(57)【要約】【課題】浄化処理すべき気体や液体が導入される領域の全域にわたって放電を発生させることを可能とする。【解決手段】浄化装置１は、プラズマにより浄化処理する浄化処理部２を備える。浄化処理部２は、両端面に処理済の水を導出させる流体導出口２２が開口し、外周面に被処理水を導入する流体導入口２１Ａ〜２１Ｅが開口した筒状体２０により構成される。筒状体２０の内部には、それぞれ複数本の棒状電極５０，６０によって形成された放電極５とアース電極６とが配置されるとともに、多数の金属片１０が閉じ込められている。水導入口２１Ａ〜２１Ｅには、水の導入方向が筒状体２０の周方向に沿うように水の導入路３が接続されている。水導出口２２は水の通過は許容するが金属片１０の通過は阻止する大きさの複数の通水孔１２が設けられた塞ぎ板７，８により塞がれるとともに、水の導出路４が接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を放電により発生させたプラズマにより浄化処理する浄化処理部を備えた浄化装置において、
前記浄化処理部は、少なくとも一端面に処理済の流体を導出させる流体導出口が開口し、外周面に処理すべき流体を導入する流体導入口が開口した筒状体により構成され、前記筒状体の内部には、放電極と、放電極に対向する位置にアース電極とが配置されるとともに、放電極とアース電極との間に介在してプラズマ放電を生じさせる多数の金属片が閉じ込められており、
前記流体導入口には、流体の導入方向が筒状体の周方向に沿うように流体の導入路が接続され、前記流体導出口は、流体の通過は許容するが金属片の通過は阻止する大きさの複数の通水孔が設けられた塞ぎ板により塞がれるとともに、流体の導出路が接続されて成る浄化装置。
【請求項２】
前記放電極およびアース電極は、それぞれ複数本の棒状電極によって構成されており、前記放電極を構成する複数の棒状電極と、前記アース電極を構成する複数の棒状電極とは、全長にわたって互いに平行となるように筒状体の両端部にそれぞれの基端が一体に支持されている請求項１に記載された浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、湖沼、池などの水や一般家庭、各種施設から排出される水などを浄化したり、工場などから排出されるガスを浄化したりするのに用いられる浄化装置に関し、特にこの発明は、放電により発生させたプラズマ（以下「放電プラズマ」という。）によって液体や気体を浄化処理する浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体中で電極に高電圧をかけて放電を発生させることにより気体をプラズマ化し、その放電プラズマの中に有機溶剤などの有害物質を含む気体を導入して気体中の有機溶剤を分解除去するという浄化方法が知られている。また、液体中で電極に高電圧をかけて放電を発生させることにより液体をプラズマ化し、その放電プラズマの作用により液体中に反応性の強いラジカルを生じさせ、これを液体中に溶け込ませて化学反応を誘起したり殺菌を行ったりして液体を浄化するという浄化方法も知られている。
【０００３】
この種の浄化装置として、筒状ケース内に放電極と、この放電極を取り囲むアース電極とが設けられるとともに、多数の金属片が封入されたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
浄化処理すべき流体を筒状ケースの一端より導入し、前記放電極に高電圧を印加すると、放電極とアース電極との間に多数の金属片が介在しているので、電極と金属片との間および金属片と金属片との間に放電が発生する。金属片が筒状ケースの全域に行き渡ることにより、筒状ケース内の随所で放電プラズマが発生する。この放電プラズマの作用により筒状ケース内に導入された流体は浄化処理される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０５２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した構成の浄化装置では、処理すべき流体を筒状ケースの一端から導入して他端より導出させるので、流体は筒状ケース内を一方向に移動し、このため、金属片の一部が筒状ケース内の下流端に密集する。密集した金属片が各電極に接触すると、当該金属片の密集部は電気抵抗が小さく、電流が集中して流れるため、筒状ケース内のその他の領域で放電が起きにくくなり、浄化処理の効率が悪くなるという問題が生じる。
【０００６】
この発明は、上記した問題に着目してなされたもので、金属片を密集させることなく、気体や液体などの流体が導入される領域の全域に行き渡らせることにより、均一な放電プラズマを発生させることを可能とし、浄化処理すべき流体を効率よく浄化できる浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による浄化装置は、流体を放電により発生させたプラズマにより浄化処理する浄化処理部を備えたものである。前記浄化処理部は、少なくとも一端面に処理済の流体を導出させる流体導出口が開口し、外周面に処理すべき流体を導入する流体導入口が開口した筒状体により構成されている。前記筒状体の内部には、放電極と、放電極に対向する位置にアース電極とが配置されるとともに、放電極とアース電極との間に介在してプラズマ放電を生じさせる多数の金属片が閉じ込められている。前記流体導入口には、流体の導入方向が筒状体の周方向に沿うように流体の導入路が接続されている。また、前記流体導出口は、流体の通過は許容するが金属片の通過は阻止する大きさの複数の通水孔が設けられた塞ぎ板により塞がれるとともに、流体の導出路が接続されている。
【０００８】
この発明の上記した構成において、「流体」には気体および液体が含まれるもので、この発明による浄化装置は液体の浄化にも気体の浄化にも適用できる。
「金属片」は鉄やアルミニウムなどを用いることができ、その形状は定形であると不定形であるとを問わないが、放電処理室内を移動し得る程度の大きさおよび重量であることが望ましい。好ましい実施態様においては、金属片として金属材を切削することにより生ずる削り屑を用いる。
【０００９】
この発明による浄化装置において、処理すべき流体は導入路から浄化処理部に導かれ、浄化処理部で流体は放電により発生させたプラズマにより浄化処理される。浄化処理部に導入される流体は筒状体の周方向に沿うように流れ、筒状体内を一定方向に周回する。この流体の流れにより金属片も筒状体内を周回するため、金属片が浄化処理部の一領域に密集することがなく、筒状体内の全域に行き渡る。
放電極にパルス状の高電圧が印加されると、放電極とアース電極との間に金属片が介在しているので、電極と金属片との間および金属片と金属片との間に放電が発生する。金属片は筒状体内の全域に行き渡っているので、放電が随所で発生し、浄化処理部の全域にわたって均一な放電プラズマが発生する。この放電プラズマの作用により浄化処理部に導入された流体が浄化処理される。処理済の流体は流体導出口から導出路へ導出されるが、金属片は塞ぎ板により流出が阻止される。
【００１０】
この発明の好ましい一実施態様においては、前記放電極およびアース電極は、それぞれ複数本の棒状電極によって構成されている。前記放電極を構成する複数の棒状電極と、前記アース電極を構成する複数の棒状電極とは、全長にわたって互いに平行となるように筒状体の両端部にそれぞれの基端が一体に支持されている。
【００１１】
この実施態様によると、放電極およびアース電極は、互いに平行配備された複数本の棒状電極によって構成されているので、放電極にパルス状の高電圧が印加されると、互いに対をなす複数の棒状電極間で放電が発生する。これにより、筒状体内のより広い領域で放電プラズマを均等に発生させることができ、浄化処理の効率をより一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、筒状体より成る浄化処理部に多数の金属片を装填するとともに、金属片が浄化処理部の一領域に密集することがないように流体を筒状体の周方向に沿うように導入させているので、浄化処理部の全域にわたって均一に放電を発生させることが可能となり、浄化処理の効率を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１および図２は、この発明の一実施例である浄水装置１の構成を示している。図示例の浄化装置１は、水の浄化に用いられるが、この発明はこれに限らず、気体の浄化にも適用できる。
図示例の浄化装置１は、被処理水を放電プラズマにより浄化処理する浄化処理部２を備え、この浄化処理部２に被処理水を導入する導入路３と、浄化処理部２より処理済の水を導出させる２個の導出路４，４とが接続されている。導入路３および各導出路４は合成樹脂製パイプや金属製パイプをもって構成される。導入路３はポンプＰに接続され、ポンプＰは池より水を吸い上げて被処理水を導入路３へ送る。各導出路４は処理済の水を池へ導く。
【００１４】
前記浄化処理部２は、ガラス製または合成樹脂製の筒状体２０により構成されている。筒状体２０の下部の外周面には複数個の水導入口２１Ａ〜２１Ｅ（図示例では５つ）が開口している。この水導入口２１Ａ〜２１Ｅは前記導入路３に連通しており、被処理水は各水導入口２１Ａ〜２１Ｅから筒状体２０内へ導入される。また、筒状体２０の両端面には水導出口２２，２２が開口している。この水導出口２２，２２は前記導出路４，４にそれぞれ連通しており、浄化処理部２で浄化処理された水はこの水導出口２２，２２から導出路４，４へ導出される。
【００１５】
前記導入路３は、ポンプＰに連通する導入管３０と、導入管３０より分岐した分岐管３１Ａ〜３１Ｅとを含んでいる。前記導入管３０はポンプＰによって池より吸い上げられた被処理水を分岐管３１Ａ〜３１Ｅへ導き、各分岐管３１Ａ〜３１Ｅは筒状体２０内へ被処理水を導く。
【００１６】
分岐管３１Ａ〜３１Ｅは、前記流体導入口２１Ａ〜２１Ｅに接続されており、図３において矢印ａで示すように、水の導入方向が筒状体２０の周方向に沿うように、筒状体２０に対する取付角度αが最適な値に設定されている。これにより、被処理水は筒状体２０内を一定方向（矢印ｂで示す。）に周回するので、後述する金属片１０はこの水の流れにより筒状体２０内を周回して筒状体２０内の全域に行き渡り、筒状体２０の一領域に密集することがない。
【００１７】
前記筒状体２０の内部には、それぞれ複数本の棒状電極５０，６０によって形成された放電極５とアース電極６とが配置され、アース電極６は接地されている。棒状電極５０，６０は、ステンレス棒をもって構成されており、各棒状電極５０，６０の基端部がそれぞれ後述する塞ぎ板７，８に一体に支持されて放電極５およびアース電極６が構成されている。
【００１８】
前記棒状電極５０，６０の先端部は、シート状の絶縁部材９によってそれぞれの表面が被覆されている。絶縁部材９は、例えば、テフロン（登録商標）のような耐衝撃性を有する絶縁シートを用いて構成され、棒状電極５０，６０の外周面に沿う直径のキャップ体に形成されている。このキャップ体を各棒状電極５０，６０の先端部に被せることにより各棒状電極５０，６０の先端部が絶縁される。
【００１９】
前記筒状体２０の内部には多数の金属片１０が収容されている。この金属片１０は、放電極５とアース電極６との間に介在してプラズマ放電を生じさせるものである。この実施例では金属片１０として鉄などの金属材を切削することにより生じる削り屑を用いているが、薄い金属板を任意の形状に破断したものなどを用いてもよい。
なお、図中、２３は金属片１０を補給するための補給口であり、２４は筒状体２０内の清掃時に水を流出させるための水流出口である。
【００２０】
前記放電極５およびアース電極６にはパルス状の高電圧を印加する高電圧発生回路１１が接続されている。なお、高電圧発生回路１１は、図示していないが、商用電源入力をトランスにより例えば１０〜２０ｋＶに昇圧し、整流回路および平滑回路を経て得られた直流電圧を機械スイッチによって所定の周波数（例えば２４０ヘルツ）のパルス状の高電圧を生成するものである。
【００２１】
前記の各水導出口２２，２２は、塞ぎ板７，８により塞がれている。各塞ぎ板７，８は、適当な厚みを有するステンレス製の円板からなるもので、図４および図５に示すように、前記金属片１０の外形に対して十分に小さい径の通水孔１２が全面に複数設けられている。処理済の水は各通水孔１２を通過して導出路４，４へ導かれるが、金属片１０は通過が阻止され、塞ぎ板７，８により浄化処理部２内に閉じ込められるので、金属片１０が導出路４，４へ流出することはない。
【００２２】
一方の塞ぎ板７には、図４および図６に示すように、放電極５を構成する複数の棒状電極５０の基端が絶縁状態で一体に支持されている。各棒状電極５０は等配列をなし、それぞれ高電圧発生回路１１に接続されている。また、塞ぎ板７の全面には、対向するアース電極６を構成する各棒状電極６０の先端を絶縁状態で支持するための複数の貫通孔７０が設けられている。各棒状電極６０と前記放電極５を構成する各棒状電極５０とは全長にわたって平行をなし、それぞれの配列は等しく位置ずれしている。
同様に、他方の塞ぎ板８には、図５および図６に示すように、アース電極６を構成する複数の棒状電極６０の基端が一体に支持されるとともに、対向する放電極５を構成する各棒状電極５０の先端を絶縁状態で支持するための複数の貫通孔８０が設けられている。
【００２３】
なお、図６において、９は各棒状電極５０，６０の先端部に被せられた絶縁部材である。また、図４および図５において、各塞ぎ板７，８の外周縁の複数箇所（図示例では３箇所）には、水の流れを変えるための突出部７１，８１が形成されており、水が各塞ぎ板７，８の突出部７１，８１を通過する際、水の流れが自然に変えられて、水が攪拌されるようになっている。
【００２４】
本実施例では、塞ぎ板７，８に各棒状電極５０，６０の基端部をそれぞれ一体に支持しているが、これに限らず、各棒状電極５０，６０の基端部を支持する支持板を塞ぎ板７，８とは別個にそれぞれ設けてもよい。
【００２５】
また、本実施例では、筒状体２０の両端面に水導出口２２，２２を開口しているが、これに限らず、筒状体２０のどちらか一端面だけに水導出口２２を開口してもよい。
【００２６】
さらに、本実施例では、放電極５およびアース電極６を、それぞれ複数本の棒状電極５０，６０によって構成しているが、これに限らず、１本の棒状の放電極を筒状体２０の中心を通るように設け、アース電極を筒状体２０の内周面に沿うように設けてもよい。
【００２７】
上記した構成の浄化装置１において、導入路３から浄化処理部２に導入された被処理水は、浄化処理部２において放電により発生させたプラズマにより浄化処理される。浄化処理部２に導入される被処理水は、筒状体２０の周方向に沿うように流れ、筒状体２０内を一定方向に周回する。この水の流れにより金属片１０も筒状体２０内を周回するため、金属片１０が浄化処理部２の一領域に密集することがなく、浄化処理部２の全域に行き渡る。
【００２８】
放電極５にパルス状の高電圧が印加されると、放電極５を構成する各棒状電極５０とアース電極６を構成する各棒状電極６０との間に金属片１０が介在しているので、各棒状電極５０，６０と金属片１０との間および金属片１０と金属片１０との間に放電が発生する。金属片１０は筒状体２０内の全域に行き渡っているので、放電が随所で発生し、浄化処理部２の全域にわたって均一な放電プラズマが発生する。
また、放電極５およびアース電極６は、複数本の棒状電極５０，６０によって形成されているので、放電極５にパルス状の高電圧が印加されると、平行をなす複数の棒状電極５０，６０間で放電が発生するので、筒状体２０内のより広い領域で放電プラズマが均一に発生する。
【００２９】
この放電プラズマの作用により浄化処理部２に導入された水が浄化処理される。処理済の水は流体導出口２２，２２から導出路４，４へ導出されるが、金属片１０は塞ぎ板７，８により流出が阻止される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明に係る浄化装置の内部構成を示す正面図である。
【図２】この発明に係る浄化装置の内部構成を示す平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う筒状体の断面図である。
【図４】一方の塞ぎ板の正面図である。
【図５】他方の塞ぎ板の正面図である。
【図６】電極の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    浄化装置
２    浄化処理部
３    導入路
４    導出路
５    放電極
６    アース電極
７，８  塞ぎ板
１０  金属片
１２  通水孔
２０  筒状体
２１Ａ〜２１Ｅ  水導入口
２２  水導出口
５０，６０  棒状電極
【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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