自由基溶液的生产装置、自由基溶液的生产方法和自由基溶液

摘要

一种自由基水溶液生产装置，包括：引入水的入口(6)；除氯处理部分(1)，其通过分解所述水中的氯化合物而生产一次水；磁化处理部分(2)，其通过进行向所述一次水施加磁场的方法而生产二次水；辐射处理部分(3)，其通过进行向所述二次水辐照辐射线的方法而生产三次水；离子交换部分(4)，其通过对所述三次水进行离子交换的方法而生产四次水；电场施加部分(5)，其通过进行向所述四次水施加强电场的方法而生产五次水；和五次水进口(7－5)，其中从此处获得所述五次水。该装置可生产具有灭菌和消毒以及强清洁力的水。

说明书

技术领域

本发明涉及生产功能水的装置、功能水的生产方法和通过该方法生产的功能水。

背景技术

存在各类“水”，这取决于它们的性能和生产方法，和通过各种方法生产它们且基于它们各自的特征和功能来使用它们。主要类型的一些水包括通常的饮用水、工业用水、纯水和功能水。

纯水是通过从水中尽可能多地除去杂质以提高其纯度的水。通过使用过滤器、脱气和离子交换方法，除去溶解的盐、有机物、微细颗粒、真菌、溶解的气体和离子，从而生产这种水。纯水主要用于半导体制造工艺中的各种洗涤溶液、化学品用溶剂、核能工厂的循环水、制备药品的清洁和制造溶液、在医院里配混药物和医疗外科。

功能水是通过主要对通常的饮用水施加各种方法以改变其特征的水。该方法包括磁方法、电方法、添加物质的方法和从水中除去物质的方法。纯水可以是通过物质去除方法生产的一类功能水。

通过电方法获得的实例是碱性离子水。碱性离子水是在预处理水之后，当电解自来水时，从负电极一侧获得的碱性电解水。该水含有大量的OH^-，同时其pH为约10。

这种水通过促进钙的吸收或激活生物肠内的细菌，具有加强生命体生物活性的效果。

通过磁方法获得的实例是磁方法水。图7(a)和7(b)示出了其生产方法的示意图。磁方法装置包括磁化处理管101，和磁铁102与103。在通过过滤和除氯方法预处理水之后，使它流入磁化处理管101。磁化处理管101具有平行排列的两块磁铁102与103。当水流过两块磁铁之间的空间时，水被磁化处理。据报道，用这种磁方法水培育的植物生长快于用正常水种植的植物，和用磁方法水制造的混凝土显示出增加的强度。

通过添加物质的方法获得的实例是添加矿物的水。它是具有增加体积的镁和钙离子的水。处理方法包括使流动水流过含有珊瑚沙(一类珊瑚：它的主要成分是碳酸钙)的过滤器，使水吸收矿物。矿物是生命体的必须成分。它也具有使水更可口的效果。

发明公开

因此，本发明的目的是提供一种具有灭菌或消毒性能的水或水溶液的生产装置和生产方法。

本发明的另一目的是提供用于机器设备的具有强的清洁能力的清洁水或水溶液的生产装置和生产方法。

本发明的再一目的是提供含有大量活性氢的水或水溶液的生产装置和生产方法。

本发明的又一目的是提供在养育生命体中有效地起作用的水或水溶液的生产装置和生产方法。

提供一种在增强生命体复生(resuscitative)能力方面有效的水或水溶液的生产装置和生产方法，也是本发明的目的。

因此，为了实现本发明的一个方面，本发明提供了一种自由基溶液生产装置，其包括原料入口；除氯处理部分；磁化处理部分；辐射处理部分；离子交换部分；电场施加部分；和五次水进口。在原料入口处汲取水。除氯处理部分通过分解水中的氯化合物而生产一次水。磁化处理部分通过进行向一次水施加磁场的方法而生产二次水。辐射处理部分通过进行向二次水辐照辐射线的方法而生产三次水。离子交换部分通过对三次水进行离子交换的方法而生产四次水。磁场施加部分通过进行向四次水施加强电场的方法而生产五次水。从五次水进口处获得五次水。

为了实现本发明的另一方面，本发明提供了一种自由基溶液生产装置，其包括原料入口；除氯处理部分；磁化处理部分；辐射处理部分；离子交换部分；电场施加部分；加氧部分和六次水进口。在原料入口处汲取水。除氯处理部分通过分解水中的氯化合物而生产一次水。磁化处理部分通过进行向一次水施加磁场的方法而生产二次水。辐射处理部分通过进行向二次水辐照辐射线的方法而生产三次水。离子交换部分通过对三次水进行离子交换的方法而生产四次水。电场施加部分通过进行向四次水施加强电场的方法而生产五次水。加氧部分通过进行向五次水添加氧气的方法而生产六次水。从六次水进口处获得六次水。

在本发明的自由基溶液生产装置中，磁化处理部分包括磁化处理管和多对磁铁。一次水在磁化处理管中流动。互相分开放置多对磁铁，其中不同类磁极彼此面对且朝向磁化处理管。

在本发明的自由基溶液生产装置中，辐射处理部分包括无机矿陶瓷层(mineral ore layer)和陶瓷容器。无机矿陶瓷层包括含放射性材料的物质，以便辐射线有效地辐照流过辐射处理部分的二次水。陶瓷容器用来保持(retain)无机矿陶瓷层。

在本发明的自由基生产装置中，辐射处理部分具有无机矿陶瓷层。无机矿陶瓷层进一步包括含远红外射线材料的物质，以便远红外射线有效地辐照流过辐射处理部分的二次水。

在本发明的自由基溶液生产装置中，电场施加部分包括放电部分，它在四次水中进行电晕放电。

在本发明的自由基溶液生产装置中，加氧部分包括气泡发生器，它在五次水中以气泡形式向五次水中添加氧气。

为了实现本发明的再一方面，本发明提供一种自由基溶液生产方法，其包括下述步骤：通过分解水中的氯化合物而生产一次水；通过进行向一次水施加磁场的方法而生产二次水；通过进行向二次水辐照辐射线的方法而生产三次水；通过对三次水进行离子交换的方法而生产四次水；和通过进行向四次水施加强电场的方法而生产五次水。

本发明的自由基溶液生产方法进一步包括通过进行向五次水添加氧气的方法而生产六次水的步骤。

在本发明的自由基溶液生产方法中，生产二次水的步骤包括：向一次水交替施加不同方向的磁场。

在本发明的自由基溶液生产方法中，生产三次水的步骤包括：使用颗粒直径小于2mm的无机矿的同时，向二次水辐照辐射线和远红外射线。

在本发明的自由基溶液生产方法中，生产五次水的步骤包括：在四次水中进行电晕放电。

在通过使用上述的自由基溶液生产装置生产的本发明自由基溶液中，氧化-还原电势等于或大于980mV。

在本发明的自由基溶液中，pH为约6。

附图的简要说明

图1是显示本发明的自由基溶液生产装置的第一个实施方案的配置图。

图2是显示本发明的自由基溶液生产装置中除氯处理部分的配置图。

图3(a)是显示本发明的自由基溶液生产装置中磁化处理部分的配置图。

图3(b)是显示本发明的自由基溶液生产装置中磁化处理部分的截面的配置图。

图3(c)是显示本发明的自由基溶液生产装置中磁化处理部分内的磁铁截面的配置图。

图4是显示本发明的自由基溶液生产装置中辐射处理部分的配置图。

图5是显示本发明的自由基溶液生产装置中离子交换部分的配置图。

图6是显示本发明的自由基溶液生产装置中电场施加部分的配置图。

图7是显示常规的磁方法水生产装置的实例的配置图。

图8是显示本发明的自由基溶液生产装置的第二个实施方案的配置图。

图9是显示本发明的自由基溶液生产装置中加氧部分的配置图。

图10是显示本发明的自由基溶液的氧化-还原电势的表格。

图11是显示通过常规技术产生的功能水和本发明的自由基溶液的pH的表格。

图12是显示在本发明的自由基溶液中，对结肠杆菌0157:H7的灭菌效果的实验结果表格。

图13是显示在本发明的自由基溶液中，对耐甲氧苯青霉素的金黄色葡萄球菌的灭菌效果的实验结果表格。

实施本发明的最佳模式

将参考附图，描述本发明的自由基溶液生产装置的实施方案。

本发明的自由基溶液生产装置是生产“自由基溶液”的体系，所述自由基溶液是不同于常规水的一类水，表现在：它通过在水中以接近于天然环境的状态隔开并分离氧和氢的原子元素，导致水的表面活化效果(清洁力)、活性氧效果(灭菌力)和活性氢效果(复生力)。

首先将解释自由基溶液。

在自然界中，存在各类功能水，其拥有强的清洁、灭菌或复生力。认为在自然界中，在功能水的形成过程中，通过经历下述五个步骤，产生功能水。

第一步：雨水含有从大气或土壤中收集的大量杂质和有机物，这种水落在地面上并渗透地表面。在该方法中，通过天然土壤过滤水，并从土壤中吸收矿物，变为矿泉水。

第二步：储存在地表下深处的水作为矿泉水通过地壳里的矿物如铁矿和来自地磁的磁力进行原子分离。然后激活原子以包含自由基、活性氢和类似物。

第三步：通过在自然界和在地壳内含有放射性元素的天然岩石中存在的辐射和远红外射线(远红外辐射)加速在活化水中的原子的分离和激活，和该水变得包含相当大量的活性氢和自由基。此外，该水将吸收更多的矿物，变为含有大量活性氢和矿物的天然水。

第四步：含有大量活性氢和矿物的天然水从地球深处往地表上流动。此刻，通过土壤的过滤操作调节矿物，这使一些水富含矿物和另一些水具有较少量的矿物。

第五步：涌向地表的水变为天然水，其中一些通过吸收大气中的臭氧，从而拥有强的清洁力或灭菌力，而另一水将通过它的活性氢成分导致拥有复生力。

因此，认为原则上连续且全部按照上述顺序理想地执行上述的五个步骤，以生产自然界的“功能水”。因此，若人工形成这五个步骤，使得人们可能通过这些步骤处理，从而生产功能水，则可认为可生产非常功能化的水。这类水被称为“自由基溶液”(其后也称为“溶液”)。溶液之所以称为溶液，是因为它在成分和状态(诸如活性氢之类的成分含量，和各分子处在单体状态)方面不同于正常水。由于通过经历上述五个天然步骤的方法产生这种水，所以认为它们是通过非常生态的方法生产的功能水。

本发明的自由基溶液生产装置是通过人工产生上述五个步骤且按照所述顺序连续执行整个方法而生产溶液(自由基溶液)的体系。使用该装置，可能生产具有强清洁力、灭菌和复生力的水。

此外，通过将添加氧气的第六步方法增加到通过上述五个步骤处理的溶液中，激活了溶液内氧气的移动。这一添加的步骤将进一步加强水的清洁、灭菌或复生力。

[实施方案1]

接下来，将参考图1-6，详细描述本发明的自由基溶液生产装置的第一个实施方案的配置。

图1是显示本发明的自由基溶液生产装置的第一个实施方案的配置图。自由基溶液生产装置8包括除氯处理部分1、磁化处理部分2、辐射处理部分3、离子交换部分4、电场施加部分5、原料入口6、一次-五次水进口7-1-7-5、入口阀门9-1-9-5和出口阀门10-1-10-5。

诸如自来水之类的水通过原料入口(6)被汲取到装置内，以这一顺序实施除氯处理(1)-磁化处理(2)-辐射处理(3)-离子交换处理(4)-电场施加处理(5)，和以溶液形式从五次水进口7-5处取出产品。除氯处理部分1通过管道经入口阀门9-1与原料入口6相连接。并且如图2所示，它包括除氯部分12和过滤器部分11，它们通过管道彼此互相连接。

过滤器部分11与来自原料入口6的管道(其后解释)和到达除氯部分12的管道相连接。过滤器部分11用非织造织物制造的过滤材料填充，和被设计成从水中除去相对大的颗粒如铁锈。除氯部分12用亚硫酸钙或含亚硫酸钙的粒料(2.5mm直径的球形粒料)填充。在流过过滤器11的水中，使用亚硫酸钙，通过还原方法，以除去氯化物。

可使用与亚硫酸钙相等除氯能力的过滤器完成这一功能。这些过滤器包括活性炭过滤器和中空过滤器。此处除氯能力是指从水中消除氯分子。

磁化处理部分2通过管道经出口阀门10-1和入口阀门9-2与除氯处理部分1相连接。如图3(a)所示，磁化处理部分2包括磁铁13和磁化处理管14，和当水流过磁化处理管14时，它磁处理水。磁化处理管14包括与管道相连接的磁化处理管边缘部分14-1和磁化处理管处理部分14-2。

磁铁13(13-1至13-3，13-1’至13-3’)显示出12000高斯/每块磁铁的磁力。图3(c)示出了磁铁13-1的截面作为代表所有磁铁13的截面。磁铁13-1包括包括永久磁铁13-1-a和芯13-1-b。芯13-1-b加强磁铁13的磁场方向性的效果。磁铁13-1-a侧是铁和它的外侧是铅，具有双层结构。磁铁13位于磁化处理管处理部分14-2的两侧(例如13-1和13-1’)，其中每侧具有三块磁铁，沿着管道中水流动的方向总计排列六块磁铁。彼此面对且将磁化处理管处理部分14-2夹在当中(例如13-2和13-2’)的磁铁13或相邻的磁铁13(例如13-1和13-2)，将它们各自相反的磁极朝向磁化处理管处理部分14-2。

尽管图3(a)的磁铁13是永久磁铁，但可允许使用电磁铁。在该情况下，通过施加交替磁场，同时维持“彼此面对且将磁化处理管处理部分14-2夹在当中的磁铁13或相邻的磁铁13，将它们各自相反的磁极朝向磁化处理管处理部分14-2”的磁场施加条件，甚至低的磁场将具有显著的结果。

如图3(a)所示，磁化处理管14具有扩大的磁化处理管边缘部分14-1，因为它与另一管道相连，而磁化处理管处理部分14-2比较窄。如图3(b)所示，它的截面尺寸为a×b。a比较窄，这使得水可能流过磁化处理管处理部分14-2，以接受尽可能强的磁场效应。b的宽度与磁铁13的水平宽度(在水流方向的垂直方向上磁铁的宽度)基本相同或比它短，优选比c短。这使来自磁铁13的磁场被均匀施加到管道内的水上。相邻磁铁13之间的距离d(例如，13-1与13-2之间的距离)基本上可以是0，但优选大体与a相同，和将磁铁13放置在离相邻磁铁13稍有一段距离之处。这使相邻磁铁13(例如13-1和13-2)的效应限制在彼此面对同时将磁化处理管处理部分14-2夹在当中的磁铁13的相对磁极(例如13-2和13-2’)之间所产生的磁场上。然而，磁铁不能太远地分开放置，因为这会引起在水上不能施加磁场的区域扩大。

在所述的第一个实施方案中，距离是a＝3mm，b＝2cm，c＝2cm和d＝3mm。此外，磁化处理管处理部分14-2的磁铁长度为20cm。该管道由非-磁性材料(例如奥氏体不锈钢、铝或树脂)制造。在这一实施方案中，内部是奥氏体不锈钢SUS304，而铝合金用于外部。此外，可根据待处理的水体积，以排列满足上述磁场施加条件的方式，平行、上下或左右地排列不只一套磁铁13和磁化处理管14。

辐射处理部分3是通过辐射等处理水的区域。进口侧通过管道经出口阀门10-2和入口阀门9-3与磁化处理部分2相连。

如图4所示，含过滤材料的过滤器层15-2位于陶瓷容器15的入口和出口侧，而无机矿陶瓷层15-1位于它们之间，其中所述无机矿陶瓷层15-1含有三类粉状物质的混合物，它们是发出辐射线的天然矿石、天然矿石和发出远红外射线的烧结陶瓷。

在入口和出口侧的过滤器层15-2使用例如非织造织物和滤纸作为过滤器，此处，在这一实施方案中，使用非织造的聚酯织物。过滤器用于防止各材料从无机矿陶瓷层15-1中流出。此外，它用于使流入的水在水流动方向和垂直方向上均匀展开到辐射处理部分3的整个截面上。无机矿陶瓷层15-1使用含有天然钍铀的天然矿石(在这一实施方案中使用锆石)用于辐射线处理和辐射远红外射线的天然矿石(在这一实施方案中使用电气石)用于远红外射线处理。此外，使用氧化铝和二氧化硅作为烧结陶瓷。含放射性材料的天然矿石和含远红外射线材料的天然矿石与烧结陶瓷之比为约3∶3∶4。

无机矿陶瓷层15-1必须尽可能有效地向水辐射辐射线和远红外射线。为此，下述各矿石的使用是可理解的。(1)在将矿石粉碎成细粉之后成为多孔材料的烧结物质。为了使之多孔，需要疏松地模塑粉碎材料。或者，需要在粉碎材料中混合成孔剂(一类有机物)，然后模塑并烧结它(当有机物烧尽并生成二氧化碳时，在烧结材料中产生小孔)。(2)通过精细粉碎的微细颗粒。粒径小于5mm或优选小于2mm。

在(1)的情况下，多孔矿石将比形状大体相同的正常矿石具有显著较宽的表面积。因此，当水流过多孔矿石的细孔时，水以非常好的效率与矿石接触。也就是说，水将利用由辐射和远红外射线的较强效应带来的优势。

在(2)的情况下，微细颗粒矿石的聚集体将比与该聚集矿石相同立方体积的正常矿石具有显著较大的表面积。因此，当水流过微细颗粒矿石的聚集体时，水将更大效率地与矿石接触。因此，水能利用由辐射和远红外射线的较强效应带来的优势。

此外，当水渗透无机矿陶瓷层15-1时，由于该层的过滤和吸收效应导致可除去水中的杂质，这对(1)和(2)二者来说，是共同的。

然而，若水流过窄的空间(多孔物质的孔，微细颗粒聚集体的颗粒之间的孔)，由于水的流动体积受到限制，所以会显著降低水的处理速度。因此，在这一实施方案中，在使用(1)和(2)中所述技术的同时，考虑到水的处理速度，使用下述物质。至于含放射性材料的天然无机矿，使用粉碎成颗粒直径最多4mm的矿石。至于辐射远红外射线的天然无机矿，在矿石精细粉碎并烧结之后，使用粒径约4mm的多孔材料。

用粒径约4mm的陶瓷和矿石一起填充陶瓷容器15，以便保持这些无机矿。将各矿石和陶瓷的粒径设定在相同水平的理由是确保用该材料均匀填充容器。

使用该方法，可对水有效辐照辐射线和远红外射线，同时维持相当大的水处理速度。

若陶瓷容器15足够大，或待处理的水的体积小，则可能充分使用(1)和(2)中所述的技术。也就是说，在(1)的情况下，使用单一的多孔物质占据整个陶瓷容器15。在(2)的情况下，使用粉碎成非常微细粉末的矿石。处理水的处理体积可能会下降，但它提高了用辐射线和远红外射线辐照水的效率。此外，通过使用非常微细颗粒的多孔物质，可产生(1)和(2)中的指数效果。

顺便说一下，包含在辐射处理部分3内的放射性材料的辐射密度在原料阶段为小于370贝可/克。调节装置操作者在一年内暴露的辐射剂量小于1mSv。包含放射性物质，使得它不流出过滤器层15-2。此外，将整个辐射处理部分3制成可容易装载或卸载的容器。可容易地用新容器置换旧容器。

离子交换部分4具有通过管道经出口阀门10-3和入口阀门9-4与辐射处理部分3相连的原料入口侧。如图5所示，它包括通过管道连接的离子交换树脂填料部分16(阳离子交换部分16-1和阴离子交换部分16-2)。使用这一部分以除去阳离子杂质(Na⁺，Ca²⁺等)和阴离子杂质(Cl^-，F^-等)。用阳离子树脂和阴离子树脂填充各部分。方法和手段如树脂形状和树脂的膜类型在此处不是重要的，只要可获得上述效果即可。

电场施加部分5通过管道与离子交换部分4在其原料入口侧相连，且在出口侧与五次水入口7-5相连。

如图6所示，电场施加部分5包括放电部分20、电源部分21、阳极侧出口阀门22、阴极侧出口阀门23和排水阀门24。放电部分20包括膜17、阳极18和阴极19。将水倾入放电部分，该部分在中心处具有膜17和在膜17的左右侧具有阳极18和阴极19。在水中进行放电。膜17在此限制电极上形成的任何物质的相互分散。在这一实施方案中，使用高聚合物氟-型树脂。阳极18和阴极19是向水内施加电场的电极。这两个电极以细的棒状形式平行放置，以促进电晕放电。此外，平行排列梳形电极，或者也可使用以圆柱形式存在的一个电极和在圆柱体的中心线上放置的以棒状形式存在的其它电极的排列。在这一实施方案的实例中，使用镀钛的铬合金。

电源部分21是在阳极18和阴极19上施加电场的供电装置，其中这两个电极通过电线相连。尽管通常在电极上施加高压直流电，但电源可替换。因此也可施加交流电压。

原料入口6是从位于装置外的自来水源中汲取水的入口阀门。一次水进口7-1是取出通过除氯处理部分1处理的水(其后称为一次水)的阀门。二次水进口7-2是取出通过磁化处理部分2处理的水(其后称为二次水)的阀门。三次水进口7-3是取出通过辐射处理部分3处理的水(其后称为三次水)的阀门。四次水进口7-4是取出通过离子交换部分4处理的水(其后称为四次水)的阀门。五次水进口7-5是取出通过电场施加部分5处理的水(其后称为五次水)的阀门。人工或自动(电磁阀等)操作原料入口和这些部分的出口。

入口阀门9-1和出口阀门10-1是除氯处理部分1的阀门。入口阀门9-2和出口阀门10-2是磁化处理部分2的阀门。入口阀门9-3和出口阀门10-3是辐射处理部分3的阀门。入口阀门9-4和出口阀门10-4是离子交换部分4的阀门。入口阀门9-5和出口阀门10-5是电场施加部分5的阀门。人工或自动(用电磁阀等)操作这些入口和出口阀门。

接下来，将参考图1-6，详细描述本发明的自由基溶液生产装置的第一个实施方案的操作。

在图1中，自来水管线与作为水源的原料入口6相连。当生产溶液时，需要打开正确的入口阀门、出口阀门和需要一次水-五次水时的水进口。在这一实施方案中，应当收集五次水。接下来，打开原料入口6以汲取水。

水首先进入除氯处理部分1。如图2所示，水进入过滤器部分11，然后在除去相对大的颗粒之后，进入除氯部分12。自来水含有用于灭菌目的的氯。添加到水中的氯以与次氯酸和氯化氢达成平衡的溶解状态存在。在除氯部分12中，根据水流、次氯酸和氯气溶解所产生的氯离子，将含有亚硫酸钙的适量粒料溶解在水中。在后一阶段通过离子交换部分4除去氯离子。

然而，当以与亚硫酸钙相同的用量使用具有除氯能力的过滤器时，过滤器会通过吸收和除去水中的氯气，促进氯气的离子化。

在这一阶段除去杂质的水(一次水)仍含有氯离子和矿物。从微观角度考虑，水分子形成簇((H₂O)_n)。水分子动态且无规地变化，同时反复偶合和分离的过程。尽管它们大多数以簇形式存在，但认为它们以五聚体形式存在，其中水分子中的氧原子位于顶部和规则四面体的重力中心处。

从除氯处理部分1中出来的水(一次水)进入磁化处理部分2。

如图3所示，扁平状的磁化处理管14具有施加高磁场的扁平空间(24000高斯×3套＝72000高斯)。当水(一次水)流过这一空间时，它交替接受反向磁力，一个往上和另一个往下，这取决于磁铁13的排列。由于通过磁力的电磁诱导效应影响带有极化电荷的水分子，所以认为水分子对撞的碰撞频率和碰撞能将增加。结果，认为簇会分解和水分子的密度的微观极化会降低。此外，由于水分子中的氢原子动态且无规地变化，同时反复偶合并同周围的氧原子分离的过程，认为一些无规变化会中途中断，并且水分子本身会因电磁诱导效应而分解。

在这一阶段的水(一次水)中，水分子是通过施加强磁力获得的单体，与此同时，认为一些水分子是活性氢(OH^-，H⁺，·H)。

从磁化处理部分2流出的水(二次水)流入辐射处理部分3。 

如图4所示，当水被过滤时，水通过过滤器层15-2展开，并到达容器的侧表面。在无机陶瓷层15-1(该层含有相当大量的辐射辐射线的锆石和辐射远红外射线的电气石)中，通过辐射线和远红外射线辐照水。结果，认为水变为含大量短-寿命的活性物种和自由基如活性氢的水。认为在水内发生下述反应。由于光电效应或通过辐射引起的康普顿效应导致水被离子化成H₂O⁺和e^-(电子)。e^-与水分子反应并变为e-aq(水合电子)。至于一些H₂O⁺，H₂O⁺与水分子反应并变为H₃O⁺和OH(自由基)。e-aq和·OH反应变为·OH^-(活性氢)。至于其它H₂O⁺，H₂O⁺变回成水，同时产生荧光(luorescent light)。

当通过辐照辐射线使水分子离子化时，通常认为由于通过水分子簇引起的表面张力导致要求高的输出能。然而，认为使用本发明，在这一阶段的水分子(二次水)会变为单分子或自由基。因此，即使使用低辐射线的物质，可预期强的效应。各无机矿物具有大的表面积且与水有效接触。认为这一事实也导致强的效应。

此外，过滤器层和含有各种天然无机矿物与陶瓷的层材充当过滤器，降低水中的杂质。

在这一阶段的水(三次水)中，认为一些分子离子化，然后通过辐射变为短-寿命的活性物种和包括活性氢的自由基。预期这些如短-寿命的活性物种的百分数会增加，与二次水中的那些相比。

若需要取出从辐射处理部分3中流出的水(三次水)，则从三次水进口7-3处取出水。认为在这一阶段的水含有大量的短-寿命的活性物种和包括活性氢的自由基。此外，由于没有除去矿物，认为它变为有效增强生命体复生力的水。也就是说，认为这种水在养育生命体方面是有效的。

从辐射处理部分3流出的水(三次水)进入离子交换部分4。

如图5所示，通过阳离子交换部分16-1中的阳离子交换树脂除去诸如矿物之类物质中的阳离子。接着，通过阴离子交换部分16-2中的阴离子交换树脂除去诸如氯化物之类的阴离子。认为该方法比通过正常离子交换的置换操作更有效，因为在这一阶段各杂质的活化增加，这是由磁场和辐射导致的。

在这一阶段的水(四次水)中，通过离子交换除去杂质如Mg，Ca，Na，Zn，Fe，Cu，Cl和F。此外，认为这种水含有大量的短-寿命的活性物种如活性氢或自由基，和认为这种水由水分子单体组成。

尽管这种水不含矿物，但它具有大量的短-寿命的活性物种，如活性氢和自由基，和这种水由水分子单体组成，而水分子单体可容易地被生命体吸收，且认为具有复生力。认为它在养育生命体方面是有效的。

从离子交换部分4流出的水(四次水)进入电场施加部分5。

如图6所示，在电场施加部分5中的放电部分20处对水施加高压。在水中，在阳极18和阴极19之间施加高压。收集通过阳极18处理的水作为溶液(五次水)。

认为在这一阶段的四次水以带电的纯水状态存在，不含任何矿物杂质，其中在所述四次水中，唯一的活性物种是例如OH^-，H⁺，·H(活性氢)。通过在这一阶段施加电晕放电，认为通过高压和高电场产生的臭氧效应导致形成氧化水H₂O₂。一些将变为OH，和认为它们通过与四次水中存在的OH结合变为H₂O₂。认为另一些形成活性氧。

由于认为四次水由含大量自由基和短-寿命的活性物种如活性氢的水分子单体组成，因此认为电晕放电的效果显著地比在通常水上施加电晕放电时大。

认为该溶液(在这一阶段它是五次水)是通过单分子形成的，和它是含有活性H₂O₂(过氧化氢)和活性氧的水(溶液)。也就是说，认为该溶液含有过氧化氢和活性氧且不具有簇。它具有强的灭菌和消毒能力，因此对于各种清洁操作来说是有效的。

进行下述试验，研究以这一方式生产的溶液(五次水)的灭菌效果。

在这些试验中使用的细菌是结肠杆菌、耐甲氧苯青霉素的金黄色葡萄球菌和幽门螺旋菌和表皮葡萄球菌。在该试验中使用通过在生理盐水溶液中溶解它们之一，以便细菌密度为10⁷单位/ml的溶液(其后称为“试验细菌溶液”)。此外，通过使用0.9％生理盐水溶液稀释该溶液(五次水)，产生该溶液(五次水)的4ppm溶液，使用它作为试验用消毒剂溶液(其后称为“消毒剂溶液”)。

试验方法包括首先制备5ml消毒剂溶液，和将1ml试验细菌溶液加入到消毒剂溶液中。其后，分别在10秒、60秒和5分钟之后收集100微升溶液。在收集溶液之后，向该溶液中加入900微升0.5％的硫代硫酸钠，以中和消毒剂溶液的影响。然后收集100微升中和过的溶液，并洒在琼脂培养介质上培养1天(在幽门螺旋菌情况下，培养1周)。计算在培养介质上的菌落数，并用作为该溶液的灭菌效果。

至于该溶液对蛋白质的效果，进行下述试验。

首先，制备100微升白蛋白。接着收集4.9ml各消毒剂溶液，并向它们中的每一种中加入白蛋白。随后，分别在10秒、60秒和5分钟之后收集100微升溶液。在收集溶液之后，向该溶液中加入900微升0.5％的硫代硫酸钠，中和消毒剂溶液的作用。然后收集100微升中和过的溶液，并洒在琼脂培养介质上培养1天。在培养之后，通过完全分解蛋白质所花费的时间测量该溶液(五次水)的效果。

作为上述试验的结果，在向消毒剂溶液中加入试验细菌溶液以后的10秒之后，在收集的所有试验细菌溶液的培养介质中没有观察到菌落。此外，蛋白质溶解且没有检测到蛋白质。也就是说，当使用该溶液(五次水)的4ppm的生理盐水溶液时，在使用细菌溶液中的所有各种细菌和蛋白质被灭绝，这表明该水确实具有灭菌和清洁力。因此，该溶液(五次水)具有极强的灭菌和清洁力，甚至在使用仅仅4ppm的溶液情况下。

如图6所示，认为通过电场施加部分5的阴极19处理的水显示出增加体积的活性氢，因为可以认为是前一阶段的四次水是仅由这种活性物种如OH^-，H⁺，·H(活性氢)组成的纯水。因此，认为该水(溶液)比三次水和四次水含有更多的活性氢或自由基之类的短-寿命的活性物种。也就是说，认为该水在加强生命体的复生力方面是有效的。

[实施方案2]

接下来，将参考图2-6和图8与9，详细描述本发明的自由基溶液生产装置的第二个实施方案的配置。

图8是显示本发明的自由基溶液生产装置的第二个实施方案的配置图。自由基溶液生产装置38包括除氯处理部分31、磁化处理部分32、辐射处理部分33、离子交换部分34、电场施加部分35、加氧部分43、原料入口36、一次水至六次水进口37-1至37-6、入口阀门39-1至39-6和出口阀门40-1至40-6。

该实施方案不同于第一个实施方案，其中它具有向实施方案1的自由基溶液中加氧的第六步工艺。通过添加氧气，在溶液内激活氧气的移动(在实施方案2中，在添加氧气之后的自由基溶液应当称为“溶液”)。借助它可改进溶液的清洁力、灭菌力和复生力。

水如自来水通过原料入口36被汲取到装置内，以这一顺序实施除氯处理(31)-磁化处理(32)-辐射处理(33)-离子交换处理(34)-电场施加处理(35)-加氧部分(36)，和以溶液形式从六次水进口37-6处取出产品。

在自由基溶液生产装置38中，除氯处理部分31、磁化处理部分32、辐射处理部分33、离子交换部分34、电场施加部分35、原料入口36、一次水至五次水进口37-1至37-5、入口阀门39-1至39-5和出口阀门40-1至40-5分别与实施方案1中的除氯处理部分1、磁化处理部分2、辐射处理部分3、离子交换部分4、电场施加部分5、原料入口6、一次水至五次水进口7-1至7-5、入口阀门9-1至9-5和出口阀门10-1至10-5相同。因此，省去解释。

加氧部分43通过管道经出口阀门40-5和入口阀门39-6与电场施加部分35相连接。如图9所示，它包括气体混合部分43-1和鼓泡器43-2。

鼓泡器43-2产生许多微小的气泡，该气泡具有从供氧部分42经调节部分41输出的气体，且在气体混合部分43-1中喷出泡沫。可通过压力和气体流速调节气泡的大小。视需要，防止反流的阀门与调节部分41相连。

气体混合部分43-1是向五次水中混合并添加氧气的容器类腔室。在该实施方案中，容器是圆柱形容器或直径比管道大的直角平行六面体容器。五次水流入容器且几乎填满容器。由鼓泡器43-2供应的氧气泡沫，将添加氧气到五次水中。

调节部分41调节由供氧部分42供应的氧气压力和流速。它包括质量流41-1和压力调节阀门41-2。

压力调节阀门41-2与供氧部分42和质量流41-1相连。压力调节阀门41-2是将由供氧部分42供应的一次高压氧气转化为低的二次压力气体(质量流41-1可用的压力)的阀门。可通过所使用的压力调节阀门的类型，随意选择一次和二次压力。

质量流41-1与压力调节阀门41-2和鼓泡器43-2相连。在气体用压力调节阀门41-2调节之后，质量流41-1输送出规定量的氧气。

供氧部分42与调节部分41相连，并将氧气通过调节部分41供应到加氧部分43。例如，气体是高纯氧气或工厂的工业用氧气，其中在所述工厂内安装自由基溶液生产装置38。在该实施方案中，使用医疗目的用的高纯氧气钢瓶。

原料入口36是从位于装置外的自来水源中汲取水的入口阀门。可安装各类管接头促进管连接。一次水进口37-1到五次水进口37-5是连接实施方案1中所述的一次水到五次水用阀门。此外，六次水进口37-6是收集通过加氧部分43处理的水(其后称为“六次水”)用阀门。人工或自动(电磁阀等)操作这些原料入口和水进口。

入口阀门39-1至39-5和出口阀门40-1至40-5分别是除氯处理部分31至电场施加部分35用的入口和出口阀门。此外，入口阀门39-6和出口阀门40-6是加氧部分43用的入口和出口阀门。人工或自动(电磁阀等)操作这些入口和出口阀门。

接下来，将参考图2-6和图8与9，详细描述本发明的自由基溶液生产装置的第二个实施方案的操作。

在图8中，自来水管线与作为水源的原料入口36相连。当生产溶液时，需要打开正确的入口阀门、出口阀门和需要一次水-六次水时的水进口。在这一实施方案中，应当收集六次水。接下来，打开原料入口36以汲取水。

水进入除氯处理部分31。此处，从除氯处理部分31到电场施加部分35的操作与实施方案1中的相同，因此将省去解释。

此外，视需要，可从五次水进口37-5处收集从电场施加部分35流出的水(五次水)。

流出电场施加部分35的水(五次水)进入加氧部分43。

在五次水阶段，认为该水(溶液)是通过单分子形成的，和它包括活性H₂O₂(过氧化氢)和活性氧。换句话说，认为该溶液含有过氧化氢和活性氧，且没有任何簇，和由于其灭菌和消毒力，所以是各种清洁操作用的有效溶液。

如图9所示，通过压力调节阀门41-2将来自供氧部分42的高压氧气调节到较低的指定压力。在该实施方案中，压力为2kg/cm²。在指定的流速下，将气体通过质量流41-1供应到加氧部分43的鼓泡器43-2中。在该实施方案中，流速是4-15L/min。在气体混合部分43-1处，这一用量是五次水流量的20-75％。这用于将需要的氧气体积供应到五次水上。更优选具有30％或更多的氧气混合物。

在加氧部分43处，五次水以固定的速度流动，同时填充气体混合部分43-1。在该实施方案中，速度为20L/min。稀的泡沫状氧气通过鼓泡器43-2释放到五次水内。可借助氧气压力和鼓泡器43-2的结构调节气泡的大小。为了添加氧气，氧气气泡的直径小于2mm是优选的。这是因为高速度的表面积导致氧气可容易地溶解。更优选直径小于1mm。在该实施方案中，直径主要介于0.1-0.5mm。

五次水含有大量的活性过氧化氢和活性氧，和认为添加的氧气与它们之间的相互作用非常强。且由于这一效应，认为加氧部分43能将大量的氧气溶解在五次水中。

也就是说，认为在这一阶段，该溶液(六次水)是含有非常大量的活性过氧化氢、活性氧和溶解氧气的水。

图10和11示出了以这一方式制备的溶液的化学特征的试验结果(自由基溶液，五次水和六次水)。

图10是显示本发明的溶液(自由基溶液)的氧化-还原电势的试验结果表格。它示出了没有添加氧气的自由基溶液和以5L/min-15L/min的条件添加氧气的自由基溶液(六次水)的氧化-还原电势。其中也列出了自来水和除去氯的自来水的氧化-还原电势比较。

如图10所示，自由基溶液的氧化-还原电势(ORP)显示出大于995mV的高数值。该数值显著地不同于自来水和除去氯的自来水的数值(其分别为523mV和253mV)。认为其原因是该自由基溶液含有大量的活性过氧化氢和活性氧。

顺便说一下，如图11所示，当以4L/min添加氧气时，其数值为980mV。

此外，在添加氧气的情况下，氧化-还原电势变得较大。认为这是因为溶解在五次水内的添加氧气与诸如活性过氧化氢和活性氧之类的自由基结合，然后它们被进一步激活之故。此外，在图10中，氧化-还原电势的最大值为1014mV，但通过增加添加的氧气量，可更大地增加氧化-还原电势。

顺便说一下，测量图10中所述的自由基溶液的氢离子密度(pH)。结果，表明氢离子密度的pH，对于所有四类来说为约6.0。也就是说，尽管水略微显酸性，但它基本上显示出中性值。

也就是说，它表明自由基溶液是具有高氧化-还原电势的溶液，即使它是中性的。

图11示出了上述氧化-还原电势和氢离子密度的结果表格。图11也示出了通过常规技术生产的功能水和除了自由基溶液的那些之外的电解水的测量结果。在图11中，对于灭菌喷洒，将灭菌化学品添加到水中，对于强酸水和含盐酸的强酸水，将强酸添加到水中。因此，由纯水产生的唯一溶液是自由基溶液、卫生灭菌水和电解的次-水溶液(hypo-aqueous solution)。

在自由基溶液中，通过前述的五步工艺(或六步工艺)除去杂质。和通过仅使用纯水的成分生成溶液。也就是说，这是仅仅通过使用纯水生成的溶液，而所述纯水是通过使自来水流过自由基溶液生产装置生产的。如图11所示，自由基溶液具有非常高的氧化-还原电势，同时接近于中性水。也就是说，它作为一种溶液具有非常独特的性能，而该溶液的主要成分是水。认为这是由于它是含有非常大量的活性过氧化氢和活性氧和溶解氧气的水(其与自由基之间相互反应)这一事实而引起的。

进行下述试验，研究该实施方案中自由基溶液(六次水)的灭菌效果。

(1)使用的细菌

结肠杆菌0157：H7(其后称为0157)；耐甲氧苯青霉素的金黄色葡萄球

菌(其后称为MRSA)

(2)试验物质和参考物质

[试验物质]自由基溶液(六次水)

[参考消毒剂]洗必泰(产品名称(商标)：“Hibiten”)0.05％

水溶液：用于皮肤和外科设备的灭菌。

[参考物质]灭菌的生理盐水溶液

(3)试验方法

(i)培养0157和MRSA。然后，生成0157和MRSA的试验细菌溶液，其分别具有1.0×10⁸CFU/ml的估计细菌数。

(ii)对于各种细菌，通过用灭菌的生理盐水溶液稀释上述试验细菌溶液，生成三类稀释的细菌溶液。

稀释的细菌溶液A：稀释10^-1倍(细菌量1×10^-7CFU/ml)

稀释的细菌溶液B：稀释10^-2倍(细菌量1×10^-6CFU/ml)，和

稀释的细菌溶液C：稀释10^-3倍(细菌量1×10^-5CFU/ml)。

(iii)将0.2ml的各稀释的细菌溶液(A-C)分别注射到灭菌的合格试管内，各管的尺寸为27mm×200mm。

(iv)在20℃的恒温烘箱内静置上述灭菌试管。将分别为20ml的自由基溶液、洗必泰的0.05％的水溶液和灭菌的生理盐水溶液分别注射到不同的灭菌试管内。

(v)相互作用时间(t_A)应当为1分钟、2分钟、3分钟、5分钟和10分钟。

(vi)在经过各自的相互作用时间之后，将50微升包括各种稀释的细菌溶液的各水溶液(在(4)中制备的)与450微升0.5％的硫代硫酸钠溶液在试管中混合，并搅拌，以终止反应。

(vii)通过灭菌的生理盐水溶液对各自时间下处理的细菌溶液(在(6)中制备的)进行10倍的稀释。

将0.1ml稀释的各细菌溶液涂抹到心脏浸剂琼脂上。

(viii)计算在37℃下培养培养物18小时之后出现的菌落数。

(4)试验结果

图12的表格显示在0157上的试验结果。在该表中，从左侧起，第一列示出了所使用的水溶液(上述(2)的试验物质和参考物质)，第二列示出了试验细菌溶液的稀释步骤(上述(3)(ii)中的稀释的细菌溶液)，第三列示出了在稀释的细菌溶液中的细菌量(上述(3)(iii)中在灭菌的合格试验中的细菌量；在0.2ml培养的细菌溶液中的细菌总量)，第四列示出了在相互作用时间(t_A)内检测的细菌(上述(3)(viii)中的测量结果，以在20ml试验溶液内包含的细菌数/ml来表征)。

如图12中的表格所示，在自由基溶液中，0157被完全杀灭，当培养的细菌数为1.42×10⁶CFU/ml时。此外，即使在1.42×10⁷CFU/ml的情况下，相当数量的细菌已相继死去。当与相同阶段的稀释(10^-1)相比时，该自由基溶液比灭菌的生理盐水溶液具有更高的灭菌效果，和接近于洗必泰所示的效果。杀死的细菌的估计数量为7.1×10⁴CFU/ml(71000个细菌/ml)。

也就是说，证明了自由基溶液对0157具有灭菌效果。认为该水在1-2分钟内杀灭小于100000个细菌/ml。

图13的表格示出了在MRSA上的试验结果。以与图12相同的方式检验该表。

如图13中的表格所示，在自由基溶液中，MRSA被完全杀灭，当培养的细菌数为0.85×10⁶CFU/ml时。此外，即使在0.85×10⁷CFU/ml的情况下，该表显示出相当数量的MRSA细菌已相继死去。当与相同阶段的稀释(10^-1)相比时，该自由基溶液比灭菌的生理盐水溶液具有更高的灭菌效果，和接近于洗必泰所示的效果。杀死的细菌的估计数量为4.25×10⁴CFU/ml(425000个细菌/ml)。

也就是说，证明了自由基溶液对MRSA具有灭菌效果。和认为该水在1-2分钟内杀灭小于100000个细菌/ml。

使用布料擦去一些动物油渍(肉、果汁等)，然后将该布料浸渍在自由基溶液中和也在加热到40℃的温水中之后手洗布料，以比较清洁效果。没有使用洗涤剂。结果，该试验表明当用自由基溶液洗涤时，除去油渍比用40℃的温水显著得多。也就是说，证明了自由基溶液对油渍具有强的清洁效果。

此外，当在人类皮肤中的脂肪和蛋白质上研究清洁效果时，证明人类皮肤中的脂肪和蛋白质溶解在该溶液内。也就是说，证明了对脂肪和蛋白质具有清洁效果。

在该实施方案中的六次水通过向五次水中添加氧气，进一步增强了自由基溶液的效果。也就是说，在使水溶液变为更强的灭菌和清洁溶液过程中，添加氧气进一步增强了五次水的灭菌和清洁效果。

可通过在用图1的装置生成五次水之后，将加氧到五次水中，并使用图9所示的另一设备而获得六次水。

此外，若将自由基溶液暴露于大气下数小时或暴露在一定温度下，则自由基溶液的性能变回到接近于自来水的状态。例如，自由基溶液的1014mV的氧化-还原电势在约2小时内下降到约900mV。另外，在33℃下，氧化-还原电势为999mV的自由基溶液在约10分钟内显示出下降到约805mV的ORP。

因此，尽管自由基溶液具有强的灭菌和清洁力，但它接近于正常水(自来水)，当使它在大气中静置接近1天时。这可能是自由基溶液是由水制备且不含有任何特别的添加剂所致。也就是说，这表明可容易加工自由基溶液且它是环境友好的。

此外，在本发明中，磁化处理部分2和辐射处理部分3的顺序可互换。离子交换部分4的位置也可互换，若它位于辐射处理部分3之后且位于电场施加部分5之前。优选地，顺序应当是图1所示的磁化处理部分2、辐射处理部分3和离子交换部分4。

此外，在本发明中，可省去磁化处理部分2和辐射处理部分3。然而，在该情况下，水的灭菌和清洁效果可能会下降。

使用本发明也可生产具有灭菌、消毒和清洁力以及仅具有清洁力的水。此外，也可使用本发明生产含有富含活性过氧化氢的水。

工业实用性

可在医疗领域中使用自由基溶液，利用它的灭菌和清洁力，来清洁医疗设备。此外，该水可用作医院病人和护理者二者的洗浴用水。

在食品领域中，水具有灭菌和清洁新鲜蔬菜以及灭菌和清洁处理蔬菜用设备的效果。此外，可使用水灭菌和清洁烹饪器皿。

在与植物相关的领域中，水具有除去土壤中各种细菌的效果。此外，可使用它促进植物的生长。