-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidreinigungsvorrichtung und
ein Fluidreinigungsverfahren, die ein zu behandelndes Fluid wie
z. B. Badewasser, Schwimmbadwasser, häusliches Abwasser oder
Industrieabwasser desinfizieren/reinigen.
-
Technischer Hintergrund
-
Herkömmlicherweise
umfassen Reinigungsvorrichtungen, die Wasser wie z. B. Badewasser, Wasser
für Schwimmbäder oder Wasser für die
Viehzucht desinfizieren/reinigen eine Wasserreinigungsvorrichtung,
die ein Filtrationsmittel, das ein zu reinigendes Mittel filtriert,
und ein Desinfektionsmittel umfassen, das aus einem Photokatalysator,
der vorgesehen ist, um mit dem zu reinigenden Wasser in Kontakt
zu stehen, und einer Lichtquelle zusammengesetzt ist, die den Photokatalysator
bestrahlt (siehe z. B. Patentdokument 1).
-
Diese
Wasserreinigungsvorrichtung reinigt das zu reinigende Wasser mithilfe
des Photokatalysators und der Lichtquelle, die eine Fluoreszenzlampe
oder eine UV-Lampe umfasst.
-
Zwischenzeitlich
gibt es eine Wasserbehandlungsvorrichtung, in der ein Material mit
einer großen Oberfläche in einem Reaktionsbehälter
vorgesehen ist, der in dem Leitungssystem, durch welches das zu
behandelnde Wasser wie z. B. Badewasser strömt, vorgesehen
ist, eine UV-Lichtquelle, die das Material mit der großen
Oberfläche mit UV-Strahlen bestrahlt, vorgesehen ist, und
ein Ozoneinleitungsmittel, das Ozon an der oberstromigen Seite des
Reaktionsbehälters einleitet, vorgesehen ist (siehe z.
B. Patentdokument 2).
-
Diese
Wasserbehandlungsvorrichtung leitet Ozon mithilfe des Ozoneinleitungsmittels
in das zu behandelnde Wasser ein, strahlt UV-Strahlen von der Außenfläche
des Reaktionsbehälters, der derart gebildet ist, dass er
transparent ist, und bildet einen Photokatalysator auf der Oberfläche
des Materials mit der großen Oberfläche in dem
Reaktionsbehälter, wodurch das zu behandelnde Wasser durch
das Ozon und den Photokatalysator gereinigt wird.
-
Des
Weiteren gibt es eine Fluidreinigungsvorrichtung, in der ein Reaktionsbehälter
mit einem doppelten Rohr, das ein äußeres Rohr
und ein inneres Rohr aufweist, in einer Zwischenposition des Leitungssystems,
durch welches ein zu behandelndes Fluid wie z. B. Badewasser strömt,
vorgesehen ist, eine Elektrode an dem gesamten Umfang des äußeren
Rohres des Reaktionsbehälters positioniert ist, eine weitere
Elektrode, die ein Gegenstück der oben beschriebenen Elektrode
an dem transparenten inneren Rohr vorgesehen ist, das derart vorgesehen ist,
dass es von dem äußeren Rohr in einem vorbestimmten
Abstand beabstandet ist, Sauerstoff oder Luft dem Zwischenraum zwischen
dem äußeren Rohr und dem inneren Rohr zugeführt
wird, während eine Entladung zwischen den Elektroden zwischen dem äußeren
Rohr und dem inneren Rohr erzeugt wird, um so Ozon zu erzeugen,
und das Ozon mit dem zu behandelnden Fluid gemischt wird, um es
zu reinigen (siehe z. B. Patentdokument 3).
-
In
dem Reaktionsbehälter ist das äußere Rohr
aus Edelstahl gebildet, während das innerer Rohr aus Quarzglas
oder Borsilikatglas gebildet ist, und eine der Elektroden der Seite
des äußeren Rohres dient als eine Erdelektrode.
-
In
der Fluidreinigungsvorrichtung ist ein Photokatalysator in dem inneren
Rohr eingebaut, die UV-Strahlen, die durch die Entladung erzeugt
werden, um Ozon zu erzeugen, werden verwendet, um zu bewirken, dass
der Photokatalysator aktiviert wird und in Funktion tritt, und das
zu behandelnde Fluid wird durch das Ozon und den Photokatalysator
gereinigt.
- Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. H8-89
725
- Patentdokument 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr.
2004-154 742
- Patentdokument 3: Offengelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr.
2004-223 345 .
-
Offenlegung der Erfindung
-
Allerdings
wird bei der Wasserreinigungsvorrichtung des Patentdokuments 1 versucht,
die Desinfektionsleistung zu verbessern, indem die Desinfektion
durch den Photokatalysator und die Lichtquelle durchgeführt
wird, anstatt einer Desinfektion, die nur durch eine UV-Lampe durchgeführt
wird; dies kann jedoch nicht so betrachtet werden, dass die Desinfektionsleistung
in der Lage ist, das zu behandelnde Wasser ausreichend zu desinfizieren.
-
In
der Wasserbehandlungsvorrichtung des Patentdokuments 2 kann, da
Ozon in das zu behandelnde Wasser eingeleitet wird, die Desinfektionsleistung
dadurch verbessert werden, dass Ozon eine starke Desinfektionswirkung
zusätzlich zu dem Photokatalysator besitzt. Allerdings
besitzt in diesem Fall die Wasserbehandlungsvorrichtung den Aufbau,
in dem das Ozoneinleitungsmittel als eine weitere Vorrichtung in
der oberstromigen Seite des Reaktionsbehälters vorgesehen
ist und Ozon separat durch das äußere Ozoneinleitungsmittel
erzeugt wird; daher bestand das Problem, dass die gesamte Vorrichtung komplex
und groß wird.
-
Die
Fluidreinigungsvorrichtung des Patentdokuments 3 soll die Probleme
des Patentdokuments 2 lösen, indem das Ozon und der Photokatalysator
in dem Reaktionsbehälter, der das doppelte Rohr umfasst,
erzeugt wird, und das zu behandelnde Fluid mittels eines einfachen
Aufbaus gereinigt wird, während die starke Desinfektionswirkung
von Ozon eingesetzt wird. Da diese Fluidreinigungsvorrichtung jedoch
den Aufbau besitzt, in dem das äußere Rohr des
Reaktionsbehälters ein Metall ist, das aus Edelstahl zusammengesetzt
ist, und das innere Rohr ein dielektrischer Körper ist,
der aus einem transparenten Glas zusammengesetzt ist, wurde das
folgende Problem neu geschaffen.
-
Im
Speziellen wird in der Fluidreinigungsvorrichtung eine Entladung
zwischen den Elektroden des Reaktionsbehälters erzeugt
und wenn die Elektrode auf der Außenflächenseite
des inneren Rohres vorgesehen ist, um die Entladung in dem Fall
zu erzeugen, in dem die Elektrode zwischen dem inneren Rohr und
dem äußeren Rohr vorgesehen ist, um die Entladung
zu erzeugen, bestand das Problem, dass eine Bogenentladung auftritt
und ein lautes Geräusch erzeugt wird.
-
Andererseits
findet, wenn die Elektrode in engen Kontakt mit der Innenflächenseite
des inneren Rohres gebracht wird, eine stille Entladung statt, und das
Problem der Erzeugung des Geräusches kann gelöst
werden. Allerdings wird, wenn die Elektrode der Innenflächenseite
des inneren Rohres geladen wird, sodass sie in diesem Fall zu einer
Hochspannungsseite wird, und wenn das Fluid, das innerhalb des inneren
Rohres strömt, flüssig ist, die Flüssigkeit geladen,
sodass sie eine Hochspannung führt. Infolgedessen bestand
die Möglichkeit, dass das mit dem inneren Rohr verbundene
Rohr auf eine Hochspannung geladen werden kann und ein gefährlicher
Zustand herbeigeführt werden kann. Darüber hinaus
ist eine Schutzvorrichtung notwendig, wenn die Innenflächenseite
auf diese Weise auf eine Hochspannung geladen wird; allerdings war
die Befestigung der Schutzvorrichtung schwierig.
-
Selbst
wenn das äußere Rohr dazu gebracht wird, dass
es geladen ist, sodass es eine Hochspannungsseite ist, können
nachteilige Effekte auf der Außenseite des äußeren
Rohres auftreten; daher war eine Schutzvorrichtung einer Hochspannungsstromversorgung
erforderlich.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde als ein Ergebnis extensiver Studien
im Hinblick auf die vorhergehenden Tatsachen entwickelt, und es
ist ein Ziel davon, eine Fluidreinigungsvorrichtung und ein Fluidreinigungsverfahren
vorzusehen, die in der Lage sind, hochwertige Desinfektions-/Reinigungsfunktionen
mittels eines einfachen Aufbaus durchzuführen, und es ist
ein weiteres Ziel, die Fluidreinigungsvorrichtung und das Fluidreinigungsverfahren
vorzusehen, die in der Lage sind, die Erzeugung von Geräuschen,
Hochspannungsladung und dergleichen bei der Desinfektion/Reinigung
eines zu behandelnden Fluids, das aus einer Flüssigkeit
wie z. B. Wasser zusammengesetzt ist, zu unterdrücken,
und die Desinfektions-/Reinigungsfunktionen in einem stabilen Zustand
auszuüben.
-
Um
die oben beschriebenen Ziele zu erreichen ist die Erfindung gemäß Anspruch
1 eine Fluidreinigungsvorrichtung, wobei ein inneres Rohr, das aus
einem nicht leitfähigen Material zusammengesetzt ist, und
ein äußeres Rohr, das von dem inneren Rohr mit
einem vorbestimmten Zwischenraum beabstandet und aus einem nicht
leitfähigen Material zusammengesetzt ist, konzentrisch
vorgesehen sind, und ein leitfähiges Element an einem Teil
des oder dem gesamten Umfang/s der Innenseite des äußeren
Rohres befestigt ist, um eine Elektrode vorzusehen und so einen
Vorrichtungshauptkörper zu bilden; wobei die Fluidreinigungsvorrichtung
eine Flüssigkeitsreinigungsfunktion besitzt, die, wenn
eine Spannung an die Elektrode des Vorrichtungshauptkörpers angelegt
wird, eine Entladung in dem Zwischenraum durchführt, indem
sie ein zu behandelndes Fluid, das aus einer Flüssigkeit
wie z. B. Wasser zusammengesetzt ist, die/das innerhalb des inneren
Rohres strömt, als eine Erdelektrode verwendet, um zu bewirken,
dass ein Gas wie z. B. Sauerstoff oder Luft, das/die in dem Zwischenraum
strömt, zur Reaktion gebracht wird, um Ozon zu erzeugen,
und das Ozon mit dem zu behandelnden Fluid mischt, um so das Fluid
zu reinigen.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 2 ist eine Fluidreinigungsvorrichtung,
wobei ein inneres Rohr, das aus einem nicht leitfähigen
Material zusammengesetzt ist, und ein äußeres
Rohr, das von dem inneren Rohr mit einem vorbestimmten Zwischenraum beabstandet
und aus einem nicht leitfähigen Material zusammengesetzt
ist, konzentrisch vorgesehen sind, ein leitfähiges Element
an einem Teil des oder dem gesamten Umfang/s der Innenseite des äußeren Rohres
befestigt ist, um eine Elektrode vorzusehen, und ein leitfähiges
Element mit einer Breite, die der Breite der Elektrode des äußeren
Rohres entspricht oder größer ist als diese, an
der Innenseite des inneren Rohres befestigt ist, um eine weitere
Elektrode vor zusehen, um so einen Vorrichtungshauptkörper zu
bilden; wobei die Fluidreinigungsvorrichtung eine Gasreinigungsfunktion
besitzt, die, wenn eine Spannung zwischen den Elektroden des Vorrichtungshauptkörpers
angelegt wird, eine Entladung in dem Zwischenraum durchführt,
um zu bewirken, dass ein Gas wie z. B. Sauerstoff oder Luft, das/die
in dem Zwischenraum strömt, zur Reaktion gebracht wird, um
Ozon zu erzeugen, und das Ozon mit einem zu behandelnden Fluid mischt,
das aus einem innerhalb des inneren Rohres strömenden Gas
zusammengesetzt ist, um so das Fluid zu reinigen.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 3 ist die Fluidreinigungsvorrichtung,
wobei ein Photokatalysator in dem inneren Rohr gebildet ist.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 4 ist die Fluidreinigungsvorrichtung,
wobei das äußere Rohr und das innere Rohr aus
einem transparenten oder halbtransparenten Material gebildet sind
und eine UV-Lichtquelle, die die äußere Umfangsseite
des äußeren Rohres mit UV-Licht bestrahlt, vorgesehen
ist.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 5 ist die Fluidreinigungsvorrichtung,
wobei die UV-Lichtquelle eine elektrodenlose Entladungsröhre
ist.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 6 ist die Fluidreinigungsvorrichtung,
wobei das Gas, das in dem Zwischenraum zwischen dem äußeren
Rohr und dem inneren Rohr strömt, durch eine Vorrichtung
wie z. B. eine Verdichtungsvorrichtung mit einem Druck von 0,2 bis
1 MPa beaufschlagt wird und dann einer Strömungsregelungseinstellung
von 1 bis 20 l/min durch einen Fluidregler unterzogen wird.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 7 ist die Fluidreinigungsvorrichtung,
wobei das Gas, das in dem Zwischenraum zwischen dem äußeren
Rohr und dem inneren Rohr strömt, durch eine Vorrichtung
wie z. B. eine Verdichtungsvorrichtung mit einem Druck von 0,2 bis
1 MPa beaufschlagt wird, dann durch einen Lufttrockner geleitet
wird und dann einer Strömungsregelungseinstellung von 1
bis 20 l/min durch einen Fluidregler unterzogen wird.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 8 ist die Fluidreinigungsvorrichtung,
wobei ein rohrförmiger Körper an einer oberstromigen
Seite des Vorrichtungshauptkörpers befestigt ist und mindestens
ein Haarsieb befestigbar/abnehmbar innerhalb des rohrförmigen
Körpers enthalten ist.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 9 ist ein Fluidreinigungsverfahren,
wobei ein inneres Rohr, das aus einem nicht leitfähigen
Material zusammengesetzt ist, und ein äußeres
Rohr, das von dem inneren Rohr mit einem vorbestimmten Zwischenraum
beabstandet und aus einem nicht leitfähigen Material zusammengesetzt
ist, konzentrisch vorgesehen werden; ein leitfähiges Element
an einem Teil des oder dem gesamten Umfang/s der Innenseite des äußeren
Rohres befestigt wird, um eine Elektrode vorzusehen; wenn eine Spannung
an die Elektrode angelegt wird, eine Entladung in dem Zwischenraum durchgeführt
wird, indem ein zu behandelndes Fluid, das aus einer Flüssigkeit
wie z. B. Wasser zusammengesetzt ist, die/das innerhalb des inneren
Rohres strömt, als eine Erdelektrode verwendet wird, um
so zu bewirken, dass ein Gas wie z. B. Sauerstoff oder Luft, das/die
in dem Zwischenraum strömt, zur Reaktion gebracht wird,
um Ozon zu erzeugen; und das Ozon mit dem zu behandelnden Fluid
gemischt wird, um so das Fluid zu reinigen.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 10 ist ein Fluidreinigungsverfahren,
wobei ein inneres Rohr, das aus einem nicht leitfähigen
Material zusammengesetzt ist, und ein äußeres
Rohr, das von dem inneren Rohr mit einem vorbestimmten Zwischenraum beabstandet
und aus einem nicht leitfähigen Material zusammengesetzt
ist, konzentrisch vorgesehen werden; ein leitfähiges Element
an einem Teil des oder dem gesamten Umfang/s der Innenseite des äußeren
Rohres befestigt wird, um eine Elektrode vorzusehen; ein leitfähiges
Element mit einer Breite, die der Breite der Elektrode des äußeren
Rohres entspricht oder größer ist als diese, an
der Innenseite des inneren Rohres befestigt wird, um eine weitere Elektrode
vorzusehen; wenn eine Spannung zwischen den Elektroden des Vorrichtungshauptkörpers angelegt
wird, eine Entladung in dem Zwischenraum durchgeführt wird,
um zu bewirken, dass ein Gas wie z. B. Sauerstoff oder Luft, das/die
in dem Zwischenraum strömt, zur Reaktion gebracht wird,
um Ozon zu erzeugen; und das Ozon mit einem zu behandelnden Fluid
gemischt wird, das aus einem innerhalb des inneren Rohres strömenden
Gas zusammengesetzt ist, um so das Fluid zu reinigen.
-
Die
Erfindung gemäß Anspruch 11 ist das Fluidreinigungsverfahren,
wobei ein Photokatalysator in dem inneren Rohr gebildet wird und
bewirkt wird, dass der Photokatalysator durch UV-Licht in Funktion
tritt, das erzeugt wird, wenn die Entladung in dem Zwischenraum
durchgeführt wird.
-
In
dem Fluidreinigungsverfahren nach Anspruch 11, ist die Erfindung
gemäß Anspruch 12 das Fluidreinigungsverfahren,
wobei eine UV-Lichtquelle in der äußeren Umfangsseite
des äußeren Rohres vorgesehen wird und bewirkt
wird, dass der Photokatalysator durch das UV-Licht der UV-Lichtquelle
in Funktion tritt.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 1 kann die Fluidreinigungsvorrichtung,
die in der Lage ist, hochwertige Desinfektions-/Reinigungsfunktionen
auszuüben, indem sie eine große Menge an Ozon
erzeugt und dieses mittels eines einfachen Aufbaus mit dem zu behandelnden
Fluid effektiv mischt, und die Fluidreinigungsvorrichtung, die in
der Lage ist, wenn das zu behandelnde Fluid flüssig ist,
die Desinfektions-/Reinigungsfunktionen auszuüben und dabei
die Erzeugung von lauten Geräuschen und das Aufladen der
Leitungssystems auf eine Hochspannung zu unterdrücken,
indem es eine Entladung durch eine stille Entladung durchführt,
vorgesehen werden. Darüber hinaus kann Ozon in einem stabilen
Zustand erzeugt werden, da die Schutzvorrichtung nicht erforderlich
ist.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 2 kann die Fluidreinigungsvorrichtung,
die in der Lage ist, sicher eine große Menge an Ozon zu
erzeugen, selbst wenn das zu behandelnde Fluid ein Gas ist, und
die Fluidreinigungsvorrichtung, die eine hochwertige Desinfektions-/Reinigungswirkung
aufweist, indem sie das Ozon mit dem zu behandelnden Fluid mischt,
vorgesehen werden.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 3 kann die Fluidreinigungsvorrichtung,
die in der Lage ist, das zu behandelnde Fluid mittels des Photokatalysators
effektiv zu desinfizieren/reinigen, indem sie bewirkt, dass UV-Strahlen, die
durch Entladung von der Elektrode erzeugt werden, auf den Photokatalysator
wirken, vorgesehen werden.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 4 kann die Fluidreinigungsvorrichtung,
die in der Lage ist, den Photokatalysator effektiv mit dem UV-Licht
von der UV-Lichtquelle zu bestrahlen und die De sinfektions-/Reinigungsfunktionen durch
den Photokatalysator durch das UV-Licht deutlich zu verbessern,
vorgesehen werden.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 5 kann die Fluidreinigungsvorrichtung,
die in der Lage ist, zu bewirken, dass die UV-Lichtquelle Licht
aussendet, ohne Elektroden vorzusehen, den Aufbau vereinfacht und
Kosten reduziert, indem Zusatzgeräte oder dergleichen,
die bewirken, dass die UV-Lichtquelle Licht aussendet, weggelassen
werden, vorgesehen werden.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 6 kann die Fluidreinigungsvorrichtung,
die in der Lage ist, Ozon aus dem Sauerstoff oder der Luft, der/die
zwischen dem äußeren Rohr und dem inneren Rohr
strömt, effektiv zu erzeugen, vorgesehen sein; des Weiteren,
in Übereinstimmung mit der Erfindung gemäß Anspruch
7 kann die Fluidreinigungsvorrichtung, die in der Lage ist, Ozon
effektiver zu erzeugen, indem sie eine Taukondensation des Sauerstoffs
oder der Luft verhindert und den/die zugeführten Sauerstoff
oder Luft ohne Abfall verwendet, vorgesehen werden.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 8 können
vermischte Stoffe wie z. B. Haare oder Abfall, die in dem zu behandelnden
Fluid vermischt sind, entfernt werden, und das Gesamte kann verdichtet
werden. Wenn die Fluidreinigungsvorrichtung ausgetauscht werden
muss, kann dies lediglich durch ein Abnehmen des Vorrichtungshauptkörpers
von dem rohrförmigen Körper geschehen und der
für den Austausch erforderliche Arbeitsraum kann reduziert
werden.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 9 kann das Fluidreinigungsverfahren, das
in der Lage ist, hochwertige Desinfektions- /Reinigungsfunktionen
auszuüben, indem es eine große Menge an Ozon erzeugt
und dieses mittels eines einfachen Aufbaus effektiv mit dem zu behandelnden Fluid
mischt; und, wenn das zu behandelnde Fluid flüssig ist,
ist das Fluidreinigungsverfahren in der Lage, die Desinfektions-/Reinigungsfunktionen
auszuüben, indem es eine Entladung durch eine stille Entladung
durchführt, und so die Erzeugung von lauten Geräuschen
und das Aufladen des Leitungssystems auf eine Hochspannung zu unterdrücken.
Darüber hinaus kann Ozon in einem stabilen Zustand erzeugt werden,
da die Schutzvorrichtung nicht erforderlich ist.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist das Fluidreinigungsverfahren
in der Lage, sicher eine große Menge an Ozon zu erzeugen,
selbst wenn das zu behandelnde Fluid ein Gas ist, und das Fluidreinigungsverfahren
ist in der Lage, die Desinfektions-/Reinigungswirkung zu verbessern,
indem es das Ozon effizient mit dem zu behandelnden Fluid mischt.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist das Fluidreinigungsverfahren
in der Lage, das zu behandelnde Fluid mittels des Photokatalysators
effektiv zu desinfizieren/reinigen, indem es bewirkt, dass die UV-Strahlen,
die durch die Entladung von der Elektrode erzeugt werden, auf den Photokatalysator
wirken.
-
In Übereinstimmung
mit der Erfindung gemäß Anspruch 12 ist das Fluidreinigungsverfahren
in der Lage, den Photokatalysator effektiv mit dem UV-Licht von
der UV-Lichtquelle zu bestrahlen und die Desinfektions-/Reinigungsfunktionen,
die durch den Photokatalysator realisiert werden, durch das UV-Licht
deutlich zu verbessern.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine schematische graphische Darstellung, die ein Fluidreinigungssystem
zeigt;
-
2 ist
eine Vorderansicht, die ein Beispiel einer Fluidreinigungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptteils
von 2;
-
4 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen der Spannung bei Entladung
und der erzeugten Menge an Ozon zeigt;
-
5 ist
ein Graph, der die Erzeugungseffizienz von Ozon in Abhängigkeit
von der Differenz der Spaltbreite zwischen einem äußeren
Rohr und einem inneren Rohr zeigt;
-
6 ist
eine schematische graphische Darstellung, die ferner ein weiteres
Beispiel des Fluidreinigungssystems zeigt; und
-
7 ist
eine schematische graphische Darstellung, die ein weiteres Beispiel
des Fluidreinigungssystems zeigt.
-
Die beste Art, die Erfindung auszuführen
-
Ein
Beispiel einer Fluidreinigungsvorrichtung und eines Fluidreinigungsverfahrens
in der vorliegenden Erfindung werden im Detail auf der Grundlage
einer Ausführungsform beschrieben.
-
In 1 ist
eine schematische graphische Darstellung eines Fluidreinigungssystems
gezeigt, das eine Fluidreinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
verwendet, wobei das Fluidreinigungssystem 1, das eine
Flüssigkeit wie z. B. Wasser als ein zu behandelndes Fluid
behandelt, in der vorliegenden Ausführungsform in einer
heißen Quelle, einer Gesundheitseinrichtung und dergleichen
verwendet wird, und zirkulierendes heißes Wasser eines
Bades als ein zu behandelndes Fluid (zu behandelndes Wasser) W behandelt.
-
In
dem Fluidreinigungssystem 1 wird das zu behandelnde Wasser
W in einem Bad 2 zurückgehalten und das zu behandelnde
Wasser W ist derart angeordnet, dass es im Kreislauf geführt
wird, indem ein Haarsieb 4, ein Vorrichtungshauptkörper 10 der Fluidreinigungsvorrichtung,
eine Zirkulationspumpe 5, ein Filterkessel 6 und
ein Wärmeaustauscher 7 durch ein Zirkulationsleitungssystem 3 verbunden sind.
-
Das
Haarsieb 4 ist vor dem Vorrichtungshauptkörper 10 vorgesehen,
um grobe Verunreinigungen wie z. B. Haare, Abfall und dergleichen,
die in dem zu behandelnden Wasser W des Bades 2 vermischt
sind, verhältnismäßig zu sammeln. Rohrförmige
Körper 21, 22, die später in
größerem Detail beschrieben werden, sind an dem
Vorrichtungshauptkörper 10 befestigt, und unter
diesen ist zumindest in dem rohrförmigen Körper 21 der
oberstromigen Seite zumindest das Haarsieb 4 befestigbar/abnehmbar enthalten.
-
Die
Zirkulationspumpe 5 ist derart angeordnet, dass sie das
zu behandelnde Wasser W des Bades 2 nach oben pumpt und
das Wasser in dem Zirkulationsleitungssystem 3 im Kreislauf
führt. Der Filterkessel 6 ist in der unterstromigen
Seite der Zirkulationspumpe 5 vorgesehen und ist derart
vorgesehen, dass er in der Lage ist, feine Fremdstoffe und dergleichen
zu filtern und zu entfernen, die von dem Haarsieb 4 nicht
gesammelt werden können. Der Wärmeaustauscher 7 ist
in der unterstromigen Seite des Filterkessels 6 vorgesehen,
um die Temperatur des zu behandelnden Wassers W auf eine vorbestimmte
Temperatur zu erhöhen.
-
Das
Leitungssystem 3a weist allgemein einen negativen Druck
auf, da es sich um eine primäre Seite der Pumpe handelt,
und das Leitungssystem 3b der Pumpensekundärseite
weist einen positiven Druck auf. Ein verzweigtes Rohr 3c,
das von dem Teil vor dem Wärmeaustauscher 7, an
dem der positive Druck am höchsten ist, abzweigt, ist mit
einer Mischvorrichtung (Ejektor) 14 verbunden und ermöglicht die
Mischung aus Ozon und dem zu behandelnden Fluid W.
-
Getrennt
von dem Zirkulationsleitungssystem 3 ist ein Luftleitungssystem 11 mit
dem Vorrichtungshauptkörper 10 verbunden; und
ein Filter 12, eine Luftpumpe 13 und ein Ejektor 14 sind
an dem Luftleitungssystem 11 vorgesehen. Der Filter 12 entfernt
Fremdstoffe wie z. B. Staub, die/der in ein Gas wie z. B. Sauerstoff
oder Luft gemischt sind/ist, welches durch die Luftpumpe 13 angesaugt
wird, und sie sind derart vorgesehen, dass das Gas durch die Luftpumpe 13 über
das Luftleitungssystem 11 und den Ejektor 14 dem
Vorrichtungshauptkörper 10 zugeführt
werden kann.
-
Der
Ejektor 14 ist an einem Teil vor dem Vorrichtungshauptkörper 10 befestigt
und ist derart ausgebildet, dass er eine ringförmige Form
besitzt, die nicht gezeigt ist, indem eine Keramik oder ein Metall als
Material verwendet wird. Infolgedessen wird das Gas von der Luftpumpe 13 mit
dem Fluid aus dem verzweigten Rohr 3c gemischt, wodurch
bewirkt wird, dass es wie feine Blasen wird und diese zu der Seite des
Vorrichtungshauptkörpers 10 ausgetragen werden.
-
In
den 2 und 3 ist der Vorrichtungshauptkörper 10 durch
Kombinieren eines Gehäusehauptkörpers 20,
rohrförmiger Körper 21 und 22, die
als ein Kanal des zu behandelnden Fluids W dienen, gebildet, und
weist oberstromige/unterstromige Seiten, eine Hochspannungs-Stromversorgung 24, und
einen Ozonversorgungskanal 25 auf, und dieser ist mit einem
Regelventil 26 und dem oben beschriebenen Ejektor 14 kombiniert.
-
Innerhalb
des Gehäusehauptkörpers 10, wie in 3 gezeigt,
sind ein inneres Rohr 27, das in seiner Innenseite einen
Fluidkanal 29 aufweist, durch den das zu behandelnde Wasser
W strömt, und ein äußeres Rohr 28,
das von dem inneren Rohr 27 mit einem vorbestimmten Abstand
oder Zwischenraum S beabstandet ist, vorgesehen. Der Spalt des Zwischenraumes
S des inneren Rohres 27 und des äußeren
Rohres 28 ist z. B. ein Spalt von etwa 0,5 bis 2 mm und,
da das innere Rohr 27 und das äußere
Rohr 28 konzentrisch vorgesehen sind, wird der Spalt in der
Umfangsrichtung gleichmäßig.
-
In
diesem Fall, wie in 5. gezeigt, liegt der Spalt
des Zwischenraumes vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa
0,6 bis 1,5 mm, wobei die Ausbeute selbst in Bezug auf verschiede
Spannungen erhöht ist, und die erzeugte Menge an Ozon,
die später beschrieben wird, kann erhöht werden.
-
Das
innere Rohr 27 und das äußere Rohr 28 sind
aus einem nicht leitfähigen Material gebildet und sind
z. B. aus einem transparenten oder halbtransparenten Glasmaterial
gebildet, das den Durchgang von UV-Strahlen zulässt. Es
ist wünschenswert, dass das Glasmaterial ein Material ist,
das einen Durchgang von UV-Strahlen problemlos zulässt,
z. B. Quarzglas, Borosilikatglas und dergleichen; insbesondere Borosilikatglas
und Hochsilikatglas sind vergleichsweise kostengünstig
und normale Materialien davon können ohne Modifikationen
verwendet werden; allerdings ist, wenn die Punkte der UV-Strahlendurchlässigkeit,
der thermische Widerstand, die Festigkeit und dergleichen in Betracht
gezogen werden, Quarzglas am stärksten zu bevorzugen.
-
Ein
leitfähiges Material ist auf der Innenseite des äußeren
Rohres 28 vorgesehen, sodass es sich um eine Elektrode 30 handelt,
die zur Hochspannungsaufladung dient, und die Elektrode 30 ist
mit der nicht gezeigten positiven Seite der Hochspannungs-Stromversorgung 24 verbunden,
die außerhalb des äußeren Rohres 28 vorgesehen
ist. Wenn eine Spannung durch die Hochspannungs-Stromversorgung 24 an
die Elektrode 30 angelegt wird, wird das äußere
Rohr 28 aufgeladen, sodass es eine Entladung an die Seite
des inneren Rohres 27 durchführen kann. Die Elektrode 30 muss
lediglich eine einfache riemenartige Form besitzen. In der vorliegenden Ausführungsform
ist die Elektrode derart gebildet, dass sie im Querschnitt annähernd
C-förmig ist, und ist derart vorgesehen, dass sie eine
Breite von 10 bis 50 mm entlang einer inneren Umfangsfläche 28a des äußeren
Rohres 28 an einem Teil der inneren Umfangsfläche 28a in
der Umfangsrichtung besitzt. Die Elektrode 30 kann jedoch über
annähernd kreisförmig (Gesamtumfang) entlang der
inneren Umfangsfläche 28a vorgesehen sein.
-
Das
Material der Elektrode 30 ist z. B. Edelstahl und das wie
ein dünner Film gebildete Material wird verwendet; allerdings
kann, anders als in diesem Fall, ein dünner Film, der beständig
gegenüber sowohl Entladungen als auch Ozon ist, gebildet
werden, indem Nickel-Chrom durch Vakuum-Aufdampfen angebracht wird.
Als weitere Materialien können z. B. Aluminium, Kupfer
oder Titan verwendet werden; wenn jedoch Aluminium oder Kupfer verwendet wird,
muss eine Oberflächenbehandlung wie z. B eine Beschichtung
zur Beständigkeit gegenüber Ozon durchgeführt
werden. Wenn allerdings der Feuchtegehalt der Luft und des Sauerstoffes
gering ist, kann es problemlos verwendet werden.
-
Innerhalb
des inneren Rohres 27 ist ein Material 31 mit
einer großen Oberfläche, das aus Titan oder einer
Titanlegierung hergestellt ist und z. B Netze oder Titandrähte,
ein Aggregat von faserartigen Titanmaterialien oder ein anderes
poröses Titanmaterial umfasst, enthalten. Auf dem Material 31 mit
der großen Oberfläche kann im Voraus ein Photokatalysator 32 aus
Titandioxid auf einer ersten Fläche davon gebildet sein;
alternativ, wie später beschrieben, kann der Photokatalysator 32 aus
Titandioxid während der Verwendung durch erzeugtes Ozon
gebildet werden.
-
Wenn
das Material 31 mit der großen Oberfläche
fein gebildet ist, ist die Reaktivität mit Ozon erhöht
und der Photokatalysator 32 kann zuverlässig gebildet
werden. Das Material 31 mit der großen Oberfläche
kann durch ein anderes Material als Titan und die Titanlegierung
gebildet sein und z. B. kann ein Material wie ein Glas, Edelstahl,
Silikagel und dergleichen als das Material mit der großen
Oberfläche verwendet werden.
-
In
der äußeren Umfangsseite des äußeren Rohres 28 ist
eine UV-Lichtquelle 34 wie z. B. eine Fluoreszenzlampe
angeordnet, die UV-Licht ausstrahlt. Die UV-Lichtquelle 34 soll
wünschenswerterweise einen großen Betrag an UV-Licht
(z. B. mit einer Wellenlänge von 410 nm oder weniger) enthalten,
was bewirkt, dass der Photokatalysator 32 des Titandioxids
effektiv positive Löcher und Elektronen erzeugt und die
Lichtquelle kann z. B. eine UV-Lampe, eine Niederdruck/Hochdruck-Quecksilberdampflampe
oder eine Fluoreszenzlampe mit einer Wellenlänge von 300
bis 400 nm sein. Des Weiteren kann die Lichtquelle eine Anordnung
aus einer Vielzahl von LEDs sein, die UV-Licht ausstrahlen. Wenn LED-Lampen
verwendet werden, kann die Haltbarkeit verlängert werden
und es kann auch eine Miniaturisierung ermöglicht werden.
Des Weiteren kann, da auch der Wärmewert unterdrückt
werden kann, eine effizientere Reinigung eines Fluids durchgeführt werden.
-
Wenn
die UV-Lichtquelle 34 derart gebildet ist, dass sie eine
beliebige von verschiedenen Formen wie z. B. eine lineare (gerade)
Form, eine zylindrische (kreisförmige) Form, eine Spiralform
und eine Wellenform aufweist, kann bewirkt werden, dass der Photokatalysator 32 effizienter
funktioniert. Des Weiteren ist die UV-Lichtquelle 34 der
vorliegenden Ausführungsform eine elektrodenlose Entladungsröhre, die
eine Entladung ohne Elektroden durchführen kann; daher
wird bewirkt, dass sich die elektrodenlose Entladungsröhre 34 bei
einer Entladung zur Ozonerzeugung neben der Elektrode 30 befindet,
sodass sie vorgesehen ist, in der Lage zu sein, Licht ohne Elektroden
auszusenden. Um die elektrodenlose Entladungsröhre 34 hell
zu erleuchten, wird die Elektrode 30 mit einer hohen Frequenz
zur Verwendung bei einer Hochspannung bevorzugt. Des Weite ren kann
die UV-Lichtquelle 34, anders als die elektrodenlose Entladungsröhre,
solch eine Art verwenden, bei der normale Elektroden vorgesehen
sind, um Licht auszusenden.
-
In
der weiter äußeren Umfangsseite des äußeren
Rohres 28 ist ein Schutzrohr 35 mit einer Isoliereigenschaft
vorgesehen, wodurch ein Wärmeisolierungs-Zwischenraum S1 zwischen dem äußeren Rohr 28 und
dem Schutzrohr 35 gebildet ist, und die UV-Lichtquelle 34 ist
in dem Wärmeisolierungs-Zwischenraum S1 beherbergt.
Um das Entladungslicht durch die UV-Lichtquelle 34 und
die Elektrode 30 effektiv auszustrahlen, kann nicht gezeigtes
Aluminium oder dergleichen auf die Innenflächenseite des Schutzrohres 35 durch
ein Mittel wie z. B. Aufdampfen gastiert werden; und in diesem Fall
kann, da UV-Licht und dergleichen reflektiert werden können, eine
Ausstrahlung mit hoher Effizienz durchgeführt werden.
-
Das
innere Rohr 27, das äußere Rohr 28 und das
Schutzrohr 35 sind durch Befestigungsrohre 36 und 37 integriert,
und O-Ringe 38 und 39, die z. B. aus EPDM (ternäres
Copolymer aus Ethylen, Propylen und einem Dienmonomer zur Vernetzung)
hergestellt sind, sind zwischen dem inneren Rohr 27 und dem äußeren
Rohr 28 und den Befestigungsrohren 36 und 37 befestigt;
daher ist ein Entweichen von Ozon und dem zu behandelnden Wasser
W nach außen eliminiert und die Befestigungsrohre 36 und 37 können
bei einer Zerlegung zur Wartung oder dergleichen einfach abgenommen
werden.
-
Nach
dem Kombinieren der Befestigungsrohre 36 und 37 werden
Luftkanäle 36b und 37b, die in den Befestigungsrohren 36 und 37 gebildet
sind, mit dem Zwischenraum S verbunden; und wenn ein Gas wie z.
B. Luft oder Sauerstoff von einem in dem Befestigungsrohr 37 vorgesehenen
Einlass 37a eingeleitet wird, strömt das Gas über
den Luftkanal 36b durch den Zwischenraum S und kann dann
aus einem Auslass 36a über einen Luftkanal 36b in
dem Befestigungsrohr 36 ausgetragen werden. Das Rückschlag-
oder Regelventil 26 ist an einer Zwischenposition des Ozonversorgungskanals 25,
der mit dem Auslass 36a verbunden ist, vorgesehen; daher
gelangt das aus dem Auslass 36a ausgetragene Ozon durch
das Regelventil 26, wobei der Durchsatz des Fluids aus
dem verzweigten Rohr 3c durch einen nicht gezeigten schmalen
Pfad innerhalb des Ejektors 14 erhöht wird, und
es wird in einem gemischten Zustand aus dem rohrförmigen
Körper 21 zugeführt.
-
Eine
Ozonversorgungsöffnung 21b ist mit einem Fluidkanal 29 verbunden
und ist derart vorgesehen, dass Ozon mit dem durch den Fluidkanal 29 strömenden,
zu behandelnden Wasser W gemischt wird.
-
Die
rohrförmigen Körper 21 und 22 mit
einer Zuflussöffnung 21a und einer Abflussöffnung 22a sind
mit den Befestigungsrohren 36 und 37 verbunden;
somit strömt das zu behandelnde Wasser W, das von der Zuflussöffnung 21a einströmt,
durch den Fluidkanal 29, wird mit Ozon gemischt und strömt dann
aus der Abflussöffnung 22a aus.
-
In
der Folge wird der Betrieb der oben beschriebenen Ausführungsform
der Fluidreinigungsvorrichtung in der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das zu behandelnde Wasser W wird durch die Zirkulationspumpe 5 unter
Druck gesetzt, in den Filtrationskessel 6 mit einem Druck
eingeleitet, in dem Fremdstoffe und dergleichen entfernt werden,
dann über den Wärmeaustauscher 7 auf
eine bestimmte Temperatur erwärmt und in das Bad 2 zurückgeleitet. In
der oberstromigen Seite der Zirkulationspumpe 5 strömt
das durch die Zirkulationspumpe 5 angesaugte, zu behandelnde
Wasser W von dem Bad 2 in den Vorrichtungshauptkörper 10,
nachdem Haare und dergleichen durch das Haarsieb 4 entfernt
worden sind.
-
Zwischenzeitlich,
wenn ein Gas von dem Einlass 37a des Vorrichtungshauptkörpers 10 durch das
Luftleitungssystem 11 eingeführt wird, wird das Gas
durch den Luftkanal 37b in den Zwischenraum S eingeleitet.
-
An
diesem Punkt, wenn die Elektrode 30, die an dem äußeren
Rohr 28 vorgesehen ist, durch die Hochspannungs-Stromversorgung 24 positiv
aufgeladen ist, dient das zu behandelnde Wasser W, das durch den
Fluidkanal 29 des inneren Rohres 27 strömt,
als eine Erdelektrode und ist negativ geladen, und es erfolgt eine
Entladung von der Elektrode 30 in Richtung der Erdelektrode
(zu behandelndes Wasser W). Die Elektrode 30 besitzt eine
riemenartige Form und das zu behandelnde Wasser W ist flüssig;
daher wird diese Entladung eine stille Entladung und Ozon wird gebildet,
wenn das Gas durch diesen Entladungsabschnitt strömt.
-
Das
erzeugte Ozon strömt durch den Luftkanal 36b,
wird aus dem Auslass 36a ausgetragen, im Zustand von feinen
Blasen aus der Ozonversorgungsöffnung 21b über
das Regelventil 26 und den Ejektor 14 in der oberstromigen
Seite des zu behandelnden Wassers W zugeführt und wird
mit dem zu behandelnden Wasser W von der oberstromigen Seite des
Fluidkanals 29 gemischt. Als Ergebnis kann eine Reinigungsbehandlung
des zu behandelnden Wassers W durch das Ozon durchgeführt
werden.
-
Das
mit dem Ozon gemischte, zu behandelnde Wasser W strömt
durch die Spalte des Materials 31 mit der großen
Oberfläche und UV-Licht wird nach einer Entladung der Elektrode 30 erzeugt.
Wenn dieses UV-Licht den Photokatalysator 32 des Materials 31 mit
der großen Oberfläche bestrahlt, arbeitet die Desinfektions-/Reinigungsfunktion
des Photokatalysators 32 auf die unten beschriebene Weise
und führt dabei gleichzeitig eine Behandlung des zu behandelnden
Wassers W durch.
-
Dann,
da das innere Rohr 27 und das äußere Rohr 28 aus
einem transparenten oder halbtransparenten Glas gebildet sind, kann
das UV-Licht von der UV-Lichtquelle 34 den Photokatalysator 32 mit
hoher Effizienz bestrahlen und die Funktion des Photokatalysators 32 ist
verbessert.
-
Selbst
wenn der Photokatalysator 32 auf der Oberfläche
des Materials 31 mit der großen Oberfläche
abgeblättert ist, ist das Ozon in dem zu behandelnden Wasser
W einer Oxidationsreaktion mit den frei liegenden Titanatomen unterworfen,
sodass der Titandioxid umfassende Photokatalysator 32 immer auf
der Oberfläche des Materials 31 mit der großen Oberfläche
gebildet werden kann.
-
Die
Prinzipien der Desinfektions-/Reinigungswirkung bei Verwendung des
Photokatalysators 32 werden beschrieben. Wenn der Photokatalysator 32 wie
z. B. Titandioxid, das ein Halbleiterstoff ist, mit UV-Licht mit
einer Wellenlänge von 400 nm oder weniger bestrahlt wird,
werden positive Löcher in dem Valenzband erzeugt und Elektronen
werden in dem Leitungsband erzeugt. Das Oxidationspotential der
positiven Löcher ist geringer als die Oxidationspotentiale
von Fluor, Ozon, Wasserstoffperoxid und dergleichen, organische
Stoffe werden durch den Photokatalysator 32 vollständig
oxidiert und zerlegt und schließlich vollständig
zu Kohlenstoffdioxidgas und Wasser, einer Schwefelsäure,
einer Salpetersäure und dergleichen oxidiert. Man geht
davon aus, dass in dem Mechanismus der Oxidationsreaktion durch
den Photokatalysator 32 Oxidationsreaktionen durch die
positiven Löcher, die erzeugt werden, wenn der Photokatalysator 32 mit
UV-Licht bestrahlt wird, oder Hydroxylradikale (OH-Radikale), die
durch die Reaktion zwischen den positiven Löchern und Wasser
erzeugt werden, und eine in höchstem Maße exzellente
Reaktionsaktivität besitzen, bewirkt werden. An diesem
Punkt schreitet die Reduktionsreaktion zwischen den Elektronen,
die zur gleichen Zeit erzeugt werden wie die positiven Löcher,
die erzeugt werden, wenn das UV-Licht ausgestrahlt wird, und einem
Sauerstoffgas und dergleichen parallel fort. Die Wirkung des Photokatalysators 32 besitzt
die Desinfektionsfähigkeit, die besser ist als bei herkömmlichen
Desinfektionsmitteln wie z. B. Ozon, Wasserstoffperoxid, Chlor und
dergleichen, und besitzt auch die Fähigkeit zur Zerlegung
der organischen Stoffe. Überdies, da die Lebensdauer der
positiven Löcher oder OH-Radikale, die durch die Lichteinstrahlung
erzeugt werden, eine Millisekunde oder weniger, was kurz ist, bleibt
kein Rückstand nach der Behandlung wie z. B. die Oxidationsmittel,
z. B. Ozon und Wasserstoffperoxid, und es ist der Vorteil gegeben,
dass die Vorrichtung, die das verbleibende Oxidationsmittel behandelt,
nicht erforderlich ist. Somit kann das zu behandelnde Wasser W durch
die Verwendung des Photokatalysators 32 effektiv gereinigt
werden.
-
Ozon
besitzt eine hohe Oxidationskraft und besitzt eine extrem hohe Reinigungskraft. Überdies, da
es organische Stoffe zerlegen kann, besitzt es eine starke Wirkung
bei der Reinigung von zirkulierendem Wasser, der Reinigung von Wasserversorgungen
und Abwassernetzen, bei der Desinfektion und dergleichen. Allerdings
umfasst eine bestimmte Art von Oxiden und organischen Stoffen die
Substanzen, die mit Ozon nicht reagieren, und etwas von dem zirkulierenden
Wasser von heißen Quellen und dergleichen kann, abhängig
von der Qualität der Quelle, nicht behandelt werden. In
diesem Fall kann beinahe die gesamte Quellenqualität behandelt
werden, dadurch, dass Ozon mit dem Photokatalysator 32 kombiniert
wird.
-
Wie
in 6 gezeigt, kann eine Vorrichtung 15 wie
z. B. ein Kompressor (Verdichtungsvorrichtung) in der oberstromigen
Seite des Vorrichtungshauptkörpers 10 vorgesehen
sein; und im Speziellen kann ein Fluidreini gungssystem 40 derart
ausgebildet sein, dass anschließend an den Kompressor 15 der
Filter 12 und, zusätzlich dazu, eine Fluidregelungsvorrichtung 16 in
dem Luftleitungssystem 11 vorgesehen sind.
-
In
dem Fluidreinigungssystem 40 wird Luft durch den Kompressor 15 auf
etwa 0,2 bis 1 MPa unter Druck gesetzt und dann der Fluidregelungsvorrichtung 16 zugeführt,
eine Strömungsregelungseinstellung auf 1 bis 20 l/min wird
durch die Fluidregelungsvorrichtung 16 durchgeführt,
und es wird bewirkt, dass die Luft durch den Zwischenraum S zwischen
dem inneren Rohr 27 und dem äußeren Rohr 28 strömt;
somit kann im Vergleich mit dem Fall, in dem lediglich eine Ansaugung
durch eine normale Luftpumpe und einen Ejektor durchgeführt
wird, die erzeugte Menge an Ozon, die um das etwa 1,3 bis 1,5-fache
größer ist, erhalten werden.
-
Wie
in 7 gezeigt, kann ein Fluidreinigungssystem 41 derart
konfiguriert sein, dass anschließend an die Vorrichtung 15 wie
z. B. einen Kompressor der Filter 12, ein Lufttrockner 17 und
die Fluidregelungsvorrichtung 16 in dem Luftleitungssystem 11 vorgesehen
sind. In dem Fluidreinigungssystem 41 wird Luft durch den
Kompressor 15 auf etwa 0,2 bis 1 MPa unter Druck gesetzt,
gelangt dann durch den Lufttrockner 17, wird dann der Fluidregelungsvorrichtung 16 zugeführt
und einer Strömungsregelungseinstellung auf 1 bis 20 l/min
durch die Fluidregelungsvorrichtung 16 unterzogen; und
es wird bewirkt, dass die Luft durch den Zwischenraum S strömt.
Auf diese Weise ist es wünschenswert, dass die Luft zum
Erzeugen von Ozon eine trockene Luft ist, und die erzeugte Menge
an Ozon ist deutlich erhöht, wenn die durch den Kompressor
komprimierte Luft bei der Erzeugung von Ozon verwendet wird, und
darüber hinaus, wenn trockene Luft verwendet wird.
-
In
dem Graph von 4 ist die Beziehung zwischen
der Spannung und der erzeugten Ozonmenge bei einem Luftdurchsatz
von 5 l/min gezeigt. Gemäß diesem Graphen besteht
eine etwa 2,4-fache Differenz zwischen der erzeugten Ozonmenge des Falles,
bei dem nur die Luftpumpe 13 verwendet wird, und der erzeugten
Menge an Ozon des Falles von 7, in dem
der Kompressor 15 und der Lufttrockner 17 kombiniert
sind. Selbst in dem Fall von 6, in dem
der Kompressor 15 verwendet wird, ist der 1,4-fache Effekt
(bei 80 V) im Vergleich mit dem Fall, in dem die Luftpumpe verwendet
wird, erkennbar.
-
Dies
sind die Effekte des Falles, in dem der Druck des verwendeten Kompressors 15 als
eine Bedingung des Graphen von 4 0,5 MPa
beträgt, und die erzeugte Menge kann erhöht werden,
wenn der Druck erhöht wird.
-
Anstelle
des Lufttrockners 17 kann die Luft unter Verendung eines
nicht gezeigten Trocknungsmittels wie z. B. Silikagel oder einem
Gefriertrockner getrocknet werden, und auch in diesem Fall können gleichwertige
Effekte erhalten werden, wie in dem Fall, bei dem der Lufttrockner 17 verwendet
wird.
-
Des
Weiteren kann die Erzeugung von Ozon erhöht werden, indem
ein nicht gezeigter Sauerstofftank oder Sauerstoffgenerator (allgemein
PSA-Vorrichtung) verwendet wird.
-
Da
das UV-Licht auf die oben beschriebene Weise bei einer Entladung
erzeugt wird, kann die Desinfektion auch durchgeführt werden,
wenn das UV-Licht das zu behandelnde Wasser W direkt bestrahlt; überdies,
da das innere Rohr 27 und das äußere
Rohr 28 aus einem Glasmaterial gebildet sind, wie oben
beschrieben, ist die Durchlässigkeit des UV-Lichts erhöht und
die Bestrahlungsmenge des UV-Lichts in Bezug auf das zu behandelnde
Wasser W ist erhöht, wodurch die Desinfektionskraft verbessert
ist. Überdies kann auch der Photokatalysator durch das
Entladungslicht aktiviert werden.
-
Darüber
hinaus, da die UV-Lichtquelle 34 separat außerhalb
des äußeren Rohres 28 vorgesehen ist,
kann das zu behandelnde Wasser W auch durch das starke UV-Licht
von der UV-Lichtquelle 34 desinfiziert/gereinigt werden,
wobei die Reinigungswirkung weiter verbessert ist.
-
Wie
oben beschrieben, kann das Fluidreinigungssystem 1 hochkonzentriertes
Ozon erzeugen, indem es Sauerstoff effektiv in Ozon umwandelt und die
Flüssigkeitsreinigungsfunktion besitzt, die das Ozon mit
dem zu behandelnden Wasser W mischt und die Reinigung durchführt.
Des Weiteren, wenn eine Desinfektion des zu behandelnden Wassers
W oder eine Behandlung zur Zerlegung der organischen Stoffe und
eine Reinigung mittels des Photokatalysators 32 und der
UV-Strahlen durchgeführt wird, kann eine Reinigungsbehandlung
effektiv durchgeführt werden.
-
Zum
Beispiel kann, wenn Luft als ein Einsatzmaterial verwendet wird,
die erzeugte Ozonmenge von bis zu 3 g/h erhalten werden; daher kann
ein Bad mit etwa 20 bis 60 t als Bad behandelt werden, das mit dem
Fluidreinigungssystem ausgestattet ist. Dabei kann eine Verunreinigung
durch Legionellen, deren Entstehung in dem Bad gerade vor sich geht, zuverlässig
verhindert werden.
-
Des
Weiteren wird, wenn Sauerstoff als ein Einsatzmaterial verwendet
wird, eine erzeugte Ozonmenge von bis zu 15 g/h erhalten, und es
kann ein Bad mit bis zu etwa 300 t behandelt werden.
-
In
dem Fluidreinigungsverfahren können verschiedene andere
Fluide als das heiße Wasser des Bades 2 als Gegenstand
des zu behandelnden Wassers W verwendet werden, und beispielsweise
kann eine Flüssigkeit wie z. B. häusliches Abwasser
oder industrielles Abwasser behandelt werden. Außerdem können
außer einer Flüssigkeit, Sauerstoff, Luft oder ein
anderes Gas als das zu behandelnde Fluid W der Reinigungsbehandlung
unterzogen werden.
-
In
diesem Fall ist ein leitfähiges Element an einem Teil des
oder dem gesamten Umfang/s der Innenseite des äußeren
Rohres befestigt, um so eine Elektrode vorzusehen, ein leitfähiges
Element mit einer Breite, die der der Elektrode des äußeren
Rohres entspricht, oder größer ist als diese,
ist an der Innenseite des inneren Rohres befestigt, um so die andere Elektrode
vorzusehen, eine Spannung wird zwischen den Elektroden angelegt,
um so eine Entladung indem Zwischenraum zwischen dem inneren Rohr
und dem äußeren Rohr zu bewirken und Ozon zu erzeugen,
und die Reinigungsfunktion kann ausgeübt werden, wenn das
Ozon mit dem innerhalb des inneren Rohres strömenden Gases
gemischt wird.
-
Zusammenfassung
-
Es
ist eine Fluidreinigungsvorrichtung vorgesehen, die in der Lage
ist, hochwertige Desinfektions-/Reinigungsfunktionen mittels eines
einfachen Aufbaus durchzuführen, und es ist eine Fluidreinigungsvorrichtung
vorgesehen, die in der Lage ist, z. B. die Erzeugung von Lärm
und Hochspannungsladung bei der Desinfektion/Reinigung eines zu
behandelnden Fluids, das aus einer Flüssigkeit wie z. B. Wasser
zusammengesetzt ist, zu unterdrücken.
-
Es
ist diese eine Fluidreinigungsvorrichtung, wobei ein inneres Rohr,
das aus einem nicht leitfähigen Material zusammengesetzt
ist, und ein äußeres Rohr, das von dem inneren
Rohr mit einem vorbestimmten Zwischenraum S beabstandet und aus
einem nicht leitfähigen Material zusammengesetzt ist, konzentrisch
vorgesehen sind, und ein leitfähiges Element an einem Teil
des oder dem gesamten Umfang/s der Innenseite des äußeren
Rohres befestigt ist, um eine Elektrode vorzusehen und so einen
Vorrichtungshauptkörper zu bilden; und die Fluidreinigungsvorrichtung
besitzt eine Flüssigkeitsreinigungsfunktion, die, wenn
eine Spannung an die Elektrode des Vorrichtungshauptkörpers
angelegt wird, eine Entladung in dem Zwischenraum S durchführt,
indem sie ein zu behandelndes Fluid W, das aus einer Flüssigkeit
wie z. B. Wasser zusammengesetzt ist, die/das innerhalb des inneren
Rohres strömt, als eine Erdelektrode verwendet, um zu bewirken,
dass ein Gas wie z. B. Sauerstoff oder Luft, das/die in dem Zwischenraum
S strömt, zur Reaktion gebracht wird, um Ozon zu erzeugen,
und das Ozon mit dem zu behandelnden Fluid W mischt, um so das Fluid
zu reinigen.
-
- 10
- Vorrichtungshauptkörper
- 15
- Kompressor
(Vorrichtung)
- 16
- Fluidregelungsvorrichtung
- 17
- Lufttrockner
- 27
- Inneres
Rohr
- 28
- Äußeres
Rohr
- 30
- Elektrode
- 32
- Photokatalysator
- 34
- UV-Lichtquelle
- S
- Zwischenraum
- W
- Zu
behandelndes Fluid
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 8-89725 [0008]
- - JP 2004-154742 [0008]
- - JP 2004-223345 [0008]