特許 6048142 水処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6048142

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】水処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/48 20060101AFI20161212BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/48 B

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-289136(P2012-289136)

(22)【出願日】2012年12月28日

(65)【公開番号】特開2014-79740(P2014-79740A)

(43)【公開日】2014年5月8日

【審査請求日】2015年10月16日

(31)【優先権主張番号】特願2012-218378(P2012-218378)

(32)【優先日】2012年9月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西村 政弥

(72)【発明者】

【氏名】香川 謙吉

(72)【発明者】

【氏名】山口 幸子

(72)【発明者】

【氏名】大堂 維大

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 智己

【審査官】 神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−０６４１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４９３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−０５２３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０６４１８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４６−１／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水が流れる水通路（3）の途中に設けられ、水を電気的に処理する水処理部（10）と、
上記水処理部（10）の流入側及び流出側にそれぞれ設けられ、該水処理部（10）と上記水通路（3）の水とを電気的に絶縁するための絶縁部（40,50）とを備えた水処理装置であって、
上記流入側の絶縁部（40）は、上記水処理部（10）の上方に設けられ該水処理部（10）に上記水通路（3）の水を供給するノズル（42）と、該ノズル（42）の先端から上記水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりも該ノズル（42）の先端から上記水処理部（10）の水面までの水の移動距離を長くする距離延長手段（43a,43b）とを備え、
上記距離延長手段（43a）は、上記ノズル（42）から供給される水を衝突させて上記水処理部（10）に落下させるリフレクター（43a）であることを特徴とする水処理装置。

【請求項2】

請求項１において、
上記リフレクター（43a）の水の衝突面は、撥水性を有していることを特徴とする水処理装置。

【請求項3】

請求項１又は２において、
上記ノズル（42）は、上記供給される水の方向が水平面に対して斜め上方になるように構成されていることを特徴とする水処理装置。

【請求項4】

水が流れる水通路（3）の途中に設けられ、水を電気的に処理する水処理部（10）と、
上記水処理部（10）の流入側及び流出側にそれぞれ設けられ、該水処理部（10）と上記水通路（3）の水とを電気的に絶縁するための絶縁部（40,50）とを備えた水処理装置であって、
上記流入側の絶縁部（40）は、上記水処理部（10）の上方に設けられ該水処理部（10）に上記水通路（3）の水を供給するノズル（42）と、該ノズル（42）の先端から上記水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりも該ノズル（42）の先端から上記水処理部（10）の水面までの水の移動距離を長くする距離延長手段（43a,43b）とを備え、
上記ノズル（42）は、上記水通路（3）からの水を噴霧するように構成され、
上記距離延長手段（43b）は、上記ノズル（42）による噴霧の中心線が鉛直下方向以外に向くように構成されていることを特徴とする水処理装置。

【請求項5】

請求項４において、
上記水処理部（10）は、上記水通路（3）から供給される水を収容する処理槽（11）を有し、
上記距離延長手段（43b）は、上記ノズル（42）からの水を上記処理槽（11）内の壁面に衝突させて、上記水処理部（10）に落下させるように構成されていることを特徴とする水処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水処理装置に関し、特に、水処理装置の絶縁構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、水処理装置では、処理槽に収容された水の中で放電を行うことにより水を浄化する装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、処理槽内に正電極及び負電極が配置され、正電極及び負電極の間にパルス状の高電圧を印加して、正電極及び負電極の間に流れる被処理液を処理する液体処理装置（水処理装置）が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−９３９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記特許文献１に開示された液体処理装置（水処理装置）では、正電極及び負電極が水の流れの途中に配置されているので、処理槽（水処理部）の流入側及び流出側の水に電気が流れてしまうという問題があった。

【0006】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特に水処理部の流入側において、水処理部からの電気が流れないようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は、流入側の絶縁部（40）において、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりもノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離を長くする距離延長手段（43a,43b）を設けるようにしたものである。

【0008】

第１の発明は、水が流れる水通路（3）の途中に設けられ、水を電気的に処理する水処理部（10）と、上記水処理部（10）の流入側及び流出側にそれぞれ設けられ、該水処理部（10）と上記水通路（3）の水とを電気的に絶縁するための絶縁部（40,50）とを備えた水処理装置であって、上記流入側の絶縁部（40）は、上記水処理部（10）の上方に設けられ該水処理部（10）に上記水通路（3）の水を供給するノズル（42）と、該ノズル（42）の先端から上記水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりも該ノズル（42）の先端から上記水処理部（10）の水面までの水の移動距離を長くする距離延長手段（43a,43b）とを備え、上記距離延長手段（43a）は、上記ノズル（42）から供給される水を衝突させて上記水処理部（10）に落下させるリフレクター（43a）であることを特徴とするものである。

【0009】

上記第１の発明では、水処理部（10）と水通路（3）の水とを電気的に絶縁するために水処理部（10）の流入側に設けられた絶縁部（40）の距離延長手段（43a,43b）が、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりもノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離を長くするように構成されているので、水通路（3）の水がノズル（10）から鉛直下方向に供給される場合よりも流入側の絶縁部（40）での電気絶縁性が向上する。これにより、水処理部（10）と流入側の水通路（3）の水との間の電気絶縁性が向上するので、特に水処理部（10）の流入側において、水処理部（10）からの電気が流れないようにすることができる。

【0010】

上記第１の発明では、距離延長手段（43a）がノズル（42）から供給される水を衝突させて水処理部（10）に落下させるリフレクター（43a）であるので、リフレクター（43a）での水の反射によって、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離がノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりも長くなるだけでなく、リフレクター（43a）での水の衝突によって、ノズル（42）から供給される水が粒状になって、水の各粒間に空気が介在することにもなり、水処理部（10）と流入側の水通路（3）の水との間の電気絶縁性を向上させることができる。

【0011】

第２の発明は、上記第１の発明において、上記リフレクター（43a）の水の衝突面は、撥水性を有していることを特徴とするものである。

【0012】

上記第２の発明では、リフレクター（43a）の水の衝突面が撥水性を有しているので、リフレクター（43a）の表面に水膜が形成され難くなり、ノズル（42）から供給される水をリフレクター（43a）で効果的に粒状にすることができる。

【0013】

第３の発明は、上記第１又は２の発明において、上記ノズル（42）は、上記供給される水の方向が水平面に対して斜め上方になるように構成されていることを特徴とするものである。

【0014】

上記第３の発明では、水処理部（10）に供給される水の方向が水平面に対して斜め上方になるようにノズル（42）が構成されていると共に、ノズル（42）から供給される水がリフレクター（43a）で反射するように構成されているので、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離がノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりもいっそう長くなるだけでなく、リフレクター（43a）での水の衝突によって、ノズル（42）から供給される水の各粒間に空気が介在することにもなり、水処理部（10）と流入側の水通路（3）の水との間の電気絶縁性を向上させることができる。

【0015】

第４の発明は、水が流れる水通路（3）の途中に設けられ、水を電気的に処理する水処理部（10）と、上記水処理部（10）の流入側及び流出側にそれぞれ設けられ、該水処理部（10）と上記水通路（3）の水とを電気的に絶縁するための絶縁部（40,50）とを備えた水処理装置であって、上記流入側の絶縁部（40）は、上記水処理部（10）の上方に設けられ該水処理部（10）に上記水通路（3）の水を供給するノズル（42）と、該ノズル（42）の先端から上記水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりも該ノズル（42）の先端から上記水処理部（10）の水面までの水の移動距離を長くする距離延長手段（43a,43b）とを備え、上記ノズル（42）は、上記水通路（3）からの水を噴霧するように構成され、上記距離延長手段（43a,43b）は、上記ノズル（42）による噴霧の中心線が鉛直下方向以外に向くように構成されていることを特徴とするものである。

【0016】

上記第４の発明では、ノズル（42）が水通路（3）からの水を噴霧するように構成されていると共に、距離延長手段（43a,43b）がノズル（42）による噴霧の中心線が鉛直下方向以外に向くように構成されているので、ノズル（42）から供給される水の各粒間に空気が介在することになるだけでなく、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりもノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離が長くなることにもなり、流入側の絶縁部（40）での電気絶縁性を向上させることができる。

【0017】

第５の発明は、上記第４の発明において、上記水処理部（10）は、上記水通路（3）から供給される水を収容する処理槽（11）を有し、上記距離延長手段（43b）は、上記ノズル（42）からの水を上記処理槽（11）内の壁面に衝突させて、上記水処理部（10）に落下させるように構成されていることを特徴とするものである。

【0018】

上記第５の発明では、距離延長手段（43b）が、ノズル（42）からの水を処理槽（11） 内の壁面に衝突させて、水処理部（10）に落下させるように構成されているので、処理槽（11）内の壁面での水の反射によって、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離がノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりもいっそう長くなるだけでなく、処理槽（11）内の壁面での水の衝突によって、ノズル（42）から供給される水の粒が小さくなって、水の各粒間に空気がいっそう介在することにもなり、水処理部（10）と流入側の水通路（3）の水との間の電気絶縁性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0019】

流入側の絶縁部（40）において、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離よりもノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離を長くする距離延長手段（43a,43b）が設けられているので、特に水処理部（10）の流入側において、水処理部（10）からの電気が流れないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施形態１に係る水処理装置の配管系統図である。

【図2】実施形態１に係る水処理装置を構成する絶縁部を備えた水処理部を示す斜視図である。

【図3】実施形態１に係る水処理装置の絶縁部を構成する距離延長手段を示す断面図である。

【図4】実施形態１に係る水処理装置を模式的に示す図である。

【図5】実施形態１に係る水処理装置の水処理部を構成する放電ユニットを概略的に示す断面図である。

【図6】図５中の領域Ｘを拡大して示す断面図である。

【図7】実施形態１に係る水処理装置の水処理部の放電ユニットを構成する高電圧発生部で発生させる電圧波形である。

【図8】実施形態２に係る水処理装置の絶縁部を構成する距離延長手段を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。

【0022】

《発明の実施形態１》
図１〜図７は、本発明に係る水処理装置の実施形態１を示している。

【0023】

水処理装置（1a）は、図１に示すように、水（湯水を含む、以下同様とする）を貯留する貯水タンク（2）と、貯水タンク（2）内の水を循環させて撹拌させる水循環回路（1）とを備えている。

【0024】

貯水タンク（2）には、図１に示すように、水循環回路（1）の両端、第１流路管（6）の一端、及び第２流路管（7）の一端が接続されている。

【0025】

水循環回路（1）は、図１に示すように、内部に水が流れる水通路として設けられた水配管（3）と、水配管（3）の途中に設けられた２つの開閉バルブ（4a,4b）と、水配管（3）の途中に設けられ、貯水タンク（2）及び開閉バルブ（4a）の間に配置されたポンプ（5a）と、水配管（3）の途中に設けられ、２つの開閉バルブ（4a,4b）の間に順に配置された水処理部（10）及びポンプ（5b）とを備えている。

【0026】

水配管（3）は、図１に示すように、その一端が貯水タンク（2）の図中左側の側面に接続されていると共に、その他端が貯水タンク（2）の図中右側の側面に接続されている。

【0027】

開閉バルブ（4a,4b）は、水配管（3）の流路を開閉可能な弁のように構成されている。ここで、開閉バルブ（4a）は、水処理部（10）の水の流入側に設けられ、開閉バルブ（4b）は、ポンプ（5b）の水の流出側に設けられている。また、開閉バルブ（4a,4b）は、弁を開けると水配管（3）の内部を水が流通し、弁を閉じると水配管（3）の内部の水の流通が停止するように構成されている。

【0028】

水処理部（10）は、図２及び図４に示すように、水配管（3）の流入部（3a）側に設けられた第１絶縁部（40）と、水配管（3）の流出部（3b）側に設けられた第２絶縁部（50）と、第１絶縁部（40）及び第２絶縁部（50）の間に設けられ、水配管（3）から供給される水を収容して処理する処理槽（11）と、処理槽（11）に設けられた第１放電ユニット（30a）及び第２放電ユニット（30b）とを備えている。ここで、水処理部（10）は、図１、図２及び図４に示すように、水配管（3）の流入部（3a）から流入させた水が第１絶縁部（40）を介して処理槽（11）に供給され、その供給された水が処理槽（11）において放電ユニット（30a,30b）で発生させた殺菌因子により浄化され、その浄化された水が第２絶縁部（50）を介して流出部（3b）から水配管（3）に流出するように構成されている。

【0029】

第１絶縁部（40）は、水処理部（10）と流入部（3a）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、第１絶縁部（40）は、図２及び図３に示すように、水配管（3）の流入部（3a）に接続されたノズルヘッダー（41）と、水処理部（10）の図中上方に後述するレーン（21a,21b,22a,22b）毎に設けられ、ノズルヘッダー（41）に接続されて処理部（10）に水配管（3）の水を供給するノズル（42）と、各ノズル（42）の水の供給先側に設けられ、各ノズル（42）から供給される水を衝突させて水処理部（10）に落下させるリフレクター（43a）とを備えている。

【0030】

ノズル（42）は、図２及び図３に示すように、後述する距離延長手段（43a）と同様に機能する距離延長手段（43b）により、ノズル先端が図中右斜め上方向を向き、処理部（10）に供給される水の方向が水平面に対して斜め上方になるように構成されている。また、ノズル（42）は、リフレクター（43a）に対して、水を噴射又は噴霧するように構成されている。

【0031】

リフレクター（43a）は、図３に示すように、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離（Ｌａ）よりもノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離（Ｌｂａ＋Ｌｂｂ）を長くする距離延長手段（43a）である。また、リフレクター（43a）は、図２及び図３に示すように、三角柱状に形成され、水が衝突する表面（衝突面）が、例えば、テフロン（登録商標）加工により、撥水性を有している。なお、本実施形態では、三角柱状のリフレクター（43a）を例示したが、リフレクター（43a）は、例えば、板状などの他の形状であってもよく、衝突面が凹曲面状や凸曲面状に形成された形状などであってもよい。

【0032】

上記構成の第１絶縁部（40）では、ノズル（42）から噴射又は噴霧された水がリフレクター（43a）の表面に衝突して、粒状（液滴）又は粒（液滴）がより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、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。なお、第１絶縁部（40）では、ノズル（42）の先端から処理槽（11）の水面までの鉛直距離が短くても、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が数百ＭΩ以上になる。

【0033】

処理槽（11）は、図２に示すように、平面視で略長方形状に形成された箱状の水槽である。具体的には、処理槽（11）は、図２に示すように、略長方形の平板状に形成された底部（12）と、略長方形の平板状に形成され、且つ底部（12）の各長辺からそれぞれ図中上方に延びる長壁部（13,13）と、略長方形状の平板状に形成され、且つ底部（12）の各短辺からそれぞれ図中上方に延びる短壁部（14a,14b）と、水の流れ方向に沿って内部を４つのレーン（21a,21b,22a,22b）に仕切るように設けられ、略長方形状の平板状に形成された３つの仕切板（15a,15,15a）と、４つのレーン（21a,21b,22a,22b）に亘って流入部（3a）側に設けられ、略長方形の平板状に形成された流路調整板（18）とを備えている。ここで、処理槽（11）では、図２に示すように、流出部（3b）側の短壁部（14b）が流入部（3a）側の短壁部（14a）よりも低く形成されていることにより、短壁部（14b）の図中上端が流出口部（17）になっている。また、処理槽（11）では、図２に示すように、第１レーン（21a）及び第２レーン（21b）により第１流路（21）が構成され、第３レーン（22a）及び第４レーン（22b）により、第２流路（22）が構成されている。なお、本実施形態では、４つのレーン（21a,21b,22a,22b）を有する処理槽（11）を例示したが、処理槽（11）に形成されるレーンの数は、浄化する水の量に応じて任意に変更することができる。

【0034】

仕切板（15,15a）は、電気絶縁性を有する材料により形成されている。ここで、第１レーン（21a）及び第２レーン（21b）の間の仕切板（15a）、並びに第３レーン（22a）及び第４レーン（22b）の間の仕切板（15a）には、図５に示すように、厚さ方向に貫通する孔部（16）が形成されている。そして、仕切板（15a）の孔部（16）には、図２及び図５に示すように、孔部（16）を塞ぐように放電部材（34）が設けられている。ここで、放電部材（34）は、例えば、セラミックスなどの電気絶縁材料により形成された板状の絶縁部材である。

【0035】

流路調整板（18）は、図２及び図３に示すように、その上部がリフレクター（43a）の水の衝突面の背後に配置するように設けられ、その下部が底部（12）の表面から離れるように設けられ、第１絶縁部（40）を介して供給される水配管（3）の水の流れを調整するように構成されている。

【0036】

第１放電ユニット（30a）は、第１流路（21）に設けられ、第１流路（21）の水を浄化するように構成されている。

【0037】

第２放電ユニット（30b）は、第２流路（22）に設けられ、第２流路（22）の水を浄化するように構成されている。

【0038】

第１放電ユニット（30a）及び第２放電ユニット（30b）、すなわち、放電ユニット（30a,30b）は、図２、図５及び図６に示すように、交番波形を発生させる高電圧発生部（33）と、処理槽（11）内の水中に互いに対向するように設けられ、高電圧発生部（33）からの電圧が印加される第１電極（31）及び第２電極（32）と、第１電極（31）及び第２電極（32）の間に設けられ、第１電極（31）及び第２電極（32）の間の電流経路を構成して水中放電を生起させる微小な貫通孔（35）が形成された上記放電部材（34）を有する仕切板（15a）とを備えている。

【0039】

第１電極（31）は、図５に示すように、第１レーン（21a）及び第３レーン（22a）に設けられ、例えば、高電圧発生部（33）のホット側に接続されている。

【0040】

第２電極（32）は、図５に示すように、第２レーン（21b）及び第４レーン（22b）に設けられ、例えば、高電圧発生部（33）のニュートラル側に接続されている。

【0041】

第１電極（31）及び第２電極（32）は、例えば、耐腐食性の高い金属材料により、平板状に形成されている。

【0042】

高電圧発生部（33）は、例えば、図７に示すように、第１電極（31）及び第２電極（32）に対して、正負が入れ替わる交番波形の電圧を印加するように構成されている。ここで、交番波形（方形波）のデューティー比は、図７に示すように、正極側と負極側との割合が等しくなるように調節されている。なお、本実施形態では、高電圧発生部（33）から印加される電圧波形として、方形波の電圧波形を例示したが、高電圧発生部（33）から印加される電圧波形は、交番型であれば、正弦波などの電圧波形であってもよい。

【0043】

放電部材（34）に形成された貫通孔（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。ここで、貫通孔（35）は、第１電極（31）及び第２電極（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。そのため、第１電極（31）及び第２電極（32）の間に電圧が印加されると、図６に示すように、放電部材（34）の貫通孔（35）内では、電流経路の電流密度が上昇することにより、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ことになる。なお、この放電では、第１電極（31）及び第２電極（32）が放電を直接行う電極とならないため、放電によって第１電極（31）及び第２電極（32）が劣化することを抑制することができる。

【0044】

第２絶縁部（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、第２絶縁部（50）は、図２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、図２に示すように、水配管（3）の流出部（3b）が接続されている。さらに、第２絶縁部（50）は、図２に示すように、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第１スロープ（52a）と、第１スロープ（52a）の図中右斜め下側に設けられ、外壁部（51c）から図中左斜め下方向に延びて第１スロープ（52a）を落下させた水を受けて水の流れを反転させた後に、水を落下させる第２スロープ（52b）とを備えている。ここで、第１スロープ（52a）及び第２スロープ（52b）の各下端は、図２に示すように、曲面状に反り上がっている。また、第１スロープ（52a）及び第２スロープ（52b）の各表面は、例えば、テフロン（登録商標）加工により、撥水性を有している。そのため、第２絶縁部（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、図２に示すように、第１スロープ（52a）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、第２スロープ（52b）の図中上部又はその図中上側の外壁部（51c）に到達し、続いて、第２スロープ（52b）の表面を雫状に落下した後に、その下端で図中左斜め上方向にジャンプすることにより微細化して外壁部（51b）の表面に落下することになる。

【0045】

上記構成の第２絶縁部（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、第１スロープ（52a）及び第２スロープ（52b）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。なお、第２絶縁部（50）では、流出口部（17）から外壁部（51b）の表面又は貯留された水面までの鉛直距離が短くても、処理槽（11）の水と、水配管（3）の流出部（3b）の水との間の電気抵抗が数百ＭΩ以上になる。

【0046】

次に、上記構成の水処理装置（1a）の運転動作について説明する。

【0047】

水処理装置（1a）では、水処理部（10）において、水配管（3）を流れる水に電気的な処理がなされる。

【0048】

水処理部（10）の運転開始前には、水循環回路（1）の開閉バルブ（4a,4b）が開かれ、貯水タンク（2）の水が水配管（3）内を流れる。そして、水配管（3）を流れる水は、ポンプ（5a）を介して流入部（3a）からノズルヘッダー（41）内に流入し、ノズル（42）から各レーン（21a,21b,22a,22b）に供給され、処理槽（11）内に水が貯留される。このとき、供給された水は、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。これにより、水配管（3）の流入部（3a）の水と、処理槽（11）を流れる水とが電気的に絶縁される。

【0049】

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。そして、高電圧発生部（33）から第１電極（31）及び第２電極（32）に対して極性の割合が等しい方形波の電圧が印加されると、放電部材（34）の貫通孔（35）の電流経路の電流密度が上昇する。ここで、貫通孔（35）内の電流経路の電流密度が上昇すると、貫通孔（35）内にジュール熱が発生し、そのジュール熱により、放電部材（34）では、貫通孔（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６に示すように、貫通孔（35）の全域を覆う状態となる。この状態では、気泡（C）が第１電極（31）及び第２電極（32）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、第１電極（31）及び第２電極（32）と水との間に電位差がほぼなくなり、気泡（C）と水との界面が電極となる。そのため、気泡（C）内では、絶縁破壊が起こり、放電が発生する。そして、気泡（C）内で放電が行われると、処理槽（11）の水中では、殺菌因子（水酸ラジカルなどの活性種）が発生する。

【0050】

その後、処理槽（11）の各レーン（21a,21b,22a,22b）を流れる水は、流出口部（17）から第２絶縁部（50）に供給される。そして、第２絶縁部（50）では、供給された水が外壁部（51b）の表面に落下する際に、雫状になると共に、その粒が小さくなるので、各粒間（各液滴間）に空気が介在して電気抵抗が高くなる。これにより、処理槽（11）で処理された水と水配管（3）の流出部（3b）の水とが電気的に絶縁される。

【0051】

以上説明したように、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、水処理部（10）と水配管（3）の水とを電気的に絶縁するために水処理部（10）の流入側に設けられた第１絶縁部（40）の距離延長手段（43a,43b）が、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離（Ｌａ）よりもノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離（Ｌｂａ＋Ｌｂｂ）を長くするように構成されているので、水配管（3）の水がノズル（10）から鉛直下方向に供給される場合よりも流入側の第１絶縁部（40）における電気絶縁性が向上する。これにより、水処理部（10）と流入側の水配管（3）の水との間の電気絶縁性が向上するので、特に水処理部（10）の流入側において、水処理部（10）からの電気が流れないようにすることができる。そのため、水処理部（10）の水中で確実に放電を生起させることができ、投入した電力を効率よく使用することができる。

【0052】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、距離延長手段（43a）がノズル（42）から供給される水を衝突させて水処理部（10）に落下させるリフレクター（43a）であるので、リフレクター（43a）での水の反射によって、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離（Ｌｂａ＋Ｌｂｂ）がノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離（Ｌａ）よりも長くなるだけでなく、リフレクター（43a）での水の衝突によって、ノズル（42）から供給される水が粒状になって、水の各粒間に空気が介在することにもなり、水処理部（10）と流入側の水配管（3）の水との間の電気絶縁性を向上させることができる。

【0053】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、リフレクター（43a）の水の衝突面が撥水性を有しているので、リフレクター（43a）の表面に水膜が形成され難くなり、ノズ ル（42）から供給される水をリフレクター（43a）で効果的に粒状にすることができる。

【0054】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、水処理部（10）に供給される水の方向が水平面に対して斜め上方になるようにノズル（42）が構成されていると共に、ノズル（42）から供給される水がリフレクター（43a）で反射するように構成されているので、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離（Ｌｂａ＋Ｌｂｂ）がノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離（Ｌａ）よりもいっそう長くなるだけでなく、リフレクター（43a）での水の衝突によって、ノズル（42）から供給される水の各粒間に空気が介在することにもなり、水処理部（10）と流入側の水配管（3）の水との間の電気絶縁性を向上させることができる。

【0055】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、絶縁部（40,50）が水処理部（10）の流入側と流出側とに設けられているので、水処理部（10）から水処理部（10）の上流側及び下流側の水に電気が流れることを確実に抑制することができる。これにより、水処理部（10）の水中でより確実に放電を生起させることができるので、投入した電力をより効率よく使用することができる。

【0056】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、水処理部（10）の放電によって、水中に殺菌因子を生成するので、この殺菌因子によって水を確実に浄化することができる。

【0057】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、水配管（3）から水処理部（10）に流れる水を噴霧する場合には、水処理部（10）とその水処理部（10）に供給される水との間のインピーダンスを大きくすることができるので、水処理部（10）とその水処理部（10）に供給される水との間を確実に絶縁することができる。

【0058】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、水処理部（10）から水配管（3）に流れる水を雫状にして落下させ、いわゆる滝状にするので、水処理部（10）とその水処理部（10）から排出される水との間のインピーダンスを大きくすることができ、水処理部（10）とその水処理部（10）から排出される水との間を確実に絶縁することができる。

【0059】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、複数のレーン（21a,21b,22a,22b）が設けられているので、レーン（21a,21b,22a,22b）の数に応じて水処理装置（1a）で処理する水量を調節することができる。

【0060】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、高電圧発生部（33）を交番型としているので、第１電極（31）及び第２電極（32）において印加電圧の極性が所定時間おきに交互に入れ替わる。そのため、貫通孔（35）においては、電流を増加させても、グロー放電を発生させずに、スパーク放電を維持することができる。つまり、放電形態は、直流の場合、電流の増加に伴ってスパーク放電からグロー放電に移行するところ、本実施形態の水処理装置（1a）では、放電形態がグロー放電に移行するまでに第１電極（31）及び第２電極（32）の印加電圧の極性が入れ替わるので、貫通孔（35）内において、グロー放電を発生させずにスパーク放電を発生させ続けることができる。これにより、グロー放電による貫通孔（35）の熱的破壊を抑制でき、貫通孔（35）の孔径が拡大することを抑制することができるので、安定して放電を行うことができる。

【0061】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、高電圧発生部（33）で発生させる電圧波形において正極側と負極側の割合を等しくしているので、第１電極（31）及び第２電極（32）において酸化反応と還元反応とを同じ程度に行わせることができる。よって、第１電極（31）及び第２電極（32）の酸化反応による溶出を抑制することができ、また、高電圧発生部（33）で発生させる交番型の電圧波形により、第１電極（31）及び第２電極（32 ）から金属などが析出することを抑制することができるので、安定して放電を行うことができる。

【0062】

また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、高電圧発生部（33）で発生させる電圧波形を方形波としているので、例えば、正弦波などと比べて、水の導電率に依存せずに放電を生起させることができ、安定して放電を行うことができる。

【0063】

《発明の実施形態２》
図８は、本発明に係る水処理装置の実施形態２を示している。なお、以下の実施形態において、図１〜図７と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

【0064】

上記実施形態１では、第１絶縁部(40)に距離延長手段（43a,43b）が設けられた水処理装置を例示したが、本実施形態では、第１絶縁部(40)に距離延長手段(43b)が設けられた水処理装置を例示する。

【0065】

本実施形態の水処理装置は、上記実施形態１の水処理装置（1a）と同様に、貯水タンク（2）と、水配管（3）、開閉バルブ（4a,4b）、ポンプ（5a,5b）及び水処理部（10）を有する水循環回路（1）とを備えている。

【0066】

本実施形態の水処理部は、上記実施形態１の水処理部（10）と同様に、水配管（3）の流入部（3a）側に設けられた第１絶縁部（40）と、水配管（3）の流出部（3b）側に設けられた第２絶縁部（50）と、第１絶縁部（40）及び第２絶縁部（50）の間に設けられ、水配管（3）から供給される水を収容して処理する処理槽（11）と、処理槽（11）に設けられた第１放電ユニット（30a）及び第２放電ユニット（30b）とを備えている。

【0067】

本実施形態の第１絶縁部（40）は、水配管（3）の流入部（3a）に接続されたノズルヘッダー（41）と、水処理部（10）のレーン（21a,21b,22a,22b）毎に設けられ、ノズルヘッダー（41）に接続されて処理部（10）に水配管（3）の水を供給するノズル（42）とを備えている。

【0068】

ノズル（42）は、水配管（3）からの水を噴霧して、図８に示すように、距離延長手段（43b）により、噴霧の中心線Ａが鉛直下方向以外に向き、例えば、ノズル先端が図中右斜め下方向を向き、水配管（3）からの水を処理槽内の壁面、例えば、流路調整板１８に衝突させて、水処理部（10）に落下させるように構成されている。

【0069】

上記構成の第１絶縁部（40）では、ノズル（42）から噴霧された水が流路調整板（18）の表面に衝突して、粒（液滴）がより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、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。

【0070】

以上説明したように、本実施形態の水処理装置によれば、水処理部（10）と水配管（3）の水とを電気的に絶縁するために水処理部（10）の流入側に設けられた第１絶縁部（40）の距離延長手段（43b）が、ノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの鉛直距離（Ｌａ）よりもノズル（42）の先端から水処理部（10）の水面までの水の移動距離（Ｌｂ）を長くするように構成されているので、水配管（3）の水がノズル（10）から鉛直下方向に供給される場合よりも流入側の絶縁部（40）での電気絶縁性が向上する。これにより、上記実施形態１と同様に、水処理部（10）と流入側の水配管（3）の水との間の電気絶縁性が向上するので、特に水処理部（10）の流入側において、水処理部（10）からの電気が流れないようにすることができる。

【0071】

なお、上記各実施形態では、水処理部（10）が水中で放電を生起するようにしたが、本発明では、水処理部（10）が水中で電気分解を生起するようにしてもよい。

【0072】

また、上記各実施形態は、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。

【0073】

また、上記各実施形態では、本質的に好ましい構成を幾つか例示したが、本発明は、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0074】

以上説明したように、本発明は、電気的に処理水の浄化を行う水処理装置について有用である。

【符号の説明】

【0075】

１ａ 水処理装置
３ 水配管（水通路）
１０ 水処理部
１１ 処理槽
４０ 第１絶縁部
４２ ノズル
４３ａ リフレクター（距離延長手段）
４３ｂ 距離延長手段
５０ 第２絶縁部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】