JP2007307544A - 紫外線液体浄化処理器 - Google Patents

Abstract

【課題】使用上安全で、コストが低く、且つより優れた浄化効果を備えた紫外線液体浄化処理器の提供。
【解決手段】本発明の紫外線液体浄化処理器は、管体内に紫外線ランプが設置され、この管体上に入液管及び出液管がそれぞれ設けられ、そのうち、紫外線ランプの外部接続電源は直流電流とする。
【選択図】図１

Description

本発明は紫外線液体浄化処理器に関し、詳細には、直流電流で駆動される発光部材を利用して紫外線光を発生し、液体の流動を組み合わせて殺菌殺藻を行なう紫外線液体浄化処理器に関する。

現有の技術において、一般的な紫外線液体浄化処理器は、特に水槽や養殖、噴水等での用途では、中空石英管体内に紫外線殺菌ランプが設置され、さらに紫外線殺菌ランプの出力エネルギーに基づき、一定比率の流量の液体を管体に流通させ、紫外線を液体中の細菌や藻類等の生命体に照射し、殺菌消毒を行なうことができるというものである。しかし、一般に交流電流で駆動される真空紫外線殺菌ランプが必要であるため、使用においては処理された液体がどうしても交流電源に非常に接近してしまい、水そのものの導電特性で感電事故が発生しやすく、水中生物と人体に対し危険を引き起こす。また、一般的な紫外線液体浄化処理器の管体はただの液体を流通させる通路であり、液体の流れが直接内部を通過して、管体内側や外側で紫外線を照射して殺菌消毒が行なわれるが、流量が制限を受けるため、管体内部での流動が緩慢な液体は充分に撹拌されず、液体が処理を受ける時間が不均等になるため、よい殺菌消毒効果が得られない。また、液体が管体を流れるとき、液体の通過断面積が入管断面積より大きいため、流速が遅くなって汚れが紫外線管壁上に堆積され、紫外線の透過が阻隔されて透過率が低くなり、直接液体中の生命体の受ける紫外線総エネルギーが低くなる。一部または全部の生命体が管体を通過するとき、致死量の総エネルギーを吸収できない場合、殺菌機能の完全な失効を招くため、これが主要な欠点となっている。

殺菌殺藻効果が良好であるか否かは、液体中の各生命体が一定時間内に吸収する紫外線の総エネルギーが致死量に達するか否かにより、また総エネルギーは液体が充分に撹拌されるかと紫外線透過率により決定される。このため、「均等な照射時間」、「紫外線透過率」、「致死量の総エネルギー」が殺菌殺藻処理の主要な三大要素である。現有技術における紫外線液体浄化処理器には上述のような欠点があり、図２１及び図２２に示すように、その構造は管状殼体a内に螺旋状の導流板bが設けられ、且つ、この管状殼体aの上方と下方に入液管a１及び出液管a２がそれぞれ設置され、この入液管a１から液体が導入されて出液管a２から排出されると共に、管状殼体a内に貫通孔a３が形成され、この貫通孔a３内に紫外線殺菌ランプcが組み込まれて殺菌の目的を達することができる。

このほか、米国特許第５０６９８８５号、第５７８５８４５号、第５６７５１５３号、第５６０５４００号、第１１７５９４８号、第１８２２００６号、第３７５４６５８号、日本の特許昭５９−１５０５８９号、特開昭５７−７５１１３号等はすべて管体内に螺旋状の導流板が設けられ、液体を管体内で回転するように流動させて液体の撹拌を行い、均等な致死量の総エネルギーが得られるようにしたものである。
米国特許第５０６９８８５号 米国特許第５７８５８４５号 米国特許第５６７５１５３号 米国特許第５６０５４００号 米国特許第１１７５９４８号 米国特許第１８２２００６号 米国特許第３７５４６５８号 日本特許昭５９−１５０５８９号 日本特開昭５７−７５１１３号

しかしながら、液体の流れが螺旋状の導流板bのみにより紫外線殺菌ランプcの周囲を回転する場合、その液体の流線及び流速が導流板の長さにより制限され、液体の流れを完全に撹拌させることができず、加えて液体が各導流槽を流れるときの流量及び速度にばらつきがあるため、得られる殺菌消毒効果が理想的ではなく、改良が待たれている。また、螺旋状の導流板bは液体の流れを誘導し低速で流動させるだけであり、液体中に含まれる雑物が紫外線殺菌ランプcの表面に汚れとして堆積しやすく、紫外線の透過を阻隔して紫外線透過率が低くなり、紫外線殺菌ランプcの殺菌効果が低くなってしまう。さらに、管状殼体aに螺旋状の導流板bが設置されるが、この螺旋状導流板bの形状は複雑であり、製造原価が高くなって市場競争性が低くなる。

このため、上述の欠点を克服できる紫外線液体浄化処理器の提供が現在解決の待たれる技術的課題である。

本発明の目的は、使用上安全で、コストが低く、且つより優れた浄化効果を備えた紫外線液体浄化処理器を提供することにある。

本発明の目的は次のように達成される。本発明の紫外線液体浄化処理器は、管体内に紫外線ランプが設置され、この管体上に入液管及び出液管がそれぞれ設けられ、そのうち、紫外線ランプの外部接続電源は直流電流とする。

本発明の別の紫外線液体浄化処理器は、管体内に紫外線を発することができる部材が設置され、この管体上に入液管及び出液管がそれぞれ設けられ、そのうち、紫外線部材はLED紫外線ランプとする。

本発明のさらに別の紫外線液体浄化処理器は、管体上に入液管及び出液管がそれぞれ設けられ、そのうち、管体内壁に１つ以上のLED紫外線ランプが設置される。

前記管体は２つまたはそれ以上の部材を密封して組み立て管状を成し、形状は円柱形または角柱形とし、各部材の内壁にLED紫外線ランプを設置することができる。

前記管体内の入液管出口に加速構造が設置され、この加速構造に１つ以上の誘導通路が設けられ、且つ、この誘導通路の排液孔出口の横断面積の総和が入液管通路の横断面積より小さいものとする。

前記紫外線ランプは冷陰極紫外線ランプとする。

前記冷陰極紫外線ランプとそれに付設された整流器は、共に管体内の收容槽内に封入され、且つ、電源線が整流器から外部給電部材に延伸される。

前記管体に紫外線強度表示ランプが設置される。

前記紫外線強度表示ランプ近傍に異なる濃度の色を印刷した色比較表が設けられる。

前記紫外線強度表示ランプは光透過性材料から成り、内部に紫外線エネルギーを可視光に転化できる材料が設置される。

前記管体は２つまたはそれ以上の部材を密封して組み立て管状を成すことができ、その形状は円柱形または角柱形とし、各部材の内壁にLED紫外線ランプが設置される。

現有技術と比較すると、本発明の紫外線液体浄化処理器は紫外線ランプを通る外部接続電源が直流電流であるか、或いは紫外線部材がLED紫外線ランプであり、且つ、管体内の入液管出口に加速構造が設置され、さらにこの加速構造に１つ以上の誘導通路が設けられ、この誘導通路の排液孔出口の横断面積の総和が入液管通路の横断面積より小さくなっており、これにより、紫外線液体浄化処理器の使用をより安全にすることができる。本発明の紫外線液体浄化処理器は構造が比較的簡単であるため、コストを抑えることができ、また加速構造が高流速の渦流を形成し液体を十分に撹拌させることができるため、効果的に殺菌と殺藻を行い、高品質の浄化水を得るという目的を達することができる。

本発明の構造、装置及びその特徴についてより認識と理解を促すため、以下、実施例と図面に基づき詳細に説明する。

図１から図３に示すように、本発明の実施例１の紫外線液体浄化処理器１０は、入液管２１と出液管２２を備えた円形管体２０と、この管体２０内に設置された中空石英管３０と、この中空石英管３０内に設置された紫外線ランプ４０を含み、そのうち、紫外線ランプ４０は直流電流を発光電源としており、これにより紫外線液体浄化処理器１０の使用をより安全にすることができる。これについては以下で詳細に説明する。

上述の構造は、さらに図８から図１０に示すように、この実施例において、円形の管体２０の一端に收容体２３が設けられ、この收容体２３底部と円形管体２０上端の開口部が密封されて接続され、この密封接続は接着または螺合等の方法で形成することができる。收容体２３内に收容槽２３１が設けられ、この收容槽２３１の上部に蓋体２４（図１１から図１３参照）が設置される。そのうち、收容体２３の收容槽２３１底面中央に貫通孔２３２が開設され、この底面の下表面に貫通孔２３２周囲を下方向に垂直に延伸して延伸環状壁２３３が設置される。收容体２３の收容槽２３１内の收容槽２３１内壁近くに入液管２１が設けられ、この入液管２１の内部空間と管体２０の内部空間が貫通され、これにより水が入液管２１から管体２０へと流入することができ、さらに入液管２１の上端部に蓋体２４から伸出された穿通孔２４２が設けられ、これにより外部の浄化が必要な水源に接続される。

図２、図３、図１８、図１９に示すように、中空石英管３０が管体２０の内部空間内に挿入され、且つ、この管体２０と平行に設置され、この石英管３０の外側表面と管体２０の内壁の間には一定の間隙が保たれ、これにより水流を通過させることができる。石英管３０の下端部は封閉され、上端部は開口させて紫外線ランプ４０をその中に設置することができる。石英管３０の上端部が環状壁２３３内に挿入され、且つ、上端の開口部内にホルダ２３４が設置される（図１４と図１５参照）。

図１から図３に示すように、紫外線ランプ４０が石英管３０の内部空間内に挿入され、その上端部と整流器４１が接続され、この整流器４１と紫外線ランプ４０の間が電気的に接続されて紫外線ランプ４０の発光が制御される。優先的選択方法として、この紫外線ランプ４０は冷陰極紫外線ランプとする。整流器４１とこの紫外線ランプ４０の間に密封部材４２が設置され（図１６と図１７参照）、この密封部材４２がホルダ２３４内に挿入され、これにより整流器４１と紫外線ランプ４０が固定されて位置決めされ、整流器４１が收容体２３の收容槽２３１内に収容される。さらに密封ジェルを注入し、漏水を防止する。

整流器４１は外部電源に接続され、紫外線ランプ４０が必要とする直流の作業電源を提供し、使用上の安全性を大きく向上する。

図１から図７に示すように、このほか、管体２０はその下端部に出液管２２を備え、この出液管２２と管体２０下端部の間には接続管２５が接続され、この接続管２５の水平断面は管体２０の下端部から下に向かって徐々に縮小され、これにより盆形の空間が形成され、出液管２２がこの盆形空間の底部中央に設けられ、そこから水が流出される。且つ、この出液管２２内に加速構造２２１が設けられ、この加速構造２２１は、管体２０の近く且つ接続管２５内に突出した上部２２２と、この上部２２２と出液管２２内壁との間に間隔をあけ傾斜させて設置された３つのフィン部２２３を含み、各フィン部２２３は出液管２５の中心軸線の周りを時計回り方向上で徐々に下に向かって湾曲され、ファンのフィン状を呈し、相隣するフィン部２２３の間に誘導通路２２４が形成され、且つ、この誘導通路２２４の排液孔出口横断面積の総和は入液管２１通路の横断面積より小さいものとし、これにより、高流速の渦流が形成されて充分に液体を撹拌することができ、水中で均等な致死量の総エネルギーを容易に得ることができるようになり、効果的に殺菌と殺藻が行なわれ、水の浄化という目的を達することができる。また、汚染物質が石英管３０外表またはLED紫外線ランプ４０（下で詳細に説明する）の外表に堆積するのを防止することもできる。

図１から図３に示すように、管体２０はさらに紫外線強度表示ランプ５０が設けられ、この紫外線強度表示ランプ５０は蓋体２４上の第一通孔２４１（図３及び図１２を参照）とこの第一通孔２４１に対応して收容体２３底面上に設けられた第二通孔２３５に設置され、これにより紫外線強度表示ランプ５０の一端が管体２０内に挿入され、他端が蓋体２４の外に露出されるため、観察しやすい状態となる。蓋体２４上面の紫外線強度表示ランプ５０近傍に異なる濃度の色を印刷した色比較表が設けられる。紫外線強度表示ランプ５０は光透過性材料から成り、内部に蛍光粉などの紫外線エネルギーを可視光に転化できる材料が設けられる。

上述の紫外線強度表示ランプ５０、石英管３０、紫外線ランプ４０及び整流器４１を組み立てた後、收容体２３の收容槽２３１内に密封ジェルを注入し、漏水を防止する。

さらに図２０に示すように、本発明の実施例２の紫外線液体浄化処理器１０’は、上述の構造と構造が同じ円形管体２０’、收容体２３’、蓋体２４’、接続管２５’、紫外線強度表示ランプ５０’、入液管２１’、出液管２２’を含む。異なるのは、紫外線液体浄化処理器１０’の紫外線部材にLED紫外線ランプ４０’を使用して直接管体２０’内に挿入し、このLED紫外線ランプ４０’と制御板４３が接続され、この制御板４３が外部電源に接続されてLED紫外線ランプ４０’の発光が制御される点である。上述の紫外線強度表示ランプ５０’、LED紫外線ランプ４０’及び制御板４３を組み立てた後、收容体２３’の收容槽２３１’内に密封ジェルを注入し、漏水を防止する。

また、図２３から図２５に示すように本発明の実施例３は、管体６０内にLED紫外線ランプ６２５が設置され、この管体６０下端部に出液管６２が設けられ、この出液管６２内に加速構造６２１が設置される。この加速構造６２１は前述の加速構造２２１と同じであるためここでは説明を省略するが、この加速構造６２１内に誘導通路６２４が形成され、且つ、この誘導通路６２４の排液孔出口の横断面積の総和が入液管６１通路の横断面積より小さいものとし、これにより、高流速の渦流が形成されて充分に液体を撹拌することができ、水中で均等な致死量の総エネルギーを容易に得ることができるようになり、効果的に殺菌と殺藻が行なわれ、水の浄化という目的を達することができる。また、汚染物質がLED紫外線ランプ６２５の外表に堆積するのを防止することもでき、さらに紫外線強度表示ランプ５０が設けられ、紫外線強度の観察を行なうことができる。

図２６、図２７、図２８に本発明の実施例４を示す。この実施例の構造は図２３、図２４、図２５に示す構造と同じであるが、異なるのはこの実施例においては２列のLED紫外線ランプ６２５が設けられている点であり、これにより同等の効果が得られるため、ここでは説明を繰り返さない。

以上の実施例を通して本発明について開示を行なってきたが、本発明の範囲はこれらに限られるものではなく、本発明の構想を逸脱しない条件下で以上の各部材は関連技術分野の人員の知る類似または同等の部材で代替することが可能である。

上述のように、本発明の紫外線液体浄化処理器は使用をより安全にし、コストが低く、同時に高品質の浄化水を得るという効果を確実に達することができ、実用性と進歩性を備えており、また本発明の構造はその特許出願以前に刊行物に掲載されたり公開使用されたことがなく、本発明の構造は特許の要件を満たしており、法に基づきここに特許出願を提出するものである。

本発明の実施例１の紫外線液体浄化処理器の立体分解図である。 図１の紫外線液体浄化処理器の組み立て後側面断面図である。 図１の紫外線液体浄化処理器の組み立て後側面断面図である。 図１の管体の立体図である。 図４の管体の底面図である。 図５のA-A方向線での断面図である。 図６のB箇所の拡大図である。 図１の收容体の立体図である。 図１の收容体の立体図である。 図９の收容体の断面図である。 図１の蓋体の立体図である。 図１１の蓋体の上面図である。 図１２のC-C方向線での断面図である。 図２のホルダの立体図である。 図１４のホルダの断面図である。 図２の密封部材の立体図である。 図１６の密封部材の断面図である。 図１の石英管の立体図である。 図１８の石英管の断面図である。 本発明の実施例２の紫外線液体浄化処理器の立体分解図である。 現有の紫外線液体浄化処理器の側面断面図である。 図２１の紫外線液体浄化処理器の水平断面図である。 本発明の実施例３の紫外線液体浄化処理器の立体分解図である。 図２３の A方向線での構造図である。 図２３のB-B方向線での断面図である。 本発明の実施例４の紫外線液体浄化処理器の立体分解図である。 図２６のA方向線の構造図である。 図２６のB-B方向線の断面図である。

符号の説明

１０、１０’ 紫外線液体浄化処理器
２０、２０’ 管体
３０ 石英管
４０、４０’ 紫外線ランプ
５０、５０’ 紫外線強度表示ランプ
２１、２１’ 入液管
２２、２２’ 出液管
２３、２３’ 收容体
２４、２４’ 蓋体
２５、２５’ 接続管
２２１ 加速構造
２２２ 上部
２２３ フィン部
２２４ 誘導通路
２３１、２３１’ 收容槽
２３２ 貫通孔
２３３ 環状壁
２３４ ホルダ
２３５ 第二通孔
２４１ 第一通孔
２４２ 穿通孔
４１ 整流器
４２ 密封部材
４３ 制御板
６１ 入液管
６２ 出液管
６２１ 加速構造
６２４ 誘導通路
６２５ LED紫外線ランプ

Claims (10)

1. 管体内に紫外線ランプが設けられ、前記管体上に入液管及び出液管がそれぞれ設置され、そのうち、前記紫外線ランプの外部接続電源が直流電流であることを特徴とする、紫外線液体浄化処理器。
2. 管体内に紫外線を発することができる部材が設けられ、前記管体上に入液管及び出液管がそれぞれ設置され、そのうち、前記紫外線部材がLED紫外線ランプであることを特徴とする、紫外線液体浄化処理器。
3. 管体内に紫外線ランプが設けられ、前記管体上に入液管及び出液管がそれぞれ設置され、そのうち、前記管体内壁に１つ以上のLED紫外線ランプが設置されることを特徴とする、紫外線液体浄化処理器。
4. 前記入液管が加速構造を備え、前記加速構造に１つ以上の誘導通路が設けられ、且つ、前記誘導通路の排液孔出口の横断面積の総和が入液管の通路の横断面積より小さいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の紫外線液体浄化処理器。
5. 前記紫外線ランプが冷陰極紫外線ランプであることを特徴とする、請求項１に記載の紫外線液体浄化処理器。
6. 前記冷陰極紫外線ランプとそれに付設される整流器が、共に前記管体内の收容槽内に組み込まれ、且つ、電源線が前記整流器から外部給電部材に延伸されることを特徴とする、請求項５に記載の紫外線液体浄化処理器。
7. 前記管体に紫外線強度表示ランプを設けることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の紫外線液体浄化処理器。
8. 前記紫外線強度表示ランプの近傍に異なる濃度の色を印刷した色比較表が設けられることを特徴とする、請求項７に記載の紫外線液体浄化処理器。
9. 前記紫外線強度表示ランプが光透過性材料から成り、内部に紫外線エネルギーを可視光に転化できる材料を設けることを特徴とする、請求項７に記載の紫外線液体浄化処理器。
10. 前記管体が２つまたはそれ以上の部材を密封し管状に組み立てて成り、その形状が円柱または角柱形であり、各部材内壁にLED紫外線ランプが設置されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の紫外線液体浄化処理器。
    
    

Images