CN105271475A - 处理液生成装置及处理液生成方法 - Google Patents

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Abstract

提供能够使处理液的氧化能力提高的处理液生成装置及处理液生成方法。本公开的处理液生成装置具备：第1槽；第1等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第1槽内的一对第1电极和在上述一对第1电极间施加电压的电源，使上述第1槽内的液体中产生等离子；第2槽；第2等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第2槽内的一对第2电极和在上述一对第2电极间施加电压的电源，使上述第2槽内的液体中产生等离子；以及控制装置。上述控制装置使上述第1等离子发生装置在第1时间的期间中产生等离子而在上述第1槽内生成第1处理液；使上述第2等离子发生装置在比上述第1时间长的第2时间的期间中产生等离子而在上述第2槽内生成第2处理液。上述第1处理液的初始氧化力比上述第2处理液的初始氧化力高；上述第2处理液的持续氧化力比上述第1处理液的持续氧化力高。

Description

处理液生成装置及处理液生成方法
技术领域
本发明涉及以电化学方式生成处理液的处理液生成装置。特别涉及通过在液体中产生等离子来生成处理液的处理液生成装置。以下，将通过产生等离子来处理液体称作“等离子处理”。
背景技术
作为以往的利用高电压脉冲放电的液体处理装置，已知有例如在专利文献1中公开的杀菌装置。在图19中表示该杀菌装置的结构。
杀菌装置1中，作为放电电极6而包括高电压电极部5和接地电极3。高电压电极部5包括圆柱状的高电压电极2和除了前端部2a的端面以外将高电压电极2覆盖的绝缘体4。高电压电极2的前端部2a和接地电极3以浸渍在处理槽7内的被处理水8中的状态，以规定的间隔对置配置。高电压电极2和接地电极3连接于产生高电压脉冲的电源9。通过电源9，对高电压电极2施加2～50kV/cm、100Hz～20kHz的负极性的高电压脉冲而使其放电。此时，通过施加的电力的能量，产生气泡10和喷流11。此外，在高电压电极2附近产生等离子，生成OH、H、O、O2 -、O-及H2O2那样的活性种。这些活性种将微生物及细菌杀灭。
专利文献1：日本特开2009－255027号公报
发明内容
在上述以往的技术中，要求处理液的氧化能力进一步提高。
本申请的非限定性的例示性实施方式提供一种能够使处理液的氧化能力提高的处理液生成装置及处理液生成方法。
为了解决上述课题，本公开的一技术方案具备：第1槽；第1等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第1槽内的一对第1电极和在上述一对第1电极间施加电压的电源，使上述第1槽内的液体中产生等离子；第2槽；第2等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第2槽内的一对第2电极和在上述一对第2电极间施加电压的电源，使上述第2槽内的液体中产生等离子；以及控制装置。上述控制装置使上述第1等离子发生装置在第1时间的期间中产生等离子而在上述第1槽内生成第1处理液，使上述第2等离子发生装置在比上述第1时间长的第2时间的期间中产生等离子而在上述第2槽内生成第2处理液。上述第1处理液的初始氧化力比上述第2处理液的初始氧化力高；上述第2处理液的持续氧化力比上述第1处理液的持续氧化力高。
根据本公开的一技术方案，能够使处理液的氧化能力提高。另外，总括性或具体性的形态可以由设备、系统、集成电路及方法实现。此外，总括性或具体性的形态也可以由设备、系统、集成电路及方法的任意组合来实现。
所公开的实施方式的追加效果及优点将根据说明书及附图而明确。效果及/或优点由在说明书及附图中公开的各种各样的实施方式及特征分别提供，为了得到它们中的1个以上并不需要全部。
附图说明
图1是处理液生成单元100的整体结构图。
图2是将第1金属电极104的开口部125附近放大表示的剖视图。
图3是表示例示性的实施方式1的其他电极结构的剖视图。
图4是表示使用分光器测量等离子的发光特性的结果的曲线图。
图5是表示处理液生成单元100的处理时间与处理水的初始氧化力之间的关系的曲线图。
图6是表示相对于放置时间的持续氧化力的时间性变化的曲线图。
图7是例示性的实施方式1的处理液生成装置10A的整体结构图。
图8是例示性的实施方式1的处理液生成方法的流程图。
图9是例示性的实施方式1的变形例的处理液生成装置10B的整体结构图。
图10是例示性的实施方式2的处理液生成装置10C的整体结构图。
图11是例示性的实施方式2的处理液生成方法的流程图。
图12是表示处理液生成装置10C的累积的处理时间与初始氧化力之间的关系的曲线图。
图13是例示性的实施方式3的处理液生成方法的流程图。
图14是表示处理液生成装置10D的累积的处理时间与初始氧化力之间的关系的曲线图。
图15是例示性的实施方式3的处理液生成方法的流程图。
图16是表示处理液生成装置10E的累积的处理时间与初始氧化力之间的关系的曲线图。
图17是变形例的处理液生成单元100的整体结构图。
图18是表示第1金属电极104的周边的电极结构的剖视图。
图19是以往的液体处理装置的整体结构图。
具体实施方式
本公开的实施方式的概要如下。
(1)作为本公开的一技术方案的处理液生成装置具备：第1槽；第1等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第1槽内的一对第1电极和在上述一对第1电极间施加电压的电源，使上述第1槽内的液体中产生等离子；第2槽；第2等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第2槽内的一对第2电极和在上述一对第2电极间施加电压的电源，使上述第2槽内的液体中产生等离子；以及控制装置。上述控制装置使上述第1等离子发生装置在第1时间的期间中产生等离子而在上述第1槽内生成第1处理液，使上述第2等离子发生装置在比上述第1时间长的第2时间的期间中产生等离子而在上述第2槽内生成第2处理液。上述第1处理液的初始氧化力比上述第2处理液的初始氧化力高；上述第2处理液的持续氧化力比上述第1处理液的持续氧化力高。
(2)在一技术方案中，上述(1)的处理液生成装置中，在表示上述第1等离子发生装置的等离子发生时间与上述第1处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第1时间可以与初始氧化力在峰值成为最高的时间大致相等。在表示上述第2等离子发生装置的等离子发生时间与上述第2处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第2时间可以包含在初始氧化力饱和的时间的范围中。
(3)作为本公开的另一技术方案的处理液生成装置具备：第1槽；等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第1槽内的一对电极和在上述一对电极间施加电压的电源，使上述第1槽内的液体中产生等离子；第2槽；连接流路，将上述第1槽与上述第2槽连接；连接泵，配置在上述连接流路中；以及控制装置。上述控制装置使上述等离子发生装置在第2时间的期间中产生等离子而在上述第1槽内生成第2处理液，使上述连接泵将上述第1槽内的上述第2处理液经由上述连接流路向上述第2槽移动，使上述等离子发生装置在比上述第2时间短的第1时间的期间中产生等离子而在上述第1槽内生成第1处理液。上述第1处理液的初始氧化力比上述第2处理液的初始氧化力高；上述第2处理液的持续氧化力比上述第1处理液的持续氧化力高。
(4)在一技术方案中，上述(3)的处理液生成装置中，在表示上述等离子发生装置的等离子发生时间与上述第1处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第1时间可以与初始氧化力在峰值成为最高的时间大致相等。在表示上述等离子发生装置的等离子发生时间与上述第2处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第2时间可以包含在初始氧化力饱和的时间的范围中。
(5)在一技术方案中，上述(1)～(4)的任一个处理液生成装置可以还具备：放出流路，连接于上述第1槽及上述第2槽；以及至少1个放出泵，配置在上述放出流路中，使上述第1槽的上述第1处理液及上述第2槽的上述第2处理液经由上述放出流路向外部排出。上述控制部使上述至少1个放出泵经由上述放出流路将上述第1处理液及上述第2处理液同时向外部排出。
(6)在一技术方案中，上述(1)～(4)的任一个处理液生成装置可以还具备：放出流路，连接于上述第1槽及上述第2槽；以及至少1个放出泵，配置在上述放出流路中，使上述第1槽的上述第1处理液及上述第2槽的上述第2处理液经由上述放出流路向外部排出。上述控制部使上述至少1个放出泵经由上述放出流路将上述第1处理液及上述第2处理液独立地向外部排出。
(7)作为本公开的一技术方案的处理液生成方法，在一对电极间施加电压使液体中产生等离子而生成处理液，包括：在第1时间的期间中产生等离子，生成第1处理液；在比上述第1时间长的第2时间的期间中产生等离子，生成第2处理液。上述第1处理液的初始氧化力比上述第2处理液的初始氧化力高；上述第2处理液的持续氧化力比上述第1处理液的持续氧化力高。
(8)在一技术方案中，上述(7)的处理液生成装置中，在表示等离子发生时间与上述处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第1时间可以与初始氧化力在峰值成为最高的时间大致相等。在表示等离子发生时间与上述处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第2时间可以包含在初始氧化力饱和的时间的范围中。
根据本公开的处理液生成装置及处理液生成方法，能够生成氧化能力较高的处理液。
以下，参照附图说明本公开的更具体的实施方式。在以下的说明中，对于相同或类似的构成要素赋予相同的标号。此外，重复的说明省略。另外，本公开的实施方式的处理液生成装置及处理液生成方法并不限于以下例示。
首先，参照图1～图6，说明在各实施方式中共通的结构及动作。各实施方式的处理液生成装置10A～10E以处理液生成单元100为基本构造而构成。
〔整体结构〕
参照图1说明处理液生成单元100的整体结构。
图1是处理液生成单元100的整体结构图。
处理液生成单元100生成作用于处理对象物的处理液。处理液包含活性种。在本说明书中，说明使用自来水生成处理液的例子。将使用自来水生成的处理液称作“处理水”。例如，也可以代替自来水而使用蒸馏水生成“处理水”。
处理液生成单元100典型地具备等离子发生装置120、处理槽109、放出流路115和放出泵116。处理液生成单元100可以还具备气流泵105、循环流路300和循环泵108。
等离子发生装置120构成为，通过在液体中形成气泡，并在气泡内生成等离子，从而使液体中产生活性种。具体而言，等离子发生装置120包括第1金属电极104、第2金属电极102、绝缘体103、开口部125(参照图2)和电源101。
在处理槽109内的1个壁上，配置有将该壁贯通的第2金属电极102以及第1金属电极104，第2金属电极102和第1金属电极104各自的一端配置在处理槽109内。第1金属电极104是两端开口的筒状，在其一个端部的开口部，连接着作为气体供给装置的气流泵105。第1金属电极104可以是圆筒状。
处理槽109内被液体110(自来水)充满。例如，处理槽109具有约250毫升(约250cm3)的容积。处理槽109的尺寸没有特别限定。例如，处理槽109的尺寸可以是具有0.1升～1000升的容积的尺寸。
通过气流泵105，从第1金属电极104的另一个端部的开口部125向处理槽109内供给气体。从处理槽109的外部供给的气体是空气、He、Ar或O2等。既可以将气体自身从气体供给源(未图示)供给，也可以将配置有处理槽109的气体环境中的气体原样供给。
第2金属电极102是圆柱状，配置为，一端与处理槽109内的液体110接触。
电源101对第2金属电极102与第1金属电极104之间施加脉冲电压或交流电压。
循环泵108将液体110循环。液体110的循环速度可以基于对处理水要求的分解力和处理槽109的容积而设定为适当的值。通过循环泵108，能够均匀地处理液体110。另外，在没有设置循环泵108的情况下，也能够通过液体110的自然对流等均匀地处理液体110。
处理槽109连接于放出流路115。在处理槽109内生成的处理水经由放出流路115向外部放出。在放出流路115中设有放出泵，通过对放出泵116施加的电压的有无来控制液体的放出。
另外，处理液生成单元100可以具备与处理槽109连接的送液流路。此外，在送液流路中可以设置送液泵。由此，能够将新的液体供给到处理槽109内。
[电极结构]
图2是将第1金属电极104的开口部125附近放大表示的侧剖视图。第1金属电极104是由金属构成的圆筒状的电极。其内径是0.4mm，外径是0.6mm。此外，在第1金属电极104的外周面配置有绝缘体103。绝缘体103在与电极104之间不形成间隙地配置。因此，第1金属电极104的外周面不与液体110直接接触。绝缘体103例如可以通过在第1金属电极104的外周面将氧化钛直接进行等离子喷镀而形成。此外，其厚度可以是0.1mm。氧化钛对人体的影响较小。因此，在日常的生活中使用处理液的情况下，优选使用氧化钛作为绝缘体103。
在上述结构中，当从第1金属电极104的开口部125持续供给气体，则在液体110中形成气泡106。此时，第1金属电极104的开口部125附近被气泡106内的气体覆盖。
如图2所示，开口部125侧的第1金属电极104的端面没有被绝缘体103覆盖。但是，通过适当地设定气流泵105的气体供给量，能够维持第1金属电极104的端面被气泡106内的气体覆盖的状态。
另外，如上述那样，在第1金属电极104的外周面配置有由氧化钛构成的绝缘体103。因而，在将适当的量的气体持续供给的情况下，能够维持第1金属电极104的表面不与液体110直接接触的状态。
图3是表示本实施方式的其他电极结构的剖视图。
第1金属电极104在其一端侧具有配置在处理槽109内的金属电极部121a。第1金属电极104在另一端侧具有金属螺杆部122a。金属螺杆部122a被固定于保持块112，并与电源101连接。此外，以在与金属电极部121a之间形成空间124a的方式设有绝缘体103。在绝缘体103，设有使在液体110中产生气泡106的开口部125。进而，在金属螺杆部122a的外周设有螺纹部126，在金属螺杆部122a的内部设有贯通孔123a。
在第1金属电极104中，金属电极部121a和金属螺杆部122a可以是不同的尺寸，也可以由不同的材料形成。在本实施方式中，作为一例，金属电极部121a是直径0.95mm，其材料使用钨。此外，金属螺杆部122a是直径3mm，其材料使用铁。金属电极部121a的直径只要是产生等离子的直径就可以，也可以是直径2mm以下。此外，金属电极部121a的材料并不限定于钨。金属电极部121a的材料也可以使用其他的耐等离子性的金属材料。此外，也可以使用铜、铝、铁及它们的合金。进而，也可以对金属电极部121a的表面的一部分进行混合了导电性物质的氧化钇的喷镀。作为导电性物质，例如可以使用钇金属，通过将导电性物质混合，能够赋予1～30Ωcm的导电性。通过该氧化钇的喷镀，能够得到电极寿命变长的效果。
另一方面，金属螺杆部122a的直径并不限于3mm。金属螺杆部122a的直径只要比金属电极部121a的直径大就可以。金属螺杆部122a的材料可以是容易加工的金属材料，例如可以是在通常的螺杆中使用的材料。具体而言，金属螺杆部122a的材料可以是铜、锌、铝、锡及黄铜等。第1金属电极104例如能够通过将金属电极部121a压入金属螺杆部122a而使其一体化来形成。这样，可以对金属电极部121a使用等离子耐受性较高的金属材料，对金属螺杆部122a使用容易加工的金属材料。由此，能够实现具有等离子耐受性、并且制造成本较低、特性稳定的金属电极。
在金属螺杆部122a，设有与气流泵105相通的贯通孔123a。贯通孔123a与空间124a相连，来自气流泵105的气体114经由贯通孔123a供给到空间124a。并且，通过从该贯通孔123a供给的气体114，金属电极部121a被覆盖。在贯通孔123a是1个的情况下，如图3所示，可以在下方设置金属螺杆部122a的贯通孔123a，以从金属电极部121a的下侧供给气体114。由此，金属电极部121a容易被气体114覆盖。进而，如果使贯通孔123a的数量为两个以上，则对于抑制贯通孔123a中的压力损失是有益的。贯通孔123a的直径例如是0.3mm。
在金属螺杆部122a的外周可以设置螺纹部126。例如，金属螺杆部122a的外周的螺纹部126可以是阳螺纹。在此情况下，通过对保持块112设置阴螺纹的螺纹部127，能够将螺纹部126与螺纹部127螺合而将第1金属电极104固定于保持块112。此外，通过使金属螺杆部122a旋转，能够正确地调整金属电极部121a的端面相对于设于绝缘体103的开口部125的位置。进而，与电源101之间的连接及固定也能够用螺纹部126螺合而固定。由此，接触电阻稳定化，能够使特性稳定化。此外，还能够可靠地与气流泵105连接。
在金属电极部121a的周围，配置有例如内径1mm的绝缘体103。在金属电极部121a与绝缘体103之间形成有空间124a。对于空间124a，经由贯通孔123a从气流泵105持续供给气体114。金属电极部121a被该气体114覆盖。因而，金属电极部121a尽管外周露出，但不与处理槽109内的液体110直接接触。此外，在绝缘体103设有开口部125。气体114经由开口部125释放到处理槽109内的液体110中。释放出的气体114使液体110中产生气泡106。气泡106的大小依存于开口部125。绝缘体103的材料并不限于氧化铝陶瓷，例如也可以使用氧化镁、石英、氧化钇。
如图3所示，绝缘体103的开口部125设在绝缘体103的端面。但是，开口部125也可以设在绝缘体103的侧面。此外，开口部125也可以在绝缘体103设置多个。开口部125的直径例如是1mm。
第2金属电极102的材料没有特别限制。能够广泛使用导电性的金属材料。例如可以使用铜、铝及铁等。
根据上述结构，能够向空间124a持续供给气体114。由此，在液体110中形成气泡106。气泡106为其中的气体将绝缘体103的开口部125覆盖的尺寸的柱状气泡。这样，开口部125具有使在液体110中产生气泡106的功能。此外，通过适当设定气流泵105的气体供给量，能够维持金属电极部121a被气体114覆盖的状态。
另外，在本申请说明书中，所谓“金属电极部(或金属电极部的表面)不与液体(处理水)直接接触”，是指金属电极部的表面不与反应槽内的作为大团的液体接触。因而，例如当在金属电极部的表面被液体浸润的状态下使气泡产生时，有时会产生这样的状态，即：在金属电极部的表面被液体浸润的状态下(即，严格地讲，在金属电极部的表面与液体接触的状态下)、气泡内的气体将该表面覆盖的状态。该状态也包含在“金属电极部不与液体直接接触”的状态中。
〔基本动作〕
接着，说明处理液生成单元100的基本动作。
首先，为了生成处理水，向处理槽109内供给自来水(液体)110。接着，通过气流泵105，从第1金属电极104的位于处理槽109内的一端的开口部125向自来水110中供给气体。气体的流量例如是0.5升/分钟～2.0升/分钟。在自来水110中，形成用内部的气体将开口部125覆盖的柱状的气泡106。气泡106成为单一的大气泡，从开口部125起持续一定距离(在图示的形态中是20mm以上)不会中断。即，通过气体的供给，开口部125的周边位于气泡106内，成为被气泡106内的气体覆盖的状态。在液体中，规定该气泡106的气液界面不“闭合”。气泡106在开口部125附近与绝缘体103相接。通过使气泡106产生，能够由气泡106和绝缘体103将第1金属电极104的表面与自来水110隔离。即，当形成了气泡106时，例如在第1金属电极104为图2的形态的情况下，第1金属电极104的内侧表面(内周面)被供给的气体覆盖，不与自来水110直接接触。此外，在第1金属电极104是图3的形态的情况下，第1金属电极104的外侧表面(外周面)也被供给的气体覆盖，不与自来水110直接接触。
在对第1金属电极104与第2金属电极102之间施加电压的期间，开口部125的周边连续地位于气泡106内。即，开口部125的周边被气泡106内的气体连续地覆盖。但是，在气体的供给量(流量)较少的情况下，即使将气体连续地供给，也可能有开口部125的周边不位于气泡106内、第1金属电极104与自来水110直接接触的情况。这样的接触的有无能够通过使用高速相机进行拍摄来确认。例如，在供给气泡的期间，能够通过按每0.1ms～0.5ms对第1金属电极104附近进行拍摄来确认。
进而，也可以一边将气体连续供给1～30秒一边用高灵敏度相机拍摄照片来观察。并且，通过按照下述的式子求出电极覆盖率，能够知道第1金属电极104与液体的接触的频度。第1金属电极的导电体的露出表面是否位于气泡内可以在照片中通过目视来判断。在本公开中，优选的是供给气体以使该电极覆盖率成为90％以上。更优选的是供给气体以使该电极覆盖率成为94％以上。
电极覆盖率(％)＝[(第1金属电极的导电体的露出表面位于气泡内的图像(照片)的数量)/拍摄的图像(照片)的全体数量]×100
在达到第1金属电极104被气泡106覆盖而不与自来水110直接接触的状态后，对第1金属电极104与第2金属电极102之间施加电压。具体而言，在将第2金属电极102接地的状态下，对第1金属电极104施加脉冲电压。例如，可以施加峰值电压为4kV、脉冲宽度为1μs、频率为30kHz的脉冲电压。
此外，供给电力例如是200W。通过对第1金属电极104与第2金属电极102之间施加电压，在第1金属电极104的附近生成等离子107。等离子107在气泡106的整体中扩展。特别是在第1金属电极104的附近形成高浓度的等离子107。另外，在第1金属电极内部(筒状的第1金属电极的内周部)也生成等离子107，可知不仅是前端、电极整体也被有效利用。
第1金属电极104与第2金属电极102之间的距离没有特别限定。例如也可以不如专利文献1所公开的那样将电极间的距离规定为1～50mm。根据本公开的电极结构，例如即使相隔50mm以上也能够生成等离子107。
进而，也可以不使第1金属电极104与第2金属电极102对置。在处理槽109内，只要至少一部分与液体110接触，则对于配置第2金属电极102的位置就没有制约。这是因为，通过第2金属电极102与液体110的接触，液体整体作为电极发挥功能。从第1金属电极104侧观察，可以认为与气泡106相接的液体110的表面整体作为电极发挥功能。
此外，对于脉冲电压的频率没有特别的制约。通过施加例如1Hz～30kHz的脉冲电压，能够充分地生成等离子107。另一方面，关于电压，不是仅由电源的能力决定，而是根据与负载的阻抗的兼顾来决定。此外，还有在施加脉冲电压时若将正的脉冲电压和负的脉冲电压交替地施加所谓的双极脉冲电压则电极的寿命变长的优点。在处理液生成单元100中，例如使用具有能够在没有负载的状态下输出6kV的电压的能力的电源。并且，如上述那样，在连接了包括电极的负载的状态下，能够实际施加4kV的电压。这样，能够在电压的损失较少的状态下形成等离子107。
另外，设第1金属电极104的内径为0.4mm，外径为0.6mm，但并不限定于此。例如，设内径为0.07～2.0mm、外径为0.1～3.0mm也能够形成等离子107。
在处理液生成单元100中，第1金属电极104的位于处理槽109内的部分的长度大约是10mm。但是，并不限定于此，例如，位于处理槽109内的第1金属电极104的长度可以是0.1～25mm。如果位于处理槽109内的第1金属电极104的部分的长度较小，则形成在开口部125附近的气泡106无法在朝向处理槽109的壁的方向上扩展。这是因为气泡106碰撞到壁。因此，有气－液界面的面积变小、等离子107的生成量变少的趋势。但是，只要第1金属电极104位于处理槽109内就生成等离子107。在处理液生成单元100中，对于电极大小的裕度也变大。
[基本效果(OH原子团(radical)发生)]
图4是表示使用分光器测量等离子的发光特性的结果的曲线图。在图4中，横轴表示波长(nm)，纵轴表示发光强度(a.u.)。在测量中使用从自来水生成的处理水110。测量时的水温是26.5℃，电导率是20.3mS/m。
如图4所示，确认到起因于通过水的分解产生的OH原子团的发光。进而，还确认到N2、N、H及O的发光。N2及N的发光是因为作为气体而将空气供给到自来水110中。这样，通过处理液生成单元100，生成兼具在水中及大气中生成的等离子的特征的等离子。
[基本特性(氧化力)]
(初始氧化力)
图5是表示处理液生成单元100的处理时间与刚刚进行了等离子处理后的处理水具有的氧化力(初始氧化力)之间的关系的曲线图。在图5中，横轴表示处理时间，纵轴表示吸光度变化率。处理时间表示对于未处理的液体、从开始等离子处理到结束等离子处理的时间。
通过等离子处理得到的处理水随着等离子处理后的时间的经过而氧化力变化。另外，在本说明书中，所谓“初始氧化力”，是指从结束等离子处理的时间点起较短的时间后的处理水的氧化力。具体而言，是指从结束等离子处理的时间点起30秒至60秒后的氧化力。
为了测量处理水的氧化力，使用靛蓝胭脂红(indigocarmine)水溶液。靛蓝胭脂红水溶液是水溶性的有机物，作为污浊水处理的模型(model)被广泛使用。
如上述那样，在处理槽109内的自来水中生成OH原子团(活性种)。由此得到处理水。使该处理水作用于靛蓝胭脂红水溶液。处理水中的OH原子团作用于靛蓝胭脂红水溶液，将分子内的键切断。由此，靛蓝胭脂红分子被分解。OH原子团的氧化电势如一般周知那样是2.81eV。这比臭氧、过氧化氢及氯的氧化电势大。由此，OH原子团并不限于将靛蓝胭脂红分解，而能够将许多有机物分解。
靛蓝胭脂红分子的分解的程度能够通过水溶液的吸光度来评价。通常已知的是，如果靛蓝胭脂红分子被分解，则靛蓝胭脂红水溶液的蓝色消失，如果完全分解则成为(带黄色的)透明。这是因为，由存在于靛蓝胭脂红分子中的碳的双键(C＝C)带来的吸收波长是608.2nm。此外，是因为，通过靛蓝胭脂红分子的分解，C＝C的键断裂，608.2nm的光的吸收消失。
这样，能够将靛蓝胭脂红分子的分解的程度理解为氧化力的指标。所以，通过使用紫外可视光分光光度计测量610nm的波长的光的吸光度而评价了氧化力。另外，也可以测量608.2nm的波长的光的吸光度。在本说明书中，所谓“氧化力”，是指靛蓝胭脂红水溶液的吸光度通过处理水而变化多少。即，通过用(将处理水混合前后的靛蓝胭脂红水溶液的吸光度的变化量/将处理水混合前的靛蓝胭脂红水溶液的吸光度)表示的吸光度变化率来表示。
具体而言，准备1000ppm的靛蓝胭脂红水溶液20μL和处理水1.98mL。将它们混合并搅拌。在混合后经过30秒后，使用紫外可视光分光光度计，测量610nm的波长的光的吸光度。将这样得到的结果表示在图5中。
由于由处理水引起脱色反应，所以吸光度变化率成为负值。吸光度变化率的绝对值越大，意味着氧化力越高。
如图5所示，当处理时间变长，则吸光度变化率的绝对值急剧地变大。即，意味着，处理水的初始氧化力急剧地变高。当处理时间进一步变长，则初始氧化力迎来峰值，然后，初始氧化力逐渐下降。具体而言，在处理时间30分钟时初始氧化力最大，在处理时间60分钟以上时，初始氧化力大致固定。
另外，可以想到，在各个处理时间，处理水中的支配性的活性种的种类不同。
(持续氧化力)
图6表示处理水的氧化力根据放置时间怎样变化。另外，在氧化力的评价中，使用与初始氧化力的评价同样的方法。即，根据靛蓝胭脂红水溶液的吸光度通过处理水而变化多少、即上述的吸光度变化率进行了评价。
此外，在本说明书中，所谓“持续氧化力”，是指从结束等离子处理的时间点起、长时间放置后的处理水的氧化力。即，意味着长时间放置的处理水中残存的氧化力。这里，所谓长时间，例如是120分钟。
图6所示的结果如以下这样测量出。首先，准备等离子处理时间相互不同的处理水。具体而言，准备等离子处理时间为10分钟、30分钟、178分钟的相互不同的3种处理水。并且，对于各处理水，从结束等离子处理的时间点起，在40分钟、80分钟、120分钟的各时间点采集了处理液。并且，在刚刚采集处理液之后，使采集的处理液1.98ml混合到靛蓝胭脂红水溶液20μL中，测量30秒后的吸光度的变化率。
如图6所示，等离子处理时间较短的处理水通过长时间放置而氧化力变低。特别是，处理时间为30分钟的处理水虽然初始氧化力较高，但通过长时间放置而氧化力大为下降。另一方面，等离子处理时间较长的处理水虽然初始氧化力劣于等离子处理时间为30分钟的处理水，但即使长时间放置，氧化力的下降也较小。如该结果所示那样，通过调整等离子处理时间，能够有选择地生成初始氧化力良好的处理水、和持续氧化力良好的处理水。
(实施方式1)
参照图7，说明本实施方式的处理液生成装置10A。
图7是本实施方式的处理液生成装置10A的整体结构图。处理液生成装置10A具备第1处理液生成单元100A、第2处理液生成单元100B和控制部200。第1处理液生成单元100A及第2处理液生成单元100B具有与上述的处理液生成单元100相同的构造。
在第1处理液生成单元100A，连接着放出流路115A。此外，在放出流路115A的中途，连接着放出泵116A。在第2处理液生成单元100B，连接着放出流路115B。此外，在放出流路115B的中途，连接着放出泵116B。此外，放出流路115A和放出流路115B连接于放出流路117。
第1处理液生成单元100A在第1时间的期间中生成等离子而生成第1处理水。第1时间基于在处理液生成单元100中说明的图5的曲线图而设定。如前面说明的那样，吸光度变化率在比较短的处理时间中取极小值。第1时间优选设定为与取该极小值的处理时间大致相同的时间。例如，在取图5那样的特性的情况下，作为第1时间，优选设定为30分钟左右。通过这样设定第1时间，在第1处理液生成单元100A中，能够得到具有高初始氧化力的第1处理水。另外，第1时间也可以设定为，在曲线图的曲线向下凸的时间的范围中、示出比吸光度变化率饱和时的值小的值的时间。例如，在图5那样的特性的情况下，吸光度变化率在充分长的处理时间中以约－5％饱和。因而，第1时间也可以设定为，示出吸光度变化率比该值小的值的时间范围的、例如10～50分钟。
第2处理液生成单元100B在比第1时间长的第2时间的期间中生成第2处理水。第2时间也基于上述图5的曲线图而设定。如前面说明的那样，吸光度变化率在充分长的处理时间中饱和。第2时间被设定为，吸光度变化率饱和而示出大致固定的值的时间。例如，在示出图5那样的特性的情况下，能够将第2时间设定为60～100分钟。如上述那样，通过进行充分时间的等离子处理直到吸光度变化率饱和，从而能够得到持续氧化力高的处理水。因而，通过这样设定第2时间，在第2处理液生成单元100B中，能够得到具有高持续氧化力的第2处理水。
控制部200控制处理液生成装置10A整体。控制部200分别控制第1处理液生成单元100A及第2处理液生成单元100B中的生成处理水的时间。具体而言，控制部200控制第1处理液生成单元100A，以在第1时间的期间中生成第1处理液。此外，控制部200控制第2处理液生成单元100B，以在第2时间的期间中生成第2处理液。结果，第1处理液生成单元100A生成第1处理水。此外，第2处理液生成单元100B生成第2处理水。并且，第1处理水的初始氧化力比第2处理水的初始氧化力高，第2处理水的持续氧化力比第1处理水的持续氧化力高。
此外，控制部200使在各处理水生成单元的第1金属电极104与第2金属电极102之间施加电压的时刻(timing)不同。例如，控制部200可以控制为，第1处理液生成单元100A及第2处理液生成单元100B将处理水的生成同时结束。在此情况下，首先使第2处理液生成单元100B先工作。并且，在第2处理液生成单元100B开始工作起经过60分钟后，使第1处理液生成单元100A工作。并且，在第1处理液生成单元100A开始工作起又经过30分钟后，使第1处理液生成单元100A及第2处理液生成单元100B同时停止。由此，能够将第1处理水及第2处理水在相同的时刻生成。另外，作为另一例，也可以使开始处理水的生成的时间为同时。在此情况下，先生成第1处理水。
由第1处理液生成单元100A生成的处理水被放出泵116A经由放出流路115A、放出流路117向外部喷射。此外，由第2处理液生成单元100B生成的处理水被放出泵116B经由放出流路115B、放出流路117向外部喷射。使喷射的处理水与处理对象物接触。处理对象物既可以是含有菌等有害物质的液体，也可以是菌的堆积物本身。
以下，说明放出泵116A、116B的控制的例子。
控制部200可以控制放出泵116A、116B以使混合了第1及第2处理水的混合水从放出流路117放出。由此，能够得到具有高初始氧化力和高持续氧化力的混合水。
或者，控制部200也可以控制放出泵116A、116B，以在使第1处理水从放出流路117放出后使第2处理水从放出流路117放出。由此，能够使具有高初始氧化力的处理水和具有高持续氧化力的处理水依次作用于对象物。
另外，也可以将放出流路117省略。在此情况下，第1处理水被从放出流路115A排出，第2处理水被从放出流路115B排出。
此外，也可以代替设置放出泵116A、116B，而在放出流路117中设置放出泵，在放出流路115A、115B中设置开闭阀。由此，能够以单一的放出泵进行同样的动作。
也可以将上述那样的控制部200的动作规定为处理液生成方法。
图8表示本实施方式的处理液生成方法的流程的一例。
首先，向处理液生成单元100A及处理液生成单元100B内的各自的处理槽109内装入自来水。
接着，在第2时间的期间中，在处理液生成单元100B的处理槽内的自来水中形成气泡，在气泡内生成等离子，生成第2处理液。此外，在比第2时间短的第1时间的期间中，在处理液生成单元100A的处理槽内的自来水中形成气泡，在气泡内生成等离子，生成第1处理液。可以使两者结束处理水的生成的时刻相同。或者，也可以使两者开始处理水的生成的时刻相同。接着，可以将第1处理液与第2处理液混合而生成混合液，使混合液从放出流路排出并与对象物接触。或者，也可以在使第1处理液排出并与对象物接触后，使第2处理液排出并与对象物接触。
根据本实施方式，能够使具有高氧化力的处理水长期作用于对象物。此外，通过处理水的氧化力，例如气味成分、菌、对人体有害的成分得以分解。这样，能够得到除味、除菌、杀菌的效果。
另外，在本实施方式中，第1等离子发生装置通过第1处理液生成单元100A中包含的等离子发生装置120例示。第2等离子发生装置通过第2处理液生成单元100B中包含的等离子发生装置120例示。第1槽通过第1处理液生成单元100A中包含的第1处理槽109例示。第2槽通过第2处理液生成单元100B中包含的第2处理槽109例示。放出流路通过放出流路115A、115B、117例示。至少1个放出泵通过放出泵116A、116B例示。
(实施方式1的变形例)
在实施方式1中使用两个处理液生成单元。但是，还能够使用1个处理液生成单元构成处理液生成装置。参照图9说明本实施方式的变形例的处理液生成装置10B。另外，关于与实施方式1共通的结构省略说明。
图9是本实施方式的处理液生成装置10B的整体结构图。处理液生成装置10B具备处理液生成单元100C、储水槽310和控制部200。处理液生成单元100C具有与上述的处理液生成单元100相同的构造。储水槽310通过连接流路118而与处理液生成单元100C的处理槽109连接。此外，连接泵119连接在连接流路118的中途。通过连接泵119将处理液生成单元100C的处理槽109中的处理水向储水槽310输送。
在处理液生成单元100C，连接着放出流路115C。此外，在放出流路115C的中途连接着放出泵116C。在储水槽310，连接着放出流路115D。此外，在放出流路115D的中途连接着放出泵116D。此外，放出流路115C和放出流路115D连接于放出流路117。
控制部200控制处理液生成装置10B整体。具体而言，控制部200控制处理液生成单元100C而生成处理水。此外，控制部200控制连接泵119，将处理液生成单元100C的处理槽109中的处理水向储水槽110转移。并且，控制部200控制放出泵116C、放出泵116D，使生成的处理水向外部排出。
接着，说明处理液生成装置10B的动作。另外，第1时间、第2时间与在实施方式1中说明的相同。
首先，向处理液生成单元100C的处理槽109装入自来水。并且，在第2时间的期间中，使处理液生成单元100C的处理槽109内的自来水中产生等离子而生成第2处理水。并且，使连接泵119动作，将在处理槽109内生成的处理水向储水槽310转移。由此，向储水槽310内储存第2处理水。另一方面，处理槽109成为空的状态。
接着，向处理液生成单元100C的处理槽109重新装入自来水。并且，在第1时间的期间中，使处理液生成单元100C的处理槽109内的自来水中产生等离子而生成第1处理液。由此，成为在处理槽中储存有第1处理水、在储水槽310中储存有第2处理液的状态。后面的处理与实施方式1相同。即，可以将第1处理液和第2处理液混合而生成混合液，使混合液从放出流路117排出并与对象物接触。或者，也可以在使第1处理液排出并与对象物接触后，使第2处理液排出并与对象物接触。
根据实施方式1的变形例，能够将初始氧化力良好的处理水和持续氧化力良好的处理水用单一的处理液生成单元生成。
另外，在本实施方式中，等离子发生装置通过处理液生成单元100C中包含的等离子发生装置120例示。第1槽通过处理液生成单元100C中包含的处理槽109例示。第2槽通过储水槽310例示。放出流路通过放出流路115C、115D、117例示。至少1个放出泵通过放出泵116C、116D例示。
(实施方式2)
参照图10说明本实施方式的处理液生成装置10C。
图10是本实施方式的处理液生成装置10C的整体结构图。处理液生成装置10C具备处理液生成单元100、控制部200、送液泵140和送液流路141。
送液流路141经由送液泵140连接于处理液生成单元100内的处理槽109。通过送液泵140，新的自来水被从送液流路141向处理槽109内供给。
以下，主要说明控制部200的动作。
控制部200控制处理液生成装置10C整体。控制部200控制脉冲电源101，在预先规定的条件下对给水和处理进行控制。具体而言，控制部200在使处理液生成单元100的等离子发生装置120生成等离子后，控制送液泵140以从送液流路141将新的自来水向处理槽109内供给规定的量。此外，控制部200控制等离子发生装置120，以使混合了新的自来水的处理槽109内的处理水中再次生成等离子。
控制部200在控制送液泵140以将新的自来水向处理槽109内供给之前，控制放出泵116以使处理槽109内的处理水的一部分从放出流路115放出。此时，在处理槽109内的至少少量的处理水中混合新的自来水。或者，控制部200也可以一边控制送液泵140以将新的自来水向处理槽109内供给，一边控制放出泵116以使处理槽109内的液体的一部分从放出流路115放出。
控制部200也可以在控制送液泵140以将新的自来水向处理槽109内供给之前，使等离子发生装置120停止生成等离子。
能够将上述那样的控制部200的动作也规定为处理液生成方法。图11表示本实施方式的处理液生成方法的流程的一例。
首先，向处理槽109内导入自来水。
接着，在处理槽109内的自来水中形成气泡，在气泡内生成等离子。
并且，将处理槽109内的处理水的一部分排出，使其与对象物接触。
接着，将新的自来水向处理槽109内导入，在混合了新的自来水的处理槽109内的混合水中形成气泡，在气泡内生成等离子。
以下，依次重复使处理水的一部分排出并与对象物接触的工序、将新的自来水导入的工序、在混合水中形成气泡并在气泡内生成等离子的工序。
也可以在向处理槽109内供给新的自来水之前，或在从处理槽109内将处理水排出之前，将等离子的生成停止。
参照图12，说明在处理液生成装置10C中生成的处理水的特性。
图12是表示处理液生成装置10C的累积的处理时间与初始氧化力之间的关系的曲线图。图12的横轴表示累积的处理时间，纵轴表示吸光度变化率。
在图12中，与图5同样，示出了对使处理水作用于靛蓝胭脂红水溶液时的靛蓝胭脂红水溶液的脱色变化进行评价而得到的结果。具体而言，准备1000ppm的靛蓝胭脂红水溶液20μL和处理水1.98mL。将它们混合并搅拌。然后，在经过30秒后，使用紫外可视光分光光度计，测量610nm的波长的光的吸光度(初始氧化力)。
首先，在前半的处理中，使用30W的输入的脉冲电源101，将300mL的自来水处理60分钟而生成处理水。接着，暂时使等离子发生装置120的工作停止。然后，在后半的处理中，将1/2容量的处理水从处理槽109排出，并代替其而将新的自来水追加相同量，使等离子发生装置120再次工作，在混合水中生成等离子。按每个规定的时间，将采集的处理水的氧化力通过上述的方法进行评价。另外，将通过前半的处理得到的数据用圆形记号标绘，将通过后半的处理得到的数据用四边形标绘。
如图12所示，与图5同样，可以确认到在处理的初期初始氧化力急速提高且随后迎来第1峰值、初始氧化力逐渐下降的趋势。在将处理水替换后，初始氧化力显著地下降。然后，初始氧化力再次急速提高并随后迎来第2峰值，初始氧化力逐渐下降。可以确认到最终初始氧化力大致固定的趋势。
通过适当调整替换的处理水的量，能够调整图12中的第1及第2峰值出现的位置及其大小。结果，能够得到具有初始氧化力的峰值连续的特性的处理水。能够实现即使处理时间有些变化也能够生成具有高初始氧化力的处理水的处理液生成装置。
此外，朝向第2峰值的曲线的倾斜与朝向第1峰值的曲线的倾斜相比更陡峭。这意味着能够高速地生成具有高初始氧化力的处理水。通过将处理后的处理水在处理槽109内残留一部分并追加新的自来水，与将处理槽109内完全清空而在处理槽109内准备新的自来水并再次使等离子生成装置120工作的情况相比，能够显著地缩短初始氧化力达到峰值的时间。
根据本实施方式，能够显著地缩短生成处理水的时间、即进行等离子处理的时间。
(实施方式3)
对本实施方式的处理液生成装置10D进行说明。
处理液生成装置10D与图10所示的实施方式2的处理液生成装置10C的结构实质上相同。因此，一边参照图10一边进行说明。处理液生成装置10D具备处理液生成单元100、控制部200、送液泵140和送液流路141。以下，主要说明控制部200的动作。
处理液生成装置10D在当生成处理水时不将在处理槽109内生成的处理水排出这一点上，与实施方式2的处理液生成装置10C不同。在处理液生成装置10D中，向处理槽109导入少量的自来水，使等离子发生装置120工作。然后，不进行处理水的排出，再次导入少量的新的自来水，使等离子发生装置120工作。将该处理反复执行规定的次数。
控制部200控制处理液生成装置10D整体。控制部200控制脉冲电源101，在预先规定的条件下对给水和处理进行控制。具体而言，控制部200在使等离子发生装置120生成等离子后，控制送液泵140以从送液流路141将新的自来水向处理槽109内供给规定的量。结果，处理槽109内的液体的量增加。此外，控制部200控制等离子发生装置120，以使混合了新的自来水的处理槽109内的处理水中再次生成等离子。
控制部200也可以在控制送液泵140以将新的自来水向处理槽109内供给之前，使等离子发生装置120停止生成等离子。
能够将上述那样的控制部200的动作也规定为处理液生成方法。
图13表示本实施方式的处理液生成方法的流程的一例。
首先，向处理槽109内导入自来水。
接着，在处理槽109内的自来水中形成气泡，在气泡内生成等离子。
向处理槽109内供给新的自来水，在混合了新的自来水的处理槽109内的混合水中形成气泡，在气泡内生成等离子。将该处理反复执行规定的次数。
也可以在向处理槽109内供给新的自来水之前，将等离子的生成停止。
最后，将生成的处理水从放出流路115排出。
参照图14，说明在处理液生成装置10D中生成的处理水的特性。
图14是表示处理液生成装置10D的累积的处理时间与初始氧化力之间的关系的曲线图。图14的横轴表示累积的处理时间，纵轴表示吸光度变化率。
向处理槽109内导入60mL的自来水而生成处理水，通过将该一系列的处理重复两次，生成120mL的处理水。在图14中，与图5同样，示出了对使处理水作用于靛蓝胭脂红水溶液时的靛蓝胭脂红水溶液的脱色变化进行评价而得到的结果。
在利用等离子发生装置120的等离子处理中处理了几百mL的自来水的情况下，在实验上确认到，从处理开始到发现初始氧化力的峰值的时间与其处理量成比例。据此，例如在60mL的自来水的情况下，可以认为在使等离子发生装置120工作后的6分钟后能够得到初始氧化力的峰值。但是，根据图14所示的实验结果，对于60mL的处理水，在5分钟得到峰值。即，确认到通过少量的自来水的处理、初始氧化力的峰值的发现时间缩短的趋势。因而，在处理水的1次的使用量例如少到几十mL左右的情况下，进行几十mL的处理即使考虑耗电等也是有益的。
此外，本实验的第2峰值点在之后的5分钟后发现。在将120mL的自来水统一处理的方法中，可以认为到得到峰值特性为止花费12分钟左右。与该以往的方法相比，根据处理液生成装置10D，能够将处理时间缩短15％左右。
进而，根据处理液生成装置10D，通过将处理槽109内的处理水残留一部分并追加新的自来水，与将处理槽109内完全清空而在处理槽109内准备新的自来水并使等离子生成装置120工作的情况相比，能够显著地缩短初始氧化力达到峰值的时间。
根据本实施方式，能够显著地缩短生成处理水的时间、即进行等离子处理的时间，能够使高氧化力持续。
(实施方式4)
对本实施方式的处理液生成装置10E进行说明。
处理液生成装置10E与图10所示的实施方式2的处理液生成装置10C的结构实质上相同。因此，参照图10进行说明。处理液生成装置10E具备处理液生成单元100、控制部200、送液泵140和送液流路141。以下，主要说明控制部200的动作。
处理液生成装置10E不新将自来水向处理槽109内导入，而是将处理槽109内的处理水再利用。在这一点上，与实施方式2的处理液生成装置10C不同。在处理液生成装置10E中，假设将充满在处理槽109内的处理水使用了规定量后，在处理槽109内残留有能够作为1次的使用量使用的足够量。在此情况下，处理液生成装置10E在该状态下保持处理水，在使用时使等离子发生装置120再次工作。即，再利用处理水而再次生成处理水。
控制部200在使等离子发生装置120生成等离子后，使等离子的生成暂时停止。并且，在经过规定时间后，使等离子发生装置120再次生成等离子。
能够将这样的控制部200的动作也规定为处理液生成方法。
图15表示本实施方式的处理液生成方法的流程的一例。
首先，向处理槽109内导入自来水。
接着，在处理槽109内的自来水中形成气泡，在气泡内生成等离子而生成处理水。
接着，将等离子的生成暂时停止，将生成的处理水或一部分的处理水排出后，将剩余的处理水放置。
在规定时间经过后，在处理槽109内的处理水中再次形成气泡，在气泡内再次生成等离子而再次生成处理水。
最后，将生成的处理水从放出流路115排出。
参照图16，说明在处理液生成装置10E中生成的处理水的特性。
图16是表示处理液生成装置10E的累积的处理时间与初始氧化力之间的关系的曲线图。图16的横轴表示累积的处理时间，纵轴表示吸光度变化率。
在图16中，与图5同样，示出了对使处理水作用于靛蓝胭脂红水溶液时的靛蓝胭脂红水溶液的脱色变化进行评价而得到的结果。具体而言，准备1000ppm的靛蓝胭脂红水溶液20μL和处理水1.98mL。将它们混合并搅拌。然后经过30秒后，使用紫外可视光分光光度计，测量610nm的波长的光的吸光度。
首先，在前半的处理中，使用30W的输入的脉冲电源，将300mL的自来水处理35分钟而生成处理水。在后半的处理中，在将处理水放置在处理槽109中一天之后，使等离子发生装置120再次工作。按每个规定的时间，将采集的处理水的初始氧化力通过上述的方法进行评价。另外，将通过前半的处理得到的数据用圆形标记标绘，将通过放置后的后半的处理得到的数据用四边形标绘。
如图16所示，与图5同样，确认到在处理的初期初始氧化力急速上升且随后迎来第1峰值、初始氧化力逐渐下降的趋势。然后，由于停止了工作，所以确认到在1天后氧化力大致消失。
但是，通过在此状态下再次开始工作，初始氧化力以前一天得到的处理水的初始氧化力的提高速度以上的速度迅速恢复。与此同时，能够用5分钟左右生成具有与工作停止前大致同等的初始氧化力的处理水。此外，确认到，达到峰值点的所需时间与前一天的处理中的达到峰值点的所需时间相比，变短到1/2左右。这样，通过将处理暂时停止、在时间经过后将处理水再次进行等离子处理，与新生成处理水的情况相比，能够用短时间生成具有高初始氧化力的处理水。另外，在图16所例示的结果中，第2峰值点处的初始氧化力与第1峰值点处的初始氧化力相比较低为3/4左右，但即使这样，再次进行等离子处理后的处理水也具有充分的处理能力。
在本实施方式中，说明了在1天后再次进行等离子处理而生成处理水的例子。但是，本公开并不限定于此，到再次进行等离子处理为止的休止期间越短，处理水的初始氧化力在越短的时间内恢复。此外，考虑到当休止时间较长则带来耗电的减少，则在具有对电极间施加的脉冲信号的周期的100倍以上的休止时间的情况下，能够更可靠地实现低耗电。
根据本实施方式，能够将达到接近峰值点的初始氧化力的处理时间显著缩短。
(变形例)
本公开的等离子发生装置120的结构并不限定于上述结构。以下，参照图17及图18，说明等离子发生装置120的变形例。
该变形例的等离子发生装置120与实施方式1的等离子发生装置在电极结构上不同。进而，在取代使用气流泵供给气体而通过使处理水气化而使液体中产生气体这一点上不同。其他结构相同，它们的说明省略。以下，以等离子发生装置120的电极结构为中心进行说明。
图17是该变形例的处理液生成单元100的整体结构图。图18是表示第1金属电极104的周边的电极结构的示意性剖视图。
在实施方式1中，绝缘体103的开口部125的直径是1mm。电场强度与直径的平方成反比。因此，直径越小，电场强度越大。因而，在电场强度这一点上，希望使直径较小。但是，在实施方式1中，需要使第1金属电极104的直径也同时较小，其制作变困难。此外，如果第1金属电极104的直径变小，则在电极的前端部放电变强，电极的损耗变大。
以下，为了避免这样的问题，说明不使第1金属电极104的直径较小而能够使电场强度较大的电极构造的一例。
等离子发生装置120包括第1金属电极104、绝缘体103、第2金属电极102、保持块132。
在第1金属电极104的周围，以形成空间134的方式配置有绝缘体103。绝缘体103具有将处理槽109内部与空间134连通的至少1个开口部125。处理槽109内的处理水110从该开口部125浸入，空间134被处理水110充满。此外，第1金属电极104、绝缘体103各自的一个端部被固定于保持块132。第2金属电极102配置在处理槽109的任意位置即可，对配置的位置没有限制。
第1金属电极104的至少一部分配置在被处理水充满的处理槽109内。第1金属电极104例如具有直径2mm的圆柱形状。另外，第1金属电极104的直径也可以比2mm大。此外，第1金属电极104的形状并不限定于圆柱形状，例如也可以是长方体或面状的形状等任意的形状。第1金属电极104的材料例如可以是铁、钨、铜、铝、铂或含有从这些金属中选择的1种或多种金属的合金等材料。
第2金属电极102的至少一部分也配置在被处理水充满的处理槽109内。第2金属电极102由导电性的金属材料形成即可。例如，与第1金属电极104同样，可以由铁、钨、铜、铝、铂或含有从这些金属中选择的1种或多种金属的合金等材料形成。
绝缘体103配置在第1金属电极104的周围而形成空间134。此外，在绝缘体103，设有将处理槽109内部与空间134连通的开口部125。绝缘体103具有内径为3mm、外径为5mm的圆筒形状，设有1个直径0.7mm的开口部125。绝缘体103只要能够在第1金属电极104的周围形成空间134，则可以是任意的大小、形状。开口部125的直径例如也可以是2mm以下的任意的大小。开口部125也可以有多个。开口部125的位置例如如图17所示，可以是绝缘体103的上侧面。这样，通过使开口部125的开口方向朝上，能够防止气泡106堵塞开口部125。绝缘体103的材料例如可以是氧化铝、氧化镁、氧化钇、绝缘性的塑料、玻璃及石英等。
保持块132与第1金属电极104和绝缘体103各自的一个端部连接。保持块132与第1金属电极104及绝缘体103各自的连接部分可以具有实现密封以使处理水不泄漏的构造。例如，该构造可以是将第1金属电极104和绝缘体103螺紧于保持块132的构造。密封构造并不限定于此，也可以是任意的构造。
电源101对第1金属电极104与第2金属电极102之间施加频率1～100kHz的4kV～10kV的高电压。电源101可以施加脉冲电压或交流电压。电压波形例如是脉冲状、正弦半波形或正弦波状中的任一种。电流值如果过大，则电力被使用以使得不仅将空间134内的处理水加热而且还将处理槽109内整体的处理水加热。因此，等离子生成的效率反而下降。因此，在本实施方式中，使电流值为3A以下。另外，如果电流值比1mA小，则将空间134内的处理水气化需要时间。因此，电流值的范围优选的是1mA～3A。
〔动作〕
在开始等离子处理之前，形成在第1金属电极104与绝缘体103之间的空间134被处理水110充满。从该状态，通过电源101对第1金属电极104与第2金属电极102之间施加电压，将空间134内的处理水加热。
通过从第1金属电极104投入的电力，空间134内的处理水的温度上升。通过该温度上升，空间134内的处理水气化而产生气体。该气体在空间134内一边集合一边成团。并且，该气体的团通过空间134内部的压力与处理槽109的压力之间的压力差，被从设于绝缘体103的开口部125释放到处理槽109内的处理水110中。
当该气体的团穿过开口部125时，存在于开口部分的处理水被置换为气体。由此，第1金属电极104和第2金属电极102绝缘。此时，电场集中到存在于开口部125的气体的团而发生放电。结果，在气体的团内产生等离子。一旦产生等离子，则等离子持续且连续地产生。并且，内含等离子的气体的团被从开口部125释放到处理槽109内的处理水110中。并且，成为等离子从开口部125延伸到处理槽109的处理水110中的状态。
进而，内含等离子的气体的团的一部分分离，形成多个气泡106。并且，该气泡106扩散到处理槽109内的处理水110中。多个气泡106包括微米以下的直径的气泡。
这样，本变形例的等离子发生装置120具有产生微泡的功能。气泡106在其内部包含由等离子生成的电子、离子或原子团这一点上与通常的微泡不同。
产业上的可利用性
本公开的处理液生成装置作为污水处理等的水净化装置等具有实用性。
标号说明
10A、10B、10C、10D、10E：处理液生成装置
100：处理液生成单元
100A：第1处理液生成单元
100B：第2处理液生成单元
100C：处理液生成单元
101：电源
102：第2金属电极
103：绝缘体
104：第1金属电极
105：气流泵
106：气泡
107：等离子
108：循环泵
109：处理槽
110：液体
112：保持块
114：气体
115：放出流路
116：放出泵
120：等离子发生装置
121a：金属电极部
122a：金属螺杆部
123a：贯通孔
124a：空间
125：开口部
126、127：螺纹部
132：保持块
134：空间
140：送液泵
141：送液流路
200：控制部

Claims (8)

1.一种处理液生成装置，其特征在于，
具备：
第1槽；
第1等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第1槽内的一对第1电极和向上述一对第1电极间施加电压的电源，使上述第1槽内的液体中产生等离子；
第2槽；
第2等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第2槽内的一对第2电极和向上述一对第2电极间施加电压的电源，使上述第2槽内的液体中产生等离子；以及
控制装置；
上述控制装置使上述第1等离子发生装置在第1时间的期间中产生等离子而在上述第1槽内生成第1处理液；
上述控制装置使上述第2等离子发生装置在比上述第1时间长的第2时间的期间中产生等离子而在上述第2槽内生成第2处理液；
上述第1处理液的初始氧化力比上述第2处理液的初始氧化力高；
上述第2处理液的持续氧化力比上述第1处理液的持续氧化力高。
2.如权利要求1所述的处理液生成装置，其特征在于，
在表示上述第1等离子发生装置的等离子发生时间与上述第1处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第1时间与初始氧化力在峰值成为最高的时间大致相等；
在表示上述第2等离子发生装置的等离子发生时间与上述第2处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第2时间包含在初始氧化力饱和的时间的范围中。
3.一种处理液生成装置，其特征在于，
具备：
第1槽；
等离子发生装置，包括各自的至少一部分配置在上述第1槽内的一对电极和向上述一对电极间施加电压的电源，使上述第1槽内的液体中产生等离子；
第2槽；
连接流路，将上述第1槽与上述第2槽连接；
连接泵，配置在上述连接流路中；以及
控制装置；
上述控制装置使上述等离子发生装置在第2时间的期间中产生等离子而在上述第1槽内生成第2处理液；
上述控制装置使上述连接泵将上述第1槽内的上述第2处理液经由上述连接流路向上述第2槽移动；
上述控制装置使上述等离子发生装置在比上述第2时间短的第1时间的期间中产生等离子而在上述第1槽内生成第1处理液；
上述第1处理液的初始氧化力比上述第2处理液的初始氧化力高；
上述第2处理液的持续氧化力比上述第1处理液的持续氧化力高。
4.如权利要求3所述的处理液生成装置，其特征在于，
在表示上述等离子发生装置的等离子发生时间与上述第1处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第1时间与初始氧化力在峰值成为最高的时间大致相等；
在表示上述等离子发生装置的等离子发生时间与上述第2处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第2时间包含在初始氧化力饱和的时间的范围中。
5.如权利要求1～4中任一项所述的处理液生成装置，其特征在于，
该处理液生成装置还具备：
放出流路，连接于上述第1槽及上述第2槽；以及
至少1个放出泵，配置在上述放出流路中，使上述第1槽的上述第1处理液及上述第2槽的上述第2处理液经由上述放出流路向外部排出；
上述控制部使上述至少1个放出泵经由上述放出流路将上述第1处理液及上述第2处理液同时向外部排出。
6.如权利要求1～4中任一项所述的处理液生成装置，其特征在于，
处理液生成装置还具备：
放出流路，连接于上述第1槽及上述第2槽；
至少1个放出泵，配置在上述放出流路中，使上述第1槽的上述第1处理液及上述第2槽的上述第2处理液经由上述放出流路向外部排出；
上述控制部使上述至少1个放出泵经由上述放出流路将上述第1处理液及上述第2处理液独立地向外部排出。
7.一种处理液生成方法，向一对电极间施加电压使在液体中产生等离子而生成处理液，其特征在于，
包括以下工序：
在第1时间的期间中产生等离子，生成第1处理液；以及
在比上述第1时间长的第2时间的期间中产生等离子，生成第2处理液；
上述第1处理液的初始氧化力比上述第2处理液的初始氧化力高；
上述第2处理液的持续氧化力比上述第1处理液的持续氧化力高。
8.如权利要求7所述的处理液生成方法，其特征在于，
在表示等离子发生时间与上述处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第1时间与初始氧化力在峰值成为最高的时间大致相等；
在表示等离子发生时间与上述处理液的初始氧化力之间的关系的曲线图中，上述第2时间包含在初始氧化力饱和的时间的范围中。
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