(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024042910
(43)【公開日】2024-03-29
(54)【発明の名称】ガス溶存水溶液製造システム
(51)【国際特許分類】
B01F 23/2373 20220101AFI20240322BHJP
B01F 21/00 20220101ALI20240322BHJP
B01F 23/231 20220101ALI20240322BHJP
B01F 25/10 20220101ALI20240322BHJP
B01F 25/40 20220101ALI20240322BHJP
C02F 1/32 20230101ALI20240322BHJP
C02F 1/68 20230101ALI20240322BHJP
B01F 35/90 20220101ALI20240322BHJP
B01F 27/80 20220101ALI20240322BHJP
C25B 1/04 20210101ALI20240322BHJP
C25B 9/00 20210101ALI20240322BHJP
C25B 11/054 20210101ALI20240322BHJP
C25B 11/065 20210101ALI20240322BHJP
C25B 11/081 20210101ALI20240322BHJP
B01F 101/44 20220101ALN20240322BHJP
【FI】
B01F23/2373
B01F21/00
B01F23/231
B01F25/10
B01F25/40
C02F1/32
C02F1/68 510A
C02F1/68 520B
C02F1/68 520G
C02F1/68 540B
C02F1/68 540C
C02F1/68 540Z
B01F35/90
B01F27/80
C25B1/04
C25B9/00 A
C25B11/054
C25B11/065
C25B11/081
B01F101:44
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022147831
(22)【出願日】2022-09-16
(71)【出願人】
【識別番号】522369522
【氏名又は名称】株式会社アクア・ゼスト
(74)【代理人】
【識別番号】100108442
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 義孝
(72)【発明者】
【氏名】亀井 一郎
【テーマコード(参考)】
4D037
4G035
4G037
4G078
4K011
4K021
【Fターム(参考)】
4D037AA01
4D037AB03
4D037BA18
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4D037CA02
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4G078EA20
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4K011AA30
4K011AA31
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4K011DA01
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4K021BA02
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4K021CA05
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4K021CA12
4K021DB18
4K021DB28
4K021DB43
4K021DB53
4K021DC01
(57)【要約】
【課題】細胞のミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導することが可能なガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造することができるガス溶存水溶液製造システムを提供する。
【解決手段】ガス溶存水溶液製造システム10は、純水を電気分解して水素イオン(H
+)と酸素分子(O
2)とから形成されたガス組成物を生成する電気分解装置12と、純水を所定温度に冷却するチラー13と、チラー13によって所定温度に冷却された純水に電気分解装置12によって生成されたガス組成物をウルトラファインバブルの状態で溶存させるウルトラファインバブル生成装置を備えてウルトラファインバブルのガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造するガス溶存水溶液製造槽15とを有する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とから形成されて細胞のミトコンドリアを活性化させることが可能なガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造するガス溶存水溶液製造システムにおいて、
前記ガス溶存水溶液製造システムが、水を電気分解して前記水素イオン(H+)と前記酸素分子(O2)とから形成された前記ガス組成物を生成する電気分解装置と、純水を所定温度に冷却するチラーと、前記チラーによって所定温度に冷却された純水に前記電気分解装置によって生成された前記ガス組成物をウルトラファインバブルの状態で溶存させるウルトラファインバブル生成装置を備えて前記ウルトラファインバブルのガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造するガス溶存水溶液製造槽とを有することを特徴とするガス溶存水溶液製造システム。
【請求項2】
前記ガス溶存水溶液製造システムが、殺菌灯を有して前記ガス溶存水溶液製造槽によって製造された前記ガス溶存水溶液が流入する殺菌槽を含み、前記殺菌槽では、そこに流入した前記ガス溶存水溶液が前記殺菌灯によって殺菌される請求項1に記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項3】
前記ガス溶存水溶液製造システムが、前記ガス溶存水溶液を前記ガス溶存水溶液製造槽から前記殺菌槽に流入させる第1水溶液管路と、前記ガス溶存水溶液を前記殺菌槽から前記ガス溶存水溶液製造槽に還流させるバイパス管路と、前記第1水溶液管路又は前記バイパス管路に設置された第1給水ポンプとを含み、前記ガス溶存水溶液製造システムでは、前記給水ポンプによって前記ガス溶存水溶液を前記殺菌槽から前記ガス溶存水溶液製造槽に還流させるとともに該ガス溶存水溶液製造槽から該殺菌槽に流入させることで、前記ガス溶存水溶液を前記殺菌槽と前記ガス溶存水溶液製造槽との間で複数回循環させ、前記複数回循環するガス溶存水溶液に前記ウルトラファインバブル生成装置が前記ガス組成物を溶存させる請求項2に記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項4】
前記チラーが、前記バイパス管路から前記ガス溶存水溶液製造槽に還流したガス溶存水溶液を所定温度に冷却し、前記ウルトラファインバブル生成装置が、前記チラーによって所定温度に冷却されたガス溶存水溶液に前記ガス組成物を溶存させる請求項3に記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項5】
前記ガス溶存水溶液製造槽及び前記殺菌槽を循環する前記ガス溶存水溶液が、前記第1給水ポンプによって所定の水圧に加圧され、前記ガス溶存水溶液製造槽及び前記殺菌槽を循環する前記ガス溶存水溶液の水圧が、0.5~0.7MPaの範囲にある請求項4に記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項6】
前記ガス溶存水溶液製造システムが、前記殺菌槽の下流側に設置された攪拌混入槽と、前記ガス溶存水溶液を前記殺菌槽から前記攪拌混入槽に流入させる第2水溶液管路と、前記第2水溶液管路に設置された第2給水ポンプと、前記ガス溶存水溶液を所定温度に冷却するチラーとを含み、前記攪拌混入槽では、前記殺菌槽によって殺菌された前記ガス溶存水溶液を前記チラーによって所定温度に冷却するとともに前記所定温度に冷却された該ガス溶存水溶液を攪拌しつつ該ガス溶存水溶液に所定の栄養素を溶解させる請求項2ないし請求項5いずれかに記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項7】
前記攪拌混入槽に流入する前記ガス溶存水溶液が、前記第1給水ポンプによって所定の水圧に加圧され、前記攪拌混入槽に流入した前記ガス溶存水溶液の水圧が、0.5~0.7MPaの範囲にある請求項6に記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項8】
前記電気分解装置が、所定の電極に直流電流のプラスマイナスを交互に印加するパルスジェネレーターによって前記水を電気分解し、前記電極が、白金粉末を担持したナノカーボンから作られた薄板状電極である請求項1ないし請求項7いずれかに記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項9】
前記ウルトラファインバブル生成装置が、スタティックミキサー式、旋回液流式、加圧溶解式のうちのいずれかである請求項1ないし請求項7いずれかに記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項10】
前記ガス溶存水溶液製造槽では、前記純水に微量の炭酸ガスを溶存させた後、前記微量の炭酸ガスが溶存する純水又はガス溶存水溶液に前記ウルトラファインバブル生成装置が前記ガス組成物を溶存させる請求項3ないし請求項9いずれかに記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項11】
前記ガス組成物における前記水素イオン(H+)の濃度が、0.5~0.80ppmの範囲にあり、前記ガス組成物における前記酸素分子(O2)の濃度が、12.5~15.5ppmの範囲にあり、前記ガス組成物では、前記水素イオン(H+)と前記酸素分子(O2)とが非結合の分離した状態にある請求項1ないし請求項10いずれかに記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項12】
前記ガス組成物の粒径が、100nm以下であり、前記ガス溶存水溶液では、該ガス溶存水溶液1ccの中に5~10臆個の前記ガス組成物のウルトラファインバブルが溶存している請求項1ないし請求項11いずれかに記載のガス溶存水溶液製造システム。
【請求項13】
前記ガス溶存水溶液では、前記ウルトラファインバブルの表面に所定の電荷が帯電し、該ウルトラファインバブルの表面に前記水素イオン(H+)と前記酸素分子(O2)とのうちの少なくとも一方が電気的に結合している請求項1ないし請求項12いずれかに記載のガス溶存水溶液製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス溶存水溶液を製造するガス溶存水溶液製造システムに関する。
【背景技術】
【0002】
原水を貯留するための容器と、多孔の上側電極と多孔の下側電極との間で固体高分子電解質膜を挟持したガス発生部と、ガス発生部の上側電極及び下側電極のそれぞれに印加される直流電圧を制御する電源制御部と、上側電極及び下側電極のそれぞれと電源制御部とを連結する一対の導電部材とを備え、ガス発生部の高位部が水平方向に対して高位に位置するように、ガス発生部が水平方向に対して傾斜配置され、導電部材に連結されたガス発生部が、原水の貯留された容器の底部に設置されて、主生成ガスが上側電極の側で発生するとともに副生成ガスが下側電極の側で発生するガス溶存水生成装置が開示されている(特許文献1参照)。
【0003】
ガス溶存水生成装置は、上側電極側では多数の主生成ガスが微小な気泡の形態で上側電極と固体高分子電解質膜との界面で発生し、下側電極側では多数の副生成ガスが微小な気泡の形態で下側電極と固体高分子電解質膜との界面で発生する。上側電極側では、上方への遮蔽物が無いので、主生成ガスの微小な気泡が原水中を浮上する。その際、主生成ガスの微小な気泡では、原水に対するガスの単位体積当たりの気/液接触面積が大きく、浮上速度が遅いために原水との接触が長時間確保されるので、主生成ガスが高濃度で原水に溶存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記特許文献1に開示のガス溶存水生成装置は、高濃度の主生成ガス溶存水を効率的に生成することができる。しかし、このガス溶存水生成装置は、細胞のミトコンドリアを活性化させることが可能なガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造することはできない。
【0006】
本発明の目的は、細胞のミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導することが可能なガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造することができるガス溶存水溶液製造システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための本発明の前提は、水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とから形成されて細胞のミトコンドリアを活性化させることが可能なガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造するガス溶存水溶液製造システムである。
【0008】
前記前提における本発明の特徴は、ガス溶存水溶液製造システムが、水を電気分解して前記水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とから形成されたガス組成物を生成する電気分解装置と、純水を所定温度に冷却するチラーと、チラーによって所定温度に冷却された純水に電気分解装置によって生成されたガス組成物をウルトラファインバブルの状態で溶存させるウルトラファインバブル生成装置を備えてウルトラファインバブルのガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造するガス溶存水溶液製造槽とを有することにある。
【0009】
本発明の一例としては、ガス溶存水溶液製造システムが、殺菌灯を有してガス溶存水溶液製造槽によって製造されたガス溶存水溶液が流入する殺菌槽を含み、殺菌槽では、そこに流入したガス溶存水溶液が殺菌灯によって殺菌される。
【0010】
本発明の他の一例としては、ガス溶存水溶液製造システムが、ガス溶存水溶液をガス溶存水溶液製造槽から殺菌槽に流入させる第1水溶液管路と、ガス溶存水溶液を殺菌槽からガス溶存水溶液製造槽に還流させるバイパス管路と、第1水溶液管路又はバイパス管路に設置された第1給水ポンプとを含み、ガス溶存水溶液製造システムでは、給水ポンプによってガス溶存水溶液を殺菌槽からガス溶存水溶液製造槽に還流させるとともにガス溶存水溶液製造槽から殺菌槽に流入させることで、ガス溶存水溶液を殺菌槽とガス溶存水溶液製造槽との間で複数回循環させ、複数回循環するガス溶存水溶液にウルトラファインバブル生成装置がガス組成物を溶存させる。
【0011】
本発明の他の一例としては、チラーが、バイパス管路からガス溶存水溶液製造槽に還流したガス溶存水溶液を所定温度に冷却し、ウルトラファインバブル生成装置が、チラーによって所定温度に冷却されたガス溶存水溶液にガス組成物を溶存させる。
【0012】
本発明の他の一例としては、ガス溶存水溶液製造槽及び殺菌槽を循環するガス溶存水溶液が、第1給水ポンプによって所定の水圧に加圧され、ガス溶存水溶液製造槽及び殺菌槽を循環するガス溶存水溶液の水圧が、0.5~0.7MPaの範囲にある。
【0013】
本発明の他の一例としては、ガス溶存水溶液製造システムが、殺菌槽の下流側に設置された攪拌混入槽と、ガス溶存水溶液を殺菌槽から攪拌混入槽に流入させる第2水溶液管路と、第2水溶液管路に設置された第2給水ポンプと、ガス溶存水溶液を所定温度に冷却するチラーとを含み、攪拌混入槽では、殺菌槽によって殺菌されたガス溶存水溶液をチラーによって所定温度に冷却するとともに所定温度に冷却されたガス溶存水溶液を攪拌しつつガス溶存水溶液に所定の栄養素を溶解させる。
【0014】
本発明の他の一例としては、攪拌混入槽に流入するガス溶存水溶液が、第1給水ポンプによって所定の水圧に加圧され、攪拌混入槽に流入したガス溶存水溶液の水圧が、0.5~0.7MPaの範囲にある。
【0015】
本発明の他の一例としては、電気分解装置が、所定の電極に直流電流のプラスマイナスを交互に印加するパルスジェネレーターによって水を電気分解し、電極が、白金粉末を担持したナノカーボンから作られた薄板状電極である。
【0016】
本発明の他の一例としては、ウルトラファインバブル生成装置が、スタティックミキサー式、旋回液流式、加圧溶解式のうちのいずれかである。
【0017】
本発明の他の一例として、ガス溶存水溶液製造槽では、純水に微量の炭酸ガスを溶存させた後、微量の炭酸ガスが溶存する純水又はガス溶存水溶液にウルトラファインバブル生成装置がガス組成物を溶存させる。
【0018】
本発明の他の一例としては、ガス組成物における水素イオン(H+)の濃度が、0.5~0.80ppmの範囲にあり、ガス組成物における酸素分子(O2)の濃度が、12.5~15.5ppmの範囲にあり、ガス組成物では、水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とが非結合の分離した状態にある。
【0019】
本発明の他の一例としては、ガス組成物の粒径が、100nm以下であり、ガス溶存水溶液では、ガス溶存水溶液1ccの中に5~10臆個のガス組成物のウルトラファインバブルが溶存している。
【0020】
本発明の他の一例として、ガス溶存水溶液では、ウルトラファインバブルの表面に所定の電荷が帯電し、ウルトラファインバブルの表面に水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とのうちの少なくとも一方が電気的に結合している。
【発明の効果】
【0021】
本発明に係るガス溶存水溶液製造システムによれば、それが水を電気分解して水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とから形成されたガス組成物を生成する電気分解装置と、純水を所定温度に冷却するチラーと、チラーによって所定温度に冷却された純水に電気分解装置によって生成されたガス組成物をウルトラファインバブルの状態で溶存させるウルトラファインバブル生成装置を備えてウルトラファインバブルのガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造するガス溶存水溶液製造槽とから形成され、電気分解装置によって生成された水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)をウルトラファインバブル生成装置が純水に溶存させるから、細胞のミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導することが可能なガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。ガス溶存水溶液製造システムは、ウルトラファインバブルの状態でガス溶存水溶液に溶存する水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とが細胞のミトコンドリアの外膜から内膜に進入し、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)がミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導しつつATPの産生を誘導するから、ミトコンドリアを確実に活性化させることが可能なガス溶存水溶液を製造することができる。ガス溶存水溶液製造システムは、純水がチラーによって所定温度(0.5~1℃)に冷却されるから、純水を所定の低温に冷却することで純水に水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を容易に溶存させることができる。
【0022】
殺菌灯を有してガス溶存水溶液製造槽によって製造されたガス溶存水溶液が流入する殺菌槽を含み、殺菌槽に流入したガス溶存水溶液が殺菌灯によって殺菌されるガス溶存水溶液製造システムは、殺菌槽に流入したガス溶存水溶液に雑菌やウイルスが含まれていた場合であっても、雑菌やウイルスが殺菌灯によって殺菌されるから、雑菌やウイルスが除去された清浄なガス溶存水溶液を製造することができる。
【0023】
給水ポンプによってガス溶存水溶液を殺菌槽からガス溶存水溶液製造槽に還流させるとともにガス溶存水溶液製造槽から殺菌槽に流入させることで、ガス溶存水溶液を殺菌槽とガス溶存水溶液製造槽との間で複数回循環させ、複数回循環するガス溶存水溶液にウルトラファインバブル生成装置がガス組成物を溶存させるガス溶存水溶液製造システムは、ガス溶存水溶液を殺菌槽とガス溶存水溶液製造槽との間で複数回循環させつつウルトラファインバブル生成装置によって溶存水溶液にガス組成物を溶存させるから、純水に水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が高濃度で溶存するガス溶存水溶液を製造することができ、細胞のミトコンドリアの電子伝達系の活性を確実に誘導することが可能なガス組成物が高い濃度で溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0024】
チラーがバイパス管路からガス溶存水溶液製造槽に還流したガス溶存水溶液を所定温度に冷却し、ウルトラファインバブル生成装置がチラーによって所定温度に冷却されたガス溶存水溶液にガス組成物を溶存させるガス溶存水溶液製造システムは、溶存水溶液製造槽に還流したガス溶存水溶液がチラーによって所定温度(0.5~1℃)に冷却されるから、ガス溶存水溶液を所定の低温に冷却することで、ガス溶存水溶液からの水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)の抜けを防ぎつつ、ガス溶存水溶液に更に多くの水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を溶存させることができる。
【0025】
ガス溶存水溶液製造槽及び殺菌槽を循環するガス溶存水溶液が第1給水ポンプによって所定の水圧に加圧され、ガス溶存水溶液製造槽及び殺菌槽を循環するガス溶存水溶液の水圧が0.5~0.7MPaの範囲にあるガス溶存水溶液製造システムは、第1給水ポンプによってガス溶存水溶液の水圧が0.5~0.7MPaの範囲に加圧されるから、ガス溶存水溶液の水圧を前記範囲にすることでガス溶存水溶液に水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を容易に溶存させることができ、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が高濃度に溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。ガス溶存水溶液製造システムは、ガス溶存水溶液がチラーによって所定温度(0.5~1℃)に冷却されるから、ガス溶存水溶液を所定の低温に冷却することでガス溶存水溶液に水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を容易に溶存させることができる。
【0026】
殺菌槽の下流側に設置された攪拌混入槽と、ガス溶存水溶液を殺菌槽から攪拌混入槽に流入させる第2水溶液管路と、第2水溶液管路に設置された第2給水ポンプと、ガス溶存水溶液を所定温度に冷却するチラーとを含み、攪拌混入槽において、殺菌槽によって殺菌されたガス溶存水溶液をチラーによって所定温度に冷却するとともに所定温度に冷却されたガス溶存水溶液を攪拌しつつガス溶存水溶液に所定の栄養素を溶解(混入)させるガス溶存水溶液製造システムは、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が高濃度で溶存するガス溶存水溶液に攪拌混入槽を利用して所定の栄養素を溶解させることができ、例えば、炭素源(ブドウ糖等)、窒素源(アミノ酸)、ビタミン類(チアミン等)、無機塩類等の栄養素が混入したガス溶存水溶液を製造することができる。ガス溶存水溶液製造システムは、攪拌混入槽に流入したガス溶存水溶液がチラーによって所定温度(0.5~1℃)に冷却されるから、ガス溶存水溶液を所定の低温に冷却することで、ガス溶存水溶液からの水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)の抜けを防ぎつつ、ガス溶存水溶液に所定の栄養素を容易に溶解(混入)させることができる。
【0027】
攪拌混入槽に流入するガス溶存水溶液が第1給水ポンプによって所定の水圧に加圧され、攪拌混入槽に流入したガス溶存水溶液の水圧が0.5~0.7MPaの範囲にあるガス溶存水溶液製造システムは、攪拌混入槽に流入するガス溶存水溶液の水圧が第2給水ポンプによって0.5~0.7MPaの範囲に加圧されるから、ガス溶存水溶液の水圧を前記範囲にすることで水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)がガス溶存水溶液に高濃度で溶存した状態を維持しつつ、そのガス溶存水溶液に所定の栄養素を溶解(混入)させることができ、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が溶存するとともに所定の栄養素が溶解したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0028】
電気分解装置が所定の電極に直流電流のプラスマイナスを交互に印加するパルスジェネレーターによって水を電気分解し、電極がナノカーボンから作られた薄板状電極であってナノカーボンが白金粉末を担持しているガス溶存水溶液製造システムは、白金粉末を担持したナノカーボンから作られた薄板状電極に直流電流のプラスマイナスを交互に印加するパルスジェネレーターによって水を電気分解するから、水を効率よく電気分解して水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とから形成されたガス組成物を確実に作ることができ、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が高濃度に溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0029】
ウルトラファインバブル生成装置がスタティックミキサー式、旋回液流式、加圧溶解式のうちのいずれかであるガス溶存水溶液製造システムは、スタティックミキサー式、旋回液流式、加圧溶解式のうちのいずれかのウルトラファインバブル生成装置を利用することで、電気分解装置によって生成されたガス組成物(水素イオン(H+)及び酸素分子(O2))を純水やガス溶存水溶液にウルトラファインバブルの状態で溶存させることができ、細胞のミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導することが可能なウルトラファインバブル状態のガス組成物(水素イオン(H+)及び酸素分子(O2))が溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0030】
ガス溶存水溶液製造槽において、純水に微量の炭酸ガスを溶存させた後、微量の炭酸ガスが溶存する純水又はガス溶存水溶液にウルトラファインバブル生成装置がガス組成物を溶存させるガス溶存水溶液製造システムは、純水に溶存させた微量の炭酸ガス分子がキャリアとなり、その炭酸ガス分子に水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が結合することで、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を高い濃度でガス溶存水溶液に溶存させることができ、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が高濃度に溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0031】
ガス組成物における水素イオン(H+)の濃度が0.5~0.80ppmの範囲にあり、ガス組成物における酸素分子(O2)の濃度が12.5~15.5ppmの範囲にあり、ガス組成物において水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とが非結合の分離した状態にあるガス溶存水溶液製造システムは、前記濃度の水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)がバランスよく溶存したガス溶存水溶液を製造することができるとともに、ウルトラファインバブルの状態でガス溶存水溶液に溶存する前記濃度の水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とが細胞のミトコンドリアの外膜から内膜に進入し、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)がミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導しつつATPの産生を誘導するから、ミトコンドリアを確実に活性化させることが可能なガス溶存水溶液を製造することができる。
【0032】
ガス組成物の粒径が100nm以下であり、ガス溶存水溶液において、ガス溶存水溶液1ccの中に5~10臆個のガス組成物のウルトラファインバブルが溶存しているガス溶存水溶液製造システムは、前記粒径のガス組成物のウルトラファインバブルがガス溶存水溶液1ccの中に5~10臆個溶存することで、ガス溶存水溶液におけるガス組成物(水素イオン(H+)及び酸素分子(O2))の上昇速度が遅く、ガス組成物を長時間留めることが可能なガス溶存水溶液を製造することができる。ガス溶存水溶液製造システムは、ウルトラファインバブルの状態でガス溶存水溶液に溶存する高濃度の水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とが細胞のミトコンドリアの外膜から内膜に進入し、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)がミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導しつつATPの産生を誘導するから、ミトコンドリアを確実に活性化させることが可能なガス溶存水溶液を製造することができる。
【0033】
ウルトラファインバブルの表面に所定の電荷が帯電し、ウルトラファインバブルの表面に水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とのうちの少なくとも一方が電気的に結合しているガス溶存水溶液製造システムは、水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とのうちの少なくとも一方がウルトラファインバブルの表面に電気的に結合することで、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)からなるウルトラファインバブルが高濃度に溶存するガス溶存水溶液を製造することができるとともに、ウルトラファインバブルの状態でガス溶存水溶液に溶存する高濃度の水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とが細胞のミトコンドリアの外膜から内膜に進入し、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)がミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導しつつATPの産生を誘導するから、ミトコンドリアを確実に活性化させることが可能なガス溶存水溶液を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【
図1】一例として示すガス溶存水溶液製造システムの構成図。
【
図6】電気分解装置における電気分解の一例を説明する図。
【
図7】ガス溶存水溶液製造システム(ガス溶存水溶液製造方法)によって行われるガス溶存水溶液製造を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【0035】
一例として示すガス溶存水溶液製造システム10の構成図である
図1等の添付の図面を参照し、本発明に係るガス溶存水溶液製造システム及びガス溶存水溶液製造方法の詳細を説明すると、以下のとおりである。尚、
図2は、一例として示す電気分解装置の構成図であり、
図3は、ガス溶存水溶液製造槽の一例を示す構成図である。
図4は、殺菌槽の一例を示す構成図である。
図5は、攪拌混入槽の一例を示す構成図である。
【0036】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)は、人の細胞や人以外の動物の細胞のミトコンドリアを活性化させることが可能なガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造する。ガス組成物は、イオン化(電離)した水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とから形成されている。尚、ガス溶存水溶液の製造には、コントロールサーバ22(制御用サーバ)が使用される。
【0037】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)は、コントロールサーバ22(制御用サーバ)と、純水生成装置11(純水生成ユニット)と、電気分解装置12(電気分解ユニット)と、第1チラー及び第2チラー13,14と、ガス溶存水溶液製造槽15と、殺菌槽16と、攪拌混入槽17と、栄養素収容槽18とから形成されている。
【0038】
コントロールサーバ22は、各流量計39,44,56,61,69,81からの測定流量及び各圧力計及び各気圧計40,45,57,62,70,82からの測定圧力に基づいて各給水ポンプ20,38,43,68,80や各給気ポンプ58,60の出力を調整(制御)するとともに、各電磁弁37,42,55,59,67,71,79,83の開閉を制御する。更に、純水生成装置11の出力や電気分解装置12の出力、第1及び第2チラー13,14の出力、ガス溶存水溶液製造槽15の出力、殺菌槽16の出力、攪拌混入槽17の低速攪拌羽根77(モーター)の出力(回転数)を調整(制御)する。装置11やチラー13,14、各槽15~18、フィルターユニット21,36,41,66,78、電磁弁37,42,55,59,67,71,79,83、流量計39,44,56,61,69,81、圧力計40,45,70,82、気圧計57,62、給水ポンプ20,38,43,68,80、給気ポンプ58,60には、電源(図示せず)から電気が給電される。
【0039】
コントロールサーバ22は、中央処理装置(CPU又はMPU)と記憶装置(メインメモリ及びキャッシュメモリ)とを備え、物理的なOS(オペレーティングシステム)や仮想OS(仮想オペレーティングシステム)によって動作するコンピュータであり、大容量記憶領域(ハードディスクや仮想ハードディスク等)を内蔵している。制御用サーバには、キーボードやマウス等の入力装置、ディスプレイやプリンタ等の出力装置がインターフェイス(無線又は有線)を介して接続されている。
【0040】
尚、コントロールサーバ22がクラウドに構築されていてもよい(クラウドコンピューティング)。クラウドに構築されたコントロールサーバ22は、仮想CPU又は仮想MPU(中央処理部)と仮想メインメモリ及び仮想キャッシュメモリ(メモリ)とを有して独立したオペレーティングシステム(仮想OS)によって動作する仮想サーバであり、大容量仮想記憶領域が形成されている。クラウドとしては、Infrastructure as a Service(IaaS)、Platform as a Service(PaaS)、Software as a Service(SaaS)を利用することができる。
【0041】
純水生成装置11には、水道水(又は天然水)を純水生成装置11に給水する水道管路19が接続(連結)されている。純水生成装置11には、それに接続(連結)された水道管路19から水道水(又は天然水)が流入する。水道管路19には、その上流側に水道給水ポンプ20が設置され、水道給水ポンプ20の下流側にろ材(フィルター)を備えた第1フィルターユニット21(浄水器)が設置さている。ろ材(フィルター)には、HEPAフィルタやULPAフィルタが使用される(以下のフィルターユニット36,41,66,78(浄水器)やエアーフィルター54も同様)。
【0042】
水道給水ポンプ20は、水道水(又は天然水)を加圧して水道水(又は天然水)を純水生成装置11に強制的に圧送する。水道給水ポンプ20は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線(図示せず))を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。水道給水ポンプ20の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって水道給水ポンプ20を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で水道給水ポンプ20を運転する。水道給水ポンプ20の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって水道給水ポンプ20の稼働を停止させる。
【0043】
第1フィルターユニット21(浄水器)は、水道管路19を流動する水道水(又は天然水)に不純物(塵埃や殺菌、ウイルス)が含まれている場合、水道水(又は天然水)からその不純物を除去する。第1フィルターユニット21は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。第1フィルターユニット21の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって第1フィルターユニット21を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で第1フィルターユニット21を運転する。第1フィルターユニット21の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって第1フィルターユニット21の稼働を停止させる。
【0044】
純水生成装置11には、イオン交換樹脂純水装置が使用されている。純水生成装置11は、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂を備え、水道水(又は天然水)に含まれる陽イオン及び陰イオンを除去し、水道水(又は天然水)から純水を生成する。純水生成装置11は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。純水生成装置11の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって純水生成装置11を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で純水生成装置11を運転する。純水生成装置11の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって純水生成装置11の稼働を停止させる。
【0045】
純水生成装置11と電気分解装置12とは、純水を純水生成装置11から電気分解装置12に給水する第1純水管路23を介して接続(連結)されている。純水生成装置11とガス溶存水溶液製造槽15とは、純水を純水生成装置11からガス溶存水溶液製造槽15に給水する第2純水管路24を介して接続(連結)されている。純水生成装置11によって生成された純水が第1純水管路23を通って電気分解装置12に流入し、純水生成装置11によって生成された純水が第2純水管路24を通ってガス溶存水溶液製造槽15に流入する。
【0046】
電気分解装置12は、純水(水)を電気分解して水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とから形成されたガス組成物を発生(生成)する。電気分解装置12には電源25が接続され、電気分解装置12の制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。電気分解装置12の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって電気分解装置12を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で電気分解装置12を運転する。電気分解装置12の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって電気分解装置12の稼働を停止させる。
【0047】
電気分解装置12は、
図2に示すように、陽極26(白金粉末を担持したナノカーボンから作られた薄板状電極)と、陰極27(白金粉末を担持したナノカーボンから作られた薄板状電極)と、陽極26及び陰極27の間に位置(介在)する固体高分子電解質膜28(電極接合体膜)(スルホン酸基を有するフッ素系イオン交換膜)と、陽極給電部材29及び陰極給電部材30と、陽極用貯水槽31及び陰極用貯水槽32と、陽極主電極33及び陰極主電極34とから形成されている。
【0048】
電気分解装置12は、陽極26及び陰極27に直流電流のプラスマイナスを交互に印加するパルスジェネレーターによって電気を通電し、陽極26で酸化反応を起こすとともに陰極27で還元反応を起こすことで純水(水)を化学分解する。電気分解装置12では、陽極26及び陰極27、固体高分子電解質膜28が厚み方向へ重なり合って一体化し、膜/電極接合体35(Membrane Electrode Assembly, MEA)を構成し、膜/電極接合体35を陽極給電部材29と陰極給電部材30とが挟み込んでいる。固体高分子電解質膜28は、プロトン導電性があり、電子導電性がない。
【0049】
陽極給電部材29は、陽極26の外側に位置して陽極26に密着し、陽極26にプラスの電流を給電する。陽極用貯水槽31は、陽極給電部材29の外側に位置して陽極給電部材29に密着している。陽極主電極33は、陽極用貯水槽31の外側に位置して陽極給電部材29にプラスの電流を給電する。陰極給電部材30は、陰極27の外側に位置して陰極27に密着し、陰極27にマイナスの電流を給電する。陰極用貯水槽32は、陰極給電部材30の外側に位置して陰極給電部材30に密着している。陰極主電極34は、陰極用貯水槽32の外側に位置して陰極給電部材30にマイナスの電流を給電する。
【0050】
電気分解装置12に使用する陽極26及び陰極27は、前面及び後面を有するとともに、所定の面積及び所定の厚み寸法を有し、その平面形状が四角形に成形されている。尚、陽極26や陰極27の平面形状に特に制限はなく、四角形の他に、その用途にあわせて円形や楕円形、多角形等の他のあらゆる平面形状に成形することができる。
【0051】
陽極26及び陰極27は、その厚み寸法L1が0.03mm~0.3mmの範囲、好ましくは、0.05mm~0.1mmの範囲にある。陽極26及び陰極27の厚み寸法が0.03mm未満では、その強度が低下し、衝撃が加えられたときに陽極26及び陰極27が容易に破損又は損壊し、その形状を維持することができない場合がある。陽極26及び陰極27の厚み寸法L1が0.3mmを超過すると、陽極26及び陰極27の電気抵抗が大きくなり、陽極26及び陰極27に電流がスムースに流れず、陽極26及び陰極27が電気分解装置12に使用されたときに、電気分解装置12において電気分解を効率よく行うことができず、純水(水)を短時間に水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とに分解することができない。
【0052】
陽極26及び陰極27は、その厚み寸法が0.03mm~0.3mmの範囲、好ましくは、0.05mm~0.1mmの範囲にあるから、陽極26及び陰極27が高い強度を有してその形状を維持することができ、陽極26及び陰極27に衝撃が加えられたときの陽極26及び陰極27の破損や損壊を防ぐことができる。更に、厚み寸法を前記範囲にすることで、陽極26及び陰極27の電気抵抗を小さくすることができ、陽極26及び陰極27に電流がスムースに流れ、陽極26及び陰極27が電気分解装置12に使用されたときに、電気分解装置12において電気分解を効率よく行うことができ、純水(水)を短時間に水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とに分解することができる。
【0053】
第1純水管路23には、その上流側にろ材(フィルター)を備えた第2フィルターユニット36(浄水器)が設置され、第2フィルターユニット36(浄水器)の下流側(直後)に第1電磁弁37が設置されているとともに、第1電磁弁37の下流側(直後)に純水第1給水ポンプ38が設置されている。更に、純水第1給水ポンプ38の下流側(直後)に純水第1流量計39が設置され、純水第1流量計39の下流側(直後)に第1圧力計40が設置されている。
【0054】
第2フィルターユニット36(浄水器)は、純水生成装置11によって生成されて第1純水管路23を流動する純水に不純物が含まれている場合、純水からその不純物を除去する。第2フィルターユニット36は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。第2フィルターユニット36の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって第2フィルターユニット36を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で第2フィルターユニット36を運転する。第2フィルターユニット36の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって第2フィルターユニット36の稼働を停止させる。
【0055】
第1電磁弁37は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停がコントロールサーバ22によって制御される。第1電磁弁37の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってバルブを開けて第1純水管路23を開放し、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってバルブを閉めて第1純水管路23を閉鎖する。
【0056】
純水第1給水ポンプ38は、純水生成装置11によって生成された純水を加圧して純水を電気分解装置12に強制的に圧送する。純水第1給水ポンプ38は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。純水第1給水ポンプ38の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって純水第1給水ポンプ38を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で純水第1給水ポンプ38を運転する。純水第1給水ポンプ38の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって純水第1給水ポンプ38の稼働を停止させる。
【0057】
純水第1流量計39及び第1圧力計40は、インターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続されている。純水第1流量計39は、第1純水管路23を通流する純水の純水流量を計測し、計測した純水の流量をコントロールサーバ22に送信する。第1圧力計40は、第1純水管路23を通流する純水の水圧を計測し、計測した純水の水圧をコントロールサーバ22に送信する。尚、第1純水管路23を通流する純水の流量及び水圧が設定値になるように、純水第1流量計39から送信された純水の流量及び第1圧力計40から送信された純水の水圧に基づいてコントロールサーバ22が純水第1給水ポンプ38の出力を調整(制御)する。
【0058】
第2純水管路24には、その上流側にろ材(フィルター)を備えた第3フィルターユニット41(浄水器)が設置され、第3フィルターユニット41(浄水器)の下流側(直後)に第2電磁弁42が設置されているとともに、第2電磁弁42の下流側(直後)に純水第2給水ポンプ43が設置されている。更に、純水第2給水ポンプ43の下流側(直後)に純水第2流量計44が設置され、純水第2流量計44の下流側(直後)に第2圧力計45が設置されている。尚、図示はしていないが、純水第2給水ポンプ43とガス溶存水溶液製造槽15との間に延びる第2純水管路24には、ガス溶存水溶液製造槽15からのガス溶存水溶液の逆流を防ぐ逆止弁が設置されている。
【0059】
第3フィルターユニット41(浄水器)は、純水生成装置11によって生成されて第2純水管路24を流動する純水に不純物が含まれている場合、純水からその不純物を除去する。第3フィルターユニット41は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。第3フィルターユニット41の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって第3フィルターユニット41を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で第3フィルターユニット41を運転する。第3フィルターユニット41の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって第3フィルターユニット41の稼働を停止させる。
【0060】
第2電磁弁42は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停がコントロールサーバ22によって制御される。第2電磁弁42の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってバルブを開けて第2純水管路24を開放し、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってバルブを閉めて第2純水管路24を閉鎖する。
【0061】
純水第2給水ポンプ43は、純水生成装置11によって生成された純水を加圧して純水をガス溶存水溶液製造槽15に強制的に圧送する。純水第2給水ポンプ43は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。純水第2給水ポンプ43の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって純水第2給水ポンプ43を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で純水第2給水ポンプ43を運転する。純水第2給水ポンプ43の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって純水第2給水ポンプ43の稼働を停止させる。
【0062】
純水第2流量計44及び第2圧力計45は、インターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続されている。純水第2流量計44は、第2純水管路24を通流する純水の純水流量を計測し、計測した純水流量をコントロールサーバ22に送信する。第2圧力計45は、第2純水管路24を通流する純水の水圧を計測し、計測した純水の水圧をコントロールサーバ22に送信する。尚、第2純水管路24を通流する純水の流量及び水圧が設定値になるように、純水第2流量計44から送信された純水の流量及び第2圧力計45から送信された純水の水圧に基づいてコントロールサーバ22が純水第2給水ポンプ43の出力を調整(制御)する。
【0063】
第1チラー13とガス溶存水溶液製造槽15とは、冷却行き管路46及び冷却還り管路47を介して接続(連結)されている。純水又はガス溶存水溶液製造槽15によって製造されたガス溶存水溶液が冷却行き管路46を通ってガス溶存水溶液製造槽15から第1チラー13に流入し、第1チラー13によって冷却された純水又はガス溶存水溶液が冷却還り管路47を通って第1チラー13からガス溶存水溶液製造槽15に流入する。ガス溶存水溶液製造槽15には、注入管路48を介して炭酸ガス収容槽49が接続(連結)されている。炭酸ガス収容槽49に収容された炭酸ガスが注入管路48を通って炭酸ガス収容槽49からガス溶存水溶液製造槽15に給気される。尚、図示はしていないが、注入管路48には、炭酸ガスを設定気圧に調節するレギュレータ(調整機構)が設置されている。
【0064】
第1チラー13は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。第1チラー13の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって第1チラー13を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で第1チラー13を運転する。第1チラー13の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって第1チラー13の稼働を停止させる。
【0065】
電気分解装置12とガス溶存水溶液製造槽15とは、水素給気管路50及び酸素給気管路51を介して接続(連結)されている。電気分解装置12によって発生した(生成された)水素イオン(H+)が水素給気管路50を通ってガス溶存水溶液製造槽15に給気され、電気分解装置12によって発生した(生成された)酸素分子(O2)が酸素給気管路51を通ってガス溶存水溶液製造槽15に給気される。
【0066】
ガス溶存水溶液製造槽15は、熱可塑性合成樹脂又はステンレスやアルミ、ジュラルミン、アルミ合金等の所定の金属から作られた所定容積のケーシングである。ガス溶存水溶液製造槽15は、電気分解装置12によって発生したガス組成物(水素イオン(H+)(水素ガス)及び酸素分子ガス(O2)(酸素ガス))を純水(水)に溶存させ、ガス組成物(水素イオン(H+)及び酸素分子(O2))が溶存したガス溶存水溶液を製造する。
【0067】
尚、図示はしていないが、ガス溶存水溶液製造槽15には、その内部のガス組成物を大気に放出するガス逃し弁が設置されている。又、水素給気管路50及び酸素給気管路51には、水素イオン(H+)(水素ガス)及び酸素分子ガス(O2)(酸素ガス)を設定気圧に調節するレギュレータ(調整機構)が設置されている。
【0068】
ガス溶存水溶液製造槽15の内部には、
図3に示すように、第1ウルトラファインバブル生成装置52(第1ウルトラファインバブル発生ノズル)及び第2ウルトラファインバブル生成装置53(第2ウルトラファインバブル発生ノズル)が設置されている。ガス溶存水溶液製造槽15の内部には、第1チラー13から延びる冷却行き管路46及び冷却還り管路47が延在し、殺菌槽16へ延びる第1水溶液管路63が延在している。第1ウルトラファインバブル生成装置52(第1ウルトラファインバブル発生ノズル)や第2ウルトラファインバブル生成装置53(第2ウルトラファインバブル発生ノズル)には、スタティックミキサー式、旋回液流式、加圧溶解式のうちのいずれかが使用されている。
【0069】
第1ウルトラファインバブル生成装置52(第1ウルトラファインバブル発生ノズル)は、電気分解装置12によって発生した(生成された)水素イオン(H+)をウルトラファインバブル(ナノバブル)の状態にし、水素イオン(ガス組成物)をナノサイズのウルトラファインバブルの状態で純水又は還流するガス溶存水溶液に溶存させる。第1ウルトラファインバブル生成装置52には、水素給気管路50及び第2純水管路24並びにバイパス管路64が接続(連結)されている。第1ウルトラファインバブル生成装置52には、電気分解装置12によって発生した水素イオン(H+)が水素給気管路50から給気され、純水生成装置11によって生成された純水が第2純水管路24から給水されるとともに、ガス溶存水溶液がバイパス管路64から給水される。
【0070】
第2ウルトラファインバブル生成装置53(第2ウルトラファインバブル発生ノズル)は、電気分解装置12によって発生した(生成された)酸素分子(O2)をウルトラファインバブル(ナノバブル)の状態にし、酸素分子(ガス組成物)をナノサイズのウルトラファインバブルの状態で純水又は還流するガス溶存水溶液に溶存させる。第2ウルトラファインバブル生成装置53には、酸素給気管路51及び第2純水管路24並びにバイパス管路64が接続(連結)されている。第2ウルトラファインバブル生成装置53には、電気分解装置12によって発生した酸素分子(O2)が酸素給気管路51から給気され、純水生成装置11によって生成された純水が第2純水管路24から給水されるとともに、ガス溶存水溶液がバイパス管路64から給水される。
【0071】
水素給気管路50には、その上流側にエアーフィルター54が設置され、エアーフィルター54の下流側(直後)に第3電磁弁55が設置されているとともに、第3電磁弁55の下流側(直後)に水素流量計56が設置されている。更に、水素流量計56の下流側(直後)に水素気圧計57が設置され、水素気圧計57の下流側(直後)に第1給気ポンプ58が設置されている。尚、図示はしていないが、第1給気ポンプ58とガス溶存水溶液製造槽15との間に延びる水素給気管路50には、ガス溶存水溶液製造槽15からの水素イオン(H+)の逆流を防ぐ逆止弁が設置されている。
【0072】
エアーフィルター54は、水素給気管路50を通気する水素イオン(H+)に不純物(塵埃や殺菌、ウイルス)が含まれている場合、水素イオン(H+)からその不純物を除去する。第3電磁弁55は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停がコントロールサーバ22によって制御される。第3電磁弁55の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってバルブを開けて水素給気管路50を開放し、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってバルブを閉めて水素給気管路50を閉鎖する。
【0073】
水素流量計56及び水素気圧計57は、インターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続されている。水素流量計56は、水素給気管路50を通気する水素イオン(H+)の流量を計測し、計測した水素イオン(H+)の流量をコントロールサーバ22に送信する。水素気圧計57は、水素給気管路50を通気する水素イオン(H+)の気圧を計測し、計測した水素イオン(H+)の気圧をコントロールサーバ22に送信する。尚、水素給気管路50を通気する水素イオン(H+)の流量及び気圧が設定値になるように、水素流量計56から送信された水素イオン(H+)の流量及び水素気圧計57から送信された水素イオン(H+)の気圧に基づいてコントロールサーバ22が第1給気ポンプ58の出力を調整(制御)する。
【0074】
第1給気ポンプ58は、電気分解装置12によって発生した水素イオン(H+)をガス溶存水溶液製造槽15の第1ウルトラファインバブル生成装置52に強制的に給気する。第1給気ポンプ58は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。第1給気ポンプ58の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって第1給気ポンプ58を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で第1給気ポンプ58を運転する。第1給気ポンプ58の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって第1給気ポンプ58の稼働を停止させる。
【0075】
酸素給気管路51には、その上流側にエアーフィルター54が設置され、エアーフィルター54の下流側(直後)に第4電磁弁59が設置されているとともに、第4電磁弁59の下流側(直後)に第2給気ポンプ60が設置されている。更に、第2給気ポンプ60の下流側(直後)に酸素流量計61が設置され、酸素流量計61の下流側(直後)に酸素気圧計62が設置されている。尚、図示はしていないが、第2給気ポンプ60とガス溶存水溶液製造槽15との間に延びる酸素給気管路51には、ガス溶存水溶液製造槽15からの酸素分子(O2)の逆流を防ぐ逆止弁が設置されている。
【0076】
エアーフィルター54は、酸素給気管路51を通気する酸素分子(O2)に不純物(塵埃や殺菌、ウイルス)が含まれている場合、酸素分子(O2)からその不純物を除去する。第4電磁弁59は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停がコントロールサーバ22によって制御される。第4電磁弁59の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってバルブを開けて酸素給気管路51を開放し、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってバルブを閉めて酸素給気管路51を閉鎖する。
【0077】
第2給気ポンプ60は、電気分解装置12によって発生した酸素分子(O2)をガス溶存水溶液製造槽15の第2ウルトラファインバブル生成装置53に強制的に給気する。第2給気ポンプ60は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。第2給気ポンプ60の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって第2給気ポンプ60を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で第2給気ポンプ60を運転する。第2給気ポンプ60の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって第2給気ポンプ60の稼働を停止させる。
【0078】
酸素流量計61及び酸素気圧計62は、インターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続されている。酸素流量計61は、酸素給気管路51を通気する酸素分子(O2)の流量を計測し、計測した酸素分子(O2)の流量をコントロールサーバ22に送信する。酸素気圧計62は、酸素給気管路51を通気する酸素分子(O2)の気圧を計測し、計測した酸素分子(O2)の気圧をコントロールサーバ22に送信する。尚、酸素給気管路51を通気する酸素分子(O2)の流量及び気圧が設定値になるように、酸素流量計61から送信された酸素分子(O2)の流量及び酸素気圧計62から送信された酸素分子(O2)の気圧に基づいてコントロールサーバ22が第2給気ポンプ60の出力を調整(制御)する。
【0079】
ガス溶存水溶液製造槽15と殺菌槽16とは、第1水溶液管路63を介して接続(連結)されているとともに、バイパス管路64を介して接続(連結)されている。ガス溶存水溶液製造槽15によって製造されたガス溶存水溶液が第1水溶液管路63を通ってガス溶存水溶液製造槽15から殺菌槽16に流入し、殺菌槽16によって殺菌されたガス溶存水溶液がバイパス管路64を通って殺菌槽16からガス溶存水溶液製造槽15に流入(還流)する。
【0080】
殺菌槽16は、熱可塑性合成樹脂又はステンレスやアルミ、ジュラルミン、アルミ合金等の所定の金属から作られた所定容積のケーシングである。殺菌槽16は、ガス溶存水溶液製造槽15によって製造されたガス溶存水溶液に菌(雑菌やウイルス)が含まれている場合、その菌を殺菌し、ガス溶存水溶液を清浄化する。殺菌槽16の内部には、2本の殺菌灯65が収容されている。尚、図示はしていないが、殺菌槽16には、その内部のガス組成物を大気に放出するガス逃し弁が設置されている。
【0081】
それら殺菌灯65には、電源から電気が給電される。殺菌灯65は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停がコントロールサーバ22によって制御される。殺菌灯65の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって殺菌灯65を点灯させ、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって殺菌灯65を消灯させる。殺菌灯65から殺菌槽16の内部に紫外線が照射されることで、殺菌槽16の内部に流入したガス溶存水溶液が殺菌される。
【0082】
第1水溶液管路63には、その上流側にろ材(フィルター)を備えた第4フィルターユニット66(浄水器)が設置され、第4フィルターユニット66(浄水器)の下流側(直後)に第5電磁弁67が設置されているとともに、第5電磁弁67の下流側(直後)にガス溶存水溶液第1給水ポンプ68が設置されている。更に、ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68の下流側(直後)にガス溶存水溶液第1流量計69が設置され、ガス溶存水溶液第1流量計69の下流側(直後)に第3圧力計70が設置されている。バイパス管路64には、第6電磁弁71が設置されている。尚、図示はしていないが、ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68と殺菌槽16との間に延びる第1水溶液管路63には、殺菌槽16からのガス溶存水溶液の逆流を防ぐ逆止弁が設置されている。
【0083】
第4フィルターユニット66(浄水器)は、ガス溶存水溶液製造槽15によって製造されて第1水溶液管路63を流動するガス溶存水溶液に不純物が含まれている場合、ガス溶存水溶液からその不純物を除去する。第4フィルターユニット66は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。第4フィルターユニット66の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって第4フィルターユニット66を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で第4フィルターユニット66を運転する。第4フィルターユニット66の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって第4フィルターユニット66の稼働を停止させる。
【0084】
第5電磁弁67は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停がコントロールサーバ22によって制御される。第5電磁弁67の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってバルブを開けて第1水溶液管路63を開放し、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってバルブを閉めて第1水溶液管路63を閉鎖する。
【0085】
ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68は、ガス溶存水溶液製造槽15によって製造されたガス溶存水溶液を加圧してガス溶存水溶液を殺菌槽16に強制的に圧送する。ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってガス溶存水溶液第1給水ポンプ68を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力でガス溶存水溶液第1給水ポンプ68を運転する。ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってガス溶存水溶液第1給水ポンプ68の稼働を停止させる。
【0086】
ガス溶存水溶液第1流量計69及び第3圧力計70は、インターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続されている。ガス溶存水溶液第1流量計69は、第1水溶液管路63を通流するガス溶存水溶液の流量を計測し、計測したガス溶存水溶液の流量をコントロールサーバ22に送信する。第3圧力計70は、第1水溶液管路63を通流するガス溶存水溶液の水圧を計測し、計測したガス溶存水溶液の水圧をコントロールサーバ22に送信する。尚、第1水溶液管路63を通流するガス溶存水溶液の流量及び水圧が設定値になるように、ガス溶存水溶液第1流量計69から送信されたガス溶存水溶液の流量及び第3圧力計70から送信されたガス溶存水溶液の水圧に基づいてコントロールサーバ22がガス溶存水溶液第1給水ポンプ68の出力を調整(制御)する。
【0087】
第6電磁弁71は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停がコントロールサーバ22によって制御される。第6電磁弁71の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってバルブを開けてバイパス管路64を開放し、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってバルブを閉めてバイパス管路64を閉鎖する。
【0088】
殺菌槽16と攪拌混入槽17とは、第2水溶液管路72を介して接続(連結)されている。殺菌槽16によって殺菌されたガス溶存水溶液が第2水溶液管路72を通って殺菌槽16から攪拌混入槽17に流入する。攪拌混入槽17と栄養素収容槽18とは、注入管路73を介して接続(連結)されている。栄養素収容槽18に収容された栄養素(ミネラル)が注入管路73を通って栄養素収容槽18から攪拌混入槽17に流入する。
【0089】
攪拌混入槽17と第2チラー14とは、冷却行き管路74及び冷却還り管路75を介して接続(連結)されている。ガス溶存水溶液又は攪拌混入槽17によって栄養素が溶解(混入)されたガス溶存水溶液が冷却行き管路74を通って攪拌混入槽17から第2チラー14に流入し、第2チラー14によって冷却されたガス溶存水溶液が冷却還り管路75を通って第2チラー14から攪拌混入槽17に流入する。攪拌混入槽17には、抽出管路76が接続(連結)されている。攪拌混入槽17によって栄養素が溶解されたガス溶存水溶液が抽出管路76を通って所定の収容容器(図示せず)に収容される。
【0090】
第2チラー14は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。第2チラー14の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって第2チラー14を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で第2チラー14を運転する。第2チラー14の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって第2チラー14の稼働を停止させる。
【0091】
攪拌混入槽17は、熱可塑性合成樹脂又はステンレスやアルミ、ジュラルミン、アルミ合金等の所定の金属から作られた所定容積のケーシングであり、
図5に示すように、その内部に低速攪拌羽根77が設置されている。低速攪拌羽根77には、図示はしていないが、モーターと減速器とが連結されている。攪拌混入槽17は、殺菌槽16によって殺菌されたガス溶存水溶液を第2チラー14によって所定温度に冷却するとともに所定温度に冷却されたガス溶存水溶液を低速攪拌羽根77によってゆっくりと攪拌しつつガス溶存水溶液に所定の栄養素を溶解(混入)させる。尚、図示はしていないが、攪拌混入槽17には、その内部のガス組成物を大気に放出するガス逃し弁が設置されている。
【0092】
栄養素としては、炭素源(ブドウ糖等)と窒素源(アミノ酸)とビタミン類(チアミン等)と無機塩類とが使用される。尚、栄養素として炭素源と窒素源とビタミン類と無機塩類とのうちの少なくとも炭素源を使用することができる。
【0093】
第2水溶液管路72には、その上流側にろ材(フィルター)を備えた第5フィルターユニット78(浄水器)が設置され、第5フィルターユニット78(浄水器)の下流側(直後)に第7電磁弁79が設置されているとともに、第7電磁弁79の下流側(直後)にガス溶存水溶液第2給水ポンプ80が設置されている。更に、ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の下流側(直後)にガス溶存水溶液第2流量計81が設置され、ガス溶存水溶液第2流量計81の下流側(直後)に第4圧力計82が設置されている。注入管路73には、第8電磁弁83が設置されている。尚、図示はしていないが、ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80と攪拌混入槽17との間に延びる第2水溶液管路72には、攪拌混入槽17からのガス溶存水溶液の逆流を防ぐ逆止弁が設置されている。
【0094】
第5フィルターユニット78(浄水器)は、殺菌槽16によって殺菌されて第2水溶液管路72を通流するガス溶存水溶液に不純物が含まれている場合、ガス溶存水溶液からその不純物を除去する。第5フィルターユニット78は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。第5フィルターユニット78の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によって第5フィルターユニット78を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力で第5フィルターユニット78を運転する。第5フィルターユニット78の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によって第5フィルターユニット78の稼働を停止させる。
【0095】
第7電磁弁79は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停がコントロールサーバ22によって制御される。第7電磁弁79の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってバルブを開けて第2水溶液管路72を開放し、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってバルブを閉めて第2水溶液管路72を閉鎖する。
【0096】
ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80は、殺菌槽16によって殺菌されたガス溶存水溶液を加圧してガス溶存水溶液を攪拌混入槽17に強制的に圧送する。ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停や出力がコントロールサーバ22によって制御される。ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってガス溶存水溶液第2給水ポンプ80を稼働させるとともに、コントロールサーバ22から送信された出力信号に従った出力でガス溶存水溶液第2給水ポンプ80を運転する。ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の稼働を停止させる。
【0097】
ガス溶存水溶液第2流量計81及び第4圧力計82は、インターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続されている。ガス溶存水溶液第2流量計81は、第2水溶液管路72を通流するガス溶存水溶液の流量を計測し、計測したガス溶存水溶液の流量をコントロールサーバ22に送信する。第4圧力計82は、第2水溶液管路72を通流するガス溶存水溶液の水圧を計測し、計測したガス溶存水溶液の水圧をコントロールサーバ22に送信する。尚、第4水溶液管路72を通流するガス溶存水溶液の流量及び水圧が設定値になるように、ガス溶存水溶液第2流量計81から送信されたガス溶存水溶液の流量及び第4圧力計82から送信されたガス溶存水溶液の水圧に基づいてコントロールサーバ22がガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の出力を調整(制御)する。
【0098】
第8電磁弁83は、その制御部がインターフェイス(無線又は有線)を介してコントロールサーバ22に接続され、その発停がコントロールサーバ22によって制御される。第8電磁弁83の制御部は、コントロールサーバ22から送信されたON信号によってバルブを開けて注入管路73を開放し、コントロールサーバ22から送信されたOFF信号によってバルブを閉めて注入管路73を閉鎖する。
【0099】
図6は、電気分解装置12における電気分解の一例を説明する図であり、
図7は、ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)によって行われるガス溶存水溶液製造を説明する図である。ガス溶存水溶液製造システム10が起動すると、コントロールサーバ22が稼働し、純水生成装置11(純水生成ユニット)、電気分解装置12(電気分解ユニット)、第1及び第2チラー13,14、ガス溶存水溶液製造槽15、殺菌槽16、攪拌混入槽17、栄養素収容槽18、フィルターユニット21,36,41,66,78、電磁弁37,42,55,59,67,71,79,83、流量計39,44,56,61,69,81、圧力計40,45,70,82、気圧計57,62、給水ポンプ20,38,43,68,80、給気ポンプ58,60が待機状態で起動する。
【0100】
コントロールサーバ22は、水道給水ポンプ20の制御部にON信号を送信し、水道給水ポンプ20の制御部が水道給水ポンプ20を稼働させる。
図7に矢印L1で示すように、水道給水ポンプ20によって圧送された水道水(又は天然水)が水道管路19を通って第1フィルターユニット21を通流した後、純水生成装置11に流入する。純水生成装置11では、水道水(又は天然水)に含まれる陽イオン及び陰イオンを除去し、水道水(又は天然水)から純水を生成する(純水生成工程)。
【0101】
水道給水ポンプ20が起動してから所定時間経過後にコントロールサーバ22は、第1及び第2電磁弁37,42の制御部にON信号を送信するとともに、純水第1及び第2流量計39,44と第1及び第2圧力計40,45とに計測信号を送信する。第1電磁弁37の制御部が第1電磁弁37のバルブを開けて第1純水管路23を開放し、第2電磁弁42の制御部が第2電磁弁42のバルブを開けて第2純水管路24を開放する。稼働した純水第1及び第2流量計39,44が純水の流量計測を開始し、稼働した第1及び第2圧力計40,45が純水の圧力計測を開始する。
【0102】
更に、コントロールサーバ22は、純水第1及び第2給水ポンプ38,43の制御部にON信号を送信し、純水第1給水ポンプ38の制御部が純水第1給水ポンプ38を稼働させるとともに、純水第2給水ポンプ43の制御部が純水第2給水ポンプ43を稼働させる。コントロールサーバ22は、第1及び第2給気ポンプ58,60の制御部にON信号を送信し、第1給気ポンプ58の制御部が第1給気ポンプ58を稼働させるとともに、第2給気ポンプ60の制御部が第2給気ポンプ60を稼働させる。
【0103】
コントロールサーバ22は、第3及び第4電磁弁55,59の制御部にON信号を送信する。第3電磁弁55の制御部が第3電磁弁55のバルブを開けて水素給気管路50を開放し、第4電磁弁59の制御部が第4電磁弁59のバルブを開けて酸素給気管路51を開放する。コントロールサーバ22は、第1チラー13の制御部にON信号を送信し、第1チラー13の制御部が第1チラー13を稼働させる。コントロールサーバ22は、炭酸ガス収容槽49に収容された炭酸ガス(又は炭酸水)をガス溶存水溶液製造槽15に給気(又は給水)する。
【0104】
コントロールサーバ22は、水素流量計56や水素気圧計57、酸素流量計61、酸素気圧計62に計測信号を送信する。稼働した水素流量計56が水素給気管路50を通流する水素イオン(H+)の流量計測を開始し、稼働した水素気圧計57が水素給気管路50を通流する水素イオン(H+)の気圧計測を開始する。稼働した酸素流量計61が酸素給気管路51を通流する酸素分子(O2)の流量計測を開始し、稼働した酸素気圧計62が酸素給気管路51を通流する酸素分子(O2)の気圧計測を開始する。
【0105】
純水生成装置11によって生成された純水が純水生成装置11から第1純水管路23及び第2純水管路24に流入する。第1純水管路23に流入した純水は、純水第1給水ポンプ38によって圧送され、
図7に矢印L2で示すように、第2フィルターユニット36を通流するとともに第1電磁弁37を通って電気分解装置12に流入する。第2純水管路24に流入した純水は、純水第2給水ポンプ43によって圧送され、
図7に矢印L3で示すように、第3フィルターユニット41を通流するとともに第2電磁弁42を通ってガス溶存水溶液製造槽15の第1ウルトラファインバブル生成装置52及び第2ウルトラファインバブル生成装置53に流入する。
【0106】
電気分解装置12では、純水が電気分解され、水素イオン(H
+)が発生するとともに酸素分子(O
2)が発生する(電気分解工程)。電気分解装置12における水の電気分解では、
図6に矢印で示すように、陽極用貯水槽31及び陰極用貯水槽32に純水(H
2O)が給水され、陽極主電極33に電源からプラスの電流がパルスジェネレーターによって給電されるとともに、陰極主電極34に電源からマイナスの電流がパルスジェネレーターによって給電される。陽極主電極33に給電されたプラスの電流が陽極給電部材29から陽極26(アノード)に給電され、陰極主電極34に給電されたマイナスの電流が陰極給電部材30から陰極27(カソード)に給電される。
【0107】
陽極26(白金粉末を担持したナノカーボンから作られた薄板状電極)では、2H2O→4H++4e-+O2の陽極反応(触媒作用)によって酸素が生成され、陰極27(白金粉末を担持したナノカーボンから作られた薄板状電極)では、4H++4e-→2H2の陰極反応(触媒作用)によって水素が生成される。プロトン(水素イオン:H+)は、固体高分子電解質膜28内を通って陽極26から陰極27(電極)へ移動する。固体高分子電解質膜28には、陽極26で生成されたプロトンが通流する。
【0108】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)は、白金粉末を担持したナノカーボンから作られた薄板状電極(陽極26及び陰極27)に直流電流のプラスマイナスを交互に印加するパルスジェネレーターによって電気が給電されることで純水(水)を電気分解するから、純水(水)を効率よく電気分解して水素イオン(H+)(水素ガス)と酸素分子(O2)(酸素ガス)とから形成されたガス組成物を確実に作ることができ、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が高濃度に溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0109】
電気分解装置12において発生した水素イオン(H
+)は、第1給気ポンプ58によって圧送され、
図7に矢印L4で示すように、エアーフィルター54を通流するとともに第3電磁弁55を通ってガス溶存水溶液製造槽15の第1ウルトラファインバブル生成装置52に流入する。電気分解装置12において発生した酸素分子(O
2)は、第2給気ポンプ60によって圧送され、
図7に矢印L5で示すように、エアーフィルター54を通流するとともに第4電磁弁59を通ってガス溶存水溶液製造槽15の第2ウルトラファインバブル生成装置53に流入する。
【0110】
第1ウルトラファインバブル生成装置52では、スタティックミキサー式、旋回液流式、加圧溶解式のうちのいずれかにより、水素イオン(H+)をウルトラファインバブルの状態にしつつ、水素イオン(H+)をナノサイズのウルトラファインバブル(ナノバブル)の状態で純水に溶存させる(水素イオン第1溶存工程)。第2ウルトラファインバブル生成装置53では、スタティックミキサー式、旋回液流式、加圧溶解式のうちのいずれかにより、酸素分子(O2)をウルトラファインバブルの状態にしつつ、酸素分子(O2)をナノサイズのウルトラファインバブル(ナノバブル)の状態で純水に溶存させる(酸素分子第1溶存工程)。
【0111】
尚、炭酸ガス収容槽49に収容された炭酸ガス(又は炭酸水)がガス溶存水溶液製造槽15に給気(又は給水)され、微量の炭酸ガス(又は炭酸水)が純水又はガス溶存水溶液に溶存する。又、第1チラーによって純水又はガス溶存水溶液が所定温度(0.5~1℃)に冷却される。尚、純水又はガス溶存水溶液に微量の炭酸ガス(炭酸水)を加えることなく、炭酸ガスを純水又はガス溶存水溶液に溶存させない場合もある。ガス溶存水溶液製造槽15に貯水された純水又はガス溶存水溶液の全水量に対する炭酸ガス(炭酸水)の濃度は、0.005~0.009ppmである。
【0112】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)は、純水に溶存させた微量の炭酸ガス分子がキャリアとなり、その炭酸ガス分子に水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が結合することで、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を高い濃度でガス溶存水溶液に溶存させることができ、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が高濃度に溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。更に、純水又はガス溶存水溶液が第1チラー13によって所定温度(0.5~1℃)に冷却されるから、純水又はガス溶存水溶液を所定の低温に冷却することで純水又はガス溶存水溶液に水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を容易に溶存させることができる。
【0113】
ガス溶存水溶液製造槽15の内部に設定量のガス溶存水溶液が貯水された後、コントロールサーバ22は、純水第2給水ポンプ43の制御部にOFF信号を送信し、純水第2給水ポンプ43の制御部が純水第2給水ポンプ43の稼働を停止させる。コントロールサーバ22は、第2電磁弁42の制御部にOFF信号を送信し、第2電磁弁42の制御部が第2電磁弁42のバルブを閉めて第2純水管路24を閉鎖する。
【0114】
コントロールサーバ22は、第5電磁弁67の制御部にON信号を送信するとともに、第6電磁弁71の制御部にON信号を送信し、第5電磁弁67の制御部が第5電磁弁67のバルブを開けて第1水溶液管路63を開放し、第6電磁弁71の制御部が第6電磁弁71のバルブを開けてバイパス管路64を開放する。コントロールサーバ22は、ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68の制御部にON信号を送信し、ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68の制御部がガス溶存水溶液第1給水ポンプ68を稼働させる。
【0115】
更に、コントロールサーバ22は、ガス溶存水溶液第1流量計69及び第3圧力計70に計測信号を送信し、稼働したガス溶存水溶液第1流量計69が第1水溶液管路63を通流するガス溶存水溶液の流量計測を開始し、稼働した第3圧力計70が第1水溶液管路63を通流するガス溶存水溶液の水圧計測を開始する。コントロールサーバ22は、殺菌灯65の制御部にON信号を送信し、殺菌灯65の制御部が殺菌灯65を点灯させる。尚、第7電磁弁79のバルブが閉められ、第2水溶液管路72が閉鎖されている。
【0116】
ガス溶存水溶液製造槽15によって製造されたガス溶存水溶液は、ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68によって圧送され、
図7に矢印L6に示すように、ガス溶存水溶液製造槽15から第1水溶液管路63に流入し、第4フィルターユニット66を通流しつつ第5電磁弁67を通って殺菌槽16に流入する。殺菌槽16では、そこに流入したガス溶存水溶液が殺菌灯65によって殺菌される(殺菌工程)。
【0117】
殺菌槽16によって殺菌されたガス溶存水溶液は、バイパス管路64に流入し、第6電磁弁71を通ってガス溶存水溶液製造槽15の第1ウルトラファインバブル生成装置52に流入するとともに、第2ウルトラファインバブル生成装置53に流入する。ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)では、ガス溶存水溶液製造槽15及び殺菌槽16を循環するガス溶存水溶液がガス溶存水溶液第1給水ポンプ68によって0.5~0.7MPaの水圧に加圧され、前記水圧のガス溶存水溶液が第1及び第2ウルトラファインバブル生成装置52,53に流入する。
【0118】
第1ウルトラファインバブル生成装置52では、水素イオン(H+)をウルトラファインバブルの状態にしつつ、水素イオン(H+)をナノサイズのウルトラファインバブル(ナノバブル)の状態で殺菌槽16から還流したガス溶存水溶液に溶存させる(水素イオン第2溶存工程)。第2ウルトラファインバブル生成装置53では、酸素分子(O2)をウルトラファインバブルの状態にしつつ、酸素分子(O2)をナノサイズのウルトラファインバブル(ナノバブル)の状態で殺菌槽16から還流したガス溶存水溶液に溶存させる(酸素分子第2溶存工程)。
【0119】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)では、ガス溶存水溶液を殺菌槽16からガス溶存水溶液製造槽15に還流させるとともにガス溶存水溶液製造槽15から殺菌槽16に流入させる手順を繰り返す。例えば、ガス溶存水溶液製造槽15に収容されたガス溶存水溶液が殺菌槽16とガス溶存水溶液製造槽15とを少なくとも2回以上往復(循環)する。好ましくは、ガス溶存水溶液製造槽15に収容されたガス溶存水溶液が殺菌槽16とガス溶存水溶液製造槽15とを3回~5回往復(循環)する。
【0120】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)は、ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68(第1給水ポンプ)によってガス溶存水溶液を殺菌槽16からガス溶存水溶液製造槽15に還流させるとともにガス溶存水溶液製造槽15から殺菌槽16に流入させることで、ガス溶存水溶液を殺菌槽16とガス溶存水溶液製造槽15との間で複数回循環させ、複数回循環するガス溶存水溶液に第1ウルトラファインバブル生成装置52が水素イオン(H+)をナノサイズのウルトラファインバブルの状態で溶存させ、複数回循環するガス溶存水溶液に第2ウルトラファインバブル生成装置53が酸素分子(O2)をナノサイズのウルトラファインバブルの状態で溶存させるから、純水に水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が高濃度で溶存するガス溶存水溶液を製造することができ、細胞のミトコンドリアの電子伝達系の活性を確実に誘導することが可能なガス組成物が高い濃度で溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0121】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)は、ガス溶存水溶液第1給水ポンプ68(第1給水ポンプ)によってガス溶存水溶液の水圧が0.5~0.7MPaの範囲に加圧されるから、ガス溶存水溶液の水圧を前記範囲にすることでガス溶存水溶液に水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を容易に溶存させることができ、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が高濃度に溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0122】
ガス溶存水溶液を殺菌槽16とガス溶存水溶液製造槽15との間で複数回(設定回数)循環させた後、コントロールサーバ22は、第6電磁弁71の制御部にOFF信号を送信し、第6電磁弁71の制御部が第6電磁弁71のバルブを閉めてバイパス管路64を閉鎖する。コントロールサーバ22は、第7電磁弁79の制御部にON信号を送信し、第7電磁弁79の制御部が第7電磁弁79のバルブを開けて第2水溶液管路72を開放する。コントロールサーバ22は、第2チラー14の制御部にON信号を送信し、第2チラー14の制御部が第2チラー14を稼働させる。
【0123】
更に、コントロールサーバ22は、ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の制御部にON信号を送信し、ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の制御部がガス溶存水溶液第2給水ポンプ80を稼働させる。コントロールサーバ22は、ガス溶存水溶液第2流量計81と第4圧力計82とに計測信号を送信するとともに、第8電磁弁83の制御部にON信号を送信する。稼働したガス溶存水溶液第2流量計81がガス溶存水溶液の流量計測を開始し、稼働した第4圧力計82がガス溶存水溶液の圧力計測を開始する。第8電磁弁83の制御部が第8電磁弁83のバルブを開けて注水管路73を開放する。
【0124】
殺菌槽16からガス溶存水溶液製造槽15に複数回還流したガス溶存水溶液は、第2水溶液管路72に流入し、ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80によって圧送され、
図7に矢印L8で示すように、第5フィルターユニット78を通流するとともに第7電磁弁79を通って攪拌混入槽17に流入する。ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)では、第2水溶液管路72を通流するガス溶存水溶液がガス溶存水溶液第2給水ポンプ80によって0.5~0.7MPaの水圧に加圧され、前記水圧のガス溶存水溶液が攪拌混入槽17に流入する。
【0125】
攪拌混入槽17では、低速攪拌羽根77が所定の回転数で回転し、栄養素収容槽18に収容された栄養素(ミネラル)が注入管路73を通って攪拌混入槽17に流入するとともに、ガス溶存水溶液が攪拌混入槽17に流入し、ガス溶存水溶液と栄養素とが低速攪拌羽根77によって攪拌混合され、ガス溶存水溶液に栄養素が溶解(混入)したガス溶存水溶液が作られる(栄養素混合工程)。
【0126】
ガス溶存水溶液又は栄養素が溶解(混入)されたガス溶存水溶液が冷却行き管路74を通って第2チラー14に流入し、第2チラー14によって冷却されたガス溶存水溶液が冷却還り管路75を通って攪拌混入槽17に流入する。尚、攪拌混入槽17においてガス溶存水溶液に栄養素を混入しない場合もある。攪拌混入槽17によって栄養素が溶解されたガス溶存水溶液又は栄養素を混入しないガス溶存水溶液は、抽出管路76から所定の収容容器に収容される。収容容器に収容されたガス溶存水溶液は、冷蔵庫において約1~4℃で冷蔵保存される。
【0127】
ガス溶存水溶液製造システム(ガス溶存水溶液製造方法)は、攪拌混入槽17に流入するガス溶存水溶液の水圧がガス溶存水溶液第2給水ポンプ80(第2給水ポンプ)によって0.5~0.7MPaの範囲に加圧されるから、ガス溶存水溶液の水圧を前記範囲にすることで水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)がガス溶存水溶液に高濃度で溶存した状態を維持しつつ、そのガス溶存水溶液に所定の栄養素を溶解(混入)させることができ、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)が溶存するとともに所定の栄養素が溶解したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0128】
ガス溶存水溶液製造システム(ガス溶存水溶液製造方法)は、攪拌混入槽17に流入したガス溶存水溶液が第2チラー14(チラー)によって所定温度(0.5~1℃)に冷却されるから、ガス溶存水溶液を所定の低温に冷却することで、ガス溶存水溶液からの水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)の抜けを防ぎつつ、ガス溶存水溶液に所定の栄養素を容易に溶解(混入)させることができる。
【0129】
攪拌混入槽17の内部に栄養素が溶解(混入)したガス溶存水溶液又は栄養素を混入しないガス溶存水溶液の設定料が貯水された後、コントロールサーバ22は、ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の制御部にOFF信号を送信し、ガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の制御部がガス溶存水溶液第2給水ポンプ80の稼働を停止させる。コントロールサーバ22は、第7電磁弁79及び第8電磁弁83の制御部にOFF信号を送信し、第7電磁弁79の制御部が第7電磁弁79のバルブを閉めて第2水溶液管路72を閉鎖し、第8電磁弁83の制御部が第8電磁弁83のバルブを閉めて注入管路73を閉鎖する。
【0130】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)によって製造されたガス溶存水溶液では、ウルトラファインバブルの表面に所定の電荷が帯電し、ウルトラファインバブルの表面に水素イオン(H+)(水素ガス)と酸素分子(O2)(酸素ガス)とのうちの少なくとも一方が電気的に結合している。
【0131】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)によって製造されたガス溶存水溶液は、ガス組成物の全ガス量(全質量)に対する水素イオン(H+)(水素ガス)の濃度が0.5~0.80ppmの範囲にあり、ガス組成物の全ガス量(全質量)に対する酸素分子(O2)(酸素ガス)の濃度が12.5~15.5ppmの範囲にある。ガス組成物では、水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とが非結合の分離した状態にある。
【0132】
ガス組成物における水素イオン(H+)の濃度が0.5ppm未満であり、ガス組成物における酸素分子(O2)の濃度が12.5ppm未満の場合、細胞のミトコンドリアを活性化させることができない。しかし、ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)によって製造されたガス溶存水溶液は、ガス組成物の全ガス量(全質量)に対する水素イオン(H+)の濃度が前記範囲にあり、ガス組成物の全ガス量(全質量)に対する酸素分子(O2)の濃度が前記範囲にあり、ガス組成物(水素イオン、酸素分子)がナノサイズのウルトラファインバブルの状態でガス溶存水溶液に溶存しているから、ナノバブルの状態でガス溶存水溶液に溶存する水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とがミトコンドリアの外膜から内膜に容易に進入し、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)がミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導しつつATPの産生を誘導し、ミトコンドリアを確実に活性化させることができる。
【0133】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)によって製造されたガス溶存水溶液は、ガス組成物の粒径が100nm以下であり、ガス溶存水溶液1ccの中に5~10臆個のガス組成物のウルトラファインバブルが溶存している。ガス組成物の粒径が100nmを超過し、ガス溶存水溶液1ccの中に溶存するガス組成物のウルトラファインバブルの個数が5臆個未満では、ガス溶存水溶液におけるガス組成物(水素イオン、酸素分子)の上昇速度が速くなり、ガス組成物がガス溶存水溶液内に長時間留まることはなく、ガス組成物の水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を長時間利用することができない。
【0134】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)によって製造されたガス溶存水溶液は、前記粒径のガス組成物のウルトラファインバブルがガス溶存水溶液の1ccの中に5~10臆個溶存するから、ガス溶存水溶液におけるガス組成物(水素イオン、酸素分子)の上昇速度が遅く、ガス組成物がガス溶存水溶液内に長時間留まり、そのガス組成物の水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)を長時間利用することができる。
【0135】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)は、電気分解装置12が純水(水)を電気分解して水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とから形成されたガス組成物を生成し、第1及び第2ウルトラファインバブル生成装置52,53が第1チラー13によって所定温度に冷却された純水に電気分解装置12によって生成された水素イオン(H+)(水素ガス)及び酸素分子(O2)(酸素ガス)をウルトラファインバブルの状態で溶存させるから、細胞のミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導することが可能なガス組成物が溶存したガス溶存水溶液を製造することができる。
【0136】
ガス溶存水溶液製造システム10(ガス溶存水溶液製造方法)は、ウルトラファインバブルの状態でガス溶存水溶液に溶存する水素イオン(H+)と酸素分子(O2)とが細胞のミトコンドリアの外膜から内膜に進入し、水素イオン(H+)及び酸素分子(O2)がミトコンドリアの電子伝達系の活性を誘導しつつATPの産生を誘導するから、ミトコンドリアを確実に活性化させることが可能なガス溶存水溶液を製造することができる。
【符号の説明】
【0137】
10 ガス溶存水溶液製造システム
11 純水生成装置
12 電気分解装置
13 第1チラー
14 第2チラー
15 ガス溶存水溶液製造槽
16 殺菌槽
17 攪拌混入槽
18 栄養素収容槽
19 水道管路
20 水道給水ポンプ
21 第1フィルターユニット
22 コントロールサーバ
23 第1純水管路
24 第2純水管路
25 電源
26 陽極
27 陰極
28 固体高分子電解質膜
29 陽極給電部材
30 陰極給電部材
31 陽極用貯水槽
32 陰極用貯水槽
33 陽極主電極
34 陰極主電極
35 膜/電極接合体
36 第2フィルターユニット
37 第1電磁弁
38 純水第1給水ポンプ
39 純水第1流量計
40 第1圧力計
41 第3フィルターユニット
42 第2電磁弁
43 純水第2給水ポンプ
44 純水第2流量計
45 第2圧力計
46 冷却行き管路
47 冷却還り管路
48 注入管路
49 炭酸ガス収容槽
50 水素給気管路
51 酸素給気管路
52 第1ウルトラファインバブル生成装置
53 第2ウルトラファインバブル生成装置
54 エアーフィルター
55 第3電磁弁
56 水素流量計
57 水素気圧計
58 第1給気ポンプ
59 第4電磁弁
60 第2給気ポンプ
61 酸素流量計
62 酸素気圧計
63 第1水溶液管路
64 バイパス管路
65 殺菌灯
66 第4フィルターユニット
67 第5電磁弁
68 ガス溶存水溶液第1給水ポンプ
69 ガス溶存水溶液第1流量計
70 第3圧力計
71 第6電磁弁
72 第2水溶液管路
73 注入管路
74 冷却行き管路
75 冷却還り管路
76 抽出管路
77 低速攪拌羽根
78 第5フィルターユニット
79 第7電磁弁
80 ガス溶存水溶液第2給水ポンプ
81 ガス溶存水溶液第2流量計
82 第4圧力計
83 第8電磁弁