JP2022143536A - fluid purifier - Google Patents

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信宏 鳥井
Nobuhiro Torii
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Abstract

To provide a fluid purifier that has a simplified structure but improved throughput.SOLUTION: A fluid purifier 10 has: a cabinet 12 that defines a channel 22 extending in an axial direction; rotating bodies 14a-14d that are provided in the channel 22 so that a pivot 30 of rotating bodies 14a-14d faces in the axial direction, and have a plurality of vanes 20a-20d extending from the pivot 30 in the radial direction, with the plurality of vanes 20a-20d including a photocatalyst; and a light source 16 that emits ultraviolet light 18 into the channel 22 in the axial direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、流体浄化装置に関する。 The present invention relates to a fluid purification device.

流体に紫外光を照射して流体を浄化する装置が知られている。また、光触媒を利用して流体を浄化する装置が知られている。例えば、光触媒を有する回転体を設け、回転体の外側に回転軸と平行に紫外線ランプを配置する構成や、回転体の中心軸に紫外線ランプを配置する構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 A device for purifying a fluid by irradiating the fluid with ultraviolet light is known. Devices that purify fluids using photocatalysts are also known. For example, a structure in which a rotating body having a photocatalyst is provided and an ultraviolet lamp is arranged outside the rotating body in parallel with the rotating shaft, and a structure in which an ultraviolet lamp is disposed on the central axis of the rotating body has been proposed (for example, patent documents 1).

特開2001-113267号公報JP-A-2001-113267

回転体の外側に紫外線ランプを配置する場合、回転体の全体に均一に紫外線を照射するためには紫外線ランプの本数を増やす必要があり、コストの増加や装置の大型化につながる。回転体の中心軸に紫外線ランプを配置する場合、流体の流れを利用して回転体を回転させるため、流体の流れを生成するために別途ポンプなどが必要となり、コストの増加や装置の大型化につながる。 When the ultraviolet lamps are arranged outside the rotating body, it is necessary to increase the number of ultraviolet lamps in order to uniformly irradiate the entire rotating body with ultraviolet rays, which leads to an increase in cost and an increase in the size of the apparatus. When an ultraviolet lamp is placed on the central axis of the rotating body, the rotating body is rotated using the flow of fluid, so a separate pump or the like is required to generate the flow of fluid, which increases costs and increases the size of the device. leads to

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で流体浄化装置の処理能力を向上させる技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a technique for improving the processing capacity of a fluid purifier with a simple configuration.

本発明のある態様の流体浄化装置は、軸方向に延びる流路を区画する筐体と、回転体の回転軸が軸方向となるように流路内に設けられ、回転軸から径方向に延びる複数の羽根を有し、複数の羽根に光触媒が含まれる回転体と、流路内に向けて軸方向に紫外光を照射する光源と、を備える。 A fluid purifying device according to one aspect of the present invention includes a housing defining a flow path extending in the axial direction, and a rotating body provided in the flow path so that the rotation axis of the rotor extends in the axial direction, and extends radially from the rotation axis. A rotating body having a plurality of blades, the plurality of blades containing a photocatalyst, and a light source for axially irradiating ultraviolet light into the flow channel.

本発明によれば、簡易な構成で流体浄化装置の処理能力を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the processing capability of a fluid purification apparatus can be improved with a simple structure.

実施の形態に係る流体浄化装置の構成を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing the configuration of a fluid purification device according to an embodiment; FIG. 図1の流体浄化装置の構成を概略的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the fluid purification device of FIG. 1; 紫外光が照射される羽根によって流体が浄化される様子を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing how fluid is purified by blades irradiated with ultraviolet light.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、説明の理解を助けるため、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の発光素子の寸法比と一致しない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted as appropriate. Also, in order to facilitate understanding of the explanation, the dimensional ratio of each component in each drawing does not necessarily match the dimensional ratio of the actual light emitting element.

図1は、実施の形態に係る流体浄化装置10の構成を概略的に示す図である。流体浄化装置10は、筐体12と、複数の回転体14a,14b,14c,14dと、光源16とを備える。 FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a fluid purification device 10 according to an embodiment. The fluid purification device 10 includes a housing 12 , a plurality of rotating bodies 14 a, 14 b, 14 c and 14 d, and a light source 16 .

流体浄化装置10は、筐体12の内部を流れる流体に光源16から紫外光18を照射して流体を浄化する。複数の回転体14a~14dのそれぞれの羽根20a,20b,20c,20dには光触媒が含まれており、光触媒に紫外光18を照射することで、光触媒を活性化して流体を浄化する。流体浄化装置10の処理対象となる流体は、例えば、大気などの気体である。流体浄化装置10の処理対象となる流体は、水などの液体であってもよい。 The fluid purification device 10 irradiates the fluid flowing inside the housing 12 with ultraviolet light 18 from a light source 16 to purify the fluid. Photocatalysts are contained in the blades 20a, 20b, 20c, and 20d of the plurality of rotors 14a to 14d, respectively. By irradiating the photocatalysts with the ultraviolet light 18, the photocatalysts are activated to purify the fluid. The fluid to be treated by the fluid purifier 10 is, for example, gas such as air. The fluid to be treated by the fluid purification device 10 may be liquid such as water.

筐体12は、処理対象となる流体が流れる流路22を区画する。筐体12は、第1端部24および第2端部26を有し、第1端部24から第2端部26に向けて軸方向に延びる。筐体12は、筒状に形成され、例えば円筒形状を有する。筐体12は、アルミニウムやステンレスなどの金属材料、または、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素樹脂材料から構成される。筐体12は、流路22に露出する内面28を有する。筐体12の内面28は、アルミニウムやPTFEなどの紫外光反射率が高い材料で構成されてもよい。筐体12の内面28は、光触媒を含んでもよい。 The housing 12 defines a channel 22 through which the fluid to be treated flows. Housing 12 has a first end 24 and a second end 26 and extends axially from first end 24 to second end 26 . The housing 12 is formed in a cylindrical shape, for example, a cylindrical shape. The housing 12 is made of a metal material such as aluminum or stainless steel, or a fluororesin material such as polytetrafluoroethylene (PTFE). Housing 12 has an inner surface 28 exposed to flow path 22 . The inner surface 28 of the housing 12 may be constructed of a material with high ultraviolet light reflectance, such as aluminum or PTFE. Interior surface 28 of housing 12 may include a photocatalyst.

複数の回転体14a~14dは、流路22内に設けられる。複数の回転体14a~14dは、共通する回転軸30を有する。回転軸30は、流路22の中央付近において軸方向に延びる。複数の回転体14a~14dは、軸方向に間隔をあけて配置される。図示する例では、四つの回転体14a~14dが設けられており、第1回転体14a、第2回転体14b、第3回転体14cおよび第4回転体14dが上流側から下流側に順に並んでいる。なお、回転体14a~14dの数は4つに限られず、3以下であってもよいし、5以上であってもよい。 A plurality of rotating bodies 14 a to 14 d are provided in flow path 22 . A plurality of rotating bodies 14a to 14d have a common rotating shaft 30. As shown in FIG. The rotating shaft 30 extends axially near the center of the flow path 22 . A plurality of rotating bodies 14a to 14d are arranged at intervals in the axial direction. In the illustrated example, four rotating bodies 14a to 14d are provided, and the first rotating body 14a, the second rotating body 14b, the third rotating body 14c, and the fourth rotating body 14d are arranged in order from the upstream side to the downstream side. I'm in. The number of rotating bodies 14a to 14d is not limited to four, and may be three or less, or five or more.

複数の回転体14a~14dのそれぞれは、複数の羽根20a~20dを有する。複数の回転体14a~14dは、回転軸30を回転させるモータなどの駆動機構32によって回転し、流路22内に流体の流れFを生成する。複数の回転体14a~14dの回転方向は共通であり、例えば、矢印Rで示されるように、光源16から見たときに時計回りとなる方向である。複数の回転体14a~14dの回転によって生成される流体の流れFは、筐体12の第1端部24から第2端部26に向かう。したがって、第1端部24が流体の流れFの上流側であり、第2端部26が流体の流れFの下流側である。 Each of the plurality of rotors 14a-14d has a plurality of blades 20a-20d. A plurality of rotating bodies 14 a to 14 d are rotated by a driving mechanism 32 such as a motor that rotates a rotating shaft 30 to generate a fluid flow F within the flow path 22 . The rotational direction of the plurality of rotating bodies 14a to 14d is common, for example, clockwise when viewed from the light source 16 as indicated by arrow R. As shown in FIG. A fluid flow F generated by the rotation of the plurality of rotating bodies 14 a - 14 d is directed from the first end 24 to the second end 26 of the housing 12 . Thus, the first end 24 is upstream of the fluid flow F and the second end 26 is downstream of the fluid flow F.

光源16は、複数の回転体14a~14dよりも上流側に設けられる。光源16は、例えば、筐体12の第1端部24に設けられる固定部材34に取り付けられる。固定部材34は、筐体12の内面28から径方向内側に延びる。固定部材34には、流体を通過させるための貫通孔36が設けられる。光源16は、流路22内に向けて紫外光18を軸方向に照射する。光源16は、流路22を流れる流体に紫外光18を照射するとともに、複数の回転体14a~14dのそれぞれが有する複数の羽根20a~20dに向けて紫外光18を照射する。 The light source 16 is provided upstream of the plurality of rotating bodies 14a to 14d. The light source 16 is attached, for example, to a fixing member 34 provided at the first end 24 of the housing 12 . The securing member 34 extends radially inward from the inner surface 28 of the housing 12 . The fixing member 34 is provided with a through hole 36 for passing fluid. The light source 16 axially irradiates the ultraviolet light 18 into the channel 22 . The light source 16 irradiates the fluid flowing through the flow path 22 with the ultraviolet light 18, and also irradiates the ultraviolet light 18 toward the blades 20a to 20d of the rotating bodies 14a to 14d.

光源16は、複数のLED38と、基板40と、ヒートシンク42とを含む。複数のLED38は、紫外光18を出力するよう構成される。複数のLED38は、基板40の実装面上にアレイ状に並べられ、軸方向に紫外光18を照射するように配置される。複数のLED38、例えば円形の基板40の実装面上に等間隔となるように二次元アレイ状に配置される。光源16は、複数のLED38のそれぞれから出力される紫外光18の照射方向を軸方向に平行化するためのリフレクタまたはレンズをさらに備えてもよい。 Light source 16 includes a plurality of LEDs 38 , substrate 40 and heat sink 42 . A plurality of LEDs 38 are configured to output ultraviolet light 18 . The plurality of LEDs 38 are arranged in an array on the mounting surface of the substrate 40 and arranged so as to irradiate the ultraviolet light 18 in the axial direction. A plurality of LEDs 38 are arranged in a two-dimensional array at regular intervals on the mounting surface of a circular substrate 40, for example. The light source 16 may further include a reflector or lens for collimating the irradiation direction of the ultraviolet light 18 output from each of the plurality of LEDs 38 in the axial direction.

複数のLED38は、例えば、殺菌効率の高い波長である260nm~290nm付近の紫外光を発するよう構成される。複数のLED38は、複数の回転体14a~14dの羽根20a~20dに設けられる光触媒を活性化する効率の高い波長を有する紫外光を発するよう構成されてもよい。複数のLED38は、例えば、酸化チタンの活性化効率の高い280nm~380nm程度の紫外光を発するよう構成されてもよい。複数のLED38は、殺菌効率の高い260nm~290nm程度の第1紫外光を発する第1LEDと、光触媒の活性化効率の高い300nm~380nm程度の第2紫外光を発する第2LEDとを含んでもよい。例えば、第1LEDと第2LEDが基板40の実装面上に交互に配置されてもよい。 The plurality of LEDs 38 are configured to emit, for example, ultraviolet light in the vicinity of 260 nm to 290 nm, which is a wavelength with high sterilization efficiency. The plurality of LEDs 38 may be configured to emit ultraviolet light having a wavelength that is highly efficient in activating the photocatalysts provided on the vanes 20a-20d of the plurality of rotors 14a-14d. The plurality of LEDs 38 may be configured, for example, to emit ultraviolet light of about 280 nm to 380 nm with high activation efficiency of titanium oxide. The plurality of LEDs 38 may include a first LED that emits first ultraviolet light of about 260 nm to 290 nm with high sterilization efficiency, and a second LED that emits second ultraviolet light of about 300 nm to 380 nm with high photocatalyst activation efficiency. For example, the first LEDs and the second LEDs may be alternately arranged on the mounting surface of the substrate 40 .

ヒートシンク42は、複数のLED38の裏側に設けられ、基板40の裏面に設けられる。ヒートシンク42は、複数のLED38よりも流路22の上流側に設けられる。ヒートシンク42は、光源16を固定する固定部材34よりも上流側に設けられる。ヒートシンク42は、例えば、貫通孔36を通過して流路22に流入する流体の流れFによって冷却される。 A heat sink 42 is provided on the back side of the plurality of LEDs 38 and on the back side of the substrate 40 . The heat sink 42 is provided on the upstream side of the flow path 22 with respect to the plurality of LEDs 38 . The heat sink 42 is provided upstream of the fixing member 34 that fixes the light source 16 . The heat sink 42 is cooled, for example, by a fluid flow F that passes through the through holes 36 and into the channels 22 .

図2は、図1の流体浄化装置10の構成を概略的に示す斜視図である。図2では、筐体12の内部構成を見やすくするため、筐体12および固定部材34を軸方向に半分に切断し、筐体12および固定部材34の右半分を省略している。 FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the fluid purification device 10 of FIG. 1. As shown in FIG. In FIG. 2, the housing 12 and the fixing member 34 are cut in half in the axial direction, and the right halves of the housing 12 and the fixing member 34 are omitted so that the internal structure of the housing 12 can be easily seen.

複数のLED38は、基板40の実装面上において等間隔に二次元アレイ状に配置されている。複数のLED38は、基板40の中央付近の回転軸30と対向する箇所には設けられておらず、複数の回転体14a~14dの羽根20a~20dと対向する箇所に設けられている。これにより、流体が通過する羽根20a~20dが回転する領域に向けて紫外光18を効率的に照射できる。なお、複数のLED38は、基板40の中央付近に追加的に設けられてもよい。 The plurality of LEDs 38 are arranged in a two-dimensional array at regular intervals on the mounting surface of the substrate 40 . The plurality of LEDs 38 are not provided near the center of the substrate 40 at locations facing the rotating shaft 30, but are provided at locations facing the blades 20a-20d of the plurality of rotating bodies 14a-14d. As a result, it is possible to efficiently irradiate the ultraviolet light 18 toward the rotating region of the blades 20a to 20d through which the fluid passes. Note that the plurality of LEDs 38 may be additionally provided near the center of the substrate 40 .

複数の回転体14a~14dは、それぞれが有する羽根20a~20dの枚数が異なるように構成される。具体的には、光源16に近い上流側の第1回転体14aが有する羽根20aの枚数が少なく、光源16から遠い下流側の第4回転体14dが有する羽根20dの枚数が多い。上流側に位置する第1回転体14aの羽根20aの枚数を少なくすることで、下流側に位置する回転体14b~14dの羽根20b~20dにより多くの紫外光18を照射できる。 The plurality of rotors 14a-14d are configured to have different numbers of blades 20a-20d. Specifically, the number of blades 20a of the first rotor 14a on the upstream side near the light source 16 is small, and the number of blades 20d of the fourth rotor 14d on the downstream side far from the light source 16 is large. By reducing the number of blades 20a of the first rotor 14a located upstream, more ultraviolet light 18 can be irradiated to the blades 20b-20d of the rotors 14b-14d located downstream.

第1回転体14aは、流路22の最上流に設けられ、光源16に最も近い位置に設けられる。第1回転体14aは、回転軸30から径方向外側に延びる複数の第1羽根20aを有する。複数の第1羽根20aは、回転軸30の周りに周方向に間隔をあけて設けられる。図示する例において、第1回転体14aは、4枚の第1羽根20aを有する。 The first rotating body 14 a is provided most upstream in the flow path 22 and is provided at a position closest to the light source 16 . The first rotating body 14a has a plurality of first blades 20a extending radially outward from the rotating shaft 30 . The plurality of first blades 20a are provided around the rotating shaft 30 at intervals in the circumferential direction. In the illustrated example, the first rotor 14a has four first blades 20a.

第2回転体14bは、第1回転体14aと第3回転体14cの間に設けられる。第2回転体14bは、第1回転体14aよりも下流側であって、第3回転体14cよりも上流側に設けられる。第2回転体14bは、回転軸30から径方向外側に延びる複数の第2羽根20bを有する。複数の第2羽根20bは、回転軸30の周りに周方向に間隔をあけて設けられる。第2回転体14bが有する第2羽根20bの枚数は、第1回転体14aが有する第1羽根20aの枚数よりも多い。図示する例において、第2回転体14bは、5枚の第2羽根20bを有する。 The second rotating body 14b is provided between the first rotating body 14a and the third rotating body 14c. The second rotating body 14b is provided downstream of the first rotating body 14a and upstream of the third rotating body 14c. The second rotating body 14b has a plurality of second blades 20b extending radially outward from the rotating shaft 30. As shown in FIG. The plurality of second blades 20b are provided around the rotating shaft 30 at intervals in the circumferential direction. The number of second blades 20b on the second rotor 14b is greater than the number of first blades 20a on the first rotor 14a. In the illustrated example, the second rotor 14b has five second blades 20b.

第3回転体14cは、第2回転体14bと第4回転体14dの間に設けられる。第3回転体14cは、第2回転体14bよりも下流側であって、第4回転体14dよりも上流側に設けられる。第3回転体14cは、回転軸30から径方向外側に延びる複数の第3羽根20cを有する。複数の第3羽根20cは、回転軸30の周りに周方向に間隔をあけて設けられる。第3回転体14cが有する第3羽根20cの枚数は、第2回転体14bが有する第2羽根20bの枚数よりも多い。図示する例において、第3回転体14cは、6枚の第3羽根20cを有する。 The third rotating body 14c is provided between the second rotating body 14b and the fourth rotating body 14d. The third rotating body 14c is provided downstream of the second rotating body 14b and upstream of the fourth rotating body 14d. The third rotating body 14 c has a plurality of third blades 20 c extending radially outward from the rotating shaft 30 . The plurality of third blades 20c are provided around the rotating shaft 30 at intervals in the circumferential direction. The number of third blades 20c that the third rotor 14c has is greater than the number of second blades 20b that the second rotor 14b has. In the illustrated example, the third rotor 14c has six third blades 20c.

第4回転体14dは、流路22の最下流に設けられ、光源16に最も遠い位置に設けられる。第4回転体14dは、回転軸30から径方向外側に延びる複数の第4羽根20dを有する。複数の第4羽根20dは、回転軸30の周りに周方向に間隔をあけて設けられる。第4回転体14dが有する第4羽根20dの枚数は、第3回転体14cが有する第3羽根20cの枚数よりも多い。図示する例において、第4回転体14dは、7枚の第4羽根20dを有する。 The fourth rotating body 14 d is provided at the most downstream position in the flow path 22 and at the farthest position from the light source 16 . The fourth rotating body 14d has a plurality of fourth blades 20d extending radially outward from the rotating shaft 30. As shown in FIG. The plurality of fourth blades 20d are provided around the rotating shaft 30 at intervals in the circumferential direction. The number of fourth blades 20d that the fourth rotating body 14d has is greater than the number of third blades 20c that the third rotating body 14c has. In the illustrated example, the fourth rotor 14d has seven fourth blades 20d.

つづいて、流体浄化装置10の動作について説明する。駆動機構32を動作させて複数の回転体14a~14dを回転させる。複数の回転体14a~14dは、流体の流れFを生じさせるファンとして動作し、第1端部24から第2端部26に向かう流体の流れFを生成する。駆動機構32の動作中に光源16を点灯させ、光源16から流路22内に向けて軸方向に紫外光18を照射する。紫外光18は、複数の回転体14a~14dのそれぞれの羽根20a~20dに照射される。羽根20a~20dに含まれる光触媒は、紫外光18によって活性化する。活性化した光触媒は、流体に含まれる有機物分子などを分解し、流体から有機物を除去する。紫外光18は、流体に含まれる微生物などを殺菌する。これにより、流体浄化装置10を通過する流体が浄化される。 Next, the operation of the fluid purification device 10 will be described. The driving mechanism 32 is operated to rotate the rotating bodies 14a to 14d. A plurality of rotating bodies 14 a - 14 d act as fans to create a fluid flow F, creating a fluid flow F from first end 24 to second end 26 . The light source 16 is turned on while the drive mechanism 32 is operating, and the ultraviolet light 18 is emitted axially from the light source 16 into the channel 22 . The ultraviolet light 18 is applied to the blades 20a-20d of the plurality of rotating bodies 14a-14d, respectively. Photocatalysts contained in vanes 20 a - 20 d are activated by ultraviolet light 18 . The activated photocatalyst decomposes organic matter molecules contained in the fluid and removes the organic matter from the fluid. The ultraviolet light 18 sterilizes microorganisms and the like contained in the fluid. As a result, the fluid passing through the fluid purification device 10 is purified.

図3は、紫外光18が照射される羽根20aによって流体が浄化される様子を模式的に示す図である。図3は、矢印Rで示される方向に回転する第1回転体14aを示す。第1回転体14aが有する第1羽根20aの表面には光触媒が含まれており、光源16からの紫外光18によって活性化された状態となっている。第1回転体14aが回転すると、回転する第1羽根20aによって流体が引き込まれ、第1羽根20aの表面に沿った流体の流れFが生成される。その結果、羽根20aの表面にて活性化した光触媒と流体が接触する時間を長くすることができ、光触媒による浄化効果を高めることができる。 FIG. 3 is a diagram schematically showing how the fluid is purified by the blades 20a irradiated with the ultraviolet light 18. As shown in FIG. FIG. 3 shows the first rotating body 14a rotating in the direction indicated by the arrow R. As shown in FIG. The surface of the first blade 20a of the first rotor 14a contains a photocatalyst, which is activated by the ultraviolet light 18 from the light source 16. As shown in FIG. When the first rotating body 14a rotates, fluid is drawn in by the rotating first blades 20a, and a fluid flow F along the surface of the first blades 20a is generated. As a result, the photocatalyst activated on the surface of the vanes 20a and the fluid are in contact with each other for a longer period of time, and the cleaning effect of the photocatalyst can be enhanced.

本実施の形態によれば、流体が流れる軸方向に紫外光18を照射することで、紫外光18が流体に作用する時間を長くすることができる。これにより、軸方向に沿って複数のLEDを配置する場合よりも少ない数のLEDで、流体に効率的に紫外光を照射できる。 According to this embodiment, by irradiating the ultraviolet light 18 in the axial direction along which the fluid flows, the time during which the ultraviolet light 18 acts on the fluid can be lengthened. This makes it possible to efficiently irradiate the fluid with ultraviolet light with a smaller number of LEDs than when a plurality of LEDs are arranged along the axial direction.

本実施の形態によれば、光触媒が含まれる羽根20a~20dに紫外光18を照射することで、光触媒作用を利用して流体を浄化できる。その結果、光触媒を利用せずに紫外光18を照射するだけの構成に比べて流体を効率的に浄化できる。また、軸方向に間隔をあけて複数の回転体14a~14dを配置することで、光触媒による浄化性能を高めることができる。 According to the present embodiment, by irradiating the blades 20a to 20d containing photocatalysts with the ultraviolet light 18, the fluid can be purified using the photocatalyst action. As a result, it is possible to purify the fluid more efficiently than in the case of simply irradiating the ultraviolet light 18 without using a photocatalyst. In addition, by arranging a plurality of rotating bodies 14a to 14d at intervals in the axial direction, it is possible to enhance the purification performance of the photocatalyst.

本実施の形態によれば、上流側の回転体14aが有する羽根20aの枚数を少なくすることで、下流側の回転体14b~14dが有する羽根20b~20dに紫外光18が届きやすくなる。また、上流側に比べて下流側の回転体14b~14dが有する羽根の枚数を多くすることで、下流側の回転体14b~14dに届く紫外光18を受ける羽根20b~20dの面積を増やすことができ、光触媒による浄化性能を高めることができる。 According to the present embodiment, by reducing the number of blades 20a of the rotor 14a on the upstream side, the ultraviolet light 18 can easily reach the blades 20b to 20d of the rotors 14b to 14d on the downstream side. In addition, by increasing the number of blades of the rotors 14b to 14d on the downstream side compared to the upstream side, the area of the blades 20b to 20d that receives the ultraviolet light 18 that reaches the rotors 14b to 14d on the downstream side can be increased. It is possible to improve the purification performance by the photocatalyst.

以上、本発明を実施例に基づいて説明した。本発明は上述の実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. It should be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various design changes and modifications are possible, and that such modifications are within the scope of the present invention. It is understood.

上述の実施の形態では、複数の回転体14a~14dの回転方向を共通とした。別の実施の形態では、複数の回転体14a~14dの回転方向を異ならせてもよい。複数の回転体14a~14dは、光源16から見て時計回りに回転する右回り回転体と、光源16から見て反時計回りに回転する左回り回転体とを含んでもよい。例えば、第1回転体14aおよび第3回転体14cが右回りであり、第2回転体14bおよび第4回転体が左回りであってもよい。回転軸30が右回りである場合、左回り回転体と回転軸30の間には、回転軸30の回転方向と左回り回転体の回転方向を逆向きにするための歯車等の反転機構が設けられてもよい。複数の回転体14a~14dの回転方向を異ならせることで、各回転体14a~14dの羽根20a~20dが軸方向に重なり続けることを防ぐことができる。その結果、下流側の回転体14b~14dが有する羽根20b~20dに紫外光18が届きやすくなる。 In the above-described embodiment, the rotation directions of the plurality of rotors 14a to 14d are common. In another embodiment, the rotation directions of the rotating bodies 14a-14d may be different. The plurality of rotators 14 a to 14 d may include a clockwise rotator that rotates clockwise when viewed from the light source 16 and a counterclockwise rotator that rotates counterclockwise when viewed from the light source 16 . For example, the first rotating body 14a and the third rotating body 14c may be clockwise, and the second rotating body 14b and the fourth rotating body may be counterclockwise. When the rotating shaft 30 rotates clockwise, a reversing mechanism such as a gear is provided between the counterclockwise rotating body and the rotating shaft 30 to reverse the rotating direction of the rotating shaft 30 and the rotating direction of the counterclockwise rotating body. may be provided. By making the rotation directions of the plurality of rotating bodies 14a to 14d different, it is possible to prevent the blades 20a to 20d of the rotating bodies 14a to 14d from continuing to overlap in the axial direction. As a result, it becomes easier for the ultraviolet light 18 to reach the blades 20b to 20d of the rotors 14b to 14d on the downstream side.

上述の実施の形態では、複数の回転体14a~14dの回転速度を共通とした。別の実施の形態では、複数の回転体14a~14dの回転速度を互いに異ならせてもよい。例えば、上流側から下流側に向けて回転体14a~14dの回転速度を徐々に減少させるようにしてもよい。例えば、第1回転体14aの回転速度を1とした場合、第2回転体14bの回転速度を0.9とし、第3回転体14cの回転速度を0.8とし、第4回転体14dの回転速度を0.7としてもよい。逆に、上流側から下流側に向けて回転体14a~14dの回転速度を徐々に増加させるようにしてもよい。例えば、第1回転体14aの回転速度を1とした場合、第2回転体14bの回転速度を1.1とし、第3回転体14cの回転速度を1.2とし、第4回転体14dの回転速度を1.3としてもよい。各回転体14a~14dを回転軸30の間には、回転速度を調整するための歯車等の変速機構が設けられてもよい。複数の回転体14a~14dの回転速度をずらすことで、各回転体14a~14dの羽根20a~20dが軸方向に重なり続けることを防ぐことができる。その結果、下流側の回転体14b~14dが有する羽根20b~20dに紫外光18が届きやすくなる。 In the embodiment described above, the rotational speeds of the plurality of rotors 14a to 14d are common. In another embodiment, the rotational speeds of the rotating bodies 14a-14d may be different from each other. For example, the rotation speeds of the rotors 14a to 14d may be gradually decreased from the upstream side to the downstream side. For example, when the rotation speed of the first rotor 14a is 1, the rotation speed of the second rotor 14b is 0.9, the rotation speed of the third rotor 14c is 0.8, and the rotation speed of the fourth rotor 14d is The rotational speed may be 0.7. Conversely, the rotation speeds of the rotors 14a to 14d may be gradually increased from the upstream side to the downstream side. For example, when the rotation speed of the first rotor 14a is 1, the rotation speed of the second rotor 14b is 1.1, the rotation speed of the third rotor 14c is 1.2, and the rotation speed of the fourth rotor 14d is The rotational speed may be 1.3. Between the rotating bodies 14a to 14d and the rotating shaft 30, a transmission mechanism such as gears for adjusting the rotation speed may be provided. By shifting the rotational speeds of the plurality of rotors 14a to 14d, it is possible to prevent the blades 20a to 20d of the rotors 14a to 14d from continuing to overlap in the axial direction. As a result, it becomes easier for the ultraviolet light 18 to reach the blades 20b to 20d of the rotors 14b to 14d on the downstream side.

なお、複数の回転体14a~14dの回転方向のみを異ならせてもよいし、複数の回転体14a~14dの回転速度のみを互いに異ならせてもよいし、複数の回転体14a~14dの回転方向および回転速度の双方を異ならせてもよい。また、複数の回転体14a~14dの回転方向および回転速度の少なくとも一方を異ならせる場合、複数の回転体14a~14dのそれぞれが有する羽根20a~20dの枚数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。 Only the rotation directions of the plurality of rotors 14a to 14d may be different, only the rotation speeds of the plurality of rotors 14a to 14d may be different, or the rotation of the plurality of rotors 14a to 14d may be different. Both the direction and the speed of rotation may be different. Further, when at least one of the rotation direction and the rotation speed of the plurality of rotating bodies 14a to 14d is made different, the number of blades 20a to 20d possessed by each of the plurality of rotating bodies 14a to 14d may be the same or different. may be

上述の実施の形態では、複数の回転体14a~14dを用いる場合について示した。別の実施の形態では、流体浄化装置10が一つの回転体14aのみを備えてもよい。 In the above-described embodiment, the case of using a plurality of rotating bodies 14a to 14d is shown. In another embodiment, the fluid purification device 10 may have only one rotating body 14a.

以下、本発明のいくつかの態様について説明する。 Several aspects of the invention are described below.

本発明の第1の態様は、軸方向に延びる流路を区画する筐体と、回転体の回転軸が前記軸方向となるように前記流路内に設けられ、前記回転軸から径方向に延びる複数の羽根を有し、前記複数の羽根に光触媒が含まれる回転体と、前記流路内に向けて前記軸方向に紫外光を照射する光源と、を備える流体浄化装置である。第1の態様によれば、流路が延びる軸方向に紫外光を照射することで、流路を流れる流体に紫外光が作用する時間を長くすることができ、紫外光の照射による流体の浄化効率を高めることができる。また、回転体の羽根に光触媒を含めることで、紫外光の照射により光触媒を活性化させ、活性化された光触媒を利用して流体を浄化できる。回転体の羽根に光触媒を含めることで、流体が光触媒と作用する時間を長くすることができ、浄化能力を高めることができる。 A first aspect of the present invention includes a housing that defines a flow path extending in the axial direction, and a rotor that is provided in the flow path so that the rotation axis of the rotating body is in the axial direction, and the The fluid purifier includes a rotating body having a plurality of extending blades, the plurality of blades containing a photocatalyst, and a light source for irradiating ultraviolet light into the flow path in the axial direction. According to the first aspect, by irradiating the ultraviolet light in the axial direction in which the flow path extends, the time for which the ultraviolet light acts on the fluid flowing in the flow path can be lengthened, and the fluid is purified by the irradiation of the ultraviolet light. Efficiency can be increased. Further, by including a photocatalyst in the blades of the rotating body, the photocatalyst can be activated by irradiation with ultraviolet light, and the fluid can be purified using the activated photocatalyst. By including the photocatalyst in the blades of the rotating body, the time that the fluid interacts with the photocatalyst can be lengthened, and the purification capability can be enhanced.

本発明の第2の態様は、前記軸方向に間隔をあけて配置される複数の回転体を備え、前記複数の回転体のそれぞれは、各回転体の回転軸が前記軸方向となるように前記流路内に設けられ、前記回転軸から径方向に延びる複数の羽根を有し、前記複数の羽根に光触媒が含まれる、第1の態様に記載の流体浄化装置である。第2の態様によれば、複数の回転体を軸方向に直列的に配置することで、流体が光触媒と作用する時間を長くすることができ、浄化能力を高めることができる。 A second aspect of the present invention comprises a plurality of rotating bodies spaced apart in the axial direction, and each of the plurality of rotating bodies is arranged such that the rotation axis of each rotating body is in the axial direction. The fluid purifier according to the first aspect, comprising a plurality of vanes provided in the flow path and extending radially from the rotating shaft, wherein the plurality of vanes contain a photocatalyst. According to the second aspect, by arranging a plurality of rotating bodies in series in the axial direction, it is possible to lengthen the time for the fluid to act on the photocatalyst, and to enhance the purification performance.

本発明の第3の態様は、前記複数の回転体のそれぞれは、各回転体に含まれる前記複数の羽根の枚数が互いに異なる、第2の態様に記載の流体浄化装置である。第2の態様によれば、複数の回転体のそれぞれが有する複数の羽根の枚数を異ならせることで、下流側の回転体の羽根に紫外光が届きやすくなる。これにより、光触媒を利用した浄化能力をより高めることができる。 A third aspect of the present invention is the fluid purifier according to the second aspect, wherein each of the plurality of rotating bodies differs in the number of the plurality of blades included in each rotating body. According to the second aspect, by varying the number of the plurality of blades that each of the plurality of rotating bodies has, it becomes easier for the ultraviolet light to reach the blades of the rotating body on the downstream side. Thereby, the purifying ability using the photocatalyst can be further enhanced.

本発明の第4の態様は、前記複数の回転体のそれぞれは、各回転体の回転速度および回転方向の少なくとも一方が互いに異なる、第2または第3の態様に記載の流体浄化装置である。第3の態様によれば、複数の回転体の回転速度および回転方向の少なくとも一方を異ならせることで、複数の回転体の羽根が軸方向に重なり続けることを防止し、下流側の回転体の羽根に紫外光が届きやすくなる。これにより、光触媒を利用した浄化能力をより高めることができる。 A fourth aspect of the present invention is the fluid purifier according to the second or third aspect, wherein each of the plurality of rotating bodies differs in at least one of the rotating speed and rotating direction. According to the third aspect, by differentiating at least one of the rotation speed and the rotation direction of the plurality of rotors, the blades of the plurality of rotors are prevented from continuing to overlap in the axial direction, and the rotors on the downstream side are prevented from Ultraviolet light can easily reach the blades. Thereby, the purifying ability using the photocatalyst can be further enhanced.

本発明の第5の態様は、前記光源は、前記紫外光を照射するLEDと、前記LEDの裏側に設けられるヒートシンクとを含み、前記ヒートシンクが前記LEDよりも前記流路の上流側に配置される、第1から第4のいずれか一つの態様に記載の流体浄化装置である。第5の態様によれば、ヒートシンクをLEDよりも流路の上流側に配置することで、流路内に引き込まれる流体の流れを利用してヒートシンクを効率的に冷却できる。これにより、LEDを効率的に冷却することができ、より高強度の紫外光を流路内に照射できる。その結果、浄化能力をより高めることができる。 In a fifth aspect of the present invention, the light source includes an LED that emits the ultraviolet light, and a heat sink provided on the back side of the LED, and the heat sink is arranged upstream of the flow path from the LED. A fluid purification device according to any one of the first to fourth aspects. According to the fifth aspect, by arranging the heat sink on the upstream side of the flow path from the LED, the heat sink can be efficiently cooled using the flow of the fluid drawn into the flow path. As a result, the LED can be efficiently cooled, and a higher intensity ultraviolet light can be irradiated into the channel. As a result, the purifying ability can be further enhanced.

10…流体浄化装置、12…筐体、14a,14b,14c,14d…回転体、16…光源、18…紫外光、20a,20b,20c,20d…羽根、22…流路、30…回転軸、38…LED、42…ヒートシンク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Fluid purifier, 12... Case, 14a, 14b, 14c, 14d... Rotating body, 16... Light source, 18... Ultraviolet light, 20a, 20b, 20c, 20d... Blade, 22... Flow path, 30... Rotating shaft , 38 ... LED, 42 ... heat sink.

Claims (5)

軸方向に延びる流路を区画する筐体と、
回転体の回転軸が前記軸方向となるように前記流路内に設けられ、前記回転軸から径方向に延びる複数の羽根を有し、前記複数の羽根に光触媒が含まれる回転体と、
前記流路内に向けて前記軸方向に紫外光を照射する光源と、を備える流体浄化装置。
a housing defining a flow path extending in the axial direction;
a rotating body provided in the flow path so that the rotation axis of the rotating body is aligned with the axial direction, and having a plurality of blades extending radially from the rotating shaft, the plurality of blades containing a photocatalyst;
and a light source that irradiates ultraviolet light in the axial direction into the flow path.
前記軸方向に間隔をあけて配置される複数の回転体を備え、
前記複数の回転体のそれぞれは、各回転体の回転軸が前記軸方向となるように前記流路内に設けられ、前記回転軸から径方向に延びる複数の羽根を有し、前記複数の羽根に光触媒が含まれる、請求項1に記載の流体浄化装置。
comprising a plurality of rotating bodies spaced apart in the axial direction;
Each of the plurality of rotating bodies has a plurality of blades provided in the flow path so that the rotation axis of each rotating body is aligned with the axial direction and extending radially from the rotation axis, and the plurality of blades 2. The fluid purification device of claim 1, wherein the includes a photocatalyst.
前記複数の回転体のそれぞれは、各回転体に含まれる前記複数の羽根の枚数が互いに異なる、請求項2に記載の流体浄化装置。 3. The fluid purifier according to claim 2, wherein each of said plurality of rotating bodies has a different number of said plurality of blades included in each rotating body. 前記複数の回転体のそれぞれは、各回転体の回転速度および回転方向の少なくとも一方が互いに異なる、請求項2または3に記載の流体浄化装置。 4. The fluid purifier according to claim 2, wherein each of said plurality of rotating bodies is different from each other in at least one of rotational speed and rotational direction. 前記光源は、前記紫外光を照射するLEDと、前記LEDの裏側に設けられるヒートシンクとを含み、前記ヒートシンクが前記LEDよりも前記流路の上流側に配置される、請求項1から4のいずれか一項に記載の流体浄化装置。 5. The light source according to any one of claims 1 to 4, wherein the light source includes an LED that emits the ultraviolet light, and a heat sink provided on the back side of the LED, and the heat sink is arranged upstream of the flow path from the LED. or the fluid purifier according to claim 1.
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