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技術 紫外線処理装置

出願人 株式会社日本フォトサイエンス
発明者 山越裕司石井新大原洋
出願日 2018年9月14日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-172906
公開日 2020年3月26日 (7ヶ月経過) 公開番号 2020-043919
状態 未査定
技術分野 消毒殺菌装置 物理的水処理
主要キーワード ファン構成 密閉タイプ 空冷用ファン ファン故障 回路機器 紫外線処理装置 制御盤内 作動期間
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

冷却性能の低下を招くことなく、冷却ファンフェールセール機能を実現する。

解決手段

処理対象物収納する容器と、処理対象物に紫外線照射する紫外線ランプと、紫外線ランプへの電力供給を制御する回路機器を収納した制御盤(20)とを備える紫外線処理装置において、制御盤(20)内の回路機器を冷却するために、該制御盤の筐体(21)に形成された1つの排気口(22)に2つのファン(F1,F2)を直列的に設置する。稼働時において、第1のファン(F1)を常時駆動し、該第1のファンによって排気される空気流非駆動状態の第2のファン(F2)を空回りさせて通過するように構成する。第1のファン(F1)の異常を検知する異常検知器(25)を備え、異常検知器により第1のファン(F1)の異常が検知されることに応じて、第2のファン(F2)を起動する。

概要

背景

半導体FPD(フラットパネルディスプレイ)の工場では、製品の製造工程で超純水を用いている。その超純水の水質項目生菌数TOC全有機体炭素)濃度がある。微生物不活化するための設備として紫外線殺菌装置が使用されており、TOC濃度を低減するための設備の一つとして低圧UV酸化装置が使用されている。これらの装置は円筒形反応容器内に254nm光あるいは185nm光の紫外線を発する低圧水銀ランプが1本もしくは複数本充填されている。このランプ容器内の被処理水に直接触れることがないように石英製のランプ保護管内に1本ずつ挿填されている。被処理水はこのランプ保護管の外側と反応容器の内側との間を紫外線に曝露されながら圧送されている。処理水中の微生物は、254nm光の紫外線に曝露されて不活化される。この不活化は一般的に殺菌とも表現されている。また185nm光の紫外線に曝露された処理水からOHラジカルが生成されて、OHラジカルが酸化剤となってTOCを酸化分解している。同時に、低圧水銀ランプからの185nm光と254nm光により、有機物直接分解している。同様の反応は波長300nm以下を発する光源紫外線ランプ)であれば低圧水銀ランプに限らず、中圧水銀ランプ高圧水銀ランプエキシマランプなどでも起こる。ランプ保護管の素材としては、石英、サファイアフッ素樹脂などが用いられている。下記特許文献1は、このような紫外線処理装置の一例を示す。

ところで、紫外線処理装置はランプへの通電を制御するための制御盤付属しており、そこに含まれる安定器発熱量が大であるため、空冷用ファンからなる冷却装置を設けることが必須となっている。その場合、フェールセーフのために、ファン故障したときにも冷却性能を確保できるように、二重ファン構成とすることが望まれる。しかし、2個のファンを排気口に並列的に設置したとすると、不都合が生じることが判った。排気口に並列的に設置した2個のファンのうち1つが故障により停止した場合、稼働しているファンの吸引力により、該故障したファンを通して排気口から逆方向に外気入り込み、その分、吸気口から取り入れられる空気量が減少し、制御盤内の冷却性能が低下することになる。

概要

冷却性能の低下を招くことなく、冷却ファンフェールセール機能を実現する。処理対象物収納する容器と、処理対象物に紫外線を照射する紫外線ランプと、紫外線ランプへの電力供給を制御する回路機器を収納した制御盤(20)とを備える紫外線処理装置において、制御盤(20)内の回路機器を冷却するために、該制御盤の筐体(21)に形成された1つの排気口(22)に2つのファン(F1,F2)を直列的に設置する。稼働時において、第1のファン(F1)を常時駆動し、該第1のファンによって排気される空気流非駆動状態の第2のファン(F2)を空回りさせて通過するように構成する。第1のファン(F1)の異常を検知する異常検知器(25)を備え、異常検知器により第1のファン(F1)の異常が検知されることに応じて、第2のファン(F2)を起動する。

目的

処理対象物が固体物の場合は、処理対象物を収納する容器とは、該処理対象の固体物を紫外線ランプ12から放射される紫外線に曝すための処理空間を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

処理対象物収納する容器と、前記処理対象物に紫外線照射する紫外線ランプと、前記紫外線ランプへの電力供給を制御する回路機器を収納した制御盤と、前記制御盤内の回路機器を冷却するために、該制御盤の筐体に形成された排気口に直列的に設置された2つのファンとを備える紫外線処理装置

請求項2

稼働時において、前記2つのファンのうち第1のファンが常時駆動され、該第1のファンによって排気される空気流非駆動状態の第2のファンを空回りさせて通過するように構成されている、請求項1の紫外線処理装置。

請求項3

前記第1のファンの異常を検知する異常検知器を備え、前記異常検知器により前記第1のファンの異常が検知されることに応じて、前記第2のファンが起動される、請求項2の紫外線処理装置。

請求項4

前記異常検知器は、通電時のファンの回転数所定閾値以下となったとき異常として検知するタイプのものであり、前記第2のファンについてはこのタイプの異常検知器が設けられない、請求項3の紫外線処理装置。

請求項5

異常が検知された前記第1のファンを交換するときに、前記第2のファンも一緒に交換するようにした、請求項4の紫外線処理装置。

請求項6

前記制御盤の筐体には1以上の吸気開口が形成されている、請求項1乃至5のいずれかの紫外線処理装置。

請求項7

前記制御盤の筐体には2以上の排気口が形成されており、排気口毎に少なくとも2つの前記ファンが直列的に配置されている、請求項1乃至6のいずれかの紫外線処理装置。

請求項8

前記処理対象物は液体である、請求項1乃至7のいずれかの紫外線処理装置。

技術分野

0001

本発明は、紫外線処理装置に関し、特に、紫外線処理装置に備わる制御機器冷却構造の改良に関する。

背景技術

0002

半導体FPD(フラットパネルディスプレイ)の工場では、製品の製造工程で超純水を用いている。その超純水の水質項目生菌数TOC全有機体炭素)濃度がある。微生物不活化するための設備として紫外線殺菌装置が使用されており、TOC濃度を低減するための設備の一つとして低圧UV酸化装置が使用されている。これらの装置は円筒形反応容器内に254nm光あるいは185nm光の紫外線を発する低圧水銀ランプが1本もしくは複数本充填されている。このランプ容器内の被処理水に直接触れることがないように石英製のランプ保護管内に1本ずつ挿填されている。被処理水はこのランプ保護管の外側と反応容器の内側との間を紫外線に曝露されながら圧送されている。処理水中の微生物は、254nm光の紫外線に曝露されて不活化される。この不活化は一般的に殺菌とも表現されている。また185nm光の紫外線に曝露された処理水からOHラジカルが生成されて、OHラジカルが酸化剤となってTOCを酸化分解している。同時に、低圧水銀ランプからの185nm光と254nm光により、有機物直接分解している。同様の反応は波長300nm以下を発する光源紫外線ランプ)であれば低圧水銀ランプに限らず、中圧水銀ランプ高圧水銀ランプエキシマランプなどでも起こる。ランプ保護管の素材としては、石英、サファイアフッ素樹脂などが用いられている。下記特許文献1は、このような紫外線処理装置の一例を示す。

0003

ところで、紫外線処理装置はランプへの通電を制御するための制御盤付属しており、そこに含まれる安定器発熱量が大であるため、空冷用ファンからなる冷却装置を設けることが必須となっている。その場合、フェールセーフのために、ファン故障したときにも冷却性能を確保できるように、二重ファン構成とすることが望まれる。しかし、2個のファンを排気口に並列的に設置したとすると、不都合が生じることが判った。排気口に並列的に設置した2個のファンのうち1つが故障により停止した場合、稼働しているファンの吸引力により、該故障したファンを通して排気口から逆方向に外気入り込み、その分、吸気口から取り入れられる空気量が減少し、制御盤内の冷却性能が低下することになる。

先行技術

0004

国際公開WO2016/143829

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、冷却性能の低下を招くことなく、フェールセール機能を発揮することができるよう、二重ファンの配置を工夫した紫外線処理装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明に係る紫外線処理装置は、処理対象物収納する容器と、前記処理対象物に紫外線を照射する紫外線ランプと、前記紫外線ランプへの電力供給を制御する回路機器を収納した制御盤と、前記制御盤内の回路機器を冷却するために、該制御盤の筐体に形成された排気口に直列的に設置された2つのファンとを備える。

0007

排気口において冷却用の2つのファンを直列的に設置するので、そのうち1台が故障した場合でも、該排気口の排気流の流れは変化せず、排気口から逆方向に外気が入り込むような現象が起こらない。従って、制御盤内の冷却性能の低下を可及的に抑止することができる。

0008

一実施例において、稼働時において、前記2つのファンのうち第1のファンが常時駆動され、該第1のファンによって排気される空気流非駆動状態の第2のファンを空回りさせて通過するように構成されるようになっていてよい。また、前記第1のファンの異常を検知する異常検知器を備え、前記異常検知器により前記第1のファンの異常が検知されることに応じて、前記第2のファンが起動されるようになっていてよい。

図面の簡単な説明

0009

本発明の一実施例に係る紫外線処理装置の外観を略示する斜視図。
図1における制御盤の冷却構造を示す概略図。
制御盤の冷却に関連するブロック図。

実施例

0010

図1は、一実施例に係る紫外線処理装置10の外観を略示する斜視図であり、一例として液体紫外線処理するものであり、例えば本明細書の冒頭で述べたような超純水処理を行うものである。容器11は、処理対象物としての液体を取り入れる取入口11aと、処理済の液体を排出する排出口11bとを有する密閉タイプ円筒形容器である。容器11の内部には1又は複数の紫外線ランプ12(図3)が設置され、内部を流れる液体(処理対象物)に紫外線を照射する。ランプ交換時等において、容器11の端部に設けられたキャップ11cを開けることにより、紫外線ランプ12にアクセスし、該ランプの脱着を行うことができる。

0011

容器11の外側の適宜の箇所(図示例では上部)に制御盤20が配置される。制御盤20は、紫外線ランプ12への通電を制御するための安定器24等の各種回路機器を筐体21内に収納している。制御盤20内で発熱する安定器24等を冷却するために、図2に示すように、制御盤20の筐体21に排気口22を形成し、該排気口22に2つのファンF1,F2を直列的に設置する。制御盤20の筐体21の適宜箇所には吸気開口23が形成される。排気口22に設置されたファンF1,F2の駆動に応じて、吸気開口23から筐体21の内部に外気が吸引され、図中矢印で略記するように、冷たい空気流が筐体21内を通る過程で、内部に収納された安定器24等回路機器を冷却し、暖気となった空気流が排気口22から排出される。勿論、このような空冷熱交換)の仕組みそれ自体は公知である。吸気開口23は、1カ所に限らず、内部の安定器24等回路機器を効率的に冷却しうるように、適宜複数箇所に形成してよい。

0012

本発明においては、1つの排気口22に2つのファンF1,F2を直列的に設置していることを特徴としている。一運用形態として、紫外線処理装置10の稼働時において、2つのファンF1,F2のうち第1のファン(たとえばF1)が常時駆動(電源オン)され、残りの第2のファン(たとえばF2)は非駆動状態(電源オフ)とされる。この場合、第1のファンF1の駆動に応じて排気口22から排気される空気流は、非駆動状態の第2のファンF2を空回り(連れ回り)させて通過する。常時駆動する第1のファンF1の排気能力は、筐体21内の安定器24等回路機器を冷却するのに必要十分な能力を持つものとする。

0013

追って述べるように、常時駆動する第1のファンF1が故障したとき、第2のファンF2を起動し、該第2のファンF2の排気パワーによって排気口22から空気流を排気し、もって、筐体21内の安定器24等回路機器の冷却能力を確保する。従って、第2のファンF2の排気能力は、前記第1のファンF1と同等であることが好ましい。しかし、本発明の実施にあたっては、必ずしも第1及び第2のファンF1、F2が同等の排気能力を持つものに限らず、適宜異なっていてもよい。すなわち、第2のファンF2の作動期間を、故障した第1のファンF1を交換するまでの一時的なリリーフ期間ととらえるならば、第2のファンF2は第1のファンF1よりも幾分低い排気能力のものであっても許容され得る。

0014

このように、フェールセーフ用に設けた2つのファンF1,F2が1つの排気口22において直列的に設置されるので、1台が故障した場合でも、もう1台が動いていれば、該排気口22における排気流の流れ方向は変化せず、該排気口22から逆方向に外気が入り込むような現象が起こらない。従って、2つのファンF1,F2を並列的に配置する場合に比べて、ファン故障時に制御盤20内の冷却性能が低下することを可及的に抑止することができる。

0015

図3は、制御盤20の冷却制御に関連するブロック図である。第1のファンF1は、通電時の該ファンの回転数所定閾値以下となったとき異常として検知する異常検知器25を付属している。ファン切換制御部26は、紫外線処理装置10の稼働時において、第1のファンF1を常時駆動(電源オン)し、第2のファンF2は非駆動状態(電源オフ)とするように各ファンの通電を制御する。異常検知器25により第1のファンF1の異常が検知されたとき、この異常検知信号に基づき、ファン切換制御部26は、第1のファンF1を電源オフとし、第2のファンF2を駆動状態(電源オン)とするよう自動的に制御する。これにより、常時駆動する第1のファンF1が故障したとき、自動的に第2のファンF2を起動し、該第2のファンF2の排気パワーによって排気口22から空気流を排気し、もって、筐体21内の安定器24等回路機器の冷却能力を確保することができ、フェールセーフ機能を達成する。

0016

なお、第2のファンF2には、それに付属して、前記異常検知器25のような異常検知器を必ずしも設けなくてもよい。もし単純な回転数低下検出器からなる異常検知器を第2のファンF2に設けたとすると、通常稼働時に電源オフされている第2のファンF2が低回転数で連れ回りするとき、これを回転数低下異常として検知してしまう可能性があるので、むしろ第2のファンF2には異常検知器を設けない方が好都合である。しかし、そうすると、第2のファンF2の異常が検知できないので、故障した第1のファンF1を交換するときに、異常が生じていない第2のファンF2も一緒新品に交換する、という運用をすることが考えられる。

0017

上記実施例では、制御盤20の筐体21には排気口22が1つしか示されていないが、これに限らず、2以上の排気口22を筐体21に設けてもよい。その場合、排気口毎に2つのファンF1,F2を直列的に配置するとよい。しかし、それに限らず、少なくとも1つの排気口22において2つのファンF1,F2を直列的に配置すればよい。

0018

また、1つの排気口22において3以上のファンF1,F2,・・・を直列的に配置してもよい。その場合の各ファンの電源オン・オフの運用は、紫外線処理装置10の稼働時において、1又は2以上のファン(第1のファン)を常時駆動(電源オン)し、残りのファン(第2のファン)は非駆動状態(電源オフ)とすればよい。

0019

本発明に係る紫外線処理装置において、処理対象物を収納する容器は、上記のような密閉型の容器10に限らず、上方が外部空間に接するような開放型の容器であってもよい。また、処理対象物は、水その他の液体に限らず、固体物であってもよい。処理対象物が固体物の場合は、処理対象物を収納する容器とは、該処理対象の固体物を紫外線ランプ12から放射される紫外線に曝すための処理空間を提供する処理容器若しくは処理室である。

0020

10紫外線処理装置
11容器
12紫外線ランプ
20制御盤
21筐体
22排気口
23吸気開口
24安定器
25異常検知器
26ファン切換制御部
F1,F2 ファン

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