JP3507342B2 - 浄水装置及びそれを用いた温水プール浄水システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線で効率良く
安全殺菌を行うことができる温水プールや水産養殖等の
水槽、家庭用等の池等に特に好適な浄水装置及び温水プ
ール浄水システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、温水プール等では、塩素を添加す
ることにより殺菌を行っていたが、残留塩素が人の目を
刺激するとともに、髪を脱色するという課題を有してい
た。そこで、これらの課題を解決するため、近年、紫外
線を利用した浄水装置及び浄水システムが種々開発され
ている。例えば、特開平３−５２６８６号公報（以下イ
号公報という）には、「紫外線照射ランプと、可視光セ
ンサ−と、紫外線出力表示部とを備えた可視光線の出力
を検知し、表示することにより、メンテナンスの時期を
告示できる紫外線殺菌浄水器」が開示されている。ま
た、特開平５−２９３４６７号公報（以下ロ号公報とい
う）には、「紫外線照射ランプを配設した紫外線照射タ
ンクと、前記紫外線照射タンクに水を循環させるポンプ
と、前記紫外線照射ランプと紫外線照射タンクの作動、
停止の制御を行う制御器とを備え、前記制御器による前
記紫外線照射ランプ及びポンプの動作を、水殺菌装置の
使用当初は前記紫外線照射ランプ及びポンプを時間間隔
Ａだけ作動させ、その後は前記紫外線照射ランプ及びポ
ンプを時間間隔Ａより短いか時間間隔Ｂだけ繰り返し作
動させる水殺菌装置」が開示されている。更に、特許第
２６０１４３０号公報（以下ハ号公報という）には、紫
外線照射による流体の処理方法と処理装置に記載されて
いる。図９はハ号公報に記載された従来の処理方法と処
理装置の構成図である。図９において、４０は従来の紫
外線水処理装置、４３はオ−プンチャネル、４２は処理
水、４１は調節堰、３は２５０ｎｍ〜２６０ｎｍの範囲
の強力な殺菌線を発生する紫外線照射ランプ、４は紫外
線照射強度を測定するＵＶセンサー、４４は紫外線反射
部である。以上のように構成された従来の紫外線水処理
装置４０において、処理水４２は原水流入部から導入さ
れ、照射紫外線の特定波長の透過率もしくは透過量に応
じ、調節堰２３の高さによって、紫外線照射量を調節し
水を殺菌処理する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の浄水装置及び浄水システムでは、以下の課題を有して
いた。イ号公報に記載の紫外線殺菌浄水器では、紫外線
の出力を検知し、表示することによってメンテナンスの
時期を告示することしかず、水温や濁度及び水流量等の
影響を補正することができないため、大容量の水処理に
は適応できず処理能力に欠けるという課題を有してい
た。ロ号公報に記載の水殺菌装置には、所要の殺菌効果
を得るために必要な時間を超越して、紫外線照射ランプ
およびポンプの運転を行わず、電力の浪費を抑制するこ
とができるけれども、紫外線照射ランプの点滅時間の間
隔が紫外線照射強度によって決定したもので、水温や濁
度及び水流量等の影響を補正することができないため安
全殺菌性に欠けるという課題を有していた。更に、ハ号
公報に記載の紫外線照射による流体の処理方法と処理装
置には、照射紫外線の特定波長の透過率もしくは透過量
に応じ、堰の高さによって調節する方法で、堰の駆動に
よる時間遅れを有するとともに、メンテナンス特性に欠
けるという課題を有していた。

【０００４】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、常に最適の紫外線を照射し、殺菌性に優れ大容量の
水処理にも対応でき保守管理性に優れた浄水装置の提
供、及び簡単な構成で殺菌特性に優れ安全殺菌した温水
を低原価で供給できる温水プール浄水システムを提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の浄水装置は、１本乃至複数本の紫外線照射ラ
ンプを設置した円筒状の紫外線照射タンクと、前記紫外
線照射タンクの下部（上流側）の接線方向に配設された
原水が供給される原水供給部と、前記原水供給部に配設
された紫外線照射タンクの水流量が調節される流量制御
バルブと、前記紫外線照射タンクの円周側壁に前記紫外
線照射ランプ数と同数且つ前記紫外線照射ランプ毎に対
向して貫設された紫外線照射強度を測定するＵＶセンサ
ーと、前記紫外線照射タンク内やその上流側もしくは下
流側に設置された水温を測定する温度センサーと、前記
紫外線照射ランプ及び／又は前記流量制御バルブの制御
及び前記温度センサーの出力により水への紫外線照射量
を補正するコントローラーと、前記紫外線照射タンクの
上部（下流側）の接線方向に配設された浄化された水を
排出する浄化水排出部と、を備えた構成を有している。
これにより、紫外線照射タンクの下部（上流側）の接線
方向に原水供給部及び上部（下流側）の接線方向に浄化
水排出部が配設されているので、原水が紫外線照射タン
ク内で紫外線ランプに衝突しながら旋回流状態で乱流攪
拌され相転換が起こるので、懸濁物質が紫外線照射ラン
プやＵＶ照度測定部に付着することを防止できる。原水
が旋回しながら攪拌され相転換することから、紫外線照
射ランプの紫外線への暴露率が高く高い殺菌性を得るこ
とができる。ＵＶセンサーで最適照射量をコントロール
するので、電力の浪費を抑制でき、紫外線照射ランプと
ＵＶセンサーのメンテナンス期間を延長させ、安全性や
浄化性に優れる。水温を測定する温度センサーを備えで
いるので、コントローラーが温度センサーの出力信号か
ら水への紫外線照射量を補正することにより、温度の変
動における紫外線照射ランプの紫外線照射強度を補正で
きるという作用を有する。また、本発明の温水プール浄
水システムは、前記浄水装置と、前記浄水装置で浄化さ
れた水を加熱する加熱ボイラーと、前記加熱ボイラーで
加熱された温水を受ける温水プールと、前記温水プール
の水位に調節されるバランシングタンクと、前記バラン
シングタンクの下流側に設けられて水を循環する循環ポ
ンプと、水中の懸濁物質を除却する濾過器と、を備えた
構成を有している。これにより、前記浄水装置を用いた
ことによって、温水プールからの水温及び濁度の変化す
るにつれコントローラーが自動的に紫外線照射量をコン
トロールすることができ、紫外線が効率良く且つ的確に
原水に照射され、短時間で安全殺菌効果（菌起因症が発
生しない安全な菌数にすること、以下安全殺菌という）
を得ることができるという作用を有する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の浄水装
置は、１本乃至複数本の紫外線照射ランプを設置した円
筒状の紫外線照射タンクと、前記紫外線照射タンクの下
部（上流側）の接線方向に配設された原水が供給される
原水供給部と、前記原水供給部に配設された紫外線照射
タンクの水流量が調節される流量制御バルブと、前記紫
外線照射タンクの円周側壁に前記紫外線照射ランプ数と
同数且つ前記紫外線照射ランプ毎に対向して貫設された
紫外線照射強度を測定するＵＶセンサーと、前記紫外線
照射タンク内やその上流側もしくは下流側に設置された
水温を測定する温度センサーと、前記紫外線照射ランプ
及び／又は前記流量制御バルブの制御及び前記温度セン
サーの出力により水への紫外線照射量を補正するコント
ローラーと、前記紫外線照射タンクの上部（下流側）の
接線方向に配設された浄化された水を排出する浄化水排
出部と、を備えた構成を有している。これにより、紫外
線照射タンクの下部（上流側）の接線方向に原水供給部
及び上部（下流側）の接線方向に浄化水排出部が配設さ
れているので、原水が紫外線照射タンク内で紫外線ラン
プに衝突しながら旋回流状態で乱流攪拌され相転換が起
こるので、懸濁物質が紫外線照射ランプやＵＶ照度測定
部に付着することを防止できる。原水が旋回しながら攪
拌され相転換することから、紫外線照射ランプの紫外線
への暴露率が高く高い殺菌性を得ることができる。ＵＶ
センサーで最適照射量をコントロールするので、電力の
浪費を抑制でき、紫外線照射ランプとＵＶセンサーのメ
ンテナンス期間を延長させ、安全性や浄化性に優れる。
また、水温を測定する温度センサーを備えでいるので、
コントローラーが温度センサーの出力信号から水への紫
外線照射量を補正することにより、温度の変動における
紫外線照射ランプの紫外線照射強度を補正できるという
作用を有する。ここで、紫外線照射ランプとしては、水
銀及びアルゴン等が封入された直線棒状体タイプのもの
が用いられる。特に、２５０ｎｍ〜２６０ｎｍの範囲で
強力な殺菌線を発生するものが好ましい。紫外線照射ラ
ンプの２５３．７ｎｍの紫外線は細菌やフィルスのＤＮ
Ａ（核酸）に作用して生命維持と遺伝情報の活動を停止
させ、死滅させる効果が得られるためである。紫外線照
射ランプは周囲が円筒状をなし、珪土ガラス管、石英管
等２５３．７ｎｍ線を通過できる材料からなる保護管に
より完全密封に構造されたものが保守管理上好適に用い
られる。紫外線照射タンクの素材としては、ステンレス
系、アルミニウム系、銅系、チタン系の金属や合金又は
セラミックスを複合させたもの等が挙げられ、特に硬質
合金が耐紫外線照射性、耐圧性又は耐蝕性の面から好ま
しい。流量制御バルブとしては、コントローラーにより
制御が可能な玉形弁、ダイヤフラム弁、仕切弁、バタワ
ライ弁、ボール弁等が用いられる。コントローラーとし
ては、各種センサ−からのデ−タを処理でき、且つメモ
リーが制御プログラム及び実験データを収容できる８ビ
ット マイコン等、例えば８０８０系や６８００系等の
ものが用いられる。ＵＶセンサーとしては、防水耐圧構
造がある半導体ＵＶセンサーが用いられる。また、可視
光センサ−と紫外線蛍光体膜と珪土ガラス板や石英板等
２５３．７ｎｍ線を通過できる材料からなる保護膜を複
合構造の蛍光ＵＶセンサーとしてもよい。温度センサー
としては、防水耐圧構造を備えた半導体や熱電対、サー
ミスタ等の温度センサーが用いられる。温水プールで本
装置を使用する場合は、特に２０℃〜４０℃付近に高い
感度を有する温度センサーが望ましい。また、設置場所
は流量センサーと同様紫外線照射タンク内やその上流側
もしくは下流側に設置される。下流側に設置すると、制
御が容易になるので好ましい。

【０００７】本発明の請求項２に記載の浄水装置は、請
求項１に記載の発明において、水流量を測定する流量セ
ンサーを備え、前記ＵＶセンサーと前記流量センサーの
出力により、前記コントローラーが紫外線照射ランプ点
灯数や出力及び／又は水流量によって水の紫外線照射量
を制御した構成を有している。これにより、請求項１に
より得られる作用の他、コントローラーがＵＶセンサー
や流量センサーの出力信号から紫外線照射ランプ点灯数
や出力及び／又は水流量によって水の紫外線照射量を制
御することにより、安全殺菌効果を得るために必要以上
の運転及び殺菌できる以下の水流量を行わず、電力の浪
費を抑制できるとともに、紫外線照射ランプの寿命を延
長し、紫外線照射ランプの交換頻度を減少させるという
作用を有する。ここで、流量センサーとしては、電磁式
や超音波式若しくは機械式等の流量センサーが用いられ
る。特に温度の影響が少ない流量センサーが望ましい。
また、設置場所は紫外線照射タンク内やその上流側もし
くは下流側に設置される。下流側に設置すると、制御が
容易になるので好ましい。

【０００９】本発明の請求項３に記載の浄水装置は、請
求項１又は２に記載の発明において、水の濁度を測定す
る濁度センサーを備え、前記ＵＶセンサーと前記濁度セ
ンサーの出力により、前記コントローラーが紫外線照射
ランプの劣化又は紫外線照射ランプ表面又はＵＶセンサ
ー表面の汚れを判断及び／又は水への紫外線照射量を補
正した構成を有している。これにより、請求項１又は２
により得られる作用の他、コントローラーがＵＶセンサ
ーや濁度センサーの出力信号から紫外線照射ランプの劣
化や紫外線照射ランプの表面やＵＶセンサー表面の汚れ
を判断することにより、紫外線照射ランプの交換時期や
紫外線照射ランプ表面やＵＶセンサー表面の洗浄時期等
のメンテナンス時期を的確且つ自動的に判断できるとと
もに、浄水装置の運転の省力化、自動化を図ることがで
きるという作用を有する。また、コントローラーがＵＶ
センサーと濁度センサーの出力信号によって、水の紫外
線照射量を補正することにより、懸濁物質による殺菌作
用が低下するのを防止でき、浄水装置の殺菌性を向上で
きるという作用を有する。ここで、濁度センサーとして
は、防水耐圧構造を備えた光センサ−等が用いられる。
温水プールで本装置を使用する場合は、２０℃〜４０℃
付近に温度の影響が少ない濁度センサーが望ましい。ま
た、可視光センサ−を珪土ガラス板や石英板等２５３．
７ｎｍ線を通過できる材料からなる保護膜で保護した複
合構造の濁度センサーでもよい。また、設置場所は流量
センサーと同様紫外線照射タンク内やその上流側もしく
は下流側に設置される。下流側に設置すると、制御が容
易になるので好ましい。

【００１０】本発明の請求項４に記載の温水プール浄水
システムは、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載さ
れた浄水装置と、前記浄水装置で浄化された水を加熱す
る加熱ボイラーと、前記加熱ボイラーで加熱された温水
を受ける温水プールと、前記温水プールの水位に調節さ
れるバランシングタンクと、前記バランシングタンクの
下流側に設けられて水を循環する循環ポンプと、前記循
環ポンプの下流側に設けられて水の予備殺菌を行う塩素
加入部と、前記塩素加入部の下流側に設けられて水中の
懸濁物質を除却する濾過器と、を備えた構成を有してい
る。これにより、請求項１乃至３の内いずれか１項に記
載の浄水装置を用いたことにより、温水プールからの水
温及び濁度の変化することによって、コントローラーが
自動的に紫外線照射量をコントロールすることができ、
紫外線が効率良く且つ的確に原水が照射され、所定の殺
菌効果を得ることができるという作用を有する。

【００１１】本発明の請求項５に記載の温水プール浄水
システムは、請求項４に記載の発明において、循環ポン
プの下流側に、原水を予備殺菌する塩素加入部を備えた
構成を有している。これにより、予備殺菌段階の塩素に
は、温水プールの水の菌数が浄水装置の処理能力を越え
る場合、又は紫外線照射ランプの劣化又は紫外線照射ラ
ンプ表面やＵＶセンサーの表面が汚れた場合、応急手段
として塩素加入部から塩素を注入することにより、安全
殺菌を確保できる。尚、塩素に代え、焦電効果を有する
鉱石等を充填したいわゆる「活水器」を設置してもよ
い。これにより原水によるヌメリ等も防止できる。

【００１２】（実施の形態１） 以下、本発明の実施の形態１における浄水装置につい
て、図面を用いて説明する。図１は実施の形態１におけ
る浄水装置の模式図であり、図２（ａ）は紫外線照射タ
ンクの要部正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩ
−Ｉ線の要部断面図である。図１において、１は実施の
形態１における浄水装置、２は円筒状に形成された紫外
線照射タンク、３は紫外線照射タンク２の内壁側に同軸
状でかつ等間隔に１〜８本配設された紫外線照射ラン
プ、３′は紫外線照射タンク２の中央に配設され、各種
センサ−からの浄水変数（紫外線強度、水温、流量、濁
度等）の変化に応じてＯＮ／ＯＦＦする予備紫外線ラン
プ、４は紫外線照射ランプ３と対向する位置で紫外線照
射タンク２の周壁に貫設された貫通孔に挿着され紫外線
照射ランプ３と対向する位置に配設されたＵＶセンサ
ー、５は紫外線照射タンク２の下部（上流側）に接線方
向に配設された原水供給部、６は原水供給部５に配設さ
れた紫外線照射タンク２の給水量が調節される流量制御
バルブ、７は紫外線照射タンク２の上部（下流側）の周
壁に接線方向に配設された浄化された水を排出する浄化
水排出部、８は浄化水排出部６に配設され紫外線照射タ
ンク２の排水量を測定する流量センサー、９は紫外線照
射タンク２から排出される水の温度を測定する温度セン
サー、１０は紫外線照射タンク２に排出される水の濁度
を測定する濁度センサー、１１はＵＶセンサーや流量セ
ンサーや温度センサー及び濁度センサーの出力デ−タに
より、紫外線照射ランプ及び／又は水流量を制御するコ
ントローラーである。尚、紫外線ランプの本数は、殺菌
条件によって決定され、例えば水質が悪く不安定な条件
下では、常時点灯が９本で予備が３本等のように適宜設
計変更される。図２（ａ）において、３ａは珪土ガラス
管、石英管等からなる２５３．７ｎｍの紫外線を通過で
きる紫外線ランプの保護管である。

【００１３】次に原水の浄水変数の確認実験を行った。
その結果を図３乃至図６に示した。図３は紫外線照度の
処理水温に対する依存性を示す図であり、図４は処理水
（水温２０℃）の殺菌率の紫外線照射量に対する依存性
を示す図であり、図５は紫外線透過率の懸濁物質の濁度
に対する依存性を示す図であり、図６は紫外線透過率の
処理水深に対する依存性を示す図である。図３から明ら
かなように、紫外線照度は処理水の水温が２０℃で１０
０％となり、水温が２０℃を越えるにつれ１．３３％／
℃で減少し、また、水温が２０℃未満では１．００％／
℃の正の勾配を有することが分かった。尚、紫外線照射
ランプは低圧水銀ランプを用いた。また、図４から明ら
かなように、紫外線照射量が１５０００μＷｓｅｃ／ｃ
ｍ2 以上で、殺菌率が９５％以上得られることが分かっ
た。更に、図５から明らかなように、紫外線透過率と懸
濁物質の濃度が０（ｍｇ／ｌ）には相関があり、懸濁物
質の濃度が１２ｍｇ／ｌ程度になると紫外線透過率が７
０％位に低下することが分かった。また、図６から明ら
かなように、水道水の紫外線透過率％は処理水の水深と
負の相関が有り、水道水では、水深が８ｃｍで紫外線の
透過率が７０％であることが分かった。このことから温
水プール等水道水を使用する場合は紫外線ランプとＵＶ
センサーとの距離は８ｃｍ以内、好ましくは４ｃｍ以
内、更に好ましくは２ｃｍ以内にすることが望ましいこ
とが分かった。

【００１４】次に、本発明の実施の形態１における浄水
装置の動作について説明する。原水が原水供給部５から
流量制御バルブ６を通過して６本の紫外線照射ランプ３
が内設された紫外線照射タンク２に供給されると、原水
供給部５が紫外線照射タンク２の上流側の接線方向に形
成されているので、原水が紫外線照射タンク２内に旋回
流状態で流入する。紫外線照射ランプ３が内壁側に位置
するとともに、ＵＶセンサー４が内壁より突設している
ので、流入した原水はこれらに衝突し乱流を形成する。
従って紫外線照射ランプ３の周囲には乱流状態で常に原
水が更新しながら紫外線に暴露される状態になってい
る。紫外線照射ランプ３で発生した２５３．７ｎｍ付近
に強い紫外線は原水中の細菌やフィルスのＤＮＡ（核
酸）に作用して生命維持と遺伝情報の活動を停止させ、
死滅させる。紫外線照射タンク２の円周側壁に紫外線照
射ランプ３数と同数且つ紫外線照射ランプ３毎と対向し
て配設されたＵＶセンサー４が紫外線照射ランプ３毎の
紫外線照射強度を測定してその信号をコントローラー１
１に送り、コントローラー１１は所定の殺菌効果を得る
ために、必要本数の紫外線照射ランプ３の運転及び殺菌
できる水流量を制御させる。また、浄化水排出部７が紫
外線照射タンク２の下流側の接線方向に形成されている
ので、原水が乱流状態で旋回されながら紫外線照射タン
ク２内を上昇するので、原水のショートパスを防ぎ原水
中の細菌等を略完全に殺菌（安全殺菌）する。浄化され
た水が浄化水排出部７を通過して紫外線照射タンク２に
排出される。また、浄化水排出部７が流量センサー８や
温度センサー９及び濁度センサー１０を備え、浄化水の
流量や温度及び濁度を測定してその信号がコントローラ
ー１１に着信される。コントローラー１１は温度センサ
ー９の測定値により、図３に示すような２０℃の紫外線
照射ランプ３の紫外線照度を最大値１００％とし、水温
が２０℃より高い場合、１℃毎に紫外線照度が１．３３
％を減少することが実験で明らかになったので、１℃毎
に紫外線照射時間が１．３３％づつ増加させ、紫外線照
射量を補正することができる。また、２０℃より低い場
合、１℃毎に紫外線照射強度が１．００％を減少するこ
とが実験で明らかになったので、紫外線照射時間が１．
００％づつ増加させ、温度の変動における紫外線照射ラ
ンプ３の紫外線照度を補正できる。紫外線照射量の補正
は（紫外線照射量＝紫外線強度×紫外線照射時間）の理
論式によるもので、紫外線強度の増加又は減少は紫外線
照射時間の減少又は増加や点灯数の増減によって、浄水
装置が的確の紫外線照射量に水を照射することができ
る。尚、予備の紫外線ランプを点灯しても殺菌が制御で
きる条件になったときは、流量をコントロールし、紫外
線の照射を長くすることにより殺菌率を高める。また、
紫外線照射量は１５０００μＷｓｅｃ／ｃｍ2 〜２５０
００μＷｓｅｃ／ｃｍ2 の間にセットすることにより、
浄水装置１は安全殺菌率（９５％〜９７％）を保持でき
る。菌種や季節及び温水プールの利用頻度によって、コ
ントローラー１１が自動的に紫外線照射量を決定し、上
記の方法で温度の変動における紫外線照射ランプ３の紫
外線照射強度の変化を補正でき、所定の紫外線照射量を
保持することができる。また、濁度センサー１０の測定
値により、懸濁物質の量が１単位（ｍｇ／ｌ）に増加す
ると、紫外線透過率が１．１１％に減少するので、１単
位（ｍｇ／ｌ）毎に紫外線照射時間が１．１１％を増加
させるように紫外線照射量を補正する。また、図６から
明らかなように紫外線透過率は５０％以上にするために
は、浄水装置１の処理水の深さは９ｃｍ以内にすること
が分かった。従って、紫外線ランプと紫外線ランプの距
離は２×９＝１８ｃｍ以内、又は紫外線ランプとＵＶセ
ンサーの距離は９ｃｍ以内、好ましくは４ｃｍ以内に形
成される。更に、流量センサー８の測定値により、原水
が紫外線照射タンク２内の滞留時間、即ち水の紫外線照
射時間が算出でき、原水供給部５に配設された流量制御
バルブ６を通じて水の紫外線照射時間を制御させること
ができる。

【００１５】以下、本実施の形態１における浄水装置の
コントローラーのフローフローチャートについて、図７
を用いて説明する。図７は実施の形態１における浄水装
置のコントローラーのフローフローチャート図である。
図７において、２０は実施の形態１における浄水装置の
コントローラーのフローチャート、２１はＵＶセンサー
４や流量センサー８や温度センサー９及び濁度センサー
１０で構成される測定部、２２はＵＶセンサー４や流量
センサー８や温度センサー９及び濁度センサー１０から
の信号を換算される浄水変数入力部、２３は浄水変数入
力部２２の出力信号により、紫外線照射ランプ３及び／
又は流量制御バルブ６の制御信号を出力するコントロー
ラー部、２４は紫外線照射ランプ３の出力や点灯数の増
加や減少を制御する紫外線強度制御部、２５は紫外線照
射タンク２の水流量を調節するため流量制御バルブ６の
開度を制御する制御信号を出力する紫外線照射時間制御
部、２６はアラーム信号を出力するアラーム信号部、２
７は紫外線照射ランプ３の点灯数を制御する点灯制御
部、２８は流量制御バルブ６を通じて紫外線照射タンク
２の水流量が調節される流量制御部である。次に、本発
明の実施の形態１における浄水装置のコントローラーの
フローチャートの動作について説明する。浄水変数入力
部２２は、ＵＶセンサー４や流量センサー８や温度セン
サー９及び濁度センサー１０を構成する測定部２１から
の各測定信号が浄水変数に換算され、コントローラー２
３に送られる。コントローラー２３は、浄水変数入力部
２２からの各種浄水変数の測定信号を処理し、最適な紫
外線照射量が算出される。最適な紫外線照射量の信号が
紫外線強度制御部２４に送り、ここで最適な紫外線照射
量を必要な紫外線照射ランプ３の点灯数や出力が決めら
れる。紫外線強度制御部２４に決められた紫外線照射ラ
ンプ３の点灯数等の信号を点灯制御部２７に送り、点灯
制御部２７が必要数もくは必要出力で紫外線照射ランプ
３を点灯する。コントローラー部２３は、常時に浄水変
数出力部２２からの各測定信号を処理する。コントロー
ラー部２３は、ＵＶセンサー４と濁度センサー１０の出
力により、紫外線照射ランプ３の劣化もしくは紫外線照
射ランプ３表面やＵＶセンサー４表面の汚れを判断し、
紫外線照射ランプ３交換または紫外線照射ランプ３表面
やＵＶセンサー４表面の洗浄といったメンテナンスをす
る時期を的確且つ自動的に紫外線照射時間制御部２５を
通じて、アラーム信号からアラーム信号を出力する。

【００１６】本実施の形態１における浄水装置は、以上
のように構成されているので、以下のような作用を有す
る。紫外線照射タンクの下端の接線方向に原水供給部及
び上部（下流側）の接線方向に浄化水排出部が配設され
ることによって、原水が紫外線照射タンク内に旋回流状
態で紫外線照射を行うので、懸濁物質が紫外線照射ラン
プ及びＵＶ照度測定部の付着することを防止できるとと
もに、紫外線照射ランプからの紫外線が有効的に原水を
照射し、電力の浪費を抑制でき、紫外線照射ランプとＵ
Ｖセンサーのメンテナンス期間を延長させ、安全かつ省
エネルギー性に優れるという作用を有する。また、コン
トローラーがＵＶセンサーと流量センサーの出力によっ
て、紫外線照射ランプ点灯数や出力及び水の流量によっ
て水の紫外線照射量を制御することにより、所定の殺菌
効果を得るために必要以上の紫外線照射ランプの運転及
び殺菌できる以下の水流量を行わず、電力の浪費を抑制
できるとともに、紫外線照射ランプの寿命を延長し、紫
外線照射ランプの交換頻度を減少させるという作用を有
する。また、コントローラーが温度センサーの出力によ
って、水の紫外線照射量を補正することにより、温度の
変動における紫外線照射ランプの紫外線照射強度を変化
するのを補正できるとともに、紫外線を効率良く照射
し、必要な殺菌効果を得ることができるという作用を有
する。また、コントローラーがＵＶセンサーと濁度セン
サーの出力によって、紫外線照射ランプの劣化及び紫外
線照射ランプ表面やＵＶセンサー表面の汚れを判断する
ことにより、紫外線照射ランプ交換時期や紫外線照射ラ
ンプ表面やＵＶセンサー表面の洗浄といったメンテナン
スをする時期を的確且つ自動的に判断できるとともに、
浄水装置の運転の省力化、自動化を図ることができると
いう作用を有する。更に、コントローラーがＵＶセンサ
ーと濁度センサーの出力によって、水の紫外線照射量を
補正することにより、懸濁物質による殺菌作用の低下を
防止し、浄水装置の浄化性を向上できるという作用を有
する。なお、以上の説明では、紫外線照射タンク２の周
囲を５等分する位置で５本紫外線照射ランプ３がそれぞ
れ設けられていた例で説明したが、その他の等分数を構
成したものについても同様に実施可能である。また、流
量制御バルブ６や流量センサー８や温度センサー９及び
濁度センサー１０の配設位置又は順番が、その他の配設
位置又は順番を構成したものについても同様に実施可能
である。

【００１７】（実施の形態２） 以下、本発明の実施の形態２における温水プール浄水シ
ステムについて、図面を用いて説明する。図８は実施の
形態２における温水プール浄水システムの模式図であ
る。図８において、１は浄水装置、２は紫外線照射タン
ク、４はＵＶセンサー、５は原水供給部、６は流量制御
バルブ、７は浄化水排出部、８は流量センサー、９は温
度センサー、１０は濁度センサー、１１はコントローラ
ーであり、これらは実施の形態１と同様なものなので同
一の符号を付して説明を省略する。３０は実施の形態２
における温水プール浄水システム、３１は浄水装置１で
浄化された水を加熱する加熱ボイラー、３２は温水プー
ル、３３は温水プール３２の水位に調節されるバランシ
ングタンク、３４はバランシングタンク３３の下流側に
設けられて水を循環する循環ポンプ、３５は循環ポンプ
３４の下流側に設けられて水の予備殺菌を行う塩素加入
部、３６は塩素加入部３５の下流側に設けられて水中の
懸濁物質を除却する濾過器である。

【００１８】次に、本発明の実施の形態２における温水
プール浄水システムの動作について説明する。温水プー
ル３２の水位は温水プール３２の下流に設けられるバラ
ンシングタンク３３により所定水位に調節される。バラ
ンシングタンク３３の下流に設けられる循環ポンプ３４
により、水が濾過器３６や浄水装置１及び加熱ボイラー
３１を通過するとともに、水中の懸濁物質が濾過器３６
で濾過される。濾過された水を浄水装置１で紫外線照射
により殺菌する。浄水装置１で殺菌した浄水の水温が温
度センサー９で所定水温以下のとき加熱ボイラー３１で
加熱する。もし、温水プールの水の菌数が浄水装置１の
処理能力を越える場合、又は紫外線照射ランプ３の劣化
又は紫外線照射ランプ３の表面及やＵＶセンサー４の表
面に汚れが検知され洗浄を要すると認めた場合、コント
ローラー１１はアラーム信号を出力する。この際、塩素
加入部３５から塩素が加入され、温水プール浄水システ
ム３０の殺菌能力を保持する。

【００１９】本実施の形態２における温水プール浄水シ
ステムは、以上のように構成されるので、以下のような
作用を有する。実施の形態１における浄水装置を用いる
ことにより、温水プールからの水の水温及び濁度の変化
することによって、コントローラーが自動的に紫外線照
射量をコントロールすることができ、紫外線が効率良く
且つ的確の量に原水が照射され、所定の殺菌効果を得る
ために必要以上の紫外線照射ランプの運転及び殺菌でき
る以下の水流量を行わず、電力の浪費を抑制できるとと
もに、予備殺菌段階の塩素の使用量を最大限度に抑制す
るができるという作用を有する。なお、以上の説明で
は、浄水装置１、加熱ボイラー３１、温水プール３２、
バランシングタンク３３、ポンプ３４、塩素加入部３
５、濾過器３６の配設順位を構成されていた例で説明し
たが、その他の配設順位を構成したものについても同様
に実施可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明における浄水装置及
びそれを用いた温水プール浄水システムによれば、以下
の優れた効果を実現できる。本発明の請求項１に記載の
発明によれば、 （１）紫外線照射タンクの下部（上流側）の接線方向に
原水供給部及び上部（下流側）の接線方向に浄化水排出
部が配設されているので、原水が紫外線照射タンク内で
紫外線ランプに衝突しながら旋回流状態で乱流攪拌され
相転換が起こるので、懸濁物質が紫外線照射ランプやＵ
Ｖ照度測定部に付着することを防止できる。原水が旋回
しながら攪拌され相転換することから、紫外線照射ラン
プの紫外線への暴露率が高く高い殺菌性を得ることがで
きる。ＵＶセンサーで最適照射量をコントロールするの
で、電力の浪費を抑制でき、紫外線照射ランプとＵＶセ
ンサーのメンテナンス期間を延長させ、安全性や浄化性
に優れ、生産性を向上できる。また、コントローラーが
温度センサーの出力信号から水への紫外線照射量を補正
することにより、温度の変動における紫外線照射ランプ
の紫外線照射強度を補正できるとともに、紫外線が効率
良く且つ的確に水を照射し、電力の浪費を抑制でき、供
給水の安全性を向上できる。本発明の請求項２に記載の
発明によれば、請求項１に記載の効果に加えて、 （２）コントローラーがＵＶセンサーや流量センサーの
出力信号から紫外線照射ランプ点灯数や出力及び／又は
水流量によって水の紫外線照射量を制御することによ
り、安全殺菌効果を得るために必要以上の運転及び殺菌
できる以下の水流量を行わず、電力の浪費を抑制できる
とともに、紫外線照射ランプの寿命を延長し、紫外線照
射ランプの交換頻度を減少させ、生産性を向上できる。
本発明の請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は
２の内いずれか１項に記載の効果に加えて、 （３）コントローラーがＵＶセンサーや濁度センサーの
出力信号から紫外線照射ランプの劣化や紫外線照射ラン
プの表面やＵＶセンサー表面の汚れを判断することによ
り、紫外線照射ランプの交換時期や紫外線照射ランプ表
面やＵＶセンサー表面の洗浄時期等のメンテナンス時期
を的確且つ自動的に判断できるとともに、浄水装置の運
転の省力化、自動化を図ることができる。本発明の請求
項４に記載の発明によれば、 （４）請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の浄水装
置を用いたことにより、温水プールからの水温及び濁度
の変化することによって、コントローラーが自動的に紫
外線照射量をコントロールすることができ、紫外線が効
率良く且つ的確に原水が照射され、所定の殺菌効果を得
ることができるとともに、必要以上の紫外線照射ランプ
の運転及び殺菌できる以下の水流量を行わず、電力の浪
費を抑制できる。本発明の請求項５に記載の発明によれ
ば、 （５）請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の浄水装
置を用いたことにより、温水プールからの水温及び濁度
の変化することによって、自動的に予備殺菌段階の塩素
の使用量をコントロールすることができるとともに、安
全殺菌を確保でき、塩素の使用量を最大限に抑制させる
ことができる。

【００２１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における浄水装置の模式
図

【図２】（ａ） 本発明の紫外線照射タンクの要部正面
図 （ｂ） 本発明の図２（ａ）のＩ−Ｉ線の要部断面図

【図３】紫外線照度の処理水温に対する依存性を示す図

【図４】処理水（水温２０℃）の殺菌率の紫外線照射量
に対する依存性を示す図

【図５】紫外線透過率の懸濁物質の濁度に対する依存性
を示す図

【図６】紫外線透過率の処理水深に対する依存性を示す
図

【図７】本発明の実施の形態１における浄水装置のコン
トローラーのフローチャート図

【図８】本発明の実施の形態２における温水プール浄水
システムの模式図

【図９】従来の紫外線水処理方法と処理装置の模式図

【符号の説明】

１ 実施の形態１における浄水装置 ２ 紫外線照射タンク ３ 紫外線照射ランプ ３′ 予備紫外線ランプ ３ａ 保護管 ４ ＵＶセンサー ５ 原水供給部 ６ 流量制御バルブ ７ 浄化水排出部 ８ 流量センサー ９ 温度センサー １０ 濁度センサー １１ コントローラー ２０ 浄水装置のコントローラーのフローチャート ２１ 測定部 ２２ 浄水変数部 ２３ コントローラー部 ２４ 紫外線強度制御部 ２５ 紫外線照射時間制御部 ２６ アラーム信号部 ２７ 点灯制御部 ２８ 流量制御部 ３０ 実施の形態２における温水プール浄水システム ３１ 加熱ボイラー ３２ 温水プール ３３ バランシングタンク ３４ 循環ポンプ ３５ 塩素加入部 ３６ 濾過器 ４０ 従来の紫外線水処理装置 ４１ 調節堰 ４２ 処理水 ４３ オ−プンチャネル ４４ 紫外線反射部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｈ ５６０ ５６０Ａ ５６０Ｃ ５６０Ｚ 1/76 1/76 Ａ Ｅ０４Ｈ 4/12 Ｅ０４Ｈ 3/20 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/30 - 1/32 B01J 19/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１本乃至複数本の紫外線照射ランプを設置
   した円筒状の紫外線照射タンクと、前記紫外線照射タン
   クの下部（上流側）の接線方向に配設された原水が供給
   される原水供給部と、前記原水供給部に配設された紫外
   線照射タンクの水流量が調節される流量制御バルブと、
   前記紫外線照射タンクの円周側壁に前記紫外線照射ラン
   プ数と同数且つ前記紫外線照射ランプ毎に対向して貫設
   された紫外線照射強度を測定するＵＶセンサーと、前記
   紫外線照射タンク内やその上流側もしくは下流側に設置
   された水温を測定する温度センサーと、前記紫外線照射
   ランプ及び／又は前記流量制御バルブの制御及び前記温
   度センサーの出力により水への紫外線照射量を補正する
   コントローラーと、前記紫外線照射タンクの上部（下流
   側）の接線方向に配設された浄化された水を排出する浄
   化水排出部と、を備えていることを特徴とする浄水装
   置。
2. 【請求項２】水流量を測定する流量センサーを備え、前
   記ＵＶセンサーと前記流量センサーの出力により、前記
   コントローラーが紫外線照射ランプ点灯数や出力及び／
   又は水流量によって水の紫外線照射量を制御することを
   特徴とする請求項１に記載の浄水装置。
3. 【請求項３】水の濁度を測定する濁度センサーを備え、
   前記ＵＶセンサーと前記濁度センサーの出力により、前
   記コントローラーが紫外線照射ランプの劣化又は紫外線
   照射ランプ表面又はＵＶセンサー表面の汚れを判断及び
   ／又は水への紫外線照射量を補正することを特徴とする
   請求項１又は２に記載の浄水装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３の内いずれか１項に記載さ
   れた浄水装置と、前記浄水装置で浄化された水を加熱す
   る加熱ボイラーと、前記加熱ボイラーで加熱された温水
   を受ける温水プールと、前記温水プールの水位に調節さ
   れるバランシングタンクと、前記バランシングタンクの
   下流側に設けられて水を循環する循環ポンプと、水中の
   懸濁物質を除却する濾過器と、を備えていることを特徴
   とする温水プール浄水システム。
5. 【請求項５】前記循環ポンプの下流側に、原水を予備殺
   菌する塩素加入部を備えていることを特徴とする請求項
   ４に記載の温水プール浄水システム。