(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、２００Ｈｚ〜２００ＫＨｚの高周波交流電圧に直流電圧を重畳させ出力波形のピーク・ピーク（Ｐ−Ｐ）電圧を接地電位を含む範囲で少なくとも６ボルト一電位方向にずらせ、プラス（＋）側及びマイナス（−）側ともに電気分解を生じる値での混成電圧として印加する混成電圧印加回路と、を備えたことを特徴とする水改質用還元水生成装置。
【請求項２】
改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、前記電極に直流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成電圧印加回路と、前記電極の配置方向と直交する方向の延長線上に配置される一対の磁極と、前記容器内の水中に浮きを備えて設けられた取水口と、該取水口から取水された改質済みの水ないし湯を出水ないし出湯するポンプと、を備えたことを特徴とする水改質用還元水生成装置。
【請求項３】
改質すべき水を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一定の電極と、該電極に直流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成電圧印加回路と、前記電極の配置方向と直交する方向の延長線上に配置される一対の磁極と、前記容器の上部に設けた取水口と、前記容器の下部に設けた給水口と、前記給水口からの給水を行いつつ前記容器の下部から沈澱物を含めて定期的に排水する排水手段と、前記貯水容器内の水を深夜電力で加熱するヒータと、を備えたことを特徴とする水改質用還元水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水や湯に直流及び高周波交流の混成電圧を印加することにより、効率良く、良質の還元水を生成することができる水改質用還元水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水を改質して良質の水を得る方法としては、水を電気分解してアルカリイオン水を生成する方法が一般的である。この方法は、例えば特開平７−２５１１７９号公報（貯水式成水器）に示されるように、隔膜を有し、該隔膜で仕切られた夫々の室内に電極を設け、これら電極間に直流電圧を印加することにより、陰極側でアルカリイオン水を得ることができる。
【０００３】
隔膜を介して両極に直流電圧を印加すると、電子が作用し、陰極側には水素イオン等のプラスイオンが引かれ、陽極側にはヒドロキシイオン等のマイナスイオンが引きつけられる。この結果、陰極側には、Ｈ+ 、Ｈ、Ｈ2 等が水に溶け込み多くなり、一部は気散する。また、Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ等のミネラルの一部はイオン化して集まる。そこで、一般的には、このようにして得られる陰極側の還元能力の有るアルカリ性の水をアルカリイオン水として飲用しているのである。
【０００４】
しかしながら、このようにして生成されるアルカリイオン水は、同時に生成される陽極側の水は酸化性のイオンが増加し、酸性水となり、一部洗顔剤等には利用されるものの、一般には廃棄処分せざるを得ない等の問題点がある。また、上記貯水式成水器にあっても、隔膜に付着物が付着し、それによる水の汚染が問題となる。従って、従来のアルカリイオン水は、貯水式のものとしては使い勝手が悪いという欠点があった。
【０００５】
従来より、上記アルカリイオン水を生成する方法とは別途に例えば特開平５−２２８４７５号公報（水の改質方法）に示されるように、高周波交流により、還元水を得る方法が知られている。これは、水中に配置された電極間に高周波交流電圧を印加することにより、アルカリ性及び酸性に分離しない混成型の電気分解を行って、酸化還元電位の低い還元水を得るようにしたものである。なお、上記公報に示される水の改質方法では、電極数を接地電極を含めて３とし、接地電極を介して、交流の電極から交互に電流を流すことにしている。
【０００６】
従来の高周波交流により還元水を得る方法では、隔膜等の区切りが無いため、貯水容器内での改質を行ない易く、中性又は中性に近い良質の還元水を得ることができるという利点がある。またこの還元水は、アルカリイオン水とは異なり、保存しても還元状態が数日続き、洗浄能力が高く、アルカリイオン水とは異なる別種の良質の飲料水である。
【０００７】
しかしながら、従来の高周波交流による水の改質方法は、効率が悪く、改質に相当の時間がかかるという問題点があった。また、高周波交流波形も、特開平４−２２５８９２号公報（水処理方法及び装置）に示されるように鋸歯状とする等種々検討されているが、効率良く、食感まで含めて良質の還元水を得る波形が十分に定められていないのが実情である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みて、有機化合物の不活性化を行うと共に残存有害物質を分離し、溶存酸素や水素が豊富で食感が良く、美味しく飲める中性の還元水を効率良く生成することができる水改質用還元水生成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、クラスタが小さく酸化還元電位がマイナスで様々な機能を有する機能水を生成することができる水改質用還元水生成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、家庭用の電気保温ポットや電気温水器への応用を図り、美味しく、健康的な還元水を手軽に生成して利用できる水改質用還元水生成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、特許請求の範囲に記載の通りの基本型及び応用型に係る水改質用還元水生成装置を構成した。
【００１２】
未発明の基本型の水改質用還元水生成装置は、改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、高周波交流電圧に直流電圧を重畳させ出力波形のＰ−Ｐ電圧が接地電位（ゼロ電位）を含む範囲で少なくとも６ボルト一電位方向にずらせプラス（＋）側及びマイナス（−）側ともに電気分解を生じる混成電圧として前記一対の電極に印加する混成電圧印加回路と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
電極は、一対であり、接地電極は不要である。混成電圧は、交流電圧の中心値を直流電圧分だけ一方向にずらせた形である。電極は、多対であっても良いこと勿論である。
【００１４】
電極間に位置する水分子等の挙動を考察すると、単に高周波交流電圧を印加した場合、当該高周波交流電圧の電圧変化に応じて、それなりの電気・化学的変化を呈するが、物理的には１位置での右往左往の反転現象が考えられる所である。しかるに、本発明では、少なくとも６ボルトの直流分を与えているので、右往左往の挙動に加えて一方向へのずれが加わり、これが分子間相互作用を拡張して、全体を活性化し、各種物理的、化学的反応を拡張するのである。しかも、印加直流電圧は、Ｐ−Ｐ電圧が接地電位を含む範囲とするので、各電極には、必ずプラス及びマイナス成分が交互に作用し、直流による電気分解に見られるような物質偏在は生じないか少ないのである。即ち、電極はプラス及びマイナス（吸引及び反発）現象を繰り返すので、メッキ現象によって汚染したり、破損することが無い。最も簡易で、最も活性効果の高い手法である。
【００１５】
本発明の混成電圧による還元水生成方式によれば、水分子の集合体であるクラスタが微小化するのが１つの特徴である。クラスタ小となることにより、飲用すれば体内に吸収され易く、浸透性高く、新陳代謝を活発にし、利尿効果が大となる。また、クラスタが小さいので、洗濯作用があり、イオン化分子による汗の分解現象が高く、洗濯水としての利用性が期待される。
【００１６】
また、本発明の混成電圧により生成された水は、水の電気分解によるアルカリイオン水とは異なり、水を物理的作用を含めて改質しているので、酸素や水素、水素イオンが多量に発生し溶存するので、食感良く、美味しく、飲用に適し、マイナスの活性酸素を消去する作用を呈し、健康的な飲料水として利用できる。また、中性でありながら酸化還元電位が低いので、天然水同様害が無い。Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｋ等のミネラルのイオン化が進み、飲用すると生理代謝に良い。水に含まれている塩素、農薬、除草剤、トリクロロエチレン等の有害な有機化合物の分解を行い、気散させ、又は無害化沈澱させる効果が高い。水の改質後、還元電位がマイナスからプラスになるまでの時間が長く、保存性が良い。この他、観賞魚の飼育やペットの飲料水等にも効果的に用いることができる等々の特徴、効果がある水となる。
【００１７】
本発明は、電気保温ポットへの応用に係る水改質用還元水生成装置は、改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、前記電極に直流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成電圧印加回路と、前記電極の配置方向と直交する方向の延長線上に配置される一対の磁極と、前記容器内の水中に浮きを備えて設けられた取水口と、該取水口から取水された改質済みの水ないし湯を出水ないし出湯するポンプと、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
一対の電極に混成電圧を印加することにより、良質の還元水を作ることができる。このとき、水中の有機物やその他の不純物は、１部気散するが他は、凝集し、水中で浮遊しながらその粒の重量に応じてゆっくりと沈澱する。鉄錆の例で示すと、凝集物の粒径がミクロン以下であれば静止状態において沈澱に数時間ないし数日の時間を要する。ここに、本発明では、還元水を得るための電極の配置方向と直交する方向の延長線上に一対の磁極を配置するので、既に知られている、水の改質及び還元水の自己保持機能に加えて図１０に示されるフレミングの左手の法則により、導体、半導体となる有機物質等の不純物粒子を容器底方向へ向けて強制的に沈下させることが期待できる。磁極は永久磁石又は直流電流による電磁石を用いることができる。容器上部に、浮きを備えた取水口を設けているので、ポンプ動作に伴なって、上部の澄んだ良い状態の水ないし湯を取り出すことができる。これらの作用は、電気保温ポットを加温するか否かに拘らず、酸化還元電位の低い水又は湯を取り出すことができる。
【００１９】
本発明の電気温水器への応用に係る水改質用還元水生成装置は、改質すべき水を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、該電極に直流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成電圧印加回路と、電気電極の配置方向と直交する方向の延長線上に配置される一対の磁極と、前記容器の上部に設けた取水口と、前記容器の下部に設けた給水口と、前記給水口からの給水を行いつつ前記容器の下部から沈澱物を含めて定期的に排水する排水手段と、前記貯水容器内の水を深夜電力で加熱するヒータと、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
還元水の生成方式及び凝集物の沈澱については、電気保温ポットの場合と同様である。ただし、深夜電力を利用しての電気温水器は、夜１１時から朝７時まで等深夜の間ヒータに通電されて温水が生成される。ヒータ作動中は、加熱水が上昇し、凝集物を浮上させる作用がある。従って、それに加え本発明の還元水の生成装置では、磁極による磁界内の電流方向を切換えて有害物質である有機化合物等の不純物を強制的に上昇させ気散を促進させる。一定時間後どうしても気散しない凝集物等の不純物は、電流方向を反対方向へもどして容器底部方向への沈殿運動力を強制的に加えて沈殿させ、上層部は出来るだけ良質の湯を残す。加熱ヒータへの通電が終了した後は、自然沈殿の力も加わって力強く沈殿するので浮上の心配がなくなる。還元水の生成回路は加熱ヒータと別電源とすることにより、終日作動させることができる。
【００２１】
容器底部に沈澱した凝集物、及びゴミ類は、容器の下部に設けた排水手段で定期的に排出することができる。排水手段は、排水口と、それに設けた電磁弁と、それを作動させるタイマ等で成り、例えば１日１回、当該電磁弁に数秒ないし１０秒程度開放することで行うことができる。通常の電気温水器では、同時に給水されるが、この給水によって、沈澱物が排出口から排出され易く設計する。
【００２２】
以上により、貯湯式の電気温水器において、安価な深夜電力で多量のお湯を得つつ、それを還元水とし、かつ導体、半導体物質を持ったミクロの不純物や凝集物と共にゴミ類を沈澱させ、これを自動的に排除し、極めて清浄で衛生的な温水を生成し、提供できるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は、本発明の第１の基本型の水改質用還元水生成装置の説明図、図５及び図６は第２の基本型の水改質用還元水生成装置の説明図、図７及び図８は第３の基本型の水改質用還元水生成装置の説明図、図９及び図１０は、電気保温ポットへの応用型の水改質用還元水生成装置の説明図、図１１は、電気温水器への応用型の説明図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明の第１の基本型の水改質用還元水生成装置１は、改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器２と、前記容器の水ないし湯３中で対向配置される１対の電極Ｆ１、Ｆ２と、高周波交流電圧に直流電圧を重畳させ出力波形のＰ−Ｐ電圧が接地電位（ゼロ電位）を含む範囲で一定量一電位方向にずらせた形の図２に示す高周波交流電圧を、前記一対の電極Ｆ１、Ｆ２に印加する混成電圧印加回路４を備えて成る。図２において、（ａ）図は低い周波数で発振している時の波形を示す。（ｂ）図は高い周波数で発振している時の波形を示す。
【００２５】
混成電圧印加回路４は、ブロッキング発振回路を変形して構成したもので、直流電源５を有し、スイッチ６でスイッチング可能な電圧調整抵抗７を介し又は介さず平滑コンデンサ８と発振回路（参照符号なし）とが接続され、マイナス端子には電極Ｆ１、Ｆ２の内、一方の電極Ｆ２が接続されている。発振回路は、巻数比１：Ｎの発振トランス９を有し、この発振トランス９の２次側の一端は前記電源５のプラス端子とスイッチ６を介して接続され、他端は出力調整用の可変抵抗器１０、及びショート時の保護抵抗１１を介して他方の電極Ｆ１と接続されている。調整抵抗７は、水の電気分解電圧以下の直流電圧を印加するため利用される。
【００２６】
前記発振トランス９の１次側一端は、ダーリントン接続された第１及び第２のトランジスタ１２及び１３のベースに帰還用コンデンサ１４を介して接続され、他端はコレクタ間の接続線に接続されている。発振トランス９の１次側中間点は、前記直流電源５のプラス端子と接続されると共に、コンデンサ１５を介して前記コレクタ間の接続線と接続されている。前記トランジスタ１２のベースは、発振周波数変換用可変抵抗１６及びトランジスタの保護用抵抗１７を介して前記直流電源５のプラス端子に接続されている。トランジスタ１２及び１３のエミッタ出力端は、ダイオード１８と、平滑用バイアスコンデンサ１９及びバイアス抵抗２０の並列回路を介して前記電極Ｆ２と接続されている。
【００２７】
水道水等の改質すべき水３を入れた容器２に一対の電極Ｆ１、Ｆ２を入れ、これらの電極Ｆ１、Ｆ２に１０〜２４ボルトの直流電圧と２００Ｈｚ〜２００ＫＨｚの高周波交流を加え、図２に示したようなＰ−Ｐ電圧（例えば６０Ｖ）が直流電圧（例えば２４Ｖ）より大きい混成電圧を印加できる。この混成電圧は、ある程度の乱れを持った直流成分を有する高周波交流である。水３に、この混成電圧を印加すると、平均値は直流であるが、正負の電圧が切り替わり、水分子がほどよく乱されて揺動しつつ電気分解が起き、水の改質が進む。水３は、主に直流部分で電気分解されるが、交流の影響で反応が促進される。一方、交流電圧は水分子を強制揺動させるため、水の分子集団であるクラスタが、大集団から小集団へと変化して、きめ細かい分子集団になって行く。直流は、このクラスタの分解を手助けし、きめ細かいクラスタを形成しつつ酸化還元水を生成してゆくのである。水分子の揺動により、酸素や水素系の分子や原子、それとイオンが水中によく溶解する。
【００２８】
図３は、水分子の電気分解に伴なうクラスタ変化の状況と、凝集物の形成状況を示している。各図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、時間的経過を示す。（ａ）図に示すように、水分子Ｈ2Ｏは、大サイズのクラスタ２１Ａを形成している。図中の黒丸はゴミ類又は凝集物２２を示す。（ｂ）図は、クラスタ２１Ｂが中サイズに分解され、凝集物２２が少しづつ沈澱してゆく状況が示されている。図（ｃ）は小サイズのクラスタ２１Ｃへきめ細かく細分されてゆく状況が示されている。こららの作用と平行して進行する電気分解に伴なう主な化学変化を表１に示す。
【００２９】
【表１】
0003840426.tif 000002
図１に示す装置を用いて実験を行った。測定は高周波交流のみの場合と、直流のみの場合と、図２に示す本発明の混成電圧によるものとに分けて行った。酸化還元電位は、市販のＯＲＰ計を用いて計測した。
実験の結果、酸素系の一部は気散する。一部は有機物や他の不純物と化合し凝集沈殿する。一部は有害な有機化合物等の無害化、不活性化に作用する。一方水素系は気散量も不純物との化合量も少ない為、結果水素系が優勢になり水の還元が進むものと考えられる。また、無機物であるミネラルは、還元されて生体に有効な還元物質になる。図４に示すように、酸化還元電位を格別下げることができる。図４において、曲線２３は、高周波交流のみによる酸化還元電位の変化を示している。曲線２４は、直流のみによる酸化還元電位の変化を示している。曲線２５は、図１及び図２で示した直流及び交流の混成によるもので、酸化還元電位をマイナス１００以下へと大きく低下させている。スタートしてから２時間以後に酸化還元電位を低下させる作用が強くなるのは、初期においては交流が支配的であるが、分子やクラスタの揺動化現象に伴ない、反応を直流のみの場合以上に促進する力が働いていることを示している。
【００３０】
化学反応は、上記以外にも色々起る。酸素系では、Ｏ、ＯＨ-、Ｏ2、Ｏ3等、水素系では、Ｈ+、Ｈ、Ｈ2等が発生し、水に溶解したり空気中に気散したりする。有害物質の有機物や他の不純物等の容器底部への沈澱を永久磁石や電磁石を利用してフレミング左手の法則により有害物の分離を強引に行うこともできる。原理については、図１０を用いて後述する。このとき、水の改質後においても電極Ｆ１、Ｆ２間に０．７〜１ボルト位のわずかな電圧を供給し、有害物質である有機分や不純物と良質の水とを分離しつづけることもできる。
【００３１】
以上の通り、本発明の第１の基本型の水改質用還元水生成装置１によれば、図１に示した混成電圧印加回路４を用いて、電極間に直流及び高周波交流を重畳させた混成電圧を印加することができる。この混成電圧は、図２に示したように、各電極において、プラス及びマイナス成分を有し、Ｐ−Ｐ電圧内に接地電位（ゼロ）が存在する状況で、かつ、高周波交流電圧にはある程度の乱れを混在させた形である。従って、水３への混成電圧の印加に伴ない、図４に示したような酸化還元電位の低い水を、図３に示したような格別好適評価できるクラスタ分解作用を伴ないつつ電気分解することができ、健康的で良質な機能水を効率的に作ることができる。
【００３２】
図５は、第２の基本型の水改質用還元水生成装置２６の回路構成を示す説明図である。図中、図１に示したものと同一機能を果す部材には同一符合を付けて示している。本例は、図１に示したものに対し、混成電圧印加回路の内容が異なる。出力波形を図６に示す。
【００３３】
本発明の第２の基本型の水改質用還元水生成装置２６では、平滑用コンデンサ８と直列に直流電圧をコントロールする電圧調整用の抵抗２８を追加している。抵抗２８とコンデンサ８の中間にチョークトランス３０の片端を接続し、一方は電極Ｆ１と直流カットで交流通過コンデンサ２９に接続し、当コンデンサの片側は出力抵抗１７と増幅用トランジスタ３３のコレクタに接続してある。電極Ｆ２は電源５のマイナス側（０電位側）に接続される。
【００３４】
電源５に並列にハートレー、ブロッキング、マルチバイブレータ等の発信器３１を設け、その出力点に入力電圧調整用の可変抵抗３２を介してトランジスタ３３のベースへ接続している。トランジスタ３３のコレクタは、前記抵抗１７及びコンデンサ２９の接続中間点に接続される。エミッタは、バイアスコンデンサ１９及びバイアス抵抗２０の並列回路を介して電極Ｆ２に接続される。
【００３５】
図５に示した混成電圧印加２７回路は、発信器３１の交流出力を、可変抵抗３２で入力調整し、トランジスタ３３で増幅し、直流カット交流通過用コンデンサ２９で交流分を電極Ｆ１に印加する。チョークコイル３０は、コンデンサ８との組合わせで交流分を阻止する。可変抵抗２８からチョークコイル３０への直流分の供給により、電極Ｆ１には、直流及び交流の混成電圧が印加される。交流は可変抵抗３２で、直流は可変抵抗２８で自由に調整でき、一例として図６に示す形の混成電圧を生成印加することができる。
【００３６】
図６に示す波形は、図２に示す波形同様に電極Ｆ１の高周波交流のＰ−Ｐ電圧を電極Ｆ２の電位を基準として、直流電圧分だけ上方にずらせた形である。従って、水ないし湯３を図３に示すようにクラスタを分解しつつ効率よく電気分解することができる。
【００３７】
図７は、第３の基本型の水改質用還元水生成装置３４の回路構成を示す説明図である。図中、図１及び図５に示したものと同一機能を果たす部材には、同一符号を付けて示している。
【００３８】
図７に示す回路では、図５に示したチョークコイル３０に代え、１次側をトランジスタ３３のコレクタと電源プラス端子とに接続したトランス３５を設け、２次側一端子を可変抵抗２８を介して電源プラス端子に接続し、他端子を電極Ｆ１、Ｆ２の交互切換えスイッチ３６の一入力端子Ｔ１に接続している。交互切換えスイッチ３６の他方の入力端子は直流電源５のマイナス端子Ｔ２に接続している。
【００３９】
前記交互切換えスイッチ３６は、入力端子Ｔ１、Ｔ２と対応する電極出力端子Ｔ３、Ｔ４を有し、各出力端子Ｔ３、Ｔ４を、夫々両入力端子Ｔ１、Ｔ２のいずれかと同時的に切換え接続する１対の切片及び中間端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを備えている。両切片は、リレーコイル３７と連動されている。リレー３７は、トランジスタ３８及び調整抵抗３９を介してタイマー的な切換え動作をする無安定マルチバイブレータ４０と接続されている。
【００４０】
図７に示した混成電圧印加回路４１は、図５で示した回路２７と類似の回路に無安定マルチバイブレータ４０で変換切換えスイッチ３６に変換切換えする形である。詳しくは、発振回路３１の交流出力をトランジスタ３３で増幅し、さらにトランス３５で昇圧し、入力端子Ｔ１に直流電圧及び交流電圧の混成電圧を供給する。また、無安定マルチバイブレータ４０のタイマ動作と交互切換えスイッチ３６で、各電極Ｆ１、Ｆ２を入力端子Ｔ１、Ｔ２に対して交互に切換える。従って、図８に示すように、各電極の正負状態が反転されるので、電極板の酸化やメッキ作用等の悪影響をより少なくすることができる。
【００４１】
図９は、電気温水ポットへの応用に係る水改質用還元水生成装置４２の説明図である。数リットルの水を収納できる容器２は、保温され、デザインされた円形カバー４３内に配置されている。カバー４３の後端位置には、図示しない電源プラグの元電源の受け口４４が設けられ、ここに電源プラグを磁石固定できる。また、前記容器２の底部にはヒータ４５が設けられ、側面に設けた温度センサ４６の検出温度が所定の温度になるよう制御する制御基板４７が設けられている。一方、前記容器２の上面には、図１右方に示す支軸４８を基点として回転自在の上蓋４９が設けられている。容器２との間にパッキンＰＫが介在される。上蓋４９には、逆流防止用の栓５０を介して外部に開口する蒸気パイプ５１が設けられている。また、上蓋４９の前方で本体部分には、前方に突出された形状部分が形成され、そこには下方に向けて出湯口５２が設けられている。前記形状部分の前記出湯口５２の上方面は操作面とされ、その内部には操作基板５３が埋め込まれている。
【００４２】
また、上蓋４９を本体部分に対してロックするために、上蓋４９の上部には、開閉操作しバー５４と、このレバー５４の操作に基いて前記形状部分にロックされるロックレバー５５がバネ５６と共に設けられている。これらの点については、通常市販の電気保温ポットと異なる所が無い。
【００４３】
前記プラグ受け口４４の近傍には、１００ボルト商用交流電源を出力するコンセント５７及びプラグ５８が設けられ、リード線を介してＡＣ−ＤＣコンバータ５９が装着できるようになっている。コンバータ５９の出力は直流電圧とされ、上蓋４９の上面突出部６０のジャック６１に接続できるようになっている。突出部６０の内部には、図１、図５、図７で示したような混成電圧印加回路６２が設けられている。また、上蓋４９には、下方に向けて突出され、水ないし湯３中に浸漬できる一対の電極Ｆ１、Ｆ２を固設している。電極Ｆ１、Ｆ２は、チタン、ステンレス、白金メッキ材、白金等、変質しない材質で作られる。
【００４４】
前記混成電圧印加回路６２は、ジャック６１と接続され、入力された直流電圧を変成し混成して、図２、図６、図８に示したような波形の混成電圧を前記電極Ｆ１、Ｆ２に出力する。一方、前記容器２とカバー４３との間には、電動ポンプ６３が設けられ、その入力側には、入力パイプ６４が接続されている。入力パイプ６４の入力端は、前記容器２の中間部に設けられ、容器内外を連通する継ぎパイプ６５と接続されている。継ぎパイプ６５は、容器２の内部でフレキシブルホース６６と接続され、フレキシブルホース６６の先端には浮き６７及び取水口６８が設けられている。浮き６７の取水口６８は、底部に当たらないようホース６６を短か目に形成する。従って、取水口６８は、容器２内の水ないし湯３の常時上水を取水できる。ポンプ６３の出力端は、出湯パイプ６９を介して前記出湯口５２と接続される。前記ポンプ６３は操作基板５３の出湯操作信号を制御基板４７で受け、制御基板４７から電源供給されて出湯作動する。
【００４５】
さらに、前記容器２の側面で、前記電極Ｆ１、Ｆ２の対向方向と直交する方向には、一対の永久磁石７０Ａ、７０Ｂが磁極Ｎ，Ｓに対向させて設けられている。磁界方向（ＮからＳ）は基本的には、有害物質や凝集物を一方に沈澱させる方向である。磁石は、直流電磁石で構成することもできる。従って、図１０に示すように、電極Ｆ１、Ｆ２間で電流を流し導体物質であるゴミや凝集物２２は、フレミングの左手の法則に従って容器２の下向へ向けて強制的な沈澱力ＦＦが作用し、沈澱する。
【００４６】
図１０において、電流の方向をＩｍ、これと直交する磁界の方向をＭｍとする。両方向が水平面円にあるとき、電荷を帯びた不純物や凝集物２２が存在すると、不純物や凝集物２２の移動方向は電流の方向そのものであるので、フレミングの左手の法則により、水平面と直交する下方又は上方に強制的に移動させることができるのである。下方に沈めるためには、フレミングの左手の法則で、下方への力ＦＦが作用するよう、磁界の方向Ｍｍ又は電流の方向Ｉｍを定めればよい。
【００４７】
ＡＣ−ＤＣコンバータ５９は、カバー４３内又は、突出部６０内に収納形成することも可能である。カバー４３の底面足部は、適宜回転自在とすることができる。ポンプ６３は手押し式とすることもできる。
【００４８】
以上の構成の水改質用還元水生成装置４２において、水３をヒータ４５で沸し、保温し、通常の電気保温ポットとして使用できる。このとき、本発明では、電極Ｆ１、Ｆ２間に、直流及び交流の混成電圧を印加し、水の改質を行っており、その上層の水ないし湯のみを取出すようにしているので、酸化還元電位が低く、ゴミ等の沈殿物とは混じり合っていない良質な水ないし湯を飲用できる。
【００４９】
水の改質を続けているうちに、水中の有機物質や、その他の不純物は、一部気散し、他は分解され、又は凝集し、沈澱する。しかし、湯を沸かしている時は、対流が発生し、凝集物が上昇する。従って、ヒータ通電中は、電極間電流方向を逆にして、磁界の働きと共に上昇力を上向きとし、気散を促進させることも可能である。湯を沸かした後は逆に容器底部に不純物を沈める方向に電力Ｆ１、Ｆ２間電流を流すことにより底部に沈澱された沈澱物は、上昇することはない。
【００５０】
有害物質を気散ないし不活性化させ、凝集物を沈澱させ、クラスタを小さくした中性の酸化還元水では、水素や酸素は豊富に含まれているが、これらは水分子より軽いため、水に溶解しているとはいえ、上層部に移動している。従って本発明の水改質用還元水生成装置４２では、上層部のみの水を出湯するので、食感が良く、体に良く、美味しい水を飲用できる。
【００５１】
図１１は、電気温水器、特に深夜電力を用いて良質の温水を作ることのできる水改質用還元水生成装置７１を示す。図１１において、図９に示した部材と同一機能を果す部材については、同一符合を付けて示している。温水容量は２００〜４００リットルのものが多用されているが、これに限定されるものでは無い。
【００５２】
図１１において、内側の容器２は、外側のカバー７２内にグラスウール等の保温材を介在させて固定されている。カバー７２の一側面には、電力制御盤７３が設けられている。制御盤７３内には電力制御装置７４が設けられている。電力制御装置７４は、深夜電力電源を入力し、深夜、容器２の温度を例えば８５℃になるまでヒータ７５に通電する。
【００５３】
給水は、減圧弁７６を介して給水管７７から行なわれる。給水管７７の出口は、上下に設けた整流板７８Ａ、７８Ｂ間に、低速化されて出力される。本水改質用還元水生成装置７１では、特に下側の整流板７８Ａを設け、給水によって、上部の温水を拡乱させないのみならず、整流板７８Ａ以下の水を通常は絶対拡乱させない構造としている。底部に溜った沈澱物２２を拡乱し、上昇させないようにするためである。
【００５４】
容器２の上部には、安全弁７９が設けられ、加熱時の膨張温水の１部を放出することにより、容器２が異常に高圧とならないようにしている。同時に、本水改質用還元水生成装置７１では、水ないし温水３中に発生した気体を外部に放出する役目も行なう。
【００５５】
また、容器２の上部には給水管８０が設けられている。管端は、僅か（３〜５ｍｍ）容器内に突出されている。気体を確実に安全弁７９側に送るためである。容器２の上部には、電極固定板８１が設けられ、これに一対の電極Ｆ１、Ｆ２が固定され、容器２内に吊下されている。両電極Ｆ１、Ｆ２は、図９で示したと同様の混成電圧印加回路６２と接続されている。混成電圧印加回路６２は、１００ボルト電源と接続されるＡＣ−ＤＣアダプタ５９を介して直流電源の供給を受け、図２、図６、図８で示したような直流及び高周波交流の混成電圧を出力する。
【００５６】
さらに、容器２の側面には、一対の磁石７０Ａ、７０Ｂが、不純物や凝集物２２を沈澱させるべく、電極Ｆ１、Ｆ２の対向方向と直交する方向に設けられている。
【００５７】
一対の電極Ｆ１、Ｆ２は、一定間隔を介して容器２の中央に設ける如く示したが、容器２の一側面に偏らせて設けても良い。また、容器２の１部を縦方向に仕切り、その仕切った室内に設け、不純物や凝集物２２の沈澱を側面側から行うようにしても良い。
【００５８】
電極Ｆ１、Ｆ２へ印加する混成電圧は、深夜電力とは別途で、昼間も印加される。ヒータ７５の通電中に印加しても良い。ただし、通電中は、一定の時間図３又は図９で説明したように塩素やトリハロメタン等の有機物質の気散を行うべきであるので、電極Ｆ１、Ｆ２への直流成分の通電方向を逆とするのが好ましい。
【００５９】
前記容器２の底部は、圧力容器として底部が球形に形成されている。最底部には、排水管８２が設けられている。排水管８２には電磁バルブ８３が設けられ、自動的に排水できる。例えば、昼間、電極Ｆ１、Ｆ２に混成電圧が印加され、還元水が生成されると、その間沈澱物２２が底部に溜る。そこで、夕方１回数秒間（５〜１０秒）電磁バルブ８３を作動させ、排水する。同時に給水管７７から給水され、給水は、容器２の底面を洗って沈澱物２２をきれいに排水することができる。
【００６０】
以上の構成の水改質用還元水生成装置７１によれば、電極Ｆ１、Ｆ２に混成電圧を印加することにより、少しづつ還元水を作ることができ、同時に鉄錆等も沈澱させて、排水管８２から排出できる。水の改質により、有害な有機化合物等は一部気散し、一部不活性化し、凝集物２２は磁石７０Ａ、７０Ｂの作用を与えて沈澱させ、排水管８２から自動的に排出できる。
【００６１】
このようにして生成された還元水温水は、酸化還元電位が低く、食感及び味が共に良く、飲料水として好適である。また、風呂用としては体を洗うと垢が良く落ちる。また、洗濯では、石鹸が不要か少しで済む。その他、風呂桶や食器洗いに利用できる。
【００６２】
還元水を作らない場合でも図１０に示す作用よりゴミ類を沈澱させるゴミ類沈澱装置として使用させることができる。
【００６３】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計的変更を行うことにより、各種態様で実施できる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、交周波交流電圧に直流電圧を重畳させ出力波形のＰ−Ｐ電圧が接地電位（ゼロ電位）を含む範囲で一定量一電位方向にずらせた形となる交周波交流電圧を前記一対の電極に印加する混成電圧印加回路と、を備えたことを特徴とする水改質用還元水生成装置であり、隔膜不要で効率的に水を改質できる。
【００６５】
直流成分を含む高周波交流電圧による電気分解であるので、クラスタをきめ細かく分割しながら、有効に電気分解を行える。かくして生成された水は、酸化還元電位がマイナスで低く、クラスタ小さく、飲用すれば体内吸収されやすく、浸透性高くして、新陳代謝を活発化し、利尿効果が高い。
【００６６】
本発明による水の改質では、水分子やクラスタを揺動させての電気分解であるので、酸素や水素を多量に発生溶存する度合いが高く、食感及び味よく飲用できる。また、活性水素や水素分子や水素イオンを多く溶存し、飲用すると活性酸素を消去可能な健康飲料水となる。
【００６７】
さらに、中性でありながら、酸化還元電位が低いので、天然水と同じように美味しく、健康的である。Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｋ等のミネラルについてはイオン化が進み、生理代謝によい水となる。塩素、農薬、除草剤、トリクロロエチレン等の有害有機化合物の分解を行ない、無害化し、沈澱あるいは気散させる効果も高い。直流によるアルカリイオン水と比較して、改質後は、酸化還元状態を数日と長く持続でき、また、溶存酸素や水素の保存時間も長く持続できる。
【００６８】
各電極には、プラス又はマイナス電位が繰り返し供給されるので、電気分解による一方的な偏在が無く、汚染や破損少なく、長期保存できる。クラスタは小さく、洗濯作用が強く、衣類から汚れを落す効果が大で、イオン化された分子によって汗の分解を促進する。
【００６９】
改質すべき水ないし湯を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一対の電極と、前記電極に直流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成電圧印加回路と、前記電極の配置方向と直交する方向の延長線上に配置される一対の磁極と、前記容器内の水中に浮きを備えて設けられた取水口と、該取水口から取水された改質済みの水ないし湯を出水ないし出湯するポンプと、を備えたことを特徴とする水改質用還元水生成装置によれば、一般的な電気保温ポット同様、手軽に任意の場所に持ち運びでき、気軽に改質されたお湯を利用できる。有害有機物質は気散又は凝集させ、凝水体物は強制的に沈澱させ、良質な上層水のみを飲用できる。
【００７０】
改質すべき水を入れた貯水容器と、前記容器の水中で対向配置される一定の電極と、該電極に直流及び高周波交流の混成電圧を印加する混成電圧印加回路と、電気電極の配置方向と直交する方向に延長線上に配置される一対の磁極と、前記容器の上部に設けた取水口と、前記容器の下部に設けた給水口と、前記給水口からの給水を行いつつ前記容器の下部から沈澱物を含めて定期的に排水する排水手段と、前記貯水容器内の水を深夜電力で加熱するヒータと、を備えたことを特徴とする水改質用還元水生成装置によれば、一般的な深夜電力による電気温水器同様、手軽に改質されたお湯を利用できる。飲料水としては、食感及び味良く健康的である。風呂用としては肌触り良く垢が良く落ちる。洗濯用としては、石鹸少なく汚れが落ちる。元々水中に存在するゴミや改質中に生じた沈澱物は強制的に沈澱され、自動的に排出されるので、何らの手間なく、清浄で良質な改質水を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の基本型の水改質用還元水生成装置の実施形態を示す回路図である。
【図２】図１に示す水改質用還元水生成装置の電極からの出力状態を示す時間及び電圧の波形図で、（ａ）図は低い周波数、（ｂ）図は高い周波数での状態を示す。
【図３】図１に示す第１基本型の水改質用還元水生成装置の水への電気物理化学的作用を示す説明図で、（ａ）（ｂ）（ｃ）各図は、時間経過に伴なう変化を示す。
【図４】同第１基本型の水改質用還元水生成装置の実施例を比較例と共に示す時間及び還元電位の特性図である。
【図５】本発明の第２の基本型の水改質用還元水生成装置の実施形態を示す回路図である。
【図６】図５に示す水改質用還元水生成装置の電極からの出力状態を示す時間及び電圧の波形図例である。
【図７】本発明の第３の基本型の水改質用還元水生成装置の実施形態を示す回路図である。
【図８】図７に示す水改質用還元水生成装置の電極からの出力状態を示す時間及び電圧の波形図である。
【図９】本発明の電気保温ポットへの応用に係る水改質用還元水生成装置の断面説明図である。
【図１０】磁石の設置による凝集物の強制的な沈澱化の作用を示す斜視図である。
【図１１】本発明の深夜電力を用いた電気温水器への応用に係る水改質用還元水生成装置の断面説明図である。
【符号の説明】
１，２６，３４，４２，７１…水改質用還元水生成装置
２…貯水容器
３…水ないし湯
４，２７，４１，６２…混成電圧印加回路
５…直流電源
６…スイッチ
７…直流電圧調整抵抗
８…平滑用コンデンサ
９…発振トランス
１０…出力調整用可変抵抗器
１１…ショート保護抵抗
１２，１３，３３，３８…トランジスタ
１４…帰還用コンデンサ
１５…コンデンサ
１６…周波数変更用可変抵抗
１７…トランジスタ保護用抵抗
１８…ダイオード
１９…バイアスコンデンサ
２０…バイアス抵抗
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ…クラスタ
２２…凝集物（沈澱物）
２３…交流電圧のみによる酸化還元電位の変化
２４…直流電圧のみによる酸化還元電位の変化
２５…混成電圧による酸化還元電位の変化
２８…直流電圧調整用の可変抵抗
２９…直流カット交流通過用コンデンサ
３０…チョークコイル
３１…発信器
３２…入力電圧調整用可変抵抗
３５…トランス
３６…交互切換えスイッチ
３７…リレー
３９…調整抵抗
４０…無安定マルチバイブレータ
４３，７２…カバー
４４…電源受け口
４５，７５…ヒータ
４６…温度センサ
４７…制御基板
４８…支軸
４９…上蓋
５０…逆止用の栓
５１…蒸気パイプ
５２…出湯口
５３…操作基板
５４…開閉操作レバー
５５…ロックレバー
５６…バネ
５７…コンセント
５８…プラグ
５９…ＡＣ−ＤＣコンバータ
６０…突出部
６１…ジャック
６３…電動ポンプ
６４…入力パイプ
６５…継ぎパイプ
６６…フレキシブルホース
６７…浮き
６８…取水口
６９…出湯パイプ
７０（７０Ａ、７０Ｂ）…永久磁石
７３…電源制御盤
７４…電源制御装置
７６…減圧弁
７７…給水管
７８Ａ，７８Ｂ…整流板
７９…安全弁
８０…給水管
８１…電極固定板
８２…排水管
Ｆ１，Ｆ２…電極
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…端子
ＰＫ…パッキン
ＦＦ…沈澱力（不純物、導体物質の移動、運動方向）
Ｉｍ…平均電流の方向
Ｍｍ…磁界の方向
【図１】
0003840426.tif 000003
【図２】
0003840426.tif 000004
【図３】
0003840426.tif 000005
【図４】
0003840426.tif 000006
【図５】
0003840426.tif 000007
【図６】
0003840426.tif 000008
【図７】
0003840426.tif 000009
【図８】
0003840426.tif 000010
【図９】
0003840426.tif 000011
【図１０】
0003840426.tif 000012
【図１１】
0003840426.tif 000013