【書類名】明細書
【発明の名称】光による水処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】微粒子状の水に放電により発生する光を照射して処理する水処理装置であって、被処理水を微粒子状とする手段と、該微粒子状となった被処理水に電極間の放電により発生する光を照射する放電電極とを具備したことを特徴とする光による水処理装置。
【請求項２】請求項１に記載された発明において、放電電極をアーク放電を生成する電極で構成したことを特徴とする光による水処理装置。
【請求項３】請求項１に記載された発明において、放電電極をアーク放電と火花放電とを生成する電極で構成したことを特徴とする光による水処理装置。
【請求項４】請求項３に記載された発明において、アーク放電と火花放電とを生成する電極を、それぞれ別に設けたことを特徴とする光による水処理装置。
【請求項５】請求項２に記載された発明において、放電電極を炭素を主成分とする棒電極で構成したことを特徴とする光による水処理装置。
【請求項６】請求項１、請求項２、請求項３、請求項４及び請求項５のいずれかに記載された発明において、微粒子状となった被処理水と、放電電極とを包囲する水処理槽を設けたことを特徴とする光による水処理装置。
【請求項７】請求項６に記載された発明において、水処理槽の内面を遠赤外線の放射率が高い物質でコートしたことを特徴とする光による水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、質的な低下が問題になっている水道水の処理、ミネラル水の製造、製紙産業、染色産業、冷却水を使用する産業等において水質を改善する装置や有機物に汚染された水の改質する装置の技術分野に属し、特に、光を用いた水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水処理装置としては、水道水製造における、塩素殺菌、石灰処理、活性炭処理、オゾン処理、紫外線処理、その他、電気分解装置、磁気処理装置等がある。紫外線処理はたんなる紫外線の殺菌効果を利用したものである。水中で炭素電極を利用したアーク放電の光と熱を利用した装置もあるが、水中放電であるため放電が不安定である。水のなかに含まれる有機物の分解に紫外線を利用した分解装置がある。しかし、その分解効率は高い訳ではない。効率を高めるためにオゾン添加をする例がある。紫外線のみによる分解にはエネルギーレベルの高い紫外線が必要となる。そのための紫外線ランプは発光効率が低い。この問題を解決するには、有機物の分子の振動、回転に関連する低い周波数の光、例えば、赤外線を照射して分子の振動、回転を活発な状態とし、この状態で紫外線を照射すればよい。しかし、このような２種類の光を使用する装置はない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来の装置は、効率がきわめて低いものであったが、これを改善することを課題とするものである。ところで、強い光、放電による強い光と水が生命誕生の条件であることが周知である。例えば、雷の光に撃たれた水は生命活性の状態になる。雷の多い年は豊作であること、また雷を稲妻と呼ぶこともこの事を示唆している。光を水に吸収させるには水の吸収断面積を大きくする必要がある。微粒子状の水にすれば、水は光を吸収しやすくなる。雲は微粒子状の水滴の集まりである。その中での放電が雷であることを考えてみれば、微粒子状の水滴に光を照射することが効果的である事がわかる。しかし、このような粒子状の水に光を照射して処理する装置は開発されていない。超微粒子状態の炭素には生理学的な意味で健康によい作用がある。しかし、超微粒子の炭素を生成、水に水和の状態で存在させる装置はなかった。同じように、ミネラル元素を超微粒子状態にして水和の状態で存在させれば、体内に吸収されやすい状態にすることができるが、これを達成する装置も存在しなかった。
【０００４】
光による水処理、即ち、光処理をする場合、太陽光に近い光を大量に放射する光源が要る。強力な光源は電極間の低電圧大電流アーク放電で解決できる。水中でアーク放電をするとアークは電極間に侵入する水のため不安定である。温度が下がるため、発光効率が低い。水分子の光吸収率を高める必要がる。これらの課題は、水を粒子化、霧状のなかで放電することで解決できる。水を汚染しているダイオキシン、その他、有害有機物を効率よく分解無害化する装置の開発は、環境問題の解決に必要な技術である。水道水の水源の汚染がひどくなるにつれて、殺菌に使用する塩素の量が増えている。健康に関する不安が広がり、その結果、高価なミネラル水の販売量は急増している。この不安を解決することを課題とする。塩素に代わる水道水の殺菌法と無菌化を維持する装置を開発する。無機の微量ミネラルはそのままでは体内において吸収されにくい。これは、ミネラル粒子の大きさが細胞膜をすり抜けできるほど小さくない為である。ミネラルを超微粒子にすると水和の状態で安定し、吸収がよくなる。無機ミネラルは有機ミネラルのような副作用がない。有機ミネラルは水溶性であり体内に吸収されやすい。しかし、有機ミネラルは水俣病に代表されるように健康に重大な影響をえる危険がある。
本発明は、このような課題を解決する装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、微粒子状の水に放電により発生する光を照射して処理する水処理装置であって、被処理水を微粒子状とする手段と、該微粒子状となった被処理水に電極間の放電により発生する光を照射する放電電極とを具備したことを特徴とする光による水処理装置を課題を解決するための手段としている。
【０００６】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、放電電極をアーク放電を生成する電極で構成したことを特徴とする光による水処理装置を課題を解決するための手段としている。
【０００７】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、放電電極をアーク放電と火花放電とを生成する電極で構成したことを特徴とする光による水処理装置を課題を解決するための手段としている。
【０００８】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、アーク放電と火花放電とを生成する電極を、それぞれ別に設けたことを特徴とする光による水処理装置を課題を解決するための手段としている。
【０００９】
請求項５に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、放電電極を炭素を主成分とする棒電極で構成したことを特徴とする光による水処理装置を課題を解決するための手段としている。
【００１０】
請求項６に記載された発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４及び請求項５のいずれかに記載された発明において、微粒子状となった被処理水と、放電電極とを包囲する水処理槽を設けたことを特徴とする光による水処理装置を課題を解決するための手段としている。
【００１１】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された発明において、水処理槽の内面を遠赤外線の放射率が高い物質でコートしたことを特徴とする光による水処理装置を課題を解決するための手段としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、放電作用の利用について説明する。放電は、加える電圧、波形、周波数により状態が変わる。グロー放電、コロナ放電、火花放電、アーク放電に分類できる。グロー放電、コロナ放電は微弱な光を放射する。火花放電、アーク放電は強い光を放射する。グロー放電、コロナ放電はオゾン発生に利用されているように、電極から飛び出す電子を利用して気体分子を励起することができる。この原理を利用して水を励起状態にするには、水を粒子化して霧状とし、その霧のなかでグロー放電、コロナ放電をすればよい。この場合、飛び出す電子数は電極表面積に比例する。電極面積を増やせば処理能力を増加できる。飛び出す電子の速度により分子の励起状態が変わる。オゾンを生成する場合は、電圧を火花放電が起こらない範囲で高くし、早い電子で酸素分子を励起する。遅い電子で励起すると酸素クラスターが生成する。同じ様に、微粒子化した水に電子が衝突するとその速度に応じた反応が起こる。遅い電子の場合、微粒子の水に捕獲されて酸化還元電位が下がった状態になる。この状態の水は還元力があり、水中にある有機物を還元分解する。早い電子は水分子を分解する。
【００１３】
電極間隙を狭くして電極間で連続放電するとアーク放電となる。アークの温度は高温になる。電極に炭素電極を使用して放電するとアーク温度は６０００℃以上になる。そのスペクトルは太陽光に近い。このアーク光を利用して水の光処理をすればよい。この太陽光に近い光で処理した水を太陽水と称する。光は電磁波である。水は照射する電磁波の周波数の違いに応じて状態がかわる。遠赤外線は振動を活発にする。マイクロ波は回転を活発にする。近紫外線に吸収帯がある。紫外線を吸収した水分子は化学的に活性な状態になる。この照射する電磁波、光の周波数に対応する水の状態の違いを利用する光処理を行う場合、水中でアーク放電を行うと放電が安定しない。水の光吸収に関する表面積が小さい。光処理に時間がかかる。水素濃度が局部的に高くなり爆発がおこる等問題が多い。この点について、本発明においては、水を粒子化して霧状とし、この霧の中で放電することで問題は解決できる。水を粒子にする方法の一つは水蒸気にすることであるが、エネルギーコストが高い。したがって、噴霧して、霧状にするのが現実的であり、粒子径も十分小さくできる。粒子の大きさは、水処理の時間と処理目的等を考慮して決定する。粒子径は通常２ｍｍより小さくする。小さすぎると処理時間が長くなる。
【００１４】
水道水は、殺菌能力を持続させるために塩素を微量添加してある。この塩素を効率よく除去して光処理した水道水の中に塩素がないようにするには水道水を微粒子化して光を照射すればよい。水道水を粒子化して霧状とし、この中で炭素電極を使用して、アーク放電したところ完全に塩素が除去できた。水分子は光を照射されると運動が活発になり、化学的に活性な状態になる。その結果、水と塩素の結合が切れて、ガス状となって蒸発する。この状態の水は、酸素量が少ない。酸素自体も不活性な状態である。この為この水の中では菌は死ぬ。腐敗しない水である。塩素殺菌、塩素添加は必要なくなる。また、この光処理した水を冷却水として使用すると冷却水パイプの酸化、赤錆による詰まりがない。スライムの発生もない。飲料用の水をアーク放電による光処理を行う場合は高純度の炭素電極を使用し、水の毒性金属による汚染が起こらないようにする。電極本数は２本以上とし、この電極間に直流、または交流の電圧を加えてアーク放電を生成する。水が粒子化しているため、光吸収断面積が大きい。光処理効率が向上する。
【００１５】
金属元素はアーク放電時に金属固有の色の光を放射する。この金属固有の光を照射することにより、特殊な光による光処理が可能となる。炭素電極を金属元素を含んだものとし、この電極を使用してアーク放電をする。このアーク光を粒子状の水の霧に照射すると、水は金属固有の光により光処理される。選択的な光による水処理ができる。
【００１６】
水は、微量なミネラルを含んでいる。このミネラルは、アーク放電の光に照射されると、イオンとしての色である炎色反応の色の光を選択的に吸収励起される。この光の振動数は水の分子振動に記憶される。人体は数多い器官からなる。各器官に与えられた機能は違っており、色も異なる。その機能に応じた色をもっているのである。色は器官に与えられた機能を果たすときに必要な振動数、光の条件を示している。この色はその器官が機能を果たすときに利用するミネラルのイオンの色である。人体の必要なミネラルを含んだ水を光処理すると、人が健康である為に必要な光の振動数を記憶した水になる。この水は体内に吸収されても記憶は失われない。各器官に輸送され、その器官の機能の水の振動数を機能を果たすに適した振動数に共鳴させる。
【００１７】
超微粒子化した炭素は水のなかで水和の状態で存在する。この微粒子化法としては、アーク放電時の高熱を利用して電極から蒸発させるのがよい。電極を炭素とする。６０００℃以上の高温により炭素は原子状になって蒸発する。金属元素の沸点は、タングステンの４０００℃が最高であり、アーク放電時の高温により蒸発する。この蒸発を利用して超微粒子にできる。超微粒子化した金属元素は水和の状態で水中に安定して存在できる。原子状の炭素がイオン化し、水和の状態で溶解する。この状態は一種の糖としての作用を持っている。また、微量ながら、分析により確認できた。この糖としての作用については、生体の反応により確認した。
【００１８】
雷は、高電圧による火花放電である。アーク放電と火花放電の水に対する作用は、光の状態が異なるため違っている。超高温の結果としてのエネルギーの高い紫外線と衝撃波が水に作用する。この作用は、有機物の分解に効果的である。水処理に低電圧、大電流のアーク放電と高電圧、低電流の火花放電を組み合わせることにより効果的な水処理、すなはち、光処理ができる。光処理を行う場合、その光源はアーク放電、火花放電に限定されない。光は電磁波である。電磁波を放射することにより水の状態が変わる。事実、電子レンジはマイクロ波を水に放射している。水に放射する電磁波には遠赤外線までの電磁波、それ以上の周波数の赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、γ線までの広い範囲が含まれる。水は、その電磁波の周波数の違いに応じて状態が変わる。光合成は、赤色光と青紫光を使用する。二つ以上の特定の光を使用する光の作用は単色光を別々に照射するのとは違っている。同時に照射することで特定の作用を強くすることができる。赤外線と紫外線を組み合わせた光の照射したところ、水に含まれる有機物を効率よく分解除去できることが分かった。また、赤色光と青色光を混合した光を照射した水は植物の成長を促進する。赤色光と橙色光の組み合わせ光を照射した水は物質の酸化を促進する。このように、光の色の組み合わせにより水の状態は変わる。色の組み合わせに関しては、基本的な法則が存在する。赤と紫の様に周波数が離れた光の組み合わせの光を照射された水は、物質の酸化を防止しする働きがある。赤と橙、あるいは青と藍のようにマンセル色環において隣合う色の組み合わせの光を照射された水は物質の酸化を促進する。隣合う光は唸り現象を起こし、その唸り周波数が分子の軌道運動に関係する周波数になると、軌道運動が形成され安定した状態、酸化された状態になる。単色光線は赤外線と組み合わせることにより水にたいする作用が強くなる。これは赤外線が水の分子運動を活発にすることが原因である。分子運動が活発になると紫外線の吸収スペクトルは可視光線よりになる。赤と橙と黄色の組み合わせの光を照射された水は酸化を遅らせるなど、３色以上の組み合わせにおいても組み合わせによる水の状態の違いがある。４色以上の組み合わせも同じように水の状態に影響を与える。
【００１９】
人体の器官は皮膚を含めてその機能に応じた色をもっている。内臓の色は微妙に違っている。この色は内臓における化学反応に対する色、すなはち、電磁波の作用の違いを示している。例えば、消化器の色は、消化を促進するに必要な電磁波、光を知らせている。化学反応におけるこのような電磁波の作用を研究したものはない。光処理においてこのような組み合わせの色の光を照射した水は、その光に応じた状態になる。水はその状態を記憶している。その記憶は長時間であり、体内に吸収されてもその状態を保持する。血液により各器官に運ばれてその器官の作用を活発にする。太陽光に近いアーク光で処理した光は各器官が必要とする全ての光の振動数を持っているため、健康によいのである。特定の器官に作用する水としては、その器官の色を考慮した光を照射すればよい。体温が３６℃付付近であることは、３６℃付近の長波長の遠赤外線を光として照射する必要があることを意味している。アーク放電を利用した水の光処理を行う場合、処理水槽の内壁を３６℃付近で遠赤外線をよく放射する物質とし、処理水の温度を３６度以下に維持して光処理することでアークの光と遠赤外線により光処理された水となる。
【００２０】
【実施例】
前記の発明を実施するための具体的な装置は下記のとおりである。図１は、本発明の光による水処理装置の基本構成図であり、水を粒子状にして噴射し、霧状になって落下粒子状水中でアーク放電等の放電による光を照射して水を処理することができる装置である。
【００２１】
図１の水処理装置は、水処理槽１、スプレーノズル４、貯水槽５、給水ポンプ６、循環ポンプ７、ボールタップ１０、切替弁１１を備え、これらの手段は、被処理水の供給手段としての機能を果たす。また、スプレーノズル４を備え、これらの手段は、被処理水を微粒子状する手段としての機能を果たす。さらに、処理水ポンプ８、処理水槽９、活性炭フィルター１２、ミクロフィルター１３、ポンプ保護フィルター１４を備え、これらの手段は、処理済の水を受ける手段としての機能を果たす。そして、炭素電極２、電極ホルダー３、アーク放電電源、制御装置１５、電極移動モーター３１、ケーブル３２、絶縁板３３、電極移動装置３４を備え、これらの手段は、微粒子状の水に放電により発生する光を照射する手段としての機能を果たす。さらに、固定台３５を、基本本的な構成部材として具備している。
【００２２】
水処理槽１は、ステンレス製であり、その内面は磨き仕上げしてある。その容量は、供給するアーク放電電力、処理時間等から決定する。炭素電極２はアーク放電を行うためのものである。この炭素電極２は、電極ホルダー３に固定されている。図１は、３本の炭素電極２を逆円錐状に配置した状態である。この炭素電極２の先端間の距離は、平均して１５ｍｍ以内に保持される。炭素電極２はアーク放電の高熱により蒸発して消耗する。当然、先端間の距離は広がり、炭素電極２間のアーク放電は停止する。このため、炭素電極２間を一定に制御する機構がある。
【００２３】炭素電極２は、電極ホルダー３に固定されている。この電極ホルダー３に、アーク放電電源及び制御装置１５からケーブル３２により電力が供給されている。絶縁板３３は、電極移動装置３４を絶縁するためのものである。電極移動装置３４は、電極移動モーター３１の回転により上下に移動する。電極移動装置３４の移動距離は、炭素電極２の長さを考えて決める。炭素電極２の最小移動距離は０．１ｍｍ位にする。この最小移動距離は放電の安定性の維持に影響する。
【００２４】
炭素電極２に加える電圧は、直流、交流のどちらか、あるいはその組み合わせでもよい。図１は、３相交流電圧を加えた例である。加える電圧は、使用する電極の材料、寸法、放電電流、間隙により変わる。炭素電極を使用する場合、電極間の電圧は２０Ｖ位である。この３本の炭素電極２のいずれか２本の間に高周波高電圧の電圧を加え、連続的に火花放電を起こすことによりアーク放電は安定する。図２は、３本の炭素電極２に直流電圧を加える方法である。直流電圧によるアーク放電の場合、電極の消耗量がプラス極、マイナス極で違う。
【００２５】
給水ポンプ６により加圧された貯水槽５の水は、スプレーノズル４により霧状になって水処理槽１の中を落下する。この時、炭素電極２間のアーク放電により放射される光を照射される。このアーク放電時に炭素電極２から蒸発する超微粒子状炭素は微粒子状の水に水和の状態で溶解する。
【００２６】
光処理された水は、処理水槽９に落下して貯水される。処理水槽９に循環ラインが設けてある。処理時間を長くする必要がある場合は、この循環ラインを使用して光処理を行う。循環ポンプ７を起動し、切替え弁１１を切り換えて処理水槽９内の水を再度光処理する。光処理が完了した水は処理水ポンプ８を起動して処理水槽９から排水して瓶詰めする。活性炭フィルター１２、ミクロフィルター１３は処理水を製品水とするためのものである。フィルター１４は処理水ポンプ８の保護用である。
【００２７】
空気の絶縁抵抗は大きい。したがって、電極間に放電を起こすには高い電圧を加える必要がある。炭素電極２に加える電圧に高周波の高電圧を重畳し、この高電圧による火花放電を利用して低電圧放電をスタートさせる。火花放電により炭素電極２の間には電流キャリアーであるイオン、電子が大量に存在し、抵抗が非常に小さい状態になる。その結果、アーク放電がスタートする。アーク放電が始まると、炭素電極２の放電先端は６０００℃以上の高温となり、電子、イオンを放出して、アーク放電が持続する。炭素電極２の間に図２の様に直流電圧を加えた場合、アーク放電は、交流電圧の場合と比較して安定している。交流の場合はアーク放電が瞬間的に停止する時間があるため不安定になるため、アーク放電が再スタートする時、衝撃波が出る。
【００２８】
この衝撃波を積極的に利用するためには、高周波高電圧による火花放電と、交流低電圧大電流によるアーク放電を組み合わせるとよい。単相交流放電の場合は、半サイクル毎にアーク放電が停止する。直流の場合は、何らかの方法でアーク電流を切る必要がある。炭素電極を使用したアーク放電の場合、電圧を下げるか、電極間距離を広げない限りアーク放電は持続する。直流を電源を使用する場合、一度コンデンサーにチャージし、このコンデンサーから放電させることにより、瞬間的大電流アーク放電を行う事が出来る。電極間の絶縁抵抗を破壊する高電圧による火花放電を先行させて絶縁を破壊、大電流アーク放電を起こす。この方法により、強い衝撃波を作ることができる。
【００２９】
交流の場合も、周波数、電圧波形、アーク電流、電極材料、電極形状を考慮して衝撃波の基本周波数を決める。火花放電の電極は、アーク放電の電極を兼用してもよいが、火花放電の距離を長くする時は専用の火花放電電極を設ける必要がある。安定アーク放電の電極間距離は１５ｍｍ以下である。火花放電の電源は高周波電源が使いやすいが、直流の高電圧電源を使用して火花放電を起こしてもよい。
【００３０】
水にほぐした紙などを光処理で分解する場合、衝撃波のサイクルは２０サイクル以下でも効果があった。むしろ７．５サイクル付近に最適値があった。衝撃波の水にたいする効果は滝水の効果であると考えられる。滝水はクラスターが小さく浸透性がある。健康に良い水となる。衝撃波に揺さぶられるときに水素結合が切れる。
【００３１】
炭素電極を使用してアーク放電を行う場合、放電部以外の部分も温度があがるが、水のシャワーにより冷却されているため４００℃前後迄である。赤外線を放射する領域である。この赤外線とアーク放電のアークが放射する可視光線、紫外線が相乗作用となりより効果的に水を活性化する。
【００３２】
図３は水処理槽１の内壁を３６℃付近の温度において遠赤外線の放射率が高い物質４１でコートした例である。この水処理槽１の内壁温度は３６度に維持されている。処理される水の温度は２０℃以下にするのがよい。
【００３３】
前記の装置において処理される水が受ける作用は、次のとおりである。炭素電極を使用してアーク放電すると、先端の高温部から炭素が原子状になって蒸発する。この原子状の炭素は、粒子状の水に捕獲された後、水和の状態で水中に存在する。この超微粒子状の炭素を含んだ水は、免疫力を高める作用があることが明らかになった。
【００３４】
炭素に金属元素を含んだ電極を使用して放電すると、同じように超微粒子状の金属元素が水和の状態で水中の存在する水になる。カルシウム、マグネシウムなど金属元素は無機の状態では吸収されにくい。有機の状態では容易に体内に吸収される。水俣病の原因となった有機水銀がその例である。無機のカルシウムを飲んでも吸収されない。しかし、超微粒子の状態の金属カルシウムは、水のなかでイオン化、水和している。体内によく吸収される。この金属元素の超微粒子化はアーク放電の高温を利用することで容易となる。金属元素としてカルシウムを含んだ炭素電極を使用してアーク放電による水の光処理をおこなったのち、処理水の分析を行った。カルシウムの濃度は５０ｐｐｍであった。平均粒子径は０．０１μ以下であった。濃度は電極に含まれるカルシウム濃度に依存する。
【００３５】
この水和の状態のカルシウムは腸内で非常によく吸収される。なお、生理学的実験から高い吸収率が確認できた。無機のカルシウムの吸収率は非常に低いのが普通である。超微粒子化してイオン化、水和の状態で吸収されやすくなる。一般的に言って、有機物は特定の作用を持っているため常に副作用がある。無機物は吸収された後、人体が自ら必要なものに変換合成するため副作用はない。この点で無機物は安全なのである。
【００３６】
この光処理をした水で、地ビールを醸造してみたところ、醗酵に要する期間が大幅にに短縮された。処理しない水は、２週間、光処理した水は、１０日間であった。アルコール分はともに５％である。
【００３７】
ダイオキシンを始めとして塩素系有機物による水の汚染が問題になっている。この塩素系有機物を分解無害化する方法として紫外線を利用する方法が開発されているが効率的でない。紫外線と赤外線を組み合わせた光を粒子状の水に照射することにより効果的に水に含まれる有機物を分解除去することができる。塩素系有機物１０００ｐｐｍの濃度の水を使用して紫外線のみと紫外線と赤外線を同時に照射する方法の分解除去能力の比較をした紫外線の照度は同じである。紫外線のみ：２００ｐｐｍ．紫外線と赤外線：５０ｐｐｍ．とはっきりした差があった。紫外線と赤外線のスペクトルを変えることにより分解効率をあげることが可能となる。
【００３８】
人体に吸収されやすい水は、健康によい水である。吸収されやすい水は、排出されやすい。人体は、水をかいして、エネルギーを生成、廃棄物を排出している。細胞から廃棄物がきれいに排出される。健康によい基本的な理由である。１０人に水道水とこの光処理し水を同じ肉体的条件で繰り返し飲んでもらって、どちらが吸収されやすいかを比較実験した。光処理した水は非常に吸収されやすいことがわかった。
【００３９】
二つ以上の振動数の違う光を同時に物に照射することにより物を分解合成することができる。この方法は従来の熱力学的化学理論に基づく方法とは異なり、反応を起こすに必要な活性化エネルギーが非常な小さな値となる。また事実上、化学平衡条件が存在しない。反応は片道である。現在問題となっているプラスチックス製品の廃棄処理もこの方法で分解合成すれば処理コストが下がる有害物質が出ない、有用資源に生まれ変わる等完全に解決できる。
【００４０】
分子結合は、結合に関与する複数の電子が共通の軌道を持つことである。結合にあずかる電子は軌道に応じた振動数とエネルギーをもっている。この振動数に共鳴する光エネルギーの照射を受けると電子は結合軌道を飛び出してしまう。結合が切れてしまう。この結合の切断に必要なエネルギーは熱力学的な計算により得られる必要エネルギーより小さい。分散混合状態にある二つ以上の種類の原子、あるいは分子に、その原子、分子の結合に関与する電子の振動数と共鳴する複数の光エネルギーを照射する。この時、複数の光のビート周波数が結合後の電子軌道上における電子の振動数になるようにすれば、この安定軌道に結合電子が落ち込む。分子を合成できる。周波数が離れた複数の光の合成光には分子を分解還元する作用がある。近い周波数の光の合成光には分子、原子を結合酸化する作用がある。ここにおいても光は広義に考えておりマイクロ波から遠赤外線、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、γ線を含んでいる。
【００４１】
臓器は化学工場である。この臓器の分解、消化、吸収を考えた場合、低周波の振動が重大な影響を与えている。腸の蠕動運動は消化分解と密接な関係がある。この蠕動運動はパルス状であり、きれいな正弦波ではない。分解しにくい有機物、例えばセルローズを分解しようとする場合、紫外線と赤外線を同時に照射しても分解しない。セルローズを水にほぐした後、柔らかい材質の透明なパイプを通過させる。この時、紫外線と赤外線を外側から照射する、このパイプは両端を固定してある。両端の距離は材質を考慮して低周波振動に共鳴する距離にする。このパイプに外部から衝撃波を共鳴振動数に合わせて加えると、パイプを通過したセルローズは一部分解した。このことは、化学反応において音波、縦波の作用が利用できることを示している。その周波数は特に高い周波数である必要はない。むしろ５−２０サイクルのような低周波である場合が多い。
【００４２】
臓器の色から分解消化の段階の光と合成の段階に必要な光は違っていることがわかる。肝臓の色とそのなかで起こっている反応には関係がある。肝臓が紫がかった濃い色であるのは、合成に必要な光が、青、紫など周波数の高い光であることを意味している。この光だけでは反応は起きない。３６℃付近の赤外線、遠赤外線が同時に作用する必要がある。消化の段階でも３６℃付近の光が必要であることは、お腹を冷やすと消化不良となることからわかる。この消化不良の医学的な説明のなかにはこの光の作用が抜けているのである。体温が３６℃付近に厳密に制御されているのは、この付近の光、遠赤外線、赤外線が、体内で起こっている化学反応を進行させるのに必要であることを示している。
【００４３】
線状電極を一定間隔で張り、この電極に火花放電が起こらない電圧をくわえてコロナ放電を生成し、このコロナ放電している線状電極の側を微粒子状の水が霧状になって通過するようにした装置により水処理をおこなった。水は、コロナ放電により電極表面から飛びだす電子により還元された状態でになった。この方装置で処理しない時の水の酸化還元電位はプラス７００ｍＶ、処理後の値はマイナス１００ｍＶであった。この酸化還元電位の低下はコロナ放電により電極より飛び出した電子を微粒子状の水が捕獲したためである。この時、活性酸素、オゾンの発生も確認できた。電圧をさげてグロー放電の状態にした。電圧は３０００Ｖである。同じように酸化還元電位は下がりマイナス５０ｍＶであった。酸化還元電位は水に含まれるイオンのより影響を受ける。マイナス１Ｖにすると有機物は分解することが確認できた。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の装置を用いて、太陽光に近いスペクトルを持ったアーク放電のアーク光を粒子状の水に照射することにより、光による水処理の効率を高めることができる。太陽光を照射された水は、生命に必要な光を吸収した状態であり、人体の各器官がその機能を果たすに必要な光の振動数を持っている。したがって、健康によい水となる。
【００４５】
本発明の装置において、火花放電をする手段を具備した場合には、エネルギーの高い紫外線を放射し、衝撃波を出す。この紫外線と衝撃波をアーク放電による水処理に加えることにより、より効果的な光処理ができる。この処理は水を生命の誕生のプロセスを再現するものである。したがって、生命活性のエネルギーを持った水となる。
【００４６】
本発明の装置を用いて光処理を受けた水道水は塩素がない。完全に殺菌されている。この水のなかでは菌は死ぬ。塩素は不要である。また、酸化が進まない還元作用を持った水である。冷却水として使用すると、管壁に付着物が着かないため、冷却水に関連する事故がなくなる。あらゆる産業に利用できる。
【００４７】
塩素系有機物による水質汚染を解決できる。本発明の装置において、紫外線と赤外線を組み合わせた光を汚染された水に放射すると、相互作用により紫外線の分解作用が強化される。炭素電極に金属元素を添加することによりアーク光は紫外線を大量に含むため分解効率がよくなる。
【００４８】
本発明の装置を用いると、人体に必要な微量ミネラルを吸収しやすい水和の状態にすることが効率よくできる。アーク放電時の電極の放電端は超高温であるため炭素を含めて、電極を構成する元素は原子状になって蒸発する。この蒸発した各元素は超微粒子となって粒子状の水に捕らえられ水和の状態となる。本発明の装置により光処理した水は、水分子がエネルギーをえた状態であり、クラスターが小さい状態である。このため、飲料水醗酵産業においても用途がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】光水処理装置の基本構成図である。
【図２】３本の炭素電極に直流の電圧を加える装置の図である。
【図３】水処理槽１の内壁を放射率が高い物質４１をコートした図である。
【符号の説明】
１ 水処理槽
２ 炭素電極
３ 電極ホルダー
４ スプレーノズル
５ 貯水槽
６ 給水ポンプ
７ 循環ポンプ
８ 処理水ポンプ
９ 処理水槽
１０ ボールタップ
１１ 切替弁
１２ 活性炭フィルター
１３ ミクロフィルター
１４ ポンプ保護フィルター
１５ アーク放電電源装置及び制御装置
３１ 電極移動モーター
３２ ケーブル
３３ 絶縁板
３４ 電極移動装置
３５ 固定台
４１ 放射率が高い物質
[Document name] Specification [Invention name] Light-based water treatment device [Claims]
[Claim 1] A water treatment device that treats water in the form of fine particles by irradiating it with light generated by discharge, characterized in that it comprises a means for converting the water to be treated into fine particles, and a discharge electrode that irradiates the finely divided water to be treated with light generated by discharge between the electrodes.
2. A water treatment device using light according to the invention as set forth in claim 1, wherein the discharge electrode is an electrode that generates an arc discharge.
3. A water treatment device using light according to the invention as set forth in claim 1, wherein the discharge electrodes are constructed of electrodes that generate arc discharge and spark discharge.
4. A water treatment device using light according to the invention as set forth in claim 3, characterized in that electrodes for generating arc discharge and spark discharge are provided separately.
5. A water treatment device using light according to the invention described in claim 2, wherein the discharge electrode is a rod electrode whose main component is carbon.
[Claim 6] An optical water treatment device according to any one of claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that a water treatment tank is provided that surrounds the water to be treated in the form of fine particles and a discharge electrode.
7. A water treatment device using light according to the invention described in claim 6, wherein the inner surface of the water treatment tank is coated with a material having a high emissivity of far infrared rays.
Detailed Description of the Invention
[0001]
[Industrial application field]
The present invention belongs to the technical field of devices for improving water quality in the treatment of tap water, production of mineral water, papermaking industry, dyeing industry, industries using cooling water, and the like, where quality deterioration is a problem, and devices for reforming water contaminated with organic matter, and in particular relates to a water treatment device that uses light.
[0002]
2. Description of the Related Art
Conventional water treatment systems for tap water production include chlorine sterilization, lime treatment, activated carbon treatment, ozone treatment, and ultraviolet treatment. Other methods include electrolysis and magnetic treatment. Ultraviolet treatment simply utilizes the sterilizing effect of ultraviolet light. Some systems utilize the light and heat of arc discharges using carbon electrodes in water, but the discharge is unstable due to the underwater discharge. Some decomposition systems use ultraviolet light to decompose organic matter in water. However, their decomposition efficiency is not high. Ozone is sometimes added to improve efficiency. Decomposition using ultraviolet light alone requires ultraviolet light with a high energy level. UV lamps for this purpose have low luminous efficiency. To solve this problem, low-frequency light, such as infrared light, associated with the vibration and rotation of organic molecules can be irradiated to activate the molecular vibration and rotation, and then ultraviolet light can be irradiated in this state. However, no systems utilize two types of light in this way.
[0003]
[Problem to be solved by the invention]
The efficiency of the above-mentioned conventional devices was extremely low, and this project aims to improve this. It is well known that strong light, whether from a discharge or other sources, and water are essential conditions for the birth of life. For example, water struck by lightning becomes bioactive. Years with abundant thunder are associated with good harvests, and the term "lightning" also suggests this. To allow water to absorb light, the absorption cross-section of the water must be increased. Water absorbs light more easily if it is made into microparticles. Clouds are made up of a collection of microparticles of water. Considering that lightning is the electrical discharge within them, it is clear that irradiating microparticles with light would be effective. However, no device has been developed to treat such microparticles of water. Ultrafine carbon particles have physiological health benefits. However, no device has been developed to generate ultrafine carbon particles and hydrate them in water. Similarly, mineral elements could be made more easily absorbed by the body by being hydrated, but no device has been developed to achieve this.
[0004]
Light-based water treatment requires a light source that emits a large amount of light similar to sunlight. A powerful light source can be achieved by using a low-voltage, high-current arc discharge between electrodes. Arc discharge in water is unstable due to water penetration between the electrodes. The temperature drops, resulting in low luminous efficiency. It is necessary to increase the light absorption rate of water molecules. These issues can be resolved by atomizing water and discharging it in a mist. The development of a device that efficiently decomposes and neutralizes dioxins and other harmful organic substances that contaminate water is a necessary technology for solving environmental problems. As contamination of tap water sources worsens, the amount of chlorine used for sterilization increases. Health concerns have spread, resulting in a rapid increase in sales of expensive mineral water. Our goal is to address these concerns. We will develop an alternative chlorine-based sterilization method for tap water and a device to maintain its sterility. Inorganic trace minerals are poorly absorbed by the body as they are. This is because mineral particles are not small enough to pass through cell membranes. Ultrafine particles stabilize minerals in a hydrated state, improving their absorption. Inorganic minerals do not have the side effects of organic minerals. Organic minerals are water-soluble and easily absorbed by the body. However, organic minerals can have serious health effects, as exemplified by Minamata disease.
The present invention aims to provide an apparatus that solves these problems.
[0005]
[Means for solving the problem]
The invention of claim 1 is a water treatment device that treats water in the form of fine particles by irradiating it with light generated by discharge, and is characterized by comprising a means for converting the water to be treated into fine particles and a discharge electrode that irradiates the finely divided water to be treated with light generated by discharge between electrodes, as a means for solving the problem.
[0006]
The invention described in claim 2 provides a means for solving the problem by providing a light-based water treatment device characterized in that the discharge electrode in the invention described in claim 1 is configured as an electrode that generates an arc discharge.
[0007]
The invention described in claim 3 provides a means for solving the problem by providing a water treatment device using light, characterized in that the discharge electrodes in the invention described in claim 1 are composed of electrodes that generate arc discharge and spark discharge.
[0008]
The invention described in claim 4 provides a means for solving the problem by providing a light-based water treatment device according to the invention described in claim 3, characterized in that electrodes for generating arc discharge and spark discharge are provided separately.
[0009]
The invention described in claim 5 is a means for solving the problem by providing a light-based water treatment device according to the invention described in claim 2, characterized in that the discharge electrode is made of a rod electrode whose main component is carbon.
[0010]
The invention described in claim 6 is an invention described in any one of claims 1, 2, 3, 4 and 5, in which a water treatment tank is provided to surround the water to be treated in the form of fine particles and a discharge electrode, as a means for solving the problem.
[0011]
The invention described in claim 7 is a means for solving the problem by providing a light-based water treatment device in the invention described in claim 6, characterized in that the inner surface of the water treatment tank is coated with a material with a high emissivity of far-infrared rays.
[0012]
[Embodiments of the Invention]
First, let's explain the use of discharges. Discharges change state depending on the applied voltage, waveform, and frequency. They can be classified as glow discharge, corona discharge, spark discharge, and arc discharge. Glow discharge and corona discharge emit weak light. Spark discharge and arc discharge emit strong light. Glow discharge and corona discharge can excite gas molecules using electrons emitted from an electrode, as used in ozone generation. To use this principle to excite water, water is atomized into mist and glow discharge or corona discharge occurs within the mist. In this case, the number of electrons emitted is proportional to the electrode surface area. Increasing the electrode area increases processing capacity. The speed of the electrons affects the excited state of the molecules. To generate ozone, the voltage is increased to a level that does not cause spark discharge, and oxygen molecules are excited by fast electrons. Slow electrons produce oxygen clusters. Similarly, when electrons collide with atomized water, a reaction occurs depending on their speed. Slow electrons are captured by the water particles, lowering the oxidation-reduction potential. Water in this state has reducing power and reduces and decomposes organic matter in the water. The fast electrons break down water molecules.
[0013]
When the gap between electrodes is narrowed and continuous discharge occurs, an arc discharge occurs. The arc temperature rises. When carbon electrodes are used for the discharge, the arc temperature reaches 6,000°C or higher. Its spectrum is similar to that of sunlight. This arc light can be used to treat water with light. Water treated with light similar to sunlight is called solar water. Light is an electromagnetic wave. Water changes state depending on the frequency of the electromagnetic wave irradiated. Far infrared rays activate vibrations. Microwaves activate rotations. There is an absorption band in the near ultraviolet. Water molecules that absorb ultraviolet light become chemically active. When performing light treatment that utilizes the difference in water state corresponding to the frequency of the irradiated electromagnetic wave or light, arc discharge in water is unstable. The surface area of water that absorbs light is small. Light treatment takes time. There are many problems, such as locally high hydrogen concentrations and explosions. In this invention, this problem can be solved by atomizing water into a mist and then conducting discharge within this mist. One method of atomizing water is to convert it into steam, but this requires high energy costs. Therefore, spraying it into a mist is practical, and the particle size can be made small enough. The particle size is determined taking into account the water treatment time and the purpose of the treatment. The particle size is usually smaller than 2 mm. If the particle size is too small, the treatment time will be long.
[0014]
Tap water contains trace amounts of chlorine to maintain its disinfecting ability. To efficiently remove this chlorine and ensure that light-treated tap water is free of chlorine, the water can be atomized and irradiated with light. By atomizing tap water into a mist and using carbon electrodes to generate an arc discharge within the atomized water, the chlorine was completely removed. When exposed to light, water molecules become more active and chemically active. As a result, the bonds between the water and chlorine are broken, and the water evaporates into a gas. Water in this state contains little oxygen. The oxygen itself is also inactive. This prevents bacteria from dying in this water. It is non-septic. Chlorine disinfection or chlorine addition is no longer necessary. Furthermore, using this light-treated water as cooling water prevents oxidation and clogging of cooling water pipes due to red rust. Slime also does not form. When using light-treated water for drinking purposes with arc discharge, high-purity carbon electrodes are used to prevent contamination of the water with toxic metals. Two or more electrodes are used, and DC or AC voltage is applied between them to generate an arc discharge. Because the water is atomized, its light absorption cross-section is large. Light processing efficiency is improved.
[0015]
Metal elements emit light of a color specific to the metal during arc discharge. By irradiating this metal-specific light, phototreatment using special light becomes possible. A carbon electrode containing the metal element is used to cause an arc discharge. When this arc light is irradiated onto a mist of particulate water, the water is phototreated with the light specific to the metal. Selective water treatment using light is possible.
[0016]
Water contains trace amounts of minerals. When these minerals are irradiated with the light of an arc discharge, they are selectively absorbed and excited to produce light of the flame color reaction, which is the color of their ions. The frequency of this light is stored in the molecular vibrations of the water. The human body is made up of many organs. Each organ has a different function and a different color. It has a color that corresponds to its function. The color indicates the frequency and light conditions required for the organ to perform its assigned function. This color is the color of the mineral ions that the organ uses to perform its function. When water containing the minerals necessary for the human body is treated with light, it becomes water that has stored the frequency of light necessary for human health. This water does not lose its memory even when absorbed into the body. It is transported to each organ, resonating the frequency of the water for that organ's function with a frequency appropriate for that function.
[0017]
Ultra-fine particle carbon exists in a hydrated state in water. A good method for this microparticulation is to evaporate it from the electrode using the high heat generated by arc discharge. The electrode is carbon. At high temperatures of over 6000°C, carbon breaks down into atoms and evaporates. The highest boiling point of metal elements is tungsten, at 4000°C, and it evaporates due to the high temperature generated by arc discharge. This evaporation can be used to create ultra-fine particles. Ultra-fine particle metal elements can exist stably in water in a hydrated state. Atomic carbon ionizes and dissolves in a hydrated state. This state acts as a type of sugar. Furthermore, this has been confirmed through analysis, albeit in small amounts. This sugar function has been confirmed through biological reactions.
[0018]
Lightning is a high-voltage spark discharge. The effects of arc discharge and spark discharge on water differ due to their different light states. High-energy ultraviolet rays and shock waves, resulting from extremely high temperatures, act on water. This action is effective in decomposing organic matter. Effective water treatment, i.e., phototreatment, can be achieved by combining low-voltage, high-current arc discharge with high-voltage, low-current spark discharge. Light is not limited to arc discharge or spark discharge as a light source. Emitting electromagnetic waves changes the state of water. In fact, microwave ovens emit microwaves into water. The electromagnetic waves radiated to water include a wide range, from far-infrared to higher-frequency infrared, visible light, ultraviolet, X-rays, and gamma rays. Water changes state depending on the frequency of the electromagnetic waves. Photosynthesis uses red and blue-violet light. The effect of using two or more specific types of light is different from irradiating monochromatic light separately. Simultaneous irradiation can enhance specific effects. Irradiation of water with a combination of infrared and ultraviolet light has been shown to efficiently decompose and remove organic matter from the water. Furthermore, water irradiated with a combination of red and blue light promotes plant growth. Water irradiated with a combination of red and orange light promotes oxidation. Thus, the state of water changes depending on the color combination. There are basic rules regarding color combinations. Water irradiated with light combinations of widely separated frequencies, such as red and violet, works to prevent oxidation. Water irradiated with light combinations of adjacent colors on the Munsell color wheel, such as red and orange or blue and indigo, promotes oxidation. Adjacent light beams cause a beat phenomenon, and when the beat frequency is related to the orbital motion of molecules, orbital motion is formed, resulting in a stable, oxidized state. Monochromatic light has a stronger effect on water when combined with infrared light. This is because infrared light stimulates the molecular motion of water. As molecular motion becomes more active, the absorption spectrum of ultraviolet light becomes closer to that of visible light. The state of water differs depending on the combination of three or more colors, such as water exposed to a combination of red, orange, and yellow light slowing down oxidation. Combinations of four or more colors also affect the state of water in the same way.
[0019]
Organs in the human body, including skin, have colors that correspond to their functions. Internal organs vary slightly in color. These colors reflect the different effects of electromagnetic waves on chemical reactions within the organs. For example, the color of the digestive tract indicates the electromagnetic waves, or light, needed to promote digestion. No research has examined the effects of such electromagnetic waves on chemical reactions. When water is exposed to light with this combination of colors during phototreatment, it enters a state corresponding to the light. The water remembers this state. This memory lasts for a long time, even after absorption into the body. It is carried to each organ by the blood and activates its functions. Light treated with arc light, similar to sunlight, contains all the light frequencies required by each organ, making it beneficial for health. To target water to a specific organ, light can be applied based on the organ's color. A body temperature of around 36°C means that long-wavelength far-infrared light around 36°C is needed. When phototreating water using arc discharge, the inner walls of the treatment tank are made of a material that emits far infrared rays well at around 36°C, and the temperature of the water to be treated is maintained at 36°C or below during phototreating, resulting in water that has been phototreated using the arc light and far infrared rays.
[0020]
[Example]
The specific apparatus for carrying out the above-mentioned invention is as follows: Figure 1 shows the basic configuration of the light-based water treatment device of the present invention, which can treat water by spraying water in the form of particles, and irradiating the water with light generated by discharge such as arc discharge in the atomized water that falls.
[0021]
The water treatment device shown in Figure 1 includes a water treatment tank 1, a spray nozzle 4, a water storage tank 5, a water supply pump 6, a circulation pump 7, a ball tap 10, and a switching valve 11, which function as a water treatment supply. The device also includes a spray nozzle 4, which functions as a water atomizer. The device also includes a treated water pump 8, a treated water tank 9, an activated carbon filter 12, a microfilter 13, and a pump protection filter 14, which function as a water receiving unit for treated water. The device also includes a carbon electrode 2, an electrode holder 3, an arc discharge power supply, a control device 15, an electrode movement motor 31, a cable 32, an insulating plate 33, and an electrode movement device 34, which function as a water atomizer for irradiating the water atomizer with light generated by discharge. The device also includes a fixed base 35 as a basic component.
[0022]
The water treatment tank 1 is made of stainless steel, and its inner surface is polished. Its capacity is determined by the arc discharge power to be supplied, the treatment time, etc. The carbon electrodes 2 are used to generate the arc discharge. These carbon electrodes 2 are fixed to an electrode holder 3. Figure 1 shows three carbon electrodes 2 arranged in an inverted cone shape. The distance between the tips of these carbon electrodes 2 is kept within 15 mm on average. The carbon electrodes 2 evaporate and are consumed by the high heat of the arc discharge. Naturally, the distance between the tips increases, and the arc discharge between the carbon electrodes 2 stops. For this reason, a mechanism is provided to maintain a constant distance between the carbon electrodes 2.
The carbon electrode 2 is fixed to the electrode holder 3. Power is supplied to this electrode holder 3 from the arc discharge power supply and control device 15 via a cable 32. An insulating plate 33 is used to insulate the electrode movement device 34. The electrode movement device 34 moves up and down by the rotation of the electrode movement motor 31. The movement distance of the electrode movement device 34 is determined taking into account the length of the carbon electrode 2. The minimum movement distance of the carbon electrode 2 is set to about 0.1 mm. This minimum movement distance affects the maintenance of discharge stability.
[0024]
The voltage applied to the carbon electrodes 2 may be either DC or AC, or a combination of both. Figure 1 shows an example in which a three-phase AC voltage is applied. The voltage applied varies depending on the material, dimensions, discharge current, and gap of the electrodes used. When carbon electrodes are used, the voltage between the electrodes is about 20 V. A high-frequency, high-voltage voltage is applied between any two of the three carbon electrodes 2, causing continuous spark discharges, resulting in a stable arc discharge. Figure 2 shows a method in which a DC voltage is applied to the three carbon electrodes 2. In the case of an arc discharge using a DC voltage, the amount of electrode wear differs between the positive and negative poles.
[0025]
Water in the water storage tank 5 is pressurized by the water supply pump 6 and atomized by the spray nozzles 4, which then drop into the water treatment tank 1. At this time, the water is irradiated with light emitted by the arc discharge between the carbon electrodes 2. Ultrafine carbon particles that evaporate from the carbon electrodes 2 during this arc discharge dissolve in the water in a hydrated state.
[0026]
The light-treated water falls into the treated water tank 9 and is stored there. A circulation line is provided in the treated water tank 9. If it is necessary to extend the treatment time, this circulation line is used to perform light treatment. The circulation pump 7 is started and the switching valve 11 is switched to perform light treatment again on the water in the treated water tank 9. After light treatment is complete, the treated water pump 8 is started and the water is drained from the treated water tank 9 and bottled. The activated carbon filter 12 and micro filter 13 are used to convert the treated water into product water. The filter 14 is used to protect the treated water pump 8.
[0027]
Air has a high insulation resistance. Therefore, a high voltage is required to generate a discharge between the electrodes. A high-frequency voltage is superimposed on the voltage applied to the carbon electrodes 2, and a low-voltage discharge is initiated using the spark discharge generated by this high voltage. The spark discharge creates a large amount of current carriers, ions and electrons, between the carbon electrodes 2, resulting in very low resistance. As a result, an arc discharge begins. When the arc discharge begins, the discharge tip of the carbon electrodes 2 reaches a high temperature of over 6000°C, releasing electrons and ions, sustaining the arc discharge. When a DC voltage is applied between the carbon electrodes 2 as shown in Figure 2, the arc discharge is more stable than when an AC voltage is applied. With AC, the arc discharge momentarily stops, making it unstable, and a shock wave is generated when the arc discharge restarts.
[0028]
To make effective use of this shock wave, it is advisable to combine a spark discharge caused by high frequency and high voltage with an arc discharge caused by low voltage and high current AC. In the case of a single-phase AC discharge, the arc discharge stops every half cycle. In the case of DC, the arc current must be cut off in some way. In the case of an arc discharge using carbon electrodes, the arc discharge will continue unless the voltage is lowered or the distance between the electrodes is increased. When using a DC power source, a momentary high current arc discharge can be generated by charging a capacitor once and then discharging from this capacitor. A spark discharge caused by high voltage that breaks down the insulation resistance between the electrodes is preceded, breaking down the insulation and causing a high current arc discharge. This method can create a strong shock wave.
[0029]
In the case of AC, the fundamental frequency of the shock wave is determined by taking into consideration the frequency, voltage waveform, arc current, electrode material, and electrode shape. The electrodes for spark discharge may also be used for arc discharge, but if the spark discharge distance is to be increased, a dedicated spark discharge electrode must be provided. The distance between electrodes for stable arc discharge is 15 mm or less. A high-frequency power supply is easy to use as the power source for spark discharge, but spark discharge can also be generated using a high-voltage DC power supply.
[0030]
When using light processing to decompose loosened paper in water, shock wave cycles of 20 or less were effective. In fact, the optimum value was around 7.5 cycles. The effect of shock waves on water is thought to be the same as that of waterfall water. Waterfall water has small clusters and is highly permeable, making it good for your health. Hydrogen bonds are broken when shaken by shock waves.
[0031]
When using carbon electrodes to generate an arc discharge, the temperature rises in areas other than the discharge area, but because they are cooled by a shower of water, it is limited to around 400°C. This is the area that emits infrared rays. These infrared rays, along with the visible and ultraviolet rays emitted by the arc of the arc discharge, work synergistically to activate the water more effectively.
[0032]
3 shows an example in which the inner wall of a water treatment tank 1 is coated with a material 41 that has a high emissivity of far-infrared rays at a temperature of around 36°C. The temperature of the inner wall of this water treatment tank 1 is maintained at 36°C. The temperature of the water to be treated should be set to 20°C or less.
[0033]
The effects on water treated in the above-mentioned device are as follows: When an arc discharge is generated using a carbon electrode, carbon breaks down into atoms and evaporates from the hot tip. This atomic carbon is captured by water particles and then exists in the water in a hydrated state. It has been revealed that water containing this ultrafine carbon particles has the effect of boosting immunity.
[0034]
When an electrode containing metal elements in carbon is used for discharge, the ultrafine metal particles are hydrated and become water that exists in the water. Metal elements such as calcium and magnesium are difficult to absorb in their inorganic state. In their organic state, they are easily absorbed by the body. An example is organic mercury, which caused Minamata disease. Inorganic calcium is not absorbed when ingested. However, ultrafine metallic calcium is ionized and hydrated in water. It is easily absorbed by the body. This ultrafine particle size reduction of metal elements can be easily achieved by utilizing the high temperatures of arc discharge. After phototreatment of water using an arc discharge using a carbon electrode containing calcium as the metal element, the treated water was analyzed. The calcium concentration was 50 ppm. The average particle size was less than 0.01 μm. The concentration depends on the calcium concentration in the electrode.
[0035]
Calcium in this hydrated state is very well absorbed in the intestines. Furthermore, physiological experiments have confirmed this high absorption rate. Inorganic calcium usually has a very low absorption rate. When calcium is ultrafinely divided into particles, it becomes ionized and hydrated, making it easier to absorb. Generally speaking, organic substances have specific functions and always have side effects. After being absorbed, inorganic substances are converted and synthesized into substances the body needs, so there are no side effects. In this respect, inorganic substances are safe.
[0036]
When craft beer was brewed using this phototreated water, the fermentation time was significantly reduced: 2 weeks for untreated water and 10 days for phototreated water. Both had an alcohol content of 5%.
[0037]
Water contamination by chlorinated organic compounds, including dioxins, is a growing problem. While ultraviolet light has been developed as a method for decomposing and detoxifying these compounds, it is inefficient. By irradiating particulate water with a combination of ultraviolet and infrared light, organic compounds contained in water can be effectively decomposed and removed. Using water with a concentration of 1000 ppm of chlorinated organic compounds, a comparison was made of the decomposition and removal capabilities of ultraviolet light alone and simultaneous ultraviolet and infrared irradiation, even though the ultraviolet irradiance was the same. There was a clear difference: ultraviolet light alone: 200 ppm; ultraviolet and infrared: 50 ppm. By changing the spectrum of ultraviolet and infrared light, it is possible to increase the decomposition efficiency.
[0038]
Water that is easily absorbed by the human body is healthy water. Water that is easily absorbed is also easily excreted. The human body uses water to generate energy and expel waste. Waste is cleanly excreted from cells. This is the basic reason why it is good for health. In an experiment, 10 people were asked to repeatedly drink tap water and this light-treated water under the same physical conditions to compare which was more easily absorbed. It was found that the light-treated water was extremely easy to absorb.
[0039]
By irradiating two or more beams of light with different frequencies simultaneously onto an object, it is possible to decompose and synthesize it. This method differs from conventional methods based on thermodynamic chemistry theory in that the activation energy required to cause a reaction is extremely small. Furthermore, there are virtually no chemical equilibrium conditions. The reaction is one-way. If this method of decomposition and synthesis is used, the current problem of waste disposal of plastic products can be completely solved, as it reduces processing costs, does not produce hazardous substances, and can be recycled into useful resources.
[0040]
A molecular bond occurs when multiple electrons involved in a bond share a common orbit. The electrons in the bond have a frequency and energy corresponding to their orbital. When irradiated with light energy that resonates with this frequency, the electrons leave the bonding orbital, breaking the bond. The energy required to break this bond is less than that required by thermodynamic calculations. Two or more types of atoms or molecules in a dispersed mixed state are irradiated with multiple light energies that resonate with the frequencies of the electrons involved in the bond between the atoms or molecules. If the beat frequency of the multiple lights is adjusted to match the frequency of the electrons in the electron orbit after bonding, the bonding electrons will fall into this stable orbit. Molecules can be synthesized. The combined light of multiple light beams with widely separated frequencies has the effect of decomposing and reducing molecules. The combined light of light beams with similar frequencies has the effect of bonding and oxidizing molecules and atoms. Here, too, light is considered in a broad sense, encompassing microwaves, far-infrared rays, infrared rays, visible light, ultraviolet rays, X-rays, and gamma rays.
[0041]
Organs are chemical factories. Low-frequency vibrations have a significant impact on the decomposition, digestion, and absorption of these organs. Intestinal peristalsis is closely related to digestion and decomposition. This peristaltic movement is pulsed and not a clean sine wave. Simultaneous irradiation of ultraviolet and infrared light on resistant organic substances, such as cellulose, does not break it down. After loosening the cellulose in water, it is passed through a transparent pipe made of a soft material. Ultraviolet and infrared light are irradiated from the outside, and both ends of the pipe are fixed. The distance between the ends is set to resonate with low-frequency vibrations, taking into account the material. When external shock waves are applied to the pipe at the resonant frequency, the cellulose passing through the pipe is partially decomposed. This demonstrates the use of sound and longitudinal waves in chemical reactions. The frequency does not need to be particularly high; rather, it is often low, such as 5-20 cycles.
[0042]
The color of the organs shows that the light required for the decomposition and digestion stages is different from the light required for the synthesis stage. There is a relationship between the color of the liver and the reactions that occur within it. The liver's deep purplish color means that the light required for synthesis is high-frequency light such as blue and purple. This light alone will not cause a reaction. Infrared and far-infrared rays around 36°C must also act at the same time. The fact that light around 36°C is necessary even during the digestion stage can be seen from the fact that cooling the stomach causes indigestion. The effect of this light is missing from medical explanations for this indigestion. The fact that body temperature is strictly controlled at around 36°C indicates that light around this range, far-infrared rays, and infrared rays are necessary to promote the chemical reactions occurring within the body.
[0043]
Water treatment was performed using a device that attached linear electrodes at regular intervals, applied a voltage that would not cause spark discharge, and generated a corona discharge by allowing fine water particles to pass by the corona-discharging linear electrodes in the form of a mist. The water was reduced by electrons emitted from the electrode surface by the corona discharge. The redox potential of the water before treatment with this device was +700 mV, while it was -100 mV after treatment. This decrease in redox potential was due to the capture of electrons emitted from the electrode by the corona discharge by the fine water particles. The generation of active oxygen and ozone was also confirmed. The voltage was lowered to a glow discharge state. The voltage was 3000 V. The redox potential similarly decreased to -50 mV. The redox potential is affected by the ions contained in the water. Decomposition of organic matter was confirmed when the voltage was reduced to -1 V.
[0044]
[Effects of the Invention]
By using the device of the present invention to irradiate particulate water with arc light from an arc discharge with a spectrum similar to that of sunlight, the efficiency of water treatment using light can be improved. Water irradiated with sunlight absorbs the light necessary for life and has the light frequency necessary for each organ in the human body to perform its function. Therefore, the water is good for your health.
[0045]
When the device of the present invention is equipped with a spark discharge means, it emits high-energy ultraviolet light and generates shock waves. By adding these ultraviolet light and shock waves to the water treatment by arc discharge, more effective light treatment can be achieved. This treatment reproduces the process of the birth of life in water. Therefore, the water becomes endowed with the energy to activate life.
[0046]
Tap water that has been light-treated using the device of this invention is chlorine-free. It is completely sterilized. Bacteria die in this water. Chlorine is unnecessary. It also has a reducing effect that prevents oxidation. When used as cooling water, no deposits adhere to the pipe walls, eliminating accidents related to cooling water. It can be used in all industries.
[0047]
This can solve the problem of water pollution caused by chlorine-based organic substances. In the device of the present invention, when a combination of ultraviolet and infrared light is irradiated onto contaminated water, the decomposition effect of the ultraviolet light is enhanced by the interaction. By adding metal elements to the carbon electrode, the arc light contains a large amount of ultraviolet light, improving the decomposition efficiency.
[0048]
The device of the present invention can efficiently hydrate water to make it easier for the human body to absorb trace minerals. Because the discharge end of the electrode reaches an extremely high temperature during arc discharge, the elements that make up the electrode, including carbon, vaporize into atoms. These vaporized elements become ultrafine particles and are captured in particulate water, resulting in hydration. Water treated with light using the device of the present invention has energized water molecules and small clusters. This makes it suitable for use in the drinking water fermentation industry.
[Brief explanation of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an optical water treatment device.
FIG. 2 is a diagram of an apparatus for applying a DC voltage to three carbon electrodes.
FIG. 3 is a diagram showing the inner wall of the water treatment tank 1 coated with a substance 41 having high emissivity.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 Water treatment tank 2 Carbon electrode 3 Electrode holder 4 Spray nozzle 5 Water storage tank 6 Water supply pump 7 Circulation pump 8 Treated water pump 9 Treated water tank 10 Ball tap 11 Switching valve 12 Activated carbon filter 13 Micro filter 14 Pump protection filter 15 Arc discharge power supply and control device 31 Electrode movement motor 32 Cable 33 Insulating plate 34 Electrode movement device 35 Fixing base 41 Highly emissivity material