(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理しようとする水に没する一方の電極、および溶融気化物質を挟持する一対の挟持片からなる他方の電極と、前記一方の電極および他方の電極に所定の電気エネルギーを供給するための供給装置と、前記溶融気化物質が巻回された巻取りドラムを回転して溶融気化物質を他方の電極の挟持片間から一方の電極に向って供給する供給用モータとを具備し、
前記一方の電極に溶融気化物質を接触させて前記供給装置から前記両電極を介して電極間の溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給し溶融気化物質を急激に溶融気化させることにより、水中に衝撃波を発生させて水中の生物を死滅させるように構成した
ことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
一対の挟持片は、板状でばねにより互いに接近する方向に付勢され、一方の前記挟持片がばねに抗して離間する方向に移動可能に構成された
ことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項３】
一対の挟持片はローラ状に形成されて、給電ブラシから給電されるように構成された
ことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項４】
他方の電極を複数設け、
供給装置は、一方の電極に導線を介して接続されるとともに、前記他方の電極に導線を介してそれぞれ接続される直流電源部と、前記直流電源部から一方の電極に接続する前記導線および直流電源部から他方の電極に接続する前記各導線の間に介在されたコンデンサと、前記直流電源部から他方の電極に接続する各導線にそれぞれ介在された充電抵抗とを具備した
ことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【請求項５】
処理しようとする水に没する一方の電極、および溶融気化物質を挟持する一対のローラ状挟持片からなる他方の電極と、前記一方の電極および他方の電極に所定の電気エネルギーを供給するための供給装置と、前記他方の電極のローラ挟状持片の一方を回転して、溶融気化物質をローラ挟状持片間から一方の電極に向って供給可能な供給用モータとを具備し、
前記一方の電極に溶融気化物質を接触させ、前記電極から電極間の溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給して溶融気化物質を急激に溶融気化させることにより、水中に衝撃波を発生させて水中の生物を死滅させるように構成した
ことを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば河川から取水した水に対し、特に原虫を死滅させるための水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば河川から取水された水中に混入しているごみや微生物などは、薬品、沈殿あるいは濾過により処理され、最終的に塩素を用いて殺菌・消毒されて水道水となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、水中に塩素を混入することにより、細菌は滅することができるが、クリプトストリジウム、ジアルジアなどの原虫は処理できなかった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記課題を解決し得る水処理装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明における請求項１記載の発明は、処理しようとする水に没する一方の電極、および溶融気化物質を挟持する一対の挟持片からなる他方の電極と、前記一方の電極および他方の電極に所定の電気エネルギーを供給するための供給装置と、前記溶融気化物質が巻回された巻取りドラムを回転して溶融気化物質を他方の電極の挟持片間から一方の電極に向って供給する供給用モータとを具備し、前記一方の電極に溶融気化物質を接触させて前記供給装置から前記両電極を介して電極間の溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給し溶融気化物質を急激に溶融気化させることにより、水中に衝撃波を発生させて水中の生物を死滅させるように構成したものである。
また請求項５記載の発明は、処理しようとする水に没する一方の電極、および溶融気化物質を挟持する一対のローラ状挟持片からなる他方の電極と、前記一方の電極および他方の電極に所定の電気エネルギーを供給するための供給装置と、前記他方の電極のローラ挟状持片の一方を回転して、溶融気化物質をローラ挟状持片間から一方の電極に向って供給可能な供給用モータとを具備し、前記一方の電極に溶融気化物質を接触させ、前記電極から電極間の溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給して溶融気化物質を急激に溶融気化させることにより、水中に衝撃波を発生させて水中の生物を死滅させるように構成したものである。
上記構成によれば、水中に電極を対で没するとともに、供給装置によって電極間に溶融気化物質を亘すように供給し、電極間に亘した溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給して溶融気化物質を急激に溶融気化させることにより、水中に衝撃波を発生させ、続いて、前記供給装置によって新たに溶融気化物質を電極間に亘し、その溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給してこれを急激に溶融気化させることにより、順次水中に衝撃波を発生させて水中の生物、特に原虫を死滅させることができる。
【０００６】
また、水中に電極を対で没するとともに、供給装置によって電極間に溶融気化物質を亘すように供給し、電極間に亘した溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給して溶融気化物質を急激に溶融気化させることにより、水中に衝撃波を発生させ、続いて、前記供給装置によって新たに溶融気化物質を電極間に亘し、その溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給してこれを急激に溶融気化させることにより、順次水中に衝撃波を発生させて水中の生物、特に原虫を死滅させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明の実施の第一形態に係る水処理装置１を、図１〜図４に基づいて説明する。図１は、この水処理装置１の概念図であり、処理しようとする水Ｗに没する一対の電極２，３が設けられ、一方の電極２は板状に形成され、図２に示すように、他方の電極３は、一対の挟持片３ａ，３ｂから構成され、各挟持片３ａ，３ｂは、ばね４ａ，４ｂによって互いに接近する方向に付勢され、一方の挟持片３ａは、図示しない移動装置によって、ばね４ａの弾性に抗して他方の挟持片３ｂから離間する方向に移動可能に構成されている。
そして、細線１０が両電極２，３に接触することで、各コンデンサ８から電極２，３に電気エネルギーが短時間（μs単位）で放電供給され、電極２，３間の細線１０が急激に溶融気化し、この現象に伴って衝撃波が発生し、発生した衝撃波によって、水中に塩素を混入しても死滅しないクリプトスポリジウム、ジアルジアなどの原虫、あるいは死滅しきれなかった細菌が処理される。また、細線１０が急激に溶融気化する際に紫外線が発生するが、この紫外線によっても原虫や細菌の死滅が促進される。
【０００８】
これら電極２，３に対して所定の電気エネルギーを供給するための供給装置５が設けられ、この供給装置５は、両電極２，３に導線６を介して接続された直流電源部７と、この直流電源部７と両電極２，３の間に並列接続されたコンデンサ８と、直流電源部７とコンデンサ８との間に直列に接続された充電抵抗９とから構成されている。
【０００９】
また、他方の電極３から一方の電極２に向けて供給される金属製の細線（溶融気化物質の一例）１０を巻回する巻取りドラム１１が設けられ、この巻取りドラム１１を回転駆動するための供給用モータ１２が、巻取りドラム１１に連結されている。
【００１０】
以上が概念的な水処理装置１であり、図３に、この水処理装置１を基本に効率的に水処理を行うための実際の水処理装置１を示す。これは、一方の電極２と直流電源部７を共通にし、他方の電極３、コンデンサ８、充電抵抗９、巻取りドラム１１および供給用モータ１２が複数組（図では５組）設けられたものである。
【００１１】
また、図３では、導入孔１５と排出孔１６とを形成した処理水槽１７に、一方の電極２および複数組の他方の電極３を挿入した状態を示している。
次に、この構成の水処理装置１を用いる水処理方法を説明する。図３に示すように、一方の電極２および複数組の他方の電極３を処理水槽１７に挿入し、排出孔１６を閉じ、塩素を用いて殺菌・消毒された水Ｗを、処理水槽１７の導入孔１５から導入する。
【００１２】
処理水槽１７に水を張った後、各コンデンサ８に、電気エネルギーの蓄積を開始する。一方で、各移動装置を駆動して、一方の挟持片３ａを他方の挟持片３ｂから離間させ、各供給用モータ１２を駆動して各細線１０を一方の電極２に向けて供給する。そして、各コンデンサ８に、所定量の電気エネルギーが蓄積されて一定電圧になった時点で、各細線１０の先端が一方の電極３に接触する。また、所定量の電気エネルギーが蓄積されて一定電圧になった時点、すなわち、各移動装置を駆動して所定時間経過後に各移動装置の駆動を停止して、これにより、一方の挟持片３ａが他方の挟持片３ｂ側に接近して細線１０の途中が両挟持片３ａ，３ｂで挟持される。
【００１３】
そして、細線１０が両電極２，３に接触することで、各コンデンサ８から電極２，３に電気エネルギーが短時間（μs単位）で放電供給され、電極２，３間の細線１０が急激に溶融気化し、この現象に伴って衝撃波が発生し、発生した衝撃波によって、水中に塩素を混入しても死滅しないクリプトストリジウム、ジアルジアなどの原虫、あるいは死滅しきれなかった細菌が処理される。また、細線１０が急激に溶融気化する際に紫外線が発生するが、この紫外線によっても原虫や細菌の死滅が促進される。
【００１４】
そして、水中の原虫が死滅したら、排出孔１６を開いて処理水槽１７から排出し、溶融した細線１０を処理するために濾過作業を行い、水処理を終了し、水道水となる。
【００１５】
なお、上記コンデンサ８の両端電圧は、下記（１）式で表すことができる。
Ｖc＝Ｖ・〔１−exp（−ｔ／Ｔc）〕          （１）
ここで、Ｔc＝Ｒ・Ｃ、また、Ｖ：直流電源部７の出力電圧，Ｔc：充電時定数，Ｒ：充電抵抗９値，Ｃ：コンデンサ８容量，ｔ：時間、である。
【００１６】
そして、上記実施の形態では、Ｖcが一定電圧になったときに両電極２，３間に細線１０が接触するよう各供給用モータ１２の駆動を制御するものである。なお、例えば、Ｖ＝2000(V),Ｒ＝1000(Ω)，Ｃ＝150(μF)の条件で、Ｖc＝1000(V)で放電を行ったとすると、上記式（１）により、約0.1(s)後には充電が完了しているので、すぐに次の放電に備えることができる。
【００１７】
このように、本発明の実施の第一形態によれば、金属の細線１０に対して短時間で電気エネルギーを供給してこれを水中で溶融気化させ、その際に水中に発生する衝撃波を用いて、塩素でも死滅させることのできない原虫を、安全（薬品を用いることなく）かつ確実に処理することができる。
【００１８】
次に、本発明の実施の第二形態における水処理装置１を、図４に基づいて説明すると、これは、上記実施の第一形態における供給装置５に、放電用スイッチ２０を設けたもので、他の構成は、上記実施の第一形態と同様である。
【００１９】
この構成における水処理方法を説明すると、コンデンサ８に電気エネルギーを蓄積し、移動装置を駆動して一方の挟持片３ａを他方の挟持片３ｂから離間し、供給用モータ１２を駆動して細線１０を一方の電極２に向けて供給することにより細線１０で両電極２，３を接続し、移動装置の駆動を停止して一方の挟持片３ａを他方の挟持片３ｂに接近させて細線１０を挟持し、細線１０で両電極２，３を接続したところで供給用モータ１２の駆動を停止する。
【００２０】
そして、コンデンサ８に所定量の電気エネルギーが蓄積され、両電極２，３が細線１０で接続されたところで、各放電用スイッチ２０をオンする。
これにより、各細線１０が溶融気化し、その際に衝撃力が発生して、その衝撃力によって、原虫、あるいは死滅しきれなかった細菌が処理される。また、細線１０が急激に溶融気化する際に発生する紫外線によっても原虫や細菌の死滅が促進される。そして、水中の原虫が死滅したら、排出孔１６を開いて処理水槽１７から排出し、溶融した細線１０を処理するために濾過作業を行い、水処理を終了する。
【００２１】
そして、本発明の実施の第二形態においても、実施の第一形態と同様の作用効果を奏し得る。
また、上記各実施の形態では、電極２，３間に金属製の細線１０を亘すようにしたが、これに限定されるものではなく、図５および図６に示すように、金属製の薄板（リボン状）３０を亘すようにしても、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。なお、図５は、挟持片３ａ，３ｂをローラ状に形成し、給電ブラシ３１を設けたものである。このように場合、細線１０に比べて挟持片３ａ，３ｂとの接触面積が細線１０に比べて大きくなるので、電極２，３間の全ての金属を確実に溶融気化させ、衝撃波を発生することができる。
【００２２】
さらに、上記各実施の形態では、供給用モータ１２を巻取りドラム１１に連結するよう構成したが、これに限定されるものではなく、図７に示すように、供給用モータ１２を他方の電極３の挟持片３ａあるいは挟持片３ｂに連結するよう構成し、この挟持片３ａ，３ｂを回転させるようにして、金属製の細線１０あるいは、薄板３０を一方の電極２，３に向けて供給するようにしてもよい。この構成においても、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００２３】
また、上記各実施の形態では、溶融気化物質の一例として、金属製の細線あるいは薄板を用いたが、これに限定されるものでなく、例えば、カーボンを同様の形状に形成し、上記各実施の形態と同様にして使用してもよく、要するに、溶融気化物質は、電気エネルギーの供給によって溶融気化し、その現象に伴って水中に衝撃波が発生すればよい。
【００２４】
さらに、本発明の実施の形態における水処理方法は、薬品、沈殿、濾過あるいは塩素処理のどの過程において行ってもよいが、濾過後に行う場合は、溶融した金属を濾過するための作業が必要である。
【００２５】
なお、上記実施の形態では、水道水のための処理を行ったがこれに限定されるものでなく、本水処理方法を、必要な基準を満たすために排水に先立って行うようにしてもよいことは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、水中に一方の電極と他方の電極とを没するとともに、これら電極間に溶融気化物質を亘し、電極間に亘した溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給することにより、溶融気化物質を急激に溶融気化させて水中に衝撃波を発生させ、続いて、前記供給装置によって新たに溶融気化物質を電極間に亘し、その溶融気化物質に短時間で電気エネルギーを供給してこれを急激に溶融気化させることにより、順次水中に衝撃波を発生させて、塩素によっても死滅しなかった水中の原虫を確実に死滅させて、安全な水処理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す水処理装置の概念図である。
【図２】同じく他方の電極の構成図である。
【図３】実際の水処理装置の全体構成図である。
【図４】他の実施の形態を示す水処理装置の全体構成図である。
【図５】別の実施の形態を示す溶融気化物質を用いた場合の他方の電極の拡大斜視図である。
【図６】別の実施の形態を示す他方の電極の構成図である。
【図７】供給用モータを他方の電極に連結した場合の説明図である。
【符号の説明】
１      水処理装置
２      電極
３      電極
３ａ    挟持片
３ｂ    挟持片
５      供給装置
７      直流電源部
８      コンデンサ
９      充電抵抗
１０    細線
１２    供給用モータ
１５    導入孔
１６    排出孔
１７    処理水槽
【図１】
0003647245.tif 000002
【図２】
0003647245.tif 000003
【図３】
0003647245.tif 000004
【図４】
0003647245.tif 000005
【図５】
0003647245.tif 000006
【図６】
0003647245.tif 000007
【図７】
0003647245.tif 000008