JP6427914B2

JP6427914B2 - 水処理ユニット

Info

Publication number: JP6427914B2
Application number: JP2014068413A
Authority: JP
Inventors: 維大大堂; 政弥西村; 智己齋藤; 幸子山口
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: JP2015188834A

Description

本発明は、水処理ユニットに関し、特に、殺菌因子濃度の高い水を生成することができる水処理ユニットに関するものである。

従来より、水を殺菌処理する水処理ユニットが知られている。例えば、特許文献１には、水を貯留する処理槽と、この処理槽に水を流入させる流入路と、処理槽から水を流出させる流出路と、処理槽の内部に設けられた電極対とを備えた水処理ユニットが開示されている。この水処理ユニットが動作するときには、流入路から流出路へ向かって処理槽内を水が流れる。同時に、水中の電極対に所定の電圧を印加することで放電を生起させ、これにより水中において殺菌因子を生じさせる。こうして生じた殺菌因子によって、処理槽を流れる水が殺菌され、あるいは処理槽において殺菌水（殺菌因子を含む水をいう。以下同じ）が生成される。

特開２０１３−１５０９７５号公報

ところで、特許文献１の水処理ユニットでは、流入路、処理槽および流出路の順に水が流れていき、処理槽において一度だけ上記の殺菌処理が行われる。このとき、水中で殺菌因子が生じるが、一度の殺菌処理で生じる殺菌因子の量には限度がある。したがって、特許文献１の水処理ユニットは、殺菌因子濃度の十分に高い水を生成することが難しいという点において改良の余地があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、殺菌因子濃度の十分に高い水を生成することができるようにすることにある。

第１の発明は、水処理ユニット（10）を対象とする。そして、第１の発明は、水を貯留する処理槽（11）と、該処理槽（11）から流出した処理後の水が流入する補助水槽（50）と、上記処理槽（11）の水中において殺菌因子を生ずるように放電を生起する放電部（31〜34）と、上記処理槽（11）から流出した水を液滴化して上記補助水槽（50）へ供給しかつ上記補助水槽（50）から流出した水を液滴化して上記処理槽（11）へ供給することにより、上記処理槽（11）の水と上記補助水槽（50）の水とを電気的に絶縁する絶縁部（70）とを備え、上記処理槽（11）と上記補助水槽（50）との間で水を循環させながら上記放電部（31〜34）を放電させることにより、水中の殺菌因子濃度を高める循環放電動作と、上記循環放電動作の終了後に、上記補助水槽（50）の処理後の水を外部へ供給する供給動作とを行うように構成され、上記補助水槽（50）に設けられて該補助水槽（50）の内部空間を互いに連通する高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とに区分する補助仕切板（51）を備え、上記循環放電動作を行うときには、上記処理槽（11）と上記補助水槽（50）の上記高濃度領域（53）との間で水を循環させる一方、上記供給動作では、上記高濃度領域（53）の水と上記低濃度領域（54）の水とを混合して外部に供給するように構成されていることを特徴とする。

第１の発明では、循環放電動作と供給動作とが行われる。循環放電動作では、放電部（31〜34）の放電により処理槽（11）の水中に殺菌因子を生じさせる。そして、処理槽（11）で殺菌因子を発生させながら、処理槽（11）と補助水槽（50）との間で水を循環させる。これにより、循環放電動作が行われている間は、処理槽（11）および補助水槽（50）との間を循環する水の殺菌因子濃度が上昇していく。よって、循環放電動作を行う時間を調節することで、処理後の水の殺菌因子濃度を適宜に高めることができる。処理後の水は、供給動作により補助水槽（50）から外部へ供給される。

また、第１の発明では、処理槽（11）と補助水槽（50）との間を移動する水が液滴となるので、当該液滴間に空気が介在する。これにより、処理槽（11）と補助水槽（50）との間の電気抵抗が高くなって、処理槽（11）の水と補助水槽（50）の水とが電気的に絶縁される。

さらに、第１の発明では、処理槽（11）と補助水槽（50）の高濃度領域（53）とにおいて、水の殺菌因子濃度が高められる。一方、補助水槽（50）の低濃度領域（54）の水の殺菌因子濃度は、概ね一定である。そして、高濃度領域（53）の殺菌因子濃度が高い水と、低濃度領域（54）の殺菌因子濃度が低い水とが混合され、所定の殺菌因子濃度の殺菌水が生成される。生成された殺菌水は外部に供給される。

ここで、補助水槽（50）の内部空間を高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とに区分することの利点について説明する。

殺菌因子は、水中で過酸化水素に変化することがある。つまり、循環放電動作では、放電部（31〜34）の放電により処理槽（11）で生じた殺菌因子は、補助水槽（50）等において過酸化水素に変化することがある。一方、過酸化水素に放電を作用させると、当該過酸化水素から殺菌因子が生成される。つまり、処理槽（11）で生じた殺菌因子が過酸化水素に変化したとしても、当該過酸化水素を処理槽（11）に送って放電を作用させることにより、再び殺菌因子を生成することができる。したがって、放電部（31〜34）の放電により単位時間当たりに生じる殺菌因子量が一定であるなら、補助水槽（50）から処理槽（11）へ流入する水中に含まれる過酸化水素が多いほど、全体として多くの殺菌因子が生成されることになる。つまり、より多くの過酸化水素を含む水を循環させることにより、水処理ユニット（10）全体として、より速やかに水中の殺菌因子濃度を高めることができる。

補助水槽（50）の内部空間を区分しない場合には、処理槽（11）と補助水槽（50）全体との間で水が循環するので、補助水槽（50）の全体に過酸化水素が拡散する。一方、補助水槽（50）を高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とに区分する場合には、処理槽（11）と高濃度領域（53）との間で水が循環するので、高濃度領域（53）に過酸化水素の大半が留まる。よって、本発明の水処理ユニット（10）では、補助水槽（50）の内部空間を区分しない場合に比べて、過酸化水素を多く含む水を補助水槽（50）から処理槽（11）へ流入させることができる。

以上より、本発明によると、処理槽（11）と補助水槽（50）全体との間で水を循環させる場合に比べて、水処理ユニット（10）全体として、より速やかに水中の殺菌因子濃度が高められる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記処理槽（11）または上記補助水槽（50）の少なくとも一方の水に超音波を照射することで、水中の殺菌因子濃度を高める超音波発生部（62）を備えていることを特徴とする。

第２の発明では、超音波発生部（62）によって水中の殺菌因子濃度が高められる。これは、過酸化水素を含む水に超音波を照射すると、当該過酸化水素が殺菌因子に変化することを利用したものである。処理槽（11）や補助水槽（50）の水中では、放電部（31〜34）の放電により生じた殺菌因子が過酸化水素に変化することがある。本発明では、過酸化水素を含む処理槽（11）や補助水槽（50）の水に超音波を照射して殺菌因子を生成することにより、水中の殺菌因子濃度を高める。

本発明によれば、循環放電動作を行う時間を調節することで、処理後の水の殺菌因子濃度を適宜に高めることができる。つまり、殺菌因子濃度の十分に高い水を生成することができる。また、本発明によれば、水を液滴化するという簡易な方法により、処理槽（11）の水と補助水槽（50）の水とを確実に電気的に絶縁することができる。さらに、本発明によれば、処理槽（11）と補助水槽（50）の高濃度領域（53）との間で水が循環するようにしたので、水処理ユニット（10）全体として、より速やかに水の殺菌因子濃度を高めることができる。つまり、殺菌因子濃度の十分に高い水をより速やかに生成することができる。

また、上記第２の発明によれば、水中の殺菌因子濃度を高める超音波発生部（62）を放電部（31〜34）に追加して設けたので、殺菌因子濃度の十分に高い水をより速やかに生成することができる。

図１は、実施形態に係る水処理ユニットの概略を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る放電ユニットを示す概略の断面図である。図３は、実施形態に係る高電圧発生部で発生させる電圧波形を示す図である。図４は、実施形態に係る放電ユニットの一部を拡大して示す図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

図１〜図４は、本発明に係る水処理ユニットの実施形態を示している。本発明に係る水処理ユニット（10）は、例えば、野菜洗浄に用いられるものである。

図１に示すように、水処理ユニット（10）は、処理槽（11）と、複数の放電ユニット（30a〜30c）と、噴霧装置（40）と、補助水槽（50）と、制御部（60）とを備えている。噴霧装置（40）には流入管（43）が接続され、補助水槽（50）には流出管（44）および補助流出管（45）が接続されている。水処理ユニット（10）は、噴霧装置（40）を介して流入管（43）から処理槽（11）へ水を流入させ、この処理槽（11）において放電ユニット（30a〜30c）により水中に殺菌因子を生じさせて殺菌水を生成し、生成された殺菌水を補助水槽（50）を介して流出管（44）または補助流出管（45）から流出させるものである。

処理槽（11）は、平面視で略長方形状に形成された箱状の水槽である。具体的には、処理槽（11）は、平面視で略長方形状の平板に形成された底部（12）と、横長の略長方形状の平板に形成され、かつ底部（12）の幅方向において対向する両辺（すなわち、図１において左右方向に延びる両辺）からそれぞれ上方に延びる側壁部（13）と、横長の略長方形状の平板に形成され、かつ底部（12）の上記側壁部（13）と直交する両辺（すなわち、図１において奥行き方向に延びる両辺）からそれぞれ上方に延びる端壁部（14a,14b）とで形成されている。処理槽（11）の水の流れ方向の一端側（すなわち、水の流出側）の端壁部（14b）は、その高さが処理槽（11）の水の流れ方向の他端側（すなわち、水の流入側）の端壁部（14a）および側壁部（13）よりも低く形成されている。これにより、一端側の端壁部（14b）の上方には流出口部（17）が形成されている。一端側の端壁部（14b）の上端には、流出口部（17）から流出した水を落下させるスロープ（18）が斜め下方に延びるように設けられている。

処理槽（11）の内部には、その幅方向に所定の間隔をおいて複数の仕切板（15,15a）が配置されている。各仕切板（15,15a）は、横長の略長方形状の平板に形成され、水の流れ方向に沿って配置されて処理槽（11）の内部を複数のレーン（21a,21b,22a,22b,23a,23b）に仕切っている。各仕切板（15,15a）は、電気絶縁性を有する材料で形成されている。また、後述する第１流路（21）、第２流路（22）および第３流路（23）に配置される仕切板（15a）には、それぞれに開口部（16）が形成されている。処理槽（11）には、各仕切板（15,15a）によって、図１における手前側から順に第１〜第６レーン（21a,21b,22a,22b,23a,23b）が形成されている。なお、処理槽（11）に形成されるレーン（21a,21b,22a,22b,23a,23b）の数は、例示であり、処理槽（11）内を流れる水量に応じて任意に変更することができる。

また、第１レーン（21a）および第２レーン（21b）が一対となって第１流路（21）を形成し、第３レーン（22a）および第４レーン（22b）が一対となって第２流路（22）を形成し、第５レーン（23a）および第６レーン（23b）が一対となって第３流路（23）を形成している。

図２に示すように、複数の放電ユニット（30a〜30c）は、第１放電ユニット（30a）と第２放電ユニット（30b）と第３放電ユニット（30c）とで構成されている。各放電ユニット（30a〜30c）は、上述した各流路（21〜23）ごとに一つずつ設けられている。

第１放電ユニット（30a）は、第１流路（21）の水中において殺菌因子を生じさせるものである。第１放電ユニット（30a）は、電極対（31,32）と、この電極対（31,32）に接続されて電極対（31,32）に所定の電圧を印加する高電圧発生部（33）と、上述した開口部（16）が形成された仕切板（15a）とを備えている。仕切板（15a）には、放電部材（34）が設けられている。電極対（31,32）、高電圧発生部（33）および放電部材（34）は、本発明の放電部を構成している。なお、第２放電ユニット（30b）は、第２流路（22）の水中において殺菌因子を生じさせるものである。また、第３放電ユニット（30c）は、第３流路（23）の水中において殺菌因子を生じさせるものである。第２放電ユニット（30b）および第３放電ユニット（30c）の具体的な構成は、第１放電ユニット（30a）と同様であるため、説明は省略する。

電極対（31,32）は、水中で放電を生起するためのものであり、ホット側の電極（31）とニュートラル側の電極（32）とで構成されている。ホット側の電極（31）は、扁平な形状に形成され、第１レーン（21a）に配置されている。ホット側の電極（31）は、高電圧発生部（33）に接続されている。ニュートラル側の電極（32）は、扁平な形状に形成され、第２レーン（21b）に配置されている。ニュートラル側の電極（32）は、高電圧発生部（33）に接続されている。また、ホット側の電極（31）とニュートラル側の電極（32）とは互いに略平行となるように配設されている。これらの電極（31,32）は、例えば耐腐食性の高い金属材料で構成されている。

高電圧発生部（33）は、電極対（31,32）に所定の電圧を印加する電源で構成されている。本実施形態では、高電圧発生部（33）は、例示として、図３に示すように、電極対（31,32）に対して、正負が入れ替わる交番波形の電圧を印加するように構成されている。この交番波形（方形波）のＤｕｔｙは、正極側と負極側の割合が等しくなるように調節されている。なお、電極対（31,32）に印加される電圧は、例示であって、交番型の電圧であれば、方形波に限らず、正弦波などでもよい。

放電部材（34）は、板状の絶縁部材である。放電部材（34）は、例えばセラミックス等の電気絶縁材料で構成されている。なお、セラミックスは窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ジルコニアまたはアルミナである。放電部材（34）は、第１レーン（21a）と第２レーン（21b）とを仕切る仕切板（15a）に形成された開口部（16）、第３レーン（22a）と第４レーンとを仕切る仕切板（15a）に形成された開口部（16）、および、第５レーン（23a）と第６レーン（23b）とを仕切る仕切板（15a）に形成された開口部（16）を塞ぐように配置されている。放電部材（34）には、その略中央に微小な放電孔（35）が形成されている。放電孔（35）は、例えば、電気抵抗が数ＭΩとなるように設計されている。この放電孔（35）は、ホット側の電極（31）とニュートラル側の電極（32）との間の電流経路を構成している。以上のような放電孔（35）は、電極対（31,32）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部となる。

図４に示すように、両電極（31,32）間に電圧が印加されると、放電部材（34）の放電孔（35）内では、電流経路の電流密度が上昇することで、水がジュール熱によって気化して気泡（C）が形成される。これにより、電極（31,32）と水とが同電位になり、気泡（C）と水との界面が電極となって放電（スパーク放電）が発生する。すなわち、この放電では、両電極（31,32）が放電電極とならないため、放電によって電極（31,32）が劣化するのを抑制できる。

噴霧装置（40）は、流入管（43）から供給される水を噴霧して処理槽（11）に流入させるものである。なお、流入管（43）には開状態と閉状態とに切替可能な第１電磁弁（47a）が設けられており、この第１電磁弁（47a）が開状態であるときにのみ噴霧装置（40）に水が供給される。噴霧装置（40）は、ノズルヘッダ（41）と、各レーン（21a,21b,22a,22b,23a,23b）に対応した複数の噴霧ノズル（42）とを備えている。

ノズルヘッダ（41）は、細長い管状に形成されると共に側面に流入管（43）が接続され、この流入管（43）からの水を各噴霧ノズル（42）に分流させるものである。

噴霧ノズル（42）は、ノズルヘッダ（41）の長手方向に所定の間隔をおいて複数個設けられている。噴霧ノズル（42）は、各レーン（21a,21b,22a,22b,23a,23b）に対応して設けられている。流入管（43）を流れてきた水は、ノズルヘッダ（41）に流入し、噴霧ノズル（42）から粒状（液滴）となって対応するレーン（21a,21b,22a,22b,23a,23b）に向かって噴霧される。このとき、噴霧ノズル（42）から噴霧された水が粒状となる（液滴化される）ことで各粒間（各液滴間）に空気が介在して電気抵抗が高くなる。こうすることで、流入管（43）を流れる水と処理槽（11）の水とが電気的に絶縁される。なお、流入管（43）と処理槽（11）との間の電気抵抗は、数百ＭΩ以上になる。

ここで、後述する循環放電動作を行う場合、補助水槽（50）から流出した水が流入管（43）を流れて噴霧装置（40）に供給される。また、上述のとおり、噴霧装置（40）は、流入管（43）を流れる水と処理槽（11）の水とを電気的に絶縁する。したがって、補助水槽（50）から流出した水と処理槽（11）の水とは、噴霧装置（40）によって電気的に絶縁される。このように、噴霧装置（40）は、本発明の絶縁部（70）を構成している。

補助水槽（50）は、処理槽（11）の流出口部（17）の下方に設けられた水槽である。補助水槽（50）は、平面視で略長方形状の箱体に形成されていて、上方に向かって開口している。補助水槽（50）は、後述するように、その内部空間が高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とに区分されている。補助水槽（50）の高濃度領域（53）には、処理槽（11）の流出口部（17）から流出した処理後の水が流入する。ここで、補助水槽（50）に貯留された水の液面は、流出口部（17）ないしスロープ（18）の先端よりも所定の距離だけ低い。このため、処理槽（11）の水は、流出口部（17）から補助水槽（50）に流れ落ちる際に雫となる。補助水槽（50）に流れ落ちる水が雫となる（粒状化または液滴化される）ことで各粒間（液滴間）に空気が介在して電気抵抗が高くなる。こうすることで、処理槽（11）に貯留された水と補助水槽（50）に貯留された水とが電気的に絶縁される。なお、処理槽（11）と補助水槽（50）との間の電気抵抗は、数百ＭΩ以上になる。流出口部（17）は、本発明の絶縁部（70）を構成している。

補助水槽（50）には、この補助水槽（50）の内部空間を高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とに区分する補助仕切板（51）が設けられている。補助仕切板（51）は、処理槽（11）における水の流れ方向と直交する方向（図１において奥行き方向）に延びる平板状の部材である。補助仕切板（51）は、長手方向の両辺が補助水槽（50）の内面に接し、下辺が補助水槽（50）の底面に接している。補助仕切板（51）は、補助水槽（50）の中央部よりも処理槽（11）寄りに設けられている。補助仕切板（51）の中央部分には、一つの連通孔（52）が形成されている。この連通孔（52）は、補助仕切板（51）を厚さ方向に貫通する小さな円形の孔である。なお、連通孔（52）は、楕円形状や多角形状等のその他の形状の孔であってもよいし、複数個形成されていてもよいし、また、補助仕切板（51）の中央部分以外の部分に形成されていてもよい。

高濃度領域（53）は、補助水槽（50）の内部空間のうち補助仕切板（51）よりも処理槽（11）寄りの部分（図１において左側部分）である。低濃度領域（54）は、補助水槽（50）のうち補助仕切板（51）よりも処理槽（11）から遠い部分（図１において右側部分）である。高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とは、上記連通孔（52）により互いに連通している。また、補助仕切板（51）が補助水槽（50）の中央部よりも処理槽（11）寄りに設けられているため、高濃度領域（53）は低濃度領域（54）よりも小さい。

補助水槽（50）の下面には、超音波振動子（62）が取り付けられている。超音波振動子（62）は、補助水槽（50）の水に超音波を照射することで、当該水に含まれる過酸化水素を殺菌因子に変化させて水中の殺菌因子濃度を高めるものである。超音波振動子（62）は、本発明の超音波発生部を構成している。

補助水槽（50）の一方の側面（図１の左側面）には、流出管（44）が接続されている。流出管（44）の一端は、補助水槽（50）の高濃度領域（53）に連通している。流出管（44）の他端は、処理後の水を外部へ供給するように構成されている。流出管（44）には、補助水槽（50）側から順に、第１電動弁（49a）、ポンプ（48）、濃度センサ（61）および第２電磁弁（47b）が設けられている。第１電動弁（49a）は、開度を調節可能になっている。ポンプ（48）は、駆動されるかまたは停止する。濃度センサ（61）は、流出管（44）を流れる水の過酸化水素濃度を検出することで、当該水の殺菌因子濃度を間接的に検出する。第２電磁弁（47b）は、開状態と閉状態とに切替可能になっている。

補助水槽（50）の他方の側面（図１の右側面）には、補助流出管（45）が接続されている。補助流出管（45）の一端は、補助水槽（50）の低濃度領域（54）に連通している。補助流出管（45）の他端は、流出管（44）のうち第１電動弁（49a）と濃度センサ（61）との間の部分に接続されている。補助流出管（45）には、第２電動弁（49b）が設けられている。この第２電動弁（49b）は、開度を調節可能になっている。

流出管（44）と流入管（43）との間には、両者を連通させる循環用水管（46）が設けられている。この循環用水管（46）は、一端が流出管（44）のうちポンプ（48）と第２電磁弁（47b）との間の部分に接続され、他端が流入管（43）のうち第１電磁弁（47a）と噴霧装置（40）との間の部分に接続されている。循環用水管（46）には、第３電磁弁（47c）が設けられている。この第３電磁弁（47c）は、開状態と閉状態とに切替可能になっている。

制御部（60）は、水処理ユニット（10）の動作を制御するものである。制御部（60）は、少なくとも第１〜第３電磁弁（47a〜47c）、第１および第２電動弁（49a,49b）、高電圧発生部（33）、ポンプ（48）、濃度センサ（61）および超音波振動子（62）に有線または無線により接続されている。制御部（60）は、第１〜第３電磁弁（47a〜47c）の開状態と閉状態とを切り替える。また、制御部（60）は、第１および第２電動弁（49a,49b）の開度を調節する。さらに、制御部（60）は、高電圧発生部（33）を駆動するかまたは停止する。また、制御部（60）は、ポンプ（48）を駆動するかまたは停止する。さらに、制御部（60）は、超音波振動子（62）を駆動するかまたは停止する。制御部（60）は、濃度センサ（61）からの入力に応じて上記の各制御を行う。

−運転動作−
本実施形態の水処理ユニット（10）の運転動作について説明する。本実施形態の水処理ユニット（10）では、処理槽（11）と補助水槽（50）との間で水を循環させながら放電ユニット（30a〜30c）を放電させることにより、水中の殺菌因子濃度を高める循環放電動作と、循環放電動作の終了後に、補助水槽（50）の処理後の水（殺菌水）を外部へ供給する供給動作とが行われる。循環放電動作および供給動作は、制御部（60）によって行われる。

〈循環放電動作〉
本実施形態の水処理ユニット（10）では、殺菌因子濃度の十分に高い殺菌水を生成するために循環放電動作が行われる。

具体的に、循環放電動作では、第１電磁弁（47a）および第２電磁弁（47b）が閉状態にされ、外部からの水の流入および外部への水の流出が停止される。また、第２電動弁（49b）が閉じられる。一方、第１電動弁（49a）が開かれると共に、第３電磁弁（47c）が開状態とされる。

各電磁弁（47a〜47c）および各電動弁（49a,49b）が上記の状態とされた上で、ポンプ（48）が駆動され、処理槽（11）と補助水槽（50）の高濃度領域（53）との間で水が循環する。すなわち、ポンプ（48）によって、補助水槽（50）の高濃度領域（53）から流出した水が流出管（44）、循環用水管（46）および流入管（43）を流れて噴霧装置（40）に供給される。噴霧装置（40）に供給された水は、この噴霧装置（40）により液滴化されて処理槽（11）に流入する。また、処理槽（11）から流出する水は、液滴化されて補助水槽（50）の高濃度領域（53）に流入する。このように、循環放電動作では、処理槽（11）と補助水槽（50）の高濃度領域（53）との間で水が循環する。

また、高電圧発生部（33）が駆動され、この高電圧発生部（33）から電極対（31,32）に対して方形波電圧が印加される。本実施形態では、方形波電圧の印加は、すべての放電ユニット（30a〜30c）において行われる。

電極対（31,32）に方形波電圧が印加されると、放電部材（34）の放電孔（35）内の電流密度が上昇し、放電孔（35）内でジュール熱が発生する。その結果、放電部材（34）では、放電孔（35）の内部および出入口の近傍において、水の気化が促進されて気体相としての気泡（C）が形成される。この気泡（C）は、図４に示すように、放電孔（35）の全域を覆う状態となる。この状態では、気泡（C）が両電極（31,32）間における水を介した導電を阻止する抵抗として機能する。これにより、電極（31,32）と水との間に電位差がほぼなくなり、気泡（C）と水との界面が電極となる。すると、気泡（C）内では、絶縁破壊が起こり、放電（スパーク放電）が発生する。

以上のようにして、気泡（C）内で放電が生起されると、処理槽（11）の水中では、殺菌因子（水酸ラジカル等の活性種）が発生する。循環放電動作では、処理槽（11）と補助水槽（50）との間で水が循環する中で、各放電ユニット（30a〜30c）で放電が行われるので、循環放電動作を続けている間は、循環する水の殺菌因子濃度が上昇していく。

ここで、殺菌因子は、水中で過酸化水素に変化することがある。つまり、循環放電動作では、各放電ユニット（30a〜30c）の放電により処理槽（11）で生じた殺菌因子は、補助水槽（50）等において過酸化水素に変化することがある。一方、過酸化水素に放電を作用させると、当該過酸化水素から殺菌因子が生成される。つまり、処理槽（11）で生じた殺菌因子が過酸化水素に変化したとしても、当該過酸化水素を処理槽（11）に送って放電を作用させることにより、再び殺菌因子を生成することができる。したがって、放電ユニット（30a〜30c）の放電により単位時間当たりに生じる殺菌因子量が一定であるなら、補助水槽（50）から処理槽（11）へ流入する水中に含まれる過酸化水素が多いほど、全体として多くの殺菌因子が生成されることになる。つまり、より多くの過酸化水素を含む水を循環させることにより、水処理ユニット（10）全体として、より速やかに水中の殺菌因子濃度を高めることができる。

補助水槽（50）の内部空間を区分しない場合には、処理槽（11）と補助水槽（50）全体との間で水が循環するので、補助水槽（50）の全体に過酸化水素が拡散する。一方、補助水槽（50）を高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とに区分する場合には、処理槽（11）と高濃度領域（53）との間で水が循環するので、高濃度領域（53）に過酸化水素の大半が留まる。よって、本実施形態の水処理ユニット（10）では、補助水槽（50）の内部空間を区分しない場合に比べて、過酸化水素を多く含む水を補助水槽（50）から処理槽（11）へ流入させることができる。

したがって、本実施形態の水処理ユニット（10）では、処理槽（11）と補助水槽（50）全体との間で水を循環させる場合に比べて、より速やかに水中の殺菌因子濃度を高めることができる。なお、高濃度領域（53）が小さいほど、より速やかに水中の殺菌因子濃度を高めることができる。

循環放電動作では、超音波振動子（62）が駆動される。これにより、補助水槽（50）の水に含まれる過酸化水素に超音波が照射されて当該過酸化水素が殺菌因子に変化するので、水中の殺菌因子濃度を高めることができる。

循環放電動作は、例えば、濃度センサ（61）の検出値が予め設定された閾値に達すると終了する。なお、濃度センサ（61）の検出値によらず、予め定められた時間にわたって循環放電動作を行うようにしてもよい。

〈供給動作〉
本実施形態の水処理ユニット（10）では、循環放電動作に続いて、生成された殺菌水を外部に供給する供給動作が行われる。

具体的に、供給動作では、第３電磁弁（47c）が閉状態にされ、補助水槽（50）から処理槽（11）へ向かって水が流れないようにされる。また、第２電磁弁（47b）が開状態にされることで、補助水槽（50）から流出した殺菌水を外部に供給することが可能となる。

第１電動弁（49a）および第２電動弁（49b）は、外部に供給する殺菌水の殺菌因子濃度を調節するために、開度が適宜調節される。すなわち、供給動作では、高濃度領域（53）の水と低濃度領域（54）の水とを混合して外部に供給する。ここで、第１電動弁（49a）の開度を大きくするほど、殺菌因子濃度の高い高濃度領域（53）の水をより多く含む殺菌水が外部に供給されることになる。一方、第２電動弁（49b）の開度を大きくするほど、殺菌因子濃度の低い低濃度領域（54）の水をより多く含む殺菌水が外部に供給されることになる。つまり、第１電動弁（49a）の開度が第２電動弁（49b）の開度に比べて大きいほど、殺菌因子濃度の高い殺菌水が外部へ供給される。濃度センサ（61）の検出値が所定の目標値に近づくように、第１電動弁（49a）および第２電動弁（49b）の開度が調節される。

そして、ポンプ（48）が駆動され、殺菌水が流出管（44）を流れて外部へ供給される。外部へ供給された殺菌水は、例えば、野菜洗浄に用いられる。

なお、外部において多くの殺菌水が必要とされる場合には、第１電動弁（49a）および第２電動弁（49b）の開度を大きくしなければならない。このとき、第２電動弁（49b）の開度を大きくすると、上述のとおり外部に供給される殺菌水の殺菌因子濃度は低くなる。よって、多くの殺菌水を外部に供給する必要がある場合には、供給される殺菌水の殺菌因子濃度を高く保つことが難しい。

この点において、本実施形態の水処理ユニット（10）では、補助仕切板（51）に連通孔（52）が形成されているので、低濃度領域（54）から補助流出管（45）に水が流れ込むときに、高濃度領域（53）から低濃度領域（54）に向かって連通孔（52）を通過するように、比較的速い水の流れが生じる。これにより、低濃度領域（54）の水中において、高濃度領域（53）の水に含まれていた殺菌因子が拡散する。よって、補助流出管（45）から流出する水の殺菌因子濃度が比較的高いものとなり、外部に多くの殺菌水を供給する必要がある場合であっても、殺菌因子濃度の比較的高い殺菌水を供給することができる。

−実施形態の効果−
本実施形態の水処理ユニット（10）では、循環放電動作を行う時間を調節することで、処理後の水の殺菌因子濃度を適宜に高めることができる。つまり、循環放電動作を十分に長い時間にわたって行うことにより、殺菌因子濃度の十分に高い水を生成することができる。

また、補助仕切板（51）により補助水槽（50）の内部に高濃度領域（53）を形成したので、補助仕切板（51）を設けない場合に比べて、より速やかに水の殺菌因子濃度を高めることができる。つまり、殺菌因子濃度の十分に高い水をより速やかに生成することができる。

また、処理槽（11）から補助水槽（50）に流入する水と、補助水槽（50）から流出管（44）等を介して処理槽（11）に流入する水との両方を液滴化することにより、処理槽（11）の水と補助水槽（50）の水とを電気的に絶縁している。このように、水を液滴化するという簡易な方法により、処理槽（11）の水と補助水槽（50）の水とを確実に電気的に絶縁することができる。

また、補助水槽（50）の下面に、水中の殺菌因子濃度を高める超音波振動子（62）を設けたので、放電ユニット（30a〜30c）の放電に加えて、超音波の照射によっても殺菌因子を発生させることができる。つまり、超音波振動子（62）により、より速やかに殺菌因子濃度の高い水を生成することが可能になる。

また、補助仕切板（51）に小さな連通孔（52）を形成したことにより、低濃度領域（54）に連通する補助流出管（45）から殺菌因子濃度の比較的高い水を供給できる。このため、多くの殺菌水を外部に供給する必要がある場合であっても、殺菌因子濃度の比較的高い殺菌水を供給することができる。

また、高電圧発生部（33）が発生する電圧波形において正極側と負極側の割合を等しくしたので、電極対（31,32）の溶出を抑制することができる。また、高電圧発生部（33）で発生させる交番型の電圧波形により、各電極（31,32）から金属などが析出することを抑制できるので、安定して放電を行うことができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態では、高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とは、補助仕切板（51）に形成された連通孔（52）により互いに連通しているが、これに限らず、例えば、補助仕切板（51）と補助水槽（50）の内面との間に隙間を設けることによって、高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とが互いに連通するようにしてもよい。具体的には、補助仕切板（51）の下辺と補助水槽（50）の底面との間に隙間を設けることや、補助仕切板（51）の長手方向の両辺と補助水槽（50）の内面との間に隙間を設けること等が考えられる。

また、上記実施形態では、補助水槽（50）の内部に補助仕切板（51）を設けているが、これに限らず、補助仕切板（51）を設けなくてもよい。この場合、補助流出管（45）および第２電動弁（49b）が不要となる。

また、上記実施形態では、超音波振動子（62）を補助水槽（50）の下面に取り付けているが、これに限らず、例えば、超音波振動子（62）を補助水槽（50）の内部に設けてもよいし、処理槽（11）に設けてもよい。また、処理槽（11）および補助水槽（50）の両方に超音波振動子（62）を設けてもよい。

また、上記実施形態では、制御部（60）は、濃度センサ（61）の検出値に応じて、電磁弁（47a〜47c）等の各要素の動作を制御しているが、これに限らず、例えば、濃度センサ（61）を設けることなく、予め定められた制御フローに従って電磁弁（47a〜47c）等の各要素の動作を制御するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、水処理ユニットについて有用である。

10 水処理ユニット
11 処理槽
31 電極（放電部）
32 電極（放電部）
33 高電圧発生部（放電部）
34 放電部材（放電部）
50 補助水槽
51 補助仕切板
53 高濃度領域
54 低濃度領域
62 超音波振動子（超音波発生部）
70 絶縁部

Claims

水を貯留する処理槽（11）と、該処理槽（11）から流出した処理後の水が流入する補助水槽（50）と、上記処理槽（11）の水中において殺菌因子を生ずるように放電を生起する放電部（31〜34）と、上記処理槽（11）から流出した水を液滴化して上記補助水槽（50）へ供給しかつ上記補助水槽（50）から流出した水を液滴化して上記処理槽（11）へ供給することにより、上記処理槽（11）の水と上記補助水槽（50）の水とを電気的に絶縁する絶縁部（70）とを備え、
上記処理槽（11）と上記補助水槽（50）との間で水を循環させながら上記放電部（31〜34）を放電させることにより、水中の殺菌因子濃度を高める循環放電動作と、
上記循環放電動作の終了後に、上記補助水槽（50）の処理後の水を外部へ供給する供給動作とを行うように構成され、
上記補助水槽（50）に設けられて該補助水槽（50）の内部空間を互いに連通する高濃度領域（53）と低濃度領域（54）とに区分する補助仕切板（51）を備え、
上記循環放電動作を行うときには、上記処理槽（11）と上記補助水槽（50）の上記高濃度領域（53）との間で水を循環させる一方、
上記供給動作では、上記高濃度領域（53）の水と上記低濃度領域（54）の水とを混合して外部に供給するように構成されている
ことを特徴とする水処理ユニット。
請求項１において、
上記処理槽（11）または上記補助水槽（50）の少なくとも一方の水に超音波を照射することで、水中の殺菌因子濃度を高める超音波発生部（62）を備えている
ことを特徴とする水処理ユニット。