專利名稱：紫外線照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用紫外線燈進(jìn)行流體的殺菌、不活化、有機(jī)物分解等處理的紫 外線照射裝置，進(jìn)一步地具體來說，涉及一種在謀求維護(hù)性提高的同時(shí)，同樣對被處理水進(jìn) 行紫外線照射的紫外線照射裝置。
背景技術(shù)：
在日本特表2005-534475號公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù)1)中所公開的技術(shù)是在流體流動(dòng)的 流體通路的外部，配置能夠照射紫外線的紫外線燈，使用2塊反射板進(jìn)行聚光，使得在流體 通路內(nèi)流動(dòng)的流體能夠被從紫外線燈發(fā)出的紫外線高效率地照射。上述現(xiàn)有技術(shù)1的技術(shù)形成了在流體通路的周圍配置有反射板的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)使 得流體通路的大小(直徑)難以增大，因此存在著流體的處理量減少，處理效率較差的問 題。又，為了使處理速度提高增加紫外線燈的數(shù)量時(shí)，反射板的設(shè)計(jì)、調(diào)整花費(fèi)時(shí)間，而且反 射板本身的尺寸也變大，存在著系統(tǒng)整體大型化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種紫外線照射裝置，其可以在謀求提高維護(hù)性的同時(shí)， 對被處理水進(jìn)行同樣的紫外線照射。本發(fā)明的紫外線照射裝置，其特征在于，包括在下側(cè)面形成有開口部的箱狀的光 源；配置在所述光源內(nèi)，通過所述開口部發(fā)射紫外線的紫外線燈；使向所述開口部的反方 向發(fā)射的所述紫外線向所述開口部反射的反射板；和處理容器，所述處理容器包括形成 為能夠收容被處理水的處理部；設(shè)置在該處理部的上方的與所述光源的開口部相對的位 置，使所述紫外線透射的紫外線透射性的紫外線透射材料，所述處理部具有基于必要的紫 外線的照度分布的形狀。


圖1是用于說明本發(fā)明的紫外線處理裝置的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的概念上的立體圖。圖2是圖1所示的紫外線處理裝置的側(cè)截面圖。圖3是圖1所示的紫外線處理裝置的側(cè)截面圖。圖4A是用于說明圖3所示的紫外線燈發(fā)出的紫外線被反射板反射的說明圖，圖4B 是用于說明相對于水的深度的紫外線的照度的說明圖。圖5是用于說明不同波長的紫外線在水中的透射率的說明圖。圖6是用于說明從光源u、ym)發(fā)射出的紫外線的254nm的配光分布實(shí)例的說明圖。圖7是基于本發(fā)明的被處理水的深度，說明不同的紫外線照度和處理容器的形狀 之間的關(guān)系的說明圖。圖8是用于說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的其他的實(shí)施形態(tài)的說明圖。圖9A及圖9B是用于分別說明被處理水下的紫外線照度和處理容器的形狀之間的 關(guān)系的說明圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1 圖3是用于說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的圖，圖1是概 念上的立體圖，圖2是圖1的側(cè)截面圖，圖3是以截面顯示圖2的一部分的1-1’線的側(cè)截 面圖。如圖1及圖2所示，該實(shí)施形態(tài)的紫外線照射裝置100包括例如發(fā)射紫外線的光 源11和使該紫外線照射自來水并進(jìn)行殺菌處理的處理容器15。光源11形成為箱狀，在其 下側(cè)面設(shè)置有開口部14。在光源11內(nèi)配置有能夠發(fā)射波長為180 400nm的紫外線的紫 外線燈12。在夾著紫外線燈12與開口部14相對的位置上，配置有反射板13。反射板13 使從紫外線燈12發(fā)出的、向開口部14的相反側(cè)方向發(fā)射的紫外線向開口部14方向反射。紫外線燈12可以是能夠發(fā)射波長為180 400nm的紫外線的任意的紫外線燈，例 如高壓放電燈、管狀的無電極燈，該無電極燈封入有一種通過微波放電來發(fā)射紫外線的物 質(zhì)。如圖1至圖3所示，處理容器15是由例如不銹鋼等的耐腐蝕性材料所形成的容 器。處理容器15具有如下形狀在三棱柱橫向放倒的狀態(tài)下，該三棱柱的3個(gè)側(cè)面中的一 個(gè)面向上方，與該面向上方的三棱柱的側(cè)面相對的棱線(底部15a)朝向下方。在處理容器 15的內(nèi)部空間形成有處理部16。在與該三棱柱的一方的端面相對應(yīng)的處理容器15的側(cè)面， 形成有將作為處理對象的水灌入處理部16的供水口 17。同樣地，在與該三棱柱的另一方的 端面相對應(yīng)的處理容器15的側(cè)面，形成有將由處理部16處理后的水排出的排水口 18。在 供水口 17安裝有使被處理水流入的管道(圖中未示出)，在排水口 18安裝有用于將由處理 部16處理過的被處理水排出的管道(圖中未示出)。但是，供水口 17形成在處理容器15的底部15a的附近，排水口 18形成在處理容 器的上部15b (與底部15a相對的該三棱柱的側(cè)面)的附近。由此，被灌入供水口 17的被 處理水通過處理容器15中深度較深的位置和處理容器15中深度較淺的位置這兩個(gè)位置從 排水口 18排出。在處理容器15的上部15b (與底部15a相對并面向上面的該三棱柱的側(cè)面)，形成 有大小與光源11的開口部14配合的窗部15c。在窗部15c上安裝有具有紫外線透射性的 功能的、例如石英玻璃制的紫外線透射材料19。即，成為紫外線燈12能夠通過紫外線透射 材料19對處理部16照射紫外線的狀態(tài)。采用具有這樣的構(gòu)成的紫外線照射裝置，從紫外線燈12發(fā)射的紫外線，由通過紫 外線透射材料19直接被照射到處理部16上的部分的紫外線，和通過反射板反射13反射并 通過紫外線透射材料19被照射到處理部16上的部分的紫外線合并而成，并對從供水口 17灌入到處理部16的被處理水進(jìn)行照射。圖4A及圖4B是在被處理對象物是自來水的情況下，用于說明相對于水的深度的 紫外線的照度的說明圖。圖4A示出從圖3的紫外線燈12發(fā)射的波長為254nm的紫外線被直接發(fā)射狀態(tài)和 通過反射板13的反射而發(fā)射的狀態(tài)。圖中的11-11’線示出相當(dāng)于處理部16內(nèi)的水面的 線。圖4B示出從光源11向處理部16照射紫外線時(shí)，相對于被處理水的深度的紫外線的照度。S卩，圖4B表示的是將從紫外線燈12直接發(fā)射的波長為254nm的紫外線和利用反 射板13反射的同樣波長為254nm的紫外線的照度合并，在將11-11’線上(水面上)的照 度設(shè)為100%時(shí)，11-11’線以下(水面下)的各照度80%、60%、20%的各自的分布?？梢钥闯?，水中的照度是根據(jù)所謂的朗勃特-比爾(Lambert-Beer)法則按照指數(shù) 函數(shù)方式減少的。圖5示出在與自來水中，各波長為240nm、260nm、280nm、300nm的紫外線 的相對于水深的透射率。但是，如上所述，處理容器15具有如下形狀將三棱柱橫向放倒設(shè)置(該三棱柱的 兩端面橫向設(shè)置)，并且與該三棱柱的面向上方的側(cè)面相對的棱線朝向下方。下面，參照圖 6及圖7，對向處理容器15內(nèi)的紫外線的照射和處理容器15的形狀的關(guān)系進(jìn)行說明。圖6示出從光源11照射到處理容器15的波長為254nm的紫外線的配光分布實(shí) 例。圖7基于本發(fā)明的被處理水的深度，表示不同的紫外線照度和處理容器的形狀之間的 關(guān)系。圖7中，在將具有圖6所示的紫外線燈12的配光分布的紫外線照射到處理部16 內(nèi)的自來水上時(shí)，可以確保20mW/cm2以上的照度的處理容器15的形狀以a表示，可以確保 10mff/cm2以上的照度的處理容器15的形狀以b表示。S卩，以20mW/cm2以上的照度的紫外線進(jìn)行自來水的殺菌處理時(shí)，通過使用處理 容器15的形狀a，能夠在處理部16內(nèi)的全部區(qū)域以所需要的照度來進(jìn)行紫外線照射。以 10mff/cm2以上的照度的紫外線進(jìn)行自來水的殺菌處理時(shí)，通過使用處理容器15的形狀b， 能夠在處理部16內(nèi)的全部區(qū)域以所需要照度來進(jìn)行紫外線照射。又，在處理部16的全部 區(qū)域照射lOmW/cm2以上的照度的紫外線時(shí)，通過采用處理容器15的形狀a，所確保的紫外 線照度可以是形狀為b的情況下的2倍。由此，如果用于水處理的紫外線照度確保為IOmW/ cm2以上，通過采用形狀a代替形狀b，能夠使水處理的生產(chǎn)間隔時(shí)間縮短到一半。S卩，能夠 將必要照度的紫外線給予處理部16內(nèi)的全部區(qū)域，進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃幚怼＿@樣地，從供水口 17灌入到處理容器15的自來水可以在處理部16的全部區(qū)域得 到處理所需要的所希望的照度的紫外線，因此，可以可靠地進(jìn)行水處理。進(jìn)一步地，供水口 17配置于處理容器15的下方側(cè)的位置，排水口 18配置于上方 側(cè)的位置。由此，處理水在水深較深的位置部分和水深較淺的位置部分這兩個(gè)部分被處理。 由于在紫外線照度低的水深較深的位置和紫外線照度高的水深較淺的位置這兩處對被處 理水進(jìn)行處理，因此能夠更可靠地進(jìn)行水處理。S卩，被處理水同樣通過供水口 17附近的距離水面較遠(yuǎn)的紫外線照度弱的區(qū)域和 排水口 18附近的距離水面較近的紫外線照度強(qiáng)的區(qū)域，因此被處理水在可靠地進(jìn)行了水 處理之后從排水口 18被排出。
在該實(shí)施形態(tài)中，紫外線燈設(shè)置于處理容器的外側(cè)，因此可以提高燈更換的維護(hù) 性。又，即使在紫外線燈破損了的情況下，也可以防止破損物進(jìn)入到處理容器內(nèi)部。此外，通過使處理容器的處理部形成為與光源的配光相對應(yīng)的形狀，可以將必要 的紫外線照度的紫外線照射到通過處理部的全部的被處理水上，從而能夠可靠地且高效率 地進(jìn)行水處理。圖8是用于說明本發(fā)明的紫外線照射裝置的其他的實(shí)施形態(tài)的說明圖。在該實(shí)施形態(tài)的紫外線處理裝置中，處理容器15具有形狀C，該形狀c與自來水水 面下的照度分布中對應(yīng)于所希望的照度(例如lOmW/cm2以上)的分布形狀相配合。與圖7 的形狀b相比，圖8所示的處理容器中，在處理容器15的底部15a設(shè)置有平坦部81，該平坦 部81的形狀與紫外線照度分布的擴(kuò)展相配合，同時(shí)在處理容器15的側(cè)面形成使角度平緩 了的傾斜部82a、82b。在這種情況下，將波長為254nm的紫外線照射到處理容器15內(nèi)的自來水上時(shí)，可 以做成基本上最大限度地確保在水面下能得到lOmW/cm2以上的紫外線照度的處理部16的 區(qū)域的形狀，因此其結(jié)果是能夠增加水處理能力?；谕瑯拥目紤]，可以做成基本上最大限 度地確保能得到20mW/cm2以上的紫外線照度的處理部16的區(qū)域的形狀。然而，從收容在處理部16內(nèi)的被處理水的水面到與該水面相對的水面下的處理 容器15底面(形成處理容器15的三棱柱的下方側(cè)的側(cè)面)的垂直距離設(shè)為d(cm)時(shí)，如 果滿足下式的條件，即可以進(jìn)行高效率地水處理。這里，A表示所使用的紫外線的波長下每 Icm被處理水的吸光度(cnT1)，X表示必要的照度(mW/cm2)，Y表示在水面上的照度。被處 理水是自來水時(shí)，每Icm的260nm吸光度是0. 0642。
ι Γ^Λd<-Iogl0 —
A I”圖9A及圖9B分別表示出不同形狀的處理容器151，152，它們是根據(jù)相對于被處理 水的紫外線的配光分布，通過恰當(dāng)?shù)剡x擇由水深得到的在被處理水中的紫外線照度而得到 的。在紫外線燈12的條件相同的情況下，根據(jù)被處理水的處理?xiàng)l件的不同選擇被處 理水中的紫外線照度，由此能夠任意地設(shè)計(jì)圖9A或者圖9B等的處理容器15的形狀，并能 可靠地進(jìn)行高效率地水處理。本發(fā)明并不限定為上述的實(shí)施形態(tài)，例如處理容器15的處理部的形狀只要是與 所希望的紫外線照度的形狀相配合的形狀即可，并不限定于上述的形狀。又，上述紫外線燈 12的波長舉例為254nm，但只要是對水處理有效的180 400nm的范圍的波長的紫外線，通 過做成基于所希望的紫外線照度的處理部16的形狀，就能夠達(dá)到同樣的效果。進(jìn)一步地，能將水面下的照度確保在20mW/cm2以上的處理容器15的形狀a及能確 保在lOmW/cm2以上的處理容器15的形狀b只是一個(gè)實(shí)例，對應(yīng)于處理對象即被處理水的 目的，能夠基于所希望的照度分布任意地設(shè)計(jì)紫外線照射裝置100的處理容器15的形狀。又，說明了將從光源11發(fā)射的紫外線聚光后照射的實(shí)例，但只要在被處理水內(nèi)能 夠得到所希望的紫外線照度，將光源擴(kuò)散后照射也是可以的。作為水處理的具體實(shí)例，以殺 菌為例進(jìn)行了列舉，懸浮或者溶解了有機(jī)物的狀態(tài)的水處理等也能夠作為其對象。
權(quán)利要求
一種紫外線照射裝置，其特征在于，包括在下側(cè)面形成有開口部的箱狀的光源；配置在所述光源內(nèi)，通過所述開口部發(fā)射紫外線的紫外線燈；使向所述開口部的反方向發(fā)射的所述紫外線向所述開口部反射的反射板；和處理容器，所述處理容器包括形成為能夠收容被處理水的處理部；設(shè)置在該處理部的上方的與所述光源的開口部相對的位置，使所述紫外線透射的紫外線透射性的紫外線透射材料，所述處理部具有基于必要的紫外線的照度分布的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于，當(dāng)所述紫外線的波長的被處理水的吸光度為AknT1)，必要的照度(mW/cm2)為X，水面 的照度為Y時(shí)，所述處理部具有使d(cm)滿足下式關(guān)系的形狀， 其中d(cm)是從供給到所述處理部的被處理水的水面到與該水面相對的所述處理容 器底面的垂直距離。
3.如權(quán)利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述處理容器包括設(shè)置于所述處理容器的下方側(cè)的供水口；設(shè)置于所述處理容器的上方側(cè)，并將在所述處理容器內(nèi)被處理了的被處理水排出的排 出口。
4.如權(quán)利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述處理部的在遠(yuǎn)離所述開口部側(cè)的水平面上的面積比接近所述開口部側(cè)的水平面 上的面積小。
5.如權(quán)利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述紫外線燈照射波長為180 400nm的紫外線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紫外線照射裝置。在下側(cè)面形成有開口部(14)的箱狀的光源(11)內(nèi)配置紫外線燈(12)，并使發(fā)生的紫外線從開口部(14)發(fā)射。向開口部(14)的反方向發(fā)射的紫外線燈(12)的紫外線通過反射板(13)反射后從開口部(14)發(fā)射。在與光源(11)的開口部(14)相對的位置形成有窗部(15c)，通過配置于該窗部(15c)的、透射紫外線的石英玻璃制紫外線透射材料(19)，向處理容器(15)照射紫外線，該處理容器(15)在內(nèi)部形成有能夠流入、流出被處理水的處理部(16)。介由紫外線透射構(gòu)件(19)接收來自光源(11)的紫外線的照射的處理部(16)基于必要的紫外線的照度分布來形成其形狀。
文檔編號C02F1/32GK101885517SQ20101016747
公開日2010年11月17日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者倉谷晶子, 佐藤利夫 申請人:哈利盛東芝照明公司