自作ナノバブル水


今の世の中、色々な種類の水が存在し売られています。ルルドの水トラコテの水など世界各地で医者にも見離された難病が治ると言われる水が存在します。ここ日本だけを見ても、日田天領水を始めとして有名な水が幾つも存在し、販売されています。効果の程はともかくとして、アルカリイオン水や酸性水など、電解水を造るものは一般の電気店で簡単に入手することができます。超酸性水に至っては、病院で実際に使用している所もあり、アトピー性皮膚炎や壊疽の治療に効果を上げている様です。最近では水素水酸素水、オゾンガスを溶解したオゾンナノバブル水などが開発され、メディアを通じて効能が紹介されています。更には磁化水や超臨界水と言ったものもありますが、本題では無いので、呼称の紹介程度にして置きます。

いわゆる機能水と言われる特殊な水ですが、一方的な宣伝の為に簡単には信じ辛いものがある一方、農業水産業医療などの各分野で実際に使用されているものがあることも事実です。

以前より機能水には興味がありましたが、取り組むには余裕が無く、10年近い時間が流れました。その間も機能水への関心は続いていたので、ことある毎に情報入手は続けていました。

2010年、小さな気泡を大量に溶解したマイクロバブル水やナノバブル水に興味が沸き、調べたところ、気泡を含んだ水を高速でせん断することで簡単に作れることが分かりました。

最初はMSWと言われるマイクロバブル発生器を購入したのですが、水中に元々溶解している気体を利用してマイクロバブルを発生させる仕組みのものでした。構造的には金属アスピレーターと大差なく、吸気口が付いていないだけの違いでした。

MSWの場合、水道圧を利用してマイクロバブルを発生させるのですが、充分な水道圧を確保できない場合には加圧の為のポンプが必要になります。実際にどの程度の圧力が必要なのかも調べて見たところ、20m程度押し上げる位の能力が最低限必要の様でした。入手可能なポンプを探すと、揚程20mのものが幾つか見つかりました。

当方が入手したポンプは、SANSO PMH−1511B NEW PMHマグネットポンプケミカル海水用 高揚程タイプ (接続口: ネジ)[PMH-1511B] で、価格は 30,030 円 でした。

MSWを最初に買っていたので今も使用しているのですが、実際の使用では金属アスピレーターだけで充分と感じました。当方が購入した金属アスピレーターは、 MS-1(kn3136780)で、価格は一本につき2600円でした。ポンプの能力に余裕があったことも理由ですが、何タイプか作ってみる予定があったので8本購入しました。

貯水槽は30cm径のアクリル円筒タイプにしたかったのですが、高価過ぎたことと上手く行くかの確認を行うことが先と思い、海水魚用の水槽を使用して実験することにしました。水を扱う関係から塩ビ製のパイプやジョイント類が別途必要になりますが、これらはホームセンターで簡単に入手することが出来ます。


マイクロバブルを発生させること自体はとても簡単で、ポンプで水槽の水を吸い上げ、ポンプの吐出口に繋いだパイプの先に金属アスピレーターを取り付けるだけで済みました。金属アスピレーターだけを使用する場合には、吸気口から空気を自給させるまでもなく、そこそこの量の細かいバブルを発生させることが出来ました。(吸気口も水中に沈める)


ポンプの運転を開始すると、程なくして水槽内が白く濁ります。マイクロバブルが大量発生している状況ですが、これ以上に濃くなることはありませんでした。水面で破裂するものもあるとは思うのですが、気泡の大部分が水槽内で消滅している印象を強く感じました。

ポンプの運転を止めるとバブルの発生は止まります。見ていると時間をかけてゆっくり上昇する様子を観察出来ますが、水面までの浮上速度が遅いにも関わらず、水の透明度が急速に上がっていることに気付きます。状況から発生したマイクロバブルの大部分が水中で小さくなって消滅。ナノバブル水が出来る過程の現象と感じる様になります。

ポンプの運転を止めて時間が経過すると水槽内は透明になりますが、横から光を当てると光跡を確認することが出来ます。恐らく、肉眼では見えない程に泡サイズが小さくなっていても、光の反射で存在を確認出来るのだと思います。

マイクロバブル水は浴槽に入れて人やペットの入浴に使用する例が多い様ですが、折角なのでオゾンガスを溶解したオゾンナノバブル水を造って見ました。

オゾンナノバブル水は殺菌力が強いため、生鮮食品でもある生蛎の殺菌に使用されている例があります。虫歯菌を殺す目的で歯科治療の中で使用されている例もあります。

オゾンガスの造り方には幾つかの方法がありますが、一番簡単なのは無声放電を利用する方法です。無声放電を起こすには1万ボルト程度の高電圧が必要になりますが、ブラウン管テレビのフライバックトランスを利用することで、簡単に得ることが出来ます。但し、高電圧で危険な為、一般の方の場合には触らない方が無難と思います。

仮にフライバックトランスだけを取り出しても、高電圧を発生させる為には抵抗器やパワートランジスターなどと組み合わせ、発振回路として動作させる必要があります。フライバックトランスは端子の数が多く、メーカーや機種ごとに造りも異なるので、どの端子を利用すれば高電圧を発生できるのか簡単には分からず、一番難儀する部分でもあります。

オゾンガスを発生させるには針状の電極に高電圧をかけるだけで済みますが、対向電極(金属板)との間隔を適正に保つ必要があります。

オゾンガスを効率良く高濃度で発生させるには幾つかの方法がありますが、ステンレスパイプを使用するのが一番簡単です。両端は水道用塩ビパイプの「めくら」と呼ばれるもので塞ぎ、中心に針状の電極を配置すれば完成です。


写真のものは1号機のものです。当ページを作っている最中に分かったのですが、オゾン発生ユニットは自作するまでもなく、通販で入手出来る様です。


後日入手したオゾン発生ユニットです。電源コードや可変抵抗器への半田付けを別途行う必要がありますが、説明書に記載があるので簡単に出来ると思います。

半透明のプラスチックケースは、オゾンガスを発生させる心臓部です。オゾン発生素子が入っており、高電圧を印加することで動作します。作動中は殆ど無音ですが、素子中央部が青白く光るので分かります。

実際の使用は、吸気口らしきものの内の一つと金属アスピレーター間をビニルチューブで結ぶことにより行います。

本体は基盤剥き出しの為、可能であれば専用のケースに入れた方が良いです。水を被ったり濡れたりすると故障の原因になるので、水を被る恐れが無い所に設置します。

通販で入手したオゾン発生ユニットは、当方が自作したものと較べて遥かに小型軽量です。正確な比較は出来ませんが、能力的には充分過ぎる印象があります。


当方が入手したポンプの場合、金属アスピレーター5−6個程度は同時に使用可能に思いましたが、都合により4個一纏めにしたユニットの形で使用しています。


塩ビパイプを短く切ったものの中に金属アスピレーターを立て、エポキシ樹脂を流し込んで固めました。




裏側から見ると、こんな感じです。それぞれ4本の細い穴がありましたが、ねじりが加えられた様な造りで、可動構造はありませんでした。とても単純な構造のため、故障は無い様に感じました。



完成したユニットの外観です。吸気部は開放のまま水中に入れても、マイクロバブルを大量に発生させることが出来ます。


現在使用中のものです。ガラス水槽の代わりに、モリブデンタイプのステンレス製深鍋(39cm径)を使用しています。

深鍋の中に入れていたものの様子です。金属アスピレーター吸気口に繋いだホースからオゾンガスを導入します。

※ ポンプの運転開始前には、ポンプ吸入口と深鍋内を結ぶパイプ内に呼び水を通しておく必要があります。ポンプの電源を入れただけでは深鍋内の水を自吸出来ないので・・。

呼び水を通すには、パイプの上端からエアー抜きするだけでOKです。呼び水通しは一度行うだけで良く、エアー逆流防止の為に超小型のバルブを取り付けます。※バルブやチューブは熱帯魚などを販売しているところで入手可能です。

ポンプを始動すると、金属アスピレーターの先端からマイクロバブルが発生しますが、金属アスピレーター吸気口の吸引力は強力で、オゾンガス発生ユニットにそのまま繋いだ場合、大きな泡を大量に発生させるだけになります。この為、供給するオゾンガスの量を程々に制限する必要が生まれます。この調整の為には超小型のバルブを使用すれば良いのですが、オゾンガスを送るチューブを適度に折り曲げることで、微妙な調整も可能になります。

チューブを折り曲げている様子が分かると思います。下にある円柱リングを上下することで吸気量を調整することが出来ます。赤色キャップのガラス容器には水を入れているので、チューブの先端から出る泡の量で、吸気している様子と量を目視確認することが出来ます。

オゾンガスは、水中に溶解しているマンガンイオンに反応してピンク色になるそうですが、当方が試作したものでは色の変化はありませんでした。水道水に溶解しているマンガンイオンの量が余りに微量な為か、オゾンガスの溶解量が少な過ぎることによるのか原因は不明ですが・・。一度だけ海水を1-3リットル入れて試しても見ましたが、変化はありませんでした。

オゾンナノバブル水製造は純酸素を利用するのが本来の姿の様ですが、純酸素まで使用するとなるとコスト高になるので、空気をそのまま利用しています。この為、空気の成分である窒素が大量に溶解していることが考えられるので、この部分による影響も大きいと思います。水がピンク色に変化するなどすれば、オゾンガスがナノバブルの形で溶解している証明になると思いますが、現状では溶解量も含めて確認の方法がありません。

後日、海水の組成と地下水に含まれる溶解物について調べて見ました。海水組成を見て分かったのですが、余りに微量過ぎる為か元素の項目中にマンガンイオンの記載がありませんでした。地下水で調べるとマンガンの項目を見付けることが出来ましたが、水道水として飲用に使用する場合には除鉄・除マンガンの処理が行われる様なので、ナノバブルの形でオゾンガスが溶解していても色の変化としては確認できないのかも知れません。

商品として販売されているオゾンナノバブル水製造の様子を見ると、オゾンガスを含んだマイクロバブルの吹き込み量が圧倒的なまでに多いことが分かるので、この辺の違いによるものかも知れません。

オゾンナノバブル水の特徴は強力な殺菌力にあるので、口内の洗口用に毎日使用しています。食後に口内を濯ぐことを続けていたところ、半年経っても歯石の付着が無いので効果が出ているように思います。(デンタルカメラで毎月確認) 浴槽に入れて入浴に使用したことが一度だけありますが、入浴の度に片方の足裏だけがひどくふやける状況が以後無くなり、ここ暫く続いていたとある部分の痒みも入浴15分後には消えてなくなるなどの効果を確認しています。

自作のオゾンナノバブル水は無色透明ですが、うまく出来ている印象はあります。ただ、濃度と共に本当に出来ているのかは不明です。効能・効果はあくまでも個人的な印象によるものなので、興味のある方は実験で確認下さい。

写真については、マイクロバブル水またはナノバブル水自作に挑戦された方であれば簡単に分かると思うので、細部の解説は止めております。

機能水については、酸素水・水素水・オゾンナノバブル水が商品として販売される時代になり、マイクロバブル発生器に至っては1万円前後の安価なものから大型装置に至るまで色々な種類のものが世の中に多数出回っています。但し、本格的なものは最低でも数十万円はするので、簡単に入手とは行きませんが・・。

オゾンナノバブル水ではありませんが、強力な殺菌力を持つ機能水の中に次亜塩素酸水があります。通販でも入手可能で、歯周病治療に使用されている例があります。但し、特異な匂いと味があり、口内が荒れるので使用を止めたと言う話しを聞いたことがあります。

自作のオゾンナノバブル水は無色透明無味無臭で、口に含んでも普通の水と言った印象です。飲用に使用したことはありませんが、口内を荒らすこともありませんでした。

もはや自作するまでもないかに思われるマイクロバブル発生装置ですが、ポンプを使用して循環を繰り返すことで気液せん断が行われる回数を増やすことが出来、計測は出来ないにしても原理的には高濃度のマイクロバブル水またはナノバブル水製造が可能になると思います。

安価なマイクロバブル発生器は水道圧と水中に元々溶解している気体のみを利用する為、発生量と濃度に限界が生じます。ポンプを使用する循環方式であれば、空気やオゾンガスなどを後から追加できるので、溶解可能なマイクロバブルまたはナノバブルの量を大幅に増やせる効果を期待することが出来ます。恐らく本格装置の場合も同様の効果を狙って循環方式にしているのだと思います。

酸素水と水素水については技術面やコスト面から簡単には作れませんが、マイクロバブル水やオゾンナノバブル水であれば製品レベルのものは無理としても、効果を確認出来るくらいのものは製作可能に思います。

現在使用中のものの全体像です。オゾンナノバブル水が出来ているのかは不明なものの、効果については個人的に確認しているので、泡の発生状況も見え難いステンレス製容器を使用するに至っています。

ナノバブル水自作が始めての方の場合には、実用になると確信できるまでガラス水槽で実験・観察を重ねられた方が良いと思います。オゾンナノバブル水に挑戦される場合は、小型の水槽を使用した方が良いと思います。可能な限り小さなバブルを作る為には金属アスピレーターが自給する気体の量を相当程度制限する必要があるので、オゾンガスを大量に溶解させるにも時間が掛かります。小型の水槽であれば、ポンプの運転時間を短縮することが出来ます。



写真のものは2号機で、黒色のものが高電圧発生ユニット(フライバックトランス)、上のものはオゾン発生ユニットになります。


ポンプの運転停止後にバルブを開くことで、機能水を取り出すことが出来ます。


以下、アスピレーターの代用として試作したものの参考写真です。2枚の半月板を切れ込みに嵌め込んで使用します。


嵌め込んだ様子です。


水漏れしない様にパイプで覆い、接着剤で固めます。吐出口側の穴を5ミリ程度に絞ると、竜巻の様な高速回転水流が先端から吹き出ます。

実際の使用は、ポンプを介する循環方式になります。但し、エアーやオゾンガスを自給出来ないので金属アスピレーターを併用し、水槽内にバブルを吹き込みながら使用することになります。

製作初期の様子です。傾斜角45度のものも作って見ましたが、30度にした方が効果が大きいです。


半月板を覆い隠す様にパイプを被せる途中の様子です。
※運転中にはそれなりに興味深い状況を観察出来ましたが、使用は止めています。折角購入した金属アスピレーターを無駄にしない為ですが、いろいろなことを学ぶことが出来ました。


その後に行った実験

傷み始めた玉ねぎを1時間ほど漬けて置いたところ、傷みの進行が止まって長期保存が可能になりました。

萎びた白菜の葉を漬けて置いたところ、採りたて直後の新鮮野菜の状況に戻りました。


機能水参考リンク

トラコテの水1

トラコテの水2

強酸性水1

強酸性水2

強酸性水3

水素水と活性水素1

水素水と活性水素2

次亜塩素酸水

オゾンナノバブル1

オゾンナノバブル2

ナノバブル

農業への応用

殺菌水 酸素ナノバブル


自作マイクロバブル水の参考リンク

ループ流式

金属アスピレーター式

金属アスピレーター式

金属アスピレーター式



マイクロバブル発生器のリンク・その他

MSW

ナノプラネット

ループ流式ノズル

OHRミキサー

ラモンドナノミキサー

酸素ナノバブル水

水素水

ナノバブル情報

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オゾナイザーの自作


2010.11.20 カウンター設置   http://ippatsu.net/robo/