自作 UV殺菌灯 装置


目次殺菌灯
1 殺菌灯について
2 実験の目的
3 部品調達
4 実験準備
5 実験結果 
 1.殺菌灯って?
 日光消毒は、太陽光に含まれる紫外線による殺菌方法で。この紫外線による殺菌作用を人工的に作ったものが殺菌灯です。

(1)殺菌灯とは
 殺菌灯に使用される紫外線ランプの紫外線は、生体に直接照射すると皮膚が紫外線焼けして、ボロボロになります(いわゆる日焼け)
 紫外線には、UV−A、UV−B、UV−Cなどがありますが、波長のピークはUV−Cの253.7nmにあって、ほとんどのメーカーは、この波長をピークにしたランプを使用しています。このため紫外線の波長には各メーカー大差はないですが、ランプに使っているガラスの質に差があります。大きく別けると以下の2種類になります。

 ・GLランプ(紫外線透過ガラス)
  
 寿命は約3000〜4000時間

 ・石英ランプ(石英ガラス)
  
 寿命は約7000〜8000時間

 上記のようにランプの寿命で差がでますが、ここで言うランプ
寿命とは、ランプが切れる寿命ではなく、紫外線の透過率が新品時の60%以下になった時のことです。

(2)殺菌灯の効果
@病気予防(寄生虫・ウィルス・細菌)
 細菌・ウィルス等は、細胞内の核酸に紫外線を照射されるとDNAが破壊され複製機能を失い、更に照射量が多くなると原形質が破壊されて死滅します。
A使用場所
空気清浄機、理髪店でハサミの殺菌、窓付きICの初期化、24時間風呂の殺菌、熱帯魚の水の殺菌、様々な所で利用されています。
<補足:紫外線による分解>
 屋外に放置された物質は、太陽光の紫外線によって、時間の経過と供に変色してひび割れてきます。これは、紫外線が放置された物質の表面を破壊して(紫外線焼け)、さらに波長の短い紫外線は、物質の内部まで浸透して破壊するからです。この時、紫外線を吸収している部分では「光化学反応」が起きて物質を分子レベルで分解しています。
 
有機物は、紫外線を吸収すると光化学反応を起こし、無機物へ分解され、姿を変えます。紫外線は、波長が短いほどエネルギーが高くなり、100〜400nmの紫外線では286〜72Kcal/molのエネルギーを持っています。これに対して、分子のほとんどが、約50〜150Kcal/molのエネルギーで結合しています。例えば、83Kcal/molの結合エネルギーを持つ炭素⇔炭素結合は、紫外線のエネルギーの方が炭素⇔炭素結合エネルギーより大きいことになりますから、結合した分子に紫外線が吸収されると、結合の切断を行う光化学反応を起して、結合した分子が分解されます。
2.実験目的
紫外線ランプは様々な場所で使われております例えば、空気清浄機、24時間風呂の殺菌、熱帯魚の水の殺菌、病院や歯医者さんなどは、医療機器の殺菌など身近な場所で使われております。今回は紫外線の殺菌能力や水中出の殺菌効果を検証したいと思います
3.部品調達
殺菌灯UVランプ
殺菌灯今回の主役
直管20W殺菌灯
電源入れるとこれが青白く光って紫外線を照射し殺菌します
ネジ付ソケット
ネジ付ソケット意外とこれが無いと進まない
水道の樹脂管と樹脂管と繋ぐ部品
メーカーによって微妙に大きさが違い今回の殺菌灯計画に当てはまる部品を探すのに苦労しました
太くても細くても水漏れして使えない
塩ビパイプ
塩ビ パイプ塩ビパイプを空気用なら太く、水用なら細く、水用の細くの理由は紫外線は水の中では遠くまで届きません管を細くして殺菌灯の近くを水が通過するように製作するのが効率が良いです、後は用途に合わせて太くしてもいいし細くしてもいいと思います
照明器具
照明器具殺菌灯の電源部
これが無いと殺菌灯が光らない
私のがらくた箱から拾ってきた
今回インバーター制御ですがトランス方式で十分です
トランス式なら3000円もあれば買える、安価で長持ちしますよ

4.実験準備
大きく分けて3つに分かれます
殺菌灯 ケース 照明器具1殺菌灯
紫外線を作る蛍光ランプ
2殺菌灯が入る筒
塩ビ管で作成したオリジナル容器
3インバーター電源(照明器具)

蛍光灯に電気を送る電源装置
まずのこぎりでいらない部分を切り取ります
上で切断した部品を
本来パイプの端にキャップをして水漏れを防ぐエンドキャップに自作ソケットが入るまで精密に穴を空けます、開いた穴の中にソケットを差し込み、接着接合します、素人が作ると隙間が大きすぎてコーキングなどで防水措置をとりますが、プロが作る場合接着接合で水漏れしません
出来上がるとこんな感じ
筒に殺菌灯を入れネジを締めるとゴムパッキンが締め付けられ殺菌灯と塩ビ菅の隙間が密閉され水漏れがおきませんつまり水を通せば水を殺菌できます
水や空気の入口と出口

殺菌灯に水や空気が当り出てくる出入り口
菅が丸く水の出入り口にソケットを接続すると異形のため水漏れしますそこで接続口は百裂肉球拳で平らに凹ましてありますので
水を通過させる場合パッキンで締め上げ水漏れ防止、空気の場合ソケットを外して穴を大きくして通気量を増やします

 5.実験結果
 完成
今回水も殺菌できるように完全密閉型で作りました、ポンプでかなり加圧しても水漏れしません、工夫した点は殺菌灯の電極に半田付けの素人が多いですが殺菌灯取り換え時、半田を外すのめんどくさいので、照明器具を加工して取り換えがワンタッチでできるようにしました

次に飲料水用水道工事に使う部品ばかりなので(接着材は水道工事用、素人が使いそうな穴埋めにコーキングやボンドなど一切使いません、飲料水用パッキンで水漏れは防ぎます)飲料水に使っても安全なレベル。

実際使ってみるのですが空気を通しても汚れが綺麗になっていくのが目に見えてわかる分けでもないですし、家庭の水は市水道なので殺菌しなくても塩素で殺菌しているので綺麗な水です、何かの加減で水道水に紛れ込んだ塩素消毒で死滅しないクリプトスポりジウムを殺菌できますが確立が低いので必要ありません、熱帯魚を育てている方は水槽のコケが少なくなったり水の透明感が増すらしいです、ビルの屋上にあるクーリングタワーにレジオネラ菌が繁殖する場合があるらしいので、設置すると有効かも知れませんね、今後実験で色々試したいと思います。レポートをお待ちください。
殺菌灯
 電気を入れ筒の中をのぞくと青白く綺麗な色で光てます
警告
このページの情報を元にして生じた損害について当方は一切関知しません。
電気や紫外線を使いとても危険です真似など絶対しないでください。
この回路の製作・使用等によっての不具合・傷害等については責任はとれません。
アイカワ犬
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