放電單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)涉及一種在水中產(chǎn)生放電來(lái)將水凈化的放電單元。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今為止，通過(guò)在水中產(chǎn)生放電來(lái)將水凈化的水處理用放電單元已廣為人知，例如在專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了這種放電單元。該專利文獻(xiàn)I中的放電單元具備:設(shè)置在水中的電極對(duì)，規(guī)定的電壓自直流電源施加在該電極對(duì)上；以及絕緣性隔板，該隔板在水中將電極對(duì)分隔開(kāi)來(lái)，并且在該隔板上形成有構(gòu)成電極對(duì)的電流路徑的通孔。在該放電單元中，當(dāng)直流電壓自直流電源施加在電極對(duì)上時(shí)，在隔板的通孔內(nèi)的電流路徑中電流密度會(huì)上升而產(chǎn)生放電。通過(guò)產(chǎn)生放電，在水中會(huì)產(chǎn)生羥自由基等殺菌因子，從而將水凈化。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本公開(kāi)專利公報(bào)特開(kāi)2011 — 92920號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題一
[0005]然而，在上述放電單元中，可能會(huì)發(fā)生下述狀況:電流路徑即隔板的通孔的孔徑漸漸地?cái)U(kuò)大，這導(dǎo)致通孔的電阻降低而無(wú)法確保放電所需要的電流密度，從而無(wú)法穩(wěn)定地產(chǎn)生放電。也就是說(shuō)，存在下述問(wèn)題，即:如果一定的直流電壓經(jīng)常施加在電極對(duì)上，在通孔內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生溫度較高的輝光放電，該輝光放電所產(chǎn)生的放電熱對(duì)通孔造成熱破壞，從而孔徑擴(kuò)大。
[0006]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于:抑制隔板上的通孔的孔徑擴(kuò)大來(lái)穩(wěn)定地進(jìn)行放電。
[0007]一用以解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案一
[0008]第一方面的發(fā)明所涉及的放電單元具備:交變型電源33 ;電極對(duì)31、32，其設(shè)置在水中，電壓自上述電源33施加在該電極對(duì)31、32上；以及絕緣性隔板15，其在上述水中將上述電極對(duì)31、32分隔開(kāi)來(lái)，在該隔板15上形成有構(gòu)成上述電極對(duì)31、32之間的電流路徑的微小通孔35，通過(guò)向上述電極對(duì)31、32施加電壓而在上述通孔35內(nèi)產(chǎn)生放電。
[0009]在上述第一方面的發(fā)明中，通過(guò)自電源33向電極對(duì)31、32施加電壓，在電極對(duì)31、32之間的電流路徑即通孔35中的電流密度上升，從而產(chǎn)生放電。在本發(fā)明中，由于電源33為交變型的電源，因此向電極對(duì)31、32施加的電壓的正負(fù)每隔規(guī)定的時(shí)間就相互交替。因此，在通孔35中不會(huì)產(chǎn)生輝光放電，而是會(huì)產(chǎn)生火花放電。也就是說(shuō)，在向電極對(duì)31、32施加直流電的情況下，放電方式會(huì)隨著電流增加而從火花放電轉(zhuǎn)移到輝光放電，但是在本發(fā)明中，向電極對(duì)31、32施加的電壓的正負(fù)在放電方式轉(zhuǎn)移到輝光放電之前就會(huì)交替，因此能夠使通孔35內(nèi)持續(xù)地產(chǎn)生火花放電。這樣一來(lái)，能夠抑制輝光放電對(duì)通孔35造成的熱破壞，從而能夠抑制通孔35的孔徑擴(kuò)大。
[0010]第二方面的發(fā)明是在第一方面的發(fā)明的基礎(chǔ)上，具有下述特征:上述電源33的電壓波形是每個(gè)周期中的正極側(cè)與負(fù)極側(cè)的比例相等的波形。
[0011]在上述第二方面的發(fā)明中，由于電壓波形的每個(gè)周期中的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)的比例相等，因此氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個(gè)電極31、32上相同程度地進(jìn)行。
[0012]第三方面的發(fā)明是在第一或第二方面的發(fā)明的基礎(chǔ)上，具有下述特征:上述電源33的電壓波形是方波。
[0013]在上述第三方面的發(fā)明中，通過(guò)使電壓波形為方波，與例如正弦波等相比，能夠不受水的導(dǎo)電率的影響地產(chǎn)生放電。
[0014]第四方面的發(fā)明是在第一到第三中任一方面的發(fā)明的基礎(chǔ)上，具有下述特征:上述通孔35的一側(cè)或兩側(cè)的開(kāi)口端部35a呈朝外側(cè)逐漸擴(kuò)大的錐形。
[0015]自電源33向電極對(duì)31、32施加電壓，從而電極對(duì)31、32之間的電流路徑即通孔35中的電流密度上升，水汽化而形成氣泡。在氣泡內(nèi)，氣泡與水之間的界面成為電極而產(chǎn)生放電(火花放電)。形成在通孔35的氣泡有向上浮起的趨勢(shì)，但在本發(fā)明中，如圖7所示，由于氣泡的一部分與開(kāi)口端部35a的錐面相抵，因此能抑制氣泡向上浮起。
[0016]—發(fā)明的效果一
[0017]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于使用交變型電源33，因此能夠使通孔35內(nèi)不產(chǎn)生輝光放電，而是產(chǎn)生溫度較低溫的火花放電。由此，能夠抑制通孔35的孔徑擴(kuò)大，其結(jié)果是能夠穩(wěn)定地進(jìn)行放電。
[0018]根據(jù)第二方面的發(fā)明，由于使電壓波形的每個(gè)周期中的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)的比例相等，因此能夠使兩個(gè)電極31、32相同程度地進(jìn)行氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。因此，能夠抑制氧化反應(yīng)所引起的電極對(duì)31、32的溶解，其結(jié)果是能夠穩(wěn)定地進(jìn)行放電。
[0019]根據(jù)第三方面的發(fā)明，由于使電壓波形為方波，因此與例如正弦波等相比，能夠不受水的導(dǎo)電率的影響地產(chǎn)生放電。因此，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行放電。
[0020]根據(jù)第四方面的發(fā)明，由于使通孔35的一側(cè)或兩側(cè)的開(kāi)口端部35a呈朝外側(cè)逐漸擴(kuò)大的錐形，因此能夠抑制通過(guò)向電極對(duì)31、32施加電壓而在通孔35產(chǎn)生的氣泡向上浮起。這樣一來(lái)，能夠使在通孔35形成的氣泡長(zhǎng)時(shí)間地停留在通孔35，其結(jié)果是能夠更穩(wěn)定地進(jìn)行放電。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是示出實(shí)施方式所涉及的貯水箱和水循環(huán)回路的管道系統(tǒng)圖。
[0022]圖2是示出實(shí)施方式所涉及的水處理部的圖。
[0023]圖3是示意地示出實(shí)施方式所涉及的水處理部的圖。
[0024]圖4是示出實(shí)施方式所涉及的放電單元的簡(jiǎn)要剖視圖。
[0025]圖5是示出實(shí)施方式所涉及的電壓波形的圖。
[0026]圖6是擴(kuò)大地示出實(shí)施方式所涉及的放電單元的一部分的圖。
[0027]圖7是擴(kuò)大地示出實(shí)施方式所涉及的放電單元的一部分的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，以下實(shí)施方式是本質(zhì)上優(yōu)選的示例，并沒(méi)有意圖對(duì)本發(fā)明、其應(yīng)用對(duì)象或其用途的范圍加以限制。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的水處理裝置Ia具備水循環(huán)回路I和貯水箱2。
[0030]上述貯水箱2中貯存有水(包括熱水，以下相同)。水循環(huán)回路1、第一流路管6以及第二流路管7與貯水箱2相連接。
[0031]上述水循環(huán)回路I用于使貯水箱2內(nèi)的水進(jìn)行循環(huán)來(lái)攪拌該貯水箱2內(nèi)的水。水管3、兩個(gè)開(kāi)關(guān)閥4、4、兩個(gè)泵5、5、以及水處理部10連接在水循環(huán)回路I中。需要說(shuō)明的是，水處理部10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)后述。
[0032]上述水管3是水能夠在內(nèi)部流動(dòng)的管。水管3的一端與貯水箱2的、在圖中左側(cè)的側(cè)面相連接，而另一端與貯水箱2的、在圖中右側(cè)的側(cè)面相連接。上述的兩個(gè)泵5、5、兩個(gè)開(kāi)關(guān)閥4、4、以及水處理部10連接在水管3的中途。
[0033]上述開(kāi)關(guān)閥4、4構(gòu)成為能夠?qū)⑺?的流路打開(kāi)、關(guān)閉的閥。兩個(gè)開(kāi)關(guān)閥4、4中的一個(gè)開(kāi)關(guān)閥4設(shè)置在水處理部10的水流入側(cè)，另一個(gè)開(kāi)關(guān)閥4設(shè)置在水處理部10的水流出側(cè)。兩個(gè)泵5、5中的一個(gè)泵5設(shè)置在貯水箱2和位于水處理部10的流入側(cè)的開(kāi)關(guān)閥4之間，另一個(gè)泵5設(shè)置在水處理部10和位于該水處理部10的流出側(cè)的開(kāi)關(guān)閥4之間。如果打開(kāi)各開(kāi)關(guān)閥4、4，水就會(huì)在水管3內(nèi)部流動(dòng)，另一方面，如果關(guān)閉各開(kāi)關(guān)閥4、4，水就會(huì)停止在水管3內(nèi)部流動(dòng)。
[0034]—水處理部的結(jié)構(gòu)一
[0035]如圖2和圖3所示，水處理部10用于將從水管3的流入部3a流入的水凈化后使水從水管3的流出部3b流出。該水處理部10具備噴霧裝置40、處理槽11、下游槽50以及多個(gè)放電單元30a、30b。水處理部10構(gòu)成為:由噴霧裝置40將從水管3流入的水供向處理槽11，在該處理槽11內(nèi)利用由放電單元30a、30b產(chǎn)生的殺菌因子對(duì)水進(jìn)行凈化，并將凈化后的水供向下游槽50，再使水從下游槽50流向水管3。
[0036]上述處理槽11是箱體狀水槽，形成為俯視時(shí)近似長(zhǎng)方形。具體而言，處理槽11是由下述部分形成的，即:底部12，其形成為俯視時(shí)近似長(zhǎng)方形的平板；長(zhǎng)壁部13、13，其形成為橫向長(zhǎng)度較長(zhǎng)的、近似長(zhǎng)方形的平板，且從底部12的兩個(gè)長(zhǎng)邊分別向上方延伸；短壁部14a、14b，形成為縱向長(zhǎng)度較長(zhǎng)的、近似長(zhǎng)方形的平板，且從底部12的兩個(gè)短邊分別向上方延伸。處理槽11的長(zhǎng)度方向上的另一端側(cè)(也就是說(shuō)水的流出側(cè))的短壁部14b形成為其高度低于處理槽11的長(zhǎng)度方向的一端側(cè)(也就是說(shuō)水的流入側(cè))的短壁部14a和長(zhǎng)壁部13、13，從而形成流出口部17。
[0037]在上述處理槽11的內(nèi)部，沿著該處理槽11的寬度方向按規(guī)定間隔布置有多個(gè)隔板15。各隔板15形成為橫向長(zhǎng)度較長(zhǎng)的、近似長(zhǎng)方形的平板，各隔板15沿著處理槽11的長(zhǎng)度方向布置好，從而將該處理槽11的內(nèi)部分隔成多個(gè)水道21a?22b。各隔板15由具有電絕緣性的材料形成。此外，在布置于后述的第一流路21和第二流路22中的隔板15、15上分別形成有沿著厚度方向貫穿該隔板15、15的孔部16。在上述處理槽11中，由各隔板15形成有從圖2中的跟前側(cè)起依序排列的第一水道?第四水道21a?22b。需要說(shuō)明的是，在處理槽11中形成的水道21a?22b的數(shù)量是示例，能夠根據(jù)水處理部10所凈化的水量任意地改變水道21a?22b的數(shù)量。此外，隔板15構(gòu)成本發(fā)明所涉及的分隔部件。
[0038]各水道21a?22b中，第一水道21a和第二水道21b配成一對(duì)而形成第一流路21，第三水道22a和第四水道22b配成一對(duì)而形成第二流路22。
[0039]如圖4所示，上述多個(gè)放電單元30a、30b由第一放電單元30a和第二放電單元30b構(gòu)成。在每一對(duì)上述水道21a、21b、22a、22b中各設(shè)置有一個(gè)放電單元30a、30b。
[0040]上述第一放電單元30a用于凈化第一流路21中的水。第一放電單元30a具備:電極對(duì)31、32 ;與該電極對(duì)31、32相連接，用于向該電極對(duì)31、32施加規(guī)定的電壓的高電壓產(chǎn)生部33;以及形成有上述孔部16的隔板15。在隔板15上設(shè)有放電部件34。此外，第二放電單元30b用于凈化第二流路22的水。由于第二放電單元30b的具體結(jié)構(gòu)與上述第一放電單元30a相同，因此省略說(shuō)明。
[0041 ] 上述電極對(duì)31、32用于在水中產(chǎn)生放電，由火線側(cè)的電極31和零線側(cè)的電極32構(gòu)成。電極31形成為扁平的板狀，并且布置在第一水道21a中。電極31與高電壓產(chǎn)生部33相連接。上述電極32形成為扁平的板狀，并且布置在第二水道21b內(nèi)。電極32與高電壓產(chǎn)生部33相連接。電極31和電極32設(shè)置為相互大致平行。需要說(shuō)明的是，這些電極31、32例如由耐腐蝕性較高的金屬材料構(gòu)成。
[0042]上述高電壓產(chǎn)生部33由向電極對(duì)31、32施加規(guī)定的電壓的電源構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，作為示例，如圖5所示，高電壓產(chǎn)生部33向電極對(duì)31、32施加具有正負(fù)交替的交變波形的電壓。該交變波形(方波)的占空比(Duty)被調(diào)節(jié)為正極側(cè)與負(fù)極側(cè)的比例相等。需要說(shuō)明的是，向電極對(duì)31、32施加的電壓是示例，只要是交變型的