(57)【要約】【課題】殺菌因子がより多く発生可能な方式を提供する。【解決手段】水が流れる水通路の途中に設けられ、水を電気的に処理する水処理部において、水が流れる処理槽（11）と、処理槽（11）の内部に設けられた一対の電極（31a，32a）と、一対の電極（31a，32a）の間で処理槽（11）を水の流れ方向に沿って仕切るように設けられ、一対の電極（31a，32a）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が形成された絶縁性の仕切板（15a）とを備え、各電極（31a，32a ）は、多孔性電極である。【選択図】図７
2014079741.tif 000002
【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）を備えた水処理装置であって、
上記水処理部（10）は、上記電気的に処理する水が流れる処理槽（11）と、該処理槽（11）の内部に設けられた一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）と、該一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）の間で該処理槽（11）を水の流れ方向に沿って仕切るように設けられ、該一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）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）が形成された絶縁性の仕切板（15a）とを備え、
上記各電極（31a〜31k，32a〜32k）は、多孔性電極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、
上記各電極（31a,31e,31f,31i,32a,32e,32f,32i）は、上記貫通孔（35）に対して上記水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（31aa,31ea,31fa,31ia,32aa,32ea,32fa,32ia）と、上記貫通孔に対して上記水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（31ab,31eb,31fb,31ib,32ab,32eb,32fb,32ib）とを備え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、
上記各電極（31a〜31k，32a〜32k）は、上記水の流れ方向に交差して、水が内部を通過するように設けられていることを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１つにおいて、
上記処理槽（10）には、上記水の流れを調整する流路調整板（18,18a）が設けられ、
上記各電極（31e〜31h,32e〜32h）は、上記流路調整板（18,18a）の少なくとも一部になっていることを特徴とする水処理装置。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１つにおいて、
上記処理槽（10）には、上記水の流れを調整する流路調整板（18）が設けられ、
上記各電極（31i,32i）は、上記流路調整板（18）から突出して、上記水の流れを調整するように設けられていることを特徴とする水処理装置。
【請求項６】
請求項１において、
上記各電極（31j,31k,32j,32k）は、上記貫通孔（35）を囲むように籠状に設けら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、水中で放電を生起させて水を浄化する水処理装置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、処理槽内に一対の電極が配置され、一対の電極の間にパルス状の高電圧を印加して、一対の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、平板型の一対の電極が水の流れに沿って配置されているので、一対の電極の間の水中に電界を発生させて、殺菌因子を発生させることができるものの、広範囲に殺菌因子を発生させることが難しいので、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、殺菌因子がより多く発生可能な方式を提供することにある。
【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、一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）内を水が通過す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）を備えた水処理装置であって、上記水処理部（10）は、上記電気的に処理する水が流れる処理槽（11）と、該処理槽（11）の内部に設けられた一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）と、該一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）の間で該処理槽（11）を水の流れ方向に沿って仕切るように設けられ、該一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）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）が形成された絶縁性の仕切板（15a）とを備え、上記各電極（31a〜31k，32a〜32k）は、多孔性電極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）において、電気的に処理する水が流れる処理槽（11）と、処理槽（11）に流れる水中に設けられる一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）と、一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）の間に設けられ、電極間の電流経路を構成する貫通孔（35）が形成された絶縁性の仕切板（15a）とを備えているので、一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）に所定の電圧が印加されると、貫通孔（35）内の電流経路の電流密度が上昇することにより、貫通孔（35）内では、ジュール熱により水が気化して、気泡（C）が形成される。これにより、電極（31a〜31k，32a〜32k）と水とが同電位になり、気泡（C）と水との界面が電極となるので、気泡（C）内において、絶縁破壊が起こり、放電を発生させることができる。ここで、各電極（31a〜31k，32a〜32k）は、多孔性電極であるので、各電極（31a〜31k，32a〜32k）と水との接触面積が増える。これにより、気泡（C）内での放電により水中に殺菌因子が発生すると共に、各電極（31a〜31k，32a〜32k）と水との接触面積が増えるので、平板状の電極と比べてより多くの殺菌因子を発生させることができる。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記各電極（31a,31e,31f,31i,32a,32e,32f,32i）は、上記貫通孔に対して上記水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（31aa,31ea,31fa,31ia,32aa,32ea,32fa,32ia）と、上記貫通孔に対して上記水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（31ab,31eb,31fb,31ib,32ab,32eb,32fb,32ib）とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記第２の発明では、各電極（31a,31e,31f,31i,32a,32e,32f,32i）が、貫通孔（35）に対して上流側の上流側多孔性電極（31aa,31ea,31fa,31ia,32aa,32ea,32fa,32ia）と、貫通孔（35）に対して下流側の下流側多孔性電極（31ab,31eb,31fb,31ib,32ab,32eb,32fb,32ib）とを備えているので、上流側多孔性電極（31aa,31ea,31fa,31ia,32aa,32ea,32fa,32ia）及び下流側多孔性電極（31ab,31eb,31fb,31ib,32ab,32eb,32fb,32ib）により、より広い同電位面を構成することができる。
【００１２】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記各電極（31a〜31k，32a〜32k）は、上記水の流れ方向に交差して、水が内部を通過するように設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記第３の発明では、各電極（31a〜31k，32a〜32k）が水の流れ方向に交差して、水が内部を通過するように設けられているので、各電極（31a〜31k，32a〜32k）と水との接触面積がいっそう増え、より多くの殺菌因子を発生させることができる。
【００１４】
第４の発明は、上記第１〜第３の発明の何れか１つにおいて、上記処理槽（10）には、上記水の流れを調整する流路調整板（18,18a）が設けられ、上記各電極（31e〜31h,32e〜32h）は、上記流路調整板（18,18a）の少なくとも一部になっていることを特徴とするものである。
【００１５】
上記第４の発明では、各電極（31e〜31h,32e〜32h）が水の流れを調整する流路調整板（18,18a）の少なくとも一部になっているので、電極として機能しない流路調整板（18）の枚数を少なくすることができる。また、流路調整板（18a）の電極として機能する部分では、水が内部を通過するので、水中に渦や乱流が発生し、殺菌因子を効率的に撹拌することができる。
【００１６】
第５の発明は、上記第１〜第３の発明の何れか１つにおいて、上記処理槽（10）には、上記水の流れを調整する流路調整板（18）が設けられ、上記各電極（31i,32i）は、上記流路調整板（18）から突出して、上記水の流れを調整するように設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
上記第５の発明では、各電極（31i,32i）が水の流れを調整する流路調整板（18）から突出して、水の流れを調整するように設けられているので、各電極（31i,32i）の表面に沿って水の流れを形成することができ、電極として機能しない流路調整板（18）の枚数を少なくすることができる。また、各電極（31i,32i）は、水が内部を通過するので、水中に渦や乱流が発生し、殺菌因子を効率的に撹拌することができる。
【００１８】
第６の発明は、上記第１の発明において、上記各電極（31j,31k,32j,32k）は、上記貫通孔（35）を囲むように籠状に設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
上記第６の発明では、各電極（31j,31k,32j,32k）が貫通孔（35）を囲むように籠状に設けられているので、平板状の電極よりも電界を増やすことができる。
【発明の効果】
【００２０】
水が電極内を通過するように、一対の電極（31a〜31k，32a〜32k）が構成されているので、より多くの殺菌因子を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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に係る水処理装置を模式的に示す図である。
【図４】実施形態１に係る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５】図４中の領域Ｘを拡大して示す断面図である。
【図６】実施形態１に係る放電ユニットを構成する電極の部分構造図である。
【図７】実施形態１に係る水処理部を構成する処理槽の上面図である。
【図８】図７の処理槽の側面図である。
【図９】実施形態１に係る電極の第１の変形例を示す部分構造図である。
【図１０】実施形態１に係る電極の第２の変形例を示す部分構造図である。
【図１１】実施形態１に係る電極の第３の変形例を示す部分構造図である。
【図１２】実施形態１に係る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１３】実施形態２に係る水処理装置の水処理部を構成する処理槽の上面図である。
【図１４】図１３の処理槽の側面図である。
【図１５】実施形態３に係る水処理装置の水処理部を構成する処理槽の上面図である。
【図１６】図１５の処理槽の側面図である。
【図１７】実施形態３に係る水処理部を構成する電極の平面図である。
【図１８】実施形態３に係る電極の第１の変形例を示す平面図である。
【図１９】実施形態３に係る電極の第２の変形例を示す平面図である。
【図２０】実施形態４に係る水処理装置の水処理部を構成する処理槽の上面図である。
【図２１】図２０の処理槽の側面図である。
【図２２】実施形態５に係る水処理装置の水処理部を構成する処理槽の上面図である。
【図２３】図２２の処理槽の側面図である。
【図２４】実施形態５に係る水処理部を構成する電極の斜視図である。
【図２５】実施形態５に係る電極の変形例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
《発明の実施形態１》
図１〜図１２は、本発明に係る水処理装置の実施形態１を示している。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
水処理部（10）は、図２及び図３に示すように、水配管（3）の流入部（3a）側に設けられた噴霧装置（40）と、水配管（3）の流出部（3b）側に設けられた下流槽（50）と、噴霧装置（40）及び下流槽（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２及び図３に示すように、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）から流出させるように構成されている。より具体的には、水処理部（10）は、図２及び図３に示すように、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、その供給された水を処理槽（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し、その浄化された水を下流槽（50）に供給し、下流槽（50）から再び水配管（3）に流出させるように構成されている。
【００３０】
噴霧装置（40）は、図２に示すように、水配管（3）に接続され、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）に供給するように構成されている。また、噴霧装置（40）は、図２に示すように、細長い管状に設けられたノズルヘッダー（41）と、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）にそれぞれ接続された複数の噴霧ノズル（42）とを備えている。
【００３１】
ノズルヘッダー（41）は、図２に示すように、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。
【００３２】
噴霧装置（40）では、図２に示すように、水配管（3）を流れる水が流入部（3a）からノズルヘッダー（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,22a,22b）に向かって噴霧される。このとき、噴霧装置（40）では、噴霧ノズル（42）から噴霧された水が粒状（液滴）となることにより、各粒間（各液滴間）に空気が介在して電気抵抗が高くなるので、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。なお、噴霧装置（40）では、噴霧ノズル（42）で水を噴霧させることにより、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以上となる。
【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）毎に設けられ、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４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４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、図７及び図８に示すように、その下部が底部（12）の表面から離れるように、又はその上部が水面よりも下側になるように設けられ、噴霧装置（40）から供給される水配管（3）の水の流れを処理槽（11）の各レーン（21a,21b,22a,22b）で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４及び図５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（31a）及び第２電極（32a）と、第１電極（31a）及び第２電極（32a）の間に設けられ、第１電極（31a）及び第２電極（32a）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（31a）は、図４及び図７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（H）側に接続されている。また、第１電極（31a）は、図２、図７及び図８に示すように、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（31aa）と、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（31ab）とを備えている。ここで、上流側多孔性電極（31aa）及び下流側多孔性電極（31ab）は、図７に示すように、水の流れ方向に直交するように設けられている。
【００４０】
第２電極（32a）は、図４及び図７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（N）側に接続されている。また、第２電極（32a）は、図７に示すように、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（32aa）と、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（32ab）とを備えている。ここで、上流側多孔性電極（32aa）及び下流側多孔性電極（32ab）は、図７に示すように、水の流れ方向に直交するように設けられている。
【００４１】
上流側多孔性電極（31aa,32aa）及び下流側多孔性電極（31ab, 32ab）、すなわち、第１電極（31a）及び第２電極（32a）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。また、第１電極（31a）及び第２電極（32a）は、図６に示すように、水が内部を通過するように構成された多孔質状の電極である。ここで、本実施形態では、多孔質状の第１電極（31a）及び第２電極（32a）を例示したが、第１電極（31a）及び第２電極（32a）は、図９に示すような任意の形状の複数の貫通孔が設けられた第１電極（31b）及び第２電極（32b）、図１０に示すような網状に設けられた第１電極（31c）及び第２電極（32c）、図１１に示すような任意の形状の複数のスリットが設けられた第１電極（31d）及び第２電極（32d）などであってもよい。なお、網状の第１電極（31c）及び第２電極（32c）は、フィルターにもなるので、流入する水中に含まれる異物を捕捉することもできる。また、第１電極（31b）及び第２電極（32b）に形成された各貫通孔、並びに第１電極（31d）及び第２電極（32d）に形成された各スリットは、電極表面に対して直交する方向だけでなく斜め方向にも形成されていてもよい。
【００４２】
高電圧発生部（33）は、例えば、図１２に示すように、第１電極（31a）及び第２電極（32a）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１２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（31a）及び第２電極（32a）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（31a）及び第２電極（32a）の間に電圧が印加されると、図５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（31a）及び第２電極（32a）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（31a）及び第２電極（32a）が劣化することを抑制することができる。また、第１電極（31a）及び第２電極（32a）は、水が内部を通過するように構成された多孔性電極であるので、第１電極（31a）及び第２電極（32a）と水との接触面積が増え、処理槽（11）を流れる水の中に貫通孔（35）を中心に電界を広く発生させることができる。これにより、気泡（C）内で放電に基づいて、水中に広く発生させた電界内で殺菌因子が発生するので、第１電極（31a）及び第２電極（32a）の間に広範囲に電界を発生させて、殺菌因子が発生可能な領域を広げることができる。
【００４４】
下流槽（50）は、処理槽（11）から流れ落ちて雫状になった水を流入させる水槽である。また、下流槽（50）は、図２に示すように、略長方形状の箱体に形成され、外壁部（51a,51a,51b,51c）及び短壁部（14b）によって囲まれて形成されている。ここで、短壁部（14b）は、外壁部（51a,51a,51c）よりも低く形成されている。また、外壁部（51c）の図中下側には、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。また、処理槽（11）と下流槽（50）との間は、短壁部（14b）によって仕切られている。
【００４５】
下流槽（50）では、図２に示すように、短壁部（14b）の図中上端が流出口部（17）になっているので、処理槽（11）に貯留された水は、処理槽（11）が一杯になる前に流出口部（17）から下流槽（50）の底に向かって堰を切って滝のように流れ落ちる。このとき、流出口部（17）から下流槽（50）の底部又は下流槽（50）に貯留された水の表面までの間は、所定の高さを有しているので、処理槽（11）の水は、流出口部（17）から下流槽（50）に流れ落ちる際に雫状になる。そして、下流槽（50）に流れ落ちる水が雫状（粒状又は液滴）になることにより、各粒間（液滴間）に空気が介在して電気抵抗が高くなるので、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。なお、下流槽（50）では、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は、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、噴霧ノズル（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（31a）及び第２電極（32a）に対して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５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（31a）及び第２電極（32a）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（31a）及び第２電極（32a）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、第１電極（31a）及び第２電極（32a）の間で広範囲に発生させた電界内において、水酸ラジカルや水酸ラジカル同士の反応による過酸化水素などの殺菌因子が発生される。
【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、雫となるので、各粒間（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）において、電気的に処理する水が流れる処理槽（11）と、処理槽（11）に流れる水中に設けられる一対の電極（31a〜31d，32a〜32d）と、一対の電極（31a〜31d，32a〜32d ）の間に設けられ、電極間の電流経路を構成する貫通孔（35）が形成された絶縁性の仕切板（15a）とを備えているので、一対の電極（31a〜31d，32a〜32d）に所定の電圧が印加されると、貫通孔（35）内の電流経路の電流密度が上昇することにより、貫通孔（35）内では、ジュール熱により水が気化して、気泡（C）が形成される。これにより、電極（31a〜31d，32a〜32d）と水とが同電位になり、気泡（C）と水との界面が電極となるので、気泡（C）内において、絶縁破壊が起こり、放電を発生させることができる。ここで、各電極（31a〜31d，32a〜32d）は、多孔性電極であるので、各電極（31a〜31d，32a〜32d）と水との接触面積が増える。これにより、気泡（C）内での放電により水中に殺菌因子が発生すると共に、各電極（31a〜31d，32a〜32d）と水との接触面積が増えるので、平板状の電極と比べてより多くの殺菌因子を発生させることができる。
【００５２】
また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、各電極（31a, 32a）が、貫通孔（35）に対して上流側の上流側多孔性電極（31aa,,32aa）と、貫通孔（35）に対して下流側の下流側多孔性電極（31ab,32ab）とを備えているので、上流側多孔性電極（31aa,32aa）及び下流側多孔性電極（31ab,32ab）により、より広い同電位面を構成することができる。
【００５３】
また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、各電極（31a〜31d，32a〜32d）が水の流れ方向に直交して、水が内部を通過するように設けられているので、各電極（31a〜31d，32a〜32d）と水との接触面積がいっそう増え、より多くの殺菌因子を発生させることができる。
【００５４】
また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、水処理部（10）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。
【００５５】
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）に供給される水との間を確実に絶縁することができる。
【００５６】
また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、水処理部（10）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。
【００５７】
また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、水処理部（10）の流入側に噴霧装置（40）が設けられ、水処理部（10）の流出側に下流槽（50）が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。
【００５８】
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。
【００５９】
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（31a〜31d）及び第２電極（32a〜32d）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、各電極（31a〜31d，32a〜32d）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、各電極（31a〜31d，32a〜32d）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。
【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）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。
【００６１】
《発明の実施形態２》
図１３及び図１４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、以下の各実施形態において、図１〜図１２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。
【００６２】
上記実施形態１では、流路調整板（18）、第１電極（31a〜31d）及び第２電極（32a〜32d）が独立して設けられた水処理装置（1a）を例示したが、本実施形態では、第１電極（31e）及び第２電極（32e）をそれぞれ流路調整板の１つとして設けられた水処理装置（1a）を例示する。
【００６３】
本実施形態の水処理装置（1a）を構成する水処理部（10）の放電ユニット（30a,30b）は、図１３及び図１４に示すように、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（31e）及び第２電極（32e）と、第１電極（31e）及び第２電極（32e）の間に設けられ、第１電極（31e）及び第２電極（32e）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）が形成された放電部材（34）を有する仕切板（15a）とを備えている。なお、本実施形態の水処理装置（1a）のその他の構成は、上記実施形態１の水処理装置（1a）の構成と同じになっている。
【００６４】
第１電極（31e）は、図１３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（H）側に接続されている。また、第１電極（31e）は、図１３に示すように、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（31ea）と、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（31eb）とを備えている。ここで、上流側多孔性電極（31ea）及び下流側多孔性電極（31eb）は、図１３に示すように、水の流れ方向に直交するように設けられている。
【００６５】
第２電極（32e）は、図１３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（N）側に接続されている。また、第２電極（32e）は、図１３に示すように、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（32ea）と、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（32eb）とを備えている。ここで、上流側多孔性電極（32ea）及び下流側多孔性電極（32eb）は、図１３に示すように、水の流れ方向に直交するように設けられている。
【００６６】
上流側多孔性電極（31ea,32ea）及び下流側多孔性電極（31eb, 32eb）、すなわち、第１電極（31e）及び第２電極（32e）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。また、第１電極（31e）及び第２電極（32e）は、水が内部を通過するように構成された多孔性電極である。ここで、第１電極（31e）及び第２電極（32e）としては、例えば、上記実施形態１で説明した多孔質状の第１電極（31a）及び第２電極（32a）、複数の貫通孔が設けられた第１電極（31b）及び第２電極（32b）、複数のスリットが設けられた第１電極（31d）及び第２電極（32d）などを適用することができる。そして、第１電極（31e）及び第２電極（32e）が多孔性電極であるので、第１電極（31e）及び第２電極（32e）と水との接触面積が増え、処理槽（11）を流れる水の中に貫通孔（35）を中心に電界を広く発生させることができる。
【００６７】
上流側多孔性電極（31ea,32ea）は、図１４に示すように、その下部が底部（12）の表面から離れるように設けられている。また、下流側多孔性電極（31eb, 32eb）は、図１４に示すように、その上部が水面よりも下側になるように設けられている。そのため、上流側多孔性電極（31ea,32ea）及び下流側多孔性電極（31eb, 32eb）は、水の流れを調整する流路調整板として機能すると共に、多孔性電極であるので、電極内部を水が通過して、渦や乱流が発生するように構成されている。
【００６８】
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、上記実施形態１と同様に、放電を発生させるための一対の電極（31e，32e）が多孔性電極であるので、平板状の電極と比べてより多くの殺菌因子を発生させることができる。
【００６９】
また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、各電極（31e, 32e）が水の流れを調整する流路調整板になっているので、電極として機能しない流路調整板（18）の枚数を少なくすることができる。また、流路調整板として機能する各電極（31e, 32e）では、水が内部を通過するので、水中に渦や乱流が発生し、殺菌因子を効率的に撹拌することができる。
【００７０】
《発明の実施形態３》
図１５〜図１９は、本発明に係る水処理装置の実施形態３を示している。
【００７１】
上記実施形態２では、第１電極（31e）及び第２電極（32e）の全体が流路調整板として機能する水処理装置（1a）を例示したが、本実施形態では、第１電極（31f〜31g）及び第２電極（32f〜32g）が流路調整板（18a）に組み込まれた水処理装置（1a）を例示する。
【００７２】
本実施形態の水処理装置（1a）を構成する水処理部（10）の放電ユニット（30a,30b）は、図１５及び図１６に示すように、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（31f）及び第２電極（32f）と、第１電極（31f）及び第２電極（32f）の間に設けられ、第１電極（31f）及び第２電極（32f）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）が形成された放電部材（34）を有する仕切板（15a）とを備えている。なお、本実施形態の水処理装置（1a）のその他の構成は、上記実施形態１の水処理装置（1a）の構成と同じになっている。
【００７３】
第１電極（31f）は、図１５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（H）側に接続されている。また、第１電極（31f）は、図１５に示すように、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（31fa）と、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（31fb）とを備えている。ここで、上流側多孔性電極（31fa）及び下流側多孔性電極（31fb）は、図１５に示すように、水の流れ方向に直交するように設けられている。
【００７４】
第２電極（32f）は、図１５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（N）側に接続されている。また、第２電極（32f）は、図１５に示すように、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（32fa）と、貫通孔（35）が形成された放電部材（34）に対して水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（32fb）とを備えている。ここで、上流側多孔性電極（32fa）及び下流側多孔性電極（32fb）は、図１５に示すように、水の流れ方向に直交するように設けられている。
【００７５】
上流側多孔性電極（31fa,32fa）及び下流側多孔性電極（31fb, 32fb）、すなわち、第１電極（31f）及び第２電極（32f）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。また、第１電極（31f）及び第２電極（32f）には、図１７に示すように、水が内部を通過するように任意の形状の複数の貫通孔が形成されている。ここで、第１電極（31f）及び第２電極（32f）は、図１８に示すような網状に設けられた第１電極（31g）及び第２電極（32g）、図１９に示すような複数のスリットが設けられた第１電極（31h）及び第２電極（32h）などであってもよい。そして、第１電極（31f）及び第２電極（32f）が多孔性電極であるので、第１電極（31f）及び第２電極（32f）と水との接触面積が増え、処理槽（11）を流れる水の中に貫通孔（35）を中心に電界を広く発生させることができる。
【００７６】
上流側多孔性電極（31fa,32fa）は、図１６に示すように、流路調整板（18a）の下側部分として設けられている。また、下流側多孔性電極（31fb, 32fb）は、図１６に示すように、流路調整板（18a）の上側部分として設けられている。なお、流路調整板（18a）は、水の流れを調整するだけのために電気絶縁材料に構成されていても、電極として機能させるために、導電性材料により構成されていてもよい。
【００７７】
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、上記実施形態１と同様に、放電を発生させるための一対の電極（31f〜31h，32f〜32h）が多孔性電極であるので、平板状の電極と比べてより多くの殺菌因子を発生させることができる。
【００７８】
また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、各電極（31f〜31h，32f〜32h）が水の流れを調整する流路調整板（18a）の一部になっているので、電極として機能しない流路調整板（18）の枚数を少なくすることができる。また、流路調整板（18a）の電極として機能する部分では、水が内部を通過するので、水中に渦や乱流が発生し、殺菌因子を効率的に撹拌することができる。
【００７９】
《発明の実施形態４》
図２０及び図２１は、本発明に係る水処理装置の実施形態４を示している。
【００８０】
上記実施形態３では、第１電極（31f〜31h）及び第２電極（32f〜32h）が流路調整板（18a）の一部として設けられた水処理装置（1a）を例示したが、本実施形態では、第１電極（31i）及び第２電極（32i）が流路調整板（18）から突出するように設けられた水処理装置（1a）を例示する。
【００８１】
本実施形態の水処理装置（1a）を構成する水処理部（10）の放電ユニット（30a,30b）は、図２０及び図２１に示すように、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（31i）及び第２電極（32i）と、第１電極（31i）及び第２電極（32i）の間に設けられ、第１電極（31i）及び第２電極（32i）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）が形成された放電部材（34）を有する仕切板（15a）とを備えている。なお、本実施形態の水処理装置（1a）のその他の構成は、上記実施形態１の水処理装置（1a）の構成と同じになっている。
【００８２】
第１電極（31i）は、図２０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（H）側に接続されている。また、第１電極（31i）は、図２０及び図２１に示すように、水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（31ia）と、水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（31ib）とを備えている。ここで、上流側多孔性電極（31ia）及び下流側多孔性電極（31ib）は、図２１に示すように、隣り合う一対の流路調整板（18）の互いに対向する各表面から直立に突出するように設けられ、隣り合う一対の流路調整板（18）の間で水の流れを調整するように設けられている。
【００８３】
第２電極（32i）は、図２０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（N）側に接続されている。また、第２電極（32i）は、図２０に示すように、水の流れ方向の上流側に設けられた上流側多孔性電極（32ia）と、水の流れ方向の下流側に設けられた下流側多孔性電極（32ib）とを備えている。ここで、上流側多孔性電極（32ia）及び下流側多孔性電極（32ib）は、隣り合う一対の流路調整板（18）の互いに対向する各表面から直立に突出するように設けられ、隣り合う一対の流路調整板（18）の間で水の流れを調整するように設けられている。
【００８４】
上流側多孔性電極（31ia,32ia）及び下流側多孔性電極（31ib, 32ib）、すなわち、第１電極（31i）及び第２電極（32i）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。また、第１電極（31i）及び第２電極（32i）には、水が内部を通過するように網状に設けられている。なお、本実施形態では、図２１に示すように、第１電極（31i）及び第２電極（32i）の先端が対応する流路調整板（18）から離間して、第１電極（31i）及び第２電極（32i）と流路調整板（18）との間に空間が形成された構成を例示したが、例えば、上記空間が形成されないように、第１電極（31i）及び第２電極（32i）が対応する流路調整板（18）に到達するまで形成され、第１電極（31i）及び第２電極（32i）における多孔性部分の配置により、水の流れを調整する構成であってもよい。
【００８５】
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、上記実施形態１と同様に、放電を発生させるための一対の電極（31i，32i）が多孔性電極であるので、平板状の電極と比べてより多くの殺菌因子を発生させることができる。
【００８６】
また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、各電極（31i,32i）が水の流れを調整する流路調整板（18）から突出するように設けられているので、各電極（31i,32i）の表面に沿って水の流れを形成して、水の流れを調整することができ、電極として機能しない流路調整板（18）の枚数を少なくすることができる。また、各電極（31i,32i）は、水が内部を通過するので、水中に渦や乱流が発生し、殺菌因子を効率的に撹拌することができる。
【００８７】
《発明の実施形態５》
図２２〜図２５は、本発明に係る水処理装置の実施形態５を示している。
【００８８】
上記各実施形態では、平板状の電極（31a〜31i,32a〜32i）が設けられた水処理装置（1a）を例示したが、本実施形態では、籠状の電極（31j,31k,32j,32k）が設けられた水処理装置（1a）を例示する。
【００８９】
本実施形態の水処理装置（1a）を構成する水処理部（10）の放電ユニット（30a,30b）は、図２２及び図２３に示すように、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（31j）及び第２電極（32j）と、第１電極（31j）及び第２電極（32j）の間に設けられ、第１電極（31j）及び第２電極（32j）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）が形成された放電部材（34）を有する仕切板（15a）とを備えている。なお、本実施形態の水処理装置（1a）のその他の構成は、上記実施形態１の水処理装置（1a）の構成と同じになっている。
【００９０】
第１電極（31j）は、図２２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（H）側に接続されている。また、第２電極（32j）は、図２２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（N）側に接続されている。
【００９１】
第１電極（31j）及び第２電極（32j）は、例えば、耐腐食性の高い金属材料により、図２２、図２３及び図２４に示すように、貫通孔(35)が形成された放電部材（34）を囲むように半球の籠状に設けられている。ここで、第１電極（31j）及び第２電極（32j）は、図２５に示すように、５面からなる箱状に設けられた第１電極（31k）及び第２電極（32k）であってもよい。なお、本実施形態では、網状の電極（31j,31k,32j,32k）を例示したが、電極（31j,31k,32j,32k）は、例えば、多孔質状の電極、複数の貫通孔が設けられた電極などであってもよい。
【００９２】
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、上記実施形態１と同様に、放電を発生させるための一対の電極（31j,31k,32j,32k）が多孔性電極であるので、平板状の電極と比べてより多くの殺菌因子を発生させることができる。
【００９３】
また、本実施形態の水処理装置（1a）によれば、各電極（31j,31k,32j,32k）が貫通孔（35）を囲むように籠状に設けられているので、平板状に設けられた電極よりも電界を増やすことができる。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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】
【００９７】
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】
【００９８】
１ａ      水処理装置
３        水配管（水通路）
１０      水処理部
１１      処理槽
１５ａ    仕切板
１８，１８ａ      流路調整板
３１ａ〜３１ｋ    第１電極（一対の電極）
３１ａａ，３１ｅａ，
３１ｆａ，３１ｉａ    上流側多孔性電極
３１ａｂ，３１ｅｂ，３１ｆｂ，３１ｉｂ    下流側多孔性電極
３２ａ〜３２ｋ    第２電極（一対の電極）
３２ａａ，３２ｅａ，３２ｆａ，３２ｉａ    上流側多孔性電極
３２ａｂ，３２ｅｂ，３２ｆｂ，３２ｉｂ    下流側多孔性電極
３５    貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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