JP3624999B2 - Electrodeless discharge lamp unit and liquid processing apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電極を有しない無電極放電ランプユニットと、この無電極放電ランプユニットから照射される紫外線で水処理を行う液体処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の無電極放電ランプとして、例えば、図7に示すような特公昭62−163297に公開されているものがある。この例において、水銀や希ガスを封入した円筒状放電管1の外周に複数の励起コイル2a,2b,2cが巻回され、これら励起コイル2a,2b,2cは並列接続されている。このような無電極放電ランプのコイル2a,2b,2cに高周波発振機3から高周波電流を供給すると、円筒状放電管1内に3個の発光領域が形成され、紫外線(UV)が照射される。
【0003】
ここで、励起コイルを複数に分割して並列接続した理由は、励起コイルを並列化することにより、高周波発振機3(高周波電源)から見た励起コイルのインダクタンスを低下させて、定常的に高い電圧を励起コイルに掛けないようにして、高周波発振機3などの回路設計を有利にするためである。
【0004】
上記のような無電極放電ランプは汚水などに紫外線を照射して殺菌する液体処理装置に使用されている。この液体処理装置は流水中に水没した無電極放電ランプにより、流水殺菌を行う装置であるが、このままでは流水が放電管の管壁に直接触れるため、放電管の管壁の温度がほぼ水温近くに低下してしまう。
【0005】
ここで、図8は放電管の最冷部と放電管から照射される紫外線の強度の関係を示した特性図である。この特性図から、放電管の最冷部が水温により、30℃から10℃付近に低下すると、照射される紫外線の強度が、放電管の最冷部が40℃付近の最も紫外線の強度が大きい場合に比べて、1/2〜1/3になることが分かる。従って、従来の無電極放電ランプを流水中に水没させると、放電管内に封入されている水銀又は希ガスから照射される紫外線の照射効率が低下するという不具合が生じたり、或いは始動性が悪化するという不具合がある。このため、従来の液体処理装置で、この種の無電極放電ランプを使用したものでは、流水中に水没させた無電極放電ランプから照射される紫外線の量が不足して、期待したとおりの十分な殺菌処理を行えないという不具合がある。
【0006】
そこで、上記不具合を回避するため、無電極放電ランプを密閉された容器(外囲器)に収容し、この容器毎水没させることにより、放電管の管璧に直接水が触れないようにすると共に、放電管を前記容器で保温することにより、放電管の管璧の温度を低下させないようにして、放電管からの紫外線の照射効率を低下させないようにする公知例がある。このような公知例では、前記容器中に放電管を機械的安定な形で収容しないと、前記容器中の放電管が動いて、放電管が容器の壁面などに衝突することにより破損する恐れがある。このため、前記容器中に放電管を固定する支持構造が必要であるが、この支持構造が複雑であったり、特殊な部材を用いると、無電極放電ランプの製造コストが高くなるという不具合がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、放電管の外周部に巻回された励起コイルに高周波電流を流して点灯する従来の無電極放電ランプを容器に収容し、この容器毎流水中に水没させて流水殺菌を行う液体処理装置では、容器内の放電管の破損を防止するために前記容器中に放電管を固定する支持構造が必要で、この支持構造が複雑であったり、特殊な部材を用いると、無電極放電ランプの製造コストが高くなるという課題があった。
【0008】
そこで本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、水中で用いても、紫外線照射効率が落ちず、且つ放電管を容器に簡単な構造で支持して安価で機械的安定性が高い無電極放電ランプユニットと、この無電極放電ランプユニットを用いた信頼性の高い液体処理装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、断面がリング状の空間部分を有する外管とこの外管の中空部を形成し且つ前記外管よりも長い内管とにより構成され、前記外管に水銀又は希ガスを封入した放電管と;この放電管の外管の外周部に巻回された励起コイルと;前記放電管と励起コイルを収容する少なくとも一部が紫外線透過部材で形成され、且つ前記放電管の内管の両先端を内壁面で支持する水密構造の容器と;前記励起コイルに高周波電流を供給する一対のリード線と;これら一対のリード線を前記容器内に導入する水密構造の1個又は2個の導入孔と;を具備している。
【0010】
このような構成により、前記容器の内壁面は前記放電管の内管の両先端を支持するため、この放電管を容器内に固定し、放電管は容器内を動けなくなる。前記導入孔を通して前記容器内に挿入されているリード線から容器内の励起コイルに高周波電流が供給されると、放電管が点灯し、封入された水銀などから紫外線が放射される。この時、容器を水中などに水没させていても、放電管の管壁に水が直接触れることがないのと、放電管の発熱と容器の保温効果により、放電管の温度が水温より低下することがなく、40℃付近を維持する。これにより、放電管内の水銀の温度が低下することなく、良好な放射効率で紫外線が照射される。
【0011】
請求項2の発明の前記容器は、紫外線透過部材で形成された円筒状の管と;この管の開放部分を密閉する一対のフランジとにより構成され;且つ、これら一対のフランジにより前記放電管の内管の両先端が支持されている。
【0012】
このような構成により、前記容器を構成する一対のフランジの内側により前記放電管の内管の両先端が挟まれて支持され、前記放電管を容器内に固定する。
【0013】
請求項3の発明の前記容器は、紫外線透過部材で形成された円筒状の管と;この管の開放部分を密閉する一対のフランジとにより構成され;且つ、前記放電管の内管の両先端は前記一対のフランジに挿入されている。
【0014】
このような構成により、前記容器を構成する一対のフランジに前記放電管の内管の両先端が挿入されて支持され、前記放電管を容器内に固定する。
【0015】
請求項4の発明は、断面がリング状の空間部分を有する外管とこの外管の中空部を形成し且つ前記外管よりも長い内管により構成され、前記外管に水銀又は希ガスを封入した放電管と;この放電管の外管の外周部に巻回された励起コイルと;前記放電管と励起コイルを収容する少なくとも一部が紫外線透過部材で形成され、且つ前記放電管の内管の一先端の開口部を嵌合する貫通孔及び前記内管の他端を貫通させて内管の延長部を外部に出す貫通孔を壁面に設けた水密構造の容器と;前記励起コイルに高周波電流を供給する一対のリード線と;これら一対のリード線を前記容器内に導入する水密構造の1個又は2個の導入孔と;を具備している。
【0016】
このような構成により、前記容器の壁面に設けられた貫通孔は前記放電管の内管の一先端を嵌合し、前記壁面に対抗する壁面に設けられた貫通孔は前記内管の他端の延長部を貫通させて内管を支持するため、前記放電管は前記容器内に固定される。前記導入孔を通して前記容器内に挿入されているリード線から容器内の励起コイルに高周波電流が供給されると、放電管が点灯し、外管に封入された水銀などから紫外線が放射される。この時、容器を水中などに水没させていても、放電管の外管の管壁に水が直接触れることがないのと、放電管の発熱と容器の保温効果により、放電管の温度が水温より低下することがなく、40℃付近を維持する。これにより、放電管内の水銀の温度が低下することなく、良好な放射効率で紫外線が照射される。同時に、容器の貫通孔から外部に出ている前記放電管の内管の延長部分の開口部より図示されないコンプレッサで前記内管に空気を送り込むと、内管内の空気が前記放電管の外管から照射される紫外線を浴びてオゾンを発生し、このオゾンが前記容器の他方の貫通孔から水中内に噴射され、このオゾンによる流水の殺菌が行われる。
【0017】
請求項5の発明は、前記放電管の内管の一先端の開口部を嵌合する前記容器の壁面に穿かれた貫通孔の開口部に、液体の侵入を防止すると共に通気性を有する多孔質部材のフィルタを設けている。
【0018】
このような構成により、前記放電管の内管で発生したオゾンが空気と共に、前記容器の壁面に穿かれた貫通孔の開口部を塞ぐ多孔質のフィルタを通して、水中に無数の気泡となって噴射されることにより、オゾンが広範囲の水に触れて、この水の殺菌を行う。
【0019】
請求項6の発明の前記放電管の外周部に巻回された励起コイルは、複数に分割されたそれぞれが独立したコイルであり、且つこれら複数の励起コイルは前記一対のリード線に並列に前記容器内で接続されている。
【0020】
このような構成により、前記一対のリード線から見た励起コイルのインダクタンスが低下するため、前記励起コイルに常時印加する高周波電圧は低くても、前記放電管は点灯するため、前記一対のリード線の他方側には、図示されない高周波電源から低い高周波電圧が印加される。
【0021】
請求項7の発明は、請求項1乃至3いずれか1に記載の無電極放電ランプユニットと;この無電極放電ランプユニットを内部に配置し、且つこの内部に被処理水を流す流水管と;前記無電極放電ランプユニットから出る一対のリード線を前記流水管の外部に引き出す水密構造の引き出し孔と;この引き出し孔から引き出された一対のリード線に高周波電流を供給する高周波電源と;を具備している。
【0022】
このような構成により、高周波電源から出力された高周波電流は、前記流水管の引き出し孔から引き出された一対のリード線を通して、前記流水管内部の無電極放電ランプユニットに供給されて、この無電極放電ランプユニットを流水中で点灯させる。前記無電極放電ランプユニットは水没して使用しても、紫外線照射効率が落ちずに点灯し、十分な量の紫外線を流水中に照射して、殺菌を行う。
【0023】
請求項8の発明は、請求項4乃至6いずれか1記載の無電極放電ランプユニットと;この無電極放電ランプユニットを内部に配置し、且つこの内部に被処理水を流す流水管と;前記無電極放電ランプユニットから出る一対のリード線を前記流水管の外部に引き出す水密構造の引き出し孔と;前記無電極放電ランプユニットの容器から外部に出ている内管の延長部を前記流水管の外部に取り出すために前記流水管の管壁に設けられる水密構造の貫通孔と;前記引き出し孔から引き出された一対のリード線に高周波電流を供給する高周波電源と;前記流水管の管壁に設けられた貫通孔から外部に出ている前記内管の延長部の先端開口部から酸素を含んだ気体を送り込むコンプレッサと;を具備している。
【0024】
このような構成により、高周波電源から出力された高周波電流は、前記流水管の引き出し孔から引き出された一対のリード線を通して、前記流水管内部の無電極放電ランプユニットに供給されて、この無電極放電ランプユニットを流水中で点灯させる。前記無電極放電ランプユニットは水没して使用しても、紫外線照射効率が落ちずに点灯し、十分な量の紫外線を流水中に照射して、殺菌を行う。前記コンプレッサは前記流水管の管壁に設けられる水密構造の貫通孔から出ている前記無電極放電ランプユニットの内管の延長部から例えば空気を送り込む。これにより、前記無電極放電ランプユニットの内管に送り込まれた空気はオゾンを発生し、前記流水管内に噴出して、流水を殺菌したり、流水中の有機物を分解する。
【0025】
請求項9の発明は、前記無電極放電ランプユニットに近接した前記流水管の内壁面に光半導体部材を塗布している。
【0026】
このような構成により、無電極放電ランプユニットから照射された紫外線が流水中を通って、前記流水管の内壁に至ると、この内壁に塗布されている光半導体部材に当たり、この光半導体部材から活性電子が発生し、この活性電子により流水が殺菌されたり、含まれている有機物が分解され、前記紫外線による水の殺菌や前記オゾンによる水の殺菌と有機物の分解に相乗される。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の無電極放電ランプユニットの第1の実施の形態の構成を示した一部破砕斜視図である。11は断面がリング状の2重管構造の放電空間を形成する例えば石英などにより形成された放電管で、外管11aと内管11bから構成されている。12は放電管11の外管11aの外周部に巻回された励起コイルで、それぞれのコイルは独立している。13は円筒状の例えば石英、アルミナ、セラミックスなどの紫外線透過部材で形成された外管13aと、この外管13aの開放端を密閉して水などの被処理水が外管13aの内部に侵入しないようにする円形のプラスチック又は金属等で形成されたフランジ13b1、13b2により構成される外囲器(容器)で、放電管11を収容するに十分な直径を有している。14は一対のリード線15を外囲器13内部に導入するための導入孔で、水などの被処理水が外囲器13の内部に侵入しないような水密構造になっている。15は高周波電流を励起コイル12に供給するセラミックス等の絶縁体で覆われたリード線である。尚、このリード線15は外囲器13内部で、励起コイル12に接続されている。16は被処理水(流水100)が流れる鉄管等で出来た流水管で、その内部に外囲器13を収容するに十分な径を有している。17はリード線15を流水管16の外部に引き出す水密構造の引き出し孔で、内部の流水(被処理水)100が外部に漏れないような水密構造になっている。
【0028】
次に本実施の形態の構成と動作について説明する。放電管11と、この放電管11の外周部に巻回されている励起コイル12より構成されている無電極放電ランプは、外囲器13の内部に収容されている。放電管11の外管11a内には希ガスと水銀が封入されている。放電管11の外周部に巻回された励起コイル12は、フランジ13b1に設けられている一対の導入孔14から挿入されている一対のリード線15に並列に接続されている。これら一対のリード線15は流水管16に設けられた引き出し孔を通って、流水管16の外部に引き出されている。
【0029】
ここで、放電管11を構成する内管11bは放電管11を構成する外管11aよりも長く、その両端部は両側のフランジ13b1、13b2内に挿入されている。これにより、フランジ13b1、13b2により内管11bが支持され、放電管11が外囲器13内で動かないように固定される。
【0030】
流水管16の外部に引き出されたリード線15には、図示されない高周波電源から高周波電流が供給されるため、この高周波電流は放電管11の外周部に巻回されている励起コイル12に供給される。これにより、放電管11の内部に放電が生じ、この内部に封入されている水銀原子が放電で励起され、殺菌に有効な254nm、185nmなどの紫外線を照射する。照射された紫外線は外囲器13の外管13aの壁面を透過して流水管16の内部に照射される。流水管16の内部を流れる流水100は上記した紫外線により殺菌処理されて下流に流れて行く。
【0031】
ところで、放電管11は外囲器13内にあるため、放電管11の管璧には直接被処理水が触れることがない。このため、一度点灯してしまえば、放電管11から発生する熱と外囲器13による保温効果により、放電管11の管璧が被処理水の温度に低下してしまうことがなく、水銀原子からの紫外線照射効率がよい40℃付近を保持する。
【0032】
本実施の形態によれば、放電管11の支持機構として特別な部材などを設けることなく、2重管を構成する放電管11の内管11bの両先端を外囲器13を構成するフランジ13b1、13b2で支持する簡単な構成で、放電管11を外囲器13内に固定することができる。このため、放電管11が外囲器13内を動くことがなくなり、放電管11が外囲器13の壁面などに衝突して放電管11が破損するなどの事故を無くすことができるだけでなく、放電管11の支持機構が放電管11から照射される紫外線を遮ることがなくなり、紫外線の照射効率を良好に保つことができる。また、放電管11の支持機構が簡単なため、製造が容易となり、無電極放電ランプユニットの製造コストを低減することができる。
【0033】
また、放電管11と励起コイル12より構成される無電極放電ランプは外囲器13内に収容されているため、被処理水である流水100が直接放電管11の管璧に触れることがないことと、外囲器13の保温効果により、点灯中の放電管11の管璧を40℃付近に保持することができる。このため、無電極放電ランプから照射される紫外線照射効率は設計通りとなり、流水100に対して期待通りの殺菌効果を得ることができる。
【0034】
更に、放電管11の外管11aの外壁と外囲器13の外管13aの内壁との間隔は、励起コイル12の直径位から、この直径の1/10になるように構成されている。このため、外囲器13の外側を流れる水の誘電率が励起コイル12のインダクタンスに影響を与えることがなくなり、励起コイル12から放電管11の内部に効率良く電磁エネルギーを供給することができる。
【0035】
尚、放電管11を構成する内管11bの両先端を両側のフランジ13b1、13b2により挟んで、押圧力を掛けることにより、内管11bを両側のフランジ13b1、13b2により支持する構成としても、同様の効果がある。即ち、放電管11の内管11bはフランジ13b1、13b2との何らかの関係により支持されればよい。また、本例の放電管11から照射される紫外線の殺菌対象は流水のみならず、水を含んだ液体又は、流動状の化学物質でも良く、同様の効果がある。
【0036】
図2は本発明の無電極放電ランプユニットの第2の実施の形態を示した一部破砕斜視図である。外囲器13内に収容された無電極放電ランプの放電管11の外周部には、励起コイル12a,12b,12cが巻回されていると共に、放電管11の長手方向に沿って一対のワイヤー19が配置されている。一対のワイヤー19は放電管11の外周部に極めて近接して配置され、また、励起コイル12a,12b,12cはこれら一対のワイヤー19に電気的に並列に接続されている。更に、一対のワイヤー19の一端は外囲器13のフランジ13b1に設けられた導入孔14から外囲器13内部に挿入された一対のリード線15に接続されている。放電管11は外管11aと内管11bで構成される2重管構成で、外管11aより長い内管11bの先端イがフランジ13b1の中央に穿かれた貫通孔20に挿入され、他方の端部は反対側のフランジ13b2の中央に穿かれた貫通孔20を貫通して、外囲器13の外側に出ている。外囲器13の外側に出た内管の延長部ハは途中でほぼ直角に折れ曲がり、流水管16の壁面に穿かれた水密構造の貫通孔23を通して、流水管16の外部に引き出されている。また、フランジ13b1に穿かれた貫通孔20の開口部には多孔質のフィルタ(多孔質部材)22が装着されている。
【0037】
尚、放電管11は内管11bの先端イの部分がフランジ13b1の貫通孔20に挿入され、反対側の端部ロの部分がフランジ13b2の貫通孔を貫通しているため、放電管11はフランジ13b1、13b2で支持されて、固定されている。他の構成は図1に示した第1の実施の形態と同様である。
【0038】
次に本実施の形態の動作について説明する。流水管16の引き出し孔17から外部に引き出されたリード線15には、図示されない高周波電源から高周波電流が供給されるため、この高周波電流は放電管11の外周部に巻回されている励起コイル12a,12b,12cに供給される。これにより、放電管11の外管11aの内部に放電が生じ、殺菌に有効な254nm、185nmなどの紫外線が照射される。照射された紫外線は外囲器13を透過して流水管16の内部を流れる流水100に照射され、流水100を殺菌する。これと同時に、流水管16の外部に貫通孔23から引き出された内管11bの延長部分ハには図示されないコンプレッサが接続され、このコンプレッサから空気が内管11bの延長部ハから送り込まれる。これにより、内管11b内の空気は外管11a内の放電空間から照射される紫外線を浴びて、オゾンを発生し、このオゾンを含んだ空気が、多孔質のフィルタ22から無数の気泡になって、流水中に噴出し、オゾンに触れた流水100を殺菌する。ここで、外管11aは普通石英、即ち水銀放射の253nmを良く透過する石英で作られており、内管11bはオゾン生成効率を高めるために、185nmの紫外線通過率の高い所謂合成石英で作られている。また、フィルタ22は多孔性のセラミックス等でできており、内管11b内部に被処理水を侵入させないと共に、内管内の空気を流水中に噴出する通気性を有している。
【0039】
本実施の形態によれば、放電管11の支持機構として特別な部材などを設けることなく、2重管を構成する放電管11の内管11bの両先端を外囲器13を構成するフランジ13b1、13b2で支持する簡単な構成で、放電管11を外囲器13内に固定することができると共に、一方の内管11bの先端をフランジ13b2を貫通させて外囲器13の外側に引き出して、この内管11bの延長部ハを内管11bに空気を送り込む通路としているため、内管11bにオゾン発生のための空気を送る構成を著しく簡単にでき、無電極放電ランプの製造を容易且つ低価格とすることができる。
【0040】
また、内管11bに空気を送る延長部ハは放電管11の軸中心部から外側に引き出されているため、放電管11の外管11a内の放電空間から照射される紫外線を遮ることがなく、効率良く紫外線を流水100中に照射することができる。
【0041】
更に、放電管11の内管11b側に照射された紫外線は、内管11b内に送り込まれる空気をオゾン化し、このオゾンは水中に噴射されて、流水100の殺菌に使用されるため、放電管11により照射される紫外線を有効利用することができると共に、流水100に対して紫外線による殺菌のみならず、オゾンによる殺菌も行うことができ、効率のよい殺菌を行うことができる。
【0042】
また、放電管11に巻回された励起コイルは複数に分割されて、リード線15に並列接続されているため、リード線15側から見た励起コイルのインダクタンスが低くなって、流水100の誘電率による悪影響を少なくすることができると共に、励起コイルに高電圧を定常的に印加する必要がなくなるため、励起コイル12a,12b,12cに高周波電流を供給する図示されない高周波電源の回路設計などを容易にすることができる。
【0043】
更に、外囲器13の内部に導入されたリード線15から複数の励起コイルに電流経路を分割するので、外囲器13のフランジ13b1に設けられる導入孔14の個数は多くとも2個とすることが出来、外囲器13の製造コストを低減するのみならず、導入孔14の水密構造からの水漏れの危険性を減少させて、外囲器13の信頼性を向上させることができる。その他に、図1に示した第1の実施の形態と同様の効果がある。尚、内管11bの先端がフランジ13b1に穿かれた貫通孔20を通って、フランジ13b1の外部に突出しており、この突出した内管11bの開口部に前記多孔性の蓋が装着される構成を採っても、同様の効果がある。
【0044】
図3は本発明の無電極放電ランプユニットの第3の実施の形態を示した一部破砕斜視図である。本例では、外囲器13内に収容された無電極放電ランプに近接した流水管16の内壁に、酸化チタン等の光半導体部材24を塗布してある。このように無電極放電ランプの近くに配された光半導体部材24は、無電極放電ランプから照射される紫外線を受けると、活性電子を発生する。光半導体部材24から発生した活性電子は流水100を殺菌したり、或いは流水100中の有機物の分解を行う。他の構成は図2に示した第1の実施の形態と同様である。
【0045】
本実施の形態によれば、流水100を通過してきたこのままでは無駄になる紫外線を光半導体部材24に当てて活性電子を発生させ、前記紫外線及びオゾンによる流水100の殺菌や有機物の分解効果に相乗して、前記光半導体部材24から発生した活性電子により流水100の殺菌や流水100中の有機物の分解を行うため、更に効率的な水処理を行うことができる。他の効果は図2に示した第2の実施の形態の効果と同様である。尚、本例の無電極放電ランプユニットは図1に示したものを用いてもよく、この場合は紫外線と活性電子によって流水100の殺菌が行われる。
【0046】
図4は本発明の無電極放電ランプユニットの第4の実施の形態を示した図である。本例も、2重管を構成する放電管11の外管11aより長い内管11bの先端に、外囲器13を構成するフランジ13b1,13b2により若干の押圧力をかけて、この内管11bを支持することにより、放電管11を外囲器13内に固定している。また、内管11bの外管11aから突出した部分に、外管11aの外周に巻回した3本の励起コイル12a,12b,12cの端部を巻くと共に、これら端部を内管11bに近接したところで、ワイヤー19に電気的に並列接続している。尚、励起コイル12a,12b,12cはそれぞれが外管11aの外周部の全面に亙って斑なく巻回されている。
【0047】
本実施の形態によれば、内管11bの外管11aから突出した部分に、3本の励起コイル12a,12b,12cの端部を巻回して固定し、この部分でワイヤー19に電気的に並列接続しているため、励起コイル12a,12b,12cへの並列接続配線を簡単な構成で放電管11の軸中心でしかも、外管11aの外側に固定配置することができ、励起コイル12a,12b,12cへの並列接続配線を機械的に極めて安定な状態にすることができる、しかも、前記並列接続配線が外囲器13の内部に突出しないため、外囲器13の内部のスペース性を良好に保持することができると共に、前記並列接続配線が放電管11から照射される紫外線を遮ることがなく、紫外線を流水100中に効率良く照射することができる。
【0048】
図5は本発明の液体処理装置の第1の実施の形態の構成を示したブロック図である。例えば図1に示したのと同一構成を有する無電極放電ランプユニット50が流水管16内に配置されている。この無電極放電ランプユニット50に接続されているリード15線は、流水管16の管壁に設けられた引き出し孔17から外部に引き出されて、高周波電源40に接続され、この高周波電源40から高周波電流が前記無電極放電ランプユニット50に供給される。流水管16は水道管42と接続部41により接続され、図中左側の水道管42から水が流水管16に流れ込む。流水管16に流れ込んだ水は無電極放電ランプユニット50から発生する紫外線の照射を受けて殺菌され、殺菌済みの水が流水管16から図中右側の水道管42に流れ出る。
【0049】
本実施の形態によれば、無電極放電ランプユニット50は放電管が外囲器内に収容されて流水に直接触れないため、放電管の管璧の温度を40℃付近に保持して、紫外線照射効率を落とすことがないため、設計通りの紫外線を流水管16内の流水中に照射することができる。また、放電管が外囲器内に固定されているため、放電管が外囲器内で動いて破損することがないため、本例の装置は流水管16を流れる流水に対しては期待通りの殺菌効果を安定に発揮することができる。尚、無電極放電ランプユニット50は図4に示したものを使用しても、同様の効果がある。
【0050】
図6は本発明の液体処理装置の第2の実施の形態の構成を示したブロック図である。例えば図2に示したのと同一構成を有する無電極放電ランプユニット50が流水管16内に配置されている。この無電極放電ランプユニット50に接続されているリード15線は、流水管16の管壁に設けられた引き出し孔17から外部に引き出されて、高周波電源40に接続され、この高周波電源40から高周波電流が前記無電極放電ランプユニット50に供給される。
【0051】
また、無電極放電ランプユニット50から流水管16の外部に引き出された内管の延長部ハはコンプレッサ60に接続され、このコンプレッサ60から空気が前記無電極放電ランプユニット50の放電管の内管に送り込まれる。前記内管に送り込まれた空気は紫外線を浴びて、オゾンを発生する。一方、流水管16は水道管42と接続部41により接続され、図中左側の水道管42から水が流水管16に流れ込む。流水管16に流れ込んだ水は無電極水ランプユニット50から発生する紫外線の照射を受けて殺菌されると共に、同無電極放電ランプユニット50から発生するオゾンによって殺菌され、殺菌済みの水が流水管16から図中右側の水道管42に流れ出る。
【0052】
本実施の形態によれば、無電極放電ランプユニット50から照射される紫外線や同ユニット50から噴射されるオゾンの両方により、流水が殺菌されるため、流水を極めて効率的に殺菌することができる。他の効果は図5に示した第1の実施の形態と同様である。尚、無電極放電ランプユニット50として、図3に示したものを使用すれば、流水に対する殺菌を、紫外線とオゾンに加えて、活性電子でも行うため、更に流水の殺菌効率を向上させることができる。
【0053】
【発明の効果】
以上記述した如く請求項1の発明によれば、放電管を密閉された容器内に収納する際に、前記容器の内壁面で、放電管の内管の両先端を支持することにより、放電管を容器に簡単な構造で支持することができ、これにより放電管を固定して、放電管が容器内部で動くことによる放電管の破損などを防止することができる。また、放電管を密閉された容器内に収容した構造となっているため、流水中に水没させても、放電管の表面温度が低下しないため、照射する紫外線の照射効率を良好に保持することができる。
【0054】
請求項2の発明によれば、一対のフランジの内面により前記放電管の内管の両先端を挟んで支持することにより、放電管を固定することができる。
【0055】
請求項3の発明によれば、一対のフランジに前記放電管の内管の両先端をフランジに挿入して支持することにより、放電管を確実に固定することができる。
【0056】
請求項4の発明によれば、放電管を密閉された容器内に収納する際に、前記容器の内壁面に穿かれた貫通孔に放電管の内管の一方の先端を嵌合し、前記内壁面の反対側に穿かれた貫通孔に前記内管の延長部を貫通させて、容器内に支持することにより、放電管を容器に簡単な構造で支持することができ、これにより放電管を固定して、放電管が容器内部で動くことによる放電管の破損などを防止することができる。また、放電管を密閉された容器内に収容した構造となっているため、流水中に水没させても、放電管の表面温度が低下しないため、紫外線の照射効率を良好に保持することができる。更に、容器を貫通して容器の外側に出てきた前記内管の延長部から空気を内管内に送って、この空気に内管側に照射された紫外線を当ててオゾンを発生することにより、紫外線に加えて、オゾンによる殺菌も行うことができ、流水に対する殺菌効率を著しく向上させることができる。
【0057】
請求項5の発明によれば、内管内のオゾンを含んだ空気が多孔質部材のフィルタにより無数の気泡となって流水中に噴射されるため、オゾンによる流水の殺菌を効果的に行うことができる。
【0058】
請求項6の発明によれば、励起コイルのインダクタンスが下がるため、この励起コイルに高周波電流を供給する高周波電源の出力電圧を常時高くする必要がなくなり、高周波電源の設計を容易とすることができる。
【0059】
請求項7の発明によれば、流水中に水没させても紫外線照射効率が落ちない無電極放電ランプユニットを用いているため、被処理水に対する期待通りの殺菌処理を行うことができる。
【0060】
請求項8の発明によれば、流水中に水没させても紫外線照射効率が落ちない無電極放電ランプユニットを用いているため、被処理水に対する紫外線の照射効率が落ちないだけでなく、紫外線に加えて、オゾンを流水中に噴射して殺菌を行うため、極めて効率のよい流水殺菌を行うことができる。
【0061】
請求項9の発明によれば、放電管から照射された紫外線を受けて光半導体部材から活性電子が発生するため、前記紫外線及びオゾンに加えて活性電子も流水等の殺菌又は有機物の分解に寄与することにより、水処理効率を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の無電極放電ランプユニットの第1の実施の形態の構成を示した一部破砕斜視図。
【図2】本発明の無電極放電ランプユニットの第2の実施の形態の構成を示した一部破砕斜視図。
【図3】本発明の無電極放電ランプユニットの第3の実施の形態の構成を示した一部破砕斜視図。
【図4】本発明の無電極放電ランプユニットの第4の実施の形態の構成を示した図。
【図5】本発明の液体処理装置の第1の実施の形態の構成を示した概略図。
【図6】本発明の液体処理装置の第2の実施の形態の構成を示した概略図。
【図7】従来の無電極放電ランプ点灯装置の一例を示した概略図。
【図8】放電管の最冷部と放電管から照射される紫外線の強度の関係を示した特性図。
【符号の説明】
11 放電管
11a、13a 外管
11b 内管
12、12a〜12c 励起コイル
13 外囲器
13b1、13b2 フランジ
14 導入孔
15 リード線
16 流水管
17 引き出し孔
19 ワイヤー
20、23 貫通孔
22 フィルタ
24 光半導体部材
40 高周波電源
41 接続部
42 水道管
43 コンプレッサ
50 無電極放電ランプユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrodeless discharge lamp unit having no electrode and a liquid processing apparatus for performing water treatment with ultraviolet rays irradiated from the electrodeless discharge lamp unit.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional electrodeless discharge lamp is disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. Sho 62-163297 as shown in FIG. In this example, a plurality of
[0003]
Here, the reason why the excitation coil is divided into a plurality of parts and connected in parallel is that the inductance of the excitation coil viewed from the high-frequency oscillator 3 (high-frequency power source) is reduced by parallelizing the excitation coils, and is constantly high. This is because the circuit design of the high-
[0004]
The electrodeless discharge lamp as described above is used in a liquid processing apparatus that sterilizes dirty water by irradiating it with ultraviolet rays. This liquid treatment device is a device that sterilizes running water with an electrodeless discharge lamp submerged in running water. However, since the running water directly touches the tube wall of the discharge tube, the temperature of the tube wall of the discharge tube is almost the same as the water temperature. It will drop to.
[0005]
Here, FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the coldest part of the discharge tube and the intensity of the ultraviolet rays irradiated from the discharge tube. From this characteristic diagram, when the coldest part of the discharge tube drops from 30 ° C. to around 10 ° C. due to the water temperature, the intensity of the irradiated ultraviolet rays is the highest when the coldest part of the discharge tube is around 40 ° C. It can be seen that it is 1/2 to 1/3 compared to the case. Therefore, when the conventional electrodeless discharge lamp is submerged in running water, there is a problem that the irradiation efficiency of ultraviolet rays irradiated from mercury or rare gas sealed in the discharge tube is reduced, or startability is deteriorated. There is a problem that. For this reason, in the conventional liquid processing apparatus using this type of electrodeless discharge lamp, the amount of ultraviolet rays irradiated from the electrodeless discharge lamp submerged in running water is insufficient, and it is sufficient as expected. There is a problem that proper sterilization treatment cannot be performed.
[0006]
Therefore, in order to avoid the above problems, the electrodeless discharge lamp is accommodated in a sealed container (envelope), and the entire vessel is submerged to prevent water from directly touching the wall of the discharge tube. There is a known example in which the discharge tube is kept warm in the vessel so that the temperature of the wall of the discharge tube is not lowered and the irradiation efficiency of ultraviolet rays from the discharge tube is not lowered. In such a known example, if the discharge tube is not housed in the vessel in a mechanically stable manner, the discharge tube in the vessel may move, and the discharge tube may be damaged by colliding with the wall surface of the vessel. is there. For this reason, a support structure for fixing the discharge tube in the vessel is necessary. However, if the support structure is complicated or a special member is used, the manufacturing cost of the electrodeless discharge lamp is increased. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a conventional electrodeless discharge lamp that is turned on by passing a high-frequency current through an excitation coil wound around the outer periphery of the discharge tube is housed in a container, and submerged in the water in each container to sterilize the flowing water. In the liquid processing apparatus, a support structure for fixing the discharge tube in the container is necessary to prevent breakage of the discharge tube in the container. If the support structure is complicated or a special member is used, an electrodeless There was a problem that the manufacturing cost of the discharge lamp was increased.
[0008]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems. Even when used in water, the ultraviolet irradiation efficiency does not decrease, and the discharge tube is supported on the vessel with a simple structure, so that it is inexpensive and mechanically stable. It is an object of the present invention to provide an electrodeless discharge lamp unit having high performance and a highly reliable liquid processing apparatus using the electrodeless discharge lamp unit.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is constituted by an outer tube having a space portion with a ring-shaped cross section and an inner tube that forms a hollow portion of the outer tube and is longer than the outer tube, and the outer tube has mercury or noble gas. A discharge tube enclosing the discharge tube; an excitation coil wound around an outer periphery of the outer tube of the discharge tube; and at least a portion accommodating the discharge tube and the excitation coil is formed of an ultraviolet transmitting member, and the discharge tube A watertight container that supports both ends of the inner tube with an inner wall; a pair of lead wires that supply a high-frequency current to the excitation coil; one of the watertight structures that introduces the pair of lead wires into the container; And two introduction holes.
[0010]
With such a configuration, the inner wall surface of the vessel supports both ends of the inner tube of the discharge tube, so that the discharge tube is fixed in the vessel and the discharge tube cannot move in the vessel. When a high frequency current is supplied from the lead wire inserted into the container through the introduction hole to the excitation coil in the container, the discharge tube is turned on, and ultraviolet rays are emitted from the enclosed mercury or the like. At this time, even if the vessel is submerged in water, the temperature of the discharge tube is lower than the water temperature due to the fact that water does not directly touch the tube wall of the discharge tube and the heat generation effect of the discharge tube and the insulation effect of the vessel. No, and maintain around 40 ° C. Thereby, ultraviolet rays are irradiated with good radiation efficiency without lowering the temperature of mercury in the discharge tube.
[0011]
The container according to a second aspect of the present invention includes a cylindrical tube formed of an ultraviolet transmitting member; a pair of flanges that seal an open portion of the tube; and the discharge tube by the pair of flanges. Both ends of the inner tube are supported.
[0012]
With such a configuration, both ends of the inner tube of the discharge tube are sandwiched and supported by the inside of a pair of flanges constituting the vessel, and the discharge tube is fixed in the vessel.
[0013]
The container according to a third aspect of the present invention comprises a cylindrical tube formed of an ultraviolet transmitting member; a pair of flanges for sealing an open portion of the tube; and both ends of the inner tube of the discharge tube Is inserted into the pair of flanges.
[0014]
With such a configuration, both ends of the inner tube of the discharge tube are inserted and supported by a pair of flanges constituting the vessel, and the discharge tube is fixed in the vessel.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, an outer tube having a ring-shaped space portion and a hollow portion of the outer tube and an inner tube longer than the outer tube are formed, and mercury or a rare gas is introduced into the outer tube. An enclosed discharge tube; an excitation coil wound around an outer periphery of the outer tube of the discharge tube; and at least a portion accommodating the discharge tube and the excitation coil is formed of an ultraviolet transmissive member; A water-tight container provided on the wall surface with a through-hole that fits an opening at one end of the tube and a through-hole that penetrates the other end of the inner tube and leads out an extension of the inner tube; A pair of lead wires for supplying a high-frequency current; and one or two introduction holes having a watertight structure for introducing the pair of lead wires into the container.
[0016]
With such a configuration, the through hole provided in the wall surface of the container fits one end of the inner tube of the discharge tube, and the through hole provided in the wall surface facing the wall surface is the other end of the inner tube. The discharge tube is fixed in the vessel so as to support the inner tube by penetrating the extension portion. When a high frequency current is supplied from the lead wire inserted into the container through the introduction hole to the excitation coil in the container, the discharge tube is turned on, and ultraviolet rays are emitted from mercury or the like enclosed in the outer tube. At this time, even if the container is submerged in water, the discharge tube temperature is not affected by the fact that water does not directly touch the outer tube wall of the discharge tube and the heat generation effect of the discharge tube and the insulation effect of the container. The temperature is kept at around 40 ° C. without lowering. Thereby, ultraviolet rays are irradiated with good radiation efficiency without lowering the temperature of mercury in the discharge tube. At the same time, when air is sent into the inner tube by a compressor (not shown) from the opening of the extension portion of the inner tube of the discharge tube that is exposed to the outside from the through hole of the container, the air in the inner tube is discharged from the outer tube of the discharge tube. Ozone is generated by exposure to the irradiated ultraviolet rays, and this ozone is injected into the water from the other through-hole of the container, and the flowing water is sterilized by this ozone.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a porous material that prevents intrusion of liquid into the opening portion of the through hole formed in the wall surface of the container that fits the opening portion at one end of the inner tube of the discharge tube and has air permeability. A material filter is provided.
[0018]
With such a configuration, ozone generated in the inner tube of the discharge tube is jetted together with air into countless bubbles in water through a porous filter that closes the opening of the through hole formed in the wall surface of the container. As a result, ozone touches a wide range of water and sterilizes this water.
[0019]
The excitation coil wound around the outer peripheral portion of the discharge tube of the invention of claim 6 is a coil divided into a plurality of independent coils, and the plurality of excitation coils are parallel to the pair of lead wires. Connected in the container.
[0020]
With such a configuration, since the inductance of the excitation coil as viewed from the pair of lead wires is reduced, the discharge tube is lit even when the high frequency voltage constantly applied to the excitation coil is low. A low high frequency voltage is applied to the other side from a high frequency power source (not shown).
[0021]
The invention of claim 7 is an electrodeless discharge lamp unit according to any one of claims 1 to 3; a flowing water pipe in which the electrodeless discharge lamp unit is disposed and in which treated water flows; A watertight lead-out hole for drawing out a pair of lead wires coming out of the electrodeless discharge lamp unit to the outside of the water flow pipe; and a high-frequency power source for supplying a high-frequency current to the pair of lead wires drawn out from the lead-out hole doing.
[0022]
With such a configuration, the high-frequency current output from the high-frequency power source is supplied to the electrodeless discharge lamp unit inside the water pipe through the pair of lead wires drawn out from the lead hole of the water pipe, and the electrodeless Turn on the discharge lamp unit in running water. Even if the electrodeless discharge lamp unit is submerged and used, it is lit without irradiating the ultraviolet rays, and sterilized by irradiating a sufficient amount of ultraviolet rays into running water.
[0023]
The invention of claim 8 is an electrodeless discharge lamp unit according to any one of claims 4 to 6; a flow water pipe in which the electrodeless discharge lamp unit is disposed and a treated water flows into the electrodeless discharge lamp unit; A lead-out hole having a watertight structure for drawing out a pair of lead wires coming out from the electrodeless discharge lamp unit to the outside of the water flow tube; an extension of the inner pipe coming out from the container of the electrodeless discharge lamp unit to the outside of the water flow tube A water-tight through-hole provided in a wall of the water flow pipe for taking out to the outside; a high frequency power source for supplying a high frequency current to a pair of lead wires drawn out from the lead hole; provided in the pipe wall of the water flow pipe A compressor that feeds a gas containing oxygen from a distal end opening of the extension of the inner tube that is exposed to the outside through the formed through hole.
[0024]
With such a configuration, the high-frequency current output from the high-frequency power source is supplied to the electrodeless discharge lamp unit inside the water pipe through the pair of lead wires drawn out from the lead hole of the water pipe, and the electrodeless Turn on the discharge lamp unit in running water. Even if the electrodeless discharge lamp unit is submerged and used, it is lit without irradiating the ultraviolet rays, and sterilized by irradiating a sufficient amount of ultraviolet rays into running water. The compressor feeds in air, for example, from an extension portion of the inner tube of the electrodeless discharge lamp unit that protrudes from a through hole having a watertight structure provided in a tube wall of the water flow tube. As a result, the air sent into the inner tube of the electrodeless discharge lamp unit generates ozone, which is jetted into the flowing water tube to sterilize the flowing water or decompose organic substances in the flowing water.
[0025]
According to a ninth aspect of the present invention, an optical semiconductor member is applied to the inner wall surface of the water pipe adjacent to the electrodeless discharge lamp unit.
[0026]
With such a configuration, when the ultraviolet light irradiated from the electrodeless discharge lamp unit passes through the flowing water and reaches the inner wall of the water pipe, it hits the optical semiconductor member applied to the inner wall and is activated from the optical semiconductor member. Electrons are generated, and the flowing water is sterilized by the active electrons, or the contained organic matter is decomposed, and synergized with the sterilization of water by the ultraviolet rays and the sterilization of water by the ozone and the decomposition of the organic matter.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially broken perspective view showing a configuration of a first embodiment of an electrodeless discharge lamp unit of the present invention. Reference numeral 11 denotes a discharge tube made of quartz or the like that forms a discharge space having a double tube structure with a ring-shaped cross section, and is composed of an outer tube 11a and an inner tube 11b. Reference numeral 12 denotes an excitation coil wound around the outer peripheral portion of the outer tube 11a of the discharge tube 11, and each coil is independent. Reference numeral 13 denotes a cylindrical outer tube 13a formed of an ultraviolet transmitting member such as quartz, alumina, or ceramic, and the open end of the outer tube 13a is sealed so that water to be treated such as water enters the outer tube 13a. An envelope (container) composed of flanges 13b1 and 13b2 formed of a circular plastic or metal to prevent the discharge tube 11 from having a sufficient diameter.
[0028]
Next, the configuration and operation of the present embodiment will be described. An electrodeless discharge lamp composed of a discharge tube 11 and an excitation coil 12 wound around the outer periphery of the discharge tube 11 is housed inside an envelope 13. A rare gas and mercury are enclosed in the outer tube 11 a of the discharge tube 11. The excitation coil 12 wound around the outer periphery of the discharge tube 11 is connected in parallel to a pair of
[0029]
Here, the inner tube 11b constituting the discharge tube 11 is longer than the outer tube 11a constituting the discharge tube 11, and both end portions thereof are inserted into the flanges 13b1 and 13b2 on both sides. Accordingly, the inner tube 11b is supported by the flanges 13b1 and 13b2, and the discharge tube 11 is fixed so as not to move in the envelope 13.
[0030]
Since a high frequency current is supplied from a high frequency power source (not shown) to the
[0031]
By the way, since the discharge tube 11 is in the envelope 13, the water to be treated does not directly touch the tube wall of the discharge tube 11. For this reason, once the lamp is turned on, the tube wall of the discharge tube 11 does not drop to the temperature of the water to be treated due to the heat generated from the discharge tube 11 and the heat retaining effect of the envelope 13. The vicinity of 40 ° C., where the ultraviolet irradiation efficiency is good, is maintained.
[0032]
According to this embodiment, without providing a special member or the like as a support mechanism for the discharge tube 11, both ends of the inner tube 11 b of the discharge tube 11 constituting the double tube are connected to the
[0033]
In addition, since the electrodeless discharge lamp composed of the discharge tube 11 and the excitation coil 12 is housed in the envelope 13, the running
[0034]
Further, the distance between the outer wall of the outer tube 11 a of the discharge tube 11 and the inner wall of the outer tube 13 a of the envelope 13 is configured to be 1/10 of this diameter from the diameter position of the excitation coil 12. For this reason, the dielectric constant of the water flowing outside the envelope 13 does not affect the inductance of the excitation coil 12, and electromagnetic energy can be efficiently supplied from the excitation coil 12 to the inside of the discharge tube 11.
[0035]
The same applies to a configuration in which the inner tube 11b is supported by the flanges 13b1 and 13b2 on both sides by sandwiching both ends of the inner tube 11b constituting the discharge tube 11 between the flanges 13b1 and 13b2 on both sides and applying a pressing force. There is an effect. That is, the inner tube 11b of the discharge tube 11 may be supported by some relationship with the flanges 13b1 and 13b2. Further, the target of sterilization of ultraviolet rays irradiated from the discharge tube 11 of this example is not only flowing water, but also water-containing liquid or fluid chemical substance, which has the same effect.
[0036]
FIG. 2 is a partially broken perspective view showing a second embodiment of the electrodeless discharge lamp unit of the present invention. Excitation coils 12 a, 12 b, and 12 c are wound around the outer periphery of the discharge tube 11 of the electrodeless discharge lamp housed in the envelope 13, and a pair of wires are disposed along the longitudinal direction of the discharge tube 11. 19 is arranged. The pair of
[0037]
The discharge tube 11 has a portion at the tip of the inner tube 11b inserted into the through
[0038]
Next, the operation of the present embodiment will be described. A high frequency current is supplied from a high frequency power source (not shown) to the
[0039]
According to this embodiment, without providing a special member or the like as a support mechanism for the discharge tube 11, both ends of the inner tube 11 b of the discharge tube 11 constituting the double tube are connected to the
[0040]
Further, since the extension part C for sending air to the inner tube 11b is drawn outward from the axial center part of the discharge tube 11, it does not block the ultraviolet rays irradiated from the discharge space in the outer tube 11a of the discharge tube 11. It is possible to efficiently irradiate the running
[0041]
Furthermore, the ultraviolet rays irradiated to the inner tube 11b side of the discharge tube 11 ozonize the air sent into the inner tube 11b, and this ozone is injected into the water and used to sterilize the running
[0042]
In addition, since the excitation coil wound around the discharge tube 11 is divided into a plurality of parts and connected in parallel to the
[0043]
Further, since the current path is divided into a plurality of excitation coils from the
[0044]
FIG. 3 is a partially broken perspective view showing a third embodiment of the electrodeless discharge lamp unit of the present invention. In this example, an optical semiconductor member 24 such as titanium oxide is applied to the inner wall of the
[0045]
According to the present embodiment, the ultraviolet rays that have passed through the running
[0046]
FIG. 4 is a view showing a fourth embodiment of the electrodeless discharge lamp unit of the present invention. In this example as well, a slight pressing force is applied to the tip of the inner tube 11b longer than the outer tube 11a of the discharge tube 11 constituting the double tube by the flanges 13b1 and 13b2 constituting the envelope 13, and this inner tube 11b. The discharge tube 11 is fixed in the envelope 13 by supporting the above. Further, the end portions of the three
[0047]
According to the present embodiment, the ends of the three
[0048]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the liquid processing apparatus of the present invention. For example, an electrodeless
[0049]
According to the present embodiment, the electrodeless
[0050]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the liquid processing apparatus of the present invention. For example, an electrodeless
[0051]
Further, the extension part C of the inner pipe drawn out from the electrodeless
[0052]
According to the present embodiment, since the running water is sterilized by both the ultraviolet rays emitted from the electrodeless
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the discharge tube is housed in a sealed vessel, the inner wall of the vessel supports both ends of the inner tube of the discharge tube, thereby providing a discharge tube. Can be supported on the vessel with a simple structure, whereby the discharge tube can be fixed and the discharge tube can be prevented from being damaged due to movement of the discharge tube inside the vessel. In addition, because the discharge tube is housed in a sealed container, the surface temperature of the discharge tube does not decrease even when submerged in running water. Can do.
[0054]
According to the invention of claim 2, the discharge tube can be fixed by sandwiching and supporting both ends of the inner tube of the discharge tube by the inner surfaces of the pair of flanges.
[0055]
According to the invention of
[0056]
According to the invention of claim 4, when the discharge tube is housed in a sealed container, one end of the inner tube of the discharge tube is fitted into a through hole formed in the inner wall surface of the container, The discharge tube can be supported on the vessel with a simple structure by passing the extension of the inner tube through a through-hole drilled on the opposite side of the inner wall surface and supporting it in the vessel. The discharge tube can be prevented from being damaged by moving the discharge tube inside the container. Further, since the discharge tube is housed in a sealed container, the surface temperature of the discharge tube does not decrease even when submerged in running water, so that the irradiation efficiency of ultraviolet rays can be maintained well. . Furthermore, by sending air into the inner tube from the extension of the inner tube that has penetrated the container and came out of the container, ozone is generated by irradiating this air with ultraviolet rays irradiated to the inner tube side, In addition to ultraviolet rays, sterilization with ozone can be performed, and the sterilization efficiency against running water can be significantly improved.
[0057]
According to the invention of claim 5, since the air containing ozone in the inner tube is injected into the running water as countless bubbles by the filter of the porous member, it is possible to effectively sterilize the running water with ozone. it can.
[0058]
According to the invention of claim 6, since the inductance of the excitation coil is lowered, it is not necessary to constantly increase the output voltage of the high-frequency power source for supplying a high-frequency current to the excitation coil, and the design of the high-frequency power source can be facilitated. .
[0059]
According to the seventh aspect of the present invention, since the electrodeless discharge lamp unit that does not decrease the ultraviolet irradiation efficiency even when submerged in running water is used, the sterilization treatment can be performed as expected on the water to be treated.
[0060]
According to the invention of claim 8, since the electrodeless discharge lamp unit that does not decrease the ultraviolet irradiation efficiency even when submerged in running water, not only does the irradiation efficiency of the ultraviolet light on the water to be treated not decrease, In addition, since ozone is sprayed into running water to perform sterilization, extremely efficient running water sterilization can be performed.
[0061]
According to the ninth aspect of the present invention, active electrons are generated from the optical semiconductor member in response to the ultraviolet rays irradiated from the discharge tube. Therefore, in addition to the ultraviolet rays and ozone, the active electrons also contribute to sterilization of running water or the like, or decomposition of organic substances. By doing so, the water treatment efficiency can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing a configuration of a first embodiment of an electrodeless discharge lamp unit of the present invention.
FIG. 2 is a partially broken perspective view showing a configuration of a second embodiment of an electrodeless discharge lamp unit of the present invention.
FIG. 3 is a partially broken perspective view showing a configuration of a third embodiment of an electrodeless discharge lamp unit of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a fourth embodiment of an electrodeless discharge lamp unit according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing the configuration of the first embodiment of the liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a second embodiment of the liquid processing apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a conventional electrodeless discharge lamp lighting device.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the coldest part of the discharge tube and the intensity of ultraviolet light emitted from the discharge tube.
[Explanation of symbols]
11 Discharge tube
11a, 13a Outer tube
11b Inner pipe
12, 12a-12c Excitation coil
13 Envelope
13b1, 13b2 Flange
14 Introduction hole
15 Lead wire
16 Flowing water pipe
17 Drawer hole
19 wire
20, 23 Through hole
22 Filter
24 Optical semiconductor members
40 High frequency power supply
41 connections
42 Water pipe
43 Compressor
50 Electrodeless discharge lamp unit
Claims (9)
この放電管の外管の外周部に巻回された励起コイルと;
前記放電管と励起コイルを収容する少なくとも一部が紫外線透過部材で形成され、且つ前記放電管の内管の両先端を内壁面で支持する水密構造の容器と;
前記励起コイルに高周波電流を供給する一対のリード線と;
これら一対のリード線を前記容器内に導入する水密構造の1個又は2個の導入孔と;
を具備することを特徴とする無電極放電ランプユニット。A discharge tube having an outer tube having a ring-shaped space section and an inner tube that forms a hollow portion of the outer tube and is longer than the outer tube, and in which the outer tube is filled with mercury or a rare gas;
An excitation coil wound around the outer periphery of the outer tube of the discharge tube;
A watertight container in which at least part of the discharge tube and the excitation coil is formed of an ultraviolet transmitting member, and both ends of the inner tube of the discharge tube are supported by inner wall surfaces;
A pair of lead wires for supplying a high frequency current to the excitation coil;
One or two introduction holes having a watertight structure for introducing the pair of lead wires into the container;
An electrodeless discharge lamp unit comprising:
この管の開放部分を密閉する一対のフランジとにより構成され;
且つ、これら一対のフランジにより前記放電管の内管の両先端が支持されることを特徴とする請求項1記載の無電極放電ランプユニット。The container includes a cylindrical tube formed of an ultraviolet transmitting member;
A pair of flanges that seal the open portion of the tube;
2. The electrodeless discharge lamp unit according to claim 1, wherein both ends of the inner tube of the discharge tube are supported by the pair of flanges.
この管の開放部分を密閉する一対のフランジとにより構成され;
且つ、前記放電管の内管の両先端は前記一対のフランジに挿入されることを特徴とする請求項1記載の無電極放電ランプユニット。The container includes a cylindrical tube formed of an ultraviolet transmitting member;
A pair of flanges that seal the open portion of the tube;
2. The electrodeless discharge lamp unit according to claim 1, wherein both ends of the inner tube of the discharge tube are inserted into the pair of flanges.
この放電管の外管の外周部に巻回された励起コイルと;
前記放電管と励起コイルを収容する少なくとも一部が紫外線透過部材で形成され、且つ前記放電管の内管の一先端の開口部を嵌合する貫通孔及び前記内管の他端を貫通させて内管の延長部を外部に出す貫通孔を壁面に設けた水密構造の容器と;
前記励起コイルに高周波電流を供給する一対のリード線と;
これら一対のリード線を前記容器内に導入する水密構造の1個又は2個の導入孔と;
を具備することを特徴とする無電極放電ランプユニット。An outer tube having a space portion having a ring-shaped cross section, and a discharge tube that is formed of an inner tube that forms a hollow portion of the outer tube and is longer than the outer tube, and in which mercury or a rare gas is sealed in the outer tube;
An excitation coil wound around the outer periphery of the outer tube of the discharge tube;
At least a part for accommodating the discharge tube and the excitation coil is formed of an ultraviolet transmissive member, and a through hole for fitting an opening at one end of the inner tube of the discharge tube and the other end of the inner tube are passed through. A watertight container provided with a through-hole on the wall surface for extending the extension of the inner pipe to the outside;
A pair of lead wires for supplying a high frequency current to the excitation coil;
One or two introduction holes having a watertight structure for introducing the pair of lead wires into the container;
An electrodeless discharge lamp unit comprising:
この無電極放電ランプユニットを内部に配置し、且つこの内部に被処理水を流す流水管と;
前記無電極放電ランプユニットから出る一対のリード線を前記流水管の外部に引き出す水密構造の引き出し孔と;
この引き出し孔から引き出された一対のリード線に高周波電流を供給する高周波電源と;
を具備することを特徴とする液体処理装置。An electrodeless discharge lamp unit according to any one of claims 1 to 3;
A drainage pipe in which this electrodeless discharge lamp unit is disposed and in which water to be treated flows;
A water-tight lead-out hole for drawing out a pair of lead wires coming out of the electrodeless discharge lamp unit to the outside of the water pipe;
A high-frequency power source for supplying a high-frequency current to a pair of lead wires led out from the lead-out holes;
A liquid processing apparatus comprising:
この無電極放電ランプユニットを内部に配置し、且つこの内部に被処理水を流す流水管と;
前記無電極放電ランプユニットから出る一対のリード線を前記流水管の外部に引き出す水密構造の引き出し孔と;
前記無電極放電ランプユニットの容器から外部に出ている内管の延長部を前記流水管の外部に取り出すために前記流水管の管壁に設けられる水密構造の貫通孔と;
前記引き出し孔から引き出された一対のリード線に高周波電流を供給する高周波電源と;
前記流水管の管壁に設けられた貫通孔から外部に出ている前記内管の延長部の先端開口部から酸素を含んだ気体を送り込むコンプレッサと;
を具備することを特徴とする液体処理装置。An electrodeless discharge lamp unit according to any one of claims 4 to 6;
A drainage pipe in which this electrodeless discharge lamp unit is disposed and in which water to be treated flows;
A water-tight lead-out hole for drawing out a pair of lead wires coming out of the electrodeless discharge lamp unit to the outside of the water pipe;
A water-tight through-hole provided in the pipe wall of the water flow pipe for taking out the extension of the inner pipe from the container of the electrodeless discharge lamp unit to the outside;
A high-frequency power source for supplying a high-frequency current to a pair of lead wires led out from the lead-out holes;
A compressor that feeds in a gas containing oxygen from a distal end opening of the extension of the inner pipe that is exposed to the outside through a through hole provided in a pipe wall of the water flow pipe;
A liquid processing apparatus comprising:
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