JP4032297B2 - UV irradiation equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は紫外線照射装置に係り、特に、処理水中に浸漬して該処理水に紫外線を照射する紫外線照射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
水処理に使用する紫外線照射装置として、図7に示す、UV Systec社の紫外線照射装置が知られている。図示の装置は、軸線を上下方向にして配置された保護管1と、この保護管1の内部に配置されたW字形の放電管15Aを含んで構成されている。放電管15Aの底部に下方に向かって細管状に突出した水銀溜3が設けられ、この水銀溜3の周囲に放冷ブロック4Aが配置されているとともに、放冷ブロック4Aの下方に冷却ファン8が備えられている。そして、冷却ファン8により外気を吸引して放冷ブロック4Aに向けて上向きに送風し、放冷ブロック4Aを通過した冷却空気は、保護管1の内部を放電管15Aに沿って上昇し、保護管1の上端部から排気されるようになっている。放冷ブロック4Aは、電源に接続された電気ヒータを含んで構成されている。
【0003】
すなわち、水銀溜3は、前記電気ヒータによる加熱と冷却ファンによる空冷の併用により温度制御され、放電管15A内の水銀蒸気圧を適切な範囲に保つようになっている。
【0004】
なお、放電管に細管状に突出した水銀溜を設けた紫外線照射装置としては、前記UV Systec社の紫外線照射装置の他に、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4などに記載されたものがある。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−45238号公報
【特許文献2】
特開平7−289617号公報
【特許文献3】
特開平8−71546号公報
【特許文献4】
特開2002−102317号公報
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術は、水銀溜を冷却ファンにより放冷ブロックを介して連続的に外気で冷却しながら温度センサ付電気ヒータを入り切りして、水銀溜を最適温度範囲に制御する方式であるが、冷却空気温度は気候の影響を受け、かつ空気の比熱が水に比べて小さいため、温度制御の精度を上げるには大容量のファンが必要であるという問題があった。
【0006】
前記従来技術はまた、外気を取り込んで水銀溜を冷却するため、保護管の下端部を外気に連通させる必要がある。このため、紫外線照射装置を水処理に利用する場合、保護管を処理水の流路の底を貫通させて配置するとともに、該流路の下方に外気の流路を形成する必要があり、装置構成が複雑化するという問題があった。
【0007】
本発明は、底部が閉じた保護管であっても水銀溜を効果的に冷却できる紫外線照射装置を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
UV発生効率を最大にするには、放電管の一部に水銀が液滴として存在する個所(最冷点)を作り、水銀液滴温度を40〜45℃に制御すればよいことが知られている。発明者等は、水処理に用いる紫外線照射装置の場合、通常、処理水の温度が10〜30℃であることに着目し、処理水を冷却源に用いて、上記課題を解決するに至った
【0009】
上記課題を解決する本発明の第1の手段は、水銀蒸気が封入された放電管を含んでなるUVランプを底部が閉じられた保護管内に内装し、UVランプを内装した前記保護管を処理液中に浸漬して処理液に紫外線を照射する紫外線照射装置であって、前記放電管に形成された水銀溜と、加熱手段を備えて水銀溜の周りに配置され水銀溜の熱が伝される放熱ブロックと、前記放熱ブロックと前記保護管との間に接して設けられた伝熱手段と、を備えてなることを特徴とする。
【0010】
上記構成によれば、水銀溜の熱は、水銀溜→放熱ブロック→伝熱手段→保護管の順に伝達され、保護管から保護管周囲を流れる処理水に放出される。したがって、冷却ファンによる冷却が行われなくても、水銀溜の温度を目標の温度範囲に制御することが可能になる。放熱速度は、伝熱手段と保護管の接触面積を変えることで調節できる。温度制御は加熱手段のオンオフにより行われる。また、保護管は底部が閉じられているから、処理水中に浸漬するに際して、冷却空気の導入用の空気流路を処理水流路中に設ける必要がなく、設置やメンテナンスが容易である。
【0011】
上記課題を解決する本発明の第2の手段は、上記第1の手段において、前記放熱ブロックは放熱用のフィンを備え、前記伝熱手段は、前記放熱ブロックのフィンに一方の面を固着され、他方の面を前記保護管内面に当接させた金属製の冷却板を含んで構成されていることを特徴とする。
【0012】
上記構成によれば、前記第1の手段による効果に加え、金属製の冷却板を設けることにより、保護管への放熱量が増加し、より確実に水銀溜の温度を目標の温度範囲に制御することが可能になる。
【0013】
上記課題を解決する本発明の第3の手段は、水銀蒸気が封入された放電管を含んでなるUVランプを底部が閉じられた保護管内に内装し、UVランプを内装した前記保護管を処理液中に浸漬して処理液に紫外線を照射する紫外線照射装置であって、前記放電管に形成された水銀溜と、加熱手段を備えて水銀溜の周りに配置され水銀溜の熱が伝される放熱ブロックと、前記放熱ブロックの下方に配置され、上方に向けて冷却風を送風する冷却ファンと、を備えてなることを特徴とする。
【0014】
上記構成によれば、保護管内壁に接する空気は、保護管壁を貫流する対流熱伝達により保護管外部を流れる処理水で冷却される。冷却されて比重が増した空気は保護管内壁に沿って下降し、保護管の底に達した後、前記冷却ファンに吸引されて上向きに送風される。上向きに送風された空気は上昇しつつ放熱ブロックを対流熱伝達により冷却する。放熱ブロックを通過した空気は温度が上昇し、さらに、放電管壁に沿って放電管により温められながら上昇する。保護管上端に達したら流れ方向を反転して、再び保護管内壁に沿って下降し、循環流を形成する。この強制空気循環により放熱ブロックが冷却される。そして水銀溜、いいかえると放熱ブロックが必要以上に冷却されたら、前記加熱手段により加熱され、最冷点を所望の温度範囲に保つことができる。放熱速度は冷却ファンの風量に決まる。また、保護管は底部が閉じられているから、処理水中に浸漬するに際して、冷却空気の導入用の空気流路を処理水流路中に設ける必要がなく、設置やメンテナンスが容易である。
【0015】
上記目的を達成する本発明の第4の手段は、前記第3の手段において、前記放熱ブロックは、放熱面を上下方向にしたフィンを含んで構成されていることを特徴とする。前記フィンにより放熱ブロックと冷却空気の熱交換が促進され、冷却ファンの風量を低減させることができる。フィンを上下方向に配置することで、冷却ファンから送風される空気の流れが滑らかになり、保護管内の空気の循環流が形成されやすくなる。
【0016】
上記課題解決する本発明の第5の手段は、水銀蒸気が封入された放電管を含んでなるUVランプを底部が閉じられた保護管内に内装し、UVランプを内装した前記保護管を処理液中に浸漬して処理液に紫外線を照射する紫外線照射装置であって、前記放電管に形成された水銀溜と、加熱手段を備えて水銀溜の周りに配置され水銀溜の熱が伝される放熱ブロックと、前記放熱ブロックの下方に配置され、上方に向けて冷却風を送風する冷却ファンと、前記放熱ブロックと前記保護管との間に接して設けられた伝熱手段と、を備えてなることを特徴とする紫外線照射装置である。
【0017】
上記構成によれば、前記第1、第3の手段の双方の効果が得られる。
【0018】
前記保護管は、下端部が半球状あるいは径が滑らかに縮小される形状をなして閉じられたものとするのが望ましい。そして、伝熱手段としては、円周方向に複数に分割され、UVランプが保護管に挿入されるとき、伝熱手段(冷却板)の下端部が保護管の前記径が縮小されている部分の内面に接したら、伝熱手段(冷却板)の下端部は該内面に接した状態で摺動しつつ、伝熱手段の中間部分を支点として半径方向中心側に回動し、それに伴なって伝熱手段(冷却板)の上端部は、伝熱手段の中間部分を支点として半径方向外側に向かって回動し、保護管内面に当接するように構成するのが望ましい。
【0019】
このように構成すれば、UVランプを保護管に挿入するとき、伝熱手段が保護管底部に達するまでは伝熱手段が保護管に当接しないので挿入が容易であり、挿入が最終段階に達した時点で伝熱手段を保護管内面に密着させて伝熱が効率良く行われるようにすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1に示す第1の実施の形態は、紫外線照射により下水処理水を消毒する水処理装置である。この水処理装置は、処理水の流路と、この流路の底面に形成された基礎台20と、基礎台20の上面に固定された台板21と、下端部を前記流路の底に接し、上端部を処理水の水面上にして配置された3基の紫外線照射装置と、紫外線照射装置の接水面を掃除するワイパー装置と、を含んで構成されている。
【0021】
各紫外線照射装置は、前記台板21に設置された保護管受け26と、この保護管受け26に下端部を支持され軸線を上下方向にして設置された石英製の保護管1と、保護管1に内装されたUVランプ2を含んで構成されている。3基の紫外線照射装置は、図1に示すように、平面図で見たとき、その底辺が処理水の流れ方向に垂直になる2等辺三角形の頂点位置にそれぞれ配置されている。
【0022】
保護管受け26は、前記台板21に固定された平板26aと、この平板26aに軸線を直交させて固定された円筒26bとで構成されている。円筒26bの内径は、保護管1の外径よりも小さくしてある。保護管1の下端は半球状の底部で閉じられ、この半球状の底部が前記円筒26bの上端部に当接して支持されている。保護管1は前記円筒26bの上端部に当接して支持されているだけなので、保護管1を上方に引き上げるだけで、保護管1は保護管受け26から離脱する。
【0023】
前記ワイパー装置は、前記台板21に軸線を上下方向にして稙立された2本のワイパーフレームガイドロッド22と、この2本のワイパーフレームガイドロッド22の上端部を相互に連結して固定する、水平に配置された平板である上部支持板25と、2本のワイパーフレームガイドロッド22の中間に軸線を上下方向にして配置され、台板21に固定されたフート軸受24で下端を支持され、上部が前記上部支持板25を貫通しているワイパーフレーム駆動軸23と、ワイパーフレーム駆動軸23の上端に結合されてワイパーフレーム駆動軸23を回転駆動する減速電動機27と、前記上部支持板25の下方で、ワイパーフレーム駆動軸23の外面に形成された雄ねじに螺合されているとともに前記2本のワイパーフレームガイドロッド22及び前記3本の保護管1に嵌合されたワイパーフレーム28と、ワイパーフレーム28が保護管1に嵌合されている部分に装着されたワイパー29と、を含んで構成されている。
【0024】
前記2本のワイパーフレームガイドロッド22の下端は、前記2等辺三角形の底辺に直交し、該底辺に対向する頂点を通る直線上にあってかつ前記2等辺三角形の外側の位置で前記台板21に固着され、フート軸受24は、2本のワイパーフレームガイドロッド22の下端の中間でかつ、前記直線上に位置している。
【0025】
前記保護管1は、上部支持板25に形成された開口に挿通されているが、上部支持板25に固定されてはいないので、上方に容易に引きぬくことが可能になっている。
【0026】
ワイパーフレーム28はワイパーフレーム駆動軸23の回転に伴なってワイパーフレームガイドロッド22に沿って上下し、ワイパー29は保護管1の外周面に当接しつつ上下して該外周面に付着した異物(ごみ、水垢等)を除去する。なお、ワイパーフレーム駆動軸23は、上部支持板25を貫通している位置で、上部支持板25の固着された軸受で回転可能に軸支されている。
【0027】
図3に、保護管1とUVランプ2の軸方向断面を示す。保護管1は先に述べたように、下端を半球状の底部で閉じた石英製の円筒で、上端には、フランジ1aが取りつけられている。UVランプ2はU字形の放電管15を備えており、図3は、放電管15のU字形が示される面での断面である。本実施の形態では、保護管1の内径は74mm、外径は80mmである。なお、本実施の形態では保護管1は石英製であるが、テフロン(登録商標)製の保護管を用いることも可能である。テフロン(登録商標)製の保護管を用いる場合は、変形防止のために、保護管の上端部内周に、例えば長さ50mm程度の補強スリーブを装着するのが望ましい。
【0028】
図4に、UVランプ2の軸方向断面を示す。図4は、図3に示されるUVランプ2を、紙面に平行な面で切った断面である。設置状態では図の右側が下、左側が上であるので、以下の説明では、図の左側を上側、図の右側を下側として記述する。図6は、図4のUVランプ2の下端部の拡大図である。
【0029】
図示のUVランプ2は、U字形の放電管15と、この放電管15の二つの上端部それぞれに結合された一対の口金30と、放電管15の下端に下方に突出して端部が閉じた細管状に形成された水銀溜3と、水銀溜3に嵌め込まれた、一端が閉じた円筒状のアルミニウム製放熱ブロック4と、放熱ブロック4の側面に形成され放熱ブロック4の一部をなす5枚のアルミニウム製フィン5と、放熱ブロック4の円筒部側面に結合された電気ヒータ6と、放熱ブロック4の円筒部側面の他の位置に装着された温度センサ16と、放熱ブロック4の下面に結合された冷却ファン8と、前記フィン5にねじで結合された一対の冷却板7と、前記一対の口金30双方の円周面に接して固定された平板状のランプ固定板14と、ランプ固定板14にボルトで結合されたランプ固定ボス13と、ランプ固定ボス13に前記放電管15の軸線方向に形成された開孔と、放電管15の軸線方向に配置され、上端部がUVランプフランジ31の上方に位置し、中間で前記開孔に挿通されるとともに下端部が前記一対の冷却板7の一方に溶接固着された放熱ブロック固定管兼空気吹き込み管11aと、放熱ブロック固定管兼空気吹き込み管11aと平行に配置され、上端が前記UVランプフランジ31の下面に固着されるとともに下端部が前記一対の冷却板7の他方に溶接固着された放熱ブロック固定管11bと、UVランプフランジ31上面中央に装着された排気口12と、前記口金30に形成された接続端子に給電する電線、前記冷却ファン8に給電する電線、前記温度センサ16の出力信号を伝送する電線をまとめたランプケーブル32と、を含んで構成されている。
【0030】
放熱ブロック4は、フィン5を含めアルミニウム製で、軸方向長さは50mmであるが、熱伝導率がアルミニウムと同程度あるいはそれ以上であれば、他の金属、例えば銅製としてもよい。ランプ固定ボス13とランプ固定板14はいずれもSUS製で、冷却板7には、ばね鋼(SUP)を用いた。
【0031】
放電管15は、U字形のものを用いたが、二つのU字形が結合されたW字形としてもよい。W字形とした場合は、二つのU字形のいずれか一方の底部に水銀溜を形成する。
【0032】
放熱ブロック固定管兼空気吹き込み管11aの上端部には乾燥空気吹込み口10が形成され、放熱ブロック固定管兼空気吹き込み管11aの下端は前記放熱ブロック4の下端面位置で開口している。放熱ブロック固定管11bの下端も前記放熱ブロック4の下端面位置になっている。放熱ブロック固定管兼空気吹き込み管11a及び放熱ブロック固定管11bは、いずれも径6mmのSUS製である。
【0033】
放電管16の一対の口金30にはそれぞれ2個の接続端子が設けられ、放電管内に配置された電極とスタビライザに接続されている。本実施の形態では、前記水銀溜3の外径は12mmである。また、円筒状の放熱ブロック4の内径は13mmとしてあり、前記外径12mmの水銀溜3が容易に嵌めこまれるようになっている。
【0034】
図5は、図3のA−A矢視断面を示し、図4の左側の断面図は、図4のB−B線矢視断面である。図5、図6に示すように、フィン5は、L字状に直角に折れ曲がった2枚と、開いたL字状に折れ曲がった2枚と、平板状の1枚と、の計5枚が設けられ、折れ曲り線が前記円筒状の放熱ブロック4の軸線に平行になるように、かつ、放熱ブロック4の軸線に直交する平面において、L字の縦の辺の上端が前記円筒状の放熱ブロック4に接続して形成されている。また、L字状に折れ曲がった2枚のフィン5は、放熱ブロック4の軸線に対して線対称に配置され、開いたL字状に折れ曲がった2枚も放熱ブロック4の軸線に対して線対称に配置されている。そして、L字状に折れ曲がったフィンと開いたL字状に折れ曲がったフィンは、放熱ブロック4の軸線に直交する平面において、反時計回りに、L字状に折れ曲がったフィン、開いたL字状に折れ曲がったフィン、L字状に折れ曲がったフィン、開いたL字状に折れ曲がったフィンの順に配置されている。また、L字状に折れ曲がったフィンとこのフィンから反時計回り方向に位置するフィンの、L字の横の辺が同一平面(上下方向平面)に含まれるように配置されている。
【0035】
平板状のフィンは、L字状に折れ曲がったフィンの縦の辺に対して直交しかつ放熱ブロック4の軸線を含む平面内に位置するように配置され、一方の辺が放熱ブロック4の円周面に結合されている。
【0036】
電気ヒータ6は、放熱ブロック4の外周面の、平板状のフィンの放熱ブロック4への結合位置と放熱ブロック4の軸線を挟んで対向する位置に装着され、温度センサ16は、平板状のフィンの近傍の放熱ブロック4の外周面の温度を測定する位置に配置されている。
【0037】
冷却板7は、前記同一平面にある、L字の横の辺にボルト結合された2枚の平板部分と、UVランプ2が保護管1に内装された状態で、前記平板部分に対向する保護管1の内周面に当接する曲面部分とそれより下方に延在し先端部が中心側に湾曲した曲面部分とを含んでなり、前記平板部分と前記曲面部分は、放熱ブロック4の軸線に直交する平面内に配置された弧状部分で連結されている。
【0038】
前記弧状部分は、放熱ブロック4の上下方向長さのほぼ中間位置に配置され、前記曲面部分の内周面に結合されている。前記曲面部分と前記弧状部分の結合位置をA点(実際の結合位置は線状になっているが、ここでは断面図での結合位置をいう)とする。A点における冷却板7の外径は73mmで、内径74mmの保護管1に挿入可能な寸法にしてある。
【0039】
前記放熱ブロック固定管兼空気吹き込み管11aと放熱ブロック固定管11bは、冷却板7のこの弧状部分に形成された開孔に挿通され、溶接固着されている。
【0040】
冷却板7は、図5に示すように、保護管1の断面を略4等分したとき、互いに頂点を接して対向する二つの扇形内に位置し、他の扇形内には、冷却板7は配置されていない。
【0041】
前記冷却ファン8は、冷却板7の2枚の平板部分で挟まれた角柱部分の下方延長領域に位置し、かつ前記角柱の断面と同形の断面を持つており、前記放熱ブロック4に固定されている。
【0042】
上記構成のUVランプ2が保護管1に挿入され、前記UVフランジ31が、保護管1のフランジ1aに気密に結合される。UVランプ2が保護管1に挿入されるとき、UVランプ2下端が保護管1の底部に近づくと、冷却板7の曲面部分の下端(図4のD点)が保護管1の底部の半球状部分の内面に当接する。UVランプ2が保護管1にさらに深く挿入されると、前記保護管1の底部の半球状部分に当接した冷却板7の前記D点は保護管1の半球状部分の内面に沿って動き、前記A点を中心として回転する。この回転により、前記A点より上側の冷却板7の曲面部分は半径方向外側に向かって動き、保護管1の内周面に当接する。この場合、図4のC点がまず保護管1の内周面に当接し、冷却板7の回転につれてC点よりも下方の曲面部分まで保護管1の内周面に当接するようになる。すなわち、冷却板7の曲面部分の下端部は保護管1の半球状部内周面に当接し、上端部は保護管1の直管部内周面に当接し、放熱ブロック4と保護管1との間に冷却板7が接して設けられる。
【0043】
UVランプ2を点灯すると、まず電気ヒータ6が通電される。温度センサ16の検出温度が設定温度、例えば45℃になると放電が開始され、水銀溜3の底には液滴状の水銀が溜まる。すなわち、ランプの最冷点は、水銀溜3にあり、放電管15内の水銀蒸気圧(UV発生効率は水銀蒸気圧が4〜6×10−6mmHgにおいて最大となる)は水銀溜3の温度により決まる。UV発生効率が最大となる水銀溜3の温度は、40〜45℃の範囲にある。
【0044】
水銀溜3の熱は、水銀溜3→放熱ブロック4の円筒部→フィン5→冷却板7→保護管壁の順に伝達され、保護管壁から処理水に放熱される。放熱ブロック4と水銀溜3の間に熱伝導ペーストを充填することで、水銀溜3→放熱ブロック4の熱伝達を良くすることができる。また、フィン5と冷却板7の間に熱伝導シートを挟み込むと熱伝導効率が向上するし、冷却板7の保護管内面との当接面に熱伝導シートを貼ると熱伝導効率が向上する。熱伝導シートは、シリコンでアルミニウムの粉を固めたものを用いることができる。熱伝導ペーストは同様に、シリコンとアルミニウムの粉を混ぜてペーストにしたものである。
【0045】
また、保護管1の外側には処理水があるので、保護管1内部の空気は、保護管1の管壁を介して処理水で冷却される。冷却された空気は保護管1の管壁に沿って下降し、保護管1の底部に達した後、冷却ファン8に吸引、駆動されてフィン5の間を上昇する。冷却ファン8に駆動された空気はフィン5の熱を取りこみ、放熱ブロック4を冷却したのち、口金30あるいはUVフランジ31に当るまで上昇する。口金30あるいはUVフランジ31に当った空気は反転して保護管1の内周面に沿って下降し、再び処理水により冷却される。
【0046】
前記放熱ブロック固定管兼空気吹込み管11aの上端部には乾燥空気吹込み口10が設けられ、外部の乾燥空気源に接続されている。乾燥空気吹込み口10から保護管1内に吹きこまれた乾燥空気は、前記保護管1の管壁を介して処理水で冷却された空気とともに冷却ファン8に吸込まれ、上向きに送り出される。上向きに流れる乾燥空気は保護管1内の水分を取りこむことで保護管内面の結露を防止する。
【0047】
冷却ファン8で駆動されて上向きに流れる空気は、一部は保護管1の内周面に沿って再び下降し、一部(乾燥空気吹込み口10から供給された量に等しい量)は、UVフランジ31の排気口12から取りこんだ水分とともに外部に排気される。
【0048】
また、冷却ファン8により保護管1内で空気が循環されるので、水銀溜3の熱が、水銀溜3→放熱ブロック4→フィン5→上昇する空気の順に伝達され、空気の熱は空気が管壁内面に沿って下降する途中で保護管1の管壁を介して処理水に伝達される。
【0049】
水銀溜3の温度は、放熱ブロック4に取りつけた温度センサ16で温度を検知し、検知した温度に応じて加熱手段である電気ヒータ6への通電をオンオフすることで、予め設定された目標温度に制御される。電気ヒータ6への通電のオンオフに代えて、冷却ファン8をオンオフすることで目標温度に制御するようにしてもよい。
【0050】
本実施の形態によれば、水銀溜3を囲むように電気ヒータ6及びフィン5を備えた放熱ブロック4が設けられ、フィン5と保護管1との間に伝熱手段である冷却板7が接して設けられるから、水銀溜3の熱が効率良く処理水に伝達され、冷却ファン8の容量を低減させることが可能になる。
【0051】
そして、保護管1の下端が閉じられているので、処理水中に紫外線照射装置を設置する際に、保護管1に下方から空気を導入する空気流路を別に準備する必要がなく、設置やメンテナンスが容易である。また、放熱ブロック4にフィン3が設けられているので、放熱ブロック4から空気への熱の移動が効率良く行われ、冷却ファン8の容量を低減することが可能になる。
(第2の実施の形態)
上記第1の実施の形態では、冷却板7の下方に冷却ファン8を備え、冷却板7による保護管への放熱に加えて、冷却板7を空冷することが可能になっており、冷却効果が高められているが、冷却板7は必ずしも必要ではない。本発明の第2の実施の形態は、水銀溜3の放熱を、冷却板7なしで、放熱ブロック4とフィン5を介して冷却ファン8で行うものである。他の構成は前記第1の実施の形態と同じなので、説明を省略する。
【0052】
本実施の形態においても、保護管1の外側には処理水があり、保護管1内部の空気は、保護管1の管壁を介して処理水で冷却される。冷却された空気は保護管1の管壁に沿って下降し、保護管1の底部に達した後、冷却ファン8に駆動されてフィン5の間を上昇する。冷却ファン8に駆動された空気はフィン5の熱を取りこみ、放熱ブロック4を冷却したのち、口金30あるいはUVフランジ31に当るまで上昇する。口金30あるいはUVフランジ31に当った空気は反転して保護管1の内周面に沿って下降し、再び処理水により冷却される。水銀溜3の温度は、放熱ブロック4に取りつけた温度センサ16で温度を検知し、検知した温度に応じて電気ヒータ6への通電をオンオフすることで、予め設定された目標温度に制御される。電気ヒータ6への通電のオンオフに代えて、冷却ファン8をオンオフすることで目標温度に制御するようにしてもよい。
【0053】
本実施の形態によれば、水銀溜3を囲むように電気ヒータ6及びフィン5を備えた放熱ブロック4が設けられ、冷却ファン8により保護管1内で空気が循環されるので、水銀溜3の熱が、水銀溜3→放熱ブロック4→フィン5→上昇する空気の順に伝達され、空気の熱は空気が管壁内面に沿って下降する途中で保護管1の管壁を介して処理水に伝達される。そして、電気ヒータ6への通電をオンオフすることで、あるいは冷却ファン8をオンオフすることで水銀溜3の温度が目標温度に制御される。そして、保護管1の下端が閉じられているので、処理水中に紫外線照射装置を設置する際に、保護管1に下方から空気を導入する空気流路を別に準備する必要がなく、設置やメンテナンスが容易である。また、放熱ブロック4にフィン3が設けられているので、放熱ブロック4から空気への熱の移動が効率良く行われ、冷却ファン8の容量を低減することが可能になる。
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態が前記第1の実施の形態と異なるのは、冷却ファン8が設けられていない点である。他の構成は前記第1の実施の形態と同じであるので説明を省略する。本実施の形態においては、水銀溜3の温度は、放熱ブロック4に取りつけた温度センサ16で温度を検知し、検知した温度に応じて電気ヒータ6への通電をオンオフすることで、予め設定された目標温度に制御される。
【0054】
本実施の形態によれば、保護管1の内壁面に密着する冷却板7が設けられ、放熱ブロック4から処理水への熱の移動が効率良く行われるから、冷却ファン8を設けなくても、水銀溜3の温度を目標温度に制御することが可能になる。また、保護管1の下端が閉じられているので、処理水中に紫外線照射装置を設置する際に、保護管1に下方から空気を導入する空気流路を別に準備する必要がなく、設置やメンテナンスが容易である。
【0055】
【発明の効果】
本発明によれば、底部が閉じた保護管であっても水銀溜を効果的に冷却できる紫外線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る紫外線照射装置の全体構成を示す断面図である。
【図2】図1に示す紫外線照射装置の下部を拡大して示す断面図である。
【図3】図1に示す紫外線照射装置の保護管とUVランプを示す縦断面図である。
【図4】図1に示す紫外線照射装置のUVランプを示す縦断面図である。
【図5】図3のA−A線矢視断面図である。
【図6】図4に示すUVランプの下端部を拡大して示す断面図である。
【図7】従来技術の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 保護管
1a フランジ
2 UVランプ
3 水銀溜
4 放熱ブロック
5 フィン
6 電気ヒータ
7 冷却板
8 冷却ファン
9 熱伝導シート
10 乾燥空気吹込み口
11a 放熱ブロック固定管兼空気吹込み管
11b 放熱ブロック固定管
12 排気口
13 ランプ固定ボス
14 ランプ固定板
15 放電管
16 温度センサ
20 基礎台
21 台板
22 ワイパーフレームガイドロッド
23 ワイパーフレーム駆動軸
24 フート軸受
25 上部支持板
26 保護管受け
26a 平板
26b 円筒
27 減速電動機
28 ワイパーフレーム
29 ワイパー
30 口金
31 UVランプフランジ
32 ランプケーブル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultraviolet irradiation apparatus, and more particularly to an ultraviolet irradiation apparatus that immerses in treated water and irradiates the treated water with ultraviolet light.
[0002]
[Prior art]
As an ultraviolet irradiation device used for water treatment, an ultraviolet irradiation device manufactured by UV Systec shown in FIG. 7 is known. The illustrated apparatus is configured to include a protective tube 1 disposed with its axis line in the vertical direction, and a W-shaped discharge tube 15 </ b> A disposed inside the protective tube 1. A mercury reservoir 3 protruding in a narrow tubular shape is provided at the bottom of the discharge tube 15A. A cooling block 4A is disposed around the mercury reservoir 3, and a cooling fan 8 is provided below the cooling block 4A. Is provided. Then, the outside air is sucked by the cooling fan 8 and blown upward toward the cooling block 4A, and the cooling air that has passed through the cooling block 4A rises along the discharge tube 15A inside the protection tube 1 to protect it. Exhaust gas is exhausted from the upper end of the tube 1. The cooling block 4A includes an electric heater connected to a power source.
[0003]
That is, the temperature of the mercury reservoir 3 is controlled by a combination of heating by the electric heater and air cooling by a cooling fan, so that the mercury vapor pressure in the discharge tube 15A is maintained in an appropriate range.
[0004]
In addition, as an ultraviolet irradiation device provided with a mercury reservoir protruding in a thin tube on a discharge tube, in addition to the ultraviolet irradiation device of UV Systec, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4 and the like There is what is described.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-45238
[Patent Document 2]
JP-A-7-289617
[Patent Document 3]
JP-A-8-71546
[Patent Document 4]
JP 2002-102317 A
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned prior art is a system in which the mercury reservoir is controlled to the optimum temperature range by turning on and off the electric heater with a temperature sensor while continuously cooling the mercury reservoir with a cooling fan by a cooling block with outside air. The air temperature is affected by the climate, and the specific heat of air is smaller than that of water, so that there is a problem that a large capacity fan is required to improve the accuracy of temperature control.
[0006]
The prior art also requires the lower end of the protective tube to communicate with the outside air in order to take in the outside air and cool the mercury reservoir. For this reason, when the ultraviolet irradiation device is used for water treatment, it is necessary to dispose the protective tube through the bottom of the flow path of the treated water, and to form a flow path for the outside air below the flow path. There was a problem that the configuration was complicated.
[0007]
  This invention makes it a subject to provide the ultraviolet irradiation device which can cool a mercury reservoir effectively even if it is a protection tube with which the bottom part was closed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to maximize the UV generation efficiency, it is known that a location where the mercury exists as a droplet (the coldest point) is formed in a part of the discharge tube, and the temperature of the mercury droplet is controlled to 40 to 45 ° C. ing. The inventors pay attention to the fact that the temperature of the treated water is usually 10 to 30 ° C. in the case of an ultraviolet irradiation device used for water treatment, and use the treated water as a cooling source to solve the above problem.It came to solve.
[0009]
  Above issuesSolveAccording to a first means of the present invention, a UV lamp including a discharge tube in which mercury vapor is sealed is installed in a protective tube having a closed bottom, and the protective tube having the UV lamp is immersed in a processing solution. An ultraviolet irradiation device for irradiating the treatment liquid with ultraviolet rays, comprising a mercury reservoir formed in the discharge tube, and a heating means, arranged around the mercury reservoir and transferring heat of the mercury reservoir.heatHeat dissipation block, the heat dissipation block and the protective tubeHeat transfer provided in contact withAnd means.
[0010]
  According to the above configuration, the heat of the mercury reservoir is as follows: mercury reservoir → heat dissipation block →Heat transferIt is transmitted in the order of means → protection pipe, and discharged from the protection pipe to the treated water flowing around the protection pipe. Therefore, it is possible to control the temperature of the mercury reservoir within the target temperature range without cooling by the cooling fan. The heat dissipation rate isHeat transferIt can be adjusted by changing the contact area between the means and the protective tube. The temperature control is performed by turning on and off the heating means. Further, since the bottom of the protective tube is closed, it is not necessary to provide an air flow path for introducing cooling air in the treated water flow path when immersed in the treated water, and installation and maintenance are easy.
[0011]
  According to a second means of the present invention for solving the above problem, in the first means, the heat dissipation block includes a heat dissipation fin,Heat transferThe means includes a metal cooling plate having one surface fixed to the fin of the heat dissipation block and the other surface in contact with the inner surface of the protective tube.
[0012]
According to the above configuration, in addition to the effect of the first means, by providing a metal cooling plate, the amount of heat released to the protective tube is increased, and the temperature of the mercury reservoir is more reliably controlled within the target temperature range. It becomes possible to do.
[0013]
  According to a third means of the present invention for solving the above-mentioned problem, a UV lamp comprising a discharge tube filled with mercury vapor is provided in a protective tube having a closed bottom, and the protective tube including the UV lamp is processed. An ultraviolet irradiation device for irradiating the treatment liquid with ultraviolet rays by immersing in the liquid, comprising a mercury reservoir formed in the discharge tube and a heating means, arranged around the mercury reservoir and transferring heat of the mercury reservoir.heatAnd a cooling fan that is disposed below the heat dissipation block and blows cooling air upward.
[0014]
According to the above configuration, the air in contact with the inner wall of the protective tube is cooled by the treated water flowing outside the protective tube by convective heat transfer flowing through the protective tube wall. The cooled and increased specific gravity of the air descends along the inner wall of the protective tube, reaches the bottom of the protective tube, and then is sucked by the cooling fan and blown upward. While the air blown upwards rises, the heat dissipation block is cooled by convection heat transfer. The air that has passed through the heat dissipation block rises in temperature, and further rises while being warmed by the discharge tube along the discharge tube wall. When the upper end of the protective tube is reached, the flow direction is reversed, and it descends again along the inner wall of the protective tube to form a circulating flow. The heat dissipation block is cooled by this forced air circulation. When the mercury reservoir, in other words, the heat dissipation block is cooled more than necessary, it is heated by the heating means, and the coldest point can be kept in a desired temperature range. The heat dissipation speed is determined by the airflow of the cooling fan. Further, since the bottom of the protective tube is closed, it is not necessary to provide an air flow path for introducing cooling air in the treated water flow path when immersed in the treated water, and installation and maintenance are easy.
[0015]
A fourth means of the present invention that achieves the above object is characterized in that, in the third means, the heat dissipation block includes a fin having a heat dissipation surface in the vertical direction. Heat exchange between the heat dissipation block and the cooling air is promoted by the fins, and the air volume of the cooling fan can be reduced. By arranging the fins in the vertical direction, the flow of air blown from the cooling fan becomes smooth, and a circulating flow of air in the protective tube is easily formed.
[0016]
  the aboveTaskTheResolutionAccording to a fifth means of the present invention, a UV lamp comprising a discharge tube filled with mercury vapor is provided in a protective tube having a closed bottom, and the protective tube including the UV lamp is immersed in a processing solution. An ultraviolet irradiation device for irradiating the treatment liquid with ultraviolet rays, comprising a mercury reservoir formed in the discharge tube, and a heating means arranged around the mercury reservoir to transfer heat of the mercury reservoir.heatA heat dissipating block, a cooling fan that is disposed below the heat dissipating block and blows cooling air upward, the heat dissipating block, and the protective tubeHeat transfer provided in contact withAnd an ultraviolet irradiation apparatus characterized by comprising:
[0017]
According to the above configuration, the effects of both the first and third means can be obtained.
[0018]
  It is desirable that the protective tube is closed with a hemispherical lower end or a shape whose diameter is smoothly reduced. AndHeat transferAs a means, when divided into a plurality in the circumferential direction and the UV lamp is inserted into the protective tube,Heat transferIf the lower end of the means (cooling plate) is in contact with the inner surface of the part of the protective tube whose diameter is reduced,Heat transferThe lower end of the means (cooling plate) slides in contact with the inner surface,Heat transferRotate to the center in the radial direction with the middle part of the means as a fulcrum,Heat transferThe upper end of the means (cooling plate)Heat transferIt is desirable that the middle part of the means is pivoted outward in the radial direction with the fulcrum as a fulcrum, and is in contact with the inner surface of the protective tube.
[0019]
  With this configuration, when inserting the UV lamp into the protective tube,Heat transferUntil the means reaches the bottom of the protective tubeHeat transferSince the means does not contact the protective tube, insertion is easy, and when the insertion reaches the final stageHeat transferMake sure that the means is in close contact with the inner surface of the protective tube.Heat transferCan be performed efficiently.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
The first embodiment shown in FIG. 1 is a water treatment apparatus that disinfects sewage treated water by ultraviolet irradiation. This water treatment apparatus has a flow path of treated water, a base 20 formed on the bottom surface of the flow path, a base plate 21 fixed to the upper surface of the base 20, and a lower end portion at the bottom of the flow path. It is configured to include three ultraviolet irradiation devices arranged in contact with each other and having an upper end portion on the water surface of the treated water, and a wiper device that cleans the water contact surface of the ultraviolet irradiation device.
[0021]
Each ultraviolet irradiation device includes a protective tube receiver 26 installed on the base plate 21, a quartz protective tube 1 supported at the lower end of the protective tube receiver 26 and having an axis line in the vertical direction, and a protective tube 1 includes a UV lamp 2 mounted in the interior. As shown in FIG. 1, the three ultraviolet irradiation devices are respectively arranged at the apexes of isosceles triangles whose bottoms are perpendicular to the flow direction of the treated water when viewed in a plan view.
[0022]
The protective tube receiver 26 is composed of a flat plate 26a fixed to the base plate 21 and a cylinder 26b fixed to the flat plate 26a with its axis orthogonal. The inner diameter of the cylinder 26 b is smaller than the outer diameter of the protective tube 1. The lower end of the protective tube 1 is closed by a hemispherical bottom, and this hemispherical bottom is supported in contact with the upper end of the cylinder 26b. Since the protective tube 1 is only supported in contact with the upper end of the cylinder 26b, the protective tube 1 is detached from the protective tube receiver 26 simply by pulling the protective tube 1 upward.
[0023]
In the wiper device, two wiper frame guide rods 22 erected on the base plate 21 with the axis line in the vertical direction and the upper ends of the two wiper frame guide rods 22 are connected and fixed to each other. The upper support plate 25, which is a horizontally arranged flat plate, and the two wiper frame guide rods 22 are arranged with the axis line in the vertical direction, and the lower end is supported by a foot bearing 24 fixed to the base plate 21. A wiper frame drive shaft 23 whose upper portion penetrates the upper support plate 25; a reduction motor 27 coupled to the upper end of the wiper frame drive shaft 23 to rotate the wiper frame drive shaft 23; and the upper support plate 25 The two wiper frame guide rods 2 are screwed into male threads formed on the outer surface of the wiper frame drive shaft 23. And said three protective tube 1 in mated wiper frame 28, the wiper frame 28 is configured to include a wiper 29 mounted on the portion which is fitted in the protective tube 1, a.
[0024]
The lower ends of the two wiper frame guide rods 22 are perpendicular to the base of the isosceles triangle, are on a straight line passing through the apex facing the base, and are outside the isosceles triangle at the base plate 21. The foot bearing 24 is positioned between the lower ends of the two wiper frame guide rods 22 and on the straight line.
[0025]
The protective tube 1 is inserted through an opening formed in the upper support plate 25, but is not fixed to the upper support plate 25, so that it can be easily pulled upward.
[0026]
The wiper frame 28 moves up and down along the wiper frame guide rod 22 as the wiper frame drive shaft 23 rotates, and the wiper 29 moves up and down while coming into contact with the outer peripheral surface of the protective tube 1 and adheres to the outer peripheral surface. Remove dust, scale, etc.) The wiper frame drive shaft 23 is rotatably supported by a bearing to which the upper support plate 25 is fixed, at a position penetrating the upper support plate 25.
[0027]
FIG. 3 shows an axial section of the protective tube 1 and the UV lamp 2. As described above, the protective tube 1 is a quartz cylinder having a lower end closed by a hemispherical bottom, and a flange 1a is attached to the upper end. The UV lamp 2 includes a U-shaped discharge tube 15, and FIG. 3 is a cross section of the discharge tube 15 on the surface where the U-shape is shown. In the present embodiment, the protective tube 1 has an inner diameter of 74 mm and an outer diameter of 80 mm. In this embodiment, the protective tube 1 is made of quartz, but a protective tube made of Teflon (registered trademark) can also be used. When using a protective tube made of Teflon (registered trademark), it is desirable to attach a reinforcing sleeve having a length of about 50 mm, for example, to the inner periphery of the upper end of the protective tube in order to prevent deformation.
[0028]
FIG. 4 shows an axial cross section of the UV lamp 2. FIG. 4 is a cross section of the UV lamp 2 shown in FIG. 3 taken along a plane parallel to the paper surface. In the installed state, the right side of the figure is down and the left side is up, so in the following description, the left side of the figure is described as the upper side, and the right side of the figure is described as the lower side. FIG. 6 is an enlarged view of the lower end portion of the UV lamp 2 of FIG.
[0029]
The illustrated UV lamp 2 has a U-shaped discharge tube 15, a pair of caps 30 coupled to the two upper ends of the discharge tube 15, and a lower end of the discharge tube 15 projecting downward and closed. A mercury reservoir 3 formed in a thin tubular shape, a cylindrical aluminum heat radiation block 4 fitted into the mercury reservoir 3 with one end closed, and a part 5 of the heat radiation block 4 formed on the side surface of the heat radiation block 4 A plurality of aluminum fins 5, an electric heater 6 coupled to the side surface of the cylindrical portion of the heat radiating block 4, a temperature sensor 16 mounted at another position on the side surface of the cylindrical portion of the heat radiating block 4, A coupled cooling fan 8; a pair of cooling plates 7 coupled to the fins 5 by screws; a flat lamp fixing plate 14 fixed in contact with the circumferential surfaces of both of the pair of caps 30; Bolts on the fixing plate 14 The combined lamp fixing boss 13, an opening formed in the lamp fixing boss 13 in the axial direction of the discharge tube 15, and the upper end portion of the lamp fixing boss 13 are positioned above the UV lamp flange 31. In addition, the heat dissipating block fixing tube / air blowing tube 11a inserted through the opening in the middle and having the lower end welded and fixed to one of the pair of cooling plates 7 is parallel to the heat dissipating block fixing tube / air blowing tube 11a. The heat dissipating block fixing tube 11b whose upper end is fixed to the lower surface of the UV lamp flange 31 and whose lower end is fixed to the other of the pair of cooling plates 7 is attached to the center of the upper surface of the UV lamp flange 31. The exhaust port 12, the electric wire supplying power to the connection terminal formed on the base 30, the electric wire supplying power to the cooling fan 8, and the output signal of the temperature sensor 16 are transmitted. It is configured to include a lamp cable 32 summarizes the line, the.
[0030]
The heat dissipating block 4 is made of aluminum including the fins 5 and has an axial length of 50 mm. However, the heat dissipating block 4 may be made of another metal, for example, copper, as long as the thermal conductivity is equal to or higher than that of aluminum. Both the lamp fixing boss 13 and the lamp fixing plate 14 are made of SUS, and the cooling plate 7 is made of spring steel (SUP).
[0031]
Although the discharge tube 15 is U-shaped, it may be W-shaped by combining two U-shapes. In the case of the W shape, a mercury reservoir is formed at the bottom of one of the two U shapes.
[0032]
A dry air blowing port 10 is formed at the upper end portion of the heat radiating block fixing tube / air blowing tube 11 a, and the lower end of the heat radiating block fixing tube / air blowing tube 11 a is opened at the lower end surface position of the heat radiating block 4. The lower end of the heat radiating block fixing tube 11b is also located at the lower end surface of the heat radiating block 4. The heat radiation block fixing tube / air blowing tube 11a and the heat radiation block fixing tube 11b are both made of SUS having a diameter of 6 mm.
[0033]
Each of the pair of caps 30 of the discharge tube 16 is provided with two connection terminals, and is connected to an electrode and a stabilizer disposed in the discharge tube. In the present embodiment, the mercury reservoir 3 has an outer diameter of 12 mm. The cylindrical heat dissipation block 4 has an inner diameter of 13 mm, and the mercury reservoir 3 having an outer diameter of 12 mm can be easily fitted therein.
[0034]
5 shows a cross section taken along the line AA in FIG. 3, and the left cross section shown in FIG. 4 is a cross section taken along the line BB in FIG. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the fins 5 are a total of five pieces: two pieces bent at right angles to an L shape, two pieces bent at an open L shape, and one piece of a flat plate shape. An upper end of an L-shaped vertical side is provided on the plane perpendicular to the axis of the heat dissipation block 4 so that the bent line is parallel to the axis of the cylindrical heat dissipation block 4 and the cylindrical heat dissipation block 4. Connected to the block 4. The two fins 5 bent in an L shape are arranged symmetrically with respect to the axis of the heat dissipation block 4, and the two fins bent in an L shape are also symmetrical with respect to the axis of the heat dissipation block 4. Is arranged. And the fin bent in the L shape and the fin bent in the open L shape are the fin bent in the L shape counterclockwise on the plane orthogonal to the axis of the heat dissipation block 4, and the open L shape. The fins are bent in this order, the fins are bent in an L shape, and the fins are bent in an open L shape. Further, the L-shaped lateral sides of the fin bent in an L shape and the fin positioned in the counterclockwise direction from the fin are arranged so as to be included in the same plane (vertical plane).
[0035]
The flat fins are arranged so as to be located in a plane perpendicular to the vertical sides of the fins bent in an L shape and including the axis of the heat dissipation block 4, and one side is the circumference of the heat dissipation block 4. Bonded to the face.
[0036]
The electric heater 6 is mounted on the outer peripheral surface of the heat dissipating block 4 at a position opposite to the position where the flat fins are coupled to the heat dissipating block 4 across the axis of the heat dissipating block 4, and the temperature sensor 16 is connected to the flat fins. It is arranged at a position for measuring the temperature of the outer peripheral surface of the heat dissipation block 4 in the vicinity of.
[0037]
The cooling plate 7 is a protective plate facing the flat plate portion with the two flat plate portions bolted to the side of the L-shape on the same plane and the UV lamp 2 mounted in the protective tube 1. A curved surface portion that abuts on the inner peripheral surface of the tube 1 and a curved surface portion that extends downward and has a distal end curved toward the center. The flat plate portion and the curved surface portion are formed on the axis of the heat dissipation block 4. They are connected by arcuate portions arranged in orthogonal planes.
[0038]
The arc-shaped portion is disposed at a substantially intermediate position in the vertical length of the heat dissipating block 4 and is coupled to the inner peripheral surface of the curved surface portion. The coupling position between the curved surface portion and the arcuate portion is point A (the actual coupling position is linear, but here refers to the coupling position in the sectional view). The outer diameter of the cooling plate 7 at point A is 73 mm, and is sized to be inserted into the protective tube 1 having an inner diameter of 74 mm.
[0039]
The heat radiating block fixing tube / air blowing tube 11a and the heat radiating block fixing tube 11b are inserted into an opening formed in the arc-shaped portion of the cooling plate 7 and fixed by welding.
[0040]
As shown in FIG. 5, when the cross section of the protective tube 1 is divided into approximately four equal parts, the cooling plate 7 is located in two sectors facing each other with the apex in contact with each other. Is not arranged.
[0041]
The cooling fan 8 is located in a downward extension region of a prism portion sandwiched between two flat plate portions of the cooling plate 7, has a cross section that is the same shape as the cross section of the prism, and is fixed to the heat dissipation block 4. ing.
[0042]
  The UV lamp 2 configured as described above is inserted into the protective tube 1, and the UV flange 31 is airtightly coupled to the flange 1 a of the protective tube 1. When the UV lamp 2 is inserted into the protective tube 1, when the lower end of the UV lamp 2 approaches the bottom of the protective tube 1, the lower end of the curved portion of the cooling plate 7 (point D in FIG. 4) is the hemisphere at the bottom of the protective tube 1. Abuts against the inner surface of the shaped portion. When the UV lamp 2 is inserted deeper into the protective tube 1, the point D of the cooling plate 7 in contact with the hemispherical portion at the bottom of the protective tube 1 moves along the inner surface of the hemispherical portion of the protective tube 1. , Rotate around the point A. By this rotation, the curved surface portion of the cooling plate 7 above the point A moves outward in the radial direction and comes into contact with the inner peripheral surface of the protective tube 1. In this case, the point C in FIG. 4 first comes into contact with the inner peripheral surface of the protective tube 1, and comes into contact with the inner peripheral surface of the protective tube 1 up to the curved portion below the point C as the cooling plate 7 rotates. That is, the lower end portion of the curved surface portion of the cooling plate 7 is in contact with the inner peripheral surface of the hemispherical portion of the protective tube 1, and the upper end portion is in contact with the inner peripheral surface of the straight tube portion of the protective tube 1.BetweenCold plate 7Is provided in contact.
[0043]
When the UV lamp 2 is turned on, the electric heater 6 is first energized. When the detected temperature of the temperature sensor 16 reaches a set temperature, for example, 45 ° C., discharge starts, and droplet-shaped mercury accumulates at the bottom of the mercury reservoir 3. That is, the coldest spot of the lamp is in the mercury reservoir 3 and the mercury vapor pressure in the discharge tube 15 (the UV generation efficiency is 4 to 6 × 10 6 in mercury vapor pressure).-6(maximum in mmHg) is determined by the temperature of the mercury reservoir 3. The temperature of the mercury reservoir 3 that maximizes the UV generation efficiency is in the range of 40 to 45 ° C.
[0044]
The heat of the mercury reservoir 3 is transmitted in the order of the mercury reservoir 3 → the cylindrical portion of the heat radiation block 4 → the fin 5 → the cooling plate 7 → the protective tube wall, and is radiated from the protective tube wall to the treated water. By filling a heat conductive paste between the heat radiation block 4 and the mercury reservoir 3, heat transfer from the mercury reservoir 3 to the heat radiation block 4 can be improved. Moreover, if a heat conductive sheet is inserted | pinched between the fin 5 and the cooling plate 7, heat conductive efficiency will improve, and if a heat conductive sheet is stuck on the contact surface with the protective tube inner surface of the cooling plate 7, heat conductive efficiency will improve. . As the heat conductive sheet, a sheet obtained by solidifying aluminum powder with silicon can be used. Similarly, the heat conductive paste is a paste obtained by mixing silicon and aluminum powder.
[0045]
Further, since treated water is present outside the protective tube 1, the air inside the protective tube 1 is cooled by the treated water through the tube wall of the protective tube 1. The cooled air descends along the tube wall of the protective tube 1, reaches the bottom of the protective tube 1, and then is sucked and driven by the cooling fan 8 to rise between the fins 5. The air driven by the cooling fan 8 takes in the heat of the fins 5, cools the heat dissipation block 4, and then rises until it hits the base 30 or the UV flange 31. The air hitting the base 30 or the UV flange 31 is reversed and descends along the inner peripheral surface of the protective tube 1 and is cooled again by the treated water.
[0046]
A dry air blowing port 10 is provided at an upper end portion of the heat radiation block fixing tube / air blowing tube 11a, and is connected to an external dry air source. The dry air blown into the protective tube 1 from the dry air blowing port 10 is sucked into the cooling fan 8 together with the air cooled with the treated water through the tube wall of the protective tube 1 and sent upward. The dry air that flows upward prevents moisture on the inner surface of the protective tube by taking in moisture in the protective tube 1.
[0047]
A part of the air that is driven by the cooling fan 8 and flows upwards descends again along the inner peripheral surface of the protective tube 1, and a part (an amount equal to the amount supplied from the dry air blowing port 10) It is exhausted to the outside together with moisture taken in from the exhaust port 12 of the UV flange 31.
[0048]
Since air is circulated in the protective tube 1 by the cooling fan 8, the heat of the mercury reservoir 3 is transmitted in the order of the mercury reservoir 3 → the heat radiation block 4 → the fin 5 → the rising air, and the heat of the air is In the middle of descending along the inner surface of the tube wall, it is transmitted to the treated water via the tube wall of the protective tube 1.
[0049]
The temperature of the mercury reservoir 3 is detected by a temperature sensor 16 attached to the heat dissipation block 4, and the energization to the electric heater 6 that is a heating means is turned on / off according to the detected temperature, thereby setting a preset target temperature. To be controlled. Instead of turning on / off the energization of the electric heater 6, the cooling fan 8 may be turned on / off to control the target temperature.
[0050]
  According to the present embodiment, the heat radiation block 4 including the electric heater 6 and the fin 5 is provided so as to surround the mercury reservoir 3, and the fin 5 and the protective tube 1 are provided.Heat transfer betweenCooling plate 7 as a meansProvided in contact withTherefore, the heat of the mercury reservoir 3 is efficiently transmitted to the treated water, and the capacity of the cooling fan 8 can be reduced.
[0051]
Since the lower end of the protective tube 1 is closed, it is not necessary to prepare a separate air flow path for introducing air into the protective tube 1 from below when installing the ultraviolet irradiation device in the treated water. Is easy. Further, since the fins 3 are provided in the heat dissipation block 4, heat is efficiently transferred from the heat dissipation block 4 to the air, and the capacity of the cooling fan 8 can be reduced.
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the cooling fan 8 is provided below the cooling plate 7 so that the cooling plate 7 can be air-cooled in addition to the heat radiation to the protective tube by the cooling plate 7. However, the cooling plate 7 is not always necessary. In the second embodiment of the present invention, heat radiation of the mercury reservoir 3 is performed by the cooling fan 8 via the heat radiation block 4 and the fins 5 without the cooling plate 7. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0052]
Also in the present embodiment, treated water is present outside the protective tube 1, and the air inside the protective tube 1 is cooled by the treated water through the tube wall of the protective tube 1. The cooled air descends along the tube wall of the protective tube 1, reaches the bottom of the protective tube 1, and then is driven by the cooling fan 8 to rise between the fins 5. The air driven by the cooling fan 8 takes in the heat of the fins 5, cools the heat dissipation block 4, and then rises until it hits the base 30 or the UV flange 31. The air hitting the base 30 or the UV flange 31 is reversed and descends along the inner peripheral surface of the protective tube 1 and is cooled again by the treated water. The temperature of the mercury reservoir 3 is controlled to a preset target temperature by detecting the temperature with a temperature sensor 16 attached to the heat dissipation block 4 and turning on and off the electric heater 6 in accordance with the detected temperature. . Instead of turning on / off the energization of the electric heater 6, the cooling fan 8 may be turned on / off to control the target temperature.
[0053]
According to the present embodiment, the heat radiation block 4 including the electric heater 6 and the fins 5 is provided so as to surround the mercury reservoir 3, and air is circulated in the protective tube 1 by the cooling fan 8. Is transmitted in the order of mercury reservoir 3 → radiation block 4 → fin 5 → rising air, and the heat of the air is treated water through the tube wall of the protective tube 1 while the air descends along the inner surface of the tube wall. Is transmitted to. Then, the temperature of the mercury reservoir 3 is controlled to the target temperature by turning on / off the power supply to the electric heater 6 or by turning on / off the cooling fan 8. Since the lower end of the protective tube 1 is closed, it is not necessary to prepare a separate air flow path for introducing air into the protective tube 1 from below when installing the ultraviolet irradiation device in the treated water. Is easy. Further, since the fins 3 are provided in the heat dissipation block 4, heat is efficiently transferred from the heat dissipation block 4 to the air, and the capacity of the cooling fan 8 can be reduced.
(Third embodiment)
The third embodiment of the present invention differs from the first embodiment in that the cooling fan 8 is not provided. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted. In the present embodiment, the temperature of the mercury reservoir 3 is set in advance by detecting the temperature with a temperature sensor 16 attached to the heat dissipation block 4 and turning on / off the electric heater 6 according to the detected temperature. The target temperature is controlled.
[0054]
According to the present embodiment, the cooling plate 7 that is in close contact with the inner wall surface of the protective tube 1 is provided, and heat is efficiently transferred from the heat radiation block 4 to the treated water. The temperature of the mercury reservoir 3 can be controlled to the target temperature. In addition, since the lower end of the protective tube 1 is closed, it is not necessary to prepare a separate air flow path for introducing air from below into the protective tube 1 when installing the ultraviolet irradiation device in the treated water. Is easy.
[0055]
【The invention's effect】
  According to the present invention,It is possible to provide an ultraviolet irradiation device capable of effectively cooling the mercury reservoir even with a protective tube having a closed bottom.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an ultraviolet irradiation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of a lower part of the ultraviolet irradiation apparatus shown in FIG.
3 is a longitudinal sectional view showing a protective tube and a UV lamp of the ultraviolet irradiation device shown in FIG. 1. FIG.
4 is a longitudinal sectional view showing a UV lamp of the ultraviolet irradiation device shown in FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3;
6 is an enlarged sectional view showing a lower end portion of the UV lamp shown in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the prior art.
[Explanation of symbols]
1 protection tube
1a Flange
2 UV lamp
3 Mercury reservoir
4 Heat dissipation block
5 Fin
6 Electric heater
7 Cooling plate
8 Cooling fan
9 Heat conduction sheet
10 Dry air inlet
11a Heat-dissipating block fixed tube / air blowing tube
11b Heat radiation block fixed tube
12 Exhaust port
13 Lamp fixing boss
14 Lamp fixing plate
15 discharge tube
16 Temperature sensor
20 foundation stand
21 base plate
22 Wiper frame guide rod
23 Wiper frame drive shaft
24 Foot bearing
25 Upper support plate
26 Protection tube receiver
26a flat plate
26b cylinder
27 Reduction motor
28 Wiper frame
29 Wiper
30 base
31 UV lamp flange
32 Lamp cable

Claims (6)

水銀蒸気が封入された放電管を含んでなるUVランプを底部が閉じられた保護管内に内装し、UVランプを内装した前記保護管を処理液中に浸漬して処理液に紫外線を照射する紫外線照射装置であって、前記放電管に形成された水銀溜と、加熱手段を備えて前記水銀溜の周りに配置され水銀溜の熱が伝される放熱ブロックと、前記放熱ブロックと前記保護管との間に接して設けられた伝熱手段と、を備えてなることを特徴とする紫外線照射装置。A UV lamp comprising a discharge tube filled with mercury vapor is placed in a protective tube with a closed bottom, and the protective tube with the UV lamp is immersed in the processing solution to irradiate the processing solution with ultraviolet light. a irradiation apparatus, the mercury reservoir formed in the discharge tube, and the heat dissipation block heat mercury reservoir is disposed around the mercury reservoir comprises heating means are heat transfer, the protective tube and the heat sink block And a heat transfer means provided in contact with the ultraviolet irradiation device. 請求項1に記載の紫外線照射装置において、前記放熱ブロックは放熱用のフィンを備え、前記伝熱手段は、前記放熱ブロックのフィンに一方の面を固着され、他方の面を前記保護管内面に当接させた金属製の冷却板を含んで構成されていることを特徴とする紫外線照射装置。2. The ultraviolet irradiation device according to claim 1, wherein the heat dissipating block includes heat dissipating fins, and the heat transfer means is fixed on one surface to the fins of the heat dissipating block, and the other surface on the inner surface of the protective tube. An ultraviolet irradiation device comprising a metal cooling plate brought into contact therewith. 水銀蒸気が封入された放電管を含んでなるUVランプを底部が閉じられた保護管内に内装し、UVランプを内装した前記保護管を処理液中に浸漬して処理液に紫外線を照射する紫外線照射装置であって、前記放電管に形成された水銀溜と、加熱手段を備えて前記水銀溜の周りに配置され水銀溜の熱が伝される放熱ブロックと、前記放熱ブロックの下方に配置され、上方に向けて冷却風を送風する冷却ファンと、を備えてなることを特徴とする紫外線照射装置。A UV lamp comprising a discharge tube filled with mercury vapor is placed in a protective tube with a closed bottom, and the protective tube with the UV lamp is immersed in the processing solution to irradiate the processing solution with ultraviolet light. a radiation apparatus, mercury reservoir formed in the discharge tube, and the heat dissipation block heat mercury reservoir is disposed around the mercury reservoir comprises heating means are heat transfer, disposed below the heat sink block And a cooling fan that blows cooling air upward. 請求項3に記載の紫外線照射装置において、前記放熱ブロックは、放熱面を上下方向にしたフィンを含んで構成されていることを特徴とする紫外線照射装置。  The ultraviolet irradiation device according to claim 3, wherein the heat radiation block includes a fin having a heat radiation surface in the vertical direction. 水銀蒸気が封入された放電管を含んでなるUVランプを底部が閉じられた保護管内に内装し、UVランプを内装した前記保護管を処理液中に浸漬して処理液に紫外線を照射する紫外線照射装置であって、前記放電管に形成された水銀溜と、加熱手段を備えて前記水銀溜の周りに配置され水銀溜の熱が伝される放熱ブロックと、前記放熱ブロックの下方に配置され、上方に向けて冷却風を送風する冷却ファンと、前記放熱ブロックと前記保護管との間に接して設けられた伝熱手段と、を備えてなることを特徴とする紫外線照射装置。A UV lamp comprising a discharge tube filled with mercury vapor is placed in a protective tube with a closed bottom, and the protective tube with the UV lamp is immersed in the processing solution to irradiate the processing solution with ultraviolet light. a radiation apparatus, mercury reservoir formed in the discharge tube, and the heat dissipation block heat mercury reservoir is disposed around the mercury reservoir comprises heating means are heat transfer, disposed below the heat sink block An ultraviolet irradiation device comprising: a cooling fan that blows cooling air upward; and heat transfer means provided in contact with the heat dissipation block and the protective tube. 請求項5に記載の紫外線照射装置において、前記放熱ブロックは放熱用のフィンを備え、前記伝熱手段は、前記放熱ブロックのフィンに一方の面を固着され、他方の面を前記保護管内面に当接させた金属製の冷却板を含んで構成されていることを特徴とする紫外線照射装置。6. The ultraviolet irradiation device according to claim 5, wherein the heat radiating block includes a heat radiating fin, and the heat transfer means is fixed on one surface to the fin of the heat radiating block, and the other surface on the inner surface of the protective tube. An ultraviolet irradiation device comprising a metal cooling plate brought into contact therewith.
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