液体处理装置及液体处理方法_3

文档序号:8332107阅读:来源:国知局
01内流动的方向(图1所示的箭头131)为正交的方向。通过如图1所示那样配置第I电极102a,能够抑制气泡111在第I电极102a的周边滞留。气泡111例如由从气体供给部105供给的气体110形成。
[0074]<第2电极>
[0075]第2电极103的至少一部分配置在电介质管101的第I流路1la内。例如,第2电极103可以具有直径Imm的圆柱形状且由钨形成。第2电极103不限于该形状、尺寸、材料。此外,第2电极103只要由导电性的金属材料形成即可。例如,第2电极103与第I电极102a同样,可以由铁、钨、铜、铝、钼、或者含有从这些金属选出的I个或多个金属的合金等材料形成。
[0076]例如,第I电极102a与第2电极103之间的距离可以是10mm。第I电极102a与第2电极103的距离只要是产生等离子体112的距离即可,不限于此。具备电介质管101的液体处理装置100随着供被处理水109流动的流路被限制,存在第I电极102a与第2电极103之间的电气路径的电阻值变高从而在第I电极102a与第2电极103之间难以产生放电的倾向。因此,电极间的距离能够根据形成流路的电介质管101的内径而适应性地设定。例如,第I电极102a与第2电极103之间的距离例如可以为Imm以上且15mm以下。在电介质管101的内径为5mm的情况下,第I电极102a与第2电极103之间的距离可以为5mm以上且15mm以下的范围。
[0077]第2电极103例如在电介质管101的第I流路1la内相对于第I电极102a配置在上游侧。通过这样的配置,实施方式I的液体处理装置100能够高效地产生等离子体112。
[0078]如上述那样,为了在电介质管101内产生放电,第I电极102a与第2电极103之间的距离设定得较小(例如15mm以下)。此外,电介质管101与大容量的处理槽相比,在内部容易被产生的气泡111充满流路。这样,第I电极102a与第2电极103之间的距离越小、及/或流路中气泡111所占的比例越大,将第I电极102a覆盖的气泡111同时还将第2电极103覆盖的可能性越高。如果气泡111同时覆盖第I电极102a和第2电极103,则在气泡111内的两电极间产生电弧放电,所以难以稳定地产生等离子体。即,具备电介质管101的液体处理装置100虽然能够小型化,但另一方面气泡111同时覆盖第I电极102a和第2电极的可能性变高,由此可能不利于稳定地产生等离子体。对此,如图1所示,在第2电极103相对于第I电极102a配置在上游侧的情况下,在第I电极102a附近产生的气泡111难以流到第2电极103所配置的上游侧。结果,抑制了气泡111同时覆盖第I电极102a和第2电极103的情况,实现了稳定的等离子体放电。
[0079]<绝缘体>
[0080]绝缘体106配置为在第I电极102a的金属电极部122的周围形成空间108。从气体供给部105向空间108供给气体110,通过该气体110覆盖金属电极部122。因此,金属电极部122的外周面虽然电极的金属即导电体露出部露出,但不会与被处理水109直接接触。绝缘体106例如可以是内径Imm的圆筒形。但是,绝缘体106的尺寸及形状不限于此。
[0081]绝缘体106具备开口部107。开口部107具有在电介质管101的第I流路1la内的被处理水109中放出气泡111时决定气泡111的大小的功能。另外,绝缘体106中例如可以使用氧化铝陶瓷(氧化铝)、氧化镁、氧化钇、绝缘性的塑料、玻璃或石英等材料。
[0082]如图2所示,绝缘体106的开口部107可以设置在绝缘体106的端面,或者也可以设置在绝缘体106的侧面。开口部107的位置无特别限定。此外,开口部107可以在绝缘体106上设置多个。例如,绝缘体106的开口部107可以是直径Imm的圆形。但是,开口部107的形状及尺寸不限于此。例如,开口部107的直径可以是0.3mm?2mm的范围。
[0083]< 电源 >
[0084]电源104配置为能够向第I电极102a与第2电极103之间施加电压。电源104能够向第I电极102a与第2电极103之间施加脉冲电压或交流电压。电压波形例如可以是脉冲状、正弦半波形或正弦波状中的某一个。此外,电源104可以在施加脉冲电压时交替地施加正的脉冲电压和负的脉冲电压、即所谓的双极脉冲电压。例如,电源104可以是输出容量为80VA、且能够施加无负载时的峰值电压为1kV的电压的构成。
[0085]<气体供给部>
[0086]气体供给部105与第I电极102a的金属固定部123连接。气体供给部105经由金属固定部123的内部的贯通孔125向空间108供给气体110。供给的气体110例如使用空气、He、Ar或O2等。从气体供给部105供给的气体供给量无特别限制。气体供给部105例如可以是能够以I升/min供给气体的构成。气体供给部105例如能够使用泵等。在图2所示的例子中,通过从气体供给部105供给的气体110,形成覆盖第I电极102a的导电体露出部即金属电极部122的表面的气泡111。
[0087]<保持构件>
[0088]保持构件121与第I电极102a的金属固定部123连接,并且与绝缘体106连接。保持构件121可以在与第I电极102a的连接部分及/或与绝缘体106的连接部分具有防止被处理水109泄漏的密封构造。例如,保持构件121可以采用在其内部具备将第I电极102a的金属固定部123螺合的螺纹部126的构造。此外,保持构件121也可以采用在其内部具备将绝缘体106螺合的螺纹部(未图示)的构造。密封构造不限于此,可以是任意的构造。
[0089]另外,在本申请中,“金属电极部122的表面不与被处理水109直接接触”是指,金属电极部122的表面不与电介质管101内的作为大团的液体接触。因此,金属电极部122的表面被被处理水109润湿(即,严格地讲,金属电极部122的表面与被处理水109接触)、且其表面被气泡111内的气体覆盖的状态也包含在“金属电极部122不与被处理水109直接接触”的状态中。这样的状态例如可能在第I电极的表面被液体润湿的状态下产生气泡时出现。
[0090][动作(液体处理方法)]
[0091]说明实施方式I的液体处理装置100的动作、即由实施方式I的液体处理装置100实施的液体处理方法的一例。
[0092]向电介质管101内供给要处理的被处理水109。被供给至电介质管101内的被处理水109从电介质管101的上游(图1所示的箭头130)分为第I流路1la(图1所示的箭头131)和第2流路1lb (图1所示的箭头132)而流动。流经第2流路1lb的被处理水109沿着第2流路1lb的形状流动(图1所示的箭头133),与在第I流路1la中流动的被处理水109合流(图1所示的箭头134),流向电介质管101的下游(图1所示的箭头135)。
[0093]气体供给部105经由第I电极102a的贯通孔125向形成于绝缘体106与第I电极102a的金属电极部122之间的空间108供给气体110。被供给的气体110从绝缘体106的开口部107向电介质管101的被处理水109中放出,由此在第I流路1la中流动的被处理水109中形成覆盖第I电极102a的金属电极部122(导电体露出部)的气泡111。S卩,气泡111从绝缘体106的开口部107产生。由此,第I电极102a的金属电极部122的表面始终处于被从气体110形成的气泡111覆盖的状态。
[0094]在金属电极部122被气泡111覆盖的状态下,电源104向第I电极102a与第2电极103之间施加电压。通过向第I电极102a与第2电极103之间施加电压,在气泡111内发生放电。通过该放电,从第I电极102a的金属电极部122附近在气泡111内产生等离子体112。通过该等离子体112,在被处理水109中生成OH原子团等,这些生成物对被处理水109进行除菌、及/或将被处理水109中含有的化学物质分解。等离子体112不仅在第I电极102a的前端部分的气泡111内生成,而且还在第I电极102a内部的空间108中广泛生成。这是被处理水109隔着绝缘体106作为对置电极起作用的结果。通过还具有该部分的效果而产生大量离子,有利于在被处理水109中生成大量原子团。这是像本申请那样第I电极102a位于被处理水109的内部而产生的一大效果。此外,液体处理装置100能够生成长寿命的OH原子团。
[0095]另外,本申请中的OH原子团的“寿命”如下那样测定。首先,在停止生成等离子体112后,每经过一定时间,使用ESR(电子自旋共振:Electron Spin Resonance)法测定液体中的OH原子团量。根据接下来测定而得到的OH原子团量的时间变化,计算OH原子团的半衰期。将这样得到的OH原子团的半衰期称为本申请中的OH原子团的“寿命”。本发明人在后述的实施方式I的液体处理装置100的参考例中,确认了能够生成至少具有5分钟以上的寿命的OH原子团。
[0096]实施方式I的液体处理装置100能够在被处理水109中的气泡111中生成长寿命的OH原子团。因此,液体处理装置100在电介质管101的下游侧也能够使存在于气泡111内的OH原子团与被处理水109中的菌及/或化学物质反应,从而对被处理水109进行处理。因此,流经电介质管101的第2流路1lb的被处理水109与在第I流路1la中流动的被处理水109合流后,在电介质管101的下游侧也能够被处理。
[0097][第I流路内的压力与液体处理的效果的关系]
[0098]说明实施方式I的液体处理装置100的效果。在实施方式I的液体处理装置100中,电介质管101具备第I流路1la和第2流路101b。通过这样的构成,在电介质管101内流动的被处理水109被分为配置有第I电极102a和第2电极103的第I流路101a、以及从第I流路1la迂回的第2流路1lb而流动。因此,液体处理装置100能够减少电介质管101的第I流路1la内的压力,能够降低从电介质管101的第I流路1la内向气体供给部105施加的压力。因此,液体处理装置100例如在对流量多的被处理水109进行处理的情况下,能够抑制从气体供给部105向第I流路1la内供给的气体的流量由于从第I流路1la内向气体供给部105施加的压力而减少的情况。结果,液体处理装置100能够高效地进行液体的处理。
[0099]说明从气体供给部105供给的气体的流量与被处理水的处理速度(分解速度)的关系。图3是表示在液体处理装置的参考例A中,从气体供
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