气体处理装置
阅读说明：本技术 气体处理装置 (Gas treatment device ) 是由 佐畠健一 重田浩平 于 2019-09-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种气体处理装置,通过采用供电线不暴露于因从放电灯放射的紫外线而产生的臭氧的结构,从而抑制供电线的劣化的促进。气体处理装置具备：壳体,包括：第一端部,具有构成进气口的第一开口区域；第二端部,配置于相对于第一端部沿第一方向分离的位置,并且具有构成排气口的第二开口区域；及主体部,在内侧形成有将第一开口区域与第二开口区域连通的中空部；放电灯,具有：管体,配置在中空部内并且呈沿第一方向延伸的形状；第一电极；及第二电极,所述放电灯通过向第一电极与第二电极之间施加电压而从管体放射紫外线；电源部,配置于壳体的外侧；及第一供电线和第二供电线,以在比主体部靠第一端部侧通过的方式布线,并将电源部与第一电极、第二电极分别电连接。(The invention provides a gas processing device, which adopts a structure that a power supply line is not exposed to ozone generated by ultraviolet rays emitted from a discharge lamp, thereby inhibiting the acceleration of the deterioration of the power supply line. The gas processing device is provided with: a housing, comprising: a first end portion having a first opening region constituting an air inlet; a second end portion arranged at a position separated from the first end portion in the first direction and having a second opening region constituting an exhaust port; and a main body part having a hollow part formed therein to communicate the first opening region with the second opening region; a discharge lamp includes: a pipe body disposed in the hollow portion and having a shape extending in a first direction; a first electrode; and a second electrode, the discharge lamp radiates ultraviolet rays from the tube by applying a voltage between the first electrode and the second electrode; a power supply unit disposed outside the housing; and a first power supply line and a second power supply line that are wired so as to pass through the main body portion on the first end side, and that electrically connect the power supply portion to the first electrode and the second electrode, respectively.)
技术领域
本发明涉及气体处理装置，尤其涉及利用通过向气体中的氧照射紫外线而产生的臭氧来进行气体处理的气体处理装置。
背景技术
含有规定浓度的臭氧的气体具有杀菌、除臭作用，被用于各种领域。作为生成这样的臭氧的方法，已知有使用紫外线光源的光化学反应。
但是，已知臭氧的反应性高，当构成气体处理装置的部件暴露于臭氧时，将促进氧化，致使部件的劣化、破损发展。因此，在下述专利文献1中公开了如下结构：为了不使臭氧向外侧泄漏，在收容有放电灯的管体的进气口和排气口分别配置电磁阀，并根据臭氧的浓度控制阀的开闭。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－101748号公报
发明内容
发明所要解决的课题
通过向处理对象气体所含的氧照射紫外线而产生的臭氧由于与处理对象气体所含的物质反应而被消耗。但是，未与处理对象气体所含的物质反应的一部分臭氧与气体处理装置内的部件接触，致使部件的劣化、破损发展。
如上述专利文献1所述那样，考虑如下结构：将放电灯收容于专用的壳体，隔离产生臭氧的空间来控制壳体的内侧和外侧的臭氧浓度，由此不使部件等暴露于高浓度的臭氧。但是，与放电灯电连接的供电线由于不能与放电灯分离，因此一部分暴露于高浓度的臭氧，无法避免劣化、破损的发展。
本发明鉴于上述课题，其目的在于提供一种气体处理装置，通过采用供电线不暴露于因从放电灯放射的紫外线而产生的臭氧的结构，来抑制供电线的劣化的促进。
用于解决课题的技术方案
本发明所涉及的气体处理装置对从进气口吸入的含有氧的处理对象气体照射紫外线后，从设置于与所述进气口不同的位置的排气口进行排气，其特征在于，具备：
壳体，包括：第一端部，具有构成所述进气口的第一开口区域；第二端部，配置于相对于所述第一端部沿第一方向分离的位置，并且具有构成所述排气口的第二开口区域；及主体部，在内侧形成有将所述第一开口区域与所述第二开口区域连通的中空部；
放电灯，具有：管体，配置在所述中空部内并且呈沿所述第一方向延伸的形状；第一电极；及第二电极，所述放电灯通过向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压而从所述管体放射所述紫外线；
电源部，配置于所述壳体的外侧；
第一供电线，以在比所述主体部靠所述第一端部侧通过的方式布线，并将所述电源部与所述第一电极电连接；及
第二供电线，以在比所述主体部靠所述第一端部侧通过的方式布线，并将所述电源部与所述第二电极电连接。
本发明的气体处理装置与排气管道等连结，一边从进气口取入流过来的处理对象气体，并使其朝向排气口流通，一边使处理对象气体与通过从放电灯放射的紫外线而产生的臭氧接触，由此进行处理。
臭氧通过向处理对象气体所含的氧照射从放电灯放射的紫外线而产生。当紫外线被照射到处理对象气体所含的氧时，下述(1)～(2)式的反应推进，生成臭氧。在(1)式中，O(1D)为激发态的氧原子，显示出高反应性。O(3P)是基态的氧原子。另外，在(1)式中，hν表示紫外线正在被吸收。由(1)式生成的O(3P)与处理对象气体所含的氧(O2)反应，按照式(2)生成臭氧(O3)。
O2+hν→O(1D)+O(3P)…(1)
O(3P)+O2→O3…(2)
第一开口区域是用于将处理对象气体从气体处理装置的外侧向中空部引导的开口区域。在中空部收容有放电灯，导入到中空部的处理对象气体利用通过从放电灯照射紫外线而产生的臭氧来进行处理。
第二开口区域是用于将由气体处理装置进行处理后的气体向处理对象气体的外侧引导的开口区域。在本发明的气体处理装置中，配置有第一开口区域的端部为第一端部，配置有第二开口区域的端部为第二端部。
如上所述，中空部是使臭氧与在第一开口区域取入到内侧的处理对象气体接触来进行处理的区域。即，处理对象气体从第一开口区域取入到气体处理装置的内侧，并通过中空部，从第二开口区域排出到气体处理装置的外侧。包括供处理对象气体流通的第一开口区域、中空部及第二开口区域的整体是主体部。
放电灯具备施加电压的第一电极和第二电极。第一电极和第二电极分别经由供电线(第一供电线、第二供电线)与配置于壳体的外侧的电源部电连接，通过从电源部向第一电极与第二电极之间施加电压，从而放电灯放射紫外线。
本发明的气体处理装置构成为，连接放电灯的第一电极与电源部的第一供电线和连接第二电极与电源部的第二供电线均通过配置有第一开口区域的第一端部侧，所述第一开口区域用于将处理对象气体从气体处理装置的外侧取入到气体处理装置的内侧。
如上所述，在主体部中流动的处理对象气体在第一开口区域被取入而朝向中空部，并从第二开口区域排出。即，在处理对象气体被取入到气体处理装置的内侧的期间，在中空部始终产生有从第一端部侧向第二端部侧的气流。因此，在中空部内产生且未与处理对象气体反应的臭氧几乎不朝向第一端部侧，而是朝向第二端部侧，并从第二开口区域排出。
因此，通过将第一供电线和第二供电线均以通过第一端部侧的方式布线，第一供电线和第二供电线不会暴露于在中空部中产生的臭氧，从而能够抑制第一供电线和第二供电线的劣化、破损的发展。
另外，在处理对象气体还含有不少水分。当向处理对象气体中的水分照射由放电灯放射的紫外线时，上述(1)式和下述(3)式的反应推进，还生成羟基自由基(·OH)。
O(1D)+H2O→·OH+·OH…(3)
以羟基自由基为代表的自由基生成物也与臭氧同样地反应性高，促进部件等的劣化、破损。但是，根据本发明的结构，在中空部中产生的自由基生成物也不朝向第一端部侧，而几乎全部朝向第二端部侧，并从第二开口区域排出。即，也能够抑制由自由基生成物引起的第一供电线和第二供电线的劣化、破损的发展。
所述第一开口区域也可以形成为随着朝向所述第二开口区域行进而变窄。
当第一开口区域形成为朝向第二开口区域而变窄时，流过来的处理对象气体在第一开口区域中一边被压缩一边被引导向中空部。一边被压缩一边向中空部行进的处理对象气体的相对于行进方向的压力变高，流速加快。因此，中空部内的气体以更强的压力被向第二端部侧挤出，在中空部内产生的臭氧、自由基生成物不易朝向第一端部，第一供电线和第二供电线暴露于臭氧、自由基生成物的风险进一步降低。
所述壳体也可以具备支承构件，该支承构件支承所述放电灯，并在所述第一端部侧形成有能够内设所述第一供电线和所述第二供电线的槽。
通过采用上述结构，即使在微量的臭氧从中空部流入到第一开口区域的情况下，第一供电线和第二供电线由于被内设于支承构件，因此也能够避免与臭氧直接接触的情况。
而且，放电灯在发光时向第一电极与第二电极之间施加高电压，从而在第一供电线与第二供电线之间产生有高电压差。此时，根据各个供电线的覆膜的原材料等，仅供电线彼此接触就有可能发生电流泄漏。因此，通过在支承构件构成能够独立地内设各个供电线的槽，也能够抑制电流泄漏。但是，在不会因供电线彼此的接触而发生电流泄漏的情况下，也可以形成能够一并收容各供电线的槽。
所述放电灯也可以形成为，在所述管体的外壁面上，所述第一电极与所述第二电极隔着所述管体相对，并配置成在朝向所述第一方向观察时，所述第一电极和所述第二电极相对的方向与相对于所述放电灯配置所述电源部的方向不平行。
通过采用上述结构，在第一开口区域内，在第一供电线和第二供电线中不易产生扭转，能够使供电线彼此不易接触。
所述放电灯也可以是填充有含有Xe的放电用气体的准分子灯。
准分子灯的特征在于，除了是照射用于产生臭氧的紫外线的灯以外，还能够在点亮后立即得到稳定的输出，即使在不需要时熄灭，也能够没有待机时间地再次工作。
即，通过将放电灯设为准分子灯，在处理对象气体不流动时，能够熄灭而成为不产生臭氧、自由基生成物的状态。另外，在再次工作时需要待机时间的情况下，在此期间产生的臭氧有可能向第一端部侧流入并与第一供电线和第二供电线接触，但如果是准分子灯，则不需要待机时间。
根据上述结构，通过适当控制电源部，能够防止在处理对象气体的流通停止的情况下等，产生不必要的臭氧、自由基生成物的情况，由此能够不使各供电线暴露于臭氧、自由基生成物。
上述气体处理装置也可以具备收容所述电源部的电源箱，
在形成于所述壳体的侧面的平面上，以与该平面接触的方式配置有所述电源箱的一个平面。
气体处理装置具备能够收容电源部的电源箱，电源箱的一个平面以与形成于壳体的侧面的平面接触的方式配置在该平面上，由此能够构成壳体和电源箱为一体式的气体处理装置。例如，如果使电源箱和壳体的接触面的形状一致而构成，作为整体构成为长方体形状，则在与管道的根数一致地配置多个同一气体处理装置的情况下，堆叠和排列变得容易，能够采用灵活的配置结构。
所述电源箱也可以具备冷却用进气口、冷却用排气口和冷却用风扇，
所述气体处理装置构成为，通过所述冷却用风扇工作而从所述冷却用进气口取入到所述电源箱内的与所述处理对象气体不同的外部气体在冷却所述电源部之后，从所述冷却用排气口排出。
通过采用上述结构，能够用外部空气而不是处理对象气体来冷却电源部。通过利用外部空气来冷却电源部，配置在电源箱内的电源部和供电线的一部分能够维持清洁的状态，而不是持续暴露于处理对象气体或处理完毕气体，由此能够抑制劣化、破损的发展。
发明效果
根据本发明，能够实现供电线不暴露于因从放电灯放射的紫外线而产生的臭氧，从而抑制供电线的劣化的促进的气体处理装置。
附图说明
图1是气体处理装置的一个实施方式的示意性的整体立体图。
图2是图1所示的气体处理装置的侧视的示意性的剖视图。
图3是朝向处理对象气体的行进方向，从第一端部侧观察图1的气体处理装置的主视图。
图4A是利用扁平管构造的放电灯的气体处理装置的侧视的示意性的剖视图。
图4B是利用扁平管构造的放电灯的气体处理装置的俯视的示意性的剖视图。
图4C是利用扁平管构造的放电灯的气体处理装置的主视的示意性的剖视图。
图5是气体处理装置的其他实施方式的侧视的示意性的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的气体处理装置进行说明。另外，以下的各附图均是示意性地图示的图，附图上的尺寸比和个数未必与实际的尺寸比和个数一致。
图1是气体处理装置的一个实施方式的示意性的整体立体图。本实施方式中的气体处理装置1层叠有供处理对象气体流通的壳体10和收容有电源部15的电源箱16，整体呈长方体形状。壳体10和电源箱16的构造的详细说明将后述。
图2是图1所示的气体处理装置1的侧视的示意性的剖视图。如图2所示，壳体10具备：包括中空部12b的主体部12；及位于主体部12的两端侧的第一端部12d和第二端部12e。第一端部12d具有与中空部12b连通的第一开口区域12a。第二端部12e在与第一开口区域12a相反的一侧的位置处具备与中空部12b连通的第二开口区域12c。在中空部12b的内部，以沿着主体部12的管轴的方式配置有放电灯11。
如图2所示，在电源箱16内配置有电源部15。放电灯11被电源部15施加电压而照射紫外线L1。处理对象气体G1在从气体处理装置1的外侧通过第一开口区域12a取入时，被引导向中空部12b。在中空部12b内流通过来的处理对象气体G1与通过从放电灯11照射紫外线L1而生成的臭氧、自由基生成物反应，处理对象气体G1所含的物质(处理对象物质)被处理。这样处理后的处理完毕气体G2从第二开口区域12c侧向气体处理装置1的外部排出。对于放电灯11的构造将后述。
而且，图2所示的气体处理装置1在第一端部12d和第二端部12e的位置处具备用于对配置在中空部12b内的放电灯11进行支承的支承构件13。
第一开口区域12a和第二开口区域12c均形成为随着朝向中空部12b行进而变窄。第一开口区域12a随着朝向第二开口区域12c行进而变窄，由此，在中空部12b中流通的处理对象气体G1的朝向行进方向的压力提高，处理对象气体G1的流速加快。因此，将通过从放电灯11放射的紫外线L1而产生的臭氧向第二开口区域12c侧挤出的效果提高。
假定气体处理装置1例如与建筑物的空调用管道、工厂的排气处理用管道直接连结而使用的情况。在该情况下，第一开口区域12a和第二开口区域12c在第一端部12d和第二端部12e处的开口直径优选以与空调管道的直径相同的尺寸构成，开口直径大多构成为约15cm。
中空部12b构成为，使构成放电灯11的管体21的外壁面与壳体10的该中空部12b处的内壁面之间的间隙尽可能缩窄，以使处理对象气体G1与臭氧接触。该间隙优选为约1cm左右。配置在中空部12b内的放电灯11、具体而言是管体21的直径或宽度以约3cm～5cm构成，壳体10的中空部12b的开口直径以约4cm～6cm构成。
另外，在本实施方式中，如上所述，电源部15收容于专用的电源箱16。该电源箱16以与构成壳体10的外壁面的平面接触的方式配置在该平面上。而且，电源箱16具备：用于取入用来对电源部15进行冷却的冷却风W1的冷却用进气口17a；用于排出冷却风W1的冷却用排气口17b；及用于输送冷却风W1的冷却用风扇18。在本实施方式中，冷却用风扇18配置于冷却用排气口17b，但也可以配置于冷却用进气口17a。
收容于电源箱16的电源部15被通过冷却用进气口17a所取入的外部气体冷却，因此，与电源部15被处理对象气体G1或处理完毕气体G2冷却的情况相比，能够长期保持更清洁的状态。
放电灯11与电源部15通过第一供电线14a和第二供电线14b而电连接。通过从电源部15向第一供电线14a与第二供电线14b之间施加电压，由此从放电灯11放射紫外线L1。
第一供电线14a和第二供电线14b均以通过第一端部12d侧的方式布线。关于这一点，还参照图3进行说明。图3是朝向放电灯11的管轴方向，从第一端部12d侧观察图1的气体处理装置1的主视图。如图3所示，在支承构件13形成有两条槽13a，独立地内设有各供电线(14a、14b)。由此，即使在中空部12b中产生的臭氧、自由基生成物流入到第一开口区域12a的情况下，也能够使其不易与供电线(14a、14b)接触。
另外，通过将各个供电线(14a、14b)独立地内设在槽13a内，能够使两者分离一定距离以上。由此，能够得到即使在点亮放电灯11时施加有高电压的情况下，也能够抑制在供电线(14a、14b)之间产生的漏电流这样的效果。供电线(14a、14b)在被施加高电压时，虽然也依赖于各供电线(14a、14b)的覆膜的原材料和厚度，但有时仅因两者接触就会产生漏电流。因此，优选使两条供电线(14a、14b)分离地进行布线，通过如上述那样利用槽13a进行布线，能够确保该分离距离。
另外，将供电线(14a、14b)内设于支承构件13的结构也可以是除了槽13a以外，还在支承构件13的内侧形成空洞，并在其中布线供电线(14a、14b)的结构。
如图2所示，放电灯11由在圆筒状的管体21内沿管轴延伸的圆筒状的第一电极22a和以网眼状覆盖管体21的外壁面的第二电极22b构成，管体21的内部填充有含有Xe的放电用气体。这里，第一电极22a和第二电极22b在第一端部12d侧分别与第一供电线14a和第二供电线14b电连接。
另外，放电灯11也可以是所谓的双层管构造的放电灯11。双层管构造的放电灯11是具有双层圆筒构造，并且在内管的内壁面配设有一个电极22a，在外管的外壁面配设有另一个电极22b而成的放电灯11。
而且，放电灯11也可以是所谓的扁平管构造的放电灯11。参照图4A、图4B及图4C对扁平管构造的放电灯11进行说明。图4A是利用扁平管构造的放电灯11的气体处理装置1的侧视的示意性的剖视图。图4B是利用扁平管构造的放电灯11的气体处理装置1的俯视的示意性的剖视图。如图4A所示，扁平管构造的放电灯11是如下的放电灯11：具有呈矩形管形状的管体21，并且在管体21的相对的一对外壁中的一个外壁设置电极22a，在另一个外壁设置电极22b，由此两个电极(22a、22b)分离设置。另外，如图4B所示，扁平管构造的放电灯11的两个电极(22a、22b)均构成为网眼状。
图4C是利用扁平管构造的放电灯11的气体处理装置1的主视的示意性的剖视图。如图4C所示，扁平管构造的放电灯11配置成，在从管体21的管轴方向观察时，第一电极22a和第二电极22b的相对方向41a与电源部15相对于放电灯11的配置方向41b正交。通过这样配置放电灯11，如图4B所示，各供电线(14a、14b)布线成相互分离，在第一供电线14a和第二供电线14b中不易产生扭转，能够使供电线(14a、14b)彼此不易接触，由此能够抑制供电线(14a、14b)间的电流泄漏。
在放电灯11是填充有含有Xe的放电用气体的准分子灯的情况下，图2～图4C所示的构造只不过是一例，并不限于该形状。另外，为了利用放电灯11放射的紫外线L1来产生臭氧，优选为短波长的紫外线L1，具体而言，优选为能够照射波长为200nm以下的紫外线L1的灯。
放电灯11与电源部15通过各供电线(14a、14b)而连接。在放电灯11内，供电线14a在第一开口区域12a侧与电极22a电连接，在放电灯11外，供电线14b在第一开口区域12a侧与电极22b电连接。从电源部15输出的电压通过供电线(14a、14b)施加到各电极(22a、22b)，由此放电灯11发光，对处理对象气体G1放射紫外线L1。
作为供电线(14a、14b)的覆膜原材料，具有聚氯乙烯、聚乙烯、特氟隆(注册商标)。聚氯乙烯、聚乙烯对这些臭氧、自由基生成物的耐性非常弱，如果暴露于高浓度的臭氧、自由基生成物，则会在短时间内发生劣化、破损。另外，特氟隆(注册商标)与聚氯乙烯和聚乙烯相比耐性较强，但即使轻微，劣化也会发展。
在放电灯11的附近，处理对象气体G1流通，在放电灯11放射紫外线L1的期间，始终持续产生臭氧、自由基生成物。并且，在中空部12b内产生的臭氧、自由基生成物被从上游流过来的处理对象气体G1向下游即第二开口区域12c侧冲走。
第一供电线14a和第二供电线14b布线于作为中空部12b的上游的第一开口区域12a侧，不会暴露于在中空部12b中产生的臭氧、自由基生成物，由此能够抑制由臭氧、自由基生成物引起的劣化、破损的发展。
[其他实施方式]
以下，对气体处理装置1的其他实施方式进行说明。
<1>图5是气体处理装置1的侧视的示意性的剖视图。如图5所示，也可以在第一开口区域12a或第二开口区域12c设置送风用风扇31，以使主体部12内的处理对象气体G1、处理完毕气体G2及在中空部12b产生的臭氧、自由基生成物始终朝向第二开口区域12c流动。
另外，当送风用风扇31配置于第二开口区域12c时，会暴露于在中空部12b内产生的臭氧、自由基生成物。因此，从防止送风用风扇31劣化的观点出发，优选在第一开口区域12a设置送风用风扇31。
<2>也可以在第一开口区域12a与中空部12b之间设置阀，以不使在中空部12b中产生的臭氧、自由基生成物向第一开口区域12a流动。
<3>上述气体处理装置1所具备的结构只不过是一例，本发明并不限定于图示的各结构。
例如，主体部12也可以从第一端部12d到第二端部12e为相同的开口直径。另外，供电线(14a、14b)也可以不内设于在支承构件13所形成的槽13a。
在图1和图2中，例示了电源箱16的一个面配置成与壳体10的面接触的情况，但两者也可以配置于分离的位置。而且，在图1和图2中，图示了电源部15配置在由电源箱16覆盖的空间内的情况，但电源部15也可以在壳体10的外侧的位置处露出。在该情况下，冷却用进气口17a、冷却用排气口17b及冷却用风扇18并不是必须的。
<4>在上述实施方式中，如图4C所示，在为扁平管构造的放电灯11的情况下，配置成在从管体21的管轴方向观察时，第一电极22a和第二电极22b的相对方向41a与电源部15相对于放电灯11的配置方向41b正交。但是，相对方向41a与配置方向41b所成的角度只要至少不平行即可，优选为60°以上且120°以下，更优选为70°以上且110°以下。通过将相对方向41a与配置方向41b所成的角度设计成处于该角度范围内，供电线(14a、14b)彼此不易扭转，容易布线成确保分离距离(绝缘距离)，由此能够抑制供电线(14a、14b)间的电流泄漏。从装置设计的观点出发，优选这样配置电源部15。
标号说明
1：气体处理装置
10：壳体
11：放电灯
12：主体部
12a：第一开口区域
12b：中空部
12c：第二开口区域
12d：第一端部
12e：第二端部
13：支承构件
14a：第一供电线
14b：第二供电线
15：电源部
16：电源箱
17a：冷却用进气口
17b：冷却用排气口
18：冷却用风扇
21：管体
22a：第一电极
22b：第二电极
31：送风用风扇
41a：相对方向
41b：配置方向
G1：处理对象气体
G2：处理完毕气体
L1：紫外线
W1：冷却风
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