JP3660057B2 - 流体処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、細長い無電極の発光管の回りに誘導コイルを配置して発光管から放射される紫外線(UV)光により水、汚水、空気などの流体に対して殺菌等の処理を行う流体処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、特開平2−37660号公報に示すように、軸線に沿う中空部分を形成しこの中空部分を照射空間とした略円筒状の発光管と、この発光管の外周に設けられ高周波電圧が印加されるコイルとを備え、発光管の中空部分に処理対象を流して処理を行う方法(1)が知られている。また、処理対象が流れる1本のパイプの外側に1以上の無電極又は有電極の発光管を配置する方法(2)も知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法(1)における略円筒状の発光管では、中空部分に照射されるUV光が外側に照射されるUV光より弱いので処理能力が低く、大量の流体を均一に処理することができないという問題点がある。また、上記方法(2)も同様に、発光管から処理対象の方向以外に照射されたUV光が利用されないので処理能力が低く、大量の流体を均一に処理することができない。
【0004】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる流体処理装置を提供することを目的とする。
【0005】
請求項1の発明は、処理対象の流体を流すためのパイプと;前記パイプ内においいて平行に配置された複数の細長い無電極の発光管と;前記複数の発光管の各々の回りに巻回された複数の誘電コイルと;前記誘導コイルに対して高周波電圧を印加する高周波電源と;前記高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属と;を有し、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されていることを特徴とする。
上記構成により、パイプ内を流れる流体が複数の発光管から外側に照射されるUV光により処理されるので、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【0007】
請求項2記載の発明では、前記発光管は、処理対象の流体を流す流路を有する内管と、この内管の周囲に設けられ、放電ガスが封入された発光空間を構成する筒体とから構成され、前記処理対象の流体は、当該発光管の外周部分を流れる以外に前記内管により構成される流路を介して流れることを特徴とする。
上記構成により、パイプ内を流れる流体が複数の発光管から外側と内側の両方に照射されるUV光により処理されるので、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【0008】
請求項3記載の発明は、処理対象の流体を流すためのパイプと;有天井・有底の中空筒状部における中空部に誘導コイルが巻回されたコアを備えており、前記中空筒状部の周囲に設けられ、放電ガスが封入された発光空間を構成する筒体とから構成された複数の細長い無電極の発光管と;前記誘導コイルに対して高周波電圧を印加する高周波電源と;
前記高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属と;を有し、前記複数の発光管に備えられた誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されていることを特徴とする。
上記構成により、誘導コイルと発光管との磁気誘導結合係数を高めることができるので、ランプ効率を向上させることができる。
【0009】
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3記載の流体処理装置において前記発光管が、外管を有する2重構造であることを特徴とする。
上記構成により、冷たい流体に対して発光管の効率が低下したり、発光管が点灯しにくくなることを防止することができる。
【0010】
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4記載の流体処理装置において前記発光管の流体が接する面を紫外線透過フッ素樹脂によりコーティングしたことを特徴とする。
上記構成により、処理対象の流体が発光管に付着することを防止することができるので、処理能力が低下することを防止することができる。
【0011】
請求項6記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の流体処理装置において前記発光管の放射光が到達する範囲の面を光半導体によりコーティングしたことを特徴とする。
上記構成により、UV光が光半導体に当たると光電子が発生して流体内の酸素を活性化して有機物を分解するので、UV光を更に有効に利用することができる
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明に係る流体処理装置の一実施形態を示す構成図、図2は図1の流体処理装置を示す横断面図である。
【0014】
図1及び図2において、複数の細長い発光管1の各々の内部には放電ガスGが封入され、電極は設けられていない。なお、放電ガスGとしては例えばUV光を発光させる場合にはHgと、Ar、Kr、Xe及びNeの少なくとも1つが封入される。そして、発光管1の各々の回りに誘導コイル2が巻回され、また、この複数の発光管1が1本のパイプ4内に平行に配置されている。誘導コイル2には1MHz以上の例えば2MHz帯や13.56MHzの高周波電力が高周波電源3から印加され、誘導コイル2からの磁界により発光管1内の放電ガスが放電、点灯する。パイプ4内には水や有機溶媒などの流体5が流れ、流体5に対してUV光を曝露することにより殺菌、高分子化などの処理を行う。
【0015】
このような構成によれば、発光管1から外側に放射されたUV光により流体5を曝露するのでUV光を有効に利用することができ、また、複数の発光管1を設けたので、簡単な構成で処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【0016】
ここで、上記構成では複数の誘導コイル2に対して独立した個々の高周波電源3から電源を供給するように構成したが、図3に示す第2の実施形態のように複数の誘導コイル2を直列に接続したり、図4に示す第3の実施形態のように複数の誘導コイル2を並列に接続し、1つの高周波電源3から電源を供給するように構成してもよい。
【0017】
また、図5に示す第4の実施形態のようにパイプ4の周囲に電極として一対の導電性金属6を巻き付け、この一対の導電性金属6に対して複数のコイル2の両端を並列に接続するようにしてもよい。このような構成によれば、コイル2を導電性金属6に接続することにより発光管1をパイプ4内で固定することができる。
【0018】
次に、図6を参照して第5の実施形態について説明する。この第5の実施形態では発光管10の構成のみが異なり、誘導コイル2、高周波電源3及びパイプ4は上記第1〜第4の実施形態と同一である。発光管10は放電ガスGが封入される発光空間(放電空間)が筒形であって内部の長手方向に空洞(中空部)10aを有するように形成されたいわゆる竹輪形で形成されている。より詳細には、空洞10aは外気に導通しており、表面が筒形の発光管10の内部に放電ガスが封入されている。このような構成によれば、発光管10の外側と空洞10a内に流体5を流すことにより、発光管10から外側と内側の両方に放射されたUV光により流体5を曝露することができるのでUV光を更に有効に利用することができる。
【0019】
また、図7に示す第6の実施形態のように竹輪形の発光管10の空洞10a内に、カーボニル鉄ダストのコア11の回りに巻回された誘導コイル2を配置し、コイル2と発光管10との結合係数を高めることにより、ランプ効率を改善するようにしてもよい。また、図8に示す第7の実施形態のように発光管1(及び10)が冷たい流体5に直接触れると点灯しにくくなるので、これを防止するために発光管1(及び10)を外管12の間に配置し、冷たい流体5に対して間接的に触れるようにしてもよい。
【0020】
また、図9に示すように発光管1、10の外面16、すなわち流体5が接触する面にテフロン等の紫外線透過フッ素樹脂をコーティングすることにより流体5が付着することを防止することができる(第8の実施形態)。また、UV光が到達する範囲の外面16にTiO2 のような光半導体を塗布するようにしてもよく、この場合には放電ガスGから照射されたUV光がTiO2 に当たると光電子が発生して流体5内の酸素を活性化して有機物を分解するので、UV光を更に有効に利用することができる(第9の実施形態)。また、図10に示すように発光管1、10の内面17、すなわち放電ガスGが接触する面に発光管1、10の内面17にセラミックをコーティングすることにより寿命を長くすることができる(第10の実施形態)。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属を有し、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されているので、発光管をパイプ内において適切に固定することができ、流れる流体が複数の発光管から外側に照射されるUV光により処理され、したがって、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【0023】
請求項2記載の発明は、発光管の空洞内に処理対象の流体を流すので、パイプ内を流れる流体が複数の発光管から外側と内側の両方に照射されるUV光により処理され、したがって、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【0024】
請求項3記載の発明は、コイルがコアに回りに巻回された状態で発光管の空洞内に配置されているので、誘導コイルと発光管との磁気誘導結合係数を高めることができ、したがって、ランプ効率を向上させることができる。
【0025】
請求項4記載の発明は、発光管が外管を有する2重構造であるので、冷たい流体に対して発光管の効率が低下したり、発光管が点灯しにくくなることを防止することができる。
【0026】
請求項5記載の発明は、発光管の流体が接する面を紫外線透過フッ素樹脂によりコーティングしたので、処理対象の流体が発光管に付着することを防止することができ、したがって、処理能力が低下することを防止することができる。
【0027】
請求項6記載の発明は、発光管の放射光が到達する範囲の面を光半導体によりコーティングしたので、UV光が光触触媒に当たると光電子が発生して流体内の酸素を活性化して有機物を分解し、したがって、UV光を更に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る流体処理装置の一実施形態を示す構成図である。
【図2】図1の流体処理装置を示す横断面図である。
【図3】第2の実施形態の流体処理装置を示す構成図である。
【図4】第3の実施形態の流体処理装置を示す構成図である。
【図5】第4の実施形態の流体処理装置を示す構成図である。
【図6】第5の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【図7】第6の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【図8】第7の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【図9】第8及び第9の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【図10】第10の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【符号の説明】
G 放電ガス
1,10 発光管
2 誘導コイル
3 高周波電源
4 パイプ
5 流体
6 導電性金属
10a 空洞
11 コア
12 外管
16 外面
17 内面
Claims (6)
- 処理対象の流体を流すためのパイプと;
前記パイプ内において平行に配置された複数の細長い無電極の発光管と;
前記複数の発光管の各々の回りに巻回された複数の誘電コイルと;
前記誘導コイルに対して高周波電圧を印加する高周波電源と;
前記高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属と;
を有し、
前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されていることを特徴とする流体処理装置。 - 前記発光管は、処理対象の流体を流す流路を有する内管と、この内管の周囲に設けられ、放電ガスが封入された発光空間を構成する筒体とから構成され、前記処理対象の流体は、当該発光管の外周部分を流れる以外に前記内管により構成される流路を介して流れることを特徴とする請求項1に記載の流体処理装置。
- 処理対象の流体を流すためのパイプと;
有天井・有底の中空筒状部における中空部に誘導コイルが巻回されたコアを備えており、前記中空筒状部の周囲に設けられ、放電ガスが封入された発光空間を構成する筒体とから構成された複数の細長い無電極の発光管と;
前記誘導コイルに対して高周波電圧を印加する高周波電源と;
前記高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属と;
を有し、
前記複数の発光管に備えられた誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されていることを特徴とする流体処理装置。 - 前記発光管は、外管を有する2重構造であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の流体処理装置。
- 前記発光管の流体が接する面を紫外線透過フッ素樹脂によりコーティングしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の流体処理装置。
- 前記発光管の放射光が到達する範囲の面を光半導体によりコーティングしたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の流体処理装置。
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JP17831196A JP3660057B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 流体処理装置 |
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JP17831196A JP3660057B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 流体処理装置 |
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JP17831196A Expired - Lifetime JP3660057B2 (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 流体処理装置 |
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JP3653534B2 (ja) * | 1997-03-25 | 2005-05-25 | ハリソン東芝ライティング株式会社 | 無電極放電ランプユニット、無電極放電ランプ装置および流体処理装置 |
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-
1996
- 1996-07-08 JP JP17831196A patent/JP3660057B2/ja not_active Expired - Lifetime
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