JPH1027577A - Irradiation device and water treatment device - Google Patents

Irradiation device and water treatment device

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Publication number
JPH1027577A
JPH1027577A JP17823296A JP17823296A JPH1027577A JP H1027577 A JPH1027577 A JP H1027577A JP 17823296 A JP17823296 A JP 17823296A JP 17823296 A JP17823296 A JP 17823296A JP H1027577 A JPH1027577 A JP H1027577A
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JP
Japan
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mercury
arc tube
tube
water
irradiation
Prior art date
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Pending
Application number
JP17823296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Yonezawa
昭弘 米沢
Keisuke Kuga
圭介 空閑
Kazuhiko Yoshikawa
和彦 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP17823296A priority Critical patent/JPH1027577A/en
Publication of JPH1027577A publication Critical patent/JPH1027577A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain the mercury vapor pressure evenly and adequately in the whole body in an arc tube, and obtain an even discharge in the whole body in the arc tube, without receiving the influence to the ambient temperature of the arc tube, even when the tube axial direction of the arc tube is of a long size. SOLUTION: To an arc tube 2 provided with a long size in the tube axial direction, the mercury (a) of the sealing amount 0.4mg/cm<2> or more which is larger than a normal amount is sealed. An exciting coil 10 to excite the arc tube 2 is provided. Mercury reservoirs 4 to reserve the mercury (a) are provided at almost the same intervals along the tube axial direction of the arc tube 2. A circulation to cool the excessive mercury vapor and to return it to the mercury reservoirs 4, as well as to evaporate the mercury (a) in the mercury reservoirs 4 by the discharge heat, is carried out constantly, and the mercury vapor pressure is maintained evenly and adequately in the whole body in the arc tube 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、無電極放電ランプ
を用いる照射装置および水処理装置に関する。
The present invention relates to an irradiation apparatus using an electrodeless discharge lamp and a water treatment apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、下水処理などにおいて、紫外線殺
菌を行なうようにした水処理装置として、例えば、特公
平7−3781号公報、または特開平2−37660号
公報に記載されている構成が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a water treatment apparatus which performs ultraviolet sterilization in sewage treatment or the like, a structure described in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-3781 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-37660 is known. Have been.

【0003】特公平7−3781号公報に記載の構成で
は、有電極タイプの紫外線ランプを用い、この紫外線ラ
ンプから放射される紫外線を処理する水に照射し、その
水に含まれる細菌を殺菌し、浄化するようにしている。
[0003] In the configuration described in Japanese Patent Publication No. 7-3781, an electrode-type ultraviolet lamp is used, and ultraviolet light radiated from the ultraviolet lamp is irradiated on water to be treated to sterilize bacteria contained in the water. , To purify.

【0004】この有電極タイプの紫外線ランプでは、蛍
光ランプなどとほぼ同じ有電極構造であるため、電極に
塗布された電子放射性物質の消費によってランプ寿命が
決まり、そのランプ寿命が短く、ランプ交換を頻繁に行
なわなければならない問題がある。
The electrode type ultraviolet lamp has almost the same electrode structure as a fluorescent lamp or the like. Therefore, the life of the lamp is determined by the consumption of the electron-emitting substance applied to the electrode, and the lamp life is short. There are problems that must be done frequently.

【0005】また、特開平2−37660号公報に記載
の構成では、無電極放電ランプを用い、ガラス製の発光
管に水銀と希ガスを封入し、発光管の外部の励起コイル
によって数十KHzの高周波を与えることにより、発光
管内で生じる放電によって水銀から紫外線を放射し、そ
の放射した紫外線を発光管の内側の水に照射し、その水
に含まれる細菌を殺菌し、浄化するようにしている。
In the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-37660, mercury and a rare gas are sealed in a glass arc tube using an electrodeless discharge lamp, and several tens of kHz are applied by an excitation coil outside the arc tube. By applying high frequency, ultraviolet rays are emitted from mercury by discharge generated in the arc tube, the emitted ultraviolet rays are irradiated on the water inside the arc tube, and bacteria contained in the water are sterilized and purified. I have.

【0006】この無電極放電ランプでは、有電極タイプ
の紫外線ランプのように電極に塗布された電子放射性物
質の消費によってランプ寿命が決まることがなく、紫外
線ランプに比べてランプ寿命が長い利点がある。
This electrodeless discharge lamp has the advantage that the lamp life is not determined by the consumption of the electron-emitting substance applied to the electrodes as in the electrode type ultraviolet lamp, and the lamp life is longer than that of the ultraviolet lamp. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水処理装置で用いられるランプの発光管は、処理する水
に近接または直接接して配置されるため、水温の影響を
受けて、発光管内の水銀蒸気圧が変化しやすく、発光管
内全体で均一な放電が得られない。特に、発光管が管軸
方向に30cm以上の長尺の場合、長尺の発光管の一部
の最冷部付近にのみ水銀蒸気が存在し、発光管内全体で
均一な放電が得られず、紫外線照射を安定させることが
できない。
However, since the arc tube of the lamp used in the conventional water treatment apparatus is arranged close to or directly in contact with the water to be treated, the mercury in the arc tube is affected by the water temperature. The vapor pressure tends to change, and uniform discharge cannot be obtained in the entire arc tube. In particular, when the arc tube is 30 cm or longer in the tube axis direction, mercury vapor exists only near the coldest part of a part of the long arc tube, and uniform discharge cannot be obtained in the entire arc tube. UV irradiation cannot be stabilized.

【0008】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、発光管が管軸方向に長尺の場合でも、発光管の雰
囲気温度に影響を受けずに、発光管内全体で水銀蒸気圧
を均一かつ適正に保ち、発光管内全体で均一な放電が得
られる照射装置および水処理装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of such a point, and even if the arc tube is long in the tube axis direction, the mercury vapor pressure is not affected by the ambient temperature of the arc tube and is entirely within the arc tube. It is an object of the present invention to provide an irradiation device and a water treatment device capable of maintaining uniform and appropriate discharge and obtaining uniform discharge in the entire arc tube.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の照射装置
は、管軸方向に長尺に設けられた発光管と;発光管内に
0.4mg/cm2 以上の封入量で封入された水銀と;
発光管内に封入された希ガスと;発光管を励起させる励
起コイルと;発光管内に管軸方向に沿ってほぼ等間隔に
設けられ、水銀を保留する複数の水銀保留部と;を具備
しているものである。そして、発光管に0.4mg/c
2 以上の通常に比べて大量の水銀が封入されるととも
に、その水銀を保留する複数の水銀保留部が発光管の管
軸方向に沿ってほぼ等間隔に設けられたため、水銀保留
部に保留された水銀が放電熱で蒸発するとともに過剰な
水銀蒸気が冷却されて水銀保留部に戻る循環が常になさ
れ、発光管の雰囲気温度に影響を受けずに、発光管内全
体で水銀蒸気圧が均一かつ適正に保たれ、発光管内全体
で均一な放電が得られる。
According to the present invention, there is provided an irradiation apparatus, comprising: an arc tube provided to be long in the tube axis direction; and mercury sealed in the arc tube at an amount of 0.4 mg / cm 2 or more. When;
A rare gas sealed in the arc tube; an excitation coil for exciting the arc tube; and a plurality of mercury holding portions provided in the arc tube at substantially equal intervals along the tube axis direction to hold mercury. Is what it is. And 0.4mg / c to the arc tube
compared to m 2 or more usually with a large amount of mercury is sealed, since a plurality of mercury holding portion for holding the mercury is provided at substantially equal intervals along the tube axis direction of the bulb, hold the mercury holding portion The mercury vaporized by the discharge heat and the excess mercury vapor is cooled and circulated back to the mercury storage section, and the mercury vapor pressure is uniform throughout the arc tube without being affected by the ambient temperature of the arc tube. Properly maintained, a uniform discharge can be obtained throughout the arc tube.

【0010】請求項2記載の照射装置は、請求項1記載
の照射装置において、水銀保留部は、発光管の外面に突
出する突出部の内側の凹部に設けられたものである。こ
れにより、突出部が発光管の最冷部となり、水銀保留部
での水銀の保留が安定する。
According to a second aspect of the present invention, in the irradiation apparatus according to the first aspect, the mercury holding portion is provided in a concave portion inside the protruding portion protruding from the outer surface of the arc tube. Thereby, the protruding portion becomes the coldest portion of the arc tube, and the retention of mercury in the mercury retaining portion is stabilized.

【0011】請求項3記載の照射装置は、請求項2記載
の照射装置において、励起コイルは、突出部と係合して
発光管の外側に設けられたものである。これにより、励
起コイルが発光管に対して位置決めされる。
According to a third aspect of the present invention, in the irradiation apparatus of the second aspect, the excitation coil is provided outside the arc tube in engagement with the projection. Thereby, the excitation coil is positioned with respect to the arc tube.

【0012】請求項4記載の照射装置は、請求項1ない
し3いずれか一記載の照射装置において、水銀保留部に
設けられた金属片を具備しているものである。これによ
り、金属片で水銀蒸気が冷却されて、水銀保留部での水
銀の保留が安定する。なお、金属片としては、例えばア
ルミニウム(Al)などが含まれる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the irradiation apparatus according to any one of the first to third aspects, further comprising a metal piece provided in the mercury holding section. As a result, the mercury vapor is cooled by the metal pieces, and the holding of the mercury in the mercury holding section is stabilized. The metal pieces include, for example, aluminum (Al).

【0013】請求項5記載の照射装置は、請求項1ない
し4いずれか一記載の照射装置において、水銀に代え
て、0.4mg/cm2 以上の水銀蒸気を放出可能とす
るアマルガムを具備しているものである。これにより、
通常の水銀よりも蒸気圧が抑制されるので、雰囲気温度
が比較的高い場合でも対応可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the irradiation apparatus according to any one of the first to fourth aspects, further comprising an amalgam capable of releasing a mercury vapor of 0.4 mg / cm 2 or more instead of mercury. Is what it is. This allows
Since the vapor pressure is lower than that of ordinary mercury, it is possible to cope even when the ambient temperature is relatively high.

【0014】請求項6記載の水処理装置は、水が流れる
流通路と;流通路の水に光を照射可能に配置される請求
項1ないし5いずれか一記載の照射装置と;を具備して
いるものである。これにより、水の殺菌、浄化が確実か
つ安定する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a water treatment apparatus comprising: a flow passage through which water flows; and an irradiation device according to any one of the first to fifth aspects, which is arranged so as to irradiate the water in the flow passage with light. Is what it is. Thereby, sterilization and purification of water are surely and stable.

【0015】請求項7記載の水処理装置は、請求項6記
載の水処理装置において、照射装置の発光管は、流通路
に水没配置されるものである。これにより、発光管から
放射される光が水に対して有効に照射される。
According to a seventh aspect of the present invention, in the water treatment apparatus of the sixth aspect, the luminous tube of the irradiation device is submerged in the flow passage. Thereby, the light emitted from the arc tube is effectively irradiated on the water.

【0016】請求項8記載の水処理装置は、請求項6ま
たは7記載の水処理装置において、流通路中に複数の照
射装置が配置されたものである。これにより、殺菌、浄
化効果の向上、あるいは水処理速度の高速化に対応可能
となる。
The water treatment apparatus according to claim 8 is the water treatment apparatus according to claim 6 or 7, wherein a plurality of irradiation devices are arranged in the flow passage. This makes it possible to improve the sterilization and purification effects or to increase the water treatment speed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1ないし図4に第1の実施の形態を示
し、図1は無電極放電ランプの断面図、図2は無電極放
電ランプの断面図、図3は無電極放電ランプの水銀保留
部を拡大した断面図、図4は水処理装置の断面図であ
る。
FIGS. 1 to 4 show a first embodiment. FIG. 1 is a sectional view of an electrodeless discharge lamp, FIG. 2 is a sectional view of an electrodeless discharge lamp, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a water treatment apparatus, in which a portion is enlarged.

【0019】図1ないし図3において、1は無電極放電
ランプで、この無電極放電ランプ1は発光管2を有して
いる。発光管2は、石英ガラスまたは透光性セラミック
スにより、管軸方向に長くかつ外管部2aおよび内管部2b
を有する円筒状に形成され、その内部に円筒状の放電空
間3が形成されている。発光管2の外径Dは約80m
m、内径dは約30mm、長さLは約1500mmに形
成されている。なお、この発光管2は管軸方向をほぼ上
下方向に向けて使用される。
1 to 3, reference numeral 1 denotes an electrodeless discharge lamp, which has an arc tube 2. The arc tube 2 is made of quartz glass or translucent ceramic, and is long in the tube axis direction and has an outer tube portion 2a and an inner tube portion 2b.
, And a cylindrical discharge space 3 is formed therein. The outer diameter D of the arc tube 2 is about 80 m
m, the inner diameter d are formed to be about 30 mm, and the length L is formed to be about 1500 mm. In addition, the arc tube 2 is used with the tube axis direction oriented substantially vertically.

【0020】発光管2の外面には、管軸方向に沿ってほ
ぼ等間隔に水銀aを保留する複数の水銀保留部4が一体
形成されている。この各水銀保留部4は、発光管2の管
壁から外方に突出する連通部5、およびこの連通部5の
先端から下方に屈曲する垂下部6にて構成される突出部
7を有し、この突出部7の垂下部6の内側に放電空間3
に連通する凹部8に形成されている。凹部8の底部には
例えばアルミニウム(Al)などの金属片9が配置され
ている。なお、隣接する水銀保留部4の間隔は、例えば
200mmであり、150〜600mmの範囲が望まし
い。
On the outer surface of the arc tube 2, a plurality of mercury holding portions 4 for holding mercury a at substantially equal intervals along the tube axis direction are integrally formed. Each mercury holding part 4 has a communicating part 5 projecting outward from the tube wall of the arc tube 2 and a projecting part 7 composed of a hanging part 6 bent downward from the tip of the communicating part 5. The discharge space 3 is provided inside the hanging portion 6 of the projection 7.
Are formed in the concave portion 8 communicating with the second member. A metal piece 9 made of, for example, aluminum (Al) is arranged at the bottom of the recess 8. In addition, the interval between the adjacent mercury storage units 4 is, for example, 200 mm, and desirably ranges from 150 to 600 mm.

【0021】発光管2の内管部2bの上下端は発光管2よ
り上下方向に突出され、その下端は閉塞されているとと
もに上端は開口されている。
The upper and lower ends of the inner tube portion 2b of the arc tube 2 project vertically from the arc tube 2, and the lower end is closed and the upper end is open.

【0022】発光管2の放電空間3には水銀aおよび希
ガスが封入されている。水銀aは、各水銀保留部4の凹
部8にそれぞれ保留され、その総量は25gで、通常の
場合の0.1gに対して大量とし、放電空間3には0.
4mg/cm2 以上の水銀蒸気圧が得られるようにす
る。なお、水銀aの封入量の上限については、過剰な水
銀aは凹部8に保留されるだけなので、その凹部8の容
積が大きければ問題ない。
The discharge space 3 of the arc tube 2 is filled with mercury a and a rare gas. Mercury a is retained in the concave portions 8 of the mercury retaining portions 4 respectively, and the total amount thereof is 25 g, which is larger than 0.1 g in a normal case.
A mercury vapor pressure of 4 mg / cm 2 or more is obtained. In addition, as for the upper limit of the amount of enclosed mercury a, there is no problem if the volume of the recess 8 is large because the excess mercury a is only retained in the recess 8.

【0023】希ガスとしては、アルゴン(Ar)が3〜
600Paの範囲で封入されるもので、例えば40Pa
とされる。
As the rare gas, argon (Ar) is 3 to
It is sealed in the range of 600 Pa, for example, 40 Pa
It is said.

【0024】また、放電空間3には、よう素(I)や、
元素周期表のV11bのハロゲン族の例えばふっ素
(F)、塩素(Cl)または臭素(Br)の少なくとも
いずれかを封入しても良い。なお、これらふっ素、塩
素、臭素およびよう素は、発光管2の放電空間3の単位
内容積1cc当たり、5×10-4ないし4×10-2mg
となるように設定している。すなわち、無電極であるの
で、電子放射物質であるバリウム(Ba)、カルシウム
(Ca)あるいはストロンチウム(Sr)系の酸化物が
放電空間3内に存在しないため、ハロゲン族を任意に封
入できる。
In the discharge space 3, iodine (I),
For example, at least one of a halogen group of V11b in the periodic table, such as fluorine (F), chlorine (Cl), or bromine (Br), may be sealed. In addition, these fluorine, chlorine, bromine and iodine are contained in an amount of 5 × 10 −4 to 4 × 10 −2 mg per 1 cc of the unit internal volume of the discharge space 3 of the arc tube 2.
It is set to be. That is, since there is no electrode, barium (Ba), calcium (Ca), or strontium (Sr) -based oxide, which is an electron-emitting substance, does not exist in the discharge space 3, so that a halogen group can be arbitrarily enclosed.

【0025】発光管2の内管部2bの内側には励起コイル
10が放電空間3の内側に位置して配置されている。この
励起コイル10は、例えば20mm間隔で螺旋状に巻回さ
れており、両端は内管部2bの上端開口から外部に導出さ
れる。
An excitation coil is provided inside the inner tube portion 2b of the arc tube 2.
10 is located inside the discharge space 3. The excitation coil 10 is spirally wound at an interval of, for example, 20 mm, and both ends are led out from the upper end opening of the inner tube portion 2b.

【0026】また、発光管2の表面には、光触媒膜また
はテフロン樹脂膜が形成されている。光触媒膜は、光触
媒作用を有する物質であるTiO2 (酸化チタン、チタ
ニア)などが塗布されて形成され、また、ふっ素樹脂膜
は、ポリテトラフルオロエチレン(C2 4 )などが塗
布されて形成されている。
A photocatalytic film or a Teflon resin film is formed on the surface of the arc tube 2. The photocatalyst film is formed by applying a photocatalytic substance such as TiO 2 (titanium oxide, titania), and the fluororesin film is formed by applying a polytetrafluoroethylene (C 2 F 4 ) or the like. Have been.

【0027】また、図4において、11は水処理装置で、
この水処理装置11は、水Wの殺菌処理を行なう処理槽12
を有し、処理槽12の上部には処理を行なう水Wが流入す
る流入口13が形成され、処理槽12の下部には処理後の水
Wが流出する流出口14が形成され、流入口13から流出口
14までの処理槽12内に水が流れる流通路15が形成されて
いる。流入口13には、処理槽12内の水位を検知する水位
センサ16からの検知データを入力して、処理槽12内の水
位が一定の高さを保つように水Wの流入量を調整する調
整弁17が配設されている。
In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a water treatment device.
The water treatment apparatus 11 includes a treatment tank 12 for performing a sterilization treatment of water W.
An inlet 13 through which water W to be treated flows in is formed at the upper part of the treatment tank 12, and an outlet 14 through which water W after treatment is discharged is formed at the lower part of the treatment tank 12. Outflow from 13
Flow paths 15 through which water flows are formed in the processing tanks 12 up to 14. The detection data from the water level sensor 16 that detects the water level in the processing tank 12 is input to the inflow port 13, and the inflow amount of the water W is adjusted so that the water level in the processing tank 12 maintains a constant height. A regulating valve 17 is provided.

【0028】処理槽12内には無電極放電ランプ1が配置
される。発光管2の下方に突出する内管部2bは処理槽12
の底部に設置された台座18に支持され、発光管2の上方
に突出する内管部2bは処理槽12の上部を閉塞する蓋体19
に支持され、発光管2の放電空間3の部分が水没配置さ
れる。
The electrodeless discharge lamp 1 is disposed in the processing tank 12. The inner tube portion 2b protruding below the arc tube 2 is a processing tank 12
An inner tube portion 2b supported by a pedestal 18 installed at the bottom of the processing vessel 12 and protruding above the arc tube 2 has a lid 19 for closing the upper portion of the processing tank 12.
The discharge space 3 of the arc tube 2 is submerged.

【0029】内管部2bの上端にはキャップ20が取り付け
られ、このキャップ20から導出された励起コイル10の両
端に図示しない高周波発生装置が接続されている。
A cap 20 is attached to the upper end of the inner tube 2b, and high-frequency generators (not shown) are connected to both ends of the excitation coil 10 derived from the cap 20.

【0030】また、処理槽12の内面には、光触媒膜また
はテフロン樹脂膜が形成されている。光触媒膜は、光触
媒作用を有する物質であるTiO2 (酸化チタン、チタ
ニア)などが塗布されて形成され、また、ふっ素樹脂膜
は、ポリテトラフルオロエチレン(C2 4 )などが塗
布されて形成されている。
A photocatalytic film or a Teflon resin film is formed on the inner surface of the processing tank 12. The photocatalyst film is formed by applying a photocatalytic substance such as TiO 2 (titanium oxide, titania), and the fluororesin film is formed by applying a polytetrafluoroethylene (C 2 F 4 ) or the like. Have been.

【0031】そして、高周波発生装置から1MHz〜1
00MHzの高周波電力を励起コイル10に供給すると、
励起コイル10には高周波エネルギーが発生し、この高周
波エネルギーにより発光管2の放電空間3でアークなど
の放電が生じ、殺菌作用および浄化作用の強い波長域2
20〜300nm、特に254nmの紫外線を含む光を
放射する。
Then, 1 MHz to 1
When high-frequency power of 00 MHz is supplied to the excitation coil 10,
High-frequency energy is generated in the excitation coil 10, and this high-frequency energy causes an arc or the like to be discharged in the discharge space 3 of the arc tube 2, and a wavelength region 2 having a strong sterilizing action and purifying action.
It emits light containing ultraviolet rays of 20 to 300 nm, especially 254 nm.

【0032】処理槽12には処理を行なう水が流入口13か
ら流入されており、発光管2から放射された紫外線を水
Wに照射することによって、水Wに含まれる細菌のDN
Aを破壊して死滅させ、殺菌し、浄化する。このとき、
発光管2は放電空間3の全体が水没配置されているた
め、発光管2の周面から全ての方向に放射される光が水
Wに対して有効に照射される。殺菌し、浄化された水W
は処理槽12の流出口14から排出される。
Water to be treated is introduced into the treatment tank 12 through an inlet 13. By irradiating the water W with ultraviolet rays radiated from the arc tube 2, the DN of bacteria contained in the water W is increased.
Destroy, kill, sterilize and purify A. At this time,
Since the entire discharge space 3 of the arc tube 2 is submerged, light radiated in all directions from the peripheral surface of the arc tube 2 is effectively applied to the water W. Sterilized and purified water W
Is discharged from the outlet 14 of the processing tank 12.

【0033】また、発光管2の外面および処理槽12の内
面に光触媒膜が形成されている場合には、紫外線を受け
ると、有機成分の分解などを行なう。すなわち、半導体
のバンドギャップ(禁制帯域)よりも大きなエネルギー
を有する波長域の光が照射されると、半導体に電子およ
び電子のホール(正孔)が生じ、電子移動反応を起こ
す。例えば、TiO2 は約3.0eVのバンドギャップ
を有する半導体であり、このバンドギャップよりも大き
なエネルギーを有する波長410nm以下のいわゆる紫
外線が照射されると、TiO2 に電子および電子のホー
ルが生じ、このホールの移動で表面において電子移動反
応を起こす。そして、この電子移動反応では、ホールは
バンドギャップ分のエネルギーに相当する電子を引き抜
く力、すなわち酸化力を持っているため、このホールの
酸化力によってTiO2 の表面に付着あるいは接触した
物質を変化させている。このように、TiO2 は紫外線
を受けると強い酸化力を生じるため、発光管2または処
理槽12のTiO2 の表面に付着した物質、例えばアセト
アルデヒトあるいはメチルメルカブタンなどの有機物、
その他、硫化水素あるいはアンモニアなどの物質の酸
化、分解を促進する。そのため、発光管2の外面および
処理槽12の表面が汚れにくく、透光性を持続させること
ができ、清掃を容易にできる。
When a photocatalytic film is formed on the outer surface of the arc tube 2 and the inner surface of the processing tank 12, when ultraviolet rays are received, organic components are decomposed. That is, when light in a wavelength range having energy larger than the band gap (forbidden band) of a semiconductor is irradiated, electrons and holes (holes) of electrons are generated in the semiconductor, and an electron transfer reaction occurs. For example, TiO 2 is a semiconductor having a band gap of about 3.0 eV, and when irradiated with so-called ultraviolet light having a wavelength larger than 410 nm having energy larger than this band gap, electrons and electron holes are generated in TiO 2 , The movement of the holes causes an electron transfer reaction on the surface. In this electron transfer reaction, the holes have the power to pull out electrons corresponding to the energy of the band gap, that is, the oxidizing power, and the oxidizing power of the holes changes the substance attached or contacted to the surface of TiO 2. Let me. As described above, since TiO 2 generates a strong oxidizing power when it receives ultraviolet rays, a substance adhered to the surface of the TiO 2 of the arc tube 2 or the processing tank 12, for example, an organic substance such as acetaldehyde or methyl mercaptan,
In addition, it promotes oxidation and decomposition of substances such as hydrogen sulfide and ammonia. Therefore, the outer surface of the arc tube 2 and the surface of the processing tank 12 are hardly contaminated, the translucency can be maintained, and the cleaning can be facilitated.

【0034】さらに、光触媒膜により、水に含まれる酸
素(O2 )から単原子(O)あるいは励起された酸素
(O* )などの活性酸素またはオゾン(O3 )が発生
し、活性酸素またはオゾンにより菌または藻類を分解し
て殺菌し、浄化する。
Further, active oxygen or ozone (O 3 ) such as a single atom (O) or excited oxygen (O * ) is generated from oxygen (O 2 ) contained in water by the photocatalytic film, and active oxygen or oxygen (O 3 ) is generated. Bacteria or algae are decomposed and sterilized by ozone, and purified.

【0035】また、発光管2の外面および処理槽12の内
面にふっ素樹脂膜が形成されている場合には、汚れが付
着しにくく、透光性を持続させることができ、清掃を容
易にできる。
When a fluororesin film is formed on the outer surface of the arc tube 2 and the inner surface of the processing tank 12, dirt is less likely to adhere, light transmittance can be maintained, and cleaning can be facilitated. .

【0036】また、発光管2の放電空間3に0.4mg
/cm2 以上の通常に比べて大量の水銀aを封入すると
ともに、その水銀aを保留する複数の水銀保留部4を発
光管2の管軸方向に沿ってほぼ等間隔に設けたため、水
銀保留部4に保留された水銀aが放電熱で蒸発するとと
もに過剰な水銀蒸気が冷却されて水銀保留部4に戻る循
環が常になされ、適正な水銀蒸気圧を得られる。そのた
め、水Wの水温に影響を受けずに、発光管2内全体で水
銀蒸気圧を均一かつ適正に保ち、発光管2内全体で均一
な放電が得られ、紫外線照射を安定させることができ
る。
The discharge space 3 of the arc tube 2 has a capacity of 0.4 mg.
/ Cm 2 or more, and a plurality of mercury holding parts 4 for holding the mercury a are provided at substantially equal intervals along the tube axis direction of the arc tube 2. The mercury a retained in the section 4 evaporates with the discharge heat, and excess mercury vapor is cooled and circulated back to the mercury retaining section 4 to obtain an appropriate mercury vapor pressure. Therefore, the mercury vapor pressure is maintained uniformly and appropriately throughout the arc tube 2 without being affected by the water temperature of the water W, a uniform discharge is obtained throughout the arc tube 2, and ultraviolet irradiation can be stabilized. .

【0037】また、水銀保留部4を発光管2の外面に突
出する突出部7の内側の凹部8に設けたため、その突出
部7が発光管2の最冷部となり、水銀保留部4での水銀
aの保留を安定させることができる。
Further, since the mercury holding part 4 is provided in the concave part 8 inside the projecting part 7 projecting to the outer surface of the arc tube 2, the projecting part 7 becomes the coldest part of the arc tube 2 and the mercury holding part 4 The retention of mercury a can be stabilized.

【0038】また、水銀保留部4に金属片9を設けたた
め、金属片9で水銀蒸気を冷却して、水銀保留部4での
水銀aの保留を安定させることができる。
Further, since the metal piece 9 is provided in the mercury holding section 4, the mercury vapor can be cooled by the metal piece 9 and the holding of mercury a in the mercury holding section 4 can be stabilized.

【0039】そして、図4に示す水処理装置11のように
発光管2を水Wに直接接して、水温14℃で、かつ82
0Wの入力電力で点灯させたところ、発光管2内全体で
均一な放電が生じたことが確認された。また、殺菌能力
では、従来の1kWの低圧水銀灯と同等の処理能力があ
ることも確認された。さらに、冬場のときの水温が5℃
の場合、および夏場のときの水温が27℃の場合でも、
同様の結果が確認された。つまり、従来に比べて、20
%程度効率の高い水処理装置11を得ることができた。
Then, as in the water treatment apparatus 11 shown in FIG. 4, the arc tube 2 is brought into direct contact with the water W, and at a water temperature of 14.degree.
When the lamp was turned on with an input power of 0 W, it was confirmed that uniform discharge occurred in the entire arc tube 2. In addition, it was confirmed that the sterilizing ability had the same processing ability as that of a conventional 1 kW low-pressure mercury lamp. Furthermore, the water temperature in winter is 5 ℃
, And even when the water temperature in summer is 27 ° C,
Similar results were confirmed. That is, compared to the conventional case,
Thus, a water treatment apparatus 11 having a high efficiency of about% was obtained.

【0040】なお、水銀aに代えて、0.4mg/cm
2 以上の水銀蒸気を放出可能とするアマルガムを用いて
もよい。この場合、通常の水銀aよりも蒸気圧が抑制さ
れるため、雰囲気温度が比較的高い場合でも対応でき
る。
In place of mercury a, 0.4 mg / cm
Amalgam which can release two or more mercury vapors may be used. In this case, since the vapor pressure is lower than that of ordinary mercury a, it is possible to cope with a case where the ambient temperature is relatively high.

【0041】次に、図5は第2の実施の形態を示す無電
極放電ランプ1の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an electrodeless discharge lamp 1 according to a second embodiment.

【0042】発光管2の外周に励起コイル10を螺旋状に
巻回形成するもので、その際、励起コイル10を発光管2
から突出する突出部7に係合させることにより、発光管
2に対して励起コイル10を位置決めできる。
The excitation coil 10 is formed in a spiral shape around the outer periphery of the arc tube 2.
The excitation coil 10 can be positioned with respect to the arc tube 2 by engaging with the protruding portion 7 protruding therefrom.

【0043】次に、図6は第3の実施の形態を示す水処
理装置11の断面図である。
Next, FIG. 6 is a sectional view of a water treatment apparatus 11 according to a third embodiment.

【0044】セラミックス製の外管21の内側に、複数本
の無電極放電ランプ1の発光管2が外管21の軸方向に沿
って平行に配設されている。発光管2は、外管部2aおよ
び内管部2bを有する二重管構造に形成されている。外管
21の外周には励起コイル10が螺旋状に巻回して配設され
ている。外管21と発光管2の間、および発光管2の内管
部2bの内側に、処理する水Wが流通する流通路15が形成
されている。
Inside the outer tube 21 made of ceramics, the arc tubes 2 of the plurality of electrodeless discharge lamps 1 are arranged in parallel along the axial direction of the outer tube 21. The arc tube 2 is formed in a double tube structure having an outer tube portion 2a and an inner tube portion 2b. Outer tube
An excitation coil 10 is spirally wound around the outer periphery of 21. A flow passage 15 through which water W to be treated flows is formed between the outer tube 21 and the arc tube 2 and inside the inner tube portion 2b of the arc tube 2.

【0045】発光管2には管軸方向に沿ってほぼ等間隔
に水銀保留部4(図示せず)が形成される。この水銀保
留部4としては、発光管2の下面側に凹部を設けて水銀
aの保留が安定するようにする。
In the arc tube 2, mercury holding portions 4 (not shown) are formed at substantially equal intervals along the tube axis direction. The mercury holding section 4 is provided with a concave portion on the lower surface side of the arc tube 2 so that the holding of the mercury a is stabilized.

【0046】そして、励起コイル10に高周波電力を供給
すると、励起コイル10に発生した高周波エネルギーによ
り各発光管2の放電空間3でアークなどの放電が生じ、
紫外線が外管21と発光管2の間および発光管2の内管部
2bの内側を流れる水Wに照射され、殺菌、浄化される。
このとき、複数本の発光管2が水没配置されているた
め、発光管2の周面から全ての方向に放射される光が水
Wに対して有効に照射される。また、複数の発光管2を
水没配置したため、殺菌、浄化効果の向上、あるいは水
処理速度の高速化に対応できる。さらに、複数本の発光
管2を近接して配置することにより、活性の度合いが高
まり、殺菌、浄化効果が向上する。
When high-frequency power is supplied to the excitation coil 10, a discharge such as an arc occurs in the discharge space 3 of each arc tube 2 due to the high-frequency energy generated in the excitation coil 10.
Ultraviolet rays are emitted between the outer tube 21 and the arc tube 2 and the inner tube portion of the arc tube 2.
The water W flowing inside 2b is irradiated to be sterilized and purified.
At this time, since the plurality of arc tubes 2 are submerged, light radiated in all directions from the peripheral surface of the arc tube 2 is effectively applied to the water W. In addition, since the plurality of arc tubes 2 are submerged, it is possible to improve sterilization and purification effects or to increase the speed of water treatment. Furthermore, by arranging a plurality of arc tubes 2 in close proximity, the degree of activity is increased, and the sterilizing and purifying effects are improved.

【0047】なお、この場合にも、発光管2および外管
21の水Wに接する箇所に光触媒膜またはテフロン樹脂膜
を形成しても、前述と同様の作用効果を奏する。
In this case as well, the arc tube 2 and the outer tube
Even if a photocatalyst film or a Teflon resin film is formed at a location in contact with the water W, the same operation and effect as described above can be obtained.

【0048】なお、発光管2の内側の放電空間3に励起
コイル10を設けてもよく、この場合には、発光管2を効
率良く励起できる。
An excitation coil 10 may be provided in the discharge space 3 inside the arc tube 2, and in this case, the arc tube 2 can be excited efficiently.

【0049】また、このような水処理装置は、風呂水処
理、下水処理などに適用できる。また、水のみに限ら
ず、他の液体の処理に殺菌装置を適用しても同様の作用
効果を得られる。
Further, such a water treatment apparatus can be applied to bath water treatment, sewage treatment and the like. Further, the same operation and effect can be obtained by applying the sterilizer to the treatment of not only water but also other liquids.

【0050】[0050]

【発明の効果】請求項1記載の照射装置によれば、発光
管に0.4mg/cm2 以上の通常に比べて大量の水銀
を封入するとともに、その水銀を保留する複数の水銀保
留部を発光管の管軸方向に沿ってほぼ等間隔に設けたた
め、水銀保留部に保留された水銀が放電熱で蒸発すると
ともに過剰な水銀蒸気が冷却されて水銀保留部に戻る循
環が常になされ、発光管の雰囲気温度に影響を受けず
に、発光管内全体で水銀蒸気圧が均一かつ適正に保た
れ、発光管内全体で均一な放電が得られる。
According to the irradiation apparatus of the present invention, a large amount of mercury of 0.4 mg / cm 2 or more is sealed in the luminous tube as compared with a normal case, and a plurality of mercury holding sections for holding the mercury are provided. Since the mercury held in the mercury storage unit is evaporated at the same time along the tube axis direction of the arc tube, the mercury stored in the mercury storage unit is evaporated by the discharge heat, and excess mercury vapor is cooled and circulated back to the mercury storage unit. The mercury vapor pressure is maintained uniformly and appropriately throughout the arc tube without being affected by the ambient temperature of the tube, and uniform discharge is obtained throughout the arc tube.

【0051】請求項2記載の照射装置によれば、請求項
1記載の照射装置の効果に加えて、水銀保留部を発光管
の外面に突出する突出部の内側の凹部に設けたため、そ
の突出部が発光管の最冷部となり、水銀保留部での水銀
の保留を安定させることができる。
According to the irradiation device of the second aspect, in addition to the effect of the irradiation device of the first aspect, since the mercury holding portion is provided in the recess inside the projection projecting to the outer surface of the arc tube, the projection is provided. The part becomes the coldest part of the arc tube, and the holding of mercury in the mercury holding part can be stabilized.

【0052】請求項3記載の照射装置によれば、請求項
2記載の照射装置の効果に加えて、励起コイルを突出部
と係合させて発光管の外側に設けたため、発光管に対し
て励起コイルを位置決めできる。
According to the irradiation device of the third aspect, in addition to the effect of the irradiation device of the second aspect, the excitation coil is provided outside the arc tube by engaging with the protruding portion. The excitation coil can be positioned.

【0053】請求項4記載の照射装置によれば、請求項
1ないし3いずれか一記載の照射装置の効果に加えて、
水銀保留部に金属片を設けたため、金属片で水銀蒸気を
冷却して、水銀保留部での水銀の保留を安定させること
ができる。
According to the irradiation apparatus of the fourth aspect, in addition to the effects of the irradiation apparatus of any one of the first to third aspects,
Since the metal piece is provided in the mercury holding section, the mercury vapor is cooled by the metal piece, and the holding of mercury in the mercury holding section can be stabilized.

【0054】請求項5記載の照射装置によれば、請求項
1ないし4いずれか一記載の照射装置の効果に加えて、
水銀に代えて、0.4mg/cm2 以上の水銀蒸気を放
出可能とするアマルガムを用いたため、通常の水銀より
も蒸気圧が抑制されることにより、雰囲気温度が比較的
高い場合でも対応できる。
According to the irradiation apparatus of the fifth aspect, in addition to the effects of the irradiation apparatus of any one of the first to fourth aspects,
Since amalgam capable of releasing mercury vapor of 0.4 mg / cm 2 or more was used in place of mercury, the vapor pressure is suppressed more than that of ordinary mercury, so that it is possible to cope with a case where the ambient temperature is relatively high.

【0055】請求項6記載の水処理装置によれば、請求
項1ないし5いずれか一記載の照射装置により流通路の
水に光を照射するため、水の殺菌、浄化を確実かつ安定
させることできる。
According to the water treatment apparatus of the present invention, since the water in the flow passage is irradiated with light by the irradiation apparatus of any one of claims 1 to 5, the sterilization and purification of the water can be surely and stabilized. it can.

【0056】請求項7記載の水処理装置によれば、請求
項6記載の水処理装置の効果に加えて、照射装置の発光
管を流通路に水没配置したため、発光管から放射される
光を水に対して有効に照射できる。
According to the water treatment apparatus of the seventh aspect, in addition to the effect of the water treatment apparatus of the sixth aspect, since the luminous tube of the irradiation device is submerged in the flow passage, the light radiated from the luminous tube is reduced. Irradiates water effectively.

【0057】請求項8記載の水処理装置によれば、請求
項6または7記載の水処理装置の効果に加えて、流通路
中に複数の照射装置を配置したため、殺菌、浄化効果の
向上、あるいは水処理速度の高速化に対応できる。
According to the water treatment device of the eighth aspect, in addition to the effect of the water treatment device of the sixth or seventh aspect, since a plurality of irradiation devices are arranged in the flow passage, the sterilization and purification effects can be improved. Alternatively, it can cope with an increase in the water treatment speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示す無電極放電ラ
ンプの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an electrodeless discharge lamp according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同上実施の形態の無電極放電ランプの断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view of the electrodeless discharge lamp of the embodiment.

【図3】同上実施の形態の無電極放電ランプの水銀保留
部を拡大した断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a mercury holding section of the electrodeless discharge lamp of the embodiment.

【図4】同上実施の形態の水処理装置の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the water treatment apparatus according to the embodiment.

【図5】本発明の第2の実施の形態を示す無電極放電ラ
ンプの断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an electrodeless discharge lamp showing a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態を示す水処理装置の
断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a water treatment apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 無電極放電ランプ 2 発光管 4 水銀保留部 7 突出部 8 凹部 9 金属片 10 励起コイル 15 流通路 a 水銀 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrodeless discharge lamp 2 Arc tube 4 Mercury holding part 7 Projection part 8 Depression 9 Metal piece 10 Excitation coil 15 Flow path a Mercury

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 管軸方向に長尺に設けられた発光管と;
発光管内に0.4mg/cm2 以上の封入量で封入され
た水銀と;発光管内に封入された希ガスと;発光管を励
起させる励起コイルと;発光管内に管軸方向に沿ってほ
ぼ等間隔に設けられ、水銀を保留する複数の水銀保留部
と;を具備していることを特徴とする照射装置。
1. An arc tube which is long in the direction of a tube axis;
Mercury sealed in the arc tube at an amount of 0.4 mg / cm 2 or more; a rare gas sealed in the arc tube; an excitation coil for exciting the arc tube; And a plurality of mercury holding sections provided at intervals and holding mercury.
【請求項2】 水銀保留部は、発光管の外面に突出する
突出部の内側の凹部に設けられたことを特徴とする請求
項1記載の照射装置。
2. The irradiation apparatus according to claim 1, wherein the mercury holding part is provided in a concave part inside the protruding part protruding from the outer surface of the arc tube.
【請求項3】 励起コイルは、突出部と係合して発光管
の外側に設けられたことを特徴とする請求項2記載の照
射装置。
3. The irradiation device according to claim 2, wherein the excitation coil is provided outside the arc tube in engagement with the projection.
【請求項4】 水銀保留部に設けられた金属片を具備し
ていることを特徴とする請求項1ないし3いずれか一記
載の照射装置。
4. The irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a metal piece provided in the mercury holding section.
【請求項5】 水銀に代えて、0.4mg/cm2 以上
の水銀蒸気を放出可能とするアマルガムを具備している
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一記載の照
射装置。
5. The irradiation apparatus according to claim 1, further comprising an amalgam capable of releasing mercury vapor of 0.4 mg / cm 2 or more instead of mercury.
【請求項6】 水が流れる流通路と;流通路の水に光を
照射可能に配置される請求項1ないし5いずれか一記載
の照射装置と;を具備していることを特徴とする水処理
装置。
6. A water comprising: a flow passage through which water flows; and the irradiation device according to any one of claims 1 to 5, which is arranged to irradiate light to the water in the flow passage. Processing equipment.
【請求項7】 照射装置の発光管は、流通路に水没配置
されることを特徴とする請求項6記載の水処理装置。
7. The water treatment apparatus according to claim 6, wherein the luminous tube of the irradiation device is disposed under water in the flow passage.
【請求項8】 流通路中に複数の照射装置が配置された
ことを特徴とする請求項6または7記載の水処理装置。
8. The water treatment apparatus according to claim 6, wherein a plurality of irradiation devices are arranged in the flow passage.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000085892A (en) * 1998-09-17 2000-03-28 Fuji Electric Co Ltd Potable water dispenser
WO2014208505A1 (en) * 2013-06-25 2014-12-31 株式会社日本フォトサイエンス Liquid treatment apparatus and method

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