(57)【要約】【課題】  簡便で高い経済性、汎用性および安定性を有する水の電磁場処理方法および電磁場処理装置を提供する。【解決手段】  例えば水流路の通水管１０１の外側にコイル１０２および対電極１０３が設けられ、電場用電源１０４から特定の周波数を有する電圧が対電極１０３に供給される。ここで、特定の交流電圧ＶＥの周波数としては、複数の共振周波数を有する共振周波数群から１つの共振周波数を選択する。また、磁場用電源１０５からコイル１０２に抵抗体を介して直流電圧ＶＢを供給し、コイル１０２内に静磁場を生成する。特定の交流電圧ＶＥにより生成する振動電場１０７と静磁場１０８とを被処理水１０６に付与し電磁場処理することにより、簡便にしかも高効率に活性化された活性処理水１０９を安定的に得る。【選択図】  図１
2008290053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理方法であって、
前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群あるいは前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から１つの共振周波数を選択し、
前記選択した１つの共振周波数の電圧の印加により前記振動電場を生成することを特徴とする水の電磁場処理方法。
【請求項２】
一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理方法であって、
前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群あるいは前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から１つの共振周波数を選択し、
前記選択した共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧の印加により前記振動電場を生成することを特徴とする水の電磁場処理方法。
【請求項３】
一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理方法であって、
前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群および前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中からそれぞれ１つの共振周波数を選択し、
前記第１の共振周波数群から選択した１つの共振周波数の電圧の印加と、前記第２の共振周波数群から選択した１つの共振周波数の電圧の印加とにより前記振動電場を生成することを特徴とする水の電磁場処理方法。
【請求項４】
一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理方法であって、
前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群および前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中からそれぞれ１つの共振周波数を選択し、
前記第１の共振周波数群から選択した共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧の印加と、前記第２の共振周波数群から選択した共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧の印加とにより前記振動電場を生成することを特徴とする水の電磁場処理方法。
【請求項５】
前記第１の共振周波数群は、３０３Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ−２、４４５Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ−１、６９０Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ０、９６８Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ１、１．９１ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ２、７．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ３、１４．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ４、４０．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ５、７４．６ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ６、１６０．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ７を含み、
前記第２の共振周波数群は、４１０Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ−２、６０２Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ−１、９３２Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ０、１．３１ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ１、２．５８ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ２、９．４５ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ３、１８．９４ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ４、５４．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ５、１００．８ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ６、２１６．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ７を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の水の電磁場処理方法。
【請求項６】
前記静磁場の磁界強度が特定の共振磁界の強度、あるいは前記共振磁界の共振特性における半値幅内にある磁界強度になるようにすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の水の電磁場処理方法。
【請求項７】
前記共振磁界の強度は、その基底モードの磁界強度の正整数倍になることを特徴とする請求項６に記載の水の電磁場処理方法。
【請求項８】
前記共振周波数Ｅｉ（ｉ＝−２〜７の整数）における前記共振磁界の基底モードの磁界強度は、前記ｉの番号順にそれぞれ、５．３ｍＧもしくはその近傍、７．４ｍＧもしくはその近傍、１２．３ｍＧもしくはその近傍、１７．３ｍＧもしくはその近傍、３１．９ｍＧもしくはその近傍、１３０．６ｍＧもしくはその近傍、３２３．０ｍＧもしくはその近傍、１１２３．５ｍＧもしくはその近傍、２５５６．０ｍＧもしくはその近傍、６０３９．０ｍＧもしくはその近傍であり、
前記共振周波数Ｆｊ（ｊ＝−２〜７の整数）における前記共振磁界の基底モードの磁界強度は、前記ｊの番号順にそれぞれ、７．１ｍＧもしくはその近傍、１０．４ｍＧもしくはその近傍、１６．３ｍＧもしくはその近傍、２３．５ｍＧもしくはその近傍、４７．１ｍＧもしくはその近傍、１８８．５ｍＧもしくはその近傍、４６３．５ｍＧもしくはその近傍、１６０１．０ｍＧもしくはその近傍、３３４２．５ｍＧもしくはその近傍、７３０２．９ｍＧもしくはその近傍であることを特徴とする請求項７に記載の水の電磁場処理方法。
【請求項９】
前記水に付与する電磁場に対して電磁ノイズの影響を除去することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の水の電磁場処理方法。
【請求項１０】
前記水に付与する電磁場に対して地磁気の影響を除去することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の水の電磁場処理方法。
【請求項１１】
前記水に対して炭酸ガスの脱気処理を施した後に前記水を電磁場処理することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の電磁場処理方法。
【請求項１２】
一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理装置であって、
永久磁石あるいは電磁石と、
前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群あるいは前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から選択した１つの共振周波数の電圧を供給する電源と、
を有することを特徴とする電磁場処理装置。
【請求項１３】
一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理装置であって、
永久磁石あるいは電磁石と、
前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群あるいは前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から選択した１つの共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧を供給する電源と、
を有することを特徴とする電磁場処理装置。
【請求項１４】
一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理装置であって、
永久磁石あるいは電磁石と、
前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群から選択した１つの共振周波数の電圧と、前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から選択した１つの共振周波数の電圧を供給する電源と、
を有することを特徴とする電磁場処理装置。
【請求項１５】
一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理装置であって、
永久磁石あるいは電磁石と、
前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群から選択した１つの共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧と、前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から選択した１つの共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧を供給する電源と、
を有することを特徴とする電磁場処理装置。
【請求項１６】
前記第１の共振周波数群は、３０３Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ−２、４４５Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ−１、６９０Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ０、９６８Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ１、１．９１ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ２、７．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ３、１４．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ４、４０．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ５、７４．６ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ６、１６０．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ７を含み、
前記第２の共振周波数群は、４１０Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ−２、６０２Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ−１、９３２Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ０、１．３１ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ１、２．５８ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ２、９．４５ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ３、１８．９４ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ４、５４．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ５、１００．８ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ６、２１６．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ７を含むことを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか一項に記載の水の電磁場処理装置。
【請求項１７】
前記静磁場の磁界強度が特定の共振磁界の強度、あるいは前記共振磁界の共振特性における半値幅内にある磁界強度であることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれか一項に記載の水の電磁場処理装置。
【請求項１８】
前記共振磁界の強度は、その基底モードの磁界強度の正整数倍になることを特徴とする請求項１７に記載の水の電磁場処理装置。
【請求項１９】
前記共振周波数Ｅｉ（ｉ＝−２〜７の整数）における前記共振磁界の基底モードの磁界強度は、前記ｉの番号順にそれぞれ、５．３ｍＧもしくはその近傍、７．４ｍＧもしくはその近傍、１２．３ｍＧもしくはその近傍、１７．３ｍＧもしくはその近傍、３１．９ｍＧもしくはその近傍、１３０．６ｍＧもしくはその近傍、３２３．０ｍＧもしくはその近傍、１１２３．５ｍＧもしくはその近傍、２５５６．０ｍＧもしくはその近傍、６０３９．０ｍＧもしくはその近傍であり、
前記共振周波数Ｆｊ（ｊ＝−２〜７の整数）における前記共振磁界の基底モードの磁界強度は、前記ｊの番号順にそれぞれ、７．１ｍＧもしくはその近傍、１０．４ｍＧもしくはその近傍、１６．３ｍＧもしくはその近傍、２３．５ｍＧもしくはその近傍、４７．１ｍＧもしくはその近傍、１８８．５ｍＧもしくはその近傍、４６３．５ｍＧもしくはその近傍、１６０１．０ｍＧもしくはその近傍、３３４２．５ｍＧもしくはその近傍、７３０２．９ｍＧもしくはその近傍であることを特徴とする請求項１８に記載の水の電磁場処理装置。
【請求項２０】
前記水に付与する電磁場に対して電磁ノイズの影響を除去する手段が取り付けられていることを特徴とする請求項１２ないし１９のいずれか一項に記載の水の電磁場処理装置。
【請求項２１】
前記水に付与する電磁場に対して地磁気の影響を除去する手段が取り付けられていることを特徴とする請求項１２ないし２０のいずれか一項に記載の水の電磁場処理装置。
【請求項２２】
前記水に対して炭酸ガスの脱気処理を施した後に前記水に前記電磁場処理を施すようになっていることを特徴とする請求項１２ないし２１のいずれか一項に記載の電磁場処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能水を効率的に生成する水の電磁場処理方法および電磁場処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水の機能を高めるための物理化学的処理の方法が種々に検討されている。例えば、水溶液を電解処理することにより、殺菌、洗浄機能のある酸性水を生成し、あるいは、水素を豊富に含む電解還元水を生成することは従来からよく知られている。また、水に電磁場処理を施し、例えば水のクラスターを小さく分割して水の性質を変え（例えば、特許文献１参照）、あるいは、浄化機能の高い水にして生活排水、工業排水等が流れる流水路あるいはトイレ設備、ボイラー設備、排水処理設備等にスケールなどを付着させない技術が提示されている（例えば、特許文献２，３参照）。このような通常の水に物理化学的処理を施し活性化させる水を機能水と呼称する。
【０００３】
上記機能水を生成するための電磁場処理方法では、例えば特許文献１にあっては、パルス状電圧による電場、あるいはその電場と磁場が被処理水に付与される。このようにして、クラスターを形成する水分子の結合を切断するためのエネルギーが一度に集中され、水のクラスターが充分に小さく分割されて味覚等に優れた高機能水が提供されるとしている。
【０００４】
また、特許文献２にあっては、通水路に取り付けた電場発生手段である電極に近い領域に強い磁場が形成されるように、磁場発生手段の永久磁石が通水路に面して配置される。このようにして、通水路内のスケール成分を効率的に析出させスラッジ化させることにより、スケール成分が管路内等でスケールとして付着したり、詰まったりすることが防止されるとしている。
【０００５】
また、特許文献３にあっては、２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流が、例えば配管の外側に巻きつけたコイルに流される。ここで、この周波数変調制御によって生じる電子エネルギーが、配管内を流れる流体に対して、流体分子及び流体中のイオンを媒体として電解エネルギーを与える。そして、スケールの表面及び配管内壁が強く負に帯電しスケールと配管内壁が反発し合い、スケールが小結晶化すると共にその結合が不安定化し、スケールが配管内壁から容易に離脱するとしている。あるいは、上記生じた電子によって、最終的に、鉄製配管の内壁で生じる赤錆は安定した黒錆に変わりその腐食反応の進行が防止されるとしている。
【特許文献１】特開平７−６８２６６号公報
【特許文献２】特開平１１−１５６３６５号公報
【特許文献３】特開２０００−２１２７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような電磁場処理方法においては、被処理水である水溶液の種類によってはその効果が充分に生じない場合があった。また、電磁場処理による水の活性化が安定的にできないために、スケール付着の防止／除去あるいは防錆ができない場合があった。そこで、例えば特許文献３では被処理水に対する電磁場処理を行う前に、予め机上試験を通してその変調電場処理の効果を試験する必要があった。このため上記電磁場処理の方法は極めて煩雑で操作性の低いものになり、しかも被処理水の種類により上記変調電場処理の条件を変える必要があることから、その汎用性が乏しいものになっていた。
【０００７】
上記のような問題は、水の電磁場処理による機能水の生成機構に関して物理化学的な解明が充分になされていないことに起因して生じている。これまで、水の電磁場処理による機能水の生成方法についてはその他にも多くの提案がなされているが、機能水の生成機構の実験科学的な分析が難しく、電磁場処理方式そのものの信頼性を疑問視させる提案も少なからず存在していた。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、実験科学的な根拠に基づき、簡便で高い経済性および汎用性を有して、高効率にしかも安定的に機能水を生成する水の電磁場処理方法および電磁場処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、水に対して電磁場処理を施し活性化した活性処理水の溶解能力について詳細な実験を行ってきた。そして、特定の周波数の電圧の印加により生成した振動電場と、静磁場とから成る電磁場を用いた水の電磁場処理おいて、生成した振動電場の周波数に共振周波数が存在することを見出した。また、水の活性化における上記共振周波数の特異性について実験的新事実を得た。本発明は、これ等の新知見に基づいてなされている。
【００１０】
上記目的を達成するために、第１の発明にかかる水の電磁場処理方法は、一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理方法であって、前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群あるいは前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から１つの共振周波数を選択し、前記選択した１つの共振周波数の電圧の印加により前記振動電場を生成する、という構成になっている。
【００１１】
そして、第２の発明にかかる水の電磁場処理方法は、一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理方法であって、前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群あるいは前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から１つの共振周波数を選択し、前記選択した共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧の印加により前記振動電場を生成する、という構成になっている。
【００１２】
そして、第３の発明にかかる水の電磁場処理方法は、一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理方法であって、前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群および前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中からそれぞれ１つの共振周波数を選択し、前記第１の共振周波数群から選択した１つの共振周波数の電圧の印加と、前記第２の共振周波数群から選択した１つの共振周波数の電圧の印加とにより前記振動電場を生成する、という構成になっている。
【００１３】
そして、第４の発明にかかる水の電磁場処理方法は、一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理方法であって、前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群および前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中からそれぞれ１つの共振周波数を選択し、前記第１の共振周波数群から選択した共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧の印加と、前記第２の共振周波数群から選択した共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧の印加とにより前記振動電場を生成する、という構成になっている。
【００１４】
上記発明において、前記第１の共振周波数群は、３０３Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ−２、４４５Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ−１、６９０Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ０、９６８Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ１、１．９１ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ２、７．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ３、１４．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ４、４０．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ５、７４．６ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ６、１６０．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ７を含み、前記第２の共振周波数群は、４１０Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ−２、６０２Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ−１、９３２Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ０、１．３１ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ１、２．５８ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ２、９．４５ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ３、１８．９４ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ４、５４．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ５、１００．８ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ６、２１６．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ７を含む。
【００１５】
上記発明において、好適な一態様では、前記静磁場の磁界強度が特定の共振磁界の強度、あるいは前記共振磁界の共振特性における半値幅内にある磁界強度になるようにする。ここで、前記共振磁界の強度は、基底モードの磁界強度の正整数倍になる。
【００１６】
上記好適な一態様において、前記共振周波数Ｅｉ（ｉ＝−２〜７の整数）における前記共振磁界の基底モードの磁界強度は、前記ｉの番号順にそれぞれ、５．３ｍＧもしくはその近傍、７．４ｍＧもしくはその近傍、１２．３ｍＧもしくはその近傍、１７．３ｍＧもしくはその近傍、３１．９ｍＧもしくはその近傍、１３０．６ｍＧもしくはその近傍、３２３．０ｍＧもしくはその近傍、１１２３．５ｍＧもしくはその近傍、２５５６．０ｍＧもしくはその近傍、６０３９．０ｍＧもしくはその近傍であり、前記共振周波数Ｆｊ（ｊ＝−２〜７の整数）における前記共振磁界の基底モードの磁界強度は、前記ｊの番号順にそれぞれ、７．１ｍＧもしくはその近傍、１０．４ｍＧもしくはその近傍、１６．３ｍＧもしくはその近傍、２３．５ｍＧもしくはその近傍、４７．１ｍＧもしくはその近傍、１８８．５ｍＧもしくはその近傍、４６３．５ｍＧもしくはその近傍、１６０１．０ｍＧもしくはその近傍、３３４２．５ｍＧもしくはその近傍、７３０２．９ｍＧもしくはその近傍である。
【００１７】
また、上記発明において、好適な一態様では、前記水に付与する電磁場に対して電磁ノイズの影響を除去する。前記水に付与するに対して地磁気の影響を除去する。あるいは、前記水に対して炭酸ガスの脱気処理を施した後に前記水を電磁場処理する。
【００１８】
あるいは、第５の発明にかかる水の電磁場処理装置は、一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理装置であって、永久磁石あるいは電磁石と、前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群あるいは前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から選択した１つの共振周波数の電圧を供給する電源と、を有する構成になっている。
【００１９】
そして、第６の発明にかかる水の電磁場処理装置は、一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理装置であって、永久磁石あるいは電磁石と、前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群あるいは前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から選択した１つの共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧を供給する電源と、を有する構成になっている。
【００２０】
そして、第７の発明にかかる水の電磁場処理装置は、一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理装置であって、永久磁石あるいは電磁石と、前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群から選択した１つの共振周波数の電圧と、前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から選択した１つの共振周波数の電圧を供給する電源と、を有する構成になっている。
【００２１】
そして、第８の発明にかかる水の電磁場処理装置は、一定周期で変化する電圧の印加により生成される振動電場と、永久磁石あるいは電磁石により生成される静磁場とから成る電磁場を水に付与して前記水を活性化する水の電磁場処理装置であって、永久磁石あるいは電磁石と、前記水を活性化する前記電圧の第１の共振周波数群から選択した１つの共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧と、前記水を活性化する前記電圧の第２の共振周波数群の中から選択した１つの共振周波数の共振特性における半値幅内にある周波数の電圧を供給する電源と、を有する構成になっている。
【００２２】
上記第５ないし第８の発明において、前記第１の共振周波数群は、３０３Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ−２、４４５Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ−１、６９０Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ０、９６８Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ１、１．９１ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ２、７．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ３、１４．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ４、４０．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ５、７４．６ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ６、１６０．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｅ７を含み、前記第２の共振周波数群は、４１０Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ−２、６０２Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ−１、９３２Ｈｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ０、１．３１ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ１、２．５８ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ２、９．４５ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ３、１８．９４ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ４、５４．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ５、１００．８ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ６、２１６．０ｋＨｚもしくはその近傍の共振周波数Ｆ７を含む。
【００２３】
上記第５ないし第８の発明において、好適な一態様では、前記静磁場の磁界強度が特定の共振磁界の強度、あるいは前記共振磁界の共振特性における半値幅内にある磁界強度である。ここで、前記共振磁界の強度は、基底モードの磁界強度の正整数倍である。
【００２４】
上記好適な一態様において、前記共振周波数Ｅｉ（ｉ＝−２〜７の整数）における前記共振磁界の基底モードの磁界強度は、前記ｉの番号順にそれぞれ、５．３ｍＧもしくはその近傍、７．４ｍＧもしくはその近傍、１２．３ｍＧもしくはその近傍、１７．３ｍＧもしくはその近傍、３１．９ｍＧもしくはその近傍、１３０．６ｍＧもしくはその近傍、３２３．０ｍＧもしくはその近傍、１１２３．５ｍＧもしくはその近傍、２５５６．０ｍＧもしくはその近傍、６０３９．０ｍＧもしくはその近傍であり、前記共振周波数Ｆｊ（ｊ＝−２〜７の整数）における前記共振磁界の基底モードの磁界強度は、前記ｊの番号順にそれぞれ、７．１ｍＧもしくはその近傍、１０．４ｍＧもしくはその近傍、１６．３ｍＧもしくはその近傍、２３．５ｍＧもしくはその近傍、４７．１ｍＧもしくはその近傍、１８８．５ｍＧもしくはその近傍、４６３．５ｍＧもしくはその近傍、１６０１．０ｍＧもしくはその近傍、３３４２．５ｍＧもしくはその近傍、７３０２．９ｍＧもしくはその近傍である。
【００２５】
また、上記第５ないし第８の発明において、好適な一態様では、前記水に付与する電磁場に対して電磁ノイズの影響を除去する手段が取り付けられている。前記水に付与するに対して地磁気の影響を除去する手段が取り付けられている。あるいは、前記水に対して炭酸ガスの脱気処理を施した後に前記水を電磁場処理するようになっている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の構成により、簡便で高い経済性と汎用性および安定性に優れた高効率な水の電磁場処理方法および電磁場処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態のいくつかを図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似な部分には共通の符号を付している。
［実施の形態１］
図１は、本実施形態における水を電磁場処理する方法および電磁場処理装置の一例を示す説明図である。ここで、図１（ａ）は電磁場処理装置を構成する電磁場生成ユニットの通水管軸方向の縦断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ矢視の電磁場生成ユニットの拡大断面図である。そして、図２は電磁場を生成するための電源電圧の一例を示す電圧波形図である。
【００２８】
図１に示されるように、電磁場生成ユニット１００には、例えば筒状の塩化ビニール製の通水管１０１の外壁を捲回するコイル１０２が設けられている。そして、該コイル１０２の外側に通水管１０１を挟んで対向する第１の電極１０３ａおよび第２の電極１０３ｂから成る対電極１０３が取り付けられている。ここで、この対電極１０３はコイル１０２と絶縁分離されコイル１０２を被包するように配置されている。また、第１の電極１０３ａおよび第２の電極１０３ｂは、絶縁スペーサ１０３ｃ、１０３ｄによって離間して接続されている。そして、対電極１０３には電場用電源１０４が接続され、コイル１０２には磁場用電源１０５が接続されている。このような電磁場生成ユニット１００、電場用電源１０４および磁場用電源１０５が電磁場処理装置の主要部を構成する。
【００２９】
ここで、コイル１０２および対電極１０３は例えば銅材等の導電体材料から成り、電場用電源１０４は特定の周波数の交流電圧ＶＥを対電極１０３印加し、磁場用電源１０５は直流電圧ＶＢをコイル１０２に供給するようになっている。
【００３０】
例えばこの電磁場処理装置を用いた水の電磁場処理では、通水管１０１内に水道水、排水等の被処理水１０６を流すと共に、電場用電源１０４を通して後述するような特定の周波数すなわち共振周波数の交流電圧ＶＥを対電極１０３に印加する。ここで、交流電圧ＶＥの電圧値は例えば±１０Ｖ程度であり一定周期で変化する。そして、被処理水１０６に共振周波数の振動電場１０７を付与する。また、磁場用電源１０５を通して直流電圧ＶＢをコイル１０２に供給し静磁場１０８を被処理水１０６に付与する。ここで、交流電圧ＶＥは例えば図２（ａ）に示すような方形波形等が好適である。また、図２（ｂ）に示すような直流電圧ＶＢは、後述するように特定の共振磁界を通水管１０１内に生成するための直流電流を適宜な抵抗体を介してコイル１０２に流すようにするのが好ましい。
【００３１】
このようにして、上記特定の周波数の交流電圧ＶＥにより生成され共振周波数で振動する振動電場１０７と、上記直流電流により生成する静磁場１０８とを被処理水１０６に対して付与することにより、高効率に活性化した活性処理水１０９が得られる。ここで、静磁場１０８の磁界が後述されるような共振磁界にあると上記活性化は更に効果的になる。
【００３２】
あるいは、図３に示すように、電場用電源１０４に接続する対電極１０３および磁場用電源１０５に接続するコイル１０２等を備えた電磁場付与ユニット１１０をタンク１１１の貯留水１１２内に浸漬させる。この状態で、上記電場用電源１０４および磁場用電源１０５を通して上述したような特定の周波数の交流電圧ＶＥおよび直流電圧ＶＢを電磁場付与ユニット１１０に供給する。あるいは、上述した共振周波数の振動電場１０７下において静磁場１０８を共振磁界にする。このようにして、上記特定の周波数の交流電圧ＶＥにより生成される振動電場１０７と、上記静磁場１０８とを貯留水１１２に対して付与することにより、貯留水１１２を活性化し活性処理水にする。
上記電磁場付与ユニット１１０は、その詳細な説明については省略するが、電磁場生成ユニット１００を基本構造としている。ここで、その構成要素であるコイル１０２および対電極１０３が非透水性の部材により被包され、コイル１０２内に貯留水１１２が流入するようになっている。
【００３３】
以下、上述した共振周波数および共振磁界について説明する。本発明者は種々の周波数の交流電圧ＶＥを対電極１０３に供給し、更に既知の電磁特性を有するコイル１０２に直流電圧ＶＢでもって直流電流を供給し、水道水に電磁場処理を施して生成した活性処理水が有するリン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）の溶解特性について詳細な実験を行った。この実験では、具体的には図４に模式的に示したような電磁場処理の実験装置を用いた。
【００３４】
この実験装置においては、実験槽１１３内が間仕切り板１１４により３つの貯留室１１５，１１６，１１７に分けられている。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、通水管１０１の途中に設けられたポンプ１１８により上記貯留室１１５，１１６，１１７の順に循環するようになっている。ここで、ポンプ１１８の下流側の通水管１０１に電磁場生成ユニット１００が取り付けられている。この電磁場生成ユニット１００のコイル１０２は、銅線コイルが巻径３．５ｃｍφの円筒状に配管長さ１４．４ｃｍにわたって一様に３４巻回して形成されている。また、貯留室１１５の底部に、通常の水では難溶性のリン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）１１９が粉体にして置かれ、貯留室１１７には採水管１２０が連通している。
【００３５】
上記実験において、後述するように地磁気の影響が実験結果に出てくることから、コイル１０２の軸心が東西方向になるようにしている。また、水道水中のカルシウム、マグネシウム等のイオンの影響も上記結果に出てくることから、被処理水はイオン交換樹脂を通液した水道水とした。
【００３６】
このような実験装置において、電場用電源１０４は、方形波形の交流電圧ＶＥの周波数および電圧値が可変になる。また、磁場用電源１０５はその直流電圧ＶＢが可変になる。そこで、種々の交流電圧の周波数と電圧値および直流電圧の電圧値の条件の下に、上記水道水に対して電磁場処理を行い活性処理水にして、貯留室１１７における活性処理水中のリン酸第１水素カルシウムイオン（Ｃａ（ＨＰＯ４））２−の濃度を計測した。ここで、リン酸カルシウム１１９は活性処理水により化学式（１）に従い溶解する。
【００３７】
【化１】
2008290053.tif 000003
【００３８】
このようにして、上記活性処理水によるリン酸カルシウム１１９の溶解度すなわち活性処理水の溶解能力を詳細に調べた。また、活性処理水のｐＨ値も計測した。ここで、交流電圧ＶＥの周波数は２５０Ｈｚ〜２５０ｋＨｚの範囲で調べている。
【００３９】
上記リン酸第１水素カルシウムイオンの濃度の計測は、一定時間（１０時間程度）電磁場処理を行った後に、採水管１２０のバルブを開いて貯留室１１７の活性処理水を採取し、標準液として硝酸銀（ＡｇＮＯ３）、指示薬としてクロム酸カリウム（Ｋ２ＣｒＯ４）溶液を使用した公知の沈殿滴定法により行った。
【００４０】
その結果、上述したように交流電圧ＶＥの特定の周波数帯域において、上記リン酸カルシウム１１９の溶解度が特異的に増大することが判明した。その一例について図５に示す。ここで、図５は、交流電圧ＶＥにおける共振周波数の共振特性を示し、リン酸カルシウム１１９の溶解度が特異性を示す周波数帯域において、横軸に電磁場生成ユニット１００の対電極１０３に印加する交流電圧ＶＥの周波数をとり、縦軸にリン酸カルシウム１１９の上記溶解度をとっている。なお、コイル１０２には直流電圧ＶＢにより直流電流を供給し静磁場を生成している。
【００４１】
図５から、交流電圧ＶＥの周波数が共振周波数９．４５ｋＨｚ（後述の共振周波数Ｆ３）において溶解度が特異的に増大しピーク値を有することが判る。そして、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は９．３〜９．６Ｈｚである。ここで、半値幅（Δｆ）は、この特異性を有する共振周波数帯域において、リン酸カルシウム１１９の溶解度が、上記溶解度の最大値と未処理水の場合の溶解度との差の１／２以上になる周波数帯域である。
【００４２】
また、コイル１０２を流れる特定の直流電流値、すなわち直流電圧ＶＢによりコイル１０２内に生成される静磁場１０８の静磁界強度においても、リン酸カルシウム１１９の溶解度が特異的に増大することが判明した。その一例について図６に示す。ここで、図６は、交流電圧ＶＥの共振周波数における共振磁界の共振特性を示し、横軸にコイル１０２に生成される静磁界強度をとり、縦軸にリン酸カルシウム１１９の溶解度をとっている。
【００４３】
図６から、交流電圧ＶＥの共振周波数７．０ｋＨｚ（後述の共振周波数Ｅ３）では、実線（１）に示されるように静磁界強度が１３０．６ｍＧ（ガウス）もしくはその近傍において上記溶解度が特異的に増大する。そして、実線（２）、実線（３）に示されるように、それぞれに静磁界強度１３０．６ｍＧ（基底モード）の２倍、３倍の静磁界強度もしくはその近傍においても同様に溶解度が特異的に増大することが判る。同様に、上記交流電圧ＶＥの共振周波数９．４５ｋＨｚ（共振周波数Ｆ３）においても、破線（１）に示されるように静磁界強度が１８８．５ｍＧ（基底モード）もしくはその近傍において上記溶解度が特異的に増大し、破線（２）、破線（３）に示されるように、それぞれに静磁界強度１８８．５ｍＧの２倍、３倍の静磁界強度もしくはその近傍においても同様に溶解度が特異的に増大する。なお、この場合において、上記溶解度のピーク値と未処理水の場合の溶解度との差の１／２以上になる静磁界強度の領域をその半値幅（Δｂ）とする。
【００４４】
このように、交流電圧ＶＥの共振周波数において、溶解度が特異的に増大する共振磁界が存在する。しかも、交流電圧ＶＥの共振周波数における基底モードのｎ倍モードの共振磁界が不連続に多数存在する。ここで、ｎは正整数である。
【００４５】
このような交流電圧ＶＥにおける特定の周波数および特定の静磁界強度をそれぞれ共振周波数、共振磁界として以下にまとめて示す。
【００４６】
｛共振周波数｝
上記特定の周波数には、２種類の性質の異なる共振周波数が、それぞれに複数存在する。そこで、これ等の共振周波数は第１の共振周波数群と第２の共振周波数群に分別される。
（第１の共振周波数群）
この第１の共振周波数群には、複数の共振周波数Ｅｉ（ｉ＝１〜７の整数）が少なくとも存在する。すなわち、共振周波数Ｅ１は、９６８Ｈｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は９２４〜１００８Ｈｚである。共振周波数Ｅ２は、１９０８Ｈｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は１８３０〜１９９０Ｈｚである。共振周波数Ｅ３は、７．０ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は６．５〜７．４４ｋＨｚである。共振周波数Ｅ４は、１４．０ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は１２．９２〜１５．０８ｋＨｚである。共振周波数Ｅ５は、４０．０ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は３４．６〜４４．８ｋＨｚである。共振周波数Ｅ６は、７４．６ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は６９．８〜８０．６ｋＨｚである。そして、共振周波数Ｅ７は、１６０．０ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は１５３．０〜１６６．２ｋＨｚである。
【００４７】
更に、この第１の共振周波数群には、共振周波数Ｅｉ（ｉ＝−２〜０の整数）が存在する。すなわち、共振周波数Ｅ−２は、３０３．０Ｈｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は２９５．０〜３０９．４Ｈｚである。共振周波数Ｅ−１は、４４５．０Ｈｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は４３４．４〜４５６．２Ｈｚである。共振周波数Ｅ０は、６９０．０Ｈｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は６７７．０〜７０２．０Ｈｚである。
【００４８】
（第２の共振周波数群）
第２の共振周波数群には、複数の共振周波数Ｆｉ（ｉ＝１〜７の整数）が少なくとも存在する。すなわち、共振周波数Ｆ１は、１３１０Ｈｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は１２１２〜１４４４Ｈｚである。共振周波数Ｆ２は、２．５８ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は２．３８〜２．７６ｋＨｚである。共振周波数Ｆ３は、９．４５ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は９．３〜９．６ｋＨｚである。共振周波数Ｆ４は、１８．９４ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は１８．１２〜１９．９６ｋＨｚである。共振周波数Ｆ５は、５４．０ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は５０．０〜５７．８ｋＨｚである。共振周波数Ｆ６は、１００．８ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は９８．２〜１０３．６ｋＨｚである。そして、共振周波数Ｆ７は、２１６．０ｋＨｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は２０９．６〜２２２．２ｋＨｚである。
【００４９】
更に、この第２の共振周波数群には、共振周波数Ｆｉ（ｉ＝−２〜０の整数）が存在する。すなわち、共振周波数Ｆ−２は、４１０．０Ｈｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は４０３．０〜４１７．０Ｈｚである。共振周波数Ｆ−１は、６０２．０Ｈｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は５８６．０〜６２１．０Ｈｚである。そして、共振周波数Ｆ０は、９３２．０Ｈｚもしくはその近傍であり、その半値幅（ΔｆＥ）の範囲は９１４．４〜９４９．２Ｈｚである。
【００５０】
ここで、上記共振周波数Ｅｉおよび共振周波数Ｆｉ（ｉ＝−２〜７の整数）の近傍としては、上記それぞれの共振周波数の数値の±１．２％程度が好ましい。この範囲であると、共振周波数における溶解度の８０％以上の溶解度が得られ、機能水生成の実用化に全く問題がない。
【００５１】
この第１の実施形態においては、上述した第１の共振周波数群あるいは第２の共振周波数群から選択したいずれか１つの周波数の交流電圧ＶＥを電場用電源１０４から対電極１０３に供給し、更に直流電圧ＶＢを磁場用電源１０５からコイル１０２に供給して通水管１０１中の被処理水１０６に電磁場を付与する。このようにすることにより、被処理水１０６は簡便にしかも効率的に安定して活性化できるようになる。
【００５２】
｛共振磁界｝
上述した交流電圧ＶＥのそれぞれの共振周波数に対して存在する共振磁界について図７にまとめている。図７は、共振周波数と共振磁界の相関図であり、横軸に交流電圧ＶＥの周波数の対数をとり、縦軸に共振磁界における静磁界強度をとっている。図中には５倍モードまで示されそれ以上はないが、本実験装置で計測し易い共振周波数Ｅ３、Ｆ３では、基底モードの５倍以上となるｎ倍モードの共振磁界が確認されている。
【００５３】
第１の共振周波数群における共振磁界において、共振周波数Ｅ１では、４倍モードの場合、そのときの共振磁界が６９．１ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は６４．１〜７２．８ｍＧである。ここで、この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は１７．３ｍＧもしくはその近傍となる。共振周波数Ｅ２では、２倍モードの場合の共振磁界が６３．８ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は６０．５〜６６．４ｍＧである。ここで、この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は３１．９ｍＧもしくはその近傍となる。
同様に、共振周波数Ｅ３では、基底モードの場合の共振磁界が１３０．６ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は１０２．５〜１５６．７ｍＧである。共振周波数Ｅ４では、基底モードの場合の共振磁界が３２３．０ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は２９８．１〜３５１．８ｍＧである。
【００５４】
同様に、共振周波数Ｅ５では、基底モードの場合の共振磁界が１１２３．５ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は９８９．３〜１２３４．４ｍＧである。共振周波数Ｅ６では、基底モードの場合の共振磁界が２５５６．０ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は２３２８．１〜２７５２．７ｍＧである。共振周波数Ｅ７では、基底モードの場合の共振磁界が６０３９．０ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は５０２７．８〜６７９７．４ｍＧである。
【００５５】
更に、共振周波数Ｅ−２の５倍モードにおいては、共振磁界が２６．４ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は２５．２〜２７．５ｍＧである。ここで、この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は５．３ｍＧもしくはその近傍となる。同様に、共振周波数Ｅ−１の５倍モードにおいては、共振磁界が３６．８ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は２９．５〜４０．４ｍＧである。この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は７．４ｍＧもしくはその近傍となる。共振周波数Ｅ０の５倍モードにおいては、共振磁界が６１．７ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は５９．４〜６４．１ｍＧである。この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は１２．３ｍＧもしくはその近傍となる。
【００５６】
そして、第２の共振周波数群における共振磁界において、共振周波数Ｆ１では、４倍モードの場合の共振磁界が９４．１ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は９０．１〜９９．２ｍＧである。ここで、この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は２３．５ｍＧもしくはその近傍となる。
同様に、共振周波数Ｆ２では、２倍モードの場合の共振磁界が９４．１ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は８５．７〜１０２．１ｍＧである。ここで、この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は４７．１ｍＧもしくはその近傍となる。共振周波数Ｆ３では、基底モードの場合の共振磁界が１８８．５ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は１７１．９〜２０１．７ｍＧである。
【００５７】
同様に、共振周波数Ｆ４では、基底モードの場合の共振磁界が４６３．５ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は３６８．０〜５４７．７ｍＧである。共振周波数Ｆ５では、基底モードの場合の共振磁界が１６０１．０ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は１２３５．９〜１９３８．１ｍＧである。共振周波数Ｆ６では、基底モードの場合の共振磁界が３３４２．５ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は３１４５．９〜３６２３．４ｍＧである。共振周波数Ｆ７では、基底モードの場合の共振磁界が静磁界強度７３０２．９ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は６６２８．８〜８０３３．２ｍＧである。
【００５８】
更に、共振周波数Ｆ−２の５倍モードにおいては、共振磁界が３５．３ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は３４．１〜３６．４ｍＧである。ここで、この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は７．１ｍＧもしくはその近傍となる。同様に、共振周波数Ｆ−１の５倍モードにおいては、共振磁界が５２．１ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は４９．９〜５４．４ｍＧである。この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は１０．４ｍＧもしくはその近傍となる。共振周波数Ｆ０の５倍モードにおいては、共振磁界が８１．６ｍＧもしくはその近傍になる。そして、その半値幅（Δｂ）の範囲は７５．２〜８７．６ｍＧである。この場合の基底モードの共振磁界の静磁界強度は１６．３ｍＧもしくはその近傍となる。
【００５９】
ここで、上記共振周波数Ｅｉおよび共振周波数Ｆｉ（ｉ＝−２〜７の整数）における基底モードの共振磁界の近傍としては、上記それぞれの共振磁界の強度数値の±２％程度になる磁界領域が好ましい。
【００６０】
この第１の実施形態では、上述した第１の共振周波数群あるいは第２の共振周波数群から選択したいずれか１つの周波数において、上述したそれぞれの基底モードの共振磁界のｎ倍モードの共振磁界を誘起する直流電流を磁場用電源１０５からコイル１０２に供給し、通水管１０１中の被処理水１０６に電磁場を付与する。このようにして、被処理水１０６は、安定的にしかも高効率に活性化され活性処理水１０９にされる。
【００６１】
上述した第１の実施形態で説明した共振周波数あるいはその周波数での共振磁界を用いた電磁場処理において、上記リン酸カルシウム１１９の溶解度の特異的な増大は、被処理水１０６を電磁場処理した活性処理水１０９中に水素イオンが増加することを示す。水道水中の水素イオン（Ｈ＋；実際はその水和イオン）が増加すると、化学式（１）において左から右への反応が進行し、リン酸カルシウム１１９は溶解し、上記リン酸第１水素イオンカルシウムイオンとして活性処理水に溶けるようになるからである。なお、上記被処理水１０６のｐＨ測定においてもその値の減少が見られ、水素イオンの増加が確認されている。
【００６２】
ここでは、上記水素イオン量の増加と共に水酸イオン（ＯＨ−；実際はその水和イオン）量も水素イオンと同程度に増加する。例えば図５に示した特異的に増大したリン酸カルシウムの溶解度が４×１０−５ｍｏｌ（モル）／リットル程度であると、活性処理水１０９は、水道水の解離定数ＫｗがＫｗ＝１．６×１０−１３に達したのと同じであり、水道水の温度が７０℃以上に上昇した場合に相当する。
【００６３】
このように、上述したような特定の周波数（共振周波数）の交流電圧ＶＥを対電極１０３に供給し、共振磁界を生成する特定の直流電流をコイル１０２に供給して電磁場処理を水道水に施すことより、室温で処理した水道水中に、未処理の水道水の場合の４倍以上の水素イオンと水酸イオンとが生成されるようになる。
【００６４】
ここで、水の電磁場処理をする前処理として、水中の炭酸ガス（ＣＯ２）を脱気させると好適である。この脱気により、活性処理水１０９内に多量に生成した水素イオンと水酸イオンが安定して存在できるようになる。例えば地下水あるいは井戸水のように水中に炭酸ガスが多く溶存していると、化学式（２）に示すように炭酸ガスと水中の水素イオンおよび水酸イオンとが反応し、右から左あるいは左から右への反応が生じる。そして、水酸イオン量が低下したり、あるいは水素イオン量が逆に増加したりして不安定になる。溶存の炭酸ガスが多くなると上記処理液体のｐＨ測定計の計測においても測定値が不安定になることが確認されている。
【００６５】
【化２】
2008290053.tif 000004
【００６６】
このように、炭素ガスの溶解度が高い地下水あるいは井戸水のような水の場合、それ等を安定的に電磁場処理するためには炭素ガスの除去が極めて有効である。そこで、炭酸ガス脱気装置を含む電磁場処理システムを使用することにより、被処理水の非常に安定した電磁場処理ができるようになる。
【００６７】
また、逆に、上記電磁場処理を水に施すことより、水に溶解している炭酸ガスのようなガスを極めて効率的に脱気させることができる。この脱ガスの機構は未だ明らかになっていないが、例えば水のクラスターによる攪拌効果と共に、上記化学式（２）における右から左への反応進行により、水に溶けイオンとして解離したものを炭酸ガスに戻すことで脱気し易くしているものと思われる。
このような電磁場処理による水の脱ガスの効果は、例えば純水あるいは超純水に例えば水素あるいはオゾンを溶解させて、水素溶解水あるいはオゾン溶解水のような有効ガスが溶解した機能水の生成に極めて有効に利用できる。これは、上記有効ガスの水への溶解においてその溶解効率を高めるためには、水に溶けている炭酸ガスなどを脱ガスすることが必須になるからである。
【００６８】
また、上述した電磁場処理を水道水に施すことより、生成した活性処理水１０９は、例えばガソリンのような油と室温において極めて容易に混合する。ガソリンと活性処理水１０９の混合では、水滴が油中に分散するＷ／Ｏ型エマルジョンが、室温においてガソリンに活性処理水１０９を注入するだけで簡便に生成できる。また、油滴が水中に分散するＯ／Ｗ型エマルジョンも同様に簡便に生成できる。そして、上記Ｗ／Ｏ型エマルジョンは自動車の燃料として使用できることが確認された。
【００６９】
上記実施形態で生成した活性処理水１０９では、上述したような水素イオンと水酸イオンの増加が例えば配管内壁における上記スケール付着の防止あるいは付着スケールの除去を可能にする。通常、上下水道水にはある量のカルシウム、マグネシウムあるいはカリウム等のミネラル成分のイオンが含まれている。そして、これ等は水中において結晶物を形成し易い。しかし、上記水素イオン量の増加により、例えば水道水に難溶な結晶物であるシュウ酸カルシウム（Ｃａ（ＣＯＯＨ）２）は結晶化しないで水道水に溶け易くなる。また、水道水中の尿素と硝酸イオンの結合した難溶な硝酸尿素（ＣＯ（ＮＨ）２・ＨＮＯ３）は、水道水中の水酸イオン量の増加により溶け易くなる。同様に、水道水に難溶な尿酸（Ｒ（ＯＨ）２；Ｒは炭化水素）は、水酸イオン量の増加により溶け易くなる。また、例えば脂肪酸エステル（Ｒ１−ＣＯＯ−Ｒ２；Ｒ１、Ｒ２は炭化水素）のような油脂類は、水素イオンと水酸イオンとにより加水分解され脂肪酸に変わって水中に溶け易くなる。このようにして、配管内壁におけるスケール付着は大幅に低減するようになる。
【００７０】
また、上記水素イオンと水酸イオンの増加は、鉄（Ｆｅ）を黒錆（Ｆｅ３Ｏ４）に変え易く鉄管内壁の防錆を可能にする。
【００７１】
また、上記処理液体における水素イオンと水酸イオンの増加は、アンモニア（ＮＨ３）をアンモニアイオンとして水道水に溶け易くする。このために、上記処理液体をトイレに使用すると無臭にすることが可能になる。
【００７２】
更に、本実施形態における上記活性処理水１０９は、上記増加した水素イオンと水酸イオンにより、重油あるいは軽油等の改質を可能にする。これは、これ等の油類の炭素（Ｃ）−炭素（Ｃ）結合が、水素イオンと水酸イオンにより解離し、アルコール類あるいはアルケン類に分解されるからである。これ等の改質した油類は水道水に溶け易くなり、配管における油分の付着は大きく低減する。
【００７３】
本実施形態では、上記特定の周波数の交流電圧ＶＥおよび静磁場を用いた電磁場処理により上述したような種々の効果が生じる。そして、従来技術のように予め机上試験を通してその変調電場処理の効果を試験する必要はない。また、この電磁場処理方法は極めて簡便であり、電磁場処理における消費電力は極めて小さい。このように、本実施形態の電磁場処理は高い経済性を有する。しかも、被処理液体の種類あるいは場所等の条件によらず安定して効果が生じることからその汎用性も高い。
【００７４】
上記のコイル１０２は、例えばステンレスのように導電性および磁性を有する材料により形成されていてもよい。
【００７５】
［実施の形態２］
次に、本発明の好適な第２の実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、第１の実施形態で説明した静磁場を永久磁石により生成するようにするところにある。この場合の静磁場の磁界強度は、第１の実施形態の場合の１０３〜１０４倍程度であり例えば３０００Ｇ程度になる。ここで、図８は、本実施形態における水を電磁場処理する方法および電磁場処理装置の一例を示す説明図である。図８（ａ）は電磁場処理装置を構成する電磁場生成ユニットの側面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＹ−Ｙ矢視の電磁場生成ユニットの拡大断面図である。
【００７６】
図８に示されるように、電磁場生成ユニット１００には、例えば断面矩形状の塩化ビニール製の通水管１０１を挟んで対向する第１の永久磁石１２１ａおよび第２の永久磁石１２１ｂから成る対磁石１２１が取り付けられている。ここで、第１の永久磁石１２１ａおよび第２の永久磁石１２１ｂは、互いに異極の磁極が対面して通水管１０１内で一方向に磁束を生じさせるように配置されている。例えば図示下方端部がＮ極、上方端部がＳ極となるように配置される。また、対磁石１２１の取り付けられていない通水管１０１の外側に該通水管１０１を挟んで対向する第１の電極１０３ａおよび第２の電極１０３ｂから成る対電極１０３が取り付けられている。ここで、対電極１０３は対磁石１２１と絶縁分離するように配置される。そして、対電極１０３には電場用電源１０４が接続されている。このような電磁場生成ユニット１００、電場用電源１０４が電磁場処理装置の主要部を構成している。ここで、対電極１０３は第１の実施形態と同様に例えば銅材等の導電体材料から成る。
【００７７】
このような電磁場処理装置を用いた水の電磁場処理では、通水管１０１内に例えば水道水、排水等の被処理水１０６を流すと共に、電場用電源１０４を通して第１の実施形態で説明した共振周波数の交流電圧ＶＥを対電極１０３に印加し、被処理水１０６にその共振周波数の振動電場１０７を付与する。また、同時に対磁石１２１により静磁場１０８を被処理水１０６に付与する。ここで、交流電圧ＶＥは例えば図２（ａ）で説明したような方形波形等が好適である。
【００７８】
このようにして、上記共振周波数の交流電圧ＶＥにより生成され振動する振動電場１０７と、永久磁石により生成される静磁場１０８を被処理水１０６に対して付与することにより、第１の実施形態で説明したのと同様に高効率に活性化した活性処理水１０９を得る。
【００７９】
あるいは、図３に示すように、電場用電源１０４に接続する対電極１０３および対磁石１２１を備えた電磁場付与ユニット１１０をタンク１１１の貯留水１１２内に浸漬させる。この状態で、上記電場用電源１０４を通して上述した共振周波数の振動電場１０７および静磁場１０８から成る電磁場を電磁場付与ユニット１１０に供給する。このようにして、貯留水１１２を活性化して活性処理水に変える。
なお、この場合の電磁場付与ユニット１１０は、上記電磁場生成ユニット１００を基本構造とし、その構成要素である対電極１０３および対磁石１２１が非透水性の部材により被包され、対電極１０３および対磁石１２１により囲まれる空間内に貯留水１１２が流入するようになっている。
【００８０】
第２の実施形態では、電磁場生成ユニット１００において永久磁石から成る対磁石１２１を用いて静磁場１０８を生成する。しかも、永久磁石の静磁界強度は、第１の実施形態の図７で説明したようなコイル１０２により生成した静磁界の場合に較べて格段に高い。このために、図７のように静磁界強度が数ガウス程度以下の小さい場合に示された共振磁界におけるその基底モードの正整数倍という不連続性は、高い静磁場を生成する永久磁石の場合にはほぼ無視できるようになる。そして、市販の安価な永久磁石を用いて構成した電磁場生成ユニット１００であっても、被処理水の高効率な活性化が可能になる。これは、永久磁石により生成される静磁界強度の空間的あるいは時間的なゆらぎの中に上記共振磁界の不連続性が覆われ、このように簡便で安価な構成の電磁場生成ユニット１００であっても容易に水の活性化における磁界共振が常に生じるようになるからである。
【００８１】
これに対し、第１の実施形態では上記磁界共振を起こすためにはコイル１０２に流す電流を高精度に制御することが必要になり、そのための回路構成が高価なものとなって第２の実施形態の場合よりも高価な電磁場生成ユニット１００になる。
【００８２】
このように、第２の実施形態では、第１の実施形態で説明したのと同様な効果が奏される上に、その電磁場処理は極めて経済性の高いものになる。しかも、被処理液体の種類あるいは場所等の条件によらず安定した効果が生じる。
【００８３】
なお、本実施形態において、電磁場生成ユニット１００は筒状の通水管１０６の外側に取り付けられるようになっていても構わない。
【００８４】
［実施の形態３］
次に、本発明の好適な第３の実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、第１の実施形態で説明した交流電圧ＶＥの第１の共振周波数群と第２の共振周波数群から選択したそれぞれ１つの共振周波数を用い、これ等２つの共振周波数により同時に水を活性化させるところにある。このようにすることにより、水が効率的に電磁場処理されると共にその活性処理水が機能水として長寿命化される。図９は、このような２つの共振周波数を混合して電磁場を生成する交流電圧ＶＥの一例を示した波形図である。
【００８５】
この実施形態では、図９に示すように、２つの共振周波数から成る交番電圧であり、第１の周波数電圧１２２と第２の周波数電流１２３が、それぞれ例えばピーク電圧が異なるように振幅変調されて、図１あるいは図８に示した電磁場生成ユニット１００の対電極１０３に供給される。ここで、第１の周波数電圧１２２の波形は図２（ａ）に示したような方形波形であり、その周波数は、第１の実施形態で説明した第１の共振周波数群から選択される。同様に、第２の周波数電圧１２３における波形も方形波形であり、その周波数は、第２の共振周波数群から選択される。
【００８６】
ここで、第１の周波数電流１２２および第２の周波数電流１２３の振幅すなわちピーク電圧は、第１の実施形態および第２の実施形態で説明した交流電圧ＶＥと同様に数十ｍＶ〜数十Ｖの範囲において設定される。なお、上記第１の周波数電圧１２２および第２の周波数電圧１２３における振幅は、図９に示したのとは異なり、第１の周波数電圧１２２の場合のほうが第２の周波数電圧１２３の場合よりも大きくなっても構わない。あるいは、両方の振幅が同じになっても構わない。
【００８７】
このような交番電圧は、いわゆる２つの周波数による周波数変調に振幅変調を加味したものとなっている。ここで、上記第１の周波数電圧１２２と第２の周波数電圧１２３の繰り返しを５０〜１５０回／秒（Ｈｚ）の交番周波数にする。そして、第１の周波数電圧１２２および第２の周波数電圧１２３のデューティサイクルはそれぞれ任意に調節する。ここで、好適な態様では、上記交番周波数は１００Ｈｚとする。更に、交番周波数における第１の周波数電圧１２２および第２の周波数電圧１２３のデューティサイクルはそれぞれ５０％になるようにする。
【００８８】
上記第１の共振周波数群と第２の共振周波数群から共振周波数をそれぞれ１つ選択し、その選択した２つの共振周波数により同時に水を活性化させる方法はその他に種々のものが可能である。例えば、図１０（ａ）に示すように、図１あるいは図８で説明したのと同様に第１の電磁場生成ユニット１００ａおよび第２の電磁場生成ユニット１００ｂを通水管１０１に取り付け、その第１の電場用電源１０４ａを通して第１の共振周波数群から選択した共振周波数Ｅｉ（ｉ＝−２〜７の整数）の交流電圧ＶＥ１を第１の電磁場生成ユニット１００ａの対電極１０３に供給する。同時に、第２の電場用電源１０４ｂを通して第２の共振周波数群から選択した共振周波数Ｆｊ（ｊ＝−２〜７の整数）の交流電圧ＶＥ２を第２の電磁場生成ユニット１００ｂの対電極１０３に供給する。ここで、第１の電磁場生成ユニット１００ａおよび第２の電磁場生成ユニット１００ｂにおける静磁場は図１あるいは図８で説明した直流電磁石あるいは永久磁石により生成される。このようにして、通水管１０１に例えば水道水の被処理水１０６を流すと活性処理水１０９が生成される。
【００８９】
あるいは、図１０（ｂ）に示すように、第１の電場用電源１０４ａに接続する第１の電磁場付与ユニット１１０ａ、および第２の電場用電源１０４ｂに接続する第２の電磁場付与ユニット１１０ｂをタンク１１１の貯留水１１２内に浸漬させる。この状態で、第１の電場用電源１０４ａを通して上述した共振周波数Ｅｉ（ｉ＝−２〜７の整数）の交流電圧ＶＥ１を第１の電磁場付与ユニット１１０ａに供給する。同時に、第２の電場用電源１０４ｂを通して上述した共振周波数Ｆｊ（ｊ＝−２〜７の整数）の交流電圧ＶＥ２を第２の電磁場付与ユニット１１０ｂに供給する。このようにして、貯留水１１２に対して２つの共振周波数の交流電圧を付与することにより、貯留水１１２を電磁場により活性化し活性処理水にする。
【００９０】
本実施形態では、上述したように水の活性効果が持続する時間が長くなり機能水として長寿命になる。これについて図１１を参照して説明する。図１１は第３の実施形態にかかる電磁場処理した活性処理水の効果の持続性を模式的に示すグラフである。
【００９１】
図１１は、横軸に電磁場処理した後の活性処理水の保存期間をとり、縦軸にその活性処理水によるリン酸カルシウム１１９の溶解度をとっている。ここで、電磁場処理は、図４で示した実験装置に図１で説明した電磁場生成ユニット１００を取り付け、その貯留室１１５のリン酸カルシウム１１９の粉体を除去して一定時間（１０時間程度）行った。そして、その後、その活性処理水を室温で保存し、所定の保存期間の後に上記保存した活性処理水がリン酸カルシウムを溶解する能力について調べた。
【００９２】
図中に実線は、図９で説明した２つの共振周波数を用いた交番電圧により電磁場処理した場合であり、Ｅ−Ｆ異種混合周波数の一例の結果である。ここで、第１の周波数電圧１２２の周波数は第１の共振周波数群の１つの共振周波数であり、第２の周波数電圧１２３の周波数は第２の共振周波数群の１つの共振周波数である。なお、磁場用電源１０５の直流電圧ＶＢの値は通水管１０１内に共振磁界が生じるように設定した。そして、上記交番周波数は１００Ｈｚ、交番周波数における第１の周波数電圧１２２および第２の周波数電圧１２３のデューティサイクルは５０％である。
図中の破線は、第１の実施形態と同様であり、第１の共振周波数群あるいは第２の共振周波数群の１つの共振周波数の場合であり、単一周波数を用いた交流電圧ＶＥにより電磁場処理した場合の一例の結果である。図中の点線は、図９で説明した２つの共振周波数を用いた交番電圧により電磁場処理した場合であるが、Ｅ−Ｅ（あるいはＦ−Ｆ）同種混合周波数の一例の結果である。ここで、第１の周波数電圧１２２および第２の周波数電圧１２３の周波数は、共に同じ第１の共振周波数群から選択した共振周波数である。あるいは、共に同じ第２の共振周波数群から選択した共振周波数である。これ等の場合も共振磁界が生じるように設定している。そして、上記交番周波数は１００Ｈｚ、交番周波数における第１の周波数電圧１２２および第２の周波数電圧１２３のデューティサイクルは５０％である。
【００９３】
図１１に示されるように、実線のＥ−Ｆ異種混合周波数、破線の単一周波数の場合、および点線のＥ−Ｅ（Ｆ−Ｆ）同種混合周波数の場合とも、活性処理水がリン酸カルシウム１１９を溶解する能力は持続する。そして、その保存期間と共に減衰するが、実線では、その減衰は破線の場合よりもはるかに小さく、水の活性化の持続時間が増大する。しかも、実線の場合には、保存期間０時間に示されるように、初期の活性化の度合いが増加している。
これに対して、点線では、その減衰は破線の場合よりも大きくなり、水の活性化の持続時間が減少する。しかも、点線の場合には、破線の単一周波数の場合よりも保存期間０時間である初期の活性化の度合いが低減している。
【００９４】
このように、本実施形態では、２つの異種の共振周波数を用いた交番電圧により電磁場処理することにより、活性化の度合いが高くなり、更に活性処理水の効果の持続する寿命が長くなる。すなわち、処理中の水素イオン量と水酸イオン量が未処理水の場合よりも多い状態が長く続くようになる。逆に同種の共振周波数を用いる場合には、活性化の度合いが低減すると共に、活性処理水の効果の持続する寿命が短くなる。
【００９５】
このような活性処理水の長寿命化は、本実施形態で生成した活性処理水が洗浄剤等としても有効に使用できることを示す。第１の実施形態において説明した水素イオンあるいは水酸イオンの多い水が示す機能、例えば、脂肪酸類の溶解、脱臭、油類の改質等、種々の洗剤あるいは機能水として利用することができる。
【００９６】
この第３の実施形態においては、図９および図１０を参照して説明した方法以外にも、種々の方法が考えられる。例えば、図１あるいは図８に説明した電場用電源１０４において、上記第１の共振周波数群から選択した１つの共振周波数からなる交流電圧および第２の共振周波数群から選択した１つの共振周波数からなる交流電圧を合成した合成電圧を形成する。そして、この合成電圧を電磁場生成ユニット１００の対電極１０３に供給する。このようにしても、これ等２つの共振周波数により同時に水を活性化させることになり、上述したのと同様な効果が生じる。
【００９７】
［実施の形態４］
次に、本発明の好適な第４の実施形態について説明する。本実施形態の特徴は、上記実施形態で説明した電磁場生成ユニット１００、第１の電磁場生成ユニット１００ａあるいは第１の電磁場生成ユニット１００ａに対する外部からの電磁場ノイズを除去するところにある。ここで、図１２および図１３は本実施形態における外部からの電磁場をシールドする方法を示す説明図である。図１２は図１において説明したような電磁場生成ユニット１００を電磁場シールド部材で被包した通水管軸方向の縦断面図である。そして、図１３（ａ）は図８において説明したような電磁場生成ユニット１００を電磁場シールド部材で被包した通水管軸方向の縦断面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＺ−Ｚ矢視の拡大断面図である。
【００９８】
図１２（ａ）に示されるように、例えば高分子材あるいは樹脂材のように比透磁率が１程度の材料から成る通水管１０１の外壁を捲回するコイル１０２が設けられている。そして、該コイル１０２の外側に通水管１０１を挟んで対向する第１の電極１０３ａおよび第２の電極１０３ｂから成る対電極１０３が取り付けられている。更に、これ等のコイル１０２、対電極１０３等から成る電磁場生成ユニット１００を被包するように電磁場シールド部材１２４が配設されている。ここで、電磁場シールド部材１２４は、主に電磁場生成ユニット１００外部からの電磁ノイズを遮断する。そこで、この電磁場シールド部材１２４は導電体材料により構成され、コイル１０２および対電極１０３に対しては絶縁分離されている。なお、上記電磁場シールド部材１２４は磁性を有してもよい。
【００９９】
このようにすることにより、例えば５０Ｈｚ周波数あるいは６０Ｈｚ周波数の商用交流電力により電磁場生成ユニット１００の配置された場所の周辺から発生した微弱の電磁波あるいはその高調波から成る電磁ノイズが、上記コイル１０２で被包された通水管１０１内に侵入するのが防止される。そして、この電磁ノイズにより生成される共振周波数の振動電場および共振磁界による被処理水１０６の活性化の擾乱がなくなる。例えば、上記電磁ノイズに起因するところの第３の実施形態において図１１で説明した同種の共振周波数の混合が無くなり、電磁場生成ユニット１００の設置される場所等の無関係に安定した水の活性化処理ができるようになる。
【０１００】
なお、上記電磁場生成ユニット１００のコイル１０２および対電極１０３は、図示していないが電磁場シールド部材１２４の一部に設けられた例えば開口部からリード線が取り出されて、それぞれに磁場用電源１０５および電場用電源１０４に接続する。
【０１０１】
図１２（ａ）に示したような構造を簡便なものとすると図１２（ｂ）に示されるようになる。この場合には、対電極１０３を構成する第１の電極１０３ａおよび第２の電極１０３ｂが、絶縁分離したコイル１０２の外側と、コイル１０２の両端から延在した通水管１０１の外側とを被包するようになる。ここで、対電極１０３は、例えば鉄材、ステンレス材のように導電体であり磁性体である材料により形成されている。
【０１０２】
このようにすることにより、簡便な構造により上述したのと略同様に電磁場生成ユニット１００の外部からの電磁ノイズを遮断する。また、コイル１０２により生成される静磁界が電磁場生成ユニット１００から通水管１０１の管軸方向に延在し拡散するのを防止する。
【０１０３】
あるいは、図１３に示されるように、上記通水管１０１を挟んで対向する第１の永久磁石１２１ａおよび第２の永久磁石１２１ｂから成る対磁石１２１が取り付けられている。更に、この対磁石１２１の取り付けられていない通水管１０１の外側に該通水管１０１を挟んで対向する第１の電極１０３ａおよび第２の電極１０３ｂから成る対電極１０３が取り付けられている。そして、これ等の対電極１０３、対磁石１２１等から成る電磁場生成ユニット１００を被包するように電磁場シールド部材１２４が配設されている。ここで、図１３に示したように、磁気シールド部材１２５を電磁場生成ユニット１００を覆うように取り付け、更にその外側から磁気シールド部材１２５を含む全体を電磁場シールド部材１２４により被包するようにしてもよい。
【０１０４】
上記電磁場シールド部材１２４は、上述したのと同様に電磁場生成ユニット１００外部からの電磁ノイズを遮断する。また、永久磁石により生成される強い静磁界が電磁場生成ユニット１００から通水管１０１の管軸方向に延在して拡散するのを防止する。そこで、この電磁場シールド部材１２４としては導電体であり磁性体である材料により構成するとよい。ここで、電磁場シールド部材１２４は電磁場生成ユニット１００の外側と、その両側に延在して対磁石１２１の長さの１．５倍以上に亘る通水管３３の外側と、を被包すると好適である。また、電磁場シールド部材１２４としては、比透磁率が大きな磁性体から成り導電性を有する金属材料が好適に使用される。そして、磁気シールド部材１２５としては、アルミニウム、銅、プラスチック等が好適に使用できる。この磁気シールド部材１２５が介装されていると、上記静磁場の拡散防止はより効果的になされる。
【０１０５】
図１３に示した電磁場生成ユニット１００では、図１２の場合に較べて静磁界強度が高いことから、対磁石１２１からの上記静磁場の拡散により共振磁界の生成が起こり易く、電磁ノイズに起因した同種の共振周波数の混合が生じ易い。このために、水の活性化処理は、一般的に永久磁石を用いた電磁場生成ユニット１００の設置される場所等に影響され易くなる。しかし、上述したような電磁場シールド部材１２４あるいは磁気シールド部材１２５の併用により、極めて安定した水の活性化処理が保証される。
【０１０６】
このように、第４の実施形態では、第１の実施形態から第３の実施形態で説明したのと同様な効果が奏される上に、その電磁場処理の効果は、外部の電磁場ノイズが除去されることから、電磁場生成ユニット１００を有する電磁場処理装置の設置される場所等の条件によらず極めて安定したものとなる。
【０１０７】
次に、本発明のその他の実施形態について説明する。この実施形態では、第１の実施形態で触れたようにコイル１０２により静磁場を生成する場合において地磁気の影響が電磁場処理から効果的に除去される。あるいは、水の電磁場処理をする前処理として水中の炭酸ガスが脱気される。このようにして電磁場処理装置が設置される場所、その取り付け方あるいは被処理水の種類に依存することなく、水の更に安定した電磁場処理が容易になる。
【０１０８】
例えば東京近辺では、南側から北側に向かいその水平分力３１０ｍＧ程度、鉛直分力３４０ｍＧ程度の地磁気Ｂｅが存在する。しかも、この地磁気は季節あるいは時間と共にその磁界強度が変化する。第１の実施形態で説明した図４の実験装置では、コイル１０２の軸心の方向に地磁気成分がなくなれば、地磁気の上記電磁場処理への影響を除去できることが確認された。特に、共振周波数Ｅｉ（ｉ＝−２〜４の整数）、共振周波数Ｆｊ（ｊ＝−２〜４の整数）の交流電圧ＶＥを用いる場合、その基底モードの共振磁界が地磁気と同程度あるいはそれ以下になることから、この地磁気の影響の除去は重要になる。
【０１０９】
その好適な第１の方法は、例えばコイル１０２の軸心が地磁気（Ｂｅ）方向に直交する垂直平面上になるように配置することである。そして、その好適な第２の方法は、電磁場生成ユニット１００の外側を磁気シールドにより被包することである。ここで、磁気シールドとしては、例えば比透磁率が大きな磁性体から成るシート状のコバルト系アモルファスシート等が好適に使用される。また、図１２で説明した電磁場シールド部材１２４により兼用できるようにすると好適である。この場合、図１３で説明したように導電性と磁性を有する材料が好適に使用される。
【０１１０】
このようにすることにより、地磁気Ｂｅは磁気シールドにより遮蔽され、通水管１０１内への浸入が大幅に低減するようになる。そして、通水管１０１内の地磁気の影響は皆無になり、環境変化に全く左右されることなく安定した被処理水に高効率な活性化ができるようになる。
【０１１１】
あるいは、上記第２〜第４の実施形態において、第１の実施形態で説明したのと同様に、水の電磁場処理をする前処理として水中の炭酸ガスを脱気させると好適である。この脱気により、炭素ガスの溶解度が高い地下水あるいは井戸水のような水の場合、それ等の被処理水が安定的に電磁場処理できるようになる。そこで、炭酸ガス脱気装置を含む電磁場処理システムを使用することにより、被処理水の種類に無関係に非常に安定した電磁場処理ができるようになる。
【０１１２】
次に、本実施形態の変形例のいくつかを説明する。図１および図８で説明した一定周期で変化する交流電圧ＶＥに換えて、例えば信号クロックのような正極あるいは負極の一極性のパルス波形の電圧が用いられる構造であってもよい。一定周期で変化する電圧としてはこのような一極性波形の電圧であっても構わない。すなわち、図１４（ａ）に示されるように、一極性のパルス波形の電圧の波形として正極の方形パルス波形を用いても第１の実施形態から第４の実施形態で説明したのと同様な水の活性化が可能になる。
【０１１３】
また、図９で説明した交番電圧に換えて、図１４（ｂ）に示されるように、２種類の正極の方形パルス波形を電磁場生成ユニット１００の対電極１０３に交互に供給するようにしてもよい。このような場合であっても第３の実施形態で説明したのと略同様な効果が奏される。
【０１１４】
更には、上述した実施形態におけるコイル１０２に供給される電圧として、対電極１０３に供給される一定周期で変化する電圧の２倍の周期で変化する電圧が用いられるようになっていてもよい。例えば、図１５（ｂ）に示されるように、図１５（ａ）のような方形波形の交流電圧ＶＥに対して、その２倍周期で変化する一極性のパルス波形の電圧Ｖｂが使用される。あるいは、図１６（ｂ）に示されるように、図１６（ａ）のような正極の方形パルス波形である電圧ＶＥに対して、その２倍周期で変化する一極性のパルス波形の電圧Ｖｂが使用される。
【０１１５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。
【０１１６】
上記実施形態において、交流電圧の波形あるいは一極性波形の電圧の波形は、方形波形以外のパルス波形、のこぎり波形等であってもよい。その他に、正弦波形であってもその効果は低減するが使用することができる。
【０１１７】
また、通水管１０１に巻かれるコイル１０２の形状は、静磁場を生成できるものであればよく、上記螺旋状以外に種々の巻き方が考えられる。そして、本実施形態の電磁場処理で生成した活性処理水は、その他にも、水素イオンおよび水酸イオンが豊富に溶存する機能水として種々の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる電磁場処理する方法および電磁場処理装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる交流電圧ＶＥの一例を示す電圧波形図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる別の電磁場処理する方法を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態において使用した電磁場処理の実験装置の構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の交流電圧ＶＥにおける共振周波数の共振特性の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態における共振磁界の分布の一例を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態における共振周波数と共振磁界の相関図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる電磁場処理する方法および電磁場処理装置の一例を示す説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態にかかる電磁場処理に使用する交番電圧の一例を示す波形図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態にかかる別の電磁場処理する方法を示す説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態にかかる電磁場処理した活性処理水の効果の持続性を模式的に示すグラフである。
【図１２】本発明の第４の実施形態にかかる外部からの電磁場をシールドする方法を示す説明図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態にかかる外部からの電磁場をシールドする方法を示す別の説明図である。
【図１４】本発明の実施形態における振動電場を生成する電圧の第１の変形例を示す電圧波形図である。
【図１５】本発明の実施形態における電磁場を生成する電圧の第２の変形例を示す電圧波形図である。
【図１６】本発明の実施形態における電磁場を生成する電圧の第３の変形例を示す電圧波形図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１００  静磁場生成ユニット
１０１  通水管
１０２  コイル
１０３  対電極
１０３ａ  第１の電極
１０３ｂ  第２の電極
１０４  電場用電源
１０４ａ  第１の電場用電源
１０４ｂ  第２の電場用電源
１０５  磁場用電源
１０６  被処理水
１０７  振動電場
１０８  静磁場
１０９  活性処理水
１１０  静磁場付与ユニット
１１０ａ  第１の静磁場付与ユニット
１１０ｂ  第２の静磁場付与ユニット
１１１  タンク
１１２  貯留水
１１３  実験槽
１１４  間仕切り板
１１５，１１６，１１７  貯留室
１１８  ポンプ
１１９  リン酸カルシウム
１２０  採水管
１２１  対磁石
１２１ａ  第１の永久磁石
１２１ｂ  第２の永久磁石
１２２  第１の周波数電圧
１２３  第２の周波数電圧
１２４  電磁場シールド部材
１２５  磁場シールド部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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