殺菌方法及殺菌裝置和使用該裝置的空調機、手乾燥機及加溼器的製作方法

2023-09-22 18:08:55 2

專利名稱：殺菌方法及殺菌裝置和使用該裝置的空調機、手乾燥機及加溼器的製作方法
殺菌方法及殺菌裝置和^f^D該裝置的空調機、手幹;^旭。溼器
5 技術領域 (0001 )
本發明涉及以汙染水等為處理對象的殺菌方法及殺菌裝置。並且，關於使 用il種殺菌裝置的空調才幾、手幹騰〖幾以;3>溼器。
10
背景技術：
(謂2)
近年來，利用高壓脈衝等的排水處#置及其處理方法已廣為人知。對於 水面，或在水中都可以通it^用高壓務p中，進行水^f"和浮;^子的分離/凝集
/脫色/殺菌/化學物質分解，具有能夠進行排水處理的特點。作為此前的實例， 15在專利文獻l發明的排水處3i^置中，提出了排水處理方案例如將高壓樂^中 輸入電極與相對電極之間的間隙設為1-10cm的靠^J己置，例^r^。果向輸入電 ;fe^口 10 ~ 15kV以上的高壓樂jo中在50ns以上時，兩個電極之間因敏洛而產生 放電、利用因放電產生的衝擊波進行分離凝集等(例如，參見專利文獻l)。 (0003 )
20 並且，由於排7jc的電解，而在排水中產生氣泡。由》b^生成0H自由基等活 性種(active species)的同時，氣泡W目作為電極而作用、促進電極間產生 Mi^現象、因水的蒸騰作用導致急劇的體積膨脹而引發產生衝擊波，進而能夠 進行水^"和浮^^的分離/凝集/脫色殺菌/化學物質的分解等一連串的操 作。
25( 0004 )
(專利文獻1)特開2001-252665號乂>才艮

發明內容
(發明要解決的課題) 30( 0005 )
4但是，原先利用高壓l^中放電的排水處《置及方法，是利用電解生成氣 泡內的等離子體M、進而導致水的蒸騰而產生劇烈的^P應脹，引#生衝
擊波，進行排水的處理。因此，能夠高效率^ii行7K襯和浮^t的分離和
凝集等，但是由於^t的等離子體無法直^ft用於孩逸物進行殺菌，所以存在
5殺菌效率不高的問題。並且，原先的方法中，由於放電僅部分發生、使#<5^ 行局部殺菌，在排擬帶留的情況下，存^以實5W全部的排水進行充分殺菌 ^的問題。
(0006 )
本發明的目的在於，為了解決如上所述的問觀泉，提供直辦用於^狄 io理7jc中的細菌而進行殺菌、具有高效殺菌效果，並且被處理水即使滯留也f淡 得充分殺菌效果的殺菌方法及殺菌裝置，和使用該裝置的空調機、手乾燥機以 及加溼器。
(用於解決iM的手段)
(謂7)
15為了解決上述i皿，本發明的殺菌方法，其特^Mfe於，在浸漬於被處理水 中的包括高壓電^N^地電極的放電電極U，輸入破壞前述淨狄理水的,、
並產生氣泡的高壓脈衝，通過使前述淨A^理7K生成噴流而對^^t理7Xji行殺菌。
通iiit種i級解決手段，能夠提供高效率處理^^t理水中的微生物和細菌的方 法。
20( 0008 )
並且，為了解決上述課題，本發明的殺菌裝置，其特徵在於具備在l&存 被處理水的處理槽內設置的至少一對以上的包括由側面^^緣體&菱的高壓電 ^i殳有電極間隙並相向配置的接地電M^J"的放電電極，以及向放電電極輸 入高壓步W中的電源，通過輸入高壓脈衝破壞^皮處理水的絕緣、並且產生氣泡，
25〗吏^皮處理水生成噴流。通iiii種;，解決手段，能夠l^供高效率處理^^h理水 中的耀生物和細菌的^置。 (畫9)
權利要求9的構成中，^#*於，包括殺菌裝置，W^對接水盤內的水 進行殺菌的功能的空調才幾。 30( 0010 )，包括殺菌裝置，W^對接水盤內的水 進行殺菌的功能的手千燥機。
(0011)
權利要求ll的構成中，^#絲於，包括殺菌裝置，^^對加溼7^ii行殺 5菌、洗塗加溼元件的功能的加溼器。 (發明的g)
(0012)
才Nt本發明，能夠提絲菌方法及殺菌裝置，是通過利用高壓脈衝導IU文
電及同時產生的被處理水的噴流，直接^^皮處理水中所含微生物和細菌進行高
io 效率處理。


(圖1)實施方式1相關殺菌裝置的概略斷面圖。 (圖2 )實施方式1相關殺菌裝置的放電電相^部的電力線的概略斷面圖。 is(圖3)實施方式1相關殺菌裝置的放電電招^部第2例的概略斷面圖。 (圖4 )實施方式1相關殺菌裝置的放電電極部第3例的概略斷面圖。 (圖5 )實施方式1相關實施例1的實驗結果圖。
(圖6 )實施方式1相關實施例1使用比較條件1的放電電極部的概略斷面圖。
20(圖7 )實施方式2相關殺菌裝置的放電電極部的概略斷面圖。
(圖8 )實施方式1相關殺菌裝置的高壓電極的突出比與噴流逸變的實l^ 果圖。
(圖9 )實施方式3相關殺菌裝置的放電電極部的概略斷面圖。
(圖10 )實施方式3相關殺菌裝置的放電電極部的其它例的概略斷面圖。
25(圖11)實施方式3相關殺菌裝置的放電電^L部的其它例的概略斷面圖。 (圖12 )實施方式3相關殺菌裝置的放電電極部的其它例的概略斷面圖。 (圖13 )實施方式4相關殺菌裝置的放電電極部的概略斷面圖。 (圖14 )實施方式5相關殺菌裝置的放電電極部的概略斷面圖。 (圖15 )實施方式6相關殺菌裝置的放電電極部的概略斷面圖。
30 (圖16)實施方式7中io:了殺菌裝置的、W^暖功能空調機的概略斷面圖。
(圖17)實施方式7中設置了殺菌裝置的空調機中，熱交換器的除菌M的實g果圖。
(圖18)實施方式8中設置了殺菌裝置的手乾燥機實例的概略斷面圖。5(圖19 )實施方式9中設置了殺菌裝置的加溼機實例的概略斷面圖。(符柳月)
1、 殺菌裝置
2、 高壓電極
3、 接地電極io4、多魄體
6、 ；改電電極
7、 處理槽
8、 被處理水
9、 電源
15 10、 10b、 10h、 10s氣泡
11、噴流13、介電體筒
18、 網狀接地電極
19、 &慮器
2020、親水性絕緣體
21、 添加劑力口注槽
22、 熱交換器
23、 麟水(廢水)
24、 接水盤25 30、加駄件
M實施方式(0013)
以下，將參考附圖對本發明實施方^f目關的殺菌方法以及殺菌裝置的構成
30 ^ii^t^口以i兌明。(0014)實施方式l。
圖1表示本發明的實施方式1相關的殺菌裝置的概略斷面圖。如圖1所示，殺菌裝置1由才械的高壓電極2 ^L狀的接地電極3財組5 成的放電電極6所構成，高壓電極2中除了前端部2a的端面^卜均被^^體4所包霞、形成高壓電極部5，並且，在高壓電極2的前端部2a與接地電極3設置所定的電極間隙，在處理槽7內以浸漬於蜂狄理水8中的狀態相對配置，此夕卜、高壓電極2與接地電極3與^A高壓I^中的電源9相連接。氣泡10由放電而產生，噴流11則為伴隨氣泡10而產生的水流。io (0015)
下面，參照圖1說明有關實施方式1的殺菌裝置所採用的殺菌方法的工作原理。
在處理槽7內注入被處理水8之後，通過電源9在高壓電極2和接地電極3之間輸入2 50kV、 100Hz~20000Hz的負極性高壓樂p中，進4^文電。因高壓15電極2的放電而產生破壞絕緣，其能量使7JC^發，與沖擊波同時氣化而產生水蒸汽的氣泡10b，並且，同時在高壓電極2發生電解，如反應式(l)也產生氫(H2)的氣泡10h。
2『+2e——H2 (1)
水的簇結構由水分子(H20)及其電離產生的孩t量的『和0H"所構成。氣泡
20表面的界面在結構中具有易於匯集ir和oir的特徵，與氣泡io周邊的7jof目比，
這些離子密度變高。特別是，易於匯集的以0ff為較強，使界面帶負電。也獄說，這些氣泡10帶負電。在接地電極3因電解而產生的氧(02)的氣泡10s，在接地電極3附近滯留，無助於殺菌。(016)
25 如圖2所示，如^W:電電極6輸入負極性的高壓I^中，在高壓電極2與
接地電極3之間產生的電力線12,由於前端部2a是平面而不是^的，所以限制了電力線12的iyt狀擴散，從高壓電極2朝接地電極3以垂直方向流動。而且，高壓電極2的側面4^!^cM^體4包覆，高壓電極2的前端部2a的端面與絕緣體4的前端部4a的端面為同一個面，所以有助於高壓電極2的前端部
30 2a的放電。
8因此，高壓電極2旁邊產生的這些氣泡10，由於放電產生的電子等的帶電粒子的蓄積、水蒸〖議生時的沖擊波、高壓電極2和接地電極3之間形成電場引發的電子移動，以及氣泡IO自身帶負電等原因，而被接地電極3,'J戶&及引。所以，從高壓電極2 "H!^朝接地電極3 —側由於氣泡10而產生噴流11。5 (0017)
通常，氣泡匯合產生的氣體，由於浮力〉重力，氣泡大小達(數咖)時因浮力而向上方移動。相對於此，本發明中的氣泡IO,剛在高壓電極2附近產生，就由於水蒸^^生時的衝擊波、電場作用導致電子的移動，以及帶負電等緣由而從高壓電極2向接地電極3移動。本發明中的氣泡10的大小，剛產生時的直io 徑為0. lym 數jim，既使產生500ns後也還是只有100 數100/im的極微小，它並不在水中急iiJi升並在水面石錄而消失，而是4Mi^力，在水中長久滯留，與噴流ll-^^移動。
(0018)
浮遊在水中的m^物和細菌，當放電時在高壓電極2附近產生的等離子體
15 而形成的OH、 H、 0、 (V、 0—、 HA等活性種以;5U故電區域的發熱及由此產生的沖擊波等所處理。由於衝擊波達到的範圍狹小，等離子體剛產生就對其周邊存在的微生物和細菌進行殺滅。並且，這些活'f辨的壽命非常短僅為10—8秒，對等離子體周邊存在的微生物和細菌進行殺滅。進而，活性種還殺滅因l^中放電產
生的噴流ii中的、隨著水的移動的同時^r^到放電區域附近的微生物和細菌。20扭匕，將微生物、黴菌、細菌等破壞消滅稱為殺菌。
(0019)
伴隨著氣泡10產生的以高壓電極2為起泉的噴流11，與被處理水8中含有的細菌和孩允生物一起朝向高壓電極2流動，在高壓電極2的前端部2a，這些微生物和細菌被等離子體一個個有皿殺滅。因對氣泡10產生的噴流11進行25放電，所以能夠對即丫議滯留的^^t理水8在內的^^:理水8 4^的m^物和細菌進行殺滅。
(0020 )
在此，利用高壓樂jo中放電的理由在於，和直流放電相比，M有負化更廣泛區域進行等離子體化的特點。i^l:因為，能夠瞬間輸入比直流放電的電壓更30高的電壓，能夠擴大高電場區域，並且，由於電壓急劇升高、減少空間電荷電場才中制放電。
電離氣體分子和水分子所必要的能量稱為電離電壓，該值為10~15eV左右。儘管還;MU電離，錄等離子體中生成許多被高能量厲械的樹活性種(自由基)。通常的化學結合的能量高達數eV，由自由基等引起樹^4羊的化學反5應。
(0021 )
電子比離子要樹艮多，在電場中的移動距離大離子的3倍左右，當輸入持續時間;f峰的高壓脈衝時，電子被電場數十eV能量加速，能夠電離氣體分子和水襯。離子由於重而幾乎不動，無助於氣體襯和7jc襯的電離。逸就意味io著，電子被大電位差電場銜逸，輸入能量的大部^f皮用於電子的加速，不向離子提供無用的能量。這種等離子^f皮稱為非平衡等離子體，由於以上理由，與直流放電相比，步P中放電能夠提高？ 1發化學反應所需能量的效率。(0022 )
下面，說明有關高壓電極部5的製造方法。在<^]#^金屬作為高壓電極15 2的電M料時，首先，在凹陷有固定#^金屬的高壓電極部形狀的模具內，固定金4#。然後，通，出成形、粉末成形、壓縮成形等，^L/vA為^^體4的樹脂，高壓電極2的^r^4奉的周圍，被垂直斷面為圓筒狀的糹fe^體4所包覆而固定。切斷這#^故出來的高壓電極部5的構件的高壓電極2 ^^文電U的前端，露出其前端部2a。由於絕緣體4包覆著高壓電極2的所有側面，在前端20部2a形成引起放電的高壓電極部的結構。並且，也可以在衝莫具中夾固定電,料，通過擠壓成形製造高壓電極用的構件，將該構件以一定的長度切斷，作為高壓電極2。被切斷的一端為前端部(放電部)2a，另一端作為與發生高壓脈衝的電源9的導對目連接處。作為^^體4的形成方法，也可以輛浸塗等塗覆電極的方法。25( 0023 )
並且，作為高壓電極2的材料，除金4#^卜也可以採用導電松盼末漿料製造的電極。製造包覆高壓電極2的-^^^體形狀的模具，採用上勘目同的方法，制it^^體4的一部分，然後，在其"上塗覆成為電極的粉末漿料並固化。接著，固化了的粉末漿#^^^體4所緩而進一步成形。這樣，在30鄉&^體4之中製造出^^作為高壓電極2的粉末^的高壓電極部5，在2處切斷，露出高壓電極2的斷面。&匕，被切斷的一端形成前端部(放電部)2a， 另外一端則成為與電源9的導對目連^t。與^fM金屬賴目比，^MI金屬粉末 彩H"的高壓電極2的優勢在於造^K更宜。 (0024 )
5 作為高壓電極2的尺寸，例如為使電力集中而產生等離子體，其直徑在 0. 5mm以下即可。最好AJl徑為0. lmm ~ 0. 05咖，這樣在低頻(100Hz左右)情 況下也能產生等離子體。高壓電極2及接地電極3的電極材料沒有特別的P艮制， 只要是導電體即可。而且，高壓電極2與接地電極3之間的電極間隙D為1 ~ 50mm就可以，^j^5-20咖。 io( 0025 )
通過高壓電極2和與^jf對配置的接地電極3之間的放電，產生的放電熱 量不僅傳it^水，還傳導到被^t的絕緣體4。因此，M高壓電極2的絕緣 體4應能夠耐受高壓脈衝放電所產生的熱，希望其具有耐熱性，特別是在高頻 (lkHz 30kHz)的情況下，高壓電極2的溫度高達1000。C，因此希望絕緣體4
15應該是軟化溫度或者分解溫度^——個最^^ii^ 300'C以上的耐熱'f^t料， 並且具有低吸7伴和良好的熱傳導性。例如，作為滿議些糾的材料，可選 #^ 胺樹脂、氟樹脂、陶 玻璃。並ilife^體的厚度控制在2ram以下， 可以改善散熱性，絕緣體4即使JMJ樹脂也能夠控制變形和劣化。而且，通過 制W&^體4的厚度，能夠使得在絕緣體4部產生的氣泡10不^集^脂表
20面而更易於向接地電極3的方向移動。iH^卜，希望絕緣體4的熱膨脹率能夠接 近於所使用的電極材料的熱膨脹率。這樣可以使得高壓電極2的電極材料的金 ^^i色緣體4 ^fA形之際，兩種材料以相同的i4^^1i^並固化，從而提高金 屬和絕緣體的密合I"生，斷氐使用時溫度上升導致的應力，可望得到穩定的運行。 (0026 )
25 這樣，有關實施方式1的殺菌裝置，通過在改電電^Lh輸入負極性的高壓 脈衝而^A放電，其能量導致水蒸發、氣化而產生水蒸汽的氣泡、以及因水的 電解而產生氫的氣泡。M些氣泡的表面聚集因放電而產生的電子等帶電粒子， 沿著高壓電^^地電極之間形成的電場，氣:^皮吸引到接地電極一側。因此， 從高壓電極一側朝著接地電極一側由氣泡產生噴流。在故電電極周邊的被處理
30水中，以高壓電極為起泉產生水流的噴流，被處理水被噴^^斤攪拌，被處理水
11中所含的孩&物也船匕^^向高壓電極流動，在引起電力集中的高壓電極的前 端部的等離子體區域迸行高效率殺菌。
並且，即侵是滯留的被處理7K也由於攪拌和放電的協同效應而^提高殺 菌作用，實現了原絲置所沒有的絲絲。
5( 0027 )
另外，在實施方式l中，說明了輸入負極性的高壓樂辦時的情況，即使輸 AJE^L性的高壓樂:^中，也育M尋到同樣的效果。輸AjE^l性的高壓脈沖時，與實 施方式1相同，在高壓電極2產生放電，其能量使得7jC^發、產生衝擊波的同 時，氣化而產生水蒸汽氣泡10b。並且，同時在高壓電極2產生電解，如^S io式(2)所示產生氧(02)的氣泡10s。
2H2 0—02+4 ff+4e— (2)
與實施方式l相同，氣泡10帶負電，因7jc^汽產生時的衝擊波而流動。結 果是，與實施方式l相同，放電產生的氣泡10產生噴流11。伴隨該氣泡10的 噴流ll產生以高壓電極2為起泉的水流，被處理水8中含有的細菌和微生物等 15 也隨之-"^向高壓電極2流動，這些細菌和孩ii^^皮在高壓電極2的前端部2a 的等離子體一個個高艦殺滅。此時，接地電極3H的電解而產生的氫(H2)
只是滯留在接地電極附近，它們並不殺菌。 (0028 )
而且，由於放電極性為負，能夠抑制高壓電極的腐蝕。因為才M^金屬的PH-
20電位圖，許多金屬在負電位時能###非腐蝕狀態。
(0029 )
it^卜，實施方式l中，絕緣體4的垂直斷面形狀為圓筒形，不僅可為圓筒 形，也可以為方形管狀，而且也可以不僅限於這些形狀。在高壓電極部的結構 第2例中，如圖3所示秀&^體4的前端部可以設段差4s，藉此，伴隨氣泡10 25的噴流ll的流動更加順滑，從而能夠提高殺菌效率。而且，在高壓電極部的結 構第3例中，如圖4所示絕緣體4也可為絕緣體41和絕緣體42的兩層結構， 具體而言，也可以在高壓電極2的前端部包覆陶資或^ti^胺樹脂等耐熱性優 異的鄉fe^體41 ，並在其上再^耐熱性低的非耐熱性絕緣體42。
(0030 )
30 而且，作為接地電極3的材料，有鴒(W)、鉑(Pt )、鈦(Ti)等金屬，形說明書第10/20頁
狀方面，除了有平板^卜，也可以為圓盤狀、 、線狀等，大小和浸漬位置 則沒有限制。但是，實際進行殺菌的是在高壓電擬^接地電極之間，因此其與
高壓電極2的前端部2a相對配置。處理槽7最好為鄉&^體，可以使用例如丙烯 酸(類)樹脂、玻璃等。並且，處理槽的底部的-~^分也可以作為上述^^屬所 5 構成的接地電極3。 (0031 )
jtM卜，在實施方式l中，說明了包括一對高壓電極2^#地電極3的放電 電極6的相關情況，也可以^Jfc對，因而能夠提高殺菌效率。並且，還可以包 括數對高壓電極2與一個共用接地電極3。而且，接地電極3和高壓電極2還 io 可以為相同形狀。
(0032 )
(實施例1)
下面，為確認對細菌和微生物的殺菌效果，在處理槽7中》L/v^桿菌， 研究高壓樂W中放電情況下^M桿菌的殘存率的時間變化。圖5表示作為實施方 15 式1的實例1中，實驗餅1、實驗^f牛2以及tb4MH牛1的實麟果。
在實驗中，高壓電極2採用直徑0. 2咖、H 50ram的鎢(W)絲，在該高 壓電極2的周圍，絕緣體4被射出成形的直徑10ram的環舉樹脂所包霞。並且， 作為接地電極3，採用鈥制膨脹合金(每平方英尺目數80，線徑0. lmm) Jiif iiit電^^得到的^N 、密度0. 6mg/cnf的鍍柏(Pt)網狀電極(直徑5cm)。高 20 壓電極2與接地電極3之間的電極間隙D為3mm。並且，處理槽7採用玻璃制 物，其中加入大腸桿菌為105CFU/ml的50ml被處理水8 (CFU: Colony Forming 隨，集落形成#)。 (0033)
在比，作為實驗條降1 (A)的放電條泮，輸入電壓-10kV、重，率100Hz、 25樂1o中狄50jas的負極性高壓樂1o中。作為實驗^f牛2 (B)的放電^H牛，輸入電 壓10kV、重，率100Hz、樂jO中t變50jus的jE^L性高壓脈衝。tb^^降l(C) 中，如圖6所示，為了在改電時不發生噴流，在高壓電極2的前端部2a留下長 度L為3mm的不^^^體4的部分。其它結構與實驗條件1和實驗條f牛2相 同。放電^H牛為，輸入電壓-10kV、重錢率100Hz、脈衝狄50jus的負極性 30 高壓步沐
13(0034 )
在實驗務泮l、 2下，產生了氣^5L噴流。在tb^^件l中，完全沒有因氣 泡而產生噴流。並且，噴流it^l方面，採用負極性高壓脈衝而放電的實驗糾 1要比賴jE^L性高壓l^中的實驗^H牛2要決2倍以上。結果是，實驗餅1 5 (A)下錢桿菌的減少也要比實驗條件2 (B)下的要決，1小時違桿菌減少 l位數以上。比較^f牛l (C)下，^桿菌IUL乎沒有變化。
(0035 )
由此可知，伴隨氣泡產生噴流的實驗條件1及實驗條件2，與氣泡^A 噴流的I^^糾1相比，殺菌絲強。並且可知，jE^l'l"蜂負極'h^辦放電相 io比，負極性高壓樂辦殺菌(實驗餅1)比j^L性高壓i^中殺菌(實驗糾2 ) 的殺菌速度要決。因此可以確認，伴隨著氣泡的噴流，高壓脈沖放電的殺菌效 果。
(0036 ) 實施方式2。
15 圖7表示為本發明實施方式2相關的殺菌裝置的放電電極部的概略斷面圖。
如圖7所示，在實施方式2相關殺菌裝置的放電電極部中，放電相關的高 壓電極2的前端部2a相對絕緣體4的前端部4a向內側後退，呈凹狀，除jtb^ 夕卜，與實施方式l的圖l相同，^jH^^結構的說明。 (0037 )
20 下面，說明有關高壓電極部的製造方法。與實施方式1情"W目同，高壓電
極2的電;fe材料為4^R^r屬、M固定其的高壓電極部形狀凹陷的^^內，固 定金屬棒。然後，通過射出成形、粉末成形、壓縮成形等，流A^為絕緣體4 的樹脂，在高壓電極2的金淘奉的周圍均被M^體4所包覆而固定。對如此制 造出來的高壓電極部5的構件進^^刀斷加工，使得高壓電極2的放電H的前 25 端部2a比絕緣體4的前端部4a略微凹陷。由於絕緣體4 ^葭高壓電極2的所 有側面，形成了在前端部2a產生放電的高壓電極5的結構。被切斷的一端為前 端部(放電部)2a，另一端為與^jt高壓務辦的電源9的導對目連M。 (0038 )
jH^卜，也可以利用以下方法以實施方式l的要領製造的高壓電極2的前 30端部2a的電^t料離子化傾向低，與金、銀等接觸並浸漬在水中，憑藉其電池作用使高壓電極2的前端部2a溶解，比絕緣體4的前端部4a凹陷數十jara到 數mm左右o (0039 )
如圖7所示，與實施方式1的圖2相比，由於高壓電極2的前端部2a相對 5絕緣體4呈凹陷的形狀，電力線12'能夠更直線且密M高。電力線呈直線且高 密度，由itM吏得氣泡的i^^快，噴流的ii;l也就更f夬，；^t理水8中的做 物流向高壓電極2的前端部2a附近的比例就增大，從而提高殺菌效率。
採用實施方式2中殺菌裝置的殺菌機理，與實施方式l是相同的，^jt匕 省^4兌明。 io( 0040 )
如上所述，實施方式2相關的殺菌裝置能夠得到比實施方式1的殺菌裝置 更決的氣泡噴流逸復，可望獲得進一步提高殺菌效率的絲效果。 (0041 )
而且，此前l5Ui了在實施方式1中，高壓電極2的前端部2a與秀&^體4的 15 前端部4a為同一個面的情況，以及實施方式2中，高壓電極2的前端部2a相 對於絕緣體4的前端部4a在內側後退、呈凹狀的情況，既使高壓電極2的前端 部2a相對於鄉&^體4的前端部4a略微凸出的情況也可以。圖8表示為電極間 隙D與高壓電極2的前端部2a的突出^L之比(突出比L/D)與電場強度及 噴;j^^的關係。從圖8中可知，電極間隙D在1到20咖的範圍內，突出比 20 L/D在0到0.1的範圍內時，高壓電極2附近的電場強度高，噴流的M大。 但是，突出比再大的話，噴流gl而變小，噴流的殺菌 並未提高。因此， 高壓電極2的前端部2a相對於絕緣體4的前端部4a的突出比L/D在0到0. 1 的範圍內時，即佳是突出，也育談高噴流逸復，並由itbf吏得被處理水8中的微 生物流向高壓電極2的前端部2a附近，從而有助於提高殺菌效率。 25( 0042 )
實施方式3。
圖9表示為本發明實施方式3相關的殺菌裝置的;^電電^l部的相剋略斷面圖。 如圖9所示，在實施方式3相關殺菌裝置的放電電極部中，在^^體4與 接地電極3之間^i了引導噴流向一^向流動的介電體筒13，除jtb^卜，與 30實施方式1的圖1相同，iH^b^略其它結構的說明。介電體筒13的狀態iM如下遮^i色緣體4的前端部4a的側面部，與絕緣體4之間設間隙14，並且 與>^地電極3之間i殳間隙15 。 (0043 )
接下來，說明iO:了該介電體筒13的放電電極部6的運行。介電體筒13 5可採用脈沖放電導致劣化小的、溶解於水的成分少的材料，例如環,脂等。 擁有同才科錄的玻璃和陶f:也可以。厚度可為0. 5mm到2ram, ^不會因噴流 ll導致變形的強度即可。放電在生成氣泡10的同時也產生噴流11。被處理水 8通*理槽7內絕緣體4與介電體筒13之間的間隙14,被引導到高壓電極2 械地電極3之間，並通過間隙15，以一定的方向流動。由此，與實施方式l io相比，能夠發揮更強的，作用，使得被處理水8中的微生物導X^高壓電極 2的前端部2a附近的比例增加，從而具有提高殺菌效率的效果。 (0044 )
如上所迷，實施方式3相關的殺菌裝置，通it^L電電極部中，iU引導 絕緣體與接地電極之間的噴流向一定方向流動的介電體筒，放電生成的氣泡產 15 生噴流，^^t理水向一定方向流動，與實施方式l相比，起到更強的 ^^果， 有望能夠得到以前沒有的、提高孩^_物等殺菌效率的絲 。
(0045 )
而且，實施方式3的介電體筒，利用設在絕緣體4的側面和介電體筒13之 間的間隙14,噴流11產生被處理水8的流動，如圖10所示，也可以在絕緣體 20 4的前端部4a附近的介電體筒13的側面形成導入孔16，從導入孔16朝間隙 15產生^^理水8的流動，同樣^^UIWt用，能夠提高禪a物等的殺菌效 率。並且，如圖11所示，也可以在介電體筒13的上部設多孑L部17。 #卜，如 圖12所示，旨電體筒13的內徑^i與高壓電極2的夕卜徑大糾目同，能夠防 止電力線12的發散、使氣泡10受限，從而產生更強烈的皿作用，能夠高效 25 殺菌。
(0046 ) 實施方式4。
圖13表示為本發明實施方式4相關的殺菌裝置的概略斷面圖。 如圖13所示，在實施方式4相關殺菌裝置1中，在M高壓電極2的鄉魄 30體4與網狀接地電極18之間，安裝筒狀i^慮器19且接地電極為網狀，！^dl兩
16點"卜，與實施方式l的圖l相同，^t^itb^略有關其它構成的說明。 (0047 )
採用^^體製造的筒狀過濾器19以網狀為好。特別是，其網目結構對i^皮 處理水的噴流以及攪拌^^)JWf的效果，提高殺菌性能。具體而言，希望採 5用開(l 10)ramx(i 20)mm的孔為佳。材料為^^體即可，沒有特別的限 制。
(0048 )
接地電極18也與&慮器19一樣，有網狀，^^4i^擁有網目結構、能夠發 #^狄理水8的噴流11以及攪拌的效果，提高殺齊lt能。具體而言，採用開有
io 5隱x (2. 5~5. O)ram大小的孔的網為佳。接地電極18的材料，希望採用導電 率高iD^以氧化的材質，如賴(Pt)或是氧4緣(Ir02)為佳。或是鈥(Ti) 等金屬材質上鍍賴或H/f緣亦可。例如，糾採用鈦(Ti )金屬纖維的麟體 (纖維直徑20ym、長50~100mm的單纖維編織成的燒結體)構成的密度為 200g/cm2的布(半徑50mm，厚300ium),或是具有鈥制網目結構的膨脹合金。
15 在這種糾上，鍍了密度0. 25 ~ 2mg/cm2的鉑(Pt)或氧化銥(Ir02)而製成。 並且，使用實施方式4中的殺菌裝置的殺菌機理與實施方式l相同，故省略說 明。
(0049 )
如^i丈電之中的高壓電極2與接地電極3之間有固賴，就會導^M^， 20有時使得電極損壞。並且，如^高壓電極2的前端部2a附近^/v有4M勿，放 電能量被剝奪用於有才M勿分解，放電能量對於殺菌的貢獻率減少。由此可知， 如果在高壓電極2與接地電極3之間混入塵埃等微生物0卜的固^"機物，將 導致殺菌效率下降。為此，在實施方式4中，如圖13所示在^高壓電極2的 ^^體4和網狀接地電極18之間安裝筒狀的過濾器19，能夠在不影響噴流11 25 流動的情況下，消除在高壓電極2與網狀接地電極18之間濕入塵埃等孩速物之 外的固M機物的擔心，能夠防止電極間敏洛，從而能夠保證不影響殺菌效率 地高M理微生物和細菌等。 (0050 )
如上所述，實施方式4相關的殺菌裝置，通it^包覆高壓電極的^^l體與
3o網狀接地電極之間安裝筒狀的過濾器，沒有了塵埃等孩ii物^卜的固M才;i4勿混入的擔心，能夠高效率*理微生物、黴菌和細菌、病毒等，有望能夠得到 以前沒有的、在不斷氐殺菌效率的情況下防止了電極之間短路的J^效果。
(0051 ) 實施方式5。
5 圖14表示為本發明實施方式5相關的殺菌裝置的概略斷面圖。
如圖14所示，在實施方式5相關殺菌裝置1中，包覆高壓電極2的絕緣體 為親水)"錄緣體20。接觸角在60。以下，^i^30。以下。親水性絕緣體20 的材料，例如，可為環氧樹脂等。除itb^卜的結構，與實施方式l的圖l相同， ^tM^i'略說明。 io(0052 )
希望絕緣體為親水性絕緣體20的原因在於，由於高壓電極2與被處理水8 接觸引起放電，目的是防止高壓電極2的前端部(放電部)2a ^卜的部分與被 處理水8接觸。
所產生氣泡一種的02、 H2在水的溶解度低，在1個大^￡、 20。C的^H牛下 is為28. 5、 17. 5ml/kg，也# _說，02、仏與水的親和性少，由於親7JO[封氐， 以附著於親水lt固體表面。因此，全fe^體表面的接觸角如絲60。以下，因放 電而生成的氣泡難以附著於表面，30°以下則幾乎不附著。如上所述，實施方 式5的殺菌裝置1中，與實施方式l相同，在保證殺菌效果的同時，由於^ 高壓電極2的親水性^^體20具有親7JO性，生成的氣泡10不會在高壓電極2 20 附近滯留，而是順暢地向接地電極3—側移動，增強了水的噴流力、提高了被 處理水8的殺菌效率。例如，高壓電極2的電極材料為鵠(W)或柏(Pt)時， 作為其親水性糹^l體20，希望採用環氧樹脂。 (0053 )
iH^卜，若鄉^彖體為疏水^H"料時也可以進行表面處理，使接觸角為60。以 25下。作為表面處理方法的實例，以下說明有關採用^i水4^T進行紫外線處理 的情況。^^水^U^發出的光線的波長為被稱為^^ (resonance lines)的 波長為185nm和254nm、肯fe量佔約80%的高效率的短波長UV光。185nm ^f皮稱 為臭氧線、分解氧而生成臭氧(03)(反應式3、 4)。 M為反應第三體。這種臭 氧吸收254nm波長的光，生成氧自由基(^式5)。 3002+ ( 185nm) —0+0 (3)頁
02+0+M—03+M (4) 03+ (254nrn) —0+02 (5)
這種氧自由基(0)攻擊^^體表面，形絲極性的親水)"生高的0H、 C-O、 C=0、 COO、 C (0) 0H等官a^。如果照射距離為5cm，照射時間到1 ^4中，接 5觸角成指數函數地急劇上升，然後仍緩緩增加。因此，當採用m仁甲酸丁 二醇酯(PBT)或l^5雄(PPS)等樹脂時，如果照射5 ^4中左右，60°以上 的接觸角W誇下降到30°以下，親水^^提高。
並且，使用實施方式5中的殺菌裝置的殺菌機理與實施方式l相同，故省 略說明。 io( 0054 )
通iW疏水^^1^i行表面處理、實現親7K化的方法，除了紫外線處理之 夕卜，還有等離子體處理、臭M理、電暈處理、電子M理、^Ut^:理、粒子 注入、噴賊處理、鏡面處理等，能夠得到相同的效果。但是，除了噴賊處理和 鏡面處理"卜，絕緣體與高壓電極2的前端部2a—^A化，所以在釆用其它樹 15 脂覆蓋前端部2a之後，必須進行處理。 (0055 )
如上所述，實施方式5相關的殺菌裝置，通過^高壓電極的絕緣體採用 親7JO性的材料，生成的氣泡不會在高壓電極附近滯留，而是順暢地向接地電極 一側移動，增強了水的噴流力，有望能夠得到以前沒有的、提高了殺菌效果的 20 絲錄。 (0056 ) 實施方式6。
圖15表示為本發明實施方式6相關的殺菌裝置的概略斷面圖。 如圖15所示，在實施方式6相關殺菌裝置1中，iM^^添加劑的添加劑 25 加注槽21,除了此點"卜，與實施方式l的圖l相同，^j):b4'略其它結構的 相關說明。 (0057 )
在實施方式1中，高壓電極2附姓成的氣泡10的直徑，剛生成時為0.1 jam 數iam, 500ns時直徑;M大到10 ~數100 pm。在實施方式6中，通錄 30被處理水中混入添加劑，生成的氣泡10穩定在數iam左右，微細氣^f、樣存在
19的時間延長。因此，氣^4^身組易帶電，因此噴;M^增大，提高殺菌效率。
(0058 )
作為添加劑加注槽21中供給的添加劑成分，可使用醋酸或者帶羧基以外的 親水性錄(-0H、 -NH2 (伯胺)、-NH-(仲胺)、-N< (叔胺)、-C (0) NH-(肽 5鍵)、-C (0) NH2 (伯,)、(~C (O)) 2NH (仲纖)、(-C (O)) 3N ( t^)、 -0-、 -S03H、 -P04H、 -F、 -N02、 -S (O)-、 -CN)的羧酸。並且，相對於水，可 <^1殘基(羧基)的絲成為0.001 lmol/L為佳，成為O. 01~0.2 mol/L則 更佳。殘J^ML小於0. 001 mol/L時，生成的氧和氫的氣泡直徑有變大的傾向。 ^J^l度大於1 mol/L時，浮起的氣泡有難以破滅的傾向。不過，itX所說的 io殘基的 ，是指M^1^以1個分於中的g (本例中為 0的數量得 到的值。
j)^卜，這種水的pH在4以下為佳，3以下則更好。水的pH大於4時，生 成的氣泡的直^^變大的傾向。 一方面，當添加i&iM^^時，可^fM氯^4內、 氯化鉀、絲酸鈉、期L^鉀等強電離性鹽。希望鹽濃度在0.1重4%以上。 15( 0059 )
自添加劑加注槽;;i^添加劑，使得被處理水中的添加劑^JL達到上ii^變， 採用實施方式1相同的方法，輸入高壓脈衝進行故電。 (0060)
如上所述，實施方式6相關的殺菌裝置，通it^M^l:理水中加入添加劑， 20使得放電生成的氣泡維持在微細狀態，增加了水的噴流逸復，能夠得到以前沒 有的、提高殺菌效率的絲絲。 (0061 ) 實施方式7。
圖16表示在具有冷暖功能的空調機上^X本發明實施方式7相關殺菌裝置 25的概略斷面圖。空氣中的水蒸》、在熱交換器22的表面,皮^卩，在熱交換器22 的表面麟成麟水23 (以下將麟7^#為廢水(drain water ))。因熱交換 器22的表面進行了親水化處理，在一定以上的廢水23附著並開始自然落下， 廢水23被接水盤24回收。接7K盤中設置了本發明相關的殺菌裝置1，去除廢 水中的黴菌和細菌等。 30( 0062 )如上所述，實施方式7中i^X了殺菌裝置的空調機，通過殺菌裝置殺驢
水中的孩&物、黴菌和細菌，抑制接水#面上的黴菌和細菌的發生、退一步
可以抑制汙泥堵塞(slime)的生成，有望得到以前沒有的、減少冷凝泵堵塞的 絲錄。 5( 0063 )
(實施例2 )
圖17表示本發明的實施方式7中iM了殺菌裝置的空調機，對於其熱交 換器上附著的菌體的除菌^^根椐實施例2的實驗結果。以如下^:X條件實施 ,殺菌*為，在實施方式l中，高壓電極2與接地電極3的電極間隙D io 為10ram,以-10kV、 100Hz輸入負極性的樂辦進^^文電。並且，構成殺菌裝置1 的材料，採用與實施例l相同的。 (0064 )
空氣中的7X^化熱交換器22的表面被^HP,在熱交換器22的表面冷凝 成凝結水23。由於熱交換器22的表面ii行了親水化處理,每單位面積0. lmg/cm2
15以上的凝結水23附著時就會開始自然下落，被接水盤24回收。空調扭運轉中， 如果接7JC盤24上的廢水23超過800ml,廢水泵25就開始運轉，廢水23械廢 水泵25排出到空調才A^卜。空調機的運轉結束時，廢水泵25停止，廢水泵25 還未排出的500ml廢水23殘留在接7JC盤23中。實驗糾3 (D)中，廢水23 中繁殖了 105CFU/ml的;U^桿菌，採用除菌裝置1測定^桿菌的菌^itt化。
20並且，為了1^1殺菌裝置的殺菌 ,以tb^條陣2 (E)，進行與實驗務ft 3 (D)同等條降下不;^電的》 ，。 (0065 )
圖17表示為利用殺菌裝置1對接水盤24中的廢水23進行殺菌時，廢水中 菌綠的變化。在實驗^f牛3 (D)下，菌M:從當初的105CFU/ml減少，1小 25時能夠殺菌l位數。另一方面，在tb^條f牛2 (E)中，並^U05CFU/ml上減 少，而^1MJ1增加，1小時反而增加一位數。由此可確認殺菌裝置1的殺菌效 果。
(0066 )
jtk^卜，以空調運轉10小時—殺菌1小時—放置13小時為1個循環，進行 30 30個循環，說明有紐水中的廢水菌m以及汙泥堵S^情況。實驗^H牛3下空調運轉結M， ^it過殺菌裝置1進行殺菌的空調機中，菌落數從105CFU/inl 開始緩慢減少，ii5'J l~102CFU/ml，確i/4^ji汙泥堵塞。另一方面，Hs^條 件2下，在殺菌裝置1不進4^文電、不殺菌的空調機中，菌絲ii^105 107 CFU/ml， 14天左右開始觀蕃到汙泥堵塞。 5( 0067 )
如上所述，空調機中熱交換器採用本發明的殺菌裝置，能夠確認，通it^" 廢7JCii行殺菌處理，能夠抑制接7JC盤中黴菌和細菌的發生，並且能夠取得減少 汙泥i^S^的^^。
(0068 ) io 實施方式8.
圖13表示在實施方式8中，於手乾燥機內設置殺菌裝置的例子中接水盤的 ;flL略斷面圖。通過^127^>顯手26的兩面，7jc滴28被一氣吹飛成為廢水23， 被接水盤24回收。然後，通錄接水盤24 iU的本發明相關殺菌裝置1,去 除廢水23中的黴菌和細菌等。 is( 0069 )
如上所述，實施方式8中，在手幹;^/L中iO:殺菌裝置，殺滅接水盤中廢 水的微生物、黴菌和細菌，有望能夠獲得以前沒有的、抑制接水盤中產生異味 的錄絲。
(0070 ) 20 實施方式9。
圖19在示在實施方式8中，^Mo溼器設置殺菌裝置的實例的概略斷面圖。 如圖19所示，加溼器由為加溼空氣而貯水的!ae:水盒29、 AU^liL件30回j)bjc 的接水盤24、從該接7K盤24向貯水盒29 ^T^水23的配管31、 *貯水盒 29和加溼元件30的配管32等所構成。 25 在接水盤24中詔i殺菌裝置1，通*期對5&存在賒水盒29中的水進行 殺菌，；^it常處於殺菌狀態，不僅j9i水盒29、並蔑可以抑制加i^L件30、接 水盤24等處黴菌的產生。
(0071 )
如上所述，實施方式9中，加溼器中iU了殺菌裝置，加溼器中水分易於 30於積的部分、特別A^溼元件、接水盤等處存在易於出現黴菌的問題，但通過
22加溼器進e^霧殺菌，有望能夠取得以前沒有的、抑制孩組物、黴菌和細菌產
權利要求
1. 殺菌方法，其特徵在於，在浸漬於被處理水中的包括高壓電極和接地電極的放電電極之上，輸入破壞前述被處理水的絕緣、並產生氣泡的高壓脈衝，通過使前述被處理水生成噴流而對被處理水進行殺菌。
2. ^U'j要求1記載的殺菌方法，^f^iE^於，作為,^t理水的添加劑，添 加醋艦者帶有絲以外的親水f生絲(-0H、 -NH2 (伯胺)、-NH-(仲胺)、-N < (她)、一C (0) NH-(肽鍵)、-C (0) NH2 (伯隱)、(-C (O)) 2NH (仲醯 胺)、("C (O)) 3N (^k^)、 -0-、 -S03H、 -P04H、 -F、 -N02、 -S (0) -、 -CN)10 的羧酸之中的至少-"#。
3. 殺菌裝置，^##於*^:在賒存,狄理水的處理槽內iU的至少一對以上的包括側面被施緣體^a的高壓電相^i殳有間隙並相向配置的接地電極 ^t的方欠電電極，以及向前逸故電電^L輸入高壓樂jOf的電源， is 輸Aiiit故電破壞前述^^:理水的鄉魄、並且產生氣泡的高壓l^沖，使前述,狄理^C生成噴流，由》b(^狄理7Xii行殺菌。
4. ^U，漆求3記載的殺菌裝置，^##於，向高壓電極輸入負的高壓脈沖。
5. 權利要求3或WJ要求4記栽的殺菌裝置，其特徵在於，在^t高壓電 20極的^t^^接地電極之間i醒引導噴流流動的介電體筒。
6. ;J5U，漆求3或扭^要求4記載的殺菌裝置，其特徵在於，在M高壓電 極的^^體和接地電極之間iU筒狀的i^慮器。
7. 權利要求3或^U'要求4記栽的殺菌裝置，^#*於，絕緣體由具有 親水性的材料構成。
8.權利要求3或才WJ要求4記載的殺菌裝置，員;^於，糹&^體由軟化 溫度或分解溫度中較低一方^ 300X:以上的具有耐熱性的材料構成。
9.權利要求3或^'J要求4記栽的殺菌裝置，^##於，還M添加劑 加注槽，作為被處理水的添加劑，添加使用醋酸或者帶羧基以外的親水性的殘 基(-0H、 -NH2 (伯胺)、-NH-(仲胺)、-N< (緣)、-C (0) NH-(肽鍵)、-C (0)NH2(伯SW)、 (-C(0))2NH(仲艦)、(-C (O)) 3N -O-、 -S03H、-P(XH、 -F、 -N02、 -S (0) -、 -CN)的^^之中的至少一種。
10. w'j要求3 iuwj要求4記栽的殺菌裝置，^Nr徵在於，電極間隙為1到20咖，高壓電極的前端部以相對於電極間隙在0至0. 1以下的比率範圍從^a前述高壓電極的^^體的前端部突出。
11. ;M，漆求3或;^U'J要求4記栽的殺菌裝置，^#棘於，高壓電極的 前端部比包覆前述高壓電極的^^體的前端部更凹陷。
12. 空調機，^#絲於，包^M'j要求3或庫W決求4記載的殺菌裝置， 具有對接水盤內的水ii行殺菌的功能。
13. 手幹;^置，其特徵在於，包^MU'J要求3或W'J要求4記載的殺菌 io裝置，具有對接水盤內的水進行殺菌的功能。
14. 加溼器，^#絲於，包^^U'漆求3或權利要求4記栽的殺菌裝置， 具有對加溼7JCi^行殺菌、洗滌加^it件的功能。
全文摘要
本發明目的是提供殺菌方法以及殺菌裝置和使用該裝置的空調機、手乾燥機以及加溼器，即使在被處理水滯留情況下也能夠獲得充分的殺菌效果。在貯存被處理水(8)的處理槽(7)內設置的至少一對以上的包括側面被絕緣體(4)包覆的高壓電極(2)和設有間隙並相向配置的接地電極(3)成對的放電電極(6)，和向放電電極(6)輸入高壓脈衝的電源(9)，輸入通過放電破壞被處理水(8)的絕緣、並且高壓脈衝而產生氣泡(10)，被處理水(8)生成噴流(11)，由此對被處理水進行殺菌。由此能夠高效率地處理被處理水中的微生物和細菌。
文檔編號C02F1/467GK101486502SQ200810190989
公開日2009年7月22日 申請日期2008年12月19日 優先權日2007年12月20日
發明者谷村泰宏, 野村亞加音, 野田清治 申請人:三菱電機株式會社