本發(fā)明涉及利用等離子體處理液體的液體處理裝置。
背景技術(shù):
以往,已知有利用等離子體穩(wěn)定地凈化空氣處理裝置中加濕單元的水容器內(nèi)的水的裝置(例如,參照專利文獻1)。專利文獻1中記載的空氣處理裝置具備進行放電以生成活性種的放電處理部,并構(gòu)成為將包含所生成的活性種的空氣的一部分向空氣凈化機構(gòu)及水容器內(nèi)的水供給。
在先技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2009-148305號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
然而,在上述以往的空氣處理裝置中,從放電處理部產(chǎn)生的氣體向裝置外部流出。由于在流出的氣體中包含反應性高的氣體,因此裝置的使用環(huán)境以及使用條件受限。
因此,本發(fā)明提供一種能夠不受使用環(huán)境以及使用條件限制地進行利用的液體處理裝置。
解決課題的手段
為了解決上述課題,本發(fā)明的一方式所涉及的液體處理裝置具備:第1槽,儲存液體和包含氮及氧的第1氣體;等離子體生成裝置,具有第1電極以及第2電極,通過使所述第1電極與所述第2電極之間放電,從而生成與所述液體的至少一部分接觸的等離子體;以及氣體供給裝置,從所述第1槽向所述等離子體生成裝置供給所述第1槽內(nèi)的所述第1氣體的一部分。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,可提供能夠不受使用環(huán)境以及使用條件限制地進行利用的液體處理裝置。
附圖說明
圖1為表示實施方式1所涉及的液體處理裝置的構(gòu)成的圖。
圖2為表示從實施方式1所涉及的液體處理裝置排出的氮氧化物(nox)的排出量的圖。
圖3為表示實施方式1所涉及的液體處理裝置的循環(huán)路徑內(nèi)封閉的氣體的成分分析的結(jié)果的圖。
圖4為表示利用實施方式1所涉及的液體處理裝置分解醋酸的情況下的相對于放電時間的醋酸的濃度的圖。
圖5為表示實施方式1的變形例所涉及的液體處理裝置的構(gòu)成的圖。
圖6為表示實施方式2所涉及的液體處理裝置的構(gòu)成的圖。
圖7為表示實施方式2的變形例1所涉及的液體處理裝置的構(gòu)成的圖。
圖8為表示實施方式2的變形例2所涉及的液體處理裝置的構(gòu)成的圖。
標記說明:
1、100、200、300、400液體處理裝置
2液體
3氣體
4氣泡
10、34第1槽
11箱體
12吸氣口
13吹出口
14第1空間
15第2空間
20氣體供給泵
21氣體回收口
22氣體供給口
24、24風扇
30第1配管部
31第1流路
32第2流路
33排氣流路
34第1槽
35密閉部
36開放部
37連通孔
38、60第2槽
40等離子體生成器
41電極對
42電源
50過濾器
70第2配管部
71第3流路
71a上游部
71b下游部
72第4流路
80液體供給泵
81流入口
82流出口
90第1過濾器
91、92輥
95第2過濾器。
具體實施方式
(本發(fā)明的概要)
為了解決上述課題,本發(fā)明的一方式所涉及的液體處理裝置具備:第1槽,儲存液體及包含氮以及氧的第1氣體;等離子體生成裝置,具有第1電極以及第2電極,通過使所述第1電極與所述第2電極之間放電,從而生成與所述液體的至少一部分接觸的等離子體;氣體供給裝置,從所述第1槽向所述等離子體生成裝置供給所述第1槽內(nèi)的所述第1氣體的一部分;第1流路,用于將所述第1氣體的所述一部分從所述第1槽引導至所述氣體供給裝置;以及第2流路,用于將所述第1氣體的所述一部分從所述氣體供給裝置引導至所述等離子體生成裝置。
像這樣,氣體供給裝置回收等離子體的生成所使用的氣體并向電極對的附近供給。也就是說,氣體供給裝置以不向外部排出等離子體的生成所使用的氣體的方式進行循環(huán)。在這里,例如,在由氣體供給裝置供給的氣體中包含氮的情況下,有時由于等離子體的生成而產(chǎn)生氮氧化物。通過上述的構(gòu)成,氣體供給裝置以由于等離子體的生成產(chǎn)生的氮氧化物也不向外部排出的方式進行循環(huán)。由此,能夠抑制氮氧化物的排出量。像這樣,由于抑制了氮氧化物的排出量,因此本發(fā)明的一方式所涉及的液體處理裝置能夠充分地抑制對外部產(chǎn)生的影響。因此,液體處理裝置能夠不受使用環(huán)境以及使用條件限制地進行利用。即,液體處理裝置能夠作為通用性高的設(shè)備來利用。
此外,例如,液體處理裝置還具備:排氣流路,用于從所述第1槽排出所述第1槽內(nèi)的所述第1氣體的其他一部分;以及第1過濾器,配置在所述排氣流路上,并從所述第1氣體的所述其他一部分中去除氮氧化物。
由此,由于液體處理裝置具備不使氮氧化物通過的過濾器,因此能夠不排出氮氧化物地向外部排出氮以及氧等。由此,例如,在第1槽的內(nèi)壓上升時,通過向外部排出氮以及氧等,從而能夠抑制內(nèi)壓的上升,能夠抑制第1槽的破損以及變形。
此外,由于能夠在第1槽的外側(cè)配置氣體供給裝置以及過濾器,因此能夠提高液體處理裝置的構(gòu)成部件的配置的自由度。此外,以第1槽、第1流路、氣體供給裝置、第2流路、第1槽的順序形成包含氮氧化物的氣體的循環(huán)路徑。因此,氣體供給裝置的氣體的供給量的調(diào)整等易于進行。
此外,例如也可以是,所述排氣流路從所述第1流路或所述第2流路分支。
由此,由于排氣流路從第1流路或第2流路分支,因此也可以不在第1槽設(shè)置排氣口等。因此,能夠提高第1槽的密閉性,能夠抑制氮氧化物的泄漏。
此外,例如還可以是,所述第1電極與所述第2電極配置于所述第1槽的內(nèi)部。
由此,能夠利用第1槽作為生成等離子體的反應槽,從而可以不設(shè)置專用的反應槽等。因此,能夠削減部件個數(shù),因此能夠使液體處理裝置變得小型、重量變輕以及成本變低。
此外,例如,液體處理裝置還可以具備:第2槽,在內(nèi)部配置了所述第1電極與所述第2電極;第3流路,用于將所述第1槽內(nèi)的所述液體的一部分從所述第1槽引導至所述第2槽;第4流路,用于將所述第2槽內(nèi)的所述第1氣體的一部分以及所述第2槽內(nèi)的所述液體的一部分從所述第2槽引導至所述第1槽;以及液體循環(huán)裝置,使所述液體以所述第1槽、所述第3流路、所述第2槽、所述第4流路的順序循環(huán)。
由此,由于能夠使液體循環(huán),從而能夠促進產(chǎn)生的氮氧化物向液體溶解、以及溶解而生成的亞硝酸及溶解臭氧向液體中擴散。因此能夠高效地進行液體的凈化,此外,能夠高效地使用被凈化并具有活性(分解力)的液體去除污垢等。
此外,例如,液體處理裝置還可以具備:箱體,具有吸氣口及吹出口,并收納所述第1槽;風扇,在所述箱體內(nèi)生成從所述吸氣口朝向所述吹出口的第2氣體的氣流;以及第2過濾器,具有主面,所述主面與所述氣流交叉,并使所述第1槽內(nèi)的所述液體與所述第2氣體接觸。
由此,氣體供給裝置回收包含由等離子體的生成而產(chǎn)生的氮氧化物的氣體,并向電極對的附近供給。也就是說,氣體供給裝置以不向外部排出氮氧化物的方式進行循環(huán)。因此,能夠抑制氮氧化物的排出量。像這樣,由于抑制了氮氧化物的排出量,因此本發(fā)明的一方式所涉及的液體處理裝置能夠充分地抑制對外部產(chǎn)生的影響。因此,液體處理裝置能夠不受使用環(huán)境以及使用條件限制地進行利用。即,液體處理裝置能夠作為通用性高的設(shè)備進行利用。
此外,例如,所述等離子體生成裝置也可以構(gòu)成為通過所述等離子體的生成而生成氮氧化物。
由此,能夠抑制向外部排出由等離子體的生成而產(chǎn)生的氮氧化物。
以下,參照附圖具體說明實施方式。
另外,以下說明的實施方式均表示概括性或具體性的例子。以下的實施方式所示的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置位置以及連接方式、步驟、步驟順序等均為一例,不意在對本發(fā)明進行限定。此外,對于以下實施方式的構(gòu)成要素中的、表示最上位概念的獨立權(quán)利要求所未記載的構(gòu)成要素,作為任意的構(gòu)成要素來說明。
此外,各圖為示意圖,并非嚴謹?shù)膱D示。因此,例如,各圖中的比例尺未必一致。此外,在各圖中對于實質(zhì)上相同的構(gòu)成賦予相同的標記,并省略或簡略重復的說明。
(實施方式1)
[1.概要]
首先,說明實施方式1所涉及的液體處理裝置的概要。圖1為表示本實施方式1所涉及的液體處理裝置1的構(gòu)成的圖。
液體處理裝置1以與液體2接觸的方式生成等離子體。具體而言,液體處理裝置1向液體2中供給氣體3,在所供給的氣體(氣泡4)內(nèi)生成等離子體。通過由等離子體產(chǎn)生的活性種向液體2擴散,能夠分解液體2中包含的被分解物質(zhì),從而使液體2凈化。此外,由于液體2包含活性種,因此能夠?qū)⒁后w2用于污垢等被分解物質(zhì)的分解。
被分解物質(zhì)是液體2中所包含的污染物質(zhì)等。被分解物質(zhì)例如包含對人或生態(tài)系統(tǒng)有害的化學物質(zhì)、微粒子或微生物等。
活性種中包含氮氧化物。通過氮氧化物溶于液體2從而生成亞硝酸以及硝酸。此外,活性種例如包含羥基原子團(oh原子團)、氫原子團、氧原子團、超氧陰離子、一價氧離子或過氧化氫等。
液體2是自來水、純水等液體。氣體3是包含氮(n2)以及氧(o2)的氣體,例如空氣。此外,在氣體3中包含由等離子體的生成而產(chǎn)生的氮氧化物(nox)。
[2.構(gòu)成]
接下來,說明本實施方式1所涉及的液體處理裝置1的構(gòu)成。
如圖1所示,液體處理裝置1具備第1槽10、氣體供給泵20、形成第1流路31、第2流路32以及排氣流路33的第1配管部30、等離子體生成器40、過濾器50、第2槽60、形成第3流路71以及第4流路72的第2配管部70、以及液體供給泵80。以下,詳細說明液體處理裝置1所具備的各構(gòu)成要素。
[2-1.第1槽]
第1槽10是用于儲存氣體3以及液體2的槽。第1槽10的外形形狀例如可以是長方體、圓柱或球體等任意的形狀。在本實施方式1中,第1槽10具有內(nèi)部空間,在內(nèi)部空間儲存氣體3以及液體2。
第1槽10作為氣液分離槽發(fā)揮功能。即,儲存在第1槽10的內(nèi)部空間的液體2以及氣體3受重力的影響,液體2向內(nèi)部空間的垂直下方、氣體3向內(nèi)部空間的垂直上方自然地分離。因此,如圖1所示,氣體3儲存于第1槽10的內(nèi)部空間的上方部分,液體2儲存于下方部分。
第1槽10的內(nèi)部空間除了與第1配管部30以及第2配管部70的連接部分外被密閉。也就是說,第1槽10除了與第1配管部30以及第2配管部70的連接部分外,不具有內(nèi)部空間與外部連通的開口。由此,除了氣體3經(jīng)由第1配管部30從內(nèi)部空間流出或經(jīng)由第2配管部70(第4流路72)向內(nèi)部空間流入的情況以外,氣體3不向外部泄漏。
第1槽10例如由耐酸性的樹脂材料或金屬材料等形成。例如,第1槽10由聚氯乙烯、不銹鋼或陶瓷等形成。另外,在第1槽10由金屬材料形成的情況下,可以通過鍍或涂裝等,實施防銹處理。
另外,也可以在第1槽10設(shè)置用于替換液體2的開口。該開口至少在液體處理裝置1工作期間被蓋(或液體2)等封閉以使氣體3不流出。
[2-2.氣體供給泵]
氣體供給泵20是氣體供給裝置的一例,其回收儲存在第1槽10中的氣體3,并將回收的氣體3供給至等離子體生成器40的電極對41的附近。具體而言,氣體供給泵20具有氣體回收口21以及氣體供給口22。氣體供給泵20經(jīng)由氣體回收口21回收氣體3,從氣體供給口22排出回收的氣體3。
在本實施方式1中,氣體供給泵20通過形成第1流路31以及第2流路32的第1配管部30連接于第1槽10以及第2槽60。具體而言,在氣體回收口21連接有第1流路31,在氣體供給口22連接有第2流路32。即,氣體供給泵20配置于第1配管部30的中途(第1流路31與第2流路32之間)。
氣體供給泵20使氣體3以第1槽10、第1流路31、第2流路32以及第2槽60的順序流動。進入第2槽60的氣體3隨著由液體供給泵80形成的液體2的流動而流過第4流路72,并被供給至第1槽10。即,如圖1所示,氣體3以第1槽10、第1流路31、氣體供給泵20、第2流路32、第2槽60、第4流路72、第1槽10的順序循環(huán)。另外,在圖1中,虛線的箭頭表示氣體3的流動方向。
[2-3.第1配管部(流路)]
第1配管部30是用于形成氣體3的流路的構(gòu)造體。例如,第1配管部30由管道(pipe)、管狀物(tube)或軟管等管狀的部件形成。第1配管部30由針對等離子體所產(chǎn)生的臭氧等活性氣體具有耐性的樹脂材料或金屬材料等形成。例如,第1配管部30由聚四氟乙烯等氟樹脂、硅橡膠、或不銹鋼等形成。
如圖1所示,第1配管部30形成第1流路31、第2流路32、以及排氣流路33。
第1流路31是用于將包含氮氧化物的氣體3從第1槽10引導至氣體供給泵20的流路。如圖1所示,第1流路31的一端(上游端)連接于第1槽10的內(nèi)部空間的上方部分。例如,該上游端位于第1槽10內(nèi)的不接觸液體2的位置,以使僅氣體3通過第1流路31內(nèi)。第1流路31的另一端(下游端)連接于氣體供給泵20的氣體回收口21。氣體供給泵20通過將儲存在第1槽10的內(nèi)部空間的上方的氣體3吸起,從而經(jīng)由第1流路31進行回收。
第2流路32是用于將氣體供給泵20所回收的氣體從氣體供給泵20引導至電極對41附近的流路。第2流路32的一端(上游端)連接于氣體供給泵20的氣體供給口22,另一端(下游端)連接至配置在第2槽60內(nèi)的電極對41的附近。例如,該下游端連接至電極對41的一方的電極的根部等,以使通過第2流路32的氣體覆蓋電極對41的該一方的電極。
排氣流路33是用于排出儲存在第1槽10中的氣體3的一部分的流路。在本實施方式1中,如圖1所示,排氣流路33從第1流路31分支。
另外,排氣流路33也可以從第2流路32分支?;蛘?,排氣流路33也可以是設(shè)置于第1槽10的開口。即,在第1槽10除了用于與第1配管部30(第1流路31以及第2流路32)連接的開口以外,還可以設(shè)置排氣用的開口作為排氣流路33。
本實施方式1中,等離子體生成器40生成等離子體時產(chǎn)生熱。由產(chǎn)生的熱導致氣體3的溫度上升,體積增加。此外,由于等離子體與液體2的界面處的液體2的蒸發(fā)也導致體積增加。因此,第1槽10的內(nèi)壓上升。排氣流路33被設(shè)置以用于在氣體3的體積增加時向外部排出該增加部分。
另外,在從第1流路31向排氣流路33分支的部分也可以設(shè)置閥(例如止逆閥)。閥在第1槽10內(nèi)的氣體3的壓力大于規(guī)定的閾值時打開。由此,能夠抑制第1槽10等的內(nèi)壓上升,并能夠抑制第1槽10以及第1配管部30等的變形或破損。
[2-4.等離子體生成器]
等離子體生成器40是具有電極對41以及電源42的等離子體生成裝置的一例。等離子體生成器40通過使電極對41間放電,從而在氣體供給泵20供給的氣體(氣泡4)內(nèi)以與液體2接觸的方式生成等離子體,并產(chǎn)生氮氧化物。產(chǎn)生的氮氧化物的一部分溶于液體2,未溶的部分儲存于第1槽10。也就是說,儲存在第1槽10中的氣體3不僅包含氮以及氧,還包含氮氧化物以及臭氧等的等離子體生成器40所產(chǎn)生的氣體。
電極對41配置于第2槽60的內(nèi)部。具體而言,電極對41以與第2槽60中儲存的液體2接觸的方式被配置。在電極對41中,2個電極隔開規(guī)定的距離而配置,一方的電極被氣體供給泵20供給的氣體覆蓋。電極對41例如是一對棒狀電極或平行平板電極等。
電源42對電極對41間施加例如2~50kv/cm、100hz~20khz的負極性的高電壓脈沖電壓。由此,在氣體(氣泡4)內(nèi)發(fā)生放電,生成等離子體,從而產(chǎn)生氮氧化物。
[2-5.過濾器]
過濾器50是使氣體3的一部分透過、且不使氮氧化物透過的過濾器。具體而言,過濾器50使氮以及氧等透過,但不使氮氧化物透過。例如,過濾器50是nox專用過濾器或活性炭過濾器。
另外,所謂不使氮氧化物透過,也包含不是完全阻斷氮氧化物,而是雖稍透過但實質(zhì)上不使氮氧化物透過的情況。即,過濾器50是使氮氧化物的透過量小于規(guī)定的閾值的過濾器即可。例如,由過濾器50過濾的氮氧化物的透過量小于環(huán)境標準等的法規(guī)規(guī)定的值。
過濾器50配置于排氣流路33上。即,流過排氣流路33的氣體3在通過過濾器50時,氮氧化物被過濾器50去除。由此,通過排氣流路33向外排出的氣體3中幾乎不含有氮氧化物。
[2-6.第2槽]
第2槽60是在內(nèi)部配置了電極對41的槽。第2槽60的外形形狀例如可以是長方體、圓柱或球體等任意的形狀。在本實施方式1中,第2槽60具有內(nèi)部空間,并在內(nèi)部空間儲存液體2。在圖1所示的例中,第2槽60的內(nèi)部空間整體充填有液體2,但也可以與第1槽10同樣地是液體2與氣體3分離。
第2槽60作為進行等離子體的生成的反應槽發(fā)揮功能。在供給至第2槽60的內(nèi)部空間的氣體3(氣泡4)的內(nèi)部生成等離子體,并產(chǎn)生氮氧化物、臭氧。氮氧化物溶于液體2并且通過第4流路72被供給至第1槽10。
第2槽60的內(nèi)部空間除了與第1配管部30以及第2配管部70的連接部分以外被密閉。也就是說,第2槽60除了與第1配管部30以及第2配管部70的連接部分以外,不具有內(nèi)部空間與外部連通的開口。由此,除了氣體3經(jīng)由第1配管部30流入內(nèi)部空間或經(jīng)由第2配管部70(第4流路72)從內(nèi)部空間流出的情況以外,氣體3不向外部泄漏。
第2槽60例如由耐酸性的樹脂材料或金屬材料等形成。例如,第2槽60由聚氯乙烯、不銹鋼或陶瓷等形成。另外,在第2槽60由金屬材料形成的情況下,可以通過鍍或涂裝等實施防銹的處理。
另外,第2槽60也可以是第2配管部70的一部分。即,也可以在第2配管部70的內(nèi)部配置電極對41。
[2-7.第2配管部]
第2配管部70是用于形成液體2的流路的構(gòu)造體。例如,第2配管部70由管道(pipe)、管狀物(tube)或軟管等管狀的部件形成。第2配管部70由耐酸性的樹脂材料或金屬材料等形成。例如,第2配管部70由聚氯乙烯、聚四氟乙烯、不銹鋼等形成。
如圖1所示,第2配管部70形成第3流路71以及第4流路72。
第3流路71是用于將第1槽10內(nèi)的液體2引導至第2槽60的流路。具體而言,第3流路71具有上游部71a以及下游部71b。在上游部71a與下游部71b之間連接有液體供給泵80。
上游部71a是用于將第1槽10內(nèi)的液體2引導至液體供給泵80的流路。上游部71a的一端(上游端)配置于在第1槽10的內(nèi)部空間中與液體2接觸的位置。例如,上游部71a的上游端可以連接至第1槽10的底面。上游部71a的另一端(下游端)連接于液體供給泵80的流入口81。
下游部71b是用于將液體2從液體供給泵80引導至第2槽60的流路。下游部71b的一端(上游端)連接于液體供給泵80的流出口82。下游部71b的另一端(下游端)連接于第2槽60。
第4流路72是用于將供給至第2槽60內(nèi)的電極對41的附近的氣體3、以及在第2槽60中儲存的液體2,引導至第1槽10的流路。簡單來說,第4流路72是氣體3與液體2雙方的流路。具體而言,第4流路72是氣體3的循環(huán)路徑的一部分,且也是液體2的循環(huán)路徑的一部分。第4流路72的一端(上游端)連接于第2槽60,另一端(下游端)連接于第1槽10。該下游端,既可以如圖1所示位于第1槽10的內(nèi)部空間的上方部分,或也可以與第3流路71的上游部71a的上游端同樣地,位于在內(nèi)部空間的下方部分與液體2接觸的位置。
[2-8.液體供給泵]
液體供給泵80是使液體2以第1槽10、第3流路71、第2槽60以及第4流路72的順序循環(huán)的液體供給裝置的一例。具體而言,液體供給泵80具有流入口81以及流出口82。液體供給泵80經(jīng)由流入口81吸入液體2,將吸入的液體2從流出口82放出。由此,在第1槽10中儲存的液體2以第3流路71的上游部71a、液體供給泵80、第3流路71的下游部71b、第2槽60、第4流路72、第1槽10的順序循環(huán)。另外,在圖1中,實線的箭頭表示液體2的流動方向。
液體供給泵80配置于第2配管部70的中途。具體而言,液體供給泵80連接于第3流路71的上游部71a與下游部71b之間?;蛘?,液體供給泵80也可以配置于第1槽10內(nèi)或第2槽60內(nèi)。
[3.氮氧化物的排出量]
以下,說明本實施方式1所涉及的液體處理裝置1排出的氮氧化物的排出量。
如上所述,本實施方式1所涉及的液體處理裝置1中,氣體供給泵20使氣體3循環(huán),用于等離子體的生成。在液體處理裝置1中除了排氣流路33以外未設(shè)置向外部排出氣體3的流路。以下,不僅利用液體處理裝置1,還利用不使氣體循環(huán)的設(shè)備作為比較例進行了氮氧化物的排出量的測定。在圖2中示出測定結(jié)果。
圖2為表示從本實施方式1所涉及的液體處理裝置1排出的氮氧化物的排出量的圖。具體而言,圖2從左側(cè)起依次表示“標準條件”的設(shè)備a、使用“活性炭過濾器”的設(shè)備b、使用“nox專用過濾器”的設(shè)備c、本實施方式1所涉及的具有“氣體循環(huán)構(gòu)造”的設(shè)備d(液體處理裝置1)的各自的氮氧化物的排出量。
“標準條件”的設(shè)備a是本實施方式1所涉及的液體處理裝置1的比較例,其具有不使氣體3循環(huán)、而將等離子體的生成中所利用的氣體以及由等離子體的生成而產(chǎn)生的氣體直接排出的結(jié)構(gòu)。即,“標準條件”的設(shè)備a不具備在排出氣體時供氣體通過的過濾器。
使用“活性炭過濾器”的設(shè)備b是在“標準條件”的設(shè)備a的氣體的排出部分使用了活性炭過濾器的設(shè)備。作為活性炭過濾器使用直徑50mm、長度180mm的圓柱狀的過濾器。
使用“nox專用過濾器”的設(shè)備c是在“標準條件”的設(shè)備a的氣體的排出部分使用nox專用過濾器的設(shè)備。作為nox專用過濾器使用直徑70mm、長度100mm的圓柱狀的過濾器。
具有“氣體循環(huán)構(gòu)造”的設(shè)備d相當于本實施方式1所涉及的液體處理裝置1。在設(shè)備d中,作為過濾器50,使用與設(shè)備b所具備的活性炭過濾器相同的活性炭過濾器。
在這里,分別使設(shè)備a~d在以下的共同的條件下工作并測定氮氧化物的排出量。具體而言,電源42施加90w的供給電力,使電極對41間放電并生成等離子體。在第1槽10中儲存的液體2的容量為200cc。此外,在液體2中添加了10%的濃度的硝酸溶液。氣體供給泵20以流量0.3l/min向電極對41的附近供給氣體3。另外,在這里,使液體2以流量0.3l/min循環(huán)。
對于氮氧化物的測定,將各設(shè)備配置于1m3的容器(box)的狀態(tài)下,通過nox測定裝置測定該容器內(nèi)的氮氧化物的量。將所測定的實測值換算為設(shè)備尺寸后的值作為各設(shè)備的氮氧化物的排出量表示。
此時如圖2所示,由設(shè)備a排出的氮氧化物的排出量為約5600ppm。由設(shè)備b以及設(shè)備c排出的氮氧化物的排出量分別為約4000ppm以及約3000ppm。與此相對,由本實施方式1所涉及的設(shè)備d(液體處理裝置1)排出的氮氧化物的排出量為約71ppm。
根據(jù)以上所述,在使用活性炭過濾器或nox專用過濾器的情況下將氮氧化物的排出量抑制為約0.5倍~約0.7倍,相對于此,在使氣體循環(huán)的基礎(chǔ)上利用了活性炭過濾器情況下,能夠?qū)⑴懦隽恳种浦良s1/80。也就是說,可知像本實施方式1所涉及的液體處理裝置1那樣,通過氣體供給泵20使氣體循環(huán),且在排氣流路33設(shè)置過濾器50,能夠充分地抑制氮氧化物的排出量。
此外,雖未圖示,作為過濾器50,使用nox專用過濾器時的排出量為約88ppm。因此,與活性炭過濾器的情況同樣地,充分地抑制了氮氧化物的排出量。
另外,為了確認測定結(jié)果是否有誤,針對設(shè)備d(液體處理裝置1),也進行了使用其他方法的氮氧化物的測定。例如,在用采樣袋(2cc/min)收集全部的排出氣體的情況下,氮氧化物的排出量為約71ppm。在使用撞擊濾塵器(impinger)并用20℃的水溶解氮氧化物的情況下,氮氧化物的排出量為約93ppm。在使用臭氧氣體使氮氧化物中的一氧化氮變換為二氧化氮的情況下,以及,再使用撞擊濾塵器并溶解于20℃的水的情況下,氮氧化物的排出量為約93ppm以及約101ppm。
如以上所述可知,在任一種測定方法中,氮氧化物的排出量都被充分地抑制。
[4.基于氣體的循環(huán)的分解性能]
接下來,為了確認液體處理裝置1對液體2的處理性能沒有由于使氣體3循環(huán)而下降,首先確認了循環(huán)路徑內(nèi)的氣體3的成分。在圖3示出氣體3的成分變化的確認結(jié)果。
圖3為表示液體處理裝置1的循環(huán)路徑內(nèi)封閉的氣體3的成分分析的結(jié)果的圖。具體而言,在圖3中,示出了在放電時間為0分鐘(放電開始前)、15分鐘、45分鐘的時刻的氣體中所含的氮、氧、氫、氮氧化物以及水分的體積%。
如圖3所示,氮以及氧使用gc/tcd法(氣相色譜分析/導熱型檢測器法),氫使用gc/bid法(氣相色譜分析/阻擋放電離子檢測器法)進行測定。氮氧化物使用離子色譜法,水分使用卡爾費休水分儀法進行測定。
如圖3所示,氮、氧以及水分在放電開始前(0分鐘)以及放電開始后經(jīng)過45分鐘的時刻幾乎觀察不到變化。即,由于等離子體的生成,氮、氧以及水分幾乎不減少或增加。
在本實施方式1中,在包含氮以及氧的氣體3內(nèi)生成等離子體從而產(chǎn)生氮氧化物,并使產(chǎn)生的氮氧化物溶于液體2由此生成亞硝酸。由于即使放電時間長時,氮以及氧的成分比也觀察不到大的變化,可以認為因此亞硝酸的生成也能夠持續(xù)進行。
另一方面,氫以及氮氧化物與放電開始前(0分鐘)相比,在放電開始后(15分鐘或45分鐘)增加。即,可知由于等離子體的生成,氫以及氮氧化物被生成。另一方面,比較放電開始后15分鐘與45分鐘的情況可知,幾乎未增加(氮氧化物減少)。也就是說,可以認為即使持續(xù)生成等離子體,氣體3內(nèi)的成分比也無大的變化。
接著,使用醋酸水溶液使液體處理裝置1工作,測定了溶液中的醋酸(ch3cooh)的濃度。在圖4中示出測定結(jié)果。
圖4為表示使用本實施方式1所涉及的液體處理裝置1分解醋酸的情況下的相對于放電時間的醋酸的濃度的圖。在圖4中,橫軸為放電時間(即,等離子體的生成時間),縱軸為醋酸的濃度。
醋酸的濃度的測定使用離子色譜法或toc(totalorganiccarbon:總有機碳)分析儀來進行。圖4的說明中的“ic”表示離子色譜法,“toc”表示使用toc分析儀測定的碳原子的量。“toc換算”表示基于“toc”的測定結(jié)果計算出的醋酸濃度的值。具體而言,“toc換算”通過將表示醋酸分子(ch3cooh)所含的醋酸的分子量(60)相對于碳的分子量(12×2)的比(=60/24)乘以“toc”的測定結(jié)果而求出。
比較未封閉氣體3的情況(例如,上述的設(shè)備a)與封閉氣體3并使其循環(huán)的情況(上述的設(shè)備d)可知,醋酸的濃度的降低的比例大致相同。另外,用離子色譜法進行的測定結(jié)果與用toc分析儀進行的測定結(jié)果中醋酸的濃度的絕對值雖然有所不同,但可觀察到濃度的減少量有大致相同的傾向。
根據(jù)以上可知,在封閉氣體3的情況與未封閉的情況下醋酸的分解能力都大致相同。因此,即使在本實施方式1所涉及的液體處理裝置1那樣使氣體3循環(huán)的情況下,液體2的處理能力也不會降低。因此,根據(jù)本實施方式1所涉及的液體處理裝置1,能夠不降低處理能力地抑制氮氧化物的產(chǎn)生。
[5.總結(jié)]
如以上所述,本實施方式1所涉及的液體處理裝置1具備:第1槽10,儲存包含氮以及氧的氣體3與液體2;氣體供給泵20,回收儲存在第1槽10中的氣體3,并向電極對41的附近供給所回收的氣體3;等離子體生成器40,具有電極對41,通過使電極對41間放電,從而在氣體供給泵20所供給的氣體3內(nèi)以與液體2接觸的方式生成等離子體,并產(chǎn)生氮氧化物;排氣流路33,用于排出在第1槽10儲存的氣體的一部分;以及過濾器50,配置于排氣流路33上,其使氣體3的一部分通過且不使氮氧化物透過;儲存在第1槽10中的氣體3包含等離子體生成器40所產(chǎn)生的氮氧化物。
由此,氮氧化物的排出量被抑制,且第1槽10的破損等也被抑制,因此能夠充分地抑制對外部產(chǎn)生的影響。因此,液體處理裝置1能夠不受使用環(huán)境以及使用條件限制地利用。即,液體處理裝置1能夠作為通用性高的設(shè)備來利用。
(變形例)
接著,說明實施方式1的變形例所涉及的液體處理裝置。
圖5為表示本變形例所涉及的液體處理裝置100的構(gòu)成的圖。如圖5所示,液體處理裝置100與圖1所示的實施方式1所涉及的液體處理裝置1相比,在不具備第2槽60、第2配管部70以及液體供給泵80上不同。也就是說,在本變形例所涉及的液體處理裝置100中,不使液體2循環(huán)。
在本變形例中,如圖5所示,等離子體生成器40的電極對41配置于第1槽10內(nèi)。因此,用于向電極對41的附近供給氣體3的第2流路32連接于第1槽10。
在本變形例中,氣體供給泵20使氣體3以第1槽10、第1流路31、第2流路32以及第1槽10的順序流動。也就是說,氣體3以第1槽10、第1流路31、氣體供給泵20、第2流路32、第1槽10的順序循環(huán)。另外,在圖5中,例示出排氣流路33從第2流路32分支,但與實施方式1同樣地,也可以從第1流路31分支。
根據(jù)本變形例,由于液體處理裝置100可以不具備第2槽60等,因此能夠削減部件個數(shù)。因此,能夠使得液體處理裝置1變得小型,重量變輕,成本變低。
(實施方式2)
接下來,說明實施方式2所涉及的液體處理裝置。實施方式2表示將實施方式1的液體處理裝置1應用于除臭領(lǐng)域的例子。即,實施方式2的液體處理裝置作為除臭裝置發(fā)揮功能。另外,由于實施方式2在使氣體循環(huán)這點上與實施方式1所涉及的液體處理裝置相同,因此關(guān)于氮氧化物的排出量以及基于氣體的循環(huán)的分解性能的說明,與實施方式1所涉及的液體處理裝置相同而省略。
[1.概要]
首先,使用圖6說明實施方式2所涉及的液體處理裝置的概要。圖6為表示本實施方式2所涉及的液體處理裝置200的構(gòu)成的圖。
液體處理裝置200利用由等離子體產(chǎn)生的氮氧化物等活性種,來分解氣體5所含的惡臭物質(zhì)等。惡臭物質(zhì)是氨或硫化氫等的有臭味的物質(zhì)。在本實施方式2中,液體處理裝置200分解空氣所含的氨、硫化氫等惡臭物質(zhì)。
另外,液體處理裝置200除了惡臭物質(zhì)以外還可以分解其他的有害物質(zhì)、污染物質(zhì)等被分解物質(zhì)。被分解物質(zhì)例如包含對人或生態(tài)系統(tǒng)有害的化學物質(zhì)、花粉、室內(nèi)灰塵等微粒子或微生物等。
在本實施方式2中,液體處理裝置200以與液體2接觸的方式生成等離子體。具體而言,液體處理裝置200向液體2中供給氣體3,在所供給的氣體3(氣泡4)內(nèi)生成等離子體。由等離子體產(chǎn)生的活性種在液體2中擴散,從而液體2能夠分解惡臭物質(zhì)等被分解物質(zhì)。
在液體處理裝置200中,從外部取入氣體5,使取入的氣體5與液體2經(jīng)由第1過濾器90接觸。通過液體2分解氣體5所含的被分解物質(zhì),從而液體處理裝置200將凈化后的氣體6向外部排出。
液體2是自來水、純水等液體。氣體3是包含氮(n2)以及氧(o2)的第2氣體的一例,例如是空氣。此外,氣體3中包含由等離子體的生成而產(chǎn)生的氮氧化物(nox)。
氣體5是包含被分解物質(zhì)的第1氣體的一例,例如是空氣。氣體5中例如包含氨等。氣體5是被液體2凈化的對象的氣體。氣體6是被液體2凈化后的氣體5。
液體處理裝置200例如被用于空氣凈化器等。液體處理裝置200配置于室內(nèi)等規(guī)定空間,并凈化該空間內(nèi)的空氣。或者,液體處理裝置200還可以設(shè)于冰箱、微波爐、油炸鍋等保存或料理食品的裝置。此外,液體處理裝置200也可以設(shè)于空調(diào)、加濕器、洗衣機、洗碗機、車輛等。
[2.構(gòu)成]
接下來,說明本實施方式2所涉及的液體處理裝置200的構(gòu)成。
如圖6所示,液體處理裝置200具備箱體11、風扇23以及24、第1槽34、第2槽38、第1過濾器90、氣體供給泵20、液體供給泵80、等離子體生成器40、第1配管部30、第2配管部70、以及第2過濾器95。以下,詳細說明液體處理裝置200所具備的各構(gòu)成要素。
[2-1.箱體]
箱體11是形成液體處理裝置200的外部輪廓的箱體。例如,箱體11由塑料等樹脂材料、或金屬材料形成。箱體11的外形形狀例如是長方體或球體等任意的形狀。如圖6所示,箱體11具有吸氣口12以及吹出口13。
吸氣口12是用于從外部向箱體11內(nèi)取入氣體5的開口。吹出口13是用于將取入到箱體11內(nèi)的氣體5向外部排出的開口。如圖6所示,含有惡臭物質(zhì)的空氣等氣體5被從吸氣口12向箱體11內(nèi)取入,在通過第1過濾器90后,從吹出口13向箱體11外排出。向箱體11外排出的氣體6被去除了惡臭物質(zhì)等從而已被凈化。
如圖6所示,吸氣口12以及吹出口13設(shè)于箱體11的上表面。另外,設(shè)置吸氣口12以及吹出口13的位置不限于圖6所示的例子。例如,吸氣口12以及吹出口13也可以分別設(shè)于箱體11的側(cè)面或下表面。
例如,吸氣口12以及吹出口13也可以相互對置地設(shè)于箱體11的側(cè)面。由此,因為能夠增長吸氣口12與吹出口13之間的距離,因此能夠確保在吸氣口12與吹出口13之間設(shè)置第1過濾器90的空間,并且,從吸氣口12向吹出口13順暢地使氣體流動。此外,箱體11也可以將吸氣口12以及吹出口13中的至少一方具有多個。
箱體11的內(nèi)部由第1過濾器90隔開成第1空間14以及第2空間15。第1空間14是包含吸氣口12的空間。第2空間15是包含吹出口13的空間。第1空間14與第2空間15通過箱體11的內(nèi)壁、第1過濾器90、液體2以及第1槽34而分開,以使氣體5只能經(jīng)由第1過濾器90往來。
[2-2.風扇]
風扇23生成氣流以使氣體5經(jīng)由吸氣口12被取入箱體11內(nèi)。如圖6所示,風扇23設(shè)于吸氣口12內(nèi)。另外,風扇23也可以不設(shè)于吸氣口12的內(nèi)部,而設(shè)于箱體11的外側(cè)或內(nèi)側(cè)(第1空間14內(nèi))。
風扇24生成氣流以使氣體6經(jīng)由吹出口13向箱體11外排出。如圖6所示,風扇24設(shè)于吹出口13內(nèi)。另外,風扇24也可以不設(shè)于吹出口13的內(nèi)部,而設(shè)于箱體11的外側(cè)或內(nèi)側(cè)(第2空間15內(nèi))。
風扇23以及24由控制電路(未圖示)驅(qū)動。通過風扇23以及24工作,氣體沿著從吸氣口12朝向吹出口13的方向在箱體11內(nèi)流動,從而生成氣流。氣流通過第1過濾器90,從而形成氣流的氣體5與液體2接觸。氣體5所含的被分解物質(zhì)被液體2所含的亞硝酸、溶解臭氧等活性種分解。
另外,在本實施方式2中,示出了液體處理裝置200具備2個風扇23以及24的例子,但液體處理裝置200也可以僅具備1個或具備3個以上的風扇。風扇的配置也不限于圖6所示的例子,例如,也可以配置于第1空間14或第2空間15內(nèi)。
[2-3.第1槽]
第1槽34是配置于箱體11內(nèi)、用于儲存氣體3以及液體2的容器。第1槽34具有密閉部35、開放部36、以及連通密閉部35與開放部36的連通孔37。
密閉部35例如是長方體、圓柱體等的箱體,在側(cè)面的下方部分設(shè)置有連通孔37。在本實施方式2中,密閉部35位于與第1過濾器90相比更靠吸氣口12側(cè)的位置。
密閉部35形成用于密閉氣體3的內(nèi)部空間,作為氣液分離槽發(fā)揮功能。即,密閉部35的內(nèi)部空間中儲存的液體2以及氣體3受重力的影響,液體2向內(nèi)部空間的垂直下方,氣體3向內(nèi)部空間的垂直上方自然地分離。因此,如圖6所示,氣體2儲存于密閉部35的內(nèi)部空間的上方部分,液體2儲存于下方部分。
密閉部35的內(nèi)部空間除了與第1配管部30以及第2配管部70的連接部分、以及連通孔37以外被密閉。也就是說,密閉部35除了與第1配管部30以及第2配管部70的連接部分、以及連通孔37以外,不具有內(nèi)部空間與外部(或第1空間14)連通的開口。由此,儲存在密閉部35的氣體3除了經(jīng)由第1配管部30從內(nèi)部空間流出或經(jīng)由第2配管部70(第4流路72)向內(nèi)部空間流入的情況以外,不向外部泄露。
開放部36例如像托盤那樣是上表面開放的箱體。開放部36的底面與密閉部35的底面為相同平面,液體2能夠經(jīng)過連通孔37在開放部36與密閉部35之間移動。開放部36配置為第1過濾器90的一部分與液體2接觸。
連通孔37是設(shè)置成液體2能夠在密閉部35與開放部36之間往來的孔。連通孔37被液體2充填以使氣體3不能通過。
另外,密閉部35與開放部36也可以是分體的槽,也可以通過配管等將2個槽連接。在這種情況下,配管的各個端部由液體2等閉塞以使氣體不向配管內(nèi)流入。
第1槽34例如由耐酸性的樹脂材料或金屬材料等形成。例如,第1槽34由聚氯乙烯、不銹鋼或陶瓷等形成。另外,在第1槽34由金屬材料形成的情況下,也可以通過鍍或涂裝等實施防銹的處理。
另外,也可以在第1槽34設(shè)置用于替換液體2的開口。該開口至少在液體處理裝置200工作的期間由蓋(或液體2)等封閉以使氣體3不流出。
[2-4.第2槽]
第2槽38是在內(nèi)部配置了等離子體生成器40的電極對41的槽。第2槽38的外形形狀例如是長方體、圓柱或球體等任意的形狀。在本實施方式2中,第2槽38具有內(nèi)部空間,在內(nèi)部空間儲存液體2。在圖6所示的例中,在第2槽38的內(nèi)部空間整體充填液體2,但與第1槽34同樣地,也可以是液體2與氣體3分離。
第2槽38作為進行等離子體的生成的反應槽發(fā)揮功能。在向第2槽38的內(nèi)部空間供給的氣體3(氣泡4)的內(nèi)部生成等離子體,并產(chǎn)生氮氧化物、臭氧。氮氧化物溶于液體2并且通過第4流路72被供給至第1槽34的密閉部35。
第2槽38的內(nèi)部空間除了與第1配管部30以及第2配管部70的連接部分以外被密閉。也就是說,第2槽38除了與第1配管部30以及第2配管部70的連接部分以外,不具有內(nèi)部空間與外部連通的開口。由此,除了氣體3經(jīng)由第1配管部30向內(nèi)部空間流入或經(jīng)由第2配管部70(第4流路72)從內(nèi)部空間流出的情況以外,氣體3不向外部泄露。
如圖6所示,第2槽38配置于箱體11的外部,但不限于此。第2槽38也可以配置于箱體11內(nèi)。例如,第2槽38也可以配置于第1空間14。由此,即使氮氧化物從第2槽38漏出,也能夠通過第1過濾器90使其溶于液體2中。因此,能夠抑制向箱體11的外部排出的氮氧化物的量。
第2槽38例如由耐酸性的樹脂材料或金屬材料等形成。例如,第2槽38由聚氯乙烯、不銹鋼或陶瓷等形成。另外,在第2槽38由金屬材料形成的情況下,也可以通過鍍或涂裝等實施防銹的處理。
另外,第2槽38也可以是第2配管部70的一部分。即,也可以在第2配管部70的內(nèi)部配置電極對41。
[2-5.第1過濾器]
第1過濾器90是配置成與氣流交叉的氣液接觸部件的一例。第1過濾器90使液體2與從吸氣口12取入的氣體5接觸。具體而言,第1過濾器90供氣體5通過并向液體2中取入氣體5中包含的物質(zhì)。
例如,第1過濾器90利用輥91以及92旋轉(zhuǎn)。具體而言,第1過濾器90以下部與液體2接觸的狀態(tài)卷繞于在上下配置的2個輥91以及92。通過2個輥91以及92旋轉(zhuǎn),第1過濾器90旋轉(zhuǎn),按每部分與液體2接觸。由此,液體2遍及第1過濾器90的整體地移動。
第1過濾器90配置為其一部分與第1槽34的開放部36內(nèi)的液體2接觸。第1過濾器90具有在沿氣流方向(圖6中右方向)觀察時、在與箱體11的內(nèi)表面之間不形成間隙那樣的形狀以及配置。即,氣體5實質(zhì)上如果不通過第1過濾器90則不能從第1空間14行進至第2空間15。另外,也可以設(shè)置具有沿著第1過濾器90的外周的形狀的框架部件,以充填第1過濾器90與箱體11的內(nèi)表面之間的間隙。
第1過濾器90例如是使與氣體5接觸的液體2的面積增加的部件。例如,第1過濾器90是由不銹鋼或化學合成品構(gòu)成的多面積接觸型多孔部件。多面積接觸型多孔部件例如是形成有多個小孔的多孔板。第1過濾器90的平均孔例如為數(shù)mm以下。第1過濾器90的平均孔例如簡單地相當于出現(xiàn)在任意的截面的多個孔的平均值。氣體5被這些孔捕捉而變得易于與液體2接觸。通過第1過濾器90捕捉的氣體5與液體2所含的亞硝酸等活性種接觸。由此,氣體5所含的被分解物質(zhì)被分解。
另外,第1過濾器90也可以是具有通氣性以及吸水性的布狀部件。第1過濾器90也可以為了增大表面積而具有多個起毛。
[2-6.氣體供給泵]
氣體供給泵20是氣體供給裝置的一例,其回收儲存在第1槽34中的氣體3,并向等離子體生成器40的電極對41的附近供給所回收的氣體3。具體而言,氣體供給泵20具有氣體回收口21和氣體供給口22。氣體供給泵20經(jīng)由氣體回收口21回收氣體3,并從氣體供給口22排出所回收的氣體3。
在本實施方式2中,氣體供給泵20通過形成第1流路31以及第2流路32的第1配管部30連接于第1槽34的密閉部35以及第2槽38。具體而言,在氣體回收口21連接有第1流路31,在氣體供給口22連接有第2流路32。即,氣體供給泵20配置于第1配管部30的中途(第1流路31與第2流路32之間)。
氣體供給泵20使氣體3以第1槽34的密閉部35、第1流路31、第2流路32以及第2槽38的順序流動。進入第2槽38的氣體3隨著由液體供給泵80形成的液體2的流動通過第4流路72被供給至第1槽34。即,如圖6所示,氣體3以密閉部35、第1流路31、氣體供給泵20、第2流路32、第2槽38、第4流路72、密閉部35的順序循環(huán)。另外,在圖6中,虛線的箭頭表示氣體3的流動方向。
在本實施方式2中,氣體供給泵20配置于箱體11的第1空間14,但不限于此。氣體供給泵20也可以配置于箱體11的外部?;蛘?,氣體供給泵20也可以配置于密閉部35的內(nèi)部。
[2-7.液體供給泵]
液體供給泵80是液體供給裝置的一例,其使液體2以第1槽34、第3流路71、第2槽38以及第4流路72的順序循環(huán)。具體而言,液體供給泵80具有流入口81以及流出口82。液體供給泵80經(jīng)由流入口81吸入液體2,并從流出口82放出吸入的液體2。由此,在第1槽34儲存的液體2以第3流路71的上游部71a、液體供給泵80、第3流路71的下游部71b、第2槽38、第4流路72、第1槽34的順序循環(huán)。另外,在圖6中,實線的箭頭表示液體2的流動方向。
液體供給泵80配置于第2配管部70的中途。具體而言,液體供給泵80連接于第3流路71的上游部71a與下游部71b之間?;蛘?,液體供給泵80也可以配置于第1槽34內(nèi)或第2槽38內(nèi)。此外,液體供給泵80配置于箱體11的外部,但不限于此。液體供給泵80也可以配置于箱體11的內(nèi)部。
[2-8.等離子體生成器]
等離子體生成器40是具有電極對41以及電源42的等離子體生成裝置的一例。等離子體生成器40通過使電極對41間放電,從而在氣體供給泵20所供給的氣體3(氣泡4)內(nèi)以與液體2接觸的方式生成等離子體,并產(chǎn)生氮氧化物。所產(chǎn)生的氮氧化物的一部分溶于液體2,未溶的部分儲存于第1槽34。也就是說,在第1槽34儲存的氣體3中不僅包含氮以及氧,還包含氮氧化物以及臭氧等的等離子體生成器40所產(chǎn)生的氣體。
電極對41配置于第2槽38的內(nèi)部。具體而言,電極對41配置成與在第2槽38中儲存的液體2接觸。在電極對41中,2個電極隔開規(guī)定的距離而配置,一方的電極被氣體供給泵20所供給的氣體覆蓋。電極對41例如是一對棒狀電極或平行平板電極等。
電源42對電極對41間例如施加2~50kv/cm、100hz~20khz的負極性的高電壓脈沖電壓。由此,在氣體(氣泡4)內(nèi)發(fā)生放電,產(chǎn)生等離子體,從而產(chǎn)生氮氧化物。
[2-9.第1配管部]
第1配管部30是用于形成氣體3的流路的構(gòu)造體。例如,第1配管部30由管道、管狀物或軟管等管狀的部件形成。第1配管部30由針對等離子體所產(chǎn)生的臭氧等活性氣體具有耐性的樹脂材料或金屬材料等形成。例如,第1配管部30由聚四氟乙烯等氟樹脂、硅橡膠或不銹鋼等形成。
如圖6所示,第1配管部30形成第1流路31、第2流路32、以及排氣流路33。
第1流路31是用于將包含氮氧化物的氣體3從第1槽34引導至氣體供給泵20的流路。如圖6所示,第1流路31的一端(上游端)連接于密閉部35的內(nèi)部空間的上方部分。例如,該上游端位于密閉部35內(nèi)的不接觸液體2的位置,以使僅氣體3通過第1流路31內(nèi)。第1流路31的另一端(下游端)連接于氣體供給泵20的氣體回收口21。氣體供給泵20通過將儲存在密閉部35的內(nèi)部空間的上方的氣體3吸起,從而經(jīng)由第1流路31進行回收。
第2流路32是用于將氣體供給泵20所回收的氣體從氣體供給泵20引導至電極對41的附近的流路。第2流路32的一端(上游端)連接于氣體供給泵20的氣體供給口22,另一端(下游端)連接至配置在第2槽38內(nèi)的電極對41的附近。例如,該下游端連接至電極對41的一方的電極的根部等,以使通過第2流路32的氣體覆蓋該一方的電極。
排氣流路33是用于將儲存在第1槽34中的氣體3的一部分排出的流路。在本實施方式2中,如圖6所示,排氣流路33從第1流路31分支。
另外,排氣流路33也可以從第2流路32分支。或者,排氣流路33也可以是設(shè)置在密閉部35的開口。即,在密閉部35除了設(shè)置用于連接第1配管部30(第1流路31以及第2流路32)的開口以外,還可以設(shè)置排氣用的開口作為排氣流路33。
在本實施方式2中,等離子體生成器40在生成等離子體時產(chǎn)生熱。由于產(chǎn)生的熱導致氣體3的溫度上升,體積增加。此外,由于在等離子體與液體2的界面處的液體2的蒸發(fā)也導致體積增加。因此,第1槽34的內(nèi)壓上升。排氣流路33被設(shè)置用于在氣體3的體積增加的情況下向外部排出該增加部分。
另外,在從第1流路31向排氣流路33分支的部分也可以設(shè)置閥(例如,止逆閥)。閥在第1槽34內(nèi)的氣體3的壓力大于規(guī)定的閾值時打開。由此,能夠抑制第1槽34等的內(nèi)壓上升,能夠抑制第1槽34以及第1配管部30等的變形或破損。
[2-10.第2配管部]
第2配管部70是用于形成液體2的流路的構(gòu)造體。例如,第2配管部70由管道、管狀物或軟管等管狀的部件形成。第2配管部70由耐酸性的樹脂材料或金屬材料等形成。例如,第2配管部70由聚氯乙烯、聚四氟乙烯、不銹鋼等形成。
如圖6所示,第2配管部70形成第3流路71以及第4流路72。
第3流路71是用于將第1槽34內(nèi)的液體2引導至第2槽38的流路。具體而言,第3流路71具有上游部71a以及下游部71b。在上游部71a與下游部71b之間連接有液體供給泵80。
上游部71a是用于將第1槽34內(nèi)的液體2引導至液體供給泵80的流路。上游部71a的一端(上游端)配置于在第1槽34的內(nèi)部空間與液體2接觸的位置。例如,上游部71a的上游端連接于密閉部35的下部,也可以連接于開放部36。或者,該上游端也可以連接于第1槽34的底面。上游部71a的另一端(下游端)連接于液體供給泵80的流入口81。
下游部71b是用于將液體2從液體供給泵80引導至第2槽38的流路。下游部71b的一端(上游端)連接于液體供給泵80的流出口82。下游部71b的另一端(下游端)連接于第2槽38。
第4流路72是用于將供給至第2槽38內(nèi)的電極對41的附近的氣體3、以及儲存在第2槽38中的液體2引導至第1槽34的流路。簡單來講,第4流路72是氣體3與液體2雙方的流路。具體而言,第4流路72是氣體3的循環(huán)路徑的一部分,且也是液體2的循環(huán)路徑的一部分。第4流路72的一端(上游端)與第2槽38連接,另一端(下游端)與第1槽34連接。如圖6所示,該下游端位于密閉部35的內(nèi)部空間的上方部分。
[2-11.第2過濾器]
第2過濾器95是使氣體3的一部分透過,且不使氮氧化物透過的過濾器。具體而言,第2過濾器95使氮以及氧等透過,不使氮氧化物透過。例如,第2過濾器95是nox專用過濾器或活性炭過濾器。
另外,不使氮氧化物透過,也包含不是完全阻斷氮氧化物,而是雖然稍透過但實質(zhì)上不使氮氧化物透過的情況。即,第2過濾器95只要是使氮氧化物的透過量小于規(guī)定的閾值的過濾器即可。例如,由第2過濾器95過濾的氮氧化物的透過量小于由環(huán)境基準等的法規(guī)規(guī)定的值。
第2過濾器95配置于排氣流路33上。即,在排氣流路33流動的氣體3通過第2過濾器95時,氮氧化物被第2過濾器95去除。由此,由排氣流路33向外排出的氣體3中幾乎不含氮氧化物。
在本實施方式2中,第2過濾器95配置于箱體11的第1空間14內(nèi)。由此,從排氣流路33通過第2過濾器95排出的氣體3隨著從吸氣口12朝向吹出口13的氣流(氣體5的流動)通過第1過濾器90。因此,即使沒有由第2過濾器95除凈而在排出的氣體3中含有氮氧化物的情況下,未除凈的氮氧化物通過第1過濾器90而易與液體2接觸。因此,由于未除凈的氮氧化物易溶于液體2,能夠抑制向箱體11的外部排出的氮氧化物的量。
另外,第2過濾器95也可以配置于箱體11的外部。即,排氣流路33也可以配置于箱體11的外部。
[3.總結(jié)]
如以上所述,在本實施方式2所涉及的液體處理裝置200中,具備:箱體11,具有吸氣口12以及吹出口13;風扇23或24,生成氣流,以經(jīng)由吸氣口12向箱體11內(nèi)取入氣體5或經(jīng)由吹出口13向箱體11外排出氣體6;第1槽34,配置在箱體11內(nèi),并儲存包含氮以及氧的氣體3、以及液體2;第1過濾器90,配置成與氣流交叉,并使液體2與從吸氣口12取入的氣體5接觸;氣體供給泵20,回收在第1槽34儲存的氣體3,并向電極對41的附近供給所回收的氣體3;以及等離子體生成器40,具有電極對41,通過使電極對41間放電,從而在氣體供給泵20所供給的氣體3內(nèi)以與液體2接觸的方式生成等離子體,并產(chǎn)生氮氧化物;在第1槽34中儲存的氣體3包含等離子體生成器40所產(chǎn)生的氮氧化物。
由此,由于氮氧化物的排出量被抑制,因此能夠充分地抑制對外部產(chǎn)生的影響。因此,液體處理裝置200能夠不受使用環(huán)境以及使用條件限制地來利用。即,液體處理裝置200能夠作為通用性高的設(shè)備來利用。
(實施方式2的變形例1)
接著,說明實施方式2的變形例1所涉及的液體處理裝置。
圖7為表示本變形例所涉及的液體處理裝置300的構(gòu)成的圖。如圖7所示,液體處理裝置300與圖6所示的實施方式2所涉及的液體處理裝置200相比,在不具備第2槽38、液體供給泵80以及第2配管部70上不同。也就是說,在本變形例所涉及的液體處理裝置300中,不使液體2循環(huán)。
在本變形例中,如圖7所示,等離子體生成器40的電極對41配置于第1槽34內(nèi)。具體而言,電極對41配置于第1槽34的密閉部35內(nèi)。由此,在電極對41的附近產(chǎn)生的氮氧化物被向密閉部35的內(nèi)部空間放出,不向外部(第1空間14等)泄露。用于向電極對41的附近供給氣體3的第2流路32連接于第1槽34的密閉部35。
在本變形例中,氣體供給泵20使氣體3以密閉部35、第1流路31、第2流路32以及密閉部35的順序流動。也就是說,氣體3以密閉部35、第1流路31、氣體供給泵20、第2流路32、密閉部35的順序循環(huán)。另外,在圖7中,例示了排氣流路33從第2流路32分支的例子,但與實施方式2同樣地也可以從第1流路31分支。
根據(jù)本變形例,由于液體處理裝置300不具備第2槽38等即可,因此能夠削減部件個數(shù)。因此,能夠使得液體處理裝置200變得小型,重量變輕,成本變低。
(實施方式2的變形例2)
接下來,說明實施方式2的變形例2所涉及的液體處理裝置。
圖8為表示本變形例所涉及的液體處理裝置400的構(gòu)成的圖。如圖8所示,液體處理裝置400與圖7所示的變形例1所涉及的液體處理裝置300相比,在不具備排氣流路33、第2過濾器95上不同。也就是說,在本變形例所涉及的液體處理裝置400中,未設(shè)置當氣體3的體積增加時供氣體3逸出的路徑。
如上所述,當?shù)入x子體的產(chǎn)生等導致氣體3的溫度上升時,氣體3的體積增加。在本變形例中,由于密閉部35與開放部36經(jīng)由連通孔37連通,因此液體2可從密閉部35流向開放部36。因此,在氣體3的體積增加的情況下,通過氣體3按壓密閉部35內(nèi)的液體2的液面,液體2經(jīng)由連通孔37從密閉部35流向開放部36。由此,開放部36的液體2的液面上升。
像這樣,在本變形例所涉及的液體處理裝置400中,能夠通過液體2的流動吸收氣體3的體積的增加。因此,能夠抑制密閉部35的內(nèi)壓的增加,因此能夠抑制密閉部35的變形以及破損等。因此,本變形例所涉及的液體處理裝置400能夠不受使用環(huán)境以及使用條件限制地來利用。
(其他的實施方式)
以上,基于實施方式對1個或多個方式所涉及的液體處理裝置進行了說明,但本發(fā)明不限于這些實施方式。只要不脫離本發(fā)明的主旨,將本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的各種變形實施于本實施方式而成的形態(tài),以及組合不同的實施方式中的構(gòu)成要素而構(gòu)建的形態(tài)也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
例如,在上述的實施方式中,示出了氣體供給泵20配置于第1槽10的外部的例子,但例如在上述的變形例中氣體供給泵20也可以配置于第1槽10內(nèi)。這種情況下,在液體處理裝置1中也可以不設(shè)置第1流路31,氣體供給泵20也可以取入第1槽10內(nèi)的氣體3并供給至電極對41的附近。
此外,例如,在上述的實施方式中,示出了在供給至液體2中的氣體3(氣泡4)內(nèi)生成等離子體的例子,但不限于此。例如,也可以在液體2的液面的上方附近配置電極對41,以接觸液面的方式生成等離子體。這種情況下,由等離子體在液面的附近產(chǎn)生的氮氧化物能夠與液體2接觸并溶于液體2。
此外,上述的各實施方式能夠在權(quán)利要求書或與其等同的范圍內(nèi)進行各種變更、替換、附加及省略等。
工業(yè)實用性
本發(fā)明能夠作為可不受使用環(huán)境以及使用條件限制地進行利用的液體處理裝置來利用,例如,能夠用于凈化水等液體的凈化裝置、空氣凈化器等。