(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を噴射する噴射手段と衝突板と水滴分離を行う分離手段を備え、前記噴射手段により前記衝突板に水を噴射し水を分裂させ微細水滴を発生させ発生した微細水滴を前記分離手段により分離除去し負イオンを発生させる負イオン発生方法において、水を噴射する前記衝突板の衝突面に溝を備えたことを特徴とする負イオン発生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気清浄機能を持つ生理活性空気に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間が、戸内で快適に生活するためには、清浄な空間が必要である。一般に自然の戸外は戸内よりも清浄であると考えられる。理想的な戸外は、空気中の塵などが降雨や風によって除去される浄化メカニズムと、大地と宇宙空間との間での熱交換が行われるメカニズムがあるので、一定の雰囲気に保たれている。しかし、戸内においては、塵が小さすぎるなどの点で円滑に除去されなかったり、廃熱、あるいは蓄熱が十分でないために快適に過ごすには不適当な温湿度となったりすることがあった。
【０００３】
通常この目的のための最低限の設備に、換気扇がある。換気扇は、戸内の空気を一方的に戸外に排出あるいは吸引し、外気を取り入れて室内の居住環境をある一定の快適度に保とうとするものである。しかしながら、換気扇は、床付近に浮遊する微細な塵を排出するためには力不足であり、仮に塵が吸い込まれるとすれば塵が舞って一時的に環境が悪化することさえあり得る。
【０００４】
微細な粉塵を除去する装置として良く知られているものにコロナ放電型電気集塵機がある。工業用の電気集塵機にはコロナ発生量の多い負コロナが利用されるが、空気清浄用電気集塵機には、オゾン発生量の少ない正コロナが利用されている。粉塵などの粒子は電界内を通過すると、イオンおよび電子の電界による粒子への衝突と、イオンの熱運動による粒子への衝突によって、粒子はほとんど瞬間的に荷電され、これらの帯電粒子はクーロン力（電気力）により移動され、集塵極に分離捕集される。これら直流コロナ放電による粒子の荷電には、コロナ放電で作られた単極性イオンが、電界によって駆動されて、粒子表面に射突して荷電する電界荷電と、生成したイオンが熱運動によって粒子表面に射突して荷電する拡散荷電との、２つの荷電機構がある。粒子径が約１μｍ以上では、主として電界荷電が支配的であり、粒子径が約０．１μｍ以下では主として拡散荷電が支配的となる。従って、粒子の部分捕集率は０．３μｍ前後が最も捕集しにくく、粒子径が約０．１μｍ以下では粒子径が小さくなるほど、また、約１μｍ以上では粒子径が大きくなるほど捕集されやすくなるのが大きな特徴である。従って、コロナ放電型イオン発生器が電気式空気清浄機として多く用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
快適な戸内空間にあってならないのは、悪臭である。どのような臭気が悪臭であるかは、個人差があるので、悪臭を定義することは賢明ではないが、臭気物質は揮発性である。コロナ放電型空気清浄機によって除去できるのは、揮発性物質が上記の粒径で分散している場合であって、分子状になっている場合は除去することはできない。しかし、空間から完全に脱臭しようとする場合は、分子状の臭気物質も除去する必要がある。
【０００６】
快適な戸内空間を得るためには、相対湿度も制御する必要がある。一般に快適な戸内空間における相対湿度は、４０〜７０％であると言われている。快適さを表す指標に不快指数があるが、この指標は、乾球温度と湿球温度に比例する値であり、湿度が高くなれば不快指数も上がる。しかし、なぜ、湿度が高くなると不快になるのかということに関しては、詳細には分かっていない。
【０００７】
さらに、気候と疾病との関係を調べた研究によると、相対湿度の変動は少ないほど体の適応性の負担が軽減される。現在、夏季においては除湿が、冬季においては加湿が求められているようであるが、望ましくは年間を通して同じような相対湿度であることが望ましいものと思われる。
【０００８】
ところで、天然には、生理活性を持つ空気が存在している。この空気は、通常生気象学的な気候条件として認識される。例えば、大陸上を空気が移動し、その結果、その空気が乾燥し、空気中のトータルのイオン量あるいは負イオンに対する正イオンの量が増大する。そのような空気は、具体的には、イスラエルのシャラブ，南カリフォルニアのサンタアナ，カナダのチヌーク，スイスや中央ヨーロッパにおけるフェーンなどが有名である。これらの空気にさらされることによって、倦怠、抑うつ、頭痛、悪心、不眠、過敏、呼吸器への障害などの症状が訴えられる。このような症状を起こさせる空気中の活性の本体は、イオンであると考えられている。一方で、負イオンが、集中力などの一部の心理学的指標に有為に良好になったとの報告もなされている。
【０００９】
以上より、快適な戸内空間の条件とは、塵埃及び臭気がなく常に一定湿度であり、イオンも適量存在していることが望ましいことになる。さらに湿度は、不快感を感じない湿度であることが重要である。しかしながら、これらの要件を満たすには、どのような空気であればよいかは必ずしも明らかではない。
【００１０】
快適な戸内空間を得るためには、空間において塵埃、臭気を除去し、湿度を適度に一定に保つことである。従来の技術から求められている戸内空間に清浄雰囲気を形成する条件は、空気清浄機の性能を高め、空間の隅々にまでその効果を及ぼすことであった。そのためには、空気清浄機のファンの能力を増したり、コロナ放電の電極を増したりという、いわゆる出力を増大させるという方法が採られるが、機械装置が巨大になったり、騒音が激しくなるなどの制約があり、出力の増大には自ずから限界がある。また、水を噴射する衝突板上に水たまりができた場合、水たまりの上にいくら噴射しても負イオンの発生量は極端に低下する。
【００１１】
本発明の目的は、負イオンの発生量を低下させない負イオン発生方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の負イオン発生方法は、水を噴射する噴射手段と衝突板と水滴分離を行う分離手段を備え、前記噴射手段により前記衝突板に水を噴射し水を分裂させ微細水滴を発生させ発生した微細水滴を前記分離手段により分離除去し負イオンを発生させる負イオン発生方法において、水を噴射する前記衝突板の衝突面に溝を備えたものである。
【００１６】
（１）定義
本発明において「生理活性」とは、生体の生命活動を促進し、および／または抑制することにより通常予測されるのとは異なる現象が起こることを指す。その現象は分子レベルのミクロなものであっても、個体レベルのマクロのものであってもよい。そのような現象を起こす機能のある物質を「生理活性物質」という。
【００１７】
本発明において「活性化」とは、例えば、水など通常は特別の生理活性を有しない物質の構造および組成を変えることによって、対象に作用して種子の発芽、動植物の成長、ブランデー、ウイスキーのまろやかさなどのように本来は顕著に示されない生理活性を発現させる特性を付与することをいう。
【００１８】
本発明において、本発明の装置によって製造される高湿度活性空気を「真気」という。「真気」の語源は、例えば、中国の古書『黄帝内経』などに見られ、現在の中医学では、人間が生きる上で根本となるものの意味で用いられる用語である。本発明に言う「真気」は、中医学で用いられる「真気」を直接意味するものではない。この発明にいう真気を製造する装置を、「真気発生機」と称する。
【００１９】
（２）真気の製造方法
本発明にいう真気は、理想的には、水と空気に外部エネルギーを加え水を分裂させる工程によって得られるが、その際に生じると考えられる微細水滴を完全に除去することにより得られる。しかし、発生した水滴を完全に除去しなければ真気の効果が発現しないというわけではない。
【００２０】
原料  用いる水は、水道水や蒸留水、さらに井戸水などの天然水などいずれも用いることができるが、表面張力、粘度、溶質、溶存酸素濃度、水素イオン濃度、酸化還元電位などの水質を変えることにより、製造される真気の構造を変えることができる。さらに、水に何らかの機能を付与したもの、いわゆる活性水を用いても良い。また、原料として用いる空気は、天然の空気や真気を用いることができるが、いずれの場合も、清浄度、酸素濃度、相対湿度などの組成に注意すべきであり、また、真気の成分と反応して新たに生理活性物質を生ずるような微量成分にも注意すべきである。逆に以上述べた水、空気の各種構造および組成を制御することにより真気の構造を制御することができる。
【００２１】
外部エネルギーの付与は、空気に運動エネルギーを与え、運動する空気中に水を噴射させることである。高速で流動する空気中に噴射された水は分裂し、レナード効果（滝効果）又はシンプソン理論（水滴分裂説）によって空気中に負イオンを発生し、また、水の分裂によって中性成分を生ずる。中性成分は、外部エネルギーを得て構造化が進んだ状態にあり、電荷を持たず、さらに水の分子が有限個会合したクラスターといわれるものが観測される。空気中に残存する水滴は可及的にこれを除去する。この際、膨張，収縮，平衡を考慮することにより、真気の構造を変えることができる。すなわち、真気製造時における風速、噴射圧、接触温度、噴射水を衝突させる板の角度，板の配置などは重要である。また、その製造装置の材質によっても真気の構造を変えることができる。混合系を含む真気は、外部エネルギーが付与されて流動し、生物体に接触的に作用して、その生物体に生理活性を起こさせ、あるいは、空間において除塵、脱臭などの作用を起こさせる。
【００２２】
真気製造工程は、気体と液体を接触させる工程（第１工程）と、そこで製造されたものを精製する工程（第２工程）とに分けることができる。真気発生機において、これらの工程をそれぞれの独自の反応器あるいは精製装置によって行っても良いし、２つの工程を１つの反応器によって同時に行っても良い。逆に、これらの工程を３つ以上の反応器によって行っても良い。また、第１工程のみを目的とした反応器と、第１工程と第２工程両方を行うことを目的とした反応器との組み合わせでも良い。
【００２３】
第１工程の気液の接触は、レナード効果、およびシンプソン理論に基づいて行う。第１工程反応器への原料水の導入の動力源として、原料水の反応器への自然落下、ポンプによる送液、圧力による圧入等を挙げることができる。原料水の反応器への導入口の構造としては、反応器での反応を促進するために、配管を細くするのが良い。しかし、配管が細すぎると真気の発生量が減少するので、ノズルを用いるのが好適である。
【００２４】
図１に示した如く、各種用途別にスプレーパターンの異なるものが用いられる。図１は、スプレーイングシステム社製のノズルパターンを示している。霧化を目的としたエアーアトマイジングには一流体微噴霧ノズル及び気体と液体とによる二流体微噴霧ノズルとは対象外として、霧化用ノズルによる「真気」発生用には用いない。
【００２５】
噴射圧の重要性は前述したとおりであるが、負イオンの発生量はスプレーパターンにも関連しており、ホロコーン、フルコーン、フラット、ソリッドの順序でスプレー速度効率が増加しており、また、衝撃効率も順次高くなる。従って、スプレー速度効率の高いノズルほど負イオン発生量が多くなる。
【００２６】
図２に、スプレー粒子の代表粒子径（Ｍ．Ｖ．Ｄ）を示したが、これはレーザー光線を使用して測定したもので、Ｍ．Ｖ．Ｄ粒子径とは、スプレーされた粒径の５０％がその粒子径以下であり、他の５０％はその粒子径以上であり、Ｍ．Ｖ．Ｄ粒子径と中性成分としての水の分子が有限個会合したクラスターと相関性があり、さらに生理活性とも相関性がある。即ち、Ｍ．Ｖ．Ｄ粒子径が小さい方がさわやかな環境を作り出す。ホロコーンは負イオンの発生量は少ないが、Ｍ．Ｖ．Ｄ粒子径が小さいため、最も最適に真気に満たされた空間を創造する。
【００２７】
噴射された水は、反応器の中の衝突板に分裂してレナード効果を起こす。衝突板は、固定式でも、可動式でも良い。負イオンの発生量はスプレーノズルと衝突板との距離、及び衝突板の形状、材質、スプレーパターンによる衝突角度等に関連する。最適な距離はスプレーパターンによって異なるが、５ｃｍ〜３０ｃｍ以内である。材質としては、比重が大きいものがよく、スプレーパターンによる衝突角度はいずれの場合も直角がよい。衝突板の装置角度は板上に水たまりができないようにすることが大切であって、水たまりの上にいくら噴射しても負イオンの発生量は極端に低下する。
【００２８】
図３は直角に曲げたＬ型衝突板に水をスプレーをしている状況で、衝突板上にスプレーをしている状況で、衝突板上に水たまりが見られない。さらに、衝突面上に溝を作り、水切れもよくすると負イオン発生量はさらに増大する。
【００２９】
第１工程は、レナード効果，シンプソン理論に基づく機能を生じさせるための処理であり、反応器内に空気が導入され、その空気中で水を分裂させる。空気の導入の動力源は、ファンを使用したり、反応器を減圧にしたり、逆に高圧空気を使用することにより導入することができる。反応器内に空気を導入する場合、地球の自転によるコリオリ力Ｐは、
Ｐ＝２ｍｖω
ｍ；質量
ｖ；速度
ω；回転の角速度
が働くように導入するとともに遠心力Ｆは、
Ｆ＝ｍｒω2
ｒ；半径
が十分に働くように空気を旋回流として導入する。その際、反応器への入口流速が１０〜１２ｍ／ｓの場合は、出口流速を８〜１０ｍ／ｓと入口流速に対して出口流速が少し小さい方が好ましい。
【００３０】
第２工程は、製造した“粗真気”をさらに精製するための処理である。第２工程においては、主として水滴の除去などの分離と、さらに除去される水滴を原料として第１工程で行った反応を推進する反応（後反応）に分けることができる。第２工程で、平衡、圧縮、膨張機能を加味すると、水滴の除去などの分離とともに、第１工程での反応が推進される。
【００３１】
第１工程から第２工程への移送は、静圧（ｍｍＨ2Ｏ）が発生しないように両工程を結合すると良い。例えば、第２工程にサイクロンセパレータを使用する場合は、コリオリ力が働くように導入するとともに、サイクロンセパレータの入口形状は、渦巻式として連結すると水滴の分離工程が良くなると同時に静圧も抑えられる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【００３３】
図４は、本発明の生理活性空気を製造する製造の基本的構造を示している。この製造の仕様は、以下のとおりである。
【００３４】
0003761242.tif 000002
２．スリーワンモータ
形式  ；ＢＬ１２００Ｚ
回転数；最大１２００ｒｐｍ
３．撹拌羽根
形式  ；平板４板型
傾斜角度；４５°，２０°，１０°  ３種類
４．ノズル
形式  ；ホロコーン（スプレーイングシステム社製）
サイズ；０．５
個数  ；４個
５．水槽
寸法  ；２００φ×４００Ｈ（ｍｍ）
形式  ；オーバーフロー型
室  ；塩ビ製
６．ポンプ
形式；渦巻型ポンプ
１３リットル（ｌ）／ｍｉｎ×２３．５ｍ×０．４ｋｗ
７．送風機
形式；ターボファン
４ｍ9／ｍｉｎ×５５ｍｍＡｑ×０．２ｋｗ
８．サイクロンセパレータ  寸法
外径（Ｄ1）；１８０φ（ｍｍ）
内径（Ｄ2）；１３０φ（ｍｍ）
円筒部高さ（Ｈ1）  ；２００Ｈ（ｍｍ）
コーン部高さ（Ｈ2）；２００Ｈ（ｍｍ）
空気取入口；渦巻型
６０×１４０（ｍｍ）
材質；ガラス
【００３５】
図４において、１２リットル（ｌ）容のセパラブルフラスコ１を反応器に用い、これにスリーワンモータ２とホロコーンノズル４の４個を取り付けた。スリーワンモータ２の軸には撹拌羽根３として水平方向に１０度の角度を持つ平板の平板羽根を取付け、セパラブルフラスコ１の下部に空気取入口９及び上部に吹出口１０を空気の流れが接線型になるように取り付けた。
【００３６】
セパラブルフラスコ１の底部には、水溜りしないようコックの開閉を調整できるようにして水槽５に接続した。
【００３７】
ホロコーン型ノズル４の４個へポンプ６より、１．５ｋｇ／ｃｍ2の圧力で水槽５の水を送り、セパラブルフラスコ１内に水を噴射しながらスリーワンモータ２を５００ｒｐｍで回転させ、空気取入口９の気流流速を１０ｍ／ｓｅｃに設定して送風機７より空気を吹き込み、サイクロンセパレータ８の出口より真気を得た。得られた真気は、相対湿度８０％ＲＨ、負イオン濃度は２５，０００個／ｍｌであった。
【００３８】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
【００３９】
（実施例１）真気の脱臭効果、除塵効果
日本電気工業会規格（ＪＥＭ−１４６７）に基づき、脱臭性能試験およびタバコの煙の除塵性能試験を行った。試験は、図４に示す真気発生機と、比較のため電気式コロナ放電型イオン発生器を用いた。評価に用いた測定ボックスは、アクリル製の箱（縦１ｍ，横１ｍ，高さ１ｍ）に、タバコ吸煙機と撹拌機を所定の位置に設置した。タバコは、所定のタバコを使い、いずれも６〜８分で燃焼させ、燃焼終了後に各装置のスイッチを投入し、３０分間のアンモニア、アセトアルデヒド，酢酸の３種類の物質の濃度を検知管法により分析した。さらに、煙の残存率を黙視により評価した。測定ボックス内の温湿度の変化を小型温湿度記録計（チノー、ＨＮ−Ｕ２Ａ）を用いて測定した。これらの結果を、表１に示した。表２は、何の装置も作動させなかった場合であり、いわゆるブランクに相当する測定結果である。比較例の電気式コロナ放電型イオン発生器による測定結果を表３に示す。
【００４０】
【表１】
0003761242.tif 000003
【００４１】
【表２】
0003761242.tif 000004
【００４２】
【表３】
0003761242.tif 000005
【００４３】
（実施例２）イオンの測定
１．実施例１の測定ボックスを用い、真気発生機を測定ボックスの壁面から５ｃｍのところに置いた。イオン測定器を真気発生機から１０ｃｍの所（場所Ａ）と、同じ高さで５０ｃｍ離れた所（場所Ｂ）において同時に測定した。真気発生機の運転開始後、ただちにイオンの発生が認められ、一定の値が保持された。稼動１０分後の負イオンを測定したところ表４のような結果を得た。
【００４４】
【表４】
0003761242.tif 000006
【００４５】
一方、電気式コロナ放電型イオン発生器を実施例１の測定ボックスの中に入れ、該イオン発生器の近傍１０ｃｍの所（場所Ａ）と、やや上方８０ｃｍの所（場所Ｂ）とに設置し、同時に測定した。測定開始後、場所Ａにおいてはただちに、場所Ｂにおいてはややおくれて、イオンの濃度が急激に上昇することが観測されたが、その後徐々に下がりはじめた。表４には稼動１０分後の負イオンの測定結果をあわせて示す。
【００４６】
（実施例３）真気発生機として、水を固定羽根（衝突板）に吹付けてこれを分裂させる形式のものを用い、また、気液の分離は、膨張，収縮，平衡を繰返させることにより空気中より水滴を除去することに行った。一定時間運転後、真気発生機のスイッチを切り、一定時間毎にイオン濃度を測定した。イオンの測定場所は、実施例２の場所である。イオン濃度はスイッチを切った後８分間記録した。その結果を、図５（場所Ａ，Ｂにおける負イオン濃度の減少）に示す。負イオンは、時間に対して対数−対数グラフ上において直線的に減少した。
【００４７】
（実施例４）実施例１と同型の真気発生機を用い、３坪の部屋（内容積２１．４ｍ3、室内表面積４７．２ｍ3）の部屋を真気で満たして真気ルームとした。ただし、タンクの水温を１１．５℃とし、真気発生機と部屋とを結ぶライン上に設けられた加熱器の温度を２３．０℃とし、真気ルーム内の温度を２４℃，湿度６０％とした。真気ルーム内の温湿度が一定となったところで、真気発生機を完全に停止させ、１５分間イオン濃度を測定した。その結果を図６（アクリル板の容器、真気ルームおよび計算値）に示す。負イオンは、時間に対して対数−対数グラフ上において直線的に減少した。
【００４８】
（実施例５）負イオンの減少に関する実験を数値的にシミュレーションした。計算結果を図６にあわせて示す。計算値においても、時間に対して対数−対数グラフ上において直線的に減少した。
【００４９】
以下に、シミュレーションについて説明する。真気中に含まれている負イオンの構造は、
Ａ-Ｗｎ（Ａ：Ｏ2，ＯＨ，Ｎ2等，Ｗｎ：（Ｈ2Ｏ）ｎ，ｎ＝１，２，３）と表すことができると考えた。真気の製造において、Ａやｎが選択的に製造されるものではないので、真気は、様々な分子あるいはクラスターの混合物として製造されるであろう。そのため各々の分子あるいはクラスターには、それぞれ固有の安定性があると考えられる。ここで、真気を横軸に半減期，縦軸に量をとって図示すると、ある分布を示すことになるが、本発明においてはこれを半減期分布と定義する。すなわち、真気は分子量分布，組成分布および半減期分布を持つ。観測される負イオンは、この総和である。ある構造の負イオンＡｉに着目すると、負イオン１分子が電子受容体に電子を与えて中性分子となる機構を考えることができる。その減少は一次反応式（３）
Ｃｉｔ＝Ｃｉｅｘｐ（−ｋｉｔ）          ・・・（３）
Ｃｉｔ；時刻ｔにおける成分Ａｉの濃度
Ｃｉ；成分Ａｉの初濃度
ｋｉ；成分Ａｉの反応速度定数
ｔ；時刻
に従うと考えられる。実施例３，４において観測されたイオンの減少は、様々な構造を持つ負イオンが固有の半減期によって消滅しているものの総和である。
したがって、観測されるイオンの減少、すなわち、イオン濃度の変化は、前述の式（１）
【式１】
0003761242.tif 000007
Ｃ；観測開始後時刻ｔにおける空気イオン濃度
Ｃi；成分Ａiの観測開始時の濃度
ｋi；成分Ａiの反応速度定数
ｔ；時刻
に従う。
そして、この検討からイオンの減少を測定し、これを対数−対数グラフ上に図示したときの傾きは半減期分布の違いによるものであることが分かった。実施例３において、場所Ａ，Ｂにおけるイオンの減少の傾向が同一であるのは、両場所において、半減期分布が一致しているからである（図５参照）。さらに実施例４において、アクリル板内でも真気ルーム内でも同一の傾きであることが示されている。このことは、イオンの混合物が空間内に均一に分布していることを示すものである。表５にシミュレーションに用いた各種のパラメーターを示す。
【００５０】
【表５】
0003761242.tif 000008
【００５１】
イオン成分Ａ1〜Ａ11の各々の濃度変化の様子を図７（ある構造のイオンの濃度変化）に示した。また、５，６０，１２０，３００，６００，９００秒後の各種イオンの半減期分布を図８（時間経過による分布の変化）に示す。
【００５２】
次に、半減期３０秒以下，１００秒以下，１４０秒以下，２４０秒以下の負イオンが観測される場合を図９（半減期分布の違いと観測されるイオンの減少）に示す。この場合は、半減期の長いものが加わるにつれて、観測されるイオンの変化が異なることがわかる。逆に、観測されるイオンの変化（Ｓ字型の減少，Ｌ字型の減少）などから、半減期分布を予想することができる。
【００５３】
（実施例６）真気の水のクラスターの構造
真気の中性成分の分析は、質量分析法によって行った。質量分析計は四重極質量分析計を用い、コロナ放電によって得られる活性アルゴンガスにより大気圧下でイオン化をすることによって測定した（Ｍ．Ｔｓｕｈｉｙａ，ｅｔ  ａｌ．，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ  ａｎｄ  Ｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，９０，５５−７０（１９８７）．）。サンプリングは、イオン源の周囲を湿度８０％以上の真気で満たして行った。サンプルのイオン化は、高電圧の針の近傍において、中性成分が活性アルゴンガスと反応し、電子が針に捕捉され、正イオンが生じることにより行われる。通常この反応の場はガラス管によって囲われている。
【００５４】
真気はガラス管の外部から供給されるので、ガラス管の径や形状によって、同一のサンプルであっても観測されるスペクトルは異なる。真気を観測する場合、管径が細いほど針先でのサンプルの凝縮は起こりにくくなり、実際よりも小さなクラスターが観測される場合がある。本実施例においては、管の内径が３ｃｍ，長さが６ｃｍのものを用いた。同一のサンプルでも、管の内径が２．５ｃｍ，長さが５．５ｃｍとなっただけで観測される分布が異なる（通常、管径が太くなると、分布が高質量数側にシフトする）。
【００５５】
図１０（真気中の水クラスターの分布に対する針温度の影響）に、針温度を変化させたときの真気中の分布の変化や、平均構成分子数Ｎの変化を示した。このときの真気の湿度はイオン源のガラス管内において１００％であった。水クラスターの構成分子数Ｎは、前述の式（２）
【式２】
0003761242.tif 000009
Ｎ；平均構成分子数
Ｉi；ｉ番目に観測される水クラスターのイオン強度
ｎi；ｉ番目に観測される水クラスターの構成分子数
で計算した。針温度を上げることによって、分子量の分布が高質量数から低質量数に移ってきていることが明らかである。さらに、針近傍での凝縮はあまり起こっていないことが示されている。この検討から、真気の典型的なチャートを図１１に示した。針温度の変化による分布の変化は、ガラス管への導入方向によっても変わるが、本実施例の結果は、ガラス管の下方より真気を導入して計算したものである。図１１に明らかなように式（２）により求められる水クラスターの構成分子数Ｎが２５以下の水クラスターが観測される。
【００５６】
次に、真気のクラスターと天然に存在する空気中に含まれる水のクラスターとを比較した。真気は、高湿度であるため、低湿度の場合は室内の空気を使用すれば測定可能であるが、高湿度となると人工的に製造する必要がある。天然の空気中の水分は、水を加熱すれば得ることができるので、次のように測定を行った。
【００５７】
高湿度空気の水源は、３００ｍｌの三つ口フラスコに水をいれ、それを加熱することによって得た。加熱は水浴を用いて行い、アルゴンガスを流通させ、液面近傍のクラスターをガラス管とプラスチックチューブを用いてサンプリングしてイオン源の中に導入した。湿度は、イオン源の中の湿度を測定したが、アルゴン流量を変化させることによってイオン源内の湿度は変化させることができた。
【００５８】
この時に針先での凝縮が懸念されたので、針温度の影響を調べた結果を表６に示す。
【００５９】
【表６】
0003761242.tif 000010
【００６０】
表６により水源の温度が４６℃のとき、やや凝縮が起こっていることが分かる。なお、５３℃のときは、４６℃のときよりも大きなクラスターが得られているが、凝縮の影響はなかった。また、水源の温度が高いほど大きなクラスターが得られた。この結果は、水を加熱して得た水のクラスターは、天然の高湿度空気中の水のクラスターと同様の傾向を示すものと思われるが、実験装置の構造（ガラス管の大きさ，形状や、装置全体の大きさ，形状）に大きく依存していることを示している。水を加熱した場合の、比較的高湿度の場合の水のマススペクトルを図１２に示した。
【００６１】
また、相対湿度と水クラスターの構成分子数との関係を表７に示した。
【００６２】
【表７】
0003761242.tif 000011
【００６３】
天然の空気中においては、湿度が高くなるにつれて水のクラスターの大きさは大きくなるが、真気の場合は、高湿度の場合においても凝縮の影響が少なく、比較的小さなクラスターが観測された。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明による真気は、イオンを含んでいるため、生理活性空気（広義）に含まれるが「発明が解決しようとする課題」の項に示したように生理活性空（狭義）との間には以下のような違いがある。すなわち、
【００６５】
狭義の生理活性空気は、天然に生成された低相対湿度の空気であり、空気中に含まれるイオン組成は、正イオンが過剰であるのに対し、真気は、人工的に生成された高相対湿度の空気であり、空気中に含まれるイオン組成は負イオンが過剰である。
【００６６】
上記の生理活性空気（狭義）は、たまたま低相対湿度，正イオン過剰のイオン組成となっているが、日本の梅雨時に多くの人々に倦怠感や憂鬱を与える空気や、夏期にオホーツク高気圧によってもたらされ東北地方に冷害を起こさせる空気も、生理活性空気と考えられる。いずれも相対湿度は高いと考えられるが、イオン組成に関しては検討が十分ではない。なお、実施例から、梅雨時や山背の空気は高湿度であるため、それに含まれる水クラスターの平均構成分子数が大きいことも予想される。したがって、生理活性の本体は、真気中のイオンのみでなく、水クラスターの分布そのもの（大きさ，広がり，偏り）も関与している可能性もある。
【００６７】
図１３は、生気象学的な認識をなされている各種空気について、相対湿度と、イオン量と組成を表す値（Ｉ．Ｉ−ｉｏｎ  ｉｎｄｅｘ）によって整理し、真気をその中に位置付けしたものである。
【００６８】
真気には、生理活性のみならず脱臭効果もあったが、この効果は主として真気の特徴的な水クラスターの構造，性質によるものであると考えられる。真気は、高相対湿度においても、通常空気中に存在すると考えられる空気に含まれる水クラスターよりも、平均構成分子数が小さく、凝縮しにくい性質がある。このような性質が、臭気分子を包接することで消臭効果を発揮したり、あるいは臭気分子に対してキャリアーとして作用し、臭気分子を対象空間から除去しているものと考えられる。また、塵埃に対しても、真気中のイオンが電気的に塵埃に対して作用すると共に、真気の水クラスターの独自の性質によって、除塵されていくものと考えられる。
【００６９】
真気の負イオンは、密閉されたプラスチック容器内でも連続的に供給されるが、電気式コロナ放電型イオン発生器では、連続的にイオンを供給することはできなかった。また、同密閉空間において、一定時間運転後、真気中にはオゾン臭が確認されなかったが、電気式コロナ放電型のイオン発生器を使用した場合はオゾン臭が確認された。さらに、電気式コロナ放電型イオン発生器のイオンを同時に２点で測定したが、イオンの立ち上がりと、イオンが減少してゼロになるまでの変化は、時間的にずれがあった。真気の負イオンの寿命を測定し、その実験結果に合うような数値シミュレーションを行った結果、真気は、いろいろな半減期を持つイオンの混合物であるというモデルが支持された。また、イオン分布には、場所による違いが見出されなかった。以上のことから、真気に含まれる負イオンは、従来の技術である電気式コロナ放電型イオン発生器により得られるものとは、その生成過程、生成したものの安定性と、その均一な分布に関しても異なることが示された。
【００７０】
以上のことから、本発明である真気は、
（１）相対湿度とイオン量及び負／正比率などが、天然の空気と比較して独自の位置を占める。
（２）真気に含まれる水クラスターは、その分子量分布，数平均分子量，安定性が、通常の空気に含まれると見積もられる水クラスターと
比較して異なる。
（３）真気に含まれる負イオン（移動度０．４ｃｍ2／Ｖ・ｃｍ）は、イオン成分の混合物であり、各々の半減期を持つが、真気にはコロナ放電にはない長寿命のものが含まれると考えられ、しかも、空間へ均一に分布される、
という、構造上の特徴を有している。このような特徴の真気は、レナード効果とシンプソン理論に基づいてイオンを発生させる真気発生機によって一定品質のものを得ることができ、生理活性のみならず、脱臭，除塵効果が発現される。また、本発明により、高相対湿度空気環境下であっても、空気中の水クラスターの平均構成分子数が小さく凝縮しにくい高湿度空気が得られる。また、水を噴射する衝突板の衝突面上に溝を設けることにより、水溜まりができず、負イオンの発生量を低下させない負イオン発生方法を提供することができる。
【００７１】
特に、真気には、空気清浄機能のある成分が含まれており、その成分そのものによって温湿度が管理可能であること、それが広い空間にも均一に分布すること、および生理活性のある負イオンが含まれていることから、次のものに使用することが考えられる。すなわち、広い場所で、負イオンの生理活性が期待され、さらに清浄空間であることが求められる場所である。そのような場所として、道場、例えば、柔道などの武術の訓練場，墨汁の臭気の漂う書道場，コンサートホール，美術館などや、学校の講義室などを挙げることができる。このような場所において、この発明が生かされることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】真気発生機の水スプレーに用いるスプレーパターンとその応用例を示す図である。
【図２】スプレーパターンと噴射圧とスプレー粒子径を示す図である。
【図３】衝突板上に水スプレーをしたときの水の分散状況を示す図である。
【図４】本発明の生理活性空気を発生させる真気発生機の一例を示す図である。
【図５】実施例３の場所Ａ，Ｂにおける負イオン濃度変化を示す図である。
【図６】実施例４のイオン濃度の変化及び実施例４〜６の実験およびシミュレーションの結果を示す図である。
【図７】実施例５におけるイオン成分Ａ1〜Ａ11の各々の濃度変化のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】実施例５における５，６０，１２０，３００，６００，９００秒後の半減期分布の変化のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】実施例５における半減期イオン群のうち、一部のイオンが存在するときに観測されるイオン濃度の変化を示す図である。
【図１０】針温度を変化させたときの真気中の水クラスター分布の変化を示す図である。
【図１１】相対湿度１００％，針温度７２℃における真気のマススペクトラムを示す図である。
【図１２】水を加熱して得られる高湿度空気のマススペクトルを示す図である。
【図１３】各種空気についての相対湿度と、イオン量と、組成を示す値（１．１＝ｉｏｎｉｎｄｅｘ）によって整理し、真気をその中に位置付けをした場合の図である。
【符号の説明】
１  反応器（セパラブルフラスコ）
２  スリーワンモータ
３  撹拌羽根
４  ノズル
５  水槽
６  ポンプ
７  送風機
８  サイクロン
９  空気取入口
１０  吹出口
【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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