JP2016036772A - Ultraviolet irradiation type water purifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線照射式浄水器に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation type water purifier.
現在、例えば水等の被処理流体中の各種有機物(TOC;トータルオーガニックカーボン)の分解、バクテリア、ウィルス、菌類、カビ胞子、原虫類および同種の微生物を非活性化するために、あるいは殺菌するために、被処理流体に対して紫外線を照射する技術が知られている。 Currently, for example, decomposition of various organic substances (TOC; total organic carbon) in a fluid to be treated such as water, inactivation of bacteria, viruses, fungi, mold spores, protozoa and similar microorganisms, or for sterilization In addition, a technique for irradiating a fluid to be processed with ultraviolet rays is known.
特に、飲用水に関する微生物の殺菌には、例えば特許文献1および特許文献2に記載されているように、波長200〜300nmの紫外線(UV−C)を照射することが有用とされている。以下、飲用水中の各種有機物の分解処理、微生物等の非活性化処理、殺菌処理を総称して、「浄水処理」と呼ぶことにする。また、浄水処理に適した200〜300nm波長域を「浄水用波長域」と呼ぶことにする。
浄水用波長域の紫外線(UV−C)を放射する紫外線光源として、例えば特許文献1においては、二重管構造の希ガス蛍光ランプを使用することが提案されており、また、特許文献2においては、二重管構造の誘電体バリア放電ランプ(エキシマランプ)を使用することが提案されている。これらのランプは、同軸上に配置された外側管の内周面および内側管の外周面の間に放電用ガスが封入された放電空間が形成された放電容器を具えており、外側管の外周面および内側管の内周面の各々に電極が対向して設けられた構成とされている。
In particular, as described in
As an ultraviolet light source that emits ultraviolet light (UV-C) in the wavelength range for water purification, for example,
上記のような二重管構造のランプにおいては、感電等の事故を回避するために、外側管に配置する電極を接地し、内側管に配置する電極を上記した外側管に配置する電極に対して高電位となるように構成することが一般的である。
特許文献2には、外側管側に配置される電極が接地され、誘電体バリア放電ランプの外表面に被処理水が接触するように構成されることが記載されている。
In the lamp having the double tube structure as described above, in order to avoid an accident such as an electric shock, the electrode disposed in the outer tube is grounded, and the electrode disposed in the inner tube is opposed to the electrode disposed in the outer tube. In general, it is configured to have a high potential.
而して、浄水用波長域の紫外線を照射して水(飲用水)の浄水処理を行う場合において、浄水用波長域の紫外線の水に対する侵入深さは数センチメートル程度であるとされている。このことは、例えば特開2013−536003号公報に記載されている。
よって、浄水用波長域の紫外線を放射する紫外線ランプとして、二重管構造の誘電体バリアランプや希ガス希ガス蛍光ランプを使用する場合には、内側管の内部に浄水処理されるべき水(被処理水)を流通させることが好ましい。これは、一般に、上記した二重管構造のランプにおいては、内側管の内径が数センチ以下であることが多く、内側管の内部に被処理水を流すと、当該被処理水全体に浄水用波長域の紫外線が浸透するので、効果的に浄水処理を実現できると考えられるためである。
Thus, when purifying water (drinking water) by irradiating ultraviolet rays in the wavelength region for water purification, the penetration depth of the ultraviolet rays in the wavelength region for water purification into water is said to be about several centimeters. . This is described in, for example, JP2013-536003A.
Therefore, when using a double-barrier dielectric barrier lamp or a rare gas rare gas fluorescent lamp as an ultraviolet lamp that emits ultraviolet light in the wavelength range for water purification, water to be purified (in the inner tube) It is preferable to distribute the water to be treated. In general, in the double tube structure lamp described above, the inner diameter of the inner tube is often several centimeters or less, and when the water to be treated flows inside the inner tube, the entire treated water is used for water purification. This is because it is considered that the water purification treatment can be effectively realized because the ultraviolet rays in the wavelength range penetrate.
しかしながら、二重管構造のランプにおいて、内側管の内部に被処理水である飲用水を流通させる構成とする場合には、外側管の外周面に配置される電極を接地電極とすると、以下のような不具合が発生する可能性がある。
すなわち、被処理水が流通される空間内に位置される電極、すなわち内側管の内周面に配置される電極が接地電極に対して高電位となる高電圧側電極とされるので、純水と異なり電気抵抗の小さい飲用水を介して接地側の不所望な場所に漏電する可能性がある。
また、飲用水に電流が流れると、飲用水に含まれるイオン質に電気的な影響が及ぼされ、紫外線で浄水処理される飲用水の味に影響が生じることが懸念される。
However, in the double tube structure lamp, when the drinking water that is the treated water is circulated inside the inner tube, the electrode disposed on the outer peripheral surface of the outer tube is a ground electrode. Such a malfunction may occur.
That is, since the electrode located in the space in which the water to be treated is circulated, that is, the electrode disposed on the inner peripheral surface of the inner tube, is a high-voltage side electrode having a high potential with respect to the ground electrode, In contrast, there is a possibility of electric leakage to an undesired place on the ground side through drinking water having a low electrical resistance.
Moreover, when an electric current flows into drinking water, an ionic substance contained in the drinking water is electrically affected, and there is a concern that the taste of the drinking water purified by ultraviolet rays may be affected.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、被処理水の浄水処理を効率的に行うことができ、しかも、漏電等の不具合が生ずることを回避することのできる紫外線照射式浄水器を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the circumstances as described above, and is capable of efficiently performing water purification treatment of water to be treated, and avoiding the occurrence of problems such as electric leakage. It aims at providing an irradiation type water purifier.
本発明の紫外線照射式浄水器は、少なくとも200〜300nmの波長域の紫外線を放射する紫外線ランプを具えてなり、
当該紫外線ランプは、互いに同軸上に配置された外側管および内側管を有し、当該外側管の内周面と内側管の外周面との間に放電用ガスが封入された放電空間が形成された二重管構造の放電容器を具えており、当該外側管の外周面に外部電極が設けられると共に当該内側管の内周面に内側電極が設けられており、当該内側管の内部に形成された空間が浄水処理される被処理水が流通される被処理水流通空間とされており、当該内側電極が接地されていることを特徴とする。
The ultraviolet irradiation type water purifier of the present invention comprises an ultraviolet lamp that emits ultraviolet rays having a wavelength range of at least 200 to 300 nm,
The ultraviolet lamp has an outer tube and an inner tube arranged coaxially with each other, and a discharge space in which a discharge gas is sealed is formed between the inner peripheral surface of the outer tube and the outer peripheral surface of the inner tube. A discharge vessel having a double tube structure, and an outer electrode is provided on the outer peripheral surface of the outer tube and an inner electrode is provided on the inner peripheral surface of the inner tube, and is formed inside the inner tube. The space is a treated water circulation space in which treated water to be purified is circulated, and the inner electrode is grounded.
本発明の紫外線照射式浄水器においては、前記紫外線ランプを、誘電体バリア放電ランプまたは希ガス蛍光ランプにより構成することができる。 In the ultraviolet irradiation type water purifier of the present invention, the ultraviolet lamp can be constituted by a dielectric barrier discharge lamp or a rare gas fluorescent lamp.
また、本発明の紫外線照射式浄水器においては、前記内側電極は、少なくとも被処理水と接する表面が、当該被処理水に対して耐蝕性を有する導電性材料により構成されていることが好ましい。
このような構成のものにおいては、前記導電性材料が酸化チタンであることが好ましい。
Moreover, in the ultraviolet irradiation type water purifier of this invention, it is preferable that the said inner side electrode is comprised with the electroconductive material which has corrosion resistance with respect to the said to-be-processed water at least.
In such a configuration, the conductive material is preferably titanium oxide.
さらにまた、本発明の紫外線照射式浄水器においては、前記被処理水流通空間の内部には、被処理水を撹拌しながら流通させる撹拌部材が設けられた構成とされていることが好ましい。 Furthermore, in the ultraviolet irradiation type water purifier of the present invention, it is preferable that an agitating member that circulates the water to be treated while being agitated is provided inside the treated water circulation space.
さらにまた、本発明の紫外線照射式浄水器においては、前記紫外線ランプが収容されて配置されるランプ収容室を内部に有する、電気絶縁性プラスチック樹脂からなる筐体を具えており、
前記ランプ収容室を画成する壁の内面には、当該ランプ収容室内に配置された前記紫外線ランプからの紫外線が照射される領域に、紫外線遮光部材が設けられた構成とされていることが好ましい。
このような構成のものにおいては、前記紫外線遮光部材は、前記紫外線ランプからの紫外線を反射する紫外線反射材料により構成されていることが好ましい。
Furthermore, in the ultraviolet irradiation type water purifier of the present invention, it comprises a housing made of an electrically insulating plastic resin having a lamp housing chamber in which the ultraviolet lamp is housed and arranged,
It is preferable that an inner surface of a wall defining the lamp housing chamber is provided with an ultraviolet light shielding member in a region irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet lamp disposed in the lamp housing chamber. .
In such a structure, it is preferable that the ultraviolet light shielding member is made of an ultraviolet reflective material that reflects ultraviolet light from the ultraviolet lamp.
本発明の紫外線照射式浄水器によれば、紫外線ランプからの特定の波長域の紫外線を含む光が、内側管の内部に形成された被処理水流通空間内に流通される被処理水全体に浸透するので、浄水処理を効果的に行うことができる。しかも、被処理水が流通される被処理水流通空間内に位置される内側電極が接地されていることにより、被処理水を介して接地側の不所望な場所に漏電することが防止される。また、被処理水に電流が流れることがないので、例えば飲用水の浄水処理において、飲用水に含まれるイオン質に電気的な影響が及ぼされることがなく、飲用水の味に影響が生じることも回避される。 According to the ultraviolet irradiation type water purifier of the present invention, light including ultraviolet rays in a specific wavelength range from an ultraviolet lamp is distributed to the entire treated water that is circulated in the treated water circulation space formed inside the inner tube. Since it penetrates, water purification treatment can be performed effectively. And since the inner side electrode located in the to-be-processed water distribution space where the to-be-processed water distribute | circulates is earth | grounded, it is prevented that it leaks to an undesired location on the ground side through to-be-treated water. . In addition, since no current flows in the water to be treated, for example, in the purification of drinking water, the ionic substances contained in the drinking water are not affected electrically, and the taste of the drinking water is affected. Is also avoided.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の紫外線照射式浄水器の一例における構成を概略的に示す、ランプ中心軸に沿った断面図である。図2は、図1に示す紫外線照射式浄水器の一部を示す部分拡大図である。図3は、図1におけるA−A線断面図である。
この紫外線照射式浄水器は、互いに区画されたランプ収容室L1および電源配置室L2を内部に有する筐体10を具えており、少なくとも200〜300nmの波長域(浄水用波長域)の紫外線を含む光を放射する直管状の紫外線ランプがランプ収容室L1内に配置されていると共に、紫外線ランプに対する給電用の電源装置15が電源配置室L2内に配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a cross-sectional view along the center axis of the lamp, schematically showing the configuration of an example of the ultraviolet irradiation type water purifier of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view showing a part of the ultraviolet irradiation water purifier shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
This ultraviolet irradiation type water purifier includes a
筐体10におけるランプ収容室L1は、一方向に延びる円柱状空間を形成する空孔の両端部の各々が、紫外線ランプの両端を支持する一対のランプ支持部材11,11によって閉塞されて構成されている。
筐体10は、例えば電気絶縁性プラスチック樹脂により構成されている。このような電気絶縁性プラスチック樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂などを用いることができる。
The lamp housing chamber L1 in the
The
この例における紫外線ランプは、中心波長が例えば200〜300nmの波長域にある紫外線を放射する誘電体バリア放電ランプ(エキシマランプ)20により構成されている。
誘電体バリア放電ランプ20は、互いに同軸上に配置された外側管22および内側管23を有する二重管構造の放電容器21を具えている。内側管23は、両端部が外側管22の両端より軸方向外方に突出する状態で、外側管22の内部に配置されている。そして、外側管22の両端部は、内側管23の外周面に気密に封着されており、これにより、外側管22の内周面と内側管23の外周面との間に放電空間S1が形成されている。
外側管22および内側管23を構成する材料としては、例えば石英ガラス等の誘電体材料を用いることができる。
The ultraviolet lamp in this example is composed of a dielectric barrier discharge lamp (excimer lamp) 20 that emits ultraviolet rays having a central wavelength in a wavelength region of, for example, 200 to 300 nm.
The dielectric
As a material constituting the
放電空間S1内には、誘電体バリア放電によって浄水用波長域の紫外線を放出するエキシマ分子を生成する放電用ガス(エキシマ発光用ガス)が封入されている。例えば、放電用ガスとして、クリプトンガスと塩素ガスとの混合ガスを用いた場合には、KrClエキシマによる中心波長222nmの紫外線が放出される。また、放電用ガスとして、水銀およびキセノンガスを用いた場合には、HgXeエキシマによる中心波長254nmの紫外線が放出される。さらにまた、放電用ガスとして、キセノンガスと臭素ガスとの混合ガスを用いた場合には、HgBrエキシマによる中心波長283nmの紫外線が放出される。 In the discharge space S1, a discharge gas (excimer emission gas) that generates excimer molecules that emit ultraviolet light in the wavelength range for water purification by dielectric barrier discharge is enclosed. For example, when a mixed gas of krypton gas and chlorine gas is used as the discharge gas, ultraviolet light having a center wavelength of 222 nm is emitted from the KrCl excimer. Further, when mercury and xenon gas are used as the discharge gas, ultraviolet light having a center wavelength of 254 nm is emitted from the HgXe excimer. Furthermore, when a mixed gas of xenon gas and bromine gas is used as the discharge gas, ultraviolet light having a center wavelength of 283 nm is emitted by the HgBr excimer.
放電容器21における外側管22の外周面には、外側電極25が外側管22の外周面に密接して配置されている。外側電極25は、例えば、アルミニウムよりなる導電性素線が外側管22の外周面に螺旋状に巻回されて構成されている。外側電極25は、例えば、導電性素線が網目状などの隙間を有するパターンに従って配設されてなる網状電極、導電性材料からなる膜が網目状などの隙間を有するパターンに従って形成されてなる光透過性電極、あるいは、誘電体バリア放電ランプ20から放射される紫外線を透過する透明電極などにより構成されていてもよい。また、外側電極25は、必ずしも誘電体バリア放電ランプ20から放出される紫外線を透過する光透過性を有するものとして形成されたものや、隙間を有するパターンに従って形成されたものである必要はなく、不透光性の帯状電極であってもよい。
On the outer peripheral surface of the
また、放電容器21における内側管23の内周面には、内側電極26が内側管23の内周面に密接して配置されている。内側電極26は、例えば、導電性素線が内側管23の内周面に螺旋状に巻回されて構成されている。内側電極26は、放電空間で生じた紫外線を放電容器21の外部に取り出すことのできる構成とされていればよく、外側電極25と同様に、網状電極、光透過性電極、透明電極などにより構成されていてもよい。
Further, the
この誘電体バリア放電ランプ20においては、放電空間21を画成する内側管23の壁に、径方向外方側に突出した突出部24が形成されており、放電空間S1の両端部にゲッター室S2が形成されている。ゲッター室S2には、例えば、酸素ガス、水素ガス、一酸化炭素ガス、水の分子ガスなどの不純ガスを吸着するゲッター部材28が配置されている。これにより、当該不純ガスに起因する経時的な紫外線出力の低下を小さく抑制することができる。
ゲッター部材28としては、多孔質あるいは粉体状の金属の酸化物、窒化物あるいは炭化物の中から選ばれた少なくとも1種のものを用いることができる。また、放電用ガスとしてハロゲンガスを使用しない場合は、ゲッター部材28としてチタンやタンタル、アルミニウムとジルコニウムの合金、バリウム等を用いることができる。
In this dielectric
As the
上記の誘電体バリア放電ランプ20は、ランプ中心軸Laが例えば筐体10におけるランプ収容室S1を構成する空孔の中心軸上に位置された状態で、ランプ収容室S1内に挿通状態で配置されており、放電容器21における内側管23の両端部がランプ支持部材11,11によって保持されている。誘電体バリア放電ランプ20における内側管23の両端部の各々は、筐体10の外部に突出しており、内側管23の内部に形成された空間が浄水処理される被処理水Wが流通される被処理水流通空間Rとされている。
そして、外側電極25および内側電極26は、配線部材(図1において二点鎖線で示す。)を介して筐体10の電源配置室L2に配置された電源装置15に接続されている。外側電極25は、電源装置15における高圧側端子HVに接続されており、高電圧給電電極として機能し、被処理水流通空間R内に位置される内側電極26は接地されており、接地電極として機能する。外側電極25、外側電極25と電源装置15とを接続する配線部材および電源装置15は、電気絶縁性プラスチック樹脂材料からなる筐体10の内部に内包されるため、紫外線照射式浄水器の使用者が感電するといった事故が生ずることを回避することができる。
The dielectric
The
而して、上記の誘電体バリア放電ランプ20においては、被処理水Wと接触する内側電極26は、少なくとも被処理水Wと接する表面が、被処理水Wに対して耐蝕性を有する導電性材料により構成されている。このような構成とされていることにより、内側電極26の腐食による断線といった不具合が生ずることを回避することができ、また、内側電極26の一部が被処理水Wである飲用水に溶け出して飲用水の品質に悪影響を及ぼすといった不具合が生ずることも回避することができる。
Thus, in the dielectric
具体的には、内側電極26は、それ自体が被処理水Wに対して耐蝕性を有する導電性素線、あるいは、表面が被処理水Wに対して耐蝕性を有する導電性材料によりコーティング(被覆)された導電性素線により構成されている。
被処理水Wに対して耐蝕性を有する導電性材料としては、例えば、酸化チタン、ステンレス鋼、ニッケルなどを用いることができるが、これらのうちでも、酸化チタンを用いることが好ましい。酸化チタンは、波長380nm以下の紫外線が照射されることにより光触媒として機能する。従って、誘電体バリア放電ランプ20から放射される浄水用波長域(200〜300nm)以外の、例えば飲用水の浄水処理にはあまり有効ではない波長域(300〜380nm)の紫外線も利用することができ、被処理水Wの浄水処理を効率よく行うことが可能となる。なお、内側電極26が例えば表面に酸化チタン膜を形成した透明電極により構成されている場合には、放電空間S1内で発生した紫外線は遮光もしくは減光されてしまうことになるが、酸化チタン膜の光触媒作用による被処理水Wの浄水処理を行うことが可能となる。
Specifically, the
For example, titanium oxide, stainless steel, nickel, or the like can be used as the conductive material having corrosion resistance to the water to be treated W. Of these, titanium oxide is preferably used. Titanium oxide functions as a photocatalyst when irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 380 nm or less. Therefore, it is also possible to use ultraviolet rays in a wavelength range (300 to 380 nm) that is not very effective for the purification of drinking water, for example, other than the purified water wavelength range (200 to 300 nm) emitted from the dielectric
また、上記の誘電体バリア放電ランプ20においては、被処理水Wが流通される内側管23の内部には、被処理水Wを撹拌しながら流通させる撹拌部材30が設けられている。具体的には、撹拌部材は、内側管23の内周面における互いに軸方向に離間した位置に設けられた複数の板状のフィンにより構成されており、これらのフィンによって、屈曲した被処理水Wの流通路が形成されている。
誘電体バリア放電ランプ20からの紫外線は、被処理水流通空間Rを流通される被処理水Wに吸収されるため、紫外線の強度は、径方向内方(ランプ中心軸方向)に向かって進行するにつれて減衰する。すなわち、被処理水Wに照射される紫外線強度は、径方向に分布(バラツキ)が生じるため、被処理水Wに対する浄水作用も不均一となる。然るに、撹拌部材30が内側管23の内部に設けられていることにより、被処理水Wが屈曲した流通路に沿って流通されて被処理水流通空間R内で撹拌されることとなるので、被処理水Wの浄水処理をほぼ均一に行うことができる。
Further, in the dielectric
Since the ultraviolet light from the dielectric
撹拌部材30を構成するフィンは、例えば、合成石英ガラスや、酸化チタンまたは表面が酸化チタンでコーティングされた金属材料により構成することができる。
The fins constituting the stirring
上記の紫外線照射式浄水器においては、筐体10のランプ収容室L1を画成する壁の内面には、誘電体バリア放電ランプ20から外側管22および外側電極25を介して誘電体バリア放電ランプ20の外部に放出された浄水処理用波長域の紫外線が照射される領域に、浄水処理用波長域の紫外線を誘電体バリア放電ランプ20に向かって反射する紫外線反射部材35により構成された紫外線遮光部材が設けられている。このような構成とされていることにより、筐体10を構成する電気絶縁性プラスチック樹脂が、浄水用波長域の紫外線が照射されることにより光分解されることを防止することができる。これにより、光分解された電気絶縁性プラスチック樹脂が誘電体バリア放電ランプ20の外側管22の表面を汚染(付着)することによってランプ自体が高温化してランプの寿命が短くなるなどの不具合が生ずることを回避することができる。また、紫外線反射部材35によって反射された浄水処理用波長域の紫外線を、再度、被処理水の浄水処理に寄与させることができて処理効率を向上させることができる。
In the ultraviolet irradiation type water purifier, the dielectric barrier discharge lamp is provided from the dielectric
紫外線反射部材35は、例えばアルミニウムミラーや、シリカ粒子およびアルミナ粒子の混合体による拡散ミラーにより構成することができる。また、ランプ収容室S1の紫外線が照射される領域に、例えばアルミニウムやステンレス鋼などの紫外線反射材料からなるコーティングを施すことにより構成されていてもよい。
The
また、紫外線遮光部材としては、誘電体バリア放電ランプ20から放出される浄水処理用波長域の紫外線を透過せず、かつ、浄水処理用波長域の紫外線に対して安定な(耐性を有する)材料により構成することができる。このような材料としては、例えばセラミックスなどを例示することができる。
Further, as the ultraviolet light shielding member, a material that does not transmit ultraviolet light in the wavelength region for water purification emitted from the dielectric
上記の紫外線照射式浄水器においては、誘電体バリア放電ランプ20における内側電極26および外側電極25の両電極間に高周波(例えばkHzオーダー)高電圧が印加されると、放電空間S1内においていわゆる誘電体バリア放電が生じ、この誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子から浄水処理用波長域の紫外線を含む光が放出される。一方、誘電体バリア放電ランプ20における内側管23の内部に形成された被処理水流通空間Rに被処理水W(図1において、便宜上、塗りつぶした矢印で示す。)が導入される。
誘電体バリア放電ランプ20からの浄水用波長域の紫外線を含む光(図2および図3において、便宜上、斜線を付した矢印で示す。)は、内側管23を介して内側管23の内部の被処理水流通空間R内を屈曲した流通路に沿って流通される被処理水に照射され、被処理水Wの浄水処理が行われ、浄水(図1において、白抜きの矢印で示す。)として排出される。
In the ultraviolet irradiation type water purifier, when a high frequency (for example, kHz order) high voltage is applied between the
Light including ultraviolet light in the wavelength range for water purification from the dielectric barrier discharge lamp 20 (indicated by hatched arrows for convenience in FIGS. 2 and 3) passes through the
而して、上記構成の紫外線照射式浄水器によれば、誘電体バリア放電ランプ20からの浄水処理用波長域の紫外線を含む光が、内側管23の内部に形成された被処理水流通空間R内に流通される被処理水W全体に浸透するので、浄水処理を効果的に行うことができる。しかも、被処理水Wが流通される被処理水流通空間R内に位置される内側電極26が接地されていることにより、被処理水Wを介して接地側の不所望な場所に漏電することが防止される。また、被処理水Wに電流が流れることがないので、例えば飲用水の浄水処理において、飲用水に含まれるイオン質に電気的な影響が及ぼされることがなく、飲用水の味に影響が生じることも回避される。
Thus, according to the ultraviolet irradiation type water purifier having the above-described configuration, the water to be treated is distributed in the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、紫外線ランプとしては、誘電体バリア放電ランプ(エキシマランプ)に限定されるものではなく、浄水処理用波長域の紫外線を放射する希ガス蛍光ランプが用いられた構成とされていてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
For example, the ultraviolet lamp is not limited to a dielectric barrier discharge lamp (excimer lamp), and may be configured to use a rare gas fluorescent lamp that emits ultraviolet light in the wavelength region for water purification treatment.
図4は、本発明の紫外線照射式浄水器の他の例における要部の構成を概略的に示す、ランプ中心軸に沿った断面図である。図5は、図4におけるA−A線断面図である。
この紫外線照射式浄水器は、紫外線ランプとして希ガス蛍光ランプ40が用いられていると共に、筐体10のランプ収容室L1を画成する壁の内面に紫外線遮光部材が設けられていないことの他は、図1乃至図3に示す紫外線照射式浄水器と同一の構成を有する。図1乃至図3に示す紫外線照射式浄水器と同一の構成部材には、同一の符号が付してあり、説明を省略することとする。
FIG. 4 is a cross-sectional view along the center axis of the lamp, schematically showing the configuration of the main part in another example of the ultraviolet irradiation type water purifier of the present invention. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
In this ultraviolet irradiation type water purifier, a rare
被処理水に浄水用波長域の紫外線を照射するための紫外線ランプである希ガス蛍光ランプ40は、上記のような二重管構造の誘電体バリア放電ランプ20において、エキシマ分子の発光により得られた紫外線により励起されることで、浄水処理用波長域の紫外線を放射する蛍光体層46が設けられた構成とされている。
The rare
この希ガス蛍光ランプ40は、図6に示すように、互いに同軸上に配置された外側管22および内側管23を有し、外側管22の内周面と内側管23の外周面との間に放電用ガスが封入された放電空間S1が形成された放電容器21を具えている。ここに、放電用ガスとしては、例えば、キセノンガス、アルゴンガス、クリプトンガスなどの希ガスを用いることができる。
放電容器21における外側管22の外周面には、外側電極25が外側管22の外周面に密接して配置されており、内側管23の内周面には、内側電極26が内側管23の内周面に密接して配置されている。
As shown in FIG. 6, the rare
The
放電空間S1を画成する内側管23の壁の外周面には、低軟化点ガラス層45が設けられており、この低軟化点ガラス層45の外周面に、さらに蛍光体層46が設けられている。
また、放電空間S1を画成する外側管22の壁の内周面には、紫外線反射膜47、低軟化点ガラス層45および蛍光体層46がこの順で積層されて設けられている。
A low softening
Further, an
低軟化点ガラス層45は、例えば、ホウケイ酸ガラスやアルミノケイ酸ガラスなどの硬質ガラスにより構成されている。
The low softening
蛍光体層46を構成する蛍光体としては、例えばプラセオジム付活リン酸ランタン系蛍光体((La1-x ,Prx )PO4 〔ただし、x=0.02〜0.04〕)が用いられる。例えば、放電用ガスとしてキセノンガスが用いられた場合には、中心波長172nmの真空紫外線により励起されて中心波長230nmの浄水処理用波長域の紫外線を含む光を放射する。
As the phosphor constituting the
紫外線反射膜47は、例えば、ピロリン酸カルシウム(Ca2 P2 O7 )、リン酸カルシウム(Ca3 (PO4 )2 )、ピロリン酸マグネシウム(Mg2 P2 O7 )、および、Ba−Na−Si−O、SiO2 、Al2 O3 のいずれかを含むものであり、これらの総量が紫外線反射膜47全体中に50%を超える割合で含まれた構成とされていることが好ましい。
The ultraviolet
なお、図4乃至図6に示される紫外線反射膜47、低軟化点ガラス層45、蛍光体層46は、理解を容易にするために誇張して示されている。実際の構成例を示すと、外側管22および内側管23の肉厚が例えば0.5〜2mmであり、紫外線反射膜47の厚さは15〜50μmであり、低軟化点ガラス層45の厚さは1〜30μmであり、蛍光体層46の平均厚さは10〜20μmである。
Note that the
上記の希ガス蛍光ランプ40は、ランプ中心軸Laが例えば筐体10におけるランプ収容室S1を構成する空孔の中心軸上に位置された状態で、ランプ収容室S1内に挿通状態で配置されており、放電容器21における内側管23の両端部がランプ支持部材11,11によって保持されている。希ガス蛍光ランプ40における内側管23の両端部の各々は、筐体10の外部に突出しており、内側管23の内部に形成された空間が浄水処理される被処理水Wが流通される被処理水流通空間Rとされている。
そして、外側電極25および内側電極26は、配線部材を介して筐体10の電源配置室L2に配置された電源装置15に接続されており、外側電極25は高電圧給電電極として機能し、被処理水流通空間R内に位置される内側電極26は接地されており、接地電極として機能する。
The rare
The
また、上記の希ガス蛍光ランプ40においては、被処理水Wが流通される内側管23の内部には、被処理水Wを撹拌しながら流通させる撹拌部材30が設けられている。具体的には、撹拌部材30は、内側管23の内周面における互いに軸方向に離間した位置に設けられた複数の板状のフィンにより構成されており、これらのフィンによって、屈曲した被処理水Wの流通路が形成されている。
Further, in the rare
上記の紫外線照射式浄水器においては、希ガス蛍光ランプ40における内側電極26および外側電極25の両電極間に高周波(例えばkHzオーダー)高電圧が印加されると、放電空間S1内においていわゆる誘電体バリア放電が生じる。誘電体バリア放電によって生成されるエキシマ分子からの真空紫外線が蛍光体層46に照射されることにより蛍光体が励起され、浄水用波長域の紫外線を含む光(図4および図5において、便宜上、斜線を付した矢印で示す。)が、内側管23を介して直接的に、あるいは、紫外線反射膜47によって反射されて被処理水流通空間R内を屈曲した流通路に沿って流通される被処理水Wに照射される。これにより、被処理水Wの浄水処理が行われ、浄水として排出される。
In the ultraviolet irradiation type water purifier, when a high frequency (for example, kHz order) high voltage is applied between the
而して、上記構成の紫外線照射式浄水器によっても、上記の誘電体バリア放電ランプを具えた紫外線照射式浄水器と同様の効果を得ることができる。 Thus, even with the ultraviolet irradiation type water purifier having the above configuration, the same effect as that of the ultraviolet irradiation type water purifier including the dielectric barrier discharge lamp can be obtained.
10 筐体
11 ランプ支持部材
15 電源装置
20 誘電体バリア放電ランプ
21 放電容器
22 外側管
23 内側管
24 突出部
25 外側電極
26 内側電極
28 ゲッター部材
30 撹拌部材
35 紫外線反射部材
40 希ガス蛍光ランプ
45 低軟化点ガラス層
46 蛍光体層
47 紫外線反射膜
L1 ランプ収容室
L2 電源配置室
S1 放電空間
S2 ゲッター室
R 被処理水流通空間
DESCRIPTION OF
Claims (7)
当該紫外線ランプは、互いに同軸上に配置された外側管および内側管を有し、当該外側管の内周面と内側管の外周面との間に放電用ガスが封入された放電空間が形成された二重管構造の放電容器を具えており、当該外側管の外周面に外部電極が設けられると共に当該内側管の内周面に内側電極が設けられており、当該内側管の内部に形成された空間が浄水処理される被処理水が流通される被処理水流通空間とされており、当該内側電極が接地されていることを特徴とする紫外線照射式浄水器。 Comprising an ultraviolet lamp that emits ultraviolet rays in a wavelength range of at least 200 to 300 nm;
The ultraviolet lamp has an outer tube and an inner tube arranged coaxially with each other, and a discharge space in which a discharge gas is sealed is formed between the inner peripheral surface of the outer tube and the outer peripheral surface of the inner tube. A discharge vessel having a double tube structure, and an outer electrode is provided on the outer peripheral surface of the outer tube and an inner electrode is provided on the inner peripheral surface of the inner tube, and is formed inside the inner tube. The ultraviolet irradiation type water purifier is characterized in that the space is a treated water circulation space through which treated water to be purified is circulated, and the inner electrode is grounded.
前記ランプ収容室を画成する壁の内面には、当該ランプ収容室内に配置された前記紫外線ランプからの紫外線が照射される領域に、紫外線遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の紫外線照射式浄水器。 It has a housing made of an electrically insulating plastic resin, having a lamp housing chamber in which the ultraviolet lamp is housed and disposed,
The ultraviolet light shielding member is provided on an inner surface of a wall defining the lamp housing chamber in a region irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet lamp disposed in the lamp housing chamber. The ultraviolet irradiation type water purifier as described in any one of Claim 1 thru | or 5.
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