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JP5425007B2 - Water sterilization method, water sterilizer, and air conditioner, hand dryer and humidifier using water sterilizer - Google Patents

Water sterilization method, water sterilizer, and air conditioner, hand dryer and humidifier using water sterilizer Download PDF

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JP5425007B2
JP5425007B2 JP2010162055A JP2010162055A JP5425007B2 JP 5425007 B2 JP5425007 B2 JP 5425007B2 JP 2010162055 A JP2010162055 A JP 2010162055A JP 2010162055 A JP2010162055 A JP 2010162055A JP 5425007 B2 JP5425007 B2 JP 5425007B2
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Description

本発明は、水の殺菌方法、水の殺菌装置、並びに水の殺菌装置を用いた空気調和機、手乾燥機及び加湿器に関するものである。   The present invention relates to a water sterilization method, a water sterilizer, and an air conditioner, a hand dryer, and a humidifier using the water sterilizer.

近年、高電圧パルスを電極間に印加して両電極間で放電させることにより、水に殺菌処理を行う装置及びその方法が知られている。水面に対して又は水中内で放電させることにより、水分子と浮遊分子の分離/凝集/脱色/殺菌/化学物質分解等を行うことができるという特徴を持つ。このような従来の殺菌装置として、高電圧パルス印加電極と対向電極間を例えば1〜10cmに近接配置して、印加電極に10〜15kV/cm以上の高電圧パルスを例えば50ns以上印加すると、両電極間に短絡による放電が生じ、放電による衝撃波を利用して殺菌処理を行えるというものが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。また例えば、このような従来の殺菌装置として、水中に気泡を形成し、この気中内にプラズマを発生させて、このプラズマにより水中に活性イオン種を過剰に浸透拡散させ、この活性イオン種により被分解物(有害物質、菌、微生物、染料等)を分解・殺菌・脱色するというものが提案されている(例えば、特許文献2を参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, devices and methods for sterilizing water by applying a high voltage pulse between electrodes and discharging between the electrodes have been known. By discharging to the water surface or in the water, the water molecules and floating molecules can be separated / aggregated / decolored / sterilized / chemically decomposed. As such a conventional sterilization apparatus, when the high voltage pulse application electrode and the counter electrode are arranged close to, for example, 1 to 10 cm, and a high voltage pulse of 10 to 15 kV / cm or more is applied to the application electrode, for example, 50 ns or more, There has been proposed a technique in which a discharge due to a short circuit occurs between electrodes and a sterilization treatment can be performed using a shock wave due to the discharge (see, for example, Patent Document 1). In addition, for example, as such a conventional sterilization apparatus, bubbles are formed in water, plasma is generated in the air, and active ionic species are excessively permeated and diffused in the water by the plasma. Proposals have been made to decompose, sterilize, and decolorize substances to be decomposed (hazardous substances, bacteria, microorganisms, dyes, etc.) (see, for example, Patent Document 2).

特開2001−252665号公報JP 2001-252665 A 特開2007−207540号公報JP 2007-207540 A

しかしながら、従来の高電圧パルス放電を用いた殺菌装置や殺菌方法では、高電圧パルスによる放電中は殺菌効果が発揮されるが、放電が終了すると殺菌効果は持続せず、被処理水に少しでも、菌/カビ等が残存してしまうと増殖してしまうという問題点があった。また、特許文献2に記載の殺菌装置のように水中に気泡を形成させる場合には、空気や酸素等のガス注入が必要となり、電圧印加以外のエネルギーも投入しなければならないという問題点があった。   However, in the conventional sterilization apparatus and sterilization method using high voltage pulse discharge, the sterilization effect is exhibited during the discharge by the high voltage pulse. However, there is a problem that if fungi / molds remain, they grow. In addition, when bubbles are formed in water as in the sterilization apparatus described in Patent Document 2, it is necessary to inject gas such as air or oxygen, and energy other than voltage application must be input. It was.

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、放電による殺菌処理が終了した後も殺菌効果が持続可能な水の殺菌方法、水の殺菌装置、並びに水の殺菌装置を用いた空気調和機、手乾燥機及び加湿器を提供することを第1の目的とする。また、電圧印加以外のエネルギーを投入しなくても高い殺菌効果が得られる水の殺菌方法、水の殺菌装置、並びに水の殺菌装置を用いた空気調和機、手乾燥機及び加湿器を提供することを第2の目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a water sterilization method, a water sterilization apparatus, and a water sterilization method that can maintain a sterilization effect even after the sterilization treatment by discharge is completed. It is a first object to provide an air conditioner, a hand dryer, and a humidifier using the apparatus. Also provided are a water sterilizing method, a water sterilizing device, an air conditioner using the water sterilizing device, a hand dryer and a humidifier that can obtain a high sterilizing effect without applying energy other than voltage application. This is the second purpose.

本発明に係る水の殺菌方法は、殺菌性を有する金属で形成された金属電極を有する少なくとも1つの高電圧電極部と、高電圧電極部と所定の間隙を介して配置された少なくとも1つの接地電極部と、金属電極と接地電極部との間に電圧を印加する第1の電圧電源と、を備え、水に浸漬された前記金属電極と接地電極部との間に負極性の高電圧パルスを印加して放電を発生させることにより、水に殺菌処理を行う工程と、水中に浸漬された金属電極と前記接地電極部との間に正極性の電圧を印加し、水中に金属イオンを溶解させて水に殺菌処理を行う工程と、を備えるものである。   The method for sterilizing water according to the present invention includes at least one high-voltage electrode portion having a metal electrode formed of a sterilizing metal, and at least one grounding disposed with a predetermined gap from the high-voltage electrode portion. And a first voltage power source for applying a voltage between the metal electrode and the ground electrode portion, and a negative high-voltage pulse between the metal electrode immersed in water and the ground electrode portion. Is applied to generate a discharge to sterilize the water, and a positive voltage is applied between the metal electrode immersed in the water and the ground electrode portion to dissolve the metal ions in the water. And a step of sterilizing the water.

また、本発明に係る水の殺菌装置は、殺菌性を有する金属で形成された金属電極を有する少なくとも1つの高電圧電極部と、高電圧電極部に所定の間隙を介して配置された少なくとも1つの接地電極部と、金属電極と接地電極部との間に、負極性の高電圧パルス及び正極性の電圧を印加する第1の電圧電源と、を備え、金属電極と接地電極部とを水中に浸漬した状態において金属電極と接地電極部との間に負極性の高電圧パルスを印加して放電を発生させることにより、水に殺菌処理を行い、金属電極と接地電極部とを水中に浸漬した状態において金属電極と接地電極部との間に正極性の電圧を印加し、水中に金属イオンを溶解させて水に殺菌処理を行うものである。 The water sterilization apparatus according to the present invention includes at least one high-voltage electrode portion having a metal electrode formed of a sterilizing metal, and at least one high-voltage electrode portion disposed through a predetermined gap. And a first voltage power source for applying a negative high voltage pulse and a positive voltage between the metal electrode and the ground electrode unit, the metal electrode and the ground electrode unit being underwater In the state immersed in the metal electrode, a negative high voltage pulse is applied between the metal electrode and the ground electrode part to generate a discharge, so that water is sterilized and the metal electrode and the ground electrode part are immersed in water. In this state, a positive voltage is applied between the metal electrode and the ground electrode portion, and metal ions are dissolved in water to sterilize the water .

また、本発明に係る空気調和機は、上記の水の殺菌装置と、ドレン水を貯留するドレンパンと、を備え、この殺菌装置により、ドレンパンに貯留された水に殺菌処理を行うものである。   Moreover, the air conditioner which concerns on this invention is provided with said water sterilizer and the drain pan which stores drain water, and performs the sterilization process to the water stored by the drain pan with this sterilizer.

また、本発明に係る手乾燥機は、上記の水の殺菌装置と、ドレン水を貯留するドレンパンと、を備え、この殺菌装置により、ドレンパンに貯留された水に殺菌処理を行うものである。   Moreover, the hand dryer which concerns on this invention is equipped with said water sterilizer and the drain pan which stores drain water, and performs the sterilization process to the water stored by the drain pan with this sterilizer.

また、本発明に係る加湿器は、上記の水の殺菌装置を備え、この殺菌装置により加湿水に殺菌処理を行うものである。   Moreover, the humidifier which concerns on this invention is equipped with said water sterilizer, and sterilizes humidified water with this sterilizer.

本発明においては、負極性高電圧パルスによる被処理水中での放電と、正極性電圧により被処理水中に溶解する金属イオンの殺菌作用により、被処理水に殺菌処理を行う。このため、放電による殺菌処理が終了した後も殺菌効果が持続し、放電による殺菌処理が終了した後に菌/カビ等が増殖してしまうことを防止できる。   In the present invention, the water to be treated is sterilized by the discharge in the water to be treated by the negative high voltage pulse and the sterilizing action of the metal ions dissolved in the water to be treated by the positive voltage. For this reason, the sterilizing effect is maintained even after the sterilization treatment by the discharge is completed, and it is possible to prevent the bacteria / molds from growing after the sterilization treatment by the discharge is completed.

本発明の実施の形態1に係る殺菌装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the sterilizer which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る殺菌装置で放電による殺菌処理を行った際の、被処理水中の大腸菌生存率を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the colon_bacillus | E._coli survival rate in to-be-processed water at the time of performing the sterilization process by discharge with the sterilizer which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る殺菌装置で銀イオンによる殺菌処理を行った際の、被処理水中の大腸菌生存率を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the colon_bacillus | E._coli survival rate in to-be-processed water at the time of performing the sterilization process by silver ion with the sterilizer which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る処理槽内における被処理水量の経時変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a time-dependent change of the to-be-processed water amount in the processing tank which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る殺菌装置における高電圧電極部−接地電極部間への電圧印加例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a voltage application to the high voltage electrode part-ground electrode part in the sterilizer which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る高電圧電極の長さと超音波の応答時間との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the length of the high voltage electrode which concerns on Embodiment 1 of this invention, and the response time of an ultrasonic wave. 本発明の実施の形態1に係る放電電極部と被処理水の水面との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the discharge electrode part which concerns on Embodiment 1 of this invention, and the water surface of to-be-processed water. 図7に続く、放電電極部と被処理水の水面との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the discharge electrode part and the water surface of to-be-processed water following FIG. 実施例1の実験結果を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an experimental result of Example 1. 本発明の実施の形態2に係る殺菌装置における高電圧電極部−接地電極部間への電圧印加例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a voltage application between the high voltage electrode part-ground electrode part in the sterilizer which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施例2の実験結果を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an experimental result of Example 2. 本発明の実施の形態3に係る殺菌装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the sterilizer which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る殺菌装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the sterilizer which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る殺菌装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the sterilizer which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本実施の形態5に係る寿命計測装置が得る画像の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the image which the lifetime measuring apparatus which concerns on this Embodiment 5 obtains. 本発明の実施の形態6に係る空気調和機を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the air conditioner which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6に係る空気調和機におけるドレンパン内のドレン水量を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the amount of drain water in the drain pan in the air conditioner which concerns on Embodiment 6 of this invention. 実施例3の実験結果を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an experimental result of Example 3. 本発明の実施の形態7に係る手乾燥機を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the hand dryer which concerns on Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態8に係る加湿器を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the humidifier which concerns on Embodiment 8 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る殺菌装置を示す概略断面図である。図1は、殺菌装置1の放電電極部6(高電圧電極部5及び接地電極部3)の先端部が処理槽11内の被処理水10に浸漬した状態を示している。
Embodiment 1 FIG.
1 is a schematic cross-sectional view showing a sterilizer according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a state in which the tip of the discharge electrode unit 6 (the high voltage electrode unit 5 and the ground electrode unit 3) of the sterilizer 1 is immersed in the water to be treated 10 in the treatment tank 11.

図1に示すように、殺菌装置1は、高電圧電極部5及び接地電極部3を対とする放電電極部6、及び高電圧電極部5と接地電極部3の間に高電圧パルスを印加する電源7を備えている。高電圧電極部5は、銀製電極(銀を電極材料とする電極)である高電圧電極2、及びこの高電圧電極2を被覆する絶縁体4等から構成されている。高電圧電極部5と接地電極部3は、所定の間隙を設けて、処理槽11内で被処理水10に浸漬させた状態で配置されている。   As shown in FIG. 1, the sterilization apparatus 1 applies a high voltage pulse between the high voltage electrode unit 5 and the ground electrode unit 3, and between the high voltage electrode unit 5 and the ground electrode unit 3. A power supply 7 is provided. The high voltage electrode unit 5 includes a high voltage electrode 2 that is a silver electrode (an electrode using silver as an electrode material), an insulator 4 that covers the high voltage electrode 2, and the like. The high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3 are arranged in a state where they are immersed in the water to be treated 10 in the treatment tank 11 with a predetermined gap.

まず、高電圧電極部5に関して説明する。
始めに、高電圧電極部5の高電圧電極2の形状について説明する。
被処理水10中で放電を生じさせるためには、絶縁破壊を起こさせるために電界を集中させる必要がある。このため、高電圧電極部5の高電圧電極2は針電極形状が好ましい。また、高電圧電極2の直径は1.0mm以下であることが好ましい。より望ましくは、高電圧電極2の直径は、低周波数(100Hz程度)においてもプラズマを発生させることができる直径0.2mm以下であることが好ましい。
First, the high voltage electrode unit 5 will be described.
First, the shape of the high voltage electrode 2 of the high voltage electrode unit 5 will be described.
In order to cause discharge in the water 10 to be treated, it is necessary to concentrate the electric field in order to cause dielectric breakdown. For this reason, the high voltage electrode 2 of the high voltage electrode part 5 has a preferable needle electrode shape. The diameter of the high voltage electrode 2 is preferably 1.0 mm or less. More desirably, the diameter of the high-voltage electrode 2 is preferably 0.2 mm or less so that plasma can be generated even at a low frequency (about 100 Hz).

高電圧電極部5の絶縁体4の形状及び材料に関して説明する。
高電圧電極部5は、高電圧電極2の先端に強い電界を作用させるために、高電圧電極2の先端部分(放電部分)を残して絶縁する必要がある。高電圧電極部5の高電圧電極2と接地電極部3の間に高電圧パルスを印加して両者の間で放電が発生すると、熱が発生し、高電圧電極2を被覆している絶縁体4は高温になる。このため、高電圧電極2を被覆する絶縁体4は、高電圧パルスの放電により発生する熱に耐え得るもので、耐熱性を有するものであることが望ましい。特に、高電圧パルスが高周波(例えば1kHz〜30kHz)の場合、高電圧電極2の温度は1000℃にもなる。このため、絶縁体4は、軟化温度又は分解温度のいずれか低い方が300℃以上である耐熱性を有する材料であるものがより望ましい。また、被処理水10に浸漬される絶縁体4は、吸水率が低く、熱伝導性のよいものが適している。このような条件を満たす絶縁体4の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、セラミックス及びガラスが挙げられる。
The shape and material of the insulator 4 of the high voltage electrode portion 5 will be described.
The high voltage electrode portion 5 needs to be insulated while leaving the tip portion (discharge portion) of the high voltage electrode 2 in order to apply a strong electric field to the tip of the high voltage electrode 2. When a high voltage pulse is applied between the high voltage electrode 2 of the high voltage electrode part 5 and the ground electrode part 3 to generate a discharge therebetween, heat is generated and the insulator covering the high voltage electrode 2 4 becomes hot. For this reason, it is desirable that the insulator 4 covering the high voltage electrode 2 can withstand the heat generated by the discharge of the high voltage pulse and has heat resistance. In particular, when the high voltage pulse is a high frequency (for example, 1 kHz to 30 kHz), the temperature of the high voltage electrode 2 is 1000 ° C. For this reason, as for the insulator 4, what is the material which has the heat resistance whose lower one of a softening temperature or a decomposition temperature is 300 degreeC or more is more desirable. Further, the insulator 4 immersed in the water to be treated 10 is suitable to have a low water absorption rate and good thermal conductivity. Examples of the material of the insulator 4 that satisfies such conditions include polyimide resin, fluororesin, ceramics, and glass.

また、絶縁体4の厚みは、例えば1mm以下とすることが好ましい。絶縁体4の厚みを例えば1mm以下とすることにより、放熱性が改善され、絶縁体4として樹脂を使った場合でも変形や劣化を抑制することができる。
また、絶縁体4は、その熱膨張率が高電圧電極2の材料(本実施の形態1では銀)の熱膨張率に近いものが望ましい。これにより、高電圧電極2に絶縁体4を被覆成形する際、両材料が同じ速度で収縮しながら固化され、高電圧電極2と絶縁体4との密着性を向上させることができ、使用時の温度上昇に伴う応力を低減し、安定した動作を期待することができる。
Moreover, it is preferable that the thickness of the insulator 4 shall be 1 mm or less, for example. By setting the thickness of the insulator 4 to, for example, 1 mm or less, the heat dissipation is improved, and deformation and deterioration can be suppressed even when a resin is used as the insulator 4.
Moreover, the insulator 4 desirably has a thermal expansion coefficient close to that of the material of the high-voltage electrode 2 (silver in the first embodiment). Thereby, when the insulator 4 is coated and formed on the high voltage electrode 2, both materials are solidified while shrinking at the same speed, and the adhesion between the high voltage electrode 2 and the insulator 4 can be improved. It is possible to reduce the stress accompanying the temperature rise and to expect stable operation.

次に、接地電極部3に関して説明する。
後述のように、本実施の形態1に係る殺菌装置では、負極性高電圧パルスによる被処理水10中での放電と、正極性電圧パルスにより被処理水10中に溶解する銀イオンの殺菌作用により、被処理水10に殺菌処理を行う。このため、接地電極部3の電極材料を高電圧電極2と同じ銀にすると、負極性高電圧パルスによる放電中にも後述する式2に示す電極陽極酸化が起こり、被処理水中に銀イオンが溶解してしまう。その結果、銀イオンの溶解を制限することができなくなるため、接地電極部3の電極材料は、銀以外の放電中に腐食や溶解の起こらない材料を使用している。
Next, the ground electrode portion 3 will be described.
As will be described later, in the sterilization apparatus according to the first embodiment, the discharge in the water 10 to be treated by the negative high voltage pulse and the sterilization action of the silver ions dissolved in the water to be treated 10 by the positive voltage pulse. Thus, the water to be treated 10 is sterilized. For this reason, when the electrode material of the ground electrode portion 3 is the same silver as that of the high voltage electrode 2, electrode anodization represented by Formula 2 described later occurs even during discharge by the negative high voltage pulse, and silver ions are generated in the water to be treated. It will dissolve. As a result, the dissolution of silver ions cannot be restricted, so that the electrode material of the ground electrode portion 3 is a material that does not corrode or dissolve during discharge other than silver.

また、接地電極部3では、電気分解が生じ、次式1による水素イオン(H+ )が発生する。このため、接地電極部3付近のpHは3付近まで低下する。
2H2O→O2+4H++4e- …(式1)
また、接地電極部3が正極となっている状態では、被処理水10中の陰イオン(Cl- 等のハロゲンイオン、SO4 2- 、NO2-)が接地電極部3付近に凝集する。このため、接地電極部3の材料としては、pH1環境における耐性やハロゲンイオン等に耐性のある白金(Pt)や金(Au)等の金属を用いるのが好ましい。なお、接地電極部3として、耐性の弱いチタン(Ti)に白金等をメッキしたものを用いても勿論よい。
Further, in the ground electrode portion 3, electrolysis occurs, and hydrogen ions (H + ) according to the following formula 1 are generated. For this reason, the pH in the vicinity of the ground electrode portion 3 drops to around 3.
2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e (Formula 1)
Further, in the state where the ground electrode portion 3 is a positive electrode, anions (halogen ions such as Cl , SO 4 2− , NO 2− ) in the water to be treated 10 aggregate near the ground electrode portion 3. For this reason, it is preferable to use a metal such as platinum (Pt) or gold (Au) that is resistant to a pH 1 environment, halogen ions, or the like as the material of the ground electrode portion 3. Of course, the ground electrode portion 3 may be formed by plating platinum or the like on titanium (Ti) having low resistance.

接地電極部3の形状は、平板状、円盤状、棒状又は線状等、種々の形状とすることが可能である。また、高電圧電極部5と同様に、接地電極部3の側面を(換言すると放電部分を除く範囲を)絶縁体4で被覆してもよい。また、接地電極部3の大きさも、特に制限されない。また、接地電極部3に耐性の弱いチタン等を用いる場合は、メッシュ形状のように表面積が大きくなるものを用いるのが望ましい。   The shape of the ground electrode portion 3 can be various shapes such as a flat plate shape, a disk shape, a rod shape, or a linear shape. Similarly to the high voltage electrode portion 5, the side surface of the ground electrode portion 3 (in other words, the range excluding the discharge portion) may be covered with the insulator 4. Further, the size of the ground electrode portion 3 is not particularly limited. Further, when titanium or the like having low resistance is used for the ground electrode portion 3, it is desirable to use a material having a large surface area such as a mesh shape.

なお、一般的に、銀イオンの溶解による殺菌においては、電圧パルスを印加する両電極の双方に銀材料を用いている。そして、両電極間に正極性の電圧パルスと負極性の電圧パルスを交互に印加しながら、両電極から積極的に銀を溶解させる構成となっている。しかしながら、本実施の形態1に係る殺菌装置1おいては、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)に正極性の電圧パルスを印加した際にのみ、銀イオンを溶解させる構成となっているため、接地電極部3は銀以外の材料を用いている。   In general, in sterilization by dissolving silver ions, a silver material is used for both electrodes to which a voltage pulse is applied. And it is the structure which dissolves silver actively from both electrodes, applying a positive voltage pulse and a negative voltage pulse alternately between both electrodes. However, in the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment, the silver ions are dissolved only when a positive voltage pulse is applied to the high voltage electrode unit 5 (more specifically, the high voltage electrode 2). Therefore, the ground electrode portion 3 uses a material other than silver.

ここで、接地電極部3は、その名のとおり接地されている電極部である。このため、本実施の形態1及び以下の実施の形態で示す高電圧電極部5と接地電極部3に印加する電圧の極性は、接地電極部3に対する極性を示す。   Here, the ground electrode portion 3 is an electrode portion that is grounded as the name suggests. For this reason, the polarity of the voltage applied to the high voltage electrode unit 5 and the ground electrode unit 3 shown in the first embodiment and the following embodiments indicates the polarity with respect to the ground electrode unit 3.

高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間隙は、1〜50mmであれば良く、望ましくは5〜20mmであれば良い。処理槽11は、絶縁体であることが好ましく、例えばアクリル樹脂やガラス等を使用できる。   The gap between the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode portion 3 may be 1 to 50 mm, and preferably 5 to 20 mm. The treatment tank 11 is preferably an insulator, and for example, acrylic resin or glass can be used.

続いて、本実施の形態1に係る殺菌装置1を用いた殺菌方法の動作原理について、図1を参照して説明する。   Next, the operation principle of the sterilization method using the sterilizer 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

本実施の形態1に係る殺菌装置1では、処理槽11内に被処理水10を入れて、電源7により、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に負極性の高電圧パルスを印加する。そして、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に発生する放電によって、被処理水10に殺菌処理を行う。また、本実施の形態1に係る殺菌装置1は、負極性の高圧電圧パルスによる放電により殺菌処理を行った後、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に正極性の電圧を印加する。これにより、高電圧電極2から放出された銀イオンが被処理水10へ溶解し、放電による殺菌処理後も、銀イオンの抗菌作用により、被処理水10中に含まれる微生物や菌を効率よくかつ継続して殺菌することが可能となる。なお、ここでは、微生物、カビ、細菌等を破壊、消滅させることを殺菌処理と称している。   In the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment, the water to be treated 10 is placed in the treatment tank 11, and the high voltage electrode unit 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode unit 3 are connected by the power source 7. A negative high voltage pulse is applied between them. And the to-be-processed water 10 is sterilized by the discharge which generate | occur | produces between the high voltage electrode part 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode part 3. FIG. In addition, the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment performs the sterilization process by the discharge with the negative high voltage pulse, and then the high voltage electrode unit 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode unit 3 A positive voltage is applied during the period. As a result, the silver ions released from the high voltage electrode 2 are dissolved in the water to be treated 10, and the microorganisms and fungi contained in the water to be treated 10 can be efficiently removed by the antibacterial action of the silver ions even after the sterilization treatment by discharge. And it becomes possible to sterilize continuously. Here, the destruction and extinction of microorganisms, molds, bacteria, etc. is referred to as sterilization treatment.

まず、高電圧電極部5と接地電極部3間に負極性の高電圧パルスを印加し、被処理水10中で放電を行うことによる殺菌処理について説明する。本実施の形態1では、負極性高電圧パルスの条件を、
・電界強度:−2kV/cm〜−50kV/cm、
・周波数:100Hz〜20,000Hz、
・パルス幅:500μsec以下、
としている。
First, the sterilization treatment by applying a negative high voltage pulse between the high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3 and discharging in the treated water 10 will be described. In the first embodiment, the negative high voltage pulse condition is
-Electric field strength: -2 kV / cm to -50 kV / cm,
・ Frequency: 100 Hz to 20,000 Hz
-Pulse width: 500 μsec or less,
It is said.

被処理水10中を浮遊する微生物や細菌は、放電時、高電圧電極部5付近でのプラズマ発生により形成されるOH、H、O、O2 -、O- 、H22等の活性種、放電領域での発熱、及び放電により生じる衝撃波により、処理される。なお、負極性の高電圧パルスを印加するため、高電圧電極2から銀は溶解しない。 Microorganisms and bacteria floating in the water to be treated 10 are activated by OH, H, O, O 2 , O , H 2 O 2, etc. formed by plasma generation in the vicinity of the high voltage electrode portion 5 during discharge. It is processed by seeds, heat generation in the discharge region, and shock waves generated by the discharge. Note that silver is not dissolved from the high voltage electrode 2 because a negative high voltage pulse is applied.

図2は、本発明の実施の形態1に係る殺菌装置で放電による殺菌処理を行った際の、被処理水中の大腸菌生存率を示す説明図である。図2の横軸は殺菌処理時間を表し、図2の縦軸は被処理水10中の大腸菌数を表している。また、図2は、高電圧電極部5と接地電極部3間に印加する負極性高電圧パルスの条件を、
・印加電圧:−4kV、
・パルス幅3μs、
・周波数:130Hz、1kHz、7kHz、
・高電圧電極部5と接地電極部3との間の距離:10mm、
とした場合の、被処理水10中の大腸菌生存率を示している。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the survival rate of Escherichia coli in the water to be treated when the sterilization treatment by discharge is performed by the sterilization apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The horizontal axis in FIG. 2 represents the sterilization time, and the vertical axis in FIG. 2 represents the number of E. coli in the water to be treated 10. FIG. 2 shows the conditions of the negative high voltage pulse applied between the high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3.
-Applied voltage: -4 kV
・ Pulse width 3μs,
・ Frequency: 130Hz, 1kHz, 7kHz,
-Distance between the high voltage electrode part 5 and the ground electrode part 3: 10 mm,
The survival rate of E. coli in the treated water 10 is shown.

図2から分かるように、106 CFU/ml(CFU:colony forming Unit)の大腸菌が存在するような被処理水10中に周波数130kHzで放電を行うと、1時間で、被処理水10中の大腸菌は105 CFU/mlに減少している。また、処理時間や周波数が増加すると、大腸菌は早く減少することが分かる。例えば、106 CFU/mlの大腸菌が存在するような被処理水10中に周波数7kHzで放電を行うと、被処理水10中の大腸菌は1時間で104 CFU/mlまで減少する。この図2から、高電圧電極部5と接地電極部3間に負極性の高電圧パルスを印加し、被処理水10中で放電を行うことによって、被処理水10に殺菌処理を行えることが分かる(換言すると、被処理水10中の大腸菌を殺菌できることが分かる)。 As can be seen from FIG. 2, when discharge is performed at a frequency of 130 kHz in the water to be treated 10 in which 10 6 CFU / ml (CFU: colony forming unit) of Escherichia coli is present, E. coli is reduced to 10 5 CFU / ml. It can also be seen that E. coli decreases faster as the processing time and frequency increase. For example, when discharge is performed at a frequency of 7 kHz in the water to be treated 10 in which 10 6 CFU / ml of E. coli is present, the E. coli in the water to be treated 10 is reduced to 10 4 CFU / ml in 1 hour. From FIG. 2, the water to be treated 10 can be sterilized by applying a negative high voltage pulse between the high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3 and discharging in the water 10 to be treated. It can be seen (in other words, it can be understood that Escherichia coli in the treated water 10 can be sterilized).

次に、高電圧電極部5の高電圧電極2から被処理水10中への銀イオンの溶解動作、及び銀イオンによる被処理水10への殺菌処理について説明する。金属を陽極(正極)として通電すると、金属が酸化されて陽イオンとなり、被処理水10中に溶解する。この性質を用いて、本実施の形態1に係る殺菌装置1は、被処理水10中へ銀イオンを溶解させる。つまり、銀を電極材料とする高電圧電極2に正極性の高電圧を印加すると、次式2に示す電極陽極酸化が起きる。
Ag⇒Ag+ +e- …(式2)
Next, the dissolution operation of silver ions from the high voltage electrode 2 of the high voltage electrode unit 5 into the water to be treated 10 and the sterilization treatment of the water to be treated 10 with silver ions will be described. When electricity is applied using the metal as an anode (positive electrode), the metal is oxidized to cations and dissolved in the water to be treated 10. Using this property, the sterilizer 1 according to the first embodiment dissolves silver ions in the water to be treated 10. That is, when a positive high voltage is applied to the high voltage electrode 2 using silver as an electrode material, electrode anodization represented by the following formula 2 occurs.
Ag⇒Ag + + e (Formula 2)

図3は、本発明の実施の形態1に係る殺菌装置で銀イオンによる殺菌処理を行った際の、被処理水中の大腸菌生存率を示す説明図である。図3の横軸は殺菌処理時間を表し、図3の縦軸は被処理水10中の大腸菌数を表している。また、図3は、被処理水10中に溶解する銀イオンの条件を、
・濃度:1〜2ppb、20〜30ppb、50ppb、100ppb、
とした場合の、被処理水10中の大腸菌生存率を示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the survival rate of Escherichia coli in the water to be treated when sterilization with silver ions is performed in the sterilizer according to Embodiment 1 of the present invention. The horizontal axis in FIG. 3 represents the sterilization time, and the vertical axis in FIG. 3 represents the number of E. coli in the water to be treated 10. FIG. 3 shows the conditions of silver ions dissolved in the water to be treated 10.
Concentration: 1-2 ppb, 20-30 ppb, 50 ppb, 100 ppb,
The survival rate of E. coli in the treated water 10 is shown.

例えば、105 CFU/mlの大腸菌が存在するよう被処理水10中に濃度50ppbの銀イオンを溶解させた場合、6時間後には、被処理水10中の大腸菌が104 CFU/mlに減少している。また、銀イオンの溶解量が多いほど、大腸菌が早く減少することが分かる。105 CFU/mlの大腸菌が存在するよう被処理水10中に濃度100ppbの銀イオンを溶解させた場合、3時間後には、被処理水10中の大腸菌の数が1/10に減少している。この図3から、被処理水10への銀イオンの溶解量が増加すると、殺菌効果が向上することが分かる。 For example, when silver ions having a concentration of 50 ppb are dissolved in the treated water 10 so that 10 5 CFU / ml of E. coli is present, the E. coli in the treated water 10 decreases to 10 4 CFU / ml after 6 hours. doing. It can also be seen that the greater the amount of silver ion dissolved, the faster E. coli decreases. When silver ions having a concentration of 100 ppb were dissolved in the water to be treated 10 so that 10 5 CFU / ml of E. coli was present, the number of E. coli in the water to be treated 10 decreased to 1/10 after 3 hours. Yes. From FIG. 3, it can be seen that when the amount of silver ions dissolved in the water to be treated 10 is increased, the bactericidal effect is improved.

ここで、先に説明した高電圧パルス放電による殺菌処理と、銀イオンによる殺菌処理を比較する。両者を比較すると、高電圧パルス放電による殺菌処理と比べ、銀イオンによる殺菌処理は、その殺菌効果が低いことが分かる。しかしながら、銀イオンによる殺菌処理は、高電圧パルス放電による殺菌処理と異なり、電圧印加が停止した後も、銀イオンが被処理水10中に溶解している間は持続的に殺菌処理を行えるという利点がある。   Here, the sterilization treatment by the high voltage pulse discharge described above is compared with the sterilization treatment by silver ions. Comparing the two, it can be seen that the sterilization treatment with silver ions has a lower sterilization effect than the sterilization treatment with high voltage pulse discharge. However, unlike the sterilization treatment using high voltage pulse discharge, the sterilization treatment using silver ions can be performed continuously while the silver ions are dissolved in the water 10 to be treated even after the voltage application is stopped. There are advantages.

その一方で、被処理水10中の銀イオンの濃度が200ppb以上になると、塩化物イオンとの反応による白色沈殿物の生成、更には白色沈殿物の紫外線反応による黒ずみや、キノンとの反応による赤褐色沈殿物の生成が起こり、問題が発生する。また、高濃度の銀イオンを被処理水10中へ溶解させると高電圧電極2が著しく消耗してしまう。被処理水10中の銀イオンの濃度に関する問題を未然に防ぎ、高電圧電極2の寿命を延ばすには、被処理水10中の銀イオンの溶解量を200ppb以下にするとよい。このため、本実施の形態1では、被処理水10への銀イオンの溶解量を1〜200ppbの範囲としている。   On the other hand, when the concentration of silver ions in the water to be treated 10 is 200 ppb or more, white precipitates are generated by reaction with chloride ions, and further blackening due to ultraviolet reaction of the white precipitates and reaction with quinone. A reddish brown precipitate is formed, causing problems. Moreover, if high concentration silver ions are dissolved in the water to be treated 10, the high voltage electrode 2 is significantly consumed. In order to prevent problems related to the concentration of silver ions in the water to be treated 10 and extend the life of the high-voltage electrode 2, the amount of silver ions dissolved in the water to be treated 10 should be 200 ppb or less. For this reason, in this Embodiment 1, the dissolution amount of the silver ion to the to-be-processed water 10 is made into the range of 1-200 ppb.

被処理水10への銀イオンの溶解量は、次式3に示す理論式(ファラデーの法則)から算出できる。例えば、0.5リットル(L)の被処理水10に100μg/Lの銀イオンを溶解させたい場合、高電圧電極2に流れる電流値を1mAとすると、高電圧電極2に約45秒程度電流が流れるように、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に正極性の電圧を印加すればよいことが分かる。
A=I×M×t×1000/Z/U …(式3)
A:溶出する銀イオン濃度(μg/L)、I:電極間に流れる電流(mA)、Z:ファラデー定数(9.65×104C/mol)、M:銀原子量(108)、t:電流を通電する時間(s)、U:被処理水10量(L)。
つまり、正極性電圧の電圧値(電極間に流れる電流値)や正極性電圧の印加時間(電流を通電する時間)等、正極性電圧の印加条件により、被処理水10への銀イオンの溶解量を1〜200ppbの範囲にすることができる。
The amount of silver ions dissolved in the water to be treated 10 can be calculated from the theoretical formula (Faraday's law) shown in the following formula 3. For example, when it is desired to dissolve 100 μg / L of silver ions in 0.5 liter (L) of water to be treated 10, assuming that the current value flowing through the high voltage electrode 2 is 1 mA, the current to the high voltage electrode 2 is about 45 seconds. It can be seen that a positive voltage may be applied between the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode portion 3 so that.
A = I × M × t × 1000 / Z / U (Formula 3)
A: Silver ion concentration to elute (μg / L), I: Current flowing between electrodes (mA), Z: Faraday constant (9.65 × 10 4 C / mol), M: Silver atomic weight (108), t: Time (s) for energizing current, U: 10 amount of treated water (L).
That is, the dissolution of silver ions in the water to be treated 10 depends on the application conditions of the positive voltage, such as the voltage value of the positive voltage (current value flowing between the electrodes) and the application time of the positive voltage (the time during which the current is applied). The amount can be in the range of 1 to 200 ppb.

なお、本実施の形態1では、放電による殺菌処理の後に銀イオンの被処理水10への溶解を行っているが、銀イオンを被処理水10へ溶解するタイミングは任意である。例えば、銀イオンを被処理水10へ溶解するタイミングは、処理槽11への被処理水10の流入量や流出量に応じて変更してもよい。   In the first embodiment, the silver ions are dissolved in the water to be treated 10 after the sterilization treatment by discharge, but the timing of dissolving the silver ions in the water to be treated 10 is arbitrary. For example, you may change the timing which melt | dissolves a silver ion in the to-be-processed water 10 according to the inflow amount and outflow amount of the to-be-processed water 10 to the processing tank 11. FIG.

図4は、本発明の実施の形態1に係る処理槽内における被処理水量の経時変化の一例を示す説明図である。図4は、(a)〜(d)に4つの例を示している。これら図4の(a)〜(d)は共に、縦軸に処理槽11内に貯留された被処理水10の量を表し、横軸に経過時間を表している。
処理槽11内に貯留される被処理水10の量は、流入水量と入出水量が等しい場合、一定となる{図4(a)、図4(c)}。また、流入水量と入出水量が異なる場合、処理槽11内に貯留される被処理水10の量は変化する{図4(b)、図4(d)}。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a change over time in the amount of water to be treated in the treatment tank according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 shows four examples in (a) to (d). In FIGS. 4A to 4D, the vertical axis represents the amount of water to be treated 10 stored in the treatment tank 11, and the horizontal axis represents elapsed time.
The amount of treated water 10 stored in the treatment tank 11 is constant when the inflow water amount and the inflow / outflow water amount are equal {FIG. 4 (a), FIG. 4 (c)}. Further, when the inflow water amount and the inflow / outflow water amount are different, the amount of the water to be treated 10 stored in the treatment tank 11 changes {FIG. 4 (b), FIG. 4 (d)}.

処理槽11へ被処理水10が流入しており、処理槽11内の被処理水10が一定量となっている場合{図4(a)}、被処理水10は処理槽11から必ず流出している。また、処理槽11へ被処理水10が流入しており、処理槽11内の被処理水10が定期的に減少していく場合{図4(b)}も、被処理水10は処理槽11から必ず流出している。このような場合、被処理水10に銀イオンを溶解させたとしても、被処理水10と共に銀イオンも処理槽11から排出される。このため、処理槽11内の被処理水10の殺菌処理として銀イオンによる殺菌処理を用いても効果的ではない。これに対し、高電圧パルス放電による殺菌処理は、図2のように短時間で効果が得られるため、このような場合でも有効に殺菌処理効果が得られる。したがって、被処理水10が処理槽11から流出している場合、基本的には高電圧パルス放電による殺菌処理を行うことが望ましい。図4(a)のように処理槽11内の被処理水10が一定量となっていても、処理槽11内の被処理水10が刻々と入れ替わっている場合は、高電圧パルス放電による殺菌処理の方が銀イオンによる殺菌処理よりも効果的である。   When the water to be treated 10 flows into the treatment tank 11 and the amount of the water to be treated 10 in the treatment tank 11 is constant (FIG. 4A), the water to be treated 10 always flows out of the treatment tank 11. doing. In addition, when the water to be treated 10 flows into the treatment tank 11 and the water to be treated 10 in the treatment tank 11 regularly decreases {FIG. 4 (b)}, the water to be treated 10 is also treated with the treatment tank. 11 is always flowing out. In such a case, even if silver ions are dissolved in the water to be treated 10, the silver ions are also discharged from the treatment tank 11 together with the water to be treated 10. For this reason, even if it uses the sterilization process by silver ion as the sterilization process of the to-be-processed water 10 in the processing tank 11, it is not effective. On the other hand, since the sterilization treatment by high voltage pulse discharge can obtain an effect in a short time as shown in FIG. 2, the sterilization treatment effect can be effectively obtained even in such a case. Therefore, when the to-be-processed water 10 has flowed out of the processing tank 11, fundamentally, it is desirable to perform the sterilization process by a high voltage pulse discharge. As shown in FIG. 4 (a), even when the amount of water to be treated 10 in the treatment tank 11 is constant, if the water to be treated 10 in the treatment tank 11 is constantly changing, sterilization by high voltage pulse discharge is performed. The treatment is more effective than the sterilization treatment with silver ions.

一方、被処理水10が処理槽11から流出していない場合{図4(c)、図4(d)}、被処理水10は処理槽11内に留まることとなる。このような場合、被処理水10に溶解した銀イオンは処理槽11内に長時間残留することができるため、銀イオンにより効率的に殺菌できる。もちろん、高電圧パルス放電による殺菌処理は、放電を行った瞬間に殺菌されるため、このような場合でも有効である。したがって、被処理水10が処理槽11から流出せずにバッチ的に殺菌処理を行える場合には、高電圧パルス放電による殺菌処理と銀イオンによる殺菌処理を組み合わせて殺菌を行うと効果的である。   On the other hand, when the to-be-processed water 10 is not flowing out from the processing tank 11, {FIG.4 (c), FIG.4 (d)}, the to-be-processed water 10 will remain in the processing tank 11. FIG. In such a case, since the silver ions dissolved in the water to be treated 10 can remain in the treatment tank 11 for a long time, they can be sterilized efficiently by the silver ions. Of course, the sterilization treatment by the high-voltage pulse discharge is effective even in such a case because it is sterilized at the moment of discharge. Therefore, when the water to be treated 10 can be sterilized batchwise without flowing out of the treatment tank 11, it is effective to perform sterilization by combining sterilization by high voltage pulse discharge and sterilization by silver ions. .

以上のことから、被処理水10が処理槽11から流出している場合は、基本的には高電圧パルス放電による殺菌処理を行い、被処理水10が処理槽11から流出していない状態で銀イオンによる殺菌処理を行うことが望ましい。   From the above, when the water to be treated 10 flows out of the treatment tank 11, the sterilization treatment by high-voltage pulse discharge is basically performed, and the water to be treated 10 does not flow out of the treatment tank 11. It is desirable to sterilize with silver ions.

図5は、本発明の実施の形態1に係る殺菌装置における高電圧電極部−接地電極部間への電圧印加例を示す説明図である。図5の縦軸は、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間の印加状態を表している。また、図5の横軸は経過時間を表している。また、図5において、正極性とは、正極性電圧を高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)に印加することである。負極性とは、負極性電圧を高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)に印加することである。グランドとは、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)における0kVを示し、接地電極部3での電圧を示す。
なお、図5の縦軸に示す電圧値4kV及び−4kVはあくまでも一例であり、電圧の大きさは問題ではない。正極性、負極性の印加電圧値が異なっても勿論よい。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of voltage application between the high-voltage electrode unit and the ground electrode unit in the sterilization apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The vertical axis in FIG. 5 represents the application state between the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode portion 3. Further, the horizontal axis of FIG. 5 represents the elapsed time. Further, in FIG. 5, the positive polarity means that a positive voltage is applied to the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2). The negative polarity means that a negative voltage is applied to the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2). The ground indicates 0 kV at the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2), and indicates the voltage at the ground electrode portion 3.
Note that the voltage values 4 kV and −4 kV shown on the vertical axis in FIG. 5 are merely examples, and the magnitude of the voltage is not a problem. Of course, the applied voltage values of the positive polarity and the negative polarity may be different.

被処理水10が処理槽11から流出する場合、例えば図5(a)に示すように、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に電圧を印加すればよい。つまり、被処理水10が処理槽11から流出している間は、両電極部間に負極性高電圧パルスを印加し、高電圧パルス放電による殺菌処理を行う。そして、処理槽11から被処理水10の流出が止まると、両電極部間に正極性電圧を印加し、銀イオンによる殺菌処理を行う。このように両電極部間に電圧を印加することより、被処理水10へ無駄な銀イオンが溶解することを抑えながら、高電圧パルス放電による殺菌処理及び銀イオンによる殺菌処理を行うことができる。   When the water to be treated 10 flows out of the treatment tank 11, a voltage is applied between the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode portion 3, as shown in FIG. do it. That is, while the to-be-processed water 10 is flowing out from the processing tank 11, a negative high voltage pulse is applied between both electrode parts, and the sterilization process by a high voltage pulse discharge is performed. And when the outflow of the to-be-processed water 10 from the processing tank 11 stops, a positive voltage is applied between both electrode parts, and the sterilization process by silver ion is performed. Thus, by applying a voltage between both electrode parts, it is possible to perform sterilization by high voltage pulse discharge and sterilization by silver ions while suppressing dissolution of useless silver ions in the water to be treated 10. .

また、被処理水10が処理槽11から流出しない場合、例えば図5(b)に示すように、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に電圧を印加すればよい。つまり、両電極部間に負極性高電圧パルスを印加し、その途中で両電極部間に正極性電圧を印加する。高電圧パルス放電による殺菌処理の間に銀イオンが溶解しているので、高電圧パルス放電による殺菌処理と同時に銀イオンによる殺菌処理を行うことができ、殺菌速度があがる。その結果、銀イオンの抗菌作用(殺菌処理効果)により、負極性高電圧パルスの印加時間を短縮でき、殺菌効率があがる。なお、銀イオンの抗菌作用(殺菌処理効果)を最大限に利用するには、銀イオンが処理槽11内に長時間滞留している必要がある。このため、初期時(処理槽11から被処理水10の流出が止まった時等)に正極性電圧を印加すると効果的である。なお、高電圧パルス放電による殺菌処理途中で行う正極性電圧の印加間隔や印加時間は、図5(b)に示す印加タイミングや印加時間に限定されるものではない。例えば、殺菌効果を向上させたいときに、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に正極性電圧を印加してやればよい。   Further, when the water to be treated 10 does not flow out of the treatment tank 11, for example, as shown in FIG. 5B, a voltage is generated between the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode portion 3. May be applied. That is, a negative high voltage pulse is applied between both electrode parts, and a positive voltage is applied between both electrode parts in the middle. Since the silver ions are dissolved during the sterilization treatment by the high voltage pulse discharge, the sterilization treatment by the silver ions can be performed simultaneously with the sterilization treatment by the high voltage pulse discharge, and the sterilization speed is increased. As a result, the application time of the negative high voltage pulse can be shortened by the antibacterial action (sterilization effect) of silver ions, and the sterilization efficiency is improved. In order to make maximum use of the antibacterial action (sterilization effect) of silver ions, the silver ions need to stay in the treatment tank 11 for a long time. For this reason, it is effective to apply a positive voltage at the initial time (such as when the outflow of the water to be treated 10 from the treatment tank 11 stops). In addition, the application interval and application time of the positive voltage performed during the sterilization process by high voltage pulse discharge are not limited to the application timing and application time shown in FIG. For example, when it is desired to improve the bactericidal effect, a positive voltage may be applied between the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode portion 3.

本実施の形態1に係る殺菌装置1は、高電圧電極2から銀イオンを溶解させるため、使用時間とともに高電圧電極2が短く(小さく)なる。高電圧電極2が一定の長さ(所定の長さ)より短くなると、銀イオンによる殺菌処理の効果が十分得られなくなる。このため、高電圧電極2が一定の長さより短くなった場合、高電圧電極2の交換が必要となる。このため、高電圧電極2の長さを測定できることが望ましい。また、高電圧電極2が一定の長さより短くなったことを知らせること(換言すると、高電圧電極2の交換時期を知らせること)が望ましい。   Since the sterilizer 1 according to the first embodiment dissolves silver ions from the high voltage electrode 2, the high voltage electrode 2 becomes shorter (smaller) with use time. If the high voltage electrode 2 is shorter than a certain length (predetermined length), the effect of the sterilization treatment with silver ions cannot be obtained sufficiently. For this reason, when the high voltage electrode 2 becomes shorter than a certain length, the high voltage electrode 2 needs to be replaced. For this reason, it is desirable that the length of the high voltage electrode 2 can be measured. It is also desirable to notify that the high voltage electrode 2 has become shorter than a certain length (in other words, to notify the replacement timing of the high voltage electrode 2).

そこで、図1に示すように、本実施の形態1に係る殺菌装置1には、高電圧電極2の長さを測定する寿命計測装置8を設けている。また、本実施の形態1に係る殺菌装置1には、高電圧電極2が一定の長さより短くなったことを知らせる(換言すると、高電圧電極2の交換時期を知らせる)報知装置9を設けている。   Therefore, as shown in FIG. 1, the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment is provided with a life measuring apparatus 8 that measures the length of the high-voltage electrode 2. In addition, the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment is provided with a notification device 9 that notifies that the high voltage electrode 2 is shorter than a certain length (in other words, notifies the replacement timing of the high voltage electrode 2). Yes.

本実施の形態1に係る寿命計測装置8は、超音波発生装置8a及び計測器8bを備えている。例えば、超音波発生装置8aは、セラミックに交流電圧又は磁界を印加し、超音波を発生させる装置がよい。超音波発生装置8aとしてその他の超音波発生装置を使用しても勿論よい。計測器8bは、例えば、受信した超音波を増幅させる回路、この回路の出力信号により作動する単安定マルチバイブレータ回路、及びこの単安定マルチバイブレータ回路の出力を認識して後述の応答時間(T)を算出する回路等を備えている。報知装置9は、例えば、高電圧電極2が一定の長さより短くなると発光する(換言すると、高電圧電極2の交換時期になると発光する)発光ダイオード等を備えている。なお、発光ダイオードに代えて、高電圧電極2が一定の長さより短くなると鳴るブザー等を報知装置9に備えてもよい。   The lifetime measuring apparatus 8 according to the first embodiment includes an ultrasonic generator 8a and a measuring instrument 8b. For example, the ultrasonic generator 8a is preferably a device that generates an ultrasonic wave by applying an AC voltage or a magnetic field to ceramic. Of course, other ultrasonic generators may be used as the ultrasonic generator 8a. For example, the measuring instrument 8b recognizes the output of the monostable multivibrator circuit, the monostable multivibrator circuit that operates according to the output signal of the circuit that amplifies the received ultrasonic wave, and the response time (T) described later. The circuit etc. which computes are provided. The notification device 9 includes, for example, a light emitting diode that emits light when the high voltage electrode 2 becomes shorter than a certain length (in other words, emits light when it is time to replace the high voltage electrode 2). Instead of the light emitting diode, the notification device 9 may be provided with a buzzer that sounds when the high voltage electrode 2 becomes shorter than a certain length.

本実施の形態1に係る寿命計測装置8における高電圧電極2の長さの測定方法について、以下に説明する。   A method for measuring the length of the high voltage electrode 2 in the lifetime measuring apparatus 8 according to the first embodiment will be described below.

超音波とは、「人間の聴覚器官では捉えられない周波数の高い音波」で、20kHz程度以上の音波のことをいう。超音波は、異なる媒質に入射しようとする際、媒質の固有音響インピーダンスの相違により、その一部が境界面で反射し、残りが異なる媒質に透過する(入射する)。このため、高電圧電極2に入射した超音波(高電圧電極2に入力された超音波信号)は、被処理水10にぶつかった後にそのまま被処理水10に入射するものと、被処理水10からはね返って来るものとがある。そして、高電圧電極2に入射した超音波の応答時間(超音波が高電圧電極2に入射してから、被処理水10で跳ね返って戻ってくるまでの時間)と高電圧電極2の長さとの関係は、次式4で表され、図6のように示すことができる。
L=VT/2 …(式4)
なお、Lは高電圧電極2の長さ(mm)、Vは音速(m/s)、Tは高電圧電極2に入射した超音波の応答時間(s)である。
Ultrasound is a “high-frequency sound wave that cannot be captured by the human auditory organ” and means a sound wave of about 20 kHz or higher. When an ultrasonic wave is incident on a different medium, a part of the ultrasonic wave is reflected on the boundary surface due to a difference in the intrinsic acoustic impedance of the medium, and the remaining part is transmitted (incident) on a different medium. For this reason, the ultrasonic wave incident on the high voltage electrode 2 (ultrasonic signal input to the high voltage electrode 2) hits the water to be treated 10 and then directly enters the water to be treated 10, and the water to be treated 10. Some of them come back from you. Then, the response time of the ultrasonic wave incident on the high voltage electrode 2 (the time from when the ultrasonic wave is incident on the high voltage electrode 2 until it bounces back on the treated water 10) and the length of the high voltage electrode 2 This relationship is expressed by the following equation 4 and can be shown as shown in FIG.
L = VT / 2 (Formula 4)
L is the length (mm) of the high voltage electrode 2, V is the speed of sound (m / s), and T is the response time (s) of the ultrasonic wave incident on the high voltage electrode 2.

式4及び図6より、高電圧電極2の長さが短くなるほど、応答時間も短くなることが分かる。このため、あらかじめ高電圧電極2の長さと応答時間の測定式を算出しておけば、応答時間を測定できる計測器8bによって、高電圧電極2に入射した超音波の応答時間をモニタリングし、高電圧電極2を推定することができる。また、高電圧電極2が寿命長さとなったとき(高電圧電極2が一定の長さより短くなったとき)の応答時間を定めておくことにより、高電圧電極2が寿命長さとなった場合、計測器8bに連動させた報知装置9のブザーや発光ダイオード等によって、高電圧電極部5への高電圧パルスの供給の停止や、高電圧電極部5の交換タイミングを外部に知らせることが可能となる。   From Equation 4 and FIG. 6, it can be seen that the shorter the length of the high voltage electrode 2, the shorter the response time. For this reason, if the measurement formula of the length and response time of the high voltage electrode 2 is calculated in advance, the measuring time of the ultrasonic wave incident on the high voltage electrode 2 is monitored by the measuring instrument 8b capable of measuring the response time. The voltage electrode 2 can be estimated. In addition, by setting a response time when the high voltage electrode 2 reaches the life length (when the high voltage electrode 2 becomes shorter than a certain length), the high voltage electrode 2 reaches the life length, It is possible to notify the outside of the supply stop of the high voltage pulse to the high voltage electrode unit 5 and the replacement timing of the high voltage electrode unit 5 by a buzzer, a light emitting diode or the like of the notification device 9 linked to the measuring instrument 8b. Become.

次に、高電圧電極部5への高電圧印加可否判定に関して説明する。   Next, determination on whether or not a high voltage application to the high voltage electrode unit 5 is possible will be described.

図7及び図8は、本発明の実施の形態1に係る放電電極部と被処理水の水面との関係を示す説明図である。
処理槽11内に貯留された被処理水10の量は、被処理水10の流入量や流出量により変化する。つまり、被処理水10の流入量や流出量により、処理槽11内の被処理水10の水面は上下(変動)する。図7(a)に示すように、高電圧電極2の先端部及び接地電極部3の先端部の両者より被処理水10の水面12が上にある場合、高電圧電極2に負極性の高電圧パルスを印加すると、高電圧電極2の先端部近傍に不平等電界が発生し、高電圧電極2の先端部近傍で放電が発生し、被処理水10中の微生物が殺菌される。また、高電圧電極2に正極性電圧を印加すると、銀イオンの溶解が起こり、銀イオンによって被処理水10中の微生物が殺菌される。
7 and 8 are explanatory diagrams showing the relationship between the discharge electrode unit and the water surface of the water to be treated according to Embodiment 1 of the present invention.
The amount of the water to be treated 10 stored in the treatment tank 11 varies depending on the amount of inflow and outflow of the water to be treated 10. That is, the water surface of the water to be treated 10 in the treatment tank 11 moves up and down (fluctuates) depending on the amount of inflow and outflow of the water to be treated 10. As shown in FIG. 7A, when the water surface 12 of the water to be treated 10 is above both the front end portion of the high voltage electrode 2 and the front end portion of the ground electrode portion 3, the high voltage electrode 2 has a high negative polarity. When a voltage pulse is applied, an unequal electric field is generated in the vicinity of the tip of the high voltage electrode 2, a discharge is generated in the vicinity of the tip of the high voltage electrode 2, and the microorganisms in the water to be treated 10 are sterilized. Further, when a positive voltage is applied to the high voltage electrode 2, silver ions are dissolved, and the microorganisms in the water to be treated 10 are sterilized by the silver ions.

図7(b)に示すように、高電圧電極2の先端部が被処理水10の水面12の上にあり、接地電極部3の先端部が被処理水10の水面12の下にある場合、高電圧電極2に負極性の高電圧パルスを印加すると、導電体の被処理水10に接地電極部3が浸かっているため、被処理水10が電極となる。このため、高電圧電極2から被処理水10に向かって、気中放電が起こる。気中放電は、高電圧電極2と被処理水10の水面12との間のみ放電が起こるため、被処理水10中の殺菌を行うことはできない。このため、気中放電による殺菌効果は、被処理水10内で放電した場合の殺菌効果に比べて著しく小さい。したがって、このような気中放電は起こさないようにする方が望ましい。   As shown in FIG. 7B, the tip of the high voltage electrode 2 is above the water surface 12 of the water to be treated 10 and the tip of the ground electrode part 3 is below the water surface 12 of the water to be treated 10. When a negative high voltage pulse is applied to the high voltage electrode 2, the ground water 3 is immersed in the conductive water 10 to be treated, so that the water 10 becomes an electrode. For this reason, air discharge occurs from the high voltage electrode 2 toward the water to be treated 10. In the air discharge, since the discharge occurs only between the high voltage electrode 2 and the water surface 12 of the water to be treated 10, the sterilization in the water to be treated 10 cannot be performed. For this reason, the sterilization effect by air discharge is remarkably small compared with the sterilization effect at the time of discharging in the to-be-processed water 10. FIG. Therefore, it is desirable not to cause such air discharge.

気中放電を防止するには、高電圧電極2に流れる電流をモニタリングし、その値によって放電を停止するようにすることが有効である。気中放電と被処理水10内での放電とを比較すると、被処理水10内での放電に比べて気中放電で流れる放電電流は小さくなるからである。そこで、図1に示すように、本実施の形態1に係る殺菌装置1は、高電圧電極2に流れる電流を測定する電流計13を設けている。そして、本実施の形態1に係る殺菌装置1は、通常動作時(被処理水10内での放電するとき)に高電圧電極2に流れる電流値を制御機器(例えば電源7の制御部)にインプットしておき、その値(以下、インプット値と称する)と電流計13の測定値を比較している。より詳しくは、本実施の形態1に係る殺菌装置1は、電流計13の測定値がインプット値よりも例えば50%以上小さくなった場合、気中放電が発生していると判断して、高電圧電極2への高電圧パルスの供給を停止している。このように、高電圧電極2に流れる電流をモニタリングして、放電の可否を判断するようにすることにより、無効な放電を停止することができ、高効率な殺菌装置1を実現することができる。   In order to prevent air discharge, it is effective to monitor the current flowing through the high voltage electrode 2 and stop the discharge depending on the value. This is because when the air discharge is compared with the discharge in the water to be treated 10, the discharge current flowing in the air discharge is smaller than the discharge in the water 10 to be treated. Therefore, as shown in FIG. 1, the sterilizer 1 according to the first embodiment is provided with an ammeter 13 that measures the current flowing through the high voltage electrode 2. And the sterilizer 1 which concerns on this Embodiment 1 makes the control apparatus (for example, control part of the power supply 7) the electric current value which flows into the high voltage electrode 2 at the time of normal operation (when discharging in the to-be-processed water 10). An input is made, and the value (hereinafter referred to as an input value) is compared with the measured value of the ammeter 13. More specifically, the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment determines that an air discharge has occurred when the measured value of the ammeter 13 is, for example, 50% or more smaller than the input value, and the high The supply of the high voltage pulse to the voltage electrode 2 is stopped. Thus, by monitoring the current flowing through the high voltage electrode 2 and determining whether discharge is possible, invalid discharge can be stopped and the highly efficient sterilization apparatus 1 can be realized. .

なお、図8(c)に示すように、高電圧電極2の先端部及び接地電極部3の先端部の両者よりも被処理水10面が下にある場合、空気中に存在している高電圧電極2に負極性高電圧パルス及び正極性電圧を印加することになる。この場合、電圧の値を高くしていくと、空間でも絶縁破壊が起こり、放電が生じる。しかし、この放電では、被処理水10中の微生物をまったく殺菌できない。つまり、まったく無意味な放電が起こっていることになる。したがって、このような放電が起こらないように、高電圧電極2(つまり高電圧電極部5)と接地電極部3との間の距離を十分に大きくしておく必要がある。本実施の形態1では、高電圧電極2(つまり高電圧電極部5)と接地電極部3との間の空間の電界強度が300V/mm以下になるような距離に、高電圧電極2(つまり高電圧電極部5)及び接地電極部3を配置している。   In addition, as shown in FIG.8 (c), when the to-be-processed water 10 surface is lower than both the front-end | tip part of the high voltage electrode 2, and the front-end | tip part of the ground electrode part 3, it exists in the air. A negative high voltage pulse and a positive voltage are applied to the voltage electrode 2. In this case, when the value of the voltage is increased, dielectric breakdown occurs in the space and discharge occurs. However, this discharge cannot sterilize microorganisms in the water to be treated 10 at all. In other words, a completely meaningless discharge is occurring. Therefore, the distance between the high voltage electrode 2 (that is, the high voltage electrode portion 5) and the ground electrode portion 3 needs to be sufficiently large so that such discharge does not occur. In the first embodiment, the high-voltage electrode 2 (that is, the high-voltage electrode 2 (that is, the high-voltage electrode portion 5) and the high-voltage electrode 2 (that is, the distance between the ground electrode portion 3 and the ground-electrode portion 3) is set at a distance such that A high voltage electrode part 5) and a ground electrode part 3 are arranged.

以下に、本実施の形態1に係る殺菌装置1を用いて殺菌処理を行った実施例について説明する。   Below, the Example which performed the sterilization process using the sterilizer 1 which concerns on this Embodiment 1 is described.

〔実施例1〕
実施例1では、殺菌装置1の菌や微生物に対する殺菌効果を確認するため、処理槽11の被処理水10に大腸菌を入れ、殺菌装置1による殺菌処理の効果を調べた。
図9は、実施例1の実験結果を示す説明図である。図9には、殺菌装置1による殺菌処理の効果を示す実験条件1(A)及び実験条件1(B)の実験結果と共に、比較条件1(A)及び比較条件1(B)の実験結果も示している。
[Example 1]
In Example 1, in order to confirm the bactericidal effect with respect to the microbe and microorganisms of the sterilizer 1, E. coli was put into the water to be treated 10 of the treatment tank 11, and the effect of the sterilization treatment by the sterilizer 1 was examined.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the experimental results of Example 1. FIG. In FIG. 9, the experimental results of the comparative condition 1 (A) and the comparative condition 1 (B) are shown together with the experimental results of the experimental condition 1 (A) and the experimental condition 1 (B) showing the effect of the sterilization treatment by the sterilizer 1. Show.

実験条件1(A)、実験条件1(B)、比較条件1(A)及び比較条件1(B)は、以下の実験条件を共通の実験条件とした。
・高電圧電極部5:高電圧電極2として直径0.2mm、長さ50mmの銀(Ag)線を用いた。また、絶縁体4としてエポキシ樹脂を用い、射出成形により、高電圧電極2の周囲を直径10mmのエポキシ樹脂で被った。
・接地電極部3:線径1mmのチタン線に、白金(Pt)を無電解めっきにより担持密度0.6mg/cm2 でめっきした5mmの棒状電極を用いた。
・高電圧電極部5と接地電極部3との間隙を10mmとした。
・処理槽11はガラス製のものを用い、この中に大腸菌が106 CFU/ml添加された被処理水10を50ml入れた(CFU:Colony Forming Unit)。このときの被処理水10の深さは10mmである。
The experimental conditions 1 (A), the experimental conditions 1 (B), the comparative conditions 1 (A), and the comparative conditions 1 (B) are the following experimental conditions.
High voltage electrode part 5: As the high voltage electrode 2, a silver (Ag) wire having a diameter of 0.2 mm and a length of 50 mm was used. Further, an epoxy resin was used as the insulator 4, and the periphery of the high voltage electrode 2 was covered with an epoxy resin having a diameter of 10 mm by injection molding.
Ground electrode portion 3: A 5 mm rod-shaped electrode obtained by plating platinum (Pt) onto a titanium wire having a wire diameter of 1 mm at a support density of 0.6 mg / cm 2 by electroless plating.
The gap between the high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3 was 10 mm.
-The processing tank 11 was made of glass, and 50 ml of treated water 10 to which 10 6 CFU / ml of Escherichia coli was added was placed therein (CFU: Colony Forming Unit). The depth of the to-be-processed water 10 at this time is 10 mm.

また、実験条件1(A)、実験条件1(B)、比較条件1(A)及び比較条件1(B)のそれぞれにおいて、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に次のような印加条件で電圧を印加し、その後、静置した。
○実験条件1(A)
・負極性高電圧パルス:電圧−4kV、繰り返し周期130Hz、パルス幅4μs、印加時間30分。
・正極性電圧:高電圧電極2に流れる電流1mA、印加時間11sec。
○実験条件1(B)
・負極性高電圧パルス:電圧−4kV、繰り返し周期130Hz、パルス幅4μs、印加時間30分。
・正極性電圧:高電圧電極2に流れる電流1mA、印加時間22sec。
○比較条件1(A)
・負極性高電圧パルス:電圧−4kV、繰り返し周期130Hz、パルス幅4μs、印加時間30分。
・正極性電圧:印加せず。
○比較条件1(B)
・負極性高電圧パルス:印加せず。
・正極性電圧:高電圧電極2に流れる電流1mA、印加時間11sec。
Further, in each of the experimental condition 1 (A), the experimental condition 1 (B), the comparative condition 1 (A), and the comparative condition 1 (B), the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode A voltage was applied to the part 3 under the following application conditions, and then allowed to stand.
○ Experimental condition 1 (A)
Negative polarity high voltage pulse: voltage -4 kV, repetition period 130 Hz, pulse width 4 μs, application time 30 minutes.
Positive polarity voltage: current 1 mA flowing through the high-voltage electrode 2, application time 11 sec.
○ Experimental condition 1 (B)
Negative polarity high voltage pulse: voltage -4 kV, repetition period 130 Hz, pulse width 4 μs, application time 30 minutes.
Positive polarity voltage: current 1 mA flowing through the high voltage electrode 2, application time 22 sec.
○ Comparison condition 1 (A)
Negative polarity high voltage pulse: voltage -4 kV, repetition period 130 Hz, pulse width 4 μs, application time 30 minutes.
-Positive voltage: not applied.
○ Comparison condition 1 (B)
・ Negative high voltage pulse: Not applied.
Positive polarity voltage: current 1 mA flowing through the high-voltage electrode 2, application time 11 sec.

実験条件1(A)及び実験条件1(B)では、負極性高電圧パルスによる放電の開始後1時間で1桁以上大腸菌が減少した。また、実験条件1(A)では、負極性高電圧パルスによる放電の開始後6時間で、さらに約1桁の大腸菌が減少した。また、実験条件1(A)よりも銀イオンの溶解量が多い実験条件1(B)では、負極性高電圧パルスによる放電の開始後3時間で、さらに約1桁の大腸菌が減少した。実験条件1(A)及び実験条件1(B)では、実験を通して、大腸菌の増加は確認されなかった。   In the experimental condition 1 (A) and the experimental condition 1 (B), Escherichia coli decreased by one digit or more in one hour after the start of discharge by the negative high voltage pulse. In experimental condition 1 (A), about 1 digit of E. coli was further reduced 6 hours after the start of discharge by the negative high voltage pulse. In addition, in experimental condition 1 (B) where the amount of silver ions dissolved was higher than in experimental condition 1 (A), about 1 digit of E. coli was further reduced 3 hours after the start of discharge by the negative high voltage pulse. Under experimental condition 1 (A) and experimental condition 1 (B), no increase in E. coli was confirmed throughout the experiment.

一方、比較条件1(A)では、負極性高電圧パルスによる放電の開始後1時間で1桁以上大腸菌が減少した。しかしながら、負極性高電圧パルスによる放電の開始後6時間で、1桁程度の大腸菌の増加が確認された。また、比較条件1(B)では、大腸菌の増加は確認されなかったが、比較的濃度が高い状態で大腸菌数が維持されていた。   On the other hand, in Comparative condition 1 (A), E. coli decreased by one digit or more in one hour after the start of discharge by the negative high voltage pulse. However, an increase of about one digit in E. coli was confirmed 6 hours after the start of discharge by the negative high voltage pulse. In Comparative Condition 1 (B), no increase in E. coli was observed, but the number of E. coli was maintained at a relatively high concentration.

これらのことから、実験条件1(A)及び実験条件1(B)では、負極性高電圧パルスの放電により十分殺菌処理された後、銀イオンの殺菌効果により殺菌状態が維持され、菌数が少ない状態が保持され、微生物の殺菌が効果的にかつ長期的に行われることが分かる。一方で、比較条件1(A)では、負極性高電圧パルスの放電により十分殺菌処理されるが、その後に微生物の増殖が起こっていることが分かる。つまり、比較条件1(A)では、負極性高電圧パルスの放電終了後に殺菌効果が持続できない状態となり、さらに負極性高電圧パルスの放電による殺菌処理を行う必要があることが分かる。比較条件1(B)では、銀による殺菌が長時間持続するが、十分な効果が得られず、放電、負極性高電圧パルスの放電による殺菌処理を行う必要があることが分かる。   From these facts, in the experimental condition 1 (A) and the experimental condition 1 (B), after being sufficiently sterilized by the discharge of the negative high voltage pulse, the sterilization state is maintained by the sterilization effect of silver ions, and the number of bacteria is It can be seen that a small amount is maintained and that sterilization of microorganisms is performed effectively and in the long term. On the other hand, under comparative condition 1 (A), it is sufficiently sterilized by the discharge of the negative high voltage pulse, but it can be seen that the growth of microorganisms has occurred thereafter. In other words, it can be seen that under the comparison condition 1 (A), the sterilization effect cannot be maintained after the discharge of the negative high voltage pulse is finished, and further, the sterilization treatment by the discharge of the negative high voltage pulse needs to be performed. Under comparative condition 1 (B), sterilization with silver lasts for a long time, but a sufficient effect cannot be obtained, and it is necessary to perform sterilization treatment by discharge and discharge of negative polarity high voltage pulse.

なお、実験条件1(A)及び実験条件1(B)で殺菌処理した被処理水10を数十日間静置した結果、さらに殺菌処理を行わなくとも、大腸菌の増殖が起こることは無かった。   In addition, as a result of leaving the to-be-treated water 10 sterilized under the experimental condition 1 (A) and the experimental condition 1 (B) for several tens of days, E. coli did not proliferate without further sterilization.

以上、このように構成された殺菌装置1においては、負極性高電圧パルスによる放電と、正極性電圧により溶解する銀イオンにより被処理水10に殺菌処理を行うので、負極性高電圧パルスによる放電による殺菌処理が終了した後も殺菌効果が持続し、放電による殺菌処理が終了した後に菌/カビ等が増殖してしまうことを防止できる。また、本実施の形態1に係る殺菌装置1は、十分効果的な殺菌効果を示すことができるため、わざわざ気泡を添加する必要も無く、電圧印加以外のエネルギーの投入が不必要となる。   As described above, in the sterilization apparatus 1 configured as described above, the discharge due to the negative high voltage pulse and the water to be treated 10 are sterilized by the silver ions dissolved by the positive voltage. The sterilizing effect is maintained even after the sterilization treatment by the sterilization is completed, and it is possible to prevent the bacteria / molds from growing after the sterilization treatment by the discharge is completed. Moreover, since the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment can exhibit a sufficiently effective sterilization effect, it is not necessary to add bubbles to the sterilization apparatus, and it is not necessary to input energy other than voltage application.

また、本実施の形態1に係る殺菌装置1は、被処理水10への銀イオンの溶解量が所定量(1〜200ppbの範囲)となるように正極性電圧の印加条件を設定しているので、被処理水10中の銀イオンの濃度に関する問題を未然に防ぎ、高電圧電極2の寿命を延ばすことができる。   Moreover, the sterilizer 1 which concerns on this Embodiment 1 has set the application condition of the positive voltage so that the dissolution amount of the silver ion to the to-be-processed water 10 may become predetermined amount (range of 1-200 ppb). Therefore, the problem regarding the concentration of silver ions in the water to be treated 10 can be prevented and the life of the high voltage electrode 2 can be extended.

また、本実施の形態1に係る殺菌装置1は、寿命計測装置8を備えているので、高電圧電極部5(つまり高電圧電極2)の寿命を推定することができる。また、高電圧電極部5が寿命となった場合(高電圧電極2が寿命長さとなった場合)、報知装置9によって、高電圧電極部5への高電圧パルスの供給の停止や、高電圧電極部5の交換タイミングを外部に知らせることができる。   Moreover, since the sterilizer 1 according to the first embodiment includes the lifetime measuring device 8, it is possible to estimate the lifetime of the high voltage electrode unit 5 (that is, the high voltage electrode 2). Further, when the high voltage electrode unit 5 reaches the end of its life (when the high voltage electrode 2 reaches the end of its life), the notification device 9 stops the supply of the high voltage pulse to the high voltage electrode unit 5 or the high voltage The replacement timing of the electrode unit 5 can be notified to the outside.

なお、本実施の形態1では、高電圧電極2の材料として銀を用いたが、高電圧電極2の材料は銀に限定されるものではない。殺菌性を有する金属イオンが溶解すればよいため、高電圧電極2の材料として銅、亜鉛、アルミニウム等の殺菌性を有する金属を用いてもよい。   In the first embodiment, silver is used as the material of the high voltage electrode 2, but the material of the high voltage electrode 2 is not limited to silver. Since metal ions having bactericidal properties only need to be dissolved, a metal having bactericidal properties such as copper, zinc, and aluminum may be used as the material of the high voltage electrode 2.

また、本実施の形態1では、一対の高電圧電極部5及び接地電極部3を1つ備えた放電電極部6を示したが、放電電極部6はこの構成に限定されるものではない。例えば、一対の高電圧電極部5及び接地電極部3を複数個備えた放電電極部6としてもよい。このように放電電極部6を構成することにより、殺菌処理能力を向上させることができる。また例えば、複数の高電圧電極部5に対して1つの接地電極部3(共通の接地電極部3)が設けられた放電電極部6としてもよい。また例えば、接地電極部3と高電圧電極部5とを同じ形状にしてもよいし、高電圧電極部5と接地電極部3が一体で成形されているものであってもよい。   In the first embodiment, the discharge electrode unit 6 including one pair of the high voltage electrode unit 5 and the ground electrode unit 3 is shown. However, the discharge electrode unit 6 is not limited to this configuration. For example, it is good also as the discharge electrode part 6 provided with multiple pairs of the high voltage electrode part 5 and the ground electrode part 3. FIG. By configuring the discharge electrode portion 6 in this manner, the sterilization capability can be improved. Alternatively, for example, the discharge electrode unit 6 may be provided with one ground electrode unit 3 (common ground electrode unit 3) for a plurality of high voltage electrode units 5. Further, for example, the ground electrode portion 3 and the high voltage electrode portion 5 may have the same shape, or the high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3 may be integrally formed.

実施の形態2.
高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に印加する正極性の電圧は、実施の形態1で示した方法に限らず、例えば以下のように印加してもよい。なお、本実施の形態2では、実施の形態1との差異点を中心に説明するものとし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
Embodiment 2. FIG.
The positive voltage applied between the high-voltage electrode unit 5 (more specifically, the high-voltage electrode 2) and the ground electrode unit 3 is not limited to the method described in the first embodiment, and is applied as follows, for example. May be. In the second embodiment, the difference from the first embodiment will be mainly described, and the same functions and configurations will be described using the same reference numerals.

本実施の形態2に係る殺菌装置1の構成は、実施の形態1に示した殺菌装置1(図1)と同様である。しかしながら、本実施の形態2に係る殺菌装置1は、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に印加する正極性電圧の印加手法(銀イオンの溶解手法)が実施の形態1と異なる。   The configuration of the sterilizer 1 according to the second embodiment is the same as that of the sterilizer 1 (FIG. 1) shown in the first embodiment. However, the sterilization apparatus 1 according to the second embodiment has a positive voltage application method (dissolution of silver ions) applied between the high voltage electrode unit 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode unit 3. Method) is different from the first embodiment.

図10は、本発明の実施の形態2に係る殺菌装置における高電圧電極部−接地電極部間への電圧印加例を示す説明図である。なお、図10の縦軸は、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間の印加状態を表している。また、図10の横軸は経過時間を表している。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of voltage application between the high-voltage electrode unit and the ground electrode unit in the sterilizer according to Embodiment 2 of the present invention. Note that the vertical axis of FIG. 10 represents the application state between the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode portion 3. Further, the horizontal axis of FIG. 10 represents the elapsed time.

高電圧パルスを印加する電源には、スイッチング方式やイグナイザ方式等、種々の方式を採用したものがある。いずれの電源においても、負極性電圧の印加を試みた際、ハンチングにより正極性電圧が微少ながら印加される。このため、一般的には、ダイオードを用いた整流により正極性電圧印加を取り除いている。本実施の形態2では、このハンチング作用を利用し、銀イオンの溶出を行っている。必要量の銀イオンを溶解させるために必要なハンチング作用により印加される正極性電圧の印加時間は、ハンチング作用による正極性電圧の印加によって高電圧電極2に流れる電流、及び上述の式3から求めることができる。例えば、負極性電圧パルスを1kHz、−4kV、5μsで印加した際、ハンチング作用より印加される正極性電圧によって、各負極性電圧パルス後、50mA、1μsの電流が高電圧電極2に流れるとする。この場合、0.5リットル(L)の被処理水10に100μg/Lの銀イオンを溶解させるには、15分電圧印加すればよい。   Some power sources that apply high voltage pulses employ various methods such as a switching method and an igniter method. In any power source, when an attempt is made to apply a negative voltage, the positive voltage is applied slightly by hunting. For this reason, in general, the positive voltage application is removed by rectification using a diode. In the second embodiment, silver ions are eluted using this hunting action. The application time of the positive voltage applied by the hunting action necessary for dissolving the required amount of silver ions is obtained from the current flowing through the high voltage electrode 2 by the application of the positive voltage by the hunting action and the above-described equation 3. be able to. For example, when a negative voltage pulse is applied at 1 kHz, −4 kV, 5 μs, a current of 50 mA, 1 μs flows through the high voltage electrode 2 after each negative voltage pulse due to a positive voltage applied by a hunting action. . In this case, a voltage may be applied for 15 minutes in order to dissolve 100 μg / L of silver ions in 0.5 liter (L) of water to be treated 10.

なお、実施の形態2に係る殺菌装置1の殺菌のメカニズムは、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。   In addition, since the mechanism of the sterilization of the sterilizer 1 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

以下に、本実施の形態2に係る殺菌装置1を用いて殺菌処理を行った実施例について説明する。   Below, the Example which performed the sterilization process using the sterilizer 1 which concerns on this Embodiment 2 is described.

〔実施例2〕
実施例2では、殺菌装置1の菌や微生物に対する殺菌効果を確認するため、処理槽11の被処理水10に大腸菌を入れ、殺菌装置1による殺菌処理の効果を調べた。
図11は、実施例2の実験結果を示す説明図である。図11には、殺菌装置1による殺菌処理の効果を示す実験条件2の実験結果と共に、比較条件2(A)及び比較条件2(B)の実験結果も示している。
[Example 2]
In Example 2, in order to confirm the bactericidal effect of the sterilizer 1 against bacteria and microorganisms, Escherichia coli was put into the water 10 to be treated in the treatment tank 11 and the effect of the sterilization treatment by the sterilizer 1 was examined.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing experimental results of Example 2. In FIG. 11, the experimental result of the comparative condition 2 (A) and the comparative condition 2 (B) is also shown with the experimental result of the experimental condition 2 which shows the effect of the sterilization process by the sterilizer 1. FIG.

実験条件2、比較条件2(A)及び比較条件2(B)は、以下の実験条件を共通の実験条件とした。
・高電圧電極部5:高電圧電極2として直径0.2mm、長さ50mmの銀(Ag)線を用いた。また、絶縁体4としてエポキシ樹脂を用い、射出成形により、高電圧電極2の周囲を直径10mmのエポキシ樹脂で被った。
・接地電極部3:線径1mmのチタン線に白金(Pt)を無電解めっきにより担持密度0.6mg/cm2 でめっきした5mmの棒状電極を用いた。
・高電圧電極部5と接地電極部3との間隙を10mmとした。
・処理槽11はガラス製のものを用い、この中に大腸菌が106 CFU/ml添加された被処理水10を50ml入れた(CFU:Colony Forming Unit)。このときの被処理水10の深さは10mmである。
The experimental conditions 2, the comparative conditions 2 (A), and the comparative conditions 2 (B) are the following experimental conditions.
High voltage electrode part 5: As the high voltage electrode 2, a silver (Ag) wire having a diameter of 0.2 mm and a length of 50 mm was used. Further, an epoxy resin was used as the insulator 4, and the periphery of the high voltage electrode 2 was covered with an epoxy resin having a diameter of 10 mm by injection molding.
Ground electrode portion 3: A 5 mm rod-shaped electrode obtained by plating platinum (Pt) onto a titanium wire having a wire diameter of 1 mm at a support density of 0.6 mg / cm 2 by electroless plating.
The gap between the high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3 was 10 mm.
-The processing tank 11 was made of glass, and 50 ml of treated water 10 to which 10 6 CFU / ml of Escherichia coli was added was placed therein (CFU: Colony Forming Unit). The depth of the to-be-processed water 10 at this time is 10 mm.

また、実験条件2、比較条件2(A)及び比較条件2(B)のそれぞれにおいて、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)と接地電極部3との間に次のような印加条件で電圧を印加し、その後、静置した。
○実験条件2
・負極性高電圧パルス:25mA、1μsのハンチング作用のある負極性高電圧パルス。印加時間30分。
○比較条件2(A)
・負極性高電圧パルス:ハンチングが起こらない負極性高電圧パルス。電圧−4kV、繰り返し周期130Hz、パルス幅4μs、印加時間30分。
・正極性電圧:印加せず。
○比較条件1(B){実施例1の実験条件1(A)と同じ条件}
・負極性高電圧パルス:ハンチングが起こらない負極性高電圧パルス。電圧−4kV、繰り返し周期130Hz、パルス幅4μs、印加時間30分。
・正極性電圧:高電圧電極2に流れる電流1mA、印加時間11sec。
Further, in each of the experimental condition 2, the comparative condition 2 (A), and the comparative condition 2 (B), the following is provided between the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) and the ground electrode portion 3. A voltage was applied under application conditions, and then allowed to stand.
Experimental condition 2
Negative polarity high voltage pulse: 25 mA, 1 µs negative polarity high voltage pulse with hunting action. Application time 30 minutes.
○ Comparison condition 2 (A)
・ Negative high voltage pulse: Negative high voltage pulse without hunting. Voltage −4 kV, repetition period 130 Hz, pulse width 4 μs, application time 30 minutes.
-Positive voltage: not applied.
Comparative condition 1 (B) {same condition as experimental condition 1 (A) of Example 1}
・ Negative high voltage pulse: Negative high voltage pulse without hunting. Voltage −4 kV, repetition period 130 Hz, pulse width 4 μs, application time 30 minutes.
Positive polarity voltage: current 1 mA flowing through the high-voltage electrode 2, application time 11 sec.

実験条件2では、放電開始後1時間で、1.1〜1.2桁以上大腸菌が減少した。また、放電開始後6時間で、さらに1桁程度大腸菌が減少した。実験を通して、大腸菌の増加は確認されなかった。
一方、比較条件2(A)では、放電開始後1時間で、1桁の大腸菌が減少した。しかしながら、放電開始後6時間では、1桁程度の大腸菌の増加が確認された。比較条件2(B)では、放電開始後1時間で1桁の大腸菌が減少した。また、放電開始後6時間で、1桁程度の大腸菌の減少が確認された。
Under experimental condition 2, E. coli decreased by 1.1 to 1.2 digits in 1 hour after the start of discharge. In addition, E. coli decreased by about an order of magnitude 6 hours after the start of discharge. Throughout the experiment, no increase in E. coli was observed.
On the other hand, under comparative condition 2 (A), one-digit E. coli decreased 1 hour after the start of discharge. However, an increase of about 1 digit in E. coli was confirmed 6 hours after the start of discharge. Under comparative condition 2 (B), single-digit E. coli decreased 1 hour after the start of discharge. In addition, about 1 digit decrease in E. coli was confirmed 6 hours after the start of discharge.

これらのことから、実験条件2では、負極性高電圧パルスが印加されている状態では、負極性高電圧パルスの放電による殺菌処理と銀イオンの殺菌処理の双方の効果により、殺菌効果が向上していることが分かる。また、負極性高電圧パルスの印加終了後も、銀イオンの殺菌効果により菌数の少ない状態が保持され、微生物の殺菌が効果的にかつ長期的に行われることが分かる。一方、比較条件2(A)では、負極性高電圧パルスの放電により十分殺菌処理されるが、その後に微生物の増殖が起こっていることが分かる。つまり、比較条件1(A)では、負極性高電圧パルスの放電終了後に殺菌効果が持続できない状態となり、さらに負極性高電圧パルスの放電による殺菌処理を行う必要があることが分かる。比較条件2(B)では、負極性高電圧パルスの放電による殺菌処理により十分殺菌され、かつ銀イオンによる殺菌が長時間持続するが、実験条件2ほどの殺菌効果は得られないことが分かる。   Therefore, in the experimental condition 2, in the state where the negative high voltage pulse is applied, the bactericidal effect is improved by the effects of both the bactericidal treatment by discharge of the negative high voltage pulse and the sterilization treatment of silver ions. I understand that In addition, it can be seen that even after the application of the negative high voltage pulse is completed, a state in which the number of bacteria is small is maintained due to the sterilization effect of silver ions, and the sterilization of microorganisms is performed effectively and in the long term. On the other hand, under comparative condition 2 (A), it is sufficiently sterilized by the discharge of the negative high voltage pulse, but it can be seen that the growth of microorganisms has occurred thereafter. In other words, it can be seen that under the comparison condition 1 (A), the sterilization effect cannot be maintained after the discharge of the negative high voltage pulse is finished, and further, the sterilization treatment by the discharge of the negative high voltage pulse needs to be performed. Under comparative condition 2 (B), it is sufficiently sterilized by the sterilization treatment by the discharge of the negative high voltage pulse and the sterilization by silver ions lasts for a long time, but it is understood that the sterilization effect as in experimental condition 2 cannot be obtained.

なお、実験条件2で殺菌処理した被処理水10を数十日間静置した結果、さらに殺菌処理を行わなくとも、大腸菌の増殖が起こることは無かった。   In addition, as a result of leaving the to-be-treated water 10 sterilized under the experimental condition 2 for several tens of days, the growth of E. coli did not occur without further sterilization.

以上、このように構成された殺菌装置1においても、負極性高電圧パルスによる放電と、正極性電圧により溶解する銀イオンにより被処理水10に殺菌処理を行うので、負極性高電圧パルスによる放電による殺菌処理が終了した後も殺菌効果が持続し、放電による殺菌処理が終了した後に菌/カビ等が増殖してしまうことを防止できる。また、本実施の形態2に係る殺菌装置1も、十分効果的な殺菌効果を示すことができるため、わざわざ気泡を添加する必要も無く、電圧印加以外のエネルギーの投入が不必要となる。   As described above, also in the sterilization apparatus 1 configured as described above, since the water to be treated 10 is sterilized by the discharge by the negative high voltage pulse and the silver ions dissolved by the positive voltage, the discharge by the negative high voltage pulse The sterilizing effect is maintained even after the sterilization treatment by the sterilization is completed, and it is possible to prevent the bacteria / molds from growing after the sterilization treatment by the discharge is completed. In addition, since the sterilization apparatus 1 according to the second embodiment can also exhibit a sufficiently effective sterilization effect, it is not necessary to add bubbles to the sterilization apparatus, and it is not necessary to input energy other than voltage application.

また、本実施の形態2に係る殺菌装置1においては、実施の形態1の殺菌装置1のように負極性高電圧パルスの印加と正極性電圧の印加の両者を区別して印加する必要がない。このため、負極性高電圧パルスの印加による殺菌処理を行いながら、銀イオンの溶解による殺菌処理も併用することができる。このため、より効率的に被処理水10の殺菌を行えるという顕著な効果を期待することができる。   Further, in the sterilization apparatus 1 according to the second embodiment, it is not necessary to distinguish between the application of the negative high voltage pulse and the application of the positive voltage unlike the sterilization apparatus 1 of the first embodiment. For this reason, sterilization by dissolution of silver ions can be used in combination with sterilization by application of a negative high voltage pulse. For this reason, the remarkable effect that the to-be-processed water 10 can be disinfected more efficiently can be expected.

実施の形態3.
実施の形態1及び実施の形態2では、銀製電極を高電圧電極2として用いた。これに限らず、高電圧電極2を銀製電極以外の金属電極で形成し、高電圧電極2とは別に銀製電極を用いても本発明を実施することが可能である。なお、本実施の形態3では、実施の形態1及び実施の形態2との差異点を中心に説明するものとし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, a silver electrode is used as the high voltage electrode 2. The present invention is not limited to this, and the present invention can also be implemented by forming the high voltage electrode 2 with a metal electrode other than a silver electrode and using a silver electrode separately from the high voltage electrode 2. In the third embodiment, differences from the first and second embodiments will be mainly described, and the same functions and configurations will be described using the same reference numerals.

図12は、本発明の実施の形態3に係る殺菌装置を示す概略断面図である。図12は、殺菌装置1の放電電極部6(高電圧電極部5及び接地電極部3)及び銀製電極2aの先端部が処理槽11内の被処理水10に浸漬した状態を示している。   FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a sterilizer according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 12 shows a state in which the discharge electrode portion 6 (the high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3) of the sterilizer 1 and the tip of the silver electrode 2 a are immersed in the water to be treated 10 in the treatment tank 11.

図12に示すように、本実施の形態3に係る殺菌装置1は、高電圧電極部5の高電圧電極2の材料として、銀以外の金属を用いている。高電圧電極2の材料としては、例えば、耐食性に優れたチタン、白金、金等の金属を用いる。また、本実施の形態3に係る殺菌装置1は、高電圧電極部5の高電圧電極2とは別に、例えば棒状の銀製電極2aを設けている。銀製電極2aは、接地電極部3と所定の間隔を介して配置されている。銀製電極2aは、放電による殺菌のために設けられるものではないので(後述のように銀イオン溶解用の電極なので)、周囲を絶縁体4で覆う必要はない。また、本実施の形態3に係る殺菌装置1は、銀製電極2aと接地電極部3との間に正極性の電圧を印加する電源7aが、電源7(高電圧電極部5と接地電極部3との間に負極性の高電圧パルスを印加する電源)とは別に設けられている。また、本実施の形態3に係る殺菌装置1は、実施の形態1及び実施の形態2において高電圧電極2に接続されていた寿命計測装置8が、銀製電極2aに接続されている。本実施の形態3に係る殺菌装置1のその他の構成は、実施の形態1と同じである。   As shown in FIG. 12, the sterilizer 1 according to Embodiment 3 uses a metal other than silver as the material of the high voltage electrode 2 of the high voltage electrode unit 5. As a material for the high-voltage electrode 2, for example, a metal such as titanium, platinum, or gold having excellent corrosion resistance is used. Moreover, the sterilizer 1 according to the third embodiment is provided with, for example, a bar-shaped silver electrode 2 a separately from the high voltage electrode 2 of the high voltage electrode unit 5. The silver electrode 2a is disposed with a predetermined distance from the ground electrode portion 3. Since the silver electrode 2a is not provided for sterilization by electric discharge (because it is an electrode for dissolving silver ions as described later), it is not necessary to cover the periphery with the insulator 4. Further, in the sterilization apparatus 1 according to the third embodiment, the power source 7a that applies a positive voltage between the silver electrode 2a and the ground electrode unit 3 is replaced with the power source 7 (the high voltage electrode unit 5 and the ground electrode unit 3). And a power source for applying a negative high-voltage pulse between them. Further, in the sterilization apparatus 1 according to the third embodiment, the life measuring device 8 connected to the high voltage electrode 2 in the first and second embodiments is connected to the silver electrode 2a. Other configurations of the sterilizer 1 according to the third embodiment are the same as those in the first embodiment.

このように構成された殺菌装置1は、以下のように殺菌処理を行う。
まず、実施の形態1と同様に、高電圧電極部5(より詳しくは、高電圧電極2)と接地電極部3との間に電源7から負極性の高電圧パルスを印加し、被処理水10中で放電を行うことにより、殺菌する。その後、銀製電極2aと接地電極部3との間に電源7aから正極性電圧を印加し、銀製電極2aから被処理水10中に銀イオンを放出させる(被処理水10中に銀イオンを溶解させる)。このように殺菌処理を行うことにより、実施の形態1と同様の殺菌効果を得ることができる。また、本実施の形態3に係る殺菌装置1では、高電圧電極2が溶解せず、銀製電極2aが溶解していくこととなる。このため、銀製電極2aの交換が容易、つまり、メンテナンスが容易となるという効果がある。なお、銀イオンの被処理水10中への溶解(銀製電極2aと接地電極部3との間への正極性電圧の印加)は、放電による殺菌処理中(高電圧電極部5と接地電極部3との間へ負極性高電圧パルスを印加している途中)に行っても勿論よい。
The sterilization apparatus 1 configured in this way performs sterilization as follows.
First, as in the first embodiment, a negative high-voltage pulse is applied from the power source 7 between the high-voltage electrode unit 5 (more specifically, the high-voltage electrode 2) and the ground electrode unit 3 to treat the water to be treated. Sterilize by discharging in 10. Thereafter, a positive voltage is applied from the power source 7a between the silver electrode 2a and the ground electrode portion 3, and silver ions are released from the silver electrode 2a into the water to be treated 10 (the silver ions are dissolved in the water 10 to be treated). ) By performing the sterilization process in this way, the same sterilization effect as in the first embodiment can be obtained. Moreover, in the sterilizer 1 according to the third embodiment, the high voltage electrode 2 is not dissolved, and the silver electrode 2a is dissolved. For this reason, there exists an effect that replacement | exchange of the silver electrodes 2a is easy, ie, a maintenance becomes easy. During dissolution of silver ions in the water to be treated 10 (application of positive voltage between the silver electrode 2a and the ground electrode part 3), sterilization treatment by discharge (high voltage electrode part 5 and ground electrode part) Of course, it may be performed in the middle of applying a negative high-voltage pulse to 3.

以上、このように構成された殺菌装置1においては、実施の形態1に係る殺菌装置1と異なり、負極性高電圧パルス及び正極性電圧を、高電圧電極部5と接地電極部3との間に区別して印加する必要がない。このため、本実施の形態3に係る殺菌装置1は、放電による殺菌処理と銀イオンによる殺菌処理をそれぞれ独立して行うことが可能となり、被処理水10の殺菌処理をより効率的に行えるという顕著な効果を得るができる。   As described above, in the sterilization apparatus 1 configured as described above, unlike the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment, the negative high voltage pulse and the positive voltage are applied between the high voltage electrode unit 5 and the ground electrode unit 3. It is not necessary to apply them separately. For this reason, the sterilization apparatus 1 according to the third embodiment can independently perform the sterilization treatment by discharge and the sterilization treatment by silver ions, and can sterilize the water to be treated 10 more efficiently. A remarkable effect can be obtained.

実施の形態4.
実施の形態1〜実施の形態3においては、寿命計測装置8として超音波発生装置8a及び計測器8bを設けていた。寿命計測装置8は、これに限らず、例えば下記のようなものでもよい。なお、本実施の形態4では、実施の形態1〜実施の形態3との差異点を中心に説明するものとし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
Embodiment 4 FIG.
In the first to third embodiments, the ultrasonic generator 8 a and the measuring instrument 8 b are provided as the lifetime measuring device 8. The life measuring device 8 is not limited to this, and may be the following, for example. In the fourth embodiment, differences from the first to third embodiments will be mainly described, and the same functions and configurations will be described using the same reference numerals.

図13は、本発明の実施の形態4に係る殺菌装置を示す概略断面図である。
実施の形態1に係る殺菌装置1では、放電状態を判断するために電流計13を用いていた。本実施の形態4に係る殺菌装置1では、銀製電極である高電圧電極2の長さの測定にも、電流計13を用いている。つまり、本実施の形態4に係る殺菌装置1は、電流計13の測定値に基づき、高電圧電極2の寿命を判定している。本実施の形態4に係る殺菌装置1のその他の構成は、実施の形態1や実施の形態2と同じである。
なお、実施の形態3のように、銀製電極を高電圧電極2とは別に設ける場合、この銀製電極に流れる電流を測定する電流計を設け、この電流計の測定値に基づいて銀製電極の長さを測定すればよい。
FIG. 13: is a schematic sectional drawing which shows the sterilizer which concerns on Embodiment 4 of this invention.
In the sterilization apparatus 1 according to Embodiment 1, the ammeter 13 is used to determine the discharge state. In the sterilization apparatus 1 according to the fourth embodiment, the ammeter 13 is also used for measuring the length of the high voltage electrode 2 that is a silver electrode. That is, the sterilizer 1 according to the fourth embodiment determines the life of the high voltage electrode 2 based on the measurement value of the ammeter 13. Other configurations of the sterilization apparatus 1 according to the fourth embodiment are the same as those in the first and second embodiments.
When the silver electrode is provided separately from the high voltage electrode 2 as in the third embodiment, an ammeter for measuring the current flowing through the silver electrode is provided, and the length of the silver electrode is determined based on the measured value of the ammeter. What is necessary is just to measure.

このように構成された殺菌装置1は、以下のように銀製電極である高電圧電極2の長さを測定する。
電線等の金属の抵抗率は、次式5で示される。
ρ=RA/L …(式5)
なお、ρは電気抵抗率(Ω・m)、Rは電気抵抗(Ω)、Aは断面積(m2 )、Lは長さ(m)である。
The sterilizer 1 configured as described above measures the length of the high voltage electrode 2 that is a silver electrode as follows.
The resistivity of a metal such as an electric wire is expressed by the following formula 5.
ρ = RA / L (Formula 5)
Here, ρ is the electrical resistivity (Ω · m), R is the electrical resistance (Ω), A is the cross-sectional area (m 2 ), and L is the length (m).

つまり、電線の断面積が同じであれば、電線の抵抗率は電線長さで変化する。このため、電線長さが短くなるほど、電線の抵抗値が小さくなり、電流計で測定する電流は大きくなる。この原理を利用し、本実施の形態4に係る殺菌装置1では、高電圧電極2が寿命長さになったときの電流値(以下、寿命電流値という)をあらかじめ測定しておき、電流計13の測定値がこの寿命電流値以上となったときに、高電圧電極2が寿命だと判断している。   That is, if the cross-sectional area of the electric wire is the same, the resistivity of the electric wire changes with the length of the electric wire. For this reason, the shorter the wire length, the smaller the resistance value of the wire and the greater the current measured by the ammeter. Using this principle, in the sterilization apparatus 1 according to the fourth embodiment, the current value when the high voltage electrode 2 reaches the lifetime (hereinafter referred to as the lifetime current value) is measured in advance, and the ammeter When the measured value of 13 is equal to or greater than the lifetime current value, it is determined that the high-voltage electrode 2 has a lifetime.

なお、電流計13の測定値と寿命電流値との比較(つまり高電圧電極2の寿命判断)は、人が行ってもよいし、制御装置等が行ってもよい。また、高電圧電極2の寿命判断を制御装置が行う場合、この制御装置に実施の形態1で示した報知装置9を接続することにより、高電圧電極2(高電圧電極部5)への高電圧パルスの供給の停止や、高電圧電極部5の交換タイミングを外部に知らせることが可能となる。   The comparison between the measured value of the ammeter 13 and the lifetime current value (that is, the lifetime determination of the high-voltage electrode 2) may be performed by a person or a control device or the like. Further, when the control device determines the life of the high voltage electrode 2, the alarm device 9 shown in the first embodiment is connected to the control device, so that the high voltage electrode 2 (high voltage electrode unit 5) is connected to the high voltage electrode 2. It is possible to notify the outside of the supply stop of the voltage pulse and the replacement timing of the high voltage electrode unit 5.

以上、このように構成された殺菌装置1においては、実施の形態1に係る殺菌装置1よりも、簡便に銀製電極である高電圧電極2の寿命を確認できるという顕著な効果を得ることができる。   As described above, in the sterilization apparatus 1 configured as described above, it is possible to obtain a remarkable effect that the life of the high-voltage electrode 2 that is a silver electrode can be easily confirmed as compared with the sterilization apparatus 1 according to the first embodiment. .

なお、本実施の形態4では、銀製電極である高電圧電極2に流れる電圧に基づいて高電圧電極2の寿命を判断したが、高電圧電極2の抵抗値に基づいて高電圧電極2の寿命を判断してもよい。つまり、高電圧電極2の抵抗値を測定する抵抗測定値を設け、この抵抗測定値の測定値に基づいて、高電圧電極2の寿命を判断してもよい。式5からわかるように、電線の断面積が同じであれば、電線の抵抗率は電線長さで変化する。このため、電線長さが短くなるほど、電線の抵抗値が小さくなる。この原理を利用し、高電圧電極2の寿命を判断することができる(高電圧電極2の長さを測定することができる)。   In the fourth embodiment, the lifetime of the high voltage electrode 2 is determined based on the voltage flowing through the high voltage electrode 2 that is a silver electrode. However, the lifetime of the high voltage electrode 2 is determined based on the resistance value of the high voltage electrode 2. May be judged. That is, a resistance measurement value for measuring the resistance value of the high voltage electrode 2 may be provided, and the life of the high voltage electrode 2 may be determined based on the measurement value of the resistance measurement value. As can be seen from Equation 5, if the cross-sectional area of the wire is the same, the resistivity of the wire varies with the length of the wire. For this reason, the resistance value of an electric wire becomes small, so that electric wire length becomes short. Using this principle, the life of the high voltage electrode 2 can be determined (the length of the high voltage electrode 2 can be measured).

実施の形態5.
また、以下に示すように銀製電極の寿命を判断してもよい。つまり、以下に示すような寿命計測装置8により銀製電極の寿命を判断してもよい。なお、本実施の形態5では、実施の形態1〜実施の形態4との差異点を中心に説明するものとし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
Embodiment 5 FIG.
Moreover, you may judge the lifetime of a silver electrode as shown below. That is, the lifetime of the silver electrode may be determined by the lifetime measuring device 8 as described below. In the fifth embodiment, differences from the first to fourth embodiments will be mainly described, and the same functions and configurations will be described using the same reference numerals.

図14は、本発明の実施の形態5に係る殺菌装置を示す概略断面図である。
本実施の形態5に係る殺菌装置1の寿命計測装置8は、実施の形態1で示した超音波発生装置8a及び計測器8bに代えて、X線発生装置8c及び計測器8dを備えている。本実施の形態5に係る殺菌装置1のその他の構成は、実施の形態1や実施の形態2と同じである。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a sterilizer according to Embodiment 5 of the present invention.
The lifetime measuring device 8 of the sterilizer 1 according to the fifth embodiment includes an X-ray generator 8c and a measuring instrument 8d instead of the ultrasonic generator 8a and the measuring instrument 8b shown in the first embodiment. . Other configurations of the sterilization apparatus 1 according to the fifth embodiment are the same as those in the first and second embodiments.

陽極8c1(タングステンやモリブデン等の金属)と陰極8c2(フィラメント)との間に、数十〜数百kVの高電圧をかけ、その際に生成した熱電子を陽極8c1に衝突させ、X線を生成する。このX線を高電圧電極部5に入射する。計測器8dにおいてこの入射したX線を感光剤を塗りつけたフィルムに焼付けて画像化すると、図15に示すように、銀製電極である高電圧電極2が存在する部分と、溶解により高電圧電極2のなくなった部分と明らかに区別されて表示される。計測器8dは、この画像から高電圧電極2の長さを測定し、電極の寿命を推定(判断)することができる。また、この測定方法(本実施の形態5に係る寿命計測装置8)によれば、高電圧電極2の周囲に発生した微小なひび割れによる水浸透等も確認でき、高電圧電極2の劣化も推定できる。
なお、実施の形態3のように、銀製電極を高電圧電極2とは別に設ける場合、この銀製電極を所定の間隙を介して挟み込むように、陽極8c1及び陰極8c2を配置すればよい。
A high voltage of several tens to several hundreds kV is applied between the anode 8c1 (metal such as tungsten or molybdenum) and the cathode 8c2 (filament), and the generated thermoelectrons collide with the anode 8c1, Generate. The X-rays are incident on the high voltage electrode unit 5. When this incident X-ray is baked and imaged on a film coated with a photosensitive agent in the measuring instrument 8d, as shown in FIG. 15, the portion where the high voltage electrode 2 which is a silver electrode is present and the high voltage electrode 2 due to dissolution are present. It is clearly distinguished from the missing part. The measuring instrument 8d can measure the length of the high voltage electrode 2 from this image and estimate (determine) the life of the electrode. Further, according to this measurement method (lifetime measuring device 8 according to the fifth embodiment), water penetration due to minute cracks generated around the high voltage electrode 2 can be confirmed, and deterioration of the high voltage electrode 2 is also estimated. it can.
When the silver electrode is provided separately from the high voltage electrode 2 as in the third embodiment, the anode 8c1 and the cathode 8c2 may be arranged so that the silver electrode is sandwiched through a predetermined gap.

以上、このように構成された殺菌装置1においては、高電圧電極2の寿命判断に加え、高電圧電極部5の劣化も判断することができる。このため、本実施の形態5に係る殺菌装置は、より高精度に高電圧電極2の寿命判断を行うことができるという顕著な効果を得ることができる。   As described above, in the sterilization apparatus 1 configured as described above, it is possible to determine the deterioration of the high voltage electrode unit 5 in addition to the life determination of the high voltage electrode 2. For this reason, the sterilization apparatus according to the fifth embodiment can obtain a remarkable effect that the life of the high voltage electrode 2 can be determined with higher accuracy.

実施の形態6.
実施の形態1〜実施の形態5で示した殺菌装置1は、例えば空気調和機に設けるとよい。なお、本実施の形態6では、空気調和機に実施の形態1に係る殺菌装置1を設けた場合について説明する。
Embodiment 6 FIG.
The sterilizer 1 shown in the first to fifth embodiments may be provided, for example, in an air conditioner. In addition, this Embodiment 6 demonstrates the case where the sterilizer 1 which concerns on Embodiment 1 is provided in the air conditioner.

図16は、本発明の実施の形態6に係る空気調和機を示す概略断面図である。空気調和機100が運転(冷房運転や暖房運転)を行うと、蒸発器として機能する熱交換器(室内熱交換器又は室外熱交換器)によって、空気中の水蒸気が冷却されて凝縮され、凝縮水となる。熱交換器の表面は親水化処理されているため、ある一定以上の凝縮水が付着すると自然落下を始めて、ドレン水22としてドレンパン23に回収される。   FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing an air conditioner according to Embodiment 6 of the present invention. When the air conditioner 100 is operated (cooling operation or heating operation), water vapor in the air is cooled and condensed by a heat exchanger (indoor heat exchanger or outdoor heat exchanger) functioning as an evaporator. It becomes water. Since the surface of the heat exchanger is hydrophilized, when a certain amount or more of condensed water adheres, it starts to fall spontaneously and is collected as drain water 22 in the drain pan 23.

そこで、本実施の形態6に係る空気調和機100は、殺菌装置1を用い、ドレンパン23に貯留されたドレン水22に殺菌処理を行っている。つまり、本実施の形態6に係る空気調和機100は、殺菌装置1を用い、ドレン水22中のカビや細菌等を除去している。   Therefore, the air conditioner 100 according to the sixth embodiment uses the sterilizer 1 to sterilize the drain water 22 stored in the drain pan 23. That is, the air conditioner 100 according to the sixth embodiment uses the sterilizer 1 to remove mold, bacteria, and the like in the drain water 22.

図17は、本発明の実施の形態6に係る空気調和機におけるドレンパン内のドレン水量を示す説明図である。図17の縦軸はドレンパン内のドレン水量を示しており、図17の横軸は時間を示している。
空気調和機100が運転中、ドレンパン23内のドレン水22が一定量となるように、ドレンパン23内のドレン水22はドレンポンプ24でドレンパン23から排出される。そして、空気調和機100の停止とともにドレンポンプ24が止まり、ドレンパン23内のドレン水22は一定量となる。本実施の形態6に係る空気調和機100は、このドレンパン23に貯留されたドレン水22中の微生物、カビ及び細菌等を殺菌しているので、ドレンパン23表面でのカビや細菌の発生、スライム(カビや細菌がスライム状になったもの)の発生を抑制することができる。このため、本実施の形態6に係る空気調和機100は、ドレンポンプ24のつまりを抑制することができるという従来にない顕著な効果を得ることができる。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing the amount of drain water in the drain pan in the air conditioner according to Embodiment 6 of the present invention. The vertical axis in FIG. 17 indicates the amount of drain water in the drain pan, and the horizontal axis in FIG. 17 indicates time.
During the operation of the air conditioner 100, the drain water 22 in the drain pan 23 is discharged from the drain pan 23 by the drain pump 24 so that the drain water 22 in the drain pan 23 becomes a constant amount. And with the stop of the air conditioner 100, the drain pump 24 stops and the drain water 22 in the drain pan 23 becomes a fixed quantity. Since the air conditioner 100 according to the sixth embodiment sterilizes microorganisms, molds, bacteria, and the like in the drain water 22 stored in the drain pan 23, generation of mold and bacteria on the drain pan 23 surface, slime Generation | occurrence | production of (mold and bacteria which became slime form) can be suppressed. For this reason, the air conditioner 100 according to the sixth embodiment can obtain an unprecedented remarkable effect that the clogging of the drain pump 24 can be suppressed.

以下に、本実施の形態6に係る空気調和機の殺菌処理効果を確認した実施例について説明する。   Below, the Example which confirmed the bactericidal treatment effect of the air conditioner concerning this Embodiment 6 is described.

〔実施例3〕
図18は、実施例3の実験結果を示す説明図である。図18には、実験条件3の実験結果と共に、比較条件3(A)及び比較条件3(B)の実験結果も示している。
Example 3
FIG. 18 is an explanatory diagram showing the experimental results of Example 3. FIG. 18 shows the experimental results of the comparative condition 3 (A) and the comparative condition 3 (B) together with the experimental result of the experimental condition 3.

実施例3は、以下のような設定条件で実験を実施した。
空気調和機100が運転(冷房運転や暖房運転)を行うと、蒸発器として機能する熱交換器(室内熱交換器又は室外熱交換器)によって、空気中の水蒸気が冷却されて凝縮され、凝縮水となる。熱交換器の表面は親水化処理されているため、ある一定以上の凝縮水が付着すると自然落下を始めて、ドレン水22としてドレンパン23に回収される。図17に示すように、空気調和機100が運転中、ドレン水22が常時ドレンパン23内へ流入する。そして、ドレンパン23内のドレン水22が400mlを超えると、ドレンポンプ24が動き始め、ドレン水22はドレンパン23内から空気調和機100の外へ排出される。このため、ドレンパン23内のドレン水22の総量は、400mlに保たれている。その後、空気調和機100の運転が終了すると、ドレンポンプ24が止まり、400mlのドレン水22がドレンパン23に残存する。ドレンパン23内のドレン水22は、乾燥により徐々に低下していくが、運転が再開されるとドレン水22がドレンパン23に流入し、増加していく。
In Example 3, the experiment was performed under the following setting conditions.
When the air conditioner 100 is operated (cooling operation or heating operation), water vapor in the air is cooled and condensed by a heat exchanger (indoor heat exchanger or outdoor heat exchanger) functioning as an evaporator. It becomes water. Since the surface of the heat exchanger is hydrophilized, when a certain amount or more of condensed water adheres, it starts to fall spontaneously and is collected as drain water 22 in the drain pan 23. As shown in FIG. 17, the drain water 22 always flows into the drain pan 23 while the air conditioner 100 is in operation. When the drain water 22 in the drain pan 23 exceeds 400 ml, the drain pump 24 starts to move, and the drain water 22 is discharged from the drain pan 23 to the outside of the air conditioner 100. For this reason, the total amount of drain water 22 in the drain pan 23 is kept at 400 ml. Thereafter, when the operation of the air conditioner 100 is finished, the drain pump 24 is stopped and 400 ml of drain water 22 remains in the drain pan 23. The drain water 22 in the drain pan 23 gradually decreases due to drying, but when the operation is resumed, the drain water 22 flows into the drain pan 23 and increases.

このようにドレンパン23内のドレン水22量が変動する条件において、実験条件3、比較条件3(A)及び比較条件3(B)を以下のような条件とし、各条件での殺菌処理効果を確認した。なお、実施例3では、実施の形態1に係る殺菌装置を用いて実験した。また、ドレン水22中に大腸菌105 CFU/mlを生育させておき、大腸菌の菌体数の変化を測定した。また、ドレンパン23の材料は、実施例1の処理槽11と同じガラス製とした。 In such a condition that the amount of the drain water 22 in the drain pan 23 fluctuates, the experiment condition 3, the comparison condition 3 (A), and the comparison condition 3 (B) are set as follows, and the sterilization effect under each condition is obtained. confirmed. In Example 3, an experiment was performed using the sterilizer according to Embodiment 1. Further, E. coli 10 5 CFU / ml was grown in the drain water 22, and the change in the number of E. coli cells was measured. The material of the drain pan 23 was made of the same glass as that of the treatment tank 11 of Example 1.

○実験条件3:高電圧電極部5と接地電極部3との間隙を10mmとした。また、ドレンポンプ24が作動し、ドレン水22が定期的に放出されている間は、−4kV、130Hzでの負極性高電圧パルスによる放電を行った。ドレンポンプ24が止まった後、高電圧電極部5(より詳しくは高電圧電極2)に流れる電流が1mA、90secとなる条件で、正極性電圧を印加した。
○比較条件3(A):高電圧電極部5と接地電極部3との間隙を10mmとした。また、ドレンポンプ24が作動し、ドレン水22が定期的に放出されている間は、−4kV、130Hzでの負極性高電圧パルスによる放電を行った。ドレンポンプ24が止まった後、正極性電圧を印加せずに放置した。
○比較条件3(B):常時放電せず、放置した。
Experimental condition 3: The gap between the high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3 was 10 mm. Further, while the drain pump 24 was operated and the drain water 22 was periodically discharged, discharge by negative high voltage pulse at −4 kV and 130 Hz was performed. After the drain pump 24 stopped, a positive voltage was applied under the condition that the current flowing through the high voltage electrode portion 5 (more specifically, the high voltage electrode 2) was 1 mA and 90 sec.
Comparative condition 3 (A): The gap between the high voltage electrode portion 5 and the ground electrode portion 3 was 10 mm. Further, while the drain pump 24 was operated and the drain water 22 was periodically discharged, discharge by negative high voltage pulse at −4 kV and 130 Hz was performed. After the drain pump 24 stopped, it was left without applying a positive voltage.
○ Comparison condition 3 (B): The battery was left without being discharged at all times.

実験条件3では、ドレンポンプ24が作動してドレン水22が定期的に放出されている間、徐々に菌が減少した。より詳しくは、実験開始から5時間で、当初の105 CFU/mlだった大腸菌を1桁程度殺菌できた。また、ドレンポンプ24が止まってドレン水22が静置された状態となっても、大腸菌は減少し続け、実験開始から24時間後には大腸菌が101 CFU/ml程度まで減少した。一方、比較条件3(A)では、実験条件3と同様に、ドレンポンプ24が作動してドレン水22が定期的に放出されている間、徐々に菌が減少した。より詳しくは、実験開始から5時間で、当初の105 CFU/mlだった大腸菌を1桁程度殺菌できた。しかしながら、ドレンポンプ24が止まってドレン水22が静置された状態になると、大腸菌は増加し、実験開始から24時間後には大腸菌が105 CFU/ml程度まで増加した。比較条件3(B)では、ドレンポンプ24が作動し、ドレン水22が定期的に放出されている間は、大腸菌数にさほど変化がなかったが、その後増加し、実験開始から24時間後には大腸菌が107 CFU/ml程度まで菌数が増加した。このことから、実験条件3による殺菌効果が認められる。 Under the experimental condition 3, the bacteria gradually decreased while the drain pump 24 was operated and the drain water 22 was periodically discharged. More specifically, in the first 5 hours from the start of the experiment, E. coli that was originally 10 5 CFU / ml could be sterilized by about one digit. Further, even when the drain pump 24 was stopped and the drain water 22 was allowed to stand still, E. coli continued to decrease, and E. coli decreased to about 10 1 CFU / ml 24 hours after the start of the experiment. On the other hand, in the comparative condition 3 (A), as in the experimental condition 3, the bacteria gradually decreased while the drain pump 24 was operated and the drain water 22 was periodically discharged. More specifically, in the first 5 hours from the start of the experiment, E. coli that was originally 10 5 CFU / ml could be sterilized by about one digit. However, when the drain pump 24 was stopped and the drain water 22 was allowed to stand, the E. coli increased, and the E. coli increased to about 10 5 CFU / ml 24 hours after the start of the experiment. Under comparative condition 3 (B), while the drain pump 24 was operated and the drain water 22 was periodically discharged, the number of E. coli was not changed so much, but then increased, and 24 hours after the start of the experiment. The number of E. coli increased to about 10 7 CFU / ml. From this, the bactericidal effect by the experimental condition 3 is recognized.

また、上記の運転を1サイクルとして30サイクル行った場合のドレン水22中の大腸菌数及びスライムの発生状況について述べた。実験条件3では、実験当初菌体数は105 CFU/mlだった大腸菌数は徐々に減少し、1〜10CFU/mlで推移した。30サイクル後(30日後)も、スライムの発生は確認されなかった。一方、比較条件3(A)及び比較条件3(B)は、実験開始後、菌体数が105 〜107 CFU/mlで推移し、14サイクル付近(14日付近)からスライムが観察され始めた。
このように、実験条件3のようにドレン水22を殺菌処理することにより、ドレンパン23でのカビや細菌の発生を抑制でき、また、スライム発生も抑制できる効果があることを確認できた。
In addition, the number of Escherichia coli in the drain water 22 and the generation state of slime when the above operation was performed for 30 cycles was described. Under experimental condition 3, the number of Escherichia coli, which was 10 5 CFU / ml at the beginning of the experiment, gradually decreased and remained at 1 to 10 CFU / ml. Even after 30 cycles (30 days later), generation of slime was not confirmed. On the other hand, in the comparison conditions 3 (A) and 3 (B), after the start of the experiment, the number of cells changed at 10 5 to 10 7 CFU / ml, and slime was observed from around 14 cycles (around 14 days). I started.
Thus, by sterilizing the drain water 22 as in the experimental condition 3, it was confirmed that the generation of mold and bacteria in the drain pan 23 can be suppressed and the slime generation can also be suppressed.

実施の形態7.
また、実施の形態1〜実施の形態5で示した殺菌装置1は、例えば手乾燥機に設けてもよい。なお、本実施の形態7では、手乾燥機に実施の形態1に係る殺菌装置1を設けた場合について説明する。
Embodiment 7 FIG.
Moreover, you may provide the sterilizer 1 shown in Embodiment 1-Embodiment 5 in the hand dryer, for example. In addition, this Embodiment 7 demonstrates the case where the sterilizer 1 which concerns on Embodiment 1 is provided in the hand dryer.

図19は、本発明の実施の形態7に係る手乾燥機を示す概略断面図である。
本実施の形態7に係る手乾燥機110には、ドレンパン23に回収されたドレン水22を殺菌処理する殺菌装置1が設けられている。
FIG. 19 is a schematic sectional view showing a hand dryer according to the seventh embodiment of the present invention.
The hand dryer 110 according to the seventh embodiment is provided with a sterilizer 1 for sterilizing the drain water 22 collected in the drain pan 23.

濡れた手25を手乾燥機110内に挿入すると、手25に付着した水滴27は、手25の両面に吹きつけられたジェット風26により一気に吹き飛ばされてドレン水22となり、ドレンパン23に回収される。ドレンパン23に回収されたドレン水22は、殺菌装置1により、殺菌処理される(ドレン水22中のカビや細菌等が除去される)。   When the wet hand 25 is inserted into the hand dryer 110, the water droplets 27 adhering to the hand 25 are blown off at a stretch by the jet wind 26 blown on both sides of the hand 25 to become drain water 22 and collected in the drain pan 23. The The drain water 22 collected in the drain pan 23 is sterilized by the sterilizer 1 (mold, bacteria, etc. in the drain water 22 are removed).

以上のように、殺菌装置1が設けられた手乾燥機においては、負極性高電圧パルスによる放電の殺菌処理が終了した後も、銀イオンによる殺菌処理により、ドレンパン23に回収されたドレン水22中の微生物、カビ及び細菌等を除去することができる。このため、負極性高電圧パルスによる放電の殺菌処理が終了した後も、ドレンパン23から発生する異臭を抑制することができる効果があるといった従来にない顕著な効果を得ることができる。   As described above, in the hand dryer provided with the sterilization apparatus 1, the drain water 22 collected in the drain pan 23 by the sterilization treatment with silver ions after the discharge sterilization treatment by the negative high voltage pulse is finished. It can remove microorganisms, molds, bacteria, etc. For this reason, even after the discharge sterilization treatment by the negative high-voltage pulse is completed, it is possible to obtain an unprecedented remarkable effect that there is an effect that the off-flavor generated from the drain pan 23 can be suppressed.

実施の形態8.
また、実施の形態1〜実施の形態5で示した殺菌装置1は、例えば加湿器に設けてもよい。なお、本実施の形態8では、空気調和機に実施の形態1に係る殺菌装置1を設けた場合について説明する。
Embodiment 8 FIG.
Moreover, you may provide the sterilizer 1 shown in Embodiment 1- Embodiment 5 in the humidifier, for example. In addition, this Embodiment 8 demonstrates the case where the sterilizer 1 which concerns on Embodiment 1 is provided in the air conditioner.

図20は、本発明の実施の形態8に係る加湿器を示す概略断面図である。
本実施の形態8に係る加湿器120は、空気を加湿するための水を貯めておく貯水タンク28、加湿素子29、加湿素子29での余剰水であるドレン水22を回収するドレンパン23、ドレンパン23から貯水タンクにドレン水22を送る配管30、及び貯水タンク28内の水を加湿素子29へ供給する配管31等から構成されている。また、本実施の形態8に係る加湿器120には、ドレンパン23に回収されたドレン水22を殺菌処理する殺菌装置1が設けられている。
なお、本実施の形態8では、貯水タンク28内の水やドレン水22等、加湿に用いられる水を加湿水と称することとする。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing a humidifier according to Embodiment 8 of the present invention.
The humidifier 120 according to the eighth embodiment includes a water storage tank 28 that stores water for humidifying air, a humidifying element 29, a drain pan 23 that collects drain water 22 that is excess water in the humidifying element 29, and a drain pan. 23, a pipe 30 for sending drain water 22 from the water storage tank to the water storage tank, a pipe 31 for supplying water in the water storage tank 28 to the humidifying element 29, and the like. Further, the humidifier 120 according to the eighth embodiment is provided with a sterilizer 1 for sterilizing the drain water 22 collected in the drain pan 23.
In the eighth embodiment, water used for humidification such as water in the water storage tank 28, drain water 22 and the like is referred to as humidified water.

本実施の形態8に係る加湿器120においては、負極性高電圧パルスによる放電の殺菌処理が終了した後も、銀イオンによる殺菌処理により、ドレンパン23に回収されたドレン水22中の微生物、カビ及び細菌等を除去することができる。このため、負極性高電圧パルスによる放電の殺菌処理が終了した後も、加湿水を常時殺菌された状態に保つことができる。したがって、貯水タンク28のみならず、加湿素子29やドレンパン23等へのカビ発生の抑制にもつながる。   In the humidifier 120 according to the eighth embodiment, the microorganisms and mold in the drain water 22 collected in the drain pan 23 are sterilized by silver ions even after the discharge sterilization by the negative high voltage pulse is completed. And bacteria can be removed. For this reason, the humidified water can be kept in a sterilized state at all times even after the discharge sterilization process by the negative high voltage pulse is completed. Accordingly, not only the water storage tank 28 but also the humidification element 29, the drain pan 23 and the like are prevented from generating mold.

また、一般的に、加湿器は、加湿水が蓄積しやすい部分(特に加湿素子、ドレンパン等)にカビが発生しやすいという問題点がある。しかしながら、本実施の形態8に係る加湿器120においては、負極性高電圧パルスによる放電の殺菌処理が終了した後も、加湿器で噴霧する加湿水が殺菌されているため、微生物、カビ及び細菌等の発生を抑制する効果があるといった従来にない顕著な効果を得ることができる。   Further, in general, a humidifier has a problem that mold tends to occur in a portion where humidified water is likely to accumulate (particularly a humidifying element, a drain pan, etc.). However, in the humidifier 120 according to the eighth embodiment, since the humidified water sprayed with the humidifier is sterilized even after the discharge sterilization process by the negative high voltage pulse is finished, microorganisms, molds and bacteria It is possible to obtain an unprecedented remarkable effect such as the effect of suppressing the occurrence of the above.

なお、本実施の形態8では、ドレンパン23に殺菌装置1を設けたが、貯水タンク28内に殺菌装置1を設けても勿論よい。   In the eighth embodiment, the sterilizer 1 is provided in the drain pan 23, but the sterilizer 1 may be provided in the water storage tank 28.

1 殺菌装置、2 高電圧電極、2a 銀製電極、3 接地電極部、4 絶縁体、5 高電圧電極部、6 放電電極部、7 電源、7a 電源、8 寿命計測装置、8a 超音波発生装置、8b 計測器、8c X線発生装置、8c1 陽極、8c2 陰極、8d 計測器、9 報知装置、10 被処理水、11 処理槽、12 水面、13 電流計、22 凝縮水(ドレン水)、23 ドレンパン、24 ドレンポンプ、25 手、26 ジェット風、27 水滴、28 貯水タンク、29 加湿素子、30,31 配管、100 空気調和機、110 手乾燥機、120 加湿器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sterilizer, 2 High voltage electrode, 2a Silver electrode, 3 Ground electrode part, 4 Insulator, 5 High voltage electrode part, 6 Discharge electrode part, 7 Power supply, 7a Power supply, 8 Life measuring apparatus, 8a Ultrasonic generator, 8b Measuring instrument, 8c X-ray generator, 8c1 anode, 8c2 cathode, 8d measuring instrument, 9 alarm device, 10 treated water, 11 treatment tank, 12 water surface, 13 ammeter, 22 condensed water (drain water), 23 drain pan , 24 Drain pump, 25 hands, 26 Jet wind, 27 Water droplets, 28 Water storage tank, 29 Humidifier, 30, 31 piping, 100 Air conditioner, 110 Hand dryer, 120 Humidifier.

Claims (17)

殺菌性を有する金属で形成された金属電極を有する少なくとも1つの高電圧電極部と、
前記高電圧電極部と所定の間隙を介して配置された少なくとも1つの接地電極部と、
前記金属電極と前記接地電極部との間に電圧を印加する第1の電圧電源と、
を備え、
水に浸漬された前記金属電極と前記接地電極部との間に負極性の高電圧パルスを印加して放電を発生させることにより、水に殺菌処理を行う工程と、
水中に浸漬された前記金属電極と前記接地電極部との間に正極性の電圧を印加し、水中に金属イオンを溶解させて水に殺菌処理を行う工程と、
を備えることを特徴とする水の殺菌方法。
At least one high voltage electrode portion having a metal electrode formed of a sterilizing metal;
At least one ground electrode portion disposed with a predetermined gap from the high voltage electrode portion;
A first voltage power source for applying a voltage between the metal electrode and the ground electrode portion;
With
A step of sterilizing water by applying a negative high voltage pulse between the metal electrode immersed in water and the ground electrode portion to generate a discharge;
Applying a positive voltage between the metal electrode immersed in water and the ground electrode part, dissolving metal ions in water and sterilizing the water;
A method for sterilizing water, comprising:
少なくとも1つの高電圧電極部と、
前記高電圧電極部と所定の間隙を介して配置された少なくとも1つの接地電極部と、
前記接地電極部と所定の間隙を介して配置され、殺菌性を有する金属で形成された金属電極を有する少なくとも1つの電圧電極部と、
前記高電圧電極部と前記接地電極部との間に負極性の高電圧パルスを印加する第1の電圧電源と、
前記金属電極と前記接地電極部との間に正極性の電圧を印加する第2の電圧電源と、
を備え、
水中に浸漬された前記高電圧電極部と前記接地電極部との間に負極性の高電圧パルスを印加して放電を発生させることにより、水に殺菌処理を行う工程と、
水中に浸漬された前記金属電極と前記接地電極部との間に正極性の電圧を印加し、水中に金属イオンを溶解させて水に殺菌処理を行う工程と、
を備えることを特徴とする水の殺菌方法。
At least one high voltage electrode section;
At least one ground electrode portion disposed with a predetermined gap from the high voltage electrode portion;
At least one voltage electrode portion having a metal electrode formed of a metal having a sterilizing property and disposed between the ground electrode portion and a predetermined gap;
A first voltage power source for applying a negative high voltage pulse between the high voltage electrode portion and the ground electrode portion;
A second voltage power source for applying a positive voltage between the metal electrode and the ground electrode portion;
With
A step of sterilizing water by applying a negative high voltage pulse between the high voltage electrode part immersed in water and the ground electrode part to generate a discharge;
Applying a positive voltage between the metal electrode immersed in water and the ground electrode part, dissolving metal ions in water and sterilizing the water;
A method for sterilizing water, comprising:
前記金属電極を形成する金属は、銀、銅、亜鉛又はアルミニウムであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水の殺菌方法。   The method for sterilizing water according to claim 1 or 2, wherein the metal forming the metal electrode is silver, copper, zinc or aluminum. 殺菌性を有する金属で形成された金属電極を有する少なくとも1つの高電圧電極部と、
前記高電圧電極部に所定の間隙を介して配置された少なくとも1つの接地電極部と、
前記金属電極と前記接地電極部との間に、負極性の高電圧パルス及び正極性の電圧を印加する第1の電圧電源と、
を備え
前記金属電極と前記接地電極部とを水中に浸漬した状態において前記金属電極と前記接地電極部との間に負極性の高電圧パルスを印加して放電を発生させることにより、水に殺菌処理を行い、
前記金属電極と前記接地電極部とを水中に浸漬した状態において前記金属電極と前記接地電極部との間に正極性の電圧を印加し、水中に金属イオンを溶解させて水に殺菌処理を行うことを特徴とする水の殺菌装置。
At least one high voltage electrode portion having a metal electrode formed of a sterilizing metal;
At least one ground electrode portion disposed in the high voltage electrode portion with a predetermined gap;
A first voltage power source for applying a negative high voltage pulse and a positive voltage between the metal electrode and the ground electrode portion;
Equipped with a,
In a state where the metal electrode and the ground electrode portion are immersed in water, a negative high voltage pulse is applied between the metal electrode and the ground electrode portion to generate a discharge, thereby sterilizing the water. Done
In a state where the metal electrode and the ground electrode portion are immersed in water, a positive voltage is applied between the metal electrode and the ground electrode portion to dissolve metal ions in water and sterilize the water. Water sterilizer characterized by that.
少なくとも1つの高電圧電極部と、
前記高電圧電極部と所定の間隙を介して配置された少なくとも1つの接地電極部と、
前記接地電極部と所定の間隙を介して配置され、殺菌性を有する金属で形成された金属電極を有する少なくとも1つの電圧電極部と、
前記高電圧電極部と前記接地電極部との間に負極性の高電圧パルスを印加する第1の電圧電源と、
前記金属電極と前記接地電極部との間に正極性の電圧を印加する第2の電圧電源と、
を備え
前記高電圧電極部と前記接地電極部とを水中に浸漬した状態において前記高電圧電極部と前記接地電極部との間に負極性の高電圧パルスを印加して放電を発生させることにより、水に殺菌処理を行い、
前記金属電極と前記接地電極部とを水中に浸漬した状態において前記金属電極と前記接地電極部との間に正極性の電圧を印加し、水中に金属イオンを溶解させて水に殺菌処理を行うことを特徴とする水の殺菌装置。
At least one high voltage electrode section;
At least one ground electrode portion disposed with a predetermined gap from the high voltage electrode portion;
At least one voltage electrode portion having a metal electrode formed of a metal having a sterilizing property and disposed between the ground electrode portion and a predetermined gap;
A first voltage power source for applying a negative high voltage pulse between the high voltage electrode portion and the ground electrode portion;
A second voltage power source for applying a positive voltage between the metal electrode and the ground electrode portion;
Equipped with a,
In a state where the high voltage electrode part and the ground electrode part are immersed in water, a negative high voltage pulse is applied between the high voltage electrode part and the ground electrode part to generate a discharge. Sterilize
In a state where the metal electrode and the ground electrode portion are immersed in water, a positive voltage is applied between the metal electrode and the ground electrode portion to dissolve metal ions in water and sterilize the water. Water sterilizer characterized by that.
殺菌処理が行われる水に溶解される金属イオンが所定量となるように、前記金属電極と前記接地電極部との間に印加する正極性の電圧の印加条件を定めることを特徴とする請求項4に記載の水の殺菌装置。   The application condition of a positive voltage applied between the metal electrode and the ground electrode portion is determined so that a predetermined amount of metal ions dissolved in water to be sterilized is determined. 4. The water sterilizer according to 4. 殺菌処理が行われる水に溶解される金属イオンが所定量となるように、前記金属電極と前記接地電極部との間に印加する正極性の電圧の印加条件を定めることを特徴とする請求項5に記載の水の殺菌装置。   The application condition of a positive voltage applied between the metal electrode and the ground electrode portion is determined so that a predetermined amount of metal ions dissolved in water to be sterilized is determined. 5. The water sterilizer according to 5. 前記金属電極と前記接地電極部との間に印加する正極性の電圧として、
前記金属電極と前記接地電極部との間に負極性の高電圧パルスを印加した際に発生するハンチングによって前記金属電極と前記接地電極部との間に印加される正極性の電圧を用いることを特徴とする請求項4又は請求項6に記載の水の殺菌装置。
As a positive voltage applied between the metal electrode and the ground electrode part,
Using a positive voltage applied between the metal electrode and the ground electrode part by hunting that occurs when a negative high voltage pulse is applied between the metal electrode and the ground electrode part. The water sterilizer according to claim 4 or 6, characterized by the above.
前記金属電極の長さを測定する寿命計測装置を備えたことを特徴とする請求項4〜請求項8のいずれか一項に記載の水の殺菌装置。   The water sterilizer according to any one of claims 4 to 8, further comprising a lifetime measuring device that measures the length of the metal electrode. 前記寿命計測装置は、
前記金属電極に入射させる超音波を発生させる超音波発生装置と、
前記金属電極に入射された前記超音波が戻ってくるまでの応答時間を計測する計測器と、
を備えたことを特徴とする請求項9に記載の水の殺菌装置。
The lifetime measuring device is:
An ultrasonic generator for generating an ultrasonic wave incident on the metal electrode;
A measuring instrument for measuring a response time until the ultrasonic wave incident on the metal electrode returns;
The water sterilizer according to claim 9, comprising:
前記寿命計測装置は、
前記金属電極に流れる電流を測定する電流計、又は、前記金属電極の抵抗値を測定する抵抗測定器を備えたことを特徴とする請求項9に記載の水の殺菌装置。
The lifetime measuring device is:
The water sterilizer according to claim 9, further comprising an ammeter for measuring a current flowing through the metal electrode or a resistance measuring device for measuring a resistance value of the metal electrode.
前記寿命計測装置は、
前記金属電極に入射するX線を生成するX線発生装置と、
前記金属電極を透過後の前記X線を検出する検出装置と、
を備えたことを特徴とする請求項9に記載の水の殺菌装置。
The lifetime measuring device is:
An X-ray generator for generating X-rays incident on the metal electrode;
A detection device for detecting the X-rays after passing through the metal electrode;
The water sterilizer according to claim 9, comprising:
前記金属電極の長さが所定の長さより短くなったことを外部に知らせる報知装置を備えたことを特徴とする請求項9〜請求項12のいずれか一項に記載の水の殺菌装置。   The water sterilizer according to any one of claims 9 to 12, further comprising a notification device that notifies the outside that the length of the metal electrode is shorter than a predetermined length. 前記金属電極を形成する金属は、銀、銅、亜鉛又はアルミニウムであることを特徴とする請求項4〜請求項13のいずれか一項に記載の水の殺菌装置。   The metal which forms the said metal electrode is silver, copper, zinc, or aluminum, The water sterilizer as described in any one of Claims 4-13 characterized by the above-mentioned. 請求項4〜請求項14のいずれか一項に記載の水の殺菌装置と、
ドレン水を貯留するドレンパンと、
を備え、
前記殺菌装置により、ドレンパンに貯留された水に殺菌処理を行うことを特徴とする空気調和機。
The water sterilizer according to any one of claims 4 to 14,
A drain pan for storing drain water;
With
An air conditioner that performs sterilization on water stored in a drain pan by the sterilizer.
請求項4〜請求項14のいずれか一項に記載の水の殺菌装置と、
ドレン水を貯留するドレンパンと、
を備え、
前記殺菌装置により、ドレンパンに貯留された水に殺菌処理を行うことを特徴とする手乾燥機。
The water sterilizer according to any one of claims 4 to 14,
A drain pan for storing drain water;
With
A hand dryer that performs sterilization on water stored in a drain pan by the sterilizer.
請求項4〜請求項14のいずれか一項に記載の水の殺菌装置を備え、
前記殺菌装置により加湿水に殺菌処理を行うことを特徴とする加湿器。
The water sterilizer according to any one of claims 4 to 14, comprising:
A humidifier that performs sterilization treatment on humidified water by the sterilizer.
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