JP2018038946A - 水処理装置、紫外線照射装置及びled実装部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水処理装置10はベース基板21及びベース基板21に支持されるLED実装部材23を有する紫外線照射装置12を備え、LED実装部材23は複数の紫外線LED25を実装する実装面23a,23bを有し、実装面23a,23bは複数の紫外線LED25を実装する実装領域E1と、実装領域E1を除く露出面領域E2を含み、複数の紫外線LED25が紫外線を発する際に発生した熱は実装領域E1、並びに、LED実装部材23の内部及び露出面領域E2を経てベース基板21に移動する。
【選択図】図2
Description
ところで、紫外線LEDは、電気エネルギーを光エネルギーに変換するLED素子を有する。
図1は、本発明の実施の形態に係る水処理装置10を概略的に示す斜視図である。図1の水処理装置10は、処理槽11と、処理槽11に格納される紫外線照射装置12とを備える。
処理槽11は中心軸Oを有する円筒形であって、その両端はそれぞれ端板11aで閉塞されている。処理槽11の外周壁には、処理の対象となる水(以下、「被処理水」という。)を処理槽11に供給する供給管13aと、処理された被処理水を処理槽11から排出する排出管13bとが接続され、供給管13aは処理槽11の中心軸Oの方向に関して一方側に配置され、排出管13bは処理槽11の中心軸Oの方向に関して他方側に配置されている。そのため、被処理水は供給管13aから処理槽11に供給された後、排出管13bを介して処理槽11から排出される。なお、本実施の形態では、処理前の被処理水が供給管13aを介して処理槽11に供給され、処理後の被処理水が排出管13bを介して処理槽11から排出されることを前提としているが、処理前の被処理水が排出管13bを介して処理槽11に供給され、処理後の被処理水が供給管13aを介して処理槽11から排出されてもよい。
紫外線照射装置12は長尺状の軸部材14、複数(本実施の形態では4つ)のLED支持基板15、電源部16、回転駆動部17、及び超音波を発生する超音波印加部18を備え、紫外線を被処理水に照射する。
軸部材14は、処理槽11の中心軸Oに重畳する中心軸O´を有し、中心軸O´に直交する方向の断面形状が角形(本実施の形態では正方形)の角軸部14aと、中心軸O´に直交する方向の断面形状が丸形(本実施の形態では円形)の丸軸部14bとから構成される。また、角軸部14aは軸部材14の中央に位置し、丸軸部14bは軸部材14aの両端部に位置している。本実施の形態では、4つのLED支持基板15が角軸部14aの4つの面の各々に固定され、中心軸O´を対称軸とする4回回転対称になるように固定されている。
図2は、図1におけるD−D線に沿う断面図であってLED支持基板15を説明するための図である。
ベース基板21は、高い熱伝導性と放熱性を有する材料であるアルミニウムや、耐腐食性を有する材料であるステンレス等の金属材料で形成され、中空部21eに格納されるLED実装部材23は底面部21aに固定されている。側壁部21dの一端側の内縁にはカバー22を載置するためのカバー載置部21bが形成され、カバー載置部21bの厚み方向(図2中の矢印Xの方向)のサイズはカバー22の厚みに対応している。
カバー22は、平板状であって、底面部21aよりも大きく、軸部材固定面21cよりも小さい。また、カバー22は、高い紫外線透過率、例えば、90%以上の紫外線透過率を有する石英ガラス板やアクリル板等で形成され、水圧等によって過度に変形しない程度の剛性を有する。
LED実装部材23は、ベース基板21と同様に高い熱伝導性と放熱性を有する材料であるアルミニウムや、耐腐食性を有する材料であるステンレス等を用いて長尺状に形成され、その内部は洞ろでない。LED実装部材23には紫外線LED25が実装され、紫外線LED25が実装されたLED実装部材23は中空部21eに格納される。本実施の形態では3つのLED実装部材23が底面部21aに固定され、各LED実装部材23は互いに平行且つ等間隔に配置されている。
図2に戻り、固定部材24は側壁部21dの一端(カバー載置部21b側)とカバー載置部21bに載置されたカバー22の一部を覆う枠体である。固定部材24の幅はカバー22をベース基板21に確実に固定し且つ紫外線LED25が発した紫外線を効率的に被処理水に照射するために、側壁部21dの最大の厚さ(図2中の矢印Y)に対応している。また、固定部材24は、例えば、図示しないネジ等を用いて、ベース基板21に固定されるとともに、ベース基板21に設けられた貫通孔を通して軸部材14に固定され、カバー22はカバー載置部21bと固定部材24との間で固定される。なお、カバー22の外周部と、ベース基板21又は固定部材24との間には中空部21eへの水の浸入を防止するためにシール部材が介在してもよい。
図1に戻り、電源部16は処理槽11の一端側に設けられ、不図示の電源スイッチを有する。電源スイッチがONにされると、電源部16は各紫外線LED25、回転駆動部17、又は超音波印加部18に電力を供給し、各紫外線LED25は紫外線を発し、回転駆動部17は軸部材14及び軸部材14が有する4つのLED支持基板15を回転し、超音波印加部18は超音波を発生する。一方、電源スイッチがOFFにされると、電源部16は紫外線LED25、回転駆動部17、又は超音波印加部18に電力を供給しない。
回転駆動部17は処理槽11の他端側に設けられ、超音波印加部18が超音波を発生する場合に、軸部材14及び軸部材14が有する4つのLED支持基板15を所定の方向(例えば、図1中の矢印Zの方向)に回転する。軸部材14及び各LED支持基板15が回転すると、超音波印加部18から発生した超音波が均一に各LED支持基板15に伝達される。
超音波印加部18は、振動板18aと、複数の超音波振動子18bとを備え、振動板18aは処理槽11の外周面に近接又は接触して配設され、複数の超音波振動子18bは振動板18aに等間隔で配設されている。各超音波振動子18bは所定の周波数、例えば、20kHz以上120kHz以下の周波数の超音波を発生させる。
次に、本発明の実施の形態に係る水処理装置10の動作について説明する。
本実施の形態において、ベース基板21に支持されるLED実装部材23は複数の紫外線LED25が実装される実装面23a,23bを有し、実装面23a,23bは複数の紫外線LED25が実装される実装領域E1と、実装領域E1を除く露出面領域E2を含む。すなわち、LED実装部材23は複数の紫外線LED25が実装される実装領域E1と、LED実装部材23の内部及び露出面領域E2からなる非実装領域とを有する。これにより、各紫外線LED25のLED素子から発生した熱は実装領域E1、並びに、実装領域E1以外の領域である非実装領域に順次移動し、次いで、LED実装部材23の取付面23cを経てベース基板21に移動し、その後、ベース基板21(例えば、軸部材固定面21c、及び側壁部21d)から放出される。ベース基板21から放出された熱は被処理水によって冷却される。したがって、複数の紫外線LED25を用いて紫外線照射を行う場合に、各紫外線LED25から熱が発生しても発生した熱を効率的に逃がすことができる。その結果、紫外線LED25の内部で熱が発生することに起因して紫外線LEDの不具合が生じるのを回避することができる。
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
12 紫外線照射装置
21 ベース基板
23 LED実装部材
23a,23b 実装面
25 紫外線LED
E1 実装領域
E2 露出面領域
Claims (6)
- 紫外線を発する複数の紫外線LEDを備える水処理装置であって、
前記複数の紫外線LEDが実装される実装領域及び前記実装領域以外の非実装領域を有するLED実装部材と、
前記LED実装部材を支持する支持部材とを備えることを特徴とする水処理装置。 - 前記LED実装部材は前記支持部材に支持される支持面と、前記実装領域を含む実装面とを有し、前記支持面に対して前記実装面が所定の角度で傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
- 前記LED実装部材は複数の前記実装面を有することを特徴とする請求項2に記載の水処理装置。
- 前記支持部材は複数の前記LED実装部材を支持することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 紫外線を発する複数の紫外線LEDを備える紫外線照射装置であって、
前記複数の紫外線LEDが実装される実装領域及び前記実装領域以外の非実装領域を有するLED実装部材と、
前記LED実装部材を支持する支持部材とを備えることを特徴とする紫外線照射装置。 - 紫外線を発する複数の紫外線LEDが実装される実装領域及び前記実装領域以外の非実装領域を有することを特徴とするLED実装部材。
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