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JP7591602B2 - Ultraviolet sterilization device - Google Patents
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JP7591602B2 - Ultraviolet sterilization device - Google Patents

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Description

本願発明は、河川水、工業用水、井戸水、上水、純水から工場廃水や生活廃水、シロップ等の各種液体等に紫外線を照射して殺菌するためのLED光源を用いた紫外線殺菌装置に関するものである。 This invention relates to an ultraviolet sterilization device that uses an LED light source to sterilize various liquids such as river water, industrial water, well water, drinking water, pure water, industrial wastewater, domestic wastewater, syrup, etc., by irradiating them with ultraviolet light.

被処理液に紫外線を照射して殺菌する装置は従来より一般的に知られており、特に紫外線ランプを収納した石英管をリアクター内に配置し、このリアクター内に被処理液を流通させた状態で、当該被処理液に上記紫外線ランプが発する紫外線を照射することにより、当該被処理液の殺菌を行う紫外線殺菌装置が既に広く使用されている。しかしながらこのように紫外線ランプを用いた装置は、経時劣化により紫外線の照射量が低下するため、紫外線照射量の低下がみられた場合には当該紫外線ランプを交換する必要があった。 Devices that sterilize a liquid to be treated by irradiating it with ultraviolet light have been widely known for some time, and in particular, ultraviolet sterilization devices are already in widespread use in which a quartz tube containing an ultraviolet lamp is placed inside a reactor, and while the liquid to be treated is circulated through the reactor, the ultraviolet light emitted by the ultraviolet lamp is irradiated onto the liquid to be treated, thereby sterilizing the liquid. However, devices using ultraviolet lamps like this tend to lose their ultraviolet light irradiation level over time due to deterioration, and so when a decrease in the amount of ultraviolet light irradiation is observed, the ultraviolet lamp needs to be replaced.

そこでこのような欠点を解消するために、従来の紫外線ランプに変わって特許文献1に示す如く上記紫外線ランプよりも比較的長期間にわたって紫外線の照射量を良好に維持可能な紫外線LED光源を用いた紫外線殺菌装置が開発されている。 In order to overcome these drawbacks, an ultraviolet sterilization device has been developed that uses an ultraviolet LED light source instead of a conventional ultraviolet lamp, which can maintain a good amount of ultraviolet irradiation for a relatively long period of time compared to the ultraviolet lamps described above, as shown in Patent Document 1.

特開2016-123930号公報JP 2016-123930 A

しかしながら産業用等に使用されている流水式の紫外線殺菌装置では、依然として光源に低圧又は高圧紫外線ランプを使用することが一般的である。その主な理由としては、紫外線ランプは大流量の被処理液を処理することが可能であるとともに、大腸菌などよりも紫外線への耐性が高い一般細菌を3log以上不活化させる能力を備えていることにある。これに対し、すでに公知となっている紫外線LED光源を用いた紫外線殺菌装置は、上記紫外線ランプを用いたものと比較して紫外線の照射効率が劣るため、紫外線への耐性が弱い大腸菌等を対象とするのみであり、大腸菌よりも紫外線への耐性が比較的強い一般細菌を対象とすることが困難であった。但し、流速を遅くすることにより照射線量を増やすことができるため一般細菌を不活化することは可能であるが、流量が少なすぎるため実用的ではない。 However, in industrial and other flow-type ultraviolet sterilizers, low- or high-pressure ultraviolet lamps are still commonly used as light sources. The main reason for this is that ultraviolet lamps can treat large volumes of liquid to be treated, and are capable of inactivating general bacteria, which are more resistant to ultraviolet light than E. coli, by 3 logs or more. In contrast, ultraviolet sterilizers using UV LED light sources that are already known have inferior UV irradiation efficiency compared to those using the above-mentioned ultraviolet lamps, and can only target E. coli and other bacteria that are less resistant to ultraviolet light, making it difficult to target general bacteria that are relatively more resistant to ultraviolet light than E. coli. However, although it is possible to inactivate general bacteria by increasing the irradiation dose by slowing the flow rate, this is not practical because the flow rate is too low.

また従来の紫外線LED殺菌装置に断面正円形のリアクターを用いた場合には、当該リアクターを流通する被処理液の殺菌を行った際に、場合によっては当該リアクターの軸心部分にまで紫外線が届かない、あるいは強度が弱いため、大流量の被処理液を処理することが困難であった。よってこのような問題を解消するためには、特許文献1に示す如く多数の紫外線LED光源を装置内に配置しなければならず、コストが高くつくとともに発熱による問題が生じるおそれがあった。 Furthermore, when a reactor with a circular cross section was used in a conventional ultraviolet LED sterilization device, when sterilizing the liquid to be treated flowing through the reactor, the ultraviolet light sometimes did not reach the central axis of the reactor, or the strength of the light was too weak, making it difficult to treat a large flow rate of the liquid to be treated. Therefore, in order to solve this problem, as shown in Patent Document 1, it was necessary to place many ultraviolet LED light sources inside the device, which was costly and could cause problems due to heat generation.

そこで本願では上述の如き課題を解決しようとするものであって、大腸菌等よりも紫外線への耐性が高い一般細菌の不活化を可能とするとともに、大量の被処理液を効率よく処理可能とする紫外線LED光源を備えた紫外線殺菌装置を得ようとするものである。 The present application aims to solve the above-mentioned problems by providing an ultraviolet sterilization device equipped with an ultraviolet LED light source that can inactivate general bacteria that are more resistant to ultraviolet light than E. coli and the like, and can efficiently treat large amounts of the liquid to be treated.

上述の如き課題を解決するため、本願の第一発明は、一端を被処理水の導入口とするとともに他端を当該被処理水の導出口とする筒状のリアクターと、当該リアクターを流通する被処理水に向けて紫外線を照射可能とする紫外線LED光源と、当該紫外線LED光源及び上記リアクターを収納するケーシングとを備えた紫外線殺菌装置において、上記リアクターは、一側を凹設して凹部を形成することにより上記リアクターの長さ方向中央部の断面形状を扁平形状とするとともに、当該凹部の対向位置に上記紫外線LED光源を、当該紫外線LED光源から上記リアクターの長さ方向中央部内に流通する上記被処理水に向けて、当該紫外線LED光源からの紫外線が上記リアクターの凹部のすべての位置に照射されるよう上記凹部の範囲において当該紫外線の照射が途切れない配置間隔で、上記リアクターの長さ方向に複数配置したことを特徴とする紫外線殺菌装置。
ものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the first invention of the present application is an ultraviolet sterilization device comprising a cylindrical reactor having one end as an inlet for water to be treated and the other end as an outlet for the water to be treated, an ultraviolet LED light source capable of irradiating ultraviolet light toward the water to be treated flowing through the reactor, and a casing that houses the ultraviolet LED light source and the reactor, wherein the reactor has one side recessed to form a recess so that the cross-sectional shape of the longitudinal center of the reactor is flattened, and a plurality of ultraviolet LED light sources are arranged opposite the recess in the longitudinal direction of the reactor at intervals such that ultraviolet light from the ultraviolet LED light source is irradiated from the ultraviolet LED light source toward the water to be treated flowing within the longitudinal center of the reactor, so that irradiation of ultraviolet light from the ultraviolet LED light source is uninterrupted within the range of the recess .
It is something.

また本願の第二発明は、一端を被処理水の導入口とするとともに他端を当該被処理水の導出口とする筒状のリアクターと、当該リアクターを流通する被処理水に向けて紫外線を照射可能とする紫外線LED光源と、当該紫外線LED光源及び上記リアクターを収納するケーシングとを備えた紫外線殺菌装置において、上記リアクターは、両側を各々凹設して凹部を形成することにより上記リアクターの長さ方向中央部の断面形状を扁平形状とするとともに、当該一対の凹部の対向位置に上記紫外線LED光源を、当該紫外線LED光源から上記リアクターの長さ方向中央部内に流通する上記被処理水に向けて、当該紫外線LED光源からの紫外線が上記リアクターの凹部内のすべての位置に照射されるよう上記凹部の範囲において当該紫外線の照射が途切れない配置間隔で、上記リアクターの長さ方向に複数配置したものである。The second invention of the present application is an ultraviolet sterilization device comprising a cylindrical reactor having one end as an inlet for water to be treated and the other end as an outlet for the water to be treated, an ultraviolet LED light source capable of irradiating ultraviolet light toward the water to be treated flowing through the reactor, and a casing for housing the ultraviolet LED light source and the reactor, wherein the reactor has a cross-sectional shape in the longitudinal center of the reactor flattened by forming recesses on both sides, and a plurality of ultraviolet LED light sources are arranged along the longitudinal direction of the reactor at opposing positions of the pair of recesses, with an interval such that ultraviolet light from the ultraviolet LED light source is irradiated from the ultraviolet LED light source toward the water to be treated flowing within the longitudinal center of the reactor, so that irradiation of ultraviolet light from the ultraviolet LED light source is uninterrupted within the range of the recess.

尚、本発明の紫外線LED光源としては深紫外LED光源を使用することができる。また当該深紫外LED光源のピーク波長は260nm~285nmの範囲のものが好ましく、更には260nm~265nmの範囲のものがより好ましい。また本発明の紫外線LED光源は、リアクターへの照射が途切れることのないよう照射方向を円錐状に広がるよう形状を加工したり、発熱等が生じないようヒートシンクを組付けたり配置バランスを考慮する等、装置の構造を工夫した上で使用することが好ましい。 The ultraviolet LED light source of the present invention can be a deep ultraviolet LED light source. The peak wavelength of the deep ultraviolet LED light source is preferably in the range of 260 nm to 285 nm, and more preferably in the range of 260 nm to 265 nm. The ultraviolet LED light source of the present invention is preferably used after devising the structure of the device, such as processing the shape so that the irradiation direction spreads in a cone shape so that the irradiation to the reactor is not interrupted, installing a heat sink to prevent heat generation, etc., and considering the balance of the arrangement.

また、上記第一発明においては、反射板を上記リアクターの長さ方向中央部の対向位置に設けたものであっても良い。このように反射板を設けることにより、一側面側に配置した紫外線LED光源から発光した光線が反射板に突き当たって反射し、再度リアクターに向けて照射されるものとなるため、紫外線の照射強度を更に高めることが可能となる。 In the first aspect of the present invention, a reflector may be provided at a position facing the center of the reactor in the longitudinal direction . By providing a reflector in this manner, the light emitted from the UV LED light source arranged on one side hits the reflector and is reflected, and is then irradiated again toward the reactor, so that it is possible to further increase the irradiation intensity of the UV light.

また、上記第二発明においては、上記紫外線LED光源を上記リアクターの長さ方向中央部の一側面側、及び当該一側面側とは反対側の他側面側に、各々対向させて配置したものである。上記の如く紫外線LED光源をリアクター中央部の両側に対応させて配置することにより、リアクターを流通する被処理液にリアクターの両側から紫外線を照射することが可能となるため、当該リアクターを流れる被処理液に対して確実に紫外線の照射を行うことが可能となる。 In the second invention, the ultraviolet LED light source is disposed on one side of the center of the length of the reactor and on the other side opposite to the one side. By disposing the ultraviolet LED light source on both sides of the center of the reactor as described above, it is possible to irradiate the liquid to be treated flowing through the reactor with ultraviolet light from both sides of the reactor, so that the liquid to be treated flowing through the reactor can be reliably irradiated with ultraviolet light.

た本願の第一発明において上記リアクターは、長さ方向の一側を凹設して凹部を形成することにより上記リアクターの長さ方向中央部の断面形状を扁平形状とするとともに、当該凹部の対向位置に上記紫外線LED光源を配置したものであり、本願の第二発明においては、上記リアクターの長さ方向の両側を各々凹設して凹部を形成することにより上記リアクターの長さ方向中央部の断面形状を扁平形状とするとともに、当該一対の凹部の対向位置に上記紫外線LED光源を各々配置したりするものである。 In the first invention of the present application , the reactor is formed such that one side in the longitudinal direction is recessed to form a recess, thereby making the cross-sectional shape of the longitudinal center of the reactor flat, and the ultraviolet LED light source is arranged at a position opposite the recess.In the second invention of the present application, the reactor is formed such that both sides in the longitudinal direction are recessed to form a recess, thereby making the cross-sectional shape of the longitudinal center of the reactor flat, and the ultraviolet LED light source is arranged at a position opposite the pair of recesses.

上記の如くリアクターの凹部位置に紫外線LED光源を配置することにより、ケーシング内におけるリアクターと紫外線LED光源との間に無駄なスペースが生じることなく効率の良い配置を行うことができるため、レイアウト性を高めて装置の小型化を図ることが可能となる。 By arranging the UV LED light source in the recessed position of the reactor as described above, efficient arrangement can be achieved without creating wasted space between the reactor and the UV LED light source inside the casing, improving layout flexibility and enabling the device to be made more compact.

本願の第一および第二発明は上記の如く、光源として紫外線LED光源を使用するものであるから、従来の紫外線ランプの装置と比較して、瞬時の点灯を行うことができるとともに省エネルギーの装置を得ることができるという利点を有する。また上記の如く、リアクター中央部の断面形状を扁平形状としたものであるから、当該リアクターを流れる被処理液の液層を薄くすることが可能となる。 As described above, the first and second inventions of the present application use an ultraviolet LED light source as the light source, and therefore have the advantage that, compared to conventional ultraviolet lamp devices, instant lighting can be achieved and an energy-saving device can be obtained. Also, as described above, the cross-sectional shape of the center of the reactor is flattened, so that the liquid layer of the liquid to be treated flowing through the reactor can be made thin.

そのため、この薄い液層に向かって紫外線を照射することにより、当該リアクターを流れる被処理液全体に紫外線を確実に照射することが可能となり、殺菌作業を効率よく行うことができる。またこのような薄い液層に紫外線を照射することにより、当該液層に届く紫外線の強度が高いものとなる。よって、必要最低限の個数の紫外線LED光源により殺菌効果を高めることが可能となることから、大腸菌等のみならず紫外線への耐性が比較的強い一般細菌をも不活化することが可能となる。 Therefore, by irradiating this thin liquid layer with ultraviolet light, it is possible to reliably irradiate the entire treated liquid flowing through the reactor with ultraviolet light, and sterilization can be performed efficiently. In addition, by irradiating such a thin liquid layer with ultraviolet light, the intensity of the ultraviolet light that reaches the liquid layer is high. Therefore, it is possible to increase the sterilization effect with the minimum number of ultraviolet LED light sources necessary, making it possible to inactivate not only E. coli and the like, but also general bacteria that are relatively resistant to ultraviolet light.

本願第一発明の実施例1を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention . 実施例1のリアクターを示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the reactor of Example 1. 図2のA-A線端面図。FIG. 3 is an end view of line A-A in FIG. 2 . 図1のB-B線断面図。Cross-sectional view of line B-B in Figure 1. 図1のC-C線断面図。Cross-sectional view of line C-C in Figure 1. 実施例1の紫外線LED光源からの光線及びリアクターとの位置関係を示す概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the positional relationship between the light beam from the ultraviolet LED light source and the reactor in Example 1. 本願第二発明の実施例2を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the second invention of the present application . 実施例2のリアクターを示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a reactor of Example 2. 図6のD-D線断面図。Cross-sectional view taken along line D-D in Figure 6.

本願の第一発明である実施例1について説明すると、図1に示す如く(1)はリアクターであって、長尺な直方体形状のケーシング(2)内に収納されている。このリアクター(1)は、断面形状が円形の石英管の両端を除く中央部の一側に、図2に示す如く当該石英管の長さ方向に長尺な凹部(3)を設けることにより、当該凹部(3)の断面形状を図3に示す如く扁平形状としている。そしてこのリアクター(1)の一端開口部を、被処理液を外方から当該リアクター(1)内に導入するための導入口(15)とするとともに、他端開口部を上記導入口(15)から流入した被処理液を外方に排出するための導出口(16)としている。尚、本実施例のリアクター(1)は上記の如く石英管にて形成しているが、他の異なる実施例ではこれに限らず、紫外線透過ガラス管やフッ素樹脂管等により形成したものであっても良い。 Regarding the first embodiment of the present invention , as shown in Fig. 1, (1) is a reactor housed in a long rectangular parallelepiped casing (2). The reactor (1) is a quartz tube with a circular cross section, and a long recess (3) is provided in one side of the center of the quartz tube, excluding both ends, as shown in Fig. 2, so that the cross section of the recess (3) is flattened as shown in Fig. 3. The opening at one end of the reactor (1) serves as an inlet (15) for introducing the liquid to be treated from the outside into the reactor (1), and the opening at the other end serves as an outlet (16) for discharging the liquid to be treated that has flowed in from the inlet (15) to the outside. The reactor (1) in this embodiment is formed of a quartz tube as described above, but in other different embodiments, it is not limited to this, and may be formed of an ultraviolet-transmitting glass tube, a fluororesin tube, or the like.

また図1に示す如く、上記ケーシング(2)の長さ方向両端の側壁(4)にはそれぞれ側壁開口(5)を備えており、当該ケーシング(2)内に上記リアクター(1)を水平方向に配置するとともに、当該リアクター(1)の両端を上記一対の側壁開口(5)から外方に突出させた状態で貫通配置している。また上記リアクター(1)は、上記ケーシング(2)内において凹部(3)が図1における上方に位置するとともに、当該リアクター(1)の凹部(3)の上面(6)が水平方向に配置されるよう上記ケーシング(2)に組付けられている。 As shown in Fig. 1, the side walls (4) at both ends of the length of the casing (2) each have a side wall opening (5), and the reactor (1) is arranged horizontally inside the casing (2), with both ends of the reactor (1) penetrating the pair of side wall openings (5) so that they protrude outward. The reactor (1) is assembled to the casing (2) so that the recess (3) is located at the top in Fig. 1 within the casing (2) and the upper surface (6) of the recess (3) of the reactor (1) is arranged horizontally.

また上記ケーシング(2)の両側壁(4)には、上記リアクター(1)の両端に連続する開口突部(7)をそれぞれ突出配置している。また図1に示す如く、上記リアクター(1)に設けた凹部(3)の対向位置には、一定間隔を介して紫外線LEDモジュール(8)を配置している。この紫外線LEDモジュール(8)は、図4に示す如く基板(10)の表面に8個の紫外線LED光源(11)となる紫外線LED素子を組付けて成るものである。 In addition, opening protrusions (7) are arranged on both side walls (4) of the casing (2) so as to protrude from both ends of the reactor (1). As shown in FIG. 1, ultraviolet LED modules (8) are arranged at regular intervals at positions facing the recesses (3) provided in the reactor (1). This ultraviolet LED module (8) is composed of eight ultraviolet LED elements that serve as ultraviolet LED light sources (11) attached to the surface of a substrate (10) as shown in FIG. 4.

またこの紫外線LEDモジュール(8)は図1に示す如く、上記凹部(3)内に位置することができるよう当該凹部(3)の形成長さよりやや短い長さとしている。そしてこの紫外線LEDモジュール(8)の紫外線LED光源(11)配置側を、図1、5に示す如く上記リアクター(1)の凹部(3)とは一定間隔を介した対向位置に配置した状態で、当該紫外線LEDモジュール(8)を上記ケーシング(2)内に組み付けている。 As shown in Figure 1, the ultraviolet LED module (8) is slightly shorter than the length of the recess (3) so that it can be positioned within the recess (3). The ultraviolet LED module (8) is assembled into the casing (2) with the ultraviolet LED light source (11) side of the ultraviolet LED module (8) positioned opposite the recess (3) of the reactor (1) at a fixed distance as shown in Figures 1 and 5.

また図1、5に示す如く、上記リアクター(1)の凹部(3)を備えた一側面とは反対側の他側面側には、上記リアクター(1)の長さ方向に長尺な反射板(12)を備えている。即ち当該反射板(12)は、その形成長さを上記紫外線LEDモジュール(8)の形成長さよりもやや長いものとしている。そして図1、5に示す如く、そしてこの反射板(12)を湾曲させた状態で上記リアクター(1)の凹部(3)外周を被覆し、当該反射板(12)の長辺側の両側を上記紫外線LEDモジュール(8)の両側(13)にそれぞれ接続固定している。 As shown in Figures 1 and 5, the reactor (1) is provided with a reflector (12) that is long in the longitudinal direction of the reactor (1) on the other side opposite to the side on which the recess (3) is provided. In other words, the reflector (12) is formed to have a length that is slightly longer than the length of the UV LED module (8). As shown in Figures 1 and 5, the reflector (12) is curved to cover the outer periphery of the recess (3) of the reactor (1), and both long sides of the reflector (12) are connected and fixed to both sides (13) of the UV LED module (8).

上記の如く反射板(12)を組み付けることにより、当該反射板(12)は図1に示す如く、上記リアクター(1)を介して上記紫外線LED光源(11)の対向位置に位置するものとなる。このように反射板(12)を設けることにより、上記紫外線LEDモジュール(8)の紫外線LED光源(11)から発光した紫外線(14)が上記反射板(12)に突き当たって反射し、当該紫外線(14)が再度リアクター(1)に向けて照射されるものとなるため、被処理液中の細菌等の不活化を更に効率的に促進することが可能となる。 By assembling the reflector (12) as described above, the reflector (12) is positioned opposite the ultraviolet LED light source (11) via the reactor (1), as shown in FIG. 1. By providing the reflector (12) in this manner, the ultraviolet light (14) emitted from the ultraviolet LED light source (11) of the ultraviolet LED module (8) strikes the reflector (12) and is reflected, and the ultraviolet light (14) is irradiated again toward the reactor (1), making it possible to more efficiently promote the inactivation of bacteria and the like in the liquid to be treated.

上記の如く構成した紫外線殺菌装置による被処理液の殺菌方法について以下に説明する。まず、上記紫外線LEDモジュール(8)に組付けた紫外線LED光源(11)を点灯し、当該紫外線LED光源(11)から上記リアクター(1)の凹部(3)に紫外線(14)を照射する。この状態において、上記ケーシング(2)の開口突部(7)を通じて上記リアクター(1)の導入口(15)から導出口に向けて被処理液を連続的に流通させる。これにより、当該被処理液が上記リアクター(1)の凹部(3)を通過する際に、上記紫外線LEDモジュール(8)に固定配置された紫外線LED光源(11)から紫外線(14)が照射され、当該被処理液中の菌が連続的に殺菌される。 The method of sterilizing the liquid to be treated using the ultraviolet sterilization device configured as described above is described below. First, the ultraviolet LED light source (11) attached to the ultraviolet LED module (8) is turned on, and ultraviolet light (14) is irradiated from the ultraviolet LED light source (11) to the recess (3) of the reactor (1). In this state, the liquid to be treated is continuously circulated from the inlet (15) of the reactor (1) to the outlet through the opening protrusion (7) of the casing (2). As a result, when the liquid to be treated passes through the recess (3) of the reactor (1), ultraviolet light (14) is irradiated from the ultraviolet LED light source (11) fixedly arranged on the ultraviolet LED module (8), and bacteria in the liquid to be treated are continuously sterilized.

ここで、上記紫外線LEDモジュール(8)には、上記の如く紫外線LED光源(11)が8個固定されている。そしてこれら8個からの光源から照射される紫外線(14)は、図6に示す如くリアクター(1)に向けて照射される。この時、各光源からはそれぞれ個別に紫外線(14)が照射されることから、上記紫外線LED光源(11)の配置間隔が広くなりすぎた場合には、当該リアクター(1)において当該紫外線(14)が照射されない箇所が存在してしまうおそれが生じる。 Here, eight ultraviolet LED light sources (11) are fixed to the ultraviolet LED module (8) as described above. The ultraviolet light (14) emitted from these eight light sources is directed toward the reactor (1) as shown in FIG. 6. At this time, since each light source individually emits ultraviolet light (14), if the spacing between the ultraviolet LED light sources (11) is too wide, there is a risk that there will be areas in the reactor (1) that are not irradiated with the ultraviolet light (14).

そして上記リアクター(1)に紫外線(14)が照射されない箇所が生じた場合には、被処理液を十分に殺菌することができずに殺菌効果が低減するおそれがある。そのため、図6に示す如く上記紫外線LED光源(11)からの照射が上記リアクター(1)の全ての位置において途切れることなく確実に照射されるよう、当該各紫外線LED光源(11)の個数や配置間隔、当該紫外線LED光源(11)からリアクター(1)までの距離を予め調整している。 If there are any areas in the reactor (1) where the ultraviolet light (14) is not irradiated, the liquid to be treated may not be sterilized sufficiently, and the sterilization effect may be reduced. Therefore, as shown in FIG. 6, the number and spacing of the ultraviolet LED light sources (11) and the distance from the ultraviolet LED light source (11) to the reactor (1) are adjusted in advance so that the irradiation from the ultraviolet LED light source (11) is reliably and uninterrupted at all positions in the reactor (1).

また本実施例では上記の如く、断面形状を扁平形状としたリアクター(1)の凹部(3)の対向位置に紫外線LED光源(11)を配置していることから、当該リアクター(1)を流れる被処理液の液層が薄いものとなる。そのためこの薄い液層に向かって紫外線(14)を照射することにより、当該リアクター(1)の凹部(3)を流れる被処理液全体に紫外線(14)を確実にまんべんなく照射することが可能となり、殺菌作業を効率よく行うことができる。 In addition, as described above, in this embodiment, the ultraviolet LED light source (11) is disposed opposite the recess (3) of the reactor (1) that has a flat cross-sectional shape, so that the liquid layer of the liquid to be treated flowing through the reactor (1) is thin. Therefore, by irradiating this thin liquid layer with ultraviolet light (14), it is possible to reliably and evenly irradiate the entire liquid to be treated flowing through the recess (3) of the reactor (1) with ultraviolet light (14), and the sterilization operation can be performed efficiently.

またこのような薄い液層に紫外線(14)を照射することにより、当該液層に比較的強い強度の紫外線(14)が照射されるものとなるため、必要最小限の個数の紫外線LED光源(11)を用いて殺菌効果を高めることができる。よって、大腸菌等のみならず紫外線に対する耐性の強い一般細菌をも不活化することができるとともに、多数の紫外線LED光源(11)を用いる必要がなく装置自体のコストを低く抑えることが可能となる。 In addition, by irradiating such a thin liquid layer with ultraviolet light (14), the liquid layer is irradiated with relatively strong ultraviolet light (14), so the sterilization effect can be enhanced using the minimum number of ultraviolet LED light sources (11). This makes it possible to inactivate not only E. coli and the like, but also general bacteria that are highly resistant to ultraviolet light, and it is not necessary to use a large number of ultraviolet LED light sources (11), making it possible to keep the cost of the device itself low.

また上記実施例1では、リアクター(1)の一側面に凹部(3)を設けているが、本実施例2ではリアクター(31)の両側面に凹部(33)を各々対向させて形成配置している。本願の第二発明である実施例2について以下に説明すると、図7に示す如く(31)はリアクターであって、上記実施例1と同様に長尺な直方体形状のケーシング(32)内に収納されている。このリアクター(31)は、断面形状が円形の石英管の両端を除く中央部の両側に、図8に示す如く当該石英管の長さ方向に長尺な一対の凹部(33)を対向位置に設けることにより、当該凹部(33)の断面形状を扁平形状としている。そしてこのリアクター(31)の一端開口部を、被処理液を外方から当該リアクター(31)内に導入するための導入口(45)とするとともに、他端開口部を上記導入口(45)から流入した被処理液を外方に排出するための導出口(46)としている。尚、本実施例のリアクター(31)は上記の如く石英管にて形成しているが、他の異なる実施例ではこれに限らず、紫外線透過ガラス管やフッ素樹脂管等により形成したものであっても良い。 In the first embodiment, the recess (3) is provided on one side of the reactor (1), but in the second embodiment, the recesses (33) are formed and arranged on both sides of the reactor (31) so as to face each other. The second embodiment, which is the second invention of the present application , will be described below. As shown in FIG. 7, the reactor (31) is housed in a long rectangular parallelepiped casing (32) as in the first embodiment. The reactor (31) has a pair of recesses (33) long in the length direction of the quartz tube, as shown in FIG. 8, provided at opposing positions on both sides of the center of the quartz tube, excluding both ends, so that the cross section of the recesses (33) is flattened. One end opening of the reactor (31) serves as an inlet (45) for introducing the liquid to be treated from the outside into the reactor (31), and the other end opening serves as an outlet (46) for discharging the liquid to be treated that has flowed in from the inlet (45) to the outside. Incidentally, the reactor (31) in this embodiment is formed of a quartz tube as described above, but in other embodiments, it is not limited to this, and may be formed of an ultraviolet ray transmitting glass tube, a fluororesin tube, or the like.

また図7に示す如く、上記ケーシング(32)の長さ方向両端の側壁(34)にはそれぞれ側壁開口(35)を備えており、当該ケーシング(32)内に上記リアクター(31)を水平方向に配置するとともに、当該リアクター(31)の両端を上記一対の側壁開口(35)から外方に突出させた状態で貫通配置している。また上記リアクター(31)は、上記ケーシング(32)内において凹部(33)が図7における上下方向に水平に位置するよう上記ケーシング(32)に組付けられている。 As shown in FIG. 7, the side walls (34) at both ends of the length of the casing (32) each have a side wall opening (35), and the reactor (31) is disposed horizontally within the casing (32), with both ends of the reactor (31) penetrating the pair of side wall openings (35) so that they protrude outward. The reactor (31) is attached to the casing (32) so that the recess (33) is positioned horizontally in the vertical direction in FIG. 7.

また上記ケーシング(32)の両側壁(34)には、上記リアクター(31)の両端に連続する開口突部(37)をそれぞれ突出配置している。また図7に示す如く、上記リアクター(31)に設けた凹部(33)の対向位置には、一定間隔を介して紫外線LEDモジュール(38)を配置している。この紫外線LEDモジュール(38)は上記実施例1と同じものであって、基板(40)の表面に8個の紫外線LED光源(41)となる紫外線LED素子を固定配置している。 In addition, opening protrusions (37) that are continuous with both ends of the reactor (31) are arranged on both side walls (34) of the casing (32). As shown in FIG. 7, ultraviolet LED modules (38) are arranged at regular intervals at positions facing the recesses (33) provided in the reactor (31). This ultraviolet LED module (38) is the same as that in the first embodiment, and eight ultraviolet LED elements that serve as ultraviolet LED light sources (41) are fixedly arranged on the surface of the substrate (40).

そして図7に示す如く、上記紫外線LEDモジュール(38)の形成長さを、当該紫外線LEDモジュール(38)が上記凹部(33)内に位置することができるよう当該凹部(33)の形成長さよりやや短い長さとしている。そして図9に示す如く、この紫外線LEDモジュール(38)の紫外線LED光源(41)配置側を、上記リアクター(31)の凹部(33)とは一定間隔を介した対向位置に配置した状態で、当該紫外線LEDモジュール(38)を上記ケーシング(32)内に組み付けている。 As shown in Figure 7, the length of the ultraviolet LED module (38) is slightly shorter than the length of the recess (33) so that the ultraviolet LED module (38) can be positioned within the recess (33). As shown in Figure 9, the ultraviolet LED module (38) is assembled into the casing (32) with the ultraviolet LED light source (41) side of the ultraviolet LED module (38) positioned opposite the recess (33) of the reactor (31) at a fixed distance.

上記の如く、リアクター(31)の両側に凹部(33)を形成するとともに、当該凹部(33)に対応する位置にそれぞれ紫外線LEDモジュール(38)を組付けて上記紫外線LED光源(41)をリアクター(31)中央部の両側に対向させて配置することにより、リアクター(31)を流通する被処理液にリアクター(31)の両側から光線を照射することが可能となる。よって、リアクターの凹部内を流通する被処理液に、当該リアクターの両側から紫外線を照射することができるため、上記被処理液中の菌を確実に不活化することが可能となる。尚、上記の如く構成した紫外線殺菌装置を用いた被処理液の殺菌方法については、上記実施例1と同様である。 As described above, by forming recesses (33) on both sides of the reactor (31) and assembling ultraviolet LED modules (38) at positions corresponding to the recesses (33) and arranging the ultraviolet LED light sources (41) facing each other on both sides of the center of the reactor (31), it is possible to irradiate the liquid to be treated flowing through the reactor (31) with light from both sides of the reactor (31). Therefore, the liquid to be treated flowing through the recess of the reactor can be irradiated with ultraviolet light from both sides of the reactor, making it possible to reliably inactivate bacteria in the liquid to be treated. The sterilization method for the liquid to be treated using the ultraviolet sterilization device configured as described above is the same as in Example 1 above.

1,31 リアクター
2,32 ケーシング
3,33 凹部
11,41 紫外線LED光源
12 反射板
14 紫外線
15,45 導入口
16,46 導出口


1, 31 Reactor 2, 32 Casing 3, 33 Recess 11, 41 UV LED light source 12 Reflector 14 UV light 15, 45 Inlet 16, 46 Outlet


Claims (2)

一端を被処理水の導入口とするとともに他端を当該被処理水の導出口とする筒状のリアクターと、当該リアクターを流通する被処理水に向けて紫外線を照射可能とする紫外線LED光源と、当該紫外線LED光源及び上記リアクターを収納するケーシングとを備えた紫外線殺菌装置において、上記リアクターは、一側を凹設して凹部を形成することにより上記リアクターの長さ方向中央部の断面形状を扁平形状とするとともに、当該凹部の対向位置に上記紫外線LED光源を、当該紫外線LED光源から上記リアクターの長さ方向中央部内に流通する上記被処理水に向けて、当該紫外線LED光源からの紫外線が上記リアクターの凹部内のすべての位置に照射されるよう上記凹部の範囲において当該紫外線の照射が途切れない配置間隔で、上記リアクターの長さ方向に複数配置したことを特徴とする紫外線殺菌装置。 This ultraviolet sterilization device comprises a cylindrical reactor having one end as an inlet for water to be treated and the other end as an outlet for the water to be treated, an ultraviolet LED light source capable of irradiating ultraviolet light toward the water to be treated flowing through the reactor, and a casing to house the ultraviolet LED light source and the reactor, wherein the reactor has one side recessed to form a recess so that the cross-sectional shape of the longitudinal center of the reactor is flattened, and a plurality of ultraviolet LED light sources are arranged opposite the recess in the longitudinal direction of the reactor at intervals such that ultraviolet light from the ultraviolet LED light source is irradiated from the ultraviolet LED light source to the water to be treated flowing within the longitudinal center of the reactor, and at intervals such that irradiation of ultraviolet light from the ultraviolet LED light source is uninterrupted within the range of the recess so that ultraviolet light is irradiated to all positions within the recess of the reactor . 一端を被処理水の導入口とするとともに他端を当該被処理水の導出口とする筒状のリアクターと、当該リアクターを流通する被処理水に向けて紫外線を照射可能とする紫外線LED光源と、当該紫外線LED光源及び上記リアクターを収納するケーシングとを備えた紫外線殺菌装置において、上記リアクターは、両側を各々凹設して凹部を形成することにより上記リアクターの長さ方向中央部の断面形状を扁平形状とするとともに、当該一対の凹部の対向位置に上記紫外線LED光源を、当該紫外線LED光源から上記リアクターの長さ方向中央部内に流通する上記被処理水に向けて、当該紫外線LED光源からの紫外線が上記リアクターの凹部内のすべての位置に照射されるよう上記凹部の範囲において当該紫外線の照射が途切れない配置間隔で、上記リアクターの長さ方向に複数配置したことを特徴とする紫外線殺菌装置。 This ultraviolet sterilization device comprises a cylindrical reactor having one end as an inlet for water to be treated and the other end as an outlet for the water to be treated, an ultraviolet LED light source capable of irradiating ultraviolet light toward the water to be treated flowing through the reactor, and a casing to house the ultraviolet LED light source and the reactor, wherein the reactor has a cross-sectional shape in the center of the longitudinal direction of the reactor flattened by forming recesses on both sides, and a plurality of ultraviolet LED light sources are arranged in the longitudinal direction of the reactor at opposing positions of the pair of recesses, with an interval such that irradiation of ultraviolet light from the ultraviolet LED light source is uninterrupted within the range of the recess so that ultraviolet light from the ultraviolet LED light source is irradiated from the ultraviolet LED light source to all positions within the recess of the reactor toward the water to be treated flowing within the center of the longitudinal direction of the reactor .
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