JP2007061730A - 流体用照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理水の殺菌、浄化が行える光式の処理システムを採るに当り、処理容器の多数を場所を取らずコンパクトに、しかも高価なものとならないように構成させ、プールや大浴場等の大量の流体処理にも適用可能とな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において、透過性を持つＰＦＡ製のチューブ１の多数と、多数のチューブ１を縦横並列に配置保持すべくそれらチューブ１の両端夫々に配される一対のＰＴＦＥ製の蓋部材３，４と、多数のチューブ１に紫外光を照射する光源２をチューブ１と並列配備するための光源支持手段Ｋとを有し、蓋部材３，４には、多数のチューブ１の管路１Ａを直列に連通接続するための内部接続路Ｒが形成されるとともに、多数の管路１Ａが直列に連通接続されて成る単一の折返し流路Ｗの一対の端部に対する流体の入口部３ＡがＩＮ側蓋部材３に、かつ、出口部４ＡがＯＵＴ側蓋部材４に夫々形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体用照射装置に係り、詳しくは、プール水、温泉水、或いは廃液等の流体を浄化する水処理システム等に好適な流体用照射装置に関するものである。尚、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配管システム等に用いることも可能である。

従来、プールや温泉の水の水質を維持するためには、塩素と濾過とによって浄化する手段が採られていた。消毒のために加えられる塩素は水中の汗や尿のような汚染物と化合して、有機塩素化合物や窒素化合物になり、循環する間に蓄積される不都合がある。窒素化合物や有機塩素系ガスは目や鼻を刺激し、建造物の老朽化を早めるとともに、有機塩素化合物のトリハロメタンは発ガン性がある等、危険な面もある。そこで、不快感を与えないように塩素濃度を下げると、殺菌力も低下して大腸菌等を駆除できなくなる不都合があるため、単純に薄めるわけにもいかない。

そこで対策として脚光を浴びて来たのが光式の水処理システムである。例えば、紫外線を用いるものはＵＶ灯又は紫外線灯とも呼ばれ、細菌が紫外線殺菌装置の中をゆっくりと通過する途中で紫外線で破壊されて死滅するようになる。従来、水処理装置等において流体に光を照射することで殺菌や消毒を行うための流体用照射装置としては、特許文献１や特許文献２において開示されたものが知られている。

特許文献１のものは、浴槽の水を浄化するためのものであって、紫外線ランプ及び光触媒が入れられた容器中に風呂水を通すことにより、入口から容器内に入った風呂水（細菌が存在する水）は、光触媒の隙間を通って容器の出口から出る際に、紫外線ランプから放射された紫外線によって光触媒表面において酸化還元作用が行なわれ、容器内を流れる水の細菌を殺菌するようになる、というものである。

特許文献２のものは、光分解装置において、紫外線ランプを備えた反応容器に有機塩素化合物を含有するガスを導入して紫外線を照射することにより、有機塩素化合物を含有するガスを紫外線を用いて分解処理する、というものである。この場合、当該特許文献２の図２に示されるように、反応容器を直列に２個繋ぐことにより、反応容器自体はコンパクトな照射装置としながらもガスを効率的に分解可能とする技術も開示している。
特開平８−０８９７２５号公報 特開平９−２９９７５３号公報

このように流体用照射装置で、紫外線等の光を用いて水や空気中の細菌類（有害なバクテリアやウィルス）を死滅させ安全な水、空気にする作用を発揮するものであり、塩素の様に匂いや刺激がなく、有害物質を発生する心配も無いので、人体や環境に優しくより安心であるという利点を持っている。しかしながら、塩素（生物的処理）や濾過（物理的処理）による手段に比べて、処理能力の点ではパワー不足の感があった。

そのために特許文献２において示されたように、処理容器を複数用いることでそのパワー不足を補わせる手段もあるが、プールや大浴場といった大量の水処理を行うためにはかなりの数の処理容器が必要である。そうなると現段階では処理容器の数十個を直列接続するしかなく、装置の大型化や高コスト化が問題になることが容易に推測される。

そこで、本発明の目的は、水や空気等の流体を、有害物質の発生が無く人体や環境に優しい状態で殺菌、浄化が行える光式の処理システムを採るに当り、処理容器の多数を場所を取らずコンパクトに、しかも高価なものとならないように構成させ、プールや大浴場等の大量の流体処理にも適用可能となる流体用照射装置を提供する点にある。

請求項１に係る発明は、流体用照射装置において、透過性を有する材料から成る所定長さの流体移送用チューブ１の複数と、これら複数のチューブ１を並列に配置保持すべくそれら複数のチューブ１の両端部の夫々にシール状態で嵌合自在な一対の蓋部材３，４と、前記複数のチューブ１に照射作用する光源２を前記複数のチューブ１と並列に配置して装備するための光源支持手段Ｋとを有し、
前記蓋部材３，４には、前記複数のチューブ１の内部流路である管路１Ａを直列に連通接続するための内部接続路Ｒが形成されるとともに、前記複数の管路１Ａが直列に連通接続されて成る単一の折返し流路Ｗの一対の端部に対する取出し部Ｔ，Ｔが、前記一対の蓋部材３，４の一方に二箇所或いは各蓋部材３，４の夫々に一箇所ずつ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、前記蓋部材３，４は、前記複数のチューブ１をシール状態で内嵌する複数の嵌合穴部分２４と、前記複数のチューブ１の前記蓋部材３，４への挿入量を規定すべく前記嵌合穴部分２４に内嵌される前記チューブ１の端面１ｔに当接自在なストッパ壁２５とを有するとともに、前記複数のチューブ１が対応する前記嵌合穴部分２４に挿入内嵌されて前記チューブの端面１ｔが前記ストッパ壁２５に当接する状態に、前記一対の蓋部材３，４と前記複数のチューブ１とを係止維持させる維持手段Ｅが装備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１又は２に記載の流体用照射装置において、前記取出し部Ｔは、前記チューブ１の端部をシール状態で内嵌自在で、かつ、外部配管の螺合による接続が自在となるための雌ネジ部９を有する貫通孔で構成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１〜３の何れか一項に記載の流体用照射装置において、前記一対の蓋部材３，４とは別に、これら蓋部材３，４による前記複数のチューブ１の並列配置状態を維持させる配列維持手段Ｉが装備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４に記載の流体用照射装置において、前記配列維持手段Ｉは、前記複数のチューブ１の夫々を嵌合自在な貫通孔１７が形成された壁部材５の一対で構成されるとともに、前記一対の壁部材５，５は前記一対の蓋部材３，４に対応させて隣接配備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５に記載の流体用照射装置において、前記光源支持手段Ｋは、長尺状ランプで成る前記光源２の各端部を通す貫通孔２１が複数形成された板部材６の一対で構成されるとともに、前記一対の板部材６，６は前記一対の配列維持手段Ｉ，Ｉに対応させて隣接配備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５又は６に記載の流体用照射装置において、前記壁部材５には、前記長尺状ランプ２の端面から取出される電線ｒ又は電線ｒを囲繞する突端部２ａは通し、かつ、ランプ本体部２Ａの通過は不能とする配線用孔１８が形成されるとともに、各配線用孔１８から取出される電線ｒを纏めて前記壁部材５の側面に貫通する状態の取出し孔１９から外部に取出すための配線用空間部２０が形成されてい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、前記チューブ１の前記管路１Ａ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２３が装備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、前記チューブ１及び前記蓋部材３，４がフッ素系樹脂材製であ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１〜９の何れか一項に記載の流体用照射装置において、前記光源支持手段Ｋに支持された状態の光源２、及び前記複数のチューブ１を覆って反射させるためのカバー部材２２が装備自在に構成されてい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、内部接続路を有する一対の蓋部材間に複数のチューブを並列状態で介装して、それらの管路は直列接続されての単一の折返し流路を形成するとともに、各チューブに照射する光源も並列配備される構成としてあるから、長い流路に亘って光による浄化作用（殺菌、消毒等）を連続的に流体に付与することができ、光式でありながらも大量の流体に対しても十分な処理能力を発揮させることが可能になり、かつ、装置としての両端部となる一対の蓋部材どうしはチューブ１個分の長さだけ離れて配置すれば良く、装置全体として小型のもので済むようになる。内部接続路に加えて単一の折返し流路に対する出入口も、各蓋部材又は一方の蓋部材に集約形成されており、部品点数少なくコスト的に有利なものにできるとともに、それら流体の出入口に外部配管やホースをつなぐことにより、例えば、水処理システム中に容易に接続配置することができる。

また、並列配置される複数のチューブと光源とが並列配置されるので、各チューブと光源とを近接して相対配置することができて効率良く光をチューブの中を流れる流体に照射することができるようになる。その結果、水や空気等の流体を、有害物質の発生が無く人体や環境に優しい状態で殺菌、浄化が行える光式の処理システムを採るに当り、処理容器の多数を場所を取らずコンパクトに、しかも高価なものとならないように構成させ、プールや大浴場等の大量の流体処理にも適用可能となる流体用照射装置を提供することができる。この場合、請求項１０のように、光源及び複数のチューブを覆って反射させるカバー部材を設ければ、さらに効率良く流体の浄化作用が行える利点が得られる。

請求項２の発明によれば、複数のチューブが蓋部材に挿入されての内嵌状態においては、蓋部材のストッパ壁とチューブ端面とが当接するから、各チューブの各蓋部材への挿入量を所定の値に揃えることが可能であり、蓋部材の加工成形上やチューブの同一部品化において有利であるとともに、ストッパ壁とチューブ端面との当接箇所が複数箇所存在しているから、両蓋部材と各チューブとがずれ動いたり傾いたりすることがなく、安定的にシール嵌合される状態を維持することが可能になる。その結果、一対の蓋部材と複数のチューブとの嵌合シール状態を長期に亘って良好に維持することが可能であり、耐久性、信頼性に優れる流体用照射装置を提供することができる。

請求項３の発明によれば、チューブを蓋部材に接続するための縦穴部を延長し、反対側の外側面に開口する貫通孔とするとともにその開放端に雌ネジ部を設けて取出し部を形成することができるから、縦穴部を延長形成する程度の加工によって容易に外部配管用の取出し部を構成できるとともに、そのための設置スペースも小さなもので済むようになる。そして、取出し部とチューブとは蓋部材の厚み程度の短い長さの貫通孔で連通接続されることになるから、この点からも流体用照射装置としてのコンパクト化に寄与することが可能である。

請求項４の発明によれば、部品交換や点検、整備等によって片方の蓋部材を取り外すことが生じても、配列維持手段によって複数のチューブの正規の配置状態を維持することができるから、チューブがばらけてしまうことがなく、その後の再組付け操作が行い易い便利なものとなる。また、最初に流体用照射装置として組上げる際に、配列維持手段で複数のチューブを整列させた状態にしておき、それから蓋部材を各チューブに対して楽に組付けることができる、という利点も得られる。

請求項５の発明によれば、配列維持手段が、複数のチューブに対応した複数の貫通孔が形成された壁部材として、構造簡単で廉価なものとして構成することができる。加えて、蓋部材に隣接配置することにより、蓋部材にネジ止めする等によって壁部材の位置決め及び固定手段が簡単に実現できるから、例えば、チューブの長手方向の中間部に単独で配置する場合に比べて、チューブとの連結手段や蓋部材と連結するための長いボルトや長いスペーサーといった別部品が殆ど無くて済む点で有利（構造の簡素化、低コスト化）である。

請求項６の発明によれば、光源を長尺状ランプとすることにより、その端部に外嵌する貫通孔を有する板部材によって構造簡単に光源支持手段を構成することができるとともに、配列維持手段に対応させて隣接配備することにより、ネジ止めする等によって板部材の位置決め及び固定手段が簡単に実現できるから、例えば、チューブの長手方向の中間部に単独で配置する場合に比べて、チューブとの連結手段や配列維持手段と連結するための長いボルトや長いスペーサーといった別部品が殆ど無くて済む点で有利（構造の簡素化、低コスト化）である。

請求項７の発明によれば、ランプ本体部の両端又は一端から電線が取り出される構造の長尺状ランプ（光源）を用いることにより、ランプ本体は通さず、かつ、電線又は突端部は通す大きさの配線用孔を壁部材に形成してあるから、ボルト等の固定手段を一切用いることなく壁部材を長尺状ランプと蓋部材との間に位置決め固定することができる利点がある。そして、各長尺状ランプの端部から延出される電線は、壁部材に形成されている配線用空間部において容易に配線して纏めることができ、その纏めた状態で蓋部材の側面に形成されている取出し孔を通して外部に簡単に取り出すことができる。即ち、壁部材内において配線の集約と纏めての取出しとが行える便利なものとなる。

請求項８の発明によれば、詳しくは実施例において述べるが、光源として紫外光を発するものを用いれば、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、流体（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。そして、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、効率良く流体（水）処理を行うことも可能になる。

請求項９の発明によれば、チューブと蓋部材が、耐薬品性及び耐熱性に優れた特性を有するフッ素系樹脂で形成されているので、流体が薬液や化学液体、有毒ガス、或いは高温流体であっても蓋部材とチューブとの接続接部分が変形して漏れ易くなることがなく、良好なシール性が維持できるようになる。尚、フッ素系樹脂は、水素原子の一個以上をフッ素で置換したエチレンおよびその誘導体の重合によって得られる樹脂状物質であり、高温にも安定で、撥水性に優れる。また摩擦係数が小さく、耐薬品性もきわめて高く、電気絶縁性も高い点で好ましい。

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は流体用照射装置の全体構成や折返し流路を示す図であり、図４〜図８は各部品を示す図である。図９，図１０はチューブ端部周辺や光源との位置関係を示す要部図であり、図１１は光触媒を用いた場合のチューブ構造を示す断面図である。

〔実施例１〕
図１，図２に、実施例１による流体用照射装置Ａを示している。この流体用照射装置Ａは、プールや温泉の水を殺菌、浄化する水処理装置（水浄化装置）に用いられるものであり、光触媒を用いて効率良く水を浄化できるようにされており、水を流すための９本のチューブ１と、１６本の紫外線ランプ２（光源の一例）と、一対の蓋部材３，４と、一対のランプストッパ（壁部材の一例）５と、一対のホルダ（板部材の一例）６とを有して構成されている。

ここで、この水処理装置Ａの機能について概略説明すると、図１〜図３に示すように、９本のチューブ１は、一対の蓋部材３，４の内部に形成された内部接続路Ｒによって直列に連通接続されており、ＩＮ側蓋部材３の入口部（取出し部Ｔの一例）３Ａから取り込まれた水は、９本のチューブ１による長くて単一の折返し流路Ｗを通る間に、その周囲に配置されている紫外線ランプ２からの紫外線の照射による殺菌作用を受けて十分に浄化され、それからＯＵＴ側蓋部材４の出口部(取出し部Ｔの一例)４Ａを通って出て行くようになる。次に、各部について詳しく説明する。

チューブ１は、内部に円管状の管路１Ａを持つフッ素系樹脂（例：ＰＦＡ、ＦＥＰ等）製のパイプ材から成る透明又は半透明（乳白色）で、紫外光等の光をよく通す透過性（透光性）を有するものであり、長さは５００〜１０００ｍｍ（例：７１４ｍｍ）である。各先端部の外周には、蓋部材３，４への挿入操作を容易化すべく、先細り状に削り加工して成るテーパ部１Ｂが形成されている。

紫外線ランプ２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（電線の一例）ｒが取り出される構造のもの（低圧水銀灯）である。この紫外線ランプ２は、発光部を含むランプ本体部（殺菌灯の一例）２Ａが大径の円柱形状を呈するとともに、そのさらに端部には、リード線ｒを支持しながら取出すための小径の円柱（又は円筒）形状を呈する突端部２ａ，２ａが形成されている。尚、光源２のその他としては、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。

このように、ランプ本体部２Ａが円柱状の殺菌灯であり、電線ｒ又は突端部２ａが殺菌灯２Ａより小径の突端部２ａとして、ホルダ６とランプストッパ６に大小の貫通孔１７，２１を設けるだけの簡単な構造を採用することが可能である。そして、紫外線ランプ２から照射される紫外光により、チューブ１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や浄化作用を効果的に付与することができ、例えば、温泉水やプールの水等の浄化を有効に行うに好適なものとなる。尚、ランプ本体２Ａに、透過性（透光性）を有する外装チューブ（透明又は半透明のフッ素樹脂等）を被せておけば、振動や衝撃から紫外線ランプ２を守る保護材として外装チューブ（図示省略）が機能する点で有効である。

一対の蓋部材３，４は、図２，図４〜図６に示すように、流体用照射装置Ａとしての最も外側に配置される部品であり、９本のチューブ１の内部流路である管路１Ａを直列に連通接続するための内部接続路Ｗが形成されるとともに、複数の管路１Ａが直列に連通接続されて成る単一の折返し流路１Ａの一対の端部に対する取出し部Ｔが、各蓋部材３，４の夫々に一箇所ずつ形成されている。内部接続路Ｒの構成をＩＮ側蓋部材３で説明すると、内部接続路Ｒは、チューブ１の端部をシール状態で内嵌する嵌合穴部分２４を有する九箇所の縦穴部７と、それら縦穴部７の対応する複数を相互連通させるための横穴部８とから構成されている。尚、ＩＮ側蓋部材３とＯＵＴ側蓋部材４とは、内部接続路Ｒの全体形状がやや異なる以外、基本的には同じ部品である。

ＩＮ側蓋部材３は、フッ素系樹脂（例：ＰＴＦＥ）製の矩形ブロック体３Ｂから成り、その内側面３ｉには縦横三列ずつ均等間隔で配置される縦穴部７が形成されている。そのうちの図２における右下の縦穴部７（第１縦穴部７ａ）は、外側面３ｕに貫通されてその外端部は、テーパネジ等による雌ネジ部９が形成されて成る流体の入口部３Ａに構成されている。雌ネジ部９には、流体用照射装置Ａに対する流体給排用の配管やチューブ等の配管類（図示省略）が連通接続される。

各縦穴部７には、図５，図９に示すように、その内側面３ｉ側部分に、各チューブ１の端部を挿入内嵌するための嵌合穴部分２４が形成されるとともに、チューブ１の端面１ｔに当接して各チューブ１の蓋部材３，４への挿入量を規定するための段差であるストッパ壁２５が形成されている。そして、嵌合穴部分２４には、チューブ１の外周面１Ｃとの間でシールを行うＯリング１０を装備するための内周溝１１が形成されている。９本のチューブ１は互いに長さが等しいから、９箇所のストッパ壁２５も全て互いに等しい深さのものとして形成されている。

横穴部８は、図４，図６，図９に示すように、矩形ブロック体３Ｂの横側面から型抜き（中子や入れ子）又は後加工（ドリル加工等）による穿孔によって形成されるので、それによる穴の大径入口部８Ａを塞ぐメクラ栓１２が装備されている。大径入口部８Ａにはメクラ栓１２を螺装するための雌ネジ部８ａ、及びＯリング１３を装着するための環状凹入溝１４が段差壁８ｂに形成されている。

要するに、並列配置される９本のチューブ１の管路１Ａを直列接続すべく蓋部材３，４に形成される内部接続路Ｒが、チューブ１の長手方向に沿って形成される縦穴部７と、これら縦穴部７を相互連通させる横穴部８とで成る屈曲経路（直角又はほぼ直角に曲がる屈曲経路）とするものであるから、チューブ１を接続すべく一端が嵌合穴部分２４として開放形成すれば良い縦穴部７は、例えば二つ割構造の型成形によって容易に形成することが可能である。そして、蓋部材３，４の側面からの中子（入れ子）を用いることで横穴部８も型成形が可能であり、その後に開放端を栓等によって塞ぐ処理を行うことで両端閉塞状態の横穴部８も比較的容易に形成可能となる。また、ドリリング等の後加工によって縦穴部７や横穴部８を形成する手段も可能であり、この場合でも横穴部８の開放端は閉塞処理すれば良いものとなる。尚、両穴部７，８を切削加工で製作しても良い。

つまり、内部接続路Ｒは、チューブ１の端部をシール状態で内嵌する縦穴部７と、その縦穴部７の複数を相互連通させるための横穴部８とから構成されている。このように二方向の穴７，８の組み合わせで内部接続路Ｒとする構造工夫により、複数のチューブ１を直列に接続すべく複雑化し易い蓋部材３，４の内部接続路Ｒを、極力簡単に形成することが可能になり、必要な機能を廉価に得ることができてコスト上で有利な流体用照射装置Ａとすることに寄与している。

ここで、ＩＮ側蓋部材３の各縦穴部７に、図２，図３に示すように、右下の縦穴部７を第１縦穴部７ａとして順に第２〜第９縦穴部７ｂ〜７ｉと番号を付けると、各横穴部８は、第２縦穴部７ｂと第３縦穴部７ｃとを連通する第１横穴部８ｚ、第４縦穴部７ｄと第７縦穴部７ｇとを連通する第４横穴部８ｗ、第５縦穴部７ｅと第６縦穴部７ｆとを連通する第２横穴部８ｙ、第８縦穴部７ｈと第９縦穴部７ｉとを連通する第３横穴部８ｘと呼ぶものとする。第１縦穴部７ａは、これ単独で存在する単一の穴であり、入口部３Ａを有している。また、矩形ブロック体３Ｂの四隅には、通しボルト１５を通すための組付孔１６が形成されている。

ＯＵＴ側蓋部材４は、流体の出口部４Ａを外端に有して外側面４ｕに貫通する縦穴部７が右上の第７縦穴部７ｇであり、かつ、第４横穴部８ｗが第１縦穴部７ａと第４縦穴部７ｄとを連通させるものである以外はＩＮ側蓋部材３と同じである。従って、ＯＵＴ側蓋部材４における各部の符号は、ＩＮ側蓋部材３の対応する箇所と同じ符号（７ａ→７ａ）か又は順ずる符号（４Ｂ→３Ｂ）を付すものとする。

ランプストッパ５は、図２，図５，図７に示すように、フッ素系樹脂（例：ＰＴＦＥ）製で矩形形状の正面壁５Ａとその上下左右の側壁５ａ〜５ｄとの五壁から成るものであり、正面壁５Ａには９本のチューブ１を通すための上下左右３列ずつで計９箇所のチューブ用孔１７と、その周囲１２箇所と各チューブ用孔１７の間の４箇所の計１６箇所の紫外線ランプ２の突端部２ａを挿通するための配線用孔１８とが形成されている。四隅の夫々には、通しボルト１５を通すための組付孔１６が形成されている。９箇所のチューブ用孔１７を有するランプストッパ５により、９本のチューブ１が上下及び左右に三列ずつ並列配備される並列配置状態を、蓋部材３，４の存否とは無関係に維持させる配列維持手段Ｉが構成されている。

配線用孔１８は、ランプ本体部２Ａは入らない大きさの孔であり、突端部２ａのみ通す一対のランプストッパ５，５によって１６個の紫外線ランプ２を挟持保持する機能を発揮することができる。左右の側壁５ｃ，５ｄのうちの何れかの側壁５ｃには、各突端部２ａから延出される計９本のリード線ｒを纏めて外部に取出すための取出し孔１９が１箇所形成されている。正面壁５Ａと各側壁５ａ〜５ｄとで囲まれた空間部２０は、前述の９本のリード線ｒを取出し孔１９から取出すためのスペース、即ち配線用空間部として機能する。

ホルダ６は、図２，図５，図８に示すように、合成樹脂材（例：ＰＯＭ）による薄板状のものであって、紫外線ランプ２のランプ本体部２Ａを内嵌自在な１６箇所のランプ用孔２１と、９箇所のチューブ用孔１７と、４箇所の組付孔１６とが形成されている。このホルダ６によっても９本のチューブ１の並列配置状態を、蓋部材３，４の存否とは無関係に維持させる配列維持手段Ｉが兼用構成されている。加えて、１６本の紫外線ランプ２の並列配置状態も維持させる光源支持手段Ｋとしても機能する。即ち、光源２を支持するためのホルダ６に形成されるチューブ貫通用のランプ用孔２１を、チューブ１に丁度嵌合する程度の大きさの孔とすることにより、ホルダ６によっても配列維持手段Ｉと同等の機能を発揮させることが可能である。これにより、手段兼用化や機能の合理化が図れ、より洗練されて完成度の高い流体用照射装置とすることができている。

このように、流体用照射装置Ａにおいては、蓋部材３，４は、複数のチューブ１をシール状態で内嵌する複数の嵌合穴部分２４と、複数のチューブ１の蓋部材３，４への挿入量を規定すべく嵌合穴部分２４に内嵌されるチューブ１の端面１ｔの全面に当接自在なストッパ壁２５とを有するとともに、複数のチューブ１が対応する嵌合穴部分２４に挿入内嵌されてチューブの端面１ｔがストッパ壁２５に当接する状態に、一対の蓋部材３，４と一対のランプストッパ５，５と一対のホルダ６，６と９本のチューブ１とを係止維持させる維持手段Ｅ（４本の通しボルト１５）が装備されている。

つまり、４本の通しボルト１５を用いて装置としての両端に位置する蓋部材３，４を締め付けて行けば、一対の蓋部材３，４を互いに引寄せることができて、各蓋部材３，４に装備されている計１８個のＯリング１０への挿入抵抗に抗して９本のチューブ１を容易に縦穴部７の嵌合穴部分２４に挿入内嵌できるとともに、引き続きの通しボルト１５の締付により、各チューブ１の端面１ｔが各蓋部材３，４のストッパ壁２５に当接して規定の挿入量に自動セットされての組付け状態を得ることができる。また、その当接により、通しボルト１５の締付け操作に節度感が生じて締め込み操作の終了を認識し易くもなる。

この組付け状態では、ストッパ壁２５とチューブ端面１ｔとの当接箇所が計９箇所（総合計１８箇所）存在しているから、両蓋部材３，４と各チューブ１とがずれ動いたり傾いたりすることがなく、安定的にシール嵌合される状態を維持することができる。従って、蓋部材３，４と各チューブ１との嵌合シール状態、詳しくは嵌合穴部分２４とチューブ外周面１Ｃとのシール状態を耐圧性を低下させることなく長期に亘って良好に維持することが可能であり、耐久性、信頼性に優れる流体用照射装置Ａとすることができている。また、通しボルト１５による維持手段Ｅは、一対の蓋部材３，４を複数のチューブ１を介して互いに引寄せる引寄せ機能も含んだ（兼ねた）ものに構成されており、別途に引寄せ手段を必要としない点で優れている。

以上述べたように、各部品、即ち、一対の蓋部材３，４、一対のランプストッパ５，５、一対のホルダ６，６、９個のチューブ１、及び１６個の紫外線ランプ２を４本の通しボルト１５によって締付け固定することで流体用照射装置Ａが組み付けられて構成される。この場合、図２に示すように、一対のホルダ６，６間に、内面が鏡面等の光を反射する反射面２２ａに仕上げられている四角筒カバー（カバー部材の一例）２２を介装すれば、紫外線ランプ２のチューブ１への照射作用を強化できて好都合である。

ここで、９本のチューブ１による折返し流路Ｗを詳しく説明すると、図３に示すように、入口部３Ａから取り入れられた処理対象の水は、ＩＮ側蓋部材３の第１縦穴部７ａを通って第１チューブ１ａに入り、ＯＵＴ側蓋部材４の第１縦穴部７ａ、第１横穴部８ｚ、第２縦穴部７ｂを通って第２チューブ１ｂに入り、最後には第９チューブ１ｉ、ＯＵＴ側蓋部材４の第９縦穴部７ｉ、出口部４Ａを通って出て行く。この折返し流路Ｗの経路を符号を用いて順に示すと、３Ａ→７ａ（３）→１ａ→７ｃ（４）→８ｚ（４）→７ｂ（４）→１ｂ→７ｂ（３）→８ｚ（３）→７ｃ（３）→１ｃ→７ａ（４）→８ｗ（４）→７ｄ（４）→１ｆ→７ｆ（３）→８ｙ（３）→７ｅ（３）→１ｅ→７ｅ（４）→８ｙ（４）→７ｆ（４）→１ｄ→７ｄ（３）→８ｗ（３）→７ｇ（３）→１ｇ→７ｉ（４）→８ｘ（４）→７ｈ（４）→１ｈ→７ｈ（３）→８ｘ（３）→７ｉ（３）→１ｉ→７ｇ（４）→４Ａとなる。尚、括弧の中の符号は蓋部材がＩＮ側かＯＵＴ側かを示す数字である。

図１０に示すように、１６個の紫外線ランプ２は、そのうちの１２個の紫外線ランプ２で９個のチューブ１の外側を覆うように配置され、かつ、残り４個の紫外線ランプ２が上下左右で中央に位置する１個のチューブ１を取り囲むように配置されているので、どのチューブにも強力で有効な紫外光が行き渡るように構成されている。このように、内部接続路Ｒを有する一対の蓋部材３,４と９個のチューブ１を用いて成る折返し流路Ｗの構造を採ることにより、コンパクトで省スペース化が可能な大きさとしながらも、水を強力に殺菌、消毒して浄化することができる流体用照射装置Ａを実現できている。尚、図１０は紫外線ランプ２が点灯している状態を表している。

〔実施例２〕
実施例２による流体用照射装置Ａは、図１１に示すように、実施例１による流体用照射装置のチューブ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２３は、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断面円形（略ドーナツ形状でも良い）のものであり、その多数個を重ねてチューブ１に内装されている。この場合の光源として用いられる殺菌ランプ２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２３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２３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。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（水酸基ラジカル）及び・Ｏ2 - （活性酸素：スーパーオキサイドアニオン）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、セラミックス多孔体表面に担持された光触媒に、光源２による紫外光を照射しながらチューブ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。

〔別実施例〕
図１に示す流体用照射装置Ａにおいて、チューブ１の数は複数（２以上）であればよく、また紫外線ランプ（光源）２の数も適宜に変更可能である。チューブ１は、フッ素系樹脂等の合成樹脂材の他、石英管やガラス管でも良く、要は透過性の材料であれば良い。

流体照射装置の前方から見た斜視図（実施例１） 図１の流体照射装置を前方上方から見た場合の分解斜視図 折返し流路の経路を示す模式図 ＩＮ側蓋部材の構造を示す縦断断面図 ＩＮ側蓋部材の内部接続路を示すべく入口部を通って見上げた断面図 ＯＵＴ側蓋部材の構造を示す正面図 ランプストッパの構造を示す斜視図 ホルダの構造を示す斜視図 チューブ及び光源の端部周辺の構造を示す部分断面図 チューブと光源との配置状態を示す断面図 光触媒式のチューブを示す判断面図（実施例２）

符号の説明

１ チューブ
１Ａ 管路
１ｔ 端面
２ 光源（長尺状ランプ）
２Ａ ランプ本体部（殺菌灯）
２ａ 突端部
３ ＩＮ側蓋部材
４ ＯＵＴ側蓋部材
５ 壁部材
６ 板部材
７ 縦穴部
８ 横穴部
９ 雌ネジ部
１７ 貫通孔
１８ 配線用孔
１９ 取出し孔
２０ 配線用空間部
２２ カバー部材
２４ 嵌合穴部分
２５ ストッパ壁
ｒ 電線
Ａ 流体用照射装置
Ｅ 維持手段
Ｉ 配列維持手段
Ｋ 光源支持手段
Ｒ 内部接続路
Ｔ 取出し部
Ｗ 折返し流路

Claims (10)

1. 透過性を有する材料から成る所定長さの流体移送用チューブの複数と、これら複数のチューブを並列に配置保持すべくそれら複数のチューブの両端部の夫々にシール状態で嵌合自在な一対の蓋部材と、前記複数のチューブに照射作用する光源を前記複数のチューブと並列に配置して装備するための光源支持手段とを有し、
   前記蓋部材には、前記複数のチューブの内部流路である管路を直列に連通接続するための内部接続路が形成されるとともに、前記複数の管路が直列に連通接続されて成る単一の折返し流路の一対の端部に対する取出し部が、前記一対の蓋部材の一方に二箇所或いは各蓋部材の夫々に一箇所ずつ形成されている流体用照射装置。
2. 前記蓋部材は、前記複数のチューブをシール状態で内嵌する複数の嵌合穴部分と、前記複数のチューブの前記蓋部材への挿入量を規定すべく前記嵌合穴部分に内嵌される前記チューブの端面に当接自在なストッパ壁とを有するとともに、前記複数のチューブが対応する前記嵌合穴部分に挿入内嵌されて前記チューブの端面が前記ストッパ壁に当接する状態に、前記一対の蓋部材と前記複数のチューブとを係止維持させる維持手段が装備されている請求項１に記載の流体用照射装置。
3. 前記取出し部は、前記チューブの端部をシール状態で内嵌自在で、かつ、外部配管の螺合による接続が自在となるための雌ネジ部を有する貫通孔で構成されている請求項１又は２に記載の流体用照射装置。
4. 前記一対の蓋部材とは別に、これら蓋部材による前記複数のチューブの並列配置状態を維持させる配列維持手段が装備されている請求項１〜３の何れか一項に記載の流体用照射装置。
5. 前記配列維持手段は、前記複数のチューブの夫々を嵌合自在な貫通孔が形成された壁部材の一対で構成されるとともに、前記一対の壁部材は前記一対の蓋部材に対応させて隣接配備されている請求項４に記載の流体用照射装置。
6. 前記光源支持手段は、長尺状ランプで成る前記光源の各端部を通す貫通孔が複数形成された板部材の一対で構成されるとともに、前記一対の板部材は前記一対の配列維持手段に対応させて隣接配備されている請求項５に記載の流体用照射装置。
7. 前記壁部材には、前記長尺状ランプの端面から取出される電線又は電線を囲繞する突端部は通し、かつ、ランプ本体部の通過は不能とする配線用孔が形成されるとともに、各配線用孔から取出される電線を纏めて前記壁部材の側面に貫通形成される取出し孔から外部に取出すための配線用空間部が形成されている請求項５又は６に記載の流体用照射装置。
8. 前記チューブの前記管路に、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装備されている請求項１〜７の何れか一項に記載の流体用照射装置。
9. 前記チューブ及び前記蓋部材がフッ素系樹脂材製である請求項１〜８の何れか一項に記載の流体用照射装置。
10. 前記光源支持手段に支持された状態の光源、及び前記複数のチューブを覆って反射させるためのカバー部材が装備自在に構成されている請求項１〜９の何れか一項に記載の流体用照射装置。
    

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