(57)【要約】【課題】交流電圧と直流電圧とを同時に印加して、被処理液を高効率に浄水処理することができる浄水装置およびその浄水装置を使用した浄水方法を提供すること。【解決手段】浄水装置１は、交流電源２と、直流電源５と、３つの電極（第１〜第３電極７ａ〜７ｃ）とを主に備えており、第２電極７ｂと第３電極７ｃとの間には交流電圧が印加され、第１電極と第２電極との間、及び、第１電極と第３電極との間には直流電圧が印加される。そのため、被処理液Ｗに浸漬された３つ電極（第１〜第３電極７ａ〜７ｃ）間に交流電圧と直流電圧とを同時に印加することができるので、被処理液Ｗに交流電圧の影響による浄水効果と直流電圧の影響による浄水効果とが同時に作用する。その結果、被処理液Ｗを高効率に電気分解して浄水することができる。【選択図】　　図１
2004130294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液に電圧を印加して浄化する浄水装置において、
前記被処理液中に配置される３以上の電極と、その電極の内の少なくとも２以上の電極間に交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、前記電極の内の少なくとも２以上の電極間に直流電圧を印加する直流電圧印加手段とを備え、
前記交流電圧と前記直流電圧とを前記３以上の電極間に同時に印加して前記被処理液を浄化することを特徴とする浄水装置。
【請求項２】
前記３以上の電極は、第１電極と第２電極と第３電極との３つの電極で構成され、
前記交流電圧印加手段は、前記第２電極と第３電極との間に交流電圧を印加可能に結線され、
前記直流電圧印加手段は、前記交流電圧印加手段が交流電圧を前記第２電極と第３電極との間に印加する印加経路を経由して、前記第１電極と第２電極との間、及び、前記第１電極と第３電極との間にそれぞれ直流電圧を印加可能に結線され、
前記交流電圧と直流電圧とを前記第１電極と第２電極と第３電極との間に同時に印加して前記被処理液を浄化するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の浄水装置。
【請求項３】
前記３以上の電極は、第１電極と第２電極と第３電極と第４電極との４つの電極で構成され、
前記交流電圧印加手段は、前記第１電極と第２電極との間に交流電圧を印加可能に結線されると共に、前記第３電極と第４電極との間に交流電圧を印加可能に結線され、
前記直流電圧印加手段は、前記交流電圧印加手段が交流電圧を前記第１電極と第２電極との間、及び、前記第３電極と第４電極との間に印加する印加経路を経由して、前記第１電極と第３電極との間、及び、前記第１電極と第４電極との間、及び、前記第２電極と第３電極との間、及び、前記第２電極と第４電極との間にそれぞれ直流電圧を印加可能に結線され、
前記交流電圧と直流電圧とを前記第１電極と第２電極と第３電極と第４電極との間に同時に印加して前記被処理液を浄化するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の浄水装置。
【請求項４】
前記交流電圧印加手段によって前記３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間に印加される交流電圧の電圧値を調整可能に構成される交流電圧調整手段を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の浄水装置。
【請求項５】
前記交流電圧印加手段によって前記３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間に印加される交流電圧の周波数を調整可能に構成される周波数調整手段を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の浄水装置。
【請求項６】
前記直流電圧印加手段によって前記３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間に印加される直流電圧の電圧値を調整可能に構成される直流電圧調整手段を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の浄水装置。
【請求項７】
前記直流電圧印加手段によって前記３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間に印加される直流電圧の極性を反転可能に構成される極性反転手段と、
その極性反転手段によって反転される直流電圧のデューティ比を調整可能に構成される反転調整手段とを備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の浄水装置。
【請求項８】
前記反転調整手段は、前記極性反転手段によって反転される直流電圧のデューティ比を略５０％に調整するものであることを特徴とする請求項７に記載の浄水装置。
【請求項９】
前記３以上の電極は、導電性のある円柱状部材により構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の浄水装置。
【請求項１０】
前記３以上の電極は、導電性のある板状部材により構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の浄水装置。
【請求項１１】
前記３以上の電極の内の少なくとも１以上の電極は、チタンで構成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の浄水装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の浄水装置を使用して前記被処理液を浄水することを特徴とする浄水方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、浄水装置およびその浄水装置を使用した浄水方法に関し、特に、交流電圧と直流電圧とを同時に印加して、被処理液を高効率に浄水処理することができる浄水装置およびその浄水装置を使用した浄水方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、工場や工事現場などからの工業廃水、養鶏場などからの屎尿排水、或いは、台所などからの生活排水などの浄水（改質）は、薬品や微生物を加えることにより行われていた。しかし、薬品などを加えて浄水を行う場合には、大量の薬品を必要とするためコスト高となるばかりではなく、公害の原因になるという問題点があった。また、微生物を加えて浄水を行う場合には、微生物が機能して排水が浄水されるまでに長時間を要するため大量の排水を効率的に処理することが困難であるという問題点があった。
【０００３】
そこで、排水を安全かつ効率的に浄水する方法として、排水に電圧を印加して電気分解をおこさせることにより、浄水処理を行う技術が開発されている。即ち、第１電極と第２電極との２極を被処理液中に浸漬し、その第１電極と第２電極との電極間に交流電圧または直流電圧のどちらか一方のみを印加して電気分解を起こさせて浄水処理を行うのである。
【０００４】
排水に電圧を印加して浄水処理を行うものとしては、特開平１１−１７９３６５号公報に開示されているように、２つの電極間に電力を供給して電気分解により脱色を行う処理装置が知られている。この処理装置は、被処理液の処理槽をイオン交換膜によって第１の処理槽と第２の処理槽とに分け、第１の処理槽には陽極を浸漬し、第２の処理槽には陰極を浸漬して電圧を供給している。第１の処理槽の陽極の近傍に生成される機能水の作用により被処理液の脱色を行っている。
【０００５】
また、特開２０００ー２６３０５０号公報に開示されているように、被処理液中に配設される第１電極と第２電極との２つの電極間に特定周波数の交流電圧を印加して排水の処理を行う処理装置が知られている。この処理装置は、２つの電極間の交流電界の作用により不純物を細分化し水との分離を促進させて排水処理を行っている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１‐１７９３６５号公報（図１等）
【特許文献２】
特開２０００−２６３０５０号公報（図１等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した２つの電極を使用して交流電圧または直流電圧のどちらか一方のみを印加して電気分解を起こさせて浄水処理を行う方法では、被処理液を浄水する処理能力が不十分であるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、交流電圧と直流電圧とを同時に印加して、被処理液を高効率に浄水処理することができる浄水装置、及び、その浄水装置を使用した浄水方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために請求項１に記載の浄水装置は、被処理液に電圧を印加して浄化する浄水装置において、前記被処理液中に配置される３以上の電極と、その電極の内の少なくとも２以上の電極間に交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、前記電極の内の少なくとも２以上の電極間に直流電圧を印加する直流電圧印加手段とを備えており、前記交流電圧と前記直流電圧とを前記３以上の電極間に同時に印加して前記被処理液を浄化する。
【００１０】
この請求項１に記載の浄水装置によれば、交流電圧印加手段による交流電圧の印加と、直流電圧印加手段による直流電圧の印加とが同時に行われると、３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間への交流電圧の印加と、３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間への直流電圧の印加とが同時に行われる。その結果、被処理液中には、交流電圧の影響による浄水効果と直流電圧の影響による浄水効果とが同時に作用される。
【００１１】
請求項２に記載の浄水装置は、請求項１に記載の浄水装置において、前記３以上の電極は、第１電極と第２電極と第３電極との３つの電極で構成されており、前記交流電圧印加手段は、前記第２電極と第３電極との間に交流電圧を印加可能に結線され、前記直流電圧印加手段は、前記交流電圧印加手段が交流電圧を前記第２電極と第３電極との間に印加する印加経路を経由して、前記第１電極と第２電極との間、及び、前記第１電極と第３電極との間にそれぞれ直流電圧を印加可能に結線され、前記交流電圧と直流電圧とを前記第１電極と第２電極と第３電極との間に同時に印加して前記被処理液を浄化する。
【００１２】
この請求項２に記載の浄水装置によれば、交流電圧印加手段による交流電圧の印加と、直流電圧印加手段による直流電圧の印加とが同時に行われると、第２電極と第３電極との間への交流電圧の印加と、第１電極と第２電極との間、及び、第１電極と第３電極との間への直流電圧の印加とが同時に行われる。その結果、被処理液中には、交流電圧の影響による浄水効果と、直流電圧の影響による浄水効果とが同時に作用される。
【００１３】
請求項３に記載の浄水装置は、請求項１に記載の浄水装置において、前記３以上の電極は、第１電極と第２電極と第３電極と第４電極との４つの電極で構成されており、前記交流電圧印加手段は、前記第１電極と第２電極との間に交流電圧を印加可能に結線されると共に、前記第３電極と第４電極との間に交流電圧を印加可能に結線され、前記直流電圧印加手段は、前記交流電圧印加手段が交流電圧を前記第１電極と第２電極との間、及び、前記第３電極と第４電極との間に印加する印加経路を経由して、前記第１電極と第３電極との間、及び、前記第１電極と第４電極との間、及び、前記第２電極と第３電極との間、及び、前記第２電極と第４電極との間にそれぞれ直流電圧を印加可能に結線され、前記交流電圧と直流電圧とを前記第１電極と第２電極と第３電極と第４電極との間に同時に印加して前記被処理液を浄化する。
【００１４】
この請求項３に記載の浄水装置によれば、交流電圧印加手段による交流電圧の印加と、直流電圧印加手段にによる直流電圧の印加とが同時に行われると、第１電極と第２電極との間、及び、第３電極と第４電極との間への交流電圧の印加と、第１電極と第３電極との間、及び、第１電極と第４電極との間、及び、第２電極と第３電極との間、及び、第２電極と第４電極との間への直流電圧との印加とが同時に行われる。その結果、被処理液中には、交流電圧の影響による浄水効果と、直流電圧の影響による浄水効果とが同時に作用される。
【００１５】
請求項４に記載の浄水装置は、請求項１から３のいずれかに記載の浄水装置において、前記交流電圧印加手段によって前記３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間に印加される交流電圧の電圧値を調整可能に構成される交流電圧調整手段を備えている。
【００１６】
請求項５に記載の浄水装置は、請求項１から４のいずれかに記載の浄水装置において、前記交流電圧印加手段によって前記３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間に印加される交流電圧の周波数を調整可能に構成される周波数調整手段を備えている。
【００１７】
請求項６に記載の浄水装置は、請求項１から５のいずれかに記載の浄水装置において、前記直流電圧印加手段によって前記３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間に印加される直流電圧の電圧値を調整可能に構成される直流電圧調整手段を備えている。
【００１８】
請求項７に記載の浄水装置は、請求項１から６のいずれかに記載の浄水装置において、前記直流電圧印加手段によって前記３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間に印加される直流電圧の極性を反転可能に構成される極性反転手段と、その極性反転手段によって反転される直流電圧のデューティ比を調整可能に構成される反転調整手段とを備えている。
【００１９】
請求項８に記載の浄水装置は、請求項７に記載の浄水装置において、前記反転調整手段は、前記極性反転手段によって反転される直流電圧のデューティ比を略５０％に調整するものである。
【００２０】
請求項９に記載の浄水装置は、請求項１から８のいずれかに記載の浄水装置において、前記３以上の電極は導電性のある円柱状部材により構成されている。
【００２１】
請求項１０に記載の浄水装置は、請求項１から８のいずれかに記載の浄水装置において、前記３以上の電極は、導電性のある板状部材により構成されている。
【００２２】
請求項１１に記載の浄水装置は、請求項１から１０のいずれかに記載の浄水装置において、前記３以上の電極の内の少なくとも１以上の電極はチタンで構成されている。
【００２３】
請求項１２に記載の浄水装置を使用した浄水方法は、請求項１から１１のいずれかに記載の浄水装置を使用している。
【００２４】
【発明の効果】請求項１に記載の浄水装置によれば、被処理液中に配置される３以上の電極と、交流電圧を印加可能な交流電圧印加手段と、直流電圧を印加可能な直流電圧印加手段とを備えており、３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間への交流電圧の印加と、３以上の電極の内の少なくとも２以上の電極間への直流電圧の印加とを同時に行い得るように構成されている。その結果、被処理液中に、交流電圧の影響による浄水効果と直流電圧の影響による浄水効果とを同時に作用させることができるので、交流電圧または直流電圧のどちらか一方のみを電極間に印加して浄水処理を行う従来の処理装置に比較して、被処理液の浄化を高効率に行うことができるという効果がある。
【００２５】
請求項２に記載の浄水装置によれば、請求項１に記載の浄水装置の奏する効果に加え、被処理液中に配置される第１電極と第２電極と第３電極と、交流電圧を印加可能な交流電圧印加手段と、直流電圧を印加可能な直流電圧印加手段とを備えており、第２電極と第３電極との間への交流電圧の印加と、第１電極と第２電極との間、及び、第１電極と第３電極との間への直流電圧の印加とを同時に行い得るように構成されている。その結果、被処理液中に、交流電圧の影響による浄水効果と、直流電圧の影響による浄水効果とを同時に作用させることができるので、交流電圧または直流電圧のどちらか一方のみを電極間に印加して浄水処理を行う従来の処理装置に比較して、被処理液の浄化を高効率に行うことができるという効果がある。
【００２６】
請求項３に記載の浄水装置によれば、請求項１に記載の浄水装置の奏する効果に加え、被処理液中に配置される第１電極と第２電極と第３電極と第４電極と、交流電圧を印加する交流電圧印加手段と、直流電圧を印加する直流電圧印加手段とを備えており、第１電極と第２電極との間、及び、第３電極と第４電極との間への交流電圧の印加と、第１電極と第３電極との間、及び、第１電極と第４電極との間、及び、第２電極と第３電極との間、及び、第２電極と第４電極との間への直流電圧との印加とを同時に行い得るように構成されている。その結果、被処理液中に、交流電圧の影響による浄水効果と、直流電圧の影響による浄水効果とを同時に作用させることができるので、交流電圧または直流電圧のどちらか一方のみを電極間に印加して浄水処理を行う従来の処理装置に比較して、被処理液の浄化を高効率に行うことができるという効果がある。
【００２７】
請求項４に記載の浄水装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の浄水装置の奏する効果に加え、交流電圧印加手段により印加される交流電圧の電圧値を調整可能な交流電圧調整手段を備えているので、被処理液の種類や特性等に合わせて交流電圧の電圧値を適宜調整することができる。その結果、被処理液の種類や特性等に合わせて浄水装置を製作する必要がなくなるので、コストの軽減を図ることができるという効果がある。また、被処理液の特性は、地域や環境などにもよって変化するものと考えられるが、その変化に応じて交流電圧調整手段で電圧値を微調整することが可能となるため、被処理液の浄化をより一層効率よく行うことができるという効果がある。
【００２８】
請求項５に記載の浄水装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の浄水装置の奏する効果に加え、交流電圧印加手段により印加される交流電圧の周波数を調整可能な周波数調整手段を備えているので、被処理液の種類や特性等に合わせて交流電圧の周波数を適宜調整することができる。その結果、被処理液の種類や特性等に合わせて浄水装置を製作する必要がなくなるので、コストの軽減を図ることができるという効果がある。また、被処理液の特性は、地域や環境などにもよって変化するものと考えられるが、その変化に応じて周波数調整手段で周波数を微調整することが可能となるため、被処理液の浄化をより一層効率よく行うことができるという効果がある。
【００２９】
請求項６に記載の浄水装置によれば、請求項１から５のいずれかに記載の浄水装置の奏する効果に加え、直流電圧印加手段により印加される直流電圧の電圧値を調整可能な直流電圧調整手段を備えているので、被処理液の種類や特性等に合わせて直流電圧の電圧値を適宜調整することができる。その結果、被処理液の種類や特性等に合わせて浄水装置を製作する必要がなくなるので、コストの軽減を図ることができるという効果がある。また、被処理液の特性は、地域や環境などにもよって変化するものと考えられるが、直流電圧調整手段で電圧値を微調整することが可能となるため、被処理液の浄化をより一層効率よくに行うことができるという効果がある。
【００３０】
請求項７に記載の浄水装置によれば、請求項１から６のいずれかに記載の浄水装置の奏する効果に加え、直流電圧印加手段により印加される直流電圧の陽極側と陰極側との極性を反転する極性反転手段を備えているので、一方の電極だけに付着物が集中したり、腐食が集中することを軽減することができるという効果がある。また、極性反転手段により反転される直流電圧のデューティ比を調整可能な反転調整手段を備えているので、被処理液の特性や電極の特性等に合わせてデューティ比を適宜調整することができる。また、被処理液の特性は、地域や環境などにもよって変化するものと考えられるが、その変化に応じて反転調整手段でデューティ比を微調整することが可能となるため、被処理液の浄化をより一層効率よく行うことができるという効果がある。
【００３１】
請求項８に記載の浄水装置によれば、請求項７に記載の浄水装置の奏する効果に加え、極性反転手段により反転される直流電圧のデューティ比が反転調整手段により略５０％に設定されているので、直流電圧印加手段により印加される電極の劣化を略平均的にすることができる。その結果、電極の取り替え時期を略同時期とすることができるという効果がある。
【００３２】
請求項９に記載の浄水装置によれば、請求項１から８のいずれかに記載の浄水装置の奏する効果に加え、被処理液に浸漬された３以上の電極が、導電性のある円柱状部材により構成されている。導電性のある円柱状部材は、既製品として市販されている物も多く、電極として用いる場合にも簡単な追加工などにより製作することができる。その結果、電極の製造コストが軽減されることとなり、ついては、浄水装置全体の製造コストも軽減することができるという効果がある。
【００３３】
請求項１０に記載の浄水装によれば、請求項１から８のいずれかに記載の浄水装置の奏する効果に加え、被処理液に浸漬された３以上の電極は、導電性のある板状部材により構成されている。導電性のある板状部材は、既製品として市販されている物も多く、電極として用いる場合にも簡単な追加工などにより製作することができる。その結果、電極の製造コストが軽減されることとなり、ついては、浄水装置全体の製造コストも軽減することができるという効果がある。また、板状部材で構成した３以上の電極を被処理液に浸漬した場合には、電極が被処理液に接する面積が大きくなるので、被処理液を浄水する作用を促進することができるという効果がある。
【００３４】
請求項１１に記載の浄水装置によれば、請求項１から１０のいずれかに記載の浄水装置の奏する効果に加え、被処理液に浸漬された３以上の電極の内の少なくとも１以上の電極をチタンで構成している。チタンは、耐腐食性に優れている素材なので、電極の長寿命化を図ることができるという効果がある。
【００３５】
請求項１２に記載の浄水装置を使用した浄水方法は、請求項１から１１のいずれかに記載の浄水装置を使用して被処理液を浄水しているので、請求項１から１１のいずれかに記載の浄水装置と同様の効果を奏する。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施例における浄水装置１の電気的な構成を概略的に示したブロック図である。
【００３７】
浄水装置１は、水槽８に貯留された被処理液Ｗに浸漬された３つの電極（第１〜第３電極７ａ〜７ｃ）間に交流電圧と直流電圧とを同時に印加することにより、被処理液Ｗを電気分解して浄水するための装置であり、主に、交流電源２と、可変トランス３と、インバータ４と、直流電源５と、極性切換スイッチ６と、２つの切換接点９ａ，９ｂと、第１〜第３電極７ａ〜７ｃとを備えている。
【００３８】
交流電源２は、可変トランス３とインバータ４とを介して、第２電極７ｂと第３電極７ｃとの間に交流電圧を印加するための電源であり、本実施例では、３相３線式ＡＣ２００Ｖの交流電源で構成されている。なお、交流電源２は、ＡＣ１００Ｖの商用電源で構成してもよい。
【００３９】
可変トランス３は、第２電極７ｂと第３電極７ｃとの間に印加する交流電圧の出力電圧を変圧するための装置であり、本実施例では、一次側の入力電圧ＡＣ２００Ｖに対して２次側の出力電圧が略ＡＣ１００Ｖとされている。また、可変トランス３は、２次側の出力電圧を任意の大きさ（例えば、略ＡＣ０Ｖから略ＡＣ４００Ｖの範囲）に調整可能ないわゆるスライダックも含めて構成されているので、第２電極７ｂと第３電極７ｃとの間に印加する電圧値を被処理液Ｗの種類や特性等に合わせて適宜調節することが可能である。
【００４０】
インバータ４は、第２電極７ｂと第３電極７ｃとの間に高周波の交流電圧を印加するためのものであり、交流電源２から出力される交流電圧（例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を最大略４００ｋＨｚの高周波の交流電圧に変換することができる。なお、インバータ４は、周波数の変換率を任意に調整可能に構成されているので、第２電極７ｂと第３電極７ｃとの間に印加する交流電圧の周波数を被処理液Ｗの種類や特性等に合わせて適宜調整することができる。
【００４１】
切換接点３９ａ，３９ｂは、インバータ４を介して高周波の交流電圧を第２電極７ｂと第３電極７ｃとの間に印加する場合とインバータ４を介さないで低周波（例えば、５０Ｈｚ若しくは６０Ｈｚ）の交流電圧を第２電極７ｂと第３電極７ｃに印加する場合とを切り換える接点である。本実施例では、インバータ４を介して第２電極７ｂと第３電極７ｃとの間に高周波の交流電圧を印加している。
【００４２】
直流電源５は、第１電極７ａと第２電極７ｂとの間、及び、第１電極７ａと第２電極７ｂとの間に直流電圧を印加するための電源であり、その直流電源５の接続線は、図１に示すように、後述する極性切換スイッチ６を介して、第１電極７ａと可変トランス３の２次側出力の略中間位置とにそれぞれ接続されている。また、図示していないが、直流電源５には、出力電圧を任意の大きさ（例えば、略ＤＣ０Ｖから略ＤＣ１１０Ｖの範囲）に変圧可能な装置（例えば、可変抵抗を用いたボリュームによる変圧）が備えられており、第１電極７ａと第２電極７ｂとの間、及び、第１電極７ａと第３電極７ｃとの間に印加する電圧値を被処理液Ｗの種類や特性等に合わせて適宜調節することが可能である。なお、本実施例の直流電源５は、出力電圧の値が略ＤＣ１００Ｖの大きさになるように調整されている。
【００４３】
極性切換スイッチ６は、上述した直流電源５の極性の反転を行うためのスイッチであり、第１電極７ａと第２電極７ｂとの間と第３電極７ｃと第１電極７ａとの間との極性を切り換えて、陽極側と陰極側とを交互に分担させている。そのため、一方の電極だけに付着物が集中したり、腐食が集中することを軽減することができる。なお、極性反転の切り換え周期は、略０．１秒周期（略１０Ｈｚ）から略１０秒周期（略０．１Ｈｚ）の範囲内で設定することが好ましく、本実施例では、略０．１秒周期（１０Ｈｚ）とし、極性反転のデューティ比は略５０％に設定した。ただし、極性反転の切り換えは、必ずしもデューティ比略５０％の等間隔で行う必要はなく、被処理液の特性や電極の特性等に合わせてデューティ比を適宜調整し、不定期な周期で行うのは当然可能である。
【００４４】
第１〜第３電極７ａ〜７ｃは、水槽８に貯留された被処理液Ｗを電気分解するために被処理液Ｗ中に浸漬される部材であり、第１電極７ａは、図１に示すように、極性切換スイッチ６を介して直流電源５に接続されており、第２及び第３電極７ｂ，７ｃは、切換接点９ａ，９ｂを介して可変トランス３の２次側出力に接続されている。
【００４５】
また、第１〜第３電極７ａ〜７ｃは、導電性の金属材料で略円柱状体に構成されると共に、電気絶縁材料からなるスペーサに固定されて相互の間隔が略等間隔となるように水槽８内に配置される。
【００４６】
なお、本実施例では、各電極７ａ〜７ｃをチタン（Ｔｉ）で構成し、更に、第２電極７ｂと第３電極７ｃとには、白金メッキ（Ｐｔ）が施されている。ただし、白金メッキは、第１電極７ａのみに施してもよく、或いは、全ての第１〜第３電極７ａ〜７ｃに施してもよい。
【００４７】
次に、図２を参照して第１実施例における各電極間の電圧波形について説明する。図２は、第１〜第３電極７ａ〜７ｃのそれぞれの電極間の電圧波形の一例を示したものであり、上述した第１実施例の浄水装置に、交流電源２による交流電圧の印加と直流電源５による直流電源の印加とを同時に行った場合の電圧波形である。
【００４８】
図２に示す波形Ａは、第１電極７ａと第２電極７ｂとの電極間の電圧波形であり、波形Ｂは、第３電極７ｃと第１電極７ａとの電極間の電圧波形であり、波形Ｃは、第２電極７ｂと第３電極７ｃとの電極間の電圧波形である。波形Ａおよび波形Ｂは、直流電源５から印加される直流電圧を極性反転スイッチ６により極性を略１０Ｈｚの周期で反転されており、デューティ比は略５０％に設定されている。このため、陽極側と陰極側とが略等間隔で切り換えられている波形が図示されている。なお、第１電極７ａと第２電極７ｂとの電極間と第３電極７ｃと第１電極７ａとの電極間へ印加される直流電圧の電圧差は、略８０Ｖ（最大直流電圧値Ｐｄｍａｘと最小直流電圧値Ｐｄｍｉｎとの絶対値の偏差から求められる。）の電圧差を有する直流電圧が印加されていることがわかる。波形Ｃは、インバータ４により略３０ｋＨｚの高周波の交流電圧に変換された波形が図示されている。また、第２電極７ｂと第３電極７ｃとの電極間に印加される交流電圧の電圧差は、略８０Ｖ（最大交流電圧値Ｐａｍａｘと最小交流電圧値Ｐａｍｉｎとの絶対値の偏差から求められる。）の電圧差を有する交流電圧が印加されていることがわかる。なお、直流電圧の波形である波形Ａと波形Ｂが波状となっているのは、波形Ｃの高周波成分が影響しているためと考えられる。
【００４９】
次に、図３（ａ）を参照して第２実施例について説明する。第１実施例では、第１〜第３電極７ａ〜７ｃが略円柱状体に形成されたが、第２実施例の第１〜第３電極１７ａ〜１７ｃは、断面視略く字状の平板状体に構成されている。なお、前記した第１実施例と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図３（ａ）は、第２実施例における第１〜第３電極１７ａ〜１７ｃを示した上面図であり、前記した第１実施例と構成は同様であるため、交流電源２と直流電源５からの接続線、及び、交流電源２、可変トランス３、インバータ４、直流電源５、極性切換スイッチ６、切換接点９ａ，９ｂとを省略して図示している。
【００５１】
第１〜第３電極１７ａ〜１７ｃは、図３（ａ）に示すように、平板を屈曲させて形成した断面視略く字状の平板状体として構成されており、第１実施例と同様に、第１〜第３電極１７ａ〜１７ｃ間の間隔が略等間隔（平行）となるように、電気絶縁性材料からなるスペーサに固定されている。なお、第２実施例における第１〜第３電極１７ａ〜１７ｃは、第１実施例の第１〜第３電極７ａ〜７ｃと同様の材質から構成されている。
【００５２】
次に、図３（ｂ）を参照して第３実施例について説明する。第１実施例では、第１〜第３電極７ａ〜７ｃが略円柱状体に形成されたが、第３実施例の第１〜第３電極２７ａ〜２７ｃは、略円弧状に湾曲する平板状体に構成されている。なお、前記した第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
図３（ｂ）は、第３実施例における第１〜第３電極２７ａ〜２７ｃを示した上面図であり、前記した第１実施例と構成は同様であるため、交流電源２と直流電源５からの接続線、及び、交流電源２、可変トランス３、インバータ４、直流電源５、極性切換スイッチ６、切換接点９ａ，９ｂとを省略して図示している。
【００５４】
第１〜第３電極２７ａ〜２７ｃは、図３（ｂ）に示すように、平板を円弧状に湾曲させて形成した平板状体として構成されると共に、互いに凸面側を対向させつつ略等間隔となるように、電気絶縁性材料からなるスペーサに固定されている。なお、第３実施例における第１〜第３電極２７ａ〜２７ｃは、第１実施例の第１〜第３電極７ａ〜７ｃと同様の材質から構成されている。
【００５５】
次に、図４を参照にして第４実施例について説明する。第１実施例では、浄水装置１が３つの電極（第１〜第３電極７ａ〜７ｃ）を備えて構成されたが、第４実施例の浄水装置３１は、４つの電極（第１〜第４電極３７ａ〜３７ｄ）を備えている。なお、前記した第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５６】
図４は、第４実施例における浄水装置３１の電気的な構成を概略的に示したブロック図である。第４実施例における浄水装置３１は、主に、２つの交流電源３２ａ，３２ｂと、２つの可変トランス３３ａ，３３ｂと、２つのインバータ３４ａ，３４ｂと、直流電源３５と、極性切換スイッチ３６と、４つの切換接点３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄと、４つの電極（第１〜第４電極３７ａ〜３７ｄ）とを備えて構成されている。
【００５７】
２つの交流電源３２ａ，３２ｂは、図４に示すように、一方の交流電源３２ａが、可変トランス３３ａとインバータ３４ａとを介して第３電極３７ｃと第４電極３７ｄとに接続されると共に、交流電源３２ｂが、可変トランス３３ｂとインバータ３４ｂとを介して第１電極３７ａと第２電極３７ｂとに接続され、それぞれ第３電極３７ｃと第４電極３７ｄとの間、及び、第１電極３７ａと第２電極３７ｂとの間に交流電圧が印加可能に構成されている。
【００５８】
なお、交流電源３２ａ，３２ｂは、第１実施例と同様に、３相３線式ＡＣ２００Ｖの交流電源で構成されているが、ＡＣ１００Ｖの商用電源で構成してもよい。また、交流電源３２ａと交流電圧３２ｂとは、それぞれ異なる特性を有する交流電源から構成されていてもよい。
【００５９】
可変トランス３３ａ，３３ｂは、それぞれ可変トランス３３ａは、第３電極３７ｃと第４電極３７ｄとの間、可変トランス３３ｂは、第１電極３７ａと第２電極３７ｂとの間に印加する交流電圧を変圧するための装置であり、第１実施例と同様に、２次側の出力電圧を任意の大きさ（例えば、略ＡＣ０Ｖから略ＡＣ４００Ｖの範囲）に調整可能ないわゆるスライダックも含まれてそれぞれ構成されている。
【００６０】
インバータ３４ａ，３４ｂは、第１実施例と同様に、切換接点３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄを介してそれぞれ交流電源３２ａ，３２ｂから出力される交流電圧（例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）を最大４００ｋＨｚの高周波数の交流電圧に変換するものであり、周波数の変換率をそれぞれ任意調整可能に構成されている。
【００６１】
直流電源３５は、第１実施例と同様に、出力電圧を任意に調整可能な装置によって略ＤＣ１００Ｖの出力電圧に調整されており、その接続線は、図４に示すように、極性切換スイッチ３６を介して、それぞれ可変トランス３３ａ及び可変トランス３３ｂの２次側出力の略中間位置に接続されている。また、極性切換スイッチ３６は、上述した直流電源３５の極性を反転するためのスイッチであり、第１実施例における極性切換スイッチ６と同様に構成されている。
【００６２】
第１〜第４電極３７ａ〜３７ｄは、第１実施例と同様に、チタン（Ｔｉ）から略円柱状体に構成されると共に、電気絶縁材料からなるスペーサに固定されて相互の間隔が略等間隔となるように水槽８に配置されている。また、図４に示すように、第１電極３７ａと第２電極３７ｂは、切換接点３９ｃ，３９ｄを介して可変トランス３３ｂの２次側出力に接続され、第３電極３７ｃと第４電極３７ｄは、切換接点３９ａ，３９ｂを介して可変トランス３３ａの２次側出力に接続されている。
【００６３】
なお、第４実施例では、第２電極３７ｂと第４電極３７ｄとにのみに白金メッキが施されている。但し、白金メッキは、第１電極３７ａと第３電極３７ｃとにのみ施してもよく、或いは、すべての第１〜第４電極３７ａ〜３７ｄに施してもよい。
【００６４】
以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６５】
例えば、上記各実施例では、各電極７ａ〜７ｃ，１７ａ〜１７ｃ，２７ａ〜２７ｃ，３ａ〜３７ｄがチタン（Ｔｉ）で構成される場合を説明したが、他の金属材料、例えば、アルミ、鉄、ステンレス、銅、リチウム、亜鉛、マグネシウム等で構成することは当然可能である。
【００６６】
また、上記各実施例では、各電極７ａ〜７ｃ，１７ａ〜１７ｃ，２７ａ〜２７ｃ，３７ａ〜３７ｄ間の間隔が略等間隔に設定される場合を説明したが、被処理液Ｗの特性や水槽８の大きさ、或いは、交流電源２及び直流電源５の出力電圧などに応じて適宜変更することは当然可能である。
【００６７】
例えば、第１から第３実施例では、交流電圧が印加される電極間（第２電極７ｂ，１７ｂ，２７ｂと第３電極７ｃ，１７ｃ，２７ｃとの間）の間隔と直流電圧が印加される電極間（第１電極７ａ，１７ａ，２７ａと第２電極７ｂ，１７ｂ，２７ｂとの間、及び、第１電極７ａ，１７ａ，２７ａと第３電極７ｃ，１７ｃ，２７ｃとの間）の間隔とを被処理液Ｗの特性等に応じて適宜変更することが好ましい。
【００６８】
また、上記各実施例では、電極の数を３つ若しくは４つで構成するものとしたが、電極の数は、交流電圧と直流電圧とを同時に印加可能であれば、任意の数で構成するものとしてもよい。この場合、電極の数に合わせて交流電源と直流電源、可変トランス、インバータなどの装置の数も任意の数で構成することは勿論かまわない。
【００６９】
さらに、上記各実施例では、インバータ４，３４ａ，３４ｂを介して高周波を各電極に印加するものとしたが、切換接点９ａ，９ｂ、及び、切換接点３９ａ，３９ｂ、及び、切換接点３９ｃ，３９ｄの切り換えによってインバータ４，３４ａ，３４ｂを介さずに低周波の交流電圧のみを印加するものとしてもよいし、インバータ４，３４ａ，３４ｂが介する状態で、低周波から高周波までの周波数をインバータで調整して交流電圧を印加するものとしてもよい。また、切換接点９ａ，９ｂ、及び、切換接点３９ａ，３９ｂ、及び、切換接点３９ｃ，３９ｄを所定の間隔で切り換えて、高周波の交流電圧と低周波の交流電圧を繰り返し印加するものとしてもよいし、インバータ４，３４ａ，３４ｂを所定の間隔で高周波の交流電圧と低周波の交流電圧とを繰り返して印加するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における浄水装置の電気的な構成を概略的に示したブロック図である。
【図２】交流電圧と直流電圧との印加を同時にした場合の第１〜第３電極７ａ〜７ｃのそれぞれの電極間の電圧波形の一例を示す波形図である。
【図３】（ａ）は、第２実施例における第１〜第３電極の上面図であり、（ｂ）は、第３実施例における第１〜第３電極の上面図である。
【図４】第４実施例における浄水装置の電気的な構成を概略的に示したブロック図である。
【符号の説明】
１，３１　　　　　　　　　浄水装置
２，３２ａ，３２ｂ　　　　交流電源（交流電圧印加手段）
３，３３ａ，３３ｂ　　　　可変トランス（交流電圧調整手段）
４，３４ａ，３４ｂ　　　　インバータ（周波数調整手段）
５，３５　　　　　　　　　直流電源（直流電圧印加手段）
６，３６　　　　　　　　　極性切換スイッチ（極性反転手段，反転調整手段）
７ａ，１７ａ，２７ａ　　　第１〜第３実施例の第１電極
７ｂ，１７ｂ，２７ｂ　　　第１〜第３実施例の第２電極
７ｃ，１７ｃ，２７ｃ　　　第１〜第３実施例の第３電極
３７ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第４実施例の第１電極
３７ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第４実施例の第２電極
３７ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第４実施例の第３電極
３７ｄ　　　　　　　　　　第４実施例の第４電極
８　　　　　　　　　　　　水槽
９ａ，９ｂ　　　　　　　　　切換接点
３９ａ，３９ｂ　　　　　　　切換接点
３９ｃ，３９ｄ　　　　　　　切換接点
Ａ　　　　　　　　　　　　第１−第２電極７ａ−７ｂ間の電圧波形
Ｂ　　　　　　　　　　　　第３−第１電極７ｃ−７ａ間の電圧波形
Ｃ　　　　　　　　　　　　第２−第３電極７ｂ−７ｃ間の電圧波形
Ｗ　　　　　　　　　　　　被処理液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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