(57)【要約】【課題】管体内を流れる液体に対して中心部分まで十分に光を供給することができるとともに、光が照射されている部分における液体の流れについても適宜調節することができる導光モジュールを提供する。【解決手段】内部に光が照射される対象である液体が流れる管体１１と、前記管体の内側周面から当該管体の内側へ突出する導光体１２と、を備えた導光モジュール１であり、複数の導光モジュール１同士を、各端部で接合可能に構成した。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光照射対象たる液体が内部に流れる管体と、
前記管体の内周面から当該管体の内側へ突出する導光体と、を備えた導光モジュールであり、
複数の導光モジュール同士が、各端部で接合可能に構成されていることを特徴とする導光モジュール。
【請求項２】
複数の導光モジュール同士が、それぞれの導光体の位相をずらした状態で接合可能に構成されている請求項１記載の導光モジュール。
【請求項３】
前記導光体が、透光性を有し、中実に形成されている請求項１又は２記載の導光モジュール。
【請求項４】
前記管体及び前記導光体が一体的に構成されている請求項１乃至３いずれかに記載の導光モジュール。
【請求項５】
前記管体の外側に配置され、前記導光体内へ光を入射させる光源をさらに備えた請求項１乃至４いずれかに記載の導光モジュール。
【請求項６】
前記導光体が、一以上設けられ、
前記光源が、紫外光を射出するとともに、前記導光体に対応して一以上設けられており、
前記導光体から前記液体に対して紫外光が照射される請求項５記載の導光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体に光を照射して、例えば液体を殺菌・浄化したり、液体内に含まれる藻類を培養したりするために用いられる導光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透光性管体内を流れる水に、当該管体の外側から紫外光を照射して、当該水の殺菌処理が行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、処理能力を大きくするために例えば管体の内径を大きくすると、特に殺菌処理される水の濁りがひどい場合には、十分な量の紫外光が管体の中心部分を流れる水に対して照射されにくくなる。
【０００４】
また、このような殺菌処理では、紫外光の照射量だけでなく、水の流れ状態によっても処理能力に影響が表れる。
【０００５】
しかしながら、処理対象となる水の濁り、粘度、菌の繁殖状態等は、状況によって様々であり、ある場面では有効に作用しても別の場面では、十分な殺菌能力を発揮できないことがある。
【０００６】
また、このような問題は、培養液中の藻類等に対して光を照射し、光合成を行わせる藻類培養装置等においても生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２８５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述したような問題を鑑みてなされたものであり、管体内を流れる液体に対して中心部分まで十分に光を届けることができるとともに、光照射領域を流通する液体の流れについても適宜調節することができる導光モジュールを提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明に係る導光モジュールは、光照射対象たる液体が内部に流れる管体と、前記管体の内周面から当該管体の内側へ突出する導光体と、を備えた導光モジュールであり、複数の導光モジュール同士が、各端部で接合可能に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、管体の外側から内側へと入射した光は、導光体によって管体の内側へとさらに導かれ、液体内へ入射する。このため、導光体を介さずにすぐに液体内に入射した場合と比べて、管体中央部を流通する液体に到達するまでの減衰を抑え、十分な量の光を管体中央部の液体に照射する事が可能となる。
【００１１】
また、突出した導光体は流体抵抗として作用させることができ、例えば光が照射される液体を撹拌させて、光の照射量を均一化する効果も得られる。
【００１２】
さらに、複数の導光モジュールの各端部がそれぞれ接合可能に構成されているので、液体の濁度、粘度、含まれている物質や菌の種類等の要素に応じて、導光モジュールの接合数や向き等を適宜調節できる。このため、例えば殺菌処理や培養等といった様々な目的に合わせて、液体に対する光の照射状態や液体の流れ状態を適宜調節する事が可能となり、処理能力等を向上させることができる。
【００１３】
複数の導光モジュールを通過する液体がより撹拌されやすく、各導光モジュールの接合状態を調節できるようにするには、複数の前記導光モジュール同士が、それぞれの導光体の位相をずらした状態で接合可能に構成されていればよい。
【００１４】
液体の殺菌処理や藻類の培養といった様々な目的に応じて、例えば特定の波長の光を液体に対して照射できるようにするには、前記管体の外側に配置され、前記導光体内へ光を入射させる光源をさらに備えたものであればよい。
【００１５】
導光体から射出され、管体の中央部を流れる液体に対して到達する光の量をより多くできるようにするには、前記導光体が、透光性を有し、中実に形成されているものであればよい。
【００１６】
前記管体内に前記導光体を簡単に形成できるようにするには、前記管体及び前記導光体が一体的に構成されていればよい。
【００１７】
本発明の具体的な実施の態様としては、前記導光体が、一以上設けられ、前記光源が、紫外光を射出するとともに、前記導光体に対応して一以上設けられており、前記導光体から前記液体に対して紫外光が照射されるものが挙げられる。このようなものであれば、前記管体内を流通する液体を殺菌・浄化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
このように本発明に係る導光モジュールによれば、複数の導光モジュール同士が接合可能に構成されているので、接合数や取り付け角度等によって、例えば導光体による液体の撹拌状態を適宜調節する事が可能となる。また、導光体によって管体の中央部を流れる液体に対しても十分な光量を供給する事ができる。このため、例えば管体の内径を大きくして液体の流量を大きくした場合でも、十分な殺菌能力を発揮させたり、藻類等に十分な光合成を行わせたりすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る導光モジュールについて示す模式図。
【図２】第１実施形態の導光モジュールを示す模式的斜視図。
【図３】第１実施形態の導光モジュールにおいて各導光モジュールの位相を揃えて接合した状態を示す模式図。
【図４】第１実施形態の導光モジュールにおいて各導光モジュールの位相をずらして接合した状態を示す模式図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る導光モジュールについて示す模式図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る導光モジュールについて示す模式図。
【図７】本発明のその他の実施形態について示す模式図。
【図８】本発明の別のその他の実施形態について示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１実施形態に係る導光モジュール１について図１乃至図４を参照しながら説明する。
【００２１】
第１実施形態の導光モジュール１は、図１に示すように、複数連結されて水を殺菌処理するための水処理装置１００を構成するものである。すなわち、導光モジュール１は、内部に処理対象である水が流れる概略円筒状をなす複数の管体１１と、各管体１１の内周面から半径方向内側へと突出する導光体１２と、管体１１に対して光を射出する光源１３と、を備えたものである。この導光モジュール１内を流れる水に対して紫外光が照射されて、水に含まれる細菌等が殺菌処理される。また、これらの複数の導光モジュール１は、各々が軸方向に接合された状態で、処理前の水を導入する導入管Ｌ１と、処理後の水が導出される導出管Ｌ２との間に設けられる。各導光モジュール１を構成する管体１１の端面同士は、接着剤による接着、管体１１を形成する材料同士の溶着、圧着等によって各導光体１２の位置を一致させた状態、あるいは、位相をずらした状態で接合可能に構成されている。
【００２２】
図２の斜視図、図３（ａ）の正面図、左側面図、右側面図、及び、図３（ｂ）の断面斜視図に示すように、第１実施形態では、導光体１２は、導光モジュール１を軸方向から見た場合に、管体１１の内周面に対して１２０°ごとに設けてあり、それぞれが中心軸側へと突出させてある。各導光体１２は、中実構造を有し、透明樹脂又はガラスにより管体１１と一体的に構成されている。
【００２３】
各導光体１２の管体１１の内周面から中心軸側への突出量は、管体１１の内径の１／４程度に設定されている。すなわち、導光モジュール１を軸方向から見た場合に、各導光体１２は管体１１の内壁側に配置され、管体１１の中心部は流れを阻害する部材が存在しないように構成されている。なお、導光体１２の突出量は、例えば導光モジュール１内に流入する処理対象の水の汚れ具合等に応じて設定されている。例えば、所定の濁度を有する水が流れている状態において、管体１１の中心部を流れる水に対して殺菌能力を発揮できる照度が実現されるように導光体１２の突出量は設定される。すなわち、濁度が大きいほど導光体１２の半径方向の突出量が大きくなるように構成されている。
【００２４】
各導光体１２は、第１実施形態では管体１１の軸方向長さと同じであり、管体１１の端面と導光体１２の端面が面一となるように構成されている。
【００２５】
光源１３は、紫外光を射出するＬＥＤであって、管体１１の外側に配置され、管体１１から導光体１２へと紫外光を入射させる。第１実施形態では、図２に示すように各導光体１２に対応して１つずつ設けられている。すなわち、光源１３はその光軸が管体１１の半径方向を向くとともに、導光体１２の突出方向と一致するように配置されている。なお、光源１３は、管体１１の軸方向に複数設けても良い。
【００２６】
このように構成された導光モジュール１による作用及び効果について説明する。
【００２７】
光源１３から射出された紫外光は、まず管体１１内を半径方向に進み、次に導光体１２内へ入射する。導光体１２内に入射した紫外光は、導光体１２の突出方向の端面、又は、両側面から処理対象の水内へと射出される。導光体１２内を進行する紫外光は、濁度の大きい水等を通過する場合と比較して減衰が小さい。したがって、突出部たる導光体１２から射出される光によって、管体１１の中心部においても所定の照度を実現し、十分な殺菌能力を発揮できる。
【００２８】
また、突出した導光体１２は、導入管Ｌ１から導光モジュール１へと流入する処理対象の水に対して流路抵抗となる。このため、処理対象の水が導光モジュール１内へと流入する際に、撹拌作用が生じ、導入管Ｌ１内において壁面側を流れていた水と、中心部側を流れていた水がかき混ぜられることになる。したがって、導光モジュール１内を流れる処理対象の水全体に対して偏りなく、導光体１２から紫外光を照射することができる。
【００２９】
さらに、水処理装置１００は複数の導光モジュール１で構成されているので、図４（ａ）の正面図、左側面図、右側面図、及び、図４（ｂ）の断面斜視図に示すように、各導光モジュール１を接合する際に円周方向の位相をずらすことで、上流側と下流側において導光体１２の位置を異ならせることができる。例えば図４に示すように各導光モジュール１の位相が６０°ずれた状態で各導光モジュール１の端面を接合することによって、導光モジュール１同士の端部において処理対象の水をさらに撹拌することができる。
【００３０】
このように、各導光モジュール１が位相をずらして端部同士を接合できるので、例えば水の濁度や粘度等の状態に応じて撹拌状態を変えて十分な処理能力を発揮させることができる。
【００３１】
次に本発明の第２実施形態に係る導光モジュール１について図５（ａ）の正面図、左側面図、右側面図、及び、図５（ｂ）の断面斜視図を参照しながら説明する。なお、第１実施形態において説明した部材と対応する部材については同じ符号を付すこととする。
【００３２】
第２実施形態の導光モジュール１は、導光体１２の、管体１１の軸方向における長さが第１実施形態と比較して短く設定されている。このため、導光体１２の長手方向の端面は管体１１の端面よりも内側に配置される。
【００３３】
このような第２実施形態の導光モジュール１であれば、複数の導光モジュール１を接合した場合、位相が揃っている場合でも、各導光体１２は隣接せず、空隙が形成される。したがって、導入管Ｌ１から導入された液体は、まず導光体１２によって流路面積が小さくなった後に、導光モジュール１同士の接合部分において再び流路面積が拡大するので、さらに撹拌効果を大きくすることができる。
【００３４】
また、各導光体１２の、管体１１の軸方向における両端面からも光が液体に対して射出されるので、光照射の均一性や処理能力が向上する。
【００３５】
加えて、第１実施形態と同様に各導光モジュール１の位相をずらした状態で接合する事も可能であり、導光モジュール１内を流れる液体に対する撹拌作用や光の照射状態を調整することも可能である。
【００３６】
次に本発明の第３実施形態に係る導光モジュール１について図６（ａ）の正面図、左側面図、右側面図、及び、図６（ｂ）の断面斜視図を参照しながら説明する。なお、第１実施形態において説明した部材と対応する部材には同じ符号を付すこととする。
【００３７】
第３実施形態の導光モジュール１は、導光体１２の一方の端面が管体１１の端面よりも内側に配置され、他方の端面が管体１１の端面よりも外側へと突出するように構成されている。
【００３８】
このようなものであれば、導光体１２において管体１１の外側に突出している端部を管体１１に対して挿入することで導光モジュール１同士を半径方向に対してずれにくくして接合できる。
【００３９】
その他の実施形態について説明する。
【００４０】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、導光モジュール１の端面は平面ではなく、一方の端面は内側へ凹むテーパが形成されており、他方の端面は外側へ突出するテーパが形成されているものであってもよい。このようなものであれば、複数の導光モジュール１同士をより接合しやすくすることができる。
【００４１】
また、図８に示すように、３つ以上の導光モジュール１の各端部がそれぞれ接合されていてもよい。導光モジュール１同士の位相をずらして接合する場合には、軸方向から見て導光体１２が重なりあうようにしてもよい。このようにすれば、導光体１２が螺旋階段状に配置されることになる。したがって、内部を流通する液体にらせん状の流れが形成され、さらに撹拌効果を高めることができる。
【００４２】
前記各実施形態では、導光モジュール１を水処理装置に適用したが、例えば複数の導光モジュール１の内部に藻類を含む培養液を流通又は貯留し、培養液内に光を供給する藻類培養装置に適用しても構わない。
【００４３】
このようなものであれば、藻類が繁殖し、培養液中の濁度が高くなっても導光体から中央部に対して十分な量の光を供給できるので、藻類の繁殖が進んでも十分な光合成を行わせることができる。
【００４４】
また、光源から射出される光の波長については特に紫外光に限られるものではなく、その他の波長であってもよい。この場合、導光体の屈折率等は波長に合わせて選択し、所望の導光形態で管体の内部に光が供給されるように構成してもよい。
【００４５】
管体については円筒状のものに限られず、例えば曲管等様々な形状であってもよい。この場合、導光体の形状も直方体形状のものではなく、曲管状の管体の内周面に対して軸方向に延びているものであればよい。
【００４６】
１つの管体に対する導光体の設置数は、１つ又は２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、各導光体の形状は同一形状に限られるものではなく、それぞれの形状が異なっていても良い。
【００４７】
導光体は透光性の材料によって中実体として形成されたものに限られず、管体の外周面を内部側へと凹ませて形成したものであっても構わない。この場合には、管体は透光性を有さず、導光体のみが透光性を有する材料で形成してもよい。
【００４８】
各実施形態では導光体内へ光を入射させるために光源を設置したが、例えば太陽光を導光体から管体の内部へ導光させる場合には、光源を省いても構わない。
【００４９】
導光モジュールを流れる液体については、水や培養液に限られるものではなく、その他のものであっても構わない。
【００５０】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、各実施形態の一部同士を組み合わせたり、変形したりしても構わない。
【符号の説明】
【００５１】
１    ・・・導光モジュール
１１  ・・・管体
１２  ・・・導光体
２    ・・・光源
Ｌ１  ・・・導入管
Ｌ２  ・・・導出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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