JPH0871409A - マイナスアルカリイオンを含む空気の生成装置と方法 - Google Patents
マイナスアルカリイオンを含む空気の生成装置と方法Info
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
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Abstract
提供。 【構成】 図2に示す平面拡大部分図のごとくに、平均
0.3 ミクロン〜3ミクロンの粒度の電気石微粉末20が
あり、電気石担持物30が上記の電気石微粉末20をそ
こに均一に混合したものであって、体積固有直流電気抵
抗が107 〜1010Ω・cmを示す布状のものである。以
上でもって、図3に示す正面断面図のごとくに、通気接
触反応部2を構成する。これが筐体1の下部の空気吸入
口1bの上部であって、その筐体1の内部全面にわたっ
て図3のごとくに張られていて、電動ファンからなる通
風手段3が上記の電気石担持物30に直接強制通風させ
そこの空気に接触させその空気中の湿気である水分子か
らマイナスアルカリイオンを作り、その筐体1の上部に
設けられた送気口1bからそのマイナスアルカリイオン
を含む空気を設置箇所に送り出す。
Description
ンを含む空気生成装置と方法は、広くは生活環境の空気
改質の方法、および改質のための装置に関するものであ
り、改質された空気に含まれるマイナス・アルカリ・イ
オン(ヒドロキシルイオン)は、身体の表面および呼吸
によって体内に吸収され健康、医療分野に有益な効果を
もたらす装置と方法に関するものである。
場、その場所を問わず室内の空気を改質するものとして
利用される。また、このマイナス・アルカリ・イオンを
含む空気の生成方法によってつくられた空気は、顕著な
消臭効果をもたらすものであり、健康、医療面での効果
と併せて利用される。
をすることがそれぞれの分野の専門家によって50年以
上も前に大々的に研究され、したがって有用なマイナス
・イオンの発生方法や装置が研究されていた。しかし、
このイオンの定義と観念が誤っていたゆえに、その発生
方法や装置の研究は行き詰まっていた。本願発明は、こ
の定義にそのポイントがあるので、これを以下に詳細に
述べる。
および「空気イオン生成器」と呼ばれているものについ
て述べる。我々人類の健康が、空気の状態によって大き
く左右されることは周知の事である。20世紀の初め頃
から各国で空気中に存在する電荷を帯びた微粒子が注目
され空気イオンの観念、語句が生まれ、物理学や気象学
や衛生・生理学および治療医学の方面において数多くの
研究が行なわれ、実用化が試みられてきた。
のは、電極間の空気中におけける放電を利用するもので
あり、電極の形状によって次のようなものがある。 (1) 尖端 − 平板 (2) 線条 − 平板 (3) 線条 − 円筒 (4) 線条 − 網状平板(円筒) 電源として、一次側は交流100Vで二次高圧側はネオトラ
ンス等を利用して、3,000V以上の高電圧を用いた放電に
よる空気のイオン化を行なっている。発生する正負のイ
オンを、電気的フィルターを通して正負いづれかのイオ
ン物質を取り出している。
効な医学分野での研究報告がされているにもかかわら
ず、マイナス空気イオン発生器が半世紀近くの長い間実
用化されていない。その理由は、従来は電気的な絶縁体
である空気を、3,000V以上の高電圧を用いた放電によっ
て電離(イオン化)する点にある。このような高電圧放
電によっては、望まれるマイナス・イオン以外に、オゾ
ン・O3や酸化窒素、NO、NO2 その他いくつかの活性酸素
も同時に発生し、これらを電気的フィルターで正負に分
けるだけで除去することが難しいことによる。
ことは、古くから知られている。最近では、過酸化脂質
や活性酸素などは、老化や癌発生の引き金になることが
わかっている。また、有害なプラスの空気イオンを除去
するための電気的フィルターは、その構造と効果や効率
などの点で十分ではない。したがって、空気イオンと呼
ばれるものが長い間にわたって、大きな期待と注目を浴
びながら、その実用化はいまだに成功するに至ってない
のが実情である。
ン発生器とその原理や構造の殆ど同じ物が、「イオン式
空気清浄器」の名の下に商品化されている。これは、電
極の間に発生するイオン風を利用して、煙草の煙などを
ろ過用紙に付着させるファンを用いない方式のものであ
る。そして、依然としてオゾン発生についての注意書
が、これらの商品の取扱説明書には述べてある。その構
造は、線条−平板、又は線条−円筒式の放電電極を用い
た古い形式のものと変わっていない。
わらず、「空気イオン」と呼ばれるものに関する医学方
面における研究は古くから世界中で行なわれた。特に、
生理学や治療医学における多くの研究は広く臨床実験を
含めた多くの文献や成書の中で発表されていることは、
すでに半世紀も経た現在でも未解決の重要なテーマとし
て、現在の新しい科学技術によって再び取り上げられる
だけの大きな意義と価値をもつものであることを示して
いる。これら、古くから各国の多くの研究者が行なって
きた空気イオンの医学上の研究は、本願発明の特許出願
人のこの発明の研究において、大きな動機を与えたもの
として大きな意義をもっている。
ンに関する代表的な成書としては下記のものがある。こ
の中には、「空気イオン」の医学および生理的な効果に
ついて詳しい記述がある。 まず、[著書]医学領域「空気イオンの理論と実際」 医博 木村 正一 医博 谷口 正弘 共著 南山堂 昭和13年5月8日
発行 この本は、全文 226頁で、内外の参考文献 309篇、当時
における空気イオンに関する内外の研究を総括したもの
であり、帝国学士院や日本学術振興会等の援助を得て北
海道大、阪大、その他の官民の医学研究者の協力によっ
てつくられたものである。
分類している。 1. 遊離電子(自由電子) 2. 原子イオン(正負共にあり) 3. 軽イオン(正負共にあり) 4. 重イオン 正または負の軽イオン或いは電子が埃や霧、煙などの微
粒子に付着したもの。 5. 中間イオン 軽イオンと重イオンの中間の大きさのものを言う。地表
近くの大気中には、普通軽イオンと重イオンの二種類だ
けが存在するとされている。
生器(504〜508頁)の項においても、空気イオンおよび空
気イオン生成器について概要が記されている。 [著書]「静電気ハンドブック」 地人書館 高分子学会編 昭和42年1月初版 平成元年10月再販
当長い年月をへだているものにも係わらず、その中で述
べられている「空気イオン」や「イオン」の定義や観念
はほとんど変わっていない。すなわち、「イオン」と多
くの種類の「帯電微粒子」とが混同されているのであ
る。空気イオンの生成の方法とその装置についても、こ
の誤った空気イオンの観念に基づいている。このような
空気イオンについての考えは、その当時の物理学の知識
であり、やむを得ないものであるが現在から考えると不
十分、または適当でない知見である。
用いられているその概念との違いについて述べる。 (1) 「イオン」の定義について 岩波理化学辞典第4版(1993年6月10日)63頁に
は、「イオン」について「電荷を持つ原子又は原子団
(分子を含む)を言う。」と記されている。また現在こ
の理化学辞典には、「空気イオン」という語句は残って
いない。 (2) 一方、「空気イオン」についての物理学や医学の
分野で行なわれた現在までの内外の研究文献を編集し発
行された「静電気ハンドブック」(平成1年10月11
日 高分子学会編)の4〜10項の「イオン発生器」50
4〜508頁の中の「空気イオン」の説明文において、「大
気中にはイオンがあり、そのイオンの中には小イオン、
中イオン、中間イオン、および大イオンなど、その大き
さによって分類されている。このときもまだ古い「イオ
ン」の定義を用いている。
する帯電微粒子を「空気イオン」と呼び、その物理的、
気象学的な研究が始まり50年前には、この「空気イオ
ン」の人間の身体に対する医学的、生理学的な研究が世
界各国で活発に行なわれた。それによって、多くの研究
報告や著書が発表されたが、その研究は第2次大戦によ
り中断されてしまい、今日当時の多くの成果が引き継が
れて新しい研究が為されていない状態である。
工業の高度成長は工場の増加、人口の密集、自動車の増
加、エネルギー利用の急増、都市化等によって大気は著
しく汚染され、これによる新しい病気も増えている。同
時に、水を始めとする全般的な環境の汚染はいまや、地
球規模の大きな問題となっている。本願発明は、現在の
汚染された空気を浄化するだけではなく、改質すること
によって更に進んで人間の健康、病気の治療、予防に役
立つための空気改質の方法、その装置が未だに存在して
いないことを解決すべき問題とするものである。
ン」の科学的定義を再度検討し研究する意義が生じた。
本願発明の特許出願人は、これらの過去の多くの研究成
果を詳細に調査、検討しその結果次のような結論を得
た。 1. 従来の「空気イオン」の定義および観念が、現在
の物理学で用いている「イオン」と全く異なっている。
正しい定義および観念に基づいて新しく研究開発の方向
と作業を構築すべきである。 2. この基本的な間違いによって、従来の「空気イオ
ン」の測定法また生成方法や装置の研究がゆきづまった
のであり、原点から検討し直すべきである。
効果の研究が行われた医学や生理学の分野では、空気イ
オンをその粒子の大きさで分類して、大、中、小のう
ち、小イオンのマイナス電荷を帯びた軽イオン(「マイ
ナス空気イオン」とも呼ぶ)が人体に対して良い作用と
効果を与えていることが報告されている。また、プラス
電荷を帯びた空気イオンは、好ましくない作用と効果を
与えることが多くの研究者によって報告されている。し
かし、空気イオンを作るためには単に空気を電離すれば
良いとの短絡した発想に基づき、ネオントランスを用い
た空気中における高圧放電により空気イオンを生成した
としている。この方法では、当然マイナスイオンとプラ
スイオンおよび各種の化合物が発生する。数千ボルトの
高圧放電下では、マイナスイオンにも、O1 - O2 - O3 - NO
- NO2 等多くの危険なものが発生する。
スイオン」とは何なのか、今日に至るまでこの求められ
るイオン物質は特定されていない。ただ、マイナス電荷
を持った軽イオンであるとの表現がされているだけであ
る。また、この様な物質が単独のものなのか或は幾つか
のマイナスイオンの混合したものなのかも判っていな
い。このような不明確な空気イオンについての知識では
その生成器や測定器を作ることは不可能であり、また一
体何を作っているのか何を測定しているのかも分からな
い。
治療的な効果についての研究は、その対象が人体である
ことを考えれば、50年前と現在とで空気イオンを人体
に与えた場合の効果について、医学や生理学などの学術
的臨床的な診断や評価が極端に異なる結論となるとは考
えられない。このとき人体に与えられた空気イオンの実
体が不明確なことに全ての問題の原因がある。
も、いわゆる「空気イオン」と言われるものと人体の医
学治療や生理学上の関係について各国の多くの研究者に
よって次のような結論が得られている。また、その現象
および事実は、信用しうるものである。「一般にマイナ
ス空気イオンの効果は鎮静的であり、鎮痛、催眠、鎮
咳、制汗、食欲こう進、血圧降下、爽快感、疲労防止等
の効果があり、プラス空気イオンはこれと反対で、刺激
的で、不眠、頭痛、不快感、血圧増進、温感等の作用が
ある」。各国においてこのような「空気イオン」の生理
作用は大きな注目をあび、建造物内の環境衛生、大気の
汚染、都市衛生、工業社会の中での健康管理のための空
気イオンの人工的な生成は、重要な研究課題となった。
しかしながら、この大きな課題が今まで解決のめどさえ
つかめないのは、空気イオンの実体が不明確なためであ
る。
アルカリイオンを含む空気の生成装置と方法は、以上の
技術的な問題点に鑑みて、空気それ自体のイオン化では
なく、空気中の水分のイオン化を試みたものである。す
なわち、本願の発明者は、空気中に水があることに注目
した。この空気中の水は、湿気と呼ばれ、その多少は湿
度で表されている。この水は、水の分子が2〜3個の小
さな集合体になって、空気中を浮遊している。水分子の
半径は1.5×108cmである。
イオンを含む空気の生成装置と方法の具体的な構成を詳
細に記載する。最初に、本発明の請求項1に記載してい
る発明であるマイナスアルカリイオンを含む空気の生成
装置の構成を説明する。これはまず、電気石微粉末があ
る。この電気石微粉末は、平均0.3 ミクロン〜3ミクロ
ンの粒度のものである。つぎに、電気石担持物がある。
この電気石担持物は、上記の電気石微粉末をそこに均一
に混合したものであって、体積固有直流電気抵抗が10
7 〜1010Ω・cmを示すものであり、且つ布状やハニカ
ム状あるいは粒状のごとき空気接触面積の大きなもので
ある。そして、通風手段がある。この通風手段は、上記
の電気石担持物に直接強制通風させこの空気に接触させ
るものである。
イオンを含む空気の生成装置と方法の請求項2に記載し
た発明のマイナスアルカリイオンを含む空気の生成装置
の構成を説明する。この発明は、以下の点以外は上記の
請求項1の発明の構成と同一である。それゆえに、上記
の請求項1の発明の構成の説明の全文をここに援用し
て、以下の構成の説明をこれに追加する。上記の請求項
1の発明の構成との差異は、上記の電気石担持物が浸漬
等により接触する水の存在である。そして、この水は、
上記の電気石担持物の全部または一部に接触するもので
あって、水入りの容器の中にその全部または一部が浸漬
してその水の表面は通風手段により強制通風されその空
気と接触することにより水の表面から蒸発が行なわれ空
気の湿気となる構成となっている。
が容器となってその容器の中に注水されその水の表面を
介してその容器が強制通風され接触される構成のもので
もよい。
イオンを含む空気の生成装置と方法の請求項3に記載し
た発明のマイナスアルカリイオンを含む空気の生成方法
の構成を説明する。まず、平均0.3 ミクロン〜3ミクロ
ンの粒度の電気石微粉末を均一に混合したものであっ
て、体積固有直流電気抵抗が107 〜1010Ω・cmを示
すものであり、且つ布状やハニカム状あるいは粒状のご
とき空気接触面積の大きな電気石担持物に通風手段で直
接強制通風させ接触させ、その空気中の水分(湿気)を
電離(イオン化)してマイナスイオンを作る方法であ
る。
イオンを含む空気の生成装置と方法の請求項4に記載し
た発明のマイナスアルカリイオンを含む空気の生成方法
の構成を説明する。この発明は、以下の点以外は上記の
請求項3の発明の構成と同一である。それゆえに、上記
の請求項3の発明の構成の説明の全文をここに援用し
て、以下の構成の説明をこれに追加する。上記の請求項
3の発明の構成との差異は、上記の電気石担持物に接触
する水の存在である。そして、この水は、上記の電気石
担持物の全部または一部に接触するものであって、水入
りの容器の中にその全部または一部が浸漬してその水の
表面は通風手段により強制通風されその空気と接触させ
られる方法なっている。
が容器となってその容器の中に注水されその水の表面を
介してその容器が強制通風され接触されらる方法のもの
でもよい。
は4に記載の電気石担持物は、繊維またはゴム弾性体
(エラストマー)またはセラミックから成るものがよ
い。
オンを含む空気の生成装置と方法は、従来の学術的理論
を覆すものであるゆえに、最初にその作用の基本理論を
述べる。そこで、まず、ヒドロキシル・イオン H3O
2 -(H2O・OH-)の作用機序を述べる。
収 肺を通じて身体にこのヒドロキシルイオンが作用する
時、肺の内被細胞の細胞膜は浸透し易くなる。このイオ
ンが、膜透力を向上させることは、前述の松岡氏と岩本
氏の報文に実証されている。これによって、ヒドロキシ
ル・イオンは、イオンが帯びている電子と共に毛細血管
の細胞を通って血液中に入って行く。血液は、全身の各
組織に電子を帯びたマイナスイオンを運搬し、血液の酸
性化を弱アルカリ性 (pH7.5)に調整する。穏やかな界面
活性作用をもつこのイオンは、コレステロールを解膠
(コロイド化)分散して血管の凝固を柔らげる。その結
果として、血圧を下げて血行をよくし、新陳代謝や発育
および内分泌機能を向上させる。
の水和力(水との親和性の向上)を高めて病気に対する
抵抗力が強まる。このイオンが、肺以外の身体の表面か
らも入って呼吸によるものと同様の効果を現すことは足
羽氏の実験はこのイオンの場合も該当すると考えられ
る。 (文献) 足羽正伸:空気イオンの血圧降下作用とその量的関係 医海時報2214 昭和12年1月
オン(マイナスアルカリイオン)を含む空気(マイナス
空気イオン)は、湿気成分である水分子を天然物である
電気石の永久電極による間けつ放電の電離で作られたも
のである。そして、水分子以外の物質を含んでいないこ
と、またこのヒドロキシルイオンの穏和な界面活性作用
は、液体中でその濃度がたとえ増加した場合でもそのpH
値は飽和する性質をもち7.0〜7.5を越えない。このこと
は、普通の水において、確かめられられていることから
考え、人体に危険や害を及ぼすことは生成の過程からみ
て全くあり得ない。むしろ、過去半世紀に渡り、各国の
多くの研究者が追い求めたマイナス空気イオンはその帯
電している電荷がマイナスであること、また、アルカリ
の度合の指標となっている OH-イオンと水分子が水和結
合したものであり、人体の体液にとっても好ましいもの
である。また、このヒドロキシルイオンの示す穏やかな
界面活性作用は、このイオン物質の体内への進入の機序
さらには、コレステロールの凝固や付着などを防ぎ、体
液を輸送する多くの血管等の管壁面を浄化するなどの積
極的な作用を人体に及ぼすと考えられる。
で当時のマイナス空気イオンと考えられたものが示した
良い効果の殆どは、このヒドロキシルイオンを含む空気
によってそのまま置き換えられると考えられる。有害な
マイナスイオンやオゾンガスが存在しないことは、過去
のマイナス空気イオンと呼ばれているものが示した以上
の良い結果が期待される。今後この方面についての研究
は、医学、生理学の方面の専門の方々の研究に期待する
ものである。
含む空気の生成装置と方法は、以上のごとき構成に為し
たゆえに具体的には以下のごとき作用が生じた。最初
に、本発明の請求項1に記載した発明のマイナスアルカ
リイオンを含む空気の生成装置の作用を説明する。ま
ず、電気石担持物が、上記の電気石微粉末をそこに均一
に混合し、体積固有直流電気抵抗が107 〜1010Ω・
cmを示すものであり、且つ布状やハニカム状あるいは粒
状のごとき空気接触面積の大きなものであり、通風手段
が上記の電気石担持物に直接強制通風させそこの空気に
接触させるものであるゆえに、空気中の水分子がマイナ
スアルカリイオン化される。
イオンを含む空気の生成装置と方法の請求項2に記載し
た発明のマイナスアルカリイオンを含む空気の生成装置
の作用を説明する。この発明は、以下の点以外は上記の
請求項1の発明の作用と同一である。それゆえに、上記
の請求項1の発明の作用の説明の全文をここに援用し
て、以下の作用の説明をこれに追加する。上記の請求項
1の発明の作用との差異は、上記の電気石担持物に接触
する水の存在である。そして、この水は、上記の電気石
担持物の全部または一部に接触するものであって、水入
りの容器の中にその全部または一部が浸漬してその水の
表面は通風手段により強制通風されその空気と接触する
ものとなっている。したがって、その水のマイナスアル
カリイオン化がより促進される。また、その水を通じて
のマイナスアルカリイオン化ばかりでなく、その電気石
担持物への直接の強制通風によってその空気の中の水分
子のマイナスアルカリイオン化も為される。
が容器となってその容器の中に注水されその水の表面を
介してその容器が強制通風され接触される場合は、その
作用も有り得る。
イオンを含む空気の生成装置と方法の請求項3に記載し
た発明のマイナスアルカリイオンを含む空気の生成方法
の作用を説明する。まず、平均0.3 ミクロン〜3ミクロ
ンの粒度の電気石微粉末を均一に混合したものであっ
て、体積固有直流電気抵抗が107 〜1010Ω・cmを示
すものであり、且つ布状やハニカム状あるいは粒状のご
とき空気接触面積の大きな電気石担持物が、通風手段に
より直接強制通風させられその空気に接触させられるゆ
えに、その空気中の水分(湿気)が電離(イオン化)さ
れてマイナスイオンがつくられる。
イオンを含む空気の生成装置と方法の請求項4に記載し
た発明のマイナスアルカリイオンを含む空気の生成方法
の作用を説明する。この発明は、以下の点以外は上記の
請求項3の発明の作用と同一である。それゆえに、上記
の請求項3の発明の作用の説明の全文をここに援用し
て、以下の作用の説明をこれに追加する。上記の請求項
3の発明の作用との差異は、上記の電気石担持物に接触
する水の存在である。そして、この水は、上記の電気石
担持物の全部または一部に接触させられるものであっ
て、水入りの容器の中にその全部または一部が浸漬して
その水の表面は通風手段により強制通風させられその空
気と接触させられる。したがって、その水のマイナスア
ルカリイオン化がより促進される。また、その水を通じ
てのマイナスアルカリイオン化ばかりでなく、その電気
石担持物への直接の強制通風によってその空気の中の水
分子のマイナスアルカリイオン化も為される。
が容器となってその容器の中に注水されその水の表面を
介してその容器が強制通風され接触されらる方法のもの
でもよい。
初に述べる。本願発明の特許出願人は、1989年10月に
電気石に永久電極が存在することを発見した。これに引
き続いて、この微細結晶が持つ微細電極(平均3ミクロ
ン)およびこれを担持したセラミック粒状物を用い、水
の分解圧(理論値0.7V)以下の微弱な電気分解をすると
きに、水にヒドロキシル・イオンH3O2 -と水素ガスH2(H+
+e→H→H2)が発生して、このヒドロキシル・イオンが界
面活性物質としての性質を持つものであることを見いだ
した。疎水基としてH・O- 基、親水基として、水分子・H
2Oが結合したものであることを推論し、学術誌「固体物
理」誌上に発表した(1989年12月、24・12号)。
この理論の実証はその後、元東大教授の故中村輝太郎教
授、また高知大学農学部の松岡教授、および農林水産省
食品(研)の岩本氏等によって追試が行なわれ、これら
の実証によって現在「久保理論」と呼ばれるようになっ
ている。
しての水における電気石の永久電極による微弱電気分解
と類似した現象が、空気中の湿度成分である水分子また
は水分子の集合体(数個程度)と電気石の永久電極との
間で生じていると考えた。HO- イオン1個と水分子H2O
が結合した状態の他に、水分子2個または3個以上がゆ
るやかに結合した水和と言える状態のものなど色々な形
のものが存在するであろう。しかし、空気中の湿度成分
として、水分子2〜3個の集合体が一般的であると言う
説が正しければ、この内の1個の水分子が電離して、H+
イオンが水素ガスとなり、残ったHO- イオン1個と水分
子1個又は2個が結合した状態のものと考えられる。
にあるときと違うのは、空気の中ではお互いが離れて浮
遊していると言うことである。それぞれのヒドロキシル
・イオンは空気によって隔離されている。しかも、この
イオンの電荷は、同じマイナス電荷であるため、お互い
反発し合い、またブラウン運動によって凝集、集合する
ことなく分散した状態にある。
と分子又は分子集合体が結び付いたもの以外に荷電粒子
という分子などに比べてはるかに大きな物質粒子で正負
に帯電しているものが多く存在している。その多くは空
気中の汚染物質であり、イオンとは呼ばない各種排気に
より発生する粉塵、煙などである。従来は、これらのも
のも空気イオンに含んで呼ばれていた。その殆どはプラ
スに帯電して、大きさも大きいために移動度は小さく、
固体表面に付着しやすく電気集塵で容易に集塵できる。
には殆ど不明確な時に世界各国の研究者によって行われ
た多くの医学、治療、生理、臨床学上の研究はマイナス
空気イオンの物質も明らかにされないにも係わらずマイ
ナス軽イオンの名をつけ、全くの手さぐりで行なわれ
た。その膨大な報告は、このマイナス空気イオンを本願
発明の特許出願人がヒドロキシル・イオンであることを
特定したとしてもその重要な歴史的意義は失われない。
むしろ、多くの示唆を与えたものであり今後の発展に役
立つものである。
器」を試作し、次の事項を確認するために行なった実験
である。 [目的] 空気中の湿度成分である水分子が永久電極を
もつ結晶を担持したレーヨンファイバーと接触して、発
生する放電反応により、水素ガスとOHイオンに分離す
ることを定性的に実証することを目的として行なった。
ある。図中、1は木製の筐体であり、2は通気接触反応
部で、レーヨンの不織布から成る電気石担持物である。
3は12VDCの通気用軸流ファンであり、4はアクリ
ル板の真空デシケーターで、5はパッキング付のガスク
ロマト用サンプリング採取口である。6は採水用テフロ
ンチューブ挿入口で、7はテフロンチューブであり、8
は採水用減圧ゴムボール(吸入)である。そして、9は
サンプル水吸入貯水瓶で、10は水貯めトレイであり、
11は電源コード密封挿入口である。 [方法]厚いアクリル板(15mm厚)でつくられた真空
デシケーターを利用、この密閉ボックスの中の底部に水
を入れたトレイを置く。その上の棚(空気の流通孔が数
多くあいている)の上に別紙の図ような構造の装置を置
く。ここではこれをマイナス空気イオン生成器と呼ぶ。
この装置の天板中央にある軸流ファンによってボックス
内の空気は絶えず環流する。この空気は、この装置の下
の底面に設けられた「電気石を担持したレーヨンファイ
バー」でつくられた通気性と接触面積の大きいレーヨン
不織布を重ねたマットを必ず通過するようになってい
る。
が、このレーヨンファイバーの中に混入されている電気
石の微細結晶(大きさ平均0.3〜0.4ミクロン位)の中心から
数ミクロン(5〜10μ)の距離に近づくと、瞬間的な
放電により水分子は電離され、H2O→H+ + OH-
の反応によって生じたH+イオンは、H2 (水素ガス)
になって空気中に放散、OH-イオンはH2O(水分子)
と水和結合してヒドロキシルイオンHO- − H2O
(H3O2)をつくる。 このH3O2 -ヒドロキシルイオン
は、疎水基としてHO-をもち、親水基として水分子H2
Oをもつ界面活性物質である。このH3O2 - イオンは時
間の経過とともにこのボックス内の空気中に増えてい
く。
ックス底部のトレイの中の水の表面とふれるとき、空気
中のH3O2 - イオン分子は水の表面に吸着され吸収され
る。この分子は、水の表面に疎水基H・0- を水と反対
方向に向けて配向した単分子膜をつくっていく。この現
象は、全ての界面活性物質に共通したものである。H3
O2 - イオンの単分子膜が水の表面を覆っていくにした
がって表面の水分子間の結合力は弱まり、蒸発が速くな
る。このことは、密閉されたボックス内の湿度(相対)
を大きくする。
界面活性物質の分子がつくる単分子膜によるものであ
り、水全体の量に対するその量は極めて僅かであるが湿
度の上昇値は大きく、充分測定できる値のものである。
一方、水素ガスの発生量はこのOH- イオン(又はH3
O2 - イオン)に対応するものであり、その量は通常の
ガマクロマトグラフをもってしてもむずかしい。推定で
は2〜3日間のテスト時間では1ppm (測定限度)に達
しない。しかし、一定の時間(約5分)ファンを停止
し、空気の循環を停止するとき、水素ガスは空気に比べ
て遥かに軽いのでボックス内の上部に濃縮される。その
空気からサンプル採取を行い測定することによって、水
素ガスの発生を定性的に検知できると考えた。
された。 (註) ファンを停止後、水素ガスはボックスの天井部に
上昇、濃縮されてその濃度が高くなり、ガマクロマトグ
ラフィによって検出された。1ppm 以下ではあったが、
ガスクロマトグラフの上に水素のピークが認められた
(このガスクロマトグラフは、島津製作所製のGC−6
Aで、カラム:MS−13X 4m×3mmφで カラム
温度:40℃ 気化室温度:室温 検出温度:60℃
検出器:TCD)。 2 ボックス内の湿度は時間と共に上昇して、51時間
後には51%→81%になった。ボックス内の温度は大きな
変化はない。湿度の上昇は、生成器によってつくられら
ヒドロキシルイオンH3O2 - が通風と底部トレイの中の
水面との接触により吸着、吸収されたことにより水面か
らの水の蒸発速度が大きくなったためである。 3 経時的にpHが低下し、電導率が上昇したのは、ボッ
クス内の空気が含む炭酸ガスが水の表面から吸収された
ことを示している。
イナス空気イオンを含む空気をつくる装置を設置した場
合と設置してない場合、どのように異なった現象を示す
かを比較したものである。 (1) 使用した装置 構造等は実験例その1で用いたものと次の点が異なって
いる。 1) 電気石担持レーヨンを用いた通風接触部の有効平面
の大きさが実験例その1は、15cm × 15cmであるが、本
実施例にもちいたものは25cm × 25cmと、約2.8 倍の大
きさである。不織布は同じものをいずれも4枚重ねたも
のである。 2) 実験例その2で用いた通(排)風ファンの規格は、
軸流型、12VDCで、定格入力1.2w、最大風量 0.33m3/mi
nである(株式会社シコー技研製 0610型)。
部屋は、いずれも大きさ12坪、所在は、東京都中央区
銀座1丁目、鉄筋コンクリート9階建ビル(築後20
年)の8階にある。 I A-室(本装置を1台設置した) 使用は連続運転とし、使用後1か月(30日)後の結果
を記す。B室は会議室で1日(2〜3回)利用する。常
時在籍者はいない。 1) 在室人員 男 4名 女 1名 非喫煙者 男 2名 他は喫煙者
まとめた。装置を設置する前は常時、煙草臭が気になっ
ていた。特に朝入室した時一番臭いを感じた。装置設置
後、約3日間を過ぎた時に煙草臭がしなくなった(全員
の意見)。特に朝入室したときにはっきりと感じた。休
日明けの日は、煙草臭がしないだけではなく、空気に爽
快感を感じた。常時在室している者だけでなく、たまた
ま来室した人も同様な評価をした。
塗装を新しくした。その塗料の臭いが気になっていた。
装置設置後この臭いは、煙草の臭いに比べると消えるま
で日数が長く、約1ヶ月を必要とした。 3) 装置を設置していないB室は、会議室であるため利
用人員の在室時間は、延べ時間でA室のおよそ1/3程
度である。煙草の臭いは、利用する全員が明らかに感じ
ていた。特に、部屋に入った時に強く感じた。塗料の臭
いは、1ヶ月後も若干少なくなった程度で余り消えては
いない。
床、衣類に対する付着による残存臭がないのが特長であ
る。 2 化学塗料の臭いに対する効果は、特に顕著ではない
が、認められる。
イオンを含む空気の生成装置と方法をその具体的な各実
施例を用いて添付の図面と共に詳細に述べる。まず、そ
の装置であるが、図2に示す平面拡大部分図のごとくに
電気石微粉末20がある。この電気石微粉末20は、平
均0.3 ミクロン〜3ミクロンの粒度のものである。つぎ
に、電気石担持物30がある。この電気石担持物30
は、上記の電気石微粉末20をそこに均一に混合したも
のであって、体積固有直流電気抵抗が107 〜1010Ω
・cmを示す布状のものである。
物としての性質をもつものであり、ハニカム状の物ある
いは粒状物のごとき空気接触面積の大きなものであれば
何でもよい。以上でもって、図3に示す正面断面図のご
とく、通気接触反応部2を構成する。これが筐体1の下
部の空気吸入口1bの上部にあって、その筐体1の空気
の通路の全面を覆っている。そして、電動ファンからな
る通風手段3がある。この通風手段3は、上記の電気石
微粉末20を含む電気石担持物30から成る通気接触反
応部2に直接強制通風させそこの空気に接触させその空
気中の湿気である水分子からマイナスアルカリイオンを
作り、その筐体1の上部に設けられた送気口1bからそ
のマイナスアルカリイオンを含む空気を設置箇所に送り
出す。なお、これをサウナ風呂に応用する場合には、サ
ウナ風呂内の上下温度差を利用した自然対流を利用でき
るゆえに、上記の通風手段3は不要である。
等により接触する水を設けて、上記の電気石担持物30
の全部または一部にその水が接触するものとしてもよ
い。すなわち、水入りの容器の中にその全部または一部
が浸漬してその水の表面は通風手段によりその空気と接
触することにより水の表面に配向しているヒドロキシル
イオンの単分子膜のイオン分子は水分子と共に水面から
蒸発されヒドロキシイオンを含む空気を生成する構成と
なっている。なお、この電気石担持物30は、その電気
石担持物30自体が容器となってその容器の中に注水さ
れその水の表面を介してその容器が強制通風され空気と
接触される構成のものでもよい。また、これをサウナ風
呂に応用する場合には、サウナ風呂内の自然対流を利用
できるゆえに、上記の通風手段3は不要である。
イオンを含む空気の生成方法の実施例を説明する。これ
は、平均0.3 ミクロン〜3ミクロンの粒度の電気石微粉
末20を均一に混合したものであって、体積固有直流電
気抵抗が107 〜1010Ω・cmを示すものであり、且つ
布状やハニカム状あるいは粒状のごとき空気接触面積の
大きな電気石担持物30に電動ファン3から成る通風手
段3で直接強制通風させ接触させ、その空気中の水分
(湿気)を電離(イオン化)してマイナス空気イオン該
当するヒドロキシルイオンを作る方法である。なお、上
記のごとくに、上記の電気石担持物30が浸漬等により
接触する水を設けて、上記の電気石担持物30の全部ま
たは一部にその水が接触するものとしてもよい。
オンを含む空気の生成装置と方法を実施するには以下の
条件が好ましいことである。 1. 空気中の湿気成分の水分子の存在が重要な要素で
ある。したがって、マイナス空気イオン生成装置・方法
とすべての種類の加湿方法や装置(超音波噴霧式、蒸発
式、水を吸水性のものに含浸させ蒸発させる方式)と併
用して、つぎのような適切な使用条件を作ることもでき
る。 2. 一般的に快適な湿度は相対温度で40%〜60%
と言われマイナスイオンを含むことによりこの湿度の範
囲は広がるので特にれている。湿度計を付属させ、湿度
を手・自動調節させ、この範囲に保つようにすること。 3. 湿度が60%以上になるような場合は、除湿する
ことが望ましいが、通常冷房装置がこの目的を果たして
いる。 (註) ヒドロキシルイオンを含む空気においては、体
の表面や肌着の水分にこのイオンが吸着、吸収されて水
分の蒸発が多くなり蒸発熱が失われて、通常の湿度より
低く感じる。 ・・・・・・・ 夏期でもさわやかな爽快感を
感じる。
する。請求項1のものも2のものもファンを用いて通風
する点は同じで、異なるのは、請求項1のものはその担
持物30と空気中の湿気成分である水分子の集合体を接
触させ、電子の界面放出による放電を利用する。これに
対して、請求項2のものは、容器中の水にその担持物3
0を浸漬させる等の手段で、予めその担持物30と液体
の水との接触による微弱電解により水にヒドロキシルイ
オンを連続的に発生させ、このヒドロキシルイオンが水
の表面に配向して単分子膜をつくり、この水の表面を図
4に示すような方法でつくる通風によって蒸発し易くな
っている表面の水からヒドロキシルイオンが飽和してい
る水を蒸発させ、空気中にこのイオンを含んだマイナス
空気イオンに概当する空気をつくるものである。なお、
図中、WTは貯水タンクであり、30aはセラミックの粒状
物の電気石微粉末を含んだ電気石担持物であり、Fは水
位調整用のフロートであり、Cはヒドロキシルイオンを
放出する煙突効果の放出口である。そして、Wは、水で
ある。
は、請求項2のものでは液体の水と電気石微粉末20の
永久電極による微弱分解圧以下での電解によるか、請求
項1のものは、液体の水ではなく空気中の水分子の集合
体(湿気成分)と電気石微粉末20の永久電極との間の
放電作用の利用である。請求項2のものでは、その電気
石担持物30と液体の水、それらの接触している容器が
あれば、あとの通風方法は、ファンを用いたものでも煙
突効果(通風の上下の温度差を利用したもの)によるも
のでもよい。その装置の構造や操作や必要エネルギーの
上からは、請求項1のものが一般商品としては安くて取
り扱いも楽である。しかし、現在世界中で広く利用され
ている「サウナ」の中の「空気」をこのヒドロキシルイ
オンを含む空気に変え、このサウナを現在のサウナ効果
にさらにマイナスアルカリ空気イオンの効果の加わった
新しいサウナ商品を早急に実施しようという意図があ
る。したがって、この請求項2のものをこの出願に加え
た。
点でレーヨン担持物およびゴムの担持物も利用できな
い。この点で、セラミック担持物は、全ての点で最適で
ある。なお、熱対流を用いたエントツ効果で充分で、ま
たファンはサウナの中での利用は無理である。以上のよ
うな当面の事情を考え、次の点について検討する。今回
はこれらを含めて出願する。請求項2のものはサウナの
部分を後に分割した別な出願とし、特にその実施例はサ
ウナで行なう。放電やレーヨンも用いず、ファンによる
通風もないので違いがはっきりする。
れた空気がこの空気接触反応部2を均一に通過する。そ
して電動ファンからなる通風手段3がある。この通風手
段3は、上記の電気石微粉末20を含んだ電気石担持物
30によって構成される通気接触反応部2を、直接強制
通風させてそこの空気との接触が行なわれる。この空気
中の湿気成分である水分子と電気石微粉末20の永久電
極との間の放電反応によりマイナスアルカリイオンであ
るヒドロキシルイオンがつくられ、筐体1の上部に設け
られた送風口1bからマイナスアルカリイオンであるヒ
ドロキシルイオンを含む空気を空間に送り出す。
用しサウナの高温空気浴と共にマイナスアルカリイオン
浴を行う場合には、サウナ風呂内の空気の上下の温度差
を利用してつくる自然対流による空気の流れと電気石担
持物と接触させることができるゆえに上記の通風手段3
は不要であると言うことも考えられる。
石担持物、たとえばセラミックペレットを浸漬すること
により、水中のペレットの微細な永久電極と水の間で生
じる電解反応によって水分子は水素イオンH+とOH-イ
オンに電離する。H+はH2(水素ガス)になり水から遊
離し、残ったOH- イオンは水分子と結合してヒドロキ
シルイオンH3O2 - をつくる。この分子は、陰イオン界
面活性分子であり、H−Oを疎水基(親油)とし、H2
O は当然親水基とし、分子としてマイナス電荷を帯び
ている。
在することは不安定なので急速に水の表面及び固体との
界面(壁面)に水と反対の方向に疎水基を向けて配向し
単分子膜をつくる。この界面がこの単分子膜で覆いつく
された後、このヒドロキシルイオンが水に溶解しにくい
ことによって水の電解によるこのイオンをつくる反応の
速度は急速に小さくなる。つまりこの反応によるヒドロ
キシルイオンIの水に対する濃度は飽和する。かように
して、図5に示すごとく、先ず、水Wの表面に単分子膜
をつくる。そして、水分子間の結合力が弱くなり、その
結果表面からの水Wの蒸発が速くなる。このことは、密
閉空間の湿度の上昇をもたらし、その湿度は高くなる。
水の表面と接触する空気の流れはヒドロキシルイオンの
存在によって蒸発しやすくなっている水を空気中に吸収
し、その結果空気はこのヒドロキシルイオンを含んだ空
気になっていく。これによって水の表面から失われてゆ
くこのイオンの飽和状態が失われ、再び水と電気石の電
極との間の電解反応が始まりヒドロキシルイオンの補充
が行われていく。以上が、電気石担事物を水に浸漬する
だけで水の表面に接触する気流に継続してヒドロキシル
イオンを供給してゆく機序である。ただし、水の供給は
必要であり、これは水面の深さを一定にすることで制御
する。
を含む空気の生成装置と方法は、以上のごとくになした
ゆえに以下のごとき多大な効果が生じた。すなわち、こ
れによって、マイナスアルカリイオンであるヒドロキシ
ルイオンを含む空気が室内等の空間に放出されるゆえ
に、上記したごとくに人体の健康を増進する。
に生じる。すなわち、本願発明により生成されるヒドロ
キシルイオンを含む空気を、一定の空間内に連続して循
環させることにより、この空間内の悪臭を消滅させ、か
つ爽快感を持った空気を作ることが実現できる。煙草の
臭いは、燃えている時に気体として揮発するものと、ヤ
ニ等油性物質の微小粒子が煙の状態で空気中を漂い、こ
の粒子の表面から悪臭成分が揮発し悪臭になるものの二
つに大別できる。このうち後者は、粒子としてゆっくり
空気中を浮遊し、衣服や家具類に付着し、付着後も長時
間揮発性の成分により悪臭を発生し続ける。
は油性物質である。したがって、油性物質の表面は、界
面活生物質の疎水基と結合する。その結果、親水基であ
る水分子によってこの表面は覆われてしまう。それゆえ
に、この油性の微粒子の表面は、見かけ上で水で覆われ
たことになる。このことは、この粒子同士の凝集とか壁
等の固体への付着性を失い、空気中に浮遊して、換気そ
の他の排気の気流に乗って部屋の外にでていく。したが
って、その煙草の臭いの原因となっているその油性の粒
子が消えたことになる。すなわち、煙草の煙の消臭と言
う表現よりも、悪臭物質である煙草の煙Sの油性物質を
このヒドロキシルイオンIで包んで室外にはきだすと言
う表現が適している。なお、図6は、油性物質の表面に
配向した界面活性物質ヒドロキシルイオンのつくる単分
子膜の説明図である。上記に示した水の表面における単
分子膜の配向と逆の方向に向いていることが判ろう。
疎水基が、この粒子の表面に結合し包み込み、見かけ上
この油性の微粒子(プラスに帯電)の表面は水の単分子
膜で覆われ、これによって付着性のない微粒子となる。
この付着性が失われた微粒子は室内に止まることなく換
気により、容易に室外に排出することができる。煙草の
臭い以外の除去については、壁などの塗料の臭い等は除
去効果が顕著でない。体臭がこもりやすい押し入れ、洋
服箪笥、更衣室、ロッカー・ルーム等での体臭除去効果
は、顕著である。また、ヒドロキシルイオンを含む室内
の空気は、煙草などの悪臭が消失するだけではなく、空
気は爽やかで爽快感を感じる。その理由は今後の研究課
題である。以上のように、人間の健康や治療などの効果
だけでなく、空間の悪臭除去の爽快感を持つ空気を作る
大きな効果を示す。なお図7は、ヒドロキシルイオンI
の拡大説明図で、図中RWは疎水(親油)基(マイナスに
帯電)で、FWは親水基(H2O)であることを示してい
る。
空気の生成装置の実験装置の一実施例の正面断面図であ
る。
空気の生成装置に使用の通気接触反応部の平面拡大部分
図である。
空気の生成装置の一実施例の正面断面図を示している。
空気の生成装置をサウナに応用した場合の一実施例の正
面断面図を示している。
説明図である。
キシルイオンのつくる単分子膜の拡大部分説明図であ
る。
Claims (6)
- 【請求項1】平均0.3 ミクロン〜3ミクロンの粒度の電
気石微粉末、該電気石微粉末を均一に混合したものであ
って体積固有直流電気抵抗が107 〜1010Ω・cmを示
すものであり且つ布状やハニカム状あるいは粒状のごと
き空気との接触面積の大きな電気石担持物、該電気石担
持物に直接強制通風させその空気に接触させる通風手
段、より構成されることを特徴としたマイナスアルカリ
イオンを含む空気の生成装置。 - 【請求項2】平均0.3 ミクロン〜3ミクロンの粒度の電
気石微粉末、該電気石微粉末を均一に混合したものであ
って体積固有直流電気抵抗が107 〜1010Ω・cmを示
す電気石担持物、該電気石担持物の全部または一部に接
触する水、該水の表面に強制通風させその空気に接触さ
せる通風手段、より構成されることを特徴としたマイナ
スアルカリイオンを含む空気の生成装置。 - 【請求項3】平均0.3 ミクロン〜3ミクロンの粒度の電
気石微粉末を均一に混合したものであって体積固有直流
電気抵抗が107 〜1010Ω・cmを示すものであって且
つ布状やハニカム状あるいは粒状のごとき空気接触面積
の大きな電気石担持物に通風手段で直接強制通風させそ
の空気に接触させ、その空気中の水分(湿気)を電離
(イオン化)してマイナスイオンをつくること、を特徴
としたマイナスアルカリイオンを含む空気の生成方法。 - 【請求項4】平均0.3 ミクロン〜3ミクロンの粒度の電
気石微粉末を均一に混合したものであって体積固有直流
電気抵抗が107 〜1010Ω・cmを示す電気石担持物の
全部または一部に接触する水の表面に通風手段で強制通
風させその空気に接触させ、その空気中の水分(湿気)
を電離(イオン化)しマイナスイオンをつくること、を
特徴としたマイナスアルカリイオンを含む空気の生成方
法。 - 【請求項5】電気石担持物が、繊維またはゴム弾性体
(エラストマー)またはセラミックから成る、ことを特
徴とした上記特許請求の範囲1または2に記載のマイナ
スアルカリイオンを含む空気の生成装置。 - 【請求項6】電気石担持物が、繊維またはゴム弾性体
(エラストマー)またはセラミックから成る、ことを特
徴とした上記特許請求の範囲3または4に記載のマイナ
スアルカリイオンを含む空気の生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23054594A JP3463824B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | マイナスアルカリイオンを含む空気の生成装置と方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23054594A JP3463824B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | マイナスアルカリイオンを含む空気の生成装置と方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0871409A true JPH0871409A (ja) | 1996-03-19 |
| JP3463824B2 JP3463824B2 (ja) | 2003-11-05 |
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ID=16909446
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| JP23054594A Expired - Fee Related JP3463824B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | マイナスアルカリイオンを含む空気の生成装置と方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3463824B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007261320A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Denso Corp | 車両用空気質成分供給装置 |
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| WO2018084872A1 (en) * | 2016-11-02 | 2018-05-11 | Dicarlo Mark | Atmospheric negative ionizer |
| CN116350829A (zh) * | 2023-03-11 | 2023-06-30 | 徐佳 | 一种防治气溶胶传播病毒感染的负离子仪的制作方法 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP23054594A patent/JP3463824B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPWO2008013163A1 (ja) * | 2006-07-25 | 2009-12-17 | 渉 室田 | 水素供給システム、該システムを備えた建物構造及び前記システムを備えたカプセル構造 |
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