JP2015020142A - 殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の流入口と流出口とを有する殺菌装置において、液体と空気が混ざってうずまき状の流れを形成することを防ぎ、かつ、液体による殺菌装置の槽壁及び殺菌槽内の機器の破損を防止することができ、紫外線ランプによる殺菌効率を向上するように改良された殺菌装置を提供する。【解決手段】液体の流入口と流出口とを有する殺菌槽と、複数本の紫外線ランプとよりなり、流入口より殺菌槽に流入した液体が紫外線ランプの間の間隙を通って流れ、流出口より液体を供給する装置で、液体が紫外線ランプの間を通過する際にランプよりの紫外線による照射を受けて微生物を死滅させるようにした殺菌装置において、流入口と流出口がそれぞれ管状部を有し、管状部の殺菌槽内方の端部を塞ぎ、管状部の側面部に複数の孔を形成した。【選択図】図１

Description

本発明は、水や湯の殺菌装置に関するもので、特に循環式風呂等にて用いられる殺菌装置に関するものである。

本発明の発明者は、災害時等の汚染された水や、水質の悪い地域での汚れた水を洗浄、殺菌することにより、飲料水や医療用高純度水にする方法、装置を開発して特願２００２−２７８３００号として出願した（特開２００３−２４５６６４号公報参照）。それは、各種フィルターを用いて土砂類のほか化学物質等を除去して無害化すると共に、これらフィルターにては除去し得ない細菌類を含む微生物を、紫外線を照射して殺菌しあるいは無害化することにより、飲料水はもとより、医療現場等にて用い得る高純度の水を得ることを目的としている。

大規模な浄化装置を経て供給される水道水も、ビルやアパートの屋上に設置された水タンクに貯えられた水も大腸菌などの細菌類が発生して、飲用水として利用するには不適な状態を作り出す場合がある。この際、本紫外線装置を使用することによって完全な飲料水を提供することができるのである。

本発明は、温泉場や健康ランド等における風呂の湯や、多くの子供たちが利用する競泳用プールやレジャーランドのプール、アオコが多く発生する池や湖等の浄化、殺菌を目的とする殺菌装置に関するものであり、また、汚染された水を殺菌して飲料用の水とするために用いることもできる。特に、多量の塩素による殺菌を行なう場合は、人体や皮膚への悪影響も報告されており、全く害のない紫外線による殺菌は、効果の高い技術である。

本発明の装置において対象となる健康ランドや温泉の湯等は、比較的透明度が低く、特に紫外線は混入される不純物の粒子による散乱等によりその透過度は低い。そのために、単に紫外線ランプを配置して湯等の液体に紫外線を照射しても、液体中に混入されている菌を死滅させることはもちろん、無害化させることも困難である。

風呂の湯、特に温泉においては、飲用を目的としないために飲料水に比べてフィルターによる浄化がそれほど重要ではない。そればかりか、温泉水はさまざまな成分のものであるが、身体によいとされる物質、成分が多量に混入されており、そのために、透明度が低い。そのため、これら物質、成分や汚れ等は、前記飲料水を対象とした浄化、殺菌装置にて用いられているような各種フィルターを組み合わせ配置することにより除去でき、液体の透明度を高くすることは容易である。しかし、この方法によれば、温泉等にて有効な物質や成分も除去してしまうため好ましくない。

本発明の発明者は、温泉水等における各種の物質、成分を除去することなく水分中の微生物、細菌類を死滅あるいは無害化するようにした殺菌装置を開発して特願２００３−６１０２４号として出願した（特開２００４−２６７４０１号公報参照）。

この装置は、殺菌すべき湯等の液体を流す流路中に比較的接近させて複数の紫外線ランプを配置したものである。そして、流入側より液体を流入させ紫外線ランプの間を通って液体が流れる間に紫外線の照射を受けて有害微生物、最近特に問題になっているレジオネラ菌やクリプトスポリジウム等を死滅あるいは無害化するようにした。実際には、流路等に設けられた流入口と流出口とを有する殺菌槽で、流入口から流出口へ向けて流れる液体のその流れに対して直角な方向に、１列に並べて複数の紫外線ランプを配列したもので、液体がこれら紫外線ランプ間を流れる際に紫外線の照射を受けるようにしたものである。しかも各紫外線間の間隔を液体が不透明であることを考慮しても十分紫外線が透過し得る距離で、しかも液体の供給量、循環量を考慮しても実用化の可能な間隔に設定することにより、十分な殺菌あるいは無害化を可能にしたものである。

また、この殺菌装置は、殺菌槽の側壁に液体の流れの方向に沿って次第に内側に突出する斜面、つまり流入口側から流出口側に向けて槽内部に突出する斜面を形成し、また、殺菌槽の底部に、液体の流れの方向に向けて次第に上昇する形状の斜面、つまり流入口側から流出口側に向け上昇する斜面を設けている。これにより、側壁や底部に沿って流れる液体を槽の中央部の方向へと流れを変化させ、かつ液体の流れに乱流を起こさせて、紫外線による殺菌効果を増大することを意図している。また、底部付近の殺菌効果をより高めるために、底部に設ける斜面に小孔を設けることもできる（特開２００９−２７９５１０号公報参照）。

特開２００３−２４５６６４号公報 特開２００４−２６７４０１号公報 特開２００９−２７９５１０号公報

このような構成を有する殺菌装置においては、流入口から殺菌すべき水または湯等の液体を流入する際及び、流出口から殺菌済みの液体を流出する際に、流入口や流出口の管状部分の底面から空気が入り流入口または流出口内の液体と混ざり合ってうずまき状の流れを管状部分内で形成してしまう。また、流入口の管状部分から落下する液体によって、槽の底部を破損するおそれがある。

本発明は、液体の流入口と流出口とを有する、殺菌装置において、液体と空気が混ざってうずまき状の流れを形成することを防ぎ、かつ、液体による殺菌装置の槽壁及び殺菌槽内の機器の破損を防止することができるように改良した、殺菌装置を提供する。

また、本発明は、紫外線ランプを有する殺菌装置において、紫外線ランプによる殺菌効率を向上するように改良された殺菌装置を提供する。

更に、本発明は、殺菌装置に用いられる紫外線ランプの破損を防止する紫外線ランプの保持構造を提供する。

本発明の殺菌装置は、液体の流入口と流出口とを有する殺菌槽と、前記殺菌槽内に液体の流れる方向に対しほぼ直角方向に所望の間隔をおいて並んで少なくとも１列配置された複数本の紫外線ランプとからなり、前記流入口より殺菌槽に流入した液体が前記各紫外線ランプの間の間隙を通って流出口より流出し、この通過の間に乱流をおこし、液体が紫外線ランプの間を通過する際に紫外線ランプの紫外線による照射を受けて微生物を死滅させるようにした殺菌装置であって、前記流入口と前記流出口がそれぞれ管状部を有し、該管状部の殺菌槽内方の端部を空気が入らないように塞ぎ、該管状部の側面部に複数の孔を形成したことを特徴とする。

本発明の殺菌装置においては、管状部の側面部に形成した複数の孔の大きさを大きくすることが好ましい。

本発明の殺菌装置においては、管状部の側面部に形成した複数の孔は、紫外線ランプと対向する部分には設けないことが好ましい。

また、本発明の殺菌装置においては、殺菌槽の両側面に液体の流れる方向に沿って次第に槽内部に向けて突出する斜面を設け、該突出する斜面が、該液体の流れる方向において紫外線ランプの設置位置に設けられていることが好ましい。

また、本発明の殺菌装置においては、液体の流れる方向に対しほぼ直角方向に所望の間隔をおいて１列に並び配置された複数本の紫外線ランプが殺菌槽の液体流れ方向に沿った側面と対向するように配置されていることが好ましい。

更に、本発明の殺菌装置においては、流入口と流出口を殺菌槽に複数設けることが好ましい。

更に、本発明の殺菌装置においては、流入口と流出口が、複数の分岐した管状部を有することが好ましい。

本発明の殺菌装置によれば、流入口及び流出口の管状部の殺菌槽内方の端部を塞ぎ、管状部の側面部に複数の孔を形成しているので、流入口や流出口に空気が入りこんで、うずまき状の流れを形成することを防止できる。また、流入口の管状部分から落下する液体によって、殺菌装置の槽壁及び殺菌槽内の機器が破損することを防止できる。

また、本発明の殺菌装置によれば、殺菌槽の側面に、紫外線ランプの設置位置に合せて、槽内方へ向かって突出する斜面を設けているので、側面近傍の液体の流れを紫外線ランプに向けて変化させ、槽内の液体がより高い確率で紫外線ランプの照射を受けるようになる。これにより、紫外線ランプによる殺菌効率が向上する。

本発明の実施例の正面図 前記実施例の側面図 前記実施例の平面図 本発明の殺菌装置の流入口と紫外線ランプの一部を拡大して示す斜視図で、（Ａ）は、流入口と紫外線ランプの位置関係を示す図、（Ｂ）は、流入口に設けられた孔と管端部の関係を説明する図、（Ｃ）は、本発明による流入口の他の実施例を示す図 本発明にて用いる斜面の拡大図並びに液体の流れを示す図 本発明の実施例における斜面近傍の液体の流れを示す図 前記斜面を裏面より見た図および液体の流れを示す図 本発明の石英保護管用ストッパを示す図で、紫外線ランプを石英保護管によって非接触状態に包囲して、石英保護管と共に殺菌装置天板に固定した状態を示す図で、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は石英保護管用ストッパを取り除いた状態の平面図、（Ｄ）は紫外線ランプのＵ字形状を示す矢視図 本発明の他の実施例の平面図 本発明の他の実施例の平面図 本発明の他の実施例の平面図 本発明の他の実施例の平面図

次に、本発明による殺菌装置の実施の形態を図面を参照しながら、実施例に基いて説明する。

図１、図２、図３は、本発明の殺菌装置の実施例を示すもので、これらの図は殺菌装置内部を示すもので、図１が正面図、図２が側面図、図３が平面図である。また、図４は、本発明の殺菌装置の流入口と紫外線ランプの一部を拡大して示す斜視図で、（Ａ）は、流入口と紫外線ランプの位置関係を示す図、（Ｂ）は、流入口に設けられた孔と管端部の関係を説明する図である。

これら図において、１０１は殺菌装置の殺菌槽１００の流入口（殺菌すべき水または湯等の液体を殺菌槽内に流入させるための流入口）、１０４は流出口、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６は紫外線ランプである。液体は、流入口１０１から殺菌槽１００内に流入し、紫外線ランプ１１１〜１１６の照射を受けて殺菌されて、殺菌槽１００における流入口１０１とほぼ対角線上に対向する位置に設けられた流出口１０４から流出するようになっている。

この実施例では、３本の紫外線ランプ１１１、１１２、１１３が一定間隔をおいて１列に並んで配置され、他の３本の紫外線ランプ１１４、１１５、１１６が一定間隔をおいて並んで配置され、合計２列６本の紫外線ランプが配置されている。また、紫外線ランプは、Ｕ字管タイプでＵ字が殺菌装置の液体流れ方向（図３の矢印Ａ方向）に沿った側面と対向するように設けられている。

殺菌槽１００の側壁１０９には、液体の流れる方向に沿って次第に殺菌槽内部に向けて突出する斜面１０９Ａが、液体流れ方向において紫外線ランプの設置位置と一致するように設けられている（図３参照）。また、殺菌槽１００の底部１０６には、液体流れ方向に沿って上方に向かう斜面１０５が設けられ、この斜面１０５の底部１０６との境界１０７には複数の孔１０５Ａが形成されている（図５参照）。

本実施例による殺菌装置の流入口１０１の構成について、図４を参照して、以下に詳細に説明する。

流入口１０１は、Ｌ字状に曲げた形状であって、外部の水源に接続する入口部１０１ａと殺菌層１００下部へ向けて延びる管状部１０１ｂとからなる。管状部１０１ｂの底面１０１ｃは塞がれており、液体が通過できないようになっている。また、管状部１０１ｂの側面には直径ｒの円形の孔１０２が多数設けられている。図４（Ａ）のＩで示す、最も近い紫外線ランプ１１４と対向する領域には、孔１０２は設けられていない。また、孔１０２は、その直径ｒが管状部１０１ｂの直径Ｒよりは小さく、その開口面積の合計が、管状部１０１ｂの断面積の２倍以上となるように設定されている。本実施例においては、管状部の直径Ｒは１００ｍｍ、孔１０２の直径ｒは２０ｍｍとしたが、孔１０２の直径ｒは１５ｍｍから２０ｍｍであることが望ましい。

このように構成された流入口１０１においては、管状部１０１ｂの底面１０１ｃが塞がれているために、空気の混入によるうずまき状の液体の乱流の形成や、落下する液体による殺菌槽の底部や内部の機器の破損を防止することができる。

この実施例の殺菌装置において、殺菌すべき液体を流入口１０１より流入させると、液体は流入口１０１の管状部１０１ｂに形成された多数の孔１０２より殺菌槽１００内に送り込まれる。ここで流入口１０１より殺菌槽１００内に送られる液体は、多数の孔１０２から分散された状態で勢いよく流入される。また、管状部１０１ｂの底面１０１ｃが塞がれており、最も近い紫外線ランプ１１４と対向する領域Ｉには、孔１０２は設けられていないため、殺菌槽１００の底部や紫外線ランプ１１４には、直接、勢いよく水流がぶつかることはない。従って、底部や紫外線ランプ１１４を破損する心配がない。

この槽内を流れる液体は、槽内に配置された紫外線ランプ１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６より発する紫外線の照射を受けて、液体内の細菌が、殺菌される。その後、流出口１０４の上下方向を向いた管状部１０４ｂの側面に設けられた孔を通って出口部１０４ａより流出する。流出口１０４の底面１０４ｃも、空気を混入を防ぐために、流入口１０１同様に塞がれている。また、流出口１０４の管状部１０４ｂに設けられた孔も、流入口１０１と同様の構成を有している。

ここで、殺菌槽１００内を流れる液体は紫外線ランプの照射により殺菌されるわけであるが、この殺菌効率を向上するために、本発明においてはさまざまの改良を施している。まず、紫外線ランプの照射効率を考慮して、本発明においては、Ｕ字管タイプの紫外線ランプを採用し、Ｕ字が殺菌槽１００の液体流れ方向Ａに沿った側面と対向するように配置している。このような配置とすることによって、殺菌槽１００内を流れる液体への紫外線の照射頻度が増えることになり、殺菌効率を上げることができる。

また、殺菌槽１００の側壁１０８、１０９に沿った液体の流れや、底部１０６に沿った液体の流れは、紫外線ランプの照射を受けにくく、そのため液体内の細菌が殺菌されないおそれがある。しかしながら、本発明によれば、側壁１０８、１０９の紫外線ランプの設置位置に殺菌槽１００内部に向けて突出する斜面１０８Ａ、１０９Ａを設け、底部１０６に液体の流れの方向に沿って上方に向かう斜面１０５を設けている。これにより、紫外線ランプの照射を受けにくい部分の流れを、紫外線ランプの方へ向けて、確実に殺菌できるようにしている。以下、斜面１０８Ａ、１０９Ａと１０５について詳細に説明する。なお、斜面１０８Ａと斜面１０９Ａは同一構造であるため、以下では、側壁１０９に設けた斜面１０９Ａについてのみ説明する。

側壁１０９に設けた斜面１０９Ａにおいては、側面１０９となす角度αが大き過ぎると、液体の流れ方向の変化が少なく乱流ができにくくなってしまい、液体を紫外線ランプへ向ける効果が少ない。また、小さすぎると、斜面に当たった液体の流れの方向が戻る方向となってしまう。このようなことから、斜面１０９Ａは、角度αが１０５度から１１０度であり、斜面の延長線上に紫外線ランプの中心があるように構成される（図４（Ａ）参照）。これにより、斜面１０９Ａによって向きを変えられた液体の流れは、紫外線ランプに向かって流れ、紫外線ランプによって確実に殺菌される。

底部１０６に設けた斜面１０５は、図１に示されるように、流れ方向に配置された紫外線ランプ１１１と１１２、１１２と１１３、１１４と１１５、１１５と１１６それぞれの流れ方向中間位置に設けられ、それぞれ流れ方向に沿って上方に向かうようになっている。同様に、流入口１０１と紫外線ランプ１１１、１１４の流れ方向中間位置にも設けられる。これにより、斜面１０５によって向きを変えられた、殺菌槽１００の底部１０６に沿って流れる液体は、上昇させられ、紫外線ランプに向かって流れ、紫外線ランプによって確実に殺菌される。

また、この実施例の斜面１０５には、図５に示すような複数の孔１０５Ａが形成されている。そのため底部に沿って流れる液体の一部はこの孔を通って斜面１０５を通り抜け、底部１０６と斜面１０５との境界１０７付近に液体がたまってしまい、境界１０７付近の液体中の細菌濃度が高くなるのを防止している。この孔を通り抜けた液体は、斜面１０５によって作られた上昇気流に乗って最終的には、紫外線ランプの照射によって殺菌される。この斜面１０５及び複数の孔１０５Ａの構成及びこれらによる液体の流れを以下に詳細に説明する。

この孔１０５Ａは、図５（Ｂ）に示すように、上下方向に長い半楕円形状またはそれに近い形状で、しかも横方向の長さが小である。そのため、小孔１０５Ａを通る液体の流れは、図６に示すように小孔の縁に沿って種々な方向に向かう流れとなる。また、斜面１０５の付近は底部１０６に沿って流れる比較的多量の液体の流れ１１０により圧力が大であり、その斜面１０５に沿って斜めに上昇する液体は比較的ゆっくりとした速度にて上昇する。一方、小孔１０５Ａを通る液体の流れ１２０は、底部を流れる液体の多くが斜面１０５にてさえぎられ、その反対側は比較的圧力が小になる。そのために高い圧力の部分より低い圧力に急激に変化するため、その圧力差により液体の速度は急激に大になる。この場合、全体としては図６における流れ１２０のように、孔を通過後に斜め上方に向かう。この流れが孔１０５Ａを通過した時の状態を示すと、図７のように斜め上方に分散する流れとなり、そのほとんどが紫外線ランプよりの紫外線の照射を受ける。このように孔を通過する液体の流れ１２０は、通過後に大きい速度にて図７に示すように四方に散り、例えば分散された状態で上昇して全体の流れに合流した上で紫外線ランプの近くを通り、紫外線ランプより発する紫外線にて照射され、十分な殺菌作用を受け、含まれる細菌類は完全に死滅する。

このように、実施例１の装置において、底部１０６に沿って流れる流れ１１０は、斜面１０５により斜め上方に上昇し紫外線ランプの付近を流れることになる。一方、底部１０６に最も近い流れ１２０は斜面に形成された孔１０５Ａより抜け出ると共にその際に前述のように分散された速い流れとなり、紫外線ランプの近くに流れて紫外線の照射を受けることになる。また、斜面１０５の各孔１０５Ａの間の部分１０５Ｂを流れる水は、孔１０５Ａを速い速度にて通過する水に引き込まれ、境界部分にたまることなく同様に孔１０５Ａを通過することになる。

したがって、底部１０６に沿って流れる水は、斜面に沿って上昇すると共に底部１０６に最も近い底部１０６上を流れる水は孔１０５Ａを通過し分散され、すべての水が紫外線ランプ近傍を通ることとなり、紫外線の照射を全く受けないかほとんど受けない水はなくなり、細菌類をほぼ完全に殺菌し無害化することが可能である。

また、この実施例では、孔１０５Ａが設けられた斜面１０５を一方の側壁面１０８から他方の壁側面１０９にわたって形成しており、そのために、底部１０６に沿って流れる液体のほとんどが斜面１０５に沿って上昇するか、孔１０５Ａを通って分散された速い流れとなる。これによって、流入口１０１と紫外線ランプ１１１（１１４）との間に設けられた斜面１０５により上昇された液体および孔１０５Ａを通り分散された液体は、紫外線ランプ１１１（１１４）の紫外線を発する近傍を通ることになり、確実に紫外線の照射を受けることになる。同様に、紫外線ランプ１１１（１１４）と紫外線ランプ１１２（１１５）の間に設けられた斜面により上昇される液体は、両紫外線ランプ１１１（１１４）と１１２（１１５）との間で、両ランプよりの紫外線による照射位置に向けられるため、両紫外線ランプ１１１（１１４）、１１２（１１５）により紫外線の照射を受けることになる。また、孔１０５Ａを通った水もこれら紫外線ランプよりの紫外線の照射を受けることになる。更に紫外線ランプ１１２（１１５）と紫外線ランプ１１３（１１６）との間に設けられた斜面によっても液体は、上昇されまたは孔を通って分散され、紫外線ランプ１１２（１１５）、１１３（１１６）等よりの紫外線による照射を受け、液体中の細菌類は殺菌される。

また、この実施例では斜面の両端は側壁面１０８、１０９に夫々密着するように接合されており、斜面１０５と側壁面１０８または１０９の間を通り抜ける液体がないように作成してあり、すべての液体が紫外線ランプ１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６のいずれかの近傍を通るように設けられており、殺菌が確実に行なわれるようにしてある。

更に、この実施例では、前述したように、流入口１０１とほぼ対角線上に対向する位置に流出口１０４を設けているので、槽内の液体の流れが澱みなく流れて、紫外線ランプによる殺菌効率が向上する。

図４（Ｃ）は、本発明による流入口１０１の他の実施例を示す図である。本実施例においては、流入口１０１の外部の水源に接続する入口部１０１ｄは管状部１０１ｂに向けて拡がるテーパー状をなしている。このような構成とすることによって、入口部１０１ｄの外部の水源に連結される部分の管径を維持したままで管状部１０１ｂの管径を大きくすることができる。

本発明の図１から図３に示した実施例においては紫外線ランプを液体の流れる方向に対しほぼ直角方向に２個、流れに沿って３列配置して、合計６個の紫外線ランプによって殺菌する構成としたが、水質が悪い場合や大量の水を短時間で処理する必要がある場合等、更に殺菌効率を上げる必要があるようなときには、液体の流れる方向に対してほぼ直角方向に３個、流れに沿って３列配置して、合計９個の紫外線ランプによって殺菌するようにする。この場合、流入口１０１と紫外線ランプとの距離が小さくなったり、また、より大量の液体を殺菌槽内部に送り込むために、流入口１０１の管状部１０１ｂに設けられた孔１０２から噴出される液体の速度が上がったりする。したがって、たとえ紫外線ランプと対向する領域に孔が設けられていないとはいっても、その高速の液体流によって紫外線ランプが破損するおそれがある。

このような場合に、本実施例のように管状部１０１ｂの管径を大きくすることができれば、より大量の液体を供給することができるので、大量の液体を短時間で処理することができる。また、当該管状部１０１ｂに設ける孔１０２の径も大きくすることができるので、孔１０２から噴出する液体の流速を下げることができる。これにより、孔１０２から噴出する液体によって紫外線ランプが破損するおそれを無くすことができるのである。

また、設置スペースの関係で装置の外形を小さくする必要がある場合においては、紫外線ランプの本数は前記実施例のように６本であっても、流入口と紫外線ランプの間の距離が小さくて、高速の液体流によって紫外線ランプの破損が生じる危険が増加する。このような場合にも、本実施例によるテーパー状の入口部１０１ｄを有する流入口であれば、径の大きな孔１０２を形成することで噴出する液体の流速を減じることができるので、上記の危険を解消することができるのである。

図９は、本発明の殺菌装置の紫外線ランプを密に配置した場合の例を示す図である。本発明の殺菌装置は、高い殺菌効率を有しているが、狭い設置スペースで更なる殺菌効率を求められる場合には、図９に示すように、図３に示す６本の紫外線ランプ１１１〜１１６に加えて、これら紫外線ランプ１１１〜１１６と略均等に間隔をなすように紫外線ランプ１２１〜１２６を設ける。この場合、追加される紫外線ランプ１２１〜１２６は、ランプの殺菌効率を考慮して、Ｕ字が紫外線ランプ１１１〜１１６のＵ字の向きと直交するように設けられる。このように紫外線ランプを高密度に配置すると、強耐酸性の微生物を死滅させることができる。また、紫外線ランプを高密度に配置したので、単位時間当たりの殺菌能力が向上し、より多くの流量の流体を殺菌装置で処理することができる。

図１０は、本発明の殺菌装置の紫外線ランプの配置を変更した他の例を示す図である。この例では、紫外線ランプは、３本の紫外線ランプ１３１、１３２、１３３が一定間隔をおいて１列に並んで配置され、他の３本の紫外線ランプ１３４、１３５、１３６が一定間隔をおいて１列に並んで配置され、更に他の３本の紫外線ランプ１３７、１３８、１３９が一定間隔をおいて１列に並んで配置され、合計３列９本の紫外線ランプが配置されている。このように列を増やした場合には、流入口１０１と流出口１０４は対角線上に配置するよりも、流れ方向に直角な方向における略中間位置に設けるほうが、両端に設けられた紫外線ランプ１３１、１３７及び１３３、１３９へも充分な流れを供給することができ好ましい。

図１１は、本発明の殺菌装置の紫外線ランプの配置を変更した更に他の例を示す図である。この例では、紫外線ランプは、３本の紫外線ランプ１４１、１４２、１４３が一定間隔をおいて１列に並んで配置され、他の３本の紫外線ランプ１４４、１４５、１４６が一定間隔をおいて１列に並んで配置され、更に他の３本の紫外線ランプ１４７、１４８、１４９が一定間隔をおいて１列に並んで配置され、更にまた３本の紫外線ランプ１５０、１５１、１５２が一定間隔をおいて１列に並んで配置されて、合計４列１２本の紫外線ランプが配置されている。このように列を更に増やした場合には、流入口と流出口は、図に示すように分岐管構成として第１流入口１０１‘と第２流入口１０１“、第１流出口１０４‘と第２流出口１０４“のように構成する。このように構成することによって、両端に設けられた紫外線ランプ１４１、１５０及び１４３、１５２へも充分な流れを供給することができるようになる。

図１２は、図１１に示した４列１２本の紫外線ランプと分岐型の流入口、流出口を有する構成の殺菌装置を２つ連結したような構成を有する殺菌装置を示す図である。この実施例の殺菌装置は、非常に大きな流量の液体を処理する必要がある場合に有効である。この装置では、連結部に乱流を生じるしきり板１６０を波板状に形成して、この部分でも液体の乱流が生じるようにしている。
図１０、図１１、図１２の殺菌装置においても、図９と同様に、各紫外線ランプ間に追加の紫外線ランプを、設けることができる。このように紫外線ランプを高密度に紫外線ランプを配置すると、図９と同様に、単位時間当たりの殺菌能力が向上し、より多くの流量の流体を殺菌装置で処理することができるようになる。

本発明の殺菌装置に用いられる紫外線ランプは、高価であり衝撃に弱いため、保護管で保護されるが、その紫外線ランプの照射効果を低減しないように、透明石英ガラスからなる石英保護管によって保護されるように構成される。紫外線ランプを石英保護管と共に殺菌装置に保持・固定する構成を図８に示す。

図８は、紫外線ランプ２００を石英保護管２３０によって非接触状態に包囲して、石英保護管２３０と共に殺菌装置天板２２０に固定した状態を示す図で、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は本発明による石英保護管用ストッパ２５０を取り除いた状態の平面図、（Ｄ）は紫外線ランプ２００のＵ字形状を示すためにその一部を示した、図８（Ａ）の矢印Ｄから見た矢視図である。

石英保護管２３０は、石英保護管用押えゴム２４０を介して石英保護管用押え金具２１０によって保持されているが、石英保護管２３０と紫外線ランプ２００の間の空間には通常、空気が入っており、殺菌槽内に水や湯等の液体が入ってくると、浮力によって石英管２３０が上昇して紫外線ランプ取付部２６０に衝突してしまうことがある。この衝突によって、石英保護管２３０が破損する事故が生じていた。また、殺菌装置で処理する液体の温度は、温泉の湯のように高温の場合もあり、寒冷地での飲料水処理の場合のように低温の場合もある。更に、石英保護管用押え金具２１０に通常用いられるステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）と、石英保護管２３０を構成する石英ガラスとは膨張係数が異なるため、浮力方向（長手方向）を完全に固定すると、今度は石英ガラスの膨張収縮によって石英保護管が破損する事故が生じる。

このような石英保護管２３０の破損事故を防止すべく、石英保護管２３０の紫外線ランプ取付部２６０への浮力作用方向の移動を阻止する石英保護管用ストッパ２５０を設けた。このストッパ２５０は、浮力作用方向に移動可能に石英保護管用押え金具２１０に取付けられており、石英保護管２３０の上端部との間に狭い隙間を形成している。具体的には、ストッパ２５０の石英保護管用押え金具２１０との取付位置に設けられた取付孔は図８（Ａ）の上下方向の長孔となっており、石英保護管用押え金具２１０に緩く固定されている。従って、図８（Ａ）の上下方向に、浮力や膨張力等により石英保護管２３０を上方へ動かそうとする力が加わると、石英保護管２３０はストッパ２５０に当接し、ストッパ２５０の緩い固定力に逆らってストッパ２５０と共に上昇する。この上昇の間に石英保護管２３０の上方への力はストッパ２５０によって弱められ、上昇による衝撃が緩衝され、衝突による破損を防止することができるのである。

本発明の殺菌装置によれば、紫外線ランプにより物理的に微生物を殺菌処理するため、人体に無害である。また、紫外線ランプは微生物を死滅させ有機質を分解するため、湖や海のアオコ、藻の種を死滅させることができる。更に、循環式公衆浴場の浴槽水の汚れである垢、汚物等を分解して浴槽水をきれいにすることができる。
なお、実施例では、Ｕ字形状の紫外線ランプランプについて述べたが、紫外線ランプは、Ｕ字管ランプに限られないことは言うまでもない。

１００ 殺菌槽
１０１ 流入口
１０１ａ 入口部
１０１ｂ 管状部
１０１ｃ 底面
１０１ｄ 入口部
１０２ 孔
１０４ 流出口
１０４ａ 出口部
１０４ｂ 管状部
１０４ｃ 底面
１０５ 斜面
１０５Ａ 孔
１０５Ｂ 間の部分
１０６ 底部
１０７ 境界
１０８、１０９ 側壁
１０８Ａ、１０９Ａ 斜面
１１０ 流れ
１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６ 紫外線ランプ
１２０ 流れ
１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６ 紫外線ランプ
１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９ 紫外線ランプ
１０１‘、１０１“ 流入口
１０４‘、１０４“ 流出口
１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９、１５０、１５１、１５２ 紫外線ランプ
１６０ しきり板
２００ 紫外線ランプ
２１０ 石英保護管用押え金具
２２０ 殺菌装置天板
２３０ 石英保護管
２４０ 石英保護管用押えゴム
２５０ ストッパ
２６０ 紫外線ランプ取付部
Ａ 液体流れ方向
Ｉ 領域

Claims (8)

1. 液体の流入口と流出口とを有する殺菌槽と、前記殺菌槽内に液体の流れる方向に対しほぼ直角方向に所望の間隔をおいて並んで少なくとも１列配置された複数本の紫外線ランプとからなり、前記流入口より殺菌槽に流入した液体が前記各紫外線ランプの間の間隙を通って流出口より流出し、この通過の間に乱流をおこし、液体が紫外線ランプの間を通過する際に紫外線ランプの紫外線による照射を受けて微生物を死滅させるようにした殺菌装置であって、前記流入口と前記流出口がそれぞれ管状部を有し、該管状部の殺菌槽内方の端部を空気が入らないように塞ぎ、該管状部の側面部に複数の孔を形成したことを特徴とする殺菌装置。
2. 前記管状部の側面部に形成した複数の孔の総面積は、前記管状部の断面積の２倍以上であることを特徴とする、請求項１に記載の殺菌装置。
3. 前記管状部の側面部に形成した複数の孔は、紫外線ランプと対向する部分には設けないことを特徴とする、請求項１または２に記載の殺菌装置。
4. 前記殺菌槽の両側面に液体の流れる方向に沿って次第に槽内部に向けて突出する斜面を設け、該突出する斜面が、該液体の流れる方向において紫外線ランプの設置位置に設けられていることを特徴とする、請求項１から３の何れか１項に記載の殺菌装置。
5. 前記複数本の紫外線ランプが殺菌槽の液体流れ方向に沿った側面と対向するように配置されていることを特徴とする、請求項１から４の何れか１項に記載の殺菌装置。
6. 前記流入口と流出口を殺菌槽に複数設けたことを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の殺菌装置。
7. 前記流入口と流出口が、複数の分岐した管状部を有することを特徴とする、請求項１から６の何れか１項に記載の殺菌装置。
8. 前記紫外線ランプを複数列配置し、流れ方向における隣接する列の紫外線ランプが相互に流れ方向に対して直角な方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする、請求項１から７の何れか１項に記載の殺菌装置。

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