(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入れ子状に組み合わされた、少なくとも一つが絶縁性材料で形成された複数の有底筒状体と、最内側の有底筒状体内に端部が挿入された絶縁材被覆導電体と、前記最内側の有底筒状体と前記絶縁材被覆導電体との隙間および前記複数の有底筒状体同士の隙間の少なくとも一方に充填された粉粒状の電気石と、前記複数の有底筒状体の開口部を閉塞する絶縁性密封材とを備えたことを特徴とする電子発生装置用電極。
【請求項２】
前記複数の有底筒状体の少なくとも一つが導電性筒状体である請求項１記載の電子発生装置用電極。
【請求項３】
前記粒粉状の電気石が、粒径１μｍ〜５ｍｍの不定形粉粒体である請求項１または２記載の電子発生装置用電極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子水の製造、化学物質の中和除去あるいは空気中のマイナスイオン濃度を高めるために使用する電子発生装置に用いられる電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子発生装置は、食品加工用水、飲料水、調理水、風呂水などに用いられる電子水の製造、食材や畜産飼料などに含まれる化学物質の中和除去、あるいは空気中のマイナスイオン濃度の高揚などを目的として使用されている。
【０００３】
従来の電子発生装置用電極は、電子発生装置に接続された銅線の先端に金属製のワニ口クリップが取り付けられた構造であり、飲料水の入ったタンク、食材を載せた台、浴槽などの対象物を碍子などの絶縁性物質で大地と電気的に絶縁し、これらの対象物をワニ口クリップで挟み込んで使用していた。
【０００４】
また、室内の空気中のイオン濃度を高める場合、碍子などの絶縁性物質で電気的に絶縁された金属製電極を天井や壁などに吊り下げ、電子発生装置に接続された銅線の先端のワニ口クリップで金属製電極を挟み込んでいた。
【０００５】
ところが、これらの方法は、対象物を大地や天井などから絶縁状態に保つ必要があるため、設備が複雑化、大型化しがちであり、設置スペースを確保するための改良工事も必要となるので、実用性、利便性などの点で不十分である。
【０００６】
そこで、これらの点を改良した電子水製造技術が、特開平５−１３７８０４号公報、特開平７−２０４６５６号公報、特開平９−９４５８１号公報などに開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平５−１３７８０４号公報に開示されている電子水製造方法の場合、浴槽自体を絶縁状態に支持する必要はないが、非導電性材料からなるパッドやシートなどを用いて浴槽内の水を絶縁状態にしなければならないので手間がかかり、現実には、完全に絶縁することが困難であるため漏電などのおそれがある。
【０００８】
特開平７−２０４６５６号公報に開示されている電子水製造方法の場合、絶縁体が全く不要であるが、全く絶縁されていない容器内の水に直接１〜１００Ｖの電圧をかけるので、漏電などが発生する可能性がある。
【０００９】
特開平９−９４５８１号公報に開示されている電子水製造方法の場合、電気絶縁性樹脂で包接したステンレス製電子放射電極を用いることにより、水容器を絶縁状態に保持する必要性をなくしているが、ステンレス製電子放射電極が電気絶縁性樹脂で包接されているため、裸のステンレス電子放射電極に比べると電子放射機能が低く、電子水製造に長時間を要する傾向がある。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、処理対象物や容器などを絶縁する必要がなく、処理対象物を効率的にマイナスイオン化、活性化することができ、安全性も高い電子発生装置用電極を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の電子発生装置用電極は、入れ子状に組み合わされ、少なくとも一つが絶縁性材料で形成された複数の有底筒状体と、最内側の有底筒状体内に端部が挿入された絶縁材被覆導電体と、前記最内側の有底筒状体と前記絶縁材被覆導電体との隙間および前記複数の有底筒状体同士の隙間の少なくとも一方に充填された粉粒状の電気石と、前記複数の有底筒状体の開口部を閉塞する絶縁性密封材とを備えたことを特徴とする。ここで、入れ子状とは、外径の異なる複数の有底筒状体を外径の大きさの順に入れ込んで一体化した状態をいう。
【００１２】
このような構成とすることにより、複数の有底筒状体と粉粒状の電気石とで電極全体がコンデンサ化され、電子発生装置で絶縁材被覆導電体に高圧静電電圧を印加すると電気石から有底筒状体内に大量の電子が放出されるため、これらの電子は波（波動）となって処理対象物に供給され、処理対象物を効率的にマイナスイオン化、活性化することができる。その理由については不明な部分もあるが、電気石は、他の鉱物と異なり、結晶の両端にそれぞれ正極と負極とが現れる性質があり、帯電性も有しているため、外部から高圧静電電圧を印加することによって大量の電子を発生するのではないか、と推察される。
【００１３】
また、高圧静電電圧が印加される絶縁材被覆導電体は、導電体の外周および先端が全て絶縁材で被覆されるとともに、絶縁性材料で形成された少なくとも一つの有底筒状体および絶縁性密封材によって完全に被覆されているため、処理対象物を絶縁する必要がなく、電子発生装置の故障などで過電流が発生しても漏電することがないので、安全性が高い。
【００１４】
ここで、前記複数の有底筒状体の少なくとも一つを導電性筒状体とすることにより、大地電位から絶縁され、対立的分子構造のマイナスイオンの侵入も遮断され、電子発生機能が高まるので、処理対象物をさらに効率的にマイナスイオン化、活性化することができる。また、電子発生機能が高まることにより、電子発生装置の内部破壊を防止する機能も高まるので、安全性がさらに向上する。
【００１５】
前記粒粉状の電気石として、粒径１μｍ〜５ｍｍの不定形粉粒体を用いることにより、入れ子状に組み合わされた内径の異なる有底筒状体への充填を容易に行うことが可能となり、優れた電子発生機能が発揮される。なお、電気石の粒径が小さくなるほど、結晶の両端に現れる正極、負極が明確化して、電子発生機能も高まることが経験的に予測される。
【００１６】
導電性筒状体としてはステンレス鋼管、絶縁性筒状体としてはポリエチレン管、ガラス管、陶磁器管、セラミック管を用いることができる。また、絶縁性密封材としてはシリコン樹脂を用いることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は第１実施形態の電子発生装置用電極を示す縦断面図、図２は電子発生装置用電極の使用状態を示す説明図である。
【００１８】
本実施形態の電子発生装置用電極８においては、絶縁材被覆導電体３を導電性有底筒状体であるステンレスパイプ１に挿入し、ステンレスパイプ１と絶縁材被覆導電体３との隙間に粉粒状電気石２を充填し、ステンレスパイプ１の外側を絶縁性有底筒状体であるポリエチレンパイプ４で被覆し、ステンレスパイプ１およびポリエチレンパイプ４の開口部を、絶縁性密封材であるシリコン樹脂５で閉塞している。
【００１９】
ステンレスパイプ１内の絶縁材被覆導電体３は、導電体の先端および外周が全て絶縁材で被覆されている。絶縁材被覆導電体３の基端部分には、電子発生装置７の出力端子１１に接続するためのピンジャック６が取り付けられている。
【００２０】
電子水を製造する場合、図２に示すように、絶縁材被覆導電体３の基端部分のピンジャック６を電子発生装置７の出力端子１１に接続し、電子発生装置用電極８を水槽９内の水１０に浸漬した後、電子発生装置７から絶縁材被覆導電体３に高圧静電電圧を印加すると、粉粒状電気石２からポリエチレンパイプ４内に大量の電子が放出される。ポリエチレンパイプ４内に放出された電子は、波（波動）となって水１０に供給されるので、水１０が効率的にマイナスイオン化、活性化され、良質で味の良い電子水を生成することができる。
【００２１】
絶縁材被覆導電体３はそれ自体が絶縁されているだけでなく、ポリエチレンパイプ４およびシリコン樹脂５によって完全に絶縁状態に保たれているため、処理対象物である水１０や水槽９を絶縁する必要がない。したがって、電気的絶縁工事が不要で、実用性が高く、コストも低減でき、簡単に絶縁用碍子を取り付けることができない大規模な装置や地下タンクに対しても使用可能である。
【００２２】
絶縁材被覆導電体３は、導電性のステンレスパイプ１および絶縁性のポリエチレンパイプ４とによって包囲されているので、高圧静電電圧が印加されたときに対立的マイナスイオンが遮断されて電子放出機能が高まり、水１０を効率的にマイナスイオン化、活性化することができる。また、ステンレスパイプ１によって強度を確保し、ポリエチレンパイプ４によって絶縁性を高めているので、安全性に優れている。また、何らかの原因により電子発生装置７が故障し、高圧の過電流が発生したとしても、ポリエチレンパイプ４によって過電流が遮断されるので、電子発生装置用電極８、水１０および水槽９などに影響はない。
【００２３】
ステンレスパイプ１内に粉粒状電気石２を充填しているため、絶縁材被覆導電体３に高圧静電電圧を印加したとき、電子が増幅され、ステンレスパイプ１内に放出された電子が効率的に水１０に供給され、優れたマイナスイオン化作用、活性化作用が得られる。
【００２４】
次に、図３，図４を参照して、第２実施形態の電子発生装置用電極について説明する。本実施形態の電子発生装置用電極２０では、外径の異なるステンレスパイプ２１，２３およびポリエチレンパイプ２２が入れ子状に組み合わされ、最内側のステンレスパイプ２３内に絶縁材被覆導電体２４が挿入され、ステンレスパイプ２３と絶縁材被覆導電体２４との隙間およびステンレスパイプ２１，２３とポリエチレンパイプ２２との隙間に粉粒状電気石２５が充填され、ステンレスパイプ２１，２３およびポリエチレンパイプ２２の開口部がシリコン樹脂２６によって閉塞されている。
【００２５】
図４に示すように、絶縁材被覆導電体２４は、銅線２７の先端および外周を全て絶縁材２８で被覆した構造であり、その基端部分が電子発生装置７の出力端子１１に接続され、電子発生装置７で発生する高圧静電電圧を絶縁材被覆導電体２４に印加する。
【００２６】
電子発生装置用電極２０は、図２に示す電子発生装置用電極８と同様の使い方をすることにより電子水を製造することができ、電子発生装置用電極８と同様の機能、効果を発揮する。電子発生装置用電極２０では、ステンレスパイプ２１，２３とポリエチレンパイプ２２とによって３重構造が形成され、それぞれの隙間に粉粒状電気石２５が充填されているため、特に、負荷への電位差が高まることによって、電子の発生がより効率的に行われるという優れた効果がある。
【００２７】
次に、図５を参照して、第３実施形態の電子発生装置用電極について説明する。本実施形態の電子発生装置用電極３０においては、外径の異なるセラミックパイプ３１，３２，３３が入れ子状に組み合わされ、最内側のセラミックパイプ３１内に絶縁材被覆導電体３４が挿入され、最外側のセラミックパイプ３３と中間のセラミックパイプ３２との隙間に粉粒状電気石３５が充填され、セラミックパイプ３１，３２，３３の開口部がシリコン樹脂３６によって閉塞されている。
【００２８】
電子発生装置用電極３０の絶縁材被覆導電体３４の基端部分を電子発生装置７に連結することにより、電子発生装置７で発生する高圧静電電圧を絶縁材被覆導電体３４に印加することができるので、電子発生装置用電極８と同様の機能、効果を発揮する。
【００２９】
電子発生装置用電極３０の場合、絶縁材被覆導電体３４を包囲する有底筒状体が全てセラミックパイプ３１，３２，３３であるため、特に、耐熱性、耐油性、耐蝕性および耐溶解性に優れている。
【００３０】
したがって、例えば、天ぷら鍋３７内で高温加熱されている食用油３８中に電子発生装置用電極３０を浸漬して使用することができ、これによって、食用油３８がマイナスイオン化、活性化されるので、カラッとして、歯触りのよい天ぷらを揚げることができるほか、食用油３８の酸化が抑制され、油切れも良くなり、食用油３８の温度を従来より低くすることができるので消費エネルギーを低減することができる。
【００３１】
また、電子発生装置用電極３０は、水炊きやしゃぶしゃぶなどの鍋の中に浸漬して使用することも可能であり、この場合、鍋の中の水分に電子水としての機能が付加されるため、出し汁の味がしみ込みやすくなるという効果がある。
【００３２】
なお、本発明の電子発生装置用電極は、これらの実施形態に限定するものではなく、食品加工業、スーパーマーケット、ホテルなどの業務用や家庭用の飲料水、加工水、調理水、風呂水その他の用途に用いられる電子水の製造や、食材、畜産飼料などに含まれる化学物質の中和除去、あるいは空気中のマイナスイオン濃度の高揚などを目的として広い分野で使用することができる。
【００３３】
次に、図６を参照して、被覆なしのステンレス鋼線のみで形成された電子発生装置用電極４１、図１に示す電子発生装置用電極８、図３に示す電子発生装置用電極２０を用いて電子水を製造した場合、これらの電子発生装置用電極４１，８，２０間におけるマイナスイオン化機能の格差について説明する。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、碍子４８によって絶縁状態に保持されたステンレス水槽４９に収容された水５０に電子発生装置用電極４１，８，２０を浸漬し、電子発生装置５１の２次コイル出力端子５２からこれらの電子発生装置用電極４１，８，２０にそれぞれ静電電圧を印加したとき、電子発生装置５１の２次コイル帯電側端子５３に現れる電圧を、電子発生装置用電極４１，８，２０ごとに電圧計５４を用いて測定すると、表１に示す結果が得られた。
【００３５】
なお、この電圧計５４によって測定される電圧が低いほど、電子発生装置用電極４１，８，２０側への出力が高くなり、水５０をマイナスイオン化する機能も高まる傾向があるということが確認されている。
【００３６】
【表１】
0004036589.tif 000002
【００３７】
表１を見ると、印加電圧が５０Ｖ，１００Ｖのいずれの場合においても、電子発生装置用電極４１，８，２０の順に、電子発生装置５１の２次コイル帯電側端子５３に現れる電圧が低くなっているのが分かる。すなわち、図６（ａ）に示す電子水製造方法において、水５０をマイナスイオン化する機能は、印加電圧が等しい場合、電子発生装置用電極４１が最も低く、電子発生装置用電極２０が最も高いことが分かる。
【００３８】
次に、図６（ｂ）に示すように、アースされたステンレス水槽５５に収容された水５０に電子発生装置用電極４１，８，２０を浸漬し、電子発生装置５１の２次コイル出力端子５２からこれらの電子発生装置用電極４１，８，２０にそれぞれ静電電圧を印加したとき、電子発生装置５１の２次コイル帯電側端子５３に現れる電圧を、電子発生装置用電極４１，８，２０ごとに電圧計５４を用いて測定すると、表２に示す結果が得られた。
【００３９】
【表２】
0004036589.tif 000003
【００４０】
表２を見ると、印加電圧が５０Ｖ，１００Ｖのいずれの場合においても、電子発生装置用電極４１，８，２０の順に、電子発生装置５１の２次コイル帯電側端子５３に現れる電圧が低くなっているのが分かる。すなわち、図７（ｂ）に示す電子水製造方法において、水５０をマイナスイオン化する機能は、電子発生装置用電極４１が最も低く、電子発生装置用電極２０が最も高いことが分かる。
【００４１】
これらの結果を総合すると、碍子４８によって絶縁状態に保持されたステンレス水槽４９と、被覆なしのステンレス鋼線のみで形成された電子発生装置用電極４１とを用いる従来方式より、アースされたステンレス水槽５５と電子発生装置用電極８，２０とを用いる方式の方が、水５０をマイナスイオン化する機能が高い傾向にあることが分かる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００４３】
（１）入れ子状に組み合わされ、少なくとも一つが絶縁性材料で形成された複数の有底筒状体と、最内側の有底筒状体内に端部が挿入された絶縁材被覆導電体と、最内側の有底筒状体と絶縁材被覆導電体との隙間および複数の有底筒状体同士の隙間の少なくとも一方に充填された粉粒状の電気石と、複数の有底筒状体の開口部を閉塞する絶縁性密封材とを備えたことにより、複数の有底筒状体と粉粒状の電気石とで電極全体がコンデンサ化され、電子発生装置で絶縁材被覆導電体に高圧静電電圧を印加すると電気石から有底筒状体内に大量の電子が放出されるため、これらの電子は波（波動）となって処理対象物に供給され、処理対象物を効率的にマイナスイオン化、活性化することができる。
【００４４】
（２）高圧静電電圧が印加される絶縁材被覆導電体は、導電体の外周および先端が全て絶縁材で被覆されるとともに、絶縁性材料で形成された少なくとも一つの有底筒状体および絶縁性密封材によって完全に被覆されているため、処理対象物を絶縁する必要がなく、電子発生装置の故障などで過電流が発生しても漏電することがないので、安全性が高い。
【００４５】
（３）前記複数の有底筒状体の少なくとも一つを導電性筒状体とすることにより、大地電位から絶縁され、対立的分子構造のマイナスイオンの侵入も遮断され、電子発生機能が高まるので、処理対象物をさらに効率的にマイナスイオン化、活性化することができる。また、電子発生機能が高まることにより、電子発生装置の内部破壊を防止する機能も高まるので、安全性がさらに向上する。
【００４６】
（４）前記粒粉状の電気石として、粒径１μｍ〜５ｍｍの不定形粉粒体を用いることにより、入れ子状に組み合わされた内径の異なる有底筒状体への充填を容易に行うことが可能となり、優れた電子発生機能が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態の電子発生装置用電極を示す縦断面図である。
【図２】  図１の電子発生装置用電極の使用状態を示す説明図である。
【図３】  第２実施形態の電子発生装置用電極を示す縦断面図である。
【図４】  図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】  第３実施形態の電子発生装置用電極を示す縦断面図である。
【図６】  電子発生装置用電極の機能比較実験を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２１，２３  ステンレスパイプ
２，２５，３５  粉粒状電気石
３，２４，３４  絶縁材被覆導電体
４，２２  ポリエチレンパイプ
５，２６，３６  シリコン樹脂
６  ピンジャック
７，５１  電子発生装置
８，２０，３０，４１  電子発生装置用電極
９  水槽
１０，５０  水
１１  出力端子
２７  銅線
２８  絶縁材
３１，３２，３３  セラミックパイプ
３７  天ぷら鍋
３８  食用油
４８  碍子
４９，５５  ステンレス水槽
５２  ２次コイル出力端子
５３  ２次コイル帯電側端子
５４  電圧計
【図１】
0004036589.tif 000004
【図２】
0004036589.tif 000005
【図３】
0004036589.tif 000006
【図４】
0004036589.tif 000007
【図５】
0004036589.tif 000008
【図６】
0004036589.tif 000009