(57)【要約】【課題】電極に析出するＣａ又はＭｇを含む水垢を被処理水中に再溶解させることで、安定した水処理性能を維持できる液体処理装置を提供する。【解決手段】本開示の一態様に係る液体処理装置は、液体を貯めるための筐体と、前記筐体内に少なくとも一部が配置される第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に、前記第２の電極に対して前記第１の電極が実効的に正となる第１の電圧を印加する第１の電源と、前記第２の電極と前記第３の電極との間に、前記第２の電極に対して前記第３の電極が実効的に負となる第２の電圧を印加する第２の電源と、を備える。前記第１の電源は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の電圧を印加することによって、前記液体内に含まれる気泡内にプラズマを発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯めるための筐体と、
前記筐体内に少なくとも一部が配置される第１の電極と、
第２の電極と、
第３の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に、前記第２の電極に対して前記第１の電極が実効的に正となる第１の電圧を印加する第１の電源と、
前記第２の電極と前記第３の電極との間に、前記第２の電極に対して前記第３の電極が実効的に負となる第２の電圧を印加する第２の電源と、を備え、
前記第１の電源は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の電圧を印加することによって、前記液体内に含まれる気泡内にプラズマを発生させる、
液体処理装置。
【請求項２】
前記第２の電極は、酸化されない材質で構成されている、
請求項１に記載の液体処理装置。
【請求項３】
前記第３の電極は、水素よりイオン化傾向の小さい材質で構成されている、
請求項１又は２に記載の液体処理装置。
【請求項４】
前記第２の電源は、直流電源である、
請求項１から３のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項５】
前記第２の電源は、半波整流電源である、
請求項１から３のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項６】
前記気泡が前記第１の電極の少なくとも一部を覆う、
請求項１から５のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項７】
さらに、前記液体内に気体を供給する気体供給部を備え、
前記気泡は、前記気体供給部が前記液体内に前記気体を供給することによって発生する、
請求項１から６のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項８】
前記気泡は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の電圧が印加されることにより前記液体が気化することによって発生する、
請求項１から６のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項９】
さらに、制御部を備え、
前記制御部は、
前記第１の電源に、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の電圧を印加させることによって、前記気泡内にプラズマを発生させ、
前記プラズマを発生させた後に、前記第２の電源に、前記第２の電極と前記第３の電極との間に前記第２の電圧を印加させることによって、前記第２の電極をクリーニングさせる、
請求項１から８のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項１０】
液体を貯めるための筐体と、前記筐体内に少なくとも一部が配置される第１の電極と、第２の電極と、第３の電極とを備える液体処理装置を準備する工程と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に第１の電圧を印加することによって、前記液体内に含まれる気泡内にプラズマを発生させる工程と、
前記プラズマを発生させる工程の後に、前記第２の電極と前記第３の電極との間に第２の電圧を印加することによって、前記第２の電極をクリーニングする工程とを含む、
液体処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液体処理装置及び液体処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高電圧パルス放電を用いた液体処理装置としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。図１２は、特許文献１に記載された従来の殺菌装置の構成図を示すものである。
【０００３】
図１２に示す殺菌装置１は、円柱状の高電圧電極２と板状の接地電極３とを対とする放電電極６で構成されている。高電圧電極２は、先端部２ａの端面を除いて絶縁体４で被覆されて、高電圧電極部５を形成している。また、高電圧電極２の先端部２ａと接地電極３とは、所定の電極間隔を設けて、処理槽７内で被処理水８に浸漬された状態で対向配置されている。高電圧電極２と接地電極３とは、高電圧パルスを発生する電源９に接続されている。両方の電極間に２から５０ｋＶ／ｃｍ、１００Ｈｚから２０ｋＨｚの負極性の高電圧パルスを印加し放電を行う。そのエネルギーによる水の蒸発、および衝撃波に伴う気化により、水蒸気を含む気泡１０、および気泡１０による噴流１１が発生する。また、高電圧電極２付近で生成されるプラズマによりＯＨ、Ｈ、Ｏ、Ｏ２−、Ｏ−、およびＨ２Ｏ２を発生させ、被処理水８中の微生物および細菌を死滅させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５５０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の殺菌装置１では、高電圧電極２の先端部２ａが負極性となるため、被処理水８中に存在するＣａ又はＭｇなどの水垢の成分が高電圧電極２の先端部２ａに析出し、電極間抵抗が著しく高くなる現象がみられる。その結果、放電の持続性の妨げとなり、殺菌装置１の水処理性能が低下する。このため、Ｃａ又はＭｇ成分などを含む一般の水道水を被処理水に使用することが出来ず、汎用性に問題がある。
【０００６】
そこで、本開示は、電極に析出するＣａ又はＭｇなどの鉱物を含む水垢を被処理水中に再溶解させることで、安定した水処理性能を維持できる液体処理装置及び液体処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る液体処理装置は、液体を貯めるための筐体と、前記筐体内に少なくとも一部が配置される第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に、前記第２の電極に対して前記第１の電極が実効的に正となる第１の電圧を印加する第１の電源と、前記第２の電極と前記第３の電極との間に、前記第２の電極に対して前記第３の電極が実効的に負となる第２の電圧を印加する第２の電源と、を備える。前記第１の電源は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の電圧を印加することによって、前記液体内に含まれる気泡内にプラズマを発生させる。
【０００８】
また、本開示の一態様に係る液体処理方法は、液体を貯めるための筐体と、前記筐体内に少なくとも一部が配置される第１の電極と、第２の電極と、第３の電極とを備える液体処理装置を準備する工程と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に第１の電圧を印加することによって、前記液体内に含まれる気泡内にプラズマを発生させる工程と、前記プラズマを発生させる工程の後に、前記第２の電極と前記第３の電極との間に第２の電圧を印加することによって、前記第２の電極をクリーニングする工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の液体処理装置及び液体処理方法によれば、安定した水処理性能を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る液体処理装置の全体構成の一例を示す概略図である。
【図２】実施の形態１に係る液体処理装置の電極ユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図３】溶媒のｐＨ変化における炭酸カルシウムの溶解度特性を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る液体処理装置における初期のインディゴカーミンの分解特性を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る液体処理装置における動作を示すフローチャートである。
【図６Ａ】実施の形態１に係る液体処理装置における電極リフレッシュ処理前の第２の電極の様子を示す図である。
【図６Ｂ】実施の形態１に係る液体処理装置における電極リフレッシュ処理後の第２の電極の様子を示す図である。
【図７Ａ】電極リフレッシュ処理前の第２の電極の拡大図である。
【図７Ｂ】電極リフレッシュ処理後の第２の電極の拡大図である。
【図８】実施の形態１に係る液体処理装置において図５の動作を行った場合のインディゴカーミンの分解特性を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る液体処理装置の電極ユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図１０】実施の形態３に係る液体処理装置の電極ユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図１１】実施の形態４に係る液体処理装置の全体構成の一例を示す概略図である。
【図１２】従来の液体処理装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示の概要）
本開示の一態様に係る液体処理装置は、液体を貯めるための筐体と、前記筐体内に少なくとも一部が配置される第１の電極、第２の電極及び第３の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に、前記第２の電極に対して前記第１の電極が実効的に正となる第１の電圧を印加する第１の電源と、前記第２の電極と前記第３の電極との間に、前記第２の電極に対して前記第３の電極が実効的に負となる第２の電圧を印加する第２の電源と、を備える。前記第１の電源は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の電圧を印加することによって、前記液体内に含まれる気泡内にプラズマを発生させる。
【００１２】
ここで、前記気泡が前記第１の電極の少なくとも一部を覆っていてもよい。
【００１３】
これにより、本開示の一態様に係る液体処理装置は、第１の電源が第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加することで放電させ、放電により発生したプラズマによってＯＨラジカル等を生成する。つまり、本開示の液体処理装置は、酸化力のある液体を生成できる。また、第２の電源が第２の電極と第３の電極との間に電圧を印加することで、第２の電極に析出したＣａ又はＭｇを含む水垢（以降、析出物と呼ぶ）を液体中に再溶解させることができる。つまり、第２の電極に析出する析出物を除去することができる。これにより、本開示の一態様に係る液体処理装置によれば、第２の電極に析出した析出物が原因で起こる第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスの上昇を抑制することができる。つまり、インピーダンスが上昇することでプラズマ放電の安定性が低下することを抑制することができる。これにより、本開示の一態様に係る液体処理装置は酸化力がある液体の生成を維持することができるので、安定した水処理性能を維持できる。
【００１４】
本開示の一態様に係る液体処理装置において、第２の電極の少なくとも一部が前記筐体内に配置されていてもよい。本開示の一態様に係る液体処理装置において、第３の電極の少なくとも一部が前記筐体内に配置されていてもよい。
【００１５】
また、本開示の一態様に係る液体処理装置において、前記第２の電極は、酸化されない材質で構成されていてもよい。
【００１６】
これにより、第２の電極の構成材料の酸化物が不動態を形成することで継続的に電流を流すことが不可能となることを抑制できる。
【００１７】
また、本開示の一態様に係る液体処理装置において、前記第３の電極は、水素よりイオン化傾向の小さい材質で構成されていてもよい。
【００１８】
これにより、第２の電極と第３の電極との間に電圧を印加した場合に、第３の電極が酸化されることを抑制できる。つまり、第３の電極の寿命が長くなる。
【００１９】
また、本開示の一態様に係る液体処理装置において、前記第２の電源は、直流電源であってもよい。
【００２０】
これにより、簡単な電源構成で電圧を生成できる。
【００２１】
また、本開示の一態様に係る液体処理装置において、前記第２の電源は、半波整流電源であってもよい。
【００２２】
これにより、一般家庭のＡＣ電源から容易に半波整流電圧を生成できる。
【００２３】
また、本開示の一態様に係る液体処理装置は、さらに、前記液体内に気体を供給する気体供給部を備え、前記気泡は、前記気体供給部が前記液体内に前記気体を供給することによって発生してもよい。
【００２４】
これにより、例えば、気体供給部で供給する気体の量を調整することで、容易に第１の電極の少なくとも一部を覆う気泡を発生させることができる。また、プラズマにより特定の物質、例えば窒素ラジカル又はオゾンなどを生成したい場合、本開示の液体処理装置は、気体供給部から供給する気体の種類を変えることで、容易に特定の物質を生成できる。
【００２５】
また、本開示の一態様に係る液体処理装置において、前記気泡は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の電圧が印加されることにより前記液体が気化することによって発生してもよい。
【００２６】
これにより、本開示の液体処理装置は、例えば、気体供給部を有しない簡易な構成でプラズマを生成し液体を処理できる。
【００２７】
また、本開示の一態様に係る液体処理装置は、さらに、制御部を備え、前記制御部は、前記第１の電源に、前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の電圧を印加させることによって、前記気泡内にプラズマを発生させ、前記プラズマを発生させた後に、前記第２の電源に、前記第２の電極と前記第３の電極との間に前記第２の電圧を印加させることによって、前記第２の電極をクリーニングさせてもよい。
【００２８】
これにより、第１の電極と第２の電極との間での放電の後、第２の電極と第３の電極との間に電圧を印加することで、放電中に第２の電極に析出した析出物を液体中に再溶解させることができる。つまり、本開示の一態様に係る液体処理装置によれば、第２の電極に析出する析出物を除去することができるので、第２の電極に析出した析出物が原因で起こる、第１の電極と第２の電極との間のインピーダンスの上昇を抑制することができる。これにより、本開示の一態様に係る液体処理装置は安定してプラズマ放電を継続することができる。つまり、本開示の一態様に係る液体処理装置は酸化力がある液体の生成を維持することができるので、安定した水処理性能を維持できる。
【００２９】
また、本開示の一態様に係る液体処理方法は、液体を貯めるための筐体と、前記筐体内に少なくとも一部が配置される第１の電極と、第２の電極と、第３の電極とを備える液体処理装置を準備する工程と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に第１の電圧を印加することによって、前記液体内に含まれる気泡内にプラズマを発生させる工程と、前記プラズマを発生させる工程の後に、前記第２の電極と前記第３の電極との間に第２の電圧を印加することによって、前記第２の電極をクリーニングする工程とを含む。
【００３０】
これにより、本開示の一態様に係る液体処理方法によれば、上記液体処理装置と同様の効果を奏する。
【００３１】
（実施の形態１）
以下、図１〜図８を用いて、実施の形態１を説明する。
【００３２】
［１−１．構成］
まず、本実施の形態に係る液体処理装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
【００３３】
図１は、本実施の形態における液体処理装置１００の全体構成の一例を示す概略図である。図１において、液体処理装置１００は、筐体１０１、第１の電極１０２、第２の電極１０３、第３の電極１００３、第１の電源１０４、第２の電源１００４、気体供給部１０５及び制御部１４０を備える。図１に示すように、本実施の形態に係る液体処理装置１００は、筐体１０１の内部に、第１の電極１０２、第２の電極１０３及び第３の電極１００３が配置される。つまり、第１の電極１０２、第２の電極１０３及び第３の電極１００３は、少なくとも一部が筐体１０１内の被処理水１０９に浸漬される。第１の電源１０４は、第１の電極１０２と第２の電極１０３との間に接続されており、それぞれの電極間に電圧を印加する。第２の電源１００４は、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に接続されておりそれぞれの電極間に電圧を印加する。第１の電源１０４と第２の電源１００４とは、制御部１４０に接続されている。
【００３４】
また、第１の電極１０２には、筐体１０１内に気体１１０を供給する気体供給部１０５が接続される。供給された気体１１０は、第１の電極１０２を覆う気泡１１１を形成する。
【００３５】
なお、本実施の形態では、気体供給部１０５を有する構成としているが、本開示の液体処理装置１００において、気体供給部１０５は必須の構成ではない。後述するが、本開示の液体処理装置１００は気体供給部１０５を有しない構成、つまり気体１１０を供給しない構成でもよい。
【００３６】
［１−１−１．筐体］
図１に示すように、例えば、被処理水１０９は筐体１０１内を上流側（矢印１３０）から下流側（矢印１３１）に向かって流れる。つまり、筐体１０１は、被処理水１０９の流路を形成する。筐体１０１内は、例えば、被処理水１０９で満たされている。具体的には、筐体１０１は、例えば、被処理水１０９が流れる配管などである。なお、被処理水１０９は、流水（動水）である必要はなく、静水でもよい。つまり、筐体１０１は、被処理水１０９を貯めるため空間を形成するのもであってもよい。
【００３７】
筐体１０１は、管状の部材であれば、いずれの形状又はサイズによって構成されてもよい。筐体１０１の断面は、例えば、方形、三角形、又はその他の多角形であってもよい。また、筐体１０１は、内径５ｍｍの円筒管のＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）樹脂から形成されてもよい。なお、筐体１０１を形成する材料は、ＰＭＭＡ樹脂に限定されるものではなく、耐プラズマ性、耐熱性を有する材料であればよい。
【００３８】
また、感電を防止するため、筐体１０１は接地されていてもよい。
【００３９】
［１−１−２．電極ユニット］
次に、液体処理装置１００における、第１の電極１０２を含む電極ユニット１５０について説明する。電極ユニット１５０は、第１の電極１０２のみを有する簡単な構成であってもよい。また、電極ユニット１５０は、様々な構成を用いてもよい。例えば、電極ユニット１５０は、第１の電極１０２の周囲に絶縁体が配置されてもよい。以下では、第１の電極１０２を含む電極ユニット１５０の一例として、図２に示すように第１の電極１０２ａの周囲に空間１０８を形成するように絶縁体１０６が配置された電極ユニット１５０ａについて、説明する。
【００４０】
図２は、本実施の形態に係る液体処理装置１００における、電極ユニット１５０ａの一例を示す断面図である。図２に示す電極ユニット１５０ａは、第１の電極１０２ａと、絶縁体１０６と、保持ブロック１２１とを備える。
【００４１】
第１の電極１０２ａは、筐体１０１内に配置される金属電極部１２２と、保持ブロック１２１に接続固定されるとともに第１の電源１０４と接続される金属固定部１２３とを備える。金属電極部１２２の周囲には、空間１０８を形成するように絶縁体１０６が設けられる。つまり、空間１０８は、絶縁体１０６と金属電極部１２２との間に形成される。また、絶縁体１０６には、筐体１０１内と、空間１０８とを連通する開口部１０７が設けられる。
【００４２】
金属固定部１２３は、外周にネジ部１２４と、内部に貫通孔１２５とを備える。気体供給部１０５は、貫通孔１２５を介して空間１０８に気体１１０を供給する。供給された気体１１０は、開口部１０７から被処理水１０９中に気泡１１１として放出される。保持ブロック１２１は、内部に金属固定部１２３のネジ部１２４と螺合するネジ部１２６とを備える。
【００４３】
また、電極ユニット１５０ａは、保持ブロック１２１を介して筐体１０１に保持される。
【００４４】
［１−１−２−１．第１の電極］
第１の電極１０２ａは、筐体１０１内に少なくとも一部が配置される。第１の電極１０２ａは、プラズマ１１２を生成するときの反応電極として機能する。前述したように、第１の電極１０２ａは、金属電極部１２２と、金属固定部１２３とを備える。金属電極部１２２と金属固定部１２３とは、異なるサイズ又は異なる材料の金属から形成されてもよい。例えば、金属電極部１２２は、直径０．８ｍｍの円柱形状を有し、材料はタングステン又はタングステン合金などの耐プラズマ性の金属材料から形成されてもよい。また、例えば、金属固定部１２３は、直径４ｍｍの円柱形状を有し、材料はＳＵＳ材又は銅合金材から形成されてもよい。
【００４５】
なお、金属電極部１２２のサイズ及び材料はこれに限定されない。金属電極部１２２の直径は、プラズマ１１２が発生する直径であればよく、例えば、直径２ｍｍ以下であってもよい。また、金属電極部１２２の形状は、円柱形状に限定されない。筐体１０１内の金属電極部１２２は、一端から他端までの径が実質的に変わらない柱状であってもよい。このような柱状の電極は、針状のように端に向かうほど細くなり最端部では実質的な厚みが無い形状に比べて、先端部に過度に電界が集中することを抑制でき、使用することによって電極が劣化することを抑制できる。また、金属電極部１２２の材料は、タングステン又はタングステン合金に限られるものではなく、他の耐プラズマ性の金属材料を用いてもよい。例えば、金属電極部１２２の材料は、耐久性は悪化するが、銅、アルミニウム、鉄、白金、又はそれらの合金から形成されてもよい。さらに、金属電極部１２２の表面の一部に、導電性物質が添加された酸化イットリウムが溶射されてもよい。導電性物質が添加された酸化イットリウムは、例えば１〜３０Ωｃｍの電気抵抗率を有する。酸化イットリウムの溶射により、電極寿命が長くなる。
【００４６】
また、金属固定部１２３のサイズ及び材料はこれに限定されない。金属固定部１２３の直径は、４ｍｍに限られるものではなく、その寸法は金属電極部１２２の直径よりも大きいものであればよい。また、例えば、金属固定部１２３の材料は、加工し易い金属材料であればよい。金属固定部１２３の材料は、例えば、一般的なネジに用いられている材料である、銅、亜鉛、アルミニウム、錫及び真鍮等であってもよい。
【００４７】
第１の電極１０２ａは、例えば、金属電極部１２２を金属固定部１２３に圧入することによって形成され得る。このように、金属電極部１２２にプラズマ耐性の高い金属材料が用いられ、金属固定部１２３に加工し易い金属材料が用いられることにより、プラズマ耐性を有しながら、製造コストが低く、特性が安定化した第１の電極１０２ａを実現できる。
【００４８】
また、金属電極部１２２と金属固定部１２３とを同一材質、あるいは異材質の成型加工工法で形成することも可能である。
【００４９】
金属固定部１２３の内部には、気体供給部１０５に接続される貫通孔１２５が設けられる。貫通孔１２５は、絶縁体１０６と金属電極部１２２との間に形成される空間１０８とつながっている。そのため、気体供給部１０５からの気体１１０が貫通孔１２５を介して空間１０８に供給される。
【００５０】
金属電極部１２２は、貫通孔１２５から供給された気体１１０によって覆われる。貫通孔１２５の数が１個である場合、図２に示す通り、貫通孔１２５は金属電極部１２２の重力方向における下側に設けられてもよい。貫通孔１２５を金属固定部１２３の重力方向における下側に設けることにより、金属電極部１２２が気体供給部１０５から供給される気体１１０によって覆われやすくなる。また、貫通孔１２５の数が２個以上あると、貫通孔１２５での圧損を抑制することができる。なお、例えば、貫通孔１２５は円柱状の孔であり、直径は、０．３ｍｍであってもよい。ただし、貫通孔１２５の形状及びサイズは、これに限定されるものではない。
【００５１】
金属固定部１２３の外周には、例えば、ネジ部１２４が設けられる。例えば、金属固定部１２３の外周のネジ部１２４が雄ネジの場合、保持ブロック１２１に雌ネジのネジ部１２６が設けられる。ネジ部１２４とネジ部１２６とが螺合することによって、第１の電極１０２ａを保持ブロック１２１に固定することができる。また、金属固定部１２３を回転させることで、絶縁体１０６に設けられた開口部１０７に対する金属電極部１２２の端面の位置を正確に調整することができる。さらに、金属固定部１２３がネジ部１２４を介して第１の電源１０４と接続固定できることより、第１の電源１０４と第１の電極１０２ａとの接触抵抗が安定化し、第１の電極１０２ａの特性が安定化し得る。また、気体供給部１０５と第１の電極１０２ａとがネジ部１２４を介して接続固定される場合、気体供給部１０５と第１の電極１０２ａとの接続が確実にできる。このような工夫は、実用化する際の防水対策及び安全対策につながる。
【００５２】
なお、ネジ部１２４は必須の構成ではない。例えば、保持ブロック１２１に金属固定部１２３が位置決めをされ固定されていれば良く、接着剤による固定または圧入、同時成型加工により固定されてもよい。
【００５３】
［１−１−２−２．絶縁体］
絶縁体１０６は、第１の電極１０２ａの金属電極部１２２の周囲に空間１０８を形成するように配置され、絶縁性を有する。空間１０８には、気体供給部１０５から気体１１０が供給され、この気体１１０によって金属電極部１２２が覆われる。したがって、放電を行う際、金属電極部１２２の外周面は、導電体が露出しているにもかかわらず、被処理水１０９に直接接触しないようになっている。絶縁体１０６は、例えば、内径１ｍｍの円筒形状であってもよい。ただし、絶縁体１０６のサイズ、形状はこれに限定されるものではない。また、絶縁体１０６の中心軸と金属電極部１２２の中心軸とが一致するように配置されてもよい。つまり、空間１０８の中心軸と金属電極部１２２の中心軸とが一致するように配置されてもよい。これにより、気体供給部１０５から供給される気体１１０が空間１０８内に均一に供給される。
【００５４】
絶縁体１０６は、開口部１０７を有する。開口部１０７は、筐体１０１内の被処理水１０９中に気泡１１１が放出されるときに、気泡１１１の大きさを決定する機能を有する。また、開口部１０７の形状は、例えば、円柱状の孔である。開口部１０７は、開口部１０７の中心軸と金属電極部１２２の中心軸とが一致するように設けられてもよい。なお、例えば、絶縁体１０６には、アルミナセラミック（酸化アルミニウム）、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、絶縁性のプラスチック、ガラス、又は石英などの材料を用いてもよい。
【００５５】
絶縁体１０６の開口部１０７は、図２に示すように、金属電極部１２２の端面に設けられてもよい。あるいは、金属電極部１２２の側面に設けられてもよい。開口部１０７の位置は、特に限定されない。また、開口部１０７は、絶縁体１０６に複数設けられてもよい。例えば、絶縁体１０６の開口部１０７は、直径１ｍｍの円柱状であってもよい。ただし、開口部１０７の形状及びサイズはこれに限定されるものではない。例えば、開口部１０７の直径は、０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲であってもよい。
【００５６】
［１−１−２−３．保持ブロック］
保持ブロック１２１は、第１の電極１０２ａの金属固定部１２３、及び絶縁体１０６と接続されており、それぞれを保持する絶縁性の保持体の一例である。本実施の形態では、耐熱性の樹脂材料又はセラミックから構成される。例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させた材料又はアルミナセラミックなどを用いることができる。保持ブロック１２１は、第１の電極１０２ａとの接続部分、及び絶縁体１０６との接続部分において、被処理水１０９が漏れないように、シールする構造を有してもよい。例えば、保持ブロック１２１は、その内部に、第１の電極１０２ａの金属固定部１２３をネジ止めするネジ部１２６を備えた構造としてもよい。なお、これに限定されるものではなく、任意の構造とすることができる。
【００５７】
［１−１−２−４．第１の電極の配置］
本実施の形態における第１の電極１０２ａは、図１に示すように、筐体１０１内を被処理水１０９が流れる方向（図１に示す矢印１３１の方向）に対して、第１の電極１０２ａの長手方向が直交する方向となるように、配置される。図１に示す第１の電極１０２ａの配置であれば、気泡１１１が第１の電極１０２ａの周辺に滞留することを抑制することができる。気泡１１１は、例えば、気体供給部１０５から供給される気体１１０によって形成される。言い換えれば、図１に示されるように、第１の電極１０２ａの長手方向は、筐体１０１内において、被処理水１０９が第２の電極１０３から第１の電極１０２ａに向かって流れる方向と直交する方向に配置される。この配置により、気泡１１１が第１の電極１０２ａの周辺に滞留することを抑制することができる。なお、第１の電極１０２ａの長手方向と、被処理水１０９の流れる方向とは、ベクトルとして交わっていればよい。例えば、第１の電極１０２ａの一端は、流路中に実際に突出していてもよいし、突出していなくてもよい。
【００５８】
なお、第１の電極１０２ａの配置はこれに限定されない。第１の電極１０２ａは、筐体１０１内を被処理水１０９が流れる方向（図１に示す矢印１３１）に対して、第１の電極１０２ａの長手方向が任意の方向を向くように、配置されてもよい。例えば、第１の電極１０２ａは、筐体１０１内を流れる被処理水１０９が、第１の電極１０２ａの側面に向かう方向に流れるように配置されてもよい。また、第１の電極１０２ａは、第１の電極１０２ａの長手方向が、被処理水１０９の流れる方向に対して例えば４５°などの角度となるように配置されてもよい。
【００５９】
［１−１−３．第２の電極］
第２の電極１０３は、筐体１０１内に少なくとも一部が配置される。第２の電極１０３は、プラズマ１１２を生成するときの第１の電極１０２ａに対する対向電極として機能する。例えば、第２の電極１０３は、直径１ｍｍの円柱状を有し、チタンを母材とし表面に白金膜を形成してもよい。なお、第２の電極１０３は、この形状、サイズには限定されない。第２の電極１０３の材質は、酸化されない材質であってもよい。酸化されない材質とは、例えば、白金、金、及び炭素などである。なお、第２の電極１０３の材質は、酸化されても電気伝導率が実質変化しない材質又は酸化されづらい材質であってもよい。
【００６０】
第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間の距離は、例えば、５ｍｍであってもよい。また、本実施の形態では、第２の電極１０３は第１の電極１０２ａに対して上流側（図１に示す矢印１３０）に配置される。また、本実施の形態では、第１の電極１０２ａの長手方向と第２の電極１０３の長手方向とは、略直交の関係となるように配置される。なお、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との距離及び配置は、プラズマ１１２が発生する距離及び配置であればよく、これに限定されるものではない。
【００６１】
筐体１０１を備える液体処理装置１００は、被処理水１０９が流れる流路が制限されるにつれて、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間の電気経路の抵抗値が高くなり、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間で放電が発生しにくくなる傾向にある。このため、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間の距離は、流路を規定する筐体１０１の内径に応じて適宜設定され得る。被処理水１０９として通常の水道水を使用する場合、流路径が５ｍｍ程度あれば、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との距離が４０ｍｍでも、問題なく放電が起きることが確認できている。
【００６２】
［１−１−４．第３の電極］
第３の電極１００３は、筐体１０１内に少なくとも一部が配置される。第３の電極１００３は、第２の電極１０３をクリーニングするときの第２の電極１０３に対する対向電極として機能する。例えば、第３の電極１００３は、直径１ｍｍの円柱状を有し、タングステンから形成されてもよい。なお、第３の電極１００３は、この形状、サイズには限定されない。第３の電極１００３の材質は、水素よりイオン化傾向の小さい材質であってもよい。さらに、第３の電極１００３の材質は、酸化されない材質であってもよい。例えば、第２の電極１０３と同一の材質であってもよい。
【００６３】
第２の電極１０３と第３の電極１００３との間の距離は、例えば、１０ｍｍであってもよい。また、本実施の形態では、第３の電極１００３は、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に配置される。なお、第２の電極１０３と第３の電極１００３との距離及び配置は、第２の電極１０３と第３の電極１００３とに電流が流れる距離及び配置であればよく、必ずしも第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に配置される必要はない。第３の電極１００３は、第１の電極１０２ａ及び第２の電極１０３と同様に筐体１０１内に設置されていなくとも、被処理水１０９を介し、第２の電極１０３と電気的な接続が確保できており、電圧印加時に電流が流れればよい。ただし、第２の電極１０３と第３の電極１００３との距離が大きい場合は、第２の電源１００４の電圧を高く設定してもよい。
【００６４】
［１−１−５．第１の電源］
第１の電源１０４は、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加できるように接続される。第１の電源１０４は、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３とにパルス電圧又は交流電圧を印加する。電圧波形は、例えば、パルス状、正弦半波形、又は正弦波状のいずれであってもよい。また、第１の電源１０４は、パルス電圧を印加する際に正のパルス電圧と負のパルス電圧を交互に印加する、いわゆるバイポーラパルス電圧を印加してもよい。例えば、第１の電源１０４は、出力容量が８０ＶＡで、無負荷時のピーク電圧は１０ｋＶの電圧を印加してもよい。第２の電極１０３に対して第１の電極１０２ａに印加される電圧が実効的に正となるように、第１の電極１０２ａに印加される正の電圧のピーク値は負の電圧のピーク値よりも大きい。
【００６５】
第１の電源１０４は制御部１４０と接続されており、印加する電圧及び電圧を印加するタイミングは制御部１４０によって制御される。
【００６６】
［１−１−６．第２の電源］
第２の電源１００４は、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に電圧を印加できるように接続される。第２の電源１００４は、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に直流又は半波整流させた電圧を印加する。直流電圧とは、例えば、一定電圧である。また、半波整流させた電圧とは、例えば、極端なデューティ比の正弦波状の電圧又は矩形波状の電圧などである。例えば、第２の電源１００４は、１５Ｖで、１００ｍＡの電力供給を印加してもよい。第２の電源１００４は、第２の電極と第３の電極との間に、第２の電極に対して前記第３の電極が実効的に負となる電圧を印加する。
【００６７】
第２の電源１００４は制御部１４０と接続されており、印加する電圧及び電圧を印加するタイミングは制御部１４０によって制御される。
【００６８】
［１−１−７．気体供給部］
気体供給部１０５は、第１の電極１０２ａの金属固定部１２３に接続される。気体供給部１０５は、金属固定部１２３の内部の貫通孔１２５を介して空間１０８に気体１１０を供給する。供給される気体１１０は、例えば、空気、Ｈｅ、Ａｒ又はＯ２等が用いられる。本実施の形態において、気体供給部１０５から供給される気体供給量は、特に制限されない。気体供給部１０５は、例えば、１リットル／ｍｉｎで気体を供給できるものであってもよい。気体供給部１０５は、例えば、ポンプ等を用いることができる。
【００６９】
図２に示される例では、気体供給部１０５から供給される気体１１０によって、第１の電極１０２ａの導電体露出部である金属電極部１２２の表面を覆う気泡１１１が形成される。なお、気体供給部１０５は、例えば、筐体１０１内を被処理水１０９が流れる流路に対して、重力方向の下側から気体を供給してもよい。
【００７０】
なお、本開示において、「金属電極部１２２の表面が被処理水１０９に直接接触しない」とは、金属電極部１２２の表面が、筐体１０１内の大きな塊としての液体と接触しないことをいう。したがって、金属電極部１２２の表面が被処理水１０９に濡れていて（すなわち、厳密には金属電極部１２２の表面が被処理水１０９と接触していて）、その表面を気泡１１１内の気体１１０が覆っている状態も、「金属電極部１２２が被処理水１０９に直接接触しない」状態に含まれる。このような状態は、例えば、第１の電極１０２ａの表面が液体で濡れている状態で、気泡１１１を発生させたときに生じ得る。
【００７１】
［１−１−８．制御部］
制御部１４０は、例えば、マイコンなどであり、液体処理装置１００の動作を制御する処理部である。制御部１４０は、第１の電源１０４及び第２の電源１００４と接続されており、第１の電源１０４及び第２の電源１００４が印加する電圧、並びに電圧を印加する及び電圧の印加を停止するタイミングを制御する。
【００７２】
具体的には、制御部１４０は、第１の電源１０４を制御し、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加させることで気泡１１１内にプラズマ１１２を生成させる。制御部１４０は、例えば、第２の電極１０３を基準として、第１の電極１０２ａに実効的に正の電圧が印加されるように電極間に電圧を印加させる制御を行う。
【００７３】
また、制御部１４０は、第１の電源１０４の電圧印加を停止させた後、第２の電源１００４を制御し、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に電圧を印加させることで第２の電極１０３に析出した析出物を除去させる。制御部１４０は、例えば、第２の電極１０３を基準として、第３の電極１００３に実効的に負の電圧が印加されるように電極間に電圧を印加させる制御を行う。つまり、制御部１４０は、第２の電極１０３を基準として、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間、及び第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に、逆極性の電圧を印加させる。また、第１の電源１０４及び第２の電源１００４が電圧を印加する及び印加を停止するタイミングは、後述する。
【００７４】
［１−２．動作］
次に、本実施の形態に係る液体処理装置１００の動作について図３〜図８を用いて説明する。
【００７５】
［１−２−１．析出物の析出及び除去のメカニズム］
まず、筐体１０１内に処理する被処理水１０９が供給される。ここで、被処理水１０９は、ＣａＣＯ３（炭酸カルシウム）、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）又はＭｇ（ＯＨ）２（水酸化マグネシウム）をはじめとするＣａ又はＭｇ化合物を含む一般の水道水を想定している。筐体１０１内に供給された被処理水１０９は、筐体１０１内を上流側（図１に示す矢印１３０）から下流側（図１に示す矢印１３１）へ流れる。
【００７６】
気体供給部１０５は、第１の電極１０２ａの貫通孔１２５を介して、絶縁体１０６と第１の電極１０２ａの金属電極部１２２との間で形成される空間１０８に、気体１１０を供給する。供給された気体１１０が絶縁体１０６の開口部１０７から筐体１０１の被処理水１０９中に連続的に放出される。これにより、前述したように、被処理水１０９中に第１の電極１０２ａの金属電極部１２２（導電体露出部）から筐体１０１内の下流側の一部を覆う気泡１１１が形成される。すなわち、第１の電極１０２ａの金属電極部１２２は、常に気体１１０から形成される気泡１１１で覆われた状態となる。また、気泡１１１は、絶縁体１０６の開口部１０７を、その内部の気体１１０で覆っている。気泡１１１は、絶縁体１０６の開口部１０７から一定距離にわたって形成される。よって、本実施の形態において、絶縁体１０６の開口部１０７は、気泡１１１の発生部としても機能する。
【００７７】
金属電極部１２２が気泡１１１で覆われた状態で、制御部１４０は第１の電源１０４に、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加させる制御を行う。具体的には、制御部１４０は第１の電源１０４を制御し、第２の電極１０３を基準として、第１の電極１０２ａに実効的に正の電圧が印加されるように電極間に電圧を印加させる。第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加することにより、気泡１１１内で放電が起こる。この放電により、第１の電極１０２ａの金属電極部１２２の近傍から気泡１１１内にプラズマ１１２が発生する。このプラズマ１１２により、被処理水１０９中にＯＨラジカル等が生成され、これらの生成物が、被処理水１０９を除菌する又は被処理水１０９中に含まれる化学物質を分解する。プラズマ１１２は、第１の電極１０２ａの先端部分の気泡１１１のみならず空間１０８の気泡１１１にわたって広く生成される。これは、絶縁体１０６を介して被処理水１０９が対向電極として働いた結果である。この効果もあって多量のイオンが発生することで、被処理水１０９中にラジカルが多量に生成される。これは、本開示のように第１の電極１０２ａが被処理水１０９の内部に位置しているために生じる大きな効果である。
【００７８】
プラズマ放電においては、第２の電極１０３の近傍が局所的にｐＨの高い状態（アルカリ化）となる。これは、被処理水１０９の流れがあったとしても、局所的には起きる現象である。この局所的なアルカリ化により第２の電極１０３の近傍での溶解特性が悪化する。ここで、溶解特性とは、被処理水１０９中に溶解することができるＣａＣＯ３（炭酸カルシウム）、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）、又はＭｇ（ＯＨ）２（水酸化マグネシウム）をはじめとするＣａ又はＭｇ化合物の濃度を示している。また、溶解特性が悪化するとは、それらの化合物が被処理水１０９中に溶解できる量が少なくなる、つまり溶解濃度が低くなることを示している。そのため、アルカリ化が起こると第２の電極１０３に、溶解濃度を超えた分のＣａ又はＭｇ化合物が析出する現象が確認される。なお、以降においては、第２の電極１０３に付着したＣａ又はＭｇ化合物をまとめて析出物と記載する。
【００７９】
図３は、溶媒のｐＨ変化における炭酸カルシウムの溶解度特性を示す図である。横軸は酢酸の濃度、すなわち溶媒のｐＨを示している。酢酸の濃度が低いほど、溶媒のｐＨは高くなる。また、縦軸は溶媒に溶解できる炭酸カルシウムの溶解濃度を示している。図３より、酢酸の濃度が低くなる、つまり溶媒のｐＨが高くなるほど、溶媒への炭酸カルシウムの溶解濃度が低くなっていることがわかる。このことから、溶媒のｐＨが高くなると、溶媒に溶解できる炭酸カルシウムの量が少なくなる。これにより、第２の電極に析出物が付着しやすくなる。
【００８０】
上記の析出物を原因とする、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間のインピーダンスの上昇が、プラズマ放電に影響を及ぼし、励起が困難な状況となり、プラズマ放電の安定性を低下させる。これにより、酸化力のある液体を安定して生成することが困難となり、液体処理装置の水処理性能を低下させる。
【００８１】
そこで、本開示の液体処理装置１００の制御部１４０は、第１の電源１０４の電圧印加を停止させた後、第２の電源１００４を制御し、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に直流電圧を印加させる。具体的には、制御部１４０は第２の電源１００４を制御し、第２の電極１０３を基準として、第３の電極１００３に実効的に負の電圧が印加されるように電極間に電圧を印加させる。つまり、制御部１４０は、第２の電極１０３を基準として、第１の電極１０２ａと第３の電極１００３とに逆極性の電圧が印加されるように第１の電源１０４及び第２の電源１００４を制御する。第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に電流が流れることにより、第２の電極１０３近傍のｐＨが低くなる現象が実現される。これにより、第２の電極１０３近傍で、析出物の溶解濃度が高くなり、被処理水１０９への析出物の再溶解を促す現象が実現される。これにより、第２の電極１０３に析出した析出物の少なくとも一部が除去される。つまり、プラズマ放電を安定して行えるようになる。また、以下では、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に電圧を印加し、第２の電極１０３に析出した析出物の少なくとも一部を除去する（被処理水１０９内に再溶解させる）ことを電極リフレッシュと呼ぶ。
【００８２】
なお、第２の電極１０３で酸化が起きやすい状態となるため、上記で説明したように、第２の電極１０３の構成材料の酸化物が不動態を形成してしまう場合は、継続的に電流を流すことが不可能となり、継続的な再溶解処理を実現できなくなる。そこで、第２の電極１０３の材質が酸化されない材料であると、第２の電極１０３に継続的に電流を流すことができる。本実施の形態に係る第２の電極１０３は、チタンを母材とし表面に酸化されない材質である白金膜を形成している。
【００８３】
なお、図１に示すように本実施の形態の液体処理装置１００において、第２の電極１０３は、第１の電極１０２ａに対して上流側に配置される。
【００８４】
また、液体処理装置１００では、第１の電極１０２ａは第１の電極１０２ａの長手方向が、筐体１０１内を被処理水１０９が流れる方向に対して直交するように配置される。これにより、第１の電極１０２ａから発生した気泡１１１が、第１の電極１０２ａの周辺に滞留せずに、筐体１０１の下流側へ流れる。そのため、プラズマ１１２が発生する時に生じる熱を効率良く放熱できる。
【００８５】
［１−２−２．プラズマ放電のみを実施した場合］
上記で説明したように、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間でプラズマ放電を行うと第２の電極１０３付近のｐＨが高くなり被処理水１０９内に溶解していた炭酸カルシウムなどが析出物として第２の電極１０３に析出する。
【００８６】
図４を用いて、プラズマ放電のみを実施した場合における化学物質（有機性物質）の分解速度について説明する。図４は、本実施の形態に係る液体処理装置１００における、初期のインディゴカーミンの分解特性を示す図である。図４の横軸は処理経過時間、縦軸はインディゴカーミンの濃度を表している。ここで、初期とは本実施の形態に係る液体処理装置１００を用いて被処理水１０９の処理を開始した直後、つまり第２の電極１０３に析出物が析出していない状態のことである。
【００８７】
図４に示すように、本実施の形態に係る液体処理装置１００を用いて被処理水１０９の処理を開始した直後は、時間の経過とともにインディゴカーミンの濃度は減少しており、化学物質を分解していることがわかる。ところが、図示していないが、図４に示したインディゴカーミンの分解特性は、経過時間とともに徐々に悪化する。日本国内の飲用水の硬度が高い地域の水を使うと１０時間程度でインディゴカーミンの分解特性は大きく低下する。同時に、第２の電極１０３に著しく析出物を観察することができる。上記で説明したが、第２の電極１０３に析出物が析出することで第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間の抵抗が著しく高くなる。これにより、放電箇所に印加される電圧が低下し、プラズマ放電の強度が弱くなることで、インディゴカーミンの分解能力が低下している。この状態を続けることにより、第２の電極１０３に析出する析出物がさらに増え、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間の抵抗が更に高くなる。これにより、放電箇所に印加される電圧がさらに低くなり、放電箇所に印加される電圧が放電を励起するために必要な電圧を下回ると、放電を励起することが不可能となる。つまり、被処理水１０９内の除菌又は被処理水１０９中に含まれる化学物質の分解がされにくくなる。
【００８８】
［１−２−３．プラズマ放電と電極リフレッシュとを時間分けして実施した場合］
上記で説明したように、プラズマ放電のみを行う、つまり電極リフレッシュを行わないと、第２の電極１０３に析出物が析出し、安定してプラズマ放電を継続することができなくなる。そこで、第２の電極１０３に析出した析出物を除去する電極リフレッシュを行う。図５を用いて、プラズマ放電と電極リフレッシュとを行う場合における、本実施の形態に係る液体処理装置１００の動作について説明する。図５は、本実施の形態に係る液体処理装置１００における動作を示すフローチャートである。このフローチャートに従い、処理を行うことにより、第２の電極１０３に析出した析出物を除去し、第２の電極１０３を健全な状態に改善する。ここで、健全な状態とは、第２の電極１０３に析出物が析出していない、又は析出していても放電に支障のない程度であることを意味する。
【００８９】
まず、気体供給部１０５から供給された気体１１０により第１の電極１０２ａの金属電極部１２２を覆う気泡１１１が形成される。金属電極部１２２が気泡１１１で覆われた状態で、制御部１４０は、第１の電源１０４を制御し、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加させる。第１の電源１０４が印加する電圧は、例えば、第２の電極１０３を基準とし、第１の電極１０２ａに実効的に正の電圧が印加されるよう電圧を印加する。これにより、気泡１１１内で放電が起こる（Ｓ１）。この放電により、第１の電極１０２ａの金属電極部１２２の近傍から気泡１１１内にプラズマ１１２が発生する。このプラズマ１１２により、被処理水１０９中にＯＨラジカル等が生成され、これらの生成物が、被処理水１０９を除菌する又は被処理水１０９中に含まれる化学物質を分解する。
【００９０】
放電を継続していると、上記で説明したように第２の電極１０３近傍のｐＨが高くなることにより、第２の電極１０３に析出物が析出する。そこで、制御部１４０は第１の電源１０４を制御し、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に印加していた電圧を停止させる（Ｓ２）。
【００９１】
図６Ａは、本実施の形態に係る液体処理装置１００における電極リフレッシュ処理前の第２の電極１０３の様子を示す図である。つまり、ステップＳ２において第１の電源１０４が電圧印加を停止した時の第２の電極１０３の様子を示す図である。なお、電極リフレッシュについては、後述するステップＳ３で説明する。図６Ａは、本実施の形態に係る液体処理装置１００をＺ軸の正方向から観察した図である。図６Ａより、析出物１６０（破線内）は、第２の電極１０３の一部（先端部）に析出していることがわかる。
【００９２】
図７Ａは、電極リフレッシュ処理前の第２の電極１０３を拡大した図である。図７Ａより、第２の電極１０３の表面に析出物１６０（破線内）が析出していることがわかる。なお、図６Ａと図７Ａとで析出物１６０の形態が異なっているのは、被処理水１０９の組成によるものである。
【００９３】
次に、第２の電源１００４が、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に直流電圧を印加し、第２の電極１０３に析出した析出物を除去する電極リフレッシュを行う（Ｓ３）。例えば、ステップＳ１において第２の電極１０３を基準とし、第１の電極１０２ａに実効的に正の電圧が印加されるように第１の電源１０４の制御を行っていた場合におけるステップＳ３での制御部１４０の制御について説明する。その場合、制御部１４０はステップＳ３では、第２の電極１０３を基準とし、第３の電極１００３に実効的に負の電圧が印加されるように第２の電源１００４の制御を行う。つまり、制御部１４０は、ステップＳ１における第１の電極１０２ａとステップＳ３における第３の電極１００３とに、第２の電極１０３を基準として逆極性の電圧が印加されるように第２の電源１００４を制御する。これにより、ステップＳ１で高くなった第２の電極１０３近傍のｐＨは、ステップＳ３を行うことで低くなる。つまり、第２の電極１０３近傍の被処理水１０９の析出物に対する溶解濃度が高くなる。よって、第２の電極１０３に析出していた析出物が被処理水１０９中に再溶解する。また、ステップＳ３は、２つの電極間の電流が０．０５〜０．１Ａ程度の電流が流れる条件を実現できれば、数分の処理で十分である。
【００９４】
ただし、第２の電極１０３近傍のｐＨは低くなるが、第３の電極１００３近傍のｐＨは高くなるので、第３の電極１００３には析出物が析出する。そのため、第３の電極１００３は、定期的に交換されてもよい。
【００９５】
ステップＳ３の処理が終了すると、制御部１４０は、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に印加している電圧を停止させる。つまり、第２の電源１００４の電圧印加を停止させる（Ｓ４）。そして、被処理水１０９の処理の継続が必要である場合は、再度、ステップＳ１の放電工程を実施する。なお、本実施の形態の液体処理装置１００では、放電時間１０時間に対し、数分の電極リフレッシュ時間を設ければ、第２の電極１０３の析出物は除去できる。
【００９６】
図６Ｂは、本実施の形態に係る液体処理装置１００における電極リフレッシュ処理後の第２の電極１０３の様子を示す図である。つまり、ステップＳ４において第２の電源１００４が電圧印加を停止した時の第２の電極１０３の様子を示す図である。電極リフレッシュ処理前（図６Ａ参照）で析出していた析出物１６０は、ステップＳ３での電極リフレッシュ処理後には、除去されていることがわかる。これは、電極リフレッシュを行うことで、第２の電極１０３に析出物１６０が被処理水１０９中に再溶解したことを示している。
【００９７】
図７Ｂは、電極リフレッシュ処理した後の第２の電極１０３を拡大した図である。なお、電極リフレッシュ処理前は、図７Ａに示されている。図７Ｂにおいて、第２の電極１０３近傍を拡大しても析出物１６０は確認できないので、ステップＳ３での電極リフレッシュの効果が大きいことがわかる。
【００９８】
ここで、ステップＳ１を終了するタイミング、つまりステップＳ３を開始するタイミングについて説明する。ステップＳ１からステップＳ３への切り替えは、制御部１４０によって行われる。予め放電時間と第２の電極１０３への析出物の析出量、つまり放電時間と放電強度の関係がわかっている場合には、制御部１４０は、ステップＳ１の所定の放電時間の経過後、ステップＳ３に切り替えを行ってもよい。具体的には、放電時間が１０時間経過すると放電強度が低下することがわかっている場合には、制御部１４０は、ステップＳ１において第１の電源１０４に電圧を印加させ１０時間放電を行った後、第１の電源１０４の電圧の印加を停止させる。そして、ステップＳ３において第２の電源１００４に電圧を印加させ、電極リフレッシュを行う。なお、放電を行う時間は、これに限定されない。また、制御部１４０は、液体処理装置１００を使用している使用者の指示に基づいて、ステップＳ１を終了し、ステップＳ３を開始してもよい。又は定期的に例えば１日２回など電極リフレッシュを行う時刻及び回数を予め設定しておき、制御部１４０は、その設定に基づき電極リフレッシュを行ってもよい。また、それ以外の方法で切り替えを行ってもよい。
【００９９】
次に、図８を用いて、本実施の形態に係る液体処理装置１００における、初期及び電極リフレッシュを行った後の化学物質の分解速度について説明する。図８は、インディゴカーミンの初期分解特性（図８の黒丸）と、図５のフローチャートに従い放電及び電極リフレッシュ処理を合計１００時間行った後のインディゴカーミンの分解特性（図８の白丸）とを示す図である。横軸及び縦軸は、図４と同一である。ここで、初期とは本実施の形態に係る液体処理装置１００を用いて被処理水１０９の処理を開始した直後、つまり第２の電極１０３に析出物が析出していない状態のことである。
【０１００】
図８の結果より、図５のフローチャートに従い１００時間動作させた場合の分解特性は、初期の分解特性と同等の分解特性を維持できることがわかる。つまり、電極リフレッシュを行うことで、本実施の形態に係る液体処理装置１００は、１００時間動作させた後においても安定した水処理性能を維持できていることがわかる。ここで、安定したとは、プラズマ放電を継続しても、本実施の形態に係る液体処理装置１００を用いて被処理水１０９の処理を開始した直後、つまり第２の電極１０３に析出物が析出していない状態での水処理性能と同等の水処理性能を有することである。
【０１０１】
なお、図８における経過時間０分でのインディゴカーミン濃度は、初期の分解特性と図５のフローチャートに従い１００時間動作させた場合とで同じであり、初期の分解特性のみを表示している。また、図示していないが、ステップＳ３の電極リフレッシュを行わず１００時間連続で放電させた後のインディゴカーミンの分解特性は、経過時間とともにインディゴカーミン濃度は減少しづらくなる。つまり、電極リフレッシュを行っていない場合、インディゴカーミンを分解困難となる。これは、第２の電極１０３に析出物が析出することで第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間の抵抗が著しく高くなり、プラズマ放電の強度が弱くなることで、インディゴカーミンの分解能力が低下するためである。
【０１０２】
［１−３．効果など］
以上のように、本実施の形態に係る液体処理装置１００は、被処理水１０９を貯めるための筐体１０１と、筐体１０１内に少なくとも一部が配置される第１の電極１０２ａ、第２の電極１０３、及び第３の電極１００３と、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加する第１の電源１０４と、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に電圧を印加する第２の電源１００４と、を備え、第１の電源１０４は、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加することによって、被処理水１０９内に含まれる気泡１１１内で放電させて、プラズマ１１２を発生させる。
【０１０３】
これにより、本開示の液体処理装置１００は、第１の電源１０４が第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加することで放電させ、放電により発生したプラズマ１１２によってＯＨラジカル等を生成する。つまり、本開示の液体処理装置１００は、酸化力のある液体を生成できる。また、第２の電源１００４が第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に電圧を印加することで、第２の電極１０３に析出したＣａ又はＭｇを含む析出物を被処理水１０９中に再溶解させることができる。つまり、第２の電極に析出する析出物を除去することができる。これにより、本開示の液体処理装置１００によれば、第２の電極１０３に析出した析出物が原因で起こる第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間のインピーダンスの上昇を抑制することができる。つまり、インピーダンスが上昇することでプラズマ放電の安定性が低下することを抑制することができる。これにより、本開示の液体処理装置１００は酸化力がある液体の生成を維持することができるので、安定した水処理性能を維持できる。
【０１０４】
また、第２の電極１０３が、酸化されない材質で形成されている。
【０１０５】
これにより、第２の電極１０３の構成材料の酸化物が不動態を形成することで継続的に電流を流すことが不可能となることを抑制できる。
【０１０６】
また、さらに、制御部１４０を備え、制御部１４０は、第１の電源１０４に第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加させるにことよって、被処理水１０９内に含まれる気泡１１１内で放電させて、プラズマ１１２を発生させた後に、第２の電源１００４に第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に電圧を印加させることによって、第２の電極１０３をクリーニングさせる。
【０１０７】
これにより、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間での放電の後、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に電圧を印加することで、放電中に第２の電極１０３に析出した析出物を被処理水１０９中に再溶解させることができる。つまり、本開示の液体処理装置１００によれば、第２の電極１０３に析出する析出物を除去することができるので、第２の電極１０３に析出した析出物が原因で起こる、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間のインピーダンスの上昇を抑制することができる。これにより、本開示の液体処理装置１００は安定してプラズマ放電を継続することができる。つまり、本開示の液体処理装置１００は酸化力がある液体の生成を維持することができるので、安定した水処理性能を維持できる。
【０１０８】
また、本開示の一態様に係る液体処理方法は、プラズマ１１２を発生させることにより被処理水１０９を処理する液体処理装置１００の液体処理方法であって、液体処理装置１００は、被処理水１０９が流れる筐体１０１内に少なくとも一部が配置される第１の電極１０２ａ、第２の電極１０３、及び第３の電極１００３を備え、液体処理方法は、第１の電極１０２ａと第２の電極１０３との間に電圧を印加することによって、被処理水１０９内に含まれる気泡１１１内で放電させて、プラズマ１１２を発生させる放電工程（Ｓ１）と、放電工程の後に、第２の電極１０３と第３の電極１００３との間に電圧を印加することによって第２の電極１０３をクリーニングさせる電極リフレッシュ工程（Ｓ３）とを含む。
【０１０９】
これにより、本開示の液体処理方法によれば、液体処理装置１００と同様の効果を奏する。
【０１１０】
（実施の形態２）
以下、図９を用いて、実施の形態２を説明する。
【０１１１】
［２−１．構成］
本実施の形態に係る液体処理装置について説明する。本実施の形態では実施の形態１と異なる部分のみを説明し、実施の形態１と同一の部分については説明を省略する。図９は、本実施の形態に係る液体処理装置の電極ユニット１５０ｂの構成の一例を示す断面図である。図９に示すように、本実施の形態の電極ユニット１５０ｂは、第１の電極１０２ｂを覆うように配置された絶縁体２０６を備える。本実施の形態は、実施の形態１と比べて、第１の電極１０２ｂの形状、及び絶縁体２０６の配置が異なる。本実施の形態のその他の構成は、実施の形態１と同じである。以下、本実施の形態の電極ユニット１５０ｂについて説明する。
【０１１２】
［２−１−１．第１の電極及び絶縁体］
図９に示すように、本実施の形態の電極ユニット１５０ｂは、第１の電極１０２ｂと、絶縁体２０６とを備える。第１の電極１０２ｂは、中空の筒状の金属材料から形成される。第１の電極１０２ｂは、例えば、内径が０．４ｍｍであり、外径が０．６ｍｍであってもよい。第１の電極１０２ｂは、内部に気体１１０が供給される空間２０８を有する。
【０１１３】
また、絶縁体２０６は、第１の電極１０２ｂの外周面に接して配置されており、絶縁体２０６と第１の電極１０２ｂとの間に隙間は存在しない。第１の電極１０２ｂは、端面および内周面においてのみ金属が露出している。絶縁体２０６が隙間無く第１の電極１０２ｂの外周面に配置されることにより、第１の電極１０２ｂの外周面は被処理水１０９に直接接触しないようになっている。例えば、絶縁体２０６の肉厚は０．１ｍｍであってもよい。また、絶縁体２０６は、開口部２０７を有する。
【０１１４】
［２−２．動作］
本実施の形態に係る液体処理装置の動作について説明する。なお、実施の形態１と異なる部分のみを説明し、実施の形態１と同一の部分については説明を省略する。図５において、実施の形態１と異なるのは、ステップＳ１の放電工程であり、ステップＳ２〜Ｓ４は実施の形態１と同じである。以下、本実施の形態の放電工程について説明する。
【０１１５】
気体供給部１０５により、第１の電極１０２ｂの空間２０８に、気体１１０が供給される。供給された気体１１０が、絶縁体２０６の開口部２０７から筐体１０１の被処理水１０９中に連続的に放出されることにより、筐体１０１内の被処理水１０９中に、気泡１１１が形成される。気泡１１１は、絶縁体２０６の開口部２０７を、その内部の気体１１０で覆っている。気泡１１１は、絶縁体２０６の開口部２０７から一定距離にわたって形成される。よって、本実施の形態において、第１の電極１０２ｂの開口部２０７は、気泡１１１の発生部としても機能する。気体供給部１０５から供給される気体１１０の量を調整することにより、絶縁体２０６の開口部２０７の周辺、すなわち、第１の電極１０２ｂのうち金属が露出した端面が、気泡１１１内の気体１１０で覆われた状態を得ることができる。第１の電極１０２ｂの端面を覆う気泡１１１は、気泡１１１内の気体１１０とその周囲の被処理水１０９とが接触する気液界面は、液体中だけでなく、気泡１１１内の気体１１０と絶縁体２０６とが接触する界面によっても規定される。すなわち、気泡１１１を規定する気液界面は被処理水１０９中で「閉じて」いない。気泡１１１は、絶縁体２０６の開口部２０７付近で、絶縁体２０６と接している。前述のとおり、第１の電極１０２ｂの外側表面において、導電体は、開口部２０７付近の端面のみ露出している。そのため、この端面を覆う気泡１１１を発生させることにより、気泡１１１と絶縁体２０６とによって、第１の電極１０２ｂの外側表面は被処理水１０９から隔離される。また、第１の電極１０２ｂの内周面は、気泡１１１が形成されているときに、供給される気体１１０によって覆われているため、被処理水１０９に直接接触しない。
【０１１６】
次に、第１の電極１０２ｂの導電体露出部分が気泡１１１で覆われた状態で、制御部１４０は、第１の電源１０４に第１の電極１０２ｂと第２の電極１０３との間に電圧を印加させる。第１の電極１０２ｂと第２の電極１０３との間に電圧が印加されることにより、気泡１１１内で放電が起こり、第１の電極１０２ｂの近傍にプラズマ１１２が生成される。プラズマ１１２は気泡１１１の全体に広がるが、特に第１の電極１０２ｂの近傍で高濃度のプラズマ１１２が生成される。
【０１１７】
［２−３．効果］
本実施の形態に係る液体処理装置は、第１の電極１０２ｂを備える電極ユニット１５０ｂ、及び、第１の電極１０２ｂの中空部分の空間２０８に気体１１０を供給する気体供給部１０５を備える。これにより、本実施の形態に係る液体処理装置は、気体供給部１０５から供給された気体１１０により、絶縁体２０６の開口部２０７から気泡１１１を発生させることができる。そして、本実施の形態に係る液体処理装置は、被処理水１０９内に含まれる気泡１１１内で放電を起こし、プラズマ１１２を発生させることにより、ＯＨラジカル等を生成することができる。したがって、本実施の形態においても気泡１１１内に効率良くプラズマ１１２を発生させることができ、短時間で被処理水１０９の水処理を行うことができる。
【０１１８】
（実施の形態３）
以下、図１０を用いて、実施の形態３を説明する。
【０１１９】
［３−１．構成］
本実施の形態に係る液体処理装置について説明する。本実施の形態では実施の形態１と異なる部分のみを説明し、実施の形態１と同一の部分については説明を省略する。図１０は、本実施の形態に係る液体処理装置の電極ユニット１５０ｃの構成の一例を示す断面図である。図１０に示すように、本実施の形態の電極ユニット１５０ｃは、第１の電極１０２ｃ、保持ブロック３２１及び絶縁体３０６を備える。本実施の形態は、実施の形態１と比べて、第１の電極１０２ｃ及び絶縁体３０６の形状、並びに図示していないが気体供給部１０５を有していない点が異なる。本実施の形態のその他の構成は、実施の形態１と同じである。以下、本実施の形態の電極ユニット１５０ｃについて説明する。
【０１２０】
［３−１−１．第１の電極］
図１０に示すように、第１の電極１０２ｃは、金属電極部３２２と、金属固定部３２３とを備える。金属電極部３２２は、例えば直径２ｍｍの円柱状を有する。なお、金属電極部３２２の直径及び形状は、これに限定されない。
【０１２１】
第１の電極１０２ｃは、保持ブロック３２１に嵌合するように保持される。つまり、第１の電極１０２ｃと保持ブロック３２１との間に隙間は無く、保持ブロック３２１は第１の電極１０２ｃの外周面に配置される。また、第１の電極１０２ｃの金属固定部３２３は、実施の形態１の第１の電極１０２ａの金属固定部１２３とは異なり、貫通孔１２５を有していない。これにより、本実施の形態に係る液体処理装置は、外部から気体を供給することができない構造となっている。
【０１２２】
［３−１−２．絶縁体］
絶縁体３０６は、第１の電極１０２ｃの金属電極部３２２の周囲に空間３０８を形成するように配置され、絶縁性を有する。絶縁体３０６は、例えば、内径３ｍｍで外径が５ｍｍの円筒形状を有する。ただし、絶縁体３０６のサイズ及び形状は、これに限定されない。また、絶縁体３０６の中心軸と金属電極部１２２の中心軸とが一致するように配置されてもよい。つまり、空間３０８の中心軸と金属電極部３２２の中心軸とが一致するように配置されてもよい。
【０１２３】
絶縁体３０６は、開口部３０７を有する。開口部３０７の形状及び直径は、例えば、円柱状の孔であり、直径は０．７ｍｍである。ただし、開口部３０７の形状及び直径は、これに限定されない。開口部３０７の位置は、特に限定されない。また、開口部３０７は、絶縁体３０６に複数設けられてもよい。
【０１２４】
［３−２．動作］
本実施の形態に係る液体処理装置の動作について説明する。なお、実施の形態１と異なる部分のみを説明し、実施の形態１と同一の部分については説明を省略する。図５において、実施の形態１と異なるのは、ステップＳ１の放電工程であり、ステップＳ２〜Ｓ４は実施の形態１と同じである。以下、本実施の形態の放電工程について説明する。
【０１２５】
まず、被処理水１０９を処理する前において、第１の電極１０２ｃの金属電極部３２２と絶縁体３０６とで形成された空間３０８は、被処理水１０９で満たされた状態である。つまり、第１の電極１０２ｃと第２の電極１０３との間に、被処理水１０９によって電流パスが形成されている（導通している）。この状態で、制御部１４０が第１の電源１０４を制御し、第１の電極１０２ｃと第２の電極１０３との間に電圧が印加されると、被処理水１０９を介して電極間に電流が流れる。電流が流れることによって熱が発生し、発生した熱によって、被処理水１０９が気化することで、気体が発生する。つまり、本実施の形態に係る液体処理装置は、気体供給部１０５から気体１１０を供給しなくても、被処理水１０９を気化させることで気体を生成することができる。
【０１２６】
この気体が開口部３０７を通るときに、開口部３０７内の被処理水１０９が気体に置き換わる。これにより、第１の電極１０２ｃと第２の電極１０３との間に形成された電流パスが分断されて（絶縁されて）、気体中で放電が起き、プラズマ１１２が生成される。このプラズマ１１２により、被処理水１０９中にＯＨラジカル等が生成され、これらの生成物が、被処理水１０９を除菌する又は被処理水１０９中に含まれる化学物質を分解する。
【０１２７】
［３−３．効果］
本実施の形態に係る液体処理装置は、第１の電極１０２ｃと絶縁体３０６とを備える電極ユニット１５０ｃ、制御部１４０及び第１の電源１０４を有する。これにより、第１の電極１０２ｃと絶縁体３０６とで形成された空間３０８が被処理水１０９で満たされている状態で、制御部１４０は第１の電源１０４を制御し、第１の電極１０２ｃと第２の電極１０３との間に電圧を印加させる。そして、電圧が印加された被処理水１０９を気化させることで気泡１１１を生成する。つまり、第１の電源１０４は、第１の電極１０２ｃと第２の電極１０３との間に電圧を印加することによって被処理水１０９を気化させて気泡１１１を生成する。
【０１２８】
これにより、生成した気泡１１１内で放電を起こし、プラズマ１１２を発生させることにより、ＯＨラジカル等を生成することができる。よって、気体供給部１０５を有しない簡易な構成でプラズマ１１２を発生させ、被処理水１０９の水処理をすることができる。
【０１２９】
（実施の形態４）
以下、図１１を用いて、実施の形態４を説明する。
【０１３０】
［４−１．構成］
本実施の形態では実施の形態１と異なる部分のみを説明し、実施の形態１と同一の部分については説明を省略する。図１１は、本実施の形態に係る液体処理装置２００の全体構成の一例を示す概略図である。図１１に示すように、本実施の形態に係る液体処理装置２００は、筐体４０１、第１の電極１０２ｄと保持ブロック４２１と絶縁体４０６とを有する電極ユニット１５０ｄ、及び第２の電極１０３ｄを備える。本実施の形態は、実施の形態１と比べて、筐体４０１、電極ユニット１５０ｄ及び第２の電極１０３ｄの形状及び配置が異なる。また、気体供給部１０５を有していない点も異なる。本実施の形態のその他の構成は、実施の形態１と同じである。以下、本実施の形態に係る液体処理装置２００について説明する。
【０１３１】
［４−１−１．筐体］
図１１に示すように、例えば、被処理水１０９は筐体４０１内を上流側（矢印１３０）から下流側（矢印１３１）に向かって流れる。つまり、筐体４０１は、被処理水１０９の流路を形成する。筐体４０１内は、例えば、被処理水１０９で満たされている。具体的には、筐体４０１は、例えば、被処理水１０９が流れる配管などである。なお、被処理水１０９は、流水（動水）である必要はなく、静水でもよい。つまり、筐体４０１は、被処理水を貯めるため空間を形成するのもであってもよい。
【０１３２】
筐体４０１は、管状の部材であれば、いずれの形状又はサイズによって構成されてもよい。筐体４０１の断面は、例えば、方形、三角形、又はその他の多角形であってもよい。
【０１３３】
また、感電を防止するため、筐体４０１は接地されてもよい。
【０１３４】
［４−１−２．電極ユニット］
次に、液体処理装置２００における、第１の電極１０２ｄを含む電極ユニット１５０ｄについて説明する。図１１に示す電極ユニット１５０ｄは、第１の電極１０２ｄと、絶縁体４０６と、保持ブロック４２１とを備える。
【０１３５】
［４−１−２−１．第１の電極］
第１の電極１０２ｄは、プラズマ１１２を生成するときの反応電極として機能する。第１の電極１０２ｄは、保持ブロック４２１によって保持された、例えば、円柱状の電極である。例えば、第１の電極１０２ｄの径は１ｍｍである。なお、第１の電極１０２ｄの形状及び径は、これに限定されない。例えば、第１の電極１０２ｄの形状は、角柱状、球状又は円錐状などでもよい。
【０１３６】
第１の電極１０２ｄは、保持ブロック４２１に嵌合するように保持される。つまり、第１の電極１０２ｄと保持ブロック４２１との間に隙間は無く、保持ブロック４２１は第１の電極１０２ｄの外周面に配置される。また、第１の電極１０２ｄは、実施の形態１の第１の電極１０２ａとは異なり、貫通孔１２５を有していない。これにより、本実施の形態に係る液体処理装置２００は、外部から気体を供給することができない構造となっている。また、第１の電極１０２ｄの端面の一部は、開口部４０７と接している。
【０１３７】
なお、図１１では第１の電極１０２ｄが３つ配置されている例を示しているが、これに限定されない。第１の電極１０２ｄは、１つでもよく、また４つ以上配置されてもよい。
【０１３８】
［４−１−２−２．絶縁体］
絶縁体４０６は、第１の電極１０２ａと被処理水１０９が流れる筐体１０１内の空間との間に配置された絶縁性を有する板材である。つまり、絶縁体４０６の一面は、被処理水１０９に接している（以降、被処理水１０９に接する絶縁体４０６の面を主面とする）。例えば、厚さが０．３ｍｍ、縦及び横がそれぞれ３ｃｍの略矩形の平板である。なお、絶縁体４０６の形状及び厚みは、これに限定されない。
【０１３９】
絶縁体４０６は保持ブロック４２１と対向するように配置される。具体的には、絶縁体４０６と保持ブロック４２１とは接するように配置される。
【０１４０】
絶縁体４０６は、開口部４０７を有する。開口部４０７の形状は、例えば、円柱状の孔である。例えば、孔の径は、１０μｍ以上２５０μｍ以下である。また、開口部４０７の中心軸と第１の電極１０２ｄの中心軸とが一致するように配置されてもよい。
【０１４１】
［４−１−２−３．保持ブロック］
保持ブロック４２１は、第１の電極１０２ｄと接続されており、第１の電極１０２ｄを保持する絶縁性の保持体の一例である。保持ブロック４２１は、例えば、略矩形の平板である。なお、保持ブロック４２１の形状は、これに限らず、円板、楕円板などいかなるものでもよい。また、保持ブロック４２１は、平板に限らず、湾曲した板でもよい。
【０１４２】
保持ブロック４２１は、厚み方向に貫通した孔を有している。孔は第１の電極１０２ｄを保持するための貫通孔である。
【０１４３】
また、例えば、第１の電極１０２ｄが絶縁体４０６に固定されていれば、保持ブロック４２１は、必ずしも必須ではない。
【０１４４】
［４−１−３．第２の電極］
第２の電極１０３ｄはプラズマを生成するときの第１の電極１０２ｄに対する対向電極として機能する。第２の電極１０３ｄは、被処理水１０９が流れる筐体４０１内の空間に配置される。第２の電極１０３ｄは、筐体４０１内の空間に入れられた被処理水１０９と接触する位置に配置される。本実施の形態では、第２の電極１０３ｄは、絶縁体４０６の主面に、絶縁体４０６と接触して配置される。
【０１４５】
第２の電極１０３ｄは、開口部４０７を囲むように形成される。つまり、第２の電極１０３ｄの形状は、円環状である。第２の電極１０３ｄは、円環の中心と開口部４０７の中心軸とが一致するように配置されてもよい。
【０１４６】
図１１では第２の電極１０３ｄは３つ配置されている例を示している。つまり、第２の電極１０３ｄは、第１の電極１０２ｄと同数配置される。
【０１４７】
［４−２．動作］
本実施の形態に係る液体処理装置２００の動作について説明する。なお、実施の形態１と異なる部分のみを説明し、実施の形態１と同一の部分については説明を省略する。図５において、実施の形態１と異なるのは、ステップＳ１の放電工程であり、ステップＳ２〜Ｓ４は実施の形態１と同じである。以下、本実施の形態の放電工程について説明する。
【０１４８】
制御部１４０が第１の電源１０４を制御し、第１の電極１０２ｄと第２の電極１０３ｄとの間に電圧が印加されると、被処理水１０９は開口部４０７に浸入する（図１１を参照）。例えば、第１の電極１０２ｄと第２の電極１０３ｄとの間に電圧が印加されることで、第１の電極１０２ｄと第２の電極１０３ｄとの間に電界が発生し、被処理水１０９に分極が生じる。これにより、被処理水１０９は、第１の電極１０２ｄに引っ張られて開口部４０７内に浸入する。
【０１４９】
開口部４０７に浸入した被処理水１０９は、第１の電極１０２ｄと接する。これにより、第１の電極１０２ｄと第２の電極１０３ｄとの間に、開口部４０７に浸入した被処理水１０９によって電流パスが形成される。
【０１５０】
電流パスが形成されると、第１の電極１０２ｄと第２の電極１０３ｄとの間に電流が流れることによって熱が発生する。発生した熱によって、開口部４０７から浸入した被処理水１０９が気化することで、気体が発生する。つまり、本実施の形態に係る液体処理装置２００は気体供給部１０５から気体１１０を供給しなくても、被処理水１０９を気化させることで気体を生成する。
【０１５１】
被処理水１０９が気化することで発生した気体が第１の電極１０２ｄの端面を覆うことで、第１の電極１０２ｄと第２の電極１０３ｄとの間に形成された電流パスが分断されて、気体中で放電が起き、プラズマ１１２が生成される。このプラズマ１１２により、被処理水１０９中にＯＨラジカル等が生成され、これらの生成物が、被処理水１０９を除菌する又は被処理水１０９中に含まれる化学物質を分解する。
【０１５２】
［４−３．効果］
本実施の形態に係る液体処理装置２００は、第１の電極１０２ｄと絶縁体４０６とを有する電極ユニット１５０ｄ、及び第２の電極１０３ｄを備える。これにより、本実施の形態に係る液体処理装置２００は、第１の電極１０２ｄに被処理水１０９が接している状態で、第１の電極１０２ｄと第２の電極１０３ｄとの間に電圧を印加し被処理水１０９を気化させる。そして、被処理水１０９が気化することで発生した気体は、絶縁体４０６が有する開口部４０７内に気泡１１１を生成する。つまり、第１の電源１０４は、第１の電極１０２ｄと第２の電極１０３ｄとの間に電圧を印加することによって被処理水１０９を気化させて気泡１１１を生成する。これにより、実施の形態３と同様の効果を奏する。
【０１５３】
（他の実施の形態）
以上、１つ又は複数の態様に係る液体処理装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの及び異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
【０１５４】
例えば、上記の実施の形態１〜４では、それぞれ異なる電極ユニット１５０ａ〜１５０ｄを説明したが、これに限定されない。第１の電極１０２ａ〜１０２ｄを含む電極ユニット１５０ａ〜１５０ｄは、被処理水１０９中にプラズマ１１２を発生させることによってラジカルを生成可能な構成であればよい。
【０１５５】
また、上記で示された第１の電極１０２ａ〜１０２ｄの長手方向は、筐体１０１内を被処理水１０９が流れる方向に対して直交するように配置されているが、本開示の液体処理装置１００、２００の第１の電極１０２ａ〜１０２ｄは、任意の角度で筐体１０１に配置されてもよい。例えば、第１の電極１０２ａ〜１０２ｄは、筐体１０１内を被処理水１０９が流れる方向に対して、第１の電極１０２ａ〜１０２ｄの長手方向が非平行となるように配置されてもよい。
【０１５６】
これにより、電極ユニット１５０ａ〜１５０ｄの配置を変えることで、液体処理装置の形状及び大きさを調整できる。よって、使用用途などにより液体処理装置の形状及び大きさに制約がある場合においても、本開示の液体処理装置１００、２００を使用することができる。
【０１５７】
また、放電の後に第２の電極１０３、１０３ｄをリフレッシュする工程（ステップＳ３）を設けたが、第２の電極１０３、１０３ｄをリフレッシュする工程の後に、さらに第３の電極１００３をリフレッシュする工程（第２リフレッシュ工程）を設けてもよい。具体的には、ステップＳ３では、制御部１４０は、第２の電源１００４を制御し、第２の電極１０３、１０３ｄを基準として第３の電極１００３に実効的に負の電圧を印加させる。ステップＳ３の後の第２リフレッシュ工程では、制御部１４０は、第２の電源１００４を制御し、第２の電極１０３、１０３ｄを基準として第３の電極１００３に実効的に正の電圧を印加させる。つまり、第２リフレッシュ工程では、ステップＳ３において第２の電極１０３、１０３ｄと第３の電極１００３との間に印加された電圧と逆極性の電圧が印加される。
【０１５８】
これにより、ステップＳ３において第３の電極１００３近傍のｐＨが高くなったことにより第３の電極１００３に析出した析出物を、第２の電極１０３、１０３ｄを基準として第３の電極１００３にステップＳ３と逆極性の電圧を印加することで除去できる。つまり、第２の電極１０３、１０３ｄと第３の電極１００３との間のインピーダンスの上昇を抑制することができる。よって、ステップＳ３での第２の電極１０３、１０３ｄに対するクリーニング効果を維持できる。また、第３の電極１００３の寿命を延ばすことができ、第３の電極１００３の交換頻度を少なくできる。
【０１５９】
また、図５のステップＳ１〜Ｓ４の切り替えにおいて、ｐＨを検知するセンサを用いてセンサが検知したｐＨが所定値以上となった場合にステップＳ１（放電工程）を終了し、ステップＳ３（電極リフレッシュ工程）を開始してもよい。
【０１６０】
これにより、第２の電極１０３、１０３ｄ近傍のｐＨが所定値以上となることがなくなり、第２の電極１０３、１０３ｄに析出する析出物の量がある一定量以上析出しなくなる。これにより、一定以上の放電強度を保った状態で放電を行うことができる。
【０１６１】
また、制御部１４０は、第１の電源１０４と第２の電源１００４とを制御するとしたが、これに限定されない。例えば、制御部１４０は、第１の電源１０４と第２の電源１００４とに加えて、気体供給部１０５を制御してもよい。
【０１６２】
これにより、制御部１４０は第１の電源１０４を制御している時に気体供給部１０５から気体１１０を供給させ、第２の電源１００４を制御している時に気体供給部１０５からの気体１１０の供給を停止させることができる。つまり、気体１１０が必要ではない場合に、気体供給部１０５の動作を停止できるので、省エネルギーにつながる。
【０１６３】
また、第３の電極１００３は１つ設置されている例について説明したが、これに限定されない。第３の電極１００３は、複数設置されてもよい。例えば、第２の電極１０３、１０３ｄが複数設置されている場合、第３の電極１００３は第２の電極１０３、１０３ｄと同数設置されてもよい。
【０１６４】
これにより、第２の電極１０３、１０３ｄが複数ある場合でも、第２の電極１０３、１０３ｄのそれぞれとそれに対応する第３の電極１００３との距離を略一定に保つことができる。よって、第２の電極１０３、１０３ｄのそれぞれの析出物の除去度合いを略等しくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
本開示の一態様に係る液体処理装置は、例えば、空調機、加湿器、電気剃刀洗浄器、食器洗浄器、水耕栽培用処理装置、養液循環装置、洗浄便座、浄水器、洗濯機、ポット、難分解物質の分解装置又は空気清浄機などの用途に有用である。
【符号の説明】
【０１６６】
１００、２００  液体処理装置
１０１、４０１  筐体
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ  第１の電極
１０３、１０３ｄ  第２の電極
１０４  第１の電源
１０５  気体供給部
１０６、２０６、３０６、４０６  絶縁体
１０７、２０７、３０７、４０７  開口部
１０８、２０８、３０８  空間
１０９  被処理水
１１０  気体
１１１  気泡
１１２  プラズマ
１２１、３２１、４２１  保持ブロック
１２２、３２２  金属電極部
１２３、３２３  金属固定部
１２４  ネジ部
１２５  貫通孔
１２６  ネジ部
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ  電極ユニット
１００３  第３の電極
１００４  第２の電源
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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