JP2014226631A

JP2014226631A - 紫外線照射水処理装置

Info

Publication number: JP2014226631A
Application number: JP2013109874A
Authority: JP
Inventors: 憲彦鎌田; Norihiko Kamata; 公寿松本; Kimihisa Matsumoto
Original assignee: Maezawa Industries Inc; Saitama University NUC
Current assignee: Maezawa Industries Inc; Saitama University NUC
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-12-08
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: JP6170732B2

Abstract

【課題】紫外線光源の表面を効率よく清掃できる機構を備えた紫外線照射水処理装置を提供する。
【解決手段】処理槽１１内に配置した円柱形状の紫外線光源１２を清掃する清掃手段１５と、清掃手段を支持する支持手段１６と、支持手段を介して清掃手段を移動させる移動手段１７とを備え、清掃手段は、紫外線光源を中心にして回転する回転体２１と、処理槽内を流れる水の力によって回転体を回転させるための羽根部材２２と、回転体に設けられて紫外線光源の表面に摺接する清掃部材２３とを備え、移動手段は、処理槽に設けられたネジ棒１３と、支持手段に回転可能に支持されてネジ棒に螺合する雌ねじ部を有する回転部材２５と、回転部材に設けられて処理槽内を流れる水の力によって回転部材を回転させるための可変羽根部材２６とを備えるとともに、処理槽の上下両端には、可変羽根部材の方向を反転させる反転手段を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線照射水処理装置に関し、詳しくは、浄水処理や下水処理等において、紫外線を用いて水中の微生物の殺菌や有機物の酸化を行う紫外線照射水処理装置に関する。

従来から、紫外線を照射して、水に含まれる微生物や病原性原虫の殺菌や消毒をする紫外線照射水処理装置が開発されており、この紫外線照射水処理装置として、被処理水が流通する処理槽の水路内に、紫外線光源を設置して紫外線照射を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２−１７９５３８号公報

しかし、長時間使用すると、水中の異物が紫外線光源の表面に付着し、紫外線の照射効率を低下させてしまうため、定期的に紫外線光源の表面を清掃し、異物を除去する必要がある。

そこで本発明は、紫外線光源の表面に付着した異物を、無電力で効率よく除去することができる清掃機構を備えた紫外線照射水処理装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の紫外線照射水処理装置は、処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、被処理水が流れる処理槽内に配置された円柱形状の紫外線光源と、該紫外線光源の表面を清掃する清掃手段と、該清掃手段を支持する支持手段と、該支持手段を介して前記清掃手段を前記紫外線光源の表面に沿って移動させる移動手段とを備え、前記支持手段は、前記紫外線光源の外径より大きな内径を有する回転体支持部を備え、前記清掃手段は、前記回転体支持部に回転可能に支持されて前記紫外線光源の軸線を中心にして回転する回転体と、該回転体に設けられて処理槽内を流れる水の力によって該回転体を回転させるための羽根部材と、前記回転体に設けられて前記紫外線光源の表面に摺接する清掃部材とを備え、前記移動手段は、前記紫外線光源に対して平行に設けられたネジ棒と、前記支持手段に設けられた前記ネジ棒の外径より大きな内径を有する移動手段支持部と、該移動手段支持部に回転可能に支持されて前記ネジ棒に螺合する雌ねじ部を有する回転部材と、該回転部材に設けられて処理槽内を流れる水の力によって該回転部材を回転させるための可変羽根部材とを備えるとともに、前記処理槽の水の流れ方向上流端及び下流端には、前記可変羽根部材の方向を反転させて水の力による回転部材の回転方向を逆方向にするための反転手段を備えていることを特徴としている。

本発明の紫外線照射水処理装置によれば、処理槽内を流れる水の力で清掃手段を回転させるので、紫外線光源の表面の清掃を効果的に行うことができる。また、可変羽根部材を用いた移動手段は、流れる水の力だけで清掃手段を紫外線光源に沿って移動させることができるので、紫外線光源の清掃を完全無電力で行うことができる。

本発明の紫外線照射水処理装置の第１形態例を示す処理槽の断面正面図である。同じく要部の断面側面図である。同じく反転手段の説明図である。本発明の紫外線照射水処理装置の第２形態例を示す処理槽の断面正面図である。同じく要部の断面側面図である。図５のVI−VI断面図である。図５のVII−VII断面図であって、支持手段が処理槽の下流側に向かって移動する際の説明図ある。図５のVII−VII断面図であって、支持手段が処理槽の上流側に向かって移動する際の説明図ある。

図１及び図２に示す本発明の紫外線照射水処理装置の第１形態例は、一端側に流入部を、他端側に流出部を有する円筒状の処理槽１１の内部に、処理槽１１内の水の流れＷに平行な方向に、６本の円柱形状の紫外線光源１２を同一円周上に等間隔で配置したものであって、処理槽１１の軸線上には、紫外線光源１２の軸線と平行な方向に、両端部が処理槽１１の端面板１１ａに固着されたネジ棒１３が設けられるとともに、ネジ棒１３を挟んで２本のガイド棒１４がネジ棒１３と平行に配置されている。

前記紫外線光源１２の周囲には、該紫外線光源１２の表面を清掃する清掃手段１５がそれぞれ設けられ、各清掃手段１５は、支持手段１６にそれぞれ回転可能に支持されている。支持手段１６は、円板状の部材からなるものであって、該支持手段１６の中央部には、該支持手段１６を前記ネジ棒１３に沿って移動させるための移動手段１７が設けられるとともに、支持手段１６の外周部には、前記清掃手段１５をそれぞれ支持するための回転体支持部１８が周方向に等間隔で６箇所に設けられ、さらに、移動手段１７を挟む位置には、前記ガイド棒１４が挿通される２個のガイド孔１９が設けられている。前記回転体支持部１８は、前記紫外線光源１２の外径より大きな内径を有する円形の開口であって、この回転体支持部１８の内周に、ベアリング２０を介して前記清掃手段１５が設けられている。

清掃手段１５は、前記ベアリング２０に支持された外回転体２１ａ及び内回転体２１ｂとからなる回転体２１と、外回転体２１ａと内回転体２１ｂとの間に設けられた羽根部材２２と、前記内回転体２１ｂの内周に設けられて前記紫外線光源１２の表面に摺接する清掃部材、例えばブラシ２３とを備えている。羽根部材２２は、処理槽１１内の水の流れ方向に対してあらかじめ設定された角度だけ同一方向に傾斜した状態で設けられており、処理槽１１内を流れる水の力によって回転体２１を一定の方向に回転させることができるように形成されている。

前記移動手段１７は、前記支持手段１６の中央部に設けられた前記ネジ棒１３の外径より大きな内径を有する円形の開口からなる移動手段支持部２４と、該移動手段支持部２４に回転可能に支持されて前記ネジ棒１３の軸線を中心にして回転する回転部材２５と、該回転部材２５に設けられて処理槽１１内を流れる水の力によって該回転部材２５を回転させるための可変羽根部材２６とを備えるとともに、前記処理槽１１の上流端及び下流端には、前記可変羽根部材２６の方向を反転させて水の力による回転部材２５の回転方向を逆方向にするための反転手段２７を備えている。

前記回転部材２５は、ベアリング２８を介して移動手段支持部２４に支持される外回転体２５ａと、内周に前記ネジ棒１３に螺合する雌ねじ部２９を有する内回転体２５ｂとを備えており、前記可変羽根部材２６は、外回転体２５ａと内回転体２５ｂとに回動可能に軸支された処理槽半径方向の軸部材２６ａと、該軸部材２６ａから水の流れ方向上流側に向かって突出した羽根本体２６ｂと、軸部材２６ａ又は羽根本体２６ｂから羽根本体２６ｂの突出方向に対して直交する方向に突出した反転軸２６ｃとを備えており、外回転体２５ａ又は内回転体２５ｂの軸部材２６ａの軸着部には、軸部材２６ａの回動角度を規制する回り止め（図示せず）が設けられ、水の流れ方向に対する羽根本体２６ｂの角度を、図３（ａ）に示す正回転位置Ａと、図３（ｂ）に示す逆回転位置Ｂとの範囲で揺動可能としている。

また、前記反転手段２７は、前記可変羽根部材２６に設けられた反転軸２６ｃと、図３（Ａ）に示すように、処理槽１１の上流端にリング状に設けられた正回転反転突部２７ａと、図３（Ｂ）に示すように、処理槽１１の下流端にリング状に設けられた逆回転反転突部２７ｂとで構成されており、図３（Ａ）に示すように、前記支持手段１６が下流側から上流端に到達して正回転反転突部２７ａに反転軸２６ｃが当接すると、羽根本体２６ｂの方向が正回転位置Ａに反転し、図３（Ｂ）に示すように、前記支持手段１６が上流側から下流端に到達して逆回転反転突部２７ｂに反転軸２６ｃが当接すると、羽根本体２６ｂの方向が正回転位置Ａから逆回転位置Ｂに反転するように形成されている。

前記羽根本体２６ｂが正回転位置Ａのとき、水の流れＷによって羽根本体２６ｂに矢印Ｒａで示す方向の力が発生し、この力によって回転部材２５が正方向に回転し、ネジ棒１３に螺合した雌ねじ部２９が正方向に回転することにより、支持手段１６が下流側に向かって移動する。逆に、羽根本体２６ｂが逆回転位置Ｂのときには、水の流れＷによって羽根本体２６ｂに矢印Ｒｂで示す方向の力が発生し、この力によって回転部材２５が逆方向に回転し、ネジ棒１３に螺合した雌ねじ部２９が逆方向に回転することにより、支持手段１６が上流側に向かって移動する。

このように形成した紫外線照射水処理装置は、処理槽１１内に被処理水を流通させるとともに、紫外線光源１２を作動させて被処理水に紫外線を照射することにより、被処理水の紫外線処理を行うことができる。そして、支持手段１６は、移動手段１７の可変羽根部材２６における羽根本体２６ｂの正逆方向に応じて処理槽１１の上流端と下流端との間を往復移動するとともに、清掃手段１５は、処理槽１１内を流れる水の力によって羽根部材２２が回転体２１を回転させ、内回転体２１ｂの内周に設けたブラシ２３が紫外線光源１２の表面に摺接し、表面に付着した異物を除去する。

すなわち、清掃手段１５のブラシ２３は、羽根部材２２の作用で回転する回転体２１によって紫外線光源１２の表面を周方向に回転しながら、移動手段１７の作用によって処理槽１１内を上流側又は下流側に向かって軸線方向に移動することになるので、ブラシなどの清掃部材を紫外線光源の軸線方向に直線的に移動させるだけのものに比べて、紫外線光源１２の表面の清掃を効果的に行うことができる。さらに、電源を必要とせずに無動力で紫外線光源１２を清掃することができる。

図４乃至図８は、本発明の紫外線照射水処理装置の第２形態例を示している。なお、以下の説明において、前記第１形態例に示した紫外線照射水処理装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

本形態例に示す紫外線照射水処理装置は、前記形態例と同様に、処理槽１１の内部に配置した６本の紫外線光源１２を清掃するための清掃手段１５を支持手段１６にそれぞれ回転可能に支持したものであって、支持手段１６は、該支持手段１６の中央部に設けられた移動手段支持部２４に回転可能に支持された移動手段３１によって処理槽１１の軸線方向に往復動するように形成されている。

この移動手段３１は、前記移動手段支持部２４にベアリング３２を介して回転可能に設けられたケース３３と、該ケース３３の内端面に形成されて前記ネジ棒１３に螺合する雌ねじ部３４と、前記ケース３３の内周壁を処理槽半径方向に貫通した回動可能な軸部材３５ａ及び該軸部材３５ａに固着された羽根本体３５ｂからなる可変羽根部材３５と、該可変羽根部材３５を図７に示す正回転位置Ａと図８に示す逆回転位置Ｂと揺動させるための反転手段３６と、可変羽根部材３５を正回転位置Ａ及び逆回転位置Ｂに保持するための羽根保持手段３７とを備えている。

また、可変羽根部材３５は、ケース３３を内周側に貫通した軸部材３５ａに取り付けられたコイルバネ３８によってケース内周方向に付勢されており、ケース３３の内周壁内面には、軸部材３５ａから軸部材３５ａに直交する方向に突出した保持片３５ｃが係合する正回転係合溝３３ａ及び逆回転係合溝３３ｂが設けられている。

反転手段３６は、処理槽軸線方向に移動可能に形成された棒状部材からなるものであって、中央部は、前記可変羽根部材３５に連結部材３５ｄを介して連結され、両端部３６ａ，３６ｂは、前記ケース３３からそれぞれ所定長さ突出する状態で配置されている。また、羽根保持手段３７は、反転手段３６と同様に、処理槽軸線方向に移動可能に形成された棒状部材からなるものであって、中央部の２箇所に、前記軸部材３５ａの突出端が嵌合して羽根本体３５ｂの傾斜方向を固定するための嵌合溝３７ａ，３７ｂが設けられるとともに、両端部３７ｃ、３７ｄがケース３３からそれぞれ所定長さ突出する状態で配置されている。

反転手段３６及び羽根保持手段３７のケース３３からのそれぞれの突出長さは、支持手段１６が処理槽１１の上流端又は下流端に移動したときに、処理槽１１の端面板１１ａに羽根保持手段３７の端部３７ｃ、３７ｄのいずれか一方が先に当接し、羽根保持手段３７の移動によって嵌合溝３７ａ，３７ｂと軸部材３５ａの突出端との嵌合状態が解除されて軸部材３５ａが外周方向に移動し、保持片３５ｃと正回転係合溝３３ａ又は逆回転係合溝３３ｂとの係合状態が解除されて可変羽根部材３５が回動可能になった後に反転手段３６の端部３６ａ，３６ｂのいずれか一方が端面板１１ａに当接し、さらに、反転手段３６の移動によって羽根本体３５ｂが正回転位置Ａ又は逆回転位置Ｂに向きを変えた後、羽根保持手段３７の更なる移動によって嵌合溝３７ａ，３７ｂと軸部材３５ａの突出端とが嵌合し、コイルバネ３８の作用で軸部材３５ａが内周方向に移動して保持片３５ｃと正回転係合溝３３ａ又は逆回転係合溝３３ｂとが係合するように設定されている。

図７に示すように、可変羽根部材３５の羽根本体３５ｂが正回転位置Ａのときには、可変羽根部材３５に矢印Ｒａで示す方向の力が発生して移動手段３１が回転することにより、ネジ棒１３に螺合した雌ねじ部２９の作用で支持手段１６が処理槽１１の下流側に向かって移動する。支持手段１６が処理槽１１の下流端に到達すると、端面板１１ａに羽根保持手段３７が当接し、次いで反転手段３６が端面板１１ａに当接することにより、可変羽根部材３５の羽根本体３５ｂが逆回転位置Ｂに回動し、図８に示すように、可変羽根部材３５に矢印Ｒｂで示す方向の力が発生し、移動手段３１の回転作用で支持手段１６が処理槽１１の上流側に向かって移動する。この間、前記第１形態例と同様に、清掃手段１５の回転体２１が回転し、ブラシ２３によって紫外線光源１２の表面に付着した異物を除去する。

また、支持手段１６が処理槽１１の上流端又は下流端に移動しているときには、軸部材３５ａの突出端が羽根保持手段３７の嵌合溝３７ａ，３７ｂに嵌合しているため、可変羽根部材３５は、正回転位置Ａ又は逆回転位置Ｂに保持されて羽根本体３５ｂの傾斜方向が保持される。

したがって、処理槽１１内の被処理水の流れによって支持手段１６が処理槽１１内を往復動することにより、紫外線光源１２の全体を、回転するブラシ２３によって確実に清掃することができる。このように、処理槽１１内に被処理水を流通させるだけで、電力を使用することなく、紫外線光源１２を清掃することができ、長期にわたって安定した紫外線処理を効率よく行うことができる。

１１…処理槽、１１ａ…端面板、１２…紫外線光源、１３…ネジ棒、１４…ガイド棒、１５…清掃手段、１６…支持手段、１７…移動手段、１８…回転体支持部、１９…ガイド孔、２０…ベアリング、２１…回転体、２１ａ…外回転体、２１ｂ…内回転体、２２…羽根部材、２３…ブラシ、２４…移動手段支持部、２５…回転部材、２５ａ…外回転体、２５ｂ…内回転体、２６…可変羽根部材、２６ａ…軸部材、２６ｂ…羽根本体、２６ｃ…反転軸、２７…反転手段、２７ａ…正回転反転突部、２７ｂ…逆回転反転突部、２８…ベアリング、２９…雌ねじ部、３１…移動手段、３２…ベアリング、３３…ケース、３３ａ…正回転係合溝、３３ｂ…逆回転係合溝、３４…雌ねじ部、３５…可変羽根部材、３５ａ…軸部材、３５ｂ…羽根本体、３５ｃ…保持片、３５ｄ…連結部材、３６…反転手段、３６ａ，３６ｂ…両端部、３７…羽根保持手段、３７ａ，３７ｂ…嵌合溝、３７ｃ、３７ｄ…端部、３８…コイルバネ

Claims

処理水に紫外線を照射する紫外線照射水処理装置において、被処理水が流れる処理槽内に配置された円柱形状の紫外線光源と、該紫外線光源の表面を清掃する清掃手段と、該清掃手段を支持する支持手段と、該支持手段を介して前記清掃手段を前記紫外線光源の表面に沿って移動させる移動手段とを備え、前記支持手段は、前記紫外線光源の外径より大きな内径を有する回転体支持部を備え、前記清掃手段は、前記回転体支持部に回転可能に支持されて前記紫外線光源の軸線を中心にして回転する回転体と、該回転体に設けられて処理槽内を流れる水の力によって該回転体を回転させるための羽根部材と、前記回転体に設けられて前記紫外線光源の表面に摺接する清掃部材とを備え、前記移動手段は、前記紫外線光源に対して平行に設けられたネジ棒と、前記支持手段に設けられた前記ネジ棒の外径より大きな内径を有する移動手段支持部と、該移動手段支持部に回転可能に支持されて前記ネジ棒に螺合する雌ねじ部を有する回転部材と、該回転部材に設けられて処理槽内を流れる水の力によって該回転部材を回転させるための可変羽根部材とを備えるとともに、前記処理槽の水の流れ方向上流端及び下流端には、前記可変羽根部材の方向を反転させて水の力による回転部材の回転方向を逆方向にするための反転手段を備えていることを特徴とする紫外線照射水処理装置。