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JP2013180249A - Water purification device - Google Patents

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JP2013180249A
JP2013180249A JP2012046216A JP2012046216A JP2013180249A JP 2013180249 A JP2013180249 A JP 2013180249A JP 2012046216 A JP2012046216 A JP 2012046216A JP 2012046216 A JP2012046216 A JP 2012046216A JP 2013180249 A JP2013180249 A JP 2013180249A
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JP
Japan
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electrode
liquid
bubble
water purification
ozone
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012046216A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Niwa
和裕 丹羽
Shigetoshi Horikiri
茂俊 堀切
Yoshihiro Inamoto
吉宏 稲本
Shinji Yoshida
真司 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
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Abstract

【課題】本発明は、オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種を高効率で生成する水浄化装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】被処理液体中で振動する超音波振動子7aおよび超音波振動子7bにより被処理液体中に定在波13が生成される。定在波13の節に相当する位置に気泡12が捕捉されている状態で電極5aと電極5bの間に高電圧パルスを印加すると、気泡12を介して放電がおこなわれ、気泡12の内部や周辺部位にオゾンやOHラジカルなどの活性酸素種が生成される。オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種は強い酸化力を有するので、その作用により被処理液体に含まれる微生物の除菌や有機物の分解がなされ、水浄化装置として活用できる。気泡12が捕捉される定在波13の節の部分において、近接する電極5aと電極5bの間で放電をおこなうので、オゾンやOHラジカルを効率よく生成することができる。
【選択図】図3
An object of the present invention is to provide a water purification apparatus that generates active oxygen species such as ozone and OH radicals with high efficiency.
A standing wave 13 is generated in a liquid to be processed by an ultrasonic vibrator 7a and an ultrasonic vibrator 7b that vibrate in the liquid to be processed. When a high voltage pulse is applied between the electrode 5a and the electrode 5b in a state where the bubble 12 is captured at a position corresponding to the node of the standing wave 13, a discharge occurs through the bubble 12, and the inside of the bubble 12 Active oxygen species such as ozone and OH radicals are generated in the surrounding area. Since active oxygen species such as ozone and OH radicals have a strong oxidizing power, the action eliminates microorganisms and decomposes organic substances contained in the liquid to be treated, and can be used as a water purification device. In the node portion of the standing wave 13 where the bubbles 12 are trapped, discharge is performed between the adjacent electrodes 5a and 5b, so that ozone and OH radicals can be generated efficiently.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、電極間に高電圧を印加することで活性酸素種を発生させ、当該活性酸素種の作用により被処理液体に含まれる微生物の除菌や有機物の分解をおこなう水浄化装置に関するものである。   The present invention relates to a water purification apparatus that generates active oxygen species by applying a high voltage between electrodes and disinfects microorganisms and decomposes organic substances contained in a liquid to be treated by the action of the active oxygen species. is there.

従来の水浄化装置として、一対の電極間に高電圧を印加することで放電により生成するオゾンやOHラジカル等の活性酸素種の作用により被処理液体を浄化する水浄化装置が知られている(例えば下記特許文献1参照)。   As a conventional water purification device, a water purification device that purifies a liquid to be treated by the action of active oxygen species such as ozone and OH radicals generated by discharge by applying a high voltage between a pair of electrodes is known ( For example, see Patent Document 1 below).

以下、その水浄化装置について、図8を参照しながら説明する。   Hereinafter, the water purification apparatus will be described with reference to FIG.

図8に示すように、被処理液体を流出入させる流入口101と流出口102を有する本体103内に、棒状電極104と中央に開口部を有するリング状電極105が備えられている。棒状電極104は先端部が電気的に露出しており、棒状電極104とリング状電極105は高圧パルス電源106に電気的に接続されている。本体103の下部には気泡発生手段107が備えられている。気泡発生手段107はポンプである空気導入手段108と配管109により接続されている。   As shown in FIG. 8, a rod-like electrode 104 and a ring-like electrode 105 having an opening at the center are provided in a main body 103 having an inlet 101 and an outlet 102 through which a liquid to be treated flows. The tip of the rod-shaped electrode 104 is electrically exposed, and the rod-shaped electrode 104 and the ring-shaped electrode 105 are electrically connected to the high-voltage pulse power source 106. A bubble generating means 107 is provided at the lower part of the main body 103. The bubble generating means 107 is connected to an air introducing means 108 that is a pump by a pipe 109.

このような構成において本体103内に流入口101から被処理液体を導入し流出口102から排出する。同時に、空気導入手段108から配管109を経由して気泡発生手段107により被処理液体中に気泡110を導入する。気泡110はその浮力により本体103内を上昇し、リング状電極105の開口部を通過する。高圧パルス電源106により、棒状電極104とリング状電極105の間に高電圧パルスを印加すると、棒状電極104とリング状電極105の間に存在する気泡110を介して放電がおこなわれ、気泡110の内部や周辺部位にオゾンやOHラジカルなどの活性酸素種が生成される。気泡110の内部で生成されたオゾンやOHラジカルなどの活性酸素種は強い酸化力を有するので、その作用により被処理液体に含まれる微生物の除菌や有機物の分解がなされ、水浄化装置として活用できるものである。   In such a configuration, the liquid to be processed is introduced into the main body 103 from the inlet 101 and discharged from the outlet 102. At the same time, the bubbles 110 are introduced into the liquid to be processed by the bubble generation means 107 from the air introduction means 108 via the pipe 109. The bubble 110 rises in the main body 103 by its buoyancy and passes through the opening of the ring electrode 105. When a high voltage pulse is applied between the rod-shaped electrode 104 and the ring-shaped electrode 105 by the high-voltage pulse power supply 106, a discharge is performed through the bubbles 110 existing between the rod-shaped electrode 104 and the ring-shaped electrode 105, and the bubbles 110 Active oxygen species such as ozone and OH radicals are generated inside and around the site. Since active oxygen species such as ozone and OH radicals generated inside the bubble 110 have strong oxidizing power, the action eliminates microorganisms contained in the liquid to be treated and decomposes organic substances, which can be used as a water purification device. It can be done.

また別の水浄化装置として、電極先端部で生成した気泡を介して放電をおこなうことで、気泡中にオゾンやOHラジカルなどの活性酸素種を生成する水浄化装置が知られている(例えば下記特許文献2参照)。   As another water purification device, there is known a water purification device that generates active oxygen species such as ozone and OH radicals in the bubbles by discharging through the bubbles generated at the electrode tip (for example, the following). Patent Document 2).

図9に示すように、被処理液体を流出入させる流入口201と流出口202を有する本体203内において、下部に棒状電極204と、上部に平板状電極205が備えられている。棒状電極204は先端部が電気的に露出しており、棒状電極204と平板状電極205は高圧パルス電源206に電気的に接続されている。   As shown in FIG. 9, in a main body 203 having an inflow port 201 and an outflow port 202 through which a liquid to be treated flows in and out, a bar-like electrode 204 is provided at the lower part and a plate-like electrode 205 is provided at the upper part. The rod-like electrode 204 is electrically exposed at the tip, and the rod-like electrode 204 and the plate-like electrode 205 are electrically connected to a high-voltage pulse power source 206.

このような構成において本体203内に流入口201から被処理液体を導入し流出口202から排出する。同時に、高圧パルス電源206により、棒状電極204と平板状電極205の間に高電圧パルスを印加すると、棒状電極204と平板状電極205の間に存在する被処理液体を介して電流が流れ、被処理液体の電気抵抗により発生したジュール熱により被処理液体が蒸発し、棒状電極204の先端部に気泡207が生成される。さらに高電圧パルスを印加すると気泡207の内部や周辺部位にオゾンやOHラジカルなどの活性酸素種が生成される。気泡207はその浮力により被処理液体中を移動しながら拡散する。   In such a configuration, the liquid to be processed is introduced into the main body 203 from the inlet 201 and discharged from the outlet 202. At the same time, when a high voltage pulse is applied between the rod-shaped electrode 204 and the plate-like electrode 205 by the high-voltage pulse power source 206, an electric current flows through the liquid to be treated that exists between the rod-like electrode 204 and the plate-like electrode 205, The liquid to be processed evaporates due to Joule heat generated by the electrical resistance of the processing liquid, and a bubble 207 is generated at the tip of the rod-shaped electrode 204. Further, when a high voltage pulse is applied, active oxygen species such as ozone and OH radicals are generated inside and around the bubble 207. The bubble 207 diffuses while moving in the liquid to be treated by its buoyancy.

気泡207の内部で生成されたオゾンやOHラジカルなどの活性酸素種は強い酸化力を有するので、その作用により被処理液体に含まれる微生物の除菌や有機物の分解がなされ、水浄化装置として活用できるものである。   Since active oxygen species such as ozone and OH radicals generated inside the bubble 207 have strong oxidizing power, the action eliminates microorganisms contained in the liquid to be treated and decomposes organic substances, which can be used as a water purification device. It can be done.

特開2003―62579号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-62579 特開2007―207540号公報JP 2007-207540 A

このような従来の水浄化装置を用いることで、オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種を活用して被処理液体に含まれる微生物の除菌や有機物を分解することが可能となる。   By using such a conventional water purification device, it becomes possible to disinfect microorganisms and decompose organic substances contained in the liquid to be treated by utilizing active oxygen species such as ozone and OH radicals.

しかし、気泡発生手段で被処理液体中に気泡を導入する方式において、対向する電極間に被処理液体のみが存在する場合と、対向する電極間に気泡が存在する場合ではその絶縁破壊電圧が大きく異なるので、電極間に高電圧パルスを印加するタイミングにおいて、対向する電極間に気泡が存在しない場合には安定した放電をおこなうことが困難であり、オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種の生成効率が低いという課題を有していた。   However, in the method of introducing bubbles into the liquid to be processed by the bubble generating means, the dielectric breakdown voltage is large when only the liquid to be processed exists between the opposing electrodes and when the bubbles exist between the opposing electrodes. Because it is different, when there is no bubble between the opposing electrodes at the timing of applying a high voltage pulse between the electrodes, it is difficult to perform a stable discharge, and the generation efficiency of active oxygen species such as ozone and OH radicals Had the problem of low.

つまり、放電により生成するオゾンやOHラジカルなどの活性酸素種の生成効率を向上するためには、対向する電極間に気泡が存在する確率を向上させればよいのであるが、被処理液体に対して一定の流路断面積を有する本体内において、気泡の発生量を増やして気泡の存在確率を高めると被処理液体の通過量が低減してしまい、被処理液体の処理効率を低下することになる。また、リング状電極の開口部を狭くして、気泡の存在確率を高めたとしても、同様に被処理液体の通過量が低減してしまい、被処理液体の処理効率を低下することになる。   In other words, in order to improve the generation efficiency of active oxygen species such as ozone and OH radicals generated by discharge, the probability that bubbles exist between opposing electrodes may be improved. In the main body having a constant flow path cross-sectional area, increasing the bubble generation rate and increasing the bubble existence probability reduces the amount of liquid to be processed and reduces the processing efficiency of the liquid to be processed. Become. Further, even if the opening of the ring-shaped electrode is narrowed to increase the existence probability of bubbles, the amount of liquid to be processed is similarly reduced, and the processing efficiency of the liquid to be processed is reduced.

一方、棒状電極の先端部分でジュール熱により気泡を発生させる方式においては、被処理液体を蒸発温度まで加熱する必要があり、投入した電気エネルギーのうちの多くが被処理液体を加熱するために用いられ、オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種の生成効率が低いという課題を有していた。   On the other hand, in the method of generating bubbles by Joule heat at the tip of the rod-shaped electrode, it is necessary to heat the liquid to be treated to the evaporation temperature, and much of the input electric energy is used to heat the liquid to be treated. In other words, the production efficiency of active oxygen species such as ozone and OH radicals is low.

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、被処理液体の通過量を低減させず、オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種の生成効率を向上することのできる水浄化装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention solves the above-described conventional problems, and provides a water purification device capable of improving the generation efficiency of active oxygen species such as ozone and OH radicals without reducing the amount of liquid to be treated. The purpose is to do.

そして、この目的を達成するために、本発明は、被処理液体中において超音波振動子により生成した定在波の作用で、被処理液体中を浮遊する気泡を電極の近傍に一定時間保持することで気泡を介した安定的な放電をおこなうことを特徴とする水浄化装置としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。   In order to achieve this object, the present invention holds bubbles floating in the liquid to be processed in the vicinity of the electrode for a certain period of time by the action of the standing wave generated by the ultrasonic vibrator in the liquid to be processed. Thus, a water purifying apparatus characterized by performing stable discharge via air bubbles is achieved, thereby achieving the intended purpose.

本発明は、本体に備えられた超音波振動子により被処理液体中に定在波を生成する構成としたものである。上記構成によれば、被処理液体中において生成した定在波の節の部分に気泡が捕捉されるので、被処理液体中で気泡を特定の場所に保持することができる。つまり、高電圧パルスを印加して放電をおこなう電極間に気泡を保持することができるので、確実に気泡を介した放電をおこなうことができ、オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種を高い効率で生成するという効果を得ることができる。   In the present invention, a standing wave is generated in a liquid to be processed by an ultrasonic vibrator provided in the main body. According to the above configuration, the bubbles are trapped at the node of the standing wave generated in the liquid to be processed, so that the bubbles can be held in a specific place in the liquid to be processed. In other words, since bubbles can be held between electrodes that discharge by applying a high voltage pulse, discharge via the bubbles can be reliably performed, and active oxygen species such as ozone and OH radicals can be efficiently generated. The effect of generating can be obtained.

本発明の実施の形態1の水浄化装置を示す概略斜視図1 is a schematic perspective view showing a water purification apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 同概略断面図Same sectional view 同概略断面図Same sectional view 同電極部を示す概略拡大図Schematic enlarged view showing the electrode part 同概略断面図Same sectional view 本発明の実施の形態2の水浄化装置を示す概略断面図Schematic sectional view showing a water purification apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 同電極部を示す概略拡大図Schematic enlarged view showing the electrode part 従来の水浄化装置を示す概略図Schematic showing a conventional water purification device 従来の水浄化装置を示す概略図Schematic showing a conventional water purification device

本発明の請求項1記載の水浄化装置は、本体に備えられた超音波振動子により被処理液体中に定在波を生成する構成を有する。これにより、被処理液体中において生成した定在波の節の部分に気泡が捕捉されるので、被処理液体中で気泡を特定の場所に保持することができる。つまり、高電圧パルスを印加して放電をおこなう電極間に気泡を保持することができるので、確実に気泡を介した放電をおこなうことができ、オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種を高い効率で生成するという効果を奏する。   The water purification apparatus according to claim 1 of the present invention has a configuration in which a standing wave is generated in a liquid to be treated by an ultrasonic vibrator provided in the main body. As a result, the bubbles are trapped in the node portion of the standing wave generated in the liquid to be processed, so that the bubbles can be held in a specific place in the liquid to be processed. In other words, since bubbles can be held between electrodes that discharge by applying a high voltage pulse, discharge via the bubbles can be reliably performed, and active oxygen species such as ozone and OH radicals can be efficiently generated. It produces the effect of generating.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1に示すように、水浄化装置1は被処理液体を流出入させる流入口2と流出口3を有する本体4の内部に電極5a、電極5b、気泡発生手段6、超音波振動子7a、超音波振動子7bを備えている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the water purification apparatus 1 includes an electrode 5a, an electrode 5b, a bubble generating means 6, an ultrasonic transducer 7a, an inside of a main body 4 having an inlet 2 and an outlet 3 through which a liquid to be treated flows. An ultrasonic transducer 7b is provided.

電極5aと電極5bはそれぞれ高圧パルス電源8と電気的に接続されている。気泡発生手段6はポンプである空気導入手段9と配管10により接続されている。超音波振動子7aと超音波振動子7bは高周波電源11と電気的に接続されている。   The electrodes 5a and 5b are electrically connected to the high-voltage pulse power supply 8, respectively. The bubble generating means 6 is connected to an air introducing means 9 which is a pump by a pipe 10. The ultrasonic transducer 7 a and the ultrasonic transducer 7 b are electrically connected to the high frequency power supply 11.

流入口2から本体4内に吸引された被処理液体は流出口3を経由して排出される。   The liquid to be processed sucked into the main body 4 from the inlet 2 is discharged via the outlet 3.

本体4の内部に被処理液体が導入されている状態の概略断面図を図2に示す。図2に示すように、気泡発生手段6の先端から気泡12が被処理液体中に導入されている。   FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the state in which the liquid to be treated is introduced into the main body 4. As shown in FIG. 2, bubbles 12 are introduced into the liquid to be processed from the tip of the bubble generating means 6.

気泡12は気泡発生手段6の先端部から脱離すると、被処理液体中を浮上する。   When the bubbles 12 are detached from the tip of the bubble generating means 6, they rise in the liquid to be treated.

本体4の内部に被処理液体が導入されており、超音波振動子を作用させた状態の概略断面図を図3に示す。被処理液体中で超音波振動子7aおよび超音波振動子7bを一定の周波数で振動させると被処理液体中に定在波13が生成される。   FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the state in which the liquid to be treated is introduced into the main body 4 and the ultrasonic vibrator is applied. When the ultrasonic vibrator 7a and the ultrasonic vibrator 7b are vibrated at a constant frequency in the liquid to be treated, a standing wave 13 is generated in the liquid to be treated.

定在波13が生成した状態における電極部分の概略拡大図を図4に示す。電極5aと電極5bの先端には電極先端部14が露出しておりそれ以外の部分は絶縁皮膜15に被覆されている。また、定在波の節に相当する位置に気泡12が捕捉されている。この状態で電極5aと電極5bの間に高電圧パルスを印加すると、気泡12を介して放電がおこなわれ、気泡12の内部や周辺部位にオゾンやOHラジカルなどの活性酸素種が生成される。オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種は強い酸化力を有するので、その作用により被処理液体に含まれる微生物の除菌や有機物の分解がなされ、水浄化装置として活用できるものである。   FIG. 4 shows a schematic enlarged view of the electrode portion in a state where the standing wave 13 is generated. The electrode tip 14 is exposed at the tips of the electrodes 5a and 5b, and the other portions are covered with an insulating film 15. Further, the bubble 12 is captured at a position corresponding to the node of the standing wave. When a high voltage pulse is applied between the electrode 5a and the electrode 5b in this state, discharge is performed through the bubble 12, and active oxygen species such as ozone and OH radicals are generated inside the bubble 12 and in the peripheral portion. Active oxygen species such as ozone and OH radicals have a strong oxidizing power, so that the action eliminates microorganisms contained in the liquid to be treated and decomposes organic substances, and can be used as a water purification device.

超音波振動子の作用を停止して定在波を生成しない状態の概略断面図を図5に示す。高電圧パルスの作用により、オゾンやOHラジカルを含む気泡12はその浮力と被処理液体の流れにより被処理液体中を拡散するものである。   FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view in a state where the action of the ultrasonic transducer is stopped and no standing wave is generated. Due to the action of the high voltage pulse, the bubbles 12 containing ozone and OH radicals diffuse in the liquid to be processed by the buoyancy and the flow of the liquid to be processed.

本実施の形態では、従来の水浄化装置とは異なり、本体内の被処理液体中に超音波振動子7aと超音波振動子7bにより生成した定在波により、気泡12を電極5aと電極5bの間に捕捉して静置させることができるので、気泡12を介した放電を確実におこなうことができる。つまり、被処理液体中において対向している超音波振動子7aと超音波振動子7bから同一周波数で同一位相の超音波振動を発生させると、超音波振動子7aと超音波振動子7bの間の領域において振動変位の激しい場所と振動変位の少ない場所が交互に形成される。すなわち振動変位の少ない場所が節に相当する部分であり、振動波長の1/2に相当する間隔で節が形成される。   In the present embodiment, unlike the conventional water purification apparatus, the bubbles 12 are formed into the electrode 5a and the electrode 5b by the standing wave generated by the ultrasonic vibrator 7a and the ultrasonic vibrator 7b in the liquid to be treated in the main body. Therefore, the discharge through the bubbles 12 can be surely performed. That is, when ultrasonic vibrations having the same frequency and the same phase are generated from the ultrasonic transducers 7a and 7b facing each other in the liquid to be processed, the ultrasonic transducers 7a and 7b are disposed between the ultrasonic transducers 7a and 7b. In this region, places where the vibration displacement is large and places where the vibration displacement is small are alternately formed. That is, a place where vibration displacement is small is a portion corresponding to a node, and nodes are formed at intervals corresponding to ½ of the vibration wavelength.

本実施の形態では超音波振動子7aおよび超音波振動子7bから発生させる振動の周波数を特定するものではないが、例えば40kHzの超音波振動を発生させた場合、被処理液体が水の場合は音速が1500m/秒であることから、約19mm間隔で節が形成される。被処理液体中に浮遊していた気泡は、その周囲の被処理液体の振動の相互作用により最も変位の少ない節の位置に静置することになる。   In the present embodiment, the frequency of vibration generated from the ultrasonic vibrator 7a and the ultrasonic vibrator 7b is not specified. For example, when ultrasonic vibration of 40 kHz is generated and the liquid to be processed is water, Since the speed of sound is 1500 m / sec, nodes are formed at intervals of about 19 mm. The bubbles floating in the liquid to be treated are left at the position of the node with the least displacement due to the interaction of vibrations of the liquid to be treated around them.

つまり、超音波振動子7aおよび超音波振動子7bの振動周波数により節の位置が定まるものであるから、あらかじめ電極5aと電極5bを約19mm間隔で近接させておけば、電極5aと電極5bの近接部位に確実に気泡12を保持することができる。   That is, since the position of the node is determined by the vibration frequency of the ultrasonic transducer 7a and the ultrasonic transducer 7b, if the electrode 5a and the electrode 5b are brought close to each other at an interval of about 19 mm in advance, the electrodes 5a and 5b The bubble 12 can be reliably held at the adjacent site.

また、本実施の形態では、被処理液体中に導入する気泡12の大きさについて特に制限しなかったが、電極5aと電極5bの近接部位の間隔より大きな径であればよく、定在波に捕捉することができる最大の大きさの気泡よりも小さな気泡であればよい。電極5aと電極5bの近接部位の間隔は短いほうが低い電圧で放電を開始することができるが、電極5aと電極5bの位置精度によっては接触する可能性もあるので、1mm程度の間隔が適当である。したがって、被処理液体中に導入する気泡12の径は1mm程度であれば電極間に気泡12を保持することが可能である。   In the present embodiment, the size of the bubble 12 introduced into the liquid to be treated is not particularly limited. However, the diameter may be larger than the distance between the adjacent portions of the electrode 5a and the electrode 5b, and the standing wave Any bubble smaller than the largest bubble that can be trapped may be used. The shorter the distance between the adjacent portions of the electrodes 5a and 5b, the lower the voltage can start the discharge. However, there is a possibility of contact depending on the positional accuracy of the electrodes 5a and 5b. is there. Therefore, if the diameter of the bubble 12 introduced into the liquid to be treated is about 1 mm, the bubble 12 can be held between the electrodes.

また、本実施の形態では、電極5aと電極5bの構造について特定するものではないが、被処理液体中に、超音波振動により定在波を形成するためにはその振動の伝達を阻害する形状は避けたほうがよく、具体的には電極5aと電極5bは定在波を形成する部分において断面積が少ない形状で電極を構成したほうが良い。   In the present embodiment, the structure of the electrode 5a and the electrode 5b is not specified. However, in order to form a standing wave by ultrasonic vibration in the liquid to be processed, the shape that inhibits transmission of the vibration is used. More specifically, it is better to avoid the electrodes 5a and 5b, and it is better to form the electrodes with a shape having a small cross-sectional area in the portion where the standing wave is formed.

また、本実施の形態では、電極5aと電極5bの構造について、先端が露出した線状の電極であるとしたが、超音波振動の伝達を阻害しない目的に加えて、被処理液体の通過量を増加する目的を実現するためにも、被処理液体が通過する際の流通抵抗の少ない線状や針状の電極であることが望ましい。   In the present embodiment, the structure of the electrodes 5a and 5b is a linear electrode with exposed tips. However, in addition to the purpose of not inhibiting the transmission of ultrasonic vibrations, the amount of liquid to be processed is passed. In order to achieve the purpose of increasing the flow rate, it is desirable that the electrode be a linear or needle-like electrode with low flow resistance when the liquid to be processed passes.

また、本実施の形態では、電極5aと電極5bが近接して対向する場所について特定するものではないが、超音波振動子7aと超音波振動子7bの間で節が形成される位置の数に合わせて電極5aと電極5bが近接して対向する場所を設定すればよい。   In the present embodiment, the location where the electrodes 5a and 5b are close to each other is not specified, but the number of positions where nodes are formed between the ultrasonic transducer 7a and the ultrasonic transducer 7b. The electrode 5a and the electrode 5b may be set in close proximity to each other.

また、本実施の形態では、超音波振動子7aと超音波振動子7bの構造について特定するものではないが、被処理液体中において気泡12を保持する位置を制限するためには定在波の発生部位を制限したほうがよく、超音波振動子7aと超音波振動子7bの先端部分から互いに対向する指向性を有する超音波振動を発生できるよう、先端部が細いホーン形状を備えることが望ましい。   In the present embodiment, the structure of the ultrasonic transducer 7a and the ultrasonic transducer 7b is not specified, but in order to limit the position where the bubbles 12 are held in the liquid to be treated, It is better to limit the generation site, and it is desirable that the tip portion has a thin horn shape so that ultrasonic vibrations having directivity facing each other can be generated from the tip portions of the ultrasonic transducer 7a and the ultrasonic transducer 7b.

また、本実施の形態では超音波振動子7aと超音波振動子7bが発振するタイミングに合わせて電極5aと電極5bに高電圧パルスを印加するものとしたが、超音波振動子7aと超音波振動子7bが発振していないタイミングにおいても気泡12が電極5aと電極5bの間に存在する可能性もあることから、高電圧パルスを印加するタイミングを制限するものではない。ただし、超音波振動子7aと超音波振動子7bが発振するタイミングに合わせて電極5aと電極5bに高電圧パルスを印加するほうが電極5aと電極5b間に気泡12が保持される確率が高く、オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種を生成する効率が高い。   In the present embodiment, a high voltage pulse is applied to the electrodes 5a and 5b in accordance with the timing at which the ultrasonic vibrator 7a and the ultrasonic vibrator 7b oscillate. However, the ultrasonic vibrator 7a and the ultrasonic wave are applied. Since the bubble 12 may exist between the electrode 5a and the electrode 5b even when the vibrator 7b does not oscillate, the timing for applying the high voltage pulse is not limited. However, the probability that the bubbles 12 are held between the electrode 5a and the electrode 5b is higher when a high voltage pulse is applied to the electrode 5a and the electrode 5b in accordance with the timing at which the ultrasonic transducer 7a and the ultrasonic transducer 7b oscillate. High efficiency in generating active oxygen species such as ozone and OH radicals.

また、本実施の形態では超音波振動子7aと超音波振動子7bは断続的に発振することで定在波を断続的に生成するものとした。電極5aと電極5b間で高電圧パルスを印加することで気泡12の内部にはオゾンやOHラジカルなどの活性酸素種が生成されているので、被処理液体中に拡散させるために、放電後に定在波の生成を停止するものとした。   In the present embodiment, the ultrasonic transducer 7a and the ultrasonic transducer 7b intermittently oscillate to generate a standing wave intermittently. By applying a high voltage pulse between the electrode 5a and the electrode 5b, active oxygen species such as ozone and OH radicals are generated inside the bubble 12, and therefore, in order to diffuse into the liquid to be treated, a constant is set after discharge. The generation of standing waves was stopped.

(実施の形態2)
図6に実施の形態2の電極16aと電極16bを備える水浄化装置の概略断面図を示す。図1から図5と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a water purification apparatus including the electrode 16a and the electrode 16b of the second embodiment. The same components as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

電極16aは複数の棒状部分を備えた電極であり、電極16bは複数の平板部分を備えた電極である。   The electrode 16a is an electrode having a plurality of rod-shaped portions, and the electrode 16b is an electrode having a plurality of flat plate portions.

図7に電極16aと電極16bの概略拡大断面図を示す。   FIG. 7 shows a schematic enlarged cross-sectional view of the electrode 16a and the electrode 16b.

電極16aの先端には電極先端部17が露出しており、それ以外の部分は絶縁皮膜18に被覆されている。電極16bの先端部には平板電極19が備えられており、それ以外の部分は絶縁皮膜18に被覆されている。   The electrode tip 17 is exposed at the tip of the electrode 16a, and the other part is covered with an insulating film 18. A flat plate electrode 19 is provided at the tip of the electrode 16 b, and the other part is covered with an insulating film 18.

この構成によれば、図4で示したような1対の電極が近接して対向する電極構造に比べて、定在波が形成される領域に存在する構造物を減らすことができるので、超音波振動子7aと超音波振動子7bからの振動を被処理液体に伝達する際の阻害要因が少なくなり、安定的に定在波を形成することができる。したがって、気泡12を定在波の節の部分に捕捉しやすくなり、安定的な放電を行うことができるものである。ただし、電極間の距離が離れてしまうことによる放電の不安定性を補うために、電極16bの先端部分を平板電極19とすることとした。   According to this configuration, the structure existing in the region where the standing wave is formed can be reduced as compared with the electrode structure in which a pair of electrodes close to each other as shown in FIG. The obstruction factor when transmitting the vibration from the ultrasonic transducer 7a and the ultrasonic transducer 7b to the liquid to be processed is reduced, and a standing wave can be stably formed. Therefore, the bubbles 12 can be easily captured at the node portion of the standing wave, and stable discharge can be performed. However, in order to compensate for the instability of the discharge due to the distance between the electrodes being separated, the tip portion of the electrode 16b is a flat plate electrode 19.

以上のように本発明の水浄化装置は、被処理液体中において超音波振動子により前記電極の近傍に定在波を生成することにより、被処理液体中を浮遊する気泡を特定の場所に一定時間保持し気泡を介した安定的な放電をおこなうので、オゾンやOHラジカルなどの活性酸素種を高効率に生成するものである。したがって、電子部品製造工場等における有機物を含む超純水排水のリサイクルや、上水道における浄水場での有機物分解や殺菌について、オゾンやOHラジカルを活用して水浄化を行う水浄化装置として有用である。   As described above, the water purification apparatus of the present invention generates a standing wave in the vicinity of the electrode by an ultrasonic vibrator in the liquid to be processed, thereby making it possible to keep bubbles floating in the liquid to be processed at a specific location. Since stable discharge is performed through bubbles while maintaining the time, active oxygen species such as ozone and OH radicals are generated with high efficiency. Therefore, it is useful as a water purification device that purifies water using ozone and OH radicals for recycling of ultrapure water drainage containing organic substances in electronic parts manufacturing factories, etc., and for decomposition and sterilization of organic substances at water purification plants in waterworks. .

1 水浄化装置
2 流入口
3 流出口
4 本体
5a 電極
5b 電極
6 気泡発生手段
7a 超音波振動子
7b 超音波振動子
8 高圧パルス電源
9 空気導入手段
10 配管
11 高周波電源
12 気泡
13 定在波
14 電極先端部
15 絶縁皮膜
16a 電極
16b 電極
17 電極先端部
18 絶縁皮膜
19 平板電極
101 流入口
102 流出口
103 本体
104 棒状電極
105 リング状電極
106 高圧パルス電源
107 気泡発生手段
108 空気導入手段
109 配管
110 気泡
201 流入口
202 流出口
203 本体
204 棒状電極
205 平板状電極
206 高圧パルス電源
207 気泡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water purification apparatus 2 Inlet 3 Outlet 4 Main body 5a Electrode 5b Electrode 6 Bubble generating means 7a Ultrasonic vibrator 7b Ultrasonic vibrator 8 High pressure pulse power supply 9 Air introducing means 10 Piping 11 High frequency power supply 12 Bubble 13 Standing wave 14 Electrode tip 15 Insulating coating 16a Electrode 16b Electrode 17 Electrode tip 18 Insulating coating 19 Flat plate electrode 101 Inlet 102 Outlet 103 Main body 104 Rod electrode 105 Ring electrode 106 High-pressure pulse power source 107 Bubble generating means 108 Air introducing means 109 Piping 110 Bubble 201 Inlet 202 Outlet 203 Main body 204 Rod electrode 205 Flat electrode 206 High-pressure pulse power supply 207 Bubble

Claims (2)

被処理液体を流出入させる流入口と流出口を有する本体内に、
少なくとも一対の電極と気泡発生部を備え、
前記電極間に電圧を印加することで活性酸素種を生成する水浄化装置であって、被処理液体中において超音波振動子により生成した定在波の節の近傍に前記電極を配置することを特徴とする水浄化装置。
In the main body having an inlet and an outlet through which the liquid to be treated flows in and out,
Comprising at least a pair of electrodes and a bubble generating part,
A water purification apparatus that generates active oxygen species by applying a voltage between the electrodes, the electrode being disposed near a node of a standing wave generated by an ultrasonic transducer in a liquid to be treated. A water purification device.
前記超音波振動子により定在波を断続的に生成する請求項1記載の水浄化装置。 The water purification apparatus according to claim 1, wherein a standing wave is generated intermittently by the ultrasonic transducer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107601646A (en) * 2017-11-02 2018-01-19 上海李氏复大机电科技有限公司 A kind of bactericidal unit based on ultrasound-enhanced ozone oxidation
KR20210131498A (en) * 2020-04-23 2021-11-03 주식회사 현대파워 a ultrasonic wave ozone generater and ozone bubble producing device

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