JP2012115601A - 気体及び液体の同時清浄化処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体と同時に気体も同時に紫外線による照射で清浄化処理を行なう際に、液体を螺旋状のチューブ内を通すことで、紫外線ランプと液体との間の距離を開けた場合であっても、水処理の効果を低減しにくくする。
【解決手段】円筒状のジャケット1の中央部に紫外線ランプを設置し、紫外線ランプ2の周りに中空のチューブ3を螺旋状に複数回巻いて設ける。円筒ジャケット1の一方の開口1a側から空気を送風し、チューブ3内部には一端から水6を送る。送風された空気は、紫外線ランプ2から照射される紫外線により処理され、処理された空気を反対側開口1bから得る。同時に、チューブ3内を通った水は、螺旋状として長くした流路を流れる間に紫外線により処理され、他端から処理された水を得る。
【選択図】 図1
【解決手段】円筒状のジャケット1の中央部に紫外線ランプを設置し、紫外線ランプ2の周りに中空のチューブ3を螺旋状に複数回巻いて設ける。円筒ジャケット1の一方の開口1a側から空気を送風し、チューブ3内部には一端から水6を送る。送風された空気は、紫外線ランプ2から照射される紫外線により処理され、処理された空気を反対側開口1bから得る。同時に、チューブ3内を通った水は、螺旋状として長くした流路を流れる間に紫外線により処理され、他端から処理された水を得る。
【選択図】 図1
Description
本発明は、気体及び液体を紫外線を用いて殺菌・消毒などを目的とした清浄化処理を行なう清浄処理装置に関するもので、特に植物工場および冷蔵庫に適した清浄化処理装置に関するものである。
近年、植物工場の実用化が検討されてきている。植物工場の植物栽培施設は上部に人工照明設備を、下部に栽培台を設け、部屋全体を植物の生育に適する条件に維持して植物を栽培する。また、植物を生育するために必要とする養液を栽培台の植物に供給する。養液は浄化装置にて殺菌し清浄化され、再び使用する。浄化装置は養液に紫外線光を照射して殺菌処理を行なう。
また、冷蔵庫に組み込まれる製氷装置において、製氷皿に対して紫外線ランプから紫外線を照射して製氷皿に付着している雑菌等を殺菌することも行なわれている。
紫外線を利用した殺菌等は、植物工場の養液や冷蔵庫の製氷用水などの液体のみを対象としている。しかしながら、植物工場や冷蔵庫などでは、液体のみでなく空気も浄化することが好ましい。
液体と同時に気体も同時に紫外線による照射で清浄化するものとして、例えば特許文献1が知られている。特許文献1の処理装置は、円筒状の装置本体と、装置本体内部に装置本体より小径の紫外線を透過するジャケットを装着し、ジャケット内部に紫外線ランプを装着する。装置本体、ジャケットおよび紫外線ランプは同軸に設置され、装置本体と前記ジャケットの間には、水が流れるスペースが形成されている。また、紫外線ランプとジャケットとの間には空気が流れるスペースが形成されている。これにより一台の装置で空気浄化と水処理を兼用する。
特許文献1の処理装置の場合、処理する空気流量を多くするのが難しい。空気流量を多くするためには、ジャケットを大きくする必要がある。しかしながら、ジャケットを大きくすると水と紫外線ランプ間の距離が離れてしまい水の殺菌効果が落ちる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、液体と同時に気体も同時に紫外線照射により清浄化処理を行なう際に、紫外線ランプと液体との間の距離をあけた場合であっても、水処理の効果が低減しにくい処理装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、筒状のジャケット(1)と、ジャケット(1)内部の少なくとも1本の線状の第1の紫外線ランプ(2)と、紫外線を透過可能なフッ素系材料からなる円筒状チューブ(3)と、ジャケット(1)内部に気体を送風する送風装置(5)と、チューブ内部に液体を送る輸液装置(7)とを備え、
前記ジャケット(1)は、内面が紫外線反射面(8)とされ、
前記紫外線ランプ(2)は、前記ジャケットの筒状の筒中心軸方向に沿って配設され、
前記チューブ(3)は、前記ジャケット(1)の内側であって、紫外線ランプ(2)の周りに気体層(4)を隔てて螺旋状に複数回巻かれており、
前記送風装置(5)により送られた気体が、前記気体層(4)を流れ、
前記紫外線ランプにより照射された紫外線光は、前記気体層(4)、気体層(4)およびチューブ(3)を通って前記輸液装置(7)により送られた液体(6)を照射すると共に、その一部は前記紫外線反射面(8)により反射した後に気体層(4)およびチューブ(3)内の液体(6)を照射する、ことを特徴とする気体及び液体の同時清浄化処理装置を提供する。
前記ジャケット(1)は、内面が紫外線反射面(8)とされ、
前記紫外線ランプ(2)は、前記ジャケットの筒状の筒中心軸方向に沿って配設され、
前記チューブ(3)は、前記ジャケット(1)の内側であって、紫外線ランプ(2)の周りに気体層(4)を隔てて螺旋状に複数回巻かれており、
前記送風装置(5)により送られた気体が、前記気体層(4)を流れ、
前記紫外線ランプにより照射された紫外線光は、前記気体層(4)、気体層(4)およびチューブ(3)を通って前記輸液装置(7)により送られた液体(6)を照射すると共に、その一部は前記紫外線反射面(8)により反射した後に気体層(4)およびチューブ(3)内の液体(6)を照射する、ことを特徴とする気体及び液体の同時清浄化処理装置を提供する。
請求項1に記載の発明によれば、気体と液体の双方を同時に紫外線照射により処理することができる。また、液体は螺旋状に巻いた紫外線透過チューブ内を流れるので、その流路長を長くすることができる。これにより気体層を大型化して紫外線ランプとチューブとの距離が離れて液体に届くエネルギー量が小さい場合であっても、小さなエネルギーでの照射処理時間を長くすることができ、液体および気体の処理能力を向上することができ得る。従って、処理装置全体の小型化を図ることができる。
さらに、前記気体及び液体の同時清浄化処理装置は、前記ジャケット内部に、第2の紫外線ランプを有し、前記チューブは、前記第1の紫外線ランプを巻き、第2の紫外線ランプの周囲を巻いていないことを特徴とする。
これにより、空気層を大きくしてチューブ内を通る液体に対する紫外線照射光量を多くすることができる。
これにより、空気層を大きくしてチューブ内を通る液体に対する紫外線照射光量を多くすることができる。
さらにまた、前記ジャケットが金属材料により形成され、ジャケットの内側表面には、光触媒層が形成されていることを特徴とする。
これにより、特にエチレンガスの分解能力が向上する。
これにより、特にエチレンガスの分解能力が向上する。
本発明の別の観点によれば、筒状のジャケット(61)と、ジャケット(61)内部の少なくとも1本の線状の第1の紫外線ランプ(2)と、紫外線を透過可能なフッ素系材料からなる中空のチューブ(3)と、ジャケット(61)内部に気体を送風する送風装置(5)と、チューブ内部に液体を送る輸液装置(7)とを備え、
前記ジャケット(61)は、紫外線透過性材料により形成され、
前記紫外線ランプ(2)は、前記ジャケット(61)の筒状の筒中心軸方向に沿って配設され、
前記チューブ(3)は、前記ジャケット(61)の外側であって、ジャケット(61)の外周を螺旋状に複数回巻いており、
前記送風装置(5)により送られた気体が、前記ジャケット(61)の内壁と紫外線ランプ(2)との間の気体層(4)を流れ、
前記紫外線ランプ(2)により照射された紫外線光は、前記気体層(4)と、前記ジャケット(61)およびチューブ(3)を通って前記輸液装置(7)により送られた液体(6)を照射する、ことを特徴とする気体及び液体の同時清浄化処理装置(60)、が提供される。
前記ジャケット(61)は、紫外線透過性材料により形成され、
前記紫外線ランプ(2)は、前記ジャケット(61)の筒状の筒中心軸方向に沿って配設され、
前記チューブ(3)は、前記ジャケット(61)の外側であって、ジャケット(61)の外周を螺旋状に複数回巻いており、
前記送風装置(5)により送られた気体が、前記ジャケット(61)の内壁と紫外線ランプ(2)との間の気体層(4)を流れ、
前記紫外線ランプ(2)により照射された紫外線光は、前記気体層(4)と、前記ジャケット(61)およびチューブ(3)を通って前記輸液装置(7)により送られた液体(6)を照射する、ことを特徴とする気体及び液体の同時清浄化処理装置(60)、が提供される。
この発明によれば、気体と液体の双方を同時に紫外線照射により処理することができる。また、液体は螺旋状に巻いた紫外線透過チューブ内を流れるので、その流路長を長くすることができる。これにより気体層を大型化して紫外線ランプとチューブとの距離が離れて液体に届くエネルギー量が小さい場合であっても、小さなエネルギーでの照射処理時間を長くすることがき、液体および気体の処理能力を向上することができ得る。また、チューブをジャケットの外周に設けているので紫外線ランプの交換作業を比較的容易に行なうことができる。
本発明によれば、1台の気体及び液体の同時清浄化処理装置で水の殺菌と空気の浄化が同時に行える。液体の清浄化処理はチユーブを紫外線ランプの長さ方向に螺旋状に複数回巻くことにより、液体に対して長い距離紫外線を照射することができる。これにより、紫外線ランプと液体との間の距離を設けた場合であっても、長い時間紫外線を液体に照射することができる。同時に距離を開けて空気流量を多くすることができる。
以下、本発明の一実施形態である気体及び液体の同時清浄化処理装置について図1〜図6を参照しながら説明する。
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施態様に係る気体及び液体の同時清浄化処理装置10の構成の一例を示す概略斜視図である。本実施形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置(以下「処理装置」と略して説明する。)10は、円筒状のジャケット1と、ジャケット内部の紫外線ランプ2と、ジャケット内面近傍に、前記紫外線ランプ3の周囲を巻く中空のチューブ3と、円筒状ジャケットの一対の開口端部の一方の側に設けた送風装置5と、前記チューブ内部に液体を送る輸液装置8から成る。
図1は本発明の第1の実施態様に係る気体及び液体の同時清浄化処理装置10の構成の一例を示す概略斜視図である。本実施形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置(以下「処理装置」と略して説明する。)10は、円筒状のジャケット1と、ジャケット内部の紫外線ランプ2と、ジャケット内面近傍に、前記紫外線ランプ3の周囲を巻く中空のチューブ3と、円筒状ジャケットの一対の開口端部の一方の側に設けた送風装置5と、前記チューブ内部に液体を送る輸液装置8から成る。
ジャケット1は円筒形状とされ、金属材料からなる。ジャケットの内径の大きさと、ジャケット内径の中心軸方向の長さを比べたときに、中心軸方向の長さが長い円筒形状、すなわち縦長の円筒形状としている。中心軸方向の長さを長くすることで、後述する空気の清浄化処理のための気体処理路の長さを長くすることができる。また、ジャケット1の内面、すなわち内周面は平滑度を高めて鏡面からなる反射面8としている。反射面8は紫外線ランプ2から照射された紫外線を反射する紫外線反射面となる。
ジャケット1に用いる金属はアルミニウム(Al)またはアルミニウムを主成分とする合金が好適である。アルミニウムは紫外線の反射率が高く、且つ、熱伝導率が高いからである。熱伝導率が高いと紫外線ランプの点灯により生じた熱を効率よく外部に放熱することができる。また、紫外線反射面8は、ジャケット1の基材をそのまま用いたが、別途紫外線反射膜を内面に設けたものでもよい。また、金属材料のかわりに、紫外線ランプと対向する内面に紫外線を透過させない単層または複層の紫外線反射膜を設けた樹脂材料とすることもできる。
紫外線ランプ2は、細長い形状とされ、長さ方向の両端に電極が設けられている。紫外線のうち、254nmと185nmを主波長とする発光のランプ特性を示すものを用いる。例えば、アルゴンガスおよびネオンガスと水銀を封入した水銀放電ランプを用いることができる。水銀を用いない紫外線ランプとしてキセノンガスとヨウ化キセノン(XeI)封入した放電ランプやキセノンガスを封入しその励起光で紫外線を放射する蛍光体層を設けた放電ランプなどをも通ることができる。具体的には、例えばランプ長150mm、ランプ径4.7mmの水銀放電ランプをランプ電流10mAにて点灯することで、254nmと185nmを主波長とする発光を得ることができる。また、紫外線ランプ2は前記ジャケットの中心軸に沿って配設している。これにより空気層4の中央に紫外線ランプ2が位置することになり、空気層4にムラなく紫外線を照射することができる。
チューブ3は、ジャケット1の内側であって、紫外線ランプ2の周りに気体層4を隔てて螺旋状に複数回巻いて配設する。チューブ3の中空とした内部は、被処理水6が通る水路6aとなる。水路6aが紫外線ランプ2の周囲を回りながら進む螺旋通路になるようにチューブ3を配設することで、水路6aは、特許文献1のような円筒形状のスペースとした場合に比較して、定まった水路を流れることになり、また、その長さを長くすることができる。水路6aの長さを長くし、且つ、螺旋通路としたことで、紫外線ランプ2から照射される紫外線光を水路入り口から出口までの長い距離に渡り、被処理水6は紫外線光の照射を受けることになる。したがって、紫外線エネルギーをムダなく活用することができる。特に、チューブ3は長い距離に渡って紫外線光の照射をうけ、かつ被処理液6の流れに対して紫外線ランプ2が直交しているので、被処理水6が完全に混合される。混合した被処理水6は、紫外線ランプ2に対し、相対的な位置関係が変化しながら進行する。すなわち、紫外線ランプ2に対向する被処理水6は水路6aを進む間に混合され、紫外線を受ける水は常に同一の面に位置するものではなく、被処理水全体に万遍なく照射する。これにより、紫外線光が被処理水6全体に照射され、殺菌・消毒などの効果が上がる。
なお、紫外線ランプ2から放射された紫外線光は、最初に空気層4を照射する。そして、空気層4を通った紫外線光が、チューブ3を通って水路6aを流れる被処理水6を照射する。また、空気層4を通った紫外線光の一部は、紫外線反射面8により反射した後に空気層4およびチューブ3内の被処理水6を照射する。紫外線反射面8を設けることでチューブ3の背面側、すなわち紫外線ランプ2に対向しない側からも紫外線光をチューブ内の被処理水6に照射することができるので、より一層紫外線エネルギーをムダなく活用できる。
チューブ3は紫外線光を透過する材料により形成される。特にフッ素系の樹脂材料が好ましい。樹脂材料を用いることで容易に螺旋状に巻くことができる。具体的には、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(4.6フッ化))PTFE(ポリテトラフルオロエチレン(4フッ化))などを用いることができる。特にPFAとFEPは、254nmの波長の紫外線光を約90%透過する高い透過性を有するとともに被処理水として各種の液体に対して安定した性質を有することがら、好適である。
なお、本発明者等は紫外線透過率を確認するために、事前測定を実施した。事前測定は、チューブ外径Φ8mm、内径Φ6mmとしたチューブ3内に前記したランプ径4.7mmの紫外線ランプ2を挿入し、チューブ外周から5mm離れた位置に受光センサを配置して、チューブ設けた場合と設けない場合の紫外線量を測定した。チューブの材質としてはPFA、FEP、PTFEの3種類を用いた。その結果、254nmの紫外線光に対し、チューブを設けない裸の状態の紫外線ランプの紫外線量(mW/cm2)に対し、PFAが0.90倍、FEPが0.89倍、PTFEが0.52倍であった。185nmの紫外線光に対しては、裸の状態の紫外線ランプの紫外線量(μW/cm2)に対し、PFAが0.18倍、FEPが0.02倍、PTFEが0.01倍であった。
ジャケット1の円筒開口部の一方の端部1aには、円筒開口部に近接して送風装置5および輸液装置7が配設される。送風装置5によりジャケット1内部の空気層4に送風し、ジャケット1の他方の端部1bから排出する。送風装置5は送風量をコントロールすることが出来る。ジャケット1の内部には紫外線ランプ2が配設されているので、空気層4は紫外線照射により、清浄化の処理が行われる。輸液装置7は、例えばインライン型のポンプであって、チューブ3内部に被処理水6を送り、ジャケット1の他方の端部1b側のチューブ出口から排出する。輸液装置7を制御することで輸液量をコントロール出来る。
ところで、紫外線ランプより照射される光は、光源であるランプから離れると減衰する。点光源からの照度(線量率)は光源からの距離の2乗で減少し、減衰後の線量率は、I=S/4π2で表される。ここで、Iは照度(線量率)(μW/cm2)、Sは光源のエネルギー(μW)、xは距離(cm)である。この式から理解できるように、減衰を小さくするためには、できる限り紫外線ランプ1の近くに空気層4およびチューブ3を設けることが好ましい。
しかしながら、紫外線ランプ1の近くを被処理水6が通るように、できるだけ近くにチューブ3を設けるために小径の螺旋形状にしようとすると、螺旋内部の空気層4の容積が小さくなる。逆に空気層4の容積を大きくしようとすると、被処理水6と紫外線ランプ1までの距離が長くなり照度は減衰する。そこで、本発明においては、螺旋状にチューブ3を設けることで被処理水6の移動距離を長くして紫外線を受ける時間を長くしている。また、チューブ3内の被処理水6の流れが乱流を生じるようにする。さらに、紫外線ランプ1の軸に対し螺旋形状に複数回巻いたチューブ3の螺旋の中心軸が、紫外線ランプの軸と同じ方向を向くようにして、紫外線ランプ1の軸と被処理水6の流れがほぼ直交するようにして、被処理水6が受ける紫外線の総量を増加させている。これにより気体と液体の双方を同時に紫外線照射により効率良く処理することができる。
また、ジャケット1の端部1b(空気の出口)には、オゾンを捕捉する活性炭フィルターまたはオゾン分解触媒を装着してオゾン遮断部9を設けている。オゾン遮断部9は、活性炭をジャケット開口端部1bの断面全体に敷き詰めると良い。紫外線ランプ2の点灯によりオゾンが生じた場合には、オゾンを完全に遮断できる。微少のオゾンが必要な場合には、活性炭を格子状に敷くことにより微少のオゾンを通過させるようにする。微少の通過したオゾンは植物表面菌の殺菌等にも有効的に活用することができる。
<第2の実施の形態>
図2は本発明の第2の実施の態様に係る処理装置20の構成の一例を示す概略斜視図である。本実施の形態の処理装置20は、円筒状のジャケット1と、ジャケット内部の紫外線ランプ2と、ジャケット内面近傍に、前記紫外線ランプ3の周囲を巻く中空のチューブ3と、円筒状ジャケットの一対の開口端部の一方の側に設けた送風装置5と、前記チューブ内部に液体を送る輸液装置8を備える点は、第1の実施の形態の処理装置10と同一であるので、同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
図2は本発明の第2の実施の態様に係る処理装置20の構成の一例を示す概略斜視図である。本実施の形態の処理装置20は、円筒状のジャケット1と、ジャケット内部の紫外線ランプ2と、ジャケット内面近傍に、前記紫外線ランプ3の周囲を巻く中空のチューブ3と、円筒状ジャケットの一対の開口端部の一方の側に設けた送風装置5と、前記チューブ内部に液体を送る輸液装置8を備える点は、第1の実施の形態の処理装置10と同一であるので、同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
第2の実施の形態においては、さらにジャケット1の端部1a(空気の入口側)側において紫外線ランプ2のランプ端部2aを囲む傘状の風除け21を配設している。水銀の励起を用いた紫外線ランプ2に直接送風が当たると、紫外線ランプが冷えて水銀の蒸気圧が減少し紫外線照射効率が悪くなる。そこで、空気層4の流れの風上、すなわち、紫外線ランプ2の端部2aと送風装置5の間に、ジャケット1の内径よりも小さな大きさとした風除け21を設ける。風除け21は板状でも、格子状でも、円筒状でも良く、紫外線ランプに当たる風量を低減させるものならば、種々の形状のものを利用することができる。また、風除け21は、ランプ端部2aの近傍にのみ設けることが好ましく、紫外線ランプの発光部を覆わないようにすることが好ましい。発光部を覆うと照射された紫外線を風除け21が吸収し、空気層4および被処理水6に到達する紫外線量を減少させ好ましくないからである。
<第3の実施の形態>
図3は、本発明の第3の実施の態様に係る処理装置30の構成の一例を示す説明図で、(a)が概略斜視図、(b)が断面図である。本実施の形態の処理装置30も、基本的な構成は第1の実施の形態の処理装置10と同一である。第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
図3は、本発明の第3の実施の態様に係る処理装置30の構成の一例を示す説明図で、(a)が概略斜視図、(b)が断面図である。本実施の形態の処理装置30も、基本的な構成は第1の実施の形態の処理装置10と同一である。第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
第1の実施の形態の処理装置10においては、紫外線ランプ2が1本とした例を説明したが、第3の実施の形態の処理装置30においては、ジャケット1内に、第1の紫外線ランプ2以外に、チューブ3を巻いていない第2の紫外線ランプ32を設けている。第2の紫外線ランプ32は、ジャケット1内に入れ、第1の紫外線ランプ2の周囲を螺旋状に巻いているチューブ3とジャケット1との間に、第1の紫外線ランプ2とほぼ平行になるように配設する。第2の紫外線ランプ32が点灯すると、第1の紫外線ランプ2と第2の紫外線ランプ32との間に位置するチューブ3に対し、表裏両側から紫外線を当てことができる。また。空気層での紫外線量を多くすることができ空気浄化量を増すことができる。
<第4の実施の形態>
図4は、本発明の第4の実施の態様に係る処理装置40の構成の一例を示す説明図で、(a)が概略斜視図、(b)が断面図である。本実施の形態の処理装置40も、基本的な構成は第1の実施の形態の処理装置10と同一である。第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
図4は、本発明の第4の実施の態様に係る処理装置40の構成の一例を示す説明図で、(a)が概略斜視図、(b)が断面図である。本実施の形態の処理装置40も、基本的な構成は第1の実施の形態の処理装置10と同一である。第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
第1の実施の形態の処理装置10においては、紫外線ランプ2が1本とした例を説明したが、第4の実施の形態の処理装置40においては、ジャケット1内に、4本の紫外線ランプ2を等間隔に設置し、4本の紫外線ランプ2の全て周りを螺旋状に巻くようにチューブ3を配設する。また、4本の紫外線ランプ2とチューブ3との距離を近接させた。これにより、第1の実施の形態と同一の大きさのジャケット1を用いる場合、発生する紫外線量を増加させ、チューブ内を流れる被処理水6に照射する紫外線強度を高めることができる。
<第5の実施の形態>
図5は、本発明の第5の実施の態様に係る処理装置50の構成の一例を示す概略斜視図である。本実施の形態の処理装置30も、基本的な構成は第2の実施の形態の処理装置20と同一である。第2の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
図5は、本発明の第5の実施の態様に係る処理装置50の構成の一例を示す概略斜視図である。本実施の形態の処理装置30も、基本的な構成は第2の実施の形態の処理装置20と同一である。第2の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
第5の実施の形態においては、第2の実施の形態の処理装置20のジャケット1の内面、すなわち、円筒状の内側側壁面に、光触媒層52を設けた。光触媒層52としては、例えば光触媒作用を有する酸化チタンを用いることができる。特に、100〜500オングストロームの結晶粒子径を有する酸化チタン粒を用いた光触媒層とすることが好適である。このようにすると反射率が高い光触媒層52とすることができ、光触媒層52が紫外線反射面8としても機能するからである。
光触媒層52の酸化チタンに紫外線の光を照射すると、その表面に強い酸化反応が生じ、ガスや悪臭の分子を分解・脱臭し、炭酸ガスや水などの無害な物質に変えることができる。
例えば、本実施の形態の処理装置50を冷蔵庫に使用した場合、紫外線ランプ2から照射する紫外線により、チューブ3内の被処理水6を除菌できる。被処理水6は、製氷用の水として利用される。また、同時に野菜庫に保管されている野菜の新鮮度を保つことも可能となる。野菜庫に保管された野菜は自ら発するエチレンガスにより成熟が早まり鮮度が落ちてしまう。植物ホルモンであるエチレンガスには野菜や果物の熟成、老化を促進させる作用がある。紫外線ランプ2からの照射光のうち、波長254nmの波長の光を光触媒層52に照射することにより、光触媒層の表面に活性種(光エネルギー)が発生し、エチレン分解光触媒として活性種が作用し、老化ホルモンのエチレンガスを炭酸ガスおよび水に分解できるので野菜の鮮度を保つことが可能となる。エチレンガスの分解除去能力は光触媒層52を設けることで約60倍高くなる。光触媒層52を設けることで、悪臭成分のアンモニアやトリメチルアミンなどを分解除去も可能となる。さらに、処理装置50が冷蔵庫内の空気を処理することにより、庫内の細菌(気体浮遊菌)などの活動を抑制し、カビの発生を抑止できる。
このように本発明に係る気体及び液体の同時清浄化処理装置10,20,30,40,50においては、1台の装置で水の殺菌と空気の浄化が同時に行うことができる。したがって、植物工場や冷蔵庫など、浄化された水および空気の両方が必要な場合において、水と空気で別々の処理装置を用意する必要がなくなり、占有スペースを小型化することができる。
<第6の実施の形態>
図6は本発明の第6の実施態様に係る処理装置60の要部の構成の一例を示す概略斜視図である。本実施の形態の処理装置60は、円筒状のジャケット61と、ジャケット61内部の紫外線ランプ2と、ジャケット61の外周を螺旋状に巻く中空のチューブ3と、円筒状ジャケットの一対の開口端部の一方の側に設けた送風装置5と、前記チューブ内部に液体を送る輸液装置8を備える。なお、第1の実施の形態の処理装置10と同一の構成については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
図6は本発明の第6の実施態様に係る処理装置60の要部の構成の一例を示す概略斜視図である。本実施の形態の処理装置60は、円筒状のジャケット61と、ジャケット61内部の紫外線ランプ2と、ジャケット61の外周を螺旋状に巻く中空のチューブ3と、円筒状ジャケットの一対の開口端部の一方の側に設けた送風装置5と、前記チューブ内部に液体を送る輸液装置8を備える。なお、第1の実施の形態の処理装置10と同一の構成については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明を省略する。
第6の実施の形態においては、ジャケット61を石英管などの紫外線透過製材料により形成する。さらにチューブ3は、ジャケット61の外周に接しながら螺旋状に巻いて配設される。
本発明に係る気体及び液体の同時清浄化処理装置10,20,30,40,50,60を、例えば、植物工場や保管庫で使用した場合、植物が自ら発するエチレンガスを、紫外線とオゾンにより二酸化炭素と水に分解することが出来る。ここで生成される二酸化炭素は植物の光合成用に供給することができ、植物の育成に必要な二酸化炭素の供給が大掛かりな設備を用いなくても良い。また、オゾンはエチレンガスの分解と同時に表面菌の殺菌の作用も有する。したがって、植物の鮮度維持に大きな効果がある。また、浄化処理された水は、植物育成のための養液等に使用することができる。
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。例えば、ジャケットを円筒以外の角筒や多角筒などの形状としたり屈曲可能な蛇腹状に形成したもの、水以外の液体、空気以外の気体を処理するものも本発明に包含される。
本発明に係る気体及び液体の同時清浄化処理装置によれば、1台の気体及び液体の同時清浄化処理装置で水等の殺菌と空気等の浄化が同時に行うことができる。また、紫外線ランプと液体との間の距離を開けて、処理できる気体の容量を大きくしても液体の浄化処理能力の低下を抑制することができるという効果が得られる。これにより、気体及び液体の同時清浄化が望まれる用途、例えば、産業廃水処理、下水処理、上水処理、飲料水処理、有機物処理、細菌、原虫などの生物を含む液体処理などの各種液体処理設備において、これらの液体と同時に、空気中の液体処理設備内における臭気成分、トリクロロエチレンなどの有害物質、細菌などの同時処理などの用途にも適用できる。
1,61 ジャケット
1a,1b 円筒開口部
2,32 紫外線ランプ
2a ランプ端部
3 チューブ
4 空気層(気体層)
4a 気体処理路
5 送風装置
6 被処理水(液体)
6a 液路(水路)
7 輸液装置
8 紫外線反射面
9 オゾン遮断部
10,20,30,40,50,60 気体及び液体の同時清浄化装置
21 風除け
52 光触媒層
1a,1b 円筒開口部
2,32 紫外線ランプ
2a ランプ端部
3 チューブ
4 空気層(気体層)
4a 気体処理路
5 送風装置
6 被処理水(液体)
6a 液路(水路)
7 輸液装置
8 紫外線反射面
9 オゾン遮断部
10,20,30,40,50,60 気体及び液体の同時清浄化装置
21 風除け
52 光触媒層
Claims (4)
- 筒状のジャケットと、ジャケット内部の少なくとも1本の線状の第1の紫外線ランプと、紫外線を透過可能なフッ素系材料からなる中空のチューブと、ジャケット内部に気体を送風する送風装置と、チューブ内部に液体を送る輸液装置とを備え、
前記ジャケットは、内面が紫外線反射面とされ、
前記紫外線ランプは、前記ジャケットの筒状の筒中心軸方向に沿って配設され、
前記チューブは、前記ジャケットの内側であって、紫外線ランプの周りに気体層を隔てて螺旋状に複数回巻かれており、
前記送風装置により送られた気体が、前記気体層を流れ、
前記紫外線ランプにより照射された紫外線光は、前記気体層、気体層およびチューブを通って前記輸液装置により送られた液体を照射すると共に、その一部は前記紫外線反射面により反射した後に気体層およびチューブ内の液体を照射する、ことを特徴とする気体及び液体の同時清浄化処理装置。 - 前記ジャケット内部には、さらに第2の紫外線ランプを有し、
前記チューブは、前記第1の紫外線ランプを巻き、第2の紫外線ランプの周囲を巻いていないことを特徴とする請求項1に記載の気体及び液体の同時清浄化処理装置。 - 前記ジャケットが金属材料により形成され、ジャケットの内側表面には、光触媒層が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の気体及び液体の同時清浄化処理装置。
- 筒状のジャケットと、ジャケット内部の少なくとも1本の線状の第1の紫外線ランプと、紫外線を透過可能なフッ素系材料からなる中空のチューブと、ジャケット内部に気体を送風する送風装置と、チューブ内部に液体を送る輸液装置とを備え、
前記ジャケットは、紫外線透過性材料により形成され、
前記紫外線ランプは、前記ジャケットの筒状の筒中心軸方向に沿って配設され、
前記チューブは、前記ジャケットの外側であって、ジャケットの外周を螺旋状に複数回巻いており、
前記送風装置により送られた気体が、前記ジャケットの内壁と紫外線ランプとの間の気体層を流れ、
前記紫外線ランプにより照射された紫外線光は、前記気体層と、前記ジャケットおよびチューブを通って前記輸液装置により送られた液体を照射する、ことを特徴とする気体及び液体の同時清浄化処理装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 2010-12-03 JP JP2010270466A patent/JP2012115601A/ja active Pending
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