JP2013508138A

JP2013508138A - 紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置

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Publication number: JP2013508138A
Application number: JP2012535099A
Authority: JP
Inventors: ソプシム，ジョン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2029-10-22
Also published as: CN102712506B; US9006682B2; JP5559340B2; WO2011049252A1; CN102712506A; GB201208448D0; US20120205552A1; GB2487035A; GB2487035B

Abstract

本発明は紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置に関し、より詳しくは、ヘッダーに連結された複数の円筒体チューブ内に紫外線ランプが挿入された石英管を位置させることによって、紫外線が到達されなくて殺菌ができない紫外線照射死角領域を除去することができる紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置に関する。本発明による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置は、それぞれヘッダー空間が備えられ、そのヘッダー空間に連結された流出入口が形成された一対のヘッダーと、両端が開口された円筒状のチューブ体で、両端それぞれの開口がヘッダーそれぞれのヘッダー空間に連結されるように並んで配列された複数のチューブと、一端が塞げられた管体で、開口された他端が前記ヘッダーの中の一側ヘッダーの外部に露出されるように、その一側ヘッダーに他端部が気密的に固定されて、前記チューブの中心に位置されるように、前記チューブに挿入された石英管と、殺菌領域の直径が前記チューブの直径より大きくまたは同じく形成される紫外線出力を有し、前記石英管の内部に挿入された紫外線ランプとが含まれることを特徴とする。

Description

本発明は紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置に関し、より詳しくは、ヘッダーに連結された複数の円筒体チューブ内に紫外線ランプが挿入された石英管を位置させることによって、紫外線が到達されなくて殺菌ができない紫外線照射死角領域を除去することができる紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置に関する。

産業社会の急速な発展と生活水準の向上につれて、水の使用が急速に増加し、それによって多量の汚廃水が発生しており、汚廃水消毒と浄化施設に対する要求が増大されているとともに、飲用水を供給するための浄水処理施設の拡充に対する要求が大きくなっている。

一般的な水処理技術には微生物を利用した生物学的処理技術と濾過、凝集、沈澱または吸着等の物理、化学的処理技術があるが、生物学的処理技術は、建設費が高く、難分解性汚染物質を除去しにくいという短所があり、物理、化学的処理技術は運営費が高く、多量のスラッジを誘発させるという問題点があった。

また、通常の浄水処理場でたくさん使われている塩素消毒は、処理水中に人体に有害なＴＨＭ（トリハロメタン：Ｔｒｉｈａｌｏｍｅｔｈａｎｅｓ）物質を生成して、各種産業現場で排出される塩素系有機化合物を除去することができないという短所を有している。

前記のような理由から、２次汚染を誘発しないながら細菌及び有害微生物を殺菌することができる紫外線殺菌が注目されている。紫外線殺菌方式は、主な波長が２５３．７ｎｍである紫外線を微生物に照射して微生物のＤＮＡを破壊したり、増殖作用を阻んで殺菌する機能を有する。

一方、前記のような紫外線と二酸化チタン（ＴｉＯ_２）などのような半導体金属化合物を一緒に結合して使うことによって、標準活性スラッジ法で処理しにくい廃水を処理して、水中に含有された難分解性有機化合物を效率的に除去することができる光触媒殺菌方式が最近注目されている。光触媒とは、照射される紫外線（ＵＶ）のような光によって触媒反応を行う物質で、接触される各種汚染物質を酸化／分解させることで汚染物質を效果的に除去する。このような光触媒は、汚染物質を完全に酸化／分解させることによって、２次汚染を排除させることができ、液相及び気相で汚染物質を処理することができ、常温／常圧及び低温でも処理が可能で、ＢＯＤ（ＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＯｘｙｇｅｎＤｅｍａｎｄ）、ＣＯＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＯｘｙｇｅｎＤｅｍａｎｄ）及び色、ＳＳ（ＳｅｔｔｌｅａｂｌｅＳｏｌｉｄｓ）、におい除去能力も卓越であり、重金属の除去、難分解性有機物質の除去、各種微生物の殺菌效果など多様な産業分野及び実生活分野においてその使用範囲が拡大されている。

前記のような紫外線殺菌方式は、紫外線の有效到達距離が短いため、適正量を処理するためには高出力または複数の紫外線ランプが要求されている。図４は前記のように複数の紫外線ランプが設置された紫外線殺菌装置を示している。図４によれば、一般的な紫外線殺菌装置は両端に流入口１ａと流出口１ｂが備えられて、内部に空気や水のような流体が通過されるハウジング１と、内部に紫外線ランプ３が挿入されて前記ハウジング１の内部に互いに適正間隔に離間されるように配列された石英管２とを含む。一方、図４で符号４は前記石英管２の周りに充填された光触媒コーティング担体を示す。

前記のような紫外線殺菌装置は、紫外線ランプ３で紫外線が均等に照射されることができるように、紫外線ランプ３が挿入された石英管２がハウジング１の内部に等間隔に配列される。例えば、図５のように、ハウジング１`の断面が円形である場合、中心及びその周りの同心円状に等間隔に石英管２`が配列される。また、図６のように、ハウジング１``の断面が四角形である場合、石英管２``が等間隔に配列される。ところが、有效な殺菌が行われるように、石英管２`、２``に挿入された紫外線ランプから発散された紫外線が到達されて完全に殺菌される領域Ｓ１、Ｓ２（以下ではこれを「殺菌領域」と定義する）はそれぞれ石英管２`、２``を中心に円形を成すが、図５及び図６に示すように、石英管２`、２``は、通常殺菌領域Ｓ１、Ｓ２は互いに重ならないように配置される。前記のように、殺菌領域Ｓ１、Ｓ２が重ならないように石英管２`、２``が配列された場合、殺菌領域Ｓ１、Ｓ２が重ならない領域、即ち、紫外線照射死角領域Ｄ１、Ｄ２が発生されることで紫外線照射死角領域Ｄ１、Ｄ２を通過する流体では殺菌が完全に行われない。前記のような問題は、殺菌領域Ｓ１、Ｓ２を重なるように配列することで解決できるが、それによって殺菌領域Ｓ１、Ｓ２が重なる部分では既に殺菌が完全に行われた後にも不必要に殺菌が行われてエネルギーの無駄使いをもたらす。また、殺菌領域Ｓ１、Ｓ２が互いに重なるように石英管２`、２``を配列する場合、たくさんの石英管２`、２``が要求されるので、工数がかかり、費用が高くなり、特に紫外線と一緒に光触媒を利用する場合、光触媒コーティング担体に照射される紫外線の量を調節しにくいという問題点があった。

本発明は前記のような点を考慮して案出されたもので、本発明の目的は、ヘッダーに連結された複数の円筒体チューブ内に紫外線ランプが挿入された石英管を位置させることで、紫外線が到達されなくて殺菌ができない紫外線照射死角領域を除去することができる紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置を提供する。

前記のような目的を達するために、本発明による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置は、それぞれヘッダー空間が備えられ、そのヘッダー空間に連結された流出入口が形成された一対のヘッダーと、両端が開口された円筒状のチューブ体で、両端それぞれの開口がヘッダーそれぞれのヘッダー空間に連結されるように並んで配列された複数のチューブと、一端が塞げられた管体で、開口された他端が前記ヘッダーの中の一側ヘッダーの外部に露出されるように、その一側ヘッダーに他端部が気密的に固定されて、前記チューブの中心に位置されるように前記チューブに挿入された石英管と、殺菌領域の直径が前記チューブの直径より大きくまたは同じく形成する紫外線出力を有し、前記石英管の内部に挿入された紫外線ランプとが含まれることを特徴とする。

また、本発明による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置は、光触媒がコーティングされて、前記チューブの内部に充填された光触媒コーティング担体がさらに含まれ、前記チューブ体の両端開口には中央に前記石英管が挿入通過されるための貫通孔が形成されて、前記光触媒コーティング担体が外部に離脱されないように前記光触媒コーティング担体の大きさより小さいメッシュを有する遮断網が設置されることを特徴とする。

また、本発明による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置は、前記石英管チューブが固定された一側ヘッダーには前記石英管の他端及びその石英管に挿入されたランプをカバーするように結合されたカバーがさらに含まれることを特徴とする。

前記のような構成によって、本発明による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置は、ヘッダーに連結された複数の円筒体チューブ内に紫外線ランプが挿入された石英管を位置させることによって、紫外線が到達されなくて殺菌ができない紫外線照射死角領域を除去することができるという長所を有する。

本発明の一実施例による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置を示した斜視図である。本発明の一実施例による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置を示した分解斜視図である。本発明の一実施例による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置を示した断面図である。一般的な紫外線殺菌装置を示した断面図である。一般的な紫外線殺菌装置の石英管配列を概念的に示した断面図である。一般的な紫外線殺菌装置の石英管配列を概念的に示した断面図である。

以下では図面に示した実施例を参照して本発明による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置をより詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置を示した斜視図であり、図２は本発明の一実施例による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置を示した分解斜視図であり、図３は本発明の一実施例による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置を示した断面図である。

図面によれば、本発明の一実施例による紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置は、本体１１及びヘッダー１２、１３が具備されたチューブ結合体１０と、チューブ２０と、石英管３０と、紫外線ランプ４０と、光触媒コーティング担体５０とを含む。

前記チューブ結合体１０は複数のチューブ２０が並んで配列されて一体に結合された本体１１と、前記チューブ２０に空気や水のような殺菌を要する流体を流入させ、チューブ２０を通過した流体を排出するための通路及び空間を形成するためのヘッダー１２、１３及びカバー１４を含む。

前記本体１１は前記チューブ２０が配列されて一体に結合された構成である。図面には、前記本体１１には内部に石英管３０が挿入されるためのチューブ２０が９つが互いに密着されるように配列されて設置される。前記本体１１のチューブ２０は両端がフランジ１１２、１１２によって互いに一体に結合される。前記チューブ２０の両端を互いに結合するフランジ１１２、１１２それぞれは前記ヘッダー１２、１３に具備されたフランジ１２２、１３２それぞれと結合される。また、前記本体１１のチューブ２０両端それぞれの入口にはそのチューブ２０の開口周りを塞ぐための隔板１１３が設置される。

前記ヘッダー１２、１３は前記本体１１に一体に結合されたチューブ２０の内部に同時に流体が流入されるようにし、同時に流体が排出されるようにするためのヘッダー空間Ｈ１、Ｈ２を前記本体１１の両側に形成するためのものである。図面によれば、前記ヘッダー１２、１３は、一側は開口され、他側は塞げられた容器形状を有し、開口された一側には前記本体１１のフランジ１１１、１１２に結合されるためのフランジ１２２、１３２が備えられて、前記本体１１の両端それぞれに連結される。前記ヘッダー１２、１３それぞれには前記ヘッダー空間Ｈ１、Ｈ２に連結された流出入口１２１、１３１が形成される。流体は前記流出入口１２１、１３１の中の何れか一つを通じて流入されて、他の一つを通じて排出される。例えば、流体が流入口１２１を通じて流入側ヘッダー１２によって形成されたヘッダー空間Ｈ１に流入されて、そのヘッダー空間Ｈ１に連結されたチューブ２０の一側開口に流入され、他側開口を通じて排出側ヘッダー１３によって形成されたヘッダー空間Ｈ２に集められて、前記流出口１３１を通じて排出される。前記流入側ヘッダー１２には前記チューブ２０の内部に挿入される石英管３０の一端がシーリング部材３１によって気密的に固定される。

前記カバー１４は前記入口側ヘッダー１２に固定された石英管３０の一端及びその石英管３０に挿入された紫外線ランプ４０をカバーするように前記入口側ヘッダー１２に結合される。前記カバー１４は容器形状を有し、入口に前記入口側ヘッダー１２に備えられたフランジ１２３に結合されるためのフランジ１４１が備えられる。

前記チューブ２０は前記石英管２０の周りの殺菌領域以内に流体が流れるように流体が流れる空間を制限するためのものである。図面によれば、前記チューブ２０は両端が開口された円筒状のチューブ体で、両端それぞれの開口が前記ヘッダー空間Ｈ１、Ｈ２のそれぞれに連結されるように前記本体１１の内部に配列される。前記ヘッダー空間Ｈ１、Ｈ２に流出される流体が前記チューブ２０の内部のみに流通されるように、前記のようにチューブ２０が配列された状態でチューブ２０の開口周囲を塞ぐための隔板１１３が前記本体１１の両端それぞれの入口に設置される。前記のように設置されたチューブ２０の内部には石英管３０が中心に位置されるように挿入される。一方、紫外線による殺菌が促進されるように前記チューブ２０の内部に光触媒コーティング担体５０が充填された場合、その光触媒コーティング担体５０が外部に離脱されないように、前記光触媒コーティング担体５０の大きさより小さいメッシュを有する遮断網２１が前記チューブ２０の両端それぞれの開口に設置される。前記遮断網２１の中央には前記石英管３０が挿入通過されるための貫通孔２１１が形成される。

前記石英管３０は前記チューブ２０の内部に流通する流体と紫外線ランプ４０と接触されることを防止するためのもので、一端が塞げられた管体である。前記石英管３０は開口された他端が前記ヘッダー１２、１３の中の入口側ヘッダー１２の外部に露出されるように前記入口側ヘッダー１２に他端部が気密的に固定されて、一端部が前記チューブ２０の中心に位置されるように前記チューブ２０に挿入される。

前記紫外線ランプ４０は流体の微生物及び細菌を殺菌するための紫外線を発散するためのもので、前記石英管３０の内部に挿入される。

前記光触媒コーティング担体５０は、前述したように、紫外線による殺菌が促進されるようにするためのもので、前記チューブ２０の内部に充填される。前記光触媒コーティング担体５０は既存の光触媒コーティング担体と大同小異であるので、以下では詳細な説明を省略する。

本発明は前記のように流体の流れが紫外線によって殺菌が行われる殺菌領域内部を通るようにチューブ２０によって制限されるので、紫外線照射死角領域を通る流体の流れが除去されて殺菌が完全に行われるようになる。

前述したように、図面に示した紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置は、本発明を実施するための一つの実施例に過ぎなく、本発明の技術的思想を限定するものに解釈されてはならない。本発明の保護範囲は以下の特許請求の範囲に記載された事項によって定められるべきであり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で改良及び変更された実施例は本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者にとって自明であれば本発明の保護範囲に属するとすべきである。
（産業上の利用可能性）

前記のような構造を有する本発明は、ヘッダーに連結された複数の円筒体チューブ内に紫外線ランプが挿入された石英管を位置させることによって紫外線が到達されなくて殺菌ができない紫外線照射死角領域を除去することができる紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置を提供する。

１０チューブ結合体
１１本体
１２、１３ヘッダー
１２１、１３１流出入口
１４カバー
２０チューブ
２１遮断網
３０石英管
４０紫外線ランプ
５０光触媒コーティング担体

Claims

それぞれヘッダー空間が備えられ、そのヘッダー空間に連結された流出入口が形成された一対のヘッダーと、
両端が開口された円筒状のチューブ体で、両端それぞれの開口がヘッダーそれぞれのヘッダー空間に連結されるように並んで配列された複数のチューブと、
一端が塞げられた管体で、開口された他端が前記ヘッダーの中の一側ヘッダーの外部に露出されるように、その一側ヘッダーに他端部が気密的に固定されて、前記チューブの中心に位置されるように前記チューブに挿入された石英管と、
殺菌領域の直径が前記チューブの直径より大きくまたは同じく形成する紫外線出力を有し、前記石英管の内部に挿入された紫外線ランプと、が含まれることを特徴とする紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置。
光触媒がコーティングされて、前記チューブの内部に充填された光触媒コーティング担体がさらに含まれ、
前記チューブ体の両端開口には中央に前記石英管が挿入通過されるための貫通孔が形成されて、前記光触媒コーティング担体が外部に離脱されないように、前記光触媒コーティング担体の大きさより小さいメッシュを有する遮断網が設置されることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置。
前記石英管チューブが固定された一側ヘッダーには前記石英管の他端及びその石英管に挿入されたランプをカバーするように結合されたカバーがさらに含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置。