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1. WO2020110913 - DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'EAU

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明 細 書

発明の名称 水処理装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020  

図面の簡単な説明

0021  

発明を実施するための形態

0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091  

産業上の利用可能性

0092  

符号の説明

0093  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

明 細 書

発明の名称 : 水処理装置

技術分野

[0001]
 本開示は、水処理装置に関するものである。

背景技術

[0002]
 特許文献1には、放電装置が開示されている。この放電装置は、放電によって被処理水中に殺菌因子を発生させる水処理装置である。
[0003]
 特許文献1の水処理装置(放電装置)では、処理槽の内部が仕切板によって二つのレーンに仕切られ、仕切板に放電用の貫通孔が形成される。そして、各レーンに一つずつ設けられた電極に電圧を印加すると、仕切板の貫通孔に気泡が形成され、その気泡中で放電が生起して被処理水中に殺菌因子が発生する。特許文献1の水処理装置では、外部から供給された被処理水が二つのレーンに分配される。つまり、この水処理装置では、被処理水の流通経路において、二つのレーンが並列に配置される。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2015-188844号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 被処理水の流通経路において二つのレーンが並列に配置された従来の水処理装置では、二つのレーンに供給される被処理水の流量を均等化するための機構(例えば、流量調節弁)が必要となる。このため、水処理装置の構成の複雑化や製造コストの上昇を招くおそれがあった。
[0006]
 本開示の目的は、水処理装置の構成を簡素化することにある。

課題を解決するための手段

[0007]
 本開示の第1の態様は、電気絶縁性の仕切板(23,25)と該仕切板(23,25)によって仕切られた第1槽(16a)及び第2槽(16b)とを有して被処理水を貯留する水処理槽(15)と、上記第1槽(16a)の上記被処理水に接する第1電極(13a)と、上記第2槽(16b)の上記被処理水に接する第2電極(13b)と、上記第1電極(13a)と上記第2電極(13b)に電圧を印加する電源(12)とを備え、上記仕切板(23,25)には、該仕切板(23,25)を貫通して水中に位置する放電孔(27)が形成され、上記放電孔(27)に形成された気泡中で放電を生起させることによって、上記第1槽(16a)及び上記第2槽(16b)の被処理水中で殺菌成分を生成させる水処理装置(10)を対象とする。そして、上記第1槽(16a)と上記第2槽(16b)のうち上記第1槽(16a)だけに上記被処理水を導入する導入通路(41)と、上記第1槽(16a)から上記第2槽(16b)へ上記被処理水を流す中間通路(42)と、上記第1槽(16a)と上記第2槽(16b)のうち上記第2槽(16b)だけから上記被処理水を導出する導出通路(43)と、上記中間通路(42)に設けられて上記第1槽(16a)の上記被処理水と上記第2槽(16b)の上記被処理水を電気的に絶縁する中間絶縁部(32)とを備えるものである。
[0008]
 第1の態様の水処理装置(10)において、導入通路(41)から第1槽(16a)へ流入した被処理水は、中間通路(42)の中間絶縁部(32)を通過後に第2槽(16b)へ流入し、その後に導出通路(43)を流れる。つまり、この態様の水処理装置(10)では、被処理水の流通経路において、第1槽(16a)と中間絶縁部(32)と第2槽(16b)が直列に配置される。そのため、この態様の水処理装置(10)では、第1槽(16a)と第2槽(16b)のそれぞれにおける被処理水の流量が一致する。従って、この態様によれば、従来は必要であった“第1槽と第2槽のそれぞれにおける被処理水の流量を均等化するための機構”を省略でき、水処理装置(10)の構成を簡素化できる。
[0009]
 本開示の第2の態様は、上記第1の態様において、上記導入通路(41)と、上記中間通路(42)と、上記導出通路(43)と、上記水処理槽(15)と、上記中間絶縁部(32)とが、被処理水が流通する水通路(40)を構成し、上記水通路(40)は、該水通路(40)の終端または該水通路(40)の両端だけにおいて大気に開放される気密構造となっているものである。
[0010]
 第2の態様では、水通路(40)が気密構造となる。このため、水通路(40)の始端に被処理水を押し込むか、水通路(40)の終端から被処理水を吸い出せば、水通路(40)の全体において被処理水を流通させることが可能となる。
[0011]
 本開示の第3の態様は、上記第1又は第2の態様において、上記導入通路(41)に設けられて、上記第1槽(16a)へ流入する被処理水と上記第1槽(16a)の被処理水を電気的に絶縁する入口側絶縁部(31,35)と、上記導出通路(43)に設けられて、上記第2槽(16b)の被処理水と上記第2槽(16b)から流出した被処理水を電気的に絶縁する出口側絶縁部(33)とを備えるものである。
[0012]
 第3の態様では、水処理装置(10)に入口側絶縁部(31,35)と出口側絶縁部(33)とが設けられる。このため、水処理槽(15)の内部の被処理水と水処理槽(15)の外部の被処理水が電気的に絶縁され、水処理槽(15)の外部への電流の漏洩を防止できる。
[0013]
 本開示の第4の態様は、上記第2の態様において、上記水通路(40)において上記被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備え、上記送水ポンプ(50)は、上記被処理水と空気の両方を搬送可能に構成されるものである。
[0014]
 第4の態様では、被処理水と空気の両方を搬送可能な送水ポンプ(50)が、水処理装置(10)に設けられる。このため、送水ポンプ(50)を用いることによって、気密構造の水通路(40)に空気を導入できる。そして、送水ポンプ(50)を用いて水通路(40)へ空気を供給して水通路(40)から被処理水を排出することによって、水通路(40)に被処理水が殆ど残存しない状態を作り出すことが可能となる。従って、この態様では、送水ポンプ(50)を用いて水通路(40)から被処理水を抜き取ることが可能となり、水処理装置(10)の保守作業に要する工数を削減できる。
[0015]
 本開示の第5の態様は、上記第2の態様において、上記導出通路(43)に設けられて上記被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備えるものである。
[0016]
 第5の態様では、導出通路(43)に設けられた送水ポンプ(50)が被処理水を吸い込む。このため、水通路(40)のうち送水ポンプ(50)の上流側に位置する部分では、そこを流れる被処理水の圧力が大気圧よりも若干低くなる。従って、この態様によれば、水通路(40)のうち送水ポンプ(50)の上流側に位置する部分からの被処理水の漏洩を抑えることができる。
[0017]
 本開示の第6の態様は、上記第1~第3の態様のいずれか一つにおいて、上記被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備え、上記中間絶縁部(32)は、該中間絶縁部(32)に流入した上記被処理水を液滴化することによって、上記第1槽(16a)の上記被処理水と上記第2槽(16b)の上記被処理水を電気的に絶縁するように構成され、上記送水ポンプ(50)は、上記被処理水を断続的に搬送するものである。
[0018]
 第6の態様では、送水ポンプ(50)が作動することによって、水通路(40)を被処理水が流れる。送水ポンプ(50)は、被処理水を(連続的ではなく)断続的に搬送する。このため、中間絶縁部(32)には被処理水が断続的に流入することとなり、中間絶縁部(32)において被処理水が液滴化しやすくなる。その結果、中間絶縁部(32)を小型化できる。
[0019]
 本開示の第7の態様は、上記第1~第3の態様のいずれか一つにおいて、チューブポンプにより構成されて上記被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備えるものである。
[0020]
 第7の態様では、チューブポンプである送水ポンプ(50)が作動することによって、水通路(40)を被処理水が流れる。

図面の簡単な説明

[0021]
[図1] 図1は、実施形態1の水処理装置の加湿装置における設置状態を示す配管図である。
[図2] 図2は、実施形態1の水処理装置の構成を示す配管系統図である。
[図3] 図3は、実施形態1の放電水槽の要部の拡大図である。
[図4] 図4は、実施形態1の放電板の要部の拡大図である。
[図5] 図5は、実施形態1の水処理装置に設けられた送水ポンプの概略構成を示す断面図である。
[図6] 図6は、実施形態2の水処理装置の構成を示す配管系統図である。
[図7] 図7は、その他の実施形態の第3変形例の水処理装置の加湿装置における設置状態を示す配管図である。
[図8] 図8は、その他の実施形態の第4変形例の水処理装置の加湿装置における設置状態を示す配管図である。
[図9] 図9は、その他の実施形態の第5変形例の水処理装置の加湿装置における設置状態を示す配管図である。

発明を実施するための形態

[0022]
 本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[0023]
 《実施形態1》
 実施形態1について説明する。本実施形態の水処理装置(10)は、空気調和用の加湿器に設けられ、加湿用の水を浄化する。
[0024]
 図1に示すように、本実施形態の水処理装置(10)は、本体ユニット(11)と送水ポンプ(50)とを備える。この水処理装置(10)には、加湿用の水を貯留する加湿器の水タンク(90)に接続される。そして、水処理装置(10)は、水タンク(90)との間を循環する水である被処理水を浄化する。
[0025]
  -本体ユニット-
 図2に示すように、水処理装置(10)の本体ユニット(11)は、水処理槽である放電水槽(15)と、導入通路(41)と、中間通路(42)と、導出通路(43)とを備える。放電水槽(15)と、導入通路(41)と、中間通路(42)と、導出通路(43)とは、被処理水が流通する水通路(40)を構成する。本体ユニット(11)では、導入通路(41)に入口側絶縁筒(31)が、中間通路(42)に中間絶縁筒(32)が、導出通路(43)に出口側絶縁筒(33)が、それぞれ設けられる。また、本体ユニット(11)は、電源を備える。
[0026]
   〈放電水槽〉
 放電水槽(15)は、水槽本体(20)を備える。水槽本体(20)は、上面が閉塞された密閉容器状の部材である。この水槽本体(20)は、中空の直方体状に形成され、底壁部(21)と上壁部(22)とを有する。
[0027]
 水槽本体(20)には、中央隔壁(23)が設けられる。中央隔壁(23)は、底壁部(21)から上壁部(22)に亘る平板状の部分であって、水槽本体(20)の幅方向(図2における左右方向)の中央部に配置される。水槽本体(20)の内部空間は、中央隔壁(23)によって、第1槽(16a)と第2槽(16b)に仕切られる。水槽本体(20)及び中央隔壁(23)の材質は、電気絶縁性の樹脂である。
[0028]
 中央隔壁(23)の下部には、中央隔壁(23)を厚さ方向に貫通する貫通孔(24)が形成される。図3に示すように、貫通孔(24)の各端部は、中央隔壁(23)の表面に向かって次第に拡径するテーパー形状に形成される。
[0029]
 中央隔壁(23)には、放電部材(25)が設けられる。放電部材(25)は、放電板(26)と、ホルダーリング(28)とを備える。中央隔壁(23)と放電部材(25)は、第1槽(16a)と第2槽(16b)を仕切る電気絶縁性の仕切板(23,25)を構成する。
[0030]
 放電板(26)は、例えばセラミックス等の電気絶縁材料で構成された円板状の部材である。なお、セラミックスは、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ジルコニア又はアルミナである。放電板(26)には、その略中央に微小な放電孔(27)が形成されている。放電孔(27)は、直径が0.1mm程度の円形の貫通孔であって、放電中の電気抵抗が数MΩとなるように設計されている。
[0031]
 ホルダーリング(28)は、例えばシリコンゴム等の電気絶縁材料で構成されたリング状(あるいはドーナツ状)の部材である。ホルダーリング(28)は、放電板(26)の周囲を囲むように放電板(26)に取り付けられる。
[0032]
 放電部材(25)は、中央隔壁(23)の貫通孔(24)を横断するように配置される。具体的に、放電部材(25)は、ホルダーリング(28)が中央隔壁(23)に埋設され、放電板(26)が中央隔壁(23)の貫通孔(24)を横断する。つまり、中央隔壁(23)の貫通孔(24)は、放電部材(25)によって閉塞される。そして、中央隔壁(23)によって仕切られた第1槽(16a)と第2槽(16b)は、放電部材(25)の放電孔(27)だけを介して連通する。
[0033]
 放電水槽(15)は、第1槽(16a)に第1電極(13a)が設けられ、第2槽(16b)に第2電極(13b)が設けられる。第1電極(13a)及び第2電極(13b)は、例えば耐腐食性の高い金属材料からなる細長い長方形板状の部材である。第1電極(13a)及び第2電極(13b)は、それぞれの長手方向が上下方向となる姿勢で配置される。第1電極(13a)及び第2電極(13b)は、電源(12)に電気的に接続される。水処理装置(10)の作動中は、第1電極(13a)が第1槽(16a)の被処理水と接し、第2電極(13b)が第2槽(16b)の被処理水と接する。
[0034]
   〈絶縁筒〉
 入口側絶縁筒(31)、中間絶縁筒(32)、及び出口側絶縁筒(33)のそれぞれは、両端が閉塞された中空の円筒状の部材である。つまり、各絶縁筒(31,32,33)は、密閉容器状の部材である。各絶縁筒(31,32,33)は、それぞれの軸方向が実質的に鉛直方向となる姿勢(つまり、起立した姿勢)で配置される。入口側絶縁筒(31)は入口側絶縁部を構成し、中間絶縁筒(32)は中間絶縁部を構成し、出口側絶縁筒(33)は出口側絶縁部を構成する。
[0035]
 各絶縁筒(31,32,33)は、上端部に被処理水の流入口(31a,32a,33a)が形成され、下端部に被処理水の流出口(31b,32b,33b)が形成される。各絶縁筒(31,32,33)は、流入口(31a,32a,33a)から流入した被処理水を水滴化して落下させるように構成される。落下する水滴の間には、空気が存在する。このため、各絶縁筒(31,32,33)では、流入口(31a,32a,33a)へ流入する被処理水と、流出口(31b,32b,33b)から流出する被処理水とが電気的に絶縁される。
[0036]
   〈導入通路、中間通路、導出通路〉
 導入通路(41)、中間通路(42)、及び導出通路(43)のそれぞれは、被処理水を流すための配管によって構成された通路である。また、導入通路(41)、中間通路(42)、及び導出通路(43)は、それぞれが上流側通路(41a,42a,43a)と下流側通路(41b,42b,43b)とを備える。
[0037]
 導入通路(41)の上流側通路(41a)は、入口側絶縁筒(31)の流入口(31a)に接続する。この上流側通路(41a)は、加湿器の水タンク(90)から送られてきた被処理水を、入口側絶縁筒(31)へ導入する。導入通路(41)の下流側通路(41b)は、一端が入口側絶縁筒(31)の流出口(31b)に接続し、他端が放電水槽(15)に接続する。下流側通路(41b)の他端は、水槽本体(20)の底壁部(21)を貫通して第1槽(16a)に開口する。この下流側通路(41b)は、入口側絶縁筒(31)から流出した被処理水を、放電水槽(15)の第1槽(16a)へ導入する。
[0038]
 中間通路(42)の上流側通路(42a)は、一端が放電水槽(15)に接続し、他端が中間絶縁筒(32)の流入口(32a)に接続する。上流側通路(42a)の一端は、水槽本体(20)の上壁部(22)を貫通して第1槽(16a)に開口する。この上流側通路(42a)は、放電水槽(15)の第1槽(16a)から流出した被処理水を、中間絶縁筒(32)へ導入する。中間通路(42)の下流側通路(42b)は、一端が中間絶縁筒(32)の流出口(32b)に接続し、他端が放電水槽(15)に接続する。下流側通路(42b)の他端は、水槽本体(20)の底壁部(21)を貫通して第2槽(16b)に開口する。この下流側通路(42b)は、中間絶縁筒(32)から流出した被処理水を、放電水槽(15)の第2槽(16b)へ導入する。
[0039]
 導出通路(43)の上流側通路(43a)は、一端が放電水槽(15)に接続し、他端が出口側絶縁筒(33)の流入口(33a)に接続する。上流側通路(43a)の一端は、水槽本体(20)の上壁部(22)を貫通して第2槽(16b)に開口する。この上流側通路(43a)は、放電水槽(15)の第2槽(16b)から流出した被処理水を、出口側絶縁筒(33)へ導入する。導出通路(43)の下流側通路(43b)は、一端が出口側絶縁筒(33)の流出口(33b)に接続する。また、下流側通路(43b)には、送水ポンプ(50)が設けられる。この下流側通路(43b)は、出口側絶縁筒(33)から流出した被処理水を、加湿器の水タンク(90)へ送り返す。
[0040]
   〈水通路〉
 本実施形態の水処理装置(10)において、水通路(40)では、放電水槽(15)の水槽本体(20)に導入通路(41)、中間通路(42)、及び導出通路(43)が接続すると共に、導入通路(41)、中間通路(42)、及び導出通路(43)のそれぞれ絶縁筒(31,32,33)が設けられる。水槽本体(20)の第1槽(16a)及び第2槽(16b)と、入口側絶縁筒(31)と、中間絶縁筒(32)と、出口側絶縁筒(33)とのそれぞれは、それぞれに接続する配管だけを介して水と空気が出入りできる密閉容器である。従って、水通路(40)は、加湿器の水タンク(90)に接続する両端だけにおいて大気に開放された気密構造となる。
[0041]
 また、本実施形態の水通路(40)では、入口側絶縁筒(31)と、水槽本体(20)の第1槽(16a)と、中間絶縁筒(32)と、水槽本体(20)の第2槽(16b)と、出口側絶縁筒(33)とが順に直列に接続される。つまり、本実施形態の水処理装置(10)では、被処理水の流通経路において、水槽本体(20)の第1槽(16a)と第2槽(16b)が直列に配置される。
[0042]
   〈電源/power supply〉
 電源(12)は、第1電極(13a)と第2電極(13b)に高電圧(例えば、6kV程度の電圧)を印加する交番型電源である。この電源(12)は、第1電極(13a)と第2電極(13b)に対して、正負が入れ替わる交番波形の電圧を印加する。電源(12)が第1電極(13a)と第2電極(13b)に印加する電圧の交番波形は、正極側と負極側の割合が等しい方形波である。
[0043]
  -送水ポンプ-
 図5に示すように、本実施形態の送水ポンプ(50)は、いわゆるチューブポンプである。この送水ポンプ(50)は、ポンプボディ(51)と、ポンプチューブ(53)と、ローター(54)とを一つずつ備える。
[0044]
 ポンプボディ(51)は、U字状に湾曲したガイド壁(52)を備える。ポンプチューブ(53)は、例えばゴム製の可撓性を有する管である。ポンプチューブ(53)は、ポンプボディ(51)のガイド壁(52)の内側面に沿って配置される。ローター(54)は、長手方向の中央を通る回転中心軸回りに回転自在な部材である。ローター(54)は、その回転中心軸がガイド壁(52)の内側面の曲率中心と実質的に一致するように配置される。ローター(54)の両端には、ポンプチューブ(53)を押しつぶすためのローラー(55)が一つずつ設けられる。各ローラー(55)は、円柱状に形成され、その中心軸回りに回転自在となっている。
[0045]
 送水ポンプ(50)において、ローラー(55)は、図外の電動機等によって回転駆動される。送水ポンプ(50)は、ポンプチューブ(53)の一端が吸入口(53a)となり、ポンプチューブ(53)の他端が吐出口(53b)となる。図5に示す送水ポンプ(50)は、ローラー(55)が反時計方向に回転し、ポンプチューブ(53)の下側の開口端が吸入口(53a)となり、ポンプチューブの上側の開口端が吐出口(53b)となる。また、チューブポンプである送水ポンプ(50)は、被処理水と空気の両方を搬送可能である。
[0046]
  -水処理装置の運転動作-
 水処理装置(10)の運転動作を説明する。水処理装置(10)の作動中は、送水ポンプ(50)のローラー(55)が連続的に回転し、電源(12)が放電水槽(15)の第1電極(13a)と第2電極(13b)に電圧を印加する。
[0047]
   〈放電水槽の運転動作〉
 水処理装置(10)の作動中において、放電水槽(15)は、第1電極(13a)及び第2電極(13b)が被処理水で満たされる。そのため、放電水槽(15)では、第1電極(13a)及び第2電極(13b)と、放電孔(27)とが被処理水に浸かった状態となる。電源(12)が第1電極(13a)と第2電極(13b)に電圧を付与すると、放電部材(25)の放電孔(27)において電流密度が上昇し、発生したジュール熱によって被処理水が気化する。その結果、放電孔(27)において気泡(29)が形成される。
[0048]
 図4に示すように、気泡(29)は、放電孔(27)の全体を占める。即ち、放電孔(27)は、その全域が気泡(29)に覆われた状態となる。この状態において、気泡(29)は、第1電極(13a)と第2電極(13b)との間における被処理水を介した導電を阻止する抵抗として機能する。このため、第1槽(16a)の被処理水は第1電極(13a)と実質的に同電位になり、第2槽(16b)の被処理水は第2電極(13b)と実質的に同電位になる。その結果、気泡(29)と水との界面が電極となり、気泡(29)内で絶縁破壊が起こって放電(スパーク放電)が生起する。気泡(29)内で放電が生起すると、第1槽(16a)及び第2槽(16b)に溜まった被処理水の中では、殺菌成分(例えば、水酸ラジカル等の活性種、過酸化水素)が発生する。
[0049]
  ここで、本実施形態では、電源(12)が交番波形の電圧を第1電極(13a)と第2電極(13b)に印加する、各電極(55a,55b)に印加される電圧の正負が所定時間おきに交互に入れ替わる。そのため、放電孔(27)においてはグロー放電を生起させることなくスパーク放電を生起させることができる。
[0050]
  つまり、電極(55a,55b)に直流電源が接続されている場合、放電孔(27)における放電の形態は、電流の増加に伴ってスパーク放電からグロー放電に移行する。これに対し、本実施形態では、放電孔(27)における放電の形態がスパーク放電からグロー放電に移行する前に電極(55a,55b)に印加される電圧の正負が入れ替わるので、放電孔(27)ではグロー放電が発生せずにスパーク放電が発生し続ける。このため、放電孔(27)のグロー放電による熱的破壊が抑制され、放電孔(27)の孔径の拡大を抑制することが可能になる。
[0051]
   〈水通路における被処理水の流れ〉
 上述したように、水通路(40)は、加湿器の水タンク(90)に接続する両端だけにおいて大気に開放された気密構造となっている(図2を参照)。このため、導出通路(43)に配置された送水ポンプ(50)を作動させると、水通路(40)の全体において被処理水が流通する。
[0052]
 送水ポンプ(50)の作動中において、水通路(40)を流れる被処理水の圧力は、送水ポンプ(50)の吸入口(53a)において最も低くなり、送水ポンプ(50)の吐出口(53b)において最も高くなる。また、水通路(40)において、送水ポンプ(50)の上流側に位置する部分の圧力は、大気圧よりも若干低くなる。
[0053]
 加湿器の水タンク(90)から流出した被処理水は、導入通路(41)の上流側通路(41a)と入口側絶縁筒(31)と下流側通路(41b)とを順に通って、放電水槽(15)の第1槽(16a)へ流入する。入口側絶縁筒(31)は、流入した被処理水を水滴化して落下させることによって、上流側通路(41a)の被処理水と下流側通路(41b)の被処理水を電気的に絶縁する。
[0054]
 第1槽(16a)において発生した殺菌成分を含む被処理水は、中間通路(42)の上流側通路(42a)と中間絶縁筒(32)と下流側通路(42b)とを順に通って、放電水槽(15)の第2槽(16b)へ流入する。中間絶縁筒(32)は、流入した被処理水を水滴化して落下させることによって、上流側通路(42a)の被処理水と下流側通路(42b)の被処理水を電気的に絶縁する。
[0055]
 第2槽(16b)において発生した殺菌成分を含む被処理水は、導出通路(43)の上流側通路(43a)と出口側絶縁筒(33)と下流側通路(43b)とを順に通って、加湿器の水タンク(90)へ送り返される。出口側絶縁筒(33)は、流入した被処理水を水滴化して落下させることによって、上流側通路(43a)の被処理水と下流側通路(43b)の被処理水を電気的に絶縁する。
[0056]
 このように、本実施形態の水処理装置(10)の水通路(40)では、水処理装置(10)へ導入された被処理水の全部が、放電水槽(15)の第1槽(16a)と第2槽(16b)を順に通過する。
[0057]
   〈水通路からの排水〉
 上述したように、チューブポンプである送水ポンプ(50)は、被処理水と空気の両方を搬送可能である。このため、送水ポンプ(50)を用いて水通路(40)から被処理水を排出することができる。
[0058]
 具体的に、加湿器の水タンク(90)と水処理装置(10)の導入通路(41)の間を弁等によって遮断し、導入通路(41)の上流側通路(41a)に空気が流入できるようにした状態で送水ポンプ(50)を作動させると、導入通路(41)の上流側通路(41a)へ空気が吸い込まれ、水通路(40)から被処理水が排出されてゆく。そして、送水ポンプ(50)が空気を吸い込むまで送水ポンプ(50)を作動させ続けると、水通路(40)から被処理水がほぼ完全に排出される。
[0059]
  -実施形態1の特徴(1)-
 本実施形態の水処理装置(10)は、放電水槽(15)と、第1電極(13a)と、第2電極(13b)と、電源(12)とを備える。放電水槽(15)は、電気絶縁性の仕切板を構成する中央隔壁(23)及び放電部材(25)と、仕切板(23,25)によって仕切られた第1槽(16a)及び第2槽(16b)とを有して被処理水を貯留する。第1電極(13a)は、第1槽(16a)の上記被処理水に接する。第2電極(13b)は、第2槽(16b)の上記被処理水に接する。電源(12)は、第1電極(13a)と第2電極(13b)に電圧を印加する。仕切板を構成する放電部材(25)には、放電部材(25)の放電板(26)を貫通して水中に位置する放電孔(27)が形成される。そして、本実施形態の水処理装置(10)は、放電孔(27)に形成された気泡中で放電を生起させることによって、第1槽(16a)及び第2槽(16b)の被処理水中で殺菌成分を生成させる。
[0060]
 また、本実施形態の水処理装置(10)は、導入通路(41)と、中間通路(42)と、導出通路(43)と、中間絶縁筒(32)とを備える。導入通路(41)は、第1槽(16a)と第2槽(16b)のうち第1槽(16a)だけに被処理水を導入する。中間通路(42)は、第1槽(16a)から第2槽(16b)へ被処理水を流す。導出通路(43)は、第1槽(16a)と第2槽(16b)のうち第2槽(16b)だけから被処理水を導出する。中間絶縁筒(32)は、中間通路(42)に設けられて第1槽(16a)の被処理水と第2槽(16b)の被処理水を電気的に絶縁する。
[0061]
 本実施形態の水処理装置(10)において、導入通路(41)から第1槽(16a)へ流入した被処理水は、中間通路(42)の中間絶縁筒(32)を通過後に第2槽(16b)へ流入し、その後に導出通路(43)を流れる。つまり、本実施形態の水処理装置(10)では、被処理水の流通経路において、第1槽(16a)と中間絶縁筒(32)と第2槽(16b)が直列に配置される。そのため、本実施形態の水処理装置(10)では、第1槽(16a)と第2槽(16b)のそれぞれにおける被処理水の流量が一致する。従って、本実施形態によれば、従来は必要であった“第1槽と第2槽のそれぞれにおける被処理水の流量を均等化するための機構”を省略でき、水処理装置(10)の構成を簡素化できる。
[0062]
  -実施形態1の特徴(2)-
 本実施形態の水処理装置(10)では、導入通路(41)と、中間通路(42)と、導出通路(43)と、放電水槽(15)と、中間絶縁筒(32)とが、被処理水が流通する水通路(40)を構成する。この水通路(40)は、水通路(40)の終端または水通路(40)の両端だけにおいて大気に開放される気密構造となっている。
[0063]
 本実施形態の水処理装置(10)では、水通路(40)が気密構造となる。このため、水通路(40)の始端に被処理水を押し込むか、水通路(40)の終端から被処理水を吸い出せば、水通路(40)の全体において被処理水を流通させることが可能となる。
[0064]
  -実施形態1の特徴(3)-
 本実施形態の水処理装置(10)は、入口側絶縁筒(31)と、出口側絶縁筒(33)とを更に備える。入口側絶縁筒(31)は、導入通路(41)に設けられて、第1槽(16a)へ流入する被処理水と第1槽(16a)の被処理水を電気的に絶縁する。出口側絶縁筒(33)は、導出通路(43)に設けられて、第2槽(16b)の被処理水と第2槽(16b)から流出した被処理水を電気的に絶縁する。
[0065]
 本実施形態の水処理装置(10)では、水処理装置(10)に入口側絶縁筒(31)と出口側絶縁筒(33)とが設けられる。このため、放電水槽(15)の内部の被処理水と放電水槽(15)の外部の被処理水が電気的に絶縁され、放電水槽(15)の外部への電流の漏洩を防止できる。
[0066]
  -実施形態1の特徴(4)-
 本実施形態の水処理装置(10)は、水通路(40)において被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備える。送水ポンプ(50)は、被処理水と空気の両方を搬送可能に構成される。
[0067]
 本実施形態の水処理装置(10)では、被処理水と空気の両方を搬送可能な送水ポンプ(50)が、水処理装置(10)に設けられる。このため、送水ポンプ(50)を用いることによって、気密構造の水通路(40)に空気を導入できる。そして、送水ポンプ(50)を用いて水通路(40)へ空気を供給して水通路(40)から被処理水を排出することによって、水通路(40)に被処理水が殆ど残存しない状態を作り出すことが可能となる。従って、本実施形態の水処理装置(10)では、送水ポンプ(50)を用いて水通路(40)から被処理水を抜き取ることが可能となり、水処理装置(10)の保守作業に要する工数を削減できる。
[0068]
  -実施形態1の特徴(5)-
 本実施形態の水処理装置(10)は、導出通路(43)に設けられて被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備える。
[0069]
 本実施形態の水処理装置(10)では、導出通路(43)に設けられた送水ポンプ(50)が被処理水を吸い込む。このため、水通路(40)のうち送水ポンプ(50)の上流側に位置する部分では、そこを流れる被処理水の圧力が大気圧よりも若干低くなる。従って、本実施形態の水処理装置(10)によれば、水通路(40)のうち送水ポンプ(50)の上流側に位置する部分からの被処理水の漏洩を抑えることができる。
[0070]
  -実施形態1の特徴(6)-
 本実施形態の水処理装置(10)は、チューブポンプにより構成されて被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備える。本実施形態の水処理装置(10)では、チューブポンプである送水ポンプ(50)が作動することによって、水通路(40)を被処理水が流れる。
[0071]
  -実施形態1の変形例-
 本実施形態の水処理装置(10)において、送水ポンプ(50)は、導入通路(41)の上流側通路(41a)又は下流側通路(41b)に設けられていてもよいし、中間通路(42)の上流側通路(42a)又は下流側通路(42b)に設けられていてもよいし、導出通路(43)の上流側通路(43a)に設けられていてもよい。上述したように、本実施形態の水通路(40)は、両端だけにおいて大気に開放された気密構造となっている。このため、水通路(40)のどこに送水ポンプ(50)を配置しても、送水ポンプ(50)の作用によって水通路(40)で被処理水を流通させることができる。
[0072]
 《実施形態2》
 実施形態2について説明する。本実施形態の水処理装置(10)は、放電水槽(15)が実施形態1の水処理装置(10)と異なる。ここでは、本実施形態の水処理装置(10)について、実施形態1の水処理装置(10)と異なる点を説明する。
[0073]
   〈放電水槽〉
 図6に示すように、本実施形態の放電水槽(15)の水槽本体(20)は、上面が開口した開放型の容器状に形成される。このため、放電水槽(15)の第1槽(16a)及び第2槽(16b)に貯留された被処理水は、その圧力が大気圧と実質的に等しくなる。
[0074]
   〈導入通路、噴霧ノズル〉
 本実施形態の導入通路(41)には、入口側絶縁筒(31)に代えて噴霧ノズル(35)が設けられる。この噴霧ノズル(35)は、入口側絶縁部を構成する。噴霧ノズル(35)は、導入通路(41)の終端に設けられる。また、噴霧ノズル(35)は、第1槽(16a)に貯留された被処理水の水面の上方に配置され、下方に向かって被処理水を噴霧する。噴霧ノズル(35)から噴霧された被処理水は、水滴となって落下する。落下する水滴の間には、空気が存在する。このため、水通路(40)では、導入通路(41)の被処理水と第1槽(16a)の被処理水が電気的に絶縁される。
[0075]
   〈中間通路〉
 中間通路(42)の上流側通路(42a)は、一端が水槽本体(20)の底壁部(21)を貫通して第1槽(16a)に開口する。本実施形態の水処理装置では、中間通路(42)の上流側通路(42a)に送水ポンプ(50)が設けられる。送水ポンプは、第1槽(16a)から吸い込んだ被処理水を、中間絶縁筒(32)へ向けて吐出する。
[0076]
   〈導出通路、出口側絶縁筒〉
 導出通路(43)の上流側通路(43a)は、一端が水槽本体(20)の底壁部(21)を貫通して第2槽(16b)に開口する。本実施形態の出口側絶縁筒(33)は、放電水槽(15)の下方に配置される。第2槽(16b)の被処理水は、重力によって上流側通路(43a)を通って出口側絶縁筒(33)へ流入する。
[0077]
 《その他の実施形態》
  -第1変形例-
 上記の各実施形態の水処理装置(10)では、送水ポンプ(50)を断続的に作動させてもよい。具体的には、送水ポンプの起動と停止を所定時間(例えば、1秒間)が経過する毎に交互に繰り返してもよい。実施形態1の水処理装置において送水ポンプを断続的に作動させると、各絶縁筒(31,32,33)に被処理水が間欠的に流入する。このため、各絶縁筒(31,32,33)では、流入した被処理水の水滴化が促進される。その結果、各絶縁筒(31,32,33)の上流側の被処理水と下流側の被処理水との間の電気絶縁性を高めることができる。
[0078]
 このように、本変形例の水処理装置(10)は、被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備える。本変形例の水処理装置(10)において、中間絶縁筒(32)は、中間絶縁筒(32)に流入した被処理水を液滴化することによって、第1槽(16a)の被処理水と第2槽(16b)の被処理水を電気的に絶縁するよう。そして、送水ポンプ(50)は、被処理水を断続的に搬送する。
[0079]
 本変形例の水処理装置(10)では、送水ポンプ(50)が作動することによって、水通路(40)を被処理水が流れる。送水ポンプ(50)は、被処理水を(連続的ではなく)断続的に搬送する。このため、中間絶縁筒(32)には被処理水が間欠的に流入することとなり、中間絶縁筒(32)において被処理水が液滴化しやすくなる。その結果、中間絶縁筒(32)を小型化できる。
[0080]
  -第2変形例-
 上記の各実施形態および変形例の水処理装置(10)では、チューブポンプ以外の形式のポンプ(例えば、インペラを有するポンプ)が、送水ポンプ(50)として用いられていてもよい。
[0081]
  -第3変形例-
 図7に示すように、上記の各実施形態および各変形例の水処理装置(10)には、加湿器の水タンク(90)から流出した水の一部が被処理水として導入されてもよい。本変形例によれば、水処理装置(10)を通過する被処理水の流量を低く抑えることができる。その結果、各絶縁筒(31,32,33)では、落下する水滴の間隔が広がり、各絶縁筒(31,32,33)の上流側の被処理水と下流側の被処理水との間の電気絶縁性を高めることができる。
[0082]
  -第4変形例-
 図8に示すように、上記の各実施形態および各変形例の水処理装置(10)は、送水ポンプ(50)に代えてベンチュリー管(56)を備えていてもよい。
[0083]
 ベンチュリー管(56)は、中間部が括れた形状の円管である。ベンチュリー管(56)の括れた部分は、縮径部(57)である。ベンチュリー管(56)は、加湿器の水タンク(90)から流出した水が流れる管路に設けられる。本変形例の水処理装置(10)において、導入通路(41)の入口端は、ベンチュリー管(56)の縮径部(57)の上流側に接続され、導出通路(43)の出口端は、ベンチュリー管(56)の縮径部(57)に接続される。
[0084]
 ベンチュリー管(56)では、縮径部(57)を流れる水の圧力が、縮径部(57)の上流側の部分を流れる水の圧力よりも低い。本変形例の水処理装置(10)において、導入通路(41)の入口端における被処理水の圧力は、縮径部(57)の上流側の部分を流れる水の圧力と実質的に等しく、導出通路(43)の出口端における被処理水の圧力は、縮径部(57)を流れる水の圧力と実質的に等しい。従って、本変形例の水処理装置(10)の水通路では、導入通路(41)の入口端と導出通路(43)の出口端の圧力差によって被処理水が流れる。
[0085]
  -第5変形例-
 図9に示すように、上記の各実施形態および各変形例の水処理装置(10)は、空気を吸引するための吸気用ベンチュリー管(60)を更に備えていてもよい。
[0086]
 吸気用ベンチュリー管(60)は、中間部が括れた形状の円管である。吸気用ベンチュリー管(60)の括れた部分は、縮径部(61)である。吸気用ベンチュリー管(60)は、加湿器の水タンク(90)から流出した水が流れる管路に設けられる。吸気用ベンチュリー管(60)の縮径部(61)には、空気吸入管(62)の一端が接続される。空気吸入管(62)の他端は、大気中に開口する。
[0087]
 本変形例の水処理装置(10)において、導入通路(41)の入口端と導出通路(43)の出口端とは、いずれも吸気用ベンチュリー管(60)における縮径部(61)の下流側の部分に接続される。また、吸気用ベンチュリー管(60)では、導入通路(41)の入口端の下流側に導出通路(43)の出口端が配置される。
[0088]
 吸気用ベンチュリー管(60)では、縮径部(61)を流れる水の圧力が大気圧よりも低くなり、空気が空気吸入管(62)を通って縮径部(61)へ吸い込まれる。縮径部(61)から流出する水には、空気吸入管(62)から流入した空気が混入する。本変形例の水処理装置(10)では、空気の混入した水が被処理水として導入通路(41)へ流入し、この被処理水が水通路(40)を流れる。
[0089]
 上記の各実施形態および各変形例の水処理装置(10)の絶縁筒(31,32,33)では、内部の空気が被処理水に溶解することによって、内部の空気の量が徐々に減少するおそれがある。絶縁筒(31,32,33)内の空気の量が減少すると、絶縁筒(31,32,33)の電気絶縁性能が低下するおそれがある。一方、本変形例の水処理装置(10)では、空気の混入した水が被処理水として水通路(40)を流れる。従って、本変形例では、絶縁筒(31,32,33)に空気が補給され、絶縁筒(31,32,33)内の空気の量が確保されるため、絶縁筒(31,32,33)の電気絶縁性能を長期に亘って維持できる。
[0090]
  -第6変形例-
 上記の各実施形態および各変形例の水処理装置(10)の用途は、加湿用の水の浄化に限定されない。加湿用の水の浄化以外の用途に用いられる場合、水処理装置(10)は、導入通路(41)が水道に接続されていてもよい。実施形態1の水処理装置(10)の導入通路(41)を水道に接続した場合、その水通路(40)は、その終端だけにおいて大気に開放された気密構造となる。この場合は、導入通路(41)に被処理水として導入される水道水の圧力だけによって、水通路(40)において被処理水が流通するため、送水ポンプ(50)が不要となる。
[0091]
 以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。

産業上の利用可能性

[0092]
 以上説明したように、本開示は、水処理装置について有用である。

符号の説明

[0093]
 10  水処理装置
 12  電源
 13a  第1電極
 13b  第2電極
 15  放電水槽(水処理槽)
 16a  第1槽
 16b  第2槽
 23  中央隔壁(仕切板)
 25  放電部材(仕切板)
 27  放電孔
 31  入口側絶縁筒(入口側絶縁部)
 32  中間絶縁筒(中間絶縁部)
 33  出口側絶縁筒(出口側絶縁部)
 35  噴霧ノズル(入口側絶縁部)
 40  水通路
 41  導入通路
 42  中間通路
 43  導出通路
 50  送水ポンプ

請求の範囲

[請求項1]
 電気絶縁性の仕切板(23,25)と該仕切板(23,25)によって仕切られた第1槽(16a)及び第2槽(16b)とを有して被処理水を貯留する水処理槽(15)と、
 上記第1槽(16a)の上記被処理水に接する第1電極(13a)と、
 上記第2槽(16b)の上記被処理水に接する第2電極(13b)と、
 上記第1電極(13a)と上記第2電極(13b)に電圧を印加する電源(12)とを備え、
 上記仕切板(23,25)には、該仕切板(23,25)を貫通して水中に位置する放電孔(27)が形成され、
 上記放電孔(27)に形成された気泡中で放電を生起させることによって、上記第1槽(16a)及び上記第2槽(16b)の被処理水中で殺菌成分を生成させる水処理装置であって、
 上記第1槽(16a)と上記第2槽(16b)のうち上記第1槽(16a)だけに上記被処理水を導入する導入通路(41)と、
 上記第1槽(16a)から上記第2槽(16b)へ上記被処理水を流す中間通路(42)と、
 上記第1槽(16a)と上記第2槽(16b)のうち上記第2槽(16b)だけから上記被処理水を導出する導出通路(43)と、
 上記中間通路(42)に設けられて上記第1槽(16a)の上記被処理水と上記第2槽(16b)の上記被処理水を電気的に絶縁する中間絶縁部(32)とを備える
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、
 上記導入通路(41)と、上記中間通路(42)と、上記導出通路(43)と、上記水処理槽(15)と、上記中間絶縁部(32)とが、被処理水が流通する水通路(40)を構成し、
 上記水通路(40)は、該水通路(40)の終端または該水通路(40)の両端だけにおいて大気に開放される気密構造となっている
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、
 上記導入通路(41)に設けられて、上記第1槽(16a)へ流入する被処理水と上記第1槽(16a)の被処理水を電気的に絶縁する入口側絶縁部(31,35)と、
 上記導出通路(43)に設けられて、上記第2槽(16b)の被処理水と上記第2槽(16b)から流出した被処理水を電気的に絶縁する出口側絶縁部(33)とを備える
ことを特徴とする水処理装置。
[請求項4]
 請求項2において、
 上記水通路(40)において上記被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備え、
 上記送水ポンプ(50)は、上記被処理水と空気の両方を搬送可能に構成されている
ことを特徴とする水処理装置。
[請求項5]
 請求項2において、
 上記導出通路(43)に設けられて上記被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備えている
ことを特徴とする水処理装置。
[請求項6]
 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
 上記被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備え、
 上記中間絶縁部(32)は、該中間絶縁部(32)に流入した上記被処理水を液滴化することによって、上記第1槽(16a)の上記被処理水と上記第2槽(16b)の上記被処理水を電気的に絶縁するように構成され、
 上記送水ポンプ(50)は、上記被処理水を断続的に搬送する
ことを特徴とする水処理装置。
[請求項7]
 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
 チューブポンプにより構成されて上記被処理水を搬送する送水ポンプ(50)を備える
ことを特徴とする水処理装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]