JP2004025072A

JP2004025072A - 光照射装置

Info

Publication number: JP2004025072A
Application number: JP2002187010A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakatsuka; 中塚　豪
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】光照射ランプの交換が容易で、コネクターの破損を防止し得る光照射装置を提供する。
【解決手段】反応容器２内に光照射ランプ（例えば、紫外線照射ランプ）４を有する光照射装置であって、前記反応容器に着脱可能に設けられたフランジ３と、光照射ランプと接続するためのソケット部６とを備え、前記ソケット部がフランジに設けられた開口部に沿って光照射ランプの軸方向に摺動可能に構成されている光照射ランプ保持用のランプホルダ１を有する光照射装置。ランプホルダが、さらに、光照射ランプをその軸心が保護管（例えば、石英管）の軸心に一致するように保持するランプ保持具を備えるものであれば、より好ましい。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光照射装置に関し、特に、有機物を含有する廃水の処理や、用水の清浄化、あるいは純水の製造等において、有機物の分解、殺菌などに使用される光照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、管路を通過する流水の殺菌、あるいは流水中の有機物の分解等に紫外線を照射する方法が広く行われている。保護管に収納した紫外線照射ランプを前記管路内に配設するという比較的簡単な構成の装置を使用することにより、多大な効果が得られるからである。
【０００３】
例えば、特開平１０−３４１４２号公報には、入水口から出水口に向けて水が流れるジャケット内に、石英等の外管で保護した紫外線照射ランプを、前記ジャケット蓋に弾性シール管を介して取り付けた流水の紫外線殺菌装置が開示されており、特開平１０−４３０７３号公報には、この紫外線殺菌装置が入湯口から出湯口に向けて湯が流れるジャケット内に配備された浴槽湯の清浄化装置が記載されている。石英製の保護管内に収納した紫外線照射ランプをジャケット蓋に取り付ける際の水に対するシールをＯリングパッキンにより行うと、寸法精度の高い特注石英管を用いるか、所定の寸法精度を満たす石英管だけを選別して用いる必要があるが、弾性シール管を用いればシール効果が完全なので、一般に製造される石英管を使用することができ、製造コストを安くし得るとされている。
【０００４】
また、特開平９−５２０９３号公報には、保護管で保護した紫外線照射ランプを反応槽内に有する光照射装置であって、前記紫外線照射ランプを反応槽の一端から挿脱自在に設け、または更に保護管の外部表面を摺擦する摺擦具を保護管と一体に設けた有機物含有水処理用光照射装置が記載されている。この装置を用いれば、紫外線照射ランプを反応槽から容易に分離でき、その保護管の洗浄、あるいは保護管と一体に設けた摺擦具の交換を容易に行えるとしている。
【０００５】
ところで、これらの紫外線殺菌装置や光照射装置に使用されている紫外線照射ランプも含め、従来使用されている紫外線照射ランプは、直管タイプで、その両端に電極が設けられている。しかし、その使用に際しては、紫外線照射ランプの一方の端部で保持されている場合が多い。したがって、保持されていない側の電極から引き出された接続線は、保護管内を前記ランプに沿って保持されている側へ導かれ、そこでリード線に接続されることになる。
【０００６】
その結果、前記接続線は、紫外線照射ランプの使用中、常時強い紫外線を受けることとなり、接続線の被覆材が短期間で変質、劣化する。また、この接続線は紫外線照射ランプの間近でその全長にわたって連続して存在し、紫外線を遮って陰をつくるので、被処理水が受ける照射量が減少し、紫外線の殺菌作用、有機物分解作用が減殺されることになる。また、紫外線照射ランプの電力が接続線の線径に依存するので、電力の大容量化が妨げられる。
【０００７】
そこで、紫外線照射ランプの保持されていない側の接続線を前記のように保持されている側へ導くことをせず、リード線を紫外線殺菌装置や光照射装置の二個所（すなわち、紫外線照射ランプの両端にそれぞれ近い二個所）に取り付け、ランプの両端の電極から前記二個所に設けたそれぞれのリード線に接続できるように構成された光照射装置も使用されている。なお、この場合は、紫外線照射ランプは両端部で保持されるのが一般的である。
【０００８】
図２は、このような両端部保持型の光照射装置の一例の要部の構成を示す縦断面図である。ここでいう光照射装置とは、紫外線照射ランプもそのなかに含まれる光照射ランプを備える光照射装置をいう。
【０００９】
図２において、光照射ランプ４は保護管である石英管８内に収納されており、この石英管８が反応容器２内に配設されている。光照射ランプ４はその一方の端部に取り付けられたコネクター５の先端をランプホルダ１８のソケット部１９に設けられているレセプタクル１３に差し込むことによりソケット部１９に取り付けられているリード線２１に接続される。
【００１０】
ソケット部１９はランプホルダ１８のフランジ２０に固定されており、フランジ２０はねじ２２により反応容器２の端部に固定される。なお、符号１０は石英管８と反応容器２の外壁の間を通過する被処理水を排出するための排水口である。また、同図には示していないが、石英管８は反応容器２から取り外し可能に構成されており、水漏れに対するシールも完全に施されている。
【００１１】
このような構成を有する部分が光照射ランプ４の図示していない他方の端部にも設けられ、両端保持型の光照射装置の主要部が構成されている。被処理水は、前記他方の端部側において反応容器に設けられている給水口から供給され、反応容器２の外壁と石英管８の間の流路を通過して排水口１０から排出される間に、例えば紫外線照射を受けて殺菌され、あるいはそれに含まれる有機物等が分解される。
【００１２】
しかしながら、上記の図２に示した両端部保持型の光照射装置においては、以下に述べるように、光照射ランプが交換しにくく、また、光照射ランプのコネクターが破損しやすい、という問題がある。
【００１３】
図２において、光照射ランプ４をランプホルダ１８に取り付ける場合、同図に示した光照射ランプ４の一方の端部側のフランジ２０が反応容器２の端部に固定されていない状態で光照射ランプ４のコネクター５をソケット部１９のレセプタクル１３に差し込み、次いで、フランジ２０を反応容器２の端部にねじ止めする。続いて、光照射ランプ４の図示していない他方の端部側で、同様の手順で光照射ランプのコネクターをレセプタクルに差し込むのであるが、前記一方の端部側のコネクター５が既にレセプタクル１３に差し込まれ、拘束された状態になっている上に、石英管８の長さや、反応容器２の端部の位置が、光照射ランプ４がセットされた状態に合わせて定められているので、他方の端部でコネクターをレセプタクルに差し込むのは必ずしも容易ではない。
【００１４】
そのため、例えば、光照射ランプ４の他方の端部のコネクターの先端をレセプタクルにわずかに差し込んだ状態でフランジを反応容器の端部にねじ止めせざるを得ず、前記の差し込み状態が悪ければ無理な力がかかってコネクターが破損したりする。
【００１５】
一方、光照射ランプの取り外しの際は、片方のランプホルダのフランジを固定するねじをゆるめながら徐々に光照射ランプのコネクターをレセプタクルから外すのであるが、光照射ランプの使用中にコネクターとレセプタクルの接触の状態が固くなっている場合もあり、取り外しも容易とはいえない。また、取り外しの際、コネクターが破損する場合もある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光照射装置における上述した問題を解決するためになされたもので、光照射ランプの交換が容易で、コネクターの破損を防止し得る光照射装置を提供することにある。なお、前記の光照射装置および光照射ランプの「光」とは、可視光線に限られず、紫外線や赤外線を含む広い意味での「光」をいう。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、下記の光照射装置にある。
【００１８】
反応容器内に導入される被処理水に対し光照射を行う光照射ランプを前記反応容器内に有する光照射装置であって、前記反応容器に着脱可能に設けられたフランジと、前記光照射ランプに取り付けられたコネクターと接続するためのソケット部とを備える光照射ランプ保持用のランプホルダを有し、このランプホルダのソケット部がフランジに設けられた開口部に沿って光照射ランプの軸方向に摺動可能に構成されている光照射装置。
【００１９】
この光照射装置は、光照射ランプとして紫外線照射ランプを有するものであってもよい。
【００２０】
また、前記ランプホルダが、さらに、光照射ランプをその軸心が保護管の軸心に一致するように保持するランプ保持具を備えるものであれば、光照射ランプのランプホルダへの取り付けが一層容易になり、好ましい。なお、ここで、「光照射ランプの軸心」とは、光照射ランプの半径方向中心を、また「保護管の軸心」とは、保護管の半径方向中心を指す。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光照射装置について、図面に基づき詳細に説明する。
【００２２】
図３は、本発明の光照射装置の一例の主要部全体の概略構成を示す縦断面図である。
【００２３】
光照射装置は両端部保持型で、光照射ランプ４は保護管（図示した例では、石英管８を使用）に収納された状態で反応容器２内に配設されている。石英管８、反応容器２のいずれもＡ−Ａ矢視断面は円形で、光照射ランプ４と同心円をなしている。この例で示した光照射装置（主要部）は、全長が約１．８ｍ、反応容器２の外径が約１５０ｍｍ、石英管８の外径が約７０ｍｍであり、反応容器２はステンレス鋼製である。被処理水は給水口９から供給され、前記反応容器２の外壁と石英管８との間の流路を通過して排水口１０から排出される間に、光照射ランプ４から紫外線等の照射を受け、有機物分解などの処理が施される。なお、同図には示していないが、前記図２に示した従来の光照射装置の場合と同様に、石英管８は反応容器２から取り外し可能に構成されており、水漏れに対するシールも完全に施されている。
【００２４】
本発明の光照射装置は、反応容器２に着脱可能に設けられたフランジ３と、光照射ランプ４に取り付けられたコネクター５と接続するためのソケット部６とを備えた、光照射ランプを保持するためのランプホルダ１を有している。符号７は、外部電源に接続するためのリード線である。
【００２５】
図１は、本発明の光照射装置の一例の要部の構成を示す縦断面図で、図３に示した光照射装置のランプホルダの部分の詳細図である。同図に示すように、前記ソケット部６はフランジ３に設けられた開口部に沿って光照射ランプ４の軸方向（図中に示した矢印ａおよび矢印ｂの方向）に摺動可能に構成されている。前記の開口部は通常はフランジ３の中心部に設けられる。
【００２６】
光照射ランプ４として紫外線照射ランプを用いた場合等においては、石英管８内に酸素が含まれていると、紫外線の照射により強い酸化力をもつオゾン（Ｏ_３）が発生するので、通常は石英管８内を窒素雰囲気に保持する。したがって、前記のソケット部６が摺動する部分にガスケット１１を設ける等の方法により、石英管８内は気密に保たれる。フランジ３に設けられた開口部の表面とソケット部６の外面とを面シールで構成してもよく、摺動性、気密性がよいので好適である。
【００２７】
本発明の光照射装置への光照射ランプの取り付けは、以下のように行う。
【００２８】
先ず、光照射ランプ４を反応容器２へ挿入する。次いで、フランジ３が反応容器２の端部に固定されていない状態で、光照射装置の一方の側（図１に示した側）のランプホルダ１のソケット部６を矢印ａの方向へ摺動させ、フランジ３面よりも突出させる。ソケット部６にはストッパー１２ａが取り付けられており、ソケット部６はその位置で停止する。次に、光照射ランプ４のコネクター５をソケット部６のレセプタクル１３に差し込む。ソケット部６の先端が突出した状態になっているので、差し込みは容易に行える。
【００２９】
続いて、フランジ３を、その外周に近い部分でねじ１４により反応容器２の端部にねじ止めし、ソケット部６を矢印ｂの方向へ摺動させる。ソケット部６にはストッパー１２ｂが取り付けられているので、ソケット部６はその位置で停止し、光照射装置の一方の側の光照射ランプの取り付けが終了する。
【００３０】
次に、光照射装置の他方の側（図１には示していない側）について、前記一方の側の光照射ランプの取り付けの場合と同様に、フランジが反応容器の端部に固定されていない状態で、ランプホルダのソケット部を摺動させてフランジの内側の面よりも突出させ、ランプホルダのコネクターをソケット部のレセプタクルに差し込む。光照射ランプの一方の端部はいわば固定された状態にあるが、ソケット部の先端が突出した状態になっているので、差し込みは比較的容易に行える。
【００３１】
その後、フランジを反応容器の端部にねじ止めしていくと、石英管８の長さや反応容器２の端部の位置が、光照射ランプ４がセットされた状態に合わせて定められているので、前記突出させたソケット部は自然に逆方向（図１に示した側でいうと、矢印ｂの方向）に摺動し、光照射ランプのコネクターに無理な力をかけずに他方の側の光照射ランプの取り付けを行うことができる。
【００３２】
光照射ランプの取り外しは、上記の取り付けと逆の手順で行えばよい。すなわち、図１において、光照射装置の一方の側のフランジ３のねじ１４を徐々にゆるめ、反応容器２の端部からフランジ３を離していくと、ソケット部６は、レセプタクル１３に光照射ランプ４のコネクター５が差し込まれたままの状態で自然に図中に示した矢印ａの方向へ摺動する。ストッパー１２ａまで摺動させた状態でレセプタクル１３からコネクター５を外し、反応容器２の端部からフランジ３を取り外す。ソケット部の先端が突出した状態になっているので、取り外しは比較的容易である。
【００３３】
次に、光照射装置の他方の側についても、フランジのねじを徐々にゆるめていく。この場合は、光照射ランプの他端のコネクターは既にレセプタクルから外されているので、ソケット部をあらかじめ摺動させてその先端を突出させておき、フランジを反応容器の端部から取り外した後、レセプタクルからコネクターを外せばよい。フランジを反応容器の端部から取り外した後、ソケット部を摺動させてその先端を突出させ、レセプタクルからコネクターを外してもよい。
【００３４】
上記のように、本発明の光照射装置では、光照射ランプの交換を容易に行うことができる。その際、光照射ランプのコネクターに無理な力がかかることもなく、コネクターの破損を防止することができる。
【００３５】
なお、上記の説明は、光照射ランプが両端部で保持され、ほぼ水平に配置されている光照射装置についての説明であるが、光照射ランプがほぼ垂直に配置されている光照射装置であっても、同様に光照射ランプの交換を容易に行える。また、本発明の光照射装置は、光照射ランプが一方の端部で保持されるタイプの光照射装置であってもよい。この光照射装置は摺動可能なソケット部を備えるランプホルダを有しているので、光照射ランプの交換が一層容易になる。
【００３６】
本発明の光照射装置は、前記光照射ランプとして紫外線照射ランプを有するものであってもよい。従来、管路を通過する有機物の分解、殺菌を目的とする光照射ランプとしては、紫外線を照射するランプが用いられ、水銀灯、オゾン灯などが実用されているが、このような紫外線照射ランプの交換を容易に行うことができる。
【００３７】
以上述べたように、本発明の光照射装置は、光照射ランプを保持するランプホルダとして、フランジと、このフランジに設けられた開口部に沿って摺動可能に構成されたソケット部とを備えるランプホルダを有する点に特徴がある光照射装置である。
【００３８】
前記ランプホルダの材質は、図３または図１に示した例では、反応容器と同じステンレス鋼であるが、これに限定されない。光照射ランプとして紫外線照射ランプを用いる場合は、耐オゾン性が要求されるが、被処理水と直接接するわけではないので、金属その他の広範囲の材料のなかから適宜選択し得る。ただ、反応容器の主要な一部を構成するので、通常は反応容器と同材質のものを用いるのが好ましい。
【００３９】
また、前記ランプホルダが、上記の構成に加え、さらに、光照射ランプをその軸心が保護管の軸心に一致するように保持するランプ保持具を備えるものであれば、光照射ランプのランプホルダへの取り付けが一層容易になり、好ましい。
【００４０】
図４は、このようなランプ保持具の一例の構成を模式的に示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はその使用方法の説明図である。
【００４１】
図４（ａ）において、ランプ保持具（図示した例は、ステンレス鋼製のランプ保持具なので、以下「ランプ保持金具」という）１５は、中央部が挟み型をなす四角形に近い形状を有している。同図に破線で示すように、この中央部の挟み型部分は光照射ランプ４を保持するランプ保持部１６を、また、外側の四角形に近い形状の部分は石英管８に内接しており、前記保持された光照射ランプ４をその軸心（図中に符号Ｃを付した点）が石英管８の軸心に一致するように支えるランプ位置決め部１７を構成している。
【００４２】
このランプ保持金具１５は、図４（ｂ）に示すように、光照射ランプ４の端部に近い位置に取り付けられ、石英管８にランプ位置決め部を内接させた状態で使用される。すなわち、先に述べた光照射ランプの取り付けの際に、光照射ランプ４の端部に近い位置を図４（ａ）に示したように保持金具１５のランプ保持部１６で保持し、その保持した光照射ランプ４を、図４（ｂ）に示すように、あらかじめ石英管８内に収納しておく。このようにすれば、光照射ランプ４の軸心Ｃが石英管８の軸心に一致しており、また通常、ランプホルダはそのソケット部（レセプタクル）が石英管の軸心に位置するように構成されているので、光照射ランプ４のコネクター５をランプホルダのソケット部のレセプタクル（図示せず）に差し込む際、単に押し込むだけでよく、差し込みが極めて容易になる。
【００４３】
また、このランプ保持金具１５を、図４（ｂ）に破線で示したように、光照射ランプ４の中央部もしくはその近傍に取り付けておけば、長尺の光照射ランプを水平に配置して長期間にわたり使用しても、ランプ保持金具１５で光照射ランプ４の自重を支えることができるので、光照射ランプ４の両端のコネクターに過大な力が加わるのを防ぐことができるという効果も奏する。
【００４４】
図４に例示したランプ保持金具１５は、金属（ステンレス鋼）製の線材で構成された比較的簡素な保持具であるが、材質、形状のいずれもこれに限定されない。必要な強度を有し、また、光照射ランプとして紫外線照射ランプを用いる場合は、さらに耐オゾン性を有するものであれば、金属以外のものでも使用可能である。例えば、テフロン（登録商標）製であれば、これらの条件を満たす上に紫外線透過性があるので、好ましい。
【００４５】
ランプ保持具の形状は、図４（ａ）に例示したランプ保持部１６とランプ位置決め部１７を有する形状のものであれば、いずれも使用可能である。金属製であれば紫外線を遮るので、簡素で、必要な強度が損なわれない限り細いものが好ましい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の光照射装置を用いれば、光照射ランプの交換を容易に行うことができ、光照射装置のメンテナンス上極めて有効である。光照射ランプの取り付け、取り外しに際して、光照射ランプのコネクターに無理な力がかかることがないので、コネクターの破損を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光照射装置の一例の要部の構成を示す縦断面図である。
【図２】従来使用されている光照射装置の一例の要部の構成を示す縦断面図である。
【図３】図１に示した本発明の光照射装置の一例の主要部全体の概略構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明の光照射装置のランプホルダがその構成要素として備えることができるランプ保持具の一例の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はその使用方法の説明図である。
【符号の説明】
１：ランプホルダ
２：反応容器
３：フランジ
４：光照射ランプ
５：コネクター
６：ソケット部
７：リード線
８：石英管
９：給水口
１０：排水口
１１：ガスケット
１２ａ、１２ｂ：ストッパー
１３：レセプタクル
１４：ねじ
１５：ランプ保持金具
１６：ランプ保持具
１７：ランプ位置決め部
１８：ランプホルダ
１９：ソケット部
２０：フランジ
２１：リード線
２２：ねじ

Claims

反応容器内に導入される被処理水に対し光照射を行う光照射ランプを前記反応容器内に有する光照射装置であって、前記反応容器に着脱可能に設けられたフランジと、前記光照射ランプに取り付けられたコネクターと接続するためのソケット部とを備える光照射ランプ保持用のランプホルダを有し、このランプホルダのソケット部がフランジに設けられた開口部に沿って光照射ランプの軸方向に摺動可能に構成されていることを特徴とする光照射装置。
前記光照射ランプが紫外線照射ランプであることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
前記ランプホルダが、さらに、光照射ランプをその軸心が保護管の軸心に一致するように保持するランプ保持具を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射装置。