JPH07124567A - プラズマ発生による水質変換装置 - Google Patents

プラズマ発生による水質変換装置

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JPH07124567A
JPH07124567A JP5292494A JP29249493A JPH07124567A JP H07124567 A JPH07124567 A JP H07124567A JP 5292494 A JP5292494 A JP 5292494A JP 29249493 A JP29249493 A JP 29249493A JP H07124567 A JPH07124567 A JP H07124567A
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JP
Japan
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water
plasma
pipe
holding pipe
discharge
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JP5292494A
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English (en)
Inventor
Kuniaki Suzuki
邦明 鈴木
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UOOTAA TEX KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水道水を天然と同様のイオン水を含む飲み易
い水質に簡単に変化できるプラズマ処理による水質変換
装置を提供する。 【構成】 導電体からなるプラズマ保持パイプ11内
に、絶縁体パイプ12を介装させて配置した一対の電極
13,13の先端部を対峙させて放電空間14を形成
し、前記プラズマ保持パイプ11内面を放電空間14に
露出させた窓部15を形成するとともに、前記プラズマ
保持パイプ11の周囲を外周パイプ16で覆い、前記電
極13,13間に高電圧を印加し放電空間14内に放電
によるプラズマを発生させ、前記プラズマ保持パイプ1
1外面と外周パイプ16内面との間に流す水の性質を変
換させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高電圧放電により発生
させたプラズマにより水道水等の水質を変換させるプラ
ズマ発生による水質変換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、水道水を飲み易くするために浄水
器あるいはアルカリイオン整水器等が使用されている。
浄水器は、例えば、内部にフィルターと活性炭等からな
る浄化エレメントが収納され、その中に水道水を通過さ
せることで、カルキ臭やカビ臭を除くだけでなく鉄錆や
細菌類を取り除くものであり、水道の蛇口に直接接続し
て使用される。また、アルカリイオン整水器は、電気分
解によりアルカリイオン水と酸性イオン水とを生成し、
アルカリイオン水を使用するものであり、胃酸過多、消
化不良等の制酸に効能がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の浄水器では、カ
ルキ臭やカビ臭、鉄錆や細菌類を取り除くことができる
が、必ずしも完全でなく天然の水に近いイオン水を生成
するものではない。一方、アルカリイオン整水器では、
電気分解により生成したアルカリイオン水を使用するも
のであるが、飲料水として使用するときに人によっては
アルカリ性が強過ぎる場合がある。
【0004】本発明者は、水質の変換に関して鋭意研究
を行った結果、高電圧放電でプラズマ状態が発生してい
る金属パイプの周囲に水を流したとき、その水質が変化
することを見出し本発明に到達したものである。
【0005】本発明は、水道水を天然と同様のイオン水
を含む飲み易い水質に簡単に変換できるプラズマ処理に
よる水質変換装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のプラズマ処理による水質変換装置は、導電体
からなるプラズマ保持パイプ内に、絶縁体パイプを介装
させて配置した一対の電極の先端部を対峙させて放電空
間を形成し、前記プラズマ保持パイプ内面を放電空間に
露出させた窓部を形成するとともに、前記プラズマ保持
パイプの周囲を外周パイプで覆い、前記電極間に高電圧
を印加し放電空間内に放電によるプラズマを発生させ、
前記プラズマ保持パイプ外面と外周パイプ内面との間に
流す水の性質を変換させるものである。
【0007】また、前記放電空間内の電極先端から窓部
のプラズマ保持パイプ内面までの距離を、電極先端間の
距離の半分より大きく形成する。
【0008】
【作用】本発明では、電極間に高電圧を印加し放電空間
内に放電によるプラズマを発生させることで、このプラ
ズマのエネルギーが窓部からプラズマ保持パイプに伝達
され、さらにプラズマ保持パイプ外面と外周パイプ内面
との間に流れる水に伝達され水質が変化し、そのため水
道水を天然と同様のイオン等を含む飲み易い水質に簡単
に変化できる。
【0009】また、放電空間内の電極先端から窓部のプ
ラズマ保持パイプ内面までの距離を、電極先端間の距離
の半分より大きくすることで、最初の放電が電極先端間
で生じ、その後放電が窓部のプラズマ保持パイプ内面ま
で広がり安定した放電が継続する。
【0010】
【実施例】以下、本発明を図示の一実施例により具体的
に説明する。図1乃至図4は本発明実施例のプラズマ発
生による水質変換装置であり、図1は水質変換装置の断
面図、図2は水質変換装置の放電空間部分の拡大断面
図、図3は水質変換装置のフランジ部分を示す図、図4
は図3のフランジ部分のA−A線断面図である。
【0011】これらの図において、プラズマ発生による
水質変換装置は、プラズマ保持パイプ11内のほぼ中央
部において、それぞれ絶縁体パイプ12,12を介装さ
せて配置した一対の電極13,13の先端部を対峙させ
て放電空間14を形成し、プラズマ保持パイプ11内面
を放電空間14に露出させた窓部15を形成し、かつプ
ラズマ保持パイプ11の周囲を外周パイプ16で覆い、
これらプラズマ保持パイプ11と外周パイプ16の両端
部側にフランジ17を設け、電極13,13間に高電圧
を印加し放電空間14内において放電によるプラズマを
発生させ、プラズマ保持パイプ11外面と外周パイプ1
6内面との間に水道水を流し、発生したプラズマのエネ
ルギーにより水質を変換させるものである。
【0012】プラズマ保持パイプ11は、例えば、外径
21.7mm、内径12.2mm、長さ350mm程度
の導電性及び耐腐食性を有するステンレスパイプからな
る。絶縁体パイプ12は、外径がプラズマ保持パイプ1
1の内径に丁度嵌合する寸法で、内径3.1mm、長さ
170mm程度のベークライト等の絶縁性材料からな
る。この絶縁体パイプ12の先端部は、先端側に向かう
程内径が3.1mmから9mm程度まで大きくなるテー
パ部12aと、このテーパ部12aに連設してプラズマ
保持パイプ11の内径よりやや小さい、例えば、9mm
程度の内径の円筒部12bが形成されている。
【0013】電極13は、絶縁体パイプ12の内径に丁
度嵌合する寸法で、長さ200mm程度のステンレス棒
等からなり、絶縁体パイプ12の内径部分に嵌挿され、
その先端部側が絶縁体パイプ12先端側のテーパ部12
a及び円筒部12b内に突出され、他端部側が絶縁体パ
イプ12の他端部からフランジ17の中心部を通り外側
に突出されている。そして、電極13が嵌挿された絶縁
体パイプ12は、それぞれプラズマ保持パイプ11の両
端側から挿通され、その先端部がプラズマ保持パイプ1
1の中央部で所定の隙間を隔てて対峙され、その空間が
空気を封入した放電空間14に形成されている。また、
プラズマ保持パイプ11内面が放電空間14に露出され
た部分(絶縁体パイプ12,12先端部間の隙間)は、
窓部15に形成されている。放電空間14内の電極13
先端から絶縁体パイプ12で覆われていない窓部15の
プラズマ保持パイプ11内面までの直線距離(図2のa
又はa’)は、電極13,13先端間の距離(図2の
l)の半分より大きくなるように形成されている。これ
は高電圧を印加したときの放電空間14内の最初の放電
が距離の近い電極13,13先端間で発生し、電極13
と窓部15のプラズマ保持パイプ11内面とを介して直
接に発生しないようにするためである。本実施例では、
電極13,13先端間の距離は、例えば、19mm程度
である。
【0014】外周パイプ16は、外径48mm、内径4
0.5mm、長さ350mm程度で絶縁性を有する塩化
ビニールパイプ等からなる。この外周パイプ16は、そ
の内径側の中心部に電極13,13及び絶縁体パイプ1
2,12が挿通されたプラズマ保持パイプ11が配置さ
れ、かつその一方側の側面に水の流入口16a、他方側
の側面に水の流出口16bが形成されている。そして、
プラズマ保持パイプ11及び外周パイプ16の両端部側
は、それぞれフランジ17で固定されている。このフラ
ンジ17は、所定の厚さの円板状に形成されたプラステ
ィック等の絶縁性材料からなり、その中心部には電極1
3端部側が貫通され、またプラズマ保持パイプ11及び
外周パイプ16の端面が当接される部分にはシール溝が
形成され、その中にそれぞれ水漏れ防止用のOリング1
8及び19が設けられている。両端部のフランジ17,
17間は、4本のボルト20及びナット21により互い
に締め付けて固定されている。すなわち、電極13,1
3とプラズマ保持パイプ11及び外周パイプ16との間
は絶縁されている。
【0015】上記構成のプラズマ発生による水質変換装
置は、フランジ17,17の端面側に突出されている電
極13,13間に、例えば、15,000Vで50又は
60サイクルの高電圧を印加し、放電空間14内におい
て電極13,13先端部間で放電させ、流入口16aか
ら水道水を供給してプラズマ保持パイプ11の外面側と
外周パイプ16の内面側との間を流し流出口16bから
出す。このような電極13,13間印加される高電圧
は、例えば、100Vで50又は60サイクル程度の家
庭用電源を変圧器で高電圧に変換することで実現でき
る。放電空間14内では、電極13,13先端部間の距
離の半分が、電極13,13先端部から絶縁体パイプ1
2で覆われていない窓部15のプラズマ保持パイプ11
内面までの直線距離(a,a’)より小さいため、高電
圧が印加されたときの最初の放電(1次放電)は距離の
短い電極13,13先端部間で発生する。次に、最初の
放電が発生した後には、放電空間14内の空気が放電エ
ネルギーにより電離してプラズマ状態が生成され、さら
に放電が容易になり電極13,13先端部から窓部15
のプラズマ保持パイプ11内面に向けて放電領域が広が
り安定した放電(2次放電)が連続する。すなわち、最
初の放電が発生した後には、図5の放電空間14内に斜
線で示すプラズマ発生領域22が形成される。本実施例
の水質変換装置において、15,000Vの50又は6
0サイクルの高電圧では、最初の放電から安定した放電
が連続するまでの時間は約2秒程度であった。この放電
空間14内のプラズマ発生領域22から生じるエネルギ
ーは、窓部15からプラズマ保持パイプ11の全体に伝
達され、さらにプラズマ保持パイプ11の周囲を流れる
水道水に与えられる。プラズマ発生領域22から生じる
エネルギーが与えられた水道水は、分子構造的な変化が
生じていると考えられ、その結果、通常の水道水とは異
なる、天然水に近い水質の水が得られた。
【0016】本発明実施例の水質変換装置により処理し
た水(いわゆるプラズマ処理水)と処理前の水道水との
水質検査結果の比較を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】この表1に示す検査項目は、飲料水の水質
基準として省令等により決められているものである。こ
の水質検査結果の検査項目のうち一般細菌では、プラズ
マ処理水が0/mlであるのに対して、処理前の水道水
が26/mlで大きく異なるが、他の検査項目では例え
ば、ペーハ(pH)値も7.3と7.5でほぼ同じ値で
あり、ともに水質基準に適合している。この検査結果か
らは、プラズマ処理水が水道水をより殺菌されており、
かつ中性で飲料水に適していることを示している。ま
た、この水質検査のうちでも臭気、味等の感覚的な項
目、その他の成分では、機器で定量的に測定できない変
化を生じており、化学的あるいは物理的変化が生じてい
るものと推測される。特に、プラズマ処理水は、ペーハ
(pH)値が7.3と通常の水道水と変化ない中性を示
しており、アルカリイオン水と酸性イオン水とが混在し
た状態になっているものと推察でき、天然の水に近く飲
料水として飲み易いことが判明した。
【0019】図6は本発明実施例の水質変換装置による
プラズマ処理水、水道水及び浄化器濾過水の水質比較結
果を説明する図である。
【0020】同図の水質比較結果は、バラ及びカーネー
ションを本発明実施例の水質変換装置によるプラズマ処
理水、通常の水道水、及び水道水を市販の浄水器を通し
た濾過水のそれぞれについて使用し、花が枯れる様子と
その経過日を棒グラフで示したものである。なお、実験
に使用した2種類のバラ及びカーネーションは、摘んで
から5日後のものである。また、同図の棒グラフ中、a
は花の変色が始まる経過日、bは花が枯れる経過日を示
す。花の変色が始まる経過日(a)及び花が枯れる経過
日(b)が、バラでは、水道水で4日及び6日、濾過水
で8.5日及び10.5日であるのに対して、プラズマ
処理水で17.5日及び22日であり、また、カーネー
ションでは、水道水で5日及び6.5日、濾過水で6.
5日及び10日であるのに対して、プラズマ処理水で1
0日及び15日である。すなわち、バラ及びカーネーシ
ョンのいずれでも、プラズマ処理水を使用した方が、水
道水及び濾過水よりも花が変色したり枯れるまでの経過
日が長くなることが観察された。
【0021】上記構成のプラズマによる水質変換装置で
は、電極13,13間に高電圧を印加し、放電によりプ
ラズマ状態を連続的に生成し、このプラズマのエネルギ
ーをプラズマ保持パイプ11の周囲を流れる水道水に与
えることで水質を変化させ、水質基準に適合し中性で飲
料水に適した天然水に近いプラズマ処理水を得ることが
できた。
【0022】なお、上記実施例の水質変換装置におい
て、放電空間内の電極13,13間の距離及び電極13
から窓部15までの距離は、少なくとも最初の放電(1
次放電)が電極13,13間で生じ、その後の放電(2
次放電)が窓部15のプラズマ保持パイプ11内面に広
がるよう形成されればよく、実施例の大きさや形状に限
定されない。電極13,13に印加する電圧も、放電空
間の形状等に関連して設定され、交流又は直流の高電圧
が使用される。
【0023】また、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々
の改良及び変更をなし得ることはもちろんである。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、電極間
に高電圧を印加し放電空間内に放電によるプラズマを発
生させることで、このプラズマのエネルギーが窓部から
プラズマ保持パイプに伝達され、さらにこのプラズマ保
持パイプ外面と外周パイプ内面との間に流れる水に伝達
され水質が変化し、水道水を天然のイオン等を含む飲み
易い水質に簡単に変化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のプラズマ発生による水質変換装
置の断面図である。
【図2】本発明実施例のプラズマ発生による水質変換装
置の放電空間部分の拡大断面図である。
【図3】本発明実施例のプラズマ発生による水質変換装
置のフランジ部分を示す図である。
【図4】図3のフランジ部分のA−A線断面図である。
【図5】本発明実施例のプラズマ発生による水質変換装
置のプラズマ発生状態を説明する図である。
【図6】本発明実施例のプラズマ発生による水質変換装
置のプラズマ処理水、水道水及び浄化器濾過水の水質比
較結果を説明する図である。
【符号の説明】
11 プラズマ保持パイプ 12 絶縁体パイプ 12a テーパ部 12b 円筒部 13 電極 14 放電空間 15 窓部 16 外周パイプ 16a 流入口 16b 流出口 17 フランジ 18,19 Oリング 20 ボルト 21 ナット 22 プラズマ発生領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電体からなるプラズマ保持パイプ内
    に、絶縁体パイプを介装させて配置した一対の電極の先
    端部を対峙させて放電空間を形成し、前記プラズマ保持
    パイプ内面を放電空間に露出させた窓部を形成するとと
    もに、前記プラズマ保持パイプの周囲を外周パイプで覆
    い、前記電極間に高電圧を印加し放電空間内に放電によ
    るプラズマを発生させ、前記プラズマ保持パイプ外面と
    外周パイプ内面との間に流す水の性質を変換させるプラ
    ズマ発生による水質変換装置。
  2. 【請求項2】 前記放電空間内の電極先端から窓部のプ
    ラズマ保持パイプ内面までの距離を、電極先端間の距離
    の半分より大きく形成した請求項1記載のプラズマ発生
    による水質変換装置。
JP5292494A 1993-10-29 1993-10-29 プラズマ発生による水質変換装置 Pending JPH07124567A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010037551A (ko) * 1999-10-18 2001-05-15 지영호 중공사막 필터를 이용한 초음파 폐수처리방법과 그 장치
KR20010047773A (ko) * 1999-11-23 2001-06-15 김준호 플라즈마를 이용한 폐수정화장치
KR100463726B1 (ko) * 2002-01-21 2004-12-29 엄환섭 고전압 펄스파워를 이용한 대용량 물질처리를 위한물속방전 반응기장치
KR100529749B1 (ko) * 2002-12-09 2005-11-22 (주) 이오 고전압 및 고주파 펄스방식의 오염물질 처리용 전자발생장치

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