JP2010162440A - Damage detector of lamp sleeve for uv ray disinfection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浄水処理や下水処理・食品排水処理・薬品排水処理・遠洋船舶バラスト水処理等において藻類・微生物・病原性原虫等を不活化もしくは無害化するために被処理水に紫外線を照射する紫外線消毒装置に用いられるランプスリーブの損傷を検知する紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置に関する。 The present invention irradiates treated water with ultraviolet rays in order to inactivate or detoxify algae, microorganisms, pathogenic protozoa, etc. in water purification treatment, sewage treatment, food wastewater treatment, chemical wastewater treatment, pelagic ship ballast water treatment, etc. The present invention relates to a lamp sleeve damage detecting device for detecting damage to a lamp sleeve used in an ultraviolet disinfecting device.
紫外線消毒は、上下水処理、プールなどの殺菌消毒処理、食品工業における水処理、など水処理全般における病原性の微生物、細菌、ウィルスの殺菌、消毒を目的に応用が進んでいる。 Ultraviolet disinfection has been applied for the purpose of disinfecting and disinfecting pathogenic microorganisms, bacteria, and viruses in water treatment in general, such as water and sewage treatment, sterilization treatment of pools, water treatment in the food industry, and the like.
特に、浄水処理では、従来の消毒技術である塩素消毒で不活化できない耐塩素性病原菌クリプトスポリジウム、ジアルジアの対策として非常に効果的な消毒方法であり、期待されている消毒技術である。例えば、非特許文献1では、クリプトスポリジウム、ジアルジアの2log以上の不活化には紫外線を10mJ/cm2以下の照射であると記載されている。国内では2007年3月に厚生労働省より「水道水におけるクリプトスポリジウム等対策指針」が通知され、地表水以外の水源を原水とする施設において紫外線処理設備の導入が認められた。これに伴い、紫外線処理設備の導入数が増加しつつある。
In particular, water purification is a highly effective disinfection method as a countermeasure against the chlorine-resistant pathogens Cryptosporidium and Giardia, which cannot be inactivated by chlorine disinfection, which is a conventional disinfection technique, and is an expected disinfection technique. For example, Non-Patent
紫外線消毒性能は、紫外光の強さと照射されている時間の積(紫外線量)に依存する。つまり、紫外線消毒槽内部での被処理水の流れが消毒性能に大きく影響する。例えば、特許文献1では、紫外線透過管の長手方向に直角状に流体を流入させる紫外線照射処理装置において、紫外線透過管の下流側に厚みのないフィン状または平板状の整流機構を設けて対応している。
The ultraviolet disinfection performance depends on the product of the intensity of ultraviolet light and the irradiation time (the amount of ultraviolet light). In other words, the flow of water to be treated inside the ultraviolet disinfection tank greatly affects the disinfection performance. For example,
また、特許文献2では、紫外線ランプを殺菌対象流体の流れに直交するように設置することで、対応している。
Moreover, in
紫外線の照射対象が水を代表とする液体である紫外線消毒装置では、紫外線の光源は紫外線ランプである場合が一般的である。紫外線ランプを水中に直接入れると電極部がショートしてしまうため、ランプスリーブという保護用ガラス管の内部に紫外線ランプを挿入し、ランプスリーブごと紫外線ランプを照射対象となる被処理水の中に浸漬する構造となっている。ランプスリーブの材質には、紫外線透過率が高い石英ガラスが用いられている。 In an ultraviolet disinfection apparatus in which an ultraviolet irradiation target is a liquid typified by water, the ultraviolet light source is generally an ultraviolet lamp. Inserting the UV lamp directly into the water causes the electrodes to short-circuit, so insert the UV lamp inside a protective glass tube called a lamp sleeve and immerse the UV lamp in the treated water to be irradiated together with the lamp sleeve. It has a structure to do. As a material for the lamp sleeve, quartz glass having a high ultraviolet transmittance is used.
一方、ランプスリーブは、処理対象水に混入した異物の衝突、流れの急激な変化、洗浄装置など内部の駆動部動作不良などが原因で、割れや欠けなどの損傷を受けることがある。ランプスリーブが損傷すると、割れたガラス片の流出や、2次的に生じる紫外線ランプの破損による内部の水銀の流出などが起こり、システム全体に与える影響が大きいことからランプスリーブの損傷を迅速に検知することが求められている。 On the other hand, the lamp sleeve may be damaged such as cracking or chipping due to collision of foreign matters mixed in the water to be treated, rapid change in flow, malfunction of an internal driving unit such as a cleaning device, and the like. If the lamp sleeve is damaged, the broken glass pieces will flow out or the mercury lamp will flow out due to the secondary UV lamp breakage, which will have a large impact on the entire system, so the lamp sleeve will be detected quickly. It is requested to do.
ところが、現状ではランプスリーブの損傷の検知方法として適切な方法がない。一つの例として、特許文献3では、圧力センサによりランプスリーブ内部の圧力変化から損傷を検知する方法を採用している。この場合、圧力変化が現れるような急激な損傷が起こらない限り検出は困難である。
However, there is currently no suitable method for detecting damage to the lamp sleeve. As an example,
ランプスリーブが割れるような損傷では、ランプスリーブ内部に被処理水が急激に入り込み、点灯中の紫外線ランプを水が直撃する。これにより、高温に加熱されたランプが破裂したり、電極部の漏電や短絡の危険性がある。また、ランプスリーブがばらばらの状態にならないひび割れのような損傷であっても、少量ずつ水がランプスリーブの内部に入り込み、同様に電極部の漏電や短絡の危険性がある。 When the lamp sleeve breaks, the water to be treated suddenly enters the lamp sleeve, and the water directly hits the ultraviolet lamp that is lit. As a result, there is a risk of the lamp heated to a high temperature bursting, or leakage of the electrode part or short circuit. Also, even if the lamp sleeve is damaged such as a crack that does not break apart, water gradually enters the inside of the lamp sleeve, and there is a risk of leakage of the electrode part and short circuit.
ランプスリーブの損傷を確実に検知することができ、また、ひび割れのような僅かな損傷を検知することができる装置を開発することがユーザーから要望されている。 There is a demand from the user to develop an apparatus that can reliably detect damage to the lamp sleeve and can detect slight damage such as cracks.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ランプスリーブの損傷を確実かつ迅速に検知することができる紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a lamp sleeve damage detection apparatus for an ultraviolet disinfection apparatus that can reliably and quickly detect damage to the lamp sleeve.
本発明に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置は、導電性の被処理流体が流入する容器と、前記容器内を通流する被処理流体に紫外線を照射する紫外線ランプと、前記紫外線ランプが収納された光透過性のランプスリーブと、前記ランプスリーブ内に電気的に導通可能な導電部をそれぞれ有し、前記ランプスリーブ内において前記導電部を除く他の部分が絶縁された複数の導線と、前記ランプスリーブ内に浸入した被処理流体が前記導電部のうちの少なくとも1つに接触したときに前記導線に流れる電気的変化を検出し、検出した電気的変化の信号に基づいて前記ランプスリーブの損傷を報知する導電検知手段と、を有することを特徴とする。 The apparatus for detecting damage to a lamp sleeve for an ultraviolet disinfection apparatus according to the present invention includes a container into which a conductive fluid to be treated flows, an ultraviolet lamp for irradiating ultraviolet rays to the fluid to be treated flowing through the container, and the ultraviolet lamp. A plurality of conductive wires each having a light-transmitting lamp sleeve in which is stored, and a conductive portion that is electrically conductive in the lamp sleeve, and other portions in the lamp sleeve other than the conductive portion are insulated. And an electrical change flowing in the conductor when the fluid to be processed that has entered the lamp sleeve contacts at least one of the conductive parts, and the lamp is based on the detected electrical change signal. And a conductive detection means for notifying damage of the sleeve.
本発明によれば、損傷部分から被処理水がランプスリーブ内に浸入し、ある程度の量の水が溜まり、導電部の1つが接液すると、2本の導線が電気的に導通して該導線間に電位差が生じ、生じた電位差を導電検知手段が検出し、これに基づいて導電検知手段はランプスリーブの破損事故が発生したことを迅速かつ確実に報知することができる。特に紫外線消毒装置用ランプスリーブではランプスリーブと紫外線ランプとの間の狭いスペースに水が流れ込み、短時間のうちに水位が上昇するが、本発明によればこの水位の上昇を可能な限り迅速に検知することができる。 According to the present invention, when the water to be treated enters the lamp sleeve from the damaged portion, a certain amount of water is accumulated, and one of the conductive portions is in contact with the liquid, the two conductive wires are electrically connected to each other. A potential difference is generated between them, and the generated potential difference is detected by the conductivity detecting means. Based on this, the conductivity detecting means can quickly and surely notify that a lamp sleeve breakage accident has occurred. In particular, in the lamp sleeve for an ultraviolet disinfection device, water flows into a narrow space between the lamp sleeve and the ultraviolet lamp, and the water level rises in a short time. According to the present invention, the water level rises as quickly as possible. Can be detected.
以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明の紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置は、導電性の被処理流体が流入する容器と、前記容器内を通流する被処理流体に紫外線を照射する紫外線ランプと、前記紫外線ランプが収納された光透過性のランプスリーブと、前記ランプスリーブ内に電気的に導通可能な導電部をそれぞれ有し、前記ランプスリーブ内において前記導電部を除く他の部分が絶縁された複数の導線と、前記ランプスリーブ内に浸入した被処理流体が前記導電部のうちの少なくとも1つに接触したときに前記導線に流れる電気的変化を検出し、検出した電気的変化の信号に基づいて前記ランプスリーブの損傷を報知する導電検知手段と、を備えている。 A damage detection device for a lamp sleeve for an ultraviolet disinfection device according to the present invention comprises a container into which a conductive fluid to be treated flows, an ultraviolet lamp for irradiating ultraviolet rays to the fluid to be treated flowing in the container, and the ultraviolet lamp. A light-transmitting lamp sleeve that is housed, and a plurality of conductive wires each having a conductive portion that can be electrically conducted in the lamp sleeve, and other portions in the lamp sleeve other than the conductive portion are insulated. Detecting an electrical change flowing in the conductor when a fluid to be processed that has entered the lamp sleeve contacts at least one of the conductive parts, and based on the detected electrical change signal, the lamp sleeve And a conductive detection means for informing the damage of the battery.
本発明の装置では、異物の衝突や水撃作用(ウォーターハンマー)を受けてランプスリーブ4にひび割れ等の損傷を生じ、その損傷部10から被処理水がランプスリーブ4の内部に浸入し、ランプスリーブ4の内部にある程度の量の水が溜まり、溜まった水11に少なくとも1つの導電部8bが接液すると(図3)、2本の導線7,7が接液部を介して導通し、この導通により2本の導線7,7間に微弱な電流が流れ、これを導電検知手段9が検出し、これに基づいて導電検知手段9は保守要員等に対してランプスリーブに破損故障が発生したことを報知する。ランプスリーブ4の損傷を知った保守要員は、直ちにシステムの運転を停止させ、容器カバーやランプキャップ等を開放して容器2内のランプスリーブ4と紫外線ランプ3をそれぞれ点検し、破損したランプスリーブと紫外線ランプを撤去して新品に交換することができる。
In the apparatus of the present invention, the
本発明において、導電検知手段は、直流電源に接続された検出回路(この回路は複数の導電部に接続されている)を有することが好ましい。具体的には図3等に示すように導電検知手段9として2本の電極棒間に流れる微弱な電流を検出することによる水位検知方式を利用した導電式レベルスイッチを用いることができる。このような導電式レベルスイッチは一方の導電部8bが接液した途端に直ちに検出信号を受信するので、ランプスリーブの損傷10が迅速に検知され、これが導電検知手段9の報知手段によって直ちに保守要員に報知される。ランプスリーブの損傷を知った保守要員は、その補修のために迅速に対処することができる。
In the present invention, the conductivity detecting means preferably has a detection circuit connected to a DC power source (this circuit is connected to a plurality of conductive parts). Specifically, as shown in FIG. 3 or the like, a conductive level switch using a water level detection method by detecting a weak current flowing between two electrode rods can be used as the conductive detection means 9. Since such a conductive level switch immediately receives a detection signal as soon as one of the
本発明において、複数の導線を、ランプスリーブと紫外線ランプとの間に形成された間隙に沿って配置することが好ましい(図2、図4、図6、図7、図8)。この間隙は数ミリ程度と非常に狭いため、細径の導線でないと挿入できない。このため、絶縁被覆された状態で導線の外径を2.0mm以下とすることを要する。絶縁被覆導線の外径を細くすれば、ランプスリーブ内の狭いスペースに挿入しやすくなるが、その一方では導線の剛性が低下するため導線が周壁に当たって曲がりやすくなり、挿入しにくくなるとともに所望の箇所に配置することが困難になることがある。また、導線の径が細くなると、紫外線ランプから受ける放射熱(例えば、照射強度が大きい小型の中圧ランプでは200℃以上、最高で約900℃まで昇温する)により断線しやすくなることから、例えばCu導線の場合は、被覆無しの裸線の直径を0.8mm以上にすることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to arrange a plurality of conductors along a gap formed between the lamp sleeve and the ultraviolet lamp (FIGS. 2, 4, 6, 7, and 8). Since this gap is as narrow as several millimeters, it cannot be inserted unless it is a thin conductor. For this reason, it is necessary to make the outer diameter of the conducting wire 2.0 mm or less in the state of being covered with insulation. If the outer diameter of the insulation coated conductor is reduced, it will be easier to insert into the narrow space inside the lamp sleeve, but on the other hand, the rigidity of the conductor will decrease, making it easier for the conductor to bend against the peripheral wall, making it difficult to insert and the desired location. It may be difficult to place in Also, if the diameter of the conducting wire is reduced, it becomes easier to break due to radiant heat received from the ultraviolet lamp (for example, a small medium pressure lamp with high irradiation intensity is heated to 200 ° C. or higher, up to about 900 ° C.), For example, in the case of a Cu conductor, the diameter of the uncovered bare wire is preferably 0.8 mm or more.
本発明において、複数の導線はそれぞれ絶縁被覆され、導電部は絶縁被覆された導線の絶縁が除去された露出部からなり、これらの露出部が相互に接触しないように導線の長さ方向に露出部の位置を互いにずらして複数の導線を配置することができる(図2、図4、図6、図7、図8)。導電式レベルスイッチでは2つの電極間に生じる電位差を検出して液位を測定することから、ランプスリーブ内において導電部の各々が接液する位置を変えてやる必要があること、および近接配置される導電部間における相互接触を回避して導線間の短絡を防止する必要があるからである。 In the present invention, each of the plurality of conductors is covered with an insulation coating, and the conductive portion is an exposed portion from which the insulation of the insulation-coated conductor is removed, and the exposed portions are exposed in the length direction of the leads so as not to contact each other. A plurality of conductors can be arranged by shifting the positions of the parts (FIGS. 2, 4, 6, 7, and 8). Since the conductive level switch detects the potential difference between the two electrodes and measures the liquid level, it is necessary to change the position where each of the conductive parts come into contact with the liquid in the lamp sleeve, and the conductive level switch is disposed in proximity. This is because it is necessary to avoid mutual contact between the conductive parts to prevent a short circuit between the conductors.
本発明において、導線は紫外線ランプに近接するところに配置されるため、導線の絶縁被覆には耐熱性・耐紫外線・耐水性を兼ね備えた材料を用いることが望ましい。このような絶縁材料としてポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)のようなフッ素系樹脂を用いるか、またはアルミナ(Al2O3)や炭化珪素(SiC)のようなセラミックを用いることができる。 In the present invention, since the conductive wire is disposed in the vicinity of the ultraviolet lamp, it is desirable to use a material having heat resistance, ultraviolet resistance, and water resistance for the insulation coating of the conductive wire. As such an insulating material, a fluorine-based resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) is used, or alumina (Al 2 O 3 ) or silicon carbide ( Ceramics such as (SiC) can be used.
本発明において、導電部の一部を覆う中空状の絶縁性キャップ12をさらに有することができる(図4)。絶縁性キャップにも同様にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)のようなフッ素系樹脂を用いるか、またはアルミナ(Al2O3)や炭化珪素(SiC)のようなセラミックを用いることができる。このような絶縁性キャップを導電部に取り付けて導電部を覆うことにより、近接配置される導電部同士の接触を防止することができる。
In the present invention, a hollow insulating
本発明において、ランプスリーブが一方側の端部が閉じた閉止端と他方側の端部が開いた開口端とを有する場合は、前記閉止端が前記開口端よりも低いところに位置するように配置され、導電部8a,8bが閉止端の近傍に配置されることが好ましい(図2、図4、図6)。ランプスリーブの閉止端には損傷部から浸入した水が溜まりやすく、ここに導電部を配置すると、ランプスリーブの損傷を容易に検知することができるからである。
In the present invention, when the lamp sleeve has a closed end with one end closed and an open end with the other end open, the closed end is positioned lower than the open end. It is preferable that the
本発明において、ランプスリーブが一方側の端部が閉じた閉止端と他方側の端部が開いた開口端とを有する場合は、絶縁被覆された複数の導線は開口端から閉止端までランプスリーブ内を通るように配置され、ランプスリーブ内で先端以外の中間部分に少なくとも1つ以上の導電部を有することが好ましい(図6)。水平に設置されたランプスリーブのように、重力により集水しない状況においても、中間部分の導電部によりランプスリーブの損傷箇所がどこであっても早期かつ確実に検知することができる。 In the present invention, when the lamp sleeve has a closed end whose one end is closed and an open end whose other end is open, the plurality of insulation-coated wires are connected from the open end to the closed end. Preferably, the lamp sleeve has at least one conductive portion at an intermediate portion other than the tip in the lamp sleeve (FIG. 6). Even in a situation where water is not collected due to gravity, such as a horizontally installed lamp sleeve, the damaged portion of the lamp sleeve can be detected early and reliably by the conductive portion of the intermediate portion.
本発明において、ランプスリーブが一方側の端部が開いた開口端を有する場合は、開口端がキャップを被せられた状態で下方に位置するようにランプスリーブが設置され、導線の先端に露出する導電部が開口端の近傍に位置するように、複数の導線の先端が開口端からランプスリーブ内に挿入されていることが好ましい(図7)。損傷したランプスリーブ内に浸入する水は、キャップを被せた下部の開口端に溜まるため、絶縁被覆した導線をランプスリーブのほぼ全長にわたって通すことなく、下部開口端の近傍のみに配置するだけでよいので、導線の設置作業が簡単になるという利点がある。 In the present invention, when the lamp sleeve has an open end whose one end is open, the lamp sleeve is installed so that the open end is positioned below in a state of being covered with a cap, and is exposed at the tip of the conductor. It is preferable that the tips of the plurality of conducting wires are inserted into the lamp sleeve from the opening end so that the conductive portion is positioned in the vicinity of the opening end (FIG. 7). Water that enters the damaged lamp sleeve accumulates at the lower open end of the cap, so it is only necessary to place the insulated wire near the lower open end without passing through the entire length of the lamp sleeve. Therefore, there is an advantage that the installation work of the conducting wire is simplified.
本発明において、紫外線ランプには表面の温度が200℃以上になる紫外線ランプを用い、ランプスリーブは両端が開いた開口端を有し、ランプスリーブが実質的に水平に設置され、導線の先端に露出する導電部が開口端の近傍にそれぞれ位置するように、絶縁被覆された複数の導線が開口端の各々からランプスリーブ内に挿入されていることが好ましい(図8)。ランプの表面温度が200℃以上の高温になる紫外線ランプを用いる場合、スリーブ両側の開口端の近傍の箇所のみに限定的に絶縁被覆導線を設置することにより、絶縁被覆導線が受ける紫外線照射量を軽減し、被覆絶縁材料の熱劣化の進行を遅らせることができる。 In the present invention, an ultraviolet lamp having a surface temperature of 200 ° C. or higher is used as the ultraviolet lamp, the lamp sleeve has an open end that is open at both ends, the lamp sleeve is installed substantially horizontally, It is preferable that a plurality of insulated wires are inserted into the lamp sleeve from each of the open ends so that the exposed conductive portions are positioned in the vicinity of the open ends (FIG. 8). When using an ultraviolet lamp with a lamp surface temperature of 200 ° C. or higher, the insulation coating conductor is installed only in the vicinity of the open ends on both sides of the sleeve, thereby reducing the amount of ultraviolet radiation received by the insulation coating conductor. It is possible to reduce and delay the progress of thermal degradation of the covering insulating material.
本発明において、ランプスリーブを構成するスリーブ壁の内部に導線が埋め込まれ、ランプスリーブの内壁面に少なくとも1つ以上の導電部が露出した導線を、少なくとも2本以上有するランプスリーブであることが好ましい(図9)。このようにすると被覆絶縁材料の熱劣化の問題がなく、導線相互間を確実に絶縁できるので、ランプスリーブの損傷を長期間にわたり安定して検知することができる。 In the present invention, it is preferable that the lamp sleeve has at least two conductors in which a conductor is embedded in a sleeve wall constituting the lamp sleeve and at least one conductive portion is exposed on the inner wall surface of the lamp sleeve. (FIG. 9). In this way, there is no problem of thermal deterioration of the covering insulating material, and the conductors can be reliably insulated from each other, so that damage to the lamp sleeve can be detected stably over a long period of time.
次に、本発明を実施するための種々の形態について図を参照しながら説明する。 Next, various embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
先ず図1〜図3を参照して本発明の第1の実施形態に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を説明する。紫外線消毒装置は、上下水処理システムの一部をなす設備であり、縦置き型の処理容器20内に入口管22から被処理水を導入し、これに容器20内の複数のランプ3から紫外線を照射して殺菌消毒の処理をし、消毒済みの処理水を出口管23より流出させるものである。本実施形態の紫外線ランプ3は長手軸が垂直となる姿勢に設置されている。
First, a damage detection apparatus for a lamp sleeve for an ultraviolet disinfection apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The ultraviolet disinfection device is a part of a water and sewage treatment system. Water to be treated is introduced into an upright processing container 20 from an inlet tube 22, and ultraviolet light is emitted from a plurality of
本実施形態では、紫外線ランプ3として両端に電極を取り付けた石英管を用いる。石英管の内部は、ほぼ真空状態にあり、水銀蒸気が存在する。このような状態の石英管の両電極間を高電圧放電させると、電子が水銀蒸気を励起させて紫外線を発するようになる。本発明において紫外線ランプ3は通常出力タイプの汎用の低圧水銀ランプを用いてもよいし、あるいは高出力タイプの低圧水銀ランプまたは中圧水銀ランプを用いてもよいが、本実施形態ではランプの表面温度が100〜200℃になる高出力タイプの低圧水銀ランプを用いた。紫外線ランプ3から発光される所定波長の紫外線に被処理水を暴露することにより、被処理水中の塩素消毒で不活化できない耐塩素性病原菌クリプトスポリジウム、ジアルジアなどが無害化されるようになっている。なお、紫外線ランプ3には直径(外径)が2〜10cm程度で、長さが40〜150cm程度のものを用いる。
In the present embodiment, a quartz tube having electrodes attached to both ends is used as the
紫外線ランプ3は石英ガラス等の光透過性材料からなるランプスリーブ4内に収容されている。ランプスリーブ4内の下部の閉止端には緩衝スプリング(図示せず)が取り付けられ、ランプ装着時に紫外線ランプ3に伝わる衝撃エネルギが吸収緩和されるようになっている。
The
ランプスリーブ4は、被処理水が紫外線ランプ3に直接接触しないようにするために、紫外線ランプ3を保護するものである。そのため、ランプスリーブ4は各紫外線ランプ3の周囲を取り囲んで覆い隠すように設置されている。各ランプスリーブ4の両端は容器2の上下端面にそれぞれ取り付け支持されている。ランプスリーブ4は、下端が閉じ、上端が開口している。ランプスリーブ4の上部の開口端には図示しないカバーまたはキャップが被せられている。ランプ交換時は、カバーまたはキャップを開け、劣化したランプをランプスリーブから取り出し、新品のランプをランプスリーブ内の所定箇所に装着する。
The
なお、本実施形態では紫外線ランプ3とランプスリーブ4とを1対1に対応させ、1本のランプスリーブ4内に1本の紫外線ランプ3を収容してランプ3を個別に保護するようにしているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、1本のランプスリーブ4内に複数本の紫外線ランプ3を収容することもできる。
In the present embodiment, the
図2に示すように、本実施形態のランプスリーブの損傷検知装置は、絶縁被覆された2本の導線7(φ1.2mmCu線に0.3mm厚みのPTFE被覆)と、各導線7の先端部の被覆絶縁を除去して導線の金属部分を露出させた導電部8a,8bと、2本の導線7が接続された検出回路を有する導電式レベルスイッチ9とを有する。本実施形態では導電式レベルスイッチ9として、例えばオープンコレクタタイプの検出回路を有するフロートなしスイッチまたはリレー出力タイプの検出回路を有するフロートなしスイッチのいずれかを用いることができる。
As shown in FIG. 2, the lamp sleeve damage detection apparatus of the present embodiment includes two
2本の絶縁被覆導線7は、ランプスリーブ4と紫外線ランプ3との間の僅か数mmの狭い間隙に設置されている。これらの導線7は、導電部8a,8bがスリーブ下部の閉止端の近傍に位置するように、スリーブ上部の開口端から前記間隙に挿入されている。2つの導電部8a,8bはスリーブの長手方向(垂直方向)に数ミリメートルから数十ミリメートルだけ位置がずれるように、かつ一方の導電部8bが他方の導電部8aより下方に位置するように配置されている。このような導電部8a,8bのシフト配置構造を採用することにより、2本の導線7,7が交差して相互に接触した場合であっても、導電部8a,8bのほうは接触しないため、誤検知を生じないようになっている。
The two
次に本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
容器2内に流入してきた被処理水は、容器中央部に配置された紫外線ランプの近傍を流れる。このとき、ランプから254nm付近の波長の紫外線が被処理水に照射される。波長が254nm付近の紫外線は、殺菌線として働き、被処理水中の耐塩素微生物のクリプトスポリジウムや他の微生物・大腸菌等の菌類・ウィルス・藻類等を不活化する。紫外線により消毒された被処理水は、出口管6を通って容器2から処理水として排出される。
The treated water that has flowed into the
ランプスリーブの損傷を検知するために、フロートなしスイッチ9により微弱電圧が導線7に印加されるが、通常は先端の導電部8a,8b同士が離れて非接触の状態にあるため2本の導線7間に電流が流れない。
In order to detect damage to the lamp sleeve, a weak voltage is applied to the
ところで、図3に示すように異物の衝突や水撃作用(ウォーターハンマー)を受けてランプスリーブ4にひび割れ等の損傷を生じ、その損傷部10から被処理水がランプスリーブ4内に流れ込み、ランプスリーブ4の閉止端部(閉じた底部)に溜まる。ランプスリーブ4の内部にある程度の量の水が溜まり、水位が上昇すると、溜まった水11に一方の導電部8bが接液し、接液部を介して2本の導線7,7が導通し、この導通により2本の導線7,7間に電流が流れる。この電流をフロートなしスイッチ9が検出し、これに基づいてランプスリーブ損傷のアラーム信号を図示しない報知手段に出力する。報知手段は、入力信号に従って保守要員等に対してランプスリーブに損傷が発生したことを報知する。ランプスリーブ4の損傷を知った保守要員は、直ちに水処理システムの運転を停止させ、容器カバーやランプキャップ等を開放して容器2内のランプスリーブ4と紫外線ランプ3をそれぞれ点検し、破損したランプスリーブと紫外線ランプを撤去して新品に交換することができる。
By the way, as shown in FIG. 3, the
なお、本発明では、導電検知手段(フロートなしスイッチ)に付属する報知手段として、点滅ランプ、点灯ランプ、表示装置の画面上に緊急事態発生の表示、音声アナウンス、ブザーまたはサイレン等の警報など種々の手段を単独で又は2つ以上を組み合わせて用いることができる。 In the present invention, as the notification means attached to the conductivity detection means (non-float switch), various indicators such as a blinking lamp, a lighting lamp, an indication of occurrence of an emergency on the screen of the display device, an audio announcement, an alarm such as a buzzer or a siren, etc. These means can be used alone or in combination of two or more.
本実施形態によれば、ランプスリーブが損傷した場合、ランプスリーブに流れ込む水を迅速かつ確実に検出するので、早期にランプスリーブの損傷を検知することができる。とくにランプスリーブの損傷がひび割れのようなごくわずかな損傷の場合であっても少量ずつ流入する水を検知し、紫外線ランプが漏電、または短絡する前に早期検知することができる。これにより紫外線ランプの破損事故を未然に防止することができる。 According to the present embodiment, when the lamp sleeve is damaged, water flowing into the lamp sleeve is detected quickly and reliably, so that damage to the lamp sleeve can be detected at an early stage. In particular, even when the damage to the lamp sleeve is very slight, such as a crack, it is possible to detect the water that flows in a small amount and detect it early before the ultraviolet lamp leaks or shorts. Thereby, the damage accident of an ultraviolet lamp can be prevented beforehand.
次に図4と図5を参照して第2の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。 Next, the apparatus of the second embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, in this embodiment, description of the part which overlaps with said embodiment is abbreviate | omitted.
図4はランプスリーブ4の下部の閉止端を拡大して示す内部透視図である。本実施形態の損傷検知装置1Aでは、導線7の先端に設けた導電部8a,8bを絶縁性キャップ12で覆っている。図5は中空状の絶縁性キャップ12を拡大した図である。絶縁性キャップ12の形状は中空状である。この中空部12aのなかに導電部8a,8bの各々を挿入し、導電部8a,8bの外周を絶縁すると、導線7,7同士が接触した場合であっても導電部8a,8b同士が直に接触することがなくなる。なお、絶縁性キャップ12の形状が中空状であるため、中空部12aに露出する導電部8a,8bの先端(下端)が接液することができ、検知動作に支障を生じることはない。
FIG. 4 is an enlarged internal perspective view showing the closed end of the lower portion of the
絶縁性キャップ12にはセラミックのような絶縁性・耐熱・耐紫外線の性質を兼ね備えた材料を用いることが望ましい。具体的には絶縁性キャップとして、アルミナ(Al2O3)や炭化珪素(SiC)のようなセラミック材料を用いるか、またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)のようなフッ素系樹脂を用いることができる。本実施形態ではアルミナ(Al2O3)の絶縁性キャップ12を用いた。
For the insulating
本実施形態によれば、中空状の絶縁性キャップで導電部を絶縁被覆することで、導電部同士の接触による誤作動を防ぐことができる。これによりランプスリーブの損傷検知の精度を高めることができる。 According to this embodiment, malfunctioning due to contact between the conductive portions can be prevented by insulatingly covering the conductive portions with the hollow insulating cap. As a result, the accuracy of the lamp sleeve damage detection can be increased.
次に図6を参照して第3の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。 Next, the apparatus of the third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in this embodiment, description of the part which overlaps with said embodiment is abbreviate | omitted.
本実施形態の損傷検知装置1Bは、紫外線ランプ3とランプスリーブ4を水平に設置した横型の装置である。2本の導線7がスリーブ4の開口端から挿入され、その先端の導電部8が閉止端の近傍に到達している。これらの導線7は、紫外線ランプ3とランプスリーブ4との間の間隙に挿入され、スリーブの開口端から閉止端までにわたってスリーブの長手に沿って設けられている。また、導線7はスリーブ4内では下側のスペースに配置されている。
The
各導線7は、全体としてはフッ素樹脂のような絶縁材料でほぼ被覆絶縁され、複数の適所において絶縁被覆が部分的に除去され、先端部分ばかりでなく中間部分にも導電部8を有するものである。すなわち、図6に示すように、各導線7は、先端部分に1つの導電部8を有し、この他に中間部分に3つの導電部8を有し、それぞれが合計4箇所ずつの導電部8を備えている。中間部分の3つの導電部8は、導線7にほぼ等ピッチ間隔に形成され、かつ隣接する他方の導線の導電部8と相互に接触しないように長手方向に位置をずらしたシフト配置構造となっている。
Each
なお、本実施形態では一方の端部が閉じた閉止端と他方の端部が開いた開口端とを有するランプスリーブの場合を説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、両端とも開いた開口端を有するランプスリーブについても同様に適用することができる。 In the present embodiment, the case of a lamp sleeve having a closed end with one end closed and an open end with the other end opened has been described, but the present invention is not limited to this, The same can be applied to a lamp sleeve having open ends at both ends.
本実施形態によれば、水平に設置されたランプスリーブにおいて、4つの導電部をそれぞれ有する2本の導線を用いて、それぞれの場所にて水が流入してきた場合を検知することができる。ランプスリーブ内で1箇所以上導電部を有することで、ランプスリーブの損傷による水の流入を複数箇所で検知できる。これにより、水平に設置されたランプスリーブで、重力により集水しない状況においても、ランプスリーブの損傷を早期かつ確実に検知することができる。 According to this embodiment, in the lamp sleeve installed horizontally, it is possible to detect a case where water has flowed in at each location using two conductive wires each having four conductive portions. By having one or more conductive portions in the lamp sleeve, the inflow of water due to damage to the lamp sleeve can be detected at a plurality of locations. As a result, even when the lamp sleeve is installed horizontally and water is not collected due to gravity, damage to the lamp sleeve can be detected early and reliably.
次に図7を参照して第4の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。 Next, an apparatus according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in this embodiment, description of the part which overlaps with said embodiment is abbreviate | omitted.
本実施形態の損傷検知装置1Cは、紫外線ランプ3とランプスリーブ4を垂直に設置した縦型の装置である。本実施形態ではランプスリーブ4の開口端を下部に配置し、この下部開口端からランプスリーブ4内に導線7の導電部8を挿入するようにしている。ランプスリーブ4の下部開口端にはキャップ13が被せられている。
The
ランプスリーブキャップ13は、紫外線ランプ3を下部で支える役割と、紫外線を外部に漏らさない役割と、万が一ランプスリーブ4が破損した場合に一気に水が流れ出さないように溜まった水を抑える役割がある。従って、ランプスリーブ4が損傷を受けた場合、このランプスリーブキャップ13の内側(ランプスリーブ内部側)に水がたまり、2本の導電部8間が導通し、ランプスリーブの損傷を迅速に検知することができる。
The
本実施形態では、導線を覆う絶縁被覆が必ずしも耐熱性と耐紫外線を有する材料でなくともよい。紫外線ランプ3の発光部分を避けて導線7を設置することができるからであり、また、ランプスリーブ内に挿入される導線の挿入長さが極めて短いからである。本実施形態では導線を被覆する絶縁材料にエチレンプロピレンゴム(EPDM)を用いた。
In the present embodiment, the insulating coating that covers the conductive wire is not necessarily a material having heat resistance and ultraviolet resistance. This is because the
なお、本実施形態では一方の端部が閉じた閉止端と他方の端部が開いた開口端とを有するランプスリーブの場合を説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、両端とも開いた開口端を有するランプスリーブについても同様に適用することができる。 In the present embodiment, the case of a lamp sleeve having a closed end with one end closed and an open end with the other end opened has been described, but the present invention is not limited to this, The same can be applied to a lamp sleeve having open ends at both ends.
本実施形態によれば、開口端が下部となるように垂直か、あるいは垂直から角度をもって設置されたランプスリーブにおいて、ランプスリーブ損傷時にランプスリーブ内に流入してくる水はキャップで閉ざされた下部開口端に集水してくるため、絶縁被覆に覆われた導線をランプスリーブ内に通すことなく、下部開口端の近傍に簡単に設置することができる。また、導線の設置箇所がランプからの紫外線を直射される場所ではないので、絶縁被覆を必ずしも耐熱性・耐紫外線の材料とする必要がない。また、下部の開口端にランプスリーブキャップを取り付けることで、ランプスリーブ損傷時に流入してくる水が集水し、早期検知を実現することができる。 According to the present embodiment, in the lamp sleeve installed vertically or at an angle from the vertical so that the opening end is the lower part, the water flowing into the lamp sleeve when the lamp sleeve is damaged is the lower part closed by the cap. Since water is collected at the opening end, the conductor covered with the insulating coating can be easily installed in the vicinity of the lower opening end without passing it through the lamp sleeve. Further, since the place where the conducting wire is installed is not a place where the ultraviolet rays from the lamp are directly irradiated, the insulating coating does not necessarily need to be made of a heat resistant and ultraviolet resistant material. Further, by attaching a lamp sleeve cap to the lower opening end, water flowing in when the lamp sleeve is damaged collects water, and early detection can be realized.
次に図8を参照して第5の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。 Next, an apparatus according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in this embodiment, description of the part which overlaps with said embodiment is abbreviate | omitted.
本実施形態の損傷検知装置1Dは、紫外線発光時の表面温度が200℃以上の高温になる紫外線ランプ3を水平に設置した横型の装置である。2本1組の導線7がランプスリーブ4の両側の開口端からそれぞれ挿入され、その先端の導電部8が開口端の近傍にそれぞれ配置されている。200℃以上の高温の紫外線ランプとしては、小型で高出力の中圧ランプが代表的であるため、本実施形態では中圧ランプを例にとって説明する。中圧ランプは紫外線発光時の表面温度が600〜900℃と高温になる。また、紫外線の強度も強い。従って、導線7の被覆絶縁材料は耐熱性と耐紫外線性の両性能がとくに高くなければならないが、それに耐えうる絶縁材料を入手することは非常に困難である。一方、中圧ランプの場合、一方側の電極からランプ表面近傍を通って導線7を他方側まで配置するのは、同様に上記の理由から難しく、本実施形態の装置1Dでは必然的に両端が開口端のランプスリーブを用いることになる。そこで、導線7を一端から他端までランプスリーブ4内に通すことなく、両端の開口端の近傍に2本1組の導線7をそれぞれ設置することで、ランプスリーブの損傷を検知する。本実施形態では、導線7の被覆絶縁材料は必ずしも耐熱性・耐紫外線を有する材料である必要はないが、紫外線ランプが高出力であることに鑑みてアルミナ(Al2O3)や炭化珪素(SiC)のようなセラミック材料を用いることが好ましい。
The
本実施形態によれば、ランプ表面が高温になる中圧ランプを用いる場合に、スリーブ両側の開口端の近傍の箇所のみに限定的に絶縁被覆導線を設置することにより、絶縁被覆導線が受ける紫外線照射量を軽減し、被覆絶縁材料の熱劣化の進行を遅らせることができる。 According to this embodiment, when using an intermediate pressure lamp whose lamp surface is hot, ultraviolet rays received by the insulation coated conductor are limited by installing the insulation coated conductor only in the vicinity of the opening ends on both sides of the sleeve. The amount of irradiation can be reduced, and the progress of thermal deterioration of the coating insulating material can be delayed.
次に図9を参照して第6の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。 Next, an apparatus according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in this embodiment, description of the part which overlaps with said embodiment is abbreviate | omitted.
本実施形態の損傷検知装置1Eは、ランプスリーブの壁を構成する材料の内部に複数の導線14a,14bを埋め込んだランプスリーブ4を備えている。ランプスリーブ4には通常紫外線透過率の高い石英ガラス管が採用される。従って、本実施形態の装置1Eでは導線14a,14bを埋め込んだ石英ガラス自体が導線の絶縁被覆の役割を果たすことになる。埋め込まれる導線14a,14bは2本として説明する。2本以上あっても構わない。埋め込まれた導線14a,14bは、ランプスリーブ内壁に露出する導電部15a,15bが少なくとも1箇所ある。2本の埋め込まれた導線14a,14bのランプスリーブ内壁に露出する導電部15a,15bは互いに近い位置であることが望ましい。ランプスリーブ損傷の検知は、2本の導線14a,14bの導電部15a,15bが導通することで行う。ランプスリーブ内壁に露出する導電部15a,15bは複数あっても良く、その場合、上記の実施形態3の装置1Bと同様に各々の位置でランプスリーブの損傷による水の流入を検知することができる。
The
本実施形態によれば、ランプスリーブ内に導線を埋め込むことで、導線をランプスリーブ内に設置する手間が省け、確実に検出できる状況を構築できる。また、本実施形態によれば、絶縁被覆の必要がなく、紫外線照度を妨げる要因を軽減できる。また、本実施形態によれば、ランプ表面が高温となる紫外線ランプを用いる場合で、ランプスリーブを水平設置する場合でも、ランプスリーブ内の複数個所で損傷検知を実現することができ、早期検知を容易に実現することができる。 According to the present embodiment, by embedding a conducting wire in the lamp sleeve, it is possible to save the trouble of installing the conducting wire in the lamp sleeve, and to build a situation where it can be reliably detected. Further, according to the present embodiment, there is no need for an insulating coating, and the factor that hinders the ultraviolet illuminance can be reduced. Further, according to the present embodiment, when an ultraviolet lamp having a high temperature on the lamp surface is used, even when the lamp sleeve is horizontally installed, damage detection can be realized at a plurality of locations in the lamp sleeve, and early detection can be performed. It can be easily realized.
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、上述した実施の形態と他の実施の形態とを適宜に組み合わせて実施することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment and other embodiments can be combined as appropriate.
1,1A,1B,1C,1D,1E…紫外線消毒装置、2…容器、
3…紫外線ランプ、4…ランプスリーブ、
5…流入管、6…排出管、
7…絶縁被覆導線、
8,8a,8b…導電部(導線の露出部分)、
9…導電検知手段(フロートなしスイッチ、導電式レベルスイッチ)、
10…ランプスリーブの損傷(損傷部)、11…損傷部から流入した被処理水、
12…絶縁性キャップ、12a…中空部、
13…ランプスリーブキャップ、
14a,14b…埋め込み導線、
15a,15b…導電部(埋め込み導線の露出部分)。
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E ... UV disinfection device, 2 ... container,
3 ... UV lamp, 4 ... Lamp sleeve,
5 ... Inflow pipe, 6 ... Discharge pipe,
7: Insulated coated conductor,
8, 8a, 8b ... conductive portion (exposed portion of the conductive wire),
9: Conductivity detection means (no float switch, conductive level switch),
10 ... Damage to the lamp sleeve (damaged part), 11 ... treated water flowing from the damaged part,
12 ... Insulating cap, 12a ... Hollow part,
13 ... Lamp sleeve cap,
14a, 14b ... buried conductors,
15a, 15b... Conductive portions (exposed portions of embedded conductors).
Claims (10)
前記容器内を通流する被処理流体に紫外線を照射する紫外線ランプと、
前記紫外線ランプが収納された光透過性のランプスリーブと、
前記ランプスリーブ内に電気的に導通可能な導電部をそれぞれ有し、前記導電部を除く他の部分が絶縁された複数の導線と、
前記ランプスリーブ内に浸入した被処理流体が前記導電部のうちの少なくとも1つに接触したときに前記導線に流れる電気的変化を検出し、検出した電気的変化の信号に基づいて前記ランプスリーブの損傷を報知する導電検知手段と、
を有することを特徴とする紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置。 A container into which a conductive fluid to be treated flows;
An ultraviolet lamp for irradiating the fluid to be treated flowing in the container with ultraviolet rays;
A light-transmitting lamp sleeve containing the ultraviolet lamp;
A plurality of conductive wires each having a conductive portion electrically conductive in the lamp sleeve, the other portions excluding the conductive portion being insulated;
An electrical change flowing through the conductor when a fluid to be treated that has entered the lamp sleeve contacts at least one of the conductive portions is detected, and the lamp sleeve is detected based on a signal of the detected electrical change. A conductivity detection means for reporting damage;
An apparatus for detecting damage to a lamp sleeve for an ultraviolet disinfection device.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012223732A (en) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Photoscience Japan Corp | Liquid treating equipment |
JP2014041080A (en) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Photoscience Japan Corp | Device and method for detecting deterioration of glass container exposed to ultraviolet light |
-
2009
- 2009-01-13 JP JP2009004937A patent/JP2010162440A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014041080A (en) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Photoscience Japan Corp | Device and method for detecting deterioration of glass container exposed to ultraviolet light |
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