気体及び液体の同時清浄化処理装置
【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。
【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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−６５２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の概略斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係る第２の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の概略斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係る第３の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の説明図で、（ａ）が概略斜視図、（ｂ）が断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る第４の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の説明図で、（ａ）が概略斜視図、（ｂ）が断面図である。
【図５】図５は、本発明に係る第５の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の概略斜視図である。
【図６】図６は、本発明に係る第６の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の要部を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
＜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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
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。
【００３２】
＜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。
【００３３】
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。
【００３４】
＜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。
【００３５】
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。
【００３６】
＜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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
＜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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
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。
【符号の説明】
【００４６】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−６５２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の概略斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係る第２の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の概略斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係る第３の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の説明図で、（ａ）が概略斜視図、（ｂ）が断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る第４の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の説明図で、（ａ）が概略斜視図、（ｂ）が断面図である。
【図５】図５は、本発明に係る第５の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の概略斜視図である。
【図６】図６は、本発明に係る第６の実施の形態の気体及び液体の同時清浄化処理装置の要部を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
＜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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
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。
【００３２】
＜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。
【００３３】
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。
【００３４】
＜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。
【００３５】
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。
【００３６】
＜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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
＜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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
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。
【符号の説明】
【００４６】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項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、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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項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、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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１１５６０１（Ｐ２０１２−１１５６０１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７０４６６（Ｐ２０１０−２７０４６６）
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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