JP2008544829A - 汚染された空気を紫外光で処理する機構 - Google Patents

Abstract

有機物質で汚染された空気流の処理方法であって、該汚染された空気流を紫外線ランプから放射される紫外光で照射することを含んでなり、該紫外線ランプが所与の寿命の長さ(Ｔ１)を有し、この寿命の長さ(Ｔ１)は、設定された紫外線が、第一関数(Ｆ１)に従い、該方法を操作する時の始動状態(Ｅ１)から、理論的に許容される最小値(Ｅ２)までの減少により決定される。紫外線ランプは、時間間隔(Ｔ２)で清掃され、時間間隔(Ｔ２)は、実際に設定された放射線の、所望の最小値(Ｅ３)までの低下により決定される。ランプは、最初の始動状態における紫外線の値(Ｅ１)、実際の紫外線に所望の最小値(Ｅ３)、作動期間(Ｔ)中の紫外線の低下に関する第一関数(Ｆ１)、および紫外線ランプの汚染による紫外線の低下に関する第二関数(Ｆ２)を使用して計算される時間間隔（Ｔ２）で清掃される。

Description

本発明は、汚染された空気を抜き取るための吸引装置を含み、該空気を処理して汚染物を無害にするように設計された紫外線ランプから放射される紫外線、紫外光で空気流が照射される機構に関する。本機構に関連する方法は、汚染された空気流の、所望によりオゾンによる処理に関し、その際、汚染された空気流は、紫外線ランプから放射される紫外光で照射される。

紫外光を使用して空気中の汚染物を無害にする方法、機構、および装置は、この分野で公知である。そのような機構等は、とりわけ、国際公開第０３／６１７１７号パンフレットに記載されている。この国際公開パンフレットに記載される方法は、汚染された空気流を、紫外線ランプから放射される紫外光で照射し、紫外線ランプの放射線を様々な様式で制御し、所望のオゾン形成を達成することに基づいている。この方法は、空気流を紫外光に様々な持続時間で露出することができる制御手段を使用すること、およびとりわけ該機構から出る浄化された排気中に汚染物およびオゾンが存在することをそれぞれ示すセンサを使用することにより行われる。空気の速度、空気を紫外光で照射する持続時間、および紫外線の強度に関連する値を、マイクロコンピュータを使用して設定する。しかし、紫外線ランプから放射される放射線は時間と共に減少し、ランプは次第に汚染され、そのために処理の結果が損なわれる。したがって、空気汚染物を妥当なレベルで維持できるようにするためには、紫外線ランプを特定の時間間隔で清掃し、交換する必要がある。紫外線は、オゾンの過剰生産を引き起こす程強くすべきではない。空気通路、煙道等の中に存在する不快臭汚染物、例えばグリースまたは脂肪堆積物、も火災の危険性を増大させ、そのような通路の清掃を必要とする。

しかし、公知の機構における欠点の一つは、センサが容易に汚染され、機構から出る排気中に過度に高い汚染物濃度を引き起こすことがある誤った信号を発する恐れがあることである。その上、汚染物の中には、適当な市販のセンサでは検出できないものもある。

発明の概要

本機構では、汚染された空気流が、紫外線ランプから放射された紫外光で照射されるが、この紫外線ランプは、汚染された空気中にある細菌を殺す波長約２５４ｎｍの紫外光を放射するランプ、または有機分子を分離し、酸素をオゾンに転化する、波長約１８５ｎｍの紫外光を放射するランプでよく、このオゾンが分離された分子を酸化する。下記の説明では、これらの２種類のランプを区別しない。紫外線ランプは、所与の寿命の長さを有し、この寿命の長さは、ランプにより放射される設定された紫外線を、第一関数に従い、その機構を始動させた時の初期状態から許容できる最低理論値まで低下させることにより決定される。紫外線ランプは、ある時間間隔で清掃され、この間隔は、実際に放射される放射線が所望の最小値に減少しているという事実により決定される。ランプの清掃は、
− 初期状態における紫外線の値、
− 実際の紫外線の所望の最小値、
− 機構が作動している期間中の紫外線の低下に関する第一関数、および
− 紫外線ランプの汚染による紫外線の低下に関する第二関数
を使用して計算される時間間隔で行われる。

紫外線の関数は、直線的でもよいし、例えばより短いか、またはより長い期間にわたるランプの汚染のばらつきにより、他の形態を有することもできる。これらの関数は、実際のデータが記録されるにつれて時間と共に外観が変化してもよい。２つ以上の関数変形間で、特に、外部要因により支配される第二紫外光関数の変形間で選択することができる。紫外線ランプの汚染に関連する第二紫外関数は、使用する場所の変化により、異なった外観を有することがある。例えば、ゴミ収集の場合、周囲空気の汚染は、冬の期間よりも温度が高い夏の期間の方がより大きい。したがって、清掃間隔は、夏の期間の方が短くなる。これは、年間の時期に依存する他の関数を選択するように機構中の計算装置を構築することにより行われ、この選択は手動または他のいずれかの様式により行われる。レストランの厨房および商業的厨房の場合、１日の間に起こる変化はより顕著であるが、年間を通しては安定しているので、代わりに、様々な操作条件により、紫外光関数を変える必要があろう。紫外線ランプを清掃した後に紫外線を測定し、この放射線を、この時点における、以前の設定値と比較することにより、紫外線ランプの技術的紫外線に関する紫外光関数を新しい第一関数に調節する。選択的に、または該設定時間間隔に続いて、汚染された紫外線ランプからの紫外線を測定し、この測定された放射線を、この時点における以前の設定値と比較することにより、第二紫外光関数を、以前に設定した第二関数から、新しい第二関数に調節し、その際、清掃間隔の設定値は、増加または減少していてよい。

紫外線ランプの清掃が、予め決められた時点ではなく、より早いか、またはより遅い時点で行われる場合、次の清掃操作を行う時点は、実際の清掃時点に基づいて計算される。これには、第一および第二紫外光関数の両方に注意する。本発明の他の特徴および詳細は、添付の図面および請求項から明らかである。

ここで本発明を代表的な実施態様および添付の図面を参照しながら説明する。

本発明は、少なくとも、波長１８５および２５４ｎｍを放射し、オゾンを生成する、紫外線灯の使用を提案する。

本発明の方法を適用できる機構は、有機物質で汚染された空気を、紫外線ランプを使用して処理し、汚染物を無害にするための吸引装置を含む。図１に示される方法では、汚染された空気流の紫外光による処理を制御し、その際、汚染された空気流を、紫外線ランプからの紫外光で照射し、この光は、殺菌に、および／または有機分子を分離し、酸素をオゾンに転化し、次いでこのオゾンが分離された分子を酸化するのにも効果的である。紫外線ランプは所与の寿命の長さＴ１を有し、この寿命の長さＴ１は、設定され、放射された紫外線Ｅが、第一関数Ｆ１に従い、その機構が最初に始動された時の初期状態Ｅ１から、理論的に許容される最小値Ｅ２に低下することにより決定され、その際、紫外線ランプは時間間隔Ｔ２で清掃され、Ｔ２は、実際に放射される放射線の、所望の最小値Ｅ３までの低下により決定され、Ｅ３は、第三関数Ｆ３も構成することができる。紫外線ランプを清掃すべき時間間隔Ｔ２は、
− 最初の始動状態における紫外線の値Ｅ１、
− 実際の紫外線に所望の最小値Ｅ３、
− 期間Ｔにおける紫外線の低下に関する第一関数Ｆ１、および
− 各清掃時点からの、紫外線の低下に関する第二関数Ｆ２
を使用して計算される。
最初の始動状態で設定される第一関数Ｆ１および第二関数Ｆ２および関連する時間間隔Ｔ２を、空気流に対する処理の結果ならびに紫外線ランプおよび／または空気通路の汚染を観察することにより、順次変化させることができる。

観察は、例えば処理した空気の臭いを嗅ぎ、処理が脱臭に効果的であったか否か、あるいは紫外線が過剰に強く、過度に強いオゾン臭を生じていないかを確認することにより、行うことができる。紫外線ランプ、周囲の表面、および空気通路の汚染は、目視により確認するか、または適切な測定装置を使用して測定することができる。これに関連して、第三関数Ｆ３および関連する紫外線の所望の最小レベルＥ３も変化させることができる。

紫外線ランプからの時間設定された紫外線に関する第一関数Ｆ１は、通常、直線的に減少するのに対し、第二関数Ｆ２は、ランプの汚染および汚染源の強度および汚染された空気を発生する活動の性質のために、時間の経過とともに大きくばらつくことがある。第二関数Ｆ２は、その日の間のランプの汚染のばらつきによっても、変化させる必要がある場合がある。レストランで使用される深い揚げ鍋の場合、紫外線ランプの汚染は、一般的に図２に示されるように段階的に起こり、ランプの汚染強度Ｐは、昼食時および夜に最も高いのに対し、他の時間では実質的にゼロである。他方、連続的な処理の場合、汚染された空気は、１日の全ての時間で、同じ強度で処理され、紫外線ランプは一様に汚染される。

上記の汚染された空気を浄化する機構は、経験により得られ、図１に示される外観と類似の外観を有してよい関数および清掃間隔計画に基づいて設置される。紫外線ランプの技術的紫外線に関する第一関数Ｆ１およびランプが汚染される時の紫外線に関する第二関数Ｆ２は、機構観察の結果として、または汚染された紫外線ランプからの紫外線を、例えばランプ清掃時点で、先ず測定する結果、およびランプの清掃に続く放射線の測定の結果として、調節される。これらの測定の結果は、図３に示される様式で与えられることができる。紫外線ランプを清掃するために設定された時間間隔Ｔ２の後、ランプの汚染は予想されたよりも少ないことが分かり、それによって、その時間間隔が短すぎ、より長い時間間隔Ｔ２１に置き換えるべきである、すなわち第二関数Ｆ２を、図３に示されるように、Ｆ２１に対応する様式で変化させるべきであることが分かる場合がある。

紫外線ランプの清掃の後に紫外線を測定する場合、ランプの技術的紫外線に関する第一関数Ｆ１に、図３に示されるように誤差があり、この例の場合のように、最初に設定した放射線レベルよりも高い放射線レベルになっていることが分かる場合がある。

これによって新しい第一関数Ｆ１１が得られ、該新しい第二関数Ｆ２１を使用して次の清掃操作を行うための時間間隔Ｔ２２を決定する場合、この新しい第一関数から出発する必要がある。紫外線ランプの汚染が最初の予想より大きい場合、あるいは紫外線ランプの放射線をより急速に減少させるべきである場合、同じ手順を取る。

異なった機構は、初期状態における紫外線の異なった値Ｅ１を有する場合がある、すなわち第一関数Ｆ１を最初から正しいレベルに置かれるように、初期状態で紫外線を測定する必要がある場合がある。空気中の汚染物の濃度を最初に測定することにより、第二関数Ｆ２を正しいレベルに置くことが必要になる場合もある。これらの測定を長い期間にわたって記録し、次いで新しい関数Ｆ１、Ｆ２を造り出すのに、あるいは警報閾値を決定し、応用する関数の自動調節を達成するのに使用することができる。

高度の空気浄化が求められるか、あるいは火災を起こし易い、特に敏感なまたは鋭敏な用途、例えばショッピングモールにおけるレストランなどの空気通路の場合、様々なセンサを使用して本機構を監視することができる。清掃間隔Ｔ２が短かすぎる、すなわち予め決められた値よりも短くなる傾向がある場合、この機構は、機構中に記録された値に基づき、ランプ交換を指示する信号を発生する。紫外線センサを配置し、紫外線を、機構中に入力された清掃間隔Ｔ２より短い時間間隔で、場合により、センサ自体が汚染されることを考慮して可能である場合には、連続的に測定することもできる。紫外線ランプの汚染が、入力された清掃間隔Ｔ２の値よりも、より急速に起こる場合には、紫外線センサを使用して測定することもできる。

機構を通して空気により運ばれる汚染物の濃度は、汚染物センサを使用して測定することができる。例えば清掃間隔Ｔ２が長すぎる場合、機構は、この間隔を短縮すべきであること、および紫外線ランプが十分な放射線を放射していることを確認することも指示する信号を送る。そのような汚染物センサは、所望により紫外線センサと組み合わせることができる。清掃間隔Ｔ２の変更を、関連する制御装置中で自動的に行うこともできる。

紫外線ランプによる照射効果は、オゾンの過剰生産を回避するために、図４に示されるように、所望のレベルＥ４に、または第四関数Ｆ４に下げることができる。これによって、機構は、紫外線ランプに関して過剰容量を有することができ、最初に必要とされた量よりも多くの紫外線を発生することができ、これによってランプの交換時間も延長される。レベルＥ４を持続するには、第二関数Ｆ２に従い、および第一関数Ｆ１にも従い、紫外線ランプの汚染に対して放射線の効果を調節する必要がある。したがって、この低下は、紫外線ランプの汚染が紫外光関数Ｆ２に達した時、この機構が上記の場合に低下無しに機能する時に停止する。

関数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４および時間範囲Ｔ１、Ｔ２が表からなることも本発明の範囲内に入る。

紫外線ランプからの放射線と時間の関係を、紫外線ランプを清掃するための、入力された時間間隔と共に、模式的に示す。 あるカレンダー日のある時間にわたる汚染強度変化の一例を模式的に示す。 紫外線ランプからの放射線と時間の関係を、紫外線ランプを清掃する時間間隔の差を含めて模式的に示す。 紫外線ランプからの放射線と時間の関係を模式的に示し、紫外線ランプからの放射線の、所望の値への低下を示す。

Claims (6)

1. 有機物質で汚染された空気流の処理方法であって、前記汚染された空気流を紫外線ランプから放射される紫外光で照射することを含んでなり、前記紫外線ランプが、所与の寿命の長さ(Ｔ１)を有し、前記寿命の長さ(Ｔ１)が、設定された前記紫外線が第一関数(Ｆ１)に従い、前記方法を実施する際の始動状態(Ｅ１)から、理論的に許容される最小値(Ｅ２)までの減少により決定され、前記紫外線ランプが、時間間隔(Ｔ２)で清掃され、前記時間間隔(Ｔ２)が、実際に設定された放射線の、所望の最小値(Ｅ３)までの低下により決定され、前記ランプを、
   − 前記最初の始動状態における紫外線の値(Ｅ１)、
   − 前記実際の紫外線の所望の最小値(Ｅ３)、
   − 作動期間(Ｔ)中の前記紫外線の低下に関する前記第一関数(Ｆ１)、および
   − 前記紫外線ランプの汚染による前記紫外線の低下に関する第二関数(Ｆ２)
   を使用して計算される時間間隔（Ｔ２）で清掃する、方法。
2. 前記始動状態で設定された前記第二関数(Ｆ２)および関連する前記時間間隔(Ｔ２)を、前記空気流の前記処理の結果ならびに／または前記紫外線ランプおよび／もしくは空気通路の汚染を観察することにより順次変化させる、請求項１に記載の方法。
3. 前記紫外線ランプの前記技術的紫外線に関する前記第一関数（Ｆ１）を新しい第一関数（Ｆ１１）に調節し、
   前記紫外線ランプを清掃した後に前記紫外線を測定して、この測定値を、前記時点に関する以前の設定値と比較し、
   前記ランプが汚染された時に、前記汚染された紫外線ランプからの前記紫外線を測定し、この放射線をこの時点に関する以前の設定値と比較することにより、前記紫外線に関する前記第二関数（Ｆ２）を、以前に設定した前記第二関数（Ｆ２）から、新しい第二関数（Ｆ２１）に調節し、その際、前記清掃間隔（Ｔ２）の設定値が増加または減少（Ｔ２１）する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記紫外線ランプからの前記放射線の出力を、第四関数（Ｆ４）または所望のレベル（Ｅ４）に低下させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記紫外光関数（Ｆ２）を、前記紫外線ランプの汚染のばらつきに応じて変化させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第四紫外光関数（Ｆ４）を、前記紫外線ランプの汚染のばらつきに応じて変化させる、請求項４に記載の方法。

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