JP5811844B2 - Purification device - Google Patents
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Description
本発明は、液中で放電を行って液を浄化する浄化装置に関するものである。 The present invention relates to a purification device that purifies liquid by discharging in the liquid.
従来より、液中の不純物等を除去して液を浄化する液浄化技術が広く知られている。この種の液浄化技術として、特許文献１には、放電を行って液を浄化する放電ユニットを備えた液処理装置が開示されている。 Conventionally, a liquid purification technique for purifying a liquid by removing impurities in the liquid has been widely known. As this type of liquid purification technique, Patent Document 1 discloses a liquid processing apparatus including a discharge unit that purifies liquid by discharging.
特許文献１に開示された液処理装置には、液中に浸漬された電極対を有する放電ユニットが設けられている。放電ユニットでは、直流電源から電極対に電圧が印加されて放電が生じる。これにより、液中では、放電に伴ってＯＨラジカル（水酸ラジカル）等の活性種が生じる。その結果、この活性種により、液中の被処理物質（例えば窒素系化合物や有機系化合物等の有害物質）の分解や殺菌が行われる。 The liquid treatment apparatus disclosed in Patent Document 1 is provided with a discharge unit having an electrode pair immersed in the liquid. In the discharge unit, a voltage is applied from the DC power source to the electrode pair to cause discharge. As a result, in the liquid, active species such as OH radicals (hydroxyl radicals) are generated with discharge. As a result, the active species can decompose and sterilize the substance to be treated (for example, harmful substances such as nitrogen compounds and organic compounds) in the liquid.
しかしながら、従来の液処理装置においては、放電によって殺菌力の高い水酸ラジカルを生成しているものの、この水酸ラジカル同士は短時間に自然に結合して、水酸ラジカルよりも殺菌力の低い過酸化水素に変化してしまうため、殺菌力の高い水酸ラジカルを十分に活用できず、所望の浄化効果を得ることが難しかった。 However, in the conventional liquid processing apparatus, although hydroxyl radicals having high sterilizing power are generated by electric discharge, the hydroxyl radicals are naturally bonded together in a short time and have lower sterilizing power than the hydroxyl radicals. Since it is changed to hydrogen peroxide, it is difficult to sufficiently utilize the hydroxyl radical having high bactericidal power, and it is difficult to obtain a desired purification effect.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、液体の浄化を効果的に行うことができる浄化装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the purification apparatus which can perform the purification | cleaning of a liquid effectively.
前記の目的を達成するために、本願発明者らは種々の検討を行った結果、放電によって生じた水酸ラジカル同士が結合して生じた過酸化水素に超音波を印加すると、過酸化水素を分解して再び水酸ラジカルに戻すことができることを見出した。また、超音波の印加により液中に気泡が発生し、この気泡を含む液中に電圧を印加することによって、効果的に放電を発生させることができることも見出した。 In order to achieve the above object, the present inventors have conducted various studies. As a result, when an ultrasonic wave is applied to hydrogen peroxide generated by combining hydroxyl radicals generated by discharge, hydrogen peroxide is converted. It was found that it can be decomposed and returned to the hydroxyl radical again. It has also been found that bubbles can be generated in the liquid by application of ultrasonic waves, and discharge can be effectively generated by applying a voltage to the liquid containing the bubbles.
本発明は、以上の知見に基づきなされたものであって、第１の発明は、液体（20）を貯留する貯留タンク（11）と、貯留タンク（11）内の液体（20）に超音波を印加して気泡（21）を発生させる超音波発生部（14）と、貯留タンク（11）内に設けられ、且つ該貯留タンク（11）内の液体（20）中に生じた気泡（21）内に放電を生起して該液体（20）中に水酸ラジカルを生成させる電極対（13a,13b）と、電極対（13a,13b）に電圧を印加する電源（12）とを備え、超音波発生部（14）は、前記貯留タンク（11）内の前記液体（20）に超音波を照射することによって、該液体（20）中に生成した水酸ラジカルが変化して生成する該液体（20）中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換させる。 The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and the first invention provides ultrasonic waves to the storage tank (11) for storing the liquid (20) and the liquid (20) in the storage tank (11). Is applied to the ultrasonic generator (14) for generating bubbles (21), and the bubbles (21) provided in the storage tank (11) and generated in the liquid (20) in the storage tank (11) ) Having an electrode pair (13a, 13b) that generates a discharge in the liquid (20) by generating a discharge in the liquid (20), and a power source (12) for applying a voltage to the electrode pair (13a, 13b), The ultrasonic wave generator (14) irradiates the liquid (20) in the storage tank (11) with ultrasonic waves, whereby the hydroxyl radical generated in the liquid (20) is changed and generated. Converts hydrogen peroxide in the liquid (20) to hydroxyl radicals.
第１の発明では、超音波発生部（14）を用いて貯留タンク（11）内の液体（20）に超音波を印加して気泡（21）を発生させているため、電源（12）から電極対（13a,13b）に電圧を印加することによって、液体（20）中に生じた気泡（21）内に放電を発生させることができる。これにより、液体（20）中では、放電に伴って水酸ラジカル等の活性種が生じる。また、水酸ラジカル同士が結合して過酸化水素が生成されたとしても、超音波発生部（14）から超音波を印加することによって、過酸化水素を分解して、より殺菌力の強い水酸ラジカルに戻すことができる。従って、水酸ラジカルを十分に活用して、液体（20）中に含まれる被処理物質（有害物質や菌等）を酸化／分解することができる。 In the first invention, since the ultrasonic wave is generated by applying ultrasonic waves to the liquid (20) in the storage tank (11) using the ultrasonic wave generation unit (14), the power source (12) By applying a voltage to the electrode pair (13a, 13b), a discharge can be generated in the bubble (21) generated in the liquid (20). Thereby, in the liquid (20), active species such as hydroxyl radicals are generated along with the discharge. Moreover, even if hydroxyl radicals are combined to generate hydrogen peroxide, by applying ultrasonic waves from the ultrasonic wave generator (14), hydrogen peroxide is decomposed and water having stronger sterilizing power is generated. Can return to acid radicals. Therefore, it is possible to oxidize / decompose the substance to be treated (hazardous substances, bacteria, etc.) contained in the liquid (20) by fully utilizing the hydroxyl radical.
第２の発明は、第１の発明において、超音波発生部（14）が、電極対（13a,13b）に挟まれた領域の下側に設けられたものである。 According to a second invention, in the first invention, the ultrasonic wave generator (14) is provided below the region sandwiched between the electrode pairs (13a, 13b).
第２の発明では、電極対（13a,13b）に挟まれた領域の下側に超音波発生部（14）を配置しているため、超音波印加により生じた気泡（21）が電極対（13a,13b）に挟まれた領域に導かれるので、効率的に放電を発生させることができる。 In the second invention, since the ultrasonic wave generator (14) is disposed below the region sandwiched between the electrode pairs (13a, 13b), the bubbles (21) generated by the application of ultrasonic waves are generated by the electrode pair ( 13a and 13b), the discharge can be efficiently generated.
第３の発明は、第１の発明において、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度を所定の範囲内に保持できるように、超音波発生部（14）及び電源（12）の少なくとも一方の動作を制御する制御部（18）をさらに備えたものである。 According to a third aspect, in the first aspect, the ultrasonic generator (14) and the power source are configured so that the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) can be maintained within a predetermined range. A control unit (18) for controlling at least one operation of (12) is further provided.
第３の発明では、制御部（18）を用いて超音波発生部（14）及び電源（12）の動作を制御して、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度を所定の範囲内に保持できるため、液体（20）中における過度な過酸化水素濃度の上昇を回避できると共に、該濃度が低すぎることに起因する殺菌力の低下を防止できる。 In the third aspect of the invention, the operation of the ultrasonic generator (14) and the power source (12) is controlled using the control unit (18), and hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) is controlled. Since the concentration can be maintained within a predetermined range, an excessive increase in the hydrogen peroxide concentration in the liquid (20) can be avoided, and a decrease in sterilizing power due to the concentration being too low can be prevented.
第４の発明は、第３の発明において、制御部（18）が、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度が所定の上限値に達したら電源（12）をオフし、該過酸化水素の濃度が所定の下限値に達したら該電源（12）をオンするものである。 In a fourth aspect based on the third aspect, the control unit (18) turns off the power source (12) when the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) reaches a predetermined upper limit. The power supply (12) is turned on when the hydrogen peroxide concentration reaches a predetermined lower limit.
第４の発明では、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度が所定の上限値に達したら電源（12）をオフし、該過酸化水素の濃度が所定の下限値に達したら該電源（12）をオンするため、該過酸化水素の濃度を所定の下限値から所定の上限値までの範囲内に保持できる。 In the fourth invention, when the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) reaches a predetermined upper limit, the power source (12) is turned off, and the concentration of hydrogen peroxide is lower than the predetermined lower limit. Since the power supply (12) is turned on when the value is reached, the concentration of the hydrogen peroxide can be maintained within a range from a predetermined lower limit value to a predetermined upper limit value.
第５の発明は、第４の発明において、制御部（18）が、電源（12）をオンにしている間、超音波発生部（14）により印加される超音波の周波数を第１の周波数に設定し、電源（12）をオフにしている間、該超音波の周波数を第１の周波数よりも高い第２の周波数に設定するものである。 According to a fifth aspect, in the fourth aspect, the frequency of the ultrasonic wave applied by the ultrasonic wave generation unit (14) while the power source (12) is turned on is the first frequency. The frequency of the ultrasonic wave is set to a second frequency higher than the first frequency while the power source (12) is turned off.
第５の発明では、電源（12）をオンにしている間、超音波の周波数を第１の周波数に設定し、電源（12）をオフにしている間、該超音波の周波数を第１の周波数よりも高い第２の周波数に設定する。このため、電源（12）をオンにしている間は、比較的低い周波数の超音波によって比較的大きい気泡を発生させ、それにより、効率的に放電を発生させることができる。また、電源（12）をオフにしている間は、比較的高い周波数の超音波によって過酸化水素の分解を促進して水酸ラジカルを効率的に生成することができる。 In the fifth invention, the ultrasonic frequency is set to the first frequency while the power source (12) is turned on, and the ultrasonic frequency is set to the first frequency while the power source (12) is turned off. A second frequency higher than the frequency is set. For this reason, while the power supply (12) is turned on, relatively large bubbles are generated by the ultrasonic waves having a relatively low frequency, thereby efficiently generating a discharge. Further, while the power source (12) is turned off, it is possible to efficiently generate hydroxyl radicals by promoting the decomposition of hydrogen peroxide by relatively high frequency ultrasonic waves.
第６の発明は、第１の発明において、貯留タンク（11）が、液体（20）を注入するための注入口（11a）と、液体（20）を外部へ供給するための供給口（11b）とを有したものである。 In a sixth aspect based on the first aspect, the storage tank (11) has an inlet (11a) for injecting the liquid (20) and a supply port (11b) for supplying the liquid (20) to the outside. ).
第６の発明では、貯留タンク（11）に、液体（20）を外部へ供給するための供給口（11b）が設けられているため、貯留タンク（11）内の浄化された液体（20）を所定箇所に供給することができる。 In the sixth aspect of the invention, since the supply port (11b) for supplying the liquid (20) to the outside is provided in the storage tank (11), the purified liquid (20) in the storage tank (11) Can be supplied to a predetermined location.
第７の発明は、第６の発明において、供給口（11b）に、該供給口（11b）を通過する液体（20）を加熱するための加熱部（25）が設けられたものである。 According to a seventh aspect, in the sixth aspect, the supply port (11b) is provided with a heating section (25) for heating the liquid (20) passing through the supply port (11b).
第７の発明では、貯留タンク（11）から液体（20）を外部へ供給するための供給口（11b）に、液体（20）を加熱するための加熱部（25）が設けられているので、超音波により分解できずに残留してしまった過酸化水素を加熱により除去することができる。 In the seventh invention, the supply port (11b) for supplying the liquid (20) from the storage tank (11) to the outside is provided with a heating section (25) for heating the liquid (20). Then, hydrogen peroxide remaining without being decomposed by ultrasonic waves can be removed by heating.
本発明によれば、超音波の印加によって液体（20）中に生じた気泡（21）内に放電を発生させることにより、水酸ラジカル等の活性種を生成できると共に、水酸ラジカル同士が結合して生じた過酸化水素を超音波の印加によって分解して水酸ラジカルに戻すことができる。従って、強い除菌力を持つ水酸ラジカルを十分に活用できる浄化装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to generate an active species such as a hydroxyl radical by generating an electric discharge in the bubble (21) generated in the liquid (20) by applying an ultrasonic wave, and the hydroxyl radical is bonded to each other. The generated hydrogen peroxide can be decomposed back to hydroxyl radicals by application of ultrasonic waves. Therefore, it is possible to realize a purification device that can sufficiently utilize hydroxyl radicals having strong sterilizing power.
第２の発明では、超音波発生部（14）を用いて発生させた気泡（21）を電極対（13a,13b）に挟まれた領域に導くことができるので、効率的に放電を発生させることができる。 In the second invention, since the bubble (21) generated using the ultrasonic wave generator (14) can be guided to the region sandwiched between the electrode pair (13a, 13b), the discharge is generated efficiently. be able to.
第３の発明では、超音波発生部（14）及び電源（12）の動作を制御部（18）を用いて制御することによって、液体（20）中における過酸化水素の濃度が高すぎることに起因する危険を回避できると共に、該濃度が低すぎることに起因する殺菌力の低下を防止できる。 In the third invention, the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) is too high by controlling the operations of the ultrasonic generator (14) and the power source (12) using the controller (18). It is possible to avoid the danger caused by it and to prevent the sterilizing power from being lowered due to the concentration being too low.
第４の発明では、制御部（18）による電源（12）のオン／オフ制御によって、液体（20）中における過酸化水素の濃度を所定の下限値から所定の上限値までの範囲内に保持できる。 In the fourth aspect of the invention, the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) is maintained within the range from the predetermined lower limit value to the predetermined upper limit value by the on / off control of the power source (12) by the control unit (18). it can.
第５の発明では、電源（12）をオンにしている間は、比較的低い周波数の超音波によって比較的大きい気泡を発生させることにより、効率的に放電を発生させることができると共に、電源（12）をオフにしている間は、比較的高い周波数の超音波によって過酸化水素の分解を促進して水酸ラジカルを効率的に生成することができる。 In the fifth aspect of the invention, while the power source (12) is turned on, a relatively large bubble is generated by an ultrasonic wave having a relatively low frequency, so that the discharge can be efficiently generated and the power source ( While turning off 12), it is possible to generate hydroxyl radicals efficiently by promoting the decomposition of hydrogen peroxide by relatively high frequency ultrasonic waves.
第６の発明では、貯留タンク（11）に設けた供給口（11b）によって、貯留タンク（11）内の浄化された液体（20）を所定箇所に供給することができる。 In 6th invention, the purified liquid (20) in a storage tank (11) can be supplied to a predetermined location with the supply port (11b) provided in the storage tank (11).
第７の発明では、貯留タンク（11）の供給口（11b）に設けた加熱部（25）によって、超音波により分解できずに残留してしまった過酸化水素を除去することができる。 In the seventh invention, the heating unit (25) provided in the supply port (11b) of the storage tank (11) can remove hydrogen peroxide remaining without being decomposed by ultrasonic waves.
〈本発明の基本原理〉
図１は、本願発明者らが見出した本発明の基本原理を表している。図１に示すように、放電によって生じた水酸ラジカルが２個結合すると、過酸化水素が生成されるが、この過酸化水素に超音波を印加すると、過酸化水素を分解して水酸ラジカルに戻すことができる。また、超音波の印加により液中に気泡が発生し、この気泡を含む液中に電圧を印加することによって、効果的に放電を発生させて水酸ラジカル等の活性種を生成することができる。
<Basic principle of the present invention>
FIG. 1 shows the basic principle of the present invention found by the present inventors. As shown in FIG. 1, when two hydroxyl radicals generated by discharge are combined, hydrogen peroxide is generated. When ultrasonic waves are applied to this hydrogen peroxide, the hydrogen peroxide is decomposed to generate hydroxyl radicals. Can be returned to. In addition, bubbles are generated in the liquid by application of ultrasonic waves, and by applying a voltage to the liquid containing the bubbles, an electric discharge can be effectively generated and active species such as hydroxyl radicals can be generated. .
以上のように、本発明によれば、超音波の印加によって液体中に生じた気泡内に放電を発生させることにより、水酸ラジカル等の活性種を生成できると共に、水酸ラジカル同士が結合して生じた過酸化水素を超音波の印加によって分解して水酸ラジカルに戻すことができる。従って、強い除菌力を持つ水酸ラジカルを十分に活用できる浄化装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to generate active species such as hydroxyl radicals by generating discharge in bubbles generated in the liquid by application of ultrasonic waves, and the hydroxyl radicals are bonded to each other. The generated hydrogen peroxide can be decomposed back to hydroxyl radicals by application of ultrasonic waves. Therefore, it is possible to realize a purification device that can sufficiently utilize hydroxyl radicals having strong sterilizing power.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〈実施形態１〉
図２は、本発明の実施形態１に係る浄化装置（10）の構成を示す図である。
<Embodiment 1>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the purification device (10) according to the first embodiment of the present invention.
図２に示すように、本実施形態の浄化装置（10）は、液体（20）を貯留する貯留タンク（11）と、貯留タンク（11）内の液体（20）に超音波を印加して気泡（21）を発生させる超音波発生部（14）と、貯留タンク（11）内に設けられ且つ該貯留タンク（11）内の液体（20）中に生じた気泡（21）内に放電を発生させる電極対（13a,13b）と、電極対（13a,13b）に電圧を印加する電源（12）とを備えている。 As shown in FIG. 2, the purification device (10) of the present embodiment applies ultrasonic waves to the storage tank (11) that stores the liquid (20) and the liquid (20) in the storage tank (11). An ultrasonic generator (14) for generating bubbles (21) and a discharge in the bubbles (21) provided in the storage tank (11) and generated in the liquid (20) in the storage tank (11) An electrode pair (13a, 13b) to be generated and a power source (12) for applying a voltage to the electrode pair (13a, 13b) are provided.
図２に示す浄化装置（10）によると、超音波発生部（14）を用いて貯留タンク（11）内の液体（20）に超音波を印加して気泡（21）を発生させているため、電源（12）から電極対（13a,13b）に電圧を印加することによって、液体（20）中に生じた気泡（21）内に放電を発生させることができる。これにより、液体（20）中では、放電に伴って水酸ラジカル等の活性種が生じる。また、液体（20）中に生じた水酸ラジカル同士が結合して過酸化水素が生成されたとしても、超音波発生部（14）から超音波を印加することによって、過酸化水素を分解して、より殺菌力の強い水酸ラジカルに戻すことができる。従って、浄化機能を発揮させたい場所・時間をコントロールすることができるので、水酸ラジカルの特性を最大限に活用することができ、ひいては、液体（20）中に含まれる被処理物質（有害物質や菌等）を効率的に酸化／分解することができる。 According to the purification device (10) shown in FIG. 2, the ultrasonic wave is generated by applying an ultrasonic wave to the liquid (20) in the storage tank (11) using the ultrasonic wave generation unit (14). By applying a voltage from the power source (12) to the electrode pair (13a, 13b), a discharge can be generated in the bubbles (21) generated in the liquid (20). Thereby, in the liquid (20), active species such as hydroxyl radicals are generated along with the discharge. Moreover, even if hydroxyl radicals generated in the liquid (20) are combined to generate hydrogen peroxide, the hydrogen peroxide is decomposed by applying ultrasonic waves from the ultrasonic generator (14). Thus, it is possible to return to the hydroxyl radical having a stronger sterilizing power. Therefore, it is possible to control the place and time at which the purification function is to be exerted, so that the characteristics of the hydroxyl radical can be utilized to the maximum. As a result, the substance to be treated (toxic substance) contained in the liquid (20) Can be efficiently oxidized / decomposed.
ここで、超音波発生部（14）の配置箇所は、電極対（13a,13b）に挟まれた領域に気泡（21）が導入されれば、特に限定されるものではない。例えば、図２に示すように、超音波発生部（14）を、電極対（13a,13b）に挟まれた領域の下側に設けてもよい。これにより、超音波印加によって生じた気泡（21）を電極対（13a,13b）に挟まれた領域に容易に導くことができるので、効率的に放電を発生させることができる。 Here, the arrangement location of the ultrasonic wave generator (14) is not particularly limited as long as the bubbles (21) are introduced into the region sandwiched between the electrode pairs (13a, 13b). For example, as shown in FIG. 2, the ultrasonic wave generator (14) may be provided below the region sandwiched between the electrode pairs (13a, 13b). Thereby, since the bubble (21) generated by the application of ultrasonic waves can be easily guided to the region sandwiched between the electrode pair (13a, 13b), it is possible to efficiently generate a discharge.
尚、本実施形態の浄化装置（10）による液体浄化処理は、各処理毎に貯留タンク（11）内の液体（20）を全て入れ替える、いわゆるバッチ処理によって行ってもよいし、貯留タンク（11）に、液体（20）を注入するための注入口（図示略）と、液体（20）を外部へ供給するための供給口（図示略）とを設けて、いわゆる連続処理によって行ってもよい。 In addition, the liquid purification process by the purification apparatus (10) of the present embodiment may be performed by so-called batch processing in which all the liquid (20) in the storage tank (11) is replaced for each process, or the storage tank (11 ), An inlet (not shown) for injecting the liquid (20) and a supply port (not shown) for supplying the liquid (20) to the outside may be provided, and so-called continuous processing may be performed. .
〈実施形態２〉
図３は、本発明の実施形態２に係る浄化装置（10）の構成を示す図である。尚、図３において、図２に示す実施形態１に係る浄化装置（10）と同じ構成要素には同じ符号を付し、以下の説明では、主として、実施形態１と異なる部分について説明する。
<Embodiment 2>
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the purification device (10) according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, the same components as those in the purification device (10) according to the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and in the following description, portions different from the first embodiment will be mainly described.
図３に示すように、本実施形態の浄化装置（10）においては、超音波発生部（14）は、例えば、貯留タンク（11）の内部における底部に配置されている。また、超音波発生部（14）は、例えば、板状の圧電セラミックス（14a）と、該圧電セラミックス（14a）を挟むように設けられた一対の金属板（14b,14b）と、圧電セラミックス（14a）及び一対の金属板（14b,14b）を密閉するケース（14c）とから構成されている。一対の金属板（14b）に、所定の交流電圧を供給することにより、超音波発生部（14）から、所望の周波数を持つ超音波を貯留タンク（11）内の液体（20）に印加することができる。 As shown in FIG. 3, in the purification apparatus (10) of this embodiment, the ultrasonic wave generation part (14) is arrange | positioned at the bottom part in the inside of a storage tank (11), for example. The ultrasonic generator (14) includes, for example, a plate-shaped piezoelectric ceramic (14a), a pair of metal plates (14b, 14b) provided so as to sandwich the piezoelectric ceramic (14a), and a piezoelectric ceramic ( 14a) and a case (14c) for sealing the pair of metal plates (14b, 14b). By supplying a predetermined AC voltage to the pair of metal plates (14b), an ultrasonic wave having a desired frequency is applied from the ultrasonic wave generation unit (14) to the liquid (20) in the storage tank (11). be able to.
また、図３に示すように、貯留タンク（11）には、液体（20）を注入するための注入口（11a）と、液体（20）を外部へ供給するための供給口（11b）とが設けられている。これにより、浄化装置（10）によって浄化された貯留タンク（11）内の液体（20）を所定箇所に供給することができる。 Further, as shown in FIG. 3, the storage tank (11) has an inlet (11a) for injecting the liquid (20), and a supply port (11b) for supplying the liquid (20) to the outside. Is provided. Thereby, the liquid (20) in the storage tank (11) purified by the purification device (10) can be supplied to a predetermined location.
〈実施形態２の変形例〉
超音波発生部（14）の構成は、図３に示す例に限られない。例えば、図４（ａ）に示すように、ケース（14c）を導電性材料により構成し、ケース（14c）の天井部と金属板（14b）とによって板状の圧電セラミックス（14a）を挟みこんでもよい。
<Modification of Embodiment 2>
The configuration of the ultrasonic generator (14) is not limited to the example shown in FIG. For example, as shown in FIG. 4A, the case (14c) is made of a conductive material, and the plate-shaped piezoelectric ceramic (14a) is sandwiched between the ceiling of the case (14c) and the metal plate (14b). But you can.
また、超音波発生部（14）の設置箇所は、貯留タンク（11）内の液体（20）に超音波を印加できれば、特に限定されるものではない。例えば、図４（ｂ）に示すように、超音波発生部（14）は、貯留タンク（11）の外部における底部に設置されていてもよい。この場合、超音波発生部（14）から発生した超音波は貯留タンク（11）の壁面を通じて貯留タンク（11）内の液体（20）に伝達される。 Moreover, the installation location of the ultrasonic wave generation part (14) is not particularly limited as long as ultrasonic waves can be applied to the liquid (20) in the storage tank (11). For example, as shown in FIG.4 (b), the ultrasonic wave generation part (14) may be installed in the bottom part in the exterior of a storage tank (11). In this case, the ultrasonic waves generated from the ultrasonic generator (14) are transmitted to the liquid (20) in the storage tank (11) through the wall surface of the storage tank (11).
また、超音波発生部（14）として、圧電セラミックス（14a）を用いる例について説明したが、貯留タンク（11）内の液体（20）に超音波を印加できれば、超音波発生部（14）の構成が特に限定されないことは言うまでもない。 Moreover, although the example using a piezoelectric ceramic (14a) was demonstrated as an ultrasonic generation part (14), if an ultrasonic wave can be applied to the liquid (20) in a storage tank (11), an ultrasonic generation part (14) Needless to say, the configuration is not particularly limited.
〈実施形態３〉
図５は、本発明の実施形態３に係る浄化装置（10）の構成を示す図である。尚、図５において、図２に示す実施形態１及び図３に示す実施形態２に係る浄化装置（10）と同じ構成要素には同じ符号を付し、以下の説明では、主として、実施形態１及び２と異なる部分について説明する。
<Embodiment 3>
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the purification device (10) according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 5, the same components as those in the purification device (10) according to the first embodiment shown in FIG. 2 and the second embodiment shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. 2 and 2 will be described.
図５に示すように、本実施形態の浄化装置（10）においては、電源（12）には放電波形発生部（15）が接続されていると共に、超音波発生部（14）には増幅器（16）を介して超音波波形発生部（17）が接続されており、放電波形発生部（15）及び超音波波形発生部（16）を制御するための制御部（18）が設けられている。これにより、電源（12）から電極対（13a,13b）に所定の波形を持つ電圧を印加できると共に、増幅器（16）によって増幅された超音波波形発生部（16）の出力信号（交流電圧）が超音波発生部（14）（具体的には一対の金属板（14b,14b）（図３参照））に印加される。 As shown in FIG. 5, in the purification device (10) of the present embodiment, a discharge waveform generator (15) is connected to the power source (12), and an amplifier (14) is connected to the ultrasonic generator (14). The ultrasonic waveform generator (17) is connected via 16), and the discharge waveform generator (15) and the controller (18) for controlling the ultrasonic waveform generator (16) are provided. . As a result, a voltage having a predetermined waveform can be applied from the power source (12) to the electrode pair (13a, 13b), and the output signal (AC voltage) of the ultrasonic waveform generator (16) amplified by the amplifier (16) Is applied to the ultrasonic generator (14) (specifically, the pair of metal plates (14b, 14b) (see FIG. 3)).
また、本実施形態の浄化装置（10）においては、貯留タンク（11）内の液体（20）における過酸化水素の濃度を検出するための検出部（19）が設けられており、該検出部（19）の検出結果に基づいて、制御部（18）による放電波形発生部（15）及び超音波波形発生部（16）の制御（つまり、電源（12）及び超音波発生部（14）の動作の制御）が行われる。 Further, in the purification device (10) of the present embodiment, a detection unit (19) for detecting the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) is provided, and the detection unit Based on the detection result of (19), the control (18) controls the discharge waveform generator (15) and the ultrasonic waveform generator (16) (that is, the power supply (12) and the ultrasonic generator (14) Operation control).
具体的には、制御部（18）によって電源（12）及び超音波発生部（14）の動作を制御することにより、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度を所定の範囲内に保持することができる。これにより、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度が高すぎることに起因する危険を回避できると共に、該濃度が低すぎることに起因する殺菌力の低下を防止できる。 Specifically, the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) is controlled by controlling the operation of the power source (12) and the ultrasonic generator (14) by the control unit (18). It can be kept within a predetermined range. As a result, it is possible to avoid the danger caused by the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) being too high, and to prevent the sterilization power from being lowered due to the concentration being too low. .
図６（ａ）は、本実施形態の浄化装置（10）における貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度に対するフィードバック制御の一例を示すタイムチャートである。 Fig.6 (a) is a time chart which shows an example of the feedback control with respect to the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) in the purification apparatus (10) of this embodiment.
まず、図６（ａ）に示すように、貯留タンク（11）内に液体（20）が貯留された状態で、制御部（18）は、電源（12）から電極対（13a,13b）への電圧印加を開始すると共に超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を開始する。これにより、超音波印加によって液体（20）中に生じた気泡（21）内に放電を発生させることができるので、液体（20）中に水酸ラジカル等の活性種が生じると共に水酸ラジカル同士が結合して過酸化水素が生じる。 First, as shown to Fig.6 (a), in the state by which the liquid (20) was stored in the storage tank (11), a control part (18) is from a power supply (12) to an electrode pair (13a, 13b). And the application of ultrasonic waves from the ultrasonic generator (14) to the liquid (20) is started. As a result, discharge can be generated in the bubbles (21) generated in the liquid (20) by applying ultrasonic waves, so that active species such as hydroxyl radicals are generated in the liquid (20) and the hydroxyl radicals are Combine to produce hydrogen peroxide.
尚、図６（ａ）に示す例では、運転開始時以降、超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を一定周波数で継続して行うが、放電によって生じた水酸ラジカル同士の結合により生成される過酸化水素の量は、超音波印加によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に高くなっていく。 In the example shown in FIG. 6A, the ultrasonic wave application from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20) is continuously performed at a constant frequency after the start of operation. Since the amount of hydrogen peroxide generated by bonding between radicals is larger than the amount of hydrogen peroxide decomposed by application of ultrasonic waves, the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) gradually increases.
次に、図６（ａ）に示すように、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が所定の上限値に達したら、制御部（18）は電源（12）をオフにして放電を停止する。このようにすると、電圧印加を行うことなく超音波印加のみを行うことになり、新たな過酸化水素の生成が抑制される一方、超音波印加によって過酸化水素が分解されるので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に低くなっていく。 Next, as shown in FIG. 6A, when the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) reaches a predetermined upper limit value, the control unit (18) turns off the power source (12). To stop the discharge. In this case, only the application of ultrasonic waves is performed without applying a voltage, and generation of new hydrogen peroxide is suppressed, while hydrogen peroxide is decomposed by the application of ultrasonic waves. ) Hydrogen peroxide concentration gradually decreases.
次に、図６（ａ）に示すように、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が所定の下限値に達したら、制御部（18）は電源（12）をオンにして放電を再開する。このようにすると、過酸化水素が再び生成される一方、該生成量は、超音波印加によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に高くなっていく。 Next, as shown in FIG. 6A, when the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) reaches a predetermined lower limit value, the control unit (18) turns on the power supply (12). And restart the discharge. In this way, while hydrogen peroxide is generated again, the generated amount is larger than the amount of hydrogen peroxide decomposed by application of ultrasonic waves, so that the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) is gradually increased. It will become.
その後、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度が所定の上限値に達したら電源（12）をオフする動作と、該過酸化水素の濃度が所定の下限値に達したら該電源（12）をオンする動作とを繰り返し行うことにより、該過酸化水素の濃度を所定の範囲内に確実に保持することができる。従って、所望の殺菌性能を維持することができる。 After that, when the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) reaches a predetermined upper limit value, an operation of turning off the power source (12), and the hydrogen peroxide concentration reaches a predetermined lower limit value. When reaching, the operation of turning on the power supply (12) is repeatedly performed, so that the concentration of the hydrogen peroxide can be reliably maintained within a predetermined range. Therefore, desired sterilization performance can be maintained.
ところで、本願発明者らは、過酸化水素を分解して水酸ラジカルを効率良く発生させるのに適切な超音波の周波数と比較して、貯留タンク（11）内の液体（20）に超音波を印加して気泡（21）を効率よく発生させるのに適切な超音波の周波数が低いことを見出した。例えば、貯留タンク（11）内の液体（20）に超音波を印加して気泡（21）を効率よく発生させるためには、超音波発生部（14）が発生する超音波の周波数は、例えば１００ｋＨｚ程度以下であることが好ましく、過酸化水素を分解して水酸ラジカルを効率良く発生させるためには、超音波発生部（14）が発生する超音波の周波数は、例えば１００ｋＨｚ程度以上であることが好ましい。 By the way, the inventors of the present application compared the ultrasonic frequency suitable for efficiently generating hydroxyl radicals by decomposing hydrogen peroxide with ultrasonic waves in the liquid (20) in the storage tank (11). It was found that the frequency of ultrasonic waves suitable for efficiently generating bubbles (21) was low. For example, in order to efficiently generate bubbles (21) by applying ultrasonic waves to the liquid (20) in the storage tank (11), the frequency of the ultrasonic waves generated by the ultrasonic generator (14) is, for example, Preferably, the frequency of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic wave generator (14) is, for example, about 100 kHz or higher in order to decompose hydrogen peroxide and efficiently generate hydroxyl radicals. It is preferable.
そこで、図６（ａ）に示す過酸化水素濃度制御は、電源（12）の動作の制御により行ったが、電源（12）の動作の制御に加えて、超音波発生部（14）の動作の制御により、過酸化水素濃度制御を行ってもよい。 Therefore, the hydrogen peroxide concentration control shown in FIG. 6A is performed by controlling the operation of the power source (12). In addition to the control of the operation of the power source (12), the operation of the ultrasonic generator (14) is performed. The hydrogen peroxide concentration may be controlled by controlling the above.
図６（ｂ）は、本実施形態の浄化装置（10）における貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度に対するフィードバック制御の他例を示すタイムチャートである。 FIG. 6B is a time chart showing another example of feedback control with respect to the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) in the purification device (10) of the present embodiment.
まず、図６（ｂ）に示すように、貯留タンク（11）内に液体（20）が貯留された状態で、制御部（18）は、電源（12）から電極対（13a,13b）への電圧印加を開始すると共に超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を開始する。ここで、超音波の周波数を所定の気泡発生周波数に設定する。これにより、超音波印加によって液体（20）中に生じた気泡（21）内に放電を発生させることができるので、液体（20）中に水酸ラジカル等の活性種が生じると共に水酸ラジカル同士が結合して過酸化水素が生じる。 First, as shown in FIG. 6B, in a state where the liquid (20) is stored in the storage tank (11), the control unit (18) moves from the power source (12) to the electrode pair (13a, 13b). And the application of ultrasonic waves from the ultrasonic generator (14) to the liquid (20) is started. Here, the frequency of the ultrasonic wave is set to a predetermined bubble generation frequency. As a result, discharge can be generated in the bubbles (21) generated in the liquid (20) by applying ultrasonic waves, so that active species such as hydroxyl radicals are generated in the liquid (20) and the hydroxyl radicals are Combine to produce hydrogen peroxide.
尚、放電によって生じた水酸ラジカル同士の結合により生成される過酸化水素の量は、超音波印加によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に高くなっていく。 In addition, since the amount of hydrogen peroxide produced by the bonding of hydroxyl radicals generated by discharge is larger than the amount of hydrogen peroxide decomposed by application of ultrasonic waves, the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) is It will be getting higher gradually.
次に、図６（ｂ）に示すように、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が所定の上限値に達したら、制御部（18）は、電源（12）をオフにして放電を停止する。ここで、超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を継続するが、超音波の周波数を所定の気泡発生周波数よりも高い所定のラジカル化周波数に変更する。このようにすると、電圧印加を行うことなく超音波印加のみを行うことになり、新たな過酸化水素の生成が抑制される一方、超音波印加によって過酸化水素が分解されるので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に低くなっていく。 Next, as shown in FIG. 6B, when the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) reaches a predetermined upper limit value, the control unit (18) turns off the power source (12). Turn off to stop the discharge. Here, the ultrasonic wave application from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20) is continued, but the frequency of the ultrasonic wave is changed to a predetermined radicalization frequency higher than a predetermined bubble generation frequency. In this case, only the application of ultrasonic waves is performed without applying a voltage, and generation of new hydrogen peroxide is suppressed, while hydrogen peroxide is decomposed by the application of ultrasonic waves. ) Hydrogen peroxide concentration gradually decreases.
次に、図６（ｂ）に示すように、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が所定の下限値に達したら、制御部（18）は電源（12）をオンにして放電を再開する。ここで、超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を継続するが、超音波の周波数を所定のラジカル化周波数よりも低い所定の気泡発生周波数に戻す。このようにすると、過酸化水素が再び生成される一方、該生成量は、超音波印加によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に高くなっていく。 Next, as shown in FIG. 6B, when the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) reaches a predetermined lower limit value, the control unit (18) turns on the power supply (12). And restart the discharge. Here, the ultrasonic wave application from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20) is continued, but the frequency of the ultrasonic wave is returned to a predetermined bubble generation frequency lower than a predetermined radicalization frequency. In this way, while hydrogen peroxide is generated again, the generated amount is larger than the amount of hydrogen peroxide decomposed by application of ultrasonic waves, so that the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) is gradually increased. It will become.
その後、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度が所定の上限値に達したら電源（12）をオフすると共に超音波発生部（14）から液体（20）へ印加する超音波の周波数を所定のラジカル化周波数に変更する動作と、該過酸化水素の濃度が所定の下限値に達したら該電源（12）をオンすると共に超音波発生部（14）から液体（20）へ印加する超音波の周波数を所定の気泡発生周波数に変更する動作とを繰り返し行うことにより、該過酸化水素の濃度を所定の範囲内に確実に保持することができる。従って、所望の殺菌性能を維持することができる。 After that, when the hydrogen peroxide concentration in the liquid (20) in the storage tank (11) reaches a predetermined upper limit, the power supply (12) is turned off and applied from the ultrasonic generator (14) to the liquid (20). The operation of changing the frequency of the ultrasonic wave to a predetermined radicalization frequency, and when the concentration of the hydrogen peroxide reaches a predetermined lower limit value, the power source (12) is turned on and a liquid ( By repeatedly performing the operation of changing the frequency of the ultrasonic wave applied to 20) to a predetermined bubble generation frequency, the concentration of the hydrogen peroxide can be reliably maintained within a predetermined range. Therefore, desired sterilization performance can be maintained.
尚、図示は省略しているが、運転開始時以降、電源（12）から電極対（13a,13b）への電圧印加を継続して行いながら、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度が所定の上限値に達したら、超音波発生部（14）から液体（20）へ印加する超音波の周波数を所定のラジカル化周波数に設定する動作と、該過酸化水素の濃度が所定の下限値に達したら、超音波発生部（14）から液体（20）へ印加する超音波の周波数を所定の気泡発生周波数に設定する動作とを繰り返し行うことにより、該過酸化水素の濃度を所定の範囲内に保持してもよい。 In addition, although illustration is abbreviate | omitted, in the liquid (20) in a storage tank (11), continuing the voltage application from a power supply (12) to an electrode pair (13a, 13b) after the time of an operation start. When the concentration of hydrogen peroxide in the tube reaches a predetermined upper limit value, the operation of setting the frequency of ultrasonic waves applied from the ultrasonic generator (14) to the liquid (20) to a predetermined radicalization frequency, When the concentration of the oil reaches a predetermined lower limit value, the peroxidation is performed by repeatedly performing the operation of setting the frequency of the ultrasonic wave applied from the ultrasonic wave generation unit (14) to the liquid (20) to the predetermined bubble generation frequency. The concentration of hydrogen may be kept within a predetermined range.
また、本実施形態において、放電波形発生部（15）及び超音波波形発生部（16）を制御するために１つの制御部（18）を設けたが、放電波形発生部（15）及び超音波波形発生部（16）のそれぞれに対応して別個に制御部を設けてもよい。 In the present embodiment, one control unit (18) is provided to control the discharge waveform generation unit (15) and the ultrasonic waveform generation unit (16), but the discharge waveform generation unit (15) and the ultrasonic wave are provided. A controller may be provided separately for each of the waveform generators (16).
また、本実施形態において、１つの超音波発生部（14）の動作切り替えにより、貯留タンク（11）内の液体（20）に気泡（21）を効率よく発生させるのに適切な周波数（気泡発生周波数）を持つ超音波と、過酸化水素を分解して水酸ラジカルを効率良く発生させるのに適切な周波数（ラジカル化周波数）を持つ超音波とを発生させた。しかし、これに代えて、気泡発生周波数を持つ超音波を発生させる超音波発生部と、ラジカル化周波数を持つ超音波を発生させる超音波発生部とを別個に設けてもよい。 Further, in this embodiment, by switching the operation of one ultrasonic wave generator (14), the frequency (bubble generation suitable for efficiently generating bubbles (21) in the liquid (20) in the storage tank (11) is achieved. Frequency) and ultrasonic waves having an appropriate frequency (radicalization frequency) for efficiently generating hydroxyl radicals by decomposing hydrogen peroxide. However, instead of this, an ultrasonic generator that generates ultrasonic waves having a bubble generation frequency and an ultrasonic generator that generates ultrasonic waves having a radicalization frequency may be provided separately.
〈実施形態３の変形例〉
前述の実施形態３では、検出部（19）を用いて、貯留タンク（11）内の液体（20）における過酸化水素の濃度を検出し、その結果に基づいて、制御部（18）によって電源（12）及び超音波発生部（14）の動作を制御することにより、液体（20）の過酸化水素濃度に対するフィードバック制御を行った。
<Modification of Embodiment 3>
In Embodiment 3 described above, the detection unit (19) is used to detect the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11), and based on the result, the control unit (18) supplies power. By controlling the operation of (12) and the ultrasonic generator (14), feedback control was performed on the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20).
それに対して、本変形例では、予め測定した過酸化水素濃度の時間変化に基づいて、制御部（18）によって電源（12）及び超音波発生部（14）の動作を制御することにより、液体（20）の過酸化水素濃度に対するフィードフォワード制御を行う。 On the other hand, in this modification, the control unit (18) controls the operation of the power source (12) and the ultrasonic wave generation unit (14) based on the temporal change of the hydrogen peroxide concentration measured in advance. (20) Feedforward control for the hydrogen peroxide concentration.
図７（ａ）は、本変形例の浄化装置（10）における貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度に対するフィードフォワード制御の一例を示すタイムチャートである。 Fig.7 (a) is a time chart which shows an example of feedforward control with respect to the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) in the purification apparatus (10) of this modification.
まず、図７（ａ）に示すように、貯留タンク（11）内に液体（20）が貯留された状態で、制御部（18）は、電源（12）から電極対（13a,13b）への電圧印加を開始すると共に超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を開始する。これにより、超音波印加によって液体（20）中に生じた気泡（21）内に放電を発生させることができるので、液体（20）中に水酸ラジカル等の活性種が生じると共に水酸ラジカル同士が結合して過酸化水素が生じる。 First, as shown in FIG. 7A, in a state where the liquid (20) is stored in the storage tank (11), the control unit (18) moves from the power source (12) to the electrode pair (13a, 13b). And the application of ultrasonic waves from the ultrasonic generator (14) to the liquid (20) is started. As a result, discharge can be generated in the bubbles (21) generated in the liquid (20) by applying ultrasonic waves, so that active species such as hydroxyl radicals are generated in the liquid (20) and the hydroxyl radicals are Combine to produce hydrogen peroxide.
尚、図７（ａ）に示す例では、運転開始時以降、超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を一定周波数で継続して行うが、放電によって生じた水酸ラジカル同士の結合により生成される過酸化水素の量は、超音波印加によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に高くなっていく。 In the example shown in FIG. 7A, the ultrasonic wave application from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20) is continuously performed at a constant frequency after the start of operation. Since the amount of hydrogen peroxide generated by bonding between radicals is larger than the amount of hydrogen peroxide decomposed by application of ultrasonic waves, the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) gradually increases.
次に、図７（ａ）に示すように、運転開始から時間Ｔ１が経過した時点で、制御部（18）は電源（12）をオフにして放電を停止する。このようにすると、電圧印加を行うことなく超音波印加のみを行うことになり、新たな過酸化水素の生成が抑制される一方、超音波印加によって過酸化水素が分解されるので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に低くなっていく。ここで、時間Ｔ１は、電源（12）から電極対（13a,13b）への電圧印加と、超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加とによって、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が０から所定の上限値に達するまでに要する時間である。また、時間Ｔ１は、予め測定により求められ、制御部（18）内に又は別途設けられたメモリ（図示略）等に記憶されている。さらに、制御部（18）内に又は別途、経過時間を測定するタイマ（図示略）等が設けられている。 Next, as shown in FIG. 7A, when the time T1 has elapsed from the start of operation, the control unit (18) turns off the power source (12) and stops discharging. In this case, only the application of ultrasonic waves is performed without applying a voltage, and generation of new hydrogen peroxide is suppressed, while hydrogen peroxide is decomposed by the application of ultrasonic waves. ) Hydrogen peroxide concentration gradually decreases. Here, the time T1 is determined by applying a voltage from the power source (12) to the electrode pair (13a, 13b) and applying an ultrasonic wave from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20). This is the time required for the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) to reach a predetermined upper limit value from zero. Further, the time T1 is obtained in advance by measurement and stored in a memory (not shown) or the like provided in the control unit (18) or separately. Further, a timer (not shown) for measuring the elapsed time is provided in the control unit (18) or separately.
次に、図７（ａ）に示すように、電源（12）をオフにしてから時間Ｔ２が経過した時点で、制御部（18）は電源（12）をオンにして放電を再開する。このようにすると、過酸化水素が再び生成される一方、該生成量は、超音波印加によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に高くなっていく。ここで、時間Ｔ２は、電圧印加を行うことなく超音波印加のみを行った場合に、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が所定の上限値から所定の下限値まで減少するのに要する時間である。また、時間Ｔ２は、予め測定により求められ、制御部（18）内に又は別途設けられたメモリ（図示略）等に記憶されている。 Next, as shown in FIG. 7A, when the time T2 has elapsed since the power source (12) was turned off, the control unit (18) turns on the power source (12) and restarts the discharge. In this way, while hydrogen peroxide is generated again, the generated amount is larger than the amount of hydrogen peroxide decomposed by application of ultrasonic waves, so that the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) is gradually increased. It will become. Here, at time T2, when only applying ultrasonic waves without applying voltage, the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) is from a predetermined upper limit value to a predetermined lower limit value. This is the time it takes to decrease. The time T2 is obtained in advance by measurement and is stored in a memory (not shown) or the like provided in the control unit (18) or separately.
次に、図７（ａ）に示すように、電源（12）を再びオンにしてから時間Ｔ３が経過した時点で、制御部（18）は電源（12）をオフにして放電を停止する。このようにすると、電圧印加を行うことなく超音波印加のみを行うことになり、新たな過酸化水素の生成が抑制される一方、超音波印加によって過酸化水素が分解されるので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に低くなっていく。ここで、時間Ｔ３は、電圧印加と超音波印加とによって、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が所定の下限値から所定の上限値まで増加するのに要する時間である。また、時間Ｔ３は、予め測定により求められ、制御部（18）内に又は別途設けられたメモリ（図示略）等に記憶されている。 Next, as shown in FIG. 7A, when the time T3 has elapsed since the power source (12) was turned on again, the control unit (18) turns off the power source (12) and stops discharging. In this case, only the application of ultrasonic waves is performed without applying a voltage, and generation of new hydrogen peroxide is suppressed, while hydrogen peroxide is decomposed by the application of ultrasonic waves. ) Hydrogen peroxide concentration gradually decreases. Here, the time T3 is a time required for the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) to increase from a predetermined lower limit value to a predetermined upper limit value by voltage application and ultrasonic application. is there. Further, the time T3 is obtained in advance by measurement and stored in a memory (not shown) or the like provided in the control unit (18) or separately.
その後、電源（12）をオフにしてから時間Ｔ２が経過したら電源（12）をオンする動作と、電源（12）をオンにしてから時間Ｔ３が経過したら電源（12）をオフする動作とを繰り返し行うことにより、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度を所定の範囲内に確実に保持することができる。従って、所望の殺菌性能を維持することができる。 Thereafter, an operation of turning on the power supply (12) when the time T2 elapses after the power supply (12) is turned off, and an operation of turning off the power supply (12) when the time T3 elapses after the power supply (12) is turned on. By repeating the process, the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) can be reliably maintained within a predetermined range. Therefore, desired sterilization performance can be maintained.
尚、図７（ａ）に示す過酸化水素濃度のフィードフォワード制御は、電源（12）の動作の制御により行ったが、電源（12）の動作の制御に加えて、超音波発生部（14）の動作の制御により、過酸化水素濃度のフィードフォワード制御を行ってもよい。 The feedforward control of the hydrogen peroxide concentration shown in FIG. 7A is performed by controlling the operation of the power source (12). However, in addition to controlling the operation of the power source (12), the ultrasonic generator (14 The feedforward control of the hydrogen peroxide concentration may be performed by controlling the operation of).
図７（ｂ）は、本変形例の浄化装置（10）における貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度に対するフィードフォワード制御の他例を示すタイムチャートである。 FIG.7 (b) is a time chart which shows the other example of the feedforward control with respect to the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) in the purification apparatus (10) of this modification.
まず、図７（ｂ）に示すように、貯留タンク（11）内に液体（20）が貯留された状態で、制御部（18）は、電源（12）から電極対（13a,13b）への電圧印加を開始すると共に超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を開始する。ここで、超音波の周波数を所定の気泡発生周波数に設定する。これにより、超音波印加によって液体（20）中に生じた気泡（21）内に放電を発生させることができるので、液体（20）中に水酸ラジカル等の活性種が生じると共に水酸ラジカル同士が結合して過酸化水素が生じる。 First, as shown in FIG. 7B, in a state where the liquid (20) is stored in the storage tank (11), the control unit (18) moves from the power source (12) to the electrode pair (13a, 13b). And the application of ultrasonic waves from the ultrasonic generator (14) to the liquid (20) is started. Here, the frequency of the ultrasonic wave is set to a predetermined bubble generation frequency. As a result, discharge can be generated in the bubbles (21) generated in the liquid (20) by applying ultrasonic waves, so that active species such as hydroxyl radicals are generated in the liquid (20) and the hydroxyl radicals are Combine to produce hydrogen peroxide.
尚、放電によって生じた水酸ラジカル同士の結合により生成される過酸化水素の量は、超音波印加によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に高くなっていく。 In addition, since the amount of hydrogen peroxide produced by the bonding of hydroxyl radicals generated by discharge is larger than the amount of hydrogen peroxide decomposed by application of ultrasonic waves, the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) is It will be getting higher gradually.
次に、図７（ｂ）に示すように、運転開始から時間Ｔ１が経過した時点で、制御部（18）は電源（12）をオフにして放電を停止する。ここで、超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を継続するが、超音波の周波数を所定の気泡発生周波数よりも高い所定のラジカル化周波数に変更する。このようにすると、電圧印加を行うことなく超音波印加のみを行うことになり、新たな過酸化水素の生成が抑制される一方、超音波印加によって過酸化水素が分解されるので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に低くなっていく。ここで、時間Ｔ１は、電源（12）から電極対（13a,13b）への電圧印加と、超音波発生部（14）から液体（20）への超音波（気泡発生周波数）印加とによって、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が０から所定の上限値に達するまでに要する時間である。また、時間Ｔ１は、予め測定により求められ、制御部（18）内に又は別途設けられたメモリ（図示略）等に記憶されている。さらに、制御部（18）内に又は別途、経過時間を測定するタイマ（図示略）等が設けられている。 Next, as shown in FIG. 7B, when the time T1 has elapsed from the start of operation, the control unit (18) turns off the power source (12) and stops discharging. Here, the ultrasonic wave application from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20) is continued, but the frequency of the ultrasonic wave is changed to a predetermined radicalization frequency higher than a predetermined bubble generation frequency. In this case, only the application of ultrasonic waves is performed without applying a voltage, and generation of new hydrogen peroxide is suppressed, while hydrogen peroxide is decomposed by the application of ultrasonic waves. ) Hydrogen peroxide concentration gradually decreases. Here, the time T1 is determined by applying a voltage from the power source (12) to the electrode pair (13a, 13b) and applying an ultrasonic wave (bubble generation frequency) from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20). This is the time required for the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) to reach a predetermined upper limit value from 0. Further, the time T1 is obtained in advance by measurement and stored in a memory (not shown) or the like provided in the control unit (18) or separately. Further, a timer (not shown) for measuring the elapsed time is provided in the control unit (18) or separately.
次に、図７（ｂ）に示すように、電源（12）をオフにしてから時間Ｔ２が経過した時点で、制御部（18）は電源（12）をオンにして放電を再開する。ここで、超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を継続するが、超音波の周波数を所定のラジカル化周波数よりも低い所定の気泡発生周波数に戻す。このようにすると、過酸化水素が再び生成される一方、該生成量は、超音波印加によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に高くなっていく。ここで、時間Ｔ２は、電圧印加を行うことなく超音波（ラジカル化周波数）印加のみを行った場合に、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が所定の上限値から所定の下限値まで減少するのに要する時間である。また、時間Ｔ２は、予め測定により求められ、制御部（18）内に又は別途設けられたメモリ（図示略）等に記憶されている。 Next, as shown in FIG. 7B, when the time T2 elapses after the power source (12) is turned off, the control unit (18) turns on the power source (12) and restarts the discharge. Here, the ultrasonic wave application from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20) is continued, but the frequency of the ultrasonic wave is returned to a predetermined bubble generation frequency lower than a predetermined radicalization frequency. In this way, while hydrogen peroxide is generated again, the generated amount is larger than the amount of hydrogen peroxide decomposed by application of ultrasonic waves, so that the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) is gradually increased. It will become. Here, at time T2, when only applying ultrasonic waves (radicalization frequency) without applying voltage, the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) is from a predetermined upper limit value. This is the time required to decrease to a predetermined lower limit. The time T2 is obtained in advance by measurement and is stored in a memory (not shown) or the like provided in the control unit (18) or separately.
次に、図７（ｂ）に示すように、電源（12）を再びオンにしてから時間Ｔ３が経過した時点で、制御部（18）は電源（12）をオフにして放電を停止する。ここで、超音波発生部（14）から液体（20）への超音波印加を継続するが、超音波の周波数を所定の気泡発生周波数よりも高い所定のラジカル化周波数に変更する。このようにすると、電圧印加を行うことなく超音波印加のみを行うことになり、新たな過酸化水素の生成が抑制される一方、超音波印加によって過酸化水素が分解されるので、液体（20）の過酸化水素濃度は徐々に低くなっていく。ここで、時間Ｔ３は、電圧印加と超音波（気泡発生周波数）印加とによって、貯留タンク（11）内の液体（20）の過酸化水素濃度が所定の下限値から所定の上限値まで増加するのに要する時間である。また、時間Ｔ３は、予め測定により求められ、制御部（18）内に又は別途設けられたメモリ（図示略）等に記憶されている。 Next, as shown in FIG. 7B, when the time T3 has elapsed since the power source (12) was turned on again, the control unit (18) turns off the power source (12) and stops discharging. Here, the ultrasonic wave application from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20) is continued, but the frequency of the ultrasonic wave is changed to a predetermined radicalization frequency higher than a predetermined bubble generation frequency. In this case, only the application of ultrasonic waves is performed without applying a voltage, and generation of new hydrogen peroxide is suppressed, while hydrogen peroxide is decomposed by the application of ultrasonic waves. ) Hydrogen peroxide concentration gradually decreases. Here, at time T3, the hydrogen peroxide concentration of the liquid (20) in the storage tank (11) increases from a predetermined lower limit value to a predetermined upper limit value by applying voltage and applying ultrasonic waves (bubble generation frequency). It takes time to complete. Further, the time T3 is obtained in advance by measurement and stored in a memory (not shown) or the like provided in the control unit (18) or separately.
その後、電源（12）をオフにしてから時間Ｔ２が経過したら電源（12）をオンすると共に超音波発生部（14）から液体（20）へ印加する超音波の周波数を所定の気泡発生周波数に変更する動作と、電源（12）をオンにしてから時間Ｔ３が経過したら電源（12）をオフすると共に超音波発生部（14）から液体（20）へ印加する超音波の周波数を所定のラジカル化周波数に変更する動作とを繰り返し行うことにより、貯留タンク（11）内の液体（20）中における過酸化水素の濃度を所定の範囲内に確実に保持することができる。従って、所望の殺菌性能を維持することができる。 After that, when the time T2 has passed since the power source (12) was turned off, the power source (12) was turned on and the frequency of the ultrasonic wave applied from the ultrasonic wave generation unit (14) to the liquid (20) was set to a predetermined bubble generation frequency When the time T3 elapses after the power source (12) is turned on and the power source (12) is turned off and the frequency of ultrasonic waves applied from the ultrasonic wave generator (14) to the liquid (20) is changed to a predetermined radical. By repeatedly performing the operation of changing to the conversion frequency, the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) can be reliably maintained within a predetermined range. Therefore, desired sterilization performance can be maintained.
〈実施形態４〉
図８は、本発明の実施形態４に係る浄化装置（10）の構成を示す図である。尚、図８において、図５に示す実施形態３に係る浄化装置（10）と同じ構成要素には同じ符号を付し、以下の説明では、主として、実施形態３と異なる部分について説明する。
<Embodiment 4>
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the purification device (10) according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 8, the same components as those in the purification device (10) according to the third embodiment shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and in the following description, portions different from the third embodiment will be mainly described.
図８に示すように、本実施形態の浄化装置（10）においては、貯留タンク（11）の供給口（11b）に、該供給口（11b）を通過する液体（20）を加熱するための加熱部（25）が設けられている。 As shown in FIG. 8, in the purification device (10) of this embodiment, the liquid (20) passing through the supply port (11b) is heated at the supply port (11b) of the storage tank (11). A heating unit (25) is provided.
本実施形態では、供給口（11b）から貯留タンク（11）の外部へ液体（20）を供給する際に、該液体（20）において超音波により分解できずに残留してしまった過酸化水素を除去することができる。ここで、加熱部（25）に代えて、例えば活性炭や吸着材等を用いた過酸化水素除去機構を供給口（11b）に設けた場合にも、同様の効果を得ることができる。また、該過酸化水素除去機構を加熱部（25）と併置することにより、過酸化水素除去率をさらに向上させることができる。 In the present embodiment, when the liquid (20) is supplied from the supply port (11b) to the outside of the storage tank (11), hydrogen peroxide that has remained in the liquid (20) without being decomposed by ultrasonic waves Can be removed. Here, in place of the heating unit (25), a similar effect can be obtained when a hydrogen peroxide removal mechanism using activated carbon, an adsorbent, or the like is provided in the supply port (11b). Further, the hydrogen peroxide removal rate can be further improved by placing the hydrogen peroxide removal mechanism in parallel with the heating section (25).
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、液中で放電を行って液を浄化する浄化装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a purification device that purifies liquid by discharging in the liquid.
１０ 浄化装置
１１ 貯留タンク
１１ａ 注入口
１１ｂ 供給口
１２ 電源
１３ａ、１３ｂ 電極対
１４ 超音波発生部
１４ａ 圧電セラミックス
１４ｂ 金属板
１４ｃ ケース
１５ 放電波形発生部
１６ 増幅器
１７ 超音波波形発生部
１８ 制御部
１９ 検出部
２０ 液体
２１ 気泡
２５ 加熱部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記貯留タンク（11）内の前記液体（20）に超音波を印加して気泡（21）を発生させる超音波発生部（14）と、
前記貯留タンク（11）内に設けられ、且つ該貯留タンク（11）内の前記液体（20）中に生じた前記気泡（21）内に放電を生起して該液体（20）中に水酸ラジカルを生成させる電極対（13a,13b）と、
前記電極対（13a,13b）に電圧を印加する電源（12）とを備え、
前記超音波発生部（14）は、前記貯留タンク（11）内の前記液体（20）に超音波を照射することによって、該液体（20）中に生成した水酸ラジカルが変化して生成する該液体（20）中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換させることを特徴とする浄化装置。 A storage tank (11) for storing liquid (20);
An ultrasonic generator (14) for generating bubbles (21) by applying ultrasonic waves to the liquid (20) in the storage tank (11);
A discharge is generated in the bubbles (21) provided in the storage tank (11) and formed in the liquid (20) in the storage tank (11) to generate a hydroxide in the liquid (20). An electrode pair (13a, 13b) for generating radicals;
A power source (12) for applying a voltage to the electrode pair (13a, 13b),
The ultrasonic wave generator (14) generates the hydroxyl radical generated in the liquid (20) by irradiating the liquid (20) in the storage tank (11) with ultrasonic waves. A purification device characterized by converting hydrogen peroxide in the liquid (20) into hydroxyl radicals.
前記超音波発生部（14）は、前記電極対（13a,13b）に挟まれた領域の下側に設けられていることを特徴とする浄化装置。 In claim 1,
The said ultrasonic wave generation part (14) is provided in the lower side of the area | region pinched | interposed into the said electrode pair (13a, 13b), The purification apparatus characterized by the above-mentioned.
前記貯留タンク（11）内の前記液体（20）中における過酸化水素の濃度を所定の範囲内に保持できるように、前記超音波発生部（14）及び前記電源（12）の少なくとも一方の動作を制御する制御部（18）をさらに備えていることを特徴とする浄化装置。 In claim 1 or 2,
Operation of at least one of the ultrasonic generator (14) and the power source (12) so that the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) can be maintained within a predetermined range. A purification device, further comprising a control unit (18) for controlling
前記制御部（18）は、前記貯留タンク（11）内の前記液体（20）中における過酸化水素の濃度が所定の上限値に達したら前記電源（12）をオフし、該過酸化水素の濃度が所定の下限値に達したら該電源（12）をオンすることを特徴とする浄化装置。 In claim 3,
The control unit (18) turns off the power source (12) when the concentration of hydrogen peroxide in the liquid (20) in the storage tank (11) reaches a predetermined upper limit value. A purification apparatus, wherein the power source (12) is turned on when the concentration reaches a predetermined lower limit.
前記制御部（18）は、前記電源（12）をオンにしている間、前記超音波発生部（14）により印加される超音波の周波数を第１の周波数に設定し、前記電源（12）をオフにしている間、該超音波の周波数を前記第１の周波数よりも高い第２の周波数に設定することを特徴とする浄化装置。 In claim 4,
While the power source (12) is turned on, the control unit (18) sets the frequency of the ultrasonic wave applied by the ultrasonic wave generation unit (14) to a first frequency, and the power source (12) The purification apparatus is characterized in that the frequency of the ultrasonic wave is set to a second frequency higher than the first frequency while the power is turned off.
前記貯留タンク（11）は、前記液体（20）を注入するための注入口（11a）と、前記液体（20）を外部へ供給するための供給口（11b）とを有することを特徴とする浄化装置。 In any one of Claims 1-5,
The storage tank (11) has an inlet (11a) for injecting the liquid (20) and a supply port (11b) for supplying the liquid (20) to the outside. Purification equipment.
前記供給口（11b）に、該供給口（11b）を通過する前記液体（20）を加熱するための加熱部（25）が設けられていることを特徴とする浄化装置。 In claim 6,
A purification device, wherein the supply port (11b) is provided with a heating section (25) for heating the liquid (20) passing through the supply port (11b).
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