(57)【要約】ＵＶ汚染除去システムにおける、保護スリーブの洗浄のシステムと方法が開示されている。一実施例においては、汚染された媒体の汚染除去のシステムは、光源を囲む半透明のスリーブと、スリーブを受けるため設定されたハウジングを含む。スリーブの外面と、ハウジングの内面の間の距離は、汚染された流体を流すアニュラスを定義する。このシステムは、アニュラスを通して汚染された流体を流すポンプを含む。さらに、そのような実施例におけるシステムは、汚染された流体にホーニング材をふくむことがあり、スリーブの外面に対するホーニング材の流れが、半透明スリーブの外面に蓄積した破片を取り除く。
2008534254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を囲む半透明スリーブと、
スリーブの外面と、ハウジングの内面の距離が、汚染された流体を流すためのアニュラスを規定し、スリーブを受けるように設けられたハウジングと、
アニュラスを通して、汚染された流体を流すポンプ、及び、
スリーブの外面に対するホーニング材の流れが、外面に蓄積した破片を取り除く、汚染された流体の中のホーニング材から成る、
ことを特徴とした、汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項２】
前記アニュラスが約６ｍｍから１２ｍｍで構成される場合、前記ポンプが毎秒約１メートルの流量で汚染された流体を前記アニュラスを通して流すことを特徴とした、請求項１に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項３】
前記ホーニング材が、気泡からなることを特徴とした、請求項１に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項４】
前記気泡は、光源から照射された光で光反応するとき、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生成する酸素であり、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルが、汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積した破片を酸化することを特徴とした、請求項３に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項５】
汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積された破片を酸化するため、光源から照射された光で光反応を行うよう設けられた、前記ホーニング材は光反応性物質からなることを特徴とした、請求項１に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項６】
前記光が紫外線であること特徴とした、請求項５に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項７】
ホーニング材が、光触媒スラリーであることを特徴とした、請求項５に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項８】
前記光触媒スラリーが、ＴｉＯ２であることを特徴とした、請求項７に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項９】
前記汚染された流体が、光源から照射された光で光反応する場合、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生成する溶存酸素であり、オゾンおよび／又はヒドロキシルラジカルが、汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積した破片を酸化することを特徴とした、請求項１に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項１０】
前記ホーニング材が、システムによって酸化される汚染された流体の中の生成物質からなることを特徴とした、請求項１に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項１１】
前記生成物質がでんぷんから成ることを特徴とした、請求項１０に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項１２】
前記ホーニング材が、外面に蓄積した破片が、汚染された流体に溶解できるように選択されたｐＨからなることを特徴とした、請求項１に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項１３】
破片の前記可溶ｐＨが、約３．８の場合、前記ホーニング材のｐＨが約３．５以下に選択される、請求項１２に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項１４】
外面と内面に機能が分散され、前記アニュラスを通した汚染された流体の流れに基づきハウジングの中で、スリーブを実質的に中心にするよう設けられることを特徴とした、請求項１に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項１５】
前記機能が、突起からなることを特徴とした、請求項１４に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項１６】
アニュラスのサイズと、アニュラスを通る汚染された流体の流量が、寸法約６ｍｍから約１２ｍｍのアニュラスに汚染された流体を流す間、汚染された流体の汚染物質濃度を実質的に同じにすることを特徴とした、請求項１に記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項１７】
光源を囲む半透明スリーブを備え、
ハウジング内にスリーブを配置し、スリーブの外面と、ハウジングの内面の距離が汚染された流体を流すアニュラスを規定し、
汚染された流体にホーニング材を散布し、
アニュラスを通し汚染された流体を流し、スリーブの外面に対するホーニング材の流れが、前記外面に蓄積した破片を取り除く、
ことを特徴とする、汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項１８】
前記アニュラスが約６ｍｍから１２ｍｍからなる場合、約秒速１メートル以上の流量で汚染された流体を前記アニュラスを通して流すことを特徴とする、請求項１７に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項１９】
前記ホーニング材が気泡からなることを特徴とした、請求項１７に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２０】
前記気泡は、光源から照射された光で光反応するとき、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生成する酸素であり、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルが、汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積した破片を酸化することを特徴とした、請求項１９に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２１】
前記ホーニング材が光反応性物質からなり、光反応性物質の光源から照射された光で汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積された破片を酸化することを特徴とした、請求項１７に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２２】
紫外線を照射することを特徴とした、請求項２１に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２３】
前記ホーニング材が、光触媒スラリーからなることを特徴とした、請求項２１に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２４】
前記光触媒スラリーが、ＴｉＯ２であることを特徴とした、請求項２３に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２５】
前記汚染された流体が、光源から照射された光で光反応する場合、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生成する溶存酸素であり、オゾンおよび／又はヒドロキシルラジカルが、汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積した破片を酸化することを特徴とした、請求項１７に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２６】
前記ホーニング材が、システムによって酸化される汚染された流体の中の生成物質からなることを特徴とした、請求項１７に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２７】
前記生成物質がでんぷんから成ることを特徴とした、請求項２６に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２８】
前記ホーニング材は、外面に蓄積した破片が汚染された流体に溶解できるように選択された、ｐＨからなることを特徴とした、請求項１７に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項２９】
破片の前記可溶ｐＨが約３．８の場合、前記ホーニング材のｐＨが約３．５以下に選択される、請求項２８に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項３０】
外面と内面に機能が分散され、前記アニュラスを通した汚染された流体の流れに基づきハウジングの中で、スリーブを実質的に中心にするよう設けられることを特徴とした、請求項１７に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項３１】
前記機能が、突起からなることを特徴とした、請求項３０に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項３２】
前記アニュラスを汚染された流体が流れる間、汚染された流体中の汚染物質濃度が実質的に同じになるように、前記アニュラスのサイズと、前記アニュラスを通る汚染された流体の流量を選択することを特徴とした、請求項１７に記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[関連出願の相互参照]
本出願は、本願で共通して割り当てられて、すべての目的の参照でここに取り入れられる、２００４年３月２４日に出願された、米国仮出願番号第６０／５５６，０３４号、発明の名称「ＵＶ汚染除去システムにおける保護スリーブの現場洗浄のシステムと方法」の利益を主張する。
【０００２】
開示された実施例は、汚染除去システムの洗浄に関係し、具体的に、紫外線汚染除去システムにおける保護スリーブの現場洗浄のシステムと方法に関係する。
【背景技術】
【０００３】
旧来のＵＶ酸化（ＵＶ／Ｏｘ）システムは、環状反応器に設置されたクオーツスリーブの中に、ＵＶランプを使用する。この形式の反応器は広く知られている。クオーツスリーブはＵＶランプを汚水から守る、しかしながら、処理中、クオーツスリーブは通常金属及び他の酸化皮膜によって汚れる。この被覆は紫外線を吸収し、従って最適に利用するためには、洗浄されなければならない。
【０００４】
過去においては、クオーツスリーブからこれらの皮膜を取り除くため、さまざまな形式のワイパー構造が設計された。そのようなワイパー構造の形式の全ては、スリーブの外表面から酸化皮膜を“ふき取る”役目をしている。残念ながら、そのようなワイパー構造は、通常それらが、ワイパー構造を収容するための、ＵＶランプを格納するスリーブの外表面と、スリーブを格納する包囲チュービングの間に大きな環状スペースを必要とする、大きく複雑な装置であるという事実を含む、数々の欠点がある。ＵＶ／Ｏｘシステムは、スリーブとハウジングの間の環状範囲を通る流体の中の汚染物質にＵＶ光子が届くことを可能にするため、水の透水量係数に依存している。しかしながら、スリーブとスリーブを囲んでいる配管の間の環状範囲のサイズが大きくなると、環状範囲の外縁での紫外線の効果が低減し、しばしシステムの効率性に影響する。さらに、従来ワイパー構造は、水中に沈む可動部品を多数含み、従って信頼性の懸念を上昇させる。また、そのようなワイピング構造は、クオーツスリーブの表面をワイピング動作中に刻むことがあり、スリーブの初期故障につながることがある。さらに、いくつかのワイパー構造は洗浄工程に酸性溶液を使用し、従って腐食問題を引き起こす。
【０００５】
ワイパーの必要性を克服するために、使用された従来技術は、本開示で共通して割り当てられて、すべての目的の参照でここに取り入れられる、米国特許番号第５，４６２，６７４号に議論されているような、汚染された媒体の光触媒処理によって提供されている。特に、そのようなシステムにおける光触媒の使用は、通常クオーツスリーブの継続的洗浄の利点を与える。しかしながら、一般的な処理システムに起こる、光分解処理に対して、光触媒を使用することに利益が最小限又はまったくない処理適用がいくつかある。従って、光触媒システムに対し、光分解システムを用いることは、光触媒回復装置および同類のものが必要とされないことから、かなり費用効率がよい。一つの例は、紫外線（すなわち２００ｎｍ−２７０ｎｍ）によってのみ破壊される汚染物質である、ニトロソジメチルアミン（ＮＤＭＡ）の処理である。ＮＤＭＡの処理に光触媒モードを使用することは、光分解に対し破壊効率を上昇させないことから、最適ではないが、それに係わらず、触媒回復動作に追加の費用を必要とする。
【０００６】
簡単に光分解されるほかの多くの有機又は無機汚染物質に、同じ費用利益解析が当てはまることがある。一般的な光分解処理に対して、光触媒を使用することに利益が少し、又はまったくない他の例は、ＵＶ消毒である。再び、紫外線光のエネルギーが仕事を実行し、よって光触媒（および追加の装置）を追加することは、システム効率に少し、もしくは、まったく影響せず、さらに、工程に追加の触媒回復動作（及びコスト）を依然追加している。しかし残念なことに、光触媒システムから、より費用効率の良い、光分解システムに変えるとき、光触媒の不足は通常、光分解システムに使用されるＵＶランプを格納するクオーツスリーブの外面に、汚染物質と他の残留物の蓄積をもたらし、従って、上述のワイパー構造を必要とする。その結果、技術に必要とされていることは、従来術に付随する欠点を持たない、ＵＶ汚染除去システムにおいてＵＶランプを格納しているスリーブの洗浄システムと方法である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ＵＶ汚染除去システムにおける保護スリーブ洗浄のシステムと方法が開示されている。本文に開示されている洗浄システム及び方法は、スリーブの外面で実施される専用洗浄工程中にせん断応力の利点を加えるために提供している。これらの表面上の増加したせん断応力は、選択されたホーニング材がアニュラスを流れる流体に追加された時に、スリーブの表面上に蓄積した汚染物質の有益な洗浄を与える。開示されたクオーツスリーブの外面洗浄システム及び方法は、外面から蓄積した粒子を取り除くために機能し、高速度でアニュラスを通し所定の磨耗性のホーニング材を与えるという、認識に基づくものである。結果として、ホーニング材が流体に追加された時に、アニュラスを通る流体の流量（速度）を上昇させるために与えられたシステム及び方法は、蓄積された汚染物質及びその他の粒子を取り除くため、スリーブの外面を摩擦して接触するようにする。開示されたシステム及び、方法の適用は、光分解汚染除去システムに通常見られるスリーブ洗浄機器と、ならびにその洗浄機器の欠点を置き換える。    
【０００８】
一実施例においては、汚染された媒体の汚染除去するシステムは、光源を取り囲む半透明スリーブと、スリーブを受けるために設定されたハウジングを含む。スリーブの外面と、ハウジングの内面の間の距離は、汚染された流体を流すアニュラスを定義する。システムはまた、アニュラスを通して汚染された流体を流すためのポンプを含む。さらに、そのような実施例におけるシステムは、汚染された流体の中にホーニング材を含むことがあり、スリーブの外面に対するホーニング材の流れが、半透明スリーブの外面に蓄積した破片を取り除く。
【０００９】
他の実施例においては、汚染された媒体を汚染除去する方法は、光源を囲む半透明スリーブを与え、ハウジング内にスリーブを位置することを含み、スリーブの外面とハウジングの内面の距離が、汚染された流体を流すアニュラスを規定する。そのような実施例においては、方法はさらにホーニング材を汚染された流体に分散し、アニュラスを通して汚染された流体を流すことを含む。スリーブの外面に対するホーニング材の流れは、半透明スリーブの外面に蓄積した破片を取り除く。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ここに使用されている、「汚染された流体」は、望ましくない有機、無機製品、金属及び可能性のある微生物細胞、またはその他の微生物である。人間により、摂取及び接触された場合、通常有害であると言う意味では、汚染物質は望ましくないが、「望ましくない」という用語は、そのような有害物質に制限して理解されるべきではない。ここに使用されている「汚染除去された流出物」という用語は、汚染された流体のなかの望ましくない物質が、望ましい、又は許容される物質に変化又は修正されたことを意味するが、この場合もやはり、通常物質は無毒である。そのような、変化または修正は、汚染物質の酸化、汚染物質の低減、バクテリアの消毒及び／又は殺菌、または同様のことから、起因することがある。通常、あらゆる有機物質のそのような変化、又は修正は、物質を本来の汚染された流体よりも小さな分子量をもつ、副生成物に分解することから達成することが出来る。「流体」及び「流出物」は、液体に制限して読み取られる、又は解釈されてはならないことに注意するべきである。むしろ、そのような物体は、空気のような、気体も包含する。
【００１１】
まず図１に参照し、図１は、ここに開示された洗浄システム及び方法に環境をもたらすことの出来る、連続光分解浄化システム１００の一実施例の工程フロー図を示す。図示されたシステムは、標準の光分解工程を使用して、汚染された流体及びその他の媒体を汚染除去するために操作可能である。光触媒システムよりも、光分解システム１００を用いることにより、上述されている通り、浄化システム１００の全体的な資本コストが大幅に低減される。
【００１２】
汚染水などの汚染された流体は、ポンプ１０６で、システム１００に入る。ポンプ１０６は、汚染流体を、流水計１０８を通し、次に圧力ゲージ１１０を通して送る。圧力ゲージ１１０を通ると、汚染された流体は、処理システム１１６に流れる。処理システム１１６は、光分解反応を利用して、汚染物質を破壊することによって、入っている流体の汚染除去するため、流体の中の汚染物質に光分解反応を用いる。さらに、光分解反応を支援するため、添加システム１１８から汚染流体に添加物が注入することが出来る。そのような化学添加物は、オゾン、および過酸化水素などの酸化剤であることが望ましい。そのような酸化剤はヒドロキシルラジカルに光分解され、次に光分解工程中に汚染物質を酸化する。光分解反応を受けた後、汚染除去された流体は、処理システム１１６から、任意の圧力ゲージ１２０を通り、排出口１２２に出る。ここに使用される、用語「汚染された」及び「汚染物質」は、有毒、又は他の危険粒子又は分子に制限されず、むしろ流体に存在する、有害いかんにかかわらず、あらゆる種類の分子又は、粒子を含むことが理解されるべきである。また、“汚染された流体”は、必ずしも有毒液体ではなく、かわりに、単純に流体そのものを構成する粒子とは異なる、分散した粒子が含まれる流体であることがある。
【００１３】
次に図２を参照する、図１に図示されているシステム１００のような、従来光分解浄化システム２００の側断面図が図示されている。汚染水又は他の流体が注水口２１０を使用してシステム２００に入力され、出力２１１を使用してシステム２００より排出される。図示された浄化システム２００は、米国ペンシルバニア州、ピッツバーグのＣａｌｇｏｎ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能な種類のような、一般に容易に入手できる種類のものである。
【００１４】
システム２００はまた、同心円状に配管２０４内に配置され、ＵＶランプ２０５を囲む、スリーブ２０２を持つ、光分解セル２０１を含む。スリーブ２０２は、クオーツスリーブでもよいが、ここに開示されている洗浄システム及び方法の環境は、そのように制限されていない。同心スリーブ２０２と配管２０４の間に形成された空間は、アニュラスと呼ばれる。アニュラスは、参照番号２０６によって表されている。
【００１５】
上述の通り、破片及び同等物を配管スリーブ２０２の外面から洗浄する、多くの従来洗浄構造は、物理的にこの表面から汚染物質を擦り取るために、ワイピング装置（ワイパー２０７）を用いる。そのようなワイパー２０７を用いるためには、アニュラス２０６中に、ワイパー２０７構造の大きさを収容するための、大きな環状空間が通常必要とされる。しかしながら、アニュラス２０６の大きさが大きくなると、全体的なアニュラス距離の透水係数が低減し、アニュラス全体の光子劣化によるシステム２００の効率にしばし影響する。従って、そのようなワイパーは、スリーブ２０２の外面を洗浄するのに十分と仮定すれば、アニュラス２０６を通る流体の汚染物質に届くために、ＵＶ光子を利用するシステムは、通常継続して欠点を持つ。
【００１６】
特に、そのようなシステム２００は、アニュラス２０６を占める透水係数に依存し、一般的に、アニュラス２０６の大きさが大きいほど、ＵＶ光子により縦断された環状範囲の全体的な透水係数は、小さくなる。結果として、そのようなシステム２００のユーザーがワイパー２０７構造の洗浄の力に満足していたとしても、欠点に係わらず、システムのＵＶ汚染除去効率はワイパー２０７（チャネリングと呼ばれる）を収容するために必要とされる大きなアニュラス２０６により、依然として劣る。ここに開示されているシステム及び方法は、従って、ワイパー構造の欠点を克服するだけではなく、アニュラス２０６内の距離を著しく低減させることを可能にし、図２に示されているシステム２００のような浄化システムの全体的な動作効率を改善する。
【００１７】
次に図３を参照すると、ここに開示されている洗浄システム及び方法によって洗浄される、光分解反応セル３００の一実施例の断面図が示されている。光分解セル３００は、配管３０４の中に同心円状配置され、収納されているスリーブ３０２を含む。スリーブ３０２は、クオーツスリーブでも良いが、ここに開示されている洗浄システム及び方法の環境では、そのように制限されていない。スリーブ３０２の外面は、参照番号３０２ｏとして示されており、一方配管３０４は参照番号３０４ｉで示される、内面を持っている。同心面３０２ｏと３０４ｉの間に形成された空間は、アニュラス３０６を定義し、「ｄ」と記された距離によって大きさが規定されている。
【００１８】
配管３０４の中心に配置されているのは、光源３０８である。光源３０８は、低圧水銀ＵＶ灯のような、ＵＶランプであることが望ましい。光源３０８は、光分解汚染除去工程を実施するため、所定の波長で紫外線を発出するよう、通常設定されている。光源３０８の効率、力率、及び寿命を上昇させるために、電子安定器（図示せず）が使用されている。電子安定器は、ランプに供給されている電流を調整する役目をする。電子安定器を動作している時の、光源３０８の効力は、標準コイルタイプ安定器の使用に比較して大幅に高い。電子安定器は、プログラム可能論理回路（図示せず）によって制御することが出来る。
【００１９】
上述の通り、スリーブ３０２の外面３０２ｏから破片及び同等物を洗浄する、多くの従来洗浄構造は、この表面３０２ｏから物理的に汚染物質をはがすため、ワイピング装置を使用している。大きな環状空間（すなわち大きなｄ）が、ワイパー構造を収容する為に必要とされる。システムの使用中、環状範囲３００は、汚染された流体の中を通る、汚染物質の分子を含む。汚染された流体は、１００％半透明ではないことから、ワイパー構造を収納する為にアニュラス３０６の大きさが大きくなると、光子は紫外線源３０８から離れて移動することから、アニュラス全体の全般的透水量係数は低減する。結果として、汚染物質の分子が紫外光源から離れて移動する場合、ＵＶ流量が大きなアニュラス３０６のなかで著しく低減されることから、そのような汚染物質の分子は、光分解反応の可能性を低減する。反対に、スリーブ３０２により近い汚染物質分子は、ＵＶライト３０８への近接性から、より大きな光分解反応率を持つ。よって、より高い濃度の汚染分子が環状範囲３０６の外側部分を流れる。
【００２０】
ここに開示されているシステム及び方法は、光分解浄化システムのそのようなワイパー構造の欠点を克服するだけでなく、アニュラス３０６を規定する距離（ｄ）を最適化も可能にし、全体的なシステム動作効率を改善する。より具体的には、開示された原則に従い、環状範囲にワイパーを持つ従来システムに見られる、典型的な大きさよりアニュラス３０６の大きさを大幅に低減させる。例えば、ある実施例でアニュラス３０６は、わずかｄ＝６ｍｍから１２ｍｍであることがあり、これは、スリーブにワイパー構造を備えるのに必要なアニュラスの大きさよりかなり小さい。そのような小さなアニュラス３０６サイズを備えることにより、汚染された流体の汚染物質は、汚染物質の濃度が、クオーツスリーブ、又はその付近で、上昇または最大化されるようにスリーブ３０２と光源３０８を通るときに完全に混ぜられ、光分解率を上昇させると、同時に最適な光子利用に十分な透水係数を依然可能にする。
【００２１】
従来アニュラス設計においては、一般的な大きなサイズは、スリーブ３０２（光源３０８へより近く）から、配管３０４（光源３０８から末端へ）へ移動する時に、光子濃度の勾配につながる。従来システムにおける、この濃度勾配の理由によって、汚染物質の濃度は、紫外線は、スリーブ３０２に近い汚染物質により簡単に届くことから、一般的に、光源３０８から離れるほどより高くなる傾向がある。配管３０４の近くの汚染物質濃度がより高いことは、汚染物質濃度がより高いところが、紫外線流量が一番少ないことから、低下した光分解率をもたらす。
【００２２】
その一方、著しく小さな環状サイズを備えることにより、汚染された流体は、セル３００の長さを通して紫外線源３０８を通る時に、継続的に混ぜることが出来る。結果として、セル３００を流体が通る時に、汚染された流体を通した汚染物質の濃度は、実質的に等しくなり、ＵＶ流量が一番高い範囲で、汚染物質濃度が最大化される。しかしながら、アニュラス３０６のサイズは、そのような設計が、配管４０４の内面４０４ｉに影響を与えることにより、汚染粒子よりむしろ、光源３０８からの光子の大きな割合が、失われることをもたらすことから、小さくなりすぎてはならない。汚染流体の流量、汚染流体の粘度、光源３０８の出力など、反応器の形状に関連する追加の要因を考慮することにより、そのような混合の望ましい量を与えるため、これらの線に沿って、アニュラス３０６のサイズは最適化することが出来る。つまり、アニュラス３０６全体の汚染物質に、濃度勾配が少し、もしくは、まったく無いように、汚染された流体の中に、適切な量の汚染物質の混合が起こるとき、アニュラス３０６のサイズは最適化される。従って、反応器は、セル３００の長さを流体が流れるとより多くの量の汚染物質を光分解し、全体的な反応器効率を上昇させる。さらに、アニュラス３０６のサイズを最適化することにより与えられた混合はまた、スリーブ４０２の外面４０２ｏを洗浄し、詳細は下記で述べられている通り、ワイパーの必要性を排除する。
【００２３】
次に図４を参照すると、ここに開示されている洗浄システム、及び方法により、洗浄される光分解セル３００の側断面図が図示されている。図３に示されている通り、光分解セル３００は、また、次に光源３０８を囲み、スリーブ３０２を囲む配管３０４の形状のハウジングを含む。配管３０４は、プラスチック、ステンレススチール、又は耐食の他の適切な材料で構成されることが望ましく、同時にスリーブ３０２は、上述の通り、通常クオーツで構成される。また、図４には、汚染除去される汚染流体を受けるための配管３０４を通して、入水口４０２と、また流体を排出する排水口４０４が示されている。
【００２４】
図３に参照して示されているように、従来光分解反応セルは、非常に広いアニュラスを持つ。よって、紫外線源に近接して移動する汚染物質の粒子のみ、光分解反応により影響され、一方光源に近接して移動しない粒子は通常そうでない。ここに開示された原則に従い、アニュラス３０６の大きさが最適化され、反応セル３００を通る流体の汚染物質の濃度は、流体を混合することを通し、実質的に同じである。アニュラス３０６のサイズを最適化することにより、反応セル３００内で起きた乱流は、アニュラス３０６内を流れる流体により与えられたせん断応力を増加する。密集した表面３０２ｏと３０４ｉ上のせん断応力の存在は、アニュラス３０６を通した完全な乱流を確実にする。
【００２５】
上述の、汚染流体を混合する利点に加えて、ここに開示されている洗浄システム、及び方法はまた、反応器動作中にセル３００に実行される洗浄工程と同等のものに、せん断応力の利点を適用することを規定する。特に、面３０２ｏと３０４ｉの増大したせん断応力は、アニュラス３０６に流れる流体に選択されたホーニング材が添加される場合に、スリーブ３０２の外面３０２ｏに蓄積した汚染物質の有益な洗浄をする。上述の通り、スリーブ３０２の外面３０２ｏに汚染物質が蓄積すると、流れる流体を汚染除去するため、ＵＶ光子がスリーブ３０２を通り、アニュラス３０６の中へ入る可能性は、低減する。結果として、開示された技術は、流体にホーニング材が添加された場合に、アニュラス３０６を通る流体の流量を増加させ、蓄積した汚染物質及び他の粒子を取り除く為に、スリーブ３０２の外面３０２ｏを摩擦接触する。例示的な実施例において、ホーニング材はＴｉＯ２のような、光触媒である、しかしながら、当業者は、簡単に、適切なホーニング材を選択する能力を持つであろう。
【００２６】
つまり、クオーツスリーブ３０２の外面３０２ｏを洗浄する開示されたシステム、及び方法は、外面３０２ｏから蓄積された粒子を取り除く為に機能する流体の中に乱流、または先導を起こす高速度で、光分解セル３００のより小さなアニュラス３０６を通して、所定の磨耗性のホーニング材を与えるという認識に基づく。これらの洗浄システム及び方法で、洗浄をする為にワイパー構造を使用する必要性がない、よって、クオーツスリーブ３０２を洗浄するために使用する可動部品がない。結果として、光分解システムの保守費用を大幅に低減し、一方システム信頼性はよりいっそう増進される。さらに、ワイパー構造の必要性を取り除くことで、外面３０２ｏに対しワイパーがこすり付けられる圧力に起因する、ワイパー刻み又はスリーブ破損によるスリーブ３０２の交換は低減、又は除かれる。もちろん、スリーブ交換の必要性が少なくなることは、システムに関連する保守費用の低減をもたらす。
【００２７】
別の実施例においては、ここに開示されている洗浄技術は、多くの場合、システムの圧力低下をすることなく、セル３００にクオーツスリーブ３０２を集中する助けをするように、利用することが出来る。このアプローチは、例えば、クオーツスリーブ３０２の外面から突起する、又は配管３０４の内面から突起する、ディンプル４１０の形成によって用いることができる。もう一つの方法として、これらの面の一つまたは両方にスペーサーも用いることができる。いずれかの面の外周に、所定のスペースでそのようなアイテムを配置することにより、セル３００のスリーブ３０２は配管３０４で、より一貫して集中することができ、一方各セル３００のアニュラス３０６を通る高度な乱流が流れることができる。
【００２８】
図５を参照すると、図４に図示されているセル３００の、アニュラス３０６の一部５００の近接図が示されている。この５００から、光源３０８を囲むスリーブ３０２と、スリーブ３０２を囲む配管３０４は、依然見ることが出来る。前のように、配管３０４の内面から、スリーブ３０２の外面への距離「ｄ」は、アニュラス３０６を規定する。この近接図は、開示された原則に従い、ホーニング材５０２が、どのようにスリーブ３０２の外面から破片５０４を取り除くかを示す。そのような実施例においては、クオーツスリーブ３０２の外全体及びまわりを通る攪拌されたまたは、乱れた流体にホーニング材５０２が与えられている。ホーニング材は、次にせん断応力を通して、スリーブ３０２の外面に蓄積することがある、破片５０４をはがす、又は摩擦する。
【００２９】
図５に示された実施例において、ホーニング材５０２は、アニュラス３０６を通して流れる汚染された流体の中に精製された気泡を構成することがある。そのような実施例においては、アニュラス３０６を通して流れる汚染された流体に、例えば酸素又は通常の空気の気泡を注入するため、エアレーション装置（図示せず）をセル３００のシステム上流に追加することが出来る。従って、高流量で、すなわち毎秒１メートルでアニュラス３０６を通して汚染された流体が流れる時、気泡が、ホーニング材５０２の役目をし、破片５０４に接触することによって、蓄積した破片５０４を摩擦して落とす働きをする。特に、ホーニング材５０２と、残りの汚染された流体の間の、密度、一貫性、質感、ならびに流量などの変化が、ホーニング材５０２が、スリーブ３０２の外面から破片５０４を取り除くことを可能にする。さらに、アニュラス３０６内の汚染物質濃度を均等にするための上述の混合は、蓄積された粒子を摩擦する為にスリーブ４０２に対するせん断応力の生成をさらに援助する。
【００３０】
いくつかの実施例においては、ホーニング材５０２の役割をする気泡５０２はまた、光源３０８から照射される光に光反応性であってもよい。より具体的には、気泡５０２が酸素を含む場合、光分解工程を通した、気泡５０２への光５０６の照射から、ヒドロキシルラジカルが生成されることがある。上述の通り、新たに生成されたヒドロキシルラジカルは次に、スリーブ３０２の表面に蓄積した破片５０４を含む汚染物質に結びつき、破片粒子を酸化させ、システムから取り除く。これらの実施例においては、小型化されたアニュラス３０６（機械ワイパーを含む従来システムよりかなり小さい）はまた、破片５０４と、汚染物質を酸化するために有益である。特に、アニュラス３０６の大きさ（すなわち「ｄ」）が、かなり小さいことから、光源３０８からの光子がアニュラス３０６の中の遠くまで移動しなくてよいので、通り過ぎる流体の透水量係数は、さほど問題ではならなくなる。さらに、アニュラス３０６の大きさが上で議論されたように最適化されると、汚染された流体、および汚染物質と、ホーニング材５０２やスリーブ３０２を通る時に完全に混合され、破片５０２に付与されるせん断応力をさらに上昇する。つまり、より小さなアニュラス３０６は、透水量係数がそれほど問題でなくなるので、増大した流量を許す。より高い流量は、次に、システムの中のセルに洗浄機能を与える助けをする。
【００３１】
図５に図示することの出来る他の実施例においては、用いられたホーニング材５０２は、反応器で汚染除去される実際の生成物である。そのような実施例において、ホーニング材５０２は、クオーツスリーブ３０２の外全体、又は周りを通る撹拌された又は乱れた流体に与えられる。通過するホーニング材のせん断応力が、次にスリーブ３０２の外面に蓄積した、破片５０４をこする、又は摩擦する。例示的な実施例においては、酸化させる生成物は、例えば紙の製造に使用される、でんぷんである。この例示的な工程において、でんぷんは酸化される「汚染」種として流体に添加され、過酸化水素などの酸化剤がでんぷんに添加し、でんぷんを酸化するため、ヒドロキシルラジカルを光分解する。特に、流体がスリーブ３０２を通過すると、光源３０８からの光が過酸化水素の粒子に当たりでんぷん（又は他の生成物）を酸化するため、流体の中のヒドロキシルラジカルを生成する。ヒドロキシルラジカルは次に、でんぷん粒子と反応し、通常粒子をより小さく分解する（すなわち、薄くなる）。しかしながら、そのような実施例においては、でんぷんそのものの摩擦特性がここで説明されているスリーブ３０２の洗浄をする。この例では、スリーブ３０２の外面を通るでんぷん粒子のせん断応力が、ヒドロキシルラジカルによる汚染除去と同様、蓄積された破片４０４を取り除く助けをする。従って、そのような実施例においては、酸化を通してでんぷんをうすくするために、システムは主にでんぷんを酸化するために利用されている一方で、でんぷん自体が、流体（ひいては、流体に分散したでんぷん）がスリーブ３０２を高速で撹拌されて通る場合、でんぷん自体も、スリーブ３０２をきれいに保つホーニング材５０２の役目をする。
【００３２】
開示されたシステムのその他の利点は、オゾンを精製する能力である。より具体的には、酸素（純酸素気泡、又は酸素を部分的に含む気泡）を含む超微粒気泡が、通過する流体に注入される実施例において、光源３０８からの光５０６は、特定の波長で気泡を照射する場合、気泡からオゾンを生成することが出来る。例えば、照射された光が、約１８５ナノメートルの場合、気泡の中の酸素は、その波長の光子に接触された時にオゾンを生成することが出来る。特定の実施例においては、光源は、生成された２つの波長が１８５ｎｍと２５４ｎｍの、二色性でさえあることが出来る。もちろん、望まれる用途に従い、他の波長も用いることができる。
【００３３】
そのような実施例の著しい利点は、流体中の粒子の汚染除去の役割をするオゾンの現場生成である。いくつかの従来システムは、照射のため、汚染された媒体にオゾンを注入又は生成する、追加のオゾン生成器を利用し、それは次に、ヒドロキシルラジカルを生成する特定の波長の光で照射された時、媒体を酸化し、ひいては汚染除去する役目をする。しかしながらこの実施例では、オゾンが、次に媒体の汚染除去の役目をするシステムの現場で生成されることから、個別のオゾン生成器は必要ではない。結果として、オゾン生成器を追加、維持することに関連する費用は取り除かれ、一方オゾンでさまざまな媒体の汚染除去をする利点はそのままである。さらに、オゾン現場生成のこの技術は、通過する流体に気泡が存在する実施例に限定されない。特に、照射光５０６はまた、オゾンを生成するため、溶解した酸素（すなわち、水分子などほかの形で流体に存在する酸素）を光分解する。そのような実施例においては、汚染された流体を通気するための別個の手段は必要とされない。
【００３４】
オゾン生成実施例は、汚染除去中に、悪臭などを低減する為に通常含まれる、塩素などの添加物を工程から取り除くことが出来ることから、さらに有益である。さらに、塩素（又は他の）添加物を使用するシステムにおいては、さらに全体の費用を増大させることのある、除去又は、更なる処理を必要とする、トリハロメタンのような副生成物が添加物からしばし生成される。さらに、そのような添加物からの副生成物と対応する必要の無いことは、システム全体の汚染除去流量を増大することが出来、そのような副生成物が存在しないことから、システム内の混合物は単純に再利用することが出来る。
【００３５】
次に図６を参照すると、ここに開示された原則に従い、オフライン洗浄工程を実施している、光分解処理システム１１６ａの一実施例の等角図を表している。本発明の光分解処理システム１１６ａは、図１に参照され図示、説明されている処理システム１１６に統合されても良い。この実施例では、処理システム１１６ａは、汚染除去工程中に上記に詳細された光分解反応が起こる、反応器６０５を含む。反応器６０５は、複数のラックから（その内の一つは６１０とラベル表示されている）構成されており、各ラックは図３，４、および５に参照されて説明されている種類のような、反応セル３００を複数含んでいる。
【００３６】
各ラック６１０に接続されているのは遮断弁６１５で、各遮断弁６１５は、汚染された流体が入り、光分解工程を使用して反応器６０５により、汚染処理する為に、入水口６２０に接続されている。各ラック６１０はまた、ここに開示された洗浄技術中に使用される、対応する入水口に接続されている洗浄弁６２５を持つ。さらに、各ラック６１０はまた、対応する放水口６４５のそれぞれに接続された出口弁６３０を含む。遮断弁６１５と、出口弁６３０で、各ラック６１０は、入ってくる汚染された流体から、選択的に遮断することにより、個別にオフラインにすることが出来る。
【００３７】
また、システム１１６ａに図示されているのは、貯蔵タンク６３５である。貯蔵タンク６３５は、反応器６０５の中のセル３００のスリーブの洗浄に使用される、摩擦特性を持つホーニング材を保持するために設定することが出来る。特定の実施例においては、ホーニング材はＴｉＯ２などの、光触媒スラリーである。スラリーは、ここに開示された原則に従い実行される、セルの洗浄工程中に、貯蔵タンク６３５から送り込まれる。他の実施例においては、ホーニング材は、上述の超微粒気泡でよい、また貯蔵タンク６３５は、ガスを貯蔵し、及び／又は流体が反応器に入る前に、気泡を流体に送り込む（すなわち通気）コンプレッサーを含むように設定されたタンクでもよい。
【００３８】
この図示された実施例においては、セル３００の中のクオーツスリーブの洗浄は、「オフライン」の方法で達成される。より具体的には、選択された隔離弁６１５と、出口弁６３０は、セル３００の洗浄のため、特定のラック６１０を隔離するために閉じられている。スラリー又は他のホーニング材（すなわち上述の過酸化水素）は、スリーブ表面から蓄積した汚染物質を取り除くため、セル３００を通り、クオーツスリーブ全体に押し出される。さらに具体的には、研磨ホーニング材は、乱流が最大化されるよう高速度で、ラック６１０を通して送られる。例示的な実施例においては、洗浄工程中に、アニュラスを通過するスラリーの速度（線速度）は、約１ｍ／秒である。この特定の流量／速に制限されていないが、効果的に蓄積した汚染物質を洗浄するには、約６ｍｍから１２ｍｍのアニュラスサイズと、約７５ワットの光源が使用されるとき、クオーツスリーブの外面に対し、少なくとも０．５ｍ／秒の速度が望ましいことが明らかにされている。もちろん、アニュラスのサイズが最適化されると（上参照）、開示された洗浄システム及び方法の有効性に起因し、アニュラスのなかを物質が進むための容積が少ししか残っていないことから、ホーニング材の最小の流量／速を与えるのに必要な機材のサイズと出力もまた、低減することが出来る。
【００３９】
選択されたラック６１０を洗浄する際、ホーニング材は、ラック６１０のどの方向からでも送ることが出来る。他の実施例においては、ホーニング材は、対応する洗浄弁６２５を使用してセル３００を通して送られ、一方、汚染された流体の光分解浄化工程はオンラインラック６１０で継続され、違いは、入ってくる汚染された媒体は、遮断弁６１５を使用して、オフラインラック６１０から遮断される。図示された実施例の接続がこのアプローチを可能にする一方で、他の実施例は、ホーニング材が洗浄動作の間に流れる、又は、汚染流体がリアクター６０５に入るための、他の流路を含むことがある。いくつかの実施例では、ホーニング材は、光触媒の場合がある。ホーニング材が光触媒の場合、光触媒による、汚染された粒子の光触媒反応のため、スリーブの中のＵＶランプが点灯している場合、スリーブの蓄積した汚染物質を洗浄するために必要な時間は通常短くなる。
【００４０】
さらに、そのようなホーニング材をもつ、光触媒スラリーのｐＨは、例えばスリーブの汚染物質の酸化率を上昇させることにより、クオーツスリーブ洗浄率が上昇するように、変更することが出来る。さらに具体的には、ホーニング材が光反応性であるなしに関わらず、ホーニング材のｐＨレベルは、破片が汚染された流体に溶解できるよう、スリーブの外面に蓄積された破片のｐＨレベルが低減されるように選択することが出来る。特定の例では、スリーブに蓄積している破片が鉄の場合、光触媒スラリーなどの、ホーニング材のｐＨレベルは、約３．５以下に低減することができる。鉄は、ｐＨ３．８以下ぐらいで水溶性であることから、このような方法で、ホーニング材のｐＨを低下させることは、鉄のｐＨを溶点より低く低下させ、スリーブから取り除くのがより容易になる。次に、低下されたｐＨレベルとあいまったホーニング材の摩擦は、鉄のｐＨがその溶解レベルの上にされたままの場合よりも、より効果的に鉄をスリーブから取り除く。ホーニング材が実際に光反応性の場合、下記にさらに説明されるとおり、破片に酸化を増加させるために、紫外線を使用することは、さらにシステム効率を増大させる。もちろん、ｐＨレベルはホーニング材、および各特定の適用に関連する破片によって異なる場合がある。
【００４１】
関連する実施例において、光分解反応に対象される、ホーニング材も使用（すなわち過酸化水素）することが出来、また紫外線源が光分解反応するために点灯され、従って、洗浄率を増大する。しかしながら、ＵＶランプが点灯していなかったとしても、開示された洗浄技術は、ホーニング材の摩擦特性、アニュラスのサイズ、及びホーニング材がアニュラスを通り、スリーブ表面全体を通過する高速度を使用して、依然スリーブの外面を洗浄する役目をする。実際に、かなり乱流な方法で流された時に摩擦特性を持つ、ほとんどいずれの種類の水溶性材料がホーニング材に選ぶことが出来る。いくつかの実施例では、上述の通り、ホーニング材はまったく光反応性ではない。さらに具体的には、そのような実施例では、ホーニング材は、実際にシステムによって汚染除去される生成物のことがある。結果として、特定のラックを遮断することにより、明確な洗浄工程を実行するよりも、むしろ通常の機器動作の間にスリーブの洗浄が起こる。もちろん、特定の洗浄サイクルを取り除いて節約された時間は、全体的な生産性を上昇する助けをすることが出来る。
【００４２】
ホーニング材が光触媒を含む実施例において、セル３００の中のスリーブが洗浄された後、光触媒混合物は、触媒回復ユニット（破線で示されたＣＲＵ６５０）で、分離することが出来、ろ水（すなわち光触媒がない）は、光触媒ホーニング材の残りの全てを流しだす為に、セル３００に送られる。ＣＲＵ６５０は、次に流されたスラリーから光触媒を分離するために使用することが出来、よって、後に使用するために再利用することが出来、またラック６１０がオンラインに戻ったときに、光触媒が排出されない。適切なラック６１０の全てのセル３００から光触媒が流しだされた時、そのラック６１０はオンラインに戻され、反応器６５０の中の次のラック６１０はオフラインされ、洗浄される。もちろん、別の方法では、ＣＲＵ６５０は流しだされたスラリーを収集する為に必要とされない。もちろん、ホーニング材に光触媒が用いられない場合でも、例えば、石英系摩擦ホーニング材などの、ホーニング材いずれの種類を、洗浄工程中に残りの流体から分離する為にＣＲＵ６５０を依然利用することが出来る。そのようなＣＲＵの具体的な例は、米国特許番号第５，４６２，６７４号、ならびに米国特許番号第５，５８９，０７８号、第６，１３６，２０３号、第６，３９８，９７１号及び、米国特許出願番号第１０／６８３，０７７号（２００３年１０月１０日出願）に見ることが出来、これらの全ては本開示に共通して割り当てられ、全ての目的のために参照により、ここに取り入れられている。
【００４３】
クオーツスリーブ洗浄のため、そのようなオフラインアプローチが用いられた場合、有益な実施例が、反応器６０５の中のセル３００の一つ余分なラック６１０を備える、それにより、一つのラック６１０が洗浄のためオフラインにされると、残りのラック６１０が望ましいキャパシティで汚染除去システムを実行する。例えば、汚染除去装置が、望ましい汚染除去量を満たす為に、常にオンラインのセル３００のラック６１０を１０利用すると、反応器６０５は、１１のラック６１０を持つように設定することが出来る。従って、そのような実施例においては、ラック６１０の一つが洗浄のためオフラインにされる場合、依然光分解汚染除去工程を実行する、望ましい１０のラック６１０がある。もちろん、適用と、望まれる汚染除去率に従って、追加のラック６１０をいくつでも備えられることが出来る。
【００４４】
最後に図７を参照する、ここに開示されている原則に従い、オンライン洗浄工程を実行している光分解処理システム１１６ｂの正面図が図示されている。かさねて、光分解処理システム１１６ｂは、図１に示されている従来の浄化システム１００の処理システム１１６に統合することが出来る。また、処理システム１１６ｂはかさねて、汚染除去工程中に序気に詳細された光分解反応が起こる、反応器７０５を含む。反応器７０５は、図３、４、および５に参照されて説明されている種類のような、各ラックが複数の反応セル３００を含む、複数のラック（その内のいくつかは７１０とラベル表示される）から構成される。
【００４５】
各ラック７１０の出力に接続されているのは、遮断弁７１５で、各遮断弁７１５は、排出口７２０に接続されている。また各ラック７１０は、ここに開示されている洗浄技術中に使用する、注入口、及び排出口のそれぞれに接続されている、対応する洗浄弁７２５を持っている。注入口側の洗浄弁７２５は、汚染された流体を反応器７０５に入力するための個別注入口７４５に並列接続されている、一方排出口側の洗浄弁７２５は、汚染除去された流体を出力する為に個別排出口７２０に並列接続されている。また、システム１１６ｂに図示されているのは、貯蔵タンク７３５である。貯蔵タンク７３５は、ここに開示された洗浄技術において使用されるホーニング材を保持するために設定されている。ホーニング材は、図示されている通り、ポンプ７４０で、反応セル３００中、貯蔵タンク７３５から送り込むことが出来る。しかしながら、上述の通り、ホーニング材は、セル３００のスリーブの洗浄を援助するために、光触媒をまた含むことが出来るが、これは必要とされない。
【００４６】
図７に示されているシステム１１６ｂを持つ一実施例において洗浄を実施するには、その標準光分解浄化及び汚染除去モードにおいて、一度につき一つのラック７１０が操作することが出来る。次に、選択されたラック７１０の注水口洗浄弁７２５を開くことが出来る、それにより摩擦性ホーニング材をラック７１０に添加することが出来る。より具体的な実施例において、重ねてホーニング材は、光触媒スラリーである。そのような実施例においては、光触媒反応と、高スラリー速度で見られる摩擦特性の組み合わせは、そのラック７１０のセル３００のスリーブを洗浄する。このようにして、洗浄のためにオフラインにされるラックを補うために、余分なラック７１０を追加することを防ぐことが出来る。洗浄されるラック７１０に存在する排水は、次に、光触媒を回復する為に、ポンプ７４０を使用してＣＲＵ７５０に送り込む保持タンク７３５に送ることが出来る。しかしながら、また以前のように、光触媒物質を含まないホーニング材も回復されＣＲＵ７５０により分離されることがある。
【００４７】
また、そのような実施例において、処理された流体と、ろ水の流量は、洗浄されるラック７１０を通る流量と同じである。このようにして、ラック７１０の各ろ水流路に単一遮断弁７１５を用いることができる。これらの弁７１５は、通常開いているが、ラック７１０が洗浄されているときは閉じている。次に、ラック７１０が洗浄された後、スラリー返還弁（すなわち洗浄弁７２５）が閉じることが出来、全ての光触媒（又は通常のホーニング材）がラック７１０を流しだされるまでＣＲＵ７５０が少し長く動作される。次のラック７１０は、次に同じようにして洗浄することが出来る。そのような実施例の利点は、ＣＲＵ７５０は、洗浄されるラック７１０の流入流量(Ｆ１)と実質的に同じキャパシティのみを持つ必要があり、従って、システム１１６ｂに関する全体的な費用を低減することが出来る。別の方法で、ＣＲＵ７５０は、もちろん、必ずしも流しだされたスラリーを収集することを要求されない。もちろん上述されているように、実際に汚染除去される生成物などの、光反応性ではないホーニング材が使用される場合、オフラインにされなければならないラックはなく、洗浄は、システムが通常の汚染除去動作を機能している間に起こることが出来る。
【００４８】
依然他の実施例において、ここに開示されたシステム及び方法はまた、セラミック材のような、他の種類の物質を洗浄するために使用することが出来る。例えば、いくつかの汚染除去システムは、汚染された媒体から、クリプトスポリジウムや、他のろ過可能な物質を取り除くため、セラミックろ過を使用する。従って、ここに開示されている、高速洗浄技術は、現場洗浄技術においてセラミック材から、無機物を酸化／低減及び摩擦するために、用いることができる。
【００４９】
ＵＶ汚染除去システムにおける、保護スリーブの現場洗浄のシステム及び方法のさまざまな実施例が上記に説明されている一方で、これらは、例示の目的でのみ示されていて、制限でないことが理解されるべきである。したがって、本発明の幅と範囲は、上述の例示的な実施例のいずれによっても制限されてはならず、しかし、本開示に由来するいずれの請求項及びその同等物にしたがってのみ、定義されるべきである。さらに、上記の利点及び機能は、記載の実施例に規定されているが、そのような発行された請求項を適用することを上記の利点のいずれの又は、全てを達成する工程及び構造に制限されない。
【００５０】
さらに、本文のセクション見出しは、３７ＣＦＲ１．７７の提案、又は別の方法で組織的な形式を規定するものと一貫性を保つよう示されている。これらの見出しは、本開示に由来するいかなる請求項に記されている発明を制限又は特徴付けてはならない。特に、また例の目的で、見出しは「技術分野」と言及しているが、いわゆる技術分野を説明するため、この見出しに基づき選択された言語によって制限されてはならない。さらに、「背景技術」での技術の説明は、技術が本開示におけるいかなる発明に対する従来技術であることの了解とみなされてはならない。また、「課題を解決するための手段」は、由来する請求項に記載された発明の特徴付けであると考慮されてはならない。さらに、本開示における単数の「発明」の言及は、本開示に単一の新規性しかないという論争に使用されてはならない。複数の発明が、本開示に由来する複数請求項の制限に従い記載することが出来、そのような請求項は、従って、それによって保護される発明およびその同等物を定義する。全ての場合、そのような請求項の範囲は、本開示の点から、それ自身の利益を考慮され、本文に記載された見出しによって、制約されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ここに開示された洗浄システム、及び方法に環境をもたらすことの出来る、連続光分解浄化システムの一実施例の工程フロー図である。
【図２】図１に示されているような、典型的な連続光分解浄化システムに見られる、従来反応器セルの側断面図である。
【図３】ここに開示された洗浄システム及び方法によって洗浄される、光分解反応器セルの一実施例の断面図である。
【図４】図３に示されている光分解セルの側断面図である。
【図５】図４に図示されたセルのアニュラスの一部の近接図である。
【図６】ここに開示された原則に従い、オフライン洗浄工程を受ける処理システムの一実施例の等角図である。
【図７】ここに開示された原則に従い、オンライン洗浄工程を受ける処理システムのほかの実施例の正面図である。
【図１】
2008534254.tif 000003
【図２】
2008534254.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008534254.tif 000008
【図７】
2008534254.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月25日(2005.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示された実施例は、汚染除去システムの洗浄に関係し、具体的に、紫外線汚染除去システムにおける保護スリーブの現場洗浄のシステムと方法に関係する。
【背景技術】
【０００２】
旧来のＵＶ酸化（ＵＶ／Ｏｘ）システムは、環状反応器に設置されたクオーツスリーブの中に、ＵＶランプを使用する。この形式の反応器は広く知られている。クオーツスリーブはＵＶランプを汚水から守る、しかしながら、処理中、クオーツスリーブは通常金属及び他の酸化皮膜によって汚れる。この被覆は紫外線を吸収し、従って最適に利用するためには、洗浄されなければならない。
【０００３】
過去においては、クオーツスリーブからこれらの皮膜を取り除くため、さまざまな形式のワイパー構造が設計された。そのようなワイパー構造の形式の全ては、スリーブの外表面から酸化皮膜を“ふき取る”役目をしている。残念ながら、そのようなワイパー構造は、通常それらが、ワイパー構造を収容するための、ＵＶランプを格納するスリーブの外表面と、スリーブを格納する包囲チュービングの間に大きな環状スペースを必要とする、大きく複雑な装置であるという事実を含む、数々の欠点がある。ＵＶ／Ｏｘシステムは、スリーブとハウジングの間の環状範囲を通る流体の中の汚染物質にＵＶ光子が届くことを可能にするため、水の透水量係数に依存している。しかしながら、スリーブとスリーブを囲んでいる配管の間の環状範囲のサイズが大きくなると、環状範囲の外縁での紫外線の効果が低減し、しばしシステムの効率性に影響する。さらに、従来ワイパー構造は、水中に沈む可動部品を多数含み、従って信頼性の懸念を上昇させる。また、そのようなワイピング構造は、クオーツスリーブの表面をワイピング動作中に刻むことがあり、スリーブの初期故障につながることがある。さらに、いくつかのワイパー構造は洗浄工程に酸性溶液を使用し、従って腐食問題を引き起こす。
【０００４】
ワイパーの必要性を克服するために、使用された従来技術は、本開示で共通して割り当てられている、米国特許番号第５，４６２，６７４号に議論されているような、汚染された媒体の光触媒処理によって提供されている。特に、そのようなシステムにおける光触媒の使用は、通常クオーツスリーブの継続的洗浄の利点を与える。しかしながら、一般的な処理システムに起こる、光分解処理に対して、光触媒を使用することに利益が最小限又はまったくない処理適用がいくつかある。従って、光触媒システムに対し、光分解システムを用いることは、光触媒回復装置および同類のものが必要とされないことから、かなり費用効率がよい。一つの例は、紫外線（すなわち２００ｎｍ−２７０ｎｍ）によってのみ破壊される汚染物質である、ニトロソジメチルアミン（ＮＤＭＡ）の処理である。ＮＤＭＡの処理に光触媒モードを使用することは、光分解に対し破壊効率を上昇させないことから、最適ではないが、それに係わらず、触媒回復動作に追加の費用を必要とする。
旧来のＵＶ酸化（ＵＶ／Ｏｘ）システムは、環状反応器に設置されたクオーツスリーブの中に、ＵＶランプを使用する。この形式の反応器は広く知られている。クオーツスリーブはＵＶランプを汚水から守る、しかしながら、処理中、クオーツスリーブは通常金属及び他の酸化皮膜によって汚れる。この被覆は紫外線を吸収し、従って最適利用のためには、洗浄されなければならない。
【０００５】
簡単に光分解されるほかの多くの有機又は無機汚染物質に、同じ費用利益解析が当てはまることがある。一般的な光分解処理に対して、光触媒を使用することに利益が少し、又はまったくない他の例は、ＵＶ消毒である。再び、紫外線光のエネルギーが仕事を実行し、よって光触媒（および追加の装置）を追加することは、システム効率に少し、もしくは、まったく影響せず、さらに、工程に追加の触媒回復動作（及びコスト）を依然追加している。しかし残念なことに、光触媒システムから、より費用効率の良い、光分解システムに変えるとき、光触媒の不足は通常、光分解システムに使用されるＵＶランプを格納するクオーツスリーブの外面に、汚染物質と他の残留物の蓄積をもたらし、従って、上述のワイパー構造を必要とする。その結果、技術に必要とされていることは、従来術に付随する欠点を持たない、ＵＶ汚染除去システムにおいてＵＶランプを格納しているスリーブの洗浄システムと方法である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ＵＶ汚染除去システムにおける保護スリーブ洗浄のシステムと方法が開示されている。本文に開示されている洗浄システム及び方法は、スリーブの外面で実施される専用洗浄工程中にせん断応力の利点を加えるために提供している。これらの表面上の増加したせん断応力は、選択されたホーニング材がアニュラスを流れる流体に追加された時に、スリーブの表面上に蓄積した汚染物質の有益な洗浄を与える。開示されたクオーツスリーブの外面洗浄システム及び方法は、外面から蓄積した粒子を取り除くために機能し、高速度でアニュラスを通し所定の磨耗性のホーニング材を与えるという、認識に基づくものである。結果として、ホーニング材が流体に追加された時に、アニュラスを通る流体の流量（速度）を上昇させるために与えられたシステム及び方法は、蓄積された汚染物質及びその他の粒子を取り除くため、スリーブの外面を摩擦して接触するようにする。開示されたシステム及び、方法の適用は、光分解汚染除去システムに通常見られるスリーブ洗浄機器と、ならびにその洗浄機器の欠点を置き換える。    
【０００７】
一実施例においては、汚染された媒体の汚染除去するシステムは、光源を取り囲む半透明スリーブと、スリーブを受けるために設定されたハウジングを含む。スリーブの外面と、ハウジングの内面の間の距離は、汚染された流体を流すアニュラスを定義する。システムはまた、アニュラスを通して汚染された流体を流すためのポンプを含む。さらに、そのような実施例におけるシステムは、汚染された流体の中にホーニング材を含むことがあり、スリーブの外面に対するホーニング材の流れが、半透明スリーブの外面に蓄積した破片を取り除く。
【０００８】
他の実施例においては、汚染された媒体を汚染除去する方法は、光源を囲む半透明スリーブを与え、ハウジング内にスリーブを位置することを含み、スリーブの外面とハウジングの内面の距離が、汚染された流体を流すアニュラスを規定する。そのような実施例においては、方法はさらにホーニング材を汚染された流体に分散し、アニュラスを通して汚染された流体を流すことを含む。スリーブの外面に対するホーニング材の流れは、半透明スリーブの外面に蓄積した破片を取り除く。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ここに使用されている、「汚染された流体」は、望ましくない有機、無機製品、金属及び可能性のある微生物細胞、またはその他の微生物である。人間により、摂取及び接触された場合、通常有害であると言う意味では、汚染物質は望ましくないが、「望ましくない」という用語は、そのような有害物質に制限して理解されるべきではない。ここに使用されている「汚染除去された流出物」という用語は、汚染された流体のなかの望ましくない物質が、望ましい、又は許容される物質に変化又は修正されたことを意味するが、この場合もやはり、通常物質は無毒である。そのような、変化または修正は、汚染物質の酸化、汚染物質の低減、バクテリアの消毒及び／又は殺菌、または同様のことから、起因することがある。通常、あらゆる有機物質のそのような変化、又は修正は、物質を本来の汚染された流体よりも小さな分子量をもつ、副生成物に分解することから達成することが出来る。「流体」及び「流出物」は、液体に制限して読み取られる、又は解釈されてはならないことに注意するべきである。むしろ、そのような物体は、空気のような、気体も包含する。
【００１０】
まず図１に参照し、図１は、ここに開示された洗浄システム及び方法に環境をもたらすことの出来る、連続光分解浄化システム１００の一実施例の工程フロー図を示す。図示されたシステムは、標準の光分解工程を使用して、汚染された流体及びその他の媒体を汚染除去するために操作可能である。光触媒システムよりも、光分解システム１００を用いることにより、上述されている通り、浄化システム１００の全体的な資本コストが大幅に低減される。
【００１１】
汚染水などの汚染された流体は、ポンプ１０６で、システム１００に入る。ポンプ１０６は、汚染流体を、流水計１０８を通し、次に圧力ゲージ１１０を通して送る。圧力ゲージ１１０を通ると、汚染された流体は、処理システム１１６に流れる。処理システム１１６は、光分解反応を利用して、汚染物質を破壊することによって、入っている流体の汚染除去するため、流体の中の汚染物質に光分解反応を用いる。さらに、光分解反応を支援するため、添加システム１１８から汚染流体に添加物が注入することが出来る。そのような化学添加物は、オゾン、および過酸化水素などの酸化剤であることが望ましい。そのような酸化剤はヒドロキシルラジカルに光分解され、次に光分解工程中に汚染物質を酸化する。光分解反応を受けた後、汚染除去された流体は、処理システム１１６から、任意の圧力ゲージ１２０を通り、排出口１２２に出る。ここに使用される、用語「汚染された」及び「汚染物質」は、有毒、又は他の危険粒子又は分子に制限されず、むしろ流体に存在する、有害いかんにかかわらず、あらゆる種類の分子又は、粒子を含むことが理解されるべきである。また、“汚染された流体”は、必ずしも有毒液体ではなく、かわりに、単純に流体そのものを構成する粒子とは異なる、分散した粒子が含まれる流体であることがある。
【００１２】
次に図２を参照する、図１に図示されているシステム１００のような、従来光分解浄化システム２００の側断面図が図示されている。汚染水又は他の流体が注水口２１０を使用してシステム２００に入力され、出力２１１を使用してシステム２００より排出される。図示された浄化システム２００は、米国ペンシルバニア州、ピッツバーグのＣａｌｇｏｎ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能な種類のような、一般に容易に入手できる種類のものである。
【００１３】
システム２００はまた、同心円状に配管２０４内に配置され、ＵＶランプ２０５を囲む、スリーブ２０２を持つ、光分解セル２０１を含む。スリーブ２０２は、クオーツスリーブでもよいが、ここに開示されている洗浄システム及び方法の環境は、そのように制限されていない。同心スリーブ２０２と配管２０４の間に形成された空間は、アニュラスと呼ばれる。アニュラスは、参照番号２０６によって表されている。
【００１４】
上述の通り、破片及び同等物を配管スリーブ２０２の外面から洗浄する、多くの従来洗浄構造は、物理的にこの表面から汚染物質を擦り取るために、ワイピング装置（ワイパー２０７）を用いる。そのようなワイパー２０７を用いるためには、アニュラス２０６中に、ワイパー２０７構造の大きさを収容するための、大きな環状空間が通常必要とされる。しかしながら、アニュラス２０６の大きさが大きくなると、全体的なアニュラス距離の透水係数が低減し、アニュラス全体の光子劣化によるシステム２００の効率にしばし影響する。従って、そのようなワイパーは、スリーブ２０２の外面を洗浄するのに十分と仮定すれば、アニュラス２０６を通る流体の汚染物質に届くために、ＵＶ光子を利用するシステムは、通常継続して欠点を持つ。
【００１５】
特に、そのようなシステム２００は、アニュラス２０６を占める透水係数に依存し、一般的に、アニュラス２０６の大きさが大きいほど、ＵＶ光子により縦断された環状範囲の全体的な透水係数は、小さくなる。結果として、そのようなシステム２００のユーザーがワイパー２０７構造の洗浄の力に満足していたとしても、欠点に係わらず、システムのＵＶ汚染除去効率はワイパー２０７（チャネリングと呼ばれる）を収容するために必要とされる大きなアニュラス２０６により、依然として劣る。ここに開示されているシステム及び方法は、従って、ワイパー構造の欠点を克服するだけではなく、アニュラス２０６内の距離を著しく低減させることを可能にし、図２に示されているシステム２００のような浄化システムの全体的な動作効率を改善する。
【００１６】
次に図３を参照すると、ここに開示されている洗浄システム及び方法によって洗浄される、光分解反応セル３００の一実施例の断面図が示されている。光分解セル３００は、配管３０４の中に同心円状配置され、収納されているスリーブ３０２を含む。スリーブ３０２は、クオーツスリーブでも良いが、ここに開示されている洗浄システム及び方法の環境では、そのように制限されていない。スリーブ３０２の外面は、参照番号３０２ｏとして示されており、一方配管３０４は参照番号３０４ｉで示される、内面を持っている。同心面３０２ｏと３０４ｉの間に形成された空間は、アニュラス３０６を定義し、「ｄ」と記された距離によって大きさが規定されている。
【００１７】
配管３０４の中心に配置されているのは、光源３０８である。光源３０８は、低圧水銀ＵＶ灯のような、ＵＶランプであることが望ましい。光源３０８は、光分解汚染除去工程を実施するため、所定の波長で紫外線を発出するよう、通常設定されている。光源３０８の効率、力率、及び寿命を上昇させるために、電子安定器（図示せず）が使用されている。電子安定器は、ランプに供給されている電流を調整する役目をする。電子安定器を動作している時の、光源３０８の効力は、標準コイルタイプ安定器の使用に比較して大幅に高い。電子安定器は、プログラム可能論理回路（図示せず）によって制御することが出来る。
【００１８】
上述の通り、スリーブ３０２の外面３０２ｏから破片及び同等物を洗浄する、多くの従来洗浄構造は、この表面３０２ｏから物理的に汚染物質をはがすため、ワイピング装置を使用している。大きな環状空間（すなわち大きなｄ）が、ワイパー構造を収容する為に必要とされる。システムの使用中、環状範囲３００は、汚染された流体の中を通る、汚染物質の分子を含む。汚染された流体は、１００％半透明ではないことから、ワイパー構造を収納する為にアニュラス３０６の大きさが大きくなると、光子は紫外線源３０８から離れて移動することから、アニュラス全体の全般的透水量係数は低減する。結果として、汚染物質の分子が紫外光源から離れて移動する場合、ＵＶ流量が大きなアニュラス３０６のなかで著しく低減されることから、そのような汚染物質の分子は、光分解反応の可能性を低減する。反対に、スリーブ３０２により近い汚染物質分子は、ＵＶライト３０８への近接性から、より大きな光分解反応率を持つ。よって、より高い濃度の汚染分子が環状範囲３０６の外側部分を流れる。
【００１９】
ここに開示されているシステム及び方法は、光分解浄化システムのそのようなワイパー構造の欠点を克服するだけでなく、アニュラス３０６を規定する距離（ｄ）を最適化も可能にし、全体的なシステム動作効率を改善する。より具体的には、開示された原則に従い、環状範囲にワイパーを持つ従来システムに見られる、典型的な大きさよりアニュラス３０６の大きさを大幅に低減させる。例えば、ある実施例でアニュラス３０６は、わずかｄ＝６ｍｍから１２ｍｍであることがあり、これは、スリーブにワイパー構造を備えるのに必要なアニュラスの大きさよりかなり小さい。そのような小さなアニュラス３０６サイズを備えることにより、汚染された流体の汚染物質は、汚染物質の濃度が、クオーツスリーブ、又はその付近で、上昇または最大化されるようにスリーブ３０２と光源３０８を通るときに完全に混ぜられ、光分解率を上昇させると、同時に最適な光子利用に十分な透水係数を依然可能にする。
【００２０】
従来アニュラス設計においては、一般的な大きなサイズは、スリーブ３０２（光源３０８へより近く）から、配管３０４（光源３０８から末端へ）へ移動する時に、光子濃度の勾配につながる。従来システムにおける、この濃度勾配の理由によって、汚染物質の濃度は、紫外線は、スリーブ３０２に近い汚染物質により簡単に届くことから、一般的に、光源３０８から離れるほどより高くなる傾向がある。配管３０４の近くの汚染物質濃度がより高いことは、汚染物質濃度がより高いところが、紫外線流量が一番少ないことから、低下した光分解率をもたらす。
【００２１】
その一方、著しく小さな環状サイズを備えることにより、汚染された流体は、セル３００の長さを通して紫外線源３０８を通る時に、継続的に混ぜることが出来る。結果として、セル３００を流体が通る時に、汚染された流体を通した汚染物質の濃度は、実質的に等しくなり、ＵＶ流量が一番高い範囲で、汚染物質濃度が最大化される。しかしながら、アニュラス３０６のサイズは、そのような設計が、配管４０４の内面４０４ｉに影響を与えることにより、汚染粒子よりむしろ、光源３０８からの光子の大きな割合が、失われることをもたらすことから、小さくなりすぎてはならない。汚染流体の流量、汚染流体の粘度、光源３０８の出力など、反応器の形状に関連する追加の要因を考慮することにより、そのような混合の望ましい量を与えるため、これらの線に沿って、アニュラス３０６のサイズは最適化することが出来る。つまり、アニュラス３０６全体の汚染物質に、濃度勾配が少し、もしくは、まったく無いように、汚染された流体の中に、適切な量の汚染物質の混合が起こるとき、アニュラス３０６のサイズは最適化される。従って、反応器は、セル３００の長さを流体が流れるとより多くの量の汚染物質を光分解し、全体的な反応器効率を上昇させる。さらに、アニュラス３０６のサイズを最適化することにより与えられた混合はまた、スリーブ４０２の外面４０２ｏを洗浄し、詳細は下記で述べられている通り、ワイパーの必要性を排除する。
【００２２】
次に図４を参照すると、ここに開示されている洗浄システム、及び方法により、洗浄される光分解セル３００の側断面図が図示されている。図３に示されている通り、光分解セル３００は、また、次に光源３０８を囲み、スリーブ３０２を囲む配管３０４の形状のハウジングを含む。配管３０４は、プラスチック、ステンレススチール、又は耐食の他の適切な材料で構成されることが望ましく、同時にスリーブ３０２は、上述の通り、通常クオーツで構成される。また、図４には、汚染除去される汚染流体を受けるための配管３０４を通して、入水口４０２と、また流体を排出する排水口４０４が示されている。
【００２３】
図３に参照して示されているように、従来光分解反応セルは、非常に広いアニュラスを持つ。よって、紫外線源に近接して移動する汚染物質の粒子のみ、光分解反応により影響され、一方光源に近接して移動しない粒子は通常そうでない。ここに開示された原則に従い、アニュラス３０６の大きさが最適化され、反応セル３００を通る流体の汚染物質の濃度は、流体を混合することを通し、実質的に同じである。アニュラス３０６のサイズを最適化することにより、反応セル３００内で起きた乱流は、アニュラス３０６内を流れる流体により与えられたせん断応力を増加する。密集した表面３０２ｏと３０４ｉ上のせん断応力の存在は、アニュラス３０６を通した完全な乱流を確実にする。
【００２４】
上述の、汚染流体を混合する利点に加えて、ここに開示されている洗浄システム、及び方法はまた、反応器動作中にセル３００に実行される洗浄工程と同等のものに、せん断応力の利点を適用することを規定する。特に、面３０２ｏと３０４ｉの増大したせん断応力は、アニュラス３０６に流れる流体に選択されたホーニング材が添加される場合に、スリーブ３０２の外面３０２ｏに蓄積した汚染物質の有益な洗浄をする。上述の通り、スリーブ３０２の外面３０２ｏに汚染物質が蓄積すると、流れる流体を汚染除去するため、ＵＶ光子がスリーブ３０２を通り、アニュラス３０６の中へ入る可能性は、低減する。結果として、開示された技術は、流体にホーニング材が添加された場合に、アニュラス３０６を通る流体の流量を増加させ、蓄積した汚染物質及び他の粒子を取り除く為に、スリーブ３０２の外面３０２ｏを摩擦接触する。例示的な実施例において、ホーニング材はＴｉＯ２のような、光触媒である、しかしながら、当業者は、簡単に、適切なホーニング材を選択する能力を持つであろう。
【００２５】
つまり、クオーツスリーブ３０２の外面３０２ｏを洗浄する開示されたシステム、及び方法は、外面３０２ｏから蓄積された粒子を取り除く為に機能する流体の中に乱流、または先導を起こす高速度で、光分解セル３００のより小さなアニュラス３０６を通して、所定の磨耗性のホーニング材を与えるという認識に基づく。これらの洗浄システム及び方法で、洗浄をする為にワイパー構造を使用する必要性がない、よって、クオーツスリーブ３０２を洗浄するために使用する可動部品がない。結果として、光分解システムの保守費用を大幅に低減し、一方システム信頼性はよりいっそう増進される。さらに、ワイパー構造の必要性を取り除くことで、外面３０２ｏに対しワイパーがこすり付けられる圧力に起因する、ワイパー刻み又はスリーブ破損によるスリーブ３０２の交換は低減、又は除かれる。もちろん、スリーブ交換の必要性が少なくなることは、システムに関連する保守費用の低減をもたらす。
【００２６】
別の実施例においては、ここに開示されている洗浄技術は、多くの場合、システムの圧力低下をすることなく、セル３００にクオーツスリーブ３０２を集中する助けをするように、利用することが出来る。このアプローチは、例えば、クオーツスリーブ３０２の外面から突起する、又は配管３０４の内面から突起する、ディンプル４１０の形成によって用いることができる。もう一つの方法として、これらの面の一つまたは両方にスペーサーも用いることができる。いずれかの面の外周に、所定のスペースでそのようなアイテムを配置することにより、セル３００のスリーブ３０２は配管３０４で、より一貫して集中することができ、一方各セル３００のアニュラス３０６を通る高度な乱流が流れることができる。
【００２７】
図５を参照すると、図４に図示されているセル３００の、アニュラス３０６の一部５００の近接図が示されている。この５００から、光源３０８を囲むスリーブ３０２と、スリーブ３０２を囲む配管３０４は、依然見ることが出来る。前のように、配管３０４の内面から、スリーブ３０２の外面への距離「ｄ」は、アニュラス３０６を規定する。この近接図は、開示された原則に従い、ホーニング材５０２が、どのようにスリーブ３０２の外面から破片５０４を取り除くかを示す。そのような実施例においては、クオーツスリーブ３０２の外全体及びまわりを通る攪拌されたまたは、乱れた流体にホーニング材５０２が与えられている。ホーニング材は、次にせん断応力を通して、スリーブ３０２の外面に蓄積することがある、破片５０４をはがす、又は摩擦する。
【００２８】
図５に示された実施例において、ホーニング材５０２は、アニュラス３０６を通して流れる汚染された流体の中に精製された気泡を構成することがある。そのような実施例においては、アニュラス３０６を通して流れる汚染された流体に、例えば酸素又は通常の空気の気泡を注入するため、エアレーション装置（図示せず）をセル３００のシステム上流に追加することが出来る。従って、高流量で、すなわち毎秒１メートルでアニュラス３０６を通して汚染された流体が流れる時、気泡が、ホーニング材５０２の役目をし、破片５０４に接触することによって、蓄積した破片５０４を摩擦して落とす働きをする。特に、ホーニング材５０２と、残りの汚染された流体の間の、密度、一貫性、質感、ならびに流量などの変化が、ホーニング材５０２が、スリーブ３０２の外面から破片５０４を取り除くことを可能にする。さらに、アニュラス３０６内の汚染物質濃度を均等にするための上述の混合は、蓄積された粒子を摩擦する為にスリーブ４０２に対するせん断応力の生成をさらに援助する。
【００２９】
いくつかの実施例においては、ホーニング材５０２の役割をする気泡５０２はまた、光源３０８から照射される光に光反応性であってもよい。より具体的には、気泡５０２が酸素を含む場合、光分解工程を通した、気泡５０２への光５０６の照射から、ヒドロキシルラジカルが生成されることがある。上述の通り、新たに生成されたヒドロキシルラジカルは次に、スリーブ３０２の表面に蓄積した破片５０４を含む汚染物質に結びつき、破片粒子を酸化させ、システムから取り除く。これらの実施例においては、小型化されたアニュラス３０６（機械ワイパーを含む従来システムよりかなり小さい）はまた、破片５０４と、汚染物質を酸化するために有益である。特に、アニュラス３０６の大きさ（すなわち「ｄ」）が、かなり小さいことから、光源３０８からの光子がアニュラス３０６の中の遠くまで移動しなくてよいので、通り過ぎる流体の透水量係数は、さほど問題ではならなくなる。さらに、アニュラス３０６の大きさが上で議論されたように最適化されると、汚染された流体、および汚染物質と、ホーニング材５０２やスリーブ３０２を通る時に完全に混合され、破片５０２に付与されるせん断応力をさらに上昇する。つまり、より小さなアニュラス３０６は、透水量係数がそれほど問題でなくなるので、増大した流量を許す。より高い流量は、次に、システムの中のセルに洗浄機能を与える助けをする。
【００３０】
図５に図示することの出来る他の実施例においては、用いられたホーニング材５０２は、反応器で汚染除去される実際の生成物である。そのような実施例において、ホーニング材５０２は、クオーツスリーブ３０２の外全体、又は周りを通る撹拌された又は乱れた流体に与えられる。通過するホーニング材のせん断応力が、次にスリーブ３０２の外面に蓄積した、破片５０４をこする、又は摩擦する。例示的な実施例においては、酸化させる生成物は、例えば紙の製造に使用される、でんぷんである。この例示的な工程において、でんぷんは酸化される「汚染」種として流体に添加され、過酸化水素などの酸化剤がでんぷんに添加し、でんぷんを酸化するため、ヒドロキシルラジカルを光分解する。特に、流体がスリーブ３０２を通過すると、光源３０８からの光が過酸化水素の粒子に当たりでんぷん（又は他の生成物）を酸化するため、流体の中のヒドロキシルラジカルを生成する。ヒドロキシルラジカルは次に、でんぷん粒子と反応し、通常粒子をより小さく分解する（すなわち、薄くなる）。しかしながら、そのような実施例においては、でんぷんそのものの摩擦特性がここで説明されているスリーブ３０２の洗浄をする。この例では、スリーブ３０２の外面を通るでんぷん粒子のせん断応力が、ヒドロキシルラジカルによる汚染除去と同様、蓄積された破片４０４を取り除く助けをする。従って、そのような実施例においては、酸化を通してでんぷんをうすくするために、システムは主にでんぷんを酸化するために利用されている一方で、でんぷん自体が、流体（ひいては、流体に分散したでんぷん）がスリーブ３０２を高速で撹拌されて通る場合、でんぷん自体も、スリーブ３０２をきれいに保つホーニング材５０２の役目をする。
【００３１】
開示されたシステムのその他の利点は、オゾンを精製する能力である。より具体的には、酸素（純酸素気泡、又は酸素を部分的に含む気泡）を含む超微粒気泡が、通過する流体に注入される実施例において、光源３０８からの光５０６は、特定の波長で気泡を照射する場合、気泡からオゾンを生成することが出来る。例えば、照射された光が、約１８５ナノメートルの場合、気泡の中の酸素は、その波長の光子に接触された時にオゾンを生成することが出来る。特定の実施例においては、光源は、生成された２つの波長が１８５ｎｍと２５４ｎｍの、二色性でさえあることが出来る。もちろん、望まれる用途に従い、他の波長も用いることができる。
【００３２】
そのような実施例の著しい利点は、流体中の粒子の汚染除去の役割をするオゾンの現場生成である。いくつかの従来システムは、照射のため、汚染された媒体にオゾンを注入又は生成する、追加のオゾン生成器を利用し、それは次に、ヒドロキシルラジカルを生成する特定の波長の光で照射された時、媒体を酸化し、ひいては汚染除去する役目をする。しかしながらこの実施例では、オゾンが、次に媒体の汚染除去の役目をするシステムの現場で生成されることから、個別のオゾン生成器は必要ではない。結果として、オゾン生成器を追加、維持することに関連する費用は取り除かれ、一方オゾンでさまざまな媒体の汚染除去をする利点はそのままである。さらに、オゾン現場生成のこの技術は、通過する流体に気泡が存在する実施例に限定されない。特に、照射光５０６はまた、オゾンを生成するため、溶解した酸素（すなわち、水分子などほかの形で流体に存在する酸素）を光分解する。そのような実施例においては、汚染された流体を通気するための別個の手段は必要とされない。
【００３３】
オゾン生成実施例は、汚染除去中に、悪臭などを低減する為に通常含まれる、塩素などの添加物を工程から取り除くことが出来ることから、さらに有益である。さらに、塩素（又は他の）添加物を使用するシステムにおいては、さらに全体の費用を増大させることのある、除去又は、更なる処理を必要とする、トリハロメタンのような副生成物が添加物からしばし生成される。さらに、そのような添加物からの副生成物と対応する必要の無いことは、システム全体の汚染除去流量を増大することが出来、そのような副生成物が存在しないことから、システム内の混合物は単純に再利用することが出来る。
【００３４】
次に図６を参照すると、ここに開示された原則に従い、オフライン洗浄工程を実施している、光分解処理システム１１６ａの一実施例の等角図を表している。本発明の光分解処理システム１１６ａは、図１に参照され図示、説明されている処理システム１１６に統合されても良い。この実施例では、処理システム１１６ａは、汚染除去工程中に上記に詳細された光分解反応が起こる、反応器６０５を含む。反応器６０５は、複数のラックから（その内の一つは６１０とラベル表示されている）構成されており、各ラックは図３，４、および５に参照されて説明されている種類のような、反応セル３００を複数含んでいる。
【００３５】
各ラック６１０に接続されているのは遮断弁６１５で、各遮断弁６１５は、汚染された流体が入り、光分解工程を使用して反応器６０５により、汚染処理する為に、入水口６２０に接続されている。各ラック６１０はまた、ここに開示された洗浄技術中に使用される、対応する入水口に接続されている洗浄弁６２５を持つ。さらに、各ラック６１０はまた、対応する放水口６４５のそれぞれに接続された出口弁６３０を含む。遮断弁６１５と、出口弁６３０で、各ラック６１０は、入ってくる汚染された流体から、選択的に遮断することにより、個別にオフラインにすることが出来る。
【００３６】
また、システム１１６ａに図示されているのは、貯蔵タンク６３５である。貯蔵タンク６３５は、反応器６０５の中のセル３００のスリーブの洗浄に使用される、摩擦特性を持つホーニング材を保持するために設定することが出来る。特定の実施例においては、ホーニング材はＴｉＯ２などの、光触媒スラリーである。スラリーは、ここに開示された原則に従い実行される、セルの洗浄工程中に、貯蔵タンク６３５から送り込まれる。他の実施例においては、ホーニング材は、上述の超微粒気泡でよい、また貯蔵タンク６３５は、ガスを貯蔵し、及び／又は流体が反応器に入る前に、気泡を流体に送り込む（すなわち通気）コンプレッサーを含むように設定されたタンクでもよい。
【００３７】
この図示された実施例においては、セル３００の中のクオーツスリーブの洗浄は、「オフライン」の方法で達成される。より具体的には、選択された隔離弁６１５と、出口弁６３０は、セル３００の洗浄のため、特定のラック６１０を隔離するために閉じられている。スラリー又は他のホーニング材（すなわち上述の過酸化水素）は、スリーブ表面から蓄積した汚染物質を取り除くため、セル３００を通り、クオーツスリーブ全体に押し出される。さらに具体的には、研磨ホーニング材は、乱流が最大化されるよう高速度で、ラック６１０を通して送られる。例示的な実施例においては、洗浄工程中に、アニュラスを通過するスラリーの速度（線速度）は、約１ｍ／秒である。この特定の流量／速に制限されていないが、効果的に蓄積した汚染物質を洗浄するには、約６ｍｍから１２ｍｍのアニュラスサイズと、約７５ワットの光源が使用されるとき、クオーツスリーブの外面に対し、少なくとも０．５ｍ／秒の速度が望ましいことが明らかにされている。もちろん、アニュラスのサイズが最適化されると（上参照）、開示された洗浄システム及び方法の有効性に起因し、アニュラスのなかを物質が進むための容積が少ししか残っていないことから、ホーニング材の最小の流量／速を与えるのに必要な機材のサイズと出力もまた、低減することが出来る。
【００３８】
選択されたラック６１０を洗浄する際、ホーニング材は、ラック６１０のどの方向からでも送ることが出来る。他の実施例においては、ホーニング材は、対応する洗浄弁６２５を使用してセル３００を通して送られ、一方、汚染された流体の光分解浄化工程はオンラインラック６１０で継続され、違いは、入ってくる汚染された媒体は、遮断弁６１５を使用して、オフラインラック６１０から遮断される。図示された実施例の接続がこのアプローチを可能にする一方で、他の実施例は、ホーニング材が洗浄動作の間に流れる、又は、汚染流体がリアクター６０５に入るための、他の流路を含むことがある。いくつかの実施例では、ホーニング材は、光触媒の場合がある。ホーニング材が光触媒の場合、光触媒による、汚染された粒子の光触媒反応のため、スリーブの中のＵＶランプが点灯している場合、スリーブの蓄積した汚染物質を洗浄するために必要な時間は通常短くなる。
【００３９】
さらに、そのようなホーニング材をもつ、光触媒スラリーのｐＨは、例えばスリーブの汚染物質の酸化率を上昇させることにより、クオーツスリーブ洗浄率が上昇するように、変更することが出来る。さらに具体的には、ホーニング材が光反応性であるなしに関わらず、ホーニング材のｐＨレベルは、破片が汚染された流体に溶解できるよう、スリーブの外面に蓄積された破片のｐＨレベルが低減されるように選択することが出来る。特定の例では、スリーブに蓄積している破片が鉄の場合、光触媒スラリーなどの、ホーニング材のｐＨレベルは、約３．５以下に低減することができる。鉄は、ｐＨ３．８以下ぐらいで水溶性であることから、このような方法で、ホーニング材のｐＨを低下させることは、鉄のｐＨを溶点より低く低下させ、スリーブから取り除くのがより容易になる。次に、低下されたｐＨレベルとあいまったホーニング材の摩擦は、鉄のｐＨがその溶解レベルの上にされたままの場合よりも、より効果的に鉄をスリーブから取り除く。ホーニング材が実際に光反応性の場合、下記にさらに説明されるとおり、破片に酸化を増加させるために、紫外線を使用することは、さらにシステム効率を増大させる。もちろん、ｐＨレベルはホーニング材、および各特定の適用に関連する破片によって異なる場合がある。
【００４０】
関連する実施例において、光分解反応に対象される、ホーニング材も使用（すなわち過酸化水素）することが出来、また紫外線源が光分解反応するために点灯され、従って、洗浄率を増大する。しかしながら、ＵＶランプが点灯していなかったとしても、開示された洗浄技術は、ホーニング材の摩擦特性、アニュラスのサイズ、及びホーニング材がアニュラスを通り、スリーブ表面全体を通過する高速度を使用して、依然スリーブの外面を洗浄する役目をする。実際に、かなり乱流な方法で流された時に摩擦特性を持つ、ほとんどいずれの種類の水溶性材料がホーニング材に選ぶことが出来る。いくつかの実施例では、上述の通り、ホーニング材はまったく光反応性ではない。さらに具体的には、そのような実施例では、ホーニング材は、実際にシステムによって汚染除去される生成物のことがある。結果として、特定のラックを遮断することにより、明確な洗浄工程を実行するよりも、むしろ通常の機器動作の間にスリーブの洗浄が起こる。もちろん、特定の洗浄サイクルを取り除いて節約された時間は、全体的な生産性を上昇する助けをすることが出来る。
【００４１】
ホーニング材が光触媒を含む実施例において、セル３００の中のスリーブが洗浄された後、光触媒混合物は、触媒回復ユニット（破線で示されたＣＲＵ６５０）で、分離することが出来、ろ水（すなわち光触媒がない）は、光触媒ホーニング材の残りの全てを流しだす為に、セル３００に送られる。ＣＲＵ６５０は、次に流されたスラリーから光触媒を分離するために使用することが出来る、よって、後に使用するために再利用することが出来、またラック６１０がオンラインに戻ったときに、光触媒が排出されない。適切なラック６１０の全てのセル３００から光触媒が流しだされた時、そのラック６１０はオンラインに戻され、反応器６５０の中の次のラック６１０はオフラインされ、洗浄される。もちろん、別の方法では、ＣＲＵ６５０は流しだされたスラリーを収集する為に必要とされない。もちろん、ホーニング材に光触媒が用いられない場合でも、例えば、石英系摩擦ホーニング材などの、ホーニング材いずれの種類を、洗浄工程中に残りの流体から分離する為にＣＲＵ６５０を依然利用することが出来る。そのようなＣＲＵの具体的な例は、米国特許番号第５，４６２，６７４号、ならびに米国特許番号第５，５８９，０７８号、第６，１３６，２０３、６，３９８，９７１号及び、米国特許出願公開番号第２００４−００７９７０８号に見ることが出来、これらの全ては本開示に一般的に割り当てられている。
【００４２】
クオーツスリーブ洗浄のため、そのようなオフラインアプローチが用いられた場合、有益な実施例が、反応器６０５の中のセル３００の一つ余分なラック６１０を備える、それにより、一つのラック６１０が洗浄のためオフラインにされると、残りのラック６１０が望ましいキャパシティで汚染除去システムを実行する。例えば、汚染除去装置が、望ましい汚染除去量を満たす為に、常にオンラインのセル３００のラック６１０を１０利用すると、反応器６０５は、１１のラック６１０を持つように設定することが出来る。従って、そのような実施例においては、ラック６１０の一つが洗浄のためオフラインにされる場合、依然光分解汚染除去工程を実行する、望ましい１０のラック６１０がある。もちろん、適用と、望まれる汚染除去率に従って、追加のラック６１０をいくつでも備えられることが出来る。
【００４３】
最後に図７を参照する、ここに開示されている原則に従い、オンライン洗浄工程を実行している光分解処理システム１１６ｂの正面図が図示されている。かさねて、光分解処理システム１１６ｂは、図１に示されている従来の浄化システム１００の処理システム１１６に統合することが出来る。また、処理システム１１６ｂはかさねて、汚染除去工程中に序気に詳細された光分解反応が起こる、反応器７０５を含む。反応器７０５は、図３、４、および５に参照されて説明されている種類のような、各ラックが複数の反応セル３００を含む、複数のラック（その内のいくつかは７１０とラベル表示される）から構成される。
【００４４】
各ラック７１０の出力に接続されているのは、遮断弁７１５で、各遮断弁７１５は、排出口７２０に接続されている。また各ラック７１０は、ここに開示されている洗浄技術中に使用する、注入口、及び排出口のそれぞれに接続されている、対応する洗浄弁７２５を持っている。注入口側の洗浄弁７２５は、汚染された流体を反応器７０５に入力するための個別注入口７４５に並列接続されている、一方排出口側の洗浄弁７２５は、汚染除去された流体を出力する為に個別排出口７２０に並列接続されている。また、システム１１６ｂに図示されているのは、貯蔵タンク７３５である。貯蔵タンク７３５は、ここに開示された洗浄技術において使用されるホーニング材を保持するために設定されている。ホーニング材は、図示されている通り、ポンプ７４０で、反応セル３００中、貯蔵タンク７３５から送り込むことが出来る。しかしながら、上述の通り、ホーニング材は、セル３００のスリーブの洗浄を援助するために、光触媒をまた含むことが出来るが、これは必要とされない。
【００４５】
図７に示されているシステム１１６ｂを持つ一実施例において洗浄を実施するには、その標準光分解浄化及び汚染除去モードにおいて、一度につき一つのラック７１０が操作することが出来る。次に、選択されたラック７１０の注水口洗浄弁７２５を開くことが出来る、それにより摩擦性ホーニング材をラック７１０に添加することが出来る。より具体的な実施例において、重ねてホーニング材は、光触媒スラリーである。そのような実施例においては、光触媒反応と、高スラリー速度で見られる摩擦特性の組み合わせは、そのラック７１０のセル３００のスリーブを洗浄する。このようにして、洗浄のためにオフラインにされるラックを補うために、余分なラック７１０を追加することを防ぐことが出来る。洗浄されるラック７１０に存在する排水は、次に、光触媒を回復する為に、ポンプ７４０を使用してＣＲＵ７５０に送り込む保持タンク７３５に送ることが出来る。しかしながら、また以前のように、光触媒物質を含まないホーニング材も回復されＣＲＵ７５０により分離されることがある。
【００４６】
また、そのような実施例において、処理された流体と、ろ水の流量は、洗浄されるラック７１０を通る流量と同じである。このようにして、ラック７１０の各ろ水流路に単一遮断弁７１５を用いることができる。これらの弁７１５は、通常開いているが、ラック７１０が洗浄されているときは閉じている。次に、ラック７１０が洗浄された後、スラリー返還弁（すなわち洗浄弁７２５）が閉じることが出来、全ての光触媒（又は通常のホーニング材）がラック７１０を流しだされるまでＣＲＵ７５０が少し長く動作される。次のラック７１０は、次に同じようにして洗浄することが出来る。そのような実施例の利点は、ＣＲＵ７５０は、洗浄されるラック７１０の流入流量(Ｆ１)と実質的に同じキャパシティのみを持つ必要があり、従って、システム１１６ｂに関する全体的な費用を低減することが出来る。別の方法で、ＣＲＵ７５０は、もちろん、必ずしも流しだされたスラリーを収集することを要求されない。もちろん上述されているように、実際に汚染除去される生成物などの、光反応性ではないホーニング材が使用される場合、オフラインにされなければならないラックはなく、洗浄は、システムが通常の汚染除去動作を機能している間に起こることが出来る。
【００４７】
依然他の実施例において、ここに開示されたシステム及び方法はまた、セラミック材のような、他の種類の物質を洗浄するために使用することが出来る。例えば、いくつかの汚染除去システムは、汚染された媒体から、クリプトスポリジウムや、他のろ過可能な物質を取り除くため、セラミックろ過を使用する。従って、ここに開示されている、高速洗浄技術は、現場洗浄技術においてセラミック材から、無機物を酸化／低減及び摩擦するために、用いることができる。
【００４８】
ＵＶ汚染除去システムにおける、保護スリーブの現場洗浄のシステム及び方法のさまざまな実施例が上記に説明されている一方で、これらは、例示の目的でのみ示されていて、制限でないことが理解されるべきである。したがって、本発明の幅と範囲は、上述の例示的な実施例のいずれによっても制限されてはならず、しかし、本開示に由来するいずれの請求項及びその同等物にしたがってのみ、定義されるべきである。さらに、上記の利点及び機能は、記載の実施例に規定されているが、そのような発行された請求項を適用することを上記の利点のいずれの又は、全てを達成する工程及び構造に制限されない。
【００４９】
さらに、本文のセクション見出しは、３７ＣＦＲ１．７７の提案、又は別の方法で組織的な形式を規定するものと一貫性を保つよう示されている。これらの見出しは、本開示に由来するいかなる請求項に記されている発明を制限又は特徴付けてはならない。特に、また例の目的で、見出しは「技術分野」と言及しているが、いわゆる技術分野を説明するため、この見出しに基づき選択された言語によって制限されてはならない。さらに、「背景技術」での技術の説明は、技術が本開示におけるいかなる発明に対する従来技術であることの了解とみなされてはならない。また、「課題を解決するための手段」は、由来する請求項に記載された発明の特徴付けであると考慮されてはならない。さらに、本開示における単数の「発明」の言及は、本開示に単一の新規性しかないという論争に使用されてはならない。複数の発明が、本開示に由来する複数請求項の制限に従い記載することが出来、そのような請求項は、従って、それによって保護される発明およびその同等物を定義する。全ての場合、そのような請求項の範囲は、本開示の点から、それ自身の利益を考慮され、本文に記載された見出しによって、制約されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ここに開示された洗浄システム、及び方法に環境をもたらすことの出来る、連続光分解浄化システムの一実施例の工程フロー図である。
【図２】図１に示されているような、典型的な連続光分解浄化システムに見られる、従来反応器セルの側断面図である。
【図３】ここに開示された洗浄システム及び方法によって洗浄される、光分解反応器セルの一実施例の断面図である。
【図４】図３に示されている光分解セルの側断面図である。
【図５】図４に図示されたセルのアニュラスの一部の近接図である。
【図６】ここに開示された原則に従い、オフライン洗浄工程を受ける処理システムの一実施例の等角図である。
【図７】ここに開示された原則に従い、オンライン洗浄工程を受ける処理システムのほかの実施例の正面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月25日(2008.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムのセル中に取り付けられた、光源を囲む半透明スリーブと、
スリーブの外面とハウジングの内面との距離が、ハウジング内の汚染された流体を流すためのアニュラスを規定する、ハウジング内でスリーブを受け取るように構成されたハウジングと、
アニュラスを通じて、セル外で、汚染された流体を前記セル中に継続的に流すポンプと、
スリーブの外面に対するホーニング材の線速度が外面に蓄積した破片を取り除く、汚染された流体の中のホーニング材と、を含むことを特徴とした、汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項２】
さらに、汚染された流体中に分散された気泡を含む汚染除去システムであって、前記気泡は、光源から照射された光で、光反応するとき、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生成する酸素を含み、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルが、汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積した破片を酸化することを特徴とした、請求項１記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項３】
汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積された破片を酸化するため、光源から照射された光で光反応をするよう設けられた、前記ホーニング材が光反応性物質を含むことを特徴とした、請求項１記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項４】
前記ホーニング材が、システムによって酸化される汚染された流体の中のでんぷんを含むことを特徴とした、請求項１記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項５】
外面に蓄積した破片が、汚染された流体に溶解できるように選択されたｐＨに、前記ホーニング材が調整されることを特徴とした、請求項１記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項６】
前記スリーブは、該スリーブの一終端部付近で水平に固定されており、前記システムは、外面と内面上に分散された突起部をさらに含み、前記システムは、前記アニュラスを通した汚染された流体の流れに基づきハウジングの中で、スリーブを実質的に中心にするよう構成されていることを特徴とした、請求項１記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項７】
アニュラスのサイズと、アニュラスを通る汚染された流体の流量が、アニュラスに汚染された流体を流す間、汚染された流体中の汚染物質濃度が、実質的に汚染された流体の範囲内で等しくなるように、汚染された流体中の汚染物質濃度を調整することを特徴とした、請求項１記載の汚染された媒体の汚染除去システム。
【請求項８】
セル中に光源を囲む半透明スリーブを取り付け、
ハウジング内にスリーブを配置し、スリーブの外面と、ハウジングの内面の距離が汚染された流体を流すアニュラスを規定し、
汚染された流体にホーニング材を散布し、
アニュラスを通し、前記セル外で、前記セル中に汚染された流体を継続的に流し、スリーブの外面に対するホーニング材の線速度が、前記外面に蓄積した破片を取り除くことを特徴とした、汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項９】
さらに前記方法は、汚染された媒体中に気泡を分散する工程を含み、前記気泡が、光源から照射された光で光反応するとき、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルを生成する酸素を含み、オゾン及び／又はヒドロキシルラジカルが、汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積した破片を酸化することを特徴とした、請求項８記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項１０】
前記ホーニング材が光反応性物質を含み、光反応物質の光源から照射された光で汚染された流体の汚染物質と、外面に蓄積された破片を酸化することを特徴とした、請求項８記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項１１】
前記ホーニング材が、システムによって酸化される汚染された流体の中のでんぷんを含むことを特徴とした、請求項８記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項１２】
外面に蓄積した破片が汚染された流体に溶解できるように、前記ホーニング材のｐＨを選択する工程を含むことを特徴とした、請求項８記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項１３】
前記スリーブを配置する工程が、該スリーブの一終端部付近で該スリーブを水平に固定する工程を含み、さらに、前記方法は、外面と内面上に突起部を提供する工程を含み、前記方法は、前記アニュラスを通した汚染された流体の流れに基づきハウジングの中で、スリーブを実質的に中心にするよう構成されていることを特徴とした、請求項８記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【請求項１４】
前記アニュラスを汚染された流体が流れる間、汚染された流体中の汚染物質濃度が汚染された流体の範囲内で実質的に同じになるように、前記アニュラスのサイズと、前記アニュラスを通る汚染された流体の流量を選択する工程をさらに含むことを特徴とした、請求項８記載の汚染された媒体の汚染除去方法。
【国際調査報告】
2008534254.tif 000010
2008534254.tif 000011