(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を空気イオンと衝突帯電させる装置であって、空気イオンを発生する空気イオン発生装置と、粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を発生する微細水発生装置とを具備し、微細水を発生する微細水発生部から微細水と空気イオンの混合部までの経路長さが可変であることを特徴とするイオン発生装置。
【請求項２】
上記微細水発生装置は、水の温度を所定の温度に保持するための温度保持装置を備えていることを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項３】
空気イオンが陰イオンであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項４】
粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を４０℃以上沸点未満の水から生成する装置を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項５】
空気イオン発生装置は微細水発生装置の上流側に配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項６】
微細水発生装置は、水の蒸発する面積を調整できる機構を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項７】
微細水発生装置は、水の温度を４０℃以上沸点未満の間で任意にコントロールできる機構を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項８】
空気イオン発生装置は、空気イオンの発生量を任意にコントロールできる機構を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項９】
空気イオン発生装置は、イオン風を発生する機構を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項１０】
空気イオン発生装置にファンを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項１１】
微細水に芳香物質を混合することを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項１２】
空気イオン発生装置の上流側にフィルターを配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のイオン発生装置。
【請求項１３】
微細水を発生する微細水発生部から微細水と空気イオンとの混合部までの経路長さを可変させる手段が、混合部と微細水発生部のいずれか一方を垂直方向に可動させる機構からなることを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項１４】
空気イオン発生装置にイオンを放出するイオン化針を設け、イオン化針の位置の可動により混合部を可動させることを特徴とする請求項１記載のイオン発生装置。
【請求項１５】
イオン化針が複数個あることを特徴とする請求項１４記載のイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、イオン発生装置に関し、詳しくは粒径が６５０ｎｍ以下の大きさのイオン粒子を発生させる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、自然界にはさまざまな大きさの粒子があり、電気を帯びた粒子（イオン粒子）も多数存在している。イオン粒子には、プラスに帯電した陽イオンとマイナスに帯電した陰イオンがあり、通常の自然環境では陽・陰イオンとも数百個／ｃｃ存在すると言われている。また、その粒子径はさまざまであり、通常数Å（１０Å＝１ｎｍ）から数μｍ（１μｍ＝１０００ｎｍ）の粒径のイオン粒子が存在すると言われている。
【０００３】
一般に、陰イオンは精神を安定させ、リラックスさせる効果があると言われており、例えば滝の近くではレナード効果により陰イオンが多数放出されている。このような自然の滝に近い性状のイオン粒子を人工的に発生する手段としていろいろな方法が提示されている（例えば特開平５−３１１９８号公報参照）。
【０００４】
また、陽イオンは逆に精神を高揚させる効果があり、通常は人体に害があるとされているが、使用方法によっては気分をリフレッシュさせる手段の一つであると考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の陰イオン発生装置は、レナード効果を忠実に再現しようとするものであるが、そのためには水を粉砕する過程で騒音が発生するという問題があり、同時にポンプを使用するために装置が大きくなるという問題がある。また、陰イオンの生理効果についてのメカニズムについて諸説があり、はっきりしていないのが現状である。
【０００６】
一方、本発明者らは以下のような知見を持っている。
【０００７】
すなわち、滝でイオン粒子を測定した結果は図２に示されるように、測定されたイオンはすべて陰イオンで、粒径が１．５ｎｍ〜６ｎｍ、陰イオン個数が最高で約５０００個／ｃｃであった。また、コロナ放電等で発生した空気イオン（陰イオン）の粒径は図３に示されるように約１ｎｍであって、その大部分はＣＯ3-もしくはＯ3-が核になったものと推測され、水分子で構成されている滝から放出されている陰イオンとは構造が異なる。
【０００８】
また、肺胞に到達できるイオン粒径は図４に示すように粒径が６５０ｎｍ以下のものであることから、イオン粒子径を６５０ｎｍ以下にすると、肺胞に到達し、到達したイオン粒子が直接自律神経系に作用することによって交感神経の緊張を緩和し、生理的効果に寄与するものと考えられる。しかし、イオン粒子の粒径を電気移動度の点から見てみると、図１３に示すように粒径が大きくなるほど電気移動度は小さくなり、すなわち空気中の移動速度は粒径が大きいほど小さくなるので、イオン粒径が６５０ｎｍ以下であるからといって必ずしも肺胞までイオン粒子が到達できるとは限らない。むしろイオン粒子の粒径は、ある程度の範囲の方が肺胞まで到達しやすいと考えられるが、個人差があるものとも考えられる。一般に、粒径が１．５ｎｍ〜６ｎｍの陰イオンが滝と同じ生理効果を持つものと考えられるが、個人個人によって肺胞までの道程に差があり、吸入速度も異なるので、個人による最適なイオン粒子径があるものと考えられる、との知見を持っている。
【０００９】
本発明は、上記従来例に鑑み、更に上記知見に基づいてなされたもので、６５０ｎｍ以下のイオン粒子をより多く肺胞に到達させるために、イオン粒子径を任意に制御できるイオン発生装置からイオン粒子を供給することによってより効果的に滝と同じ生理効果を持たせることができ、しかも装置が小さく低騒音のイオン発生装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を空気イオンと衝突帯電させる装置であって、空気イオンを発生する空気イオン発生装置２と、粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を発生する微細水発生装置３とを具備し、微細水を発生する微細水発生部５１から微細水と空気イオンの混合部７までの経路長さＬ１，Ｌ２が可変であることを特徴としており、このように構成することで、肺胞に到達できる粒径が６５０ｎｍ以下のイオン粒子を生成でき、肺胞で毛細血管から血液に取り込まれ人体に有害の活性酸素を除去したり、肺胞の粘膜を刺激し、求心性線維を伝って直接自律神経に作用して、血圧降下や精神高揚などの生理作用が引き起こされ、滝と同じ生理効果を持たせることができるようになる。さらに微細水を発生する微細水発生部５１から微細水と空気イオンの混合部７までの経路長さＬ１，Ｌ２を可変にしたことにより、任意の粒径分布を持ったイオン粒子を発生させることができ、より使用者に合ったイオン粒子を選択することができ、従って、イオン粒子が肺胞の粘膜を刺激し、求心性線維を伝って直接自律神経に作用することにより、脈拍低下や精神高揚などの生理作用が引き起こされたり、肺胞で毛細血管から血液に取り込まれ人体に有害な活性酸素を除去したりし、滝と同じ生理効果をより効果的に持たせることができると共に、装置を小型にかつ静音にすることができる。
【００１１】
ここで、上記微細水発生装置３は、水の温度を所定の温度に保持するための温度保持装置４を備えているから、微細水発生装置３内の水の温度を一定にすることができ、従って、微細水の発生量を均一にできるので、生成するイオン粒径分布とイオン発生濃度を常に均一にすることができる。
【００１３】
また、排出されるイオンが陰イオンであるのが好ましく、この場合、上記の生理効果の中でも特に精神を安定させる効果が期待できる上に、電場から発生する静電気の除去にも効果的である。
【００１４】
また、４０℃以上沸点未満の水から微細水を発生させるのが好ましく、この場合、生成したイオン粒子は水分子を多数含むので体に吸収されやすく、滝と同じ粒径のイオン粒子も生成できると共に、沸騰する場合にみられる水量の急激な減少や粒径の増大を防ぐことができる。
【００１５】
また、微細水発生装置３の水の温度を一定にするのが好ましく、この場合、生成するイオン粒径分布とイオン発生濃度を常に均一化できる。
【００１６】
また、空気イオン発生装置２が微細水発生装置３の上流側にあるのが好ましく、この場合、空気イオン発生装置２のまわりが高湿度の状態に常にさらされるのを防止できる。
【００１７】
また、微細水発生装置３の水の蒸発面積を調整できる機構を有しているのが好ましく、この場合、水の蒸発量を調整でき、使用者がイオン量の調整を任意に行うことができる。
【００１８】
また、微細水発生装置３の水の温度を４０℃から沸点未満まで任意に調整するのが好ましく、この場合、使用者がイオン量の調整を任意に行うことができる。
【００１９】
また、空気イオン発生量を任意にコントロールできる機構を有しているのが好ましく、この場合、発生するイオン粒径分布を使用者が任意にコントロールできる。
【００２０】
また、イオン風で空気イオンを運ぶようにするのが好ましく、この場合、ファンが不要となる。
【００２１】
また、 空気イオン発生装置２はファン６を具備しているのが好ましく、この場合、入口１７にフィルターのような圧損のある構造であっても空気イオンを必要量運ぶことができる。
【００２２】
また、 微細水に芳香物質を混合するのが好ましく、この場合、イオンの生理効果を相乗的に高めることができる。
【００２３】
また、 空気イオン発生装置２の上流側にフィルター５を具備するのが好ましく、この場合、流入する空気中の塵やほこりといった人体に有害の微粒子を容易に除去できる。
【００２４】
また、微細水を発生する微細水発生部５１から微細水と空気イオンとの混合部７までの経路長さＬ1，Ｌ2を可変させる手段が、混合部７と微細水発生部５１のいずれか一方を垂直方向に可動させる機構からなるのが好ましく、この場合、無段階に経路長さを可変にする手段が簡単になり、使用者がイオン粒子の粒径分布を任意に調整することができる。
【００２５】
また、空気イオン発生装置２にイオンを放出するイオン化針９を設け、イオン化針９の位置の可動により混合部７を可動させるのが好ましく、この場合、イオン化針９を動かすだけで粒径分布を変えることができる。
【００２６】
また、イオン化針９が複数個あるのが好ましく、この場合、より多くのイオン粒子が供給できるものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の一例を添付図面に基づいて詳述する。
【００２８】
イオン発生装置１の入口１７側には、図１に示すように、流入する空気中の塵やほこりといった人体に有害の微粒子を除去するためのフィルター５が設けられており、フィルター５の下流側に風量コントロール機構付きファン６と、空気イオンを発生する空気イオン発生装置２と、粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を発生する微細水発生装置３と、粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を空気イオンと衝突帯電させるための混合部７と、微細水に芳香物質を混合するための芳香ノズル１５とが配設されている。
【００２９】
上記空気イオン発生装置２は、空気通路１９内に陽イオン又は陰イオンを放出するイオン化針９と、イオン化針９に高電圧を印加する高電圧発生部１０とから成る放電イオン発生装置８で構成されている。
【００３０】
上記微細水発生装置３にはヒータ１１が中に入っており、回路部１２を介して微細水発生装置３内の水を加熱できるようになっている。微細水発生装置３の外周には温度保持ができるように断熱材１３が貼ってある。断熱材１３によって水の温度が所定の温度に保持されるようになり、生成するイオン粒径分布とイオン発生濃度を常に均一にできるものである。また、ヒータ１１の回路部１２によって微細水発生装置３の水の温度を４０℃から沸点未満まで任意に調整できるものである。さらに出口の面積を調整できるように開口面積調整板１４を微細水発生部から混合部７に通じる経路７０内に面して配設してあり、開口面積調整板１４を横方向（図１（ｂ）の矢印方向Ｂ）にスライドすることにより、水の蒸発する面積を任意に調整できるものである。
【００３１】
混合部７の出口１８付近には、芳香ノズル１５に連通した芳香物質貯留タンク１６が配設されており、芳香ノズル１５の先端は混合部７内に通じている。そして、微細水に芳香物質を混合することで、イオンの生理効果を相乗的に高めることができると共に、使用者の好みに応じて香りを付与できるものである。
【００３２】
しかして、ファン６を稼働させると、空気が入口１７からフィルター５を通って、装置内部に供給される。このとき、フィルター５により空気中の塵やほこりが除去される。また、ファン６によって、入口１７にフィルター５のような圧損のある構造であっても空気イオンを必要量運ぶことができる。次に、放電イオン発生装置８のイオン化針９からコロナ放電によって陽陰いずれかのイオンが供給されるが、この時点ではまだイオン粒子径は図２に示すように約ｌｎｍ程度しかない。次に、微細水発生装置３内でヒータ１１により水を加熱すると、水分子の動きは早くなり、ついにはある大きさのクラスターを形成して水表面から水分子が拡散し、微細水となって混合部７内に供給され、前記のイオンと混合される。その際、微細水とイオンは衝突し、イオンの電荷が微細水に移ることによって微細水がイオン化する。そしてその極性は、イオンの極性と同じであり、例えばイオンが陰イオンなら微細水も陰イオンに、イオンが陽イオンなら微細水も陽イオンになる。微細水イオンとなった粒子は芳香ノズル１５から供給される芳香物質を付与されて出口１８から大気中に放出される。
【００３３】
このように混合部７内で６５０ｎｍ以下の微細水と空気イオンを衝突帯電させることによって、６５０ｎｍ以下の水のイオン粒子を容易に生成することができる。そして、生理効果のメカニズムとして、図４に示すように、肺胞に到達できるイオン粒径は６５０ｎｍ以下であることから、粒径が６５０ｎｍ以下の粒子（好ましくは粒径が１．５ｎｍ〜６ｎｍの陰イオン）が滝と同じ生理効果を持つようになり、肺胞に到達したイオン粒子は肺胞で毛細血管から血液に取り込まれ全身を駆けめぐる。特に陰イオンは体内で発生した有害な活性酸素を除去する効果があり、陰イオンを体内に取り込むことによって有益な生理効果が見込まれる。その際、水分子が多数結合した陰イオンの方が体内の細胞に取り込まれやすく、より活性酸素を除去する効果が高いと考えられ、滝から放出される陰イオンが体によいという現象を裏付けている。つまり、排出されるイオンが陰イオンであると、上記の生理効果の中でも特に精神を安定させる効果が期待できる上に、電場から発生する静電気の除去にも効果的となる。そして、肺胞に到達したイオン粒子は肺胞の粘膜を刺激し、求心性線維を伝って直接自律神経に作用することによって、陰イオンにより血圧降下などの精神安定が、陽イオンにより精神高揚などの生理作用が引き起こされるものである。
【００３４】
ところで、上記微細水イオンの粒径を決定づける因子は微細水発生装置３から発生する微細水の粒径である。すなわち、混合部７に流入した微細水はイオンと衝突帯電するが、その後はイオン粒子同士の衝突は少ないと考えられ、衝突した時点での粒径がイオン粒子径となっている。そこで、イオン粒子径のコントロールは微細水の粒径をコントロールするのと同義であり、その手段としては大きくはファン６の風量、或いは微細水発生装置３内の水面から混合部７までの距離をコントロールすることが考えられるが、上記２因子はいずれも衝突帯電までの時間の因子であるから、ファン６の風量を変化させるだけで対応できるものである。また、水の温度もイオン粒子径に関係し、ある一定温度以上でなければ微細水が発生しない。ただし、水を沸騰させるほど温度上昇させると蒸発水のほとんど全てがμｍ以上のオーダー（目に見える白い霧）になってしまうので微細水にはならない。例えば加湿器から出るミストの粒径の大部分は１μｍ( １０００ｎｍ) 以上であり水の消費量も格段に早い。したがって、水の温度は沸点以下である必要があり、好ましくは４０℃〜６０℃の範囲で制御する方が水の消費量も少なく効果的である。 また４０℃以上沸点未満の水から微細水を発生させることで、生成したイオン粒子は水分子を多数含むので体に吸収されやすく、滝と同じ粒径のイオン粒子も生成することができると共に、沸騰する場合のような水量の急激な減少や粒径の増大を防ぐことができるものである。図５は４０℃、５０℃、６０℃で発生させた陰イオン粒子径の分布を示している。水の温度が高いほど陰イオンの発生個数が多くなることが認められ、 ４０℃より温度が低くなると１ｎｍ付近以外の粒径のイオン粒子の発生がなくなる可能性が予測される。
【００３５】
また、水の表面積もイオン粒子径に関係するがその度合いは低く、むしろイオン粒子の発生個数に比例する。すなわち、イオン粒子の発生個数を増やしたければ水の表面積を増大させ、イオン粒子の個数を減らしたければ水の表面積を減少させる。図１の実施形態では、経路７０中に開口面積調整板１４を取り付け、該開口面積調整板１４が横方向に任意にスライドできるようにしてあるので、該開口面積調整板１４で水の蒸発面積をコントロールすることができる。この経路７０の断面積の調整比率は水の表面積の調整比率と比例すると考えられるので、例えば、該開口面積調整板１４のスライド量を使用者が本体外部から（図示せず）コントロールできる機構にしておけば、使用者が直接イオン粒子の個数を任意にコントロールでき、水の消費量も同時に調整できるようになる。
【００３６】
また前述のように、ファン６の流量の調節によってイオン粒径を調節することができるが、同時にイオン個数の調節もできるものと考えられる。すなわち、イオン化針９からコロナ放電によって発生するイオンの発生速度は回りの空気のイオン密度に反比例し、ファン６の流量を上げてイオン化針９付近のイオン濃度の低下速度を早くしてやると、新たにイオンが発生する速度が上昇するのでファン６の風量の増大と共にイオン発生量は増大する。したがって、ファン６の流量のコントロールは粒径の操作と共にイオン量の操作も兼ねることになる。そこで、本実施形態では図示しないが、粒径と対応した風量の値をコントローラーに示しておいて、使用者が任意の粒径を得られるように風量の値を操作できるようにする方法もある。図６に風量を図５の実施形態の２倍（温度５０℃時）にした場合の粒径分布を示した。図６から明らかなように、風量を増大させることにより、放電＋微細水で生成した粒径は小さくなる傾向が認められ、図６の例では滝の粒径に重なる所も出てきている。
【００３７】
図７は、図６の粒径分布の状態で陰イオンを被験者に吸引させた時の血圧を測定した結果を示している。図７（ａ）は最高血圧を、同（ｂ）は最低血圧を示している。６畳程度の部屋に本実施形態の構成のイオン発生装置１を置き、陰イオンを被験者に吸引させたものである。被験者にはイオンが発生しているかどうかは不明であって、被験者の血圧を５分毎に測定している。図７（ａ）（ｂ）中の黒丸はイオンを排出しているときの血圧の平均値であり、白丸はイオンを排出していないときの平均値である。 なお、被験者の総数は１０名であり、実験中は簡単な負荷（パソコン上の動く点をマウスで追いかける）をかけている。図７からわかるように、本実施形態の構成のイオン発生装置１から発生した陰イオンを吸引した方が血圧が低くなることが認められた。また、図８は同じく微細水発生装置３に加湿器を使った場合の実験結果であって、（ａ）は最高血圧を、（ｂ）は最低血圧を示している。この場合、被験者は４名であるが、血圧にはほとんど差が見られなかった。なお、加湿器から出るミストの粒径分布は図９の通りであり、 １μｍから１０００μｍまでの範囲に幅広く分布している。
【００３８】
また、イオン粒子に芳香物質を混合しておくと本発明の効果がよりいっそう増大するものと考えられるため、 本実施形態では芳香物質貯留タンク１６に芳香物質を入れ、 自然拡散によって芳香ノズル１５から芳香物質が排出されるようになっている。すなわち、混合部７を通過するイオン粒子の風によって芳香ノズル１５内が負圧になり、 芳香物質貯留タンク１６に蓄えられた芳香物質が誘引されて放散し、出口１８からイオン粒子と共に排出されるようになっている。芳香は種類によっては人体をリラックスさせたりリフレッンュさせたりする効果があるので、 例えばラベンダーを芳香物質貯留タンク１６に配し、陰イオンを生成するようにすればそのリラックス効果は相乗作用でさらに大きいものになり、またローズマリーを芳香物質貯留タンク１６に配し、陽イオンを生成するようにすればそのリフレッシュ効果は相乗作用でさらに大きいものになる。
【００３９】
なお、 図１０に示したように、放電イオン発生装置８の上流側に微細水発生装置３が位置するように、これら装置３，８を入れ替えることももちろん可能であるが、イオン化針９のまわりが高湿度の状態に常にさらされるため、イオン化針９の劣化が早くなったり、異常放電が起こるものと予想される。したがって、構成としては図１に示すように、放電イオン発生装置８の下流側に微細水発生装置３を配した方が望ましく、これにより、空気イオン発生装置２のまわりが高湿度の状態に常にさらされるのを防止でき、空気イオン発生装置２の劣化や異常放電を防止できるようになる。さらに、空気イオン発生装置２にファン６を具備しているので、入口にフィルター５のような圧損のある構造であっても空気イオンを必要量運ぶことができるという利点がある。
【００４０】
本発明のイオン発生装置１は、前記実施形態に限定されるものではなく、ファン６の代わりにイオン風を利用してもよい。イオン風発生機構の一例を挙げると、例えば空気通路１９の入口１７側に放電線、出口１８側に対極板を対向して配置し、放電線に電圧を印加して放電線近傍の空気を電離してプラスイオンを発生させ、マイナス電位となっている対極板に向かって上記プラスイオンが移動する際に、その移動途中でプラスイオンが空気中の分子に衝突し、プラスイオンの運動エネルギーが空気中の分子に与えられるようにする。このとき発生する空気の流れ（これがイオン風と呼ばれる風）をいい、このイオン風により、混合部７で発生した粒径が６５０ｎｍ以下の大きさのイオン粒子を運ぶことができるようになる。この場合、ファン６を必要とせず、一層の静音化と省電力化を実現できる。
【００４１】
さらに、上記放電イオンの代わりに放射線による電離イオンを用いたり、芳香物質を直接微細水発生装置３内に混入させるといった方法等も可能である。
【００４２】
他の実施形態を図１１に示す。他の構成は図１の実施形態と基本的に同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。以下、異なる点だけを述べると、このイオン発生装置１では、微細水を発生する微細水発生部５１から微細水と空気イオンの混合部７までの経路長さＬ1，Ｌ2が可変となっている。また水槽５０の出口面積は水槽５０の水面の面積よりも狭く絞られていると共に、水槽５０の出は微細水発生装置３の上部の端部に寄せて設けられている。水槽５０内には水平向きに邪魔板４０が配設され、邪魔板４０の一端と水槽５０の一側壁に沿ってストレート状の直線経路７０ａが設けられており、邪魔板４０の他端と水槽５０の他側壁から天井壁に沿って略Ｌ字状の迂回経路７０ｂが形成されている。また邪魔板４０の一端側には回動自在の切換コック４１が配設されており、切換コック４１を回動させることで、経路７０ａ，７０ｂのいずれか一方を閉じ、他方を開くことで、微細水発生部５１と混合部７との間の経路７０の長さを２段階に調整できるようになっている。
【００４３】
しかして、イオン発生装置１はファン６を稼働させることにより、空気がフィルター５を通って、内部に供給される。その際、フィルター５により空気中の塵やほこりが除去される。次に、放電イオン発生装置１７のイオン化針８からコロナ放電によって陽陰いずれかのイオンが供給されるが、この時点ではまだイオン粒子径は図２に示すとおり約１ｎｍ程度しかない。次に、微細水発生装置３内でヒーター１１により水を加熱すると、水分子の動きは早くなり、ついにはある大きさのクラスターを形成して水表面から水分子が揮散し、微細水となって混合部７内に供給され、前記のイオンと混合される。その際、微細水とイオンは衝突し、イオンの電荷が微細水に移ることによって微細水がイオン化する。そしてその極性は、イオンの極性と同じであり、例えばイオンが陰イオンなら微細水も陰イオンに、イオンが陽イオンなら微細水も陽イオンになる。微細水イオンとなった粒子は水槽５０出口１６から大気中に放出される。
【００４４】
ここで、上記微細水イオンの粒径を決定づける因子は微細水発生装置３から発生する微細水の粒径である。すなわち、混合部７に流入した微細水はイオンと衝突帯電するが、その後はイオン粒子同士の衝突は少ないと考えられ、衝突した時点での粒径がイオン粒子径となっている。そこで、イオン粒子径のコントロールは微細水の粒径をコントロールするのと同義であり、その手段として、水面から混合部７までの距離をコントロールすることが最も大きな要因であると考えられる。つまり、水槽５０の水面から蒸発した微細水は経路７０を通過する間に冷やされて水クラスターとなるので、混合部７までの経路７０が長ければさらに凝縮が進んで粒径は大きくなる。ここで、微細水発生装置３と混合部７を結ぶ経路７０には切換コック４１が配設されており、切換コック４１を動かすことにより経路長さＬ1，Ｌ2を２段階に調整することができるようになっているので、図１１（ａ）では微細水発生装置３から発生した微細水が直線経路７０ａに沿って垂直上に上昇し、最短距離で水槽５０の水面と混合部７が連通された状態となり、図１１（ｂ）は切換コック４１で経路７０を切り換えることによって、図１１（ａ）より長い距離の迂回経路７０ｂを通って水槽５０の水面と混合部７が連通するようになるので、図１１（ａ）と図１１（ｂ）を比較すると、図１１（ｂ）の方がより大きな粒子径のイオン粒子が生成されることになる。
【００４５】
上記のように粒径が６５０ｎｍ以下の微細水と空気イオンが混合する混合部７と微細水発生部５１との経路長さＬ1，Ｌ2が可変であるので、任意の粒径分布を持ったイオン粒子を発生させることができ、より使用者に合ったイオン粒子を選択することができる。その結果、イオン粒子が肺胞の粘膜を刺激し、求心性線維を伝って直接自律神経に作用することにより、脈拍低下や精神高揚などの生理作用が引き起こされたり、肺胞で毛細血管から血液に取り込まれ人体に有害な活性酸素を除去したりし、滝と同じ生理効果をより効果的に持たせることができるようになる。さらに、レナード効果を利用した同様のイオン発生装置１と比較して、装置を小型にかつ静音にすることができるものである。
【００４６】
図１２は、微細水を発生する微細水発生部５１から微細水と空気イオンとの混合部７までの経路長さＬ1，Ｌ2を可変させる手段が、混合部７と微細水発生部５１のいずれか一方を垂直方向に可動させる機構で構成されている場合を示している。他の構成は図１の実施形態と基本的に同様であり、対応する部分には同一符号を付しておく。以下、異なる点だけを述べる。上記図１１の例では２段階に粒子径を調整することができるが、本例では、図１２のようにイオン化針８の位置を垂直方向に動かした方がより手軽に粒子径を調整できる。つまり、上記の理由により、イオン化針８の位置が下にある方が経路長さＬ1が短くなり、より粒子径の小さいイオン粒子が生成し、上にある方が経路長さＬ2が長くなり、より粒子径の大きいイオン粒子が生成する。このときイオン化針８の位置を使用者が本体外部から（図示せず）コントロールできるようにしておけば、使用者が直接イオン粒子径を任意にコントロールできる。従って、無段階に経路長さを可変にする手段が簡単になり、使用者がイオン粒子の粒径分布を任意に調整することができる。しかもイオン化針８の可動により混合部７の位置が変わるので、イオン化針８を動かすだけで粒径分布を変えることができ、より簡単に使用者が操作できるものである。
【００４７】
図１４は図１２の発生装置から生成される陰イオン粒径分布を示しているが、イオン化針がＡの位置にある時は３ｎｍ付近にピークが生じ、イオン化針８がＢの位置にある時は６ｎｍ付近にピークが生じる。
【００４８】
ここで、前述のように滝付近の陰イオンのピークは１．５〜６ｎｍであるので、上記方法で発生した陰イオンはどちらも生理的に効果があるものと考えられるが、肺胞に到達のしやすさが個人差により異なるので、どちらの粒径のイオンを選ぶかを使用者は選択できる。
【００４９】
肺胞に到達したイオン粒子は肺胞の粘膜を刺激し、求心性線維を伝って直接自律神経に作用することにより、陰イオンには脈拍低下などの精神安定が、陽イオンには精神寓鴇などの生理作用が引き起こされる。また、肺胞に到達したイオン粒子は同時に肺胞で毛細血管から血液に取り込まれ全身を駆けめぐる。特に陰イオンは体内で発生した有害な活性酸素を除去する効果があり、陰イオンを体内に取り込むことによって有益な生理効果が見込まれる。
【００５０】
図１５に図１２でイオン化針がＡの位置の時（図１４の粒径分布で３ｎｍ付近のピークの方）の状態で、陰イオンを被験者に吸引させた時の脈拍を測定した結果を示している。６畳程度の部屋に本実施形態の構成のイオン発生装置１を置き、陰イオンを被験者に吸引させたものである。被験者には健常な男子大学生２０名を使用し、被験者にはイオンが発生しているかどうかは不明であって、被験者の脈拍数を５秒毎に測定している。１回の計測は約３０分で、その間に、図１６に記載されている精神的負荷を与えている。さらに、実験の順序が結果に影響を与えるものと考えられたため、半数ずつブランクとイオン暴露の実験順序を交替している。図１６は生理効果評価の手順の一例を示し、図中の「冷水負荷」とは、例えば両手を１５℃冷水に３分間浸水させ、負荷を与えた後、１０分間回復時間をおくものであり、「減算期間」とは、例えば個人に合わせてランダムな３〜４桁の数字を出題し、２桁の数字を減じて答えてもらう方法であり、「数字逆唱」とは４桁のランダムな数字を検者が出題し、逆唱してもらう方法であり、「新聞読み」とはある一定の記事を一定時間音読してもらう方法である。
【００５１】
上記図１５から明らかなように、陰イオンを暴露した方が暴露しないブランクよりも１分間平均値の脈拍数は全ての点において低減する傾向が認められた。すなわち、本発明で発生した陰イオンを吸引することにより、脈拍低下の生理効果が認められた。なお、図１７には図１２でイオン化針がＢの位置の時（図１４の粒径分布が６ｎｍ付近のピークの方）の状態で、陰イオンを被験者に吸引させた時の脈拍を測定した結果を示したが、図１５と同様、陰イオンを暴露した方がブランクよりも全ての点において脈拍が低下することが認められた。
【００５２】
また、イオン粒子数は微細水発生装置３の水の温度を上昇させることで増やすことができるが、その分水の消費量も多くなる。
【００５３】
なお、空気イオン発生装置２中のイオン化針８の数が複数個ある方が発生イオン粒子数が増加するのでより好ましく、図１８に示すような形態のイオン化針にする方法も有効である。
【００５４】
さらに、空気イオン発生装置２と微細水発生装置３の順序を入れ替えることももちろん可能であるが、イオン化針８のまわりが高湿度の状態に常にさらされるため、イオン化針８の劣化が早くなったり、異常放電が起こるものと予想される。したがって、構成としては図ｌ１や図１２に示すように、空気イオン発生装置２の後に微細水発生装置３を配した方が望ましい。
【００５５】
また、微細水発生装置３における水の温度は４０℃以下であると微細水はほとんど発生せず、沸騰すると水の消費量が極端に上昇するため、水の温度は４０℃以上沸点未満が好ましい。
【００５６】
また図１１、図１２の各例においても、水の蒸発する面積を任意に調整するたるなも微細水発生装置３の出口に開口面積調整板１４（図１）を経路１９内に面して配設することが可能である。
【００５７】
本発明は本実施例に限定されるものではなく、例えば上記放電イオンの代わりに放射線による電離イオンを用いる方法等も可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を空気イオンと衝突帯電させる装置であって、空気イオンを発生する空気イオン発生装置と、粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を発生する微細水発生装置とを具備したから、粒径が６５０ｎｍ以下の微細水と空気イオンを衝突帯電させることによって、肺胞に到達できる粒径が６５０ｎｍ以下のイオン粒子を生成できるので、肺胞で毛細血管から血液に取り込まれ人体に有害の活性酸素を除去したり、肺胞の粘膜を刺激し、求心性線維を伝って直接自律神経に作用することとなり、血圧降下や精神高揚などの生理作用が引き起され、滝と同じ生理効果を持たせることができるようになる。さらに、従来のレナード効果を利用したイオン発生装置と比較して、装置の小型化かつ静音化を図ることができる。さらに、微細水を発生する微細水発生部から微細水と空気イオンの混合部までの経路長さが可変であるから、任意の粒径分布を持ったイオン粒子を発生させることができ、より使用者に合ったイオン粒子を選択することができる。その結果、イオン粒子が肺胞の粘膜を刺激し、求心性線維を伝って直接自律神経に作用することにより、脈拍低下や精神高揚などの生理作用が引き起こされたり、肺胞で毛細血管から血液に取り込まれ人体に有害な活性酸素を除去したりし、滝と同じ生理効果をより効果的に持たせることができるようになる。さらに、レナード効果を利用した同様のイオン発生装置と比較して、装置を小型にかつ静音にすることができる。
【００５９】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記微細水発生装置は、水の温度を所定の温度に保持するための温度保持装置を備えているから、微細水発生装置の水の温度を一定にすることができ、従って、微細水の発生量を均一にできるので、生成するイオン粒径分布とイオン発生濃度を常に均一にすることができる。
【００６１】
また請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、空気イオンが陰イオンであるから、上項の生理効果の中でも特に精神を安定させる効果が期待できる上に、電場から発生する静電気の除去にも効果的となる。
【００６２】
また請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、粒径が６５０ｎｍ以下の微細水を４０℃以上沸点未満の水から生成する装置を備えているから、４０℃以上沸点未満の水から微細水を発生させることによって、生成したイオン粒子は水分子を多数含むので体に吸収されやすく、滝と同じ粒径のイオン粒子も生成することができる。さらに、沸騰する場合にみられる水量の急激な減少や粒径の増大を防ぐことができる。
【００６３】
また請求項５記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、空気イオン発生装置は微細水発生装置の上流側に配設されているから、空気イオン発生装置のまわりが高湿度の状態に常にさらされるのを防止でき、空気イオン発生装置の劣化や異常放電を防止することができる。
【００６４】
また請求項６記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、微細水発生装置は、水の蒸発する面積を調整できる機構を備えているから、水の蒸発面積を調整することで、水の蒸発量を調整でき、使用者がイオン量の調整を任意にすることができる。
【００６５】
また請求項７記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、微細水発生装置は、水の温度を４０℃以上沸点未満の間で任意にコントロールできる機構を備えているから、微細水発生装置の水の温度を４０℃から沸点未満まで任意に調整することができるので、使用者がイオン量の調整を任意にすることができると共に、沸騰する場合における水量の急激な減少を未然に防ぐことができる。
【００６６】
また請求項８記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、空気イオン発生装置は、空気イオンの発生量を任意にコントロールできる機構を備えているから、空気イオン発生量を任意にコントロールすることで、発生するイオン粒径分布を使用者が任意にコントロールできるものである。
【００６７】
また請求項９記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、空気イオン発生装置は、イオン風を発生する機構を備えているから、イオン風で空気イオンを運ぶことができるので、ファンを必要とせず、静音化と省電力化を図ることができる。
【００６８】
また請求項１０記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、空気イオン発生装置にファンを設けたから、入口にフィルターのような圧損のある構造であっても空気イオンを必要量運ぶことができる。
【００６９】
また請求項１１記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、微細水に芳香物質を混合することにより、イオンの生理効果を相乗的に高めることができると共に、使用者の好みに応じて香りを付与することができる。
【００７０】
また請求項１２記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、空気イオン発生装置の上流側にフィルターを配設したから、流入する空気中の塵やほこりといった人体に有害の微粒子を除去し、清浄なイオン粒子を供給できるものである。
【００７１】
また請求項１３記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、微細水を発生する微細水発生部から微細水と空気イオンとの混合部までの経路長さを可変させる手段が、混合部と微細水発生部のいずれか一方を垂直方向に可動させる機構からなるので、無段階に経路長さを可変にする手段が簡単になり、使用者がイオン粒子の粒径分布を任意に調整することができる。
【００７２】
また請求項１４記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、空気イオン発生装置にイオンを放出するイオン化針を設け、イオン化針の位置の可動により混合部を可動させるので、イオン化針の位置の可動により空気イオンと微細水との混合部を可動させることができるので、イオン化針を動かすだけで粒径分布を変えることができ、より簡単に使用者が操作できる。
【００７３】
また請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の効果に加えて、イオン化針が複数個あるので、イオン化針からより多くのイオン粒子が供給できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示し、（ａ）はイオン発生装置の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】滝付近で測定した陰イオンの粒径分布図である。
【図３】コロナ放電で発生した陰イオンの粒径分布図である。
【図４】人間の肺の構造断面図と各部位に到達する粒子のサイズの説明図である。
【図５】同上のイオン発生装置から発生した陰イオンの水の温度別粒径分布図である。
【図６】同上のイオン発生装置の風量を２倍にした時の陰イオンの粒径分布図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は同上のイオン発生装置を用いた場合の血圧測定結果の説明図である。
【図８】（ａ）（ｂ）同上のイオン発生装置の水微細化装置に加湿器を用いた場合の血圧測定結果の説明図である。
【図９】加湿器のミストの粒径分布図である。
【図１０】本発明の他の実施形態のイオン発生装置の断面図である。
【図１１】本発明の更に他の実施形態のイオン発生装置の断面図であり、（ａ）は微細水発生部から混合部までの経路長さが短い場合を示し、（ｂ）は長い場合を示してる。
【図１２】本発明の更に他の実施形態のイオン発生装置の断面図である。
【図１３】同上の電気移動度と粒径との関係を示すグラフである。
【図１４】同上のイオン発生装置から発生した陰イオンの粒径分布図である。
【図１５】同上のイオン発生装置を用いた場合の脈拍測定結果の説明図である。
【図１６】同上の脈拍測定実験の説明図である。
【図１７】同上のイオン発生装置を用いた場合の脈拍測定結果の説明図である。
【図１８】本発明の更に他の実施形態のイオン化針の説明図である。
【符号の説明】
１  イオン発生装置
２  空気イオン発生装置
３  微細水発生装置
４  温度保持装置
５  フィルター
６  ファン
７  混合部
９  イオン化針
５１  微細水発生部
Ｌ1，Ｌ2  経路長さ
【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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【図１７】
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【図１８】
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