JP2009240885A - サイクロン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクロン装置において、処理流体から異物を確実に分離するとともに、この異物及びこの異物が分離された処理流体の無害化処理をも同時に行うことで、装置の設置スペースの増大及び高コスト化を防止し、また、より効率よく無害化を実現する。
【解決手段】内部で処理流体が旋回する円筒状のケーシング本体３と、ケーシング本体３の上部に接続され処理流体Ｆを導入可能な導入路４と、ケーシング本体３の底部２ａを開口して形成され、処理流体Ｆから分離された異物Ｓを排出する底部排出口５とを備え、ケーシング本体３の天井中心部１ｂから下方に向けて突出して配置され、異物Ｓが分離された処理流体Ｆをケーシング本体３上方に導いて外部へ排出可能な上行排出空間６ａを内側に形成するとともに、少なくとも上行排出空間６ａに紫外線ＵＶを照射可能な紫外線照射手段７からなるケーシング本体３と同心の上部排出管６を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、処理流体から異物を分離するサイクロン装置に関し、特に、処理流体から異物を分離するとともに、当該異物が分離された処理流体に紫外線を照射する紫外線照射手段を備えたサイクロン装置に関する。

従来、サイクロン装置の一つとして、例えば、円筒部とこの円筒部の下方から縮径する円錐部とからなるケーシング本体（本願の円筒状のケーシング本体に相当）と、円筒部の上部に接続され処理流体を導入可能な導入路と、円錐部の底部を開口して形成され処理流体から分離された異物を排出する底部排出口と、円筒部の天井中心部から下方に向けて突出して配置され、異物が分離された処理流体をケーシング本体上方に導いて外部へ排出可能な上行排出空間を内側に形成するとともに、円筒部と同心の上部排出管とを備えたサイクロン装置がある（例えば、特許文献１参照）。このサイクロン装置では、導入路から導入する塵埃（本願の異物に相当する）を含む空気（本願の処理流体に相当する）に予め水分を付与して塵埃を加湿するので、塵埃が微細な場合であってもケーシング本体内に導入される前に確実に重量を増やしておくことができ、ケーシング本体内に発生する旋回流により当該塵埃に十分な遠心力を生じさせて、確実かつ効率よく空気と塵埃とを分離することができる。

特開平９−１２２４３１号公報

さて、特許文献１に開示のサイクロン装置では、塵埃を含む空気を、効率よく塵埃と空気とに分離することができ、分離された塵埃は底部排出口から排出されるとともに、分離された空気は上部排出管の内側に形成された上行排出空間から排出される。
しかしながら、分離された空気には、極僅かであるが分離しきれなかった微細な塵埃が残留している場合があり、例えば、この微細な塵埃に有害な物質が含まれている場合には、そのまま外部に排出することはできず、何らかの無害化処理を行うことが好ましい。同様に、分離された塵埃についても、何らかの無害化処理を行うことが好ましい。
このような無害化処理としては、従来、サイクロン装置により分離され、当該サイクロン装置から取り出した空気及び塵埃を別の装置、例えば、マイクロ波を照射して有害物質の分解を行うことができる装置にそれぞれを導入することにより行っていた。したがって、塵埃と空気との分離、分離後の塵埃と空気との無害化処理はそれぞれ別の装置で行われており、装置の設置スペースの増大及び高コスト化を招いていた。また、無害化処理等を行うにあたっては、より効率よく処理を行うためにマイクロ波を照射することに加えて、紫外線を照射することなどにより改良を図ることが好ましい。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイクロン装置において、処理流体から異物を確実に分離するとともに、この異物及びこの異物が分離された処理流体の無害化処理をも同時に行うことで、装置の設置スペースの増大及び高コスト化を防止し、また、より効率よく無害化を図ることができる技術を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係るサイクロン装置は、内部で処理流体が旋回する円筒状のケーシング本体と、前記ケーシング本体の上部に接続され処理流体を導入可能な導入路と、前記ケーシング本体の底部を開口して形成され、前記処理流体から分離された異物を排出する底部排出口とを備え、前記ケーシング本体の天井中心部から下方に向けて突出して配置され、前記異物が分離された処理流体を前記ケーシング本体上方に導いて外部へ排出可能な上行排出空間を内側に形成するとともに、少なくとも前記上行排出空間に紫外線を照射可能な紫外線照射手段からなる前記ケーシング本体と同心の上部排出管を備えた点にある。

上記特徴構成によれば、導入路からケーシング本体の上部に導入された処理流体は、当該ケーシング本体内において一定の回転方向で螺旋状に回転する旋回流を形成しながら下降し、比較的重量の重い異物はケーシング本体の底部に設けられた底部排出口から排出され、一方、異物が分離された比較的重量の軽い処理流体は底部排出口から排出されずに反転上昇し、ケーシング本体の天井中心部から下方に向けて突出して配置された上部排出管の内側に形成される上行排出空間から当該ケーシング本体上方に導かれ、外部に排出されることとなる。ここで、上記特徴構成では、内側に上行排出空間を形成する上部排出管は紫外線照射手段で形成されており、この上行排出空間を通過する、異物が分離された処理流体に紫外線を照射して、例えば、分離された処理流体中に微細な異物（例えば、有害物質を含む微細な異物）が含まれている場合であっても、確実に紫外線を照射して無害化処理でき、無害化した処理流体を外部に排出できる。また、紫外線照射手段からの紫外線は、当該紫外線照射手段の内側と隣接する上行排出空間に直接的に、より近接した状態で照射することができ、より効率よく無害化処理を行うことができる。したがって、処理流体から異物を分離するとともに、異物が分離された処理流体の無害化処理を同時に、かつ効率的に行うことができる。
さらに、上記のように紫外線照射手段を設けても、上部排出管としての機能を紫外線照射手段が担うため、サイクロン装置における異物の分離能力の低下を招くことが無いとともに、紫外線照射手段を設けた無害化のための装置を別途用意する必要が無いため、装置の設置スペースの増大及び高コスト化を防止することができる。
なお、紫外線照射手段が照射する紫外線は、当該紫外線照射手段の内側に形成される上行排出空間のみならず外側にも照射することができ、当該紫外線照射手段の外側とケーシング本体の内壁面部分との間に存在する塵埃（旋回している塵埃や当該内壁面部分に付着している塵埃など）にも照射されて、当該塵埃に含まれる有害物質を当該紫外線により無害化処理することもできる。
よって、上記サイクロン装置においては、処理流体から異物を確実に分離するとともに、この異物及び異物が分離された処理流体の無害化処理をも同時に行うことで、装置の設置スペースの増大及び高コスト化を防止し、また、より効率よく無害化を図ることができる。

本発明に係るサイクロン装置の更なる特徴構成は、前記紫外線照射手段にマイクロ波を照射可能なマイクロ波照射手段を、前記ケーシング本体の上部に備え、前記紫外線照射手段がマイクロ波を透過可能な無電極紫外線ランプからなり、前記マイクロ波照射手段から照射される前記マイクロ波により前記無電極紫外線ランプを発光させて、少なくとも前記上行排出空間に紫外線を照射可能に構成された点にある。

本特徴構成によれば、紫外線照射手段がマイクロ波を透過可能な無電極紫外線ランプで構成され、マイクロ波照射手段が当該無電極紫外線ランプにマイクロ波を照射可能にケーシング本体の上部に配置されるので、当該マイクロ波照射手段から照射されたマイクロ波が当該無電極紫外線ランプを透過し内部に封入されたガスを励起して、紫外線を発光させることができる。この紫外線が無電極紫外線ランプの内側の上行排出空間に照射されることにより、異物が分離され当該上行排出空間内を通過する処理流体に紫外線を照射することができる。また、当該紫外線照射手段の外側とケーシング本体の内壁面部分との間に存在する塵埃（旋回している塵埃や当該内壁面部分に付着している塵埃など）にも紫外線を照射することができる。さらに、マイクロ波照射手段から照射されたマイクロ波は、無電極紫外線ランプだけではなく、同時にケーシング本体内に存在する塵埃を含む処理流体にも照射されることから、当該マイクロ波により処理流体の無害化処理をも同時に行うことができる。
したがって、紫外線を照射するための単独の電源を設けなくても、マイクロ波による処理流体の無害化処理を行いつつ、同時に紫外線を照射して処理流体及び異物の無害化処理を行うことができる。
この際には、筒状に形成又は配置された無電極紫外線ランプを用いると、当該無電極紫外線ランプの軸方向の一端（上記ケーシング本体の上部）から、この無電極紫外線ランプに封入されたガスにマイクロ波が照射されるので、マイクロ波の照射方向が無電極紫外線ランプの軸方向とほぼ平行或いは鋭角に交わるようになり、マイクロ波が無電極紫外線ランプに封入されたガスを確実に励起することができ、良好に紫外線を照射することができる。

本発明に係るサイクロン装置の更なる特徴構成は、前記底部排出口から排出された異物を貯留する貯留部を備え、前記マイクロ波照射手段からのマイクロ波を、前記貯留部に存在する異物に照射可能に構成された点にある。

本特徴構成によれば、処理流体から分離された異物は貯留部に貯留され、当該貯留部にマイクロ波が照射されるので、有害物質が存在する可能性がある異物に確実にマイクロ波を照射して無害化処理を行うことができる。
よって、処理流体から異物を分離するとともに、当該異物の無害化処理を同時に、かつ効率的に行うことができる。

本発明に係るサイクロン装置の更なる特徴構成は、前記処理流体が液体であり、前記紫外線照射手段が有電極紫外線ランプである点にある。

処理流体が液体である場合には、例えば、ケーシング本体内に照射されたマイクロ波が当該液体に吸収される率が高くなるが、より無害化処理に効果の高い紫外線を用いるために当該マイクロ波を用いて無電極紫外線ランプから紫外線を発生させると、十分な強度の紫外線を得ることが困難となる。そこで、本特徴構成では、処理流体を液体とする場合において、有電極紫外線ランプを用い、強度の強い安定した紫外線を当該液体に照射することで、当該紫外線により確実に無害化処理を行うことができる。

本発明に係るサイクロン装置の更なる特徴構成は、前記紫外線照射手段から照射された紫外線が前記ケーシング本体の内壁面部分に到達可能に構成され、当該内壁面部分の前記紫外線が到達する位置に光触媒が設置された点にある。

本特徴構成によれば、紫外線照射手段により照射された紫外線が到達するケーシング本体の内壁面部分に光触媒を備えるので、当該紫外線の照射により光触媒を活性化（例えば、正孔生成による強い酸化力を発現）して、当該内壁面部分に存在し当該光触媒に接触する処理流体や異物の無害化処理を確実に促進することができる。

本願に係るサイクロン装置５０について、図１、図２に基づいて説明する。図１はサイクロン装置５０の軸方向に平行な断面の概略構成を示す図であり、図２は図１の矢示方向におけるＡ−Ａ断面の概略構成を示す図である。
サイクロン装置５０は、異物を含む処理流体から当該異物と処理流体とを分離する装置であるとともに、マイクロ波ＭＷ及び紫外線ＵＶの両方により異物及び処理流体を処理する装置である。
具体的には、サイクロン装置５０は、例えば、図１及び図２に示すように、円筒部１とこの円筒部１の下方から縮径する円錐部２とからなる円筒状のケーシング本体３と、円筒部１の上側部（上部）１ａに接続され、この上側部１ａに処理流体を導入可能な導入路４と、円錐部２の底部２ａを開口して形成され、処理流体から分離された異物を排出する底部排出口５と、底部排出口５から排出された異物を貯留する貯留部１０と、円筒部１の天井中心部１ｂから下方に向けて突出して配置され、異物が分離された処理流体をケーシング本体３上方に導いて外部へ排出可能な上行排出空間６ａを内側に形成するとともに、円筒部１及び円錐部２（ケーシング本体３）と同心の上部排出管６とを備えて構成され、上部排出管６の上行排出空間６ａから排出される処理流体を外部に排出する排出路８が、当該上部排出管６に接続されている。
したがって、サイクロン装置５０においては、導入路４からケーシング本体３における円筒部１の上側部１ａに導入された処理流体は、当該ケーシング本体３内で一定の回転方向で螺旋状に回転する旋回流を形成しながら下降し、比較的重量の重い異物はケーシング本体３の底部２ａに設けられた底部排出口５から排出されて貯留部１０に貯留され、一方、異物が分離された比較的重量の軽い処理流体は底部排出口５から排出されずに反転上昇し、円筒部１の天井中心部１ｂに配置され上部排出管６の内側に形成された上行排出空間６ａからケーシング本体３の上方に導かれ、排出路８を通過してケーシング本体３の外部に排出されることとなる。これにより、異物を含む処理流体から、異物と処理流体とを良好に分離することができる。
加えて、詳細は後述するが、サイクロン装置５０は、図１及び図２に示すように、ケーシング本体３内に紫外線ＵＶを照射可能な紫外線照射手段７と、ケーシング本体３の円筒部１の天井部（上部）１ｃに配置されてケーシング本体３内にマイクロ波ＭＷを照射可能なマイクロ波照射手段９とを備えて構成されている。したがって、サイクロン装置５０においては、導入路４からケーシング本体３内に導入された異物を含む処理流体や、分離後の異物・処理流体などにマイクロ波ＭＷ及び紫外線ＵＶを照射して無害化処理した後、分離後の処理流体を上行排出空間６ａを介して排出路８に排出し、分離後の異物を貯留部１０に貯留することが可能に構成されている。
よって、サイクロン装置５０においては、処理流体から異物を確実に分離するとともに、この異物及び異物が分離された処理流体の無害化処理をも同時に行うことができるよう構成されている。
以下、本願に係るサイクロン装置５０の構成の詳細について、塵埃Ｓ（異物の一例）を含む気体Ｆ（処理流体の一例）の分離をする際に、分離した塵埃Ｓ及び分離した気体Ｆに含まれる有機ハロゲン化合物の分解処理（無害化処理の一例）を行う場合の例を説明する。なお、分解処理としては、例えば、有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化処理を行うことができる。

ケーシング本体３は、円筒部１と、この円筒部１の下方から縮径する円錐部２とから構成される。円筒部１は、ケーシング本体３の上部外形を形成する部材であり、天井部１ｃが閉鎖されるとともに、下部が開口されて当該下部が円錐部２と接合されている。円筒部１の天井部１ｃの天井中心部１ｂには、後述する上部排出管６が当該天井中心部１ｂから下方に向けて突出するように配置され、また、後述するマイクロ波照射手段９が、天井部１ｃにおける上部排出管６が配置された箇所よりも外周側部位に配置（例えば図１、図２では、２個配置）されている。さらに、円筒部１の上側部１ａには、当該円筒部１内の内壁面の接線方向に気体Ｆを導入可能な導入路４が接続されている。一方、円錐部２は、ケーシング本体３の下部外形を形成する部材であり、上部が開口されて当該上部が円筒部１と接合されるとともに、底部２ａが開口されて底部排出口５とされており、この円錐部２の上部から底部２ａへと直径が縮径するように形成されている。この底部排出口５の下方には分離した塵埃Ｓを貯留可能な貯留部１０が配置されている。貯留部１０は、内部に貯留された塵埃Ｓを取り出すことができるように、取り外し可能に構成されている。これら、ケーシング本体３（円筒部１、円錐部２）や貯留部１０は、例えば、鉄、アルミニウム、銅等の金属、ステンレス鋼、ジュラルミン等の合金で構成することができる。そして、ケーシング本体３の内壁面部分３ａ（円筒部１、円錐部２の内壁面部分）や貯留部１０の内壁面は、少なくともマイクロ波ＭＷを反射することができる反射材で形成されており、当該反射材として、例えば、上記ケーシング本体３と同様の金属や合金で構成することにより、マイクロ波ＭＷを良好に反射して、当該マイクロ波ＭＷがサイクロン装置５０の外部に漏出することを防止している。なお、円筒部１の天井部１ｃのうち、後述するマイクロ波照射手段９の入射導波管９ｂが配置される箇所は、マイクロ波ＭＷを透過することができる部材から構成されており、この部材としては、例えば、ガラス等の無機材料、陶器、磁器、セラミックス等の焼成体等が挙げられるが、機械的強度、マイクロ波ＭＷ及び紫外線ＵＶの透過性を確保する観点から石英ガラスにより構成することが好ましい。さらに、サイクロン本体３の内壁面部分３ａには、紫外線ＵＶにより活性化（例えば、正孔生成による強い酸化力を発現）する光触媒が設けられており、この光触媒としては、例えば、ＴｉＯ₂、ＺｎＯなどを用いることができる。

上部排出管６は、両端が開口した円筒状に形成されており、一端が円筒部１の天井中心部１ｂに配置され、他端が当該天井中心部１ｂから下方に突出するように、円筒部１と同心（それぞれの軸心が一致する同心円状となるよう）に配置されている。すなわち、この上部排出管６の中心軸はサイクロン装置５０の中心軸（ケーシング本体３の中心軸）と一致するように、同方向（図１上、上下方向）に配置されている。また、当該円筒状に形成された上部排出管６の内側には円筒状の上行排出空間６ａが形成され、下方に突出した他端側から塵埃Ｓが分離された後の気体Ｆを、当該上行排出空間６ａを介してケーシング本体３の上方に導いて外部へ排出可能に構成されている。また、この上行排出空間６ａの上方には排出路８が接続されている。なお、ケーシング本体３（円筒部１、円錐部２）、導入路４、底部排出口５、上部排出管６、排出路８、貯留部１０等の形状は、塵埃Ｓと気体Ｆとを良好に分離することが可能な公知のサイクロン装置の形状を採用することができる。

そして、特に本実施形態では、この上部排出管６は、紫外線照射手段７によって形成されている。すなわち、上部排出管６は上述した機能のみではなく、紫外線照射手段７として紫外線ＵＶを照射することもできるように構成されており、別途、紫外線照射手段７を有する装置を設置する必要がなく、装置構成のコンパクト化及び低コスト化が可能となっている。
この紫外線照射手段７は、上記上部排出管６と同様に円筒状に形成され、紫外線ＵＶを照射することができるように構成された公知の紫外線照射手段を用いることができる。例えば、円筒状の無電極紫外線ランプ７ａ、円筒状の有電極紫外線ランプ等を用いることができる。ここでは、円筒状の無電極紫外線ランプ７ａを用いた場合について説明する。
無電極紫外線ランプ７ａは、例えば、図１及び図２に示すように、両端が開口された円筒状の内管７ａ１と外管７ａ２とからなる二重管構造に形成され、内管７ａ１の外径は、外管７ａ２の内径よりも小さく構成され、内管７ａ１と外管７ａ２とはそれぞれの軸心が一致するように同心円状に配置されている。この二重管構造を形成する内管７ａ１と外管７ａ２との間にはガス封入空間７ａ３が密閉空間として形成されており、このガス封入空間７ａ３は低圧状態（真空付近）とされ、マイクロ波ＭＷ等が照射されて励起されることにより紫外線ＵＶを照射可能なガスが封入されている。封入するガスは励起されて紫外線ＵＶを照射することができるガスであれば特に制限されないが、例えば、アルゴン、フッ素、窒素、キセノンなどのガスを個別に又は併用して用いることができる。また、このようなガスに加え、硫黄や水銀などの固体を封入したものが知られている。なお、無電極紫外線ランプ７ａを用いた場合には、有電極紫外線ランプを用いた場合と比較して、封入するガスに水銀を使わないように工夫することができ、無電極紫外線ランプ７ａが仮に破損したとしても水銀が飛散するおそれを無くすことができる利点がある。ここで、紫外線ＵＶとは、１０〜４００ｎｍ程度の周波数の電磁波をいう。また、内管７ａ１及び外管７ａ２は、マイクロ波ＭＷ及び紫外線ＵＶを透過可能な部材から構成されており、この部材としては、例えば、ガラス等の無機材料、陶器、磁器、セラミックス等の焼成体等が挙げられるが、機械的強度、マイクロ波ＭＷ及び紫外線ＵＶの透過性を確保する観点から石英ガラスにより構成することが好ましい。さらに、内管７ａ１の内側には、上述した上行排出空間６ａが形成され、外管７ａ２の外側には、当該外管７ａ２と対向する位置にケーシング本体３の内壁面部分３ａが存在する。したがって、マイクロ波ＭＷが無電極紫外線ランプ７ａ内のガス封入空間７ａ３に照射されると、内管７ａ１の内側の上行排出空間６ａ、及び外管７ａ２の外側に位置する内壁面部分３ａに、紫外線ＵＶを全体にわたって照射可能に構成されている。

マイクロ波照射手段９は、マイクロ波発振器９ａ、入射導波管９ｂから構成され、円筒部１の天井部１ｃのうち、マイクロ波ＭＷを透過する材料で形成された部位の外壁面側に、入射導波管９ｂを介してマイクロ波発振器９ａが設けられる。また、マイクロ波照射手段９は、円筒部１の天井部１ｃにおける上部排出管６の外周側部位に配置（複数配置できるが、例えば、図１、図２では２個配置）される。また、マイクロ波発振器９ａとしては、例えば、マイクロ波ＭＷを照射可能なマグネトロン等を用いることができる。ここで、マイクロ波ＭＷとは、周波数が３００ＭＨｚ〜３ＴＨｚ程度であり、波長が１００μｍ〜１ｍ程度の電磁波であり、例えば、９５０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ程度の周波数が含まれる。マイクロ波発振器９ａから照射されたマイクロ波ＭＷは入射導波管９ｂを通過し、天井部１ｃのうちマイクロ波ＭＷを透過する材料で形成された部位を介して、無電極紫外線ランプ７ａ（上部排出管６）の軸方向とほぼ平行或いは鋭角に交わるように、ケーシング本体３内に照射される（図１上、上側から下側方向）。このケーシング本体３内に照射されたマイクロ波ＭＷの一部は、無電極紫外線ランプ７ａの二重管構造に形成されガスが封入されたガス封入空間７ａ３に直接的に照射されて当該ガスを励起するように構成され、当該ガスにより吸収されなかった当該マイクロ波ＭＷは上行排出空間６ａ内における、塵埃Ｓを分離後の気体Ｆにも照射される。また、マイクロ波ＭＷの他部は、ケーシング本体３内に存在する気体Ｆや貯留部１０に貯留された塵埃Ｓに照射される。

次に、サイクロン装置５０の動作について説明する。
図１、図２に示すように、マイクロ波発振器９ａからマイクロ波ＭＷが発振されると、当該マイクロ波ＭＷが入射導波管９ｂを通過して円筒部１の天井部１ｃからケーシング本体３内に照射される（図１上、上側から下側）。このマイクロ波発振器９ａにより照射されたマイクロ波ＭＷは、円筒部１の天井部１ｃに配置された無電極紫外線ランプ７ａの軸方向の一端付近から下方に突出した他端方向に照射されることとなる。したがって、このケーシング本体３内に照射されたマイクロ波ＭＷの一部は、無電極紫外線ランプ７ａ内のガス封入空間７ａ３に直接照射され、当該ガス封入空間７ａ３内のガスが励起される。この場合、マイクロ波ＭＷが無電極紫外線ランプ７ａのガス封入空間７ａ３に沿う方向（マイクロ波ＭＷとガス封入空間７ａ３とが比較的鋭角となる方向）に照射されると、当該ガス封入空間７ａ３の軸方向に、より多くのマイクロ波ＭＷが通過することとなるので、当該ガス封入空間７ａ３に封入されたガスをより確実に励起することができる。
したがって、無電極紫外線ランプ７ａの内管７ａ１の内側である上行排出空間６ａに、別途の電源を必要とせずに紫外線ＵＶを照射することができ、当該上行排出空間６ａに存在する、塵埃Ｓが分離された気体Ｆ（微細な塵埃Ｓが残っている場合もある）中の有害物質の分解処理を確実に行える状態となる。この際には、無電極紫外線ランプ７ａ内から紫外線ＵＶが上行排出空間６ａの全体にわたって照射されるので、紫外線ＵＶをできるだけ均一に照射して気体Ｆ中の有害物質の分解処理能力を向上させることが可能である。また、同時に、無電極紫外線ランプ７ａの外管７ａ２の外側にも紫外線ＵＶを照射することができ、当該外管７ａ２の外側のサイクロン本体３内の空間及び内壁面部分３ａに存在する気体Ｆや塵埃Ｓ中の有害物質の分解処理を確実に行える状態となる。
一方、ケーシング本体３内に照射されたマイクロ波ＭＷは、無電極紫外線ランプ７ａ内のガス封入空間７ａ３内のガスを励起しつつ、当該ガスに吸収されなかったマイクロ波ＭＷが当該ガス封入空間７ａ３を透過し上部排出空間６ａに照射され、当該上行排出空間６ａに存在する、塵埃Ｓが分離された気体Ｆ（微細な塵埃Ｓが残っている場合もある）中の有害物質の分解処理を確実に行える状態となる。また、このケーシング本体３内に照射されたマイクロ波ＭＷの他部は、ケーシング本体３内の無電極紫外線ランプ７ａ以外の空間や内壁面部分３ａ及び貯留部１０にも照射され、当該空間や内壁面部分３ａ及び貯留部１０に存在する気体Ｆや塵埃Ｓ中の有害物質の分解処理を確実に行える状態となる。
これらにより、紫外線にＵＶによる有害物質の分解処理に加えて、マイクロ波ＭＷによる分解処理をも同時に行える状態となる。

この状態で、例えば、ポンプ等の動力源（図示せず）を用いて、ごみ焼却炉等で生成した塵埃Ｓを含む気体Ｆを、導入路４からケーシング本体３内（円筒部１内）の上側部１ａの接線方向に連続的に導入する。なお、当該塵埃Ｓには有害物質である有機ハロゲン化合物等が含まれている場合がある。導入された気体Ｆは、ケーシング本体３内で一定の回転方向で螺旋状に回転する旋回流を形成しながら下降し、比較的重量の重い塵埃Ｓはケーシング本体３の底部２ａに設けられた底部排出口５から排出されて貯留部１０に貯留され、一方、塵埃Ｓが分離された比較的重量の軽い気体Ｆは底部排出口５から排出されずに反転上昇し、円筒部１の天井中心部１ｂに配置され上部排出管６の内側に形成された上行排出空間６ａからケーシング本体３の上方に導かれ、排出路８を通過してケーシング本体３の外部に排出されることとなる。これにより、塵埃Ｓを含む気体Ｆから、塵埃Ｓと気体Ｆとを良好に分離することができる。
これに加えて、上述のとおり、ケーシング本体３内には、紫外線ＵＶ及びマイクロ波ＭＷが照射されているので、塵埃Ｓと気体Ｆ中に含まれる有害物質の分解処理を同時に行うことができる。
具体的には、導入された気体Ｆが、螺旋状に回転して下降している際に、当該気体Ｆ及び当該気体Ｆに含まれる塵埃Ｓに紫外線ＵＶ及びマイクロ波ＭＷを照射して有害物質の分解処理を行うことができる。この際、ケーシング本体３の内壁面部分３ａに当該気体Ｆや塵埃Ｓが接触すると、当該内壁面部分３ａに設けられ紫外線ＵＶが照射されて活性化した光触媒に接触し、当該気体Ｆや塵埃Ｓに含まれる有害物質の分解処理がより促進される。なお、当該内壁面部分３ａには、上記旋回流により比較的重量の重い塵埃Ｓが付着している場合等があるが、このような場合であっても、当該塵埃Ｓ中の有害物質を確実に分解処理することができる。
また、貯留部１０に貯留した塵埃Ｓには、少なくともマイクロ波ＭＷが確実に照射されるので、当該塵埃Ｓ中に含まれる有害物質の分解処理を確実に行うことができる。
さらに、塵埃Ｓが分離された後の気体Ｆは、底部排出口５から排出されずに反転上昇し、上部排出管６の内側に形成された上行排出空間６ａを通過するので、無電極紫外線ランプ７ａからの紫外線ＵＶ及びマイクロ波発振器９ａからのマイクロ波ＭＷを照射することができ、例えば、当該気体Ｆに微細な塵埃Ｓが残留している場合であっても、当該微細な塵埃Ｓ中に含まれる有害物質を分解処理して無害化することができる。ここで、無電極紫外線ランプ７ａの内側の上行排出空間６ａ内では比較的塵埃Ｓが少なく、また、無電極紫外線ランプ７ａの外側近傍ではサイクロン装置特有の高速な旋回流が形成されるため、当該無電極紫外線ランプ７ａが塵埃Ｓ等により汚れて紫外線ＵＶが適切に照射されなくなる可能性は非常に低いと考えられる。なお、気体Ｆの分解処理に比較的時間を要する場合には、本来の分離能力を低減しない範囲で、気体Ｆの処理速度を低下させるなどの調整を適宜行うことができる。
これにより、上述のとおり、導入した塵埃Ｓを含む気体Ｆを確実に、塵埃Ｓと気体Ｆとに分離することができ、さらに、ケーシング本体３内にマイクロ波ＭＷ及び紫外線ＵＶを照射して、分離した塵埃Ｓと気体Ｆとに含まれる有害物質の分解処理を同時に行うことができる。

したがって、気体Ｆから塵埃Ｓを分離するとともに、塵埃Ｓが分離された気体Ｆ及び当該塵埃Ｓの無害化処理を同時に、かつ効率的に行うことができる。
また、上記のように無電極紫外線ランプ７ａを設けても、上部排出管６としての機能を無電極紫外線ランプ７ａが担うため、サイクロン装置５０における塵埃Ｓの分離能力の低下を招くことが無いとともに、無電極紫外線ランプ７ａを設けた無害化のための装置を別途用意する必要が無いため、装置の設置スペースの増大及び高コスト化を防止することができる。
よって、上記サイクロン装置５０においては、処理流体から異物を確実に分離するとともに、この異物及び異物が分離された処理流体の無害化処理をも同時に行うことで、装置の設置スペースの増大及び高コスト化を防止し、また、より効率よく無害化を図ることができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、紫外線照射手段７として円筒状の無電極紫外線ランプ７ａを用いたが、紫外線ＵＶを照射可能な構成で、かつ上記上部排出管６としての機能を確保できる構成であれば、特にこの構成に制限されることはなく、例えば、円筒状の有電極紫外線ランプを用いることもできる。この場合には、当該有電極紫外線ランプ内に封入されたガスを励起させるための電源装置を設ける必要があるが、確実かつ安定的に紫外線ＵＶを照射可能であるという点で利点がある。
また、上記実施形態では円筒状の紫外線照射手段７を用いたが、サイクロン装置５０の分離性能を著しく低下させることがなければ、五角形程度以上の多角形状の筒状の紫外線照射手段７を用いることもできる。
さらに、上記実施形態では、紫外線照射手段７として、軸方向全体に紫外線ＵＶを照射可能な無電極紫外線ランプ７ａを用いたが、ケーシング本体３内（特に、上行排出空間６ａ内）に紫外線ＵＶを照射して気体Ｆを処理することが可能であれば、特にこの構成に限定されず、例えば、無電極紫外線ランプの軸方向において、筒状の金属部材と、マイクロ波ＭＷ及び紫外線ＵＶを透過可能な筒状の部材とを交互に配設した紫外線照射手段７として構成することもできる。

（２）上記実施形態では、円筒状のケーシング本体３を円筒部１と円錐部２とからなる構成としたが、ケーシング本体３内を処理流体が良好に旋回して異物を分離することができる構成であれば、特にこの構成に限定されず、例えば、円筒状のケーシング本体を円筒部で構成したり、或いは円錐部で構成することもできる。
また、上記実施形態では、ケーシング本体３の上部としての上側部１ａに導入路４を接続したが、ケーシング本体３内を処理流体が良好に旋回して異物を分離することができる構成であれば、特にこの構成に限定されず、例えば、ケーシング本体３の上部としての天井部１ｃに導入路４を接続して、処理流体を導入することもできる。

（３）上記実施形態では、処理流体を塵埃Ｓを含む気体Ｆとして説明したが、ケーシング本体３内を良好に通流して異物を良好に分離することができる液体等の流体であれば、特にこの構成に限定されず、サイクロン装置５０の処理対象とすることができる。なお、異物は、例えば、粉塵などの粉体であってもよい。
また、上記実施形態では、サイクロン装置５０を有機ハロゲン化合物の分解処理に用いる場合について説明したが、サイクロン装置５０において良好に分離することができ、分離した異物や処理流体にマイクロ波ＭＷ及び紫外線ＵＶを照射することにより行うことができる処理であれば、サイクロン装置５０を用いて処理を行うことができる。例えば、異物を含む液体からなる食品を処理流体とし、異物と液体とを分離しつつ、マイクロ波ＭＷ及び紫外線ＵＶを照射して殺菌・滅菌処理を行うためにサイクロン装置５０を用いることもできる。

本願発明は、サイクロン装置において、処理流体から異物を確実に分離するとともに、この異物及びこの異物が分離された処理流体の無害化処理をも同時に行うことで、装置の設置スペースの増大及び高コスト化を防止し、また、より効率よく無害化を図ることができる技術として良好に利用可能である。

本願に係るサイクロン装置の軸方向に平行な断面の概略構成を示す図 図１の矢示方向におけるＡ−Ａ断面の概略構成を示す図

符号の説明

１ａ 上側部（上部）
１ｂ 天井中心部
１ｃ 天井部（上部）
２ａ 底部
３ ケーシング本体
３ａ 内壁面部分
４ 導入路
５ 底部排出口
６ 上部排出管
６ａ 上行排出空間
７ 紫外線照射手段（上部排出管）
７ａ 無電極紫外線ランプ（紫外線照射手段）
９ マイクロ波照射手段
１０ 貯留部
５０ サイクロン装置
Ｆ 気体（処理流体）
Ｓ 塵埃（異物）

Claims (5)

1. 内部で処理流体が旋回する円筒状のケーシング本体と、
   前記ケーシング本体の上部に接続され処理流体を導入可能な導入路と、
   前記ケーシング本体の底部を開口して形成され、前記処理流体から分離された異物を排出する底部排出口とを備え、
   前記ケーシング本体の天井中心部から下方に向けて突出して配置され、前記異物が分離された処理流体を前記ケーシング本体上方に導いて外部へ排出可能な上行排出空間を内側に形成するとともに、少なくとも前記上行排出空間に紫外線を照射可能な紫外線照射手段からなる前記ケーシング本体と同心の上部排出管を備えたサイクロン装置。
2. 前記紫外線照射手段にマイクロ波を照射可能なマイクロ波照射手段を、前記ケーシング本体の上部に備え、
   前記紫外線照射手段がマイクロ波を透過可能な無電極紫外線ランプからなり、
   前記マイクロ波照射手段から照射される前記マイクロ波により前記無電極紫外線ランプを発光させて、少なくとも前記上行排出空間に紫外線を照射可能に構成された請求項１に記載のサイクロン装置。
3. 前記底部排出口から排出された異物を貯留する貯留部を備え、
   前記マイクロ波照射手段からのマイクロ波を、前記貯留部に存在する異物に照射可能に構成された請求項２に記載のサイクロン装置。
4. 前記処理流体が液体であり、前記紫外線照射手段が有電極紫外線ランプである請求項１に記載のサイクロン装置。
5. 前記紫外線照射手段から照射された紫外線が前記ケーシング本体の内壁面部分に到達可能に構成され、当該内壁面部分の前記紫外線が到達する位置に光触媒が設置された請求項１から４の何れか一項に記載のサイクロン装置。

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