JPH0899082A - 紫外線による流動体の処理装置 - Google Patents

紫外線による流動体の処理装置

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JPH0899082A
JPH0899082A JP7206301A JP20630195A JPH0899082A JP H0899082 A JPH0899082 A JP H0899082A JP 7206301 A JP7206301 A JP 7206301A JP 20630195 A JP20630195 A JP 20630195A JP H0899082 A JPH0899082 A JP H0899082A
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fluid
treating
electrode
ultraviolet rays
static mixer
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JP7206301A
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Thomas Oppenlaender
オッペンレンダー トーマス
Peter Mathys
マティス ペーター
Gottlieb Schneider
シュナイダー ゴットリープ
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Sulzer Chemtech AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動体の処理のためにガスを導入することな
く、流動体の層流を伴い効率良く放射線処理を行うこと
ができる装置を提供すること。 【解決手段】 紫外線による流動体の処理装置は少なく
とも一本の円柱形エクサイマー放射器と、流動体の通路
及び処理部として備えられる少なくとも1つのチャンバ
2とを有する。それぞれの放射器は放電容量10及び電
極19,20を有し、流動体の処理を行うための電極2
0をチャンバ2内に配設する。本発明によれば、流動チ
ャンバ2内の電極20は流動体21の静的ミキサー、所
謂静的ミキサー電極として形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は少なくとも一本の円
柱形エクサイマー放射器と、流動体の通路及び処理部と
して備えられる少なくとも1つのチャンバと、放電容量
及び電極を有するそれぞれの放射器と、流動体の処理を
行うためにチャンバ内に配設される電極とを備える紫外
線による流動体の処理装置に関するものであり、さらに
この種の装置を有する施設及び装置の使用に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】エクサイマーによって紫外線を発生する
放射器が欧州特許出願公告第254111号に開示され
ている。特に、同軸を有するとともに、気密状態におい
て互いに接続された2つの円柱形の石英管を備えるエク
サイマー放射器が公知になっている。管の間の環状空間
はエキサイマーガスが閉じ込められる放電容量を形成す
る。電極は放電容量の外側に配置され、無線周波数発生
器に接続されている。高周波高電圧により、電極はエク
サイマー分子が生成される箇所を経由して放電容量の中
で放電するプラズマを誘導する。エクサイマー分子は生
成された後すぐに崩壊し、その分子の崩壊により紫外線
光子が放出される。
【0003】エクサイマーガスは希ガス(キセノン、ク
リプトン及びアルゴン)、ハロゲン属元素(ヨウ素、臭
素、塩素及びフッ素)及び希ガスとハロゲン属元素との
混合ガスである。エクサイマー分子は電気的に励起され
た分子の複合体(例えばXe 2 * やXeCl* )であ
り、それはコロナ放電(静電気放電)の中に生成され
る。光子の放出の際、原子が互いに分離する。エクサイ
マー放射器は狭帯域発光スペクトル(非干渉性の準単色
放射)によって特徴付けられる。特定のエクサイマーガ
スに依存して、放射光は電磁スペクトルの紫外線領域に
おいて異なる波長となる。赤外線は生成されない。エク
サイマー放射器は連続的又は断続的(例えば、パルス波
によるパルス持続時間は0.1秒)に駆動される。
【0004】エクサイマー放射器の特定の形態におい
て、内管は流動体(気体や液体)の通路として作用す
る。流動体と接触している内側の電極はコイルとして形
成されている。外側の電極は2重壁の石英管を覆うとと
もに、紫外線の放射器として作用し、それによって内側
中央に放射器が結果的に形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この種の通路型エクサ
イマーランプでは以下の問題を考慮する必要がある。特
に、液体の処理では、一般的に流体チャンバの狭端領域
において紫外線光子は吸収される。放射線の浅い浸透に
起因して、光作用の効率を急速にあげ、かつ、流動体と
放射器の内壁との界面における重合作用を防ぐべく流動
体をよく混合する必要がある。従来の装置で処理する場
合、ガスを導入することにより、この問題は解決され
る。これとは別の解決方法として、高速の流れにおいて
乱流に備えることがあげられる。
【0006】本発明の目的は従来の通路型エクサイマー
ランプにおける問題点を解決することにあり、流動体の
処理のためにガスを導入することなく、流動体の層流を
伴い効率良く放射線処理を行うことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1の発明では、少なくとも一本の円柱形エ
クサイマー放射器と、流動体の通路及び処理部として備
えられる少なくとも1つのチャンバと、放電容量及び電
極を有するそれぞれの放射器と、流動体の処理を行うた
めにチャンバ内に配設される電極とを備える紫外線によ
る流動体の処理装置において、前記チャンバ内の電極が
流動体の静的ミキサー電極として形成されるものであ
る。
【0008】請求項2の発明では、2重石英管の環状空
間が放電容量を形成するとともに、静的ミキサー電極が
管の中央チャンバに配設されるものである。請求項3の
発明では、第2の電極が2重石英管を囲み、紫外線の反
射体となるものである。
【0009】請求項4の発明では、放電容量の同軸上外
周の環状空間に静的ミキサー電極を配設したものであ
る。請求項5の発明では、2つの放電容量間の環状空間
に静的ミキサー電極を配設したものである。
【0010】請求項6の発明では、静的ミキサー電極を
構成する部材が触媒作用を有する活性材よりなるもので
ある。請求項7の発明では、静的ミキサー電極の表面が
紫外線反射材よりなるものである。
【0011】請求項8の発明では、処理装置がモジュー
ルとして互いに接続され、そのモジュールのエクサイマ
ー放射器が異なる放射波長を有するものである。請求項
9の発明では、物質を用いて光化学反応を行う方法にお
いて、特に、前記物質は流動体に混合される反応ガス又
は少なくとも部分的に流動体自身から構成されるもので
ある。
【0012】請求項10の発明では、液体を殺菌する方
法及び汚染した水を処理する方法において、特に、反応
ガス又は酸化手段の付加の有無によらず、病原菌を取り
除いたり、汚染物質、染料及び臭いを分解するものであ
る。
【0013】請求項11の発明では、空気、酸素又はオ
ゾンを流動体又は水に混合するものである。請求項12
の発明では、付加的に微粒子を流動体に混合し、前記微
粒子の表面が触媒作用を有する活性材及び紫外線反射材
である場合、前記微粒子の表面が触媒作用を有する活性
材又は紫外線反射材である場合のものである。
【0014】従って、本発明の紫外線による流動体の処
理装置では、静的ミキサー電極によって、装置を流れる
流動体は層流を伴いよく混合される。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した形態を
図1〜図4に基づいて説明する。図1は、5つの通路型
エクサイマーランプ1が互いに平行に配設されてモジュ
ールが構成される施設のモジュール構造を示している。
複数のエクサイマーランプ1は分配器25と捕集機26
とに接続されている。エクサイマー放射器の電極は配管
31,32を介して無線周波数発生器3に接続されてい
る。図1に示すように、配管31,32は1つのエクサ
イマーランプ1のみに示されている。図示しない他の施
設においては、複数のエクサイマーランプが互いに直列
に接続され、エクサイマー放射器が異なる用途の特定波
長を放出する場合において有効である。
【0016】図2に示すように、エクサイマーランプ1
は以下のように構成されている。石英管11,12によ
って形成される放電容量10はエクサイマーガスで充満
されている。チャンバ2は通路及び流動体の処理部とし
て備えられるとともに、静的ミキサー(以下静的ミキサ
ー電極として参照される)として形成される電極20を
囲んでいる。外側の電極19は紫外線反射器として形成
される。電極19は配管31を介して無線周波数発生器
3に接続され、静的ミキサー電極20は配管32を介し
て無線周波数発生器3に接続されている。矢印21は流
動体の主要な流動方向を示している。装置1の縦軸は符
号22が付されている。
【0017】静的ミキサーは軸方向に連続に配設された
ミキサー部から構成されている。図2に示すように、例
えば、スイス特許第642564号にて開示されている
ようなミキサー20において、2つのミキサー部は20
a,20bから構成されている。この種のミキサー部は
互いに交差して係合するウェブであり、そのウェブは互
いに平行に2つの部分を構成する構造である。
【0018】図3は本発明における異なる形態のエクサ
イマーランプ1の断面図を示している。この形態は本質
的に図2のエクサイマーランプと同じものである。異な
る点は静的ミキサー電極20の構造にある。ミキサー部
は互いに湾曲したひだによって形成される層201,2
02から構成されている。その湾曲によって互いに間隔
を置いて交差する通路が形成される。矢印23,23’
は軸22の方向に沿うアングルを囲む通路を示してい
る。
【0019】図4に示すように、この形態は図3に示す
形態を変更したものである。棒状に形成された電極19
は軸22の中央に配設されるとともに、第1の石英管1
1によって覆われている。この石英管11と同軸上に配
置した石英管12との間には放電容量10が形成されて
いる。流動体を処理するためのチャンバ2は放電容量1
0の同軸周辺における環状の空間に形成される。静的ミ
キサーとして形成される電極20はこのチャンバ2内に
配設され、図3に示す形態のように交差した通路構造を
有している。もちろん、図4に示すミキサーの構造はほ
んの一例にすぎない。管29はエクサイマーランプ1の
外形を成している。棒状の電極19に代えて、例えば、
螺旋状の電極を用いてもよい。
【0020】図4に示すように、第2の放電容量は管2
9と静的ミキサー電極20との間に設けられ、この場合
においては、管29が電極となる。この形態では流動体
が内側及び外側から処理される。この構成における効果
は所謂2重放射線処理が実現され、2つの放電容量は異
なる放出波長を有するエクサイマーガスで満たされる。
【0021】図3及び図4に示す2つの形態の組合せも
考えられ、そのように構成すると処理される流動体は放
電容量10と静的ミキサーとして形成される電極19,
20との両面において紫外線に晒される。
【0022】エクサイマー放射器によって放射される放
射線は狭帯域スペクトルを有するので、本発明の装置は
波長を選択できる光作用の使用に適している。そのよう
に使用する場合、反応物質自体が処理される流動体とな
ることや、反応物質が移送手段として供給される流動体
の中に混合されることがある。この例としてビタミンD
3 の生成における7デヒトロコレステリンの波長選択光
分解がある。これには臭素分子エクサイマー放射器(波
長289nm)が最も適していることが公知になってい
る。さらに、本発明の装置を用いて、特殊な光化学処理
をより効率的に行うことができる(例えば光塩素化、光
臭素化、光塩化硫黄化)。
【0023】本発明の装置の別の用途は水産業や下水産
業に関するものであり、汚染した水が流動体として処理
される。例えば、上記の処理として(a)病原菌の除
去、(b)汚染物質、染料及び臭いの分解がある。
【0024】光学密度の小さな流動体(すなわち、紫外
線が深く浸透するもの)の処理には、表面が紫外線反射
材料よりなる静的ミキサー電極が適している。そのため
反射によって軸方向の流動体の流れには、拡散した放射
線が存在する。
【0025】静的ミキサー電極20は液体、気体の泡及
び固体の微粒子の混合処理にも利用される。混合処理の
結果、霜の発生を防ぐことができる。従って、例えば、
汚染水を処理している間、空気や酸素の泡は水とともに
運ばれる。水の酸素濃度を増加させると、汚染物質の分
解を効果的に加速させることができる。また、紫外線に
よってオゾンが生成される。
【0026】本発明の装置は他の液体を殺菌することに
も応用することができる。さらに、異種の触媒反応を行
うために、触媒作用がある活性面を有する微粒子が処理
される流動体に混合される。また、紫外線反射材で表面
が形成される微粒子も前記流動体に混合されることもあ
る。
【0027】異種の触媒作用を行うために、静的ミキサ
ー電極が触媒作用のある活性材で覆われることがある。
例えば、汚染水の処理には二酸化チタンのコーティング
が施される。また、欧州特許出願公告第396650号
に開示されているように、触媒作用がある活性材は静的
ミキサー電極における中間のポケット状の空間に配設さ
れる。
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
静的ミキサー電極を設けたことによって、流動体の処理
のためにガスを導入することなく、流動体の層流を伴い
効率良く放射線処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 複数の通路型エクサイマーランプからなる施
設を示す正面図。
【図2】 本発明の放射器を示す一部破断面。
【図3】 別の形態の放射器を示す断面図。
【図4】 別の形態の放射器を示す断面図。
【符号の説明】
1…エクサイマーランプ、2…チャンバ、10…放電容
量、11,12…2重石英管、20…静的ミキサー電
極、21…流動体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター マティス スイス国 ツェーハー−8212 ノイハウゼ ン インドゥストリーシュトラーセ 43 (72)発明者 ゴットリープ シュナイダー スイス国 ツェーハー−8472 ゾイザッハ シュタイクシュトラーセ 6

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一本の円柱形エクサイマー放
    射器と、 流動体の通路及び処理部として備えられる少なくとも1
    つのチャンバ(2)と、 放電容量(10)及び電極(19,20)を有するそれ
    ぞれの放射器と、 流動体の処理を行うためにチャンバ(2)内に配設され
    る電極(20)とを備える紫外線による流動体の処理装
    置において、 前記チャンバ(2)内の電極(20)が流動体(21)
    の静的ミキサー電極として形成される紫外線による流動
    体の処理装置。
  2. 【請求項2】 2重石英管(11,12)の環状空間が
    放電容量(10)を形成するとともに、静的ミキサー電
    極(20)が管(11,12)の中央チャンバ(2)に
    配設される請求項1に記載の紫外線による流動体の処理
    装置。
  3. 【請求項3】 第2の電極(19)が2重石英管(1
    1,12)を囲み、紫外線の反射体となる請求項2に記
    載の流動体の処理装置。
  4. 【請求項4】 放電容量(10)の同軸上外周の環状空
    間に静的ミキサー電極を配設した請求項1に記載の紫外
    線による流動体の処理装置。
  5. 【請求項5】 2つの放電容量間の環状空間に静的ミキ
    サー電極(20)を配設した請求項1,2,4のいずれ
    かに記載の紫外線による流動体の処理装置。
  6. 【請求項6】 静的ミキサー電極(20)を構成する部
    材が触媒作用を有する活性材よりなる請求項1〜5のい
    ずれかに記載の紫外線による流動体の処理装置。
  7. 【請求項7】 静的ミキサー電極(20)の表面が紫外
    線反射材よりなる請求項1〜6のいずれかに記載の紫外
    線による流動体の処理装置。
  8. 【請求項8】 処理装置(1)がモジュールとして互い
    に接続され、そのモジュールのエクサイマー放射器が異
    なる放射波長を有する請求項1〜7のいずれかに記載の
    紫外線による流動体の処理装置を複数有する施設。
  9. 【請求項9】 物質を用いて光化学反応を行う方法にお
    いて、特に、前記物質は流動体に混合される反応ガス又
    は少なくとも部分的に流動体自身から構成される請求項
    1〜7のいずれかに記載の紫外線による流動体の処理装
    置の使用方法。
  10. 【請求項10】 液体を殺菌する方法及び汚染した水を
    処理する方法において、特に、反応ガス又は酸化手段の
    付加の有無によらず、病原菌を取り除いたり、汚染物
    質、染料及び臭いを分解する請求項1〜7のいずれかに
    記載の紫外線による流動体の処理装置の使用方法。
  11. 【請求項11】 空気、酸素又はオゾンを流動体又は水
    に混合する請求項10に記載の紫外線による流動体の処
    理装置の使用方法。
  12. 【請求項12】 付加的に微粒子を流動体に混合し、前
    記微粒子の表面が触媒作用を有する活性材及び紫外線反
    射材である場合、前記微粒子の表面が触媒作用を有する
    活性材又は紫外線反射材である場合の請求項9〜10の
    いずれかに記載の紫外線による流動体の処理装置の使用
    方法。
JP7206301A 1994-08-15 1995-08-11 紫外線による流動体の処理装置 Pending JPH0899082A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE94810469-0 1994-08-15
EP94810469A EP0697374B1 (de) 1994-08-15 1994-08-15 Vorrichtung zum Behandeln von Fluiden mit UV-Strahlung

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JPH0899082A true JPH0899082A (ja) 1996-04-16

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ID=8218299

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JP7206301A Pending JPH0899082A (ja) 1994-08-15 1995-08-11 紫外線による流動体の処理装置

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US (1) US5614723A (ja)
EP (1) EP0697374B1 (ja)
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DE (1) DE59409236D1 (ja)

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