液体処理装置
【課題】 常に良好な液体処理能力を発揮することのできるようにした無電極放電管からなる液体処理装置の提供。
【解決手段】 リード線を介して通電される誘導コイルを巻き回したフェライトコアが一部を囲む形で無電極の紫外線放電管と鎖交して配置される凹凸ある複雑な形状の装置全体を、紫外線透過性の被膜部材によって被膜する。こうすると、装置全体が均一形状でなく凹凸形状であっても被膜部材で覆うことのできない箇所を生じさせることなく、そうした箇所からの被処理液体の侵入を許してしまうことがない。特には被膜部材により紫外線放電管と被処理液体とが直接的に接した状態とならないが故に、被処理液体の汚れが紫外線放電管に付着することがなくまた温度変化による紫外線放電管からの紫外線の出力低下を抑制することができる。したがって、液体処理能力を常に良好に発揮することができるようになる。
【解決手段】 リード線を介して通電される誘導コイルを巻き回したフェライトコアが一部を囲む形で無電極の紫外線放電管と鎖交して配置される凹凸ある複雑な形状の装置全体を、紫外線透過性の被膜部材によって被膜する。こうすると、装置全体が均一形状でなく凹凸形状であっても被膜部材で覆うことのできない箇所を生じさせることなく、そうした箇所からの被処理液体の侵入を許してしまうことがない。特には被膜部材により紫外線放電管と被処理液体とが直接的に接した状態とならないが故に、被処理液体の汚れが紫外線放電管に付着することがなくまた温度変化による紫外線放電管からの紫外線の出力低下を抑制することができる。したがって、液体処理能力を常に良好に発揮することができるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線の照射によって被処理液体の殺菌並びに被処理液体中の微生物や小動物等の防除などの液体処理を行う液体処理装置に関する。特に、被処理液体中に浸漬させた状態にある無電極放電管からの紫外線照射によって液体処理を行う液体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紫外線を照射することによって被処理液体を殺菌したり、被処理液体中に含まれている微生物や小動物等を防除したりするなどの液体処理を行う液体処理装置が知られている。また、最近では特に紫外線を照射する紫外線放射放電管を被処理液体中に浸漬させて被処理液体を外側からではなく内側から紫外線照射する、所謂浸漬型などと呼ばれるタイプの液体処理装置が広く用いられるようになってきている。
【０００３】
ところで、こうした液体処理装置においても、寿命が比較的短い有電極の放電管を用いるかわりに、一般的に有電極の放電管に比較して約６倍乃至１０倍前後の長い寿命をもつ無電極の放電管を用いることで、放電管交換の頻度をできる限り低減することが既に考えられている。ここで、無電極放電管の一例を挙げると、例えば下記に示す特許文献１に記載の装置などがある。この特許文献１にはフェライトコアにより放電管を励起するもの、より具体的にはフェライトコアに巻き回された誘導コイルにリード線を介して高周波電流を通電することによって前記フェライトコアに鎖交する無電極放電管を点灯制御するものが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010−92774号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるようなフェライトコアにより励起される無電極放電管を液体処理装置に適用することは、以下に示すような問題があり難しかった。すなわち、上記した無電極放電管を被処理液体中で使用する場合には放電管と被処理液体とが直接的に接した状態となるが故に、液中の汚れによって放電管に限らずフェライトコアなどにも汚れが付着しやすい、また放電管やフェライトコアなどに汚れが付着した場合にそれらの汚れを落としにくい、さらには水銀蒸気圧を制御する放電管における最冷部温度が最適値からずれてしまう、などといった紫外線の出力低下を引き起こし得る不都合が生じ易い、という問題があった。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、被処理液体の汚れの付着を防ぐと共に温度変化による無電極放電管からの紫外線の出力低下を抑制し、常に良好な液体処理能力を発揮することのできるようにした無電極放電管からなる液体処理装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液体処理装置は、紫外線照射により被処理液体を処理する液体処理装置であって、無電極の紫外線放電管と、前記放電管の一部を囲む形で前記放電管と鎖交して配置されるフェライトコアと、前記フェライトコアに巻き回された誘導コイルと、前記誘導コイルにリード線を介して高周波電流を通電する高周波電源であって、該高周波電源は前記誘導コイルを通電することにより前記紫外線放電管に紫外線を発生させるものと、前記紫外線放電管と前記フェライトコアと前記誘導コイルと前記リード線とを被膜する紫外線透過性の被膜部材とを備える。
【０００８】
本発明によれば、リード線を介して通電される誘導コイルを巻き回したフェライトコアが一部を囲む形で無電極の紫外線放電管と鎖交して配置される凹凸ある複雑な形状の装置全体を、紫外線透過性の被膜部材によって被膜する。こうすると、装置全体が均一形状でなく凹凸形状であっても、被膜部材を密着させた状態で覆うことのできない箇所を生じさせることなく、そうした箇所からの被処理液体の侵入を許してしまうことがない。特には被膜部材により紫外線放電管と被処理液体とが直接的に接した状態とならないが故に、被処理液体の汚れが紫外線放電管に付着することがなくまた温度変化による紫外線放電管からの紫外線の出力低下を抑制することができる。こうした液体処理装置は、被処理液体の殺菌並びに被処理液体中の微生物等の防除といった液体処理能力を常に良好に発揮することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、リード線を介して通電される誘導コイルを巻き回したフェライトコアが一部を囲む形で無電極の紫外線放電管と鎖交して配置される凹凸ある複雑な形状の装置全体を、紫外線透過性の被膜部材によって被膜するようにした。これにより、被処理液体の汚れの付着を防ぐと共に温度変化による無電極放電管からの紫外線の出力低下を抑制することができることから、常に良好な液体処理能力を発揮する液体処理装置を提供することができるようになる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る液体処理装置の一実施例を示す概念図である。
【図２】液体処理装置に対する樹脂製の被膜部材を用いての被覆形成について説明するための概念図である。
【図３】液体処理装置の別の実施例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る液体処理装置の一実施例を示す概念図である。図１に示すように、本発明に係る液体処理装置は処理槽Ａ内に貯められた被処理液体Ｐ中に浸漬せしめるように処理槽Ａ内に配置される浸漬型の液体処理装置であって、図中左側の導水管Ｘから被処理液体流入口Ａａを介して流れ込んで処理槽Ａ内に貯められた被処理液体Ｐを紫外線照射して、被処理液の殺菌並びに被処理液体中の微生物等の防除といった液体処理を行う。液体処理された後の被処理液体Ｐは、浄化水などとして処理槽Ａ内から被処理液体流出口Ａｂを介して図中右側の導水管Ｘから流れ出るようになっている。上記したような液体処理を行うために、当該液体処理装置では波長254ｎｍあるいは波長365ｎｍの紫外線を被処理液体Ｐに対して照射することのできるようになっている。
【００１３】
この実施形態に示される液体処理装置は、１乃至複数（図１では１個のみを示した）の紫外線放射放電管１（又は紫外線ランプとも呼ぶ）からなり、当該紫外線放射放電管１は無電極の水銀放電管であって、紫外線を放射するガスとなる例えば水銀粒あるいは水銀アマルガムなどを封入したループした楕円形状の放電管Ｈと、当該放電管Ｈにおいて管軸方向に離間した位置をそれぞれ囲む形で前記放電管Ｈと鎖交するようにして配置された磁性材料からなる１乃至複数（図１では２個の例を示した）のフェライトコアＦ１，Ｆ２と、前記フェライトコアＦ１，Ｆ２それぞれに巻き回され２つの誘導コイルを形成するワイヤＷ（リード線）を含む。
【００１４】
これら放電管Ｈ及びフェライトコアＦ１，Ｆ２さらには前記誘導コイルを含むワイヤＷからなる紫外線放射放電管１は、被処理液体Ｐ中に浸漬されることに鑑みて、紫外線透過性の樹脂製の被膜部材２（例えば、テフロン（登録商標）製のチューブなど）によって全体が被覆されている（図中では便宜的に斜線で示す）。この実施形態では、少なくとも紫外線放射放電管１全体を例えば樹脂製の被膜部材２によって被膜することにより、紫外線放射放電管１が被処理液体Ｐ中に浸漬された際に（又は被処理液体Ｐの液面上に浮かせた際に）、被処理液体Ｐにより引き起こされ得る紫外線の出力低下などの悪影響を受けることのないようにしている。なお、こうした被膜部材２とは別に放電管Ｈ、フェライトコアＦ１，Ｆ２、前記誘導コイルを含むワイヤＷそれぞれに対して別途の防水処理が施されていてもよい。
【００１５】
前記ワイヤＷに高周波電流を通電する発振器Ｂは、処理槽Ａの外部につまり被処理液体Ｐ内に浸漬されないように配置されている。そのため、紫外線放射放電管１が被処理液体Ｐ中に浸漬された場合には、前記ワイヤＷは被処理液体Ｐ中を通って前記発振器Ｂに繋がれることになる。
【００１６】
ここで、紫外線放射放電管１（液体処理装置）に対する樹脂製の被膜部材２を用いての被覆形成について、図２を用いて説明する。ただし、ここでは、加熱によって収縮する熱収縮特性を有するテフロン（登録商標）チューブにより被膜された紫外線放射放電管１を例に説明する。
【００１７】
上述したように、紫外線放射放電管１は例えば熱収縮特性を有するチューブ状のテフロン（登録商標）製などの被覆部材（２ａ，２ｂ）により全体が被膜される。前記被膜部材は、紫外線放射放電管１全体が入り込む程度の大きさの直径に且つ両端のうち少なくとも一端（図２では右端Ｍ）が開口に形成されてなる第１被覆部材２ａと、該第１被覆部材２ｂよりも小さい直径に且つ両端（Ｎ）が開口に形成されてなる第２被覆部材２ｂとからなる。これら第１及び第２の各被覆部材２ａ，２ｂは各々が分離独立した状態で別々に形成されている。
【００１８】
紫外線放射放電管１（図示せず）は、まず第１被覆部材２ａの中にその開口端Ｍ側から挿入される。このとき、ワイヤＷは処理槽Ａの外部にある発振器Ｂと繋ぐ必要あることから、第１被覆部材２ａの開口端Ｍから出した状態とされる。その後、第１被覆部材２ａに対して万遍なく外部から熱が加えられる。すると、第１被覆部材２ａは加熱により径方向及び長尺方向に熱収縮を起こすので、当該第１被覆部材２ａが内部に挿入された紫外線放射放電管１に密着した状態となる。これにより、紫外線放射放電管１を構成する放電管Ｈ、フェライトコアＦ１，Ｆ２、前記誘導コイルを含むワイヤＷの相対的な配置位置が固定される。
【００１９】
ただし、第１被覆部材２ａを熱収縮させたとしてもその開口端Ｍは完全に塞がれた状態にはならない（図２において一点鎖線で示す）。したがって、この状態のまま被処理液体Ｐ中に浸漬させると、被処理液体Ｐが前記開口端Ｍから内部に入り込む恐れがあるし、またワイヤＷは被覆されていないことからワイヤＷがそのままでは腐食する危険性が高い。そこで、本実施形態では、前記開口端Ｍに対してワイヤＷを通した第２被覆部材２ｂの一端を接着剤で密着させた状態に接合することによって上記不都合を回避するのだが、従来では接着剤等でテフロン（登録商標）同士を接合するのは非常に難しいことであった。
【００２０】
この点に関し、波長254ｎｍや365ｎｍの紫外線をテフロン（登録商標）に対して照射しても何らの影響を及ぼすこともなく紫外線が透過される一方で、波長185ｎｍの紫外線をテフロン（登録商標）に対して照射すると吸収されてテフロン（登録商標）を分解することが本出願人により実験的に確認された。そこで、テフロン（登録商標）同士を接合する接合面を波長185ｎｍの紫外線で照射すると、テフロン（登録商標）表面が微視的に荒らされて当該箇所において未結合の分子端が現れるので、その箇所では接着剤との結合強度が増すことになる。これを利用して、本実施形態においては従来接着剤による接合が困難であった共にテフロン（登録商標）からなる前記第１被覆部材２ａの開口端Ｍと第２被覆部材２ｂの一方の開口端Ｎを接着剤により密着させた状態に接合することを実現させている。
【００２１】
前記第１被覆部材２ａと第２被覆部材２ｂの各開口端（Ｍ，Ｎ）が接着剤により密着接合された後には、第２被覆部材２ｂ全体が加熱されることで前記液面に向けた側の開口端Ｎの間口をできるだけ小さくするように形成される。また、第２被覆部材２ｂは側面に沿って一方向から加熱されることにより、他方の開口端Ｎが被処理液体Ｐの液面に向くように例えばＬ字型に曲げ加工される（図１参照）。これは、第２被覆部材２ｂの他方の開口端ＮからワイヤＷを出して外部の発振器Ｂに対し繋ぐ必要があるがために、このワイヤＷが存在することで熱収縮によっても前記開口端Ｎを完全には閉じることができずにそこから被処理液体Ｐが侵入する恐れがあり、それを防ぐために必要とされる加工である。なお、第２被覆部材２ｂは被処理液体Ｐ中に浸漬された場合に一方の先端部Ｎが被処理液体Ｐの液面上に出る長さであることは言うまでもない。
【００２２】
図１に戻って、このような無電極紫外線放射放電管１を被処理液体Ｐ中に浸漬する際には、処理槽Ａの下面あるいは側面などの内壁面から伸びる支持部材Ｊを介して、処理槽Ａ内ひいては処理液体Ｐ中において常時被処理液体Ｐが貯まる所定の高さ以下などの任意の位置に放電管Ｈを配置させるようにしてよい。この場合、支持部材Ｊを側壁面に高さを異ならせて複数設けたり、あるいは下面から伸びる支持部材Ｊを高さを異ならせて複数設けるようにして、処理槽Ａ内ひいては処理液体Ｐ中において任意の高さ位置に放電管Ｈを配置できるようになっていてよい。
【００２３】
あるいは、支持部材Ｊを用いて放電管Ｈを支持させることなく、図に示すようにしてフェライトコアＦ１，Ｆ２が液面に対して上下の位置関係となる縦置きの状態で放電管Ｈ自体がバランスを保つように、フェライトコアＦ１，Ｆ２のそれぞれの重さを調整する（この場合には異ならせる）ことによって、被処理液体Ｐ中の所定の高さ位置に浮遊した状態に放電管Ｈを配置するとよい（つまり、放電管Ｈを被処理液体Ｐの液面に対して垂直に沈めた縦置き状態に浸漬させる）。こうすれば、処理槽Ａを幅の狭い箇所にしか設置できないような場合であっても、幅を確保することなく当該液体処理装置を配置することができるようになり有利である。勿論、フェライトコアＦ１，Ｆ２のそれぞれの重さを調整することに限らず、フェライトコアＦ１，Ｆ２のそれぞれの重さを同一重量としておき、例えば各フェライトコアＦ１，Ｆ２の巻き数を異ならせるなどの他の方法により、放電管Ｈを被処理液体Ｐの液面に対して垂直に沈めた縦置き状態に浸漬させてもよいことは言うまでもない。
【００２４】
なお、放電管Ｈ自体は図示のようにして必ずしもフェライトコアＦ１，Ｆ２が鎖交配置される一部が被処理液体Ｐ中において平衡状態を保つ必要はなく、フェライトコアＦ１，Ｆ２が鎖交配置される左右どちらかの一部がより深い位置（又は浅い位置）に傾いた状態を保つようになっていてもよい。
【００２５】
さらに、図示を省略したが、支持部材Ｊを用いて放電管Ｈを支持させることなく、フェライトコアＦ１，Ｆ２が共に液面に対して同じ水平位置にある位置関係となる横置きの状態で放電管Ｈ自体がバランスを保つように、フェライトコアＦ１，Ｆ２のそれぞれの重さを調整する（この場合には同一重量にする）ことによって、被処理液体Ｐ中の所定の高さ位置に浮遊した状態に放電管Ｈを配置してもよい（つまり、放電管Ｈを被処理液体Ｐの液面に対して水平に沈めた又は液面に浮かべた横置き状態に浸漬させる）。この場合でも、第２被覆部材２ｂの先端部が被処理液体Ｐの液面上に出ているように加工されることは言うまでもない。
【００２６】
こうした構成の無電極紫外線放射放電管１では、発振器Ｂから発生される周波数５０kHz以上５００kHz以下の範囲にある高周波電流によりフェライトコアＦ１，Ｆ２が励磁されると、楕円形状に形成された放電管Ｈに２次誘起起電力を発生させるので、これにより放電管Ｈ内の放電が生起する。そして、放電管Ｈ内に封入されている水銀粒（あるいは水銀アマルガム）の一部が気体となって存在することで、紫外線が効率よく放射される。無電極紫外線放射放電管１は放電管Ｈから紫外線を発することで、被処理液体Ｐの殺菌並びに微生物の防除などを行う液体処理機能を発揮する。すなわち、前記放電管Ｈは石英ガラス製などの所望の紫外線を透過する材質で形成されていることから、放電管Ｈから発せられる紫外線によって被処理液体Ｐが処理槽Ａの内側から照射される。こうした無電極の放電管Ｈは従来において用いられていた有電極の放電管に比べて長寿命であり、従来に比べて放電管交換の頻度を低減することができる。
【００２７】
ここで、高周波の損失は駆動周波数に比例することが知られており、放電管Ｈから紫外線を発生させるために用いられる駆動周波数が数百kHz例えば２００kHz駆動である場合には、上述したような従来装置における13.36MHz駆動である場合に比べて約７０分の１にエネルギー損失が低減される。そのために、この実施形態に示される液体処理装置は、放電管Ｈを駆動するためのワイヤＷやフェライトコアＦ１，Ｆ２（及びその巻き線）などを、水を主体とした被処理液体Ｐ中に直接浸漬つまりは接触させた状態で駆動させたとしても、高周波によるエネルギー損失の影響に比べて誘電体である水によるエネルギー損失の影響は小さく、従ってトータルのエネルギー損失が従来に比べて少なくて済み、放電管Ｈを正常にかつエネルギー効率よく駆動することができるといった長所を有するものである。また、駆動周波数を概ね１MHz以下更に望ましくは５００kHz以下に調整すれば、このような水を主体とした被処理液体Ｐによるエネルギー損失をより少なくした装置を提供することが容易にできる。
【００２８】
また、放電管Ｈに鎖交させたフェライトコアＦ１，Ｆ２の透磁率をμ、磁界強度をＨとすると、フェライトコアＦ１，Ｆ２を介して発振器Ｂ（電源）側から放電管Ｈ側へと伝達されるエネルギーは、フェライトコアＦ１，Ｆ２の単位体積当り「μｆＨ2／２」で表される。したがって、周波数（ｆ）が低くなると単位体積当りのエネルギー伝達量が少なくなるので、一定量のエネルギーを伝達するためにはフェライトコアＦ１，Ｆ２を大きくしなければならなくなる。例えば２０kHzの周波数で駆動する場合には、２００kHzの周波数で駆動する場合に比べて約１０倍の大きさのフェライトコアＦが必要になる。そこで、本実施形態においては放電管Ｈから紫外線を発生させるための駆動周波数の下限がフェライトコアＦ１，Ｆ２への駆動周波数で決まり、望ましくは２０kHz以上更に望ましくは５０kHz以上の周波数で駆動するように調整するのがよい。そうすることで、フェライトコアＦ１，Ｆ２をあえて大きくしなくても、発振器Ｂ（電源）側から放電管Ｈ側へと効率的にエネルギーを伝達させることが簡単にできる。
【００２９】
なお、上述の図１に示した実施例では、１つのワイヤＷを２つのフェライトコアＦ１，Ｆ２に対してそれぞれ巻き回すことで２つの誘導コイルを形成するようにしたが、それぞれ別々のワイヤＷを２つのフェライトコアＦ１，Ｆ２に対してそれぞれ巻き回すことで２つの誘導コイルを形成するようにしてもよい。
【００３０】
なお、フェライトコアＦ１，Ｆ２は円環状でも楕円環状でも長方形環状でもどのような形状であってもよいが、放電管Ｈと鎖交するように配置されている必要があり、また放電管Ｈと共に被覆部材によって被覆されることは勿論である。また、フェライトコアＦ１，Ｆ２を放電管Ｈに密着させるとエネルギー伝達効率が向上することが知られているが、本実施例では放電管Ｈと共に被覆部材によって被覆することだけでユーザは特に意識せずともフェライトコアＦ１，Ｆ２と放電管Ｈとをできる限り密着させた状態とすることができる。さらに、フェライトコアＦ１，Ｆ２は、環状に形成可能である複数の部品に分割することができるようにしてよい。
【００３１】
なお、上述した実施例では、テフロン（登録商標）チューブを用いて紫外線放射放電管１を被覆することで熱絶縁性を確保しているが、より被処理液体Ｐとの熱的遮断を高めるために、紫外線放射放電管１とテフロン（登録商標）チューブとの間に絶縁性の高い空気層を形成するように紫外線放射放電管１を被覆するとよい。そのための１つの方法として、例えばテフロン（登録商標）製の小粒子を紫外線放射放電管１外面及びテフロン（登録商標）チューブ内面の少なくとも一方にコーティング乃至付着させた後に、テフロン（登録商標）チューブを用いて紫外線放射放電管１を被覆するとよい。あるいは、気泡を混入させたテフロン（登録商標）チューブを用いて紫外線放射放電管１を被覆してもよい。
【００３２】
なお、紫外線放射放電管１を被覆するための被覆部材としてテフロン（登録商標）チューブを用いているが、よりチューブの強度を増すためにテフロン（登録商標）チューブ内に例えばシリカ製あるいはセラミック製のファイバーを混入したものを用いてもよいのは勿論である。また、チューブ形状に限らずフィルム状のものであってもよい。
なお、上述した実施例においては一端が開口した第１被覆部材２ａを用いた例を示したがこれに限らず、両端が開口した第１被覆部材２ａを用いてもよい。その場合、第１被覆部材２ａを熱収縮させた後に両端に第２被覆部材２ｂを接合し、これら両端に接合した第２被覆部材２ｂの一端が被処理液体Ｐの液面上に出るように曲げ加工されるのは勿論である。
【００３３】
以上、図面に基づいて実施形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な実施形態が可能であることは言うまでもない。上述した実施例においては、放電管Ｈを被処理液体Ｐ中に完全に浸漬させるタイプの液体処理装置を示したがこれに限らない。例えば牛乳などのような紫外線透過率の低い被処理液体Ｐを処理する場合、上述した浸漬型の液体処理装置では紫外線が狭い範囲（放電管Ｈの直径方向の範囲）内にある被処理液体Ｐにしか届かないことから液全体を殺菌できないという欠点を有する。そこで、特に牛乳などのような紫外線透過率の低い被処理液体Ｐを処理するのに最適な液体処理装置を図３に示す。図３は、本発明に係る液体処理装置の別の実施例を示す概念図である。
【００３４】
図３に示される液体処理装置はいわば滴下型の液体処理装置であって、未処理の被処理液体Ｐをテフロン（登録商標）チューブにより被覆された紫外線放射放電管１（図２参照）に滴下する案内路Ｄを有する。この案内路Ｄにより放電管Ｈ上方に案内された被処理液体Ｐは、放電管Ｈ表面を伝って下方に流下する。被処理液体Ｐは、放電管Ｈ表面を伝って流下する間に紫外線が照射されることによって殺菌される。放電管Ｈの最下端まで流下した殺菌後の被処理液体Ｐは、紫外線放射放電管１の下方に配置された貯留タンクＥ内へと流れ落ちる。
【００３５】
このように、被処理液体Ｐを放電管Ｈ表面において上方から下方へと層状に流下（滴下）させる間に紫外線を照射することで、これら流下する被処理液体Ｐに対し均一に紫外線を十分に届かせることができると共に、また殺菌に必要とされる紫外線照射時間を確保することができる。したがって、十分に被処理液体Ｐを殺菌することができる。また、フェライトコアＦにより励起される無電極の放電管Ｈは直径が有電極の放電管よりも比較的に太く形成することができる故に、それだけ被処理液体Ｐと触れる放電管Ｈの表面積は大きいことから、被処理液体Ｐを放電管Ｈ表面において上方から下方へと流下（滴下）させるタイプの液体処理装置であっても被処理液体Ｐを効率よく殺菌することができる。
【００３６】
以上のように、本願発明に係る液体処理装置においては、汚れが付着しにくい紫外線透過性の例えば樹脂製の被覆部材２ａ，２ｂ（具体的にはテフロン（登録商標）チューブ）によって、放電管Ｈ及びフェライトコアＦ１，Ｆ２さらには誘導コイルを含むワイヤＷからなる紫外線放射放電管１全体を被覆するようにした。こうすると、装置全体が均一形状でなく凹凸形状であっても、被膜部材２を密着させた状態で覆うことのできない箇所を生じさせることなく、そうした箇所からの被処理液体Ｐの侵入を許してしまうことがない。特には被膜部材２により放電管Ｈと被処理液体Ｐとが直接的に接した状態とならないが故に、被処理液体Ｐの汚れが放電管Ｈに付着することがなくまた温度変化による放電管Ｈからの紫外線の出力低下を抑制することができる。こうした液体処理装置は、被処理液体Ｐの殺菌並びに被処理液体Ｐ中の微生物等の防除といった液体処理能力を常に良好に発揮することができるようになる。
【００３７】
前記被覆部材２ａ，２ｂとして熱収縮特性を有するものを用い、紫外線放射放電管１を構成する放電管Ｈ及びフェライトコアＦ１，Ｆ２さらには誘導コイルを含むワイヤＷを適宜の位置に密着させた状態で固定することにより、放電管Ｈの始動性のよさ、紫外線出力の最適条件を維持することができるようになる。
従来において放電管Ｈの寿命を左右していた電極がない無電極の放電管Ｈを用いたものであり寿命を大幅に伸ばすことができることから、ユーザに係る放電管Ｈの交換の負担を減らすことができるのみならず、放電管Ｈの交換回数を少なくすることによる放電管Ｈの使用数の削減にも寄与することから、間接的ではあるが地球温暖化防止に役立つ、という利点もある。
なお、本願発明に係る液体処理装置は排水処理路中に設置することが可能であることは勿論であるし、また小川などに直接的に浸漬設置することで小川の殺菌浄化などを行うことができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・無電極紫外線放射放電管
２・・・被膜部材
２ａ・・・第１被膜部材
２ｂ・・・第２被膜部材
Ａ・・・処理槽
Ａａ・・・被処理液体流入口
Ａｂ・・・被処理液体流出口
Ｂ・・・発振器（安定器）
Ｄ・・・案内路
Ｅ・・・貯留タンク
Ｆ（Ｆ１，Ｆ２）・・・フェライトコア
Ｈ・・・放電管
Ｊ・・・支持部材
Ｐ・・・被処理液体
Ｗ・・・ワイヤ（リード線）
Ｘ・・・導水管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線の照射によって被処理液体の殺菌並びに被処理液体中の微生物や小動物等の防除などの液体処理を行う液体処理装置に関する。特に、被処理液体中に浸漬させた状態にある無電極放電管からの紫外線照射によって液体処理を行う液体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紫外線を照射することによって被処理液体を殺菌したり、被処理液体中に含まれている微生物や小動物等を防除したりするなどの液体処理を行う液体処理装置が知られている。また、最近では特に紫外線を照射する紫外線放射放電管を被処理液体中に浸漬させて被処理液体を外側からではなく内側から紫外線照射する、所謂浸漬型などと呼ばれるタイプの液体処理装置が広く用いられるようになってきている。
【０００３】
ところで、こうした液体処理装置においても、寿命が比較的短い有電極の放電管を用いるかわりに、一般的に有電極の放電管に比較して約６倍乃至１０倍前後の長い寿命をもつ無電極の放電管を用いることで、放電管交換の頻度をできる限り低減することが既に考えられている。ここで、無電極放電管の一例を挙げると、例えば下記に示す特許文献１に記載の装置などがある。この特許文献１にはフェライトコアにより放電管を励起するもの、より具体的にはフェライトコアに巻き回された誘導コイルにリード線を介して高周波電流を通電することによって前記フェライトコアに鎖交する無電極放電管を点灯制御するものが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010−92774号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるようなフェライトコアにより励起される無電極放電管を液体処理装置に適用することは、以下に示すような問題があり難しかった。すなわち、上記した無電極放電管を被処理液体中で使用する場合には放電管と被処理液体とが直接的に接した状態となるが故に、液中の汚れによって放電管に限らずフェライトコアなどにも汚れが付着しやすい、また放電管やフェライトコアなどに汚れが付着した場合にそれらの汚れを落としにくい、さらには水銀蒸気圧を制御する放電管における最冷部温度が最適値からずれてしまう、などといった紫外線の出力低下を引き起こし得る不都合が生じ易い、という問題があった。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、被処理液体の汚れの付着を防ぐと共に温度変化による無電極放電管からの紫外線の出力低下を抑制し、常に良好な液体処理能力を発揮することのできるようにした無電極放電管からなる液体処理装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液体処理装置は、紫外線照射により被処理液体を処理する液体処理装置であって、無電極の紫外線放電管と、前記放電管の一部を囲む形で前記放電管と鎖交して配置されるフェライトコアと、前記フェライトコアに巻き回された誘導コイルと、前記誘導コイルにリード線を介して高周波電流を通電する高周波電源であって、該高周波電源は前記誘導コイルを通電することにより前記紫外線放電管に紫外線を発生させるものと、前記紫外線放電管と前記フェライトコアと前記誘導コイルと前記リード線とを被膜する紫外線透過性の被膜部材とを備える。
【０００８】
本発明によれば、リード線を介して通電される誘導コイルを巻き回したフェライトコアが一部を囲む形で無電極の紫外線放電管と鎖交して配置される凹凸ある複雑な形状の装置全体を、紫外線透過性の被膜部材によって被膜する。こうすると、装置全体が均一形状でなく凹凸形状であっても、被膜部材を密着させた状態で覆うことのできない箇所を生じさせることなく、そうした箇所からの被処理液体の侵入を許してしまうことがない。特には被膜部材により紫外線放電管と被処理液体とが直接的に接した状態とならないが故に、被処理液体の汚れが紫外線放電管に付着することがなくまた温度変化による紫外線放電管からの紫外線の出力低下を抑制することができる。こうした液体処理装置は、被処理液体の殺菌並びに被処理液体中の微生物等の防除といった液体処理能力を常に良好に発揮することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、リード線を介して通電される誘導コイルを巻き回したフェライトコアが一部を囲む形で無電極の紫外線放電管と鎖交して配置される凹凸ある複雑な形状の装置全体を、紫外線透過性の被膜部材によって被膜するようにした。これにより、被処理液体の汚れの付着を防ぐと共に温度変化による無電極放電管からの紫外線の出力低下を抑制することができることから、常に良好な液体処理能力を発揮する液体処理装置を提供することができるようになる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る液体処理装置の一実施例を示す概念図である。
【図２】液体処理装置に対する樹脂製の被膜部材を用いての被覆形成について説明するための概念図である。
【図３】液体処理装置の別の実施例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る液体処理装置の一実施例を示す概念図である。図１に示すように、本発明に係る液体処理装置は処理槽Ａ内に貯められた被処理液体Ｐ中に浸漬せしめるように処理槽Ａ内に配置される浸漬型の液体処理装置であって、図中左側の導水管Ｘから被処理液体流入口Ａａを介して流れ込んで処理槽Ａ内に貯められた被処理液体Ｐを紫外線照射して、被処理液の殺菌並びに被処理液体中の微生物等の防除といった液体処理を行う。液体処理された後の被処理液体Ｐは、浄化水などとして処理槽Ａ内から被処理液体流出口Ａｂを介して図中右側の導水管Ｘから流れ出るようになっている。上記したような液体処理を行うために、当該液体処理装置では波長254ｎｍあるいは波長365ｎｍの紫外線を被処理液体Ｐに対して照射することのできるようになっている。
【００１３】
この実施形態に示される液体処理装置は、１乃至複数（図１では１個のみを示した）の紫外線放射放電管１（又は紫外線ランプとも呼ぶ）からなり、当該紫外線放射放電管１は無電極の水銀放電管であって、紫外線を放射するガスとなる例えば水銀粒あるいは水銀アマルガムなどを封入したループした楕円形状の放電管Ｈと、当該放電管Ｈにおいて管軸方向に離間した位置をそれぞれ囲む形で前記放電管Ｈと鎖交するようにして配置された磁性材料からなる１乃至複数（図１では２個の例を示した）のフェライトコアＦ１，Ｆ２と、前記フェライトコアＦ１，Ｆ２それぞれに巻き回され２つの誘導コイルを形成するワイヤＷ（リード線）を含む。
【００１４】
これら放電管Ｈ及びフェライトコアＦ１，Ｆ２さらには前記誘導コイルを含むワイヤＷからなる紫外線放射放電管１は、被処理液体Ｐ中に浸漬されることに鑑みて、紫外線透過性の樹脂製の被膜部材２（例えば、テフロン（登録商標）製のチューブなど）によって全体が被覆されている（図中では便宜的に斜線で示す）。この実施形態では、少なくとも紫外線放射放電管１全体を例えば樹脂製の被膜部材２によって被膜することにより、紫外線放射放電管１が被処理液体Ｐ中に浸漬された際に（又は被処理液体Ｐの液面上に浮かせた際に）、被処理液体Ｐにより引き起こされ得る紫外線の出力低下などの悪影響を受けることのないようにしている。なお、こうした被膜部材２とは別に放電管Ｈ、フェライトコアＦ１，Ｆ２、前記誘導コイルを含むワイヤＷそれぞれに対して別途の防水処理が施されていてもよい。
【００１５】
前記ワイヤＷに高周波電流を通電する発振器Ｂは、処理槽Ａの外部につまり被処理液体Ｐ内に浸漬されないように配置されている。そのため、紫外線放射放電管１が被処理液体Ｐ中に浸漬された場合には、前記ワイヤＷは被処理液体Ｐ中を通って前記発振器Ｂに繋がれることになる。
【００１６】
ここで、紫外線放射放電管１（液体処理装置）に対する樹脂製の被膜部材２を用いての被覆形成について、図２を用いて説明する。ただし、ここでは、加熱によって収縮する熱収縮特性を有するテフロン（登録商標）チューブにより被膜された紫外線放射放電管１を例に説明する。
【００１７】
上述したように、紫外線放射放電管１は例えば熱収縮特性を有するチューブ状のテフロン（登録商標）製などの被覆部材（２ａ，２ｂ）により全体が被膜される。前記被膜部材は、紫外線放射放電管１全体が入り込む程度の大きさの直径に且つ両端のうち少なくとも一端（図２では右端Ｍ）が開口に形成されてなる第１被覆部材２ａと、該第１被覆部材２ｂよりも小さい直径に且つ両端（Ｎ）が開口に形成されてなる第２被覆部材２ｂとからなる。これら第１及び第２の各被覆部材２ａ，２ｂは各々が分離独立した状態で別々に形成されている。
【００１８】
紫外線放射放電管１（図示せず）は、まず第１被覆部材２ａの中にその開口端Ｍ側から挿入される。このとき、ワイヤＷは処理槽Ａの外部にある発振器Ｂと繋ぐ必要あることから、第１被覆部材２ａの開口端Ｍから出した状態とされる。その後、第１被覆部材２ａに対して万遍なく外部から熱が加えられる。すると、第１被覆部材２ａは加熱により径方向及び長尺方向に熱収縮を起こすので、当該第１被覆部材２ａが内部に挿入された紫外線放射放電管１に密着した状態となる。これにより、紫外線放射放電管１を構成する放電管Ｈ、フェライトコアＦ１，Ｆ２、前記誘導コイルを含むワイヤＷの相対的な配置位置が固定される。
【００１９】
ただし、第１被覆部材２ａを熱収縮させたとしてもその開口端Ｍは完全に塞がれた状態にはならない（図２において一点鎖線で示す）。したがって、この状態のまま被処理液体Ｐ中に浸漬させると、被処理液体Ｐが前記開口端Ｍから内部に入り込む恐れがあるし、またワイヤＷは被覆されていないことからワイヤＷがそのままでは腐食する危険性が高い。そこで、本実施形態では、前記開口端Ｍに対してワイヤＷを通した第２被覆部材２ｂの一端を接着剤で密着させた状態に接合することによって上記不都合を回避するのだが、従来では接着剤等でテフロン（登録商標）同士を接合するのは非常に難しいことであった。
【００２０】
この点に関し、波長254ｎｍや365ｎｍの紫外線をテフロン（登録商標）に対して照射しても何らの影響を及ぼすこともなく紫外線が透過される一方で、波長185ｎｍの紫外線をテフロン（登録商標）に対して照射すると吸収されてテフロン（登録商標）を分解することが本出願人により実験的に確認された。そこで、テフロン（登録商標）同士を接合する接合面を波長185ｎｍの紫外線で照射すると、テフロン（登録商標）表面が微視的に荒らされて当該箇所において未結合の分子端が現れるので、その箇所では接着剤との結合強度が増すことになる。これを利用して、本実施形態においては従来接着剤による接合が困難であった共にテフロン（登録商標）からなる前記第１被覆部材２ａの開口端Ｍと第２被覆部材２ｂの一方の開口端Ｎを接着剤により密着させた状態に接合することを実現させている。
【００２１】
前記第１被覆部材２ａと第２被覆部材２ｂの各開口端（Ｍ，Ｎ）が接着剤により密着接合された後には、第２被覆部材２ｂ全体が加熱されることで前記液面に向けた側の開口端Ｎの間口をできるだけ小さくするように形成される。また、第２被覆部材２ｂは側面に沿って一方向から加熱されることにより、他方の開口端Ｎが被処理液体Ｐの液面に向くように例えばＬ字型に曲げ加工される（図１参照）。これは、第２被覆部材２ｂの他方の開口端ＮからワイヤＷを出して外部の発振器Ｂに対し繋ぐ必要があるがために、このワイヤＷが存在することで熱収縮によっても前記開口端Ｎを完全には閉じることができずにそこから被処理液体Ｐが侵入する恐れがあり、それを防ぐために必要とされる加工である。なお、第２被覆部材２ｂは被処理液体Ｐ中に浸漬された場合に一方の先端部Ｎが被処理液体Ｐの液面上に出る長さであることは言うまでもない。
【００２２】
図１に戻って、このような無電極紫外線放射放電管１を被処理液体Ｐ中に浸漬する際には、処理槽Ａの下面あるいは側面などの内壁面から伸びる支持部材Ｊを介して、処理槽Ａ内ひいては処理液体Ｐ中において常時被処理液体Ｐが貯まる所定の高さ以下などの任意の位置に放電管Ｈを配置させるようにしてよい。この場合、支持部材Ｊを側壁面に高さを異ならせて複数設けたり、あるいは下面から伸びる支持部材Ｊを高さを異ならせて複数設けるようにして、処理槽Ａ内ひいては処理液体Ｐ中において任意の高さ位置に放電管Ｈを配置できるようになっていてよい。
【００２３】
あるいは、支持部材Ｊを用いて放電管Ｈを支持させることなく、図に示すようにしてフェライトコアＦ１，Ｆ２が液面に対して上下の位置関係となる縦置きの状態で放電管Ｈ自体がバランスを保つように、フェライトコアＦ１，Ｆ２のそれぞれの重さを調整する（この場合には異ならせる）ことによって、被処理液体Ｐ中の所定の高さ位置に浮遊した状態に放電管Ｈを配置するとよい（つまり、放電管Ｈを被処理液体Ｐの液面に対して垂直に沈めた縦置き状態に浸漬させる）。こうすれば、処理槽Ａを幅の狭い箇所にしか設置できないような場合であっても、幅を確保することなく当該液体処理装置を配置することができるようになり有利である。勿論、フェライトコアＦ１，Ｆ２のそれぞれの重さを調整することに限らず、フェライトコアＦ１，Ｆ２のそれぞれの重さを同一重量としておき、例えば各フェライトコアＦ１，Ｆ２の巻き数を異ならせるなどの他の方法により、放電管Ｈを被処理液体Ｐの液面に対して垂直に沈めた縦置き状態に浸漬させてもよいことは言うまでもない。
【００２４】
なお、放電管Ｈ自体は図示のようにして必ずしもフェライトコアＦ１，Ｆ２が鎖交配置される一部が被処理液体Ｐ中において平衡状態を保つ必要はなく、フェライトコアＦ１，Ｆ２が鎖交配置される左右どちらかの一部がより深い位置（又は浅い位置）に傾いた状態を保つようになっていてもよい。
【００２５】
さらに、図示を省略したが、支持部材Ｊを用いて放電管Ｈを支持させることなく、フェライトコアＦ１，Ｆ２が共に液面に対して同じ水平位置にある位置関係となる横置きの状態で放電管Ｈ自体がバランスを保つように、フェライトコアＦ１，Ｆ２のそれぞれの重さを調整する（この場合には同一重量にする）ことによって、被処理液体Ｐ中の所定の高さ位置に浮遊した状態に放電管Ｈを配置してもよい（つまり、放電管Ｈを被処理液体Ｐの液面に対して水平に沈めた又は液面に浮かべた横置き状態に浸漬させる）。この場合でも、第２被覆部材２ｂの先端部が被処理液体Ｐの液面上に出ているように加工されることは言うまでもない。
【００２６】
こうした構成の無電極紫外線放射放電管１では、発振器Ｂから発生される周波数５０kHz以上５００kHz以下の範囲にある高周波電流によりフェライトコアＦ１，Ｆ２が励磁されると、楕円形状に形成された放電管Ｈに２次誘起起電力を発生させるので、これにより放電管Ｈ内の放電が生起する。そして、放電管Ｈ内に封入されている水銀粒（あるいは水銀アマルガム）の一部が気体となって存在することで、紫外線が効率よく放射される。無電極紫外線放射放電管１は放電管Ｈから紫外線を発することで、被処理液体Ｐの殺菌並びに微生物の防除などを行う液体処理機能を発揮する。すなわち、前記放電管Ｈは石英ガラス製などの所望の紫外線を透過する材質で形成されていることから、放電管Ｈから発せられる紫外線によって被処理液体Ｐが処理槽Ａの内側から照射される。こうした無電極の放電管Ｈは従来において用いられていた有電極の放電管に比べて長寿命であり、従来に比べて放電管交換の頻度を低減することができる。
【００２７】
ここで、高周波の損失は駆動周波数に比例することが知られており、放電管Ｈから紫外線を発生させるために用いられる駆動周波数が数百kHz例えば２００kHz駆動である場合には、上述したような従来装置における13.36MHz駆動である場合に比べて約７０分の１にエネルギー損失が低減される。そのために、この実施形態に示される液体処理装置は、放電管Ｈを駆動するためのワイヤＷやフェライトコアＦ１，Ｆ２（及びその巻き線）などを、水を主体とした被処理液体Ｐ中に直接浸漬つまりは接触させた状態で駆動させたとしても、高周波によるエネルギー損失の影響に比べて誘電体である水によるエネルギー損失の影響は小さく、従ってトータルのエネルギー損失が従来に比べて少なくて済み、放電管Ｈを正常にかつエネルギー効率よく駆動することができるといった長所を有するものである。また、駆動周波数を概ね１MHz以下更に望ましくは５００kHz以下に調整すれば、このような水を主体とした被処理液体Ｐによるエネルギー損失をより少なくした装置を提供することが容易にできる。
【００２８】
また、放電管Ｈに鎖交させたフェライトコアＦ１，Ｆ２の透磁率をμ、磁界強度をＨとすると、フェライトコアＦ１，Ｆ２を介して発振器Ｂ（電源）側から放電管Ｈ側へと伝達されるエネルギーは、フェライトコアＦ１，Ｆ２の単位体積当り「μｆＨ2／２」で表される。したがって、周波数（ｆ）が低くなると単位体積当りのエネルギー伝達量が少なくなるので、一定量のエネルギーを伝達するためにはフェライトコアＦ１，Ｆ２を大きくしなければならなくなる。例えば２０kHzの周波数で駆動する場合には、２００kHzの周波数で駆動する場合に比べて約１０倍の大きさのフェライトコアＦが必要になる。そこで、本実施形態においては放電管Ｈから紫外線を発生させるための駆動周波数の下限がフェライトコアＦ１，Ｆ２への駆動周波数で決まり、望ましくは２０kHz以上更に望ましくは５０kHz以上の周波数で駆動するように調整するのがよい。そうすることで、フェライトコアＦ１，Ｆ２をあえて大きくしなくても、発振器Ｂ（電源）側から放電管Ｈ側へと効率的にエネルギーを伝達させることが簡単にできる。
【００２９】
なお、上述の図１に示した実施例では、１つのワイヤＷを２つのフェライトコアＦ１，Ｆ２に対してそれぞれ巻き回すことで２つの誘導コイルを形成するようにしたが、それぞれ別々のワイヤＷを２つのフェライトコアＦ１，Ｆ２に対してそれぞれ巻き回すことで２つの誘導コイルを形成するようにしてもよい。
【００３０】
なお、フェライトコアＦ１，Ｆ２は円環状でも楕円環状でも長方形環状でもどのような形状であってもよいが、放電管Ｈと鎖交するように配置されている必要があり、また放電管Ｈと共に被覆部材によって被覆されることは勿論である。また、フェライトコアＦ１，Ｆ２を放電管Ｈに密着させるとエネルギー伝達効率が向上することが知られているが、本実施例では放電管Ｈと共に被覆部材によって被覆することだけでユーザは特に意識せずともフェライトコアＦ１，Ｆ２と放電管Ｈとをできる限り密着させた状態とすることができる。さらに、フェライトコアＦ１，Ｆ２は、環状に形成可能である複数の部品に分割することができるようにしてよい。
【００３１】
なお、上述した実施例では、テフロン（登録商標）チューブを用いて紫外線放射放電管１を被覆することで熱絶縁性を確保しているが、より被処理液体Ｐとの熱的遮断を高めるために、紫外線放射放電管１とテフロン（登録商標）チューブとの間に絶縁性の高い空気層を形成するように紫外線放射放電管１を被覆するとよい。そのための１つの方法として、例えばテフロン（登録商標）製の小粒子を紫外線放射放電管１外面及びテフロン（登録商標）チューブ内面の少なくとも一方にコーティング乃至付着させた後に、テフロン（登録商標）チューブを用いて紫外線放射放電管１を被覆するとよい。あるいは、気泡を混入させたテフロン（登録商標）チューブを用いて紫外線放射放電管１を被覆してもよい。
【００３２】
なお、紫外線放射放電管１を被覆するための被覆部材としてテフロン（登録商標）チューブを用いているが、よりチューブの強度を増すためにテフロン（登録商標）チューブ内に例えばシリカ製あるいはセラミック製のファイバーを混入したものを用いてもよいのは勿論である。また、チューブ形状に限らずフィルム状のものであってもよい。
なお、上述した実施例においては一端が開口した第１被覆部材２ａを用いた例を示したがこれに限らず、両端が開口した第１被覆部材２ａを用いてもよい。その場合、第１被覆部材２ａを熱収縮させた後に両端に第２被覆部材２ｂを接合し、これら両端に接合した第２被覆部材２ｂの一端が被処理液体Ｐの液面上に出るように曲げ加工されるのは勿論である。
【００３３】
以上、図面に基づいて実施形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な実施形態が可能であることは言うまでもない。上述した実施例においては、放電管Ｈを被処理液体Ｐ中に完全に浸漬させるタイプの液体処理装置を示したがこれに限らない。例えば牛乳などのような紫外線透過率の低い被処理液体Ｐを処理する場合、上述した浸漬型の液体処理装置では紫外線が狭い範囲（放電管Ｈの直径方向の範囲）内にある被処理液体Ｐにしか届かないことから液全体を殺菌できないという欠点を有する。そこで、特に牛乳などのような紫外線透過率の低い被処理液体Ｐを処理するのに最適な液体処理装置を図３に示す。図３は、本発明に係る液体処理装置の別の実施例を示す概念図である。
【００３４】
図３に示される液体処理装置はいわば滴下型の液体処理装置であって、未処理の被処理液体Ｐをテフロン（登録商標）チューブにより被覆された紫外線放射放電管１（図２参照）に滴下する案内路Ｄを有する。この案内路Ｄにより放電管Ｈ上方に案内された被処理液体Ｐは、放電管Ｈ表面を伝って下方に流下する。被処理液体Ｐは、放電管Ｈ表面を伝って流下する間に紫外線が照射されることによって殺菌される。放電管Ｈの最下端まで流下した殺菌後の被処理液体Ｐは、紫外線放射放電管１の下方に配置された貯留タンクＥ内へと流れ落ちる。
【００３５】
このように、被処理液体Ｐを放電管Ｈ表面において上方から下方へと層状に流下（滴下）させる間に紫外線を照射することで、これら流下する被処理液体Ｐに対し均一に紫外線を十分に届かせることができると共に、また殺菌に必要とされる紫外線照射時間を確保することができる。したがって、十分に被処理液体Ｐを殺菌することができる。また、フェライトコアＦにより励起される無電極の放電管Ｈは直径が有電極の放電管よりも比較的に太く形成することができる故に、それだけ被処理液体Ｐと触れる放電管Ｈの表面積は大きいことから、被処理液体Ｐを放電管Ｈ表面において上方から下方へと流下（滴下）させるタイプの液体処理装置であっても被処理液体Ｐを効率よく殺菌することができる。
【００３６】
以上のように、本願発明に係る液体処理装置においては、汚れが付着しにくい紫外線透過性の例えば樹脂製の被覆部材２ａ，２ｂ（具体的にはテフロン（登録商標）チューブ）によって、放電管Ｈ及びフェライトコアＦ１，Ｆ２さらには誘導コイルを含むワイヤＷからなる紫外線放射放電管１全体を被覆するようにした。こうすると、装置全体が均一形状でなく凹凸形状であっても、被膜部材２を密着させた状態で覆うことのできない箇所を生じさせることなく、そうした箇所からの被処理液体Ｐの侵入を許してしまうことがない。特には被膜部材２により放電管Ｈと被処理液体Ｐとが直接的に接した状態とならないが故に、被処理液体Ｐの汚れが放電管Ｈに付着することがなくまた温度変化による放電管Ｈからの紫外線の出力低下を抑制することができる。こうした液体処理装置は、被処理液体Ｐの殺菌並びに被処理液体Ｐ中の微生物等の防除といった液体処理能力を常に良好に発揮することができるようになる。
【００３７】
前記被覆部材２ａ，２ｂとして熱収縮特性を有するものを用い、紫外線放射放電管１を構成する放電管Ｈ及びフェライトコアＦ１，Ｆ２さらには誘導コイルを含むワイヤＷを適宜の位置に密着させた状態で固定することにより、放電管Ｈの始動性のよさ、紫外線出力の最適条件を維持することができるようになる。
従来において放電管Ｈの寿命を左右していた電極がない無電極の放電管Ｈを用いたものであり寿命を大幅に伸ばすことができることから、ユーザに係る放電管Ｈの交換の負担を減らすことができるのみならず、放電管Ｈの交換回数を少なくすることによる放電管Ｈの使用数の削減にも寄与することから、間接的ではあるが地球温暖化防止に役立つ、という利点もある。
なお、本願発明に係る液体処理装置は排水処理路中に設置することが可能であることは勿論であるし、また小川などに直接的に浸漬設置することで小川の殺菌浄化などを行うことができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・無電極紫外線放射放電管
２・・・被膜部材
２ａ・・・第１被膜部材
２ｂ・・・第２被膜部材
Ａ・・・処理槽
Ａａ・・・被処理液体流入口
Ａｂ・・・被処理液体流出口
Ｂ・・・発振器（安定器）
Ｄ・・・案内路
Ｅ・・・貯留タンク
Ｆ（Ｆ１，Ｆ２）・・・フェライトコア
Ｈ・・・放電管
Ｊ・・・支持部材
Ｐ・・・被処理液体
Ｗ・・・ワイヤ（リード線）
Ｘ・・・導水管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線照射により被処理液体を処理する液体処理装置であって、
無電極の紫外線放電管と、
前記放電管の一部を囲む形で前記放電管と鎖交して配置されるフェライトコアと、
前記フェライトコアに巻き回された誘導コイルと、
前記誘導コイルにリード線を介して高周波電流を通電する高周波電源であって、該高周波電源は前記誘導コイルを通電することにより前記紫外線放電管に紫外線を発生させるものと、
前記紫外線放電管と前記フェライトコアと前記誘導コイルと前記リード線とを被膜する紫外線透過性の被膜部材と
を備える液体処理装置。
【請求項２】
前記紫外線放電管は、ループ状に閉じた形状に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の液体処理装置。
【請求項３】
前記被膜部材は、少なくとも前記紫外線放電管及び前記フェライトコア及び前記誘導コイルを被膜する第１の被膜部材と、前記高周波電源に繋がれる前記リード線を被膜する第２の被膜部材とからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体処理装置。
【請求項４】
前記第１の被膜部材及び前記第２の被膜部材は特定波長の紫外線によって分解される特性を有する樹脂部材からなり、前記被膜部材は、前記第１の被膜部材と前記第２の被膜部材の接合部を前記特定波長の紫外線照射による分解後に接合して形成されてなることを特徴とする請求項３に記載の液体処理装置。
【請求項５】
前記第１の被膜部材と前記第２の被膜部材は、熱収縮性を有するチューブ形状のテフロン（登録商標）製部材からなることを特徴とする請求項３又は４に記載の液体処理装置。
【請求項６】
前記第１の被膜部材と前記第２の被膜部材とを分解する紫外線の特定波長は、１８５ナノメートルであることを特徴とする請求項４又は５に記載の液体処理装置。
【請求項７】
前記第１の被覆部材は、少なくとも前記紫外線放電管と接触する側において熱絶縁性の粒子又は気泡を有してなることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項８】
前記第２の被覆部材は、前記紫外線放電管を被処理液体中に浸漬させた状態又は被処理液体の液面に浮かせた状態において、少なくとも端面が被処理液体の液面上に出るように前記第１の被覆部材に接合されることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項９】
被処理液体を前記紫外線放電管に案内する案内手段をさらに有してなり、前記案内された被処理液体を前記紫外線放電管の上方から下方へと当該放電管表面上を滴下させることに応じて処理させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項１】
紫外線照射により被処理液体を処理する液体処理装置であって、
無電極の紫外線放電管と、
前記放電管の一部を囲む形で前記放電管と鎖交して配置されるフェライトコアと、
前記フェライトコアに巻き回された誘導コイルと、
前記誘導コイルにリード線を介して高周波電流を通電する高周波電源であって、該高周波電源は前記誘導コイルを通電することにより前記紫外線放電管に紫外線を発生させるものと、
前記紫外線放電管と前記フェライトコアと前記誘導コイルと前記リード線とを被膜する紫外線透過性の被膜部材と
を備える液体処理装置。
【請求項２】
前記紫外線放電管は、ループ状に閉じた形状に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の液体処理装置。
【請求項３】
前記被膜部材は、少なくとも前記紫外線放電管及び前記フェライトコア及び前記誘導コイルを被膜する第１の被膜部材と、前記高周波電源に繋がれる前記リード線を被膜する第２の被膜部材とからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体処理装置。
【請求項４】
前記第１の被膜部材及び前記第２の被膜部材は特定波長の紫外線によって分解される特性を有する樹脂部材からなり、前記被膜部材は、前記第１の被膜部材と前記第２の被膜部材の接合部を前記特定波長の紫外線照射による分解後に接合して形成されてなることを特徴とする請求項３に記載の液体処理装置。
【請求項５】
前記第１の被膜部材と前記第２の被膜部材は、熱収縮性を有するチューブ形状のテフロン（登録商標）製部材からなることを特徴とする請求項３又は４に記載の液体処理装置。
【請求項６】
前記第１の被膜部材と前記第２の被膜部材とを分解する紫外線の特定波長は、１８５ナノメートルであることを特徴とする請求項４又は５に記載の液体処理装置。
【請求項７】
前記第１の被覆部材は、少なくとも前記紫外線放電管と接触する側において熱絶縁性の粒子又は気泡を有してなることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項８】
前記第２の被覆部材は、前記紫外線放電管を被処理液体中に浸漬させた状態又は被処理液体の液面に浮かせた状態において、少なくとも端面が被処理液体の液面上に出るように前記第１の被覆部材に接合されることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の液体処理装置。
【請求項９】
被処理液体を前記紫外線放電管に案内する案内手段をさらに有してなり、前記案内された被処理液体を前記紫外線放電管の上方から下方へと当該放電管表面上を滴下させることに応じて処理させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液体処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２２３７３２（Ｐ２０１２−２２３７３２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５４８５（Ｐ２０１１−９５４８５）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（３９１０３１１５５）株式会社日本フォトサイエンス (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（３９１０３１１５５）株式会社日本フォトサイエンス (12)
【Ｆターム（参考）】
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