JP2004066045A

JP2004066045A - 紫外線照射装置

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Publication number: JP2004066045A
Application number: JP2002225915A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Shirashima; 白島　一芳; Nobuyuki Fukumoto; 福本　延幸; Toshio Nakamura; 中村　敏夫; Toshiaki Inaba; 稲葉　俊明
Original assignee: Chiyoda Kohan Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Kohan Co Ltd
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率を向上しながら装置を小型化できる紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】紫外線ランプ３と、この紫外線ランプ３との間に空間を有してこの紫外線ランプ３を筒状に取り囲む紫外線透過性の材料で形成された被照射流体の流路５とを備え、この被照射流体の流路５が、螺旋状に巻かれた管で形成されている構成とする。これにより、紫外線ランプから放射された紫外線は、一部が螺旋状に巻かれた管内の被照射流体に直接吸収され、残りは螺旋状に巻かれた管同士の間またはこの管と紫外線ランプとの間で反射を繰り返す。そして、このような反射を繰り返すうちに紫外線は、螺旋状に巻かれた管内の被照射流体に吸収されて行く。このため、被照射流体に照射されずに無駄になる紫外線を低減でき、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率を向上できる。さらに、螺旋状に巻かれた管で形成された筒状の被照射流体の流路内に紫外線ランプが位置しているため、装置を小型化できる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線照射装置に係り、特に、流体に紫外線を照射するための紫外線照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体に紫外線を照射するための紫外線照射装置は、特開平７−２０４６３９号公報などに開示されているような内照式の紫外線照射装置と、特開平１０−３０９５６９号公報などに開示されているような外照式の紫外線照射装置とに大別される。内照式の紫外線照射装置は、紫外線を照射される被照射流体が通流または収容された流路または槽内に紫外線透過性の管に挿入した紫外線ランプが設置されており、被照射流体の流路または槽の内側から被照射流体に紫外線を照射するものである。一方、外照式の紫外線照射装置は、紫外線透過性の材料で形成された直管状の被照射流体の流路を囲んで、この被照射流体の流路の延在方向に沿って延在する複数の紫外線ランプが間隔をおいて設置されているものである。つまり、外照式の紫外線照射装置は、被照射流体が通流する被照射流体の流路の外側から被照射流体に紫外線を照射するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内照式の紫外線照射装置では、紫外線ランプから放射され、被照射流体を透過して被照射流体の流路を画成する壁の内面に達した紫外線は、その壁の内面に吸収されてしまい無駄になってしまうため、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率に問題がある。
【０００４】
一方、外照式の紫外線照射装置では、複数の紫外線ランプから放射された紫外線が全て被照射流体に照射されない。このため、このような被照射流体に照射されない紫外線を反射するのに、複数の紫外線ランプを取り囲むように反射板を設けている。このように外照式の紫外線照射装置では、反射板を設けることにより、複数の紫外線ランプから放射された紫外線が、できるだけ被照射流体に照射されるようにしている。しかし、外照式の紫外線照射装置でも、内照式の紫外線照射装置と同様に、反射板などに吸収されて無駄になる紫外線があり、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率に問題がある。さらに、外照式の紫外線照射装置では、直管状の被照射流体の流路を囲んで被照射流体の流路と同方向に延在する複数の紫外線ランプを、被照射流体の流路にできるだけ均等に紫外線を照射できるよう被照射流体の流路周囲に設ける必要がある。加えて、必要とされる紫外線照射量によって被照射流体の流路の長さや径などが決まってしまう。したがって、外照式の紫外線照射装置では、装置を小型化するのが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率を向上しながら装置を小型化することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の紫外線照射装置は、紫外線ランプと、この紫外線ランプとの間に空間を有してこの紫外線ランプを筒状に取り囲む紫外線透過性の材料で形成された被照射流体の流路とを備え、この被照射流体の流路が、螺旋状に巻かれた管で形成されている構成とすることにより上記課題を解決する。
【０００７】
このような構成とすれば、螺旋状に巻かれた管で形成された被照射流体の流路が紫外線ランプを筒状に取り囲んでいるため、紫外線ランプから放射された紫外線は、一部が螺旋状に巻かれた管内の被照射流体に直接吸収され、残りは螺旋状に巻かれた管同士の間またはこの管と紫外線ランプとの間で反射を繰り返す。そして、このような反射を繰り返すうちに紫外線は、螺旋状に巻かれた管内の被照射流体に吸収されて行く。このように、紫外線ランプから放射された紫外線は、一部が螺旋状に巻かれた管内の被照射流体に直接吸収され、残りが螺旋状に巻かれた管での反射を繰り返しながら螺旋状に巻かれた管内の被照射流体に吸収されてしまう。このため、被照射流体に照射されずに無駄になる紫外線を低減でき、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率を向上できる。さらに、紫外線の利用効率を向上できることにより紫外線照効率が向上して装置を小型化できる。加えて、螺旋状に巻かれた管で形成された筒状の被照射流体の流路内に紫外線ランプが位置しているため、より少ない本数の紫外線ランプで被照射流体の流路に均等に紫外線を照射でき、また、被照射流体の流路が螺旋状に巻いた管となっていることにより、必要な紫外線照射量を得るために必要な被照射流体の流路の大きさが、直管状の被照射流体の流路に比べて小さくなる。したがって、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率を向上しながら装置を小型化できる。
【０００８】
また、紫外線透過性の材料が、ポリテトラフルオロエチレンである構成とすれば、紫外線の反射率を他の紫外線透過性の材料に比べて高くでき、螺旋状に巻かれた管で形成された筒状の被照射流体の流路の外側に通り抜けて無駄になる紫外線を低減し、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率をより向上できるので好ましい。
【０００９】
さらに、被照射流体の流路を取り囲む筐体を備え、この筐体は、内側の面が紫外線を反射する反射面となっている構成とすれば、螺旋状に巻かれた管で形成された被照射流体の流路の外側に通り抜けてきた紫外線を螺旋状に巻かれた管で形成された被照射流体の流路に向けて反射させることにより、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率をより向上できるので好ましい。
【００１０】
また、筐体は、この筐体に設けられた吸気口部からこの筐体内に気体を流入させ、この筐体に設けられた排気口部から該筐体外に気体を流出させて、この筐体内に気体を通流させる通気手段を有する構成とする。このような構成とすれば、筐体を設けた場合、筐体内を冷却し、紫外線ランプからの発熱による筐体内の温度上昇を抑えることができるので好ましい。
【００１１】
さらに、筐体に設けられた吸気口部と排気口部とに、各々、紫外線ランプから放射された紫外線を筐体内に反射する反射板を設けた構成とする。このような構成とすれば、螺旋状に巻かれた管で形成された被照射流体の流路の外側に通り抜けてきた紫外線が吸気口部や排気口部から筐体外部に出て無駄になるのを防ぐことができるので好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる紫外線照射装置の一実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる紫外線照射装置の概略構成及び動作を示す側面側から見た断面図である。図２は、本発明を適用してなる紫外線照射装置の概略構成及び動作を示す平面図である。図３は、被照射流体管による紫外線の反射の状態を説明する紫外線照射装置の横断面図である。図４は、被照射流体管による紫外線の反射の状態を説明する紫外線ランプと被照射流体管の一部を拡大して示すの縦断面図である。
【００１３】
本実施形態の紫外線照射装置１は、図１及び図２に示すように、紫外線ランプ３の周囲を被照射流体の流路となる螺旋状に巻いた被照射流体管５で覆ったものであり、紫外線ランプ３と被照射流体管５とは、筐体７内に収容されている。紫外線ランプ３は、直管状の管球であり、一端側に図示していない口金などの接続部を有している。被照射流体管５は、紫外線透過性の材料であるポリテトラフルオロエチレン製つまりテフロン（登録商標）製の管であり、できるだけ隙間無く螺旋状に巻かれており、全体が円筒状に形成されている。被照射流体管５の一端部には、被照射流体の被照射流体管５内への流入口となると共に、図示していない被照射流体を被照射流体管５内へ供給する管路との連結部となる流入口側連結部９が、被照射流体管５の他端部には、被照射流体の被照射流体管５内からの流出口となると共に、図示していない被照射流体を被照射流体管５内から導出する管路との連結部となる流出口側連結部１１が設けられている。
【００１４】
被照射流体管５は、筐体７内に縦方向に向けて、つまり螺旋状に巻かれた被照射流体管５からなる筒の両端を上下方向に向けて設置されており、さらに、被照射流体管５の流入口側連結部９を筐体７の底部側に、被照射流体管５の流出口側連結部１１を筐体７の上部側に位置させて設置されている。被照射流体管５の流入口側連結部９と流出口側連結部１１とは、共に筐体７の同じ側壁を貫通して筐体７の外側に突出した状態となっている。紫外線ランプ３は、被照射流体管５からなる筒の中心軸に対応する筐体７の底面部分に設置されたソケット部１３に連結されている。したがって、紫外線ランプ３は、被照射流体管５からなる筒の中心軸部分に、被照射流体管５からなる筒の中心軸に沿う方向に延在した状態で、被照射流体管５からなる筒の内面との間に空間を有した状態で設置されている。なお、本実施形態では、ソケット部１３には２本の紫外線ランプ３が連結されている。また、ソケット部１３は、図示していない配線を介して、紫外線ランプ３の点灯を制御する図示していない制御部に電気的に接続されている。
【００１５】
筐体７は、内表面がアルミ板などのできるだけ紫外線の反射効率が高い材料がで覆われている。なお、筐体７の内表面は、紫外線を反射できれば、アルミ板などを貼り付けることに限らず、紫外線を反射できればメッキや研磨などにより加工することもできる。さらに、筐体７は、上面と底面に、各々、被照射流体管５からなる筒の径に対応する大きさの開口部が設けられている。そして、筐体７の上面側の開口部には、筐体７内の空気を吸引するファン１５が筐体７の外側から取り付けられている。したがって、筐体７の底面側の開口部が、筐体７内に空気を流入させる吸気口部１７となり、筐体７の上面側の開口部が、筐体７内の空気を流出させる排気口部１９となる。このように、ファン１５、吸気口部１７、そして排気口部１９は、筐体７内に、空気などの筐体７の周囲の雰囲気を通流させる通気手段を構成している。
【００１６】
また、筐体７の吸気口部１７に対応する位置には、吸気口部１７に対応する大きさで、支持部材２１を介して筐体７に固定された紫外線を反射する反射板２３が設けられている。反射板２３は、筐体７の底の外側から筐体７に取り付けられており、支持部材２１の厚みによって筐体７との間に隙間が形成されている。同様に、筐体７の排気口部１９に対応する位置には、排気口部１９に対応する大きさで、支持部材２５を介して筐体７に固定された紫外線を反射する反射板２７が設けられている。反射板２７は、反射板２３と異なり、筐体７の上面の内側から筐体７に取り付けられており、支持部材２５の厚みによって筐体７との間に隙間が形成されている。
【００１７】
このような構成の紫外線照射装置の動作と本発明の特徴部について説明する。なお、ここでは、被照射流体が水であり、この水に紫外線を照射することで、この水に含まれている微生物の殺滅などを行う場合を一例として説明する。また、図１及び図２では、実線の矢印が水の流れの方向を、破線の矢印が空気の流れの方向を示しており、図３及び図４では、実線の矢印が紫外線ランプ３から放射された紫外線を、破線の矢印が被照射流体管５の間、または、被照射流体管５と紫外線ランプ３との間で反射している紫外線を示している。
【００１８】
紫外線照射装置１の紫外線ランプ３が点灯している状態で、紫外線照射前の水つまり原水は、紫外線照射装置１の流入口側連結部９に連結された図示していない原水を供給する管路から被照射流体管５内に流入する。被照射流体管５内に流入した原水は、螺旋状に巻かれた被照射流体管５内を流出口側連結部１１に向けて通流する間、紫外線ランプ３から紫外線の照射を受ける。このとき、紫外線ランプ３の周囲を覆う被照射流体管５に照射された紫外線の一部は、被照射流体管５内を通流する原水に直接照射されて吸収される。一方、残りの紫外線は、図３及び図４に示すように、被照射流体管５で反射する。被照射流体管５で反射した紫外線は、被照射流体管５に照射されるか、または、一旦、紫外線ランプ３に反射して被照射流体管５に照射される。被照射流体管５または紫外線ランプ３で反射して被照射流体管５に照射された紫外線は、再び一部が被照射流体管５内を通流する原水に吸収され、残りは被照射流体管５で反射する。
【００１９】
すなわち、紫外線ランプ３から放射された紫外線は、一部が被照射流体管５に直接吸収され、残りが被照射流体管５間、または被照射流体管５と紫外線ランプ３との間で相互反射を繰り返しながら被照射流体管５内を通流する原水に照射されて吸収される。このため、被照射流体管５内を通流する原水への紫外線の入射エネルギーは、被照射流体管５内を通流する原水に直接吸収された紫外線の入射エネルギーと、被照射流体管５間、または被照射流体管５と紫外線ランプ３との間で相互反射を繰り返しながら被照射流体管５内を通流する原水に吸収された紫外線の入射エネルギーとを加算したものとなる。
【００２０】
また、被照射流体管５を透過して、被照射流体管５からなる筒の外側に通り抜けた紫外線は、筐体７の内面である反射面で反射され、被照射流体管５に照射され、一部が被照射流体管５内を通流する原水に吸収され、被照射流体管５と筐体７の反射面との間で相互反射を繰り返しながら、被照射流体管５内を通流する原水に吸収されて行く。さらに、紫外線ランプ３から放射されて被照射流体管５からなる筒の下端部と上端部へ向かう紫外線は、各々、反射板２３、２７で反射され、被照射流体管５からなる筒内に戻され、被照射流体管５と反射板２３、２７との間、被照射流体管５間などで相互反射を繰り返しながら、被照射流体管５内を通流する原水に吸収されて行く。
【００２１】
このように、原水は、図１に示すように、螺旋状に巻かれた被照射流体管５内を下方から上方に向けて通流する間に、十分な時間の間、紫外線ランプ３から放射された紫外線の照射を受けることで処理される。そして、紫外線の照射処理をされた水つまり処理水は、紫外線照射装置１の流出口側連結部１１に連結された図示していない処理水を導出する管路から被照射流体管５外に流出する。なお、紫外線照射装置１の紫外線ランプ３が点灯している間、つまり紫外線照射装置１が作動している間、ファン１５が駆動されている。このため、反射板２３と筐体７との隙間から筐体７の吸気口部１７を介して筐体７内に空気が流入し、反射板２５と筐体７との隙間から筐体７の排気口部１９を介して筐体７外に筐体７内の空気が流出する。このように筐体７に空気が通流されることにより、紫外線照射装置１が作動している間に、被照射流体管５内の原水を冷却し、被照射流体管５内の原水の流量が低い場合や、滞留している場合に原水の温度が上昇するのを防いでいる。
【００２２】
ここで、被照射流体管５を形成する材料による紫外線の利用効率を比較するため、枯草菌芽胞体の殺菌試験を行った結果を表１に示す。本試験では、本実施形態の紫外線照射装置１と同様に紫外線ランプ３と螺旋状に巻いた被照射流体管５を設置しているが、筐体の内面は紫外線を反射する反射面としていない構成で試験を行った。また、本試験では、本実施形態のポリテトラフルオロエチレン製の被照射流体管５と、石英ガラス製の被照射流体管とを用いて、被照射流体管内の原水の流量が１リッター／分、１．５リッター／分、２リッター／分、３リッター／分のときの各々紫外線照射量を比較した。紫外線照射量が多いほど、被照射流体管内を通流する原水に直接吸収された紫外線の入射エネルギーと、被照射流体管間、または被照射流体管と紫外線ランプとの間で相互反射を繰り返しながら被照射流体管内を通流する原水に吸収された紫外線の入射エネルギーとを加算した原水に照射された総入射エネルギーが大きいことになり、無駄になった紫外線が少なく、紫外線の利用効率が高いことを示す。
【００２３】
【表１】

表１に示すように、本実施形態の被照射流体管５のようにポリテトラフルオロエチレン製の被照射流体管を用いると、石英ガラス製の被照射流体管を用いた場合よりも紫外線照射量が約１．７から１．８倍になった。これは、石英ガラスでは、波長２５４ｎｍの紫外線の透過率が約９５％、反射率が約５％であるため、紫外線が石英ガラス製の被照射流体管を透過して、螺旋状に巻いた石英ガラス製の被照射流体管からなる筒の外に通り抜けて筐体の内面に吸収されたためであると考えられる。これに対して、ポリテトラフルオロエチレンでは、アモルファス微結晶構造を有するため、反射率が高く、波長２５４ｎｍの紫外線の透過率が約３０％、反射率が約６０％となっており、石英ガラス製の被照射流体管よりも、筐体の内面に吸収される紫外線が少なく、相互反射による紫外線の利用効率向上の効果が大きいためと考えられる。
【００２４】
このように本実施形態の紫外線照射装置１では、螺旋状に巻かれた被照射流体管５が紫外線ランプ３を筒状に取り囲んでいるため、紫外線ランプ３から放射された紫外線は、一部が被照射流体管５内の被照射流体に直接吸収され、残りは被照射流体管５管同士の間、または被照射流体管５と紫外線ランプ３との間で反射を繰り返す。そして、このような反射を繰り返すうちに紫外線は、被照射流体管５内の被照射流体に吸収されて行く。このように、紫外線ランプ３から放射された紫外線は、一部が被照射流体管５内の被照射流体に直接吸収され、さらに、残りが相互反射を繰り返しながら被照射流体管５内の被照射流体に吸収されてしまう。
【００２５】
つまり、被照射流体管５内の被照射流体への紫外線の入射エネルギーは、被照射流体管５内の被照射流体に直接吸収された紫外線の入射エネルギーと、相互反射を繰り返しながら被照射流体管５内の被照射流体に吸収された紫外線の入射エネルギーとを加算したものとなる。このため、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率を向上できる。さらに、紫外線の利用効率を向上できることにより紫外線照効率が向上して装置を小型化できる。加えて、螺旋状に巻かれた被照射流体管５からなる筒内に紫外線ランプが位置しているため、より少ない本数の紫外線ランプで被照射流体管５に均等に紫外線を照射でき、また、被照射流体管５が螺旋状に巻いた管となっていることにより、必要な紫外線照射量を得るために必要な被照射流体管５の大きさが、従来の直管状の被照射流体の流路に比べて小さくなる。したがって、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率を向上しながら装置を小型化できる。
【００２６】
さらに、被照射流体管５が、ポリテトラフルオロエチレン製であるため、螺旋状に巻いた被照射流体管５からなる筒の外側に通り抜けて無駄になる紫外線を低減でき、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率をより向上できる。加えて、筐体７の内面が紫外線を反射する反射面となっているため、螺旋状に巻いた被照射流体管５からなる筒の外側に通り抜けてきた紫外線を被照射流体管５に向けて反射させることができ、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率をさらに向上できる。
【００２７】
ところで、紫外線照射装置では、紫外線ランプの点灯と消灯を繰り返すと紫外線ランプの寿命が低下し、紫外線ランプの交換頻度が高くなってしまうため、紫外線ランプは、常時点灯状態にしている場合がある。このとき、内照式の紫外線照射装置では、例えば被照射流体の流量が比較的遅い場合や、被照射流体の通流が停止された場合、被照射流体への紫外線照射を行う必要がなくても紫外線ランプが点灯した状態となることにより、被照射流体の流路内の被照射流体が紫外線ランプの発熱によって加熱され、被照射流体の温度が上昇してしまう。被照射流体の温度が上昇すると、被照射流体や被照射流体に含まれる物質などが変性するといった不都合が生じたり、また、被照射流体に蓄積された熱により紫外線ランプが過熱状態となり、かえって紫外線ランプの寿命を短くしてしまうなどの不都合が生じる場合がある。
【００２８】
これに対して、本実施形態の紫外線照射装置１では、被照射流体の流路である被照射流体管５と、螺旋状に巻かれた被照射流体管５からなる筒内に設置された紫外線ランプ３との間には空間が設けられているため、紫外線ランプ３を常時点灯していても、被照射流体管５内の被照射流体は加熱され難く、被照射流体の温度上昇を抑制することができる。
【００２９】
さらに、筐体７は、吸気口部１７、排気口部１９、そしてファン１５などからなる通気手段を有しているため、筐体７に外気を通流させて筐体７内を冷却し、紫外線ランプ３からの発熱による筐体７内の温度上昇を抑えることにより、より確実に被照射流体管５内の被照射流体の温度上昇を抑制できる。加えて、筐体７に設けられた吸気口部１７と排気口部１９とに、各々、紫外線ランプ３から放射された紫外線を筐体７内に反射する反射板２３、２７が設けられているため、吸気口部１７や排気口部１９から筐体７外部に出て無駄になる紫外線低減でき、紫外線の利用効率を一層向上できる。
【００３０】
また、本実施形態では、被照射流体管５をポリテトラフルオロエチレンにより形成しているが、石英ガラスなど他の紫外線透過性の材料で形成することもできる。但し、螺旋状に巻いた被照射流体管５からなる筒の外側に通り抜けて無駄になる紫外線を低減できるのでポリテトラフルオロエチレン製の被照射流体管５を用いることが望ましい。
【００３１】
また、本実施形態では、筐体７の内面が紫外線を反射する反射面となっているが、筐体７の内面を反射面にしない構成にすることもできる。但し、螺旋状に巻いた被照射流体管５からなる筒の外側に通り抜けてきた紫外線を被照射流体管５に向けて反射させることができ、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率を向上できるので、筐体７の内面が紫外線を反射する反射面とすることが望ましい。
【００３２】
また、本実施形態では、筐体７が吸気口部１７、排気口部１９、そしてファン１５などからなる通気手段を有している構成としたが、このような通気手段を設けていない構成にすることもできる。但し、筐体７内の温度上昇の程度や被処理流体の種類、紫外線照射装置の使用目的などによっては、通気手段を設けることが望ましい。
【００３３】
ここで、例えば、カップ式飲料水販売機つまりディスペンサーの飲料水殺菌用の紫外線照射装置、歯科医療用の椅子に組み込まれる口腔洗浄水殺菌用の紫外線照射装置、一戸建て住宅などに用いられる比較的小型の浄化槽の放流水殺菌用の紫外線照射装置などの用途では、被処理流体である水の温度上昇を避けるため、外照式の紫外線照射装置を用いる必要がある。しかし、これらの用途では装置の小型化が求められるため、従来の外照式の紫外線照射装置を用いることができない場合がある。
【００３４】
これに対して、本実施形態の紫外線照射装置１は、被照射流体の温度上昇を抑制することができ、かつ、小型化が可能な外照式の紫外線照射装置である。このため、例えば、カップ式飲料水販売機つまりディスペンサーの飲料水殺菌用の紫外線照射装置、歯科医療用の椅子に組み込まれる口腔洗浄水殺菌用の紫外線照射装置、一戸建て住宅などに用いられる比較的小型の浄化槽の放流水殺菌用の紫外線照射装置などといった被照射流体の温度上昇を抑える必要があり、かつ、小型化が求められる用途に適している。
【００３５】
以下、このような用途に本発明を適用してなる紫外線照射装置を利用した例を図５乃至図７を参照して説明する。図５は、本発明を適用してなる紫外線照射装置を備えたディスペンサーの一例の概略構成及び動作を示すブロック図である。図６は、本発明を適用してなる紫外線照射装置を備えたディスペンサーの別の例の概略構成及び動作を示すブロック図である。図７は、本発明を適用してなる紫外線照射装置を備えた浄化槽の一例の概略構成及び動作を示す断面図である。
【００３６】
本発明を適用してなる紫外線照射装置を利用した冷却した飲料水を供給するカップ式飲料水販売機つまりディスペンサーは、図５に示すように、原水を収容する貯水タンク２９、送液用のポンプ３１、冷却器３３、本実施形態の紫外線照射装置１、注ぎ口３４に連結された三方弁３５などで構成されている。本ディスペンサーでは、三方弁３５を切り換えることにより注ぎ口３４と、循環流路３７とに水の流れの方向が切り換えられる。循環流路３７には、水の流れの方向に対して上流側から、貯水タンク２９、送液用のポンプ３１、冷却器３３、紫外線照射装置１、そして三方弁３５が設けられており、三方弁３５から貯水タンク２９に水が戻される。
【００３７】
このような本ディスペンサーでは、冷却した飲料水を供給しない場合には、水が循環流路３７を循環し、この際、紫外線照射装置１により水の紫外線殺菌が行われる。このとき、紫外線照射装置を通過することによって水の温度が上昇してしまうと、冷却器３３の負荷が増えるばかりか、場合によっては、冷水を供給できなってしまう。しかし、本ディスペンサーでは、本実施形態の紫外線照射装置１を備えているため、水が循環流路３７を循環しているときに、紫外線照射装置を通過しても、水の温度は上昇し難い。さらに、紫外線照射装置１は小型化が可能であるため、ディスペンサー自体の大きさも小型化でき、紫外線照射装置１を用いることによって設置スペースを低減したディスペンサーを提供できる。
【００３８】
本発明を適用してなる紫外線照射装置を利用した別のカップ式飲料水販売機つまりディスペンサーは、図６に示すように、水道管などに直接連結された給水流路３９に、水の流れの方向に対して上流側から活性炭吸着筒４１、本実施形態の紫外線照射装置１、注ぎ口３４に連結された給水弁４３などで構成されている。本ディスペンサーでは、給水弁４３を開けることによって、給水流路３９に水が通流し、活性炭吸着筒４１及び紫外線照射装置１で浄化処理された飲料水が注ぎ口３４から供給されるものである。
【００３９】
このような本ディスペンサーでは、給水弁４３が閉じられ、飲料水を供給しない状態のときには、水が給水流路３９内、活性炭吸着筒４１、そして紫外線照射装置１内に滞留する。したがって、常時紫外線ランプが点灯している紫外線照射装置に水が滞留することによって水の温度が上昇してしまう。紫外線照射装置ないでの水の温度の上昇は、紫外線ランプの寿命を短くするといった不具合の原因となる。しかし、本ディスペンサーでは、本実施形態の紫外線照射装置１を備えているため、水が紫外線照射装置１内に滞留しているときに、水の温度は上昇し難くい。
【００４０】
本発明を適用してなる紫外線照射装置を利用した浄化槽４５は、図７に示すように、内部が仕切板４６、４７により、水の流れに対して上流側から夾雑物除去槽４９、流量調整槽５１、そして曝気槽５３に仕切られている。被処理水は、流入口部５５から夾雑物除去槽４９に流入し、夾雑物除去槽４９を構成する流路内を上方から底部に向けて、また底部から上方に流れ、流路内に設置された濾材５７により、夾雑物が除去される。夾雑物除去槽４９を通過した被処理水は、越流堰となる仕切板４６の上端部を越流して流量調整槽５１に流れ込む。流量調整槽５１に流れ込んだ被処理水は、エアリフト５９を介して流量調整槽５１から曝気槽５３に流れ込む。エアリフト５９は、仕切板４７に沿って上下方向に延在させて設置された部分を有する管路５９ａ、管路５９ａ内に管路５９ａと同軸に挿通されて送風機からの空気が通流する送気管路５９ｂなどで構成されている。
【００４１】
曝気槽５３内には、浸漬型平膜ユニット６１が、膜面を鉛直方向に立てた状態で設置されており、浸漬型平膜ユニット６１の平膜下方には、空気を供給する送気管路６３が連結され、吹き出し口を上方、つまり浸漬型平膜ユニット６１の平膜に向けたエアディフューザー６５が設けられている。曝気槽５３内の被処理水は、越流堰となる仕切板４７の上端部を越流して流量調整槽５１に流れ込む。また、曝気槽５３の上部の流出口部６７が設けられた部分には、曝気槽５３と仕切られた空間が形成されており、この曝気槽５３と仕切られた空間に本実施形態の紫外線照射装置１が設置されている。紫外線照射装置１の下方には、吸引管路６９を介して曝気槽５３内の被処理水を吸引して、紫外線照射装置１に送る吸引ポンプ７１が設けられている。吸引ポンプ７１で吸引された曝気槽５３内の被処理水は、被処理水供給管路７３を介して紫外線照射装置１の流入口側連結部９から被照射流体管５に流入し、紫外線の照射により殺菌処理される。殺菌処理された被処理水は、紫外線照射装置１の流出口側連結部１１から、紫外線照射装置１の流出口側連結部１１と流出口部６７とを連結する被処理水流出管路７５に流入し、流出口部６７から浄化槽４５外に流出する。
【００４２】
このような本浄化槽４５では、浄化槽４５から流出する被処理水の温度が上昇し難い。さらに、紫外線照射装置１は小型化が可能であるため、浄化槽４５自体の大きさも小型化でき、紫外線照射装置１を用いることによって設置スペースを低減した一戸建て用などの比較的小型の浄化槽を提供できる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、紫外線ランプから放射された紫外線の利用効率を向上しながら装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる紫外線照射装置の一実施形態の概略構成及び動作を示す側面側から見た断面図である。
【図２】本発明を適用してなる紫外線照射装置の一実施形態の概略構成及び動作を示す平面図である。
【図３】被照射流体管による紫外線の反射の状態を説明する紫外線照射装置の横断面図である。
【図４】被照射流体管による紫外線の反射の状態を説明する紫外線ランプと被照射流体管の一部を拡大して示すの縦断面図である。
【図５】本発明を適用してなる紫外線照射装置を備えたディスペンサーの一例の概略構成及び動作を示すブロック図である。
【図６】本発明を適用してなる紫外線照射装置を備えたディスペンサーの別の例の概略構成及び動作を示すブロック図である。
【図７】本発明を適用してなる紫外線照射装置を備えた浄化槽の一例の概略構成及び動作を示す断面図である。
【符号の説明】
１　紫外線照射装置
３　紫外線ランプ
５　被照射流体管
７　筐体
１５　ファン
１７　吸気口部
１９　排気口部
２３、２７　反射板

Claims

紫外線ランプと、該紫外線ランプとの間に空間を有して該紫外線ランプを筒状に取り囲む紫外線透過性の材料で形成された被照射流体の流路とを備え、該被照射流体の流路が、螺旋状に巻かれた管で形成されている紫外線照射装置。
前記紫外線透過性の材料が、ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
前記被照射流体の流路を取り囲む筐体を備え、該筐体は、内側の面が紫外線を反射する反射面となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線照射装置。
前記筐体は、該筐体に設けられた吸気口部から該筐体内に気体を流入させ、該筐体に設けられた排気口部から該筐体外に気体を流出させて、該筐体内に気体を通流させる通気手段を有することを特徴とする請求項３に記載の紫外線照射装置。
前記筐体に設けられた吸気口部と排気口部とに、各々、前記紫外線ランプから放射された紫外線を前記筐体内に反射する反射板を設けたことを特徴とする請求項４に記載の紫外線照射装置。