JP4273105B2 - 流体用照射装置 - Google Patents
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Description
を浄化する水処理システム等に好適な流体用照射装置に関するものである。尚、半導体製
造装置や液晶装置、化学薬品製造装置、食品生産ライン等で扱われる配管システム等に用
いることも可能である。
段が採られていた。消毒のために加えられる塩素は水中の汗や尿のような汚染物と化合し
て、有機塩素化合物や窒素化合物になり、循環する間に蓄積される不都合がある。窒素化
合物や有機塩素系ガスは目や鼻を刺激し、建造物の老朽化を早めるとともに、有機塩素化
合物のトリハロメタンは発ガン性がある等、危険な面もある。そこで、不快感を与えない
ように塩素濃度を下げると、殺菌力も低下して大腸菌等を駆除できなくなる不都合がある
ため、単純に薄めるわけにもいかない。
を用いるものはUV灯又は紫外線灯とも呼ばれ、細菌が紫外線殺菌装置の中をゆっくりと
通過する途中で紫外線で破壊されて死滅するようになる。従来、水処理装置等において流
体に光を照射することで殺菌や消毒を行うための流体用照射装置としては、特許文献1や
特許文献2において開示されたものが知られている。
媒が入れられた容器中に風呂水を通すことにより、入口から容器内に入った風呂水(細菌
が存在する水)は、光触媒の隙間を通って容器の出口から出る際に、紫外線ランプから放
射された紫外線によって光触媒表面において酸化還元作用が行なわれ、容器内を流れる水
の細菌を殺菌するようになる、というものである。
化合物を含有するガスを導入して紫外線を照射することにより、有機塩素化合物を含有す
るガスを紫外線を用いて分解処理する、というものである。この場合、当該特許文献2の
図2に示されるように、反応容器を直列に2個繋ぐことにより、反応容器自体はコンパク
トな照射装置としながらもガスを効率的に分解可能とする技術も開示している。
テリアやウィルス)を死滅させ安全な水、空気にする作用を発揮するものであり、塩素の
様に匂いや刺激がなく、有害物質を発生する心配も無いので、人体や環境に優しくより安
心であるという利点を持っている。しかしながら、塩素(生物的処理)や濾過(物理的処
理)による手段に比べて、処理能力の点ではパワー不足の感があった。
ー不足を補わせる手段もあるが、プールや大浴場といった大量の水処理を行うためにはか
なりの数の処理容器が必要である。そうなると現段階では処理容器の数十個を直列接続す
るしかなく、装置の大型化や高コスト化が問題になることが容易に推測される。
しい状態で殺菌、浄化が行える光式の処理システムを採るに当り、処理容器の多数を場所
を取らずコンパクトに、しかも高価なものとならないように構成させ、プールや大浴場等
の大量の流体処理にも適用可能となる流体用照射装置を提供する点にある。
さの流体移送用チューブ1の複数と、これら複数のチューブ1を並列に配置保持すべくそ
れら複数のチューブ1の両端部の夫々にシール状態で嵌合自在な一対の蓋部材3,4と、
前記複数のチューブ1に紫外線を発する光源2を前記複数のチューブ1と並列に配置して装
備するための光源支持手段Kとを有し、
前記蓋部材3,4には、前記複数のチューブ1の内部流路である管路1Aを直列に連通
接続するための内部接続路Rが形成されるとともに、前記複数の管路1Aが直列に連通接
続されて成る単一の折返し流路Wの一対の端部に対する取出し部T,Tが、前記一対の蓋
部材3,4の一方に二箇所或いは各蓋部材3,4の夫々に一箇所ずつ形成され、
前記一対の蓋部材3,4とは別に、これら蓋部材3,4による前記複数のチューブ1の並
列配置状態を維持させる配列維持手段Iが装備され、この配列維持手段Iは、前記複数のチューブ1の夫々を嵌合自在な貫通孔17が形成された壁部材5の一対で構成されるとともに、前記一対の壁部材5,5は前記一対の蓋部材3,4に対応させて隣接配備されていることを特徴とするものである。
は、前記複数のチューブ1をシール状態で内嵌する複数の嵌合穴部分24と、前記複数の
チューブ1の前記蓋部材3,4への挿入量を規定すべく前記嵌合穴部分24に内嵌される
前記チューブ1の端面1tに当接自在なストッパ壁25とを有するとともに、前記複数の
チューブ1が対応する前記嵌合穴部分24に挿入内嵌されて前記チューブの端面1tが前
記ストッパ壁25に当接する状態に、前記一対の蓋部材3,4と前記複数のチューブ1と
を係止維持させる維持手段Eが装備されていることを特徴とするものである。
部Tは、前記チューブ1の端部をシール状態で内嵌自在で、かつ、外部配管の螺合による
接続が自在となるための雌ネジ部9を有する貫通孔で構成されていることを特徴とするも
のである。
るものである。
前記チューブ1の前記管路1Aに、三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に光
触媒を担持させて成る光触媒フィルタ23が装備されていることを特徴とするものである
。
前記チューブ1及び前記蓋部材3,4がフッ素系樹脂材製であることを特徴とするもので
ある。
、前記光源支持手段Kに支持された状態の光源2、及び前記複数のチューブ1を覆って反
射させるためのカバー部材22が装備自在に構成されていることを特徴とするものである
。
状態で介装して、それらの管路は直列接続されての単一の折返し流路を形成するとともに
、各チューブに紫外線を発する光源も並列配備される構成としてあるから、長い流路に亘って光による浄化作用(殺菌、消毒等)を連続的に流体に付与することができ、光式でありながらも大量の流体に対しても十分な処理能力を発揮させることが可能になり、かつ、装置と
しての両端部となる一対の蓋部材どうしはチューブ1個分の長さだけ離れて配置すれば良
く、装置全体として小型のもので済むようになる。内部接続路に加えて単一の折返し流路
に対する出入口も、各蓋部材又は一方の蓋部材に集約形成されており、部品点数少なくコ
スト的に有利なものにできるとともに、それら流体の出入口に外部配管やホースをつなぐ
ことにより、例えば、水処理システム中に容易に接続配置することができる。
源とを近接して相対配置することができて効率良く光をチューブの中を流れる流体に照射
することができるようになる。その結果、水や空気等の流体を、有害物質の発生が無く人
体や環境に優しい状態で殺菌、浄化が行える光式の処理システムを採るに当り、処理容器
の多数を場所を取らずコンパクトに、しかも高価なものとならないように構成させ、プー
ルや大浴場等の大量の流体処理にも適用可能となる流体用照射装置を提供することができ
る。この場合、請求項8のように、光源及び複数のチューブを覆って反射させるカバー
部材を設ければ、さらに効率良く流体の浄化作用が行える利点が得られる。
利なものとなる。
び固定手段が簡単に実現できるから、例えば、チューブの長手方向の中間部に単独で配置
する場合に比べて、チューブとの連結手段や蓋部材と連結するための長いボルトや長いス
ペーサーといった別部品が殆ど無くて済む点で有利(構造の簡素化、低コスト化)である
。
、蓋部材のストッパ壁とチューブ端面とが当接するから、各チューブの各蓋部材への挿入
量を所定の値に揃えることが可能であり、蓋部材の加工成形上やチューブの同一部品化に
おいて有利であるとともに、ストッパ壁とチューブ端面との当接箇所が複数箇所存在して
いるから、両蓋部材と各チューブとがずれ動いたり傾いたりすることがなく、安定的にシ
ール嵌合される状態を維持することが可能になる。その結果、一対の蓋部材と複数のチュ
ーブとの嵌合シール状態を長期に亘って良好に維持することが可能であり、耐久性、信頼
性に優れる流体用照射装置を提供することができる。
の外側面に開口する貫通孔とするとともにその開放端に雌ネジ部を設けて取出し部を形成
することができるから、縦穴部を延長形成する程度の加工によって容易に外部配管用の取
出し部を構成できるとともに、そのための設置スペースも小さなもので済むようになる。
そして、取出し部とチューブとは蓋部材の厚み程度の短い長さの貫通孔で連通接続される
ことになるから、この点からも流体用照射装置としてのコンパクト化に寄与することが可
能である。
貫通孔を有する板部材によって構造簡単に光源支持手段を構成することができるとともに
、配列維持手段に対応させて隣接配備することにより、ネジ止めする等によって板部材の
位置決め及び固定手段が簡単に実現できるから、例えば、チューブの長手方向の中間部に
単独で配置する場合に比べて、チューブとの連結手段や配列維持手段と連結するための長
いボルトや長いスペーサーといった別部品が殆ど無くて済む点で有利(構造の簡素化、低
コスト化)である。
長尺状ランプ(光源)を用いることにより、ランプ本体は通さず、かつ、電線又は突端部
は通す大きさの配線用孔を壁部材に形成してあるから、ボルト等の固定手段を一切用いる
ことなく壁部材を長尺状ランプと蓋部材との間に位置決め固定することができる利点があ
る。
用空間部において容易に配線して纏めることができ、その纏めた状態で蓋部材の側面に形
成されている取出し孔を通して外部に簡単に取り出すことができる。即ち、壁部材内にお
いて配線の集約と纏めての取出しとが行える便利なものとなる。
るものを用いれば、光触媒と紫外光との反応によって強い殺菌力(酸化作用)が生じて、
有害な有機物質の分解、微生物の細胞膜を破壊する機能が得られ、流体(水)中のフェノ
ール、エチレングリコール等の化合物は分解され、また、光触媒材料に付着した水性生物
の種子や幼生体は生長を阻害され、水性生物のパイプ表面にへの付着が防止されといった
効果を奏する。そして、光触媒材料の担持体としてセラミック多孔体を用いているため、
耐久性に優れ、光触媒と水との接触面積が大きく、効率良く流体(水)処理を行うことも
可能になる。
するフッ素系樹脂で形成されているので、流体が薬液や化学液体、有毒ガス、或いは高温
流体であっても蓋部材とチューブとの接続接部分が変形して漏れ易くなることがなく、良
好なシール性が維持できるようになる。尚、フッ素系樹脂は、水素原子の一個以上をフッ
素で置換したエチレンおよびその誘導体の重合によって得られる樹脂状物質であり、高温
にも安定で、撥水性に優れる。また摩擦係数が小さく、耐薬品性もきわめて高く、電気絶
縁性も高い点で好ましい。
図1〜図3は流体用照射装置の全体構成や折返し流路を示す図であり、図4〜図8は各部
品を示す図である。図9,図10はチューブ端部周辺や光源との位置関係を示す要部図で
あり、図11は光触媒を用いた場合のチューブ構造を示す断面図である。
図1,図2に、実施例1による流体用照射装置Aを示している。この流体用照射装置A
は、プールや温泉の水を殺菌、浄化する水処理装置(水浄化装置)に用いられるものであ
り、光触媒を用いて効率良く水を浄化できるようにされており、水を流すための9本のチ
ューブ1と、16本の紫外線ランプ2(光源の一例)と、一対の蓋部材3,4と、一対の
ランプストッパ(壁部材の一例)5と、一対のホルダ(板部材の一例)6とを有して構成
されている。
9本のチューブ1は、一対の蓋部材3,4の内部に形成された内部接続路Rによって直列
に連通接続されており、IN側蓋部材3の入口部(取出し部Tの一例)3Aから取り込ま
れた水は、9本のチューブ1による長くて単一の折返し流路Wを通る間に、その周囲に配
置されている紫外線ランプ2からの紫外線の照射による殺菌作用を受けて十分に浄化され
、それからOUT側蓋部材4の出口部(取出し部Tの一例)4Aを通って出て行くようにな
る。次に、各部について詳しく説明する。
製のパイプ材から成る透明又は半透明(乳白色)で、紫外光等の光をよく通す透過性(透
光性)を有するものであり、長さは500〜1000mm(例:714mm)である。各
先端部の外周には、蓋部材3,4への挿入操作を容易化すべく、先細り状に削り加工して
成るテーパ部1Bが形成されている。
々に1本ずつのリード線(電線の一例)rが取り出される構造のもの(低圧水銀灯)であ
る。この紫外線ランプ2は、発光部を含むランプ本体部(殺菌灯の一例)2Aが大径の円
柱形状を呈するとともに、そのさらに端部には、リード線rを支持しながら取出すための
小径の円柱(又は円筒)形状を呈する突端部2a,2aが形成されている。尚、光源2の
その他としては、紫外線を発するものなら良く、ブラックライト等の公知のものを適宜に
使用することができ、紫外光を発する蛍光灯、各種色のLED(発光ダイオード)等種々
のものが可能である。
灯2Aより小径の突端部2aとして、ホルダ6とランプストッパ6に大小の貫通孔17,
21を設けるだけの簡単な構造を採用することが可能である。そして、紫外線ランプ2か
ら照射される紫外光により、チューブ1内を通る流体に対して殺菌、滅菌、有害物質の分
解等の殺菌や浄化作用を効果的に付与することができ、例えば、温泉水やプールの水等の
浄化を有効に行うに好適なものとなる。尚、ランプ本体2Aに、透過性(透光性)を有す
る外装チューブ(透明又は半透明のフッ素樹脂等)を被せておけば、振動や衝撃から紫外
線ランプ2を守る保護材として外装チューブ(図示省略)が機能する点で有効である。
も外側に配置される部品であり、9本のチューブ1の内部流路である管路1Aを直列に連
通接続するための内部接続路Wが形成されるとともに、複数の管路1Aが直列に連通接続
されて成る単一の折返し流路1Aの一対の端部に対する取出し部Tが、各蓋部材3,4の
夫々に一箇所ずつ形成されている。内部接続路Rの構成をIN側蓋部材3で説明すると、
内部接続路Rは、チューブ1の端部をシール状態で内嵌する嵌合穴部分24を有する九箇
所の縦穴部7と、それら縦穴部7の対応する複数を相互連通させるための横穴部8とから
構成されている。尚、IN側蓋部材3とOUT側蓋部材4とは、内部接続路Rの全体形状
がやや異なる以外、基本的には同じ部品である。
その内側面3iには縦横三列ずつ均等間隔で配置される縦穴部7が形成されている。その
うちの図2における右下の縦穴部7(第1縦穴部7a)は、外側面3uに貫通されてその
外端部は、テーパネジ等による雌ネジ部9が形成されて成る流体の入口部3Aに構成され
ている。雌ネジ部9には、流体用照射装置Aに対する流体給排用の配管やチューブ等の配
管類(図示省略)が連通接続される。
端部を挿入内嵌するための嵌合穴部分24が形成されるとともに、チューブ1の端面1t
に当接して各チューブ1の蓋部材3,4への挿入量を規定するための段差であるストッパ
壁25が形成されている。そして、嵌合穴部分24には、チューブ1の外周面1Cとの間
でシールを行うOリング10を装備するための内周溝11が形成されている。9本のチュ
ーブ1は互いに長さが等しいから、9箇所のストッパ壁25も全て互いに等しい深さのも
のとして形成されている。
(中子や入れ子)又は後加工(ドリル加工等)による穿孔によって形成されるので、それ
による穴の大径入口部8Aを塞ぐメクラ栓12が装備されている。大径入口部8Aにはメ
クラ栓12を螺装するための雌ネジ部8a、及びOリング13を装着するための環状凹入
溝14が段差壁8bに形成されている。
に形成される内部接続路Rが、チューブ1の長手方向に沿って形成される縦穴部7と、こ
れら縦穴部7を相互連通させる横穴部8とで成る屈曲経路(直角又はほぼ直角に曲がる屈
曲経路)とするものであるから、チューブ1を接続すべく一端が嵌合穴部分24として開
放形成すれば良い縦穴部7は、例えば二つ割構造の型成形によって容易に形成することが
可能である。そして、蓋部材3,4の側面からの中子(入れ子)を用いることで横穴部8
も型成形が可能であり、その後に開放端を栓等によって塞ぐ処理を行うことで両端閉塞状
態の横穴部8も比較的容易に形成可能となる。また、ドリリング等の後加工によって縦穴
部7や横穴部8を形成する手段も可能であり、この場合でも横穴部8の開放端は閉塞処理
すれば良いものとなる。尚、両穴部7,8を切削加工で製作しても良い。
縦穴部7の複数を相互連通させるための横穴部8とから構成されている。このように二方
向の穴7,8の組み合わせで内部接続路Rとする構造工夫により、複数のチューブ1を直
列に接続すべく複雑化し易い蓋部材3,4の内部接続路Rを、極力簡単に形成することが
可能になり、必要な機能を廉価に得ることができてコスト上で有利な流体用照射装置Aと
することに寄与している。
第1縦穴部7aとして順に第2〜第9縦穴部7b〜7iと番号を付けると、各横穴部8は
、第2縦穴部7bと第3縦穴部7cとを連通する第1横穴部8z、第4縦穴部7dと第7
縦穴部7gとを連通する第4横穴部8w、第5縦穴部7eと第6縦穴部7fとを連通する
第2横穴部8y、第8縦穴部7hと第9縦穴部7iとを連通する第3横穴部8xと呼ぶも
のとする。第1縦穴部7aは、これ単独で存在する単一の穴であり、入口部3Aを有して
いる。また、矩形ブロック体3Bの四隅には、通しボルト15を通すための組付孔16が
形成されている。
が右上の第7縦穴部7gであり、かつ、第4横穴部8wが第1縦穴部7aと第4縦穴部7
dとを連通させるものである以外はIN側蓋部材3と同じである。従って、OUT側蓋部
材4における各部の符号は、IN側蓋部材3の対応する箇所と同じ符号(7a→7a)か
又は順ずる符号(4B→3B)を付すものとする。
製で矩形形状の正面壁5Aとその上下左右の側壁5a〜5dとの五壁から成るものであり
、正面壁5Aには9本のチューブ1を通すための上下左右3列ずつで計9箇所のチューブ
用孔17と、その周囲12箇所と各チューブ用孔17の間の4箇所の計16箇所の紫外線
ランプ2の突端部2aを挿通するための配線用孔18とが形成されている。四隅の夫々に
は、通しボルト15を通すための組付孔16が形成されている。9箇所のチューブ用孔1
7を有するランプストッパ5により、9本のチューブ1が上下及び左右に三列ずつ並列配
備される並列配置状態を、蓋部材3,4の存否とは無関係に維持させる配列維持手段Iが
構成されている。
一対のランプストッパ5,5によって16個の紫外線ランプ2を挟持保持する機能を発揮
することができる。左右の側壁5c,5dのうちの何れかの側壁5cには、各突端部2a
から延出される計9本のリード線rを纏めて外部に取出すための取出し孔19が1箇所形
成されている。正面壁5Aと各側壁5a〜5dとで囲まれた空間部20は、前述の9本の
リード線rを取出し孔19から取出すためのスペース、即ち配線用空間部として機能する
。
のものであって、紫外線ランプ2のランプ本体部2Aを内嵌自在な16箇所のランプ用孔
21と、9箇所のチューブ用孔17と、4箇所の組付孔16とが形成されている。このホ
ルダ6によっても9本のチューブ1の並列配置状態を、蓋部材3,4の存否とは無関係に
維持させる配列維持手段Iが兼用構成されている。加えて、16本の紫外線ランプ2の並
列配置状態も維持させる光源支持手段Kとしても機能する。即ち、光源2を支持するため
のホルダ6に形成されるチューブ貫通用のランプ用孔21を、チューブ1に丁度嵌合する
程度の大きさの孔とすることにより、ホルダ6によっても配列維持手段Iと同等の機能を
発揮させることが可能である。これにより、手段兼用化や機能の合理化が図れ、より洗練
されて完成度の高い流体用照射装置とすることができている。
ル状態で内嵌する複数の嵌合穴部分24と、複数のチューブ1の蓋部材3,4への挿入量
を規定すべく嵌合穴部分24に内嵌されるチューブ1の端面1tの全面に当接自在なスト
ッパ壁25とを有するとともに、複数のチューブ1が対応する嵌合穴部分24に挿入内嵌
されてチューブの端面1tがストッパ壁25に当接する状態に、一対の蓋部材3,4と一
対のランプストッパ5,5と一対のホルダ6,6と9本のチューブ1とを係止維持させる
維持手段E(4本の通しボルト15)が装備されている。
め付けて行けば、一対の蓋部材3,4を互いに引寄せることができて、各蓋部材3,4に
装備されている計18個のOリング10への挿入抵抗に抗して9本のチューブ1を容易に
縦穴部7の嵌合穴部分24に挿入内嵌できるとともに、引き続きの通しボルト15の締付
により、各チューブ1の端面1tが各蓋部材3,4のストッパ壁25に当接して規定の挿
入量に自動セットされての組付け状態を得ることができる。また、その当接により、通し
ボルト15の締付け操作に節度感が生じて締め込み操作の終了を認識し易くもなる。
合計18箇所)存在しているから、両蓋部材3,4と各チューブ1とがずれ動いたり傾い
たりすることがなく、安定的にシール嵌合される状態を維持することができる。従って、
蓋部材3,4と各チューブ1との嵌合シール状態、詳しくは嵌合穴部分24とチューブ外
周面1Cとのシール状態を耐圧性を低下させることなく長期に亘って良好に維持すること
が可能であり、耐久性、信頼性に優れる流体用照射装置Aとすることができている。また
、通しボルト15による維持手段Eは、一対の蓋部材3,4を複数のチューブ1を介して
互いに引寄せる引寄せ機能も含んだ(兼ねた)ものに構成されており、別途に引寄せ手段
を必要としない点で優れている。
、一対のホルダ6,6、9個のチューブ1、及び16個の紫外線ランプ2を4本の通しボ
ルト15によって締付け固定することで流体用照射装置Aが組み付けられて構成される。
この場合、図2に示すように、一対のホルダ6,6間に、内面が鏡面等の光を反射する反
射面22aに仕上げられている四角筒カバー(カバー部材の一例)22を介装すれば、紫
外線ランプ2のチューブ1への照射作用を強化できて好都合である。
、入口部3Aから取り入れられた処理対象の水は、IN側蓋部材3の第1縦穴部7aを通
って第1チューブ1aに入り、OUT側蓋部材4の第1縦穴部7a、第1横穴部8z、第
2縦穴部7bを通って第2チューブ1bに入り、最後には第9チューブ1i、OUT側蓋
部材4の第9縦穴部7i、出口部4Aを通って出て行く。この折返し流路Wの経路を符号
を用いて順に示すと、3A→7a(3)→1a→7c(4)→8z(4)→7b(4)→
1b→7b(3)→8z(3)→7c(3)→1c→7a(4)→8w(4)→7d(4
)→1f→7f(3)→8y(3)→7e(3)→1e→7e(4)→8y(4)→7f
(4)→1d→7d(3)→8w(3)→7g(3)→1g→7i(4)→8x(4)→
7h(4)→1h→7h(3)→8x(3)→7i(3)→1i→7g(4)→4Aとな
る。尚、括弧の中の符号は蓋部材がIN側かOUT側かを示す数字である。
で9個のチューブ1の外側を覆うように配置され、かつ、残り4個の紫外線ランプ2が上
下左右で中央に位置する1個のチューブ1を取り囲むように配置されているので、どのチ
ューブにも強力で有効な紫外光が行き渡るように構成されている。このように、内部接続
路Rを有する一対の蓋部材3,4と9個のチューブ1を用いて成る折返し流路Wの構造を
採ることにより、コンパクトで省スペース化が可能な大きさとしながらも、水を強力に殺
菌、消毒して浄化することができる流体用照射装置Aを実現できている。尚、図10は紫
外線ランプ2が点灯している状態を表している。
実施例2による流体用照射装置Aは、図11に示すように、実施例1による流体用照射
装置のチューブ1内に、多数の光触媒フィルタFが装備されたものであり、対応する箇所
には対応する符号を付すものとする。光触媒フィルタ23は、三次元網目構造を有するセ
ラミック多孔体の表面に光触媒を担持させて成る断面円形(略ドーナツ形状でも良い)の
ものであり、その多数個を重ねてチューブ1に内装されている。この場合の光源として用
いられる殺菌ランプ2は、低圧水銀灯やそれ例外のものの全てが可能である。
機能によって分解除去することにより、空気(気体)浄化や水質(液体)浄化が行なえる
ものであり、通過する被処理気体又は被処理液体の圧力損失が小さく、活性炭等との複合
化が容易であるという利点がある。そして、三次元網目構造を有する光触媒フィルタ23
とすることにより、紫外線が内部の光触媒まで届くようになり、光触媒の触媒機能を十分
に発揮させることが可能となる利点がある。セラミック多孔体のマクロポアの直径は、流
体との接触面積と処理中の目詰まり防止の観点から、0.5〜8mm程度であることが好
ましい。光触媒機能は低下し難く、多孔体は長期間メンテナンスを行うことなく、連続使
用が可能である。また、水に含まれた固形物により目詰まりを生じた場合でも、取り出し
て洗浄することにより、再使用が可能であるため資源の無駄がない。
表面層に光触媒を担持させるとともに、表層用セラミック粒子の平均粒径を十分小さくす
れば、セラミック多孔体の表面に担持する光触媒の表面積も大きくなり、光触媒機能が十
分に発揮され、光触媒フィルタの浄化効率が向上する。つまり、凹凸表面層を形成する表
層用セラミック粒子の平均粒径を十分小さく(例:1μm〜100μm)すれば、十分な
大きさを有する凹凸表面層が形成され、光触媒機能が十分に発揮されるとともに、光触媒
が上記凹凸表面層に担持されているので、アンカー効果によって担持力が大きくなり、光
触媒が剥がれ難いという作用効果が得られる。
の混合物から選択されることが望ましいとともに、セラミック多孔体は、アルミナ−シリ
カ系セラミックや炭化けい素系セラミックであることが望ましい。光触媒機能とは、例え
ば、二酸化チタン、酸化亜鉛、炭化ケイ素等の無機材料にそのバンドギャップ以上のエネ
ルギーを持つ光を照射すると、その表面上に正孔・電子対が生成する現象のことである。
要するに、照射手段Hから発せられる紫外光のエネルギーにより生じた正孔は、水と接す
ることにより、H2 O+h+ →・OH+H+ という反応を生じる。また、電子が空気と接
することにより、O2 +e- →・O2 - という反応を生じる。
ドアニオン)はオゾン以上の強い酸化作用を有しており、活性酸素は強い殺菌力を有して
、微生物の細胞膜を破壊する作用を発現する。この働きは活性酸素の寿命が非常に短いこ
とから光触媒の表面のみでおこり、表面から離れた部位には影響を及ぼさない。尚、セラ
ミック多孔体の材料としては、アルミナ、コージライト、ムライト、ジルコニア、シリカ
、マグネシア等、及びこれらの混合物等の金属酸化物系セラミックス、或いは、炭化ケイ
素、窒化ケイ素から得られる多孔質セラミックス等の非酸化物系セラミックスが挙げられ
る。また、光触媒の材料としては、二酸化チタン(TiO2 )、酸化亜鉛(Zn2 O)、
炭化ケイ素(SiC)、二硫化モリブデン(MoS2 )、酸化第二鉄(Fe2 O3 )、酸
化第二インジウム(In2 O3 )、三酸化タングステン(WO3 )等の光半導体が挙げら
れるが、太陽光等の自然光で光触媒機能を発現する二酸化チタン、酸化亜鉛、炭化ケイ素
などが望ましい。
、セラミックス多孔体表面に担持された光触媒に、光源2による紫外光を照射しながらチ
ューブ1内に処理水を通水し、水処理を行う。水と光触媒との接触面において強い酸化作
用により、有害な有機物質の分解、微生物の細胞膜を破壊する作用が発揮される。このた
め、水の中に存在するフェノール、エチレングリコール等の化合物は分解され、また、光
触媒に付着した水性生物の種子や幼生体は生長を阻害され、水性生物のパイプ表面にへの
付着が防止される。この働きは活性酸素の寿命が非常に短いことから光触媒の表面のみで
おこり、表面から離れた部位には影響を及ぼすことはなく、水系への影響が極めて少ない
。そして、光触媒を担持するセラミック多孔体を使用しているので、耐久性に優れ、光触
媒と処理液との接触面積が大きく、効率の良い水処理が可能である。
図1に示す流体用照射装置Aにおいて、チューブ1の数は複数(2以上)であればよく
、また紫外線ランプ(光源)2の数も適宜に変更可能である。チューブ1は、フッ素系樹
脂等の合成樹脂材の他、石英管やガラス管でも良く、要は透過性の材料であれば良い。
1A 管路
1t 端面
2 光源(長尺状ランプ)
2A ランプ本体部(殺菌灯)
2a 突端部
3 IN側蓋部材
4 OUT側蓋部材
5 壁部材
6 板部材
7 縦穴部
8 横穴部
9 雌ネジ部
17 貫通孔
18 配線用孔
19 取出し孔
20 配線用空間部
22 カバー部材
24 嵌合穴部分
25 ストッパ壁
r 電線
A 流体用照射装置
E 維持手段
I 配列維持手段
K 光源支持手段
R 内部接続路
T 取出し部
W 折返し流路
Claims (8)
- 透過性を有する材料から成る所定長さの流体移送用チューブの複数と、これら複数のチ
ューブを並列に配置保持すべくそれら複数のチューブの両端部の夫々にシール状態で嵌合
自在な一対の蓋部材と、前記複数のチューブに紫外線を発する光源を前記複数のチューブと
並列に配置して装備するための光源支持手段とを有し、
前記蓋部材には、前記複数のチューブの内部流路である管路を直列に連通接続するため
の内部接続路が形成されるとともに、前記複数の管路が直列に連通接続されて成る単一の
折返し流路の一対の端部に対する取出し部が、前記一対の蓋部材の一方に二箇所或いは各
蓋部材の夫々に一箇所ずつ形成され、
前記一対の蓋部材とは別に、これら蓋部材による前記複数のチューブの並列配置状態を
維持させる配列維持手段が装備され、この配列維持手段は、前記複数のチューブの夫々を嵌合自在な貫通孔が形成された壁部材の一対で構成されるとともに、前記一対の壁部材は前記一対の蓋部材に対応させて隣接配備されている流体用照射装置。 - 前記蓋部材は、前記複数のチューブをシール状態で内嵌する複数の嵌合穴部分と、前記
複数のチューブの前記蓋部材への挿入量を規定すべく前記嵌合穴部分に内嵌される前記チ
ューブの端面に当接自在なストッパ壁とを有するとともに、前記複数のチューブが対応す
る前記嵌合穴部分に挿入内嵌されて前記チューブの端面が前記ストッパ壁に当接する状態
に、前記一対の蓋部材と前記複数のチューブとを係止維持させる維持手段が装備されてい
る請求項1に記載の流体用照射装置。 - 前記取出し部は、前記チューブの端部をシール状態で内嵌自在で、かつ、外部配管の螺
合による接続が自在となるための雌ネジ部を有する貫通孔で構成されている請求項1又は
2に記載の流体用照射装置。 - 前記光源支持手段は、長尺状ランプで成る前記光源の各端部を通す貫通孔が複数形成さ
れた板部材の一対で構成されるとともに、前記一対の板部材は前記一対の配列維持手段に
対応させて隣接配備されている請求項1〜3の何れか一項に記載の流体用照射装置。 - 前記壁部材には、前記長尺状ランプの端面から取出される電線又は電線を囲繞する突端
部は通し、かつ、ランプ本体部の通過は不能とする配線用孔が形成されるとともに、各配
線用孔から取出される電線を纏めて前記壁部材の側面に貫通形成される取出し孔から外部
に取出すための配線用空間部が形成されている請求項1〜4の何れか一項に記載の流体用照射装置。 - 前記チューブの前記管路に、三次元網目構造を有するセラミック多孔体の表面に光触媒
を担持させて成る光触媒フィルタが装備されている請求項1〜5の何れか一項に記載の流
体用照射装置。 - 前記チューブ及び前記蓋部材がフッ素系樹脂材製である請求項1〜6の何れか一項に記
載の流体用照射装置。 - 前記光源支持手段に支持された状態の光源、及び前記複数のチューブを覆って反射させ
るためのカバー部材が装備自在に構成されている請求項1〜7の何れか一項に記載の流体
用照射装置。
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