CN110692285A - 液体中等离子体发生装置和液体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体中等离子体发生装置，其使向液体中供给的气体产生等离子体，并高效且稳定地产生等离子体。液体中等离子体发生装置(3)具备：在内部空间保持液体的框体(31)；在内部空间内具有开口并从该开口向液体中排出气体的气体供给管(32)；从气体供给管(32)内经由开口向内部空间突出且该突出部位具有导体部(341)被电介质(342)覆盖的结构的第一电极(34)；围绕第一电极(34)的突出部位设置且具有通过电介质与液体隔离的导体部的第二电极(36)；以及向第一电极(34)和第二电极(36)之间施加电压的电压施加部(4)，突出部位和第二电极(36)之间的空间是供从开口排出的气体流通的流路。

Description

液体中等离子体发生装置和液体处理装置

技术领域

本发明涉及一种向供给到液体中的气体作用电场而在该液体中产生等离子体的液体中等离子体发生装置以及采用该液体中等离子体发生装置的液体处理装置。

背景技术

作为反应生成物的生成单元、有害物质或细菌类的无害化单元，提出了很多用于生成含有在化学上具有活性的活性种的液体的技术。例如在专利文献1所述的技术中，使在电介质管中流动的被处理水产生气泡，并向配置在液体中的电极之间施加高电压，从而在气泡内放电而产生等离子体。另外，在专利文献2所述的技术中，在供混合有气体的液体流通的电介质管的外部设有一个电极并在管内设有另一个电极。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015－116561号公报

专利文献2:日本特开2013－206767号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述现有技术中，至少有一个电极处于液体中，并会在该电极的周围发生放电。因此，在产生的等离子体中暴露的电极的成分会溶出到液体中。另外，由于包含围绕在电极周围的气泡的液体的状态时刻发生变化，因此产生的等离子体的密度、量容易不稳定。因此，在提高所投入的气体、相对于能量而言的等离子体发生效率和等离子体发生的稳定性的方面，上述现有技术仍有改进空间。

用于解决课题的方案

本发明针对上述课题而做出，目的是提供一种能够在使向液体中供给的气体产生等离子体的液体中等离子体发生装置中高效且稳定地产生等离子体的技术。

本发明的液体中等离子体发生装置的一个方案具备：框体，其在内部空间保持液体；气体供给管，其在所述内部空间内具有开口并从该开口向所述液体中排出气体；第一电极，其从所述气体供给管内经由所述开口向所述内部空间突出，且该突出部位具有导体部被电介质覆盖的结构；第二电极，其围绕所述第一电极的所述突出部位设置，且具有通过电介质与所述液体隔离的导体部；以及电压施加部，其向所述第一电极和所述第二电极之间施加电压，所述突出部位和所述第二电极之间的空间是供从所述开口排出的所述气体流通的流路。

在这样构成的发明中，由于第一电极的突出部位从向液体中供给气体的气体供给管的开口突出设置，因此可使从开口排出的气体以围绕突出部位周围的方式流通并导入液体中。并且，第一电极的突出部位、与围绕其设置的第二电极之间的空间是从开口排出的气体的流路，并且是可通过向电极之间施加电压而形成等离子体发生电场的等离子体发生场。因此，可使向液体中导入的气体以极高的概率通过等离子体发生场。

并且，第一电极和第二电极的导体部均通过电介质与液体隔离。特别是在第一电极的突出部位的周围，由从开口排出的气体形成将突出部位包裹的气泡，从而在第一电极的导体部和气体之间夹入将导体部覆盖的电介质的层。因此，因施加电压而发生的放电是电介质阻挡放电。因此，能够在与接触液体设置电极的情况相比以更大的区域稳定地放电。另外，由于导体部被覆盖，因此也能够防止导体部的材料(例如金属)因暴露于等离子体而向液体中溶出。

发明效果

如上所述，在本发明中，从在液体中开口的气体供给管的开口排出的气体以将第一电极的突出部位包裹的方式流动并导入液体中，且在突出部位的周围形成等离子体发生场。因此，能够在气体中高效且稳定地产生等离子体。另外，将这样等离子体化的气体向液体中供给，从而能够高效地生成富含通过等离子体化而生成的活性种的液体。

本发明的所述的以及其它的目的和新特征可通过参照附图并阅读以下的具体说明而更加清楚明白。但是附图仅用于说明而不限定本发明的范围。

附图说明

图1是表示具备本发明的液体中等离子体发生装置的一实施方式的液体处理装置的结构例的图。

图2是表示等离子体发生部的外观的图。

图3是表示等离子体发生部的内部结构的剖视图。

图4是对突出部位的周边的结构更加详细地表示的放大图。

图5是等离子体发生部的水平剖视图。

图6是说明该实施方式的等离子体发生的原理的图。

图7是表示由等离子体发生部产生等离子体时的照片的图。

图8是表示用于比较等离子体活性种的量的实验结果的一例的图。

图9A是表示第二电极的变形例的图。

图9B是表示第二电极的变形例的图。

具体实施方式

图1是表示具备本发明的液体中等离子体发生装置的一实施方式的液体处理装置的结构例的图。该液体处理装置1是在贮存槽2所贮存的水中溶解活性种而生成处理液的装置。液体处理装置1为了生成活性种而在等离子体发生部3中产生水中等离子体(相当于本发明的“液体中等离子体”的一例)。这样，在本实施方式中，水相当于本发明的“液体”的一例。在以下的各图中，铅垂方向朝上为(+Z)方向，铅垂方向朝下为(－Z)方向。

液体处理装置1具备配管系统5、插入在由配管系统5形成的液体的流路中的等离子体发生部3和泵6。配管系统5用于在向贮存槽2供给液体以及从贮存槽2送出液体的装置内供液体流通。具体而言，配管系统5所含的配管51的一端连接于贮存槽2侧面中的相对于内部的液体L的液面而言的下方位置，配管51的另一端连接于在等离子体发生部3下部设置的后述的液体导入口。在配管51插入有泵6，泵6根据从控制装置整体的控制部7发出的动作指令进行动作，从而将贮存槽2所贮存的液体经由配管51向等离子体发生部3供给。

等离子体发生部3是通过液体中等离子体处理使液体中含有活性种的装置，详情后述。具体而言，等离子体发生部3向利用泵6经由配管51送入的液体混合来自气体导入部8的气体，并利用来自交流电源4的高电压在该气体中产生等离子体，使产生的活性种溶入液体。这样，等离子体发生部3接受从外部供给的液体作为被处理液，并将在该被处理液中溶入了因等离子体发生而产生的活性种的液体作为处理液输出。

在等离子体发生部3的上部连接配管53的一端，配管53的另一端与贮存槽2连接。因此，能够使得从等离子体发生部3输出的液体、即在等离子体发生部3中接受了液体中等离子体处理的液体返回到贮存槽2。在液体处理装置1中，如虚线箭头所示，贮存槽2所贮存的液体经由配管51、53进行循环。一边这样进行循环一边在等离子体发生部3中产生液体中等离子体，从而能够提高液体所含活性种的浓度。

当这样生成含有活性种的液体、即处理液之后，则需要在适当的时机将该处理液从贮存槽2向外部送出。因此，在贮存槽2的下方侧面连接有配管54。在该配管54插入有开闭阀55。当按照从控制部7发出的开指令开启开闭阀55之后，则能够将贮存槽2所贮存的处理液向外部取出。另外，在贮存槽2的上方侧面连接有配管56，贮存槽2通过该配管56与液体供给源(省略图示)连接。在该配管56插入有开闭阀57。当按照从控制部7发出的开指令开启开闭阀57之后，则能够向贮存槽2补充处理前的液体、即不含活性种的液体。此外，在贮存槽2的顶板面连接有配管58，通过该配管58使贮存槽2的内部空间与液体处理装置1的周边环境气体连接。在该配管58中插入有开闭阀59。当按照从控制部7发出的开指令开启开闭阀59之后，则能够使贮存槽2的内部空间与液体处理装置1的周边环境气体连通而使贮存槽2的内部恢复为大气压。因此，开闭阀59发挥所谓放泄阀的作用。

在等离子体发生部3连接有气体导入部8的配管83。气体导入部8具有：经由上述配管83供给气体的气体供给源81、以及在配管83的途中插入的开闭阀82。开闭阀82按照从控制部7发出的开闭指令进行开闭，从而使向等离子体发生部3供给的气体的导入量随时间变化。即，当按照从控制部7发出的开指令开启开闭阀82之后，在完成开启的期间，可从气体供给源81经由开闭阀82和配管83压送气体，向等离子体发生部3供给。

图2是表示等离子体发生部的外观的图。另外，图3是表示等离子体发生部的内部结构的剖视图。如图2所示，等离子体发生部3以延伸于铅垂方向(Z方向)的筒状的框体31为主要结构。图3示出了包含框体31的管轴AX的铅垂面的剖面。

框体31例如是由石英玻璃形成且内部中空的筒状的管，并构成为在管壁形成为较薄的薄壁部31的两端连接有管壁相对较厚的厚壁部31a、31c。例如可以是在薄壁的管的两端通过以与其相同的内径通过焊接来接合厚壁的管来制作框体31。或者，也可以通过将厚壁的管的一部分侧壁面切削、研磨、或者拉伸延长而使其薄壁化来进行制作。

上侧的厚壁部31a的上端与配管53连接，图示省略。另外，在下侧的厚壁部31c的侧面接合有液体导入管31d，该液体导入管31d用于将从贮存槽2供给的液体作为被处理液而接受。在该液体导入管31d连接配管51。因此，在框体31的内部空间SP，从下部作为被处理液导入的液体向上方流通并从上端部作为处理液被送出。

在框体31的内部空间SP插通有在铅垂方向上延伸的内管32。内管32是具有比框体31的内径小的外径的例如石英玻璃制的管。利用例如由硅橡胶那样的弹性材料形成的密封栓33将内环32与框体31的管轴AX大致同轴地支撑。密封栓33也具有使内部空间SP与外部空间隔离而防止液体流出的密封功能。在框体31的内部空间SP，内管32从液体导入管31d延伸至比导入液体的位置靠上方。内管32的上端32a位于例如框体31的薄壁部31b的铅垂方向的大致中央部。内管32的上端32a与框体31的内部空间SP连通。即，内管32的上端32a具有向上的开口32b。

另一方面，内管32的下端经由密封栓33朝向框体31的外部向下突出，且其侧面连接有气体导入管32c。气体导入管32b与气体导入部8的配管83连接，图示省略。从气体导入部8供给的气体经由气体导入管32c和内管32的内部从开口32b导入于在框体31的内部空间SP向上流通的液体中。因此，导入的气体成为液体中的气泡并在内部空间SP内向上方移动。

在内管32的内部插通有延伸于铅垂方向的第一电极34。第一电极34构成为截面大致呈圆形的棒状的导体部341的表面被电介质例如由石英玻璃形成的表面层342覆盖。表面层342也可以通过在导体部341的表面涂覆电介质材料而形成。另外，第一电极34也可以构成为在上端部封固的电介质材料制的管的内部插通有导体部341。第一电极34通过例如由硅橡胶那样的弹性材料形成的密封栓35而与内管32大致同轴地被支撑。在第一电极34的下端，导体部341部分地没有被表面层342覆盖而露出，且该部分与交流电源4电连接。

第一电极34的上端34a延伸至比内管32的上端32a靠上方。因此，第一电极34的前端部成为从内管32的开口32b向上方突出的状态。以下将第一电极34的这样向比内管32的上端32a靠上方突出的部位称为“突出部位”并附加符号34b。

图4是将突出部位周边的结构更具体地表示的放大图。如图3和图4所示，第二电极36以从侧方(水平方向)围绕第一电极34的突出部位34b的方式设置。具体而言，是以将框体31的薄壁部31b中的在铅垂方向上与突出部位34b对应的位置围绕的方式配置有环状的金属板所构成的第二电极36。第二电极36的铅垂方向位置设定为俯视呈至少一部分与突出部位34b重叠。第二电极36通过形成薄壁部31b的管壁的电介质即石英玻璃层与内部空间SP内的液体隔离。

图5是表示等离子体发生部的水平截面、具体而言是图3的A－A线截面的图。如图5所示，在突出部位34b的附近彼此大致同轴地配置有：第一电极34的导体部341、表面层342、内管32、框体31的薄壁部31b以及第二电极36。

第一电极34的外径比内管32的内径小。因此在图5所示俯视图中，第一电极34包含在内管32的开口32b的内部。因此，第一电极34的外侧面和内管32的内侧面之间的空间成为气体的流路。在该流路中流通的气体在第一电极34的周围通过并从开口32b流入框体31的内部空间SP。另外，内管32的外径比框体31的内径小。因此，内管32的外侧面和框体31的内侧面之间的空间成为液体的流路。

从交流电源4向第一电极34和第二电极36之间施加交流高电压。由此，在第一电极34、尤其是突出部位34b周围的空间形成较强的交流电场。以将第一电极34的棒状的导体部341围绕的方式大致同轴地配置环状的第二电极36，从而能够在两者之间沿着周向大致均匀地并且在第一电极34附近形成特别强的电场。即，在该等离子体发生部3中能够在第一电极34的突出部位34b的周围使电场集中而形成局部的较强的等离子体发生场。

另外，如图3所示，第二电极36的铅垂方向长度比突出部位34b的长度大。第二电极36的上端部延伸至比突出部位34b的上端部靠上方侧，第二电极36的下端部延伸至比突出部位34b的下端部靠下方侧。采用这种结构，从而在突出部位34b的周边形成在高度方向上也大致均匀的电场。

图6是说明该实施方式的等离子体发生的原理的图。框体31内部的处理空间SP被从贮存槽2供给的液体L充满。如虚线箭头所示，液体L在框体31的内壁和内管32的外壁之间的空间向上流通。另一方面，从气体导入部8供给并在内管32的内部流通的气体G如虚线箭头所示那样，在第一电极34的周围向上流通并从开口32b形成气泡而导入液体中。此时，如果适当地设定气体G的流量，则能够利用液体L的表面张力的作用，形成将第一电极34的突出部位34b包裹的气泡B1。

如上所述，由于在突出部位34b的周围形成特别强的电场，因此会在气泡B1内因放电而产生等离子体。第一电极34的导体部341被电介质的表面层342覆盖，因此这时的放电是电介质阻挡放电。另外，在突出部位34b的周围，在轴向和径向上形成大致均匀的电场。由此，能够在围绕突出部位34b的气泡B1内的较大区域内稳定地产生均匀的等离子体。

经由内管32进一步供给气体G，从而使气泡B1从突出部位34b游离到液体中。游离的气泡B2中包含由等离子体生成的高浓度的活性种。由于其溶入液体中而使液体L含有活性种。含有活性种的液体L经由配管53向贮存槽2回流，从而贮存槽2内的液体的活性种的浓度上升。利用配管系统5使液体循环，从而能够进一步提高液体中的活性种的浓度。

第一电极34和第二电极36的导体部均不与液体L接触。由此，能够使发生的放电的模式为电介质阻挡放电，并能够在较大区域稳定地产生等离子体。另外，由于导体部暴露于等离子体而还能够防止导体材料向液体溶出。这样，本实施方式的液体处理装置1能够生成富含活性种而没有杂质混入的液体作为处理液。

图7是表示利用等离子体发生部产生等离子体时的照片的图。在照片中，延伸于上下方向的明亮部分是框体31，呈现于其中央部的较暗部分是第二电极36。可见框体31内部的被第二电极36包围的部分特别明亮，且在该部分产生了高浓度的等离子体。

接下来对于将框体31构成为将厚壁部31a、31c和薄壁部31b连接的理由进行说明。首先，如果考虑到框体31整体的强度和制造的容易程度，则优选整体由厚度恒定的厚壁的管构成。尤其是与外部的配管53连接的部分即上端部、和与液体导入管31d接合的部分需要足够的厚度。另一方面，为了在第一电极34的突出部位34b的周围获得较高的电场强度，作为电介质的管壁的石英玻璃优选尽可能地薄。因此，在该实施方式的框体31中使两端为厚壁部31a、31c，并使形成等离子体发生场的中央部分为薄壁部31b，从而满足上述要求。

使夹设于电极之间的电介质层较薄这样的要求对于第一电极34也是同样的。即，第一电极34的电介质制的表面层342优选在避免机械强度受损的前提下尽可能地薄。

这对于气体G为不易产生等离子体的气体类型的情况尤其重要。本案发明人将水(纯水)作为液体L并将外径为10mm左右的石英管用作框体31进行了各种实验。根据其结果，当管壁为1mm时，如气体G为氩气则会比较简单地产生等离子体，但是在将空气用作气体G时则未产生等离子体。在使用空气的情况下，如果管壁不是0.5mm以下则不产生等离子体。第一电极34的表面层342也具有同样的倾向。因此，使框体31的薄壁部31b的管壁的厚度为0.4mm并使第一电极31的表面层342的厚度为0.3mm。这样，即使在将空气用作气体G的情况下，也能够稳定地产生高浓度的等离子体。

在为了进行杀菌、促进植物的生长等而在大气中利用含有活性种的处理液的方式中，能够将空气(大气)用作产生等离子体的气体具有很大优势。即，能够利用装置的工作环境中所存在的事实上无穷无尽的大气来生成处理液，因此无需特别的气体供给源。作为液体处理装置1的气体供给源81，只要是能够将例如周边的大气取入并进行加压送出的压缩机即可。这对于简化装置结构而实现装置的小型化是有利的且能够降低处理成本。

即使在将氦气、氩气等比较容易产生等离子体的气体种用作气体G的情况下，管壁的薄壁化的效果也较大。即，通过管壁的薄壁化而使电场强度升高，从而使得等离子体密度上升。因此，对于导入的气体的利用效率提高，并且在相同气体使用量的情况下能够产生更多的活性种。其结果是，能够生成杀菌等的效果高的处理液。另外，能够抑制为了获得相同的等离子体密度所需的气体使用量，因此能够降低处理成本。另外，能够削减生成含有所需浓度的活性种的处理液所需的时间、耗能。

图8是表示用于比较等离子体活性种的量的实验结果的一例的图。本案发明人将添加了靛蓝的水注入等离子体发生部3并调查液体颜色如何随着处理时间的经过而变化。靛蓝与活性种发生反应而脱色，因此利用吸光度对液体颜色进行了评价。曲线A是将框体31的管壁的厚度设为1mm并将第一电极34的表面层342的厚度设为0.7mm时的结果。另一方面，曲线B是在框体31设置管壁为0.4mm的薄壁部31b并使第一电极34的表面层342的厚度为0.3mm时的结果。由图8可知，通过使管壁较薄，从而能够在短时间内促进吸光度的降低，在处理液体中生成大量的活性种。

如上所述，在上述实施方式中，等离子体发生部3作为本发明的“液体中等离子体发生装置”发挥功能。另外，框体31、第一电极34和第二电极36分别相当于本发明的“框体”、“第一电极”和“第二电极”。并且，内管32作为本发明的“气体供给管”发挥功能，交流电源4作为本发明的“电压施加部”发挥功能。

另外，在框体31中，与配管51连接的液体供给管31的开口部相当于本发明的“导入口”。另外，与配管53连接的框体31上端部的开口相当于本发明的“送出口”。另外，在上述实施方式的液体处理装置1中，贮存槽2作为本发明的“贮存部”发挥功能，而泵6作为本发明的“液体供给部”发挥功能。

此外，本发明不限于上述实施方式，而能够在不脱离其主旨的范围内进行上述以外的其它各种变更。例如虽然在对上述实施方式的说明中设想了第一电极34的突出部位34b被气泡B1完全包裹的情况，但是不限于此。例如也可以采用以围绕突出部位34b的周围的方式产生大量细小气泡的条件。由于在形成高电场的突出部位34b周围存在大量的气泡，因此能够提高各气泡内的等离子体发生概率而高效地产生等离子体。

另外，虽然在上述实施方式中设置有在框体31的薄壁部31b的外周面呈环状覆盖的第二电极36，但是第二电极除了上述以外也可以采用例如以下这样的结构。

图9A和图9B是表示第二电极的变形例的图。图9A所示的第二电极37是由在周向上分割为多个的电极片371构成。采用这种结构，也能够在第一电极34的突出部位34b的周围产生在周向上大致均匀的电场。

另外，图9B所示的第二电极38构成为在导体部381上覆盖有电介质(例如石英玻璃)的表面层382，且配置于框体31内的内部空间SP。采用这种结构，也能够在突出部位34b的周围产生在周向上大致均匀的电场。另外，与在框体外设置第二电极的情况相比，能够缩小电极之间的距离，因此能够提高电场强度或者降低施加电压。此外，例如也可以是第二电极埋入框体的结构。

另外，虽然上述实施方式的框体31和第一电极34的表面层342是石英玻璃制，但是其仅为用作电介质的一例。只要是相对于所使用的液体、等离子体具有耐性且不会在液体中溶出杂质的材料则也可以是除此以外的其它电介质材料。例如就实用而言，管壁不是必须透明，也可以采用不透明的材料。

另外，框体31的厚壁部和薄壁部可以是不同的材料。并且可以是管整体为薄壁而以其它机械方式进行加固的结构。另外，只要能够获得在第一电极的突出部位周围产生等离子体所需的足够的电场强度，则也可以是管壁整体为厚壁。

另外，在上述实施方式的第一电极34，框体31内的导体部341的整体被表面层342覆盖。但是与第二电极36的距离以不产生放电的程度远离，并且在内管32内不会与液体接触的部分则不是必须进行覆盖。

另外，虽然在上述实施方式中，框体31、内管32和第一电极34彼此同轴地配置，但是它们不必为严格同轴的结构。即，只要在内管32流通的气体以包围第一电极34周围的方式导入液体中即可。因此，例如俯视来看，第一电极34的突出部位34b只要包含在内管32的开口32b的内部即可。只要是这样，内管32和第一电极34也不是必须同轴。即，第一电极34不是必须严格地配置于内管32的中心。另外，框体31和内管32也只要是能够使液体在两者的空间内顺畅流通即可而不是必须同轴。另外，这些配管的截面形状不是必须为圆形或者彼此相似的形状而能够适当改变。

另外，在上述实施方式中，在进行内管32向框体31的安装和第一电极34向内管32的安装时采用了弹性材料的密封栓。因此容易进行等离子体发生部3的分解。但是也可以取代这种方式而通过粘接、焊接使部件之间永久的固定连接。

另外，上述实施方式的等离子体发生部3还具有框体31作为使液体流通的配管的一部分的功能。但是，本发明“框体”不限于这种结构，例如也可以具有在内部空间贮存液体的容器的功能。

另外，在上述实施方式中，等离子体发生部3呈具有大致铅垂方向的管轴AX的管状，但是不限于此。例如在将具有图2的结构的等离子体发生部3配置为管轴AX水平的情况下，能够良好地产生等离子体。在对等离子体发生部中的液体和气体进行压送时，从内管的开口排出的气体所形成的气泡主要是在沿着其排出方向和周围的液体的压送方向的方向上延伸。因此，只要气泡延伸的方向和第一电极的突出部位的延设方向大致相同，即能够获得与上述相同的效果。

在上述实施方式中，内管32的延设方向是上下方向，设置于其上端32a的向上的开口32b排出气体，并且构成为第一电极34从开口32b向上突出。因此，突出部位34b的延设方向不仅与液体L和气体G的流通方向一致，而且也与在液体L中作用于气体G的浮力的方向一致。因此，能够进一步提高气泡以围绕突出部位34b周围的方式产生的概率。由此，能够扩大液体中的等离子体发生区域并更加高效地产生等离子体。

另外，在上述实施方式中，作为本发明的“液体中等离子体发生装置”的等离子体发生部3是在循环的液体的流路上设置的“液体处理装置”。但是，本发明的液体中等离子体发生装置其自身具有向液体中溶入活性种而生成处理液的功能，其适用范围不限于这样的循环路径。例如也可以采用将从等离子体发生部3的上部输出的处理过的液体直接向外部取出而用作处理液的方式。另外，所使用的液体和气体也不限于上述而是任意的。

以上例示具体的实施方式进行了说明，但是本发明的液体中等离子体发生装置也可以是开口向上开设且突出部位从开口向上突出而第二电极的导体部从侧方围绕突出部位的结构。采用这种结构，可使从开口排出的气体在液体中向上流动。因此，能够提高在向上延伸的突出部位的周围使大量气体通过而产生等离子体的概率。

另外，例如也可以是俯视呈突出部位位于开口的内部且第二电极围绕开口周围的结构。另外，也可以是侧视呈突出部位和第二电极至少一部分彼此重叠的结构。采用这种结构，从开口排出的气体的大部分会通过在周围形成等离子体发生场的突出部位的周围而导入液体中。因此，能够提高等离子体发生效率。

另外，第一电极也可以是沿着气体供给管的管轴延设的棒状体，并构成为该棒状体的侧面与气体供给管的内侧面之间的空间成为气体的流路。采用这种结构，气体在截面呈环状的流路中通过并顺畅地流动，并构成为第一电极被该流路包围。因此，能够在突出部位的周围稳定地形成气泡。

另外，框体具有由电介质形成的筒状体，并构成为气体供给管在筒状体的内部与筒状体同轴地设置，且在筒状体的内侧面与气体供给管之间的空间保持液体。采用这种结构，从气体供给管供给的气体全部与周围的液体接触。由此，能够使因气体中的等离子体发生而生成的活性种高效地溶入液体中。

另外，框体也可以构成为具有由电介质形成的筒状体，且第二电极设置于筒状体的外周面。采用这种结构，能够利用框体的壁面使第二电极与框体内的液体隔离。其结果是，能够避免第二电极与液体接触。

另外，第二电极的导体部也可以是围绕筒状体的外周面的环状的导体。采用这种结构，能够在第一电极的周围产生俯视在周向上大致均匀的电场。其结果是，能够在第一电极的周围产生均匀的等离子体。

另外，第一电极、气体供给管、筒状体和第二电极也可以是相对于铅垂轴同轴地设置的结构。采用这种结构，使得第一电极与气体供给管之间的气体的流路和气体供给管与筒状体之间的液体的流路在铅垂方向上具有恒定的截面形状。因此，能够使气体和液体在各自的流路中顺畅地流通。由此使第一电极的突出部位周围的液体和气体的流动稳定并且使该区域的等离子体发生稳定化。另外，通过将第一电极和第二电极同轴配置，从而能够使在第一电极周围形成的电场均匀。

另外，也可以是在框体设有：在比突出部位靠下方向内部空间导入液体的导入口；和在比突出部位靠上方将液体向外部送出的送出口的结构。采用这种结构，使得液体在框体内向上流动，且含有等离子体活性种并在液体中上升的气泡与液体长时间地接触。因此，能够高效地将活性种取入液体中。

另外，在本发明的液体处理装置中，例如液体供给部也可以是将贮存部所贮存的液体向导入口供给的结构。采用这种结构，使在液体中等离子体发生装置中通过的液体进行循环，从而能够提高液体中的活性种的浓度。

以上依据特定的实施例对本发明进行了说明，该说明不构成限定。本领域技术人员可参照对本发明的说明而知晓与本发明的其它实施方式同样地揭示的实施方式的各种变形例。因此认为该变形例或者实施方式也包含在本发明范围内。

工业实用性

本发明能够广泛适用于液体中等离子体发生技术和采用该技术来生成含有活性种的处理液的技术。

符号说明

1—液体处理装置；2—贮存槽(贮存部)；3—等离子体发生部(液体中等离子体发生装置)；4—交流电源(电压施加部)；6—泵(液体供给部)；31—框体；32—内管(气体供给管)；32b—开口；34—第一电极；34b—突出部位；36—第二电极；341—导体部；342—表面层；G—气体；L—液体。

Claims (12)

1.一种液体中等离子体发生装置，其特征在于，具备：

框体，其在内部空间保持液体；

气体供给管，其在所述内部空间内具有开口并从该开口向所述液体中排出气体；

第一电极，其从所述气体供给管内经由所述开口向所述内部空间突出，且该突出部位具有导体部被电介质覆盖的结构；

第二电极，其围绕所述第一电极的所述突出部位设置，且具有通过电介质与所述液体隔离的导体部；以及

电压施加部，其向所述第一电极和所述第二电极之间施加电压，

所述突出部位和所述第二电极之间的空间是供从所述开口排出的所述气体流通的流路。

2.根据权利要求1所述的液体中等离子体发生装置，其特征在于，

所述开口向上开设，所述突出部位从所述开口向上突出，所述第二电极的所述导体部从侧方围绕所述突出部位。

3.根据权利要求2所述的液体中等离子体发生装置，其特征在于，

俯视观察时，所述突出部位位于所述开口的内部，所述第二电极围绕在所述开口的周围。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液体中等离子体发生装置，其特征在于，

侧视观察时，所述突出部位与所述第二电极至少一部分彼此重叠。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体中等离子体发生装置，其特征在于，

所述第一电极是沿着所述气体供给管的管轴延伸的棒状体，该棒状体的侧面与所述气体供给管的内侧面之间的空间成为所述气体的流路。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的液体中等离子体发生装置，其特征在于，

所述框体具有由电介质形成的筒状体，所述气体供给管在所述筒状体的内部与所述筒状体同轴地设置，在所述筒状体的内侧面与所述气体供给管之间的空间保持所述液体。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的液体中等离子体发生装置，其特征在于，

所述框体具有由电介质形成的筒状体，所述第二电极设置于所述筒状体的外周面。

8.根据权利要求6或7所述的液体中等离子体发生装置，其特征在于，

所述第二电极的所述导体部是围绕所述筒状体的外周面的环状的导体。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的液体中等离子体发生装置，其特征在于，

所述第一电极、所述气体供给管、所述筒状体以及所述第二电极相对于铅垂轴同轴地设置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的液体中等离子体发生装置，其特征在于，

在所述框体设置有：导入口，其在比所述突出部位靠下方将所述液体导入所述内部空间；以及送出口，其在比所述突出部位靠上方将所述液体向外部送出。

11.一种液体处理装置，其生成含有活性种的处理液，

所述液体处理装置的特征在于，具备：

权利要求10所述的液体中等离子体发生装置；

向所述导入口供给所述液体的液体供给部；以及

将从所述送出口送出的所述液体作为所述处理液贮存的贮存部。

12.根据权利要求11所述的液体处理装置，其特征在于，

所述液体供给部将贮存于所述贮存部的所述液体供给至所述导入口。

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