KR101379737B1 - Uv sterilization lamp and system for waste water disposal - Google Patents

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ultraviolet
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안문철
이성호
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피엠라이트 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a UV sterilization lamp and a system for waste water disposal. A cooling chamber in which an inlet and an outlet for circulating cooling water has a rubber ring, a bush, and a cap for sealing the quartz outer part of the UV sterilization lamp at the both ends thereof. A luminous plate is located in a quartz jacket. The hollow part of the quartz jacket is vacuous or filled with N2. The structure of the UV sterilization lamp is a double direct pipe structure in which a UV reflection plate is inserted in the both ends of a luminous pipe. The surface of the outer part of an quartz glass pipe in the quartz jacket is irradiated with CO2 laser (10.6 micro meter) and a groove with a discontinuous gap satisfies Law of Snell so that the total reflection of UV rays (300 nm or less) generated from the boundary between the quartz glass outer part and effluent water is prevented. The surface area transmitting UV rays is increased, and the transmitted UV rays are converted into vertical parallel rays so that the transmittance efficiency on the boundary between the quartz glass outer part and effluent water is excellent. The UV reflection plate controls parallel rays within an effective irradiation angle range, equalizes the radiant heat of electrodes, vaporizes residual mercury in the coolest part of the luminous pipe, and concentrates uniform UV rays with excellent luminous efficiency into the effluent water, thereby maximizing sterilization effect.

Description

수 처리용 자외선 살균 램프 및 시스템{UV STERILIZATION LAMP AND SYSTEM FOR WASTE WATER DISPOSAL}UV germicidal lamps and systems for water treatment {UV STERILIZATION LAMP AND SYSTEM FOR WASTE WATER DISPOSAL}

본 발명은 수 처리용 자외선 살균 램프 및 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 저압 및 아말감, 중압 자외선 살균 램프이며, 발광관이 석영 자켓(Quartz jacket)의 내부에 위치하여 융착 되어 있는 이중 직관의 구조로, 발광관의 외경부와 석영 자켓의 내경부가 일정한 이격 공간을 가지며, 이격 공간 내부에 진공 또는 질소(N2)가 봉입 되어 있고, 발광관의 양단 축경부의 봉함부에 자외선 반사판(UV reflector)이 위치하고, 석영 자켓의 외부 표면에 이산화탄소 레이져(co2 Laser)빔(파장:10.6마이크로미터)으로 대략적인 삼각의 합이 180°을 이루는 그루브(Groove)를 형성하여, 253.7nm의 살균선과 음이온 및 오존(O3)이 발생 되는 단파장 184.9nm를 수직 평행광으로 조사하는 살균 및 소독 효율이 높은 자외선 살균 램프 및 냉각수의 유입부와 배출부를 구성하여 순환되는 구조를 이루는 냉각 챔버의 양 끝단에 고무 링, 부쉬, 캡에 의해 상기 자외선 살균 램프를 밀폐 조립하고, 상기 냉각 챔버 내부의 냉각수가 상기 자외선 살균 램프의 석영 자켓 외경부를 냉각시켜 일정 온도로 유지하여, 발광관을 구성하는 석영 유리의 과열에 의한 실투(Devitrification) 및 흑화 현상을 방지하는 자외선 살균 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a UV sterilization lamp and system for water treatment, and specifically, to a low pressure, amalgam, and medium pressure UV sterilization lamp, in which a light tube is located inside a quartz jacket and is fused to a double straight tube structure. The outer diameter portion of the light emitting tube and the inner diameter portion of the quartz jacket have a predetermined separation space, and a vacuum or nitrogen (N2) is enclosed in the separation space, and an ultraviolet reflector (UV reflector) is provided at the sealing portion of both ends of the light emitting tube. Located on the outer surface of the quartz jacket, a CO2 laser beam (wavelength: 10.6 micrometers) forms a groove with approximately triangular sums of 180 °, with sterilization lines of 253.7 nm, anion and ozone ( UV sterilization lamp with high sterilization and sterilization efficiency that irradiates short wavelength 184.9nm with vertical parallel light and inlet and outlet of cooling water Sealing and assembling the ultraviolet sterilization lamp by rubber rings, bushes, caps at both ends of the cooling chamber constituting the tank, and the cooling water inside the cooling chamber to cool the outer diameter of the quartz jacket of the ultraviolet sterilization lamp to maintain a constant temperature, The present invention relates to an ultraviolet sterilization system for preventing devitrification and blackening due to overheating of the quartz glass constituting the light emitting tube.

최근 하수처리 시설의 방류수 수질기준이 강화되어 시행됨에 따라, 병원성 미생물의 상수원 유입을 차단하기 위한 노력이 진행되고 있다. 병원성 미생물을 살균하는 방법에는 화학 약품에 의한 방법과 자외선(UV)을 이용한 방법이 있다.Recently, as the discharged water quality standards of sewage treatment facilities have been strengthened, efforts have been made to block the inflow of pathogenic microorganisms. Methods for sterilizing pathogenic microorganisms include chemical methods and ultraviolet (UV) methods.

화학 약품에 의한 방법으로는 염소 소독이 사용되고 있으나, 염소 소독시에는 처리수에 함유되어 있는 잔류 염소로 인하여 생성되는 트리할로매탄(THM)의 생성 및 취급상의 안전문제, 방류 수역의 생태계에 미치는 영향 등으로 인하여 재검토가 필요하다고 알려져 있다. 따라서 화학적 처리방법을 대신하여 자외선에 의한 살균 처리기술이 각광받고 있다.Although chlorine disinfection is used as a chemical method, chlorine disinfection involves the problems of the generation and handling of trihalo methane (THM) produced by residual chlorine in the treated water, and the impact on the ecosystem of the discharge water. It is known that a review is necessary due to the influence. Therefore, in the place of chemical treatment method has been spotlighted by ultraviolet sterilization treatment technology.

자외선 살균 처리기술은 상기의 방류수에 자외선 살균 램프 및 시스템에서 조사되는 300nm이하의 253.7nm와 184.9nm의 단파장 자외선에 의한 광화학작용(Photochemical effect)으로 바이러스와 박테리아 같은 미생물들을 살균하는 방법이다.UV sterilization technology is a method for sterilizing microorganisms such as viruses and bacteria by photochemical effect of short wavelength ultraviolet rays of 253.7 nm and 184.9 nm of 300 nm or less irradiated from the UV sterilization lamp and system.

도 1은 종래의 자외선 살균 램프 및 시스템의 구조를 나타내는 대략적인 단면도이고, 도 2(a)는 빛의 반사와 굴절의 관계를 나타내는 스넬의 법칙(Law of Snell)을 설명하는 그래프이고, 도 2(b)는 도 1의 종래의 자외선 살균 램프 및 시스템에서 방사된 자외선이 도 1의 "a-a"에서 석영 자켓(17)과 석영 유리층(17a)을 기준하여 공기층(16)과 도 1에서 도시하지 않은 방류수층(50)의 경계면에서 반사와 굴절 현상을 나타내는 대략적인 단면도이다. 도 1 내지 도 2(a)와 도 2(b)를 참조하여 종래의 자외선 살균 램프 및 시스템에 대해 설명하기로 한다.1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional UV germicidal lamp and system, FIG. 2 (a) is a graph illustrating the Law of Snell showing the relationship between reflection and refraction of light, FIG. (b) is shown in FIG. 1 with air layer 16 relative to quartz jacket 17 and quartz glass layer 17a at " aa " in FIG. It is a sectional drawing which shows reflection and refraction phenomenon in the interface of the discharge layer 50 which is not made. A conventional UV germicidal lamp and system will be described with reference to FIGS. 1 to 2 (a) and 2 (b).

도 1에 도시된 바와 같이 냉각 챔버(18)는 내부에 냉각수(22)가 흐르는 공간을 구비하고, 냉각 챔버(18)의 내측 중앙부에 석영 유리로 구성된 직관형 석영 자켓(17)을 관통시켜 석영 자켓(17)의 양측 끝단 외경부를 고무링(19), 부쉬(20),캡(21)으로 냉각수(22)가 수밀 되게 조립하고, 석영 자켓(17)의 내부에는 직관형 발광관(11)이 발광관(11)의 양단 봉함부에 대향하여 위치하는 한 쌍의 세라믹 베이스(14)에 의해 일정한 공기층(16)을 형성하며 평행하는 구조로 위치된다. 그리고 공기층(16)은 발광관(11)에서 발생하는 약 450~850℃의 복사열을 석영 자켓(17)으로 간접 전달하고, 석영 자켓(17)은 냉각 챔버(18) 내부의 냉각수(22)로 복사열을 직접 전달하여 발광관의 온도를 적정하게 유지시킨다. 또한 발광관에서 방사되는 자외선을 투과시켜 도시하지 않은 방류수로 조사하는 기능을 한다.As shown in FIG. 1, the cooling chamber 18 has a space in which the cooling water 22 flows, and passes through a straight quartz jacket 17 made of quartz glass in the inner central portion of the cooling chamber 18. The outer diameters of both ends of the jacket 17 are assembled in a watertight manner by the rubber ring 19, the bush 20, and the cap 21, and the inside of the quartz jacket 17 has a straight tube tube 11. A constant air layer 16 is formed by a pair of ceramic bases 14 opposite to the sealing portions at both ends of the light emitting tube 11. It is located in parallel structure. And The air layer 16 indirectly transmits radiant heat of about 450 to 850 ° C. generated in the light emitting tube 11 to the quartz jacket 17, and the quartz jacket 17 radiates heat to the coolant 22 inside the cooling chamber 18. It is directly delivered to maintain the temperature of the light tube. In addition, it transmits ultraviolet rays emitted from the light emitting tube and irradiates with effluent not shown.

직관형 발광관(11)의 내부에는 방전 공간(15a)이 위치하고, 발광 물질인 수은(15b)과 시동용 희가스(15c)가 봉입되어 있으며, 양단의 축경부에 한 쌍의 전극 조립체가 텅스텐-전극봉(12a), 텅스텐 코일(12b), 몰리브덴-박(12c), 몰리브텐-리더선(12d)의 순으로 구성되어, 일정한 간격을 두고 서로 대향 하여 위치하고 있다.A discharge space 15a is disposed inside the straight tube light emitting tube 11, and a light emitting material mercury 15b and a starting rare gas 15c are encapsulated. The electrode 12a, the tungsten coil 12b, the molybdenum foil 12c, and the molybdenum-lead wire 12d are formed in this order and are positioned to face each other at regular intervals.

상기에서의 직관형 발광관(11)은 몰리브덴-리더선(12c)에서 몰리브덴-박(12b)을 거쳐 전극봉(12a)으로 시동전압을 인가하면 희가스(15C)에 의해 수은(15b)이 발광하여 점등하며, 이때 방전 공간(d)에서 300nm이하의 253.7nm와 184.9nm의 단파장 자외선이 방사된다.The straight tube light emitting tube 11 emits mercury 15b by the rare gas 15C when a starting voltage is applied from the molybdenum-lead wire 12c to the electrode 12a via the molybdenum foil 12b. In this case, short wavelength ultraviolet rays of 253.7 nm and 184.9 nm of 300 nm or less are emitted in the discharge space d.

도 2(a)에 도시된 바와 같이 스넬의 법칙(Law of Snell)을 참조하면, 굴절률이 다른 두 매질(n1:공기층, n2:석영 유리층)의 경계면(FL)을 x축으로 하고, 경계면(FL)과 수직 하는 법선(Normal)을 y축으로 기준하여, 매질 n1에서 법선(Normal)으로 향하는 입사 광선(31)의 각 θ1을 입사각(Incidence)이라 부르며, 법선(Normal)을 지나 다른 매질 n2로 투과하여 들어가는 굴절광(32)의 각 θ2를 굴절각(Refraction)이라 한다. 그리고 입사각이 점점 커져 굴절각이 법선에서 90°를 이루는 각 θ2'이 될 때의 입사각을 임계각(Critical angel) θc1이라 한다. 이때 입사 광선은 굴절되지 않고 반사각 θc1'를 가지는 반사광(33)이 된다. 이 반사 현상을 전반사(Total internal reflection)라 한다.Referring to Law of Snell as shown in FIG. 2 (a), the boundary plane FL of two media having different refractive indices (n1: air layer, n2: quartz glass layer) is the x-axis, and the boundary plane The angle θ1 of the incident light beam 31 from the medium n1 toward the normal is called the incident angle, and the other medium passes through the normal. The angle θ2 of the refracted light 32 passing through n2 is referred to as a refractive angle. The incident angle when the incidence angle is gradually increased to become the angle θ2 'which is 90 ° from the normal line is called a critical angel θc1. At this time, the incident light is not refracted and becomes the reflected light 33 having the reflection angle θ c1 ′. This reflection phenomenon is called total internal reflection.

도 2(b)에서처럼 종래의 자외선 살균 램프의 발광관에서 방사되는 자외선(31) 중 일부는 공기층(16)을 투과할 때 공기 속에 부유하는 불투과성 물질(41)에 의해 난반사(34) 되어 공기층(16)으로 흡수 소멸 되고, 도 2(a)의 스넬의 법칙(Law of Snell)을 참조하여, 종래의 자외선 살균 램프의 석영 자켓(17) 경계면 FL1에서 입사각 a,b,c 보다 작은 임계각 "θc1"을 이루는 입사광(31)은 석영 자켓(17)의 석영 유리층(17a)을 굴절 투과하고, 방류수층(50)의 경계면 FL2에서 다시 "굴절 = 입사각 < 임계각"을 충족하는 a',b',c' 각을 이루어 방류수층(50)으로 굴절과 투과가 행하여 진다. 그러나 경계면 FL1에서의 입사각 d를 이루는 입사광(31)은 석영 자켓(17)의 석영 유리층(17a) 내에서 굴절은 하였으나, 경계면 FL2에서 임계각 θc1'이 커져 영구각(Constant angle)을 이루어 석영 유리층(17a) 속에서 반복 반사(35)를 지속하다 흡수 소멸 된다.As shown in FIG. 2 (b), some of the ultraviolet rays 31 emitted from the light emitting tube of the conventional ultraviolet sterilization lamp are diffusely reflected 34 by the impermeable material 41 floating in the air when passing through the air layer 16 and thus the air layer. A critical angle smaller than the incident angles a, b, c at the interface FL1 of the quartz jacket 17 of the conventional ultraviolet germicidal lamp with reference to the Law of Snell in FIG. 2 (a). Incident light 31 forming? c1 "is a ', b which refracts and transmits the quartz glass layer 17a of the quartz jacket 17 and again satisfies" refractive = incident angle <critical angle "at the boundary surface FL2 of the discharge layer 50. Refraction and transmission are performed to the effluent water layer 50 at an ', c' angle. However, the incident light 31 having the incident angle d at the interface FL1 was refracted in the quartz glass layer 17a of the quartz jacket 17, but the critical angle θc1 'was increased at the interface FL2 to form a constant angle. Absorption disappears while the repeated reflection 35 continues in the layer 17a.

또한 석영 자켓(17)의 경계면 FL1에서 입사각 e,f 보다 큰 임계각 "θc1"을 이루는 입사광(31)은 석영 자켓(17)의 경계면 FL1에서 "반사 = 입사각 > 임계각"을 이루어 경계면 FL1에서 전반사(Total internal reflection)(33) 된다.Incident light 31 having a critical angle " θc1 " larger than the incident angles e and f at the boundary surface FL1 of the quartz jacket 17 forms “reflection = incidence angle> critical angle” at the boundary surface FL1 of the quartz jacket 17 and is totally reflected at the interface FL1. Total internal reflection (33).

상기한 바와 같이 종래의 자외선 살균 램프에서 도 1과와 도 2(b)를 참조하여, 발광관(11)과 석영 자켓(17)의 사이에 공기층(16)이 형성되어 있는 구조의 단점으로 공기층(16)에 혼존 하는 난반사성 물질 및 수소 분자를 포함하는 오염 물질로 인해 자외선의 투과를 떨어뜨리고, 또한 발광관 방전시 발생하는 복사열을 석영 자켓의 외부로 방출하여 냉각수(22)에 의해 냉각되는 것을 방해하여, 발광관의 표면 온도를 상승시켜, 발광관을 구성하는 석영 유리와 반응하여 실투 및 흑화 현상을 발생시켰다.As described above, referring to FIGS. 1 and 2 (b) in the conventional ultraviolet sterilization lamp, the air layer is a disadvantage of the structure in which the air layer 16 is formed between the light emitting tube 11 and the quartz jacket 17. Due to the contaminants containing hydrogen molecules and non-reflective substances coexisting in (16), the ultraviolet rays are impaired, and the radiant heat generated during the discharge of the light-emitting tube is discharged to the outside of the quartz jacket and cooled by the cooling water 22. In addition, the surface temperature of the light emitting tube was raised to react with the quartz glass constituting the light emitting tube, causing devitrification and blackening.

그리고 종래의 자외선 살균 램프에서 도 1를 참조하여, 평평한 표면의 석영 자켓(17)은 300nm 이하의 자외선을 석영 자켓의 내,외경부에 위치하는 굴절률이 다른 매질이 경계하는 표면에서 굴절 투과시킬 때, 스넬의 법칙(Law of Snell)에 기준하여 불리한 구조로 형성되어, 석영 유리층에서 자외선 중 일부는 투과되지 못하고 전반사 되며, 특히 산소(O2)를 오존(O3)으로 바꾸어주는 184.9nm의 짧은 파장은 흡수성이 높고 투과율이 매우 낮아 살균 소독 효율이 떨어지는 문제가 있었다.In the conventional UV germicidal lamp, referring to FIG. 1, the flat surface quartz jacket 17 refractively transmits 300 nm or less ultraviolet rays at a surface bordered by a medium having a different refractive index located at the inner and outer diameters of the quartz jacket. , A short wavelength of 184.9 nm, which is formed in a disadvantageous structure based on Law of Snell, in which some of the ultraviolet rays in the quartz glass layer are not transmitted and are totally reflected, and in particular, converts oxygen (O 2) into ozone (O 3). Silver has high absorbency and very low transmittance, there is a problem that the sterilization disinfection efficiency is low.

특허문헌 1: 한국공개특허 특2000-0029946 (2000.05.25 공개)Patent Document 1: Korean Patent Publication No. 2000-0029946 (published May 25, 2000)

본 발명은 발광관을 석영 자켓의 내부에 위치시켜 융착 되어 있는 이중 직관의 구조로, 발광관의 외경부와 석영 자켓 내경부 사이의 중공부에 진공 또는 질소를 봉입하여 기밀시킴으로써 종래 자외선 살균 램프의 발광관과 석영 자켓의 사이에 위치하는 공기층의 오염물질에 의한 자외선의 난반사를 제거하여 자외선 투과율이 높은 수 처리용 자외선 살균 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a structure of a double straight tube in which a light emitting tube is placed inside a quartz jacket to be fused, and sealed by sealing a vacuum or nitrogen in a hollow portion between an outer diameter portion of a light emitting tube and an inner diameter portion of a quartz jacket. An object of the present invention is to provide an ultraviolet sterilization lamp for water treatment having a high ultraviolet transmittance by removing diffuse reflection of ultraviolet rays caused by contaminants in an air layer positioned between a light emitting tube and a quartz jacket.

또한 발광관의 양단 봉함부에 자외선 반사판을 대향 위치시켜, 방전 공간에서 방사되어 일정한 각의 범주를 벗어나는 자외선을 유효 조사 범위 내로 유도 입사시키고 자외선의 유실을 방지하여, 자외선의 조사 효율이 높은 수 처리용 자외선 살균 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, by placing the ultraviolet reflecting plate opposite to the sealing portion of the light emitting tube, the ultraviolet radiation emitted from the discharge space and out of the constant angle range is induced and introduced into the effective irradiation range, and the loss of ultraviolet rays is prevented. It is an object of the present invention to provide a UV germicidal lamp for use.

또, 방전시 발생하는 복사열을 전극봉 후단의 최냉부에서 기화하지 못하고 잔존하는 수은을 가열 기화시켜 발광 효율이 높은 자외선 살균 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide an ultraviolet germicidal lamp having a high luminous efficiency by heating and evaporating residual mercury without evaporating radiant heat generated during discharge at the coldest portion at the rear end of the electrode.

또, 석영 자켓의 외부 표면에 이산화탄소 레이져(co2 Laser)빔으로 대략적인 삼각의 합이 180°인 굴절각 보다 작은 임계각을 가지는 그루브(Groove)의 구조를 형성하여, 굴절률이 다른 매질의 경계면에서 발생하는 자외선의 전반사를 방지하고, 균일도 높은 수직 평행광으로 집광시켜 살균, 소독 효율이 우수한 수 처리용 자외선 살균 램프를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, a carbon dioxide laser beam is formed on the outer surface of the quartz jacket to form a groove structure having a critical angle smaller than the refractive angle of which the approximate triangular sum is 180 °. It is an object of the present invention to provide an ultraviolet sterilization lamp for water treatment which prevents total reflection of ultraviolet rays and condenses with vertical parallel light having high uniformity, and has excellent sterilization and disinfection efficiency.

그리고 상기의 수 처리용 자외선 살균 램프를 냉각 챔버의 중심축에 위치시키고 밀폐하여 냉각 챔버의 내부에 순환되는 냉각수로 상기 석영 자켓의 외경부 표면을 냉각하여, 방전시 발생 되는 고온의 열이 발광관을 구성하는 석영 유리와 반응하여 발생하는 실투(Devitrification) 및 흑화 현상을 방지하는 자외선 살균 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The UV sterilization lamp for water treatment is placed on the central axis of the cooling chamber and sealed to cool the surface of the outer diameter portion of the quartz jacket with cooling water circulated inside the cooling chamber, so that high temperature heat generated during discharge is emitted. It is an object of the present invention to provide an ultraviolet sterilization system that prevents devitrification and blackening caused by reacting with quartz glass constituting the same.

본 발명에서 실시예에 따른 석영 유리로 구성되고 내부에는 수은(Hg) 및 시동용 희가스가 봉입되는 방전 공간을 가지는 직관형 발광관과, 방전 공간의 양 끝단에 일정한 간격으로 대향하여 위치하며 몰리브덴 박을 포함하는 구성품으로 형성되고, 상기 몰리브덴 박 일부분과 상기 직관형 발광관의 양 끝단 봉함부가 융착하는 한 쌍의 전극 조립체와, 발광관의 양 끝단 봉함부에 삽입 설치되는 반사판과, 내경부 중심축과 평행하게 상기 직관형 발광관이 위치되고, 양 끝단이 상기 직관형 발광관의 양 끝단 봉함부와 융착 결합되는 석영 유리로 구성되는 석영 자켓을 포함하는 이중관 구조로 구성되고, 석영 쟈켓 외경부 표면에 등간격 및 가변 피치를 이루는 CO2 레이져 빔으로 삼각의 합이 180°를 이루는 그루브(Groove)를 구비하는 것을 특징으로 하는 수 처리용 자외선 살균 램프를 가지는 것을 포함한다.In the present invention, a straight tube light emitting tube made of quartz glass according to an embodiment and having a discharge space inside which mercury (Hg) and a rare gas for starting is enclosed, and molybdenum foil are positioned at regular intervals at both ends of the discharge space. A pair of electrode assemblies fused to the molybdenum foil portion and both end sealing portions of the straight tube light emitting tube, a reflecting plate inserted into both end sealing portions of the light emitting tube, and an inner diameter central axis; The tubular light emitting tube is positioned parallel to the double tube structure including a quartz jacket composed of quartz glass fused and bonded to both ends of the straight tube light emitting tube, and the outer surface of the quartz jacket in regular intervals, and be characterized by having a groove (groove) is the sum of the triangle forming the 180 ° with CO 2 laser beam forming the variable-pitch Source It includes those having an ultraviolet sterilization lamp.

또한, 상기의 이중 직관의 석영 자켓 외경부 표면에 이산화탄소 레이져(co2 Laser) 빔(10.6마이크로미터)을 조사하여 일정한 형태와 단속적인 간격을 가지는 대략적인 삼각의 합이 180°를 이루는 그루브(Groove) 구조를 가지는 것을 포함한다.In addition, by irradiating a CO2 laser beam (10.6 micrometer) on the outer surface of the quartz jacket outer diameter portion of the double straight tube, a groove having a sum of approximate triangles having a constant shape and intermittent spacing is 180 °. It includes having a structure.

또한, 상기의 이중 직관 구조의 수 처리용 자외선 살균 램프를 냉각 챔버의 중심축에 위치시키고 밀폐하여 냉각 챔버의 내부에 순환되는 냉각수로 상기 석영 자켓의 외경부 표면을 냉각하여, 발광관에서 발생 되는 고온의 복사열을 일정한 온도로 유지시키는 구조를 가지는 것을 포함한다.In addition, the UV sterilization lamp for water treatment of the dual straight tube structure is located in the central axis of the cooling chamber and sealed to cool the surface of the outer diameter portion of the quartz jacket with cooling water circulated inside the cooling chamber, It includes having a structure for maintaining a high temperature radiant heat at a constant temperature.

본 발명에서 제시된 수 처리용 자외선 살균 램프 및 시스템에 적용하면 첫째, 직관형 발광관을 원통형의 석영 자켓 내부에 수평 위치시키고 발광관의 외경부와 석영 자켓 내경부의 사이에 일정한 이격 공간을 가지는 이중 직관에 진공 또는 질소를 봉입하여 밀폐시킴으로 공기층에 잔존하는 불투과성 물질을 제거하여 자외선의 난반사를 방지함으로 자외선의 투과율이 높아졌다.When applied to the UV treatment lamp and system for water treatment proposed in the present invention, firstly, a straight tube tube is horizontally positioned inside a cylindrical quartz jacket and has a constant spacing between the outer diameter of the tube and the inner diameter of the quartz jacket. Sealing vacuum or nitrogen in the straight tube to remove the impermeable material remaining in the air layer to prevent diffuse reflection of the ultraviolet rays to increase the transmittance of ultraviolet rays.

둘째, 발광관의 양단 봉함부에 자외선 반사판을 설치함으로써, 유효 조사 범위각을 벗어나는 자외선을 유효 조사 범위각으로 유도 반사시켜 자외선의 조사 효율을 향상시켰으며, 방전시 발생하는 복사열을 발광관 및 전극봉의 최냉부에 균일하게 분포시켜 발광 효율을 높였다.Secondly, by installing ultraviolet reflectors at both ends of the light emitting tube, UV radiation outside the effective irradiation range was inductively reflected to the effective irradiation range to improve the irradiation efficiency of the ultraviolet rays. The light emitting efficiency was improved by uniformly distributing to the coldest part of.

셋째, 석영 자켓의 외부 표면에 일정한 형태와 단속적인 간격을 가지고 삼각의 합이 180°를 이루는 그루브(Groove)를 구성하여 석영 자켓의 표면적이 확대되어 자외선의 투과 면적이 넓어져 살균 소독의 범위가 증대하였고, 굴절률이 서로 다른 두 매질의 경계면에 임계각보다 큰 굴절각을 형성하여 자외선의 전반사를 제거하였으며, 아크 방전에 따른 자외선의 조사 배향 각이 방사선 형태에서 수직 평행선 형태로 집광 되어 살균 및 소독 효율이 향상되었다.Third, the surface of the quartz jacket is enlarged by widening the surface area of the ultraviolet ray by expanding the surface area of the quartz jacket by forming a groove with a constant shape and intermittent gap on the outer surface of the quartz jacket and forming a triangular sum of 180 °. The total reflection of ultraviolet rays was eliminated by forming a refractive angle greater than the critical angle on the interface between two media with different refractive indices.The irradiation orientation angle of ultraviolet rays due to arc discharge was focused in the form of vertical parallel lines in the form of radiation. Improved.

넷째, 내부에 냉각수가 순환되는 구조의 냉각 챔버의 내경부 중심축과 평행하게 석영 자켓이 융착된 이중 직관을 가지는 자외선 살균 램프가 위치되고, 석영 자켓의 양 끝단 외경부를 냉각 챔버와 밀폐 조립시켜, 석영 자켓의 외경부 표면을 냉각수로 냉각하여 방전시 발생 되는 고온의 열이 발광관을 구성하는 석영 유리와 반응하여 발생하는 실투(Devitrification) 및 흑화 현상을 방지하여 자외선 살균 램프의 수명이 향상되었다. Fourthly, an ultraviolet sterilization lamp having a double straight tube in which a quartz jacket is fused in parallel with the central axis of the inner diameter of the cooling chamber in which the coolant is circulated therein is located, and the outer diameters of both ends of the quartz jacket are hermetically assembled with the cooling chamber, The life of the UV germicidal lamp was improved by cooling the surface of the outer diameter part of the quartz jacket with cooling water to prevent devitrification and blackening caused by reaction of the high temperature heat generated during discharge with the quartz glass constituting the light emitting tube.

도 1은 종래의 수 처리용 자외선 살균 램프 및 시스템의 구조를 나타내는 대략적인 단면도이다.
도 2(a)는 스넬의 법칙(Law of Snell)에서 빛의 굴절과 반사를 설명하는 그래프이다.
도 2(b)는 도 2의 종래 수 처리용 자외선 살균 램프의 석영 자켓 경계면 "a-a"에서 자외선이 굴절률이 다른 두 매질의 경계면에서 반사와 굴절이 발생하는 현상을 스넬의 법칙(Law of Snell)에 기준하여 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수 처리용 자외선 살균 램프 및 시스템의 구조를 나타내는 대략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 석영 자켓을 포함하는 이중 직관형 자외선 살균 램프의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 도 4의 수 처리용 자외선 살균 램프의 "가"를 확대하여 진공 또는 질소층에서 석영 유리층으로 입사되어 삼각 그루브(Groove)에 의한 자외선의 굴절과 투과를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 도 4의 수 처리용 자외선 살균 램프의 "나"를 확대한 확대도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional UV treatment lamp and system for water treatment.
FIG. 2 (a) is a graph illustrating the refraction and reflection of light in Snell's Law.
FIG. 2 (b) illustrates the phenomenon in which reflection and refraction occur at the interface between two mediums having different refractive indices at the quartz jacket interface “aa” of the conventional water treatment UV germicidal lamp of FIG. 2 (Law of Snell). It is a schematic sectional drawing shown based on.
3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a UV treatment lamp and system for water treatment according to the present invention.
4 is a cross-sectional view of a double straight ultraviolet germicidal lamp comprising a quartz jacket according to the invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the refraction and transmission of ultraviolet rays by triangular grooves by expanding the “ga” of the water treatment ultraviolet germicidal lamp of FIG. 4 according to the present invention and entering a quartz glass layer from a vacuum or nitrogen layer. .
FIG. 6 is an enlarged view illustrating "I" of the UV treatment lamp for water treatment of FIG. 4 according to the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.In the following, preferred embodiments, advantages and features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 수 처리용 자외선 살균 램프 및 시스템의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an ultraviolet sterilizing lamp and system for water treatment according to an embodiment of the present invention.

수 처리용 자외선 살균 램프 및 시스템은 냉각 챔버(301) 내에 냉각수(320)가 흐르는 공간을 구비하고, 자외선 투과율이 높은 석영관(Quartz tube)으로 구성된 석영 자켓(Quartz jacket)(201)이 외경부에 대략적인 삼각 그루브(Groove)(204)를 형성하고 있다.The UV sterilization lamp and system for water treatment have a space in which the cooling water 320 flows in the cooling chamber 301, and a quartz jacket 201 made of a quartz tube having a high UV transmittance has an outer diameter part. An approximate triangular groove (204) is formed in the groove.

또 직관형 발광관(101)을 석영 자켓(201) 내부에 수평하게 위치되고, 발광관(101)의 양측 봉함부(Seal)(103)에 자외선 반사판(UV reflector)(106)을 대향하여 설치하고, 발광관 외경부와 석영 자켓 내경부의 이격 공간(205)에 진공 또는 질소(N2)(205a)로 봉입하고, 발광관(101)의 봉함부(103)와 석영 자켓의 끝단부(206)를 수소 및 산소 버너(Burner)로 가열 융착 하여 냉각 챔버(301)의 내측 중앙부로 관통시켜 고무링(O-ring)(302), 부쉬(Bush)(303), 캡(Cap)(304)으로 냉각 챔버(301)의 외경부 양측에 조립하여 냉각수(320)가 밀폐되고, 발광관(101)에서 방사되는 자외선을 도시하지 않은 방류수로 조사하는 구조로 구성되어 있다.In addition, the linear light emitting tube 101 is horizontally positioned inside the quartz jacket 201, and the UV reflector 106 is disposed on both side seals 103 of the light emitting tube 101 to face each other. And encapsulated with a vacuum or nitrogen (N2) 205a in the space 205 of the light emitting tube outer diameter and the inner diameter of the quartz jacket, and the sealing portion 103 of the light emitting tube 101 and the end portion 206 of the quartz jacket. ) Is heated and fused with hydrogen and oxygen burners and penetrated into the inner central portion of the cooling chamber 301 to allow rubber rings (302), bushes (303), and caps (304). Thus, the cooling water 320 is sealed by assembling on both sides of the outer diameter portion of the cooling chamber 301, and is configured to irradiate the ultraviolet light emitted from the light emitting tube 101 with discharge water not shown.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 석영 자켓을 포함하는 이중 직관형 자외선 살균 램프의 단면도를 도시한 것이다.Figure 4 shows a cross-sectional view of a double straight ultraviolet germicidal lamp comprising a quartz jacket of one embodiment according to the present invention.

이중 직관형 자외선 살균 램프는 발광관(101)의 방전 공간(104)에 발광 물질인 수은(Hg)(105a)과 희가스(105b)가 봉입된다. 또한 발광관(101)의 양단 봉함부(103)에 한 쌍의 전극 조립체(102)가 일정한 간격으로 서로 대향 되어 위치한다.In the dual straight type ultraviolet germicidal lamp, mercury (Hg) 105a and rare gas 105b which are light emitting materials are sealed in the discharge space 104 of the light emitting tube 101. In addition, the pair of electrode assemblies 102 are positioned to face each other at regular intervals in the sealing portion 103 of the light emitting tube 101.

또한, 상기의 전극 조립체(102)는 텅스텐-전극봉(W-Electrod)(102a), 텅스텐-코일(W-Coil)(102b), 몰리브덴-박(Mo-foil)(102c), 몰리브덴 리드선(Mo-Lead wire)(102d)으로 구성되어 있다. 텅스텐 전극봉(102a)의 선단부에 전극의 온도 상승을 감쇠시키는 기능을 하는 텅스텐 코일(102b)이 감겨 있고, 그 다른 측 끝단부는 석영 유리관(203)의 방전 공간(104)과 전극 조립체(102)를 융착 밀폐시키는 몰리브덴-박(102c)이 스팟 용접으로 연결되어 있으며, 몰리브덴-박(102c)의 또 다른 측 끝단부에도 몰리브덴 재질의 리드선(102d)이 스팟 용접으로 연결되어 있다. 봉함부(103)는 석영 유리관(203)의 내부를 1 기압 이하로 감압한 상태에서 몰리브덴-박(102c)이 위치하는 석영 유리관(203)의 측관부(103a)를 수소와 산소가스 버너로 가열, 연화시켜 장방향의 원형으로 융착 되어 있다.In addition, the electrode assembly 102 is a tungsten-electrode (W-Electrod) 102a, tungsten-coil (W-Coil) 102b, molybdenum-foil (Mo-foil) 102c, molybdenum lead wire (Mo) Lead wire 102d. A tungsten coil 102b is wound around a tip of the tungsten electrode rod 102a, and the other end thereof is connected to the discharge space 104 and the electrode assembly 102 of the quartz glass tube 203. The molybdenum foil 102c to be fusion-sealed is connected by spot welding, and the lead wire 102d of molybdenum material is also connected to the other end of the molybdenum foil 102c by spot welding. The sealing part 103 heats the side pipe part 103a of the quartz glass pipe 203 in which the molybdenum foil 102c is located with the hydrogen and oxygen gas burner in the state which reduced the inside of the quartz glass pipe 203 to 1 atmosphere or less. , Soften and weld in a circular direction .

이와 같이 다른 쪽 봉함부도 상기와 같은 공정으로 반복하여 형성하고 융착 봉함 전에 발광물질인 수은(105a)과 희가스(105b)를 방전 공간(104)에 봉입하고 완전히 융착하여 봉함시킨다.In this manner, the other sealing part is repeatedly formed in the same process as described above, and the mercury material 105a and the rare gas 105b, which are light emitting materials, are encapsulated in the discharge space 104 and completely fused and sealed before fusion sealing.

또, 발광관(101)의 봉함부(103)에는 램프를 점등했을 때 방사되는 복사열 및 자외선을 반사하는 반사판(106)이 설치되고, 봉함부(103)는 석영 자켓(201)의 끝단부와 접합이 용이하도록 외경을 다소 크게 형성시킨다.In addition, the sealing portion 103 of the light emitting tube 101 is provided with a reflecting plate 106 that reflects the radiant heat and ultraviolet rays emitted when the lamp is turned on, and the sealing portion 103 is formed at the end of the quartz jacket 201. The outer diameter is made somewhat larger to facilitate bonding.

그리고 석영 자켓(201)은 외부 표면에 이산화탄소 레이져(co2 Laser) 빔(10.6 마이크로미터)을 조사하여 대략적인 삼각의 합이 180°인 굴절각 보다 작은 임계각(Critical angel)을 가지는 그루브(Groove)(204)의 구조를 형성한 자외선 흡수단이 약 160nm 정도로, 자외선의 투과율이 높은 석영 유리관(Quartz tube)(203)으로 구성된다.In addition, the quartz jacket 201 irradiates a carbon dioxide laser beam (10.6 micrometers) on an outer surface thereof, thereby providing a groove 204 having a critical angel smaller than an angle of refraction of which the sum of the triangulars is approximately 180 °. The ultraviolet absorption end having a structure of) is about 160 nm, and is composed of a quartz tube 203 having a high transmittance of ultraviolet light.

상기와 같은 발광관(101)과 석영 자켓(201)이 준비되면 발광관(101)을 도시하지 않은 지그(jig)에 장착하여, 발광관(101)의 봉함부(103) 끝단부를 석영 자켓(201) 끝단부(206a)의 내측 중앙에 일치시킨 후 한쪽 단면을 버너로 가열하여 용융 접합하게 된다. 이와 같이 다른 반대 측의 끝단부(206b)도 상기와 같은 공정으로 반복하여 접합하면 이중 직관 구조가 만들어지게 된다.When the light emitting tube 101 and the quartz jacket 201 are prepared as described above, the light emitting tube 101 is mounted on a jig (not shown), and the end of the sealing portion 103 of the light emitting tube 101 is formed of a quartz jacket ( 201) After coinciding with the inner center of the end portion 206a, one end surface is heated with a burner to be fused. As such, when the other end portion 206b is repeatedly bonded in the same manner as described above, a double straight pipe structure is formed.

또, 이중 직관 구조에서 발광관 외경부와 석영 자켓 내경부 사이의 일정한 이격 공간(205)에 진공 또는 질소(205a)를 약 400 Torr 봉입시킨 후 융착 하면 자외선 살균 램프가 완성되게 된다.In addition, the UV sterilization lamp is completed by sealing 400 Torr of vacuum or nitrogen 205a in a constant spaced space 205 between the light emitting tube outer diameter and the quartz jacket inner diameter in a double straight tube structure.

이렇게 구성된 자외선 살균 램프는 몰리브덴-리더 선(102d)과 몰리브덴-박(102c)을 거쳐 텅스텐 전극(102a)으로 시동 전기를 인가하면 먼저 텅스텐 전극 표면상의 전계가 큰 부분에서 코로나 방전(Corona discharge)이 일어나고, 방전 공간(104)의 온도가 상승하면 수은(105a)이 가열되어 기화되며, 기화된 수은(105a)의 증기압이 높아지면 아크 방전(Arc dischargr)으로 변환되어 발광 점등된다.The UV germicidal lamp configured as described above has a corona discharge in the portion of the electric field on the surface of the tungsten electrode when the starting electric power is applied to the tungsten electrode 102a via the molybdenum-lead wire 102d and the molybdenum- foil 102c. When the temperature of the discharge space 104 rises, the mercury 105a is heated and vaporized, and when the vapor pressure of the vaporized mercury 105a becomes high, it is converted into an arc discharge and turned on.

자외선 살균 램프가 발광 점등되면 방전 공간(104)에서 300nm이하의 파장 253.7nm와 파장 184.9nm의 단파장 자외선이 방사된다.When the ultraviolet sterilization lamp emits light, short wavelength ultraviolet rays having a wavelength of 253.7 nm or less and a wavelength of 184.9 nm are emitted in the discharge space 104.

이때 발광관(101) 외관과 석영 자켓(201) 내관 사이의 일정한 이격 공간(205)을 진공 또는 질소(205a)로 봉입하여 공기층을 제거한다.At this time, the air gap is removed by enclosing a predetermined space 205 between the exterior of the light emitting tube 101 and the inner tube of the quartz jacket 201 with vacuum or nitrogen 205a.

그리고 이중 직관의 석영 유리관(203)을 투과한 도시하지 않은 자외선은 석영 유리관(203)의 외경부에 위치하는 대략적인 삼각의 합이 180°이고, 굴절각 보다 적은 임계각(Critical angel)을 가지는 그루브(Groove)(204)에서 스넬의 법칙(Law of Snell)에 기준 하여 자외선의 입사각을 굴절시켜, 굴절률이 다른 매질의 경계면 "가"에서 발생하는 자외선의 전반사 현상을 균일도 높은 수직 평행광으로 집광 변환시켜 살균 및 소독 효율이 우수한 자외선을 도시하지 않은 방류수에 조사할 수 있게 되었다.Ultraviolet rays (not shown) transmitted through the double-tube quartz glass tube 203 have grooves having a critical angle smaller than the refractive angle of 180 ° with the sum of the approximate triangles located at the outer diameter of the quartz glass tube 203. Groove (204) refracts the angle of incidence of ultraviolet light based on Law of Snell, condensing and converting the total reflection of ultraviolet light generated at the interface "ga" of the media with different refractive indices into highly uniform vertical parallel light. Ultraviolet rays with excellent sterilization and disinfection efficiency can be irradiated to effluent not shown.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 도 4의 수 처리용 자외선 살균 램프의 "가"를 확대하여 도시한 것으로서, 발광관(101)에서 방사된 자외선(31)이 발광관(101) 외경부와 석영 자켓(201) 내경부 사이의 진공 또는 질소(N2)층(205a)을 투과하여, 석영 자켓을 구성하는 석영 유리층(203)으로 입사되고, 석영 자켓(201)의 외경부 표면에 형성된 삼각 그루브(Groove)(204)는 삼각(A1,A2,A3)의 합이 180°를 이루고, 상단부 선폭 W1은 200마이크로미터 이상, 깊이 D1은 250마이크로미터 이상의 구조로 이루어져 방류수(50)와의 경계면 FL2에서 스넬의 법칙(Law of Snell)에 기준하는 굴절각 보다 작은 임계각(Critical angel)을 가지는 자외선으로 굴절시켜 우수한 투과율과 수직 평행광으로 집광 변환 시켰다.FIG. 5 is an enlarged view of “a” of the water treatment ultraviolet germicidal lamp of FIG. 4 according to an embodiment of the present invention, wherein the ultraviolet ray 31 emitted from the light emitting tube 101 is the outer diameter portion of the light emitting tube 101. And a vacuum or nitrogen (N2) layer 205a between the inner diameter of the quartz jacket 201 and 205a, and are incident on the quartz glass layer 203 constituting the quartz jacket and formed on the outer diameter surface of the quartz jacket 201. The triangular groove (204) has a sum of triangular (A1, A2, A3) of 180 °, the upper line width W1 of 200 micrometers or more, the depth D1 of 250 micrometers or more of the boundary surface with the effluent 50 FL2 was refracted to ultraviolet rays having a critical angel smaller than the refractive angle based on Law of Snell and condensed into excellent transmittance and vertical parallel light.

실시 예 1) Example 1

자외선(31)이 발광관(101)의 a, b지점에서 진공 또는 질소층(205a)을 투과하여, 석영 자켓(201)의 a'로 입사되고, 석영 유리층(203)에서 방류수(50)의 경계면 FL2으로 법선a를 기준 하여 입사각(Incidence) Sin θ1과 굴절각 Sin θ2일 때, "굴절 = 입사각 < 임계각"을 충족하는 각을 이루어 자외선(32a)은 투과된다.Ultraviolet light 31 passes through the vacuum or nitrogen layer 205a at points a and b of the light emitting tube 101 and enters a 'of the quartz jacket 201, and discharges water 50 from the quartz glass layer 203. When the incidence angle Sin θ1 and the refraction angle Sin θ2 with respect to the normal line a as the interface FL2, the ultraviolet ray 32a is transmitted by forming an angle that satisfies “refraction = incident angle <critical angle”.

실시 예 2) Example 2)

자외선(31)이 발광관(101)의 a,b지점에서 진공 또는 질소층(205a)을 투과하여, 석영 자켓(201)의 b'로 입사되고, 석영 유리층(203)에서 방류수(50)의 경계면(FL2)으로 법선b를 기준 하여 입사각 Sin θ1'과 굴절각 Sin θ2'일 때, "굴절 = 입사각 > 임계각"을 이루는 굴절각 Sin θ2'의 각이 90°를 초과하여 자외선(32b)은 석영 유리층(203)에서 대향 하는 다른 쪽 삼각 그루브(Groove)(204)면으로 전반사(Total internal reflection) 되며, 다시 자외선(32b')는 방류수(50)의 경계면(FL2)에서 법선b'를 기준 하여 입사각 Sin θc로 재형성하여 "굴절 = 입사각 < 임계각"을 충족하는 자외선(32b')으로 굴절되어 투과된다.Ultraviolet light 31 penetrates the vacuum or nitrogen layer 205a at points a and b of the light emitting tube 101 and enters the b 'of the quartz jacket 201 and discharges water 50 from the quartz glass layer 203. When the angle of incidence Sin θ1 'and the angle of refraction Sin θ2' with respect to the normal line b is the boundary surface FL2 of the angle, the angle of the refraction angle Sin θ2 'forming the "refractive angle of incidence> critical angle" exceeds 90 ° and the ultraviolet ray 32b is quartz. Total internal reflection from the glass layer 203 to the opposite triangular groove 204 surface, and again the ultraviolet ray 32b 'is based on the normal line b' at the boundary surface FL2 of the effluent 50. Then, the light is re-formed into the incident angle Sin θc to be refracted and transmitted through the ultraviolet ray 32b 'satisfying "refractive = incident angle <critical angle".

실시 예 3) Example 3)

자외선(31)은 발광관(101)의 c지점에서 진공 또는 질소층(205a)을 투과하여, 석영 자켓(201)의 c'로 입사되고, 석영 유리층(203)에서 상기의 실시 예 1), 실시 예 2)를 참조하여, 방류수(50)의 경계면 FL2으로 법선c를 기준하여 "굴절 = 입사각 < 임계각"을 충족하는 각을 이루어 자외선(32c)은 우수한 투과율을 가지는 수직 평행광으로 집광 되어 방류수층(50)에 투과된다.Ultraviolet light 31 passes through the vacuum or nitrogen layer 205a at point c of the light emitting tube 101 and is incident on c 'of the quartz jacket 201, and the first embodiment of the present invention is applied to the quartz glass layer 203. , With reference to the second embodiment, the angle FL satisfies "refraction = incident angle <critical angle" with respect to the normal line c at the boundary surface FL2 of the effluent water 50, and the ultraviolet ray 32c is focused into vertical parallel light having excellent transmittance. It is permeate | transmitted by the discharge layer 50.

도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 도 4의 수 처리용 자외선 살균 램프의 "나"를 확대하여 도시한 단면도이며, 도 6의 (a)는 석영 자켓(201)의 외경부에 일정한 형태로 삼각의 합이 180°이고, 굴절각 보다 작은 임계각(Critical angel)을 가지는 그루브(Groove)(204)를 가변식 간격 구조를 나타내는 단면도이고, 또한 도 6의 (b)는 등간격으로 형성된 구조를 나타내는 단면도이다.Figure 6 is an enlarged cross-sectional view showing "b" of the UV treatment lamp for water treatment of Figure 4 of an embodiment according to the present invention, Figure 6 (a) is a constant shape on the outer diameter portion of the quartz jacket 201 The sum of the triangles is 180 °, and the groove 204 having a critical angel smaller than the refractive angle is a cross-sectional view showing a variable interval structure, and FIG. 6B shows a structure formed at equal intervals. It is a cross section.

도 6의 (a)는 석영 자켓(201) 중앙부(center)에서 그루브(Groove)(204)의 형성은 시작되며, 발광관 내의 텅스텐 전극봉(102a) 선단부 L1까지 거리(L)를 일정 비율로 나누어 그루브(Groove)(204)의 Pitch 간격을 가변식(Dummy variable)(P1=1)으로 점점 줄여 Pitch 간격(PCn=0)을 형성하였고, 또한 반대 측에 대향 하는 그루브(Groove)(204)도 상기와 같은 공정으로 텅스텐 전극봉(102a) 선단부 L1'까지 구성하였다.FIG. 6A illustrates the formation of the groove 204 at the center of the quartz jacket 201 and divides the distance L to the tip L1 of the tungsten electrode 102a in the light emitting tube by a predetermined ratio. The pitch interval of the groove 204 was gradually reduced to a dummy variable (P1 = 1) to form a pitch interval (PCn = 0), and a groove 204 facing the opposite side was also formed. In the same process as described above, up to the tip end portion L1 ′ of the tungsten electrode rod 102a.

도 6의 (b)는 발광관 내의 전극봉(102a) 선단부 (L1)에서 반대 측에 대향 하여 위치하는 텅스텐 전극봉(102a) 선단부 (L1')까지의 거리 (L)사이에 일정한 등간격(Equal interval)으로 나누어 Pitch (P1)을 PCn 를 이루는 그루브(Groove)를 구성하였다.FIG. 6B shows a constant equal interval between the distance L from the tip L1 of the electrode 102a in the light tube to the tip L1 'of the tungsten electrode 102a positioned opposite to the opposite side. ), A pitch (P1) was formed to form a groove forming PCn.

11,101 발광관
12a,102a 텅스텐 전극봉
12b,102b 텅스텐 코일
12c,102c 몰리브덴 박
12d,102d 몰리브덴 리드선
13,103 발광관 봉함부
14 종래의 수 처리용 자외선 살균 램프의 세라믹 베이스
15a,104 방전 공간
15b,105a 수은
15c,105b 희가스
16 종래의 수 처리용 자외선 살균 램프의 석영 자켓 내 공기층
17,201 석영 자켓
17a,203 석영 자켓 유리층
18,301 냉각 챔버
19,302 고무링
20,303 종래의 수 처리용 자외선 살균 램프의 냉각 챔버 부쉬
21,304 종래의 수 처리용 자외선 살균 램프의 냉각 챔버 캡
22,320 종래의 수 처리용 자외선 살균 램프의 냉각 챔버 내 냉각수
102 본 발명의 실시예에 따른 수 처리용 자외선 살균 램프의 전극 조립체
102e 본 발명의 실시예에 따른 수 처리용 자외선 살균 램프의 발광관 최냉부
106 본 발명의 실시예에 따른 수 처리용 자외선 살균 램프의 자외선 반사판
204 본 발명에 따른 수처리용 자외선 살균 램프의 석영 자켓 삼각 그루브(Groove)
205 본 발명의 실시예에 따른 수 처리용 자외선 살균 램프의 석영 자켓 내 이격 공간
205a 본 발명의 실시예에 따른 수 처리용 자외선 살균 램프의 석영 자켓 내 진공 또는 질소층
206 본 발명의 실시예에 따른 수 처리용 자외선 살균 램프의 석영 자켓 끝단부
206a,b 본 발명의 실시예에 따른 수 처리용 자외선 살균 램프의 석영 자켓 융착부11,101 light tubes
12a, 102a tungsten electrode
12b, 102b Tungsten Coil
12c, 102c molybdenum foil
12d, 102d molybdenum lead wire
13,103 Light-emitting tube seal
14 Ceramic base of conventional UV sterilization lamp for water treatment
15a, 104 discharge space
15b, 105a mercury
15c, 105b rare gas
16 Air layer in quartz jacket of conventional UV treatment lamp for water treatment
17,201 quartz jacket
17a, 203 Quartz Jacketed Glass Layer
18301 cooling chamber
19,302 rubber ring
20,303 Cooling Chamber Bush of Conventional Water Treatment UV Sterilization Lamp
21,304 Cooling chamber cap of conventional UV sterilization lamp for water treatment
22,320 Coolant in cooling chamber of conventional UV treatment lamp for water treatment
102 Electrode assembly of UV treatment lamp for water treatment according to an embodiment of the present invention
102e The coldest part of the light emitting tube of the ultraviolet sterilization lamp for water treatment according to the embodiment of the present invention
106 Ultraviolet reflector of ultraviolet sterilization lamp for water treatment according to an embodiment of the present invention
204 Quartz jacketed triangular groove of UV germicidal lamp for water treatment according to the present invention
205 Separation space in the quartz jacket of the UV treatment lamp for water treatment according to the embodiment of the present invention
205a Vacuum or nitrogen layer in quartz jacket of UV treatment lamp for water treatment according to an embodiment of the present invention
206 Quartz jacket end of the UV treatment lamp for water treatment according to an embodiment of the present invention
206a, b Quartz jacket fusion of the UV treatment lamp for water treatment according to an embodiment of the present invention

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 석영 유리로 구성되고 내부에는 수은(Hg) 및 시동용 희가스가 봉입되는 방전 공간을 가지는 직관형 발광관과,
상기 방전 공간의 양 끝단에 일정한 간격으로 대향하여 위치하며 몰리브덴 박을 포함하는 구성품으로 형성되고, 상기 몰리브덴 박 일부분과 상기 직관형 발광관의 양 끝단 봉함부가 융착하는 한 쌍의 전극 조립체와,
상기 발광관의 양 끝단 봉함부에 삽입 설치되는 반사판과,
내경부 중심축과 평행하게 상기 직관형 발광관이 위치되고, 양 끝단이 상기 직관형 발광관의 양 끝단 봉함부와 융착 결합되는 석영 유리로 구성되는 석영 자켓을 포함하는 이중관 구조로 구성되고,
상기 석영 쟈켓 외경부 표면에 등간격 및 가변 피치를 이루는 CO2 레이져 빔으로 삼각의 합이 180°를 이루는 그루브(Groove)를 구비하는 것을 특징으로 하는 수 처리용 자외선 살균 램프.
A straight tube light emitting tube made of quartz glass and having a discharge space inside which mercury (Hg) and a rare gas for starting are enclosed;
A pair of electrode assemblies disposed opposite to each other at regular intervals on the ends of the discharge space and formed of a component including molybdenum foil, wherein a portion of the molybdenum foil and both ends of the straight tube tube are fused to each other;
A reflector plate inserted into both ends of the light emitting tube and sealed;
The tubular light emitting tube is positioned parallel to the central axis of the inner diameter portion, and the double tube structure includes a quartz jacket formed of quartz glass, both ends of which are fusion-bonded with both ends of the straight tube light emitting tube.
UV sterilization lamp for water treatment, characterized in that the surface of the quartz jacket having a groove (Groove) of the sum of the triangular 180 ° with a CO 2 laser beam of equal intervals and variable pitch.
제 4항에 있어서,
상기 석영 자켓 외경부 표면에는 상단부 선 폭이 200 마이크로미터 이상이고, 깊이 250 마이크로미터 이상의 삼각 그루브(Groove)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수 처리용 자외선 살균 램프.
5. The method of claim 4,
Ultraviolet germicidal lamp for water treatment, characterized in that the upper surface of the quartz jacket outer diameter is 200 micrometers or more, triangular groove (groove) of 250 micrometers or more depth is formed.
냉각수의 유입부와 배출부를 구성하여 순환되는 구조를 이루는 냉각 챔버와,
상기 제4항 또는 제5항 중에서 선택된 어느 한 항의 자외선 살균 램프와,
상기 냉각 챔버의 양 끝단에 고무 링, 부쉬, 캡에 의해 상기 자외선 살균 램프의 석영 자켓 외경부를 밀폐 조립하고, 상기 냉각 챔버 내부의 냉각수가 상기 자외선 살균 램프의 석영 자켓 외경부를 냉각시키는 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 자외선 살균 시스템.
A cooling chamber constituting the inlet and the outlet of the cooling water and circulating therein;
UV germicidal lamp of any one selected from claim 4 or 5,
And an apparatus for sealing the outer diameters of the quartz jacket of the ultraviolet germicidal lamp by means of rubber rings, bushes, and caps at both ends of the cooling chamber, and the cooling water inside the cooling chamber for cooling the outer diameter of the quartz jacket of the ultraviolet germicidal lamp. UV sterilization system, characterized in that.
제 4항에 있어서,
상기 반사판은 상기 직관형 발광관에서 방출되는 파장 315~380nm인 자외선 A와, 파장 280~315nm인 자외선 B와, 파장 100~280nm인 자외선 C와 파장 760nm 이상인 복사열을 반사시키는 것을 특징으로 하는 수 처리용 자외선 살균 램프.
5. The method of claim 4,
The reflecting plate reflects ultraviolet rays A having a wavelength of 315 to 380 nm, ultraviolet rays B having a wavelength of 280 to 315 nm, ultraviolet rays C having a wavelength of 100 to 280 nm, and radiant heat having a wavelength of 760 nm or more. UV germicidal lamp.
제 4항에 있어서,
상기 석영 자켓의 석영 유리와 상기 직관형 발광관 사이에 형성되는 중공부를 진공 또는 질소(N2)가 300~450torr로 봉입되는 것을 특징으로 하는 수 처리용 자외선 살균 램프.5. The method of claim 4,
Ultraviolet disinfection lamp for water treatment, characterized in that the hollow portion formed between the quartz glass of the quartz jacket and the tube-shaped light emitting tube is sealed with a vacuum or nitrogen (N2) 300 ~ 450torr.
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