JP3834735B2 - 流動水の殺菌装置 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、比較的短い距離の流動で確実に殺菌することを目的とした流動水の殺菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来流動水を紫外線で殺菌するには、紫外線ランプを設置した殺菌槽の一側へ流入口を設け、他側へ流出口を設けて、前記殺菌槽内へ流動水を一時滞留させるようにしている。前記の他、送水管内へ紫外線ランプを設置することも行われている。
【０００３】
また、筒状容器の中央部に紫外線ランプを設置し、前記筒状容器の一側から偏心して送水し、他側から出水するようにした紫外線殺菌装置が知られている（特開平１０−２７２４６０号）。
【０００４】
本特許出願人は、筒体の内側へ管体を平行に設置し、前記筒体の内壁と管体の外壁との間に殺菌ランプを設置した発明を提案した（特願２０００−３０３１２９）。
【０００５】
【発明により解決しようとする課題】
前記殺菌装置においても夫々目的を達成しているが、送水量と、紫外線ランプ（紫外線容量）との関係で、紫外線の均等照射及び流動距離などの点で幾多の改善すべき点があった。
【０００６】
また、前記公開発明においては、送水が螺旋流動するものであって、流速に変化はなく、紫外線照射についても時間的同一性はあるが、密度的同一性は不正確になり易い問題点があった。
【０００７】
次に本出願人の先願は、筒体が比較的小径の場合（小容量）、又は大径の場合（大容量）について問題点があった。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
この発明は、殺菌ランプに対し、送水を内外往復流動させると共に、流速及び流動方向を変化させて前記問題点を解決したのである。また、筒体が小径の場合又は大径の場合にも利用できるようにした。
【００１０】
即ちこの発明は、紫外線不透過材よりなる筒体の内側に、紫外線透過材よりなる管体を平行して設置し、前記筒体の一端閉塞側で、前記管体の一端を開口連通させ、前記筒体の他端側壁へ流入水が螺旋状に流動すべく偏心して送水管を設けると共に、前記管体の内側又は管体の内側及び筒体の内壁と、管体の外壁との間に複数本の殺菌ランプを平行に設置し、前記筒体の内壁に４フッ化エチレン重合体よりなる防護壁を設け、前記筒体の送水管連結側の管体の端部に出水管を連結し、前記管体の断面積の大きさと、管体の外壁と筒体の内壁とのなす間隙部の断面積の大きさとを違えて、管体内と筒体内との水流を異なる流速としたことを特徴とする流動水の殺菌装置であり、管体は石英ガラス管としたものである。
【００１１】
前記殺菌ランプは、水晶範囲の紫外線（２９００〜１９００オングストローム）から遠紫外線の一部（１９００〜１７００オングストローム）を含む紫外線ランプであって、水量、水質、用途に応じ、紫外線ランプの出力、照射時間を定める。
【００１２】
この発明における流速の変化は、滞留させるべき時間（殺菌できる時間）により異なるが、例えば流入速度の２倍〜１０倍位の範囲内で筒体及び管体の直径と長さを定める。紫外線ランプに代わる殺菌ランプの使用を妨げない。
【００１３】
また、送水管の偏心量は、求める流動方向の変化に応じて定めるが、例えば、管体の外側壁を送水管の中心位に定めるのを目途とする。前記偏心流入では旋回流入が不十分の場合には、案内羽根を用いて水流の方向性を規制することができる。
【００１４】
この発明において、小容量（例えば２ｍ３／時間以内）の場合には、必然的に筒体径も小さくなるので、管体内へ殺菌ランプを設ける。また、大容量の場合には、管体の内外へ殺菌ランプを設ける。
【００１５】
この発明における保護層は、筒体内壁の保護と、水中微粒子の付着性の小さい品質の合成樹脂又は無機塗料などが考えられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明は、管体の内側又は内外側へ平行に配置された殺菌ランプにより、筒体内を流動する送水の流速及び流動方向を変化させながら、前記送水を往復流動させて殺菌することを特徴とした流動水の殺菌方法である。
【００１７】
また、紫外線不透過材よりなる筒体の中央部に、紫外線透過材よりなる管体を平行に設置し、前記筒体の一端閉塞側で、前記管体の一端を開口連通させ、前記筒体の他端壁へ偏心して送水管を設けると共に、前記筒体の内壁と、管体の外壁との間に複数本の殺菌ランプを平行にかつ等間隔に設置し、前記管体の他端に出水管を連結した流動水殺菌装置である。
【００１８】
この発明は、処理容量の多寡に応じて比較的短い距離で十分な紫外線量を照射して、完全殺菌するものである。前記紫外線ランプには、オゾンランプも含まれるものである。この発明において、流水の流速を変えるには、流動路の面積を変えればよく、螺旋流動させるには、送水管を偏心させ、必要に応じ、案内羽根を設けて流動方向を変更送水する。
【００１９】
この発明の筒体内壁には、保護層として、例えば４フッ化エチレン重合体（登録商標「テフロン」）を用い、紫外線からの保護と、異物の付着を防止する。
【００２０】
【実施例１】
この発明の実施例（小容量）を図１、２、３について説明する。ステンレス筒１の内側にガラス管２を設置し、前記ガラス管２内へ、紫外線ランプ３、３（例えばＵＶ−Ｃ、２３５７オングストローム）を３本等間隔に配置する。前記ステンレス筒１の一端は塞板４で閉塞すると共に、前記ステンレス筒１の内周側の流動路と前記ガラス管２の一端開口部とは、前記ステンレス筒１の塞板４側で連通させてあり、前記ステンレス筒１の他端部に送水管５を偏心して連結してある。
【００２１】
また、前記ガラス管２の他端は、前記ステンレス筒１の他端の塞板４ａを貫通して出水管６と偏心して連結してある。図中７はステンレス筒１の内壁に層着した４フッ化エチレン重合体、８はのぞき窓、９、９は支持脚である。図中１０はガラス管２の支板である。
【００２２】
前記実施例において、殺菌すべき水を、矢示１１のように送水管５から供給すると、水は案内羽根１２に案内され、矢示１３、１４、１５のように、ステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間を螺旋状に移動して（旋回流）塞板４の内側に到り、矢示１６のように方向変換し、かつ螺旋羽根１７に案内され、旋回流となって流速も変化（速くなる）して、ガラス管２内へ入り、矢示１８、１９のようにガラス管２内を旋回流動して出水管６から矢示２０のように取り出される。前記送水管５と、出水管６とを同一内径にすれば、該部において水流は同一流速となる。
【００２３】
そこで、送水管５の断面積を、ステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間隙部の断面積の６分の１とすれば、送水管５内の流速を１ｍ／ｓｅｃとした場合に、前記間隙部の流速は１／６ｍ／ｓｅｃとなる。但し、ガラス管２も旋回流であるので、、各部分の流速は異なることがある。
【００２４】
またガラス管２の断面積を送水管の断面積の４倍とすれば、ガラス管２内の流速は１／４ｍ／ｓｅｃとなる。前記において、例えば５０ｍ３／ｈの際９００Ｗの紫外線ランプを使用する。
【００２５】
前記のように、送水管５、ステンレス筒１の内壁とガラス管２の外壁との間隙断面積及びガラス管２の断面積を変えることにより、流速を変えることができる。また、水流を旋回流にすることによって紫外線を均一かつ長時間に亘り照射させることができる。
【００２６】
前記において、ガラス管２を比較的大径にして、その内部に紫外線ランプ３、３を設置することにより、容量の小さい場合にも紫外線ランプを容易に設置することができる。
【００２７】
【実施例２】
この発明の他の実施例（大容量）を図４、５、６について説明する。ステンレス筒１の中央部にガラス管２を平行に設置し、前記ステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間の中央部へ、紫外線ランプ３、３（例えばＵＶ−Ｃ、３３５７オングストローム）を４本等間隔に配置する。
【００２８】
前記ステンレス筒１の一端は、塞板４で閉塞すると共に、前記ステンレス筒１の内周側の流動路と、前記ガラス管２の一端開口部とは、前記ステンレス筒１の塞板４側で連通させてあり、前記ステンレス筒１の他端部側壁に送水管５が偏心（接線状）して連結してある。
【００２９】
前記ガラス管２の他端は、前記ステンレス筒１の他端の塞板４ａを貫通して出水管６と連結してある。前記ガラス管２の外側には、紫外線ランプ３ａ、３ａが平行かつ等間隔に配置され、前記紫外線ランプ３ａ、３ａを覆うようにステンレス筒１の内壁に保護層７（４フッ化エチレン重合体）が設けてある。図中８はのぞき窓、９、９は支持脚、１０はガラス管２を支持する支板である。
【００３０】
前記実施例において、殺菌すべき水を矢示１１のように送水管５から供給すると、水は案内羽根１２に案内され、矢示１３、１４、１５のように、ステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間を螺旋状に移動して塞板４の内側に到り、矢示１６のように方向変換し、かつ螺旋羽根１７に案内されて、旋回流となり、流速も変化して、ガラス管２内へ入り、矢示１８、１９のようにガラス管２内を旋回流動して、出水管６から矢示２０のように取り出される。前記送水管５と、出水管６とを同一内径にすれば、両管内の水流は同一速度となる。
【００３１】
前記送水管５の断面積をステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間隙部の断面積の６分の１とすれば、送水管５内の流速を、例えば１ｍ／ｓｅｃとすれば、前記間隙部の流速は１／６ｍ／ｓｅｃとなる。
【００３２】
前記のように、送水管５、ステンレス管１の内壁と、ガラス管２の外壁との断面積を変えることにより流速を変えることができるので、紫外線ランプによる殺菌時間、処理容量その他を設計し、所定の殺菌をすることができる。また水流の旋回角度を変更して、旋回回数を調節することもできる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、処理水は、間隙部を通過した後、ガラス管内を流動するので、筒体の長さの２倍以上（旋回するので）の距離に亘って紫外線の照射を受けることができる効果がある。
【００３４】
また、処理水は、流速変化と、旋回流とによって紫外線を均一に照射されると共に、結果的に流動路が長くなって、処理時間が延長される効果がある。
【００３５】
次に、筒体直径が比較的小さい場合に、管体を偏心させて紫外線ランプの設置を容易にする効果がある。更に、筒体の直径を大きくして大容量にした場合には、筒体の外側にも紫外線ランプを設置して殺菌能力の増大を図る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の一部を省略した縦断正面図。
【図２】同じく平面図。
【図３】同じく縦断側面図。
【図４】同じく他の実施例の一部を省略した縦断正面図。
【図５】同じく平面図。
【図６】同じく縦断側面図。
【符号の説明】
１ ステンレス筒
２ ガラス管
３ 殺菌ランプ
４、４ａ 塞板
５ 送水管
６ 出水管
７ ４フッ化エチレン重合体
８ のぞき窓
９ 支持脚
【発明の属する技術分野】
この発明は、比較的短い距離の流動で確実に殺菌することを目的とした流動水の殺菌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来流動水を紫外線で殺菌するには、紫外線ランプを設置した殺菌槽の一側へ流入口を設け、他側へ流出口を設けて、前記殺菌槽内へ流動水を一時滞留させるようにしている。前記の他、送水管内へ紫外線ランプを設置することも行われている。
【０００３】
また、筒状容器の中央部に紫外線ランプを設置し、前記筒状容器の一側から偏心して送水し、他側から出水するようにした紫外線殺菌装置が知られている（特開平１０−２７２４６０号）。
【０００４】
本特許出願人は、筒体の内側へ管体を平行に設置し、前記筒体の内壁と管体の外壁との間に殺菌ランプを設置した発明を提案した（特願２０００−３０３１２９）。
【０００５】
【発明により解決しようとする課題】
前記殺菌装置においても夫々目的を達成しているが、送水量と、紫外線ランプ（紫外線容量）との関係で、紫外線の均等照射及び流動距離などの点で幾多の改善すべき点があった。
【０００６】
また、前記公開発明においては、送水が螺旋流動するものであって、流速に変化はなく、紫外線照射についても時間的同一性はあるが、密度的同一性は不正確になり易い問題点があった。
【０００７】
次に本出願人の先願は、筒体が比較的小径の場合（小容量）、又は大径の場合（大容量）について問題点があった。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
この発明は、殺菌ランプに対し、送水を内外往復流動させると共に、流速及び流動方向を変化させて前記問題点を解決したのである。また、筒体が小径の場合又は大径の場合にも利用できるようにした。
【００１０】
即ちこの発明は、紫外線不透過材よりなる筒体の内側に、紫外線透過材よりなる管体を平行して設置し、前記筒体の一端閉塞側で、前記管体の一端を開口連通させ、前記筒体の他端側壁へ流入水が螺旋状に流動すべく偏心して送水管を設けると共に、前記管体の内側又は管体の内側及び筒体の内壁と、管体の外壁との間に複数本の殺菌ランプを平行に設置し、前記筒体の内壁に４フッ化エチレン重合体よりなる防護壁を設け、前記筒体の送水管連結側の管体の端部に出水管を連結し、前記管体の断面積の大きさと、管体の外壁と筒体の内壁とのなす間隙部の断面積の大きさとを違えて、管体内と筒体内との水流を異なる流速としたことを特徴とする流動水の殺菌装置であり、管体は石英ガラス管としたものである。
【００１１】
前記殺菌ランプは、水晶範囲の紫外線（２９００〜１９００オングストローム）から遠紫外線の一部（１９００〜１７００オングストローム）を含む紫外線ランプであって、水量、水質、用途に応じ、紫外線ランプの出力、照射時間を定める。
【００１２】
この発明における流速の変化は、滞留させるべき時間（殺菌できる時間）により異なるが、例えば流入速度の２倍〜１０倍位の範囲内で筒体及び管体の直径と長さを定める。紫外線ランプに代わる殺菌ランプの使用を妨げない。
【００１３】
また、送水管の偏心量は、求める流動方向の変化に応じて定めるが、例えば、管体の外側壁を送水管の中心位に定めるのを目途とする。前記偏心流入では旋回流入が不十分の場合には、案内羽根を用いて水流の方向性を規制することができる。
【００１４】
この発明において、小容量（例えば２ｍ３／時間以内）の場合には、必然的に筒体径も小さくなるので、管体内へ殺菌ランプを設ける。また、大容量の場合には、管体の内外へ殺菌ランプを設ける。
【００１５】
この発明における保護層は、筒体内壁の保護と、水中微粒子の付着性の小さい品質の合成樹脂又は無機塗料などが考えられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明は、管体の内側又は内外側へ平行に配置された殺菌ランプにより、筒体内を流動する送水の流速及び流動方向を変化させながら、前記送水を往復流動させて殺菌することを特徴とした流動水の殺菌方法である。
【００１７】
また、紫外線不透過材よりなる筒体の中央部に、紫外線透過材よりなる管体を平行に設置し、前記筒体の一端閉塞側で、前記管体の一端を開口連通させ、前記筒体の他端壁へ偏心して送水管を設けると共に、前記筒体の内壁と、管体の外壁との間に複数本の殺菌ランプを平行にかつ等間隔に設置し、前記管体の他端に出水管を連結した流動水殺菌装置である。
【００１８】
この発明は、処理容量の多寡に応じて比較的短い距離で十分な紫外線量を照射して、完全殺菌するものである。前記紫外線ランプには、オゾンランプも含まれるものである。この発明において、流水の流速を変えるには、流動路の面積を変えればよく、螺旋流動させるには、送水管を偏心させ、必要に応じ、案内羽根を設けて流動方向を変更送水する。
【００１９】
この発明の筒体内壁には、保護層として、例えば４フッ化エチレン重合体（登録商標「テフロン」）を用い、紫外線からの保護と、異物の付着を防止する。
【００２０】
【実施例１】
この発明の実施例（小容量）を図１、２、３について説明する。ステンレス筒１の内側にガラス管２を設置し、前記ガラス管２内へ、紫外線ランプ３、３（例えばＵＶ−Ｃ、２３５７オングストローム）を３本等間隔に配置する。前記ステンレス筒１の一端は塞板４で閉塞すると共に、前記ステンレス筒１の内周側の流動路と前記ガラス管２の一端開口部とは、前記ステンレス筒１の塞板４側で連通させてあり、前記ステンレス筒１の他端部に送水管５を偏心して連結してある。
【００２１】
また、前記ガラス管２の他端は、前記ステンレス筒１の他端の塞板４ａを貫通して出水管６と偏心して連結してある。図中７はステンレス筒１の内壁に層着した４フッ化エチレン重合体、８はのぞき窓、９、９は支持脚である。図中１０はガラス管２の支板である。
【００２２】
前記実施例において、殺菌すべき水を、矢示１１のように送水管５から供給すると、水は案内羽根１２に案内され、矢示１３、１４、１５のように、ステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間を螺旋状に移動して（旋回流）塞板４の内側に到り、矢示１６のように方向変換し、かつ螺旋羽根１７に案内され、旋回流となって流速も変化（速くなる）して、ガラス管２内へ入り、矢示１８、１９のようにガラス管２内を旋回流動して出水管６から矢示２０のように取り出される。前記送水管５と、出水管６とを同一内径にすれば、該部において水流は同一流速となる。
【００２３】
そこで、送水管５の断面積を、ステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間隙部の断面積の６分の１とすれば、送水管５内の流速を１ｍ／ｓｅｃとした場合に、前記間隙部の流速は１／６ｍ／ｓｅｃとなる。但し、ガラス管２も旋回流であるので、、各部分の流速は異なることがある。
【００２４】
またガラス管２の断面積を送水管の断面積の４倍とすれば、ガラス管２内の流速は１／４ｍ／ｓｅｃとなる。前記において、例えば５０ｍ３／ｈの際９００Ｗの紫外線ランプを使用する。
【００２５】
前記のように、送水管５、ステンレス筒１の内壁とガラス管２の外壁との間隙断面積及びガラス管２の断面積を変えることにより、流速を変えることができる。また、水流を旋回流にすることによって紫外線を均一かつ長時間に亘り照射させることができる。
【００２６】
前記において、ガラス管２を比較的大径にして、その内部に紫外線ランプ３、３を設置することにより、容量の小さい場合にも紫外線ランプを容易に設置することができる。
【００２７】
【実施例２】
この発明の他の実施例（大容量）を図４、５、６について説明する。ステンレス筒１の中央部にガラス管２を平行に設置し、前記ステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間の中央部へ、紫外線ランプ３、３（例えばＵＶ−Ｃ、３３５７オングストローム）を４本等間隔に配置する。
【００２８】
前記ステンレス筒１の一端は、塞板４で閉塞すると共に、前記ステンレス筒１の内周側の流動路と、前記ガラス管２の一端開口部とは、前記ステンレス筒１の塞板４側で連通させてあり、前記ステンレス筒１の他端部側壁に送水管５が偏心（接線状）して連結してある。
【００２９】
前記ガラス管２の他端は、前記ステンレス筒１の他端の塞板４ａを貫通して出水管６と連結してある。前記ガラス管２の外側には、紫外線ランプ３ａ、３ａが平行かつ等間隔に配置され、前記紫外線ランプ３ａ、３ａを覆うようにステンレス筒１の内壁に保護層７（４フッ化エチレン重合体）が設けてある。図中８はのぞき窓、９、９は支持脚、１０はガラス管２を支持する支板である。
【００３０】
前記実施例において、殺菌すべき水を矢示１１のように送水管５から供給すると、水は案内羽根１２に案内され、矢示１３、１４、１５のように、ステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間を螺旋状に移動して塞板４の内側に到り、矢示１６のように方向変換し、かつ螺旋羽根１７に案内されて、旋回流となり、流速も変化して、ガラス管２内へ入り、矢示１８、１９のようにガラス管２内を旋回流動して、出水管６から矢示２０のように取り出される。前記送水管５と、出水管６とを同一内径にすれば、両管内の水流は同一速度となる。
【００３１】
前記送水管５の断面積をステンレス筒１の内壁と、ガラス管２の外壁との間隙部の断面積の６分の１とすれば、送水管５内の流速を、例えば１ｍ／ｓｅｃとすれば、前記間隙部の流速は１／６ｍ／ｓｅｃとなる。
【００３２】
前記のように、送水管５、ステンレス管１の内壁と、ガラス管２の外壁との断面積を変えることにより流速を変えることができるので、紫外線ランプによる殺菌時間、処理容量その他を設計し、所定の殺菌をすることができる。また水流の旋回角度を変更して、旋回回数を調節することもできる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、処理水は、間隙部を通過した後、ガラス管内を流動するので、筒体の長さの２倍以上（旋回するので）の距離に亘って紫外線の照射を受けることができる効果がある。
【００３４】
また、処理水は、流速変化と、旋回流とによって紫外線を均一に照射されると共に、結果的に流動路が長くなって、処理時間が延長される効果がある。
【００３５】
次に、筒体直径が比較的小さい場合に、管体を偏心させて紫外線ランプの設置を容易にする効果がある。更に、筒体の直径を大きくして大容量にした場合には、筒体の外側にも紫外線ランプを設置して殺菌能力の増大を図る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の一部を省略した縦断正面図。
【図２】同じく平面図。
【図３】同じく縦断側面図。
【図４】同じく他の実施例の一部を省略した縦断正面図。
【図５】同じく平面図。
【図６】同じく縦断側面図。
【符号の説明】
１ ステンレス筒
２ ガラス管
３ 殺菌ランプ
４、４ａ 塞板
５ 送水管
６ 出水管
７ ４フッ化エチレン重合体
８ のぞき窓
９ 支持脚
Claims (2)
- 紫外線不透過材よりなる筒体の内側に、紫外線透過材よりなる管体を平行して設置し、前記筒体の一端閉塞側で、前記管体の一端を開口連通させ、前記筒体の他端側壁へ流入水が螺旋状に流動すべく偏心して送水管を設けると共に、前記管体の内側又は管体の内側及び筒体の内壁と、管体の外壁との間に複数本の殺菌ランプを平行に設置し、前記筒体の内壁に４フッ化エチレン重合体よりなる防護壁を設け、前記筒体の送水管連結側の管体の端部に出水管を連結し、前記管体の断面積の大きさと、管体の外壁と筒体の内壁とのなす間隙部の断面積の大きさとを違えて、管体内と筒体内との水流を異なる流速としたことを特徴とする流動水の殺菌装置。
- 管体は石英ガラス管としたことを特徴とする請求項１記載の流動水の殺菌装置。
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