の処理量をＱ［ｍ３／ｈ］とすると、振動磁場を加える時間は、ｔ［ｍｉｎ］＝（Ａ×Ｌ）／（Ｑ×６０）＝（ｑ×Ｎ）／（Ｆ×Ｑ×６０）となる。
従って、水は、永久磁石式磁場発生装置２１内を通過する間に、磁束密度Ｂ［Ｔ］、振動周波数Ｆ［１／ｓ］の振動磁場の中で時間ｔ［ｍｉｎ］の間作用を受けることになる。
このような構成と作用を有する第二実施形態の物質活性化装置２０によれば、交互に磁気の向きが反対になるように円盤状の永久磁石２３を複数配置した管内に被処理物である水を通過させることにより、水に振動磁場を加えることできる結果、簡単に水を活性化することができる。
次に、第三実施形態の物質活性化装置について第３図を参照して説明する。
尚、第３図は、電磁石式磁場発生装置の内部構造を示す概略図である。
第三実施形態の物質活性化装置３０は、第３図に示すように、コイル３２を巻き付けた内部円筒ケース３３と、前記内部円筒ケース３３に巻き付けた前記コイル３２に電力を供給する交流電源３５と、これらを内部に収容する外部円筒ケース３４とから構成される。
電磁石式磁場発生装置３１においては、交流電源の周波数ｆ［１／ｓ］、振動磁場管の長さＬ′［ｍ］、コイルを巻いた管の断面積Ａ′［ｍ２］、水の処理量をＱ′［ｍ３／ｈ］とすると、振動周波数Ｆ′［１／ｓ］＝交流電源の周波数ｆ、振動磁場作用時間ｔ′［ｍｉｎ］＝（Ａ′×Ｌ′）／（Ｑ′×６０）となる。
また、交流電流をＩ［Ａ］、コイルの巻数をＮ′［回］、透磁率をμ［Ｈ／ｍ］とすると、磁束密度Ｂ′［Ｔ］＝（μ×Ｉ×Ｎ′）／Ｌ′となる。
従って、水は、電磁石式磁場発生装置３０を通過する間に、磁束密度Ｂ′［Ｔ］、振動周波数Ｆ′［１／ｓ］の振動磁場の中で時間ｔ′［ｍｉｎ］の間作用を受けることになる。
このような構成と作用からなる第三実施形態の物質活性化装置３０によれば、コイル３２を巻き付けた電磁石式磁場発生装置３１の管内に被処理物である水を通過させ、このコイル３２に交流電流を流す方法で水を活性化することにより、水に振動磁場を加えることができる結果、簡単に水を活性化することができる。
次に、第一実施形態の物質活性化装置から第三実施形態の物質活性化装置のうちの少なくとも一つの物質活性化装置と前段及び／又は後段で組み合わせて使用される第四実施形態の物質活性化装置について第４図を参照して説明する。
尚、第４図（ａ）は、第四実施形態の物質活性化装置の内部構造を示す図、第４図（ｂ）は、第四実施形態の物質活性化装置を利用して水から水素を製造するためのプロセスフローチャートである。
第四実施形態の物質活性化装置４０は、第４図（ａ）に示すように、珪素、チタン、ニッケル及びサマリウムからなる群から選択される単一成分の元素から構成された粒子４０ａの一種又はそれ以上を、各元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４０ａ間にエネルギ集中の場を持たせた活性構造体を形成し、それを容器４０ｂ内に収容した装置である。尚、本実施形態では単一成分の珪素の粒子４０ａを使用している。
このように構成することによって、粒子４０ａ間で高いエネルギ（による相互作用）が発生し、すなわち、エネルギ集中の場が生じ、このエネルギ集中の場に被処理物である水を通過又は滞留させることにより物質を活性化することが可能となる。
尚、「各元素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置」とは、実験的に見出された位置であって、所定の元素から構成された粒子４０ａ間に物質を通過させるか或いは滞留させた際に、各元素の固有の振動・揺らぎ等により通過又は滞留する物質に対してエネルギを付与する位置を言う。
また、前記粒子４０ａは球状であり、各粒子４０ａが積層されて構成された正四面体の頂点に粒子４０ａが配置されている。尚、粒子４０ａは正三角形の頂点に配置しても良い。
このように、粒子４０ａを正四面体の頂点に配置したことにより、粒子４０ａ間で高いエネルギ（による相互作用）が発生し、すなわち、エネルギ集中の場が生じ、前記エネルギ集中の場に被処理物である水を通過又は滞留させることにより、水を活性化することが可能となる。
このような構成を有する第四実施形態の物質活性化装置４０の作用について、第４図（ｂ）を参照して説明する。尚、本実施形態で使用する被処理物としては液体である水を使用するが、水以外の有機化合物や気体例えば酸素を管内に流しても同様に活性化される。
（１）最初に弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ６を開として弁Ｖ６から水を系内に供給し水の小循環ラインを形成する。水循環ポンプ４１を起動し水を循環する。弁Ｖ４及び弁Ｖ５を開、弁Ｖ３を閉とする。
（２）ヒータ４２、物質活性化装置４０、電解槽４３、気液分離器４４、弁Ｖ５、弁Ｖ２、水循環ポンプ４１、弁Ｖ４から形成される大循環ラインに水を循環させる。
（３）ヒータ４２のスイッチＯＮ。尚、ヒータ４２で加熱するのは、被処理物である水の活性化をさらに促進するために行う。また、本発明に係る物質活性化装置４０に水を通過すると、波動性エネルギ集中の場でエネルギを付与され、水が活性化される。
（４）電解槽４３のスイッチＯＮ。水を電解することによりガスを発生。
このとき水はヒータ４２で加熱され、活性化装置４０によりさらに水分子が活性化される結果、電解槽４３内の水の分解が促進され単位電力当たりの水素の発生量が向上する（例えば１〜２割向上する）。
（５）電解槽４３から排出される気泡を含んだ液は、気液分離器４４に導入され、電解槽４３から発生する気泡を含んだ液から気泡のみを分離される。
（６）気液分離器４４で分離された気泡は、水素透過膜を備えた膜分離離装置４５により、水素を回収（例えば回収率７０％）され、水素透過膜を透過できなかった酸素含有ガスはそのまま大気に放出される。
（７）一方、気液分離器４４で気泡を分離された液は、再び水循環ポンプ４１で系内を循環される。
（８）運転中に電解され消費された水の量は、弁Ｖ６から補給水として補給される。
尚、本発明に係る物質活性化装置４０の活性が高いときは、電解槽４３を省略することもできる。また、活性が低いときは、物質活性化装置４０を複数個直列及び／又は並列に並べて電解槽４３を省略しても良い。
このような構成と作用を有する第四実施形態の物質活性化装置４０によれば、（１）単一成分の珪素から構成された粒子４０ａを、珪素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置した活性構造体に、被処理物である水を通過させて活性化処理するように構成したことにより、水を好適に活性化することができる。（２）物質活性化装置４０を、水を活性化する前処理装置として使用すれば、予め活性化された水を供給できるので、水の分解反応が促進される。
尚、本実施形態では被処理物として水を使用したが、有機化合物や気体である酸素等も同様に活性化することができる。
次に、第五実施形態の物質活性化装置について第５図を参照して説明する。
第五実施形態の物質活性化装置５０は、第５図に示すように、第一実施形態の物質活性化装置１０と第四実施形態の物質活性化装置４０とを備えた装置である。
すなわち、マイクロ波発振機１１を利用した物質活性化装置と、単一成分の珪素から構成された粒子を、珪素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置した活性構造体を収容した物質活性化装置とを含む装置である。
尚、上述した第一実施形態の物質活性化装置１０及び第四実施形態の物質活性化装置４０の説明で使用した同じ部材については同じ符号を付して説明する。
このように構成される第五実施形態の物質活性化装置５０の作用について第５図を参照して説明する。尚、第５図は、本発明に係る第五実施形態の物質活性化装置５０を利用して水から水素を製造するためのプロセスフローチャートである。
尚、本実施形態で使用する被処理物としては液体である水を使用するが、水以外の有機化合物や気体、例えば酸素を流しても同様に活性化される。
（１）最初に弁Ｖ２，Ｖ３，Ｖ６を開として弁Ｖ６から系内に水を供給し、水の小循環ラインを形成する。水循環ポンプ４１を起動し水を循環する。弁Ｖ４及び弁Ｖ５を開、弁Ｖ３を閉とする。
（２）オーブン１６、活性化装置４０、電解槽４３、気液分離器４４、弁Ｖ５、弁Ｖ２、水循環ポンプ４１、弁Ｖ４から形成される大循環ラインに水を循環させる。
（３）オーブン１６のスイッチＯＮ。オーブン１６内でマイクロ波を使って水を加熱するのは、被処理物である水の活性化を促進するために行う。
第五実施形態の物質活性化装置５０のオーブン１６、及びその後段に設けられた活性化装置４０に水を通過すると、オーブン１６内で加熱され活性化された水が、さらに活性化装置４０内の波動性エネルギ集中の場でエネルギを付与されて活性化される。
（４）電解槽４３のスイッチＯＮ。水を電解することによりガスを発生。
このとき水はオーブン１６で加熱されて活性化され、後段の活性化装置４０によりさらに水分子が活性化される結果、電解槽４３内での水の分解が促進され単位電力当たりの水素の発生量が向上する（例えば２〜３割向上する）。
（５）電解槽４３から排出される気泡を含んだ液は、気液分離器４４に導入され、電解槽４３から発生する気泡を含んだ液から気泡のみを分離される。
（６）気液分離器４４で分離された気泡は、水素透過膜を備えた膜分離装置４５により、水素を回収（例えば回収率７０％）され、水素透過膜を透過できなかった酸素含有ガスはそのまま大気に放出される。
（７）一方、気液分離された液は、再び水循環ポンプ４１により系内を循環される。
（８）運転中に電解され消費された水の量は、弁Ｖ６から補給水として補給される。
尚、物質活性化装置４０の活性が高いときは電解槽４３を省略することもできる。また、活性が低いときは、物質活性化装置４０を複数個直列及び／又は並列に並べて電解槽４３を省略しても良い。
このような構成と作用を有する第五実施形態の物質活性化装置によれば、
（１）単一成分の珪素から構成される粒子を、珪素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置した活性構造体を収容した物質活性化装置４０と、マイクロ波発振機１１を利用したオーブン１６とを備えた構成とし、被処理物である水を循環させて活性化処理するように構成したことにより、水を好適に活性化することができる。その結果、電解槽４３内での水の分解が促進され単位電力当たりの水素の発生量が向上する。
（２）マイクロ波発振機１１を利用したオーブン１６と、単一成分の珪素から構成された粒子４０ａを、珪素に固有の波動性エネルギを増幅させる位置に配置した活性構造体を収容した物質活性化装置４０とを備えて、水を処理する前処理装置として使用すれば、予め活性化された水を供給できるので、水の分解反応が促進される。
尚、本実施形態では被処理物として水を物質活性化装置に通過したが、有機化合物や気体、例えば酸素等も同様に通過させて活性化することができる。また、本実施形態では単一成分の珪素から構成された粒子を使用したが、その他のチタン、ニッケル、サマリウムからなる群から選択された単一成分の元素又は弗化炭素から構成された粒子を使用しても良い。
以上、本発明の物質活性化方法で使用される第一実施形態の物質活性化装置から第五実施形態の物質活性化装置までを説明したが、これらの実施形態の物質活性化装置のうちの少なくとも１つを使用することにより初めて被処理物である水を活性化できるのは言うまでもない。
最後に、本発明は、上述した第一実施形態の物質活性化装置から第五実施形態の物質活性化装置に限定されるものではなく、発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施可能である。
例えば、第四実施形態の物質活性化装置４０とその他の物質活性化装置２０，３０のうちの少なくとも１つと組み合わせて物質を活性化する物質活性化装置を構成することも可能である。
また、電解槽４３と物質活性化装置４０とを一体化した装置に構成してもよい。すなわち、物質活性化装置４０の粒子４０ａを板状に成形し、電解層４３の電極として使用して電解することもできる。
また、オーブン１６の配管１６ａの中に活性構造体を収容するようにすれば、１台の装置で水の活性化を同時に行うこともできる。
産業上の利用可能性
以上の構成と作用からなる本発明によれば、以下の効果を奏する。
１．被処理物をエネルギ強度が繰り返して変化する磁気で処理することで被処理物を活性化することにより、分子内で分極している分子が外部の磁気に追従しようとして、活性化される。
２．前記（Ａ）工程と、（Ｂ）活性化する前記被処理物を前記（Ａ）工程の前段及び／又は後段で活性化する工程とを含むことを含むことにより、さらに好適に被処理物を活性化することができる。
３．前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法が、高電圧パルス発振機で発生するマイクロ波を加える方法であることにより、高電圧でかつ電力消費量の少ない電源で発生したマイクロ波により被処理物を活性化することができる。
４．前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法が、交互に磁気の向きが反対になるように永久磁石を複数配置した管内に被処理物を通過させることで磁気を加える方法であることにより、前記被処理物に振動磁場を加えることができる結果、簡単に被処理物を活性化することができる。
５．前記（Ａ）工程における被処理物に磁気を加える方法が、コイルを巻き付けた管内に被処理物を通過させ、このコイルに交流電流を流す方法で被処理物を活性化することにより、前記被処理物に振動磁場を加えることができる結果、簡単に被処理物を活性化することができる。
６．前記（Ｂ）工程を、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムからなる群から選択された単一成分の元素又は弗化炭素から構成された粒子を、各元素又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た活性構造体に被処理物を通過させる活性化処理工程とすることにより、更に被処理物を好適に活性化することができる。
７．粒子を正四面体の頂点又は正三角形の頂点に配置したことにより、粒子間で高いエネルギ（による相互作用）が発生し、すなわち、エネルギ集中の場が生じ、前記エネルギ集中の場に被処理物を通過又は滞留させることにより、被処理物を活性化することが可能となる。
８．エネルギ強度が繰り返して変化する磁気で処理することで被処理物を処理して活性化することにより、分子内で分極している分子が外部の磁気に追従しようとして、活性化される。
９．前記物質活性化装置の前段及び／又は後段に、被処理物を活性化する物質活性化装置とを備えることにより、被処理物をより好適に活性化することができる。
１０．前記被処理物に磁気を加える装置が、高電圧パルス発振機を使って発生する磁気を加える装置であることにより、高電圧でかつ電力消費量の少ない電源で発生したマイクロ波により被処理物を活性化することができる。
１１．被処理物に磁気を加える装置が、管内に交互に磁気の向きが反対になるように永久磁石を複数配置した永久磁石式磁場発生装置であることにより、管内に前記被処理物を通過させるだけで磁気を加えることができる。その結果、被処理物を活性化することができる。
１２．被処理物に磁気を加える装置が、交流電流を流すコイルを管外に巻き付けた管を管内に配置した電磁石式磁場発生装置であることにより、管内に前記被処理物を通過させるだけで磁気を加えることができる。その結果、被処理物をより好適に活性化することができる。
１３．前記物質活性化装置の前段及び／又は後段で前記被処理物を活性化する装置が、珪素、チタン、ニッケル、サマリウムからなる群から選択された単一成分の元素又は弗化炭素から構成された粒子を、各元素又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た活性構造体を収容した物質活性化装置であることにより、被処理物をより好適に活性化することができる。
１４．粒子を正四面体の頂点又は正三角形の頂点に配置することより、粒子間で高いエネルギ（による相互作用）が発生し、エネルギ集中の場が生じ、前記エネルギ集中の場に被処理物を通過又は滞留させることにより、被処理物を活性化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）は、本発明に係る第一実施形態の物質活性化装置で使用される高電圧パルス発振機の電源回路を示す図であり、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の電源回路から発振される発生パルスの特性を示す図であり、第１図（ｃ）は、第一実施形態の物質活性化装置の全体構成図である。
第２図は、第二実施形態の物質活性化装置の内部構造を示す概略図である。
第３図は、第三実施形態の物質活性化装置の内部構造を示す概略図である。
第４図（ａ）は、第四実施形態の物質活性化装置の内部構造の縦断面図であり、第４図（ｂ）は、第四実施形態の物質活性化装置を利用して水から水素を製造するためのプロセスフローチャートである。
第５図は、本発明に係る第五実施形態の物質活性化装置を利用した水から水素を製造するためのプロセスフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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