JP6446809B2 - Discharge device - Google Patents
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Description
本発明は、液中で放電を生起させて液を浄化する放電装置に関する。 The present invention relates to a discharge device that purifies liquid by causing discharge in the liquid.
従来より、水中で放電を生起させて殺菌因子を生成する水処理装置が知られている。例えば特許文献１には、この種の水処理装置が開示されている。特許文献１の水処理装置は、タンクに貯留された加湿用の水を浄化する。つまり、この水処理装置は、タンクに貯留された水の中で放電を生起させ、その放電によって生じた水酸ラジカル等の殺菌因子を利用して、タンク内の水を殺菌する。
2. Description of the Related Art Conventionally, water treatment apparatuses that generate a sterilizing factor by causing discharge in water are known. For example,
ところで、水などの液中で放電を生起させて液を浄化する放電装置では、その水浄化性能の向上を図ることが望ましい。 By the way, it is desirable to improve the water purification performance of a discharge device that purifies liquid by causing discharge in liquid such as water.
そこで、本発明者等が鋭意実験、研究した結果、液中放電の生起により殺菌因子を生成する放電装置では、貯留槽内の液中に１対の電極を配置し、その電極間に小さな貫通孔を有する仕切板を配置し、その１対の電極間に交番電圧を印加して、その貫通孔に放電を生起させる構成を採用する場合には、その貯留槽が仕切板を誘電体としたキャパシタとして機能し、この貯留槽の静電容量の大きさが殺菌因子の発生量に大きく影響することが判った。 Thus, as a result of diligent experiments and studies by the present inventors, in a discharge device that generates a sterilizing factor by the occurrence of submerged discharge, a pair of electrodes are arranged in the liquid in the storage tank, and a small penetration is made between the electrodes. In the case of adopting a configuration in which a partition plate having holes is arranged and an alternating voltage is applied between the pair of electrodes to cause discharge in the through hole, the storage tank uses the partition plate as a dielectric. It functioned as a capacitor, and it was found that the capacitance of the storage tank greatly affects the amount of germicidal factors generated.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、貯留槽の両電極間に貫通孔を有する仕切板を配置する放電装置において、その貯留槽の静電容量を増やして、殺菌因子の発生量を多くし、液浄化性能の向上を図ることにある。 This invention is made in view of such a point, The objective is to increase the electrostatic capacitance of the storage tank in the discharge device which arrange | positions the partition plate which has a through-hole between both electrodes of a storage tank. The purpose is to increase the amount of sterilizing factor generated and improve the liquid purification performance.
上記目的を達成するため、本発明では、貯留槽の静電容量は仕切板の厚さに反比例し、その誘電率、表面積に比例することから、仕切板の表面積を増やして、殺菌因子の発生量を多くすることとする。 In order to achieve the above object, in the present invention, the electrostatic capacity of the storage tank is inversely proportional to the thickness of the partition plate, and is proportional to its dielectric constant and surface area. Increase the amount.
具体的に、第１の発明の放電装置は、交番型の電源（33）と、貯留槽（11）内の液中に配置され、上記電源（33）から電圧が印加される一対の電極（31,32）と、上記一対の電極（31,32）の間を仕切るように配置され、該一対の電極（31,32）の間で液中放電を生起させる貫通孔（35）を有する絶縁性の仕切板（15）とを備え、上記仕切板（15）は、平板形状の場合よりも表面積が大きくなる形状に形成され、水中での放電により殺菌因子を発生させることを特徴とする。 Specifically, the discharge device according to the first aspect of the present invention includes an alternating power source (33) and a pair of electrodes that are disposed in the liquid in the storage tank (11) and to which a voltage is applied from the power source (33) ( 31, 32) and the pair of electrodes (31, 32) are arranged so as to partition, and an insulation having a through hole (35) that causes submerged discharge between the pair of electrodes (31, 32) The partition plate (15) is formed in a shape having a larger surface area than that of a flat plate shape, and generates a sterilizing factor by discharge in water .
従って、第１の発明では、貯留槽内では、その貯留槽がその内部の仕切板を誘電体としたキャパシタとして機能する。ここで、絶縁性の仕切板の形状が平板形状の場合よりも表面積が大きくなる形状に形成されているので、貯留槽の静電容量が増大して、液中での殺菌因子の発生量が多くなる。 Accordingly, in the first invention, in the storage tank, the storage tank functions as a capacitor using the partition plate inside as a dielectric. Here, since the insulating partition plate is formed in a shape having a larger surface area than that of the flat plate shape, the capacitance of the storage tank is increased, and the amount of sterilization factor generated in the liquid is increased. Become more.
また、第２の発明は、仕切板（15）の表面形状を特定し、仕切板（15）を粗表面に形成している。 Moreover, 2nd invention specifies the surface shape of a partition plate (15), and forms the partition plate (15) in the rough surface.
上記第２の発明では、仕切板の表面形状がザラザラとした粗表面であるので、仕切板の表面積が板状の滑らかな表面と比べると大きくなって、貯留槽の静電容量が増大し、殺菌因子の発生量が多くなる。 In the second aspect of the invention, since the surface shape of the partition plate is a rough surface with a rough surface, the surface area of the partition plate is larger than the plate-like smooth surface, and the capacitance of the storage tank is increased. Increases the amount of bactericidal factors generated.
第３の発明では、仕切板（15）の表面形状を波形状に形成している。 In 3rd invention, the surface shape of the partition plate (15) is formed in the waveform.
上記第３の発明では、仕切板の表面形状が波形状であるので、滑らかな平板形状と比べると仕切板の表面積が大きくなって、貯留槽の静電容量が増大し、殺菌因子の発生量が多くなる。 In the said 3rd invention, since the surface shape of a partition plate is a wave shape, compared with smooth flat plate shape, the surface area of a partition plate becomes large, the electrostatic capacitance of a storage tank increases, and the generation amount of a disinfection factor Will increase.
第４の発明では、仕切板（15）の表面形状を複数個の溝部（15a）を形成して作成した凹凸形状に形成している。 In 4th invention, the surface shape of the partition plate (15) is formed in the uneven | corrugated shape created by forming a some groove part (15a).
従って、第４の発明では、仕切板の表面形状が複数個の溝部（15a）を形成して作成した凹凸状であるので、滑らかな平板形状と比べると仕切板の表面積が大きくなって、貯留槽の静電容量が増大し、殺菌因子の発生量が多くなる。 Therefore, in the fourth aspect of the invention, the surface shape of the partition plate is a concavo-convex shape created by forming a plurality of grooves (15a). The capacitance of the tank increases and the amount of sterilization factor generated increases.
以上説明したように、本発明によれば、交番型の電源を貯留槽内の一対の電極間に印加する場合に、その両電極間に位置する貫通孔を有する仕切板の表面積を大きくして、貯留槽の静電容量を増やしたので、殺菌因子の発生量を多くできて、水の殺菌などの浄化性能の向上を図ることができる。 As described above, according to the present invention, when an alternating power source is applied between a pair of electrodes in the storage tank, the surface area of the partition plate having a through hole located between the electrodes is increased. Since the electrostatic capacity of the storage tank is increased, the amount of sterilization factor generated can be increased, and purification performance such as water sterilization can be improved.
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１及び図２は、本発明の実施形態の放電装置を含む水処理部の全体構成を示す。
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FIG.1 and FIG.2 shows the whole structure of the water treatment part containing the discharge device of embodiment of this invention.
図１及び図２に示すように、水処理部（10）は、水配管（3）の流入部（3a）から流入させた水を浄化して水配管（3）の流出部（3b）から流出させるものである。この水処理部（10）は、噴霧装置（40）と、処理槽（11）と、下流槽（50）と、複数の放電ユニット（30a,30b）を備えている。水処理部（10）は、水処理部（10）の上流側の水配管（3）から流入させた水を噴霧装置（40）から処理槽（11）に供給し、該処理槽（11）において放電ユニット（30a,30b）で発生した殺菌因子により浄化し、浄化した水を下流槽（50）に供給し、下流槽（50）から水処理部（10）の下流側の水配管（3）に流出させている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the water treatment section (10) purifies the water flowing in from the inflow section (3a) of the water pipe (3) and from the outflow section (3b) of the water pipe (3). It is something to be drained The water treatment unit (10) includes a spray device (40), a treatment tank (11), a downstream tank (50), and a plurality of discharge units (30a, 30b). The water treatment section (10) supplies water introduced from the water pipe (3) on the upstream side of the water treatment section (10) from the spray device (40) to the treatment tank (11), and the treatment tank (11) In the discharge unit (30a, 30b), purified water is supplied to the downstream tank (50), and the downstream water pipe (3) from the downstream tank (50) to the water treatment unit (10) ).
上記処理槽（11）は、平面視で略長方形状に形成され、内部に水を貯留する箱体状の貯留槽である。具体的には、処理槽（11）は、平面視で略長方形の平板に形成された底部（12）と、横長の略長方形の平板に形成され、且つ底部（12）の両長辺からそれぞれ上方に延びる長壁部（13,13）と、縦長の略長方形状の平板に形成され、且つ底部（12）の両短辺からそれぞれ上方に延びる短壁部（14a,14b）とで形成されている。処理槽（11）の長手方向の他端側（すなわち、水の流出側）の短壁部（14b）は、その高さが処理槽（11）の長手方向の一端側（すなわち、水の流入側）の短壁部（14a）よりも低く形成されて流出口部（17）が形成されている。 The said processing tank (11) is a box-shaped storage tank which is formed in the substantially rectangular shape by planar view, and stores water inside. Specifically, the treatment tank (11) is formed from a bottom (12) formed in a substantially rectangular flat plate in plan view and a horizontally long substantially rectangular flat plate, and from both long sides of the bottom (12), respectively. It is formed with a long wall portion (13, 13) extending upward and a short wall portion (14a, 14b) formed on a vertically long, substantially rectangular flat plate and extending upward from both short sides of the bottom portion (12). Yes. The height of the short wall portion (14b) on the other end side in the longitudinal direction of the treatment tank (11) (that is, the outflow side of water) is one end side in the longitudinal direction of the treatment tank (11) (that is, inflow of water). The outlet portion (17) is formed lower than the short wall portion (14a).
上記処理槽（11）の内部には、その幅方向に所定間隔を置いて仕切板（15）が配置されている。仕切板（15）は、横長の略長方形状の平板に形成され、処理槽（11）の長手方向に沿って配置されて該処理槽（11）の内部を複数のレーン（21a,22b）に仕切っている。仕切板（15）は、電気絶縁性を有する材料で形成されている。また、後述する第１流路（21）に配置される仕切板（15）には、図３に示すように、開口部（16）が形成されている。上記処理槽（11）には、仕切板（15）によって、図１における手前側から順に第１及び第２レーン（21a,21b）が形成されている。尚、処理槽（11）に形成されるレーン（21a,21b）の数は、例示であり、水処理部（10）が浄化する水量に応じて任意に変更することができる。 Inside the treatment tank (11), a partition plate (15) is arranged at a predetermined interval in the width direction. The partition plate (15) is formed in a horizontally long substantially rectangular flat plate, and is arranged along the longitudinal direction of the treatment tank (11) so that the inside of the treatment tank (11) is divided into a plurality of lanes (21a, 22b). Partitioning. The partition plate (15) is formed of a material having electrical insulation. Moreover, as shown in FIG. 3, the opening part (16) is formed in the partition plate (15) arrange | positioned at the 1st flow path (21) mentioned later. In the treatment tank (11), first and second lanes (21a, 21b) are formed in order from the front side in FIG. 1 by the partition plate (15). In addition, the number of lanes (21a, 21b) formed in the treatment tank (11) is an example, and can be arbitrarily changed according to the amount of water to be purified by the water treatment unit (10).
また、各レーン（21a,21b）は、第１及び第２レーン（21a,21b）が一対となって第１流路（21）を形成している。 In each lane (21a, 21b), the first and second lanes (21a, 21b) are paired to form a first flow path (21).
図１に示すように、上記処理槽（11）の内部には、その流入側から順に複数の第１仕切板（61）、複数の第２仕切板（62）及び複数の第３仕切板（63）が配置されている。各第１〜第３仕切板（61〜63）は、上述したレーン（21a,21b）ごとに一つずつ設けられる。各第１〜第３仕切板（61〜63）は、縦長の略長方形状の平板に形成され、処理槽（11）の幅方向に沿って配置されてレーン（21a,21b）を仕切っている。各第１及び第３仕切板（61,63）は、その高さが処理槽（11）の流入側の短壁部（14a）と同じ高さに形成されている。各第１及び第３仕切板（61,63）は、その下端が処理槽（11）の底部（12）に達しないように形成されて流出口部（64,65）が形成されている。各第２仕切板（62）は、その高さが処理槽（11）の流出側の短壁部（14b）よりも低く形成されて流出口部（66）が形成されている。各第２仕切板（62）は、その下端が処理槽（11）の底部（12）に接する（達する）ように形成されている。 As shown in FIG. 1, a plurality of first partition plates (61), a plurality of second partition plates (62), and a plurality of third partition plates ( 63) is arranged. Each of the first to third partition plates (61 to 63) is provided for each lane (21a, 21b) described above. Each of the first to third partition plates (61 to 63) is formed in a vertically long, substantially rectangular flat plate, and is arranged along the width direction of the processing tank (11) to partition the lanes (21a, 21b). . Each of the first and third partition plates (61, 63) is formed to have the same height as the short wall portion (14a) on the inflow side of the treatment tank (11). Each 1st and 3rd partition plate (61,63) is formed so that the lower end may not reach the bottom part (12) of a processing tank (11), and the outflow port part (64,65) is formed. Each of the second partition plates (62) is formed with a height lower than the short wall portion (14b) on the outflow side of the treatment tank (11) to form an outflow port portion (66). Each of the second partition plates (62) is formed such that the lower end thereof is in contact with (reaches) the bottom (12) of the treatment tank (11).
処理槽（11）における第１仕切板（61）の上流側を流れる水は、流出口部（64）から第１仕切板（61）の下流側に噴出することで、その流速が増し、第２仕切板（62）に当たる。このため、図１中反時計回りに回転する渦が発生する。処理槽（11）における第２仕切板（62）の上流側を流れる水は、流出口部（66）から第２仕切板（62）の下流側に噴出することで、その流速が増し、第３仕切板（63）に当たる。このため、図１中時計回りに回転する渦が発生する。処理槽（11）における第３仕切板（63）の上流側を流れる水は、流出口部（65）から第３仕切板（63）の下流側に噴出することで、その流速が増し、処理槽（11）の流出側の短壁部（14b）に当たる。このため、図１中反時計回りに回転する渦が発生する。したがって、処理槽（11）の水は攪拌される。 The water flowing in the upstream side of the first partition plate (61) in the treatment tank (11) is ejected from the outlet port (64) to the downstream side of the first partition plate (61), so that the flow rate is increased. Hits the two partition plates (62). Therefore, a vortex that rotates counterclockwise in FIG. 1 is generated. The water flowing in the upstream side of the second partition plate (62) in the treatment tank (11) is ejected from the outlet port (66) to the downstream side of the second partition plate (62), so that the flow rate is increased. It hits the three partition plate (63). For this reason, a vortex rotating clockwise in FIG. 1 is generated. The water flowing upstream of the third partition plate (63) in the treatment tank (11) is jetted from the outlet port (65) to the downstream side of the third partition plate (63), thereby increasing the flow rate and processing. It hits the short wall (14b) on the outflow side of the tank (11). Therefore, a vortex that rotates counterclockwise in FIG. 1 is generated. Therefore, the water in the treatment tank (11) is stirred.
上記の構成により、処理槽（11）の水は、第１仕切板（61）の下流側で且つ第２仕切板（62）の上流側において、上方に向かって流れ、第２仕切板（62）の下流側で且つ第３仕切板（63）の上流側において、下方に向かって流れ、第３仕切板（63）の下流側において、上方に向かって流れる。このように、処理槽（11）の水はＳ字状（ジグザグ）に流れる。また、第１流路（21）の流路長は長くなる。このため、処理槽（11）の水はより一層攪拌される。 With the above configuration, the water in the treatment tank (11) flows upward on the downstream side of the first partition plate (61) and the upstream side of the second partition plate (62), and the second partition plate (62 ) And on the upstream side of the third partition plate (63), and flows downward on the downstream side of the third partition plate (63). Thus, the water in the treatment tank (11) flows in an S shape (zigzag). Further, the channel length of the first channel (21) becomes longer. For this reason, the water of a processing tank (11) is stirred further.
図３に示すように、上記放電ユニット（30）は、上述した一対のレーン（21a,21b）に一つ設けられる。 As shown in FIG. 3, one discharge unit (30) is provided in the pair of lanes (21a, 21b) described above.
上記放電ユニット（30）は、第１流路（21）の水を浄化するものである。放電ユニット（30）は、電極対（31,32）と、この電極対（31,32）に接続され、該電極対（31,32）に所定の電圧を印加する高電圧発生部（33）と、上述した開口部（16）が形成された仕切板（15）とを備えている。仕切板（15）には、放電部材（34）が設けられている。 The discharge unit (30) purifies the water in the first flow path (21). The discharge unit (30) includes an electrode pair (31, 32) and a high voltage generator (33) connected to the electrode pair (31, 32) and applying a predetermined voltage to the electrode pair (31, 32). And a partition plate (15) in which the opening (16) described above is formed. The partition plate (15) is provided with a discharge member (34).
上記電極対（31,32）は、水中で放電を生起するためのものであり、ホット側の電極（31）とニュートラル側の電極（32）とで構成されている。電極（31）は、扁平な板状に形成され、第１レーン（21a）に配置されている。電極（31）は、高電圧発生部（33）に接続されている。上記電極（32）は、扁平な板状に形成され、第２レーン（21b）に配置されている。電極（32）は、高電圧発生部（33）に接続されている。また、電極（31）と電極（32）とは互いに略平行となるように配設されている。尚、これらの電極（31,32）は、例えば耐腐食性の高い金属材料で構成されている。 The electrode pair (31, 32) is for generating discharge in water, and is composed of a hot side electrode (31) and a neutral side electrode (32). The electrode (31) is formed in a flat plate shape and is disposed in the first lane (21a). The electrode (31) is connected to the high voltage generator (33). The electrode (32) is formed in a flat plate shape and is disposed in the second lane (21b). The electrode (32) is connected to the high voltage generator (33). The electrode (31) and the electrode (32) are disposed so as to be substantially parallel to each other. These electrodes (31, 32) are made of, for example, a metal material having high corrosion resistance.
上記高電圧発生部（33）は、電極対（31,32）に所定の電圧を印加する電源で構成されている。本実施形態では、高電圧発生部（33）は、例示として、図４に示すように、電極対（31,32）に対して、正負が入れ替わる交番型の方形波に形成される電圧を印加する。この交番波形（方形波）のＤｕｔｙは、正極性側と負極性側の割合が等しくなるように調節されている。尚、電極対（31,32）に印加される電圧は、例示であって、交番型の電圧であれば、方形波に限らず、正弦波などでもよい。 The high voltage generator (33) is configured by a power source that applies a predetermined voltage to the electrode pair (31, 32). In the present embodiment, as an example, the high voltage generator (33) applies a voltage formed in an alternating square wave in which positive and negative are switched to the electrode pair (31, 32) as shown in FIG. To do. The duty of this alternating waveform (square wave) is adjusted so that the ratio of the positive polarity side and the negative polarity side is equal. The voltage applied to the electrode pair (31, 32) is an example, and is not limited to a square wave but may be a sine wave or the like as long as it is an alternating voltage.
上記放電部材（34）は、板状の絶縁部材である。放電部材（34）は、例えばセラミックス等の電気絶縁材料で構成されている。尚、セラミックスは、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ジルコニア又はアルミナである。放電部材（34）は、第１レーン（21a）と第２レーン（21b）とを仕切る仕切板（15）に形成された開口部（16）を塞ぐように配置されている。放電部材（34）には、その略中央に微小な貫通孔である放電孔（35）が形成されている。放電孔（35）は、例えば、電気抵抗が数ＭΩとなるように設計されている。この放電孔（35）は、電極（31）と電極（32）との間の電流経路を構成している。以上のような放電孔（35）は、電極対（31,32）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部となる。図５に示すように、電極（31）及び電極（32）に電圧が付与されると、放電部材（34）の放電孔（35）内では、電流経路の電流密度が上昇することで、水がジュール熱によって気化して気泡（Ｃ）が形成される。そして、気泡（Ｃ）内では、気泡（Ｃ）と水との界面が電極となって放電が発生する。すなわち、この放電では、上記電極（31）及び電極（32）が放電電極とならないため、放電によって電極（31,32）が劣化するのを抑制できる。 The discharge member (34) is a plate-like insulating member. The discharge member (34) is made of an electrically insulating material such as ceramics. The ceramic is aluminum nitride, silicon nitride, zirconia or alumina. The discharge member (34) is disposed so as to block the opening (16) formed in the partition plate (15) that partitions the first lane (21a) and the second lane (21b). The discharge member (34) is formed with a discharge hole (35), which is a minute through hole, at substantially the center thereof. The discharge hole (35) is designed, for example, to have an electric resistance of several MΩ. The discharge hole (35) forms a current path between the electrode (31) and the electrode (32). The discharge hole (35) as described above serves as a current density concentration portion that increases the current density of the current path between the electrode pair (31, 32). As shown in FIG. 5, when a voltage is applied to the electrode (31) and the electrode (32), the current density in the current path increases in the discharge hole (35) of the discharge member (34), thereby Is vaporized by Joule heat to form bubbles (C). And in bubble (C), the interface of bubble (C) and water becomes an electrode, and discharge generate | occur | produces. That is, in this discharge, since the electrode (31) and the electrode (32) do not become discharge electrodes, deterioration of the electrodes (31, 32) due to discharge can be suppressed.
上記噴霧装置（40）は、水配管（3）に接続され、該水配管（3）の流入部（3a）から流入させた水を噴霧して処理槽（11）に供給するものである。噴霧装置（40）は、ノズルヘッダ（41）と、各レーン（21a,21b）に対応した複数の噴霧ノズル（42）とを備えている。 The spraying device (40) is connected to the water pipe (3), sprays the water introduced from the inflow part (3a) of the water pipe (3), and supplies it to the treatment tank (11). The spray device (40) includes a nozzle header (41) and a plurality of spray nozzles (42) corresponding to the lanes (21a, 21b).
上記ノズルヘッダ（41）は、その側面に水配管（3）が接続され、水配管（3）から流入する水を各噴霧ノズル（42）に分けるように設けられている。 A water pipe (3) is connected to the side surface of the nozzle header (41), and the water flowing in from the water pipe (3) is divided into the spray nozzles (42).
上記噴霧ノズル（42）は、ノズルヘッダ（41）の長手方向に所定の間隔を置いて複数個設けられている。噴霧ノズル（42）は、各レーン（21a,21b）に対応して設けられている。水配管（3）を流れる水は、流入部（3a）からノズルヘッダ（41）に流入し、噴霧ノズル（42）から粒状（液滴）となって対応するレーン（21a,21b）における第１仕切板（61）の上流側に向かって噴霧される。このとき、噴霧ノズル（42）から噴霧された水が粒状（液滴）となることで各粒間（各液滴間）に空気が介在して電気抵抗が高くなる。こうすることで、水配管（3）の流入部（3a）から流入する水と、処理槽（11）を流れる水とが電気的に絶縁されることになる。尚、噴霧ノズル（42）によって噴霧させることによって、水配管（3）の流入部（3a）の水と、処理槽（11）の水との間の電気抵抗は、数百ＭΩ以上となる。 A plurality of the spray nozzles (42) are provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the nozzle header (41). The spray nozzle (42) is provided corresponding to each lane (21a, 21b). The water flowing through the water pipe (3) flows into the nozzle header (41) from the inflow part (3a) and becomes granular (droplets) from the spray nozzle (42) in the corresponding lanes (21a, 21b). It sprays toward the upstream of a partition plate (61). At this time, since the water sprayed from the spray nozzle (42) becomes granular (droplets), air is interposed between the particles (between the droplets), and the electrical resistance is increased. By carrying out like this, the water which flows in from the inflow part (3a) of a water piping (3) and the water which flows through a processing tank (11) will be electrically insulated. In addition, by spraying with the spray nozzle (42), the electrical resistance between the water of the inflow part (3a) of the water pipe (3) and the water of the treatment tank (11) becomes several hundred MΩ or more.
下流槽（50）は、水処理部（10）と流出部（3b）側の水配管（3）の水とを電気的に絶縁するように構成されている。具体的に、下流槽（50）は、図１に示すように、処理槽（11）の水の流出側に連結するように設けられ、４面の外壁部（51a,51a,51b,51c）からなる箱状の水槽である。ここで、外壁部（51c）の下部には、水配管（3）の流出部（3b）が接続されている。更に、下流槽（50）は、処理槽（11）の流出口部（17）から図中右斜め下方向に延びて水を落下させるスロープ（52）を備えている。このスロープ（52）の下端は、曲面状に反り上がっていて、処理槽（11）の出口から水配管（3）の水面までの鉛直距離よりも処理槽（11）の出口から水配管（3）の水面までの水の移動距離を長くする。また、スロープ（52）の表面は撥水性を有している。そのため、下流槽（50）では、処理槽（11）で処理された水が流出口部（17）を超えると、その処理された水が、スロープ（52）の表面を雫状に落下した後に、その下端で図中右斜め上方向にジャンプすることにより微細化し、その微細した水が底面の外壁部（51b）に落下することになる。 The downstream tank (50) is configured to electrically insulate water from the water treatment section (10) and the water pipe (3) on the outflow section (3b) side. Specifically, as shown in FIG. 1, the downstream tank (50) is provided so as to be connected to the water outflow side of the treatment tank (11), and has four outer wall portions (51a, 51a, 51b, 51c). It is a box-shaped water tank consisting of Here, the outflow part (3b) of the water pipe (3) is connected to the lower part of the outer wall part (51c). Furthermore, the downstream tank (50) is provided with a slope (52) that extends from the outlet (17) of the processing tank (11) in a diagonally downward direction to the right in the drawing to drop water. The lower end of the slope (52) is warped in a curved shape, and the water pipe (3) from the outlet of the treatment tank (11) is more than the vertical distance from the outlet of the treatment tank (11) to the water surface of the water pipe (3). ) Increase the water travel distance to the water surface. The surface of the slope (52) has water repellency. Therefore, in the downstream tank (50), when the water treated in the treatment tank (11) exceeds the outlet (17), the treated water falls on the slope (52) in a bowl shape. Then, the lower end of the figure is made finer by jumping upward in the right diagonal direction in the drawing, and the fine water falls on the outer wall part (51b) on the bottom surface.
上記下流槽（50）では、処理槽（11）の流出口部（17）から供給された水が外壁部（51b）の表面又は貯留された水面に落下する際に、スロープ（52）を介して雫状になると共に、その粒が小さくなることにより、各粒間（各液滴間）に空気が介在して電気抵抗が高くなる。これにより、処理槽（11）を流れる水と、水配管（3）の流出部（3b）の水とが電気的に絶縁されることになる。 In the said downstream tank (50), when the water supplied from the outflow part (17) of the processing tank (11) falls on the surface of the outer wall part (51b) or the stored water surface, it passes through the slope (52). As a result, the particles become smaller and the particles become smaller, so that air is interposed between the particles (between the droplets) and the electrical resistance is increased. Thereby, the water which flows through a processing tank (11), and the water of the outflow part (3b) of a water piping (3) are electrically insulated.
―仕切板の構成―
上記第１流路（21）において第１レーン（21a）と第２レーン（21b）とを仕切る仕切板（15）は、その一対の電極（31,32）に対向する表面がザラザラ状の粗表面に形成される。この祖表面の形成は例えばショットブラスト処理などで行われる。
―Structure of partition plate―
The partition plate (15) for partitioning the first lane (21a) and the second lane (21b) in the first channel (21) has a rough surface with a rough surface facing the pair of electrodes (31, 32). Formed on the surface. The formation of the ancestor surface is performed, for example, by shot blasting.
−運転動作−
本実施形態に係る水処理部（10）において、水配管（3）を流れる水を処理する水処理がなされる。
-Driving action-
In the water treatment unit (10) according to the present embodiment, water treatment for treating water flowing through the water pipe (3) is performed.
水配管（3）を流れる水は、流入部（3a）からノズルヘッダ（41）内に流入し、噴霧ノズル（42）から各レーン（21a,21b）に噴霧され、処理槽（11）内に水が貯留される。このとき、噴霧された水は、粒状（液滴）となっているため、各液滴間に空気が介在して電気抵抗が高くなる。このため、水配管（3）の流入部（3a）から流入する水と、処理槽（11）を流れる水とが電気的に絶縁される。また、処理槽（11）内では、第１〜第３仕切板（61）〜（63）により水流方向が上方向と下方向とに交互に変化しつつ渦が発生して、攪拌される。 The water flowing through the water pipe (3) flows into the nozzle header (41) from the inflow part (3a) and is sprayed from the spray nozzle (42) to each lane (21a, 21b) and into the treatment tank (11). Water is stored. At this time, since the sprayed water is granular (droplets), air is interposed between the droplets, and the electrical resistance is increased. For this reason, the water which flows in from the inflow part (3a) of a water piping (3) and the water which flows through a processing tank (11) are electrically insulated. In the treatment tank (11), the first to third partition plates (61) to (63) generate vortices while the water flow direction is alternately changed upward and downward, and are stirred.
水処理部（10）の運転開始時には、処理槽（11）内が浸水した状態となっている。高電圧発生部（33）から電極対（31,32）に対して極性の割合が等しい方形波の高電圧が印加されると、放電部材（34）の放電孔（35）の電流経路の電流密度が上昇する。 At the start of operation of the water treatment section (10), the inside of the treatment tank (11) is in a flooded state. When a square-wave high voltage with the same proportion of polarity is applied from the high voltage generator (33) to the electrode pair (31, 32), the current in the current path of the discharge hole (35) of the discharge member (34) Density increases.
放電孔（35）内の電流経路の電流密度が上昇すると、放電孔（35）内のジュール熱が大きくなる。その結果、放電部材（34）では、放電孔（35）の内部及び出入口の近傍において、水の気化が促進されて気体相としての気泡（C）が形成される。この気泡（C）は、図５に示すように、放電孔（35）の全域を覆う状態となる。この状態では、気泡（C）が電極（31）と電極（32）との間で水を介した導電を阻止する抵抗として機能する。これにより、電極（31,32）と水とが同電位となり、気泡（C）と水との界面が電極となる。すると、気泡（C）内では、絶縁破壊が起こり、放電が発生する。 When the current density of the current path in the discharge hole (35) increases, Joule heat in the discharge hole (35) increases. As a result, in the discharge member (34), the vaporization of water is promoted inside the discharge hole (35) and in the vicinity of the inlet / outlet, and bubbles (C) as a gas phase are formed. This bubble (C) will be in the state which covers the whole region of the discharge hole (35), as shown in FIG. In this state, the bubble (C) functions as a resistor that prevents conduction through water between the electrode (31) and the electrode (32). Thereby, an electrode (31, 32) and water become the same electric potential, and the interface of a bubble (C) and water becomes an electrode. Then, dielectric breakdown occurs in the bubbles (C), and discharge occurs.
以上のようにして、気泡（C）内で放電が行われると、処理槽（11）の水中では、過酸化水素、水酸ラジカルなどの殺菌因子が発生する。処理槽（11）内では水が攪拌されているので、これ等の殺菌因子はその水中に均一に拡散する。 As described above, when discharge is performed in the bubbles (C), sterilizing factors such as hydrogen peroxide and hydroxyl radicals are generated in the water in the treatment tank (11). Since water is agitated in the treatment tank (11), these sterilizing factors diffuse uniformly in the water.
その後、処理槽（11）の各レーン（21a,21b）を流れる水は、流出口部（17）から下流槽（50）に向かって流れ落ちる。このとき、流出口部（17）から下流槽（50）に流れ落ちる水は雫となるため、各粒間（液滴間）に空気が介在して電気抵抗が高くなる。こうすることで、処理槽（11）に貯留された水と下流槽（50）を流れる水とが電気的に絶縁される。 Thereafter, the water flowing through each lane (21a, 21b) of the treatment tank (11) flows down from the outlet (17) toward the downstream tank (50). At this time, the water that flows from the outlet part (17) to the downstream tank (50) becomes soot, so that air is interposed between the grains (between the droplets), and the electrical resistance is increased. By carrying out like this, the water stored by the processing tank (11) and the water which flows through a downstream tank (50) are electrically insulated.
−実施形態の効果−
本実施形態では、仕切板（15）の電極（31,32）に対向する表面がザラザラとした粗表面に形成されているので、仕切板（15）の表面積は、板状の滑らかな表面と比べると大きくなっており、処理槽（11）内の水との接触面積が大きくなっている。処理槽（11）では、第１レーン（21a）と第２レーン（21b）とを流れる水の間に電位差があり、このため、処理槽（11）は、その内部の仕切板（15）を誘電体として一種のキャパシタを構成する。この仕切板（15）を内部に有する処理槽（11）の静電容量は仕切板（15）の表面積に比例する。実際、発明者等が仕切板（15）の表面積と処理槽（11）の静電容量との関係を実験したところ、図７（ａ）に示すように、仕切板（15）の表面積の増大に比例して処理槽（11）の静電容量も増大していることが確認された。また、発明者等が処理槽（11）の静電容量と処理槽（11）内の水中の殺菌因子（過酸化水素）との関係を実験したところ、図７（ｂ）に示すように、処理槽（11）の静電容量の増大に比例して過酸化水素の発生量も増量していることが確認された。
-Effect of the embodiment-
In the present embodiment, the surface of the partition plate (15) facing the electrodes (31, 32) is formed in a rough rough surface, so that the surface area of the partition plate (15) is the same as that of a plate-like smooth surface. Compared with the water in the treatment tank (11), the contact area with the water is large. In the treatment tank (11), there is a potential difference between the water flowing in the first lane (21a) and the second lane (21b). For this reason, the treatment tank (11) has a partition plate (15) inside. A kind of capacitor is formed as a dielectric. The electrostatic capacity of the treatment tank (11) having the partition plate (15) therein is proportional to the surface area of the partition plate (15). In fact, when the inventors experimented the relationship between the surface area of the partition plate (15) and the capacitance of the treatment tank (11), the surface area of the partition plate (15) increased as shown in FIG. It was confirmed that the capacitance of the treatment tank (11) also increased in proportion to Moreover, when the inventors experimented the relationship between the capacitance of the treatment tank (11) and the sterilization factor (hydrogen peroxide) in the water in the treatment tank (11), as shown in FIG. It was confirmed that the amount of hydrogen peroxide generated increased in proportion to the increase in the capacitance of the treatment tank (11).
従って、処理槽（11）の大きな静電容量によって過酸化水素などの殺菌因子の発生量が多くなって、処理槽（11）内の水に対する浄化性能が向上する。 Therefore, the generation capacity of sterilizing factors such as hydrogen peroxide increases due to the large capacitance of the treatment tank (11), and the purification performance for water in the treatment tank (11) is improved.
〈実施形態２〉
図８は本発明の実施形態２を示す。本実施形態では、仕切板（15）の表面形状を変更したものである。
<Embodiment 2>
FIG. 8 shows Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, the surface shape of the partition plate (15) is changed.
同図に示した水処理部（10）では、仕切板（15）の電極（31,32）に対向する側の表面を、一対の電極（31,32）の位置する方向（仕切板（15）の厚さ方向）に蛇行する波形状としたものである。 In the water treatment section (10) shown in the figure, the surface of the partition plate (15) on the side facing the electrodes (31, 32) is arranged in the direction in which the pair of electrodes (31, 32) are located (partition plate (15 ) In the thickness direction).
従って、本実施形態においても、仕切板（15）の表面積を滑らかな平板形状と比べて大きくできるので、処理槽（11）の静電容量が増大して、水酸ラジカル等の殺菌因子の発生量を多くでき、処理槽（11）内の水浄化性能の向上を図ることが可能である。 Therefore, also in this embodiment, since the surface area of the partition plate (15) can be increased compared to the smooth flat plate shape, the capacitance of the treatment tank (11) is increased, and generation of sterilizing factors such as hydroxyl radicals is generated. The amount can be increased, and the water purification performance in the treatment tank (11) can be improved.
しかも、本実施形態では、仕切板（15）表面の波形状によって処理槽（11）内で水が図８中紙面前後方向（すなわち、一対の電極（31,32）が並ぶ方向）にも攪拌される。従って、処理槽（11）内で水が上流側から下流槽（50）に向って流れる際に、その水流は仕切板（15）と対向する長壁部（13）側に攪拌されて、仕切板（15）の放電孔（35）で発生した水酸ラジカル等の殺菌因子を長壁部（13）側に拡散するので、その拡散した殺菌成分と処理槽（11）内を流れる水全体に含まれる菌との混合力が高まって、水浄化性能が向上することになる。 In addition, in the present embodiment, water is stirred in the front and rear direction of the paper surface in FIG. Is done. Therefore, when water flows from the upstream side toward the downstream tank (50) in the treatment tank (11), the water flow is agitated on the side of the long wall portion (13) facing the partition plate (15), and the partition plate Since sterilizing factors such as hydroxyl radicals generated in the discharge hole (35) of (15) are diffused to the long wall (13) side, they are contained in the diffused sterilizing component and the whole water flowing in the treatment tank (11) The mixing power with bacteria increases, and the water purification performance is improved.
〈実施形態３〉
図９は本発明の実施形態３を示す。本実施形態では、仕切板（15）の表面形状を更に変更したものである。
<
FIG. 9 shows
図９（ａ）に示した水処理部（10）では、仕切板（15）の電極（31,32）に対向する側の表面を凹凸形状としたものである。この凹凸形状は、同図（ｂ）にも示したように、所定間隔毎に上下方向に延びる断面四角形状の溝部（15a）を複数個形成して作製したものである。 In the water treatment section (10) shown in FIG. 9 (a), the surface of the partition plate (15) facing the electrodes (31, 32) has an uneven shape. As shown in FIG. 4B, the uneven shape is formed by forming a plurality of grooves (15a) having a square cross section extending in the vertical direction at predetermined intervals.
従って、本実施形態においても、仕切板（15）の表面を複数個の溝部（15a）を形成して作成した凹凸形状として、その表面積を滑らかな平板形状と比べて大きくできるので、処理槽（11）の静電容量を増大させて、水酸ラジカル等の殺菌因子の発生量を多くでき、処理槽（11）内の水浄化性能の向上を図ることが可能である。 Therefore, also in the present embodiment, the surface of the partition plate (15) is formed as a concavo-convex shape formed by forming a plurality of groove portions (15a), and the surface area can be increased compared to a smooth flat plate shape. By increasing the capacitance of 11), it is possible to increase the generation amount of sterilizing factors such as hydroxyl radicals, and to improve the water purification performance in the treatment tank (11).
〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
<Other embodiments>
The present invention may be configured as follows with respect to the above embodiment.
上記実施形態では、仕切板（15）の表面を粗形状、波形状、凹凸形状としたが、本発明はこれ等の表面形状に限定されず、表面積を大きくする種々の形状を採用しても良い。例えば、仕切板（15）の表面を断面のこぎり形状などとして、その表面積を大きくする場合をも含む。 In the above embodiment, the surface of the partition plate (15) has a rough shape, a wave shape, and an uneven shape. However, the present invention is not limited to these surface shapes, and various shapes that increase the surface area may be adopted. good. For example, it includes a case where the surface of the partition plate (15) has a cross-sectional saw shape and the surface area is increased.
また、上記実施形態では、水処理部（10）（放電装置）に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されないし、水中に限らず、その他の液中で放電させる放電装置も含む。 Moreover, in the said embodiment, although this invention was applied to the water treatment part (10) (discharge device), this invention is not limited to this, The discharge device discharged not only in water but in another liquid is also included. .
以上説明したように、本発明は、一対の電極間に放電を生起させる放電装置について、有用である。 As described above, the present invention is useful for a discharge device that generates discharge between a pair of electrodes.
３ 水配管
１０ 水処理部
１１ 処理槽（貯留槽）
１５ 仕切板
１５ａ 溝部
２１ａ 第１レーン
２１ｂ 第２レーン
３１、３２ 電極
３３ 高電圧発生部（交番型の電源）
３５ 放電孔（貫通孔）
3 Water piping 10
15
35 Discharge hole (through hole)
Claims (4)
貯留槽（11）内の液中に配置され、上記電源（33）から電圧が印加される一対の電極（31,32）と、
上記一対の電極（31,32）の間を仕切るように配置され、該一対の電極（31,32）の間で液中放電を生起させる貫通孔（35）を有する絶縁性の仕切板（15）とを備え、
上記仕切板（15）は、平板形状の場合よりも表面積が大きくなる形状に形成され、
水中での放電により殺菌因子を発生させることを特徴とする放電装置。 An alternating power supply (33),
A pair of electrodes (31, 32) disposed in the liquid in the reservoir (11), to which a voltage is applied from the power source (33);
An insulating partition plate (15) having a through hole (35) disposed between the pair of electrodes (31, 32) to cause submerged discharge between the pair of electrodes (31, 32). )
The partition plate (15) is formed in a shape having a larger surface area than in the case of a flat plate shape ,
A discharge device characterized in that a bactericidal factor is generated by discharge in water .
上記仕切板（15）は、粗表面に形成されている
ことを特徴とする放電装置。 In claim 1,
The said partition plate (15) is formed in the rough surface. The discharge device characterized by the above-mentioned.
上記仕切板（15）は、表面が波形状に形成されている
ことを特徴とする放電装置。 In claim 1,
The partition plate (15) has a surface formed in a wave shape.
上記仕切板（15）は、表面が複数個の溝部（15a）を形成して作成した凹凸形状に形成されている
ことを特徴とする放電装置。 In claim 1,
The discharge device according to claim 1, wherein the partition plate (15) has an uneven surface formed by forming a plurality of groove portions (15a) on the surface.
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