(57)【要約】液体に紫外線や可視光線などの光線を照射して各種の光化学反応を起こさせたり、液体中の大腸菌をはじめとする有害な菌などの殺菌、浄化を行うための光線を液体に照射する方法に関するものであり、被照射液体１を回転させて生じる遠心力により渦を作り、その中心部に送り込んだ気体をそこに閉じ込めて形成される気泡からなる照射室４を作り、その中に被照射液体１と接触しないように光源５を置き光線を被放射液体１に照射する。
2005033013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射液体を回転させて生じる遠心力により渦を作り、その中心部に送り込んだ気体をそこに閉じ込めて形成される気泡からなる照射室を作り、その中に被照射液体と接触しないように光源を置くことを特徴とする光線を液体に照射する方法。
【請求項２】
管路を流れる液体を回転させて、その遠心力により中心部に送り込んだ気体をそこに閉じ込めることにより流動状態の被照射液体にも実施することが可能である請求項１記載の光線を液体に照射する方法。
【請求項３】
前記気体の必要以上の流失を防ぐため照射室の下流側に整流板を配置し液体の回転を止めて形状が安定な照射室を作る請求項２記載の光線を液体に照射する方法。
【請求項４】
前記気体の必要以上の流失を防ぐため照射室の下流側に気体保持体を配置し液体の回転を止めて形状が安定な照射室を作る請求項２記載の光線を液体に照射する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、例えば紫外線や可視光線などの光線を液体へ照射する方法に関するものである。
【背景技術】  従来より、液体に紫外線や可視光線などの光線を照射して各種の光化学反応を起こさせたり、例えば下水道や循環風呂などの大腸菌をはじめとする有害な細菌などの殺菌、浄化を行うことは知られており、液面の上や透明な反応容器を使用して外部より光線を照射する方法、或いは、液体の中に紫外線ランプなどの光源を挿入して光線を照射する方法が用いられている。
しかしながら、前記従来の液面の上や透明な反応容器を使用して外部より光線を照射する方法は極めて簡易ではあるが、反応容器の外面や液面が反射鏡の作用をして照射した光線の殆どが被照射液体中に照射することができず、反射器などを用いても光線の利用効率が低く、光化学反応や殺菌に余分な時間が掛かり経済的にも不利であったり充分な照射ができない虞れがある。
また、液体中に光源を置く方法においては、前記液面の上や透明な反応容器を使用して外部より光線を照射する方法に比べて効率が良く、光線の照射量が不足することはないが、ランプなどの光源の表面、即ち、液体との接触部に反応生成物や汚染物質などが付着することにより光源の表面が汚染されることが多く、これらの付着物質により光線の液体への照射が妨げられるので、光源の定期的な清掃が必要となり保守が容易でなく、光線を連続して照射するためには、予め複数の光源を準備して交互に清掃しながら使用しなければならず、作業性が悪いばかりか経済的に多大な負担を強いられる。
従って、従来の光線の照射方法のうち、液体の中に光源を置く方式は、効率は良好ではあるが、光源が反応生成物や付着物質により表面が汚染されることが多く、光源の保守も必要で手間が掛かる。
【発明の開示】
本発明は、照射効率が良いばかりか保守も簡単である、ことを特徴とする液体に光線を照射する方法を提供することを目的としている。その為に、被照射液体を回転させて生じる遠心力により渦を作り、その中心部に送り込んだ気体をそこに閉じ込めることにより形成される気泡からなる照射室を作り、その中に被照射液体と接触しないように光源を置くことを解決手段とした。
本発明によれば、照射用光源は前記気泡からなる照射室の中に置かれるので被照射液体との接触が無く、照射用光源の表面が反応生成物や付着物質により汚染されることがない。また、光源が被照射液体の中にあるために照射効率がよいとともに、汚染がないので保守が容易である。
また、管路を流れる液体を回転させて、その遠心力により中心部に送り込んだ気体をそこに閉じ込めることにより流動状態の被照射液体にも実施することが可能である。さらに、気体の必要以上の流失を防ぐため照射室の下流側に整流板或いは気体保持体を配置し、液体の回転を停止させることにより形状が安定な照射室を作ることが可能である。
【図面の簡単な説明】  第１図は本発明を貯留状態の被照射液体について実施した場合の最良の形態の一例を示す縦断面図、第２図は本発明を貯留状態の被照射液体について実施した場合の異なる形態の一例を示す縦断面図、第３図は本発明を流動状態の被照射液体について実施した場合の最良の形態の一例を示す縦断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第５図は第３図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第６図は本発明を流動状態の被照射液体について実施した場合の異なる形態の一例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明を更に詳細に説述するために、添付図面に従って説明する。
第１図（ａ）は、本発明を貯留状態の被照射液体について実施した場合の最良の形態の一つを示すものであり、被照射液体１を貯留する貯留槽２は底壁２１の裏面側におけるほぼ中央部に例えばモータ３が軸３１を貯留槽２内に水密状態で突出させて配置されており、貯留槽２内の軸３１には回転羽根３２が固着されている。
そして、本発明を実施するには、貯留槽２内に所定量の被照射液体１を貯留し、次いで、所定量の気体（例えば空気）を吹き込み、モータ３を駆動させて回転羽根３２を回転させることにより、被照射液体１内にモータ３の軸３１を中心として遠心力により渦が形成される。
このとき、被照射液体１内には所定量の気体が吹き込まれているので、渦の中心に気泡よりなる円錐柱状の照射室４が形成される。
従って、前記気泡よりなる円錐柱状の照射室４に、例えば紫外線などの光源を発する放電管からなる照射用光源５を置けばよい。
本実施の形態によれば、照射用光源５は貯留槽２内に収容された被照射液体１を直接的に照射するので照射効率に優れているとともに、照射用光源５は被照射液体１に直接触れることがないので被照射液体１により汚染されたり光線の進行を妨げる物質が付着する心配がなく、付着物質を取り除く手間が不要となり管理が容易である。
尚、照射室４を形成する気体には遠心力による側方への吸引力が作用するので、気体の経時的な大気中への放出はごく僅かではあるが、被照射液体１に開始段階において吹き込んだ気体が照射中に次第に消失してしまう場合には、少なくとも照射室４が維持できるように随時必要量を加えればよい。
また、本形態において、照射用光源５は照射室４が形成された後から差し込んだが、予め貯留槽２の所定位置に適宜の手段により据え付けて置いても良く（図示せず）、この場合には照射をしないときには被照射液体１を貯留槽２から出しておくとよい。
第１図（ｂ）は前記第１図（ａ）に示した実施の形態と同様に放電管からなる照射用光源５を用いたものであるが、照射用光源５を横型にしたものであるため渦が横方向に形成される点が異なる。また、前記第１図（ａ）に示した実施の形態では、回転羽根３２を用いて被照射液体１に渦を形成させたが、本実施の形態ではモータ３により貯留槽２を回転させて被照射液体１に渦を形成させる点が異なる。
本実施の形態における照射に関する作用・効果も前記第１図（ａ）に記載した実施の形態とほぼ同様であるが、照射室４を横長に形成したので使い勝手が良く、流動式としても利用すること可能である。尚、本実施の形態では被照射液体１の静止荷重に打ち勝って照射室４を形成可能な遠心力が発生するまでモータ３を回転させる。
第２図は、本発明を貯留状態の被照射液体１について実施した場合の異なる最良の形態の一つを示すものであり、第２図（ａ）に示したものは、全体の構成は前記第１図（ａ）に示した場合とほぼ同様であるが、被照射液体１を貯留する貯留槽２の底壁２１の裏面側に配置したモータ３の軸３１が中空に形成されており、中空部に例えばタングステン製のアース側電極棒５１が差し込まれて貯留槽２内の所定位置に水密状態で突出させて配置されている。
また、貯留槽２内の前記アース側電極棒５１の先端側には、例えばタングステン製の陽極側電極棒５２が対向配置されてアーク放電を光源とする照射用光源５が形成される。
本発明の実施の形態は、前記第１図（ａ）に示した形態と同様に、貯留槽２内に所定量の被照射液体１を貯留し、次いで、所定量の気体（本形態ではアルゴンなどの不活性気体）を吹き込み、モータ３を駆動させて回転羽根３２を回転させることにより、被照射液体１内にモータ３の軸３１を中心とした不活性ガスからなる円柱状の照射室４が形成され、陽極側電極棒５２とアース側電極棒５１とに別途に配置した電源から電気を流して例えばアーク放電させ、照射用光源５に生じた光線を被照射液体１に照射する。
本実施の形態も前記第１図（ａ）に示した実施の形態と同様に、照射用光源５は貯留槽２内に収容された被照射液体１を直接的に照射するので照射効率に優れている。特に、照射用光源５は陽極側電極棒５２とアース側電極棒５１とから構成されるので、設置が容易であるばかりか、高価で消耗してしまう放電管と異なり経済的にきわめて有利である。更に、アーク放電の場合は、比較的安価なアルゴンのような不活性ガスにより照射室４が形成されるので、アーク溶接に用いる程度の低電圧で放電させることが可能であり、高価な高電圧装置も不要であるとともに安全性も高い。
尚、被照射液体１に混入させた気体は、不活性ガスの中では比較的重いアルゴンを用いているので急激に放出してしまうことはないが、被照射液体１と照射室４との境界に生じる水蒸気により徐々に放出されるので必要量を加えていくとよく、必要であれば、貯留槽２に蓋２２を被せるとよい。
第２図（ｂ）は前記第１図（ｂ）に示した実施の形態と同様に、貯留槽２を回転させて被照射液体１に横長の照射室４を形成したものであり、照射に関する作用・効果は前記第２図（ａ）に示した場合とほぼ同様であるが、照射室４を水密に形成できるので照射室４を形成する不活性ガスの放出を最小限に抑えることができるとともに流動式としても利用することができる。
第３図は、本発明を特に管路の途中において流動する被照射液体１について実施した場合の最良の形態を示すものであり、液体入口６より流入した被照射液体１は、第４図に示す狭窄部７より照射室形成部８の上部に接線方向に流入し旋回流となり下方に向かう。照射室形成部８の中部は管の直径が太く作られ、その上部には例えばアルゴンなどの不活性ガスを供給する気体供給管９の先端に装着した旋回流案内板１０が配置されており、流下した被照射液体１は照射室形成部８を満たし整流板１１により旋回を止められ液体出口１２に行く。
ここで、気体供給管９により不活性ガスを送り込むとガスは流失せずに安定な卵形状の気泡からなる照射室４を形成する。このとき、整流板１１が無い場合にはガスは渦に巻き込まれて流失し安定な照射室４を形成することができない。
更に、前記照射室４の形成位置には、前記気体供給管９の先端に装着した気体噴出孔１３の中心に、例えばタングステン製陽極電極５１を絶縁体５３を介して配置し下方にも対向して接地側電極５２を支柱１４により支持し両極間にアーク放電をさせて光源とする照射用光源５が配置されている。
本発明の形態も、前記第２図に示したものと同様の作用・効果を有し、流出する下水道水や廃液などの殺菌や処理に好適であり、特に、あたかもサイクロンのように被照射液体１の流れを利用して発生させた遠心力により照射室４が形成されるので、渦巻水流を発生させるためのモータや回転羽根のような設備を必要とせず、安価に製造できるとともに管理も容易である。
第６図は本発明を特に管路の途中において流動する被照射液体１について実施した場合の異なる形態を示すものであり、全体の構成は前記第３図に示したものとほぼ同様であるが、整流板１１の代わりに照射室４の下流側に円形の気泡保持体１５を配置し、不活性ガスからなる気体が被放射液体１の回転による渦に巻き込まれるのを防ぎ、形状が安定な照射室４を形成するようにしたものである。
産業上の利用分野
以上のように、本発明は、各種の光化学反応や殺菌装置など、液体に光を照射することにより反応や殺菌など行う際に極めて有効に利用することができる。
【図１】
2005033013.tif 000003
【図２】
2005033013.tif 000004
【図３】
2005033013.tif 000005
【図４】
2005033013.tif 000006
【図５】
2005033013.tif 000007
【図６】
2005033013.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月22日(2005.2.22)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（補正後）貯留槽内に収容され所定量の気体を吹き込んだ被照射液体を前記貯留槽内に配置した回転羽根により回転させて生じる遠心力により渦を作り、その中心部に形成される気泡からなる照射室の中に被照射液体と接触しないように光源を置くことを特徴とする光源を液体に照射する方法。
【請求項２】
（補正後）管路に所定量の気体を吹き込んだ被照射液体を回転させて流し、その際に遠心力により中心部に生じる気泡からなる照射室を形成し、その中に被照射液体と接触しないように光源を置くことを特徴とする光源を液体に照射する方法。
【請求項３】
（補正後）前記気体の必要以上の流失を防ぐため照射室の下流側に整流板を配置し液体の回転を止めて形状が安定な照射室を作る請求項２記載の光線を液体に照射する方法。
【請求項４】
（補正後）前記気体の必要以上の流失を防ぐため照射室の下流側に気体保持体を配置し液体の回転を止めて形状が安定な照射室を作る請求項２記載の光線を液体に照射する方法。
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月18日(2006.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留槽内に収容され所定量の気体を吹き込んだ被照射液体を前記貯留槽内に配置した回転羽根により回転させて生じる遠心力により渦を作り、その中心部に形成される気泡からなる照射室の中に被照射液体と接触しないように光源を置くことを特徴とする光源を液体に照射する方法。
【請求項２】
上下方向に向けた管路の途中に形成する大径部である照射室形成部の上部において形成した狭搾部である液体入口から被照射液体を前記管路の接線方向に流入して旋回流として下方へ向かわせる際に、前記照射室形成部において中心部に上方から気体を送り込むとともに前記被照射液体の遠心力により照射室を中心部に形成し、且つ前記流下した被照射液体により照射室形成部を満たし下流側に配置した整流板により被照射液体の回転を止めて流体出口に排出される過程で形成される安定化した照射室中に被照射液体と接触しないように光源をおくことを特徴とする光源を液体に照射する方法。
【請求項３】
上下方向に向けた管路の途中に形成する大径部である照射室形成部の上部において形成した狭搾部である液体入口から被照射液体を前記管路の接線方向に流入して旋回流として下方へ向かわせる際に、前記照射室形成部において中心部に上方から気体を送り込むとともに前記被照射液体の遠心力により照射室を中心部に形成し、且つ前記流下した被照射液体により照射室形成部を満たし下流側に配置した気体保持板により前記気体が前記被照射液体の回転による渦に巻き込まれるのを防ぎ前記被照射液体が流体出口に排出される過程で形成される安定化した照射室中に被照射液体と接触しないように光源をおくことを特徴とする光源を液体に照射する方法。
【国際調査報告】
2005033013.tif 000009
2005033013.tif 000010
2005033013.tif 000011
2005033013.tif 000012