JP6180178B2 - UV irradiation water treatment equipment - Google Patents
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本発明は、紫外線照射水処理装置に関し、詳しくは、浄水処理や下水処理等において、紫外線を用いて水中の微生物の殺菌や有機物の酸化を行う紫外線照射水処理装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation water treatment apparatus, and more particularly, to an ultraviolet irradiation water treatment apparatus that sterilizes microorganisms in water or oxidizes organic substances using ultraviolet rays in water purification treatment or sewage treatment.
従来から、紫外線を照射して、水に含まれる微生物や病原性原虫の殺菌や消毒をする紫外線照射水処理装置が開発されており、この紫外線照射水処理装置として、処理水が流通する処理槽の水路内に、紫外線光源を設置して紫外線照射を行うものが知られている。紫外線光源として、近年は、紫外線LEDが注目されている。紫外線LEDを用いた紫外線照射水処理装置では、紫外線LEDの温度上昇を抑えて紫外線LEDの長寿命化を図るため、複数の紫外線LEDの配置を工夫したり、紫外線LEDを冷却するための冷却流体通路を設けたりするようにしている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, an ultraviolet irradiation water treatment device has been developed to sterilize and disinfect microorganisms and pathogenic protozoa contained in water by irradiating ultraviolet rays. As this ultraviolet irradiation water treatment device, a treatment tank in which treated water circulates has been developed. In this water channel, an ultraviolet light source is installed to irradiate ultraviolet light. In recent years, ultraviolet LEDs have attracted attention as ultraviolet light sources. In an ultraviolet irradiation water treatment apparatus using an ultraviolet LED, a cooling fluid for devising the arrangement of a plurality of ultraviolet LEDs or cooling the ultraviolet LEDs in order to extend the lifetime of the ultraviolet LEDs by suppressing the temperature rise of the ultraviolet LEDs. A passage is provided (for example, refer to Patent Document 1).
しかし、特許文献1に記載された紫外線照射水処理装置では、紫外線を照射する水処理用の流路とは別に冷却流体通路を設けているため、紫外線照射水処理装置における処理槽が大型化することがあり、また、冷却流体通路に流通させる冷却流体を用意しなければならず、冷却流体を流通させるためのエネルギーが必要になることもあった。 However, in the ultraviolet irradiation water treatment apparatus described in Patent Document 1, since the cooling fluid passage is provided separately from the water treatment flow path for irradiating ultraviolet rays, the treatment tank in the ultraviolet irradiation water treatment apparatus is enlarged. In some cases, a cooling fluid to be circulated through the cooling fluid passage must be prepared, and energy for circulating the cooling fluid may be required.
そこで本発明は、紫外線LEDを使用して効率よく紫外線処理を行うことができる紫外線照射水処理装置を提供することを目的としている。 Then, this invention aims at providing the ultraviolet irradiation water treatment apparatus which can perform an ultraviolet-ray treatment efficiently using ultraviolet LED.
上記目的を達成するため、本発明の紫外線照射水処理装置の第1の構成は、処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の処理槽の中心にLED取付部材を軸線方向に設け、該LED取付部材の外周面に処理槽の半径方向に向けて紫外線を照射する複数の紫外線LEDを設けるとともに、処理槽の周方向及び軸線方向に隣接する紫外線LED同士の間のLED取付部材の外周面にLED放熱部をそれぞれ設け、前記LED取付部材の外周面に複数の放熱フィンを処理槽の半径方向に突設したことを特徴とし、さらに、前記複数の放熱フィンは、前記LED取付部材における周方向に隣接する前記紫外線LED同士の間に設けた前記LED放熱部に突設されていることを特徴としている。 To achieve the above object, a first configuration of the ultraviolet irradiation water treatment apparatus of the present invention, in the ultraviolet irradiation water treatment apparatus for irradiating ultraviolet rays to the treated water, the axis of the L ED mounting member to the center of a cylindrical processing tank provided in a direction, provided with a plurality of ultraviolet LED for emitting ultraviolet light toward the radial direction of the processing tank on the outer circumferential surface of the LED mounting member, between the ultraviolet LED adjacent to each other in the circumferential direction and axial direction of the treatment tank the LED heat radiating portion, respectively provided on the outer peripheral surface of the LED mounting member, characterized in that projecting from the plurality of heat radiation fins in the radial direction of the processing tank on the outer circumferential surface of the LED mounting member, further, the plurality of heat dissipating fins The LED heat dissipating part is provided between the ultraviolet LEDs adjacent to each other in the circumferential direction of the LED mounting member .
また、本発明の紫外線照射水処理装置の第2の構成は、処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、円筒形の処理槽の内部に、処理槽の中心から半径方向に向かって複数の仕切板を配置して前記処理槽の内部を周方向に複数の流路に区画するとともに、各仕切板の一方の面に、処理槽の周方向において同一方向に向かって紫外線を照射する状態で複数の紫外線LEDをそれぞれ設けたことを特徴としている。 Moreover, the 2nd structure of the ultraviolet irradiation water treatment apparatus of this invention is an ultraviolet irradiation water treatment apparatus which irradiates a process water with an ultraviolet-ray, toward a radial direction from the center of a treatment tank in the inside of a cylindrical treatment tank. A plurality of partition plates are arranged to divide the inside of the processing tank into a plurality of flow paths in the circumferential direction, and one surface of each partition plate is irradiated with ultraviolet rays in the same direction in the circumferential direction of the processing tank. A plurality of ultraviolet LEDs are provided in the state.
さらに、本発明の紫外線照射水処理装置の第3の構成は、処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、処理槽の内部を仕切板にて2分して2つの流路に区画し、前記仕切板の両面に、複数の紫外線LEDを設けるとともに複数の放熱フィンを突設したことを特徴としている。 Furthermore, a third configuration of an ultraviolet irradiation water treatment apparatus of the present invention, partitions in the ultraviolet irradiation water treatment apparatus for irradiating ultraviolet rays to the treated water, the two flow paths to 2 minutes hands inside the partition plate of the treatment tank In addition , a plurality of ultraviolet LEDs are provided on both surfaces of the partition plate , and a plurality of heat radiation fins are protruded.
本発明の紫外線照射水処理装置の第1の構成によれば、隣接する紫外線LED同士の間に放熱部を設けることにより、紫外線LEDの熱を放熱部から放熱できるので、紫外線LEDの温度上昇を抑えることができる。また、第2の構成によれば、半径方向に配置した複数の仕切板の一方の面に紫外線LEDをそれぞれ設けることにより、他方の面を被処理水によって冷却できるので、紫外線LEDの温度上昇を抑えることができる。さらに、LED取付部材や仕切板に放熱フィンを設けることにより、放熱フィンからの放熱によってLED取付部材や仕切板に設けた紫外線LEDの温度上昇を抑えることができる。 According to the first configuration of the ultraviolet irradiation water treatment apparatus of the present invention, the heat of the ultraviolet LED can be dissipated from the heat radiating portion by providing the heat radiating portion between the adjacent ultraviolet LEDs, so that the temperature of the ultraviolet LED is increased. Can be suppressed. Further, according to the second configuration, by providing the ultraviolet LED on one surface of each of the plurality of partition plates arranged in the radial direction, the other surface can be cooled by the water to be treated, so that the temperature of the ultraviolet LED is increased. Can be suppressed. Furthermore, by providing the heat sink fin on the LED mounting member or the partition plate, it is possible to suppress the temperature rise of the ultraviolet LED provided on the LED mounting member or the partition plate by the heat radiation from the heat sink fin.
このようにして紫外線LEDの温度上昇を抑えることにより、紫外線LEDの長寿命化を図れる。また、冷却流体通路を設けなくてもよいことから、処理槽の小型化や簡略化を図ることができる。 By suppressing the temperature rise of the ultraviolet LED in this way, the lifetime of the ultraviolet LED can be extended. Moreover, since it is not necessary to provide a cooling fluid passage, the processing tank can be reduced in size and simplified.
図1乃至図3は、参考例を示している。本参考例に示す紫外線照射水処理装置は、図示しない被処理水の流入部と処理水の流出部とを備えた円筒形の処理槽11の中心に、軸線方向に円柱状又は円筒状のLED取付部材12を設けるとともに、該LED取付部材12の外周面に、複数の紫外線LED13を設けている。紫外線LED13は、図1乃至図3に矢印で示すように、LED取付部材12を中心として処理槽11の半径方向に向けて紫外線UVを照射する状態で設けられており、処理槽11の周方向及び軸線方向に隣接する紫外線LED13同士の間には、LED放熱部14がそれぞれ設けられている。
1 to 3 show a reference example. The ultraviolet irradiation water treatment apparatus shown in the present reference example has a columnar or cylindrical LED in the axial direction at the center of a
すなわち、図2及び図3に示すように、LED取付部材12は、軸線方向に複数のLED取付部12a,12b,12c,…が連なった構造を有しており、任意の位置のLED取付部12aに取り付けられた紫外線LED13a,13aは、このLED取付部12aで周方向に隣接する紫外線LED13a同士の間にLED放熱部14aがそれぞれ設けられており、該LED取付部12aに隣接するLED取付部12bに取り付けられた紫外線LED13b,13bは、LED取付部12bで周方向に隣接する紫外線LED13b同士の間にLED放熱部14bがそれぞれが設けられている。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the
さらに、LED取付部12aに取り付けられた紫外線LED13aに対して軸線方向に隣接する位置には、該LED取付部12aに隣接するLED取付部12bに設けられたLED放熱部14bが配置されており、一つの紫外線LEDの周囲には、他の紫外線LEDが隣接せず、LED放熱部がそれぞれ隣接するように形成されている。
Furthermore, the LED
したがって、図3(A)に示すように、LED取付部12aに取り付けられた紫外線LED13aの照射方向は、図において上方を0度としたときに、0度、90度、180度及び270度の4方向となっており、LED取付部12aに隣接するLED取付部12bに取り付けられた紫外線LED13aの照射方向は、図3(B)に示すように、45度、135度、225度及び315度の4方向となっている。これにより、図3に想像線で示す紫外線UVの照射範囲Aが全方向にわたる状態になる。
Therefore, as shown in FIG. 3A, the irradiation direction of the
このように、各紫外線LED13a,13b,…を配置することにより、隣接するLED放熱部14a,14b,…からの放熱によって紫外線LED13a,13b,…の温度上昇を抑えることができるとともに、処理槽11内の全体にわたって紫外線を満遍なく照射することができ、被処理水の紫外線処理を確実に行うことができる。
As described above, by arranging the
図4は、本発明の紫外線照射水処理装置の第1形態例を示している。なお、以下の説明において、前記参考例に示した紫外線照射水処理装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 FIG. 4 shows a first embodiment of the ultraviolet irradiation water treatment apparatus of the present invention. In addition, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of the ultraviolet irradiation water processing apparatus shown to the said reference example, and detailed description is abbreviate | omitted.
本形態例に示す紫外線照射水処理装置は、前記参考例と同様に、円筒形の処理槽11の中心に設けたLED取付部材12の外周面に複数の紫外線LED13を設けるとともに、LED取付部材12における周方向に隣接する紫外線LED13同士の間から、あるいは、前記第1形態例と同様に、周方向に隣接する紫外線LED13同士の間に設けたLED放熱部14から、処理槽11の半径方向に複数の放熱フィン15を突設したものである。
The ultraviolet irradiation water treatment apparatus shown in this embodiment is provided with a plurality of
前記放熱フィン15の形状は、紫外線LED13の配置状態に応じて任意に設定することができ、処理槽11の軸線方向の長さは、LED取付部材12の全長にわたる長さを有するものであってもよく、一つのLED取付部の軸線方向長さに応じた長さであってもよい。また、突出長さも任意であり、厚さも任意である。
The shape of the radiating
このような放熱フィン15を設けることにより、被処理水との接触面積が大きくなって放熱効果を向上させることができる。さらに、放熱フィン15の全体を螺旋状にねじりを加えることにより、流路が長くなって、被処理水と紫外線との接触時間を長くできるとともに、被処理水の撹拌作用による接触効率の向上が期待できる。
By providing such
図5は、本発明の紫外線照射水処理装置の第2形態例を示している。本形態例に示す紫外線照射水処理装置は、円筒形の処理槽11の内部に、処理槽11の中心から半径方向に向かって8枚の仕切板21,21を配置し、処理槽11の内部を周方向に区画して被処理水流路22,22を8流路形成するとともに、各仕切板21の一方の面21aに、処理槽11の周方向において同一方向に向かって紫外線を照射する状態で複数の紫外線LED13をそれぞれ設けたものである。
FIG. 5 shows a second embodiment of the ultraviolet irradiation water treatment apparatus of the present invention. In the ultraviolet irradiation water treatment apparatus shown in this embodiment, eight
このように、処理槽11の内部を周方向に区画する仕切板21の一方の面21aに紫外線LED13を設けることにより、一方の面21aに設けた紫外線LED13から各被処理水流路22内を流れる処理水に紫外線を照射することができるとともに、仕切板21の他方の面21b側の被処理水流路22内を流れる被処理水によって仕切板21を冷却することができるので、紫外線LED13の温度上昇を抑えることができる。
Thus, by providing the
なお、仕切板21の設置枚数は、処理槽11の大きさなどの条件に応じて適宜設定することができる。また、仕切板21に通孔を設けて被処理水が隣接する流路22に流動できるようにしてもよく、捻りを加えたり、波板で形成したりしてもよい。これにより、被処理水との接触面積が大きくなって、放熱効果を向上させることができる。さらに、放熱フィン15の全体を螺旋状にねじりを加えることにより、流路が長くなって、被処理水と紫外線との接触時間を長くできるとともに、被処理水の撹拌作用による接触効率の向上が期待できる。
In addition, the number of installed
図6は、本発明の紫外線照射水処理装置の第3形態例を示している。本形態例に示す紫外線照射水処理装置は、処理槽11の内部に仕切り部材31を設け、該仕切り部材31の両面に紫外線LED13をそれぞれ設けるとともに、仕切り部材31から複数の放熱フィン32を突設したものである。このように、紫外線LED13を設けた仕切り部材31に放熱フィン32を設けることにより、仕切り部材31及び放熱フィン32を介して紫外線LED13を被処理水にて冷却することができるので、紫外線LED13の温度上昇を抑えることができる。
FIG. 6 shows a third embodiment of the ultraviolet irradiation water treatment apparatus of the present invention. In the ultraviolet irradiation water treatment apparatus shown in this embodiment, a
なお、本形態例においても、仕切り部材31の設置数や放熱フィン32の形状は、処理槽11の大きさや形状などに応じて適宜設定することができ、放熱フィン32に通孔を設けたり、捻りを加えたり波形に形成したりすることもできる。これにより、被処理水との接触面積が大きくなって、放熱効果が向上する。さらに、放熱フィン15の全体を螺旋状にねじりを加えることにより、流路が長くなって、被処理水と紫外線との接触時間を長くできるとともに、被処理水の撹拌作用による接触効率の向上が期待できる。これにより、非処理水との接触面積が大きくなって、放熱効果を向上させることができる。さらに、仕切部材31及び放熱フィン32の全体を螺旋状にねじりを加えることにより、流路が長くなって、被処理水と紫外線との接触時間を長くできるとともに、被処理水の撹拌作用による接触効率の向上が期待できる。また、仕切り部材31の内部に冷却水用通路が設けられていても差し支えない。
Also in this embodiment, the number of
11…処理槽、12…LED取付部材、12a,12b,12c…LED取付部、13,13a,13b…紫外線LED、14,14a,14b…LED放熱部、15…放熱フィン、21…仕切板、22…被処理水流路、21a…一方の面、21b…他方の面、31…仕切り部材、32…放熱フィン
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