JP2006136844A - 流体用照射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】タイロッドや通しボルト等の金属製締結部材、及びOリングを用いることなく、部品点数の減少、コスト低減を図ることができるとともに、コンパクトで耐圧性の高いケーシング構造及び信頼性の高いシール構造を有する流体用照射装置を提供する。
【解決手段】流体用照射装置Aおいて、フッ素樹脂のチューブ材から成るケース本体4、及びこのケース本体4の両端部の夫々を塞ぐべくそれら端部毎に着脱自在に取付けられるフッ素樹脂製の蓋部fから成るケーシング1と、少なくとも一方の蓋部fを貫通してケース本体4の内部に通されてケーシング1内の流体に紫外線を照射作用自在な照射手段Hとを有するとともに、ケース本体4の内部空間に対する流体給排部30,31が各蓋部fに2箇所ずつ形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】流体用照射装置Aおいて、フッ素樹脂のチューブ材から成るケース本体4、及びこのケース本体4の両端部の夫々を塞ぐべくそれら端部毎に着脱自在に取付けられるフッ素樹脂製の蓋部fから成るケーシング1と、少なくとも一方の蓋部fを貫通してケース本体4の内部に通されてケーシング1内の流体に紫外線を照射作用自在な照射手段Hとを有するとともに、ケース本体4の内部空間に対する流体給排部30,31が各蓋部fに2箇所ずつ形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、流体用照射装置に係り、詳しくは、水処理システム、半導体製造装置や液晶装置、化学薬品製造装置、食品生産ライン等で扱われる流体の配管等に好適に用いられる流体用照射装置に関するものである。
この種の流体用照射装置は、ケーシングを貫通してそのケーシング内部に通された照射手段により、ケーシングの内部を通る流体に照射作用自在に構成されており、例えば、特許文献1の図2において開示されたものがある。これは、保護管内に紫外線ランプを内装して成る照射手段を、流体入口と流体出口とを有したケーシング(反応容器)内に通して配備することで構成されており、流体入口及び流体出口を用いてケーシング内に処理流体を流すことにより、処理流体中の有害物質を分解したり殺菌したりすることができる。
上述のような流体用照射装置を構成するためのケーシングとしては、照射手段の貫通箇所からの漏洩防止を行うとともに、ケーシング内部に流体を通すための流体入口と流体出口とに関しても漏洩防止が必要であり、漏洩防止箇所の多い流体デバイスであると言える。従って、流体に照射するための照射手段がケーシングに貫通装備される構成の流体用照射装置においては、液漏れの無いケーシングを生産性の良い状態で如何に構成するか、ということが課題であるが、前述の特許文献1のものでは、ケーシングの具体構造に関しては何ら記載されていない。そこで、液漏れの無いケーシングの構成に関しては、特許文献2において開示されたものを踏襲することが考えられる。
特許文献2には、円筒状のケーシング内に熱交換チューブを貫通させて成る熱交換器が示されている。その構造を説明すると、図11、図12に示すように、熱交換チューブ80が通されるケーシング81を、ある程度の内圧に耐えられるよう充分なシール性が確保されるために、ケーシング81の本体を構成するシェル82の外周に複数本のタイロッドや通しボルト等の金属製締結部材83をその長手方向に沿うよう互いに平行に配する。そして、金属製締結部材83の両端部をシェル82の両端部に配される蓋部材84に挿通して、蓋部材84から突出する金属製締結部材83の両端の雄ねじ部にナット85を締め込むことにより、シェル82の両端部と蓋部材84との突き合せ面間が密着状にシールされ、これによりケーシング81が密封状に構成される。また、シェル82の両端部と蓋部材84との突き合せ面間には、シール部材であるOリング86が介在されている。
しかるに、シェル82の両端部と蓋部材84とを複数本のタイロッドや通しボルト等の金属製締結部材83とナット85との締め込みによってシールする上記の構造では、シールするための部品点数が多く、コストアップ、ケーシング構造の大型化を招くばかりか、金属製締結部材83は、硫酸雰囲気などに晒される場所に配置された場合、腐食しやすく、また金属汚染が避けられないため、近年、とくに半導体業界では使用制限の要求が高い。
また、金属製締結部材83の締付けの緩みに対して、金属製締結部材83を定期的に増締めする必要があるが、通常金属製締結部材83は複数本、少なくとも4本以上であるため、各金属製締結部材83の増締め度合いにばらつきが生じ易く、このばらつきにより蓋部材84やシェル82の変形を招くおそれがあった。蓋部材84やシェル82の変形が生じると、シェル82の端部と蓋部材84との間にねじれや歪みが生じるため、局部的な応力集中が生じてクリープの進行を助長する問題がある。また、金属製締結部材83の金属製タイロッドと金属製タイロッドシースとの中心軸が一致せず、両者が擦れ合って摺動抵抗が増大し、かつ、金属粉を含む摩耗粉の発生原因となるという問題もあった。さらに、シェル82や蓋部材84の変形が生じた場合、これらの部材交換が必要となるが、これらの部材は通常切削品であり、比較的高価でもあるため、ケーシング構造の交換を行って内部デバイス(熱交換チューブ)80を継続利用するという再利用が難しい構造でもあった。
そして、この種の構造を踏襲して成る流体用照射装置(例:上記熱交換器における熱交換チューブ80を紫外線ランプに置き換えたような構成)が、超純水の浄化等に使用された場合、そのシェル82や蓋部材84等の構成部材にはクリーン性に優れるPTFEやPFA等のフッ素樹脂が使用されることが多いが、フッ素樹脂は、潤滑性が高いため、シェル82と蓋部材84との間の接続部が配管の震動や熱の影響でクリープし、これによりタイロッドや通しボルト等金属製締結部材83の緩みが発生し、シェル82の両端の接続部から流体漏れが発生する問題があった。
シェル82と蓋部材84との間のケーシング接続構造としては、その他に、ネジシールや溶接が採用されることがあるが、あまり効果的ではない。すなわち、単なるネジによる接続シール構造では、高いシール性を得ることができず、耐圧性が十分でなく、かつ、クリープによる漏れが生じ易い。また溶接は、一般的に熟練技術を必要とし、容易な作業ではないため、生産効率が低いとともに、現場作業性が悪く、現場での保守・点検が困難であるという問題がある。さらに溶接は、仕様変更によるチューブ交換等の内部部品の交換が実質的にできなくなるとか、リサイクルやリユースに適さないといった側面もある。
特許第3436267号
特開平10−160362号公報
本発明は、このような諸問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、タイロッドや通しボルト等の金属製締結部材、及びOリングを用いることなく、部品点数の減少、コスト低減を図ることができるとともに、コンパクトで耐圧性の高いケーシング構造及び信頼性の高いシール構造を有する流体用照射装置を提供することにある。点にある。
請求項1に係る発明は、流体用照射装置において、チューブ材から成るケース本体4、及びこのケース本体4の両端部の夫々を塞ぐべくそれら端部毎に着脱自在に取付けられる蓋部fから成るケーシング1と、少なくとも一方の前記蓋部fを貫通して前記ケース本体4の内部に通されて前記ケーシング1内の流体に照射作用自在な照射手段Hとを有するとともに、前記ケース本体4の内部空間に対する流体給排部30,31が前記蓋部fに少なくとも計2箇所形成されていることを特徴とするものである。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の流体用照射装置において、前記チューブ材が可撓性を有した合成樹脂製であり、
前記蓋部fは、前記ケース本体4の端部を受け入れる受口部8及びこの受口部8内に設けられた少なくとも一箇所のシール面10を有する合成樹脂製の蓋本体5と、前記ケース本体4の端部に外嵌された状態で前記蓋本体5の受口部側端部に外嵌螺合自在なユニオンナット6と、前記ユニオンナット6の前記蓋本体5への螺進による締付けにより前記ケース本体4をこれの外側から押圧し、この押圧作用によって前記ケース本体4の端部と前記蓋本体5のシール面10とが密着することで形成される少なくとも一箇所のシール部Sと、から構成され、
少なくとも一方の前記蓋部fの蓋本体5には前記照射手段Hを貫通する導出部34が形成されるとともに、前記流体給排部30,31は、前記ケーシング1の内部における前記照射手段Hの外部となる流路部分2を通る流体を出し入れするためのものとして前記蓋本体5に形成されていることを特徴とするものである。
前記蓋部fは、前記ケース本体4の端部を受け入れる受口部8及びこの受口部8内に設けられた少なくとも一箇所のシール面10を有する合成樹脂製の蓋本体5と、前記ケース本体4の端部に外嵌された状態で前記蓋本体5の受口部側端部に外嵌螺合自在なユニオンナット6と、前記ユニオンナット6の前記蓋本体5への螺進による締付けにより前記ケース本体4をこれの外側から押圧し、この押圧作用によって前記ケース本体4の端部と前記蓋本体5のシール面10とが密着することで形成される少なくとも一箇所のシール部Sと、から構成され、
少なくとも一方の前記蓋部fの蓋本体5には前記照射手段Hを貫通する導出部34が形成されるとともに、前記流体給排部30,31は、前記ケーシング1の内部における前記照射手段Hの外部となる流路部分2を通る流体を出し入れするためのものとして前記蓋本体5に形成されていることを特徴とするものである。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の流体用照射装置において、前記照射手段Hにおける発光部40が、前記流路部分2を形成する前記ケーシング1の内部にのみ配されていることを特徴とするものである。
請求項4に係る発明は、請求項2又は3に記載の流体用照射装置において、前記シール部Sが、前記蓋本体5の軸線方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面を前記受口部8の入口より内奥に形成することで成るシール面10と、前記ケース本体4の端部にこれを断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリング15における前記ケース本体4の端部から突出した突出部17の先端に形成したテーパ面からなる突出端面22との密着により形成されていることを特徴とするものである。
請求項5に係る発明は、請求項2〜4の何れか一項に記載の流体用照射装置において、前記シール部Sが、前記蓋本体5の受口部8の入口に、前記蓋本体5の軸線に対して交差するテーパ面により構成されたシール面11と、前記ケース本体4の端部にこれを断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリング15の圧入部の斜面部に形成された内向きテーパ面20と、の間に前記ケース本体4の端部を傾斜状態で挟持自在に構成することによって形成されていることを特徴とするものである。
請求項6に係る発明は、請求項4又は5に記載の流体用照射装置において、前記シール部Sが、前記蓋本体5の受口部8の内奥の前記シール面10よりも径方向外方に前記蓋本体5の軸線と平行に形成された環状溝部13に、前記ケース本体4の端部に圧入されたインナーリング15の突出部の先端に形成された円筒部24を嵌入自在に構成することによって形成されていることを特徴とするものである。
請求項7に係る発明は、請求項1〜6の何れか一項に記載の流体用照射装置において、前記ケース本体4の一端部に取付けられる蓋部fと、他端部に取付けられる蓋部fとが互いに同一であることを特徴とするものである。
請求項8に係る発明は、請求項1〜7の何れか一項に記載の流体用照射装置において、前記ケース本体4及び前記蓋部fがフッ素樹脂によって形成されていることを特徴とするものである。
請求項9に係る発明は、請求項1〜8の何れか一項に記載の流体用照射装置において、前記照射手段Hが、紫外線を発して殺菌を行う殺菌灯39と、紫外線を透過し得る合成樹脂材によって前記殺菌灯39を被覆するチューブ51とから構成されていることを特徴とするものである。
請求項10に係る発明は、請求項9に記載の流体用照射装置において、前記チューブ51が、石英ガラス製又はフッ素樹脂製であることを特徴とするものである。
請求項11に係る発明は、請求項9又は10に記載の流体用照射装置において、前記ケーシング1の内部における前記照射手段Hの周囲に、三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に光触媒を担持させて成る光触媒フィルタFが配備されていることを特徴とするものである。
請求項12に係る発明は、請求項1〜11の何れか一項に記載の流体用照射装置Aの複数を組合せて、それらいずれの流体用照射装置Aにおいても流体が前記ケーシング1内部を通過自在となるように、各々の前記流体給排部30,31を連通接続して成ることを特徴とするものである。
請求項1の発明によれば、照射手段が通されるケーシングが、チューブ材とその両端夫々に装備される着脱自在な蓋部から構成されるので、従来のようにタイロッドや通しボルト等の金属製締結部材及びOリングを用いることなく、部品点数を少なくして、安価で、かつ、コンパクトで耐圧性の高いケーシング構造、並びに信頼性の高いシール構造の流体用照射手段を得ることができる。そして、両端の夫々に蓋部を着脱自在に装備され、流体が流れる又は貯留する部分であるケース本体はチューブ材で構成されているから、チューブ材の長さを変更するだけの簡単な手段により、容量変更に容易に対応することが可能になる。例えば、400ccの容量を有するケーシングを600cc用に変更するには、長さが約2分の3倍のケース本体に付換えるだけで良く、容量変化や照射条件変化等に柔軟に対応できる便利な流体用照射装置を提供することができる。
また、照射手段としては、請求項9のように、紫外線を発して殺菌を行う殺菌灯と、紫外線を透過し得る合成樹脂材によって殺菌灯を被覆するチューブとから構成されて、ケーシング内を通る流体に対して殺菌、滅菌、有害物質の分解等の殺菌作用を付与でき、流体の浄化が行えるようにしたものや、請求項10のように、前記チューブを石英ガラス製としたり、強度と耐久性に富むフッ素樹脂製としたりすることができる。
また、請求項11のように、これら照射手段に加えて、ケーシングの内部における前記照射手段の周囲に、三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に光触媒を担持させて成る光触媒フィルタが配備されているものでも良い。この場合は、詳しくは実施例において述べるが、光触媒と紫外光との反応によって強い殺菌力(酸化作用)が生じて、有害な有機物質の分解、微生物の細胞膜を破壊する機能が得られ、水中のフェノール、エチレングリコール等の化合物は分解され、また、光触媒材料に付着した水性生物の種子や幼生体は生長を阻害され、水性生物のパイプ表面にへの付着が防止されといった効果を奏するとともに、光触媒材料の担持体としてセラミック多孔体を用いているため、耐久性に優れ、光触媒と水との接触面積が大きく、効率良く水処理を行うことも可能になる。
請求項2の発明によれば、ユニオンナットを蓋本体の一端部に締め付けるだけの簡単な操作でケース本体の端部と蓋本体のシール面とを密着させるシール部を介して確実に密封することができる。従って、従来のようにタイロッドや通しボルト等の金属製締結部材及びOリングを用いることなく、部品点数を少なくして、安価で、かつ、コンパクトで耐圧性の高いケーシング構造及び信頼性の高いシール構造の流体用照射装置を得ることができる。
流体用照射装置は、従来のケーシング接続構造のようにタイロッドや通しボルトを使用しない耐圧シール構造で、かつ、スリムなケーシング構造にすることができ、また単一のユニオンナットによる増締めによりシール性を均一に確保することが可能である。すなわち、ケース本体の両端部の蓋本体との接続部を単一のユニオンナットでシールするだけで、タイロッドや通しボルトに比べて信頼性の高いシール構造が得られ、しかもスリムなケーシングでもって流体用照射装置の小型化、コンパクト化を図ることができる。また、ユニオンナットの増締めによりシール性をその都度確保することが可能であって、ネジシールやOリングシールと比較しても長期にわたり信頼性の高いものとなる。さらに、単一のユニオンナットを増締めするという簡単な手段で足りるため、溶着による接続構造と異なり現場施工が容易であり、現場での保守・点検も容易に行える。
流体に接する箇所(接液部)であるケース本体と蓋本体とには金属材やゴムOリングが使用されていないので、メタル溶出や金属摩耗粉発生の問題を解消できる。ユニオンナットの締め付けによればケース本体の端部の外側全周を均等に押圧することができるため、ケース本体や蓋本体の不慮の変形を招くようなことが無くなる。従って、これら部材のクリープや交換の問題を解消できる。ユニオンナットの締付けを緩めることによりケース本体の端部から蓋本体を簡単に取り外すことができるため、ケース本体内に滞留する滞留物がある場合には、その除去が容易に行える。
また、この流体用照射装置は、ユニオンナットの締付けによるだけでケース本体に内圧が加わっても十分気密を保つことができて流体漏れを防止できるので、従来のようにOリングを使用しなくて済むとともに、請求項8のように、ケーシングの全ての構成部材をフッ素樹脂で成形することで、超純水等のクリーン性が要求される用途への適用、設置が可能となる。
請求項3の発明によれば、次のような作用効果が得られる。例えば、蓋本体の導出部を含むケーシングのほぼ全域に亘って発光部が装備されている構造の照射手段を用いると、ケーシングの内部のみならず蓋本体の導出部も照射されて発熱するようになり、無駄な照射が生じて都合が悪い。これに対して、請求項3で規定される範囲に発光部を配置する構成を採れば、ケーシングと照射手段とで形成される照射室(ケーシングの内部空間)における流体への有効な照射作用を発揮しながら、蓋本体の導出部を無駄に照射して加熱するようなことが無く、合理的、経済的な流体用照射装置にできる利点がある。
請求項4〜6の発明によれば、ユニオンナットの締め付けによってケース本体と蓋本体との間が良好にシールされる機能が、ケース本体の端部が拡張された状態で外嵌圧入されるインナーリングを用いることでより強化されるものとなり、長期に亘って液漏れの心配がなく信頼性に優れるケーシングを有する流体用照射装置の提供が可能となる。
請求項7の発明によれば、ケース本体の各端部に取付けられる計二個の蓋部が互いに同じものであるから、蓋部としては1種類のパーツで済み、組付け時に組み間違いが発生しないとともに、部品管理上も有利になる等、コストや生産性に優れる流体用照射装置として提供することができる。
請求項12の発明によれば、複数の流体用照射装置を並列接続して大なる流量に対処したり、直列接続して流体への照射作用をより強化するといった使い方、或いは、流体配管系における複数の経路が集約されるターミナルとして用いるといった種々の用途が可能となり、より便利に用いることが可能となる流体用照射装置を提供することができる。
以下に、本発明による流体用照射装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1〜図3は実施例1による流体用照射装置の正面図、底面図、部分断面図であり、図4は照射手段の別構造、図5〜図7は各部のシール構造に関する部分断面図である。また、図8〜図10は実施例2〜4による流体用照射装置の構造を示す概略図である。
〔実施例1〕
実施例1による流体用照射装置Aは、図1〜図3に示すように、ケーシング1を貫通してそのケーシング1の内部に通された棒状の照射手段Hにより、ケーシング1の内部を通る流体に照射作用自在に構成された縦型のものであり、例えば、半導体製造装置における洗浄用超純水の配管系統に縦向き姿勢で組み込まれて使用される。つまり、流体用照射装置Aは、チューブ材から成るケース本体4、及びこのケース本体4の両端部の夫々を塞ぐべくそれら端部毎に着脱自在に取付けられる蓋部fから成るケーシング1と、両蓋部f,fを貫通してケース本体4の内部に通される照射手段Hとを有するとともに、各蓋部fにはケース本体4の内部空間に対する流体給排部30,31が形成されている。
実施例1による流体用照射装置Aは、図1〜図3に示すように、ケーシング1を貫通してそのケーシング1の内部に通された棒状の照射手段Hにより、ケーシング1の内部を通る流体に照射作用自在に構成された縦型のものであり、例えば、半導体製造装置における洗浄用超純水の配管系統に縦向き姿勢で組み込まれて使用される。つまり、流体用照射装置Aは、チューブ材から成るケース本体4、及びこのケース本体4の両端部の夫々を塞ぐべくそれら端部毎に着脱自在に取付けられる蓋部fから成るケーシング1と、両蓋部f,fを貫通してケース本体4の内部に通される照射手段Hとを有するとともに、各蓋部fにはケース本体4の内部空間に対する流体給排部30,31が形成されている。
ケース本体4は、耐紫外線性、紫外線不透過性に優れる合成樹脂製のチューブ材から成るのが好ましい。これらチューブ材は設定される内容量から求まる所定長さに切断して用いられる。流体用照射装置Aをステンレス等のきょう体で遮蔽する場合は、PFA等のフッ素樹脂チューブも使用できる。これらの樹脂としては、芳香族を含んだ樹脂(エポキシ系やポリイミド樹脂等)や着色した樹脂、不透過性のフッ素樹脂や酸化チタン等の導電性物質を含有する帯電防止フッ素樹脂等が挙げられる。このケース本体4の両端部には、それぞれ、同じくフッ素樹脂等の合成樹脂からなる蓋本体5が挿入され、フッ素樹脂等合成樹脂製のユニオンナット6の締め付けを介して接続される。つまり、蓋部fは、蓋本体5とユニオンナット6とを有して構成されている。
実施例1においては、上下の蓋部f、即ち蓋本体5、ユニオンナット6、及びインナーリング15(後述)は互いに同じ部品である。これらの部品のうち、構造の複雑な蓋本体5について下側の蓋本体5で説明すると、胴壁部7と、この胴壁部7の上端(一端)に開放する受口部8、及び胴壁部7の下端(他端)を閉塞する底壁部9とを有する形に形成される。そして、図5に示すように、蓋本体5の受口部8の内部には、第1〜3のシール面10〜12が設けられる。第1のシール面10は、蓋本体5の受口部8の入口より内奥に、蓋本体5の軸線Cに対して交差状、つまり軸線C方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面により構成される。第2のシール面11は、受口部8の入口に、前記軸線Cに対して交差状、つまり軸線C方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面により構成される。第3のシール面12は、蓋本体5の受口部8の内奥において第1のシール面10よりも径方向外方に軸線Cと平行に形成された環状溝部13により構成される。蓋本体5の受口部8の外周には雄ねじ14が形成されている。
一方、ケース本体4の一端部及び他端部にはそれぞれフッ素樹脂等合成樹脂製のインナーリング15を圧入状態で内嵌する。このインナーリング15は、図5に示すように、ケース本体4の端部に圧入されて該端部を断面山形状に拡径膨出させる断面算盤玉形状の圧入部16と、この圧入部16に連設されてケース本体4の端部に突出する突出部17とを有するスリーブ形状に形成されている。断面山形状の圧入部16はこれの一斜面部に外向きテーパ面18を、他斜面部に第2のシール面11との間でケース本体4の端部を傾斜状態に挟持して第2のシール部21を形成する内向きテーパ面20をそれぞれ形成している。突出部17の先端には第1のシール面10に密着状に当接して第1のシール部19を形成するテーパ面からなる突出端面22、及び環状溝部13に嵌入して第3のシール部23を形成する円筒部24を形成してなる。このインナーリング15の内径はケース本体4の内径と同一か略同一に設定して、流体が滞留することなく円滑に流動するようにしている。
ユニオンナット6は、図5に示すように、その内周に蓋本体5の雄ねじ14に螺合自在な雌ねじ25が形成され、かつ、一端部に環状鍔部26が内向きに張り出されているともに、該環状鍔部26の内周面の軸方向内端に鋭角、又は直角の押圧エッジ部26aが設けられて構成されている。
そして、インナーリング15の圧入されたケース本体4の端部を蓋本体5の受口部8に挿入し、ケース本体4の端部の外周に予め遊嵌させてあるユニオンナット6の雌ねじ25を、蓋本体5の雄ねじ14に螺合させて締め付ける。この締付けに伴いユニオンナット6の押圧エッジ部26aがケース本体4の拡径部27の拡径付け根部に当接してインナーリング15を軸方向から押圧することになる。これにより、図5に示すように、インナーリング15の突出端面22が蓋本体5の第1のシール面10に対し押し付けられて第1のシール部19を形成するとともに、インナーリング15の内向きテーパ面20と蓋本体5の第2のシール面11との間でケース本体4の端部を傾斜状態に挟持して第2のシール部21を形成する。さらに、インナーリング15の円筒部24が環状溝部13に圧入されて第3のシール部23を形成するようになる。これら第1〜3のシール部19,21,23(いずれも=S)により、信頼性の高いシール機能を発揮することができる。液圧に対しては、7kg/cm2 程度の耐圧があり、通常の液供給ライン(4kg/cm2 )からの液に対して十分な耐圧性がある。
図3に示すように、ケース本体4の下側の蓋部fの蓋本体5には、照射手段Hの加熱対象となる流体の導入用配管28aが接続される導入側接続部29aが、上側の蓋部fの蓋本体5には、照射手段Hによって照射作用された流体の導出用配管28bが接続される導出側接続部29bがそれぞれ装備される。すなわち、他の配管が接続される箇所である接続部29a,29bは、下側の蓋本体5の胴壁部7に流体供給側の流体給排部(インレットポート)30が、上側の蓋本体5の胴壁部7に流体排出側の流体給排部(アウトレットポート)31がそれぞれ形成されている。供給側の流体給排部30には、照射対象となる流体の導入用配管28aの端部が、排出側の流体給排部31には、被照射流体の導出用配管28bの端部が、それぞれフッ素樹脂等の合成樹脂製のユニオンナット32、フッ素樹脂等の合成樹脂製のインナーリング33を介して接続されて、照射対象流体が供給側の流体給排部30、ケース本体4内の照射室(ケーシング1の内部における照射手段Hの外部となる流路部分の一例)2、排出側の流体給排部31の順に流通すべく構成されている。
供給側の流体給排部30及び排出側の流体給排部31の各内部構造は蓋本体5の受口8の内部構造と同一に構成し(但し、径は異なる)、また流体の導入用配管28a及び導出用配管28bの各端部には、ケース本体4の端部のインナーリング15と同様の断面形状のインナーリング33を圧入してあって、供給側の流体給排部30及び排出側の流体給排部31に対する導入用配管28a及び導出用配管28bの各端部の接続構造は、ケース本体4の端部の蓋本体5の受口8に対する接続構造と同様であるため、その詳細な説明は省略する。ただし、この供給側の流体給排部30及び排出側の流体給排部31に対する流体の導入用配管28a及び導出用配管28bの各端部の接続構造としては、そのほかに、供給側の流体給排部30及び排出側の流体給排部31に対し流体の導入用配管28a及び導出用配管28bの各端部を直接溶着したり、ねじ接続したりする等の手段を採用することもできる。つまり、他の配管との接続部29a,29bは溶着、ねじ接続等の接続手段でも良い。
次に、ケーシング1の内部に配される照射手段Hについて説明する。この例では、上下の蓋本体5,5を貫通して装備される棒状の照射手段Hは、フッ素樹脂材によって被覆された殺菌灯を使用している。即ち、図1〜図3に示すように、照射手段Hは、紫外線を発して殺菌を行う殺菌灯39と、透明又は半透明のフッ素樹脂(紫外線を透過し得る合成樹脂材の一例)によって殺菌灯39を被覆する外装チューブ51とから構成されている。殺菌灯39は、通電によって紫外線を照射する公知の殺菌ランプで成り、両端の夫々に1本ずつのリード線rが取り出される構造のもの(低圧水銀灯)である。外装チューブ51は、リード線r部分を含めて殺菌灯39に外嵌装備されており、ケーシング1内部における照射手段Hの接液部(流体が接する箇所)はフッ素樹脂のみの状態となるように構成されている。
上述のフッ素樹脂被覆された紫外線ランプで成る照射手段Hは、その両端部が上下の蓋本体5の底壁部9から突出する導出部(照射手段を貫通する導出部の一例)34に形成された取出口34aから外部に取出されており、いわゆる両端貫通状態でケーシング1に配備されている。蓋本体5における照射手段Hの導出部34には、フッ素樹脂等の合成樹脂製のユニオンナット35を外嵌して、このユニオンナット35を、締付けリング(フェルール)36を介して導出部34に螺着させて締付けるランプ接続部HSにより、照射手段Hの外装チューブ51と導出部34との間の隙間を密封してある。
照射手段Hとしては、紫外線を発するものなら良く、ブラックライト等の公知のものを適宜に使用することができ、紫外光を発する蛍光灯、各種色のLED(発光ダイオード)等種々のものが可能である。外装チューブ51を形成する材料、即ち、紫外線を透過し得る素材としては、石英ガラス等の紫外線透過性無機材料、ポリカーボネート、フッ素樹脂系等の有機合成樹脂等が挙げられるが、強度と耐久性の点から、石英ガラス、又はフッ素樹脂系などの有機合成樹脂製を用いることが好ましい。
ランプ接続部HSは、図3に示すように、円筒形状に形成された導出部34の取出口34aに照射手段Hを差込んで外装チューブ51の端部が導出部34から僅かに外部に露出する状態としてから、導出部34と外装チューブ51の外周面上に挿嵌したユニオンナット35とを螺合して、導出部34と外装チューブ51の外周面上に挿嵌した締付けリング36との対向面を圧接する方向に締付け、導出部34と外装チューブ51の端部とを気密状態に連通接続する。なお、外装チューブ51の両端部内には、詰め物52を充填しても良い。詰め物52は、比較的硬度があって断熱性も有する材料のものが望ましい。
上述のランプ接続部HSを構成する各要素である導出部34,ユニオンナット35,締付けリング36は、クリーン性に優れた樹脂材で構成され、例えば、PTFE又はPFA等の合成樹脂で導出部34と締付けリング36とを夫々形成し、PFA又はPP等の合成樹脂で締付けユニオンナット35を形成している。照射手段Hは、紫外線ランプ39から発せられる紫外線により、ケーシング1内に貯留又は流れる処理流体中の有害物質を分解したり、殺菌、滅菌する作用が得られ、洗浄液、薬液等の処理流体の浄化が可能となる機能を発揮する。
ユニオンナット35の内側周面には、導出部34の外周に形成された雌ネジ部34nに螺合自在な雌ネジ部35nが形成されているとともに、中心部には照射手段Hの最大径を有する外装チューブ51の外径寸法よりも僅かに大きい内径を持つ挿通孔35bが形成されている。そして、挿通孔35bの内側周縁部には、締付けリング36の下端面と当接する段部35cが形成されている。
締付けリング36は、その中心部に照射手段Hの外径寸法よりも若干小径の挿通孔36aを形成し、その一側端面に照射手段Hを差込む方向に向けて小径となる円錐形のテーパ面36bを形成してある。そして、テーパ面36bは、導出部34に形成されたテーパ面34bと合致する形状寸法に形成されている。
照射手段Hがケーシング1に挿通された組付け状態においては、図1、図3に示すように、紫外線ランプ39の管内部の両端部に配備される電極部41,41どうしの間の部分である発光部40が、上下の底壁部9,9の間の範囲内に収まるよう、外装チューブ51を長めに形成してあるのが望ましい。つまり、照射手段Hにおける発光部40は、流路部分である照射室2を形成するケーシング1の内部(蓋本体5の導出部34に挿通される部分よりもケース本体4内部側)にのみ配されている。このフッ素樹脂管を持つフッ素管ランプを用いれば、流体用照射装置Aにおける流体と接する箇所、即ち接液部は全てフッ素樹脂となり、不純物の析出が全く起きないクリーンなものにできるという利点がある。また、次に記すような作用効果もある。
例えば、図示は省略するが、外装チューブ51のほぼ全域に亘って発光部40が装備されている構造の照射手段Hを用いると、ケーシング1の内部2のみならずランプ接続部HSにも紫外光が照射されることになり、フッ素樹脂製の導出部34やユニオンナット35がその照射熱で変形するおそれがある等、無駄な発光(発熱)が生じて都合が悪い。これに対して、上述のような範囲に発光部40を配置する構成を採れば、ケーシング1と照射手段Hとで形成される照射室2における流体への有効な紫外光の照射作用を発揮しながら、ランプ接続部HSに無駄に発光(発熱)することが無く、合理的、経済的な流体用照射装置Aにできる利点がある。
一方、発光部40が照射室2内に収まらない場合でも、例えば照射手段Hの表面温度をモニタするセンサ(例:サーモスタット)を設けて、一定以上の温度上昇が生じないようにすることも可能である。以上のように構成された流体用照射装置Aは、ケーシング1の内部2を通過する流体、例えば半導体製造装置等に用いられる洗浄用の超純水や薬液等にその流れを妨げることなく紫外光を照射して、有害物質の分解や殺菌を行わせることができる。尚、蓋本体5は、PFAやPTFE等のフッ素樹脂でも良いし、石英であっても良い。
〔照射手段の別実施例〕
照射手段Hは、図1〜図3等に示すものにおける外装チューブ51が、フッ素樹脂製から石英ガラス製に置き換えられた構造としても良い。即ち、図4に示すように、照射手段Hは、前述の殺菌灯39と、透明又は半透明の石英ガラス管(紫外線を透過し得る合成樹脂材の一例)によって殺菌灯39を被覆する外装チューブ51とから構成されている。この場合、導出部34の構成も下記の如く幾分の変更が加えられる。
照射手段Hは、図1〜図3等に示すものにおける外装チューブ51が、フッ素樹脂製から石英ガラス製に置き換えられた構造としても良い。即ち、図4に示すように、照射手段Hは、前述の殺菌灯39と、透明又は半透明の石英ガラス管(紫外線を透過し得る合成樹脂材の一例)によって殺菌灯39を被覆する外装チューブ51とから構成されている。この場合、導出部34の構成も下記の如く幾分の変更が加えられる。
石英ガラス製の外装チューブ51と殺菌灯39とで成る照射手段Hは、上下の蓋本体5の底壁部9から突出する導出部34に形成された取出口34aから外部に取出されており、いわゆる両端貫通状態で配備されている。蓋本体5における照射手段Hの導出部34には、フッ素樹脂等の合成樹脂製のユニオンナット35を外嵌して、このユニオンナット35を、フェルール36と抜止めリング37とを介して導出部34に螺着させて締め付ける石英管接続部SSにより、照射手段Hの外装チューブ51と導出部34との間の隙間を密封してある。
石英管接続部SSは、図4に示すように、円筒形状に形成された導出部34の取出口34aに照射手段Hを差込んで外装チューブ51の端部が導出部34から僅かに外部に露出する状態としてから、導出部34と外装チューブ51の外周面上に挿嵌したユニオンナット35とを螺合して、導出部34と外装チューブ51の外周溝51mに嵌着された抜止めリング5と外装チューブ51の外周面上に挿嵌した締付けリング6との対向面を圧接する方向に締付け、導出部34と外装チューブ51の端部とを気密状態に連通接続する。導出部34の外周には、ユニオンナット35の内周に形成された雌ネジ部35nに螺合自在な雄ネジ部34nが形成されている。
なお、上述の石英管接続部SSを構成する各要素である導出部34、ユニオンナット35、締付けリング36、抜止めリング37は、例えば、強酸や強アルカリ等の薬液を輸送するために耐薬品性、耐熱性、耐圧性に優れた樹脂材で構成され、PTFE又はPFA等の合成樹脂で導出部34と締付けリング36とを夫々形成し、PFA又はPP等の合成樹脂で締付けユニオンナット35と、抜止めリング37とを夫々形成している。ユニオンナット35の内側周面には、導出部34の外周に形成された雌ネジ部34nに螺合自在な雌ネジ部35nが形成されているとともに、中心部には照射手段Hの最大径である外装チューブ51の外径寸法よりも僅かに大きい内径を持つ挿通孔35bが形成されている。そして、挿通孔35bの内側周縁部には、抜止めリング37の下端面と当接する段部35cが形成されている。
抜止めリング37には、外装チューブ51の外周面上に刻設した周溝51mに合致する形状寸法の中心孔37aと、一端側を径方向に切断する分割溝37bと、他端側の外周部を部分的に切り欠いて成る連結部37cとが形成されている。この形状構成は、抜止めリング37を石英管3を通過させてから周溝51mに嵌装するための工夫であり、連結部37cを材料弾性に抗して若干撓ませ、外装チューブ51の外径寸法よりも若干大径となるように中心孔37aを径方向に拡径変形させることで可能となる。締付けリング36は、同締付けリング36の中心部に外装チューブ51の外径寸法よりも僅かに小径の挿通孔36aに形成し、同締付けリング36の一側端面に外装チューブ51を差込む方向に向けて小径となる円錐形のテーパ面36bを形成し、同テーパ面36bを導出部34に形成されたテーパ面34bと合致する形状寸法に形成してある。
〔シール部の他の実施例〕
ケース本体4の端部と蓋本体5の受口部8との間に形成されるシール部としては、図5に示す構造のように第1,2のシール部19,21のほかに、インナーリング15の円筒部24と蓋本体5の環状溝部13とによる第3のシール部23を付加することで、シール性能をより一層確実に向上させることができるが、必ずしもその構成に限定されるものではない。
ケース本体4の端部と蓋本体5の受口部8との間に形成されるシール部としては、図5に示す構造のように第1,2のシール部19,21のほかに、インナーリング15の円筒部24と蓋本体5の環状溝部13とによる第3のシール部23を付加することで、シール性能をより一層確実に向上させることができるが、必ずしもその構成に限定されるものではない。
その他に、例えば、図6に示すように、第1,2のシール部19,21(S)だけを形成して、第3のシール部23(S)を省略するもの、すなわち蓋本体5の内奥に環状溝部13を設けず、またインナーリング15に円筒部24を設けないものであってもよい。この場合、蓋本体5の内奥に設ける第1のシール面10は、軸線Cに対して第2のシール面11とは逆向きの交差状、つまり軸線C方向の外方に向けて漸次縮径するテーパ面により構成している。このテーパ面どうしがユニオンナット6の螺進によって圧接されれば、そこが第3のシール部になり得る。この場合でも、蓋本体5は、PFAやPTFE等のフッ素樹脂でも良いし、石英であっても良い。
〔導出部の別シール構造〕
下蓋本体5のシール構造は、図7に示すような構造のものでも良い。即ち、導出部34は、外周部に雄ネジ部34nが形成された環状の外筒部34Aと、この外筒部34Aより明確に小さい環状突起である環状の内筒部34Bと、軸線Cに対する径方向でこれら外筒部34Aと内筒部34Bとの間に形成される環状溝34Cとから形成されている。外筒部34Aの内周側における先端部には漸次拡径するテーパ状の入口シール部63が形成され、内筒部34Bの内周側における先端部にも漸次拡径するテーパ状の内奥シール部64が形成されている。
下蓋本体5のシール構造は、図7に示すような構造のものでも良い。即ち、導出部34は、外周部に雄ネジ部34nが形成された環状の外筒部34Aと、この外筒部34Aより明確に小さい環状突起である環状の内筒部34Bと、軸線Cに対する径方向でこれら外筒部34Aと内筒部34Bとの間に形成される環状溝34Cとから形成されている。外筒部34Aの内周側における先端部には漸次拡径するテーパ状の入口シール部63が形成され、内筒部34Bの内周側における先端部にも漸次拡径するテーパ状の内奥シール部64が形成されている。
紫外線ランプ39に外嵌装着されるフッ素樹脂製の外装チューブ51の下端部には、導出部34と嵌合してシール部T1〜T3を形成するための環状シール部65が一体的に装備されている。環状シール部65は、入口シール部63に当接するテーパ面66aが上端側に形成された膨出部66と、導出部34の環状溝34Cに嵌り込むよう、テーパ面66aに連続して形成される環状突起68、及び内筒部34Bが嵌り込み自在な第二の環状溝69を有した嵌合凸部67とを有するPFA等のフッ素樹脂製(外装チューブ51と同じ材料が望ましい)のものに構成されている。
環状シール部65は、上端側ほど小径となるテーパ状の内周面65aを有しており、外装チューブ51の外周部に圧入し、かつ、融着されており、それによって外装チューブ51との間がシールされる状態で、特に、環状シール部65の上端部がより確実にシールされる状態で一体化されている。嵌合凸部67には、環状溝69を設けるための上端内筒部70が形成されており、この上端内筒部70の内周に相当する内周面65a上端部が、外装チューブ51に最もきつく外嵌される構成となっている。また、その上端内筒部70の存在により、組付け状態においては、外装チューブ51の外周面と導出部34の内周面との間には径方向に明確な隙間kが形成されるようにしてある。
ユニオンナット35の内向き鍔部35Tは、膨出部66の外径端部66cを下方から押上げるためのものであり、その内径部35tは、内周の雌ねじ部35nを導出部34の雄ね時部34nに螺合させての締付け状態では、環状シール部65の膨出部66の段差外周部66bと殆ど隙間なく(極僅かな隙間を伴って)嵌合する状態に設定されている。尚、優れたシール状態を得るには、環状突起68の径方向厚みを環状溝34Cの径方向間隔よりもある程度大きい値として、圧入状態で嵌合する構造が望ましい。
以上のような構造により、ユニオンナット35を導出部34に螺合させて、環状シール部65を(照射手段Hを)押上げて導出部34に嵌合させた組付け状態では、入口シール部63とテーパ面66aとが強く当接されて第1のシール部T1が形成されるとともに、環状突起68が環状溝34Cに嵌り込んで強く圧接され、内外周の二箇所に第2のシール部T2を形成する。この場合、環状溝34Cは環状突起68の突出量よりも深いので、これら両者34C、68は上下方向には当接せず、代わりに内筒部34Bと第二の環状溝69とが嵌合し、これらのテーパ面どうしが当接して第3のシール部T3を形成する。つまり、これら第1〜第3の三箇所のシール部T1〜T3の存在により、導出部34と環状シール部65とが、即ち蓋本体5と照射手段Hの外装チューブ51とが完全なまでにシールされる状態を得ることができる。
従って、ケーシング1内に取込まれて照射対象となる流体が、例えば、毒性を有する薬液であるとか、強透過性薬液等の漏れると困るものであっても、照射手段Hの支持部である導出部34からの漏洩も無く、信頼性及び耐久性に優れる流体用照射装置Aとして提供することができている。また、外装チューブ51と導出部34とには明確な隙間kがあるので、処理液等の流体が滞ってしまうおそれが無く、クリーンな状態に保てるとともに、照射手段Hに強い曲げ力が作用した場合には、近接配置されている内向き鍔部35Tの内径部35tと膨出部66の段差外周部66bとが当接して支えあう作用が生じて、実質的に導出部34と外装チューブ51との嵌合長が増大し、安定支持できる作用が期待できる利点もある。さらに、ユニオンナット35を緩めて外すことにより、面倒な蓋部fの分解を伴うことなく照射手段Hを簡単に取り出すことができるので、照射手段Hの故障や仕様変更にも容易に対応できる便利さ、即ち良好なメンテナンス性も備えている。
次に、導出部34部分におけるランプ接続部HSの変形例を、図面は省略するが幾つか述べる。その1は、環状シール部65の内周面65aがテーパ面ではなく、一定径のものとされた状態で外装チューブ51に外嵌圧入され、かつ、融着一体化された構成を持つ照射手段Hを用いた構造であり、この構造を有する流体用照射装置Aでも良い。その2は、削り出しや成形により、予め環状シール部65と外装チューブ51とが一体のものとして形成された照射手段Hを用いる構造であり、この構造を有する流体用照射装置Aでも良い。その3は、環状シール部65を用いずに外装チューブ51をそのまま導出部34に圧入内嵌し(図3参考)、導出部34の下端部において外装チューブ51と導出部34とを溶着一体化した構造であり、この構造を有する流体用照射装置Aでも良い。その1及びその2の流体用照射装置Aでは、ユニオンナット35の操作により、照射手段Hが簡単に着脱できる良好なメンテナンス性を有しており、その3の流体用照射装置では、導出部34を完全にシールすることができ、かつ、最も廉価に構成できるという利点がある。
〔実施例2〕
実施例2による流体用照射装置Aは、図8に示すように、実施例1による流体用照射装置のケーシング1内に、多数の光触媒フィルタFが装備されたものであり、対応する箇所には対応する符号を付すものとする。光触媒フィルタFは、ケーシング1の内部における照射手段Hの周囲に、三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に光触媒を担持させて成る略ドーナツ形状のものであり、その多数個を上下に重ねてケーシング1に内装されている。この場合の照射手段Hに用いる殺菌ランプ39は、低圧水銀灯やそれ例外のものの全てが可能である。
実施例2による流体用照射装置Aは、図8に示すように、実施例1による流体用照射装置のケーシング1内に、多数の光触媒フィルタFが装備されたものであり、対応する箇所には対応する符号を付すものとする。光触媒フィルタFは、ケーシング1の内部における照射手段Hの周囲に、三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に光触媒を担持させて成る略ドーナツ形状のものであり、その多数個を上下に重ねてケーシング1に内装されている。この場合の照射手段Hに用いる殺菌ランプ39は、低圧水銀灯やそれ例外のものの全てが可能である。
光触媒フィルタFは、被処理気体又は被処理液体を通し、その中の有害成分を光触媒機能によって分解除去することにより、空気(気体)浄化や水質(液体)浄化が行なえるものであり、通過する被処理気体又は被処理液体の圧力損失が小さく、活性炭等との複合化が容易であるという利点がある。そして、三次元網目構造を有する光触媒フィルタFとすることにより、紫外線が内部の光触媒まで届くようになり、光触媒の触媒機能を十分に発揮させることが可能となる利点がある。セラミック多孔体のマクロポアの直径は、流体との接触面積と処理中の目詰まり防止の観点から、0.5〜8mm程度であることが好ましい。光触媒機能は低下し難く、多孔体は長期間メンテナンスを行うことなく、連続使用が可能である。また、水に含まれた固形物により目詰まりを生じた場合でも、取り出して洗浄することにより、再使用が可能であるため資源の無駄がない。
セラミック多孔体の表面に表層用セラミック粒子による凹凸表面層を形成し、その凹凸表面層に光触媒を担持させるとともに、表層用セラミック粒子の平均粒径を十分小さくすれば、セラミック多孔体の表面に担持する光触媒の表面積も大きくなり、光触媒機能が十分に発揮され、光触媒フィルタの浄化効率が向上する。つまり、凹凸表面層を形成する表層用セラミック粒子の平均粒径を十分小さく(例:1μm〜100μm)すれば、十分な大きさを有する凹凸表面層が形成され、光触媒機能が十分に発揮されるとともに、光触媒が上記凹凸表面層に担持されているので、アンカー効果によって担持力が大きくなり、光触媒が剥がれ難いという作用効果が得られる。
光触媒(光触媒機能を有する材料)は、二酸化チタン、酸化亜鉛炭化ケイ素やこれらの混合物から選択されることが望ましいとともに、セラミック多孔体は、アルミナ−シリカ系セラミックや炭化けい素系セラミックであることが望ましい好ましい。光触媒機能とは、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛炭化ケイ素等の無機材料にそのバンドギャップ以上のエネルギーを持つ光を照射すると、その表面上に正孔・電子対が生成する現象のことである。要するに、照射手段Hから発せられる紫外光のエネルギーにより生じた正孔は、水と接することにより、H2 O+h+ →・OH+H+ という反応を生じる。また、電子が空気と接することにより、O2 +e- →・O2 - という反応を生じる。
ここで発生した・OH(水酸ラジカル)及び・O2 - (活性酸素:スーパーオキサイドイオン)はオゾン以上の強い酸化作用を有しており、活性酸素は強い殺菌力を有して、微生物の細胞膜を破壊する作用を発現する。この働きは活性酸素の寿命が非常に短いことから光触媒の表面のみでおこり、表面から離れた部位には影響を及ぼさない。尚、セラミック多孔体の材料としては、アルミナ、コージライト、ムライト、ジルコニア、シリカ、マグネシア等、及びこれらの混合物等の金属酸化物系セラミックス、或いは、炭化ケイ素、窒化ケイ素から得られる多孔質セラミックス等の非酸化物系セラミックスが挙げられる。また、光触媒の材料としては、二酸化チタン(TiO2 )、酸化亜鉛(Zn2 O)、炭化ケイ素(SiC)、二硫化モリブデン(MoS2 )、酸化第二鉄(Fe2 O3 )、酸化第二インジウム(In2 O3 )、三酸化タングステン(WO3 )等の光触媒半導体が挙げられるが、太陽光等の自然光で光触媒機能を発現する二酸化チタン、酸化亜鉛、炭化ケイ素などが望ましい。
例えば、実施例2による流体用照射装置Aを、廃水等の水処理装置に適用した場合には、セラミック多孔体表面に担持された光触媒に、照射手段Hによる紫外光を照射しながらケーシング1内に処理水を通水し、水処理を行う。水と光触媒との接触面において強い酸化作用により、有害な有機物質の分解、微生物の細胞膜を破壊する作用が発揮される。このため、水の中に存在するフェノール、エチレングリコール等の化合物は分解され、また、光触媒に付着した水性生物の種子や幼生体は生長を阻害され、水性生物のパイプ表面にへの付着が防止される。この働きは活性酸素の寿命が非常に短いことから光触媒の表面のみでおこり、表面から離れた部位には影響を及ぼすことはなく、水系への影響が極めて少ない。そして、光触媒を担持するセラミック多孔体を使用しているので、耐久性に優れ、光触媒と処理液との接触面積が大きく、効率の良い水処理が可能である。
〔実施例3〕
実施例3による流体用照射装置Aは、図9に示すように、照射手段Hが下側の蓋部fの蓋本体5のみを貫通し、上側の蓋部fの蓋本体5には貫通されない片貫通構造のものである。実施例1による流体用照射装置Aとの違いは、上側の蓋本体5にはランプ接続部HSが無く、ランプ先端部61が上側の蓋本体5の底壁部9から明確に下方に離れて位置されるとともに、照射手段Hとしては、2本のリード線rが下方の取り出し側にまとめられている片端子型の紫外線ランプ39を用いている点である。紫外線ランプ39を外装被覆するフッ素樹脂製の外装チューブ51における基端部には、詰め物52が内装される構造としても良い。
実施例3による流体用照射装置Aは、図9に示すように、照射手段Hが下側の蓋部fの蓋本体5のみを貫通し、上側の蓋部fの蓋本体5には貫通されない片貫通構造のものである。実施例1による流体用照射装置Aとの違いは、上側の蓋本体5にはランプ接続部HSが無く、ランプ先端部61が上側の蓋本体5の底壁部9から明確に下方に離れて位置されるとともに、照射手段Hとしては、2本のリード線rが下方の取り出し側にまとめられている片端子型の紫外線ランプ39を用いている点である。紫外線ランプ39を外装被覆するフッ素樹脂製の外装チューブ51における基端部には、詰め物52が内装される構造としても良い。
図9に示す照射手段Hでは、その先端部61については、フッ素樹脂製の外装チューブ51の先端内に同じくフッ素樹脂製の円ブロック62を詰めて(圧入内嵌して)融着一体化することで閉塞する構成とされている。この場合でも発光部40は、流路部分2を形成するケーシング1の内部にのみ配される構成となっている。ケーシング1については、上下の蓋本体5,5、即ち蓋部f,fは互いに異なる部品となる以外は、基本的には実施例1による流体用照射装置Aと同じである。
この片貫通構造の流体用照射装置Aにおいては、上側の蓋本体5には照射手段Hが貫通しないので、そこからの流体漏洩のおそれが皆無になるとともに、上方には照射手段Hが出っ張らず、その分のコンパクト化が可能になる。また、リード線r,rが下側に集約されるので、電気配線の取り回しがシンプル化される利点もある。なお、この片端子型の紫外線ランプ39を用いた照射手段Hを上側の蓋本体5にのみ貫通させ、倒立姿勢でケーシング1に装備させた構造の流体用照射装置Aを構成することも可能である。さらに、図9に仮想線で示すように、ケーシング1内における照射手段Hの周囲に、略ドーナツ状の光触媒フィルタFを多数積層させて備しても良い。
〔実施例4〕
実施例4による流体用照射装置Aは、上述したいずれかの流体用照射装置Aの複数(2個)を並列に接続して成る流体用照射装置Bである。すなわち、実施例4による流体用照射装置Bは、図10に示すように、実施例1による流体用照射装置Aにおける一方の蓋部fの蓋本体5として、流体給排部30(又は31)が二箇所形成されているものを2個用いて並列に接続して成るものである。図10において左側に描かれた流体用照射装置Aは、下側の蓋本体5に流体給排部30が2箇所形成されたものであり、右側に描かれた流体用照射装置Aは、上側の蓋本体5に流体給排部31が2箇所形成されたものである。
実施例4による流体用照射装置Aは、上述したいずれかの流体用照射装置Aの複数(2個)を並列に接続して成る流体用照射装置Bである。すなわち、実施例4による流体用照射装置Bは、図10に示すように、実施例1による流体用照射装置Aにおける一方の蓋部fの蓋本体5として、流体給排部30(又は31)が二箇所形成されているものを2個用いて並列に接続して成るものである。図10において左側に描かれた流体用照射装置Aは、下側の蓋本体5に流体給排部30が2箇所形成されたものであり、右側に描かれた流体用照射装置Aは、上側の蓋本体5に流体給排部31が2箇所形成されたものである。
左側で下側の蓋本体5の右側の流体給排部30と、右側で下側の蓋本体5の流体給排部30とが接続部Rによって連通接続され、左側で下側の蓋本体5の左側の流体給排部30が、照射対象となる流体の入口IN(入口集合部)の役割を担うとともに、左側で上側の蓋本体5の流体給排部31と、右側で上側の蓋本体5の左側の流体給排部31とが接続部Rによって連通接続され、右側で上側の蓋本体5の右側の流体給排部31が、紫外線が照射された流体の出口OUT(出口集合部)の役割を担う構成とされている。接続部Rとしては、例えば図10に示すように、一対のユニオンナット32,32とフッ素樹脂等の合成樹脂製の中継チューブ60等からなる管継手構造のものを採ることができるが、これには限定されない。例えば、蓋本体から配管部を突出形成しておき、その配管部の端部どうしを突き合わせて融着させることで蓋本体どうしを一体的に接続することもできる。
導入用配管28aから入口INに供給されてきた流体は、供給側の各流体給排部30や左右の下蓋本体5の内部を通って二箇所の照射室(流路部分)2,2の下端部内に分かれて取込まれ、各ケーシング1内において各照射手段Hによって紫外線を照射加熱されながら上昇移動する。そして、各流体用照射装置A,Aにおいて照射作用されて各上側蓋本体5部分に上昇移動した流体は、排出側の各流体給排部31や上側の蓋本体5内を通って出口OUTから導出用配管28bに取出されて行くのである。この流体用照射装置A,Aの並列接続による流体用照射装置Bは、単位時間当たり流量が大きい流体に対して効果的に紫外線を照射させるに好適な装置であり、その規模は流体用照射装置A,Aの接続個数により、簡単に選択設定することができる便利なものである。また、図10に仮想線で示すように、各ケーシング1内における照射手段Hの周囲に、略ドーナツ状の光触媒フィルタFを多数積層させて備しても良い。
例えば3個以上の流体用照射装置Aを並列接続するには、二箇所の流体給排部30(又は31)を有する蓋本体5が上下に備えられた流体用照射装置Aを新たに用いることで実施することができる。このように流体用照射装置Aを並列接続して成る流体用照射装置Bによれば、装置内に貯留した流体を殺菌や滅菌、或いは有害物質を分解してから送り出し供給することができるので、貯留タンク等の液槽を設ける必要がなく、コンパクトかつ低コストとなる。また、流量は少ないが、より確実に、或いはより強く殺菌処理を行いたい場合には、複数の流体用照射装置Aを直列接続して成る流体用照射装置Bが好適である。さらには、並列接続と直列接続とを組み合わせることも可能である。
1 ケーシング
2 流路部分
4 ケース本体
5 蓋本体
6 ユニオンナット
8 受口部
10,11 シール面
13 環状溝部
15 インナーリング
17 突出部
20 内向きテーパ面
22 突出端面
24 円筒部
30,31 流体給排部
34 導出部
39 殺菌灯
40 発光部
f 蓋部
A 流体用照射装置
B 流体用照射装置
F 光触媒フィルタ
H 照射手段
S シール部
2 流路部分
4 ケース本体
5 蓋本体
6 ユニオンナット
8 受口部
10,11 シール面
13 環状溝部
15 インナーリング
17 突出部
20 内向きテーパ面
22 突出端面
24 円筒部
30,31 流体給排部
34 導出部
39 殺菌灯
40 発光部
f 蓋部
A 流体用照射装置
B 流体用照射装置
F 光触媒フィルタ
H 照射手段
S シール部
Claims (12)
- チューブ材から成るケース本体、及びこのケース本体の両端部の夫々を塞ぐべくそれら端部毎に着脱自在に取付けられる蓋部から成るケーシングと、少なくとも一方の前記蓋部を貫通して前記ケース本体の内部に通されて前記ケーシング内の流体に照射作用自在な照射手段とを有するとともに、前記ケース本体の内部空間に対する流体給排部が前記蓋部に少なくとも計2箇所形成されている流体用照射装置。
- 前記チューブ材が可撓性を有した合成樹脂製であり、
前記蓋部は、前記ケース本体の端部を受け入れる受口部及びこの受口部内に設けられた少なくとも一箇所のシール面を有する合成樹脂製の蓋本体と、前記ケース本体の端部に外嵌された状態で前記蓋本体の受口部側端部に外嵌螺合自在なユニオンナットと、前記ユニオンナットの前記蓋本体への螺進による締付けにより前記ケース本体をこれの外側から押圧し、この押圧作用によって前記ケース本体の端部と前記蓋本体のシール面とが密着することで形成される少なくとも一箇所のシール部と、から構成され、
少なくとも一方の前記蓋部の蓋本体には前記照射手段を貫通する導出部が形成されるとともに、前記流体給排部は、前記ケーシングの内部における前記照射手段の外部となる流路部分を通る流体を出し入れするためのものとして前記蓋本体に形成されている請求項1に記載の流体用照射装置。 - 前記照射手段における発光部が、前記流路部分を形成する前記ケーシングの内部にのみ配されている請求項2に記載の流体用照射装置。
- 前記シール部が、前記蓋本体の軸線方向の外方に向けて漸次拡径するテーパ面を前記受口部の入口より内奥に形成することで成るシール面と、前記ケース本体の端部にこれを断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリングにおける前記ケース本体の端部から突出した突出部の先端に形成したテーパ面からなる突出端面との密着により形成されている請求項2又は3に記載の流体用照射装置。
- 前記シール部が、前記蓋本体の受口部の入口に、前記蓋本体の軸線に対して交差するテーパ面により構成されたシール面と、前記ケース本体の端部にこれを断面山形状に拡径膨出させるように圧入されたインナーリングの圧入部の斜面部に形成された内向きテーパ面と、の間に前記ケース本体の端部を傾斜状態で挟持自在に構成することによって形成されている請求項2〜4の何れか一項に記載の流体用照射装置。
- 前記シール部が、前記蓋本体の受口部の内奥の前記シール面よりも径方向外方に前記蓋本体の軸線と平行に形成された環状溝部に、前記ケース本体の端部に圧入されたインナーリングの突出部の先端に形成された円筒部を嵌入自在に構成することによって形成されている請求項4又は5に記載の流体用照射装置。
- 前記ケース本体の一端部に取付けられる蓋部と、他端部に取付けられる蓋部とが互いに同一である請求項1〜6の何れか一項に記載の流体用照射装置。
- 前記ケース本体及び前記蓋部がフッ素樹脂によって形成されている請求項1〜7の何れか一項に記載の流体用照射装置。
- 前記照射手段が、紫外線を発して殺菌を行う殺菌灯と、紫外線を透過し得る合成樹脂材によって前記殺菌灯を被覆するチューブとから構成されている請求項1〜8の何れか一項に記載の流体用照射装置。
- 前記チューブが、石英ガラス製又はフッ素樹脂製である請求項9に記載の流体用照射装置。
- 前記ケーシングの内部における前記照射手段の周囲に、三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に光触媒を担持させて成る光触媒フィルタが配備されている請求項9又は10に記載の流体用照射装置。
- 請求項1〜11の何れか一項に記載の流体用照射装置の複数を組合せて、それらいずれの流体用照射装置においても流体が前記ケーシング内部を通過自在となるように、各々の前記流体給排部を連通接続して成る流体照射装置。
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