JP2013025880A - プラズマ発生装置及びこれを用いた洗浄浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電発生終了後の気体通路の目詰まりを防止できるとともに、不安定な放電現象をも防止できるプラズマ発生装置を提供する。
【解決手段】プラズマ発生装置１は、水を含む液体を収容する液体収容部３と、気体を収容する気体収容部４と、気体収容部４の気体を液体収容部３へ導く気体通路５ａを有し、液体収容部３と気体収容部４とを隔てる隔壁部５と、気体収容部４に配設された第１電極１０と、液体収容部３の液体と接触するように配設された第２電極１１と、気体通路５ａを介して気体収容部４の気体を液体収容部３へ圧送させる態様で、酸素を含む気体を気体収容部４に供給する気体供給部と、第１電極１０と第２電極１１との間に放電を発生させることにより、液体収容部３の液体内に圧送された気体をプラズマ化するプラズマ電源部と、気体通路５ａの付着物Ａを物理的に除去する付着物除去手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ発生装置及びこれを用いた洗浄浄化装置に関する。

従来、気泡を含む液中で放電を行うことにより、気泡にラジカル等を発生させ、液体を改質するようにした水中放電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この水中放電装置では、放電容器内の液体に気体を導入する必要があるため、容器に小さな孔を空け、その孔を気体通路としている。

特開２００１−９４６３号公報

しかしながら、上述した従来の水中放電装置では、放電発生終了後に気体通路から液体が排出し切れないままで放置されると、水分が蒸発してカルシウム等の不純物（汚染物）が析出されて気体通路或いは気体通路近傍に付着する。このため、気体通路が目詰まりを起こし、安定した放電が得られなくなる可能性があった。

さらに、従来の水中放電装置では、液体に含まれるカルシウム等の不純物の成分によって、液体の電気抵抗値が大きく変動する。この変動により、電極間（第１電極と第２電極との間）に所定の電圧を印加しても、放電発生にばらつきが生じ、安定した放電を得ることが難しかった。

そこで、本発明は、放電発生終了後の気体通路の目詰まりを防止するとともに、不安定な放電をも防止できるプラズマ発生装置及びこれを用いた洗浄浄化装置の提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、水を含む液体を収容する液体収容部と、気体を収容する気体収容部と、前記気体収容部の気体を前記液体収容部へ導く気体通路を有し、前記液体収容部と前記気体収容部とを隔てる隔壁部と、前記気体収容部に配設された第１電極と、前記液体収容部の液体と接触するように配設された第２電極と、前記気体通路を介して前記気体収容部の気体を前記液体収容部へ圧送させる態様で、酸素を含む気体を前記気体収容部に供給する気体供給部と、前記第１電極と前記第２電極との間に所定の電圧を印加して前記第１電極と前記第２電極との間に放電を発生させることにより、前記液体収容部の液体内に圧送された気体をプラズマ化するプラズマ電源部と、前記気体通路の付着物を物理的に除去する付着物除去手段とを備えることを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記付着物除去手段は、前記気体収容部内に配設されることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記付着物除去手段は、前記気体通路を常時塞ぐとともに、前記プラズマ電源部により気体がプラズマ化される際にのみ前記気体通路を開放することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の特徴に係り、前記気体通路の付着物の量を検知する付着物検知手段をさらに備えることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記付着物除去手段は、前記隔壁部であり、前記隔壁部の変化により前記気体通路の付着物が物理的に除去されることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、第１乃至第５の特徴に係るプラズマ発生装置を備えることを要旨とする。

本発明のプラズマ発生装置は、気体通路に付着した付着物を物理的に除去する付着物除去手段を備えている。例えば、付着物除去手段は、気体通路近傍や気体通路内に接触し、気体通路に付着した付着物を除去する。これにより、付着物が気体通路５ａを詰まらせてしまうことを確実に回避できる。このため、気体通路の目詰まりを防止できるとともに、不安定な放電現象をも防止できる。従って、安定した放電が得られ、気体を確実にプラズマ化することができ、より安定してオゾンやラジカル等を大量に生成することができ、洗浄浄化作用を高めることが可能となる。

図１（ａ）は、第１実施形態に係るプラズマ発生装置１を模式的に示す全体断面図であり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、第１実施形態に係る気体通路５ａ近傍を示す拡大図である。 図２は、第１実施形態に係るプラズマ発生装置１の動作を説明するための一状態を模式的に示す部分拡大断面図である。 図３は、第２実施形態に係るプラズマ発生装置１Ａを模式的に示す全体断面図である。 図４は、第３実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｂを模式的に示す全体断面図である。 図５は、第４実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｃを模式的に示す全体断面図である。 図６は、第５実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｄを模式的に示す全体断面図である。 図７（ａ）は、第６実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｅを模式的に示す全体断面図であり、図７（ｂ）は、第６実施形態に係る気体通路５ａ近傍を示す拡大図（付着物Ａ除去前）であり、図７（ｃ）は、第６実施形態に係る気体通路５ａ近傍を示す拡大図（付着物Ａ除去中）である。 図８は、第７実施形態に係る洗浄浄化装置４０を示す斜視図である。 図９は、第７実施形態に係る洗浄浄化装置４０の断面図である。 図１０は、図９のＡ−Ａ断面図である。

次に、本発明に係るプラズマ発生装置及びこれを用いた洗浄浄化装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

［第１実施形態］
（プラズマ発生装置１の構成）
まず、第１実施形態に係るプラズマ発生装置１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は、第１実施形態に係るプラズマ発生装置１を模式的に示す全体断面図であり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、第１実施形態に係る気体通路５ａ近傍を示す拡大図である。

図１（ａ）に示すように、プラズマ発生装置１は、ケース部材２を備えている。ケース部材２の形状は、例えば円筒形状または角筒形状等とされるが、その形状には限定されない。ケース部材２の内側には、液体収容部３と気体収容部４を隔てる隔壁部５が設けられている。このケース部材２は、隔壁部５によって内部空間が上下に仕切られ、図１（ａ）の上方空間を液体収容部３とし、下方空間を気体収容部４としている。液体収容部３には、水を含む液体６が収容される。気体収容部４には、酸素を含む気体が収容される。

隔壁部５は、例えばセラミックス部材等で形成されており、気体収容部４の気体を液体収容部３へ導く気体通路５ａを有している。この気体通路５ａは、気体収容部４から液体収容部３へ気体を送り込むことができる大きさとされている。このため、気体通路５ａは、出来るだけ大きい方が良い。しかし、気体通路５ａの孔が大き過ぎると、液体収容部３に収容された液体６が気体収容部４へと流れ込んでしまう。そこで、気体の液体収容部３への導入と液体収容部３から気体収容部４への液体６の流入を防止することのできる大きさに気体通路５ａを形成することが望ましい。

本実施形態では、気体通路５ａの孔径を約１μｍ〜１０μｍ程度として、液体収容部３に収容された液体６が気体通路５ａから気体収容部４へ漏れ出ることがないようにしている。

ケース部材２の側壁２ａには、気体収容部４と外部との間を連通する気体導入口７が設けられている。この気体導入口７には、配管８（気体導入路）が挿通されている。そして、気体収容部４は、配管８を介してケース部材２の外部に設けられた気体供給部９と接続されている。本実施形態では、少なくとも酸素（Ｏ２）を含む気体が、気体供給部９から気体収容部４内に供給される。気体供給部９から供給された気体は、気体通路５ａから液体収容部３の液体６内へ圧送される。

気体収容部４には、第１電極１０が配設されている。一方、液体収容部３には、液体６と接触するように第２電極１１が配設されている。これら第１電極１０及び第２電極１１は、互いに隔壁部５を間に挟んで気体収容部４と液体収容部３にそれぞれ配置された構造となっている。また、これら第１電極１０及び第２電極１１は、何れも隔壁部５及びケース部材２と非接触状態で配置されている。また、第１電極１０及び第２電極１１は、何れも略球体とされている。第２電極１１は、液体６と接触するように配置されると共にグランドにアースされている。なお、第１電極１０及び第２電極１１の形状は、略球体に限定されない。

また、第１電極１０及び第２電極１１は、それぞれリード線１２を介してプラズマ電源部１３に電気的に接続されている。プラズマ電源部１３は、第１電極１０と第２電極１１との間に所定の電圧を印加するようになっている。この電圧印加により、第１電極１０と第２電極１１との間には、放電が発生する。そして、この放電によって気体通路５ａより液体収容部３の液体６内に圧送された気体がプラズマ化される。

このようなプラズマ発生装置１は、水分が蒸発してカルシウム等の不純物（汚染物）が析出されて気体通路５ａに付着した付着物Ａを物理的に除去する付着物除去手段１００をさらに備えている。付着物除去手段１００は、液体収容部３内に配設されている。具体的には、付着物除去手段１００は、支持部材１１０と、駆動部材１２０と、除去部材１３０とを備えている。

支持部材１１０は、隔壁部５に固定されており、駆動部材１２０を支持している。駆動部材１２０は、除去部材１３０を上下方向に移動可能に支持し、例えば、シリンダー等によって構成されている。除去部材１３０は、先端が鋭利状（針状）に形成されている。この除去部材１３０は、図１（ｂ）に示すように、駆動部材１２０の駆動により上下方向に移動する。すなわち、除去部材１３０は、上方から下方に移動することによって、気体通路５ａ内に入り込んで気体通路５ａに接触する。これにより、除去部材１３０は、気体通路５ａに付着した付着物Ａを除去し、気体通路５ａの目詰まりを防止できる。

ここで、除去部材１３０は、必ずしも上下方向に移動するものに限らず、例えば、図１（ｃ）に示すように、気体通路５ａ近傍において隔壁部５上を摺動する構成（例えば、弾性体からなるワイパーやブラシ）であってもよい。これにより、除去部材１３０は、気体通路５ａ近傍に付着した付着物Ａを除去し、気体通路５ａの目詰まりが生じ難くなる。

（プラズマ発生装置１の動作）
次に、上述したプラズマ発生装置１の動作（ヒドロキシラジカルの生成方法）について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係るプラズマ発生装置１の動作を説明するための一状態を模式的に示す部分拡大断面図である。

先ず、気体通路５ａを介して気体収容部４の気体を液体収容部３へ圧送させる態様で、酸素を含む気体を気体収容部４に供給する（気体を供給する工程）。

本実施形態では、空気をベースとして酸素を含有した気体（流量約０．０１Ｌ／ｍｉｎ
〜１．０Ｌ／ｍｉｎ（１０ｃｃ／ｍｉｎ〜１０００ｃｃ／ｍｉｎ））が、気体供給部９から配管８を介して気体収容部４に送り込まれる。このとき、気体を送り込む圧力は、約０．００９８ＭＰａ〜〜０．０５ＭＰａ程度とされる。

このように、気体供給部９は、大気中の気体（空気）を供給する機能を備えている。なお、気体の供給流量は、気体供給部９に設けた図示せぬ流量制御部によって制御されている。また、気体供給部９に、大気中の気体だけでなく他の種類の気体（例えば、酸素濃度が異なる気体）を供給できる機能を持たせるようにしてもよい。更には、この気体供給部９に、様々な種類の気体の中から１種類もしくは複数種類の気体を選択的に供給できるように気種制御部を設けてもよい。

そして、気体が気体収容部４に供給されることで、気体収容部４の圧力は、大気圧にこの圧力が加わって約０．１１ＭＰａ〜〜０．０５ＭＰａ程度となり、陽圧状態になる。このように、気体収容部４を陽圧とすることで、気体収容部４から気体通路５ａを経て液体収容部３へ向う気体の流れが形成される。

そして、上述したように酸素を含有した気体を供給することで、図２に示すように、気体通路５ａの液体収容部３側において酸素を含む微細な気泡１６が成長する（気泡を成長させる工程）。

次に、プラズマ電源部１３によって、第１電極１０と第２電極１１との間に所定の電圧が印加される。なお、印加する電圧としては、大気圧の下においてグロー放電を可能にする電圧（パワー：約１０Ｗ〜１００Ｗ程度）が好ましい。このとき、プラズマ電源部１３に電圧制御部を設け、第１電極１０と第２電極１１との間に印加する電圧を制御することが好ましい。

そして、第１電極１０と第２電極１１とに所定の電圧が印加されることで、第１電極１０と第２電極１１との間には、大気圧以上の圧力の気体雰囲気の下で放電が生じる。なお、大気圧のもとでプラズマを生成する技術については、例えば、文献Ａ（岡崎幸子、「大気圧グロー放電プラズマとその応用」、レビュー講演：２０ｔｈ ＪＳＰＦ ＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｇ）に報告されている。

そして、この放電によって、液体収容部３の液体６中における気体の領域においてプラズマが生成され、液体６に含まれる水や気体に含まれる酸素によってオゾンやヒドロキシラジカル等が生成される（ヒドロキシラジカルを生成する工程）。

本実施形態では、気泡１６内の気体（液体収容部３の液体６中における気液境界面近傍の気体）に電位差を生じさせてプラズマを生成している。このように、ヒドロキシラジカルが生成され易い気液境界面の近傍に電位差を生じさせることで、より多くのオゾンやヒドロキシラジカル等を生成できるようになる。なお、本実施形態では、気体通路５ａの液体６側の気泡１６だけでなく、液体収容部３へ送り出された気泡１６内でもオゾンやヒドロキシラジカル等を生成することができる。

こうして生成されたオゾンやヒドロキシラジカル等は、上述した気泡１６の流れに伴って、液体収容部３へ送り出されることになる。

本実施形態では、液体収容部３内の液体６の流れにより、ヒドロキシラジカル等を含んだ気泡１６を隔壁部５からせん断して液体６中に放出させている（気泡放出工程）。

具体的には、気泡１６が成長する液体収容部３では、液体６が導入されることによって液体６の流れ（図２の矢印１７参照）が生じている。図２に示すように、矢印１７方向に流れる液体６が、成長する気泡１６に当たると、液体６の流れが気泡１６にせん断力として作用し、気泡１６は気体通路５ａから液体６中へ解き放たれる。

液体６中に解き放たれた気泡１６は、微細な気泡であるため、大気中に直ぐに放出されることなく液体６の隅々にまで拡散する。そして、拡散した微細な気泡１６の一部は、液体６中に溶解する。このとき、気泡１６に含まれているオゾン等が液体６中に溶解することで、液体６のオゾン濃度は一気に上昇することになる。

また、文献Ｂ（高橋正好、「マイクロバブルとナノバブルによる水環境の改善」、アクアネット、２００４．６）によれば、通常、オゾンや各種のラジカルを含んだ微細な気泡１６はマイナスに帯電していることが多いことが報告されている。そのため、気泡１６の一部は、液体６中に含まれる有機物、油脂物、染料、たんぱく質、細菌等に吸着する。液体６中の有機物等は、液体６に溶解したオゾン或いは各種のラジカルや有機物等に吸着した気泡１６に含まれるオゾンあるいは各種のラジカル等によって分解される。

例えば、ヒドロキシラジカル等は、約１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ程度の比較的大きなエネルギーを有している。このエネルギーは、窒素原子と窒素原子との二重結合（Ｎ＝Ｎ）、炭素原子と炭素原子との二重結合（Ｃ＝Ｃ）或いは炭素原子と窒素原子との二重結合（Ｃ＝Ｎ）等の結合エネルギー（〜１００ｋｃａｌ／ｍｏｌ）を上回る。そのため、窒素や炭素等の結合からなる有機物等は、このヒドロキシラジカル等によって容易にその結合が切断されて分解されることになる。このような有機物等の分解に寄与するオゾンやヒドロキシラジカル等は、塩素等のような残留性がなく時間とともに消滅するため、環境に配慮した物質でもある。

（作用・効果）
以上説明した第１実施形態では、付着物除去手段１００は、気体通路５ａに付着した付着物Ａを除去する。具体的には、除去部材１３０は、気体通路近傍や気体通路内に接触し、気体通路５ａ或いは気体通路５ａ近傍に付着した付着物Ａを物理的に除去する。これにより、付着物Ａが気体通路５ａを詰まらせてしまうことを確実に回避できる。このため、気体通路５ａの目詰まりを防止できるとともに、不安定な放電現象をも防止できる。従って、安定した放電が得られ、気体を確実にプラズマ化することができ、より安定してオゾンやラジカル等を大量に生成することができ、洗浄浄化作用を高めることが可能となる。

また、第１実施形態では、第１電極１０が気体収容部４に配設され、第２電極１１が液体収容部３中の液体６と接触するように配設される。そして、これら第１電極１０と第２電極１１と間に放電を発生させている。これにより、液体収容部３の液体６内における気体の領域において、プラズマが生成され、液体６に含まれる水及び気体に含まれる酸素からヒドロキシラジカルが生成される。

このような構成によれば、液体６の電気抵抗による影響をそれほど受けることなく第１電極１０と第２電極１１との間に放電を生じさせることができる。この結果、気体をより確実にプラズマ化することができ、より安定してオゾンやラジカル等を大量に生成することができる。このプラズマ発生装置１を洗浄浄化装置として使用した場合の液体６には、水に不純物等が含まれるため、液体６の電気抵抗値が大きく変動する。しかし、第１実施形態のプラズマ発生装置１では、上述した理由により液体６の電気抵抗値による影響をそれほど受けないため、放電のばらつきが抑えられ、安定してプラズマを発生させることができる。これにより、ラジカル等を安定的に得ることが可能となる。

また、第１実施形態では、気体収容部４に酸素を含む気体を導入することで、気体収容部４を陽圧にし、気体収容部４から気体通路５ａを経て液体収容部３へ向う気体の流れを形成している。そして、この気体の流れに乗って気体通路５ａの液体６に側において成長する気泡１６内にオゾンやヒドロキシラジカル等が生成されるようにしている。

すなわち、第１実施形態では、気泡１６内の気体（液体収容部３の液体６中における気液境界面近傍の気体）中でオゾンやヒドロキシラジカル等が生成されるようにしている。そして、オゾンやヒドロキシラジカル等を含んだ気体が微細な気泡１６として液体６中に拡散されるようにしている。これにより、オゾンや各種のラジカルを発生させた後、これらが消滅する前に極めて短時間で効率的にそのオゾンや各種のラジカルを液体６中に送り込むことができるようになる。

そして、オゾンや各種のラジカルを含んだ微細な気泡１６が液体６中に拡散することによって、液体６のオゾン濃度が高められ、液体６中に含まれる有機物等に気泡１６が吸着する。これにより、液体６中に溶解したオゾンや吸着した気泡１６に含まれる各種のラジカルによって、有機物や細菌等を効率的に分解することができる。

また、第１実施形態では、第２電極１１をアースした状態で第１電極１０と第２電極１１と間に電圧を印加するようにしている。そのため、万一、使用者等が誤って液体６や第２電極１１に触れてしまった場合でも、このプラズマ発生装置１の使用者の感電を防止することができる。

また、第１実施形態では、プラズマ電源部１３が第１電極１０と第２電極１１と間に印加する電圧を制御する電圧制御部を備えていれば、安定して放電を発生させることができる。つまり、液体６の電気抵抗が変動してもそれに応じて電圧を変化させることで、安定した放電が得られるようになる。

また、第１実施形態では、気体供給部９が、気体の種類を制御する気種制御部を有していれば、オゾンやヒドロキシラジカル等の生成量等の調整を行うことが可能となる。また、気体供給部９が大気中の空気を供給する機能を有していれば、より簡便に気体を供給することができる。さらに、気体の供給流量を気体供給部９に設けた図示せぬ流量制御部によって制御するようにすれば、より安定的にプラズマを生成することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るプラズマ発生装置１Ａについて、図面を参照しながら説明する。図３は、第２実施形態に係るプラズマ発生装置１Ａを模式的に示す全体断面図である。なお、上述した第１実施形態に係るプラズマ発生装置１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

第２実施形態に係る付着物除去手段１００Ａは、第１実施形態に係る付着物除去手段１００の構成と異なる。具体的には、図３に示すように、付着物除去手段１００Ａには、支持部材１１０と、除去部材１３０とを備えており、駆動部材１２０を備えていない。

除去部材１３０は、弾性材からなる支持部材１１０によって支持されている。この除去部材１３０は、気体の流れに乗って気体通路５ａを通過した気泡１６によって振動し、気体通路５ａに接触することによって、気体通路５ａに付着した付着物Ａを除去する。

このような第２実施形態では、第１実施形態の作用・効果と同様に、付着物Ａが気体通路５ａを詰まらせてしまうことを確実に回避できる。このため、気体通路５ａの目詰まりを防止できるとともに、不安定な放電現象をも防止できる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｂについて、図面を参照しながら説明する。図４は、第３実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｂを模式的に示す全体断面図である。なお、上述した第１実施形態に係るプラズマ発生装置１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

第３実施形態に係る付着物除去手段１００Ｂは、第１実施形態に係る付着物除去手段１００と配置箇所が異なる。具体的には、図４に示すように、付着物除去手段１００Ｂは、気体収容部４内に配設される。

この場合であっても、付着物除去手段１００は、第１実施形態のように、支持部材１１０と、駆動部材１２０と、除去部材１３０とを備えていてもよく、第２実施形態のように、支持部材１１０と、除去部材１３０とを備えていてもよい。

このような第３実施形態では、第１，第２実施形態の作用・効果と同様に、気体通路５ａの目詰まりを防止できるとともに、不安定な放電現象をも防止できる。

また、付着物除去手段１００Ｂが気体収容部４内に配設されることによって、付着物除去手段１００Ｂが液体収容部３内に配設される場合と比較して、液体収容部３内のスペースが増大する。このため、液体収容部３内で洗浄物（例えば、シェーバー）を洗浄スペースが増大し、洗浄浄化作用をより高めることが可能となる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｃについて、図面を参照しながら説明する。図５は、第４実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｃを模式的に示す全体断面図である。なお、上述した第１実施形態に係るプラズマ発生装置１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

第４実施形態に係る付着物除去手段１００Ｃは、第１実施形態に係る付着物除去手段１００の構成及び配置箇所が異なる。具体的には、図５に示すように、付着物除去手段１００Ｃは、気体収容部４内に配設される。この付着物除去手段１００Ｃは、支持部材１１０と、除去部材１３０とを備えており、駆動部材１２０を備えていない。

支持部材１１０は、弾性材によって形成されている。支持部材１１０は、下側回動部１１１と、除去部材載置部１１２と、上側押圧部１１３とを備えている。下側回動部１１１は、ケース部材２の底面２ｂに回動可能に取り付けられている。除去部材載置部１１２は、下側回動部１１１に連結され、除去部材１３０が載置（固定）されている。上側押圧部１１３は、除去部材載置部１１２に連結され、隔壁部５の一部に設けられた弾性変形可能なスイッチ機能を有する弾性隔壁部５ｂに接触している。なお、第４実施形態では、第１電極１０は、気体収容部４内において隔壁部５に接触した状態で配設される。

このような付着物除去手段１００Ｃ（除去部材１３０）は、気体通路５ａを常時塞ぐとともに、プラズマ電源部１３により気体がプラズマ化される際にのみ気体通路５ａを開放する。

具体的には、液体収容部３内に洗浄物（例えば、シェーバー）が投入されていないと、除去部材１３０が気体通路５ａを常時塞いでいる。一方で、液体収容部３内に洗浄物が投入されると、洗浄物が当接することにより弾性隔壁部５ｂが押し下げられる。これに伴い、上側押圧部１１３が押し下げられ、下側回動部１１１及び除去部材載置部１１２が回動する。そして、除去部材載置部１１２に載置される除去部材１３０が気体通路５ａから外れて、気体通路５ａが開放される。この気体通路５ａが開放されているときに、プラズマ電源部１３により気体がプラズマ化され、液体収容部３内で洗浄物が洗浄されることとなる。

このような第４実施形態では、第１〜第３実施形態の作用・効果と同様に、気体通路５ａの目詰まりを防止できるとともに、不安定な放電現象をも防止できる。

また、付着物除去手段１００Ｃは、気体通路５ａを常時塞ぐとともに、プラズマ電源部１３により気体がプラズマ化される際にのみ気体通路５ａを開放することによって、液体収容部３内で洗浄物が洗浄されるときに、必ず気体通路５ａに付着した付着物Ａが除去される。このため、気体通路５ａに付着した付着物Ａの量が常に少ない状態で維持することができる。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｄについて、図面を参照しながら説明する。図６は、第５実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｄを模式的に示す全体断面図である。なお、上述した第１実施形態に係るプラズマ発生装置１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

第５実施形態に係る付着物除去手段１００Ｄは、第１実施形態に係る付着物除去手段１００の構成及び配置箇所が異なる。具体的には、図６に示すように、付着物除去手段１００Ｄは、気体収容部４内に配設される。この付着物除去手段１００Ｄは、支持部材１１０と除去部材１３０とに加えて、気体通路５ａの付着物Ａの量を検知するセンサ１４０（付着物検知手段）をさらに備えている。

センサ１４０は、支持部材１１０に取り付けられている。このセンサ１４０は、気体収容部４内の圧力を検知し、所定の圧力であると検知した場合には付着物除去手段１００Ｄ（除去部材１３０）を作動させて気体通路５ａに付着した付着物Ａを除去させる。

ここで、センサ１４０は、必ずしも支持部材１１０に取り付けられている必要はなく、気体収容部４内又は液体収容部３内に設けられていてればよい。例えば、センサ１４０のみが気体収容部４内に設けられ、支持部材１１０及び除去部材１３０が液体収容部３内に設けられていてもよい。また、支持部材１１０、除去部材１３０及びセンサ１４０の全てが液体収容部３内に設けられていてもよい。

また、センサ１４０は、必ずしも気体収容部４内の圧力を検知する必要はなく、例えば、液体収容部３内に洗浄物（例えば、シェーバー）が投入されたこと（すなわち、プラズマ電源部１３により気体がプラズマ化されること）を検知して除去部材１３０を作動させるものであってもよい。

このような第５実施形態では、第１〜第４実施形態の作用・効果と同様に、気体通路５ａの目詰まりを防止できるとともに、不安定な放電現象をも防止できる。

また、付着物除去手段１００Ｄ（プラズマ発生装置１Ｄ）は、センサ１４０をさらに備えていることによって、除去部材１３０が無駄に作動することなく、気体通路５ａの目詰まり時のみ、気体通路５ａに付着した付着物Ａを除去することができる。

なお、第５実施形態では、付着物除去手段１００Ｄは、支持部材１１０と、除去部材１３０と、センサ１４０とを備えているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、第１実施形態のように、駆動部材１２０をさらに備えていてもよいことは勿論である。

［第６実施形態］
次に、第６実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｅについて、図面を参照しながら説明する。図７（ａ）は、第６実施形態に係るプラズマ発生装置１Ｅを模式的に示す全体断面図であり、図７（ｂ）は、第６実施形態に係る気体通路５ａ近傍を示す拡大図（付着物Ａ除去前）であり、図７（ｃ）は、第６実施形態に係る気体通路５ａ近傍を示す拡大図（付着物Ａ除去中）である。なお、上述した第１実施形態に係るプラズマ発生装置１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

第６実施形態に係る付着物除去手段は、第１実施形態に係る付着物除去手段１００の構成及び配置箇所が異なる。具体的には、図７に示すように、付着物除去手段は、弾性体によって形成される隔壁部５自体である。この隔壁部５の変化（例えば、振動又は収縮）により気体通路５ａの付着物Ａが除去される。

具体的には、気体通路５ａに目詰まりが生じる（図７（ｂ）参照）と、気体収容部４内の圧力が上昇することに伴い、隔壁部５が弾性変形する。この隔壁部５が弾性変形することに伴い、気体通路５ａに付着した付着物Ａが除去される（図７（ｃ）参照）。

このような第６実施形態では、第１〜第５実施形態の作用・効果と同様に、気体通路５ａの目詰まりを防止できるとともに、不安定な放電現象をも防止できる。

また、付着物除去手段が弾性体によって形成される隔壁部５自体であり、隔壁部５の変化（例えば、振動又は収縮）により気体通路５ａの付着物Ａが除去されることによって、付着物除去手段を別部材として設ける必要がなくなる。このため、別部材として付着物除去手段を設けるスペースを確保することなく、省スペース化、軽量化及び低コスト化を実現することができる。

［第７実施形態］
次に、上述した第１実施形態に係るプラズマ発生装置１を用いた小型電機機器の一例について、図面を参照しながら説明する。図８は、第７実施形態に係る洗浄浄化装置４０を示す斜視図であり、図９は、第７実施形態に係る洗浄浄化装置４０の断面図であり、図１０は、図９のＡ−Ａ断面図である。なお、第７実施形態では、小型電機機器は、電気かみそり（小形除毛装置）、いわゆるシェーバーのヘッド部を洗浄する洗浄浄化装置である。

（洗浄浄化装置４０の構成）
図８〜図１０に示すように、洗浄浄化装置４０は、除毛装置の一種である電気かみそり５０のヘッド部（被洗浄処理対象部）５１を洗浄するものである。具体的には、洗浄浄化装置４０は、ヘッド部５１を下向きにした電気かみそり５０を挿入するための開口４１ａを有した筐体４１と、開口４１ａを通じて筐体４１内に挿入されたヘッド部５１を受容する受け皿４２とを備えている。

また、洗浄浄化装置４０は、液体６を貯留するタンク４３と、受け皿４２に連通されたオーバーフロー部４４と、タンク４３内の液体６を液体導入口に循環供給するポンプ４５と、を備えている。さらに、液体を濾過するフィルタ４６ａを有したカートリッジ４６と、タンク４３内の気密状態を制御するための開閉弁４７と、液体６を循環するための循環経路と、を備えている。

循環経路は、タンク４３に貯留された液体６を受け皿４２に導入する配管３０（液体導入路）と、受け皿４２から排出される液体をカートリッジ４６に導く経路３１（排出路）を有している。また、循環経路は、オーバーフロー部４４から排出される液体６をカートリッジ４６に導く経路３２と、カートリッジ４６から排出された液体６をポンプ４５に導く経路３３とを有している。更に、循環経路は、ポンプ４５から送出される液体６をタンク４３に導く経路３４と、で構成されている。また、タンク４３には、気密経路３５を介して開閉弁４７が接続されている。以下、各構成部品について説明する。

筐体４１は、後部に電気かみそり５０の把持部５２と当接するスタンド部４１ｂを有し
、開口４１ａから挿入される電気かみそり５０を受け皿４２に保持する。スタンド部４１ｂの前面には、図８に示すように、洗浄浄化装置４０に電気かみそり５０が装着されたことを検知する接点部材４１ｃが設けられている。接点部材４１ｃは、把持部５２の背面に設けられた端子５２ａとの接触により電気かみそり５０の装着を検知する。このような検知機能に併せて、電気かみそり５０に、各種制御信号や駆動電力を出力する機能を持たせている。

筐体４１の前部上方には、洗浄後にヘッド部５１を乾燥させるためのファン４８を収容している。筐体４１の前面には、ファン用通気窓４１ｄや、洗浄動作を実行するための動作ボタン４１ｅ、動作状態を表示するランプ４１ｆ等が設けられている。筐体４１の後面側は、タンク４３を着装する着装部となっており、タンク４３の各口４３ａ、４３ｂ、４３ｃと連結される連結口４１ｇ、４１ｈ、４１ｉを有している。連結口４１ｇは、配管３０と繋がっており、連結口４１ｈは経路３４と繋がっており、連結口４１ｉは気密経路３５と繋がっている。

受け皿４２は、ヘッド部５１の形状に沿うような凹形状とされており、底壁部には貫通孔４２ｂが形成されている。そして、プラズマ発生装置１は、この貫通孔４２ｂを介して液体収容部３が受け皿４２の内部空間と連通するようにして、該受け皿４２の底壁部背面側に設けられている。

この例では、液体収容部３が受け皿４２の内部空間と連通するようにプラズマ発生装置１を設け、受け皿４２の内部空間もプラズマ発生装置１の液体収容部３として機能する。なお、受け皿４２に例えば排水溝等を形成することで、液体収容部３の液体６をよりスムーズに経路３１（排出路）から排出できるようにするのが好ましい。

また、受け皿４２の底部壁背面側には、ヒータ４９が設けられている（図１０参照）。このヒータ４９は、ファン４８と連動してヘッド部５１の乾燥を行う。

受け皿４２の前方には、オーバーフロー部４４が設けられている。受け皿４２とオーバーフロー部４４は、一体形成されている。オーバーフロー部４４の入口は、受け皿４２と繋がっており、その出口は経路３２と繋がっている。経路３２は、オーバーフロー部４４の出口から受け皿４２の後部に設けられた中継口４２ａを介してカートリッジ４６に至る。

タンク４３は、吐出口４３ａおよび流入口４３ｂと、気密状態を開放するための通気口４３ｃとを前面に有しており、通気口４３ｃの開閉により吐出口４３ａからの液体吐出が制御されている。タンク４３は、筐体４１の後面側に着脱自在に取り付けられている。そして、タンク４３は、筐体４１への装着状態では、吐出口４３ａが連結口４１ｇに連結され、タンク４３に貯留された液体を配管（液体導入路）３０から受け皿４２に導入できるようになっている。また、流入口４３ｂが、連結口４１ｈに連結されて経路３４によりポンプ４５の送出口４５ａと繋がり、通気口４３ｃが、連結口４１ｉに連結されて気密経路３５により開閉弁４７と繋がることとなる。

カートリッジ４６は、フィルタ４６ａを内部に収容した略箱状体であり、上部に流入口４６ｂを有し、前部に流出口４６ｃを有している。このカートリッジ４６は、筐体４１の下部後方に着脱自在に設けられており、筐体４１への装着状体では、流入口４６ｂが、経路３１（排出路）により排出口４１ｋと繋がっている。また、流入口４６ｂは、経路３２によりオーバーフロー部４４の出口と繋がっている。そして、流出口４６ｃは、経路３３によりポンプ４５の吸入口４５ｂと繋がっている。

（洗浄浄化装置４０の動作）
次に、洗浄浄化装置４０の動作について説明する。先ず、タンク４３から配管（液体導入路）３０を介して受け皿４２およびプラズマ発生装置１の液体収容部３内に液体６を導入する。

そして、空気をベースとして酸素を含有した所定流量の気体が、気体供給部９から配管８を介して気体収容部４内に送り込まれる。第１実施形態のプラズマ発生装置１を使用した場合には、制御部１４が気体供給部９を制御して、気体通路５ａの圧力を液体収容部３の圧力よりも高圧にする。これらにより、気体収容部４が陽圧状態とされ、その気体収容部４から気体通路５ａを経て液体収容部３へ向う気体の流れが形成される。

次に、第１電極１０と第２電極１１との間に所定の電圧を印加することで、第１電極１０と第２電極１１との間において放電が生じる。この放電によって、液体収容部３の液体６中における気体の領域においてプラズマが生成され、液体６に含まれる水や気体に含まれる酸素によってオゾンやヒドロキシラジカル等が生成される。

そして、生成されたオゾンや各種のラジカルは、上述した気体の流れと共に液体収容部３及び受け皿４２内に貯留された液体中に送り出されることとなる。このとき、成長する気泡１６は、微細化手段によって微細化された気泡１６として開口端１５から液体中へ解き放たれ、液体中に解き放たれた微細な気泡１６は液体の隅々にまで拡散する。すなわち、生成された洗浄液は、ヘッド部５１に供給されることとなる。そして、液体６に溶解したオゾン或いはラジカルや、気泡１６に含まれるオゾンあるいはラジカル等によって、ヘッド部５１に付着した有機物等が分解される。

なお、第７実施形態に係る洗浄浄化装置４０では、第１実施形態に係るプラズマ発生装置１が設けられているが、第２〜第６実施形態の何れに係るプラズマ発生装置１Ａ〜１Ｅを使用しても同様の効果を得ることができる。つまり、本発明のプラズマ発生装置１（１Ａ〜１Ｅ）を使用した洗浄浄化装置４０によれば、気体通路５ａに目詰まりが無く、安定した放電状態を維持してラジカルを安定して得ることができ、高い洗浄効果が得られる。

ここで、第７実施形態に係る洗浄浄化装置４０は、第７実施形態で示したものに限らず、例えば、電動歯ブラシの洗浄浄化装置や浄水装置、洗剤等が含まれた水を排水前に浄化する装置等にも適用できることは勿論である。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、プラズマ発生装置１は、第１〜第６実施形態の何れかが組み合わされていてもよい。なお、液体収容部３や気体収容部４、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能であることは勿論である。

また、除去部材１３０としては、針やワイパー、ブラシであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、気体通路５ａに付着した付着物Ａを除去できればよく、その他の部材であってもよい。

また、気体通路５ａが形成された隔壁部５は、セラミックス部材等で形成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、気体と液体を隔壁するガラス板等のような部材を用い、この部材に写真製版とエッチングを施すことによって微細孔（気体通路５ａ）を形成したものであってもよい。

また、隔壁部５には、１つの気体通路５ａが形成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、複数の気体通路５ａが形成されていてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１，１Ａ〜１Ｅ…プラズマ発生装置
３…液体収容部
４…気体収容部
５…隔壁部
５ａ…気体通路
１０…第１電極
１１…第２電極
４０…洗浄浄化装置
１００，１００Ａ〜１００Ｄ…付着物除去手段
１１０…支持部材
１２０…駆動部材
１３０…除去部材
１４０…センサ（付着物検知手段）

Claims (6)

1. 水を含む液体を収容する液体収容部と、
   気体を収容する気体収容部と、
   前記気体収容部の気体を前記液体収容部へ導く気体通路を有し、前記液体収容部と前記気体収容部とを隔てる隔壁部と、
   前記気体収容部に配設された第１電極と、
   前記液体収容部の液体と接触するように配設された第２電極と、
   前記気体通路を介して前記気体収容部の気体を前記液体収容部へ圧送させる態様で、酸素を含む気体を前記気体収容部に供給する気体供給部と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に所定の電圧を印加して前記第１電極と前記第２電極との間に放電を発生させることにより、前記液体収容部の液体内に圧送された気体をプラズマ化するプラズマ電源部と、
   前記気体通路の付着物を物理的に除去する付着物除去手段と
   を備えることを特徴とするプラズマ発生装置。
2. 請求項１に記載のプラズマ発生装置であって、
   前記付着物除去手段は、前記気体収容部内に配設されることを特徴とするプラズマ発生装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプラズマ発生装置であって、
   前記付着物除去手段は、前記気体通路を常時塞ぐとともに、前記プラズマ電源部により気体がプラズマ化される際にのみ前記気体通路を開放することを特徴とするプラズマ発生装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載のプラズマ発生装置であって、
   前記気体通路の付着物の量を検知する付着物検知手段をさらに備えることを特徴とするプラズマ発生装置。
5. 請求項１に記載のプラズマ発生装置であって、
   前記付着物除去手段は、前記隔壁部であり、
   前記隔壁部の変化により前記気体通路の付着物が物理的に除去されることを特徴とするプラズマ発生装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載のプラズマ発生装置を備えることを特徴とする洗浄浄化装置。

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