(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の流体を流すためのパイプと；
前記パイプ内において平行に配置された複数の細長い無電極の発光管と；
前記複数の発光管の各々の回りに巻回された複数の誘電コイルと；
前記誘導コイルに対して高周波電圧を印加する高周波電源と；
前記高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属と；
を有し、
前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されていることを特徴とする流体処理装置。
【請求項２】
前記発光管は、処理対象の流体を流す流路を有する内管と、この内管の周囲に設けられ、放電ガスが封入された発光空間を構成する筒体とから構成され、前記処理対象の流体は、当該発光管の外周部分を流れる以外に前記内管により構成される流路を介して流れることを特徴とする請求項１に記載の流体処理装置。
【請求項３】
処理対象の流体を流すためのパイプと；
有天井・有底の中空筒状部における中空部に誘導コイルが巻回されたコアを備えており、前記中空筒状部の周囲に設けられ、放電ガスが封入された発光空間を構成する筒体とから構成された複数の細長い無電極の発光管と；
前記誘導コイルに対して高周波電圧を印加する高周波電源と；
前記高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属と；
を有し、
前記複数の発光管に備えられた誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されていることを特徴とする流体処理装置。
【請求項４】
前記発光管は、外管を有する２重構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体処理装置。
【請求項５】
前記発光管の流体が接する面を紫外線透過フッ素樹脂によりコーティングしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流体処理装置。
【請求項６】
前記発光管の放射光が到達する範囲の面を光半導体によりコーティングしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の流体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細長い無電極の発光管の回りに誘導コイルを配置して発光管から放射される紫外線（ＵＶ）光により水、汚水、空気などの流体に対して殺菌等の処理を行う流体処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、特開平２−３７６６０号公報に示すように、軸線に沿う中空部分を形成しこの中空部分を照射空間とした略円筒状の発光管と、この発光管の外周に設けられ高周波電圧が印加されるコイルとを備え、発光管の中空部分に処理対象を流して処理を行う方法（１）が知られている。また、処理対象が流れる１本のパイプの外側に１以上の無電極又は有電極の発光管を配置する方法（２）も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法（１）における略円筒状の発光管では、中空部分に照射されるＵＶ光が外側に照射されるＵＶ光より弱いので処理能力が低く、大量の流体を均一に処理することができないという問題点がある。また、上記方法（２）も同様に、発光管から処理対象の方向以外に照射されたＵＶ光が利用されないので処理能力が低く、大量の流体を均一に処理することができない。
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる流体処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
請求項１の発明は、処理対象の流体を流すためのパイプと；前記パイプ内においいて平行に配置された複数の細長い無電極の発光管と；前記複数の発光管の各々の回りに巻回された複数の誘電コイルと；前記誘導コイルに対して高周波電圧を印加する高周波電源と；前記高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属と；を有し、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されていることを特徴とする。
上記構成により、パイプ内を流れる流体が複数の発光管から外側に照射されるＵＶ光により処理されるので、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明では、前記発光管は、処理対象の流体を流す流路を有する内管と、この内管の周囲に設けられ、放電ガスが封入された発光空間を構成する筒体とから構成され、前記処理対象の流体は、当該発光管の外周部分を流れる以外に前記内管により構成される流路を介して流れることを特徴とする。
上記構成により、パイプ内を流れる流体が複数の発光管から外側と内側の両方に照射されるＵＶ光により処理されるので、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、処理対象の流体を流すためのパイプと；有天井・有底の中空筒状部における中空部に誘導コイルが巻回されたコアを備えており、前記中空筒状部の周囲に設けられ、放電ガスが封入された発光空間を構成する筒体とから構成された複数の細長い無電極の発光管と；前記誘導コイルに対して高周波電圧を印加する高周波電源と；
前記高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属と；を有し、前記複数の発光管に備えられた誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されていることを特徴とする。
上記構成により、誘導コイルと発光管との磁気誘導結合係数を高めることができるので、ランプ効率を向上させることができる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載の流体処理装置において前記発光管が、外管を有する２重構造であることを特徴とする。
上記構成により、冷たい流体に対して発光管の効率が低下したり、発光管が点灯しにくくなることを防止することができる。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４記載の流体処理装置において前記発光管の流体が接する面を紫外線透過フッ素樹脂によりコーティングしたことを特徴とする。
上記構成により、処理対象の流体が発光管に付着することを防止することができるので、処理能力が低下することを防止することができる。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の流体処理装置において前記発光管の放射光が到達する範囲の面を光半導体によりコーティングしたことを特徴とする。
上記構成により、ＵＶ光が光半導体に当たると光電子が発生して流体内の酸素を活性化して有機物を分解するので、ＵＶ光を更に有効に利用することができる
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る流体処理装置の一実施形態を示す構成図、図２は図１の流体処理装置を示す横断面図である。
【００１４】
図１及び図２において、複数の細長い発光管１の各々の内部には放電ガスＧが封入され、電極は設けられていない。なお、放電ガスＧとしては例えばＵＶ光を発光させる場合にはＨｇと、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ及びＮｅの少なくとも１つが封入される。そして、発光管１の各々の回りに誘導コイル２が巻回され、また、この複数の発光管１が１本のパイプ４内に平行に配置されている。誘導コイル２には１ＭＨｚ以上の例えば２ＭＨｚ帯や１３．５６ＭＨｚの高周波電力が高周波電源３から印加され、誘導コイル２からの磁界により発光管１内の放電ガスが放電、点灯する。パイプ４内には水や有機溶媒などの流体５が流れ、流体５に対してＵＶ光を曝露することにより殺菌、高分子化などの処理を行う。
【００１５】
このような構成によれば、発光管１から外側に放射されたＵＶ光により流体５を曝露するのでＵＶ光を有効に利用することができ、また、複数の発光管１を設けたので、簡単な構成で処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【００１６】
ここで、上記構成では複数の誘導コイル２に対して独立した個々の高周波電源３から電源を供給するように構成したが、図３に示す第２の実施形態のように複数の誘導コイル２を直列に接続したり、図４に示す第３の実施形態のように複数の誘導コイル２を並列に接続し、１つの高周波電源３から電源を供給するように構成してもよい。
【００１７】
また、図５に示す第４の実施形態のようにパイプ４の周囲に電極として一対の導電性金属６を巻き付け、この一対の導電性金属６に対して複数のコイル２の両端を並列に接続するようにしてもよい。このような構成によれば、コイル２を導電性金属６に接続することにより発光管１をパイプ４内で固定することができる。
【００１８】
次に、図６を参照して第５の実施形態について説明する。この第５の実施形態では発光管１０の構成のみが異なり、誘導コイル２、高周波電源３及びパイプ４は上記第１〜第４の実施形態と同一である。発光管１０は放電ガスＧが封入される発光空間（放電空間）が筒形であって内部の長手方向に空洞（中空部）１０ａを有するように形成されたいわゆる竹輪形で形成されている。より詳細には、空洞１０ａは外気に導通しており、表面が筒形の発光管１０の内部に放電ガスが封入されている。このような構成によれば、発光管１０の外側と空洞１０ａ内に流体５を流すことにより、発光管１０から外側と内側の両方に放射されたＵＶ光により流体５を曝露することができるのでＵＶ光を更に有効に利用することができる。
【００１９】
また、図７に示す第６の実施形態のように竹輪形の発光管１０の空洞１０ａ内に、カーボニル鉄ダストのコア１１の回りに巻回された誘導コイル２を配置し、コイル２と発光管１０との結合係数を高めることにより、ランプ効率を改善するようにしてもよい。また、図８に示す第７の実施形態のように発光管１（及び１０）が冷たい流体５に直接触れると点灯しにくくなるので、これを防止するために発光管１（及び１０）を外管１２の間に配置し、冷たい流体５に対して間接的に触れるようにしてもよい。
【００２０】
また、図９に示すように発光管１、１０の外面１６、すなわち流体５が接触する面にテフロン等の紫外線透過フッ素樹脂をコーティングすることにより流体５が付着することを防止することができる（第８の実施形態）。また、ＵＶ光が到達する範囲の外面１６にＴｉＯ2 のような光半導体を塗布するようにしてもよく、この場合には放電ガスＧから照射されたＵＶ光がＴｉＯ2 に当たると光電子が発生して流体５内の酸素を活性化して有機物を分解するので、ＵＶ光を更に有効に利用することができる（第９の実施形態）。また、図１０に示すように発光管１、１０の内面１７、すなわち放電ガスＧが接触する面に発光管１、１０の内面１７にセラミックをコーティングすることにより寿命を長くすることができる（第１０の実施形態）。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、高周波電源に接続された電極であって、前記パイプの周囲に巻き付けられた一対の導電性金属を有し、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの一端が前記一対の導電性金属の一方に接続され、前記複数の誘導コイルにおけるそれぞれの他端が前記一対の導電性金属の他方に接続されているので、発光管をパイプ内において適切に固定することができ、流れる流体が複数の発光管から外側に照射されるＵＶ光により処理され、したがって、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【００２３】
請求項２記載の発明は、発光管の空洞内に処理対象の流体を流すので、パイプ内を流れる流体が複数の発光管から外側と内側の両方に照射されるＵＶ光により処理され、したがって、処理能力を高めて大量の流体を均一に処理することができる。
【００２４】
請求項３記載の発明は、コイルがコアに回りに巻回された状態で発光管の空洞内に配置されているので、誘導コイルと発光管との磁気誘導結合係数を高めることができ、したがって、ランプ効率を向上させることができる。
【００２５】
請求項４記載の発明は、発光管が外管を有する２重構造であるので、冷たい流体に対して発光管の効率が低下したり、発光管が点灯しにくくなることを防止することができる。
【００２６】
請求項５記載の発明は、発光管の流体が接する面を紫外線透過フッ素樹脂によりコーティングしたので、処理対象の流体が発光管に付着することを防止することができ、したがって、処理能力が低下することを防止することができる。
【００２７】
請求項６記載の発明は、発光管の放射光が到達する範囲の面を光半導体によりコーティングしたので、ＵＶ光が光触触媒に当たると光電子が発生して流体内の酸素を活性化して有機物を分解し、したがって、ＵＶ光を更に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体処理装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の流体処理装置を示す横断面図である。
【図３】第２の実施形態の流体処理装置を示す構成図である。
【図４】第３の実施形態の流体処理装置を示す構成図である。
【図５】第４の実施形態の流体処理装置を示す構成図である。
【図６】第５の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【図７】第６の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【図８】第７の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【図９】第８及び第９の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【図１０】第１０の実施形態の流体処理装置の発光管を示す構成図である。
【符号の説明】
Ｇ  放電ガス
１，１０  発光管
２  誘導コイル
３  高周波電源
４  パイプ
５  流体
６  導電性金属
１０ａ  空洞
１１  コア
１２  外管
１６  外面
１７  内面
【図１】
0003660057.tif 000002
【図２】
0003660057.tif 000003
【図３】
0003660057.tif 000004
【図４】
0003660057.tif 000005
【図５】
0003660057.tif 000006
【図６】
0003660057.tif 000007
【図７】
0003660057.tif 000008
【図８】
0003660057.tif 000009
【図９】
0003660057.tif 000010
【図１０】
0003660057.tif 000011