JPS6146290A

JPS6146290A - 流体処理装置

Info

Publication number: JPS6146290A
Application number: JP59168971A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yada; 矢田　正明; Shigeru Sudo; 須藤　繁
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-08-13
Filing date: 1984-08-13
Publication date: 1986-03-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は例えば上下水道および空気等の流体に、滅菌等
の処理を施す流体処理装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、上水道の滅菌には塩素が使用されているが、最
近この滅菌された水中から発ガン物質であるトリハロメ
タンが検出され、この滅菌方法の見直しが押し進められ
ている。そして、この塩素による滅菌方法に代わるもの
として、最近ではオゾンを用いた滅菌方法が考えられて
いる。

このオゾン滅菌方法は、大別すると次の二種類に分けら
れる０すなわち、その第１の方法は、オゾン発生機で発
生されたオゾンを滅菌すべき水の中に通し、オゾンを水
に溶解させる方法である０　　　　　　　・ところが、この方法の場合は水に対するオゾンの溶解度
が小さいため、多量のオゾンが洛餌されずにそのまま放
出されてしまい、滅菌効率が低下する問題がある口した
がって１オゾンを有効に水に溶屏させるためｋは、。も
理槽の配管を長、くする等の対策が必要となり、装置、
全体が大型化する欠点があらた。　　　　　　　−□、
一方、第２の方法は、水銀ランプから発生する波長１８
５ｎｍの紫外線を空気中に放射させてこＱｉ気気中酸素
からオゾンを、生成し、モのオゾンと波長２５４　ｎｍ
の紫外線とを組み合わせて水中に放射させることにより
、この水中の不純物、特に有機物を分解させる方法であ
る。この方法によると、オゾンと紫外艙とを組み合わせ
ているため、有機物の分解能力が極めて高く、上記第１
の方法に比べて滅菌効率が゛向上する利点がある。

しかしながら、この紫外線の発生源と表る水銀ランプで
は、波長１８５　ｎｍおよび２５４　ｍｍを含めた紫外
線出力が、第３図中大線で示したように点灯開始後３０
００時間経過した時点で約５０９５に低下してしまい、
特にオゾンの生成に必要な波長１８５　ｕｎ域の出力減
少が顕著であることが判明した。

したがりで、滅菌効果を常時一定に保つため、　−は、
率期呻な水銀ランプの交換が必要で、メ゛　インテナン
スの面で問題が生じるｏしかも、水、銀２ンプの場合、
紫外線出力を増加させるためには、パルプ径や電極間距
離を長くとらねばならないから、ランプ自体はもちろん
、安定器を含めた電源系もその分大きくなってしまうＯ
したがりて、この水銀ランプに代わる新たな光源の開発
が必要となりできている０・〔発明の目的〕本発明はこのような事情にもとづいてなされたもので、
効率良く滅菌を始めとする各種の流体処理を行なえ、し
か亀これまでの水銀ランプに比べて長寿命で、メインテ
ナンス面で有効と麦′る流体処理装置の提供を目的とす
る０　　・〔発明の概要〕すなわち、上記目的を達成する本発明の流体　　　！処
理装置は、マイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源
で発生されたマイクロ波を発射するアンテナと、このア
ンテナの周囲に形成され、上記アンテナからのマイクロ
波を受けることにより′放、電を生じる放電媒体が封入
された気密の気体放電室と、この気体放電室の周囲く形
成され、気体放電により発生した紫外、ｍ゛等の光を受
けることにより、内部Ｋ・収２容された流体に滅菌処理
等を施す流体処理室とを具備し、上記気体放電室は透磁
性および透光性の部材で構成されていることを特徴とす
る。　　　　　　７　・。

〔発′明の実施例〕８、− 以下本発明、の第１実施例を、第１図および第２図にも
とづ込て説明する。

この第１実施例は、上水の滅菌処理を行表・う装置につ
いて示し、符号１は流体処理室１ｍを形成する密閉容器
である。密閉容器１は中空円筒状の本体２と、この本体
２の上端および下端開口部を液密に閉塞する蓋部材３．
４とＫよ２て構成され、この本体ｊ、Ｏ側面下部には流
入口６が設けられてやるととも、に、この埠入口５と相
対向する側の側面上部に縮流出口６が設けられている。

流入口５には溝体としての上水を供２給する上水供給源
Ｆが接続されており、この流入口５と上水供給源７との
間には、開閉弁８゜流量コントローラ９および開閉弁１
ｏがこの順で設けられている。また、上記流出口６には
、３、開閉弁ＩＩを介して排水機構１２が接続されてい
る。したがりて、密閉容器１の流体処理室１ａ内には下
＊から上水が供給されて上端から取り出されるようｋな
りておす、上水が下方から↓方に咋りて流通されるよう
になりている。

ところで、上記上側に位置する蓋部材３の中央には、コ
肇り４り、１２を介して棒状のアンテナ１３が支持さ１
、輯て、おり、このアンテナ１３は蓋部材３に開設し九
通孔！４内を挿通して上記流体＃１１１１室１ａｆｑに
同軸的に導入されている。ま　　　□た、通孔１４の開
ｐ部には中宮円筒状の気密容―１５が気管に牢付けられ
てい２る０本実施例の気密２容器、１５は１、−石英ガ
ラス製の内管１６゜と、こ、の咋管１６の外ｌｌに同軸
的に位置する合牢石　　゛英ガラス製の外側管１１とか
らなる二重管樽４造をなし、この内管１６の上端開口部
に設は声イランプ１６ｍが上記蓋部材３Ｐｃ気密に支持
されているとともに、この７ランジ１６ａ、の下面に外
側管１７の上端開口部が気密は接合されている。そして
、これら内管１６および外側管１７の下端部は閉塞され
ており、この内管１６内にアンテナ１３が同軸的に挿入
されて、このアンテナ１３の周囲と流体処理室ｌａ内、
とが区画されている。また、これら内管１６と外側管１
７との間には、アンテナ１３の外周囲を同軸的に覆う気
密の気体放電室１８が形成されており、この気体放電室
１８内は、外側管１７０下端薗に設けた排気管１９を通
じて排気された後、放電媒体としての水銀と起動用ガス
であるアルゴンガスが所定量封入されている。

なお、第１図中符号２ｏは、外側管１１の下端面を支持
する支持具である。

一方、上記アンテナＩ３にはマイクセ波発生器２ノ内の
マグネトロンからマイクロ波が供給されるが、このマイ
ク胃液は導波管２２、同軸ケーブル変換器２３から同′
軸ケーブル２４を介してアンテナ１３に伝送される。そ
して、導波ｑｆｔｚ内を伝送されるマイクロ波の出方は
、常時パワーメータ２５でモニターされるとともに、同
軸ケーブル変換器２３０終端部には、マイクロ波の反射
波を最、少に抑えてマイクロ波を効率良くアンテナＪ３
に伝送するためのプランジャ２θおよびスリースタプチ
ェーナ２７が設置されている。したがって、マイクロ波
発生器２１を動作させ、アンテナ１３を通じて気体放電
室１８内にマイクロ波を発射すると、この気体放電室１
８内の水銀およびアルゴンガスに放電が生じ、例えば波
長２５４ｎｍ域の紫外線が放射されるようになりている
。

次に、上記構成の作用について説明する。すなわち、開
閉弁８，１ｏを開き、上水供給源７から滅菌すべき上水
を流体処理室１ａ内に供給する。この際、上水の流量は
流量コントローラ９により１００　Ｌ／　＠１　！１に
ＩＩ！Ｉ制御する。　　　　　　　１このような状態で
マイクロ波発生器２１を動作させ、アンテナ１３から気
体放電室１８内にマイクロ波を発射させると、このアン
テナ１３の周囲には、第２図に示したように放射状に電
磁界が形成され、この結果、内管１６の周囲には周方向
に沿りて均一な放電が開始される。そして、この放電に
より気体放電４ｔｖｓ内に励起された所定波長の紫外線
は、外側管１７を通過して密閉容器１の内側から流体処
理室ｌａ内の上水中に放射され、この上水中に含まれる
有機物が分解されて所定の滅菌処理がなされる。

このような本発明の第１実施例によれば、アンテナ１３
の周囲と気体放電室１８内とが気密容器１５によりて区
画されているので、アンテナ１３が放電空間内に直接露
出されずに済み、この丸め、アンテナ１３がスパッタリ
ングされることもない。加えて、気体放電室１８内には
これまでの水銀ランプのような電極が存在しないので、
電極劣化もなく、シたがって上記スパッタリングがなく
なることと相まって第２図中λ線で示したように、紫外
線の出力低下率が点灯開始後３０００時間経過した時点
でも、約９０％とこれまでの水銀ランプと比較した場合
に、極〈僅かとなる。したが゛りて、光源の寿命が長く
、短期間での交換が不用となるから、メイッテナンス面
で有効となる。

しかも、滅菌すべき上水中に気体放電室１８が浸漬され
、この気体放電室Ｉ８内に放電のエネルギ源となるアン
テナ１３が挿入されているので、−′気体放電室１８、
つまり気密容器１５の周囲には周方向に均一な放電が生
じるとともに、マイクロ波の漏洩による損失が小さくな
る。加えて、放電はアンテナ１３の軸方向全長に亘って
生じるから、水中での放電域を充分に長くとることがで
き、したがりて、上記水中での放電が周方向に同心円的
に均等化されることと相まって、“流体処理室１ａに供
給された上水をむらなく満遍なく滅菌することができる
。そしてこの場合、密閉容器１″内で上水を流通させる
ようにすれば、紫外線による滅菌処理を連続して行なう
“ことができる。

また、この装置の構造によれば、密閉容器ｌ内に、同軸
状をなしたアンテナ１３と気密容器１５とを挿入すれば
良いので、装置全体が比較的コンパクトにまとまる利点
がある。

なお、本発明は上述した第１実施例に制約されるもので
はなく、第４図に本発明の第２実施例を示す。但し、こ
の第２実施例において、上記第１実施例と同一構成部分
は同−委号を附し、その説明を省略する。

すなわち、この第２実施例は、気密容器３１を三重管構
造としたもので、外側管１７の外周は、さらに合成石英
ガラス製の最外管３２によりて覆われている。この最外
管３２の下端部は閉塞されているとともに、上端開口部
は内管１６のフランジ１６ｍの下部に液密に接合されて
おり、これら最外管３２と外側管１１との間には、気体
放電室１８の周囲を覆う液体収容室３３が形成されてい
る。液体収容室３３内には、純水が充填されているとと
もに、この液体収容室３３の上部と下部は循環路３４に
よって連通されており、この循環路ＪＭＫは、上記純水
を循環させるポンプ３５および純水の温度を調整する水
温コントローラ３６が設けられている。

このような構成の第２実施例によれば、純水の温度を適
宜設定する、つまり波長２５４　ｎｍの紫外線を主体と
して使用する場合に紘、水温を４５℃に、また波長１８
５　ａｍの紫外線を主体として使用する場合には水温を
６０〜７０℃に設定することで、気体放電室１８内の雰
囲気温度を、水銀による紫外線のエネルギ変換効率が最
大となる温度に調整できる口したがって、所望の波長域
の紫外線を安定して効率良く発生させることができ、滅
菌処理をより効率良く行なえる利点がある。

なお、本発明において、滅菌すべき流体は上水に限らず
、下水等の各種排液でありても良く、かつ液体に限らず
空気等の気体でも良い。

さらに流体処理は、滅菌処理に限らず、他の光化学反応
を行なわせるものでありても良い。　　　　１また、気
体放電室内に導入する放電媒体も水銀に限らず、処理の
種類や対象に応じて、例えば水素、ネオン、クリプトン
、キセノンガス又はこれらの混合ガスに変えても良いこ
とはもちろんである。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、気体放電室内にこれまで
の水銀ランプのような電極が存在しないので、電極劣化
がなく、よって水銀ランプと比較した場合に光出力の低
下率が極〈僅かで長寿命となるから、短期間での交換が
不用となり、メインテナンスの爾で有効となる。しかも
、処理すべき流体中に浸漬された気密容器の周囲には、
周方向に同心円的に均等な放電が生じるとともに、この
放電はアンテナの軸方向全長に、亘って生じるから、流
体中での放電域を充分に長くとることができ、したがり
て流体処理室内に供給された流体をむらなく満遍なく１
、そして効率良く処理することができる利点がある０

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は本発明の第１実施例を示し。、第
１図は装置全体の断面図、第２図は第１箇中１−１ｍＫ
沿う断面図、第３図は特性図、麻４図は本発明の第２実
施例を示す断面図である０１・・・密閉容ｉ％Ｊ！・・・流体処理室、１３・・・
アンテナ、１５．８１・・・気密容器、１８・・・気体
放電室、２１・・・マイクロ波発生源（マイクロ波発生
器）０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源で発
生されたマイクロ波を発射するアンテナと、このアンテ
ナの周囲に形成され、上記アンテナからのマイクロ波を
受けることにより放電を生じる放電媒体が封入された気
密の気体放電室と、この気体放電室の周囲に形成され、
上記気体放電により発生した光を受けることにより内部
に収容された流体を処理する流体処理室とを具備してな
り、上記気体放電室は透磁性および透光性の部材で構成
されていることを特徴とする流体処理装置。
（２）上記流体処理室は流体の流入口ならびに流出口を
備え、この流体処理室内を流体が流通されることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載の流体処理装置。