プラズマ放電処理水生成装置、並びにプラズマ放電水、植物成長促進液、化粧用水、工業用オゾン洗浄水、医療用オゾン殺菌水及び医療用オゾン治療水
【課題】 生成後、水中にオゾンを高い濃度のまま長期に亘って溶解させておくことができて、長期の保存に適したオゾン水が得られるようにし、これにより、生成装置をオゾン水の使用現場近くに設置する必要を無くして、利便性や量産性を高める。
【解決手段】 プラズマ放電処理水生成装置は、水を貯留した水槽Ｖと、この水槽の水面上の空中に配設される放電用の陽電極Ｐと、この水槽の水中に少なくとも一部を臨ませた陰電極Ｍと、その陰電極Ｍより水中に電子を過度に放出させて陽電極Ｐと水面との間でプラズマ放電を生じさせ得るように該陽電極Ｐと陰電極Ｍとの間で高電圧放電を行うための高電圧放電手段Ｅとを備え、前記プラズマ放電により、そのプラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高いプラズマ放電処理水が水槽内で得られるようにしている。
【解決手段】 プラズマ放電処理水生成装置は、水を貯留した水槽Ｖと、この水槽の水面上の空中に配設される放電用の陽電極Ｐと、この水槽の水中に少なくとも一部を臨ませた陰電極Ｍと、その陰電極Ｍより水中に電子を過度に放出させて陽電極Ｐと水面との間でプラズマ放電を生じさせ得るように該陽電極Ｐと陰電極Ｍとの間で高電圧放電を行うための高電圧放電手段Ｅとを備え、前記プラズマ放電により、そのプラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高いプラズマ放電処理水が水槽内で得られるようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ放電処理水生成装置、並びにそれにより生成されたプラズマ放電水、そのプラズマ放電処理水を利用した植物成長促進液、化粧用水、工業用オゾン洗浄水、医療用オゾン殺菌水及び医療用オゾン治療水に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用オゾン洗浄水や医療用オゾン殺菌水等を得るためにオゾンを水に注入する手法として、例えば、空気に対し紫外線照射、プラズマ放電等を実施して、その空気中の酸素をオゾンに変換した後、そのオゾンガスを水中に吹き込む曝気処理により水に溶解させる方法が従来より知られている。また近年では、高濃度オゾン水を得る手法として、例えば、オゾンガスの水への溶解促進のために、曝気処理過程でオゾンをマイクロバブル、ナノバブル等と呼ばれる無数の超微細気泡の状態にして水に吹き込む方法も知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の手法により得られたオゾン水は、その生成後、水中のオゾン濃度が急速（数時間の間）に低下して元の状態に戻ってしまい、そのため、従来ではオゾン水を生成した後、これを直ぐに使用する必要があって長期の保存には適さず、またオゾン水生成装置をオゾン水の使用現場近くに設置しなければならない等の問題があった。
【０００４】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、処理すべき水の水面と空中との間でプラズマ放電を生じさせることによりオゾン濃度が長期に亘り高濃度に維持できるようにしたプラズマ放電処理水が得られるプラズマ放電処理水生成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また本発明は、上記プラズマ放電処理水生成装置により得られたプラズマ放電処理水、並びにこれを利用した有用な植物成長促進液、化粧用水、工業用オゾン洗浄水、医療用オゾン殺菌水及び医療用オゾン治療水を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、水を貯留した水槽と、この水槽の水面上の空中に配設される放電用の陽電極と、この水槽の水中に少なくとも一部を臨ませた陰電極と、その陰電極より水中に電子を過度に放出させて陽電極と水面との間でプラズマ放電を生じさせ得るように該陽電極と陰電極との間で高電圧放電を行うための高電圧放電手段とを少なくとも備え、前記プラズマ放電により、そのプラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高いプラズマ放電処理水が水槽内で得られるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また請求項２の発明は、請求項１の前記特徴に加えて、前記水槽の少なくとも底壁が絶縁体又は誘電体で形成され、前記陰電極が、前記底壁と、水槽外に在って該底壁の下面に近接配置され通電時には該底壁の上面側に電子を集めるコイルとで少なくとも構成されており、前記高電圧放電手段が、印加側端子が前記陽電極に接続され且つグランド側端子が前記コイルを介して接地される高周波高電圧パルス放電用電源より構成されることを特徴とする。
【０００８】
また請求項３の発明は、請求項２の前記特徴に加えて、水槽内で前記底壁の上面には、前記コイルへの通電に応じて該底壁の上面に集まる電子を帯電させて水中に放出し得る蓄電部材が配設されることを特徴とし、さらに請求項４の発明は、請求項３の前記特徴に加えて、前記蓄電部材が活性炭素繊維より構成されており、その活性炭素繊維の正孔に電子が帯電可能であることを特徴とし、さらにまた請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの前記特徴に加えて、前記陽電極が、水槽の水面上の空中に相互に間隔をおいて並設され、各々の先端が水槽内に向かって下向きに延びる導電性材料よりなる多数の放電用針を備えることを特徴とする。
【０００９】
また請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載のプラズマ放電処理水生成装置により得られたプラズマ放電処理水であることを特徴とし、また請求項７の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする植物成長促進液であることを特徴とし、また請求項８の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする化粧用水であることを特徴とし、さらに請求項９の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする工業用オゾン洗浄水であることを特徴とし、さらに請求項１０の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする医療用オゾン殺菌水であることを特徴とし、さらに請求項１１の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする医療用オゾン治療水であることを特徴とする。
【００１０】
尚、本発明において、「水中に電子を過度に放出させ」とは、水が電子を保持できるマイナス電荷数を超えて水中に多数の電子を放出させること、即ち水中に電子を過飽和状態となってもなお放出させることを意味している。この電子の過度の放出により、余剰の電子は水面から空中の放電用陽電極に向かって飛び出し可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように請求項１〜６の各発明によれば、プラズマ放電処理水の生成後、水中にオゾンを高い濃度のまま長期に亘って溶解させておくことができるから、このプラズマ放電処理水を、長期の保存に適したオゾン水として活用することができる。しかもこのオゾン水は、生成後直ぐに使用する必要がないことから、生成装置をオゾン水の使用現場近くに設置する必要がなく、利便性や量産性に優れている。
【００１２】
また特に請求項２〜４の発明によれば、水槽内の水中に通電すべき配線手段は不要となることから、感電のリスクを軽減することができる。
【００１３】
また特に請求項３，４の発明によれば、陰電極が、コイルへの通電に応じて水槽底壁の上面に集まる電子を帯電させて水中に放出し得る蓄電部材（請求項４では活性炭素繊維）を備えるので、水槽底壁のコンデンサとしての機能を強化して、感電のリスク軽減を図りながら電子を水中に効率よく放出可能となり、陽電極と水面との間でのプラズマ放電を効率よく発生させることができる。
【００１４】
また特に請求項５の発明によれば、水面上の空中に設置される放電用陽電極は、先端が水槽内に向かって下向きに延びる導電性材料よりなる多数の放電用針を備えるので、それら放電用針から水面に向かって多数の（従って広範囲に亘り）プラズマ放電流を発生させることができ、そのプラズマ放電効果により水中にオゾンを効率よく溶解させることができる。
【００１５】
また特に請求項７の発明によれば、プラズマ放電処理水を主成分とする植物成長促進液を利用して植物の成長促進、延いては増産を図ることができる。
【００１６】
また特に請求項８の発明によれば、上記プラズマ放電処理水を主成分とする化粧用水を利用して、皮膚に対する化粧効果、特に保湿効果を高めることができる。
【００１７】
また特に請求項９の発明によれば、水中にオゾンを高い濃度のまま溶解させておくことができ、長期の保存に適した有用な工業用オゾン洗浄水が得られる。
【００１８】
また特に請求項１０の発明によれば、水中にオゾンを高い濃度のまま溶解させておくことができ、長期の保存に適した有用な医療用オゾン殺菌水が得られる。
【００１９】
また特に請求項１１の発明によれば、水中にオゾンを高い濃度のまま溶解させておくことができ、長期の保存に適した有用な医療用オゾン治療水が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【００２１】
添付図面において、図１〜図５は、本発明の第１実施例を示すものであって、図１はプラズマ放電処理水生成装置を示す全体縦断面図（図２の１−１線断面図）、図２は、図１の２線断面図、図３は、図１の３矢視部の拡大断面図、図４はプラズマ放電の原理を説明するための実験モデル図、図５は、プラズマ放電流の発生状態を簡略的に示す説明図である。また図６は、本発明の第２実施例を示す図１対応図、図７は、本発明の第３実施例を示す図１対応図である。
【００２２】
先ず、図１及び図２において、固定ベース１上には、水槽支持台２と、その一側に起立する支柱３とが固定的に設けられており、これら固定ベース１、支持台２および支柱３はいずれも絶縁体より構成される。水槽支持台２上には、銅線を渦巻き状に且つ多層に巻き回してなる扁平円板状の渦巻きコイル４が載置、固定され、更にその渦巻きコイル４の上面に、絶縁体又は誘電体製（例えばガラス、ＰＥＴ樹脂等）の水槽Ｖが載置、固定されている。
【００２３】
その水槽Ｖ内には、プラズマ放電処理すべき水Ｗが入れられており、その水中に浸漬されてマイナス電荷、即ち電子を帯電可能な帯電部材５が、水槽Ｖの底壁Ｖａ上に載置、固定される。この帯電部材５は、図示例では活性炭素繊維を平板状の所定形状に成形して構成され、その活性炭素繊維の正孔（ＯＨ基）に電子を帯電し得るようになっている。而してこの実施例では、絶縁体又は誘電体よりなる水槽底壁Ｖａと、帯電部材５と、渦巻きコイル４とが互いに協働して本発明の陰電極Ｍを構成している。
【００２４】
また支柱３の上部には、水槽Ｖの上部空間に向かって延びる支持腕３ａが連設されており、この支持腕３ａの先部には、水槽Ｖの水面Ｗｆ上の空中に配置した放電用の陽電極Ｐが支持される。次にこの放電用の陽電極Ｐの構造の一例を、図３を併せて参照して具体的に説明する。
【００２５】
その陽電極Ｐは、水槽Ｖの水面Ｗｆ上の空中に相互に間隔をおいて並設されると共に各先端が水槽Ｖ内の水面に向かって下向きに延びる多数の放電用針７と、それら放電用針７の上部が貫通、支持される絶縁性基板８と、その絶縁性基板８の上面と各放電用針７の膨大頭部との間に介装されて各放電用針７を絶縁性基板８上に安定よく支持させるワッシャリング９と、絶縁性基板８の下面に重ねられて各放電用針７相互を電気的に接続する平板状の導電部材１０と、絶縁性基板８の上下両面にそれぞれ接着又は接合されて各放電用針７の上半部とワッシャリング９と導電部材１０とを覆う上下一対の絶縁性カバー１１とより構成される。その絶縁性カバー１１の下面からは各放電用針７の先鋭な下半部７ａが突出して延びており、また、導電部材１０の一部は、絶縁カバー１１の側部から外部に引き出されていて、その引き出し部には、後述する高周波高電圧パルス放電用電源Ｅの印加側端子Ｅａから延びる印加側の外部配線Ｌａが接続される。
【００２６】
前記放電用針７の構成材料としては、導電性を有する金属、望ましくは耐腐食性の金属（例えばステンレス）が選択される。また前記絶縁性基板８の構成材料としては、絶縁性材料、例えばガラスエポキシ基板、ポリアミド基板、石英ガラス基板等が選択される。また前記ワッシャリング９の構成材料としては、放電用針７の頭部に対する固定、支持に適した材料であれば、導電性の有無に関係なく選択される。さらに前記導電部材１０の構成材料としては、導電性を有し且つ放電用針７と接続、固定が可能であり且つ外部配線Ｌａとの接続、固定が可能な材料であればよく、種々の導電性金属、活性炭素繊維成形体、導電性金属メッキ材等が選択される。さらに前記絶縁性カバー１１としては、絶縁性を有し且つ絶縁性基板８に接着又は接合可能な材料、例えばエポキシ系樹脂やポリアミド樹脂が選択される。
【００２７】
固定ベース１の一側には、高電圧放電手段としての高周波高電圧パルス放電用電源Ｅが設置されており、この電源Ｅの印加側端子Ｅａに接続した印加側の外部配線Ｌａが、導電部材１０を介して前記陽電極Ｐの放電用針７に接続される。また同電源Ｅのグランド側端子Ｅｂに接続したグランド側の外部配線Ｌｂは接地Ｇされており、その外部配線Ｌｂの途中には前記渦巻きコイル４が介装される。即ち、電源Ｅのグランド側端子Ｅｂは、渦巻きコイル４を介して接地Ｇされる。
【００２８】
前記高周波高電圧パルス放電用電源Ｅは、図示例では周波数が高く（例えば１０ＫＨｚ）、電圧が高い（例えば１０ＫＶ）の高周波高電圧パルスを少なくとも所定時間（例えば１０分）以上放電し得るように構成され、その放電出力波形は矩形波に、電極波形はサイン波に調整される。
【００２９】
而して水槽Ｖの水面Ｗｆ上の空中に存する前記陽電極Ｐと、水槽Ｖの水中に少なくとも一部（図示例では水槽底壁Ｖａの上面及び帯電部材５）を臨ませた陰電極Ｍとの間で、高周波高電圧パルス放電用電源Ｅにより高周波高電圧パルスを放電させると、後述するように陽電極Ｐと水面Ｗｆとの間でプラズマ放電流Ｘが生じる。そして、このプラズマ放電流Ｘを水槽Ｖ内の水Ｗに作用させることにより、この水Ｗが、プラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高く且つ酸化還元電位が低く且つまた溶存酸素量が少ないプラズマ放電処理水となる。
【００３０】
次に前記実施例の作用を説明する。
【００３１】
先ず、前記プラズマ放電の原理を、図４を併せて参照して説明する。
【００３２】
図４に示す実験モデルでは、前記実施例における陰電極Ｍの構造（即ち渦巻きコイル４と水槽底壁Ｖａと蓄電部材５相互のサンドイッチ構造）を模して、渦巻きコイル４と絶縁体又は誘電体製の平板２０（図示例ではガラス板）と蓄電部材５相互のサンドイッチ構造体が支持台２１の上面に載置、固定されており、その渦巻きコイル４と電池２２（例えば８ボルト）と開閉スイッチ２３とが閉回路２４で直列に接続される。
【００３３】
このモデルにおいて、開閉スイッチ２３を手動で小刻み（毎秒数回程度）に開閉操作したときの電子の放出状況を、陰電極Ｍの上方空間に配した電子測定器２５により確認すると、２〜３ＫＶ／ｍの数値が測定された。このことから、次のような事象の発生が推測される。即ち、上記スイッチ２３の開閉に伴い渦巻きコイル４の上方空間に発生する磁場の強弱が、ガラス板２０を隔ててコンデンサ作用を起こして、そのガラス板２０の下面（コイル接触面）にはプラス電荷が、また同ガラス板２０の上面にはマイナス電荷、即ち電子がそれぞれ集まり、そのガラス板２０の上面に集まった電子がガラス板２０上の蓄電部材５即ち活性炭素繊維の正孔（ＯＨ基）に蓄電されるため、スイッチ２３の開閉を繰り返すと、蓄電された電子が活性炭素繊維において過飽和になって、その正孔から外部（上方空間）に放出されているものと考えられる。
【００３４】
而して、本実施例のプラズマ放電処理水生成装置において、その高周波高電圧パルス放電用電源Ｅにより高周波高電圧パルス放電を実施した場合には、その電源Ｅのグランド側端子Ｅｂに連なる渦巻きコイル４には高周波のマイナスパルスが印加され、即ち、マイナスの直流電圧が断続的に渦巻きコイル４に通電されることとなり、結果的には、前記実験モデルで開閉スイッチ２３を断続的に開閉した状態と同じになり、しかもその開閉の回数は１０ＫＨｚと極めて高速である。
【００３５】
従って、陰電極Ｍにおける蓄電部材５を構成する活性炭素繊維の正孔には、上記高周波高電圧パルス放電に伴い短時間のうちに極めて多数の電子が水槽Ｖ内の水中に放出されることになるが、その放出電子が、水の保持できるマイナス電荷数を超えると（即ち水中への電子の放出が過度になされて、水中の電子が過飽和となると）、その放出電子は、水面Ｗｆよりその上方の陽電極Ｐの放電用針７に向かって空中に飛び出す。そして、この飛び出した多数の電子は、空中の酸素分子と衝突して、例えばマイナス電荷を有する酸素ラジカルと、プラス電荷を有するスーパーオキサイト群を生じさせ、それらが同じ空間に同時に多数混在分布することで、図５に模式的に示すような発光状態のプラズマ放電流Ｘが、各放電用針７とその直下の水面Ｗｆとの間でそれぞれ発生する。このとき、水面Ｗｆには、各プラズマ放電流Ｘに対応してすり鉢状の凹部ｓが形成されており、この凹部ｓの存在からも、プラズマ放電流Ｘのエネルギが放電用針７から水面Ｗｆ側に向かい、その水面下に入り込む様子が窺い知れる。
【００３６】
尚、空気の主要成分である窒素分子は、酸素分子に比べ安定度が高く、本条件による電子衝突エネルギではラジカル分子を発生せず、上記プラズマ放電流Ｘの発生によってもＮＯｘ等の有害成分を生じさせないことが確認された。
【００３７】
而して、上記プラズマ放電流Ｘは、放電用針７から水面Ｗｆ側に向かう途中でその周囲の酸素分子や上記スーパーオキサイト群を巻き込んでオゾンを生じさせると共に、そのオゾンを水中に強力に引擦り込んでオゾンの水中への分子レベルでの溶解を起こす。また、それと同時に、水中に元々溶解していた一部の酸素分子が空中に放出される。
【００３８】
かくして、水槽Ｖ内の水に対し所定時間（例えば１０分間）に亘り上記のプラズマ放電処理を行えば、その水は、本発明のプラズマ放電水となり、それは、下記の表１に示されるようにプラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高く且つ酸化還元電位が低く且つまた溶存酸素量が少ない特性を有している。
【００３９】
【表１】
【００４０】
しかも、このプラズマ放電処理水は、生成後、比較的長期（約１カ月以上）に亘って水中にオゾンを高い濃度のまま溶解させておくことができることが確認された。これは、前述のようにプラズマ放電流Ｘによりオゾンを水中に強力に引擦り込んで、オゾンの水中への分子レベルでの溶解を促進できるためと考えられる。従って、上記プラズマ放電処理水は、長期の保存に適したオゾン水となるものであり、そして、このオゾン水は、生成後、直ぐに使用する必要がないことから、生成装置をオゾン水の使用現場近くに設置する必要がなく、利便性や量産性に優れている。
【００４１】
そして、本実施例では、上記プラズマ放電処理水を各々主成分とする植物成長促進液、化粧用水、工業用オゾン洗浄水、医療用オゾン殺菌水および医療用オゾン治療水がそれぞれ作成される。
【００４２】
特にプラズマ放電処理水を主成分とする植物成長促進液は、植物に対し上記プラズマ放電処理水をそのまま吸収させた発芽実験や発芽後の生育実験を行った結果、通常の水を吸収させた場合と比べて、発芽速度が多少遅くなるものの、発芽後の成長促進効果が著しく大であることが判明した。従って、本発明の植物成長促進液を用いて植物を発芽させ生育させれば、収穫時期の短縮や収穫量の増大を図ることができ、農作物の増産に大いに寄与することができる。上記プラズマ放電処理水により植物の成長促進効果が得られる理由は、定かではないが、プラズマ放電処理時における水中への電子放出により水の分子集合体（クラスター）が小さくなったことが原因しているものと推測される。尚、上記プラズマ放電処理水は、これをそのまま植物成長促進液として使用してもよいし、或いは植物成長促進液の原水として（即ち他の有効成分と混合したものを植物成長促進液として）使用してもよい。
【００４３】
また、プラズマ放電処理水を主成分とする化粧用水は、人体に対し上記プラズマ放電処理水をそのまま皮膚に塗布した実験の結果から、皮膚に対する化粧効果、特に皮膚への浸透性が優れ、皮膚の保湿効果が高いことが判明した。尚、上記プラズマ放電処理水は、そのまま化粧用水として利用してもよいし、或いは化粧用保湿水、化粧乳液等の各種化粧用液の原水として（即ち他の化粧用成分と混合したものを各種化粧用液として）使用するようにしてもよい。
【００４４】
また、プラズマ放電処理水を主成分とする工業用オゾン洗浄水は、工業製品の製造工場等において製品の洗浄に利用されるものであるが、水中にオゾンを高い濃度のまま長時間に亘り溶解させておくことができることから、長期の保存に適した有用なオゾン洗浄水となる。しかも生成装置を、工業用オゾン洗浄水を使用する工場の内部又はその近くに設置する必要がなく、利便性や量産性に優れている。
【００４５】
また、プラズマ放電処理水を主成分とする医療用オゾン殺菌水は、医療現場で消毒液として用いられ、同じく医療用オゾン治療水は医療現場でガン治療等の治療液として用いられるものであるが、この場合も、水中にオゾンを高い濃度のまま長時間に亘り溶解させておくことができることから、長期の保存に適した有用なオゾン殺菌水およびオゾン治療水となる。しかも生成装置を、医療用オゾン殺菌水および医療用オゾン治療水を使用する病院等の医療現場又はその近くに設置する必要がなく、利便性や量産性に優れている。
【００４６】
次に図６を参照して本発明の第２実施例を説明する。この実施例は、先の実施例における活性炭素繊維からなる蓄電部材５を省略したものであり、その他の構成は、第１実施例と同じであるので、各構成部材には、第１実施例と同じ参照符号を付した。
【００４７】
而して第１実施例では、水槽底壁Ｖａのコンデンサー的な作用を強化して陰電極Ｍから水中への電子放出を効率よく行わせるために、活性炭素繊維からなる蓄電部材５を水槽底壁Ｖａを挟んで渦巻きコイル４上に近接配置しているが、この蓄電部材５を第２実施例のように省略しても、水槽底壁Ｖａ自体のコンデンサー的な作用は得られ、電子の放出効率が多少低下するだけであることから、プラズマ放電流Ｘ自体の発生は可能である。この第２実施例では、蓄電部材５の省略によりそれだけ構造簡素化が図られる。
【００４８】
次に図７を参照して本発明の第３実施例を説明する。この実施例は、高電圧放電手段としての高周波高電圧パルス放電用電源Ｅのグランド側端子Ｅｂに接続したグランド側の外部配線Ｌｂを水槽Ｖ内に直接引き込むように配線すると共に、その端末部を、水槽Ｖ内底部に設置した導電材製の陰電極Ｍに接続したものであって、先の実施例の陰電極Ｍにおける渦巻きコイル４や蓄電部材５は省略されている。その他の構成は、第１実施例と同じであるので、各構成部材には、第１実施例と同じ参照符号を付した。
【００４９】
而して第１、第２実施例の陰電極Ｍ構造では、水中へ引き込む配線部分を無くして感電のリスクを軽減し得る効果があるが、そのリスクに対し万全の措置をとれれば、本第３実施例のような陰電極構造としても、プラズマ放電流Ｘ自体の発生は可能であり、実用上問題はない。この第３実施例では、陰電極構造が簡素化されてコスト節減が図られる。
【００５０】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。例えば、前記実施例では蓄電部材５として活性炭素繊維からなる繊維成形体を用いたが、この活性炭素繊維に代えて、水槽底壁Ｖａの上面側に集まるマイナス電荷（電子）を蓄電可能であり且つ水中へ放出可能な種々の素材を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施例に係るプラズマ放電処理水生成装置を示す全体縦断面図（図２の１−１線断面図）
【図２】図１の２線断面図
【図３】図１の３矢視部の拡大断面図
【図４】プラズマ放電の原理を説明するための実験モデル図
【図５】プラズマ放電流の発生状態を簡略的に示す説明図
【図６】本発明の第２実施例を示す図１対応図
【図７】本発明の第３実施例を示す図１対応図
【符号の説明】
【００５２】
４・・・渦巻きコイル（コイル）
５・・・蓄電部材
７・・・放電用針
Ｅ・・・高周波高電圧パルス放電用電源（高電圧放電手段）
Ｅａ・・印加側端子
Ｅｂ・・グランド側端子
Ｇ・・・接地
Ｍ・・・陰電極
Ｐ・・・陽電極
Ｖ・・・水槽
Ｖａ・・底壁
Ｗ・・・水
Ｗｆ・・水面
Ｘ・・・プラズマ放電流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ放電処理水生成装置、並びにそれにより生成されたプラズマ放電水、そのプラズマ放電処理水を利用した植物成長促進液、化粧用水、工業用オゾン洗浄水、医療用オゾン殺菌水及び医療用オゾン治療水に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用オゾン洗浄水や医療用オゾン殺菌水等を得るためにオゾンを水に注入する手法として、例えば、空気に対し紫外線照射、プラズマ放電等を実施して、その空気中の酸素をオゾンに変換した後、そのオゾンガスを水中に吹き込む曝気処理により水に溶解させる方法が従来より知られている。また近年では、高濃度オゾン水を得る手法として、例えば、オゾンガスの水への溶解促進のために、曝気処理過程でオゾンをマイクロバブル、ナノバブル等と呼ばれる無数の超微細気泡の状態にして水に吹き込む方法も知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の手法により得られたオゾン水は、その生成後、水中のオゾン濃度が急速（数時間の間）に低下して元の状態に戻ってしまい、そのため、従来ではオゾン水を生成した後、これを直ぐに使用する必要があって長期の保存には適さず、またオゾン水生成装置をオゾン水の使用現場近くに設置しなければならない等の問題があった。
【０００４】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、処理すべき水の水面と空中との間でプラズマ放電を生じさせることによりオゾン濃度が長期に亘り高濃度に維持できるようにしたプラズマ放電処理水が得られるプラズマ放電処理水生成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また本発明は、上記プラズマ放電処理水生成装置により得られたプラズマ放電処理水、並びにこれを利用した有用な植物成長促進液、化粧用水、工業用オゾン洗浄水、医療用オゾン殺菌水及び医療用オゾン治療水を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、水を貯留した水槽と、この水槽の水面上の空中に配設される放電用の陽電極と、この水槽の水中に少なくとも一部を臨ませた陰電極と、その陰電極より水中に電子を過度に放出させて陽電極と水面との間でプラズマ放電を生じさせ得るように該陽電極と陰電極との間で高電圧放電を行うための高電圧放電手段とを少なくとも備え、前記プラズマ放電により、そのプラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高いプラズマ放電処理水が水槽内で得られるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また請求項２の発明は、請求項１の前記特徴に加えて、前記水槽の少なくとも底壁が絶縁体又は誘電体で形成され、前記陰電極が、前記底壁と、水槽外に在って該底壁の下面に近接配置され通電時には該底壁の上面側に電子を集めるコイルとで少なくとも構成されており、前記高電圧放電手段が、印加側端子が前記陽電極に接続され且つグランド側端子が前記コイルを介して接地される高周波高電圧パルス放電用電源より構成されることを特徴とする。
【０００８】
また請求項３の発明は、請求項２の前記特徴に加えて、水槽内で前記底壁の上面には、前記コイルへの通電に応じて該底壁の上面に集まる電子を帯電させて水中に放出し得る蓄電部材が配設されることを特徴とし、さらに請求項４の発明は、請求項３の前記特徴に加えて、前記蓄電部材が活性炭素繊維より構成されており、その活性炭素繊維の正孔に電子が帯電可能であることを特徴とし、さらにまた請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの前記特徴に加えて、前記陽電極が、水槽の水面上の空中に相互に間隔をおいて並設され、各々の先端が水槽内に向かって下向きに延びる導電性材料よりなる多数の放電用針を備えることを特徴とする。
【０００９】
また請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載のプラズマ放電処理水生成装置により得られたプラズマ放電処理水であることを特徴とし、また請求項７の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする植物成長促進液であることを特徴とし、また請求項８の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする化粧用水であることを特徴とし、さらに請求項９の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする工業用オゾン洗浄水であることを特徴とし、さらに請求項１０の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする医療用オゾン殺菌水であることを特徴とし、さらに請求項１１の発明は、請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とする医療用オゾン治療水であることを特徴とする。
【００１０】
尚、本発明において、「水中に電子を過度に放出させ」とは、水が電子を保持できるマイナス電荷数を超えて水中に多数の電子を放出させること、即ち水中に電子を過飽和状態となってもなお放出させることを意味している。この電子の過度の放出により、余剰の電子は水面から空中の放電用陽電極に向かって飛び出し可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように請求項１〜６の各発明によれば、プラズマ放電処理水の生成後、水中にオゾンを高い濃度のまま長期に亘って溶解させておくことができるから、このプラズマ放電処理水を、長期の保存に適したオゾン水として活用することができる。しかもこのオゾン水は、生成後直ぐに使用する必要がないことから、生成装置をオゾン水の使用現場近くに設置する必要がなく、利便性や量産性に優れている。
【００１２】
また特に請求項２〜４の発明によれば、水槽内の水中に通電すべき配線手段は不要となることから、感電のリスクを軽減することができる。
【００１３】
また特に請求項３，４の発明によれば、陰電極が、コイルへの通電に応じて水槽底壁の上面に集まる電子を帯電させて水中に放出し得る蓄電部材（請求項４では活性炭素繊維）を備えるので、水槽底壁のコンデンサとしての機能を強化して、感電のリスク軽減を図りながら電子を水中に効率よく放出可能となり、陽電極と水面との間でのプラズマ放電を効率よく発生させることができる。
【００１４】
また特に請求項５の発明によれば、水面上の空中に設置される放電用陽電極は、先端が水槽内に向かって下向きに延びる導電性材料よりなる多数の放電用針を備えるので、それら放電用針から水面に向かって多数の（従って広範囲に亘り）プラズマ放電流を発生させることができ、そのプラズマ放電効果により水中にオゾンを効率よく溶解させることができる。
【００１５】
また特に請求項７の発明によれば、プラズマ放電処理水を主成分とする植物成長促進液を利用して植物の成長促進、延いては増産を図ることができる。
【００１６】
また特に請求項８の発明によれば、上記プラズマ放電処理水を主成分とする化粧用水を利用して、皮膚に対する化粧効果、特に保湿効果を高めることができる。
【００１７】
また特に請求項９の発明によれば、水中にオゾンを高い濃度のまま溶解させておくことができ、長期の保存に適した有用な工業用オゾン洗浄水が得られる。
【００１８】
また特に請求項１０の発明によれば、水中にオゾンを高い濃度のまま溶解させておくことができ、長期の保存に適した有用な医療用オゾン殺菌水が得られる。
【００１９】
また特に請求項１１の発明によれば、水中にオゾンを高い濃度のまま溶解させておくことができ、長期の保存に適した有用な医療用オゾン治療水が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【００２１】
添付図面において、図１〜図５は、本発明の第１実施例を示すものであって、図１はプラズマ放電処理水生成装置を示す全体縦断面図（図２の１−１線断面図）、図２は、図１の２線断面図、図３は、図１の３矢視部の拡大断面図、図４はプラズマ放電の原理を説明するための実験モデル図、図５は、プラズマ放電流の発生状態を簡略的に示す説明図である。また図６は、本発明の第２実施例を示す図１対応図、図７は、本発明の第３実施例を示す図１対応図である。
【００２２】
先ず、図１及び図２において、固定ベース１上には、水槽支持台２と、その一側に起立する支柱３とが固定的に設けられており、これら固定ベース１、支持台２および支柱３はいずれも絶縁体より構成される。水槽支持台２上には、銅線を渦巻き状に且つ多層に巻き回してなる扁平円板状の渦巻きコイル４が載置、固定され、更にその渦巻きコイル４の上面に、絶縁体又は誘電体製（例えばガラス、ＰＥＴ樹脂等）の水槽Ｖが載置、固定されている。
【００２３】
その水槽Ｖ内には、プラズマ放電処理すべき水Ｗが入れられており、その水中に浸漬されてマイナス電荷、即ち電子を帯電可能な帯電部材５が、水槽Ｖの底壁Ｖａ上に載置、固定される。この帯電部材５は、図示例では活性炭素繊維を平板状の所定形状に成形して構成され、その活性炭素繊維の正孔（ＯＨ基）に電子を帯電し得るようになっている。而してこの実施例では、絶縁体又は誘電体よりなる水槽底壁Ｖａと、帯電部材５と、渦巻きコイル４とが互いに協働して本発明の陰電極Ｍを構成している。
【００２４】
また支柱３の上部には、水槽Ｖの上部空間に向かって延びる支持腕３ａが連設されており、この支持腕３ａの先部には、水槽Ｖの水面Ｗｆ上の空中に配置した放電用の陽電極Ｐが支持される。次にこの放電用の陽電極Ｐの構造の一例を、図３を併せて参照して具体的に説明する。
【００２５】
その陽電極Ｐは、水槽Ｖの水面Ｗｆ上の空中に相互に間隔をおいて並設されると共に各先端が水槽Ｖ内の水面に向かって下向きに延びる多数の放電用針７と、それら放電用針７の上部が貫通、支持される絶縁性基板８と、その絶縁性基板８の上面と各放電用針７の膨大頭部との間に介装されて各放電用針７を絶縁性基板８上に安定よく支持させるワッシャリング９と、絶縁性基板８の下面に重ねられて各放電用針７相互を電気的に接続する平板状の導電部材１０と、絶縁性基板８の上下両面にそれぞれ接着又は接合されて各放電用針７の上半部とワッシャリング９と導電部材１０とを覆う上下一対の絶縁性カバー１１とより構成される。その絶縁性カバー１１の下面からは各放電用針７の先鋭な下半部７ａが突出して延びており、また、導電部材１０の一部は、絶縁カバー１１の側部から外部に引き出されていて、その引き出し部には、後述する高周波高電圧パルス放電用電源Ｅの印加側端子Ｅａから延びる印加側の外部配線Ｌａが接続される。
【００２６】
前記放電用針７の構成材料としては、導電性を有する金属、望ましくは耐腐食性の金属（例えばステンレス）が選択される。また前記絶縁性基板８の構成材料としては、絶縁性材料、例えばガラスエポキシ基板、ポリアミド基板、石英ガラス基板等が選択される。また前記ワッシャリング９の構成材料としては、放電用針７の頭部に対する固定、支持に適した材料であれば、導電性の有無に関係なく選択される。さらに前記導電部材１０の構成材料としては、導電性を有し且つ放電用針７と接続、固定が可能であり且つ外部配線Ｌａとの接続、固定が可能な材料であればよく、種々の導電性金属、活性炭素繊維成形体、導電性金属メッキ材等が選択される。さらに前記絶縁性カバー１１としては、絶縁性を有し且つ絶縁性基板８に接着又は接合可能な材料、例えばエポキシ系樹脂やポリアミド樹脂が選択される。
【００２７】
固定ベース１の一側には、高電圧放電手段としての高周波高電圧パルス放電用電源Ｅが設置されており、この電源Ｅの印加側端子Ｅａに接続した印加側の外部配線Ｌａが、導電部材１０を介して前記陽電極Ｐの放電用針７に接続される。また同電源Ｅのグランド側端子Ｅｂに接続したグランド側の外部配線Ｌｂは接地Ｇされており、その外部配線Ｌｂの途中には前記渦巻きコイル４が介装される。即ち、電源Ｅのグランド側端子Ｅｂは、渦巻きコイル４を介して接地Ｇされる。
【００２８】
前記高周波高電圧パルス放電用電源Ｅは、図示例では周波数が高く（例えば１０ＫＨｚ）、電圧が高い（例えば１０ＫＶ）の高周波高電圧パルスを少なくとも所定時間（例えば１０分）以上放電し得るように構成され、その放電出力波形は矩形波に、電極波形はサイン波に調整される。
【００２９】
而して水槽Ｖの水面Ｗｆ上の空中に存する前記陽電極Ｐと、水槽Ｖの水中に少なくとも一部（図示例では水槽底壁Ｖａの上面及び帯電部材５）を臨ませた陰電極Ｍとの間で、高周波高電圧パルス放電用電源Ｅにより高周波高電圧パルスを放電させると、後述するように陽電極Ｐと水面Ｗｆとの間でプラズマ放電流Ｘが生じる。そして、このプラズマ放電流Ｘを水槽Ｖ内の水Ｗに作用させることにより、この水Ｗが、プラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高く且つ酸化還元電位が低く且つまた溶存酸素量が少ないプラズマ放電処理水となる。
【００３０】
次に前記実施例の作用を説明する。
【００３１】
先ず、前記プラズマ放電の原理を、図４を併せて参照して説明する。
【００３２】
図４に示す実験モデルでは、前記実施例における陰電極Ｍの構造（即ち渦巻きコイル４と水槽底壁Ｖａと蓄電部材５相互のサンドイッチ構造）を模して、渦巻きコイル４と絶縁体又は誘電体製の平板２０（図示例ではガラス板）と蓄電部材５相互のサンドイッチ構造体が支持台２１の上面に載置、固定されており、その渦巻きコイル４と電池２２（例えば８ボルト）と開閉スイッチ２３とが閉回路２４で直列に接続される。
【００３３】
このモデルにおいて、開閉スイッチ２３を手動で小刻み（毎秒数回程度）に開閉操作したときの電子の放出状況を、陰電極Ｍの上方空間に配した電子測定器２５により確認すると、２〜３ＫＶ／ｍの数値が測定された。このことから、次のような事象の発生が推測される。即ち、上記スイッチ２３の開閉に伴い渦巻きコイル４の上方空間に発生する磁場の強弱が、ガラス板２０を隔ててコンデンサ作用を起こして、そのガラス板２０の下面（コイル接触面）にはプラス電荷が、また同ガラス板２０の上面にはマイナス電荷、即ち電子がそれぞれ集まり、そのガラス板２０の上面に集まった電子がガラス板２０上の蓄電部材５即ち活性炭素繊維の正孔（ＯＨ基）に蓄電されるため、スイッチ２３の開閉を繰り返すと、蓄電された電子が活性炭素繊維において過飽和になって、その正孔から外部（上方空間）に放出されているものと考えられる。
【００３４】
而して、本実施例のプラズマ放電処理水生成装置において、その高周波高電圧パルス放電用電源Ｅにより高周波高電圧パルス放電を実施した場合には、その電源Ｅのグランド側端子Ｅｂに連なる渦巻きコイル４には高周波のマイナスパルスが印加され、即ち、マイナスの直流電圧が断続的に渦巻きコイル４に通電されることとなり、結果的には、前記実験モデルで開閉スイッチ２３を断続的に開閉した状態と同じになり、しかもその開閉の回数は１０ＫＨｚと極めて高速である。
【００３５】
従って、陰電極Ｍにおける蓄電部材５を構成する活性炭素繊維の正孔には、上記高周波高電圧パルス放電に伴い短時間のうちに極めて多数の電子が水槽Ｖ内の水中に放出されることになるが、その放出電子が、水の保持できるマイナス電荷数を超えると（即ち水中への電子の放出が過度になされて、水中の電子が過飽和となると）、その放出電子は、水面Ｗｆよりその上方の陽電極Ｐの放電用針７に向かって空中に飛び出す。そして、この飛び出した多数の電子は、空中の酸素分子と衝突して、例えばマイナス電荷を有する酸素ラジカルと、プラス電荷を有するスーパーオキサイト群を生じさせ、それらが同じ空間に同時に多数混在分布することで、図５に模式的に示すような発光状態のプラズマ放電流Ｘが、各放電用針７とその直下の水面Ｗｆとの間でそれぞれ発生する。このとき、水面Ｗｆには、各プラズマ放電流Ｘに対応してすり鉢状の凹部ｓが形成されており、この凹部ｓの存在からも、プラズマ放電流Ｘのエネルギが放電用針７から水面Ｗｆ側に向かい、その水面下に入り込む様子が窺い知れる。
【００３６】
尚、空気の主要成分である窒素分子は、酸素分子に比べ安定度が高く、本条件による電子衝突エネルギではラジカル分子を発生せず、上記プラズマ放電流Ｘの発生によってもＮＯｘ等の有害成分を生じさせないことが確認された。
【００３７】
而して、上記プラズマ放電流Ｘは、放電用針７から水面Ｗｆ側に向かう途中でその周囲の酸素分子や上記スーパーオキサイト群を巻き込んでオゾンを生じさせると共に、そのオゾンを水中に強力に引擦り込んでオゾンの水中への分子レベルでの溶解を起こす。また、それと同時に、水中に元々溶解していた一部の酸素分子が空中に放出される。
【００３８】
かくして、水槽Ｖ内の水に対し所定時間（例えば１０分間）に亘り上記のプラズマ放電処理を行えば、その水は、本発明のプラズマ放電水となり、それは、下記の表１に示されるようにプラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高く且つ酸化還元電位が低く且つまた溶存酸素量が少ない特性を有している。
【００３９】
【表１】
【００４０】
しかも、このプラズマ放電処理水は、生成後、比較的長期（約１カ月以上）に亘って水中にオゾンを高い濃度のまま溶解させておくことができることが確認された。これは、前述のようにプラズマ放電流Ｘによりオゾンを水中に強力に引擦り込んで、オゾンの水中への分子レベルでの溶解を促進できるためと考えられる。従って、上記プラズマ放電処理水は、長期の保存に適したオゾン水となるものであり、そして、このオゾン水は、生成後、直ぐに使用する必要がないことから、生成装置をオゾン水の使用現場近くに設置する必要がなく、利便性や量産性に優れている。
【００４１】
そして、本実施例では、上記プラズマ放電処理水を各々主成分とする植物成長促進液、化粧用水、工業用オゾン洗浄水、医療用オゾン殺菌水および医療用オゾン治療水がそれぞれ作成される。
【００４２】
特にプラズマ放電処理水を主成分とする植物成長促進液は、植物に対し上記プラズマ放電処理水をそのまま吸収させた発芽実験や発芽後の生育実験を行った結果、通常の水を吸収させた場合と比べて、発芽速度が多少遅くなるものの、発芽後の成長促進効果が著しく大であることが判明した。従って、本発明の植物成長促進液を用いて植物を発芽させ生育させれば、収穫時期の短縮や収穫量の増大を図ることができ、農作物の増産に大いに寄与することができる。上記プラズマ放電処理水により植物の成長促進効果が得られる理由は、定かではないが、プラズマ放電処理時における水中への電子放出により水の分子集合体（クラスター）が小さくなったことが原因しているものと推測される。尚、上記プラズマ放電処理水は、これをそのまま植物成長促進液として使用してもよいし、或いは植物成長促進液の原水として（即ち他の有効成分と混合したものを植物成長促進液として）使用してもよい。
【００４３】
また、プラズマ放電処理水を主成分とする化粧用水は、人体に対し上記プラズマ放電処理水をそのまま皮膚に塗布した実験の結果から、皮膚に対する化粧効果、特に皮膚への浸透性が優れ、皮膚の保湿効果が高いことが判明した。尚、上記プラズマ放電処理水は、そのまま化粧用水として利用してもよいし、或いは化粧用保湿水、化粧乳液等の各種化粧用液の原水として（即ち他の化粧用成分と混合したものを各種化粧用液として）使用するようにしてもよい。
【００４４】
また、プラズマ放電処理水を主成分とする工業用オゾン洗浄水は、工業製品の製造工場等において製品の洗浄に利用されるものであるが、水中にオゾンを高い濃度のまま長時間に亘り溶解させておくことができることから、長期の保存に適した有用なオゾン洗浄水となる。しかも生成装置を、工業用オゾン洗浄水を使用する工場の内部又はその近くに設置する必要がなく、利便性や量産性に優れている。
【００４５】
また、プラズマ放電処理水を主成分とする医療用オゾン殺菌水は、医療現場で消毒液として用いられ、同じく医療用オゾン治療水は医療現場でガン治療等の治療液として用いられるものであるが、この場合も、水中にオゾンを高い濃度のまま長時間に亘り溶解させておくことができることから、長期の保存に適した有用なオゾン殺菌水およびオゾン治療水となる。しかも生成装置を、医療用オゾン殺菌水および医療用オゾン治療水を使用する病院等の医療現場又はその近くに設置する必要がなく、利便性や量産性に優れている。
【００４６】
次に図６を参照して本発明の第２実施例を説明する。この実施例は、先の実施例における活性炭素繊維からなる蓄電部材５を省略したものであり、その他の構成は、第１実施例と同じであるので、各構成部材には、第１実施例と同じ参照符号を付した。
【００４７】
而して第１実施例では、水槽底壁Ｖａのコンデンサー的な作用を強化して陰電極Ｍから水中への電子放出を効率よく行わせるために、活性炭素繊維からなる蓄電部材５を水槽底壁Ｖａを挟んで渦巻きコイル４上に近接配置しているが、この蓄電部材５を第２実施例のように省略しても、水槽底壁Ｖａ自体のコンデンサー的な作用は得られ、電子の放出効率が多少低下するだけであることから、プラズマ放電流Ｘ自体の発生は可能である。この第２実施例では、蓄電部材５の省略によりそれだけ構造簡素化が図られる。
【００４８】
次に図７を参照して本発明の第３実施例を説明する。この実施例は、高電圧放電手段としての高周波高電圧パルス放電用電源Ｅのグランド側端子Ｅｂに接続したグランド側の外部配線Ｌｂを水槽Ｖ内に直接引き込むように配線すると共に、その端末部を、水槽Ｖ内底部に設置した導電材製の陰電極Ｍに接続したものであって、先の実施例の陰電極Ｍにおける渦巻きコイル４や蓄電部材５は省略されている。その他の構成は、第１実施例と同じであるので、各構成部材には、第１実施例と同じ参照符号を付した。
【００４９】
而して第１、第２実施例の陰電極Ｍ構造では、水中へ引き込む配線部分を無くして感電のリスクを軽減し得る効果があるが、そのリスクに対し万全の措置をとれれば、本第３実施例のような陰電極構造としても、プラズマ放電流Ｘ自体の発生は可能であり、実用上問題はない。この第３実施例では、陰電極構造が簡素化されてコスト節減が図られる。
【００５０】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。例えば、前記実施例では蓄電部材５として活性炭素繊維からなる繊維成形体を用いたが、この活性炭素繊維に代えて、水槽底壁Ｖａの上面側に集まるマイナス電荷（電子）を蓄電可能であり且つ水中へ放出可能な種々の素材を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施例に係るプラズマ放電処理水生成装置を示す全体縦断面図（図２の１−１線断面図）
【図２】図１の２線断面図
【図３】図１の３矢視部の拡大断面図
【図４】プラズマ放電の原理を説明するための実験モデル図
【図５】プラズマ放電流の発生状態を簡略的に示す説明図
【図６】本発明の第２実施例を示す図１対応図
【図７】本発明の第３実施例を示す図１対応図
【符号の説明】
【００５２】
４・・・渦巻きコイル（コイル）
５・・・蓄電部材
７・・・放電用針
Ｅ・・・高周波高電圧パルス放電用電源（高電圧放電手段）
Ｅａ・・印加側端子
Ｅｂ・・グランド側端子
Ｇ・・・接地
Ｍ・・・陰電極
Ｐ・・・陽電極
Ｖ・・・水槽
Ｖａ・・底壁
Ｗ・・・水
Ｗｆ・・水面
Ｘ・・・プラズマ放電流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯留した水槽（Ｖ）と、この水槽（Ｖ）の水面（Ｗｆ）上の空中に配設される放電用の陽電極（Ｐ）と、この水槽（Ｖ）の水中に少なくとも一部を臨ませた陰電極（Ｍ）と、その陰電極（Ｍ）より水中に電子を過度に放出させて陽電極（Ｐ）と水面（Ｗｆ）との間でプラズマ放電を生じさせ得るように該陽電極（Ｐ）と陰電極（Ｍ）との間で高電圧放電を行うための高電圧放電手段（Ｅ）とを少なくとも備え、
前記プラズマ放電により、そのプラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高いプラズマ放電処理水が水槽（Ｖ）内で得られるようにしたことを特徴とする、プラズマ放電処理水生成装置。
【請求項２】
前記水槽（Ｖ）の少なくとも底壁（Ｖａ）は絶縁体又は誘電体で形成され、
前記陰電極（Ｍ）は、前記底壁（Ｖａ）と、水槽（Ｖ）外に在って該底壁（Ｖａ）の下面に近接配置され通電時には該底壁（Ｖａ）の上面側に電子を集めるコイル（４）とで少なくとも構成されており、
前記高電圧放電手段（Ｅ）は、印加側端子（Ｅａ）が前記陽電極（Ｐ）に接続され且つグランド側端子（Ｅｂ）が前記コイル（４）を介して接地（Ｇ）される高周波高電圧パルス放電用電源より構成されることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ放電処理水生成装置。
【請求項３】
水槽（Ｖ）内で前記底壁（Ｖａ）の上面には、前記コイル（４）への通電に応じて該底壁（Ｖａ）の上面に集まる電子を帯電させて水中に放出し得る蓄電部材（５）が配設されることを特徴とする、請求項２に記載のプラズマ放電処理水生成装置。
【請求項４】
前記蓄電部材（５）は活性炭素繊維より構成されており、その活性炭素繊維の正孔に電子が帯電可能であることを特徴とする、請求項３に記載のプラズマ放電処理水生成装置。
【請求項５】
前記陽電極（Ｐ）は、水槽（Ｖ）の水面上の空中に相互に間隔をおいて並設され、各々の先端が水槽（Ｖ）内に向かって下向きに延びる導電性材料よりなる多数の放電用針（７）を備えることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のプラズマ放電処理水生成装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のプラズマ放電処理水生成装置により得られたことを特徴とするプラズマ放電処理水。
【請求項７】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、植物成長促進液。
【請求項８】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、化粧用水。
【請求項９】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、工業用オゾン洗浄水。
【請求項１０】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、医療用オゾン殺菌水。
【請求項１１】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、医療用オゾン治療水。
【請求項１】
水を貯留した水槽（Ｖ）と、この水槽（Ｖ）の水面（Ｗｆ）上の空中に配設される放電用の陽電極（Ｐ）と、この水槽（Ｖ）の水中に少なくとも一部を臨ませた陰電極（Ｍ）と、その陰電極（Ｍ）より水中に電子を過度に放出させて陽電極（Ｐ）と水面（Ｗｆ）との間でプラズマ放電を生じさせ得るように該陽電極（Ｐ）と陰電極（Ｍ）との間で高電圧放電を行うための高電圧放電手段（Ｅ）とを少なくとも備え、
前記プラズマ放電により、そのプラズマ放電前の状態よりもオゾン濃度が高いプラズマ放電処理水が水槽（Ｖ）内で得られるようにしたことを特徴とする、プラズマ放電処理水生成装置。
【請求項２】
前記水槽（Ｖ）の少なくとも底壁（Ｖａ）は絶縁体又は誘電体で形成され、
前記陰電極（Ｍ）は、前記底壁（Ｖａ）と、水槽（Ｖ）外に在って該底壁（Ｖａ）の下面に近接配置され通電時には該底壁（Ｖａ）の上面側に電子を集めるコイル（４）とで少なくとも構成されており、
前記高電圧放電手段（Ｅ）は、印加側端子（Ｅａ）が前記陽電極（Ｐ）に接続され且つグランド側端子（Ｅｂ）が前記コイル（４）を介して接地（Ｇ）される高周波高電圧パルス放電用電源より構成されることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ放電処理水生成装置。
【請求項３】
水槽（Ｖ）内で前記底壁（Ｖａ）の上面には、前記コイル（４）への通電に応じて該底壁（Ｖａ）の上面に集まる電子を帯電させて水中に放出し得る蓄電部材（５）が配設されることを特徴とする、請求項２に記載のプラズマ放電処理水生成装置。
【請求項４】
前記蓄電部材（５）は活性炭素繊維より構成されており、その活性炭素繊維の正孔に電子が帯電可能であることを特徴とする、請求項３に記載のプラズマ放電処理水生成装置。
【請求項５】
前記陽電極（Ｐ）は、水槽（Ｖ）の水面上の空中に相互に間隔をおいて並設され、各々の先端が水槽（Ｖ）内に向かって下向きに延びる導電性材料よりなる多数の放電用針（７）を備えることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のプラズマ放電処理水生成装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のプラズマ放電処理水生成装置により得られたことを特徴とするプラズマ放電処理水。
【請求項７】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、植物成長促進液。
【請求項８】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、化粧用水。
【請求項９】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、工業用オゾン洗浄水。
【請求項１０】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、医療用オゾン殺菌水。
【請求項１１】
請求項６に記載のプラズマ放電処理水を主成分とすることを特徴とする、医療用オゾン治療水。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２８９２３６（Ｐ２００６−２８９２３６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１２２３６（Ｐ２００５−１１２２３６）
【出願日】平成１７年４月８日（２００５．４．８）
【出願人】（５０３３７３８５０）株式会社スタイ・ラボ (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月８日（２００５．４．８）
【出願人】（５０３３７３８５０）株式会社スタイ・ラボ (5)
【Ｆターム（参考）】
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