JP4147537B2

JP4147537B2 - 紫外線照射装置用の払拭機構

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Publication number: JP4147537B2
Application number: JP2005209912A
Authority: JP
Inventors: 正樹吉川; 浩山田; 健野口; 宏司石田
Original assignee: Chiyoda Kohan Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Kohan Co Ltd
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2025-07-20
Also published as: JP2007021434A

Description

本発明は、紫外線照射装置用の払拭機構に係り、特に、流体への紫外線照射処理を行なう紫外線照射装置用の払拭機構に関する。

紫外線照射装置は、例えば、被処理流体が通流する流路または被処理流体が収容された槽内に紫外線ランプを設置し、被処理流体中の微生物の殺滅、有機物の酸化分解、その他の有毒物質の分解などを行なうものである。このような紫外線照射装置では、紫外線ランプは、紫外線を透過可能な紫外線透過管に内挿された状態で流路や槽などに設置されることで、紫外線ランプに直接被処理流体が接触しないようになっている。しかし、紫外線透過管の外面は、被処理流体と接触するため、被処理流体中の微生物や有機物質などが紫外線透過管の外面に付着し、この付着物によって被処理流体への紫外線照射量が低下する。

このような紫外線照射能力の低下を防ぐため、紫外線透過管の外面に摺動可能に装着される環状のワイパを備え、このワイパで紫外線透過管の外面を払拭することで付着物を除去し、紫外線透過管の外面が汚れるのを防ぐ払拭機構が提案されている。このような紫外線照射装置用の払拭機構は、ワイパと係合する係合部材、紫外線ランプを内挿した紫外線透過管の延在方向に係合部材を移動させるための移動手段などで構成されている（例えば、特許文献１−３参照）。

特開平８−２４３５５４号公報（第４−５頁、第３図）特開２０００−３２１４００号公報（第２−４頁、第１図、第２図）特開２００３−２３６５３４号公報（第４−５頁、第１図）

ところで、このような紫外線照射装置用の払拭機構では、この払拭機構の作動を自動で行う場合、紫外線透過管に対するワイパの移動範囲をできるだけ正確に制御しなければ、ワイパの移動に支障を招いたり、紫外線透過管の必要な範囲を払拭できずに、紫外線照射量が低下を抑制できなかったりといった問題を生じる可能性がある。そこで、ワイパの移動範囲の制御精度を向上する必要がある。

これに対して、特許文献１乃至３に記載されているような従来の紫外線照射装置用の払拭機構では、ワイパの移動範囲の制御精度を向上することについては何ら考慮されていない。

本発明の課題は、ワイパの移動範囲の制御精度を向上することにある。

本発明の紫外線照射装置用の払拭機構は、紫外線ランプが内挿される紫外線を透過可能な紫外線透過管の外面に摺動可能に装着される環状のワイパと、このワイパと係合して紫外線透過管の延在方向に移動する係合部材と、この係合部材を紫外線透過管の延在方向に移動させる移動手段と、係合部材に取り付けられた磁石と、係合部材が待機位置に位置しているときに磁石の磁気を検出する磁気検出手段と、この移動手段による係合部材の移動範囲を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、磁気検出手段が磁石の磁気を検出することにより係合部材を待機位置に位置決めする構成とすることにより上記課題を解決する。

このような構成とすることにより、磁気検出手段が係合部材に取り付けられた磁石の磁気を検出することで、係合部材を待機位置に位置決めできる。このため、一定の待機位置から係合部材やワイパの移動を開始できることにより、ワイパの移動範囲が変わり難くなり、ワイパの移動範囲の制御精度を向上できる。

また、移動手段は、外周面にねじが切られ、紫外線透過管と平行に設置される回転軸と、この回転軸の一端に連結されてこの回転軸を回転させる電動機とを有し、係合部材は、回転軸の外周面に切られたねじに対応するねじが内周面に切られ回転軸に螺合する貫通孔を有しており、回転軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、制御手段は、回転数検出手段で検出した回転数で係合部材の移動範囲を制御するとともに、磁気検出手段が磁石の磁気を検出することにより係合部材を待機位置に位置決めする構成とする。

このように、回転数検出手段で検出した回転数で係合部材の移動範囲を制御している場合、移動範囲制御部となる回転数検出手段は、磁気検出手段が係合部材に取り付けられた磁石の磁気を検出したときに、係合部材の待機位置を判定し、電動機を停止するとともに、例えば回転数のカウント状態をリセットするといったように、回転数を修正や補正することにより、ワイパの移動範囲がさらに変わり難くなり、ワイパの移動範囲の制御精度をさらに向上できる。

さらに、磁石の表面が紫外線耐性を有する有機化合物で被覆されている構成とする。また、磁気検出手段は、磁気を透過可能な密閉容器内に設置されている構成とする。磁気検出手段が設置された密閉容器が、紫外線ランプが内挿される紫外線を透過可能な紫外線透過管と同じ紫外線透過管である構成とする。これにより、腐食性の流体などに紫外線を照射する紫外線照射装置に用いた場合であっても、磁石や磁気検出手段の損傷を抑制できる。

また、本発明の紫外線照射装置は、紫外線ランプが内挿される紫外線を透過可能な紫外線透過管と、この紫外線透過管の外面を払拭してこの紫外線透過管の外面の付着物を除去する払拭機構とを備え、この払拭機構として上記いずれかの払拭機構とを備えた構成とすることにより上記課題を解決する。

本発明によれば、ワイパの移動範囲の制御精度を向上できる。

以下、本発明を適用してなる払拭機構及び紫外線照射装置の一実施形態について図１乃至図６を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる払拭機構を備えた紫外線照射装置の概略構成を示す図であり、槽を断面で、また、紫外線透過管の磁気検出スイッチを設けた部分を破断した状態で示す正面図である。図２は、本発明を適用してなる払拭機構を備えた紫外線照射装置の概略構成をワイパの待機位置周辺部分を拡大して示す図であり、槽を断面で、また、紫外線透過管の磁気検出スイッチを設けた部分を破断した状態で示す正面図である。図３は、本発明を適用してなる払拭機構のワイパホルダ及びワイパの概略構成を示す図であり、上側の昇降ナット押さえ板を外した状態を示す平面図である。図４は、本発明を適用してなる払拭機構の磁石の構造を示す断面図である。図５は、本発明を適用してなる払拭機構の磁気検出スイッチの取り付け構造を示す図である。図６は、本発明を適用してなる払拭機構の回転数検出用円盤の構造を示す平面図である。

本実施形態の紫外線照射装置は、図１に示すように、紫外線ランプ１、紫外線ランプ１を内挿した紫外線透過管３、紫外線透過管３の外面を払拭する払拭機構５、紫外線透過管３が内部に設置された槽７、槽７を支持する支持フレーム９、紫外線ランプの点灯や払拭機構５の作動の制御などを行う制御部と操作スイッチ類を有する制御盤１１などで構成されている。

紫外線透過管３は、紫外線透過性を有する材質、例えば石英ガラスやポリテトラフルオロエチレン製で、口金をソケットに挿入した状態の直管状の紫外線ランプ１を挿入可能な内径を有する円筒状の直管である。紫外線透過管３の両端部には、シールグランド１３が取り付けられており、紫外線透過管３は、このシールグランド１３によって槽７に固定されている。シールグランド１３は、紫外線の影響を受け難いステンレスなどの金属や合成樹脂などで形成されており、両端が開放された略円筒状の部材であり、槽７に水密に固定されている。

なお、このような紫外線透過管３が槽７に複数本、本実施形態では２本設置されているが、そのうちの１本には紫外線ランプ１は内挿されていない。また、図示していないが、ソケットからの配線が、シールグランド１３を通して外側に導かれており、この図示していない配線は、制御盤１１内の制御部などに電気的に接続されている。

本実施形態の槽７は、紫外線の影響を受け難く防食性を有する材料、例えばステンレスなどの金属や合成樹脂などで形成された筒状で、縦型の槽であり、両端部にフランジ７ａ、７ｂが設けられている。槽７の上側のフランジ７ａには、フランジ７ａに対応する円盤状の天板１５が、槽７の下側のフランジ７ｂには、フランジ７ｂに対応する円盤状の底板１７が、各々、ボルト１９などの固定具によって、図示していないシール部材を挟み込んだ状態で固定されており、これにより、槽７の両端部が密閉状態で閉塞されている。槽７の側壁の下側の部分には、端部にフランジが形成された管状で、被処理流体の槽７内への入口となる入口部７ｃが、槽７の側壁の上側の部分には、端部にフランジが形成された管状で、被処理流体の槽７内からの出口となる出口部７ｄが、各々、突設されている。

天板１５と底板１７も、槽７と同様に、紫外線の影響を受け難く防食性を有する材料で形成されており、天板１５と底板１７には、各々の対応する位置に貫通穴が形成され、これらの貫通穴にシールグランド１３が水密に固定されている。本実施形態では、槽７の長手方向の中心軸を挟んで平行に２本の紫外線透過管３が槽７内に設置された状態となるような天板１５と底板１７の位置に、各々、シールグランド１３が取り付けられている。各シールグランド１３の外側に位置する径が大きい側の端部は、天板１５や底板１７から槽７の外側に突出した状態となっている。また、シールグランド１３は、図２に示すように、シールグランド１３の天板１５や底板１７の貫通穴に挿入された径が小さい側の端部と、天板１５との間にＯリング２０を挟み込んだ状態で取り付けられており、図示していないが、底板１７側も同様の構造になっている。

天板１５の槽７の長手方向の中心軸に対応する位置にも、図２に示すように、貫通穴が形成されており、この貫通穴には、槽７の外側から筒状の軸受け２１が、内側から筒状の軸シール２３が取り付けられている。底板１７の槽７の長手方向の中心軸に対応する位置には、図１に示すように、槽７の内側の面に軸受け２５が設けられている。なお、底板１７側に固定されたシールグランド１３のうち、紫外線ランプ１が内挿された紫外線透過管３を固定するシールグランド１３の径が大きい側の端部には、シールグランド１３の径が大きい側の端部を閉塞し、紫外線ランプの抜け落ちの防止や遮光のため円盤状の遮光底板１３ａが取り付けられている。

払拭機構５は、図１及び図２に示すように、紫外線透過管３の外面を払拭する円環状のワイパ２７、ワイパ２７を移動させるための減速電動機２９、減速電動機２９の軸に連結された回転軸３１、回転軸３１に案内されて移動するとともに、ワイパ２７に係合されてワイパ２７を移動させる係合部材となるワイパホルダ３３などを備えている。減速電動機２９は、天板１５の中心部の上方、つまり、軸受け２１の上方に、支持棒３５によって支持されている。支持棒３５は、図示していないが、下側の端部が天板１５に取り付けられている。

回転軸３１は、紫外線の影響を受け難く防食性を有する材料、例えばステンレスなどで形成されており、減速電動機２９の軸にカップリング３７を介して連結されている。カップリング３７の回転軸３１側の端部、つまり、天板１５側の端部には、回転数検出用円盤３９が取り付けられている。回転数検出用円盤３９から天板１５の中心部に方向に延在する回転軸３１は、天板１５に取り付けられた軸受け２１及び軸シール２３に挿通され、槽７内の中心部つまり２本の紫外線透過管３の間に、２本の紫外線透過管３と平行に垂下された状態になっている。回転軸３１の回転数検出用円盤３９が取り付けられた側と反対側の端部は、図１に示すように、底板１７の内面の中心部に設けられた軸受け２５によって回転自在に支持されている。回転軸３１の外周面の軸シール２３と軸受け２５との間の部分には、ねじが切ってある。

ワイパ２７は、紫外線の影響を受け難く防食性を有する材料、例えばステンレスなどの金属やフッ素ゴムなどの合成樹脂などで形成された円環状の部材であり、内径が紫外線透過管３の外径と同じになっており、紫外線透過管３を挿入可能になっている。なお、ワイパとしては、環状のブラシなど紫外線透過管３の外面を払拭できれば様々な部材を用いることができる。

ワイパホルダ３３は、図２及び図３に示すように、紫外線の影響を受け難く防食性を有する材料、例えばステンレスなどの金属やポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹脂などで形成された方形の箱状の部材である。本実施形態では、ワイパホルダ３３の中央部は、回転軸３１の外周面に切られたねじに螺合させるナット部３３ａとなっており、ワイパホルダ３３の中央部から両側に張り出した部分は、ワイパ２７を係合させる係合部３３ｂとなっている。

ワイパホルダ３３の上面と下面は、中央部のナット部３３ａを除いて開放された状態になっており、ナット部３３ａの上面と下面には、方形平板状の昇降ナット押さえ板４１、４３が各々取り付けられ閉塞された状態となっている。上側の昇降ナット押さえ板４１と下側の昇降ナット押さえ板４３との間の空間、つまり、ワイパホルダ３３のナット部３３ａ内の空間には、回転軸３１の外周面に切られたねじに対応するねじが貫通穴４５ａの内周面に切られた昇降ナット４５が設置されている。

ワイパホルダ３３のナット部３３ａの対向する側壁内面の上側の縁部分と下側の縁部分には、図３に示すように、各々、ワイパホルダ３３の内側に向けて突出した昇降ナットストッパー４７が設けられている。昇降ナットストッパー４７は、ワイパホルダ３３の上面側または下面側から見たとき、両端部分が中央部分よりもワイパホルダ３３の内側に向けて突出したコ字状になっており、対向する２つの昇降ナットストッパー４７で昇降ナット４５を囲んだ状態になっている。

このように、昇降ナット４５は、上側の昇降ナット押さえ板４１、下側の昇降ナット押さえ板４３、昇降ナットストッパー４７で囲まれた状態で設置されることで、ワイパホルダ３３のナット部３３ａ内の空間に位置決めされている。このとき、昇降ナットストッパー４７の両端部分の内縁間の幅、対向する昇降ナットストッパー４７の中央部分の内縁間の幅、さらに、上側の昇降ナット押さえ板４１の内面と下側の昇降ナット押さえ板４３の内面間の幅は、各々、昇降ナット４５の対応する部分の幅よりも大きく形成されている。このため、昇降ナットストッパー４７と昇降ナット４５との間、上側の昇降ナット押さえ板４１や下側の昇降ナット押さえ板４３と昇降ナット４５との間には適宜の隙間４９があり、昇降ナット４５は、ワイパホルダ３３のナット部３３ａ内の空間で、これらの隙間４９の範囲内で上下、左右、前後に移動可能な状態になっている。

また、本実施形態の昇降ナットストッパー４７は、ワイパホルダ３３のナット部３３ａに、上側の昇降ナット押さえ板４１や下側の昇降ナット押さえ板４３を取り付けるための台座の役割も果たす。このため、各昇降ナットストッパー４７の両端部分には、上側の昇降ナット押さえ板４１や下側の昇降ナット押さえ板４３を図示していないボルトで取り付けるためのねじ穴４７ａが設けられている。なお、図３では、ワイパホルダ３３の上側の縁部分に設けられた対向する２つの昇降ナットストッパー４７のみが図示されており、同一の形状で下側の縁部分に設けられた昇降ナットストッパー４７は図示していない。また、図３では、ワイパホルダ３３の構造を分かり易くするため、上側の昇降ナット押さえ板４１を外した状態を示している。

ワイパ２７は、図２及び図３に示すように、このようなワイパホルダ３３の係合部３３ｂの端面と対向する２つの側面の各々の対応する位置に形成された方形の貫通穴であるスロット５１に係合されている。本実施形態のワイパホルダ３３は、ナット部３３ａを挟む形で係合部３３ｂを２つ備えており、各々の係合部３３ｂが対応する紫外線透過管３そして紫外線透過管３に取り付けられたワイパ２７を取り囲む状態で設置される。これにより、ワイパホルダ３３の係合部３３ｂの端面及び対向する２つの側面に対応するワイパ２７の縁部分が、各々、ワイパホルダ３３の係合部３３ｂのスロット５１の内側から外側に突出した状態となり、ワイパホルダ３３の係合部３３ｂにワイパ２７が係合した状態となっている。

スロット５１は、ワイパ２７のスロット５１に挿入される縁部分の厚みや幅よりも大きく形成されている。このため、ワイパ２７のスロット５１に挿入される縁部分とスロット５１の内面との間には適宜の隙間があり、ワイパ２７は、この隙間の範囲内で上下、左右、前後に移動可能な状態になっている。したがって、ワイパホルダ３３の係合部３３ｂのスロット５１の上側の内面部分または下側の内面部分がワイパ２７に接触してワイパ２７を移動させているときでも、ワイパ２７は、水平方向に移動可能になっている。

さらに、本実施形態では、ワイパホルダ３３の一方の係合部３３ｂには、磁石ホルダ５３が設けられており、磁石ホルダ５３には、磁石５５が固定されている。磁石ホルダ５３は、紫外線の影響を受け難く防食性を有する材料、例えばステンレスなどの金属やポリテトラフルオロエチレンなどの合成樹脂などで形成されており、紫外線透過管３の延在方向に向けてワイパホルダ３３の係合部３３ｂから突出した状態で設けられている。磁石ホルダ５３のワイパホルダ３３の係合部３３ｂから突出した部分には、磁石５５が止めねじ５６を用いるなど適宜の方法で固定されている。

磁石５５は、図４に示すように、腐食を防ぐため、磁石本体５５ａの外表面が、例えばポリテトラフルオロエチレンなどの紫外線の影響を受け難く防食性を有する合成樹脂など、紫外線耐性を有する有機化合物で形成した被覆層５５ｂで覆われている。本実施形態では、磁石ホルダ５３は、紫外線透過管３の延在方向に沿ってワイパホルダ３３の係合部３３ｂから上方に向けて突設されており、磁石５５は、磁石ホルダ５３のワイパホルダ３３の係合部３３ｂから上方に突出した部分に取り付けられている。本実施形態では、２本設置されている紫外線透過管３のうちの１本には紫外線ランプ１が内挿されないが、磁石ホルダ５３及び磁石５５は、ワイパホルダ３３の、紫外線ランプ１が内挿されていない紫外線透過管３側に位置する係合部３３ｂに取り付けられている。

ワイパホルダ３３の磁石５５が取り付けられている係合部３３ｂ側に位置する紫外線透過管３内、つまり、本実施形態では紫外線ランプ１が内挿されていない紫外線透過管３内には、図１乃至図３に示すように、磁石５５の磁気を検出するための磁気検出手段となる磁気検出スイッチ５７が設けられている。磁気検出スイッチ５７は、ワイパホルダ３３が図１に例示しているようなワイパホルダ３３の待機位置に来たときに磁石５５の磁気を検出してスイッチが作動するような位置に設置されている。磁気検出スイッチ５７は、種々の方法で紫外線ランプ１内の所定の位置に配設することができる。例えば、図５に示すように、シールグランド１３を利用して磁気検出スイッチ５７を所定の位置に取り付ける取り付け具５９などを用いることができる。

取り付け具５９は、磁気検出スイッチ５７を設置する紫外線透過管３の上側に取り付けられたシールグランド１３の槽７の外側に位置する端面に、このシールグランド１３の端面の直径方向に掛け渡された固定部５９ａ、固定部５９ａからシールグランド１３を挿通して紫外線透過管３内に垂下され、磁気検出スイッチ５７が取り付けられる取り付け板部５９ｂなどを有している。取り付け具５９の固定部５９ａは、シールグランド１３の外周面を利用してビス５９ｃでシールグランド１３の端部に固定されている。

取り付け板部５９ｂは、横断面がＴ字状で帯状の部材であり、平らな面側に磁気検出スイッチ５７がねじ５９ｄにより取り付けられている。この取り付け板部５９ｂの長さと、取り付け板部５９ｂへの磁気検出スイッチ５７の取り付け位置を調整することにより、ワイパホルダ３３が待機位置に来たときに磁石５５の磁気を検出してスイッチが作動するような位置に磁気検出スイッチ５７が配設される。また、磁気検出スイッチ５７は、端子５７ａに図示していない配線が接続され、この図示していない配線を介して、制御盤１１内の制御部などに電気的に接続されている。

本実施形態の回転数検出手段は、図１及び図２に示すように、回転軸３１に取り付けられた回転数検出用円盤３９、回転数検出用円盤３９の回転数を検出する回転数検出用スイッチ６１、制御盤１１内の制御部に含まれる回転数カウンタなどで構成されている。回転数検出用円盤３９は、図６に示すように、金属製の円盤で、この回転数検出用円盤３９の中心つまり回転軸３１の中心を中心とする円を描く位置に等間隔で設けられた４つの同径の円形の貫通穴３９ａが形成されている。回転数検出用スイッチ６１は、図１及び図２に示すように、減速電動機２９を天板１５上に支持する支持棒３５を利用することなどで回転数検出用円盤３９の上方に固定されている。

また、回転数検出用スイッチ６１は、図１、図２及び図６に示すように、回転軸３１の回転により回転数検出用円盤３９が回転したとき、４つの円形の貫通穴３９ａの間に位置する回転数検出用円盤３９の４箇所の金属部分３９ｂを検出する。したがって、回転数検出手段の回転数検出用スイッチ６１は、回転数検出用円盤３９が１回転すると、４回金属部分３９ｂを検出し、４つの検出信号となるパルスを発生する。そして、制御盤１１内の制御部の回転数カウンタは、回転数検出手段の回転数検出用スイッチ６１が金属部分３９ｂを検出したときに送信するパルスを受け、４個のパルスを受けて回転軸３１が１回転したとして回転軸３１の回転数を計数する。

制御盤１１内の制御部は、払拭機構５の作動を開始すると、回転数検出用スイッチ６１からの信号に基づいて回転数カウンタが検出した回転数が予め設定した回転数になるまで減速電動機２９を駆動し、回転数カウンタが検出した回転数が予め設定した回転数になると、今度は減速電動機２９を反転駆動し、回転軸３１を逆回転させる。これにより、ワイパホルダ３３が待機位置から回転軸３１の端部まで移動し、回転軸３１の端部から待機位置まで戻る往復移動行う。すなわち、ワイパ２７が紫外線透過管３の外面を往復摺動する。

さらに、制御盤１１内の制御部は、ワイパホルダ３３が待機位置から回転軸３１の端部まで移動し、回転軸３１の端部から待機位置に戻るとき、磁気検出手段となる磁気検出スイッチ５７がワイパホルダ３３に取り付けられた磁石５５の磁気を検出することにより待機位置を検知する。そして、制御盤１１内の制御部は、待機位置を検知すると、回転軸３１の回転数に関係なく減速電動機２９を停止させ、回転数カウンタに記憶していた回転数カウンタの回転数をゼロにリセットする。

支持フレーム９は、防食性の材料、例えばステンレスやアルミニウムなどの金属や合成樹脂などで形成されており、槽７の上側のフランジ７ａ及び下側のフランジ７ｂに連結部材６３を介して連結されることによって槽７を支持している。また、支持フレーム９は、制御盤１１も支持している。

なお、本実施形態では、外周面にねじが切られ、紫外線透過管３と平行に設置されている回転軸３１や回転軸３１を回転させる減速電動機２９などが移動手段を構成し、制御盤１１内の制御部が、移動手段による係合部材つまりワイパホルダ３３の移動範囲を制御する制御手段を構成している。また、本実施形態では、紫外線ランプ１の点灯や払拭機構５の作動及び払拭機構５のワイパホルダ３３の移動範囲などを制御する制御部を１つの制御部として制御盤１１内に設置した例を示している。しかし、制御部は、機能毎に適宜複数の制御部に分けて設けることもできるし、本実施形態のように一体に一つの制御部とすることもできる。

このような構成の紫外線照射装置及び払拭機構の動作や本発明の特徴部などについて説明する。本実施形態の紫外線照射装置では、図１に示すように、槽７の側壁の下側の部分に設けられた被処理流体の槽７内への入口となる入口部７ｃから槽７に流入した被処理流体、例えば被処理水は、槽７内を紫外線透過管３の延在方向に沿って、本実施形態では槽７の底部側から上方に向かって流れる。このとき、被処理水は、紫外線透過管３内に設置された紫外線ランプ１からの紫外線の照射を受けるため、被処理水中の微生物の殺滅や有機物の分解、その他の有毒物質の分解などが行なわれる。紫外線の照射を受けた被処理水は、槽７の側壁の上側の部分に設けられた被処理流体の槽７内からの出口となる出口部７ｄから流出し、次工程などに送られる。

このように、紫外線透過管３は、被処理水中に浸かった状態であるため、被処理水の紫外線照射処理を続けると、被処理水中の微生物や有機物質などが紫外線透過管３の外表面に付着し、被処理水への紫外線照射能力が低下する。このため、本実施形態では制御盤１１の制御部がタイマを有しており、予め設定した時間処理を行った場合、払拭機構５を作動させる。つまり、制御盤１１の制御部は、予め設定した時間間隔で、払拭機構５の減速電動機２９を駆動させる。減速電動機２９が駆動されると、回転軸３１が回転するため、図１乃至図３に示すように、回転軸３１の外周面に切られたねじに螺合しているナット４５を有するワイパホルダ３３は、待機位置から、下方に向けて移動して行く。これにより、ワイパホルダ３３のスロット５１に係合しているワイパ２７が、ワイパホルダ３３と一体に移動して紫外線透過管３の外面を摺動する。

制御盤１１内の制御部の回転数カウンタは、回転数検出用スイッチ６１からのパルス信号を受け、回転数カウンタで回転軸３１の回転数を計数する。このとき、制御盤１１内の制御部は、回転数カウンタで計数した回転数が予め設定した回転数になるまで減速電動機２９を駆動する。ここで設定された回転数は、ワイパホルダ３３が、待機位置から移動範囲の下限位置、例えば軸受け２５に当たらないような回転軸３１の下端部の位置まで下降する回転数になっている。

制御盤１１内の制御部は、ワイパホルダ３３が待機位置から移動範囲の下限位置に達し、回転数カウンタで計数した回転数が予め設定した回転数になると、減速電動機２９を反転駆動し、回転軸３１を逆回転させる。これにより、回転軸３１の外周面に切られたねじに螺合しているナット４５を有するワイパホルダ３３は、今度は、下限位置から上方に向けて移動して行く。これにより、ワイパホルダ３３は、待機位置から下限位置までの移動範囲を往復移動する。このワイパホルダ３３の往復移動に伴い、ワイパホルダ３３のスロット５１に係合しているワイパ２７が紫外線透過管３の外面を往復摺動することで、ワイパ２７が紫外線透過管３の外面を払拭して付着物を除去する。

さらに、制御盤１１内の制御部は、ワイパホルダ３３が下限位置から上昇して待機位置に戻るとき、磁気検出スイッチ５７がワイパホルダ３３に取り付けられた磁石５５の磁気を検出して発した信号を受け取ると、回転数カウンタで計数した回転数に関係なく減速電動機２９を停止させ、回転数カウンタで計数し記憶していた回転数をゼロにリセットする。なお、払拭機構の１回の作動でワイパ２７を往復移動させる回数は、被処理流体の種類などに応じて適宜設定できる。

ここで、例えば本実施形態の払拭機構のようにワイパホルダなどの係合部材を移動させる回転軸の回転数でワイパの移動範囲を制御する場合、回転数のミスカウントが生じることなどにより、回転数カウンタで計数した回転数とワイパホルダの実際の位置とにずれが生じると、ワイパホルダが停止する位置が、設定した待機位置とはずれた位置になってしまう。そして、このような設定した待機位置からずれた位置からワイパホルダの移動を開始すると、下限位置などにもずれが生じ、ワイパの移動範囲が変わってしまう。また、このような場合、払拭機構の作動を繰り返すたびに、ワイパの移動範囲が変わって行くこともある。このように、ワイパの移動範囲が変わると、ワイパの移動に支障を招いたり、紫外線透過管の必要な範囲を清掃できずに紫外線照射量の低下を抑制できなくなったり、といった問題を生じる可能性がある。

これに対して、本実施形態の払拭機構５及び払拭機構５を備えた紫外線照射装置では、係合部材であるワイパホルダ３３に磁石５５が取り付けられており、ワイパホルダ３３が待機位置にくると、磁気検出手段となる磁気検出スイッチ５７が磁石５５の磁気を検出することにより、ワイパホルダ３３を設定した待機位置で停止させる。このため、ワイパホルダ３３を設定した待機位置に位置決めでき、設定した待機位置からワイパホルダ３３の移動を開始できる。すなわち、ワイパホルダ３３やワイパ２７の待機位置が変わることがないため、ワイパの移動範囲が変わり難くなり、ワイパの移動範囲の制御精度を向上できる。

さらに、磁気検出手段となる磁気検出スイッチ５７を用いているため、磁気を透過可能な容器となる紫外線透過管３内に設置されている。したがって、被処理流体と磁気検出手段となる磁気検出スイッチ５７などとの接触を抑制でき、磁気検出スイッチ５７の動作不良といった不具合の発生などを抑制でき、待機位置にワイパホルダ３３などの係合部材を位置決めできなくなるのを防ぐことができる。

加えて、ワイパの移動範囲の制御精度を向上できることにより、ワイパの移動に支障を招いたり、紫外線透過管の必要な範囲を清掃できず、紫外線照射量の低下を抑制できなくなったり、といった問題を抑制でき、払拭機構や紫外線照射装置の信頼性を向上できる。

さらに、本実施形態の払拭機構５及び払拭機構５を備えた紫外線照射装置では、移動手段として、回転軸３１や減速電動機２９などを有している。係合部材となるワイパホルダ３３は、回転軸３１に螺合する貫通孔４５ａを有するナット４５を内包するナット部３３ａを有している。加えて、回転数検出用円盤３９や回転数検出用スイッチ６１、さらに、制御盤１１内の制御部に含まれる回転数カウンタなどの回転数検出手段を備えている。そして、ワイパホルダ３３の移動範囲を制御する制御盤１１内の制御部は、回転数検出手段の回転数カウンタで検出した回転数に基づいてワイパホルダ３３やワイパ２７の移動範囲を制御するとともに、磁気検出スイッチ５７が磁石５５の磁気を検出することによりワイパホルダ３３を待機位置に位置決めしている。したがって、ワイパホルダ３３の待機位置への位置決めは磁気検出スイッチ５７と磁石５５によって行われる上、回転数カウンタの回転数のカウント状態をリセットするなど、回転数の修正や補正が行えるため、ミスカウントなどによる移動範囲のずれをさらに生じ難くでき、ワイパの移動範囲の制御精度をさらに向上できる。

さらに、本実施形態の払拭機構５及び払拭機構５を備えた紫外線照射装置では、ワイパホルダ３３に取り付けた磁石５５の表面が紫外線耐性を有する有機化合物であるポリテトラフルオロエチレンなどで形成された被覆層５５ｂで被覆されている。これにより、腐食性の流体などに紫外線を照射する紫外線照射装置に用いた場合であっても、磁石の腐食などによる損傷を抑制でき、磁石の機能不良といった不具合の発生などを抑制できる。また、磁石の腐食などを抑制できることにより、磁石の腐食などによる被処理流体中の鉄分濃度の増加などを抑制できる。例えば、被処理流体が飲料水などであった場合、飲料水などにおける鉄分濃度の増加は望ましくないが、本実施形態では、このような望ましくない鉄分濃度の増加を抑制できる。

また、本実施形態では、磁気検出スイッチ５７を設置した紫外線透過管３には紫外線ランプが内挿されていないが、紫外線ランプが内挿される紫外線透過管３内に磁気検出スイッチ５７を設置した構成や、紫外線透過管とは異なる密閉容器に磁気検出スイッチ５７を設置した構成や槽７の外壁面の所定の位置に磁気検出スイッチ５７を設置した構成などにすることもできる。

例えば、紫外線透過管とは異なる密閉容器に磁気検出スイッチ５７を設置する場合、紫外線透過管３に代えて、図７に示すように、一方の端部が閉塞されたステンレス製やポリテトラフルオロエチレン製などの紫外線耐性と耐食性を有する材料で形成した磁気検出スイッチ５７専用の筒状の容器６５などを用いることもできる。このとき、天板１５の適宜の位置に、紫外線透過管３のための穴とは別に貫通穴を穿設し、この貫通穴に容器６５を外側から挿入して設置する。容器６５の開口側の端部には、縦断面が凸形状で環状のシールグランド６７が、径が大きい方円盤部分を開口側に、径が小さい方の円盤部分を閉塞された端部側にしてシールグランド６７の穴に容器６５の開口側の端部を挿入した状態で固定されている。天板１５に穿設された貫通穴は、シールグランド６７の径が小さい方の円盤部分の大きさに対応している。

したがって、図７示した容器６５は、天板１５に穿設された貫通穴に、外側から挿入し、シールグランド６７の径が大きい方円盤部分と天板１５の貫通穴の周囲の部分にパッキンなどのシール部材７０を挟み込んだ状態でボルト６９ａ、６９ｂで天板１５に槽７内を水密に保持しながら固定されている。そして、磁気検出スイッチ５７は、この容器６５の開口から、容器６５内に挿入され所定の位置に取り付け具７１を用いて取り付けられている。

取り付け具７１は、磁気検出スイッチ５７を設置する容器６５に取り付けられたシールグランド６７の槽７の外側に位置する開口に、このシールグランド６７の端面の直径方向に掛け渡された固定部７１ａ、固定部７１ａから容器６５内に挿通され、磁気検出スイッチ５７が取り付けられる取り付け棒部７１ｂなどを有している。取り付け具７１の固定部７１ａは、シールグランド６７の一方のボルト６９ａを利用してシールグランド６７の外側端面に固定されている。取り付け棒部７１ｂには、磁気検出スイッチ５７がねじ７１ｃにより取り付けられている。なお、磁気検出スイッチ５７を設置する容器として紫外線ランプを設置するための紫外線透過管を用いれば、別に磁気検出スイッチ５７を設置する容器６５などを用いる場合に比べ、磁気検出スイッチ５７を設置するため新たな部品などの発生を抑制でき、コスト上昇を抑制できる。

また、本実施形態では、制御盤１１の制御部がタイマを有し、設定した時間間隔で払拭機構５を作動させる場合を例示した。しかし、払拭機構は、タイマに限らず、例えば紫外線の照度などに応じて作動させるといったように、様々な条件で作動させることができる。紫外線の照度に応じて作動させる場合、紫外線の照度を検出するため、本実施形態のような構成の紫外線照射装置では、例えば、図８に示すように、磁気検出スイッチ５７を設置した紫外線ランプ１を設置しない紫外線透過管３の底側に紫外線センサ７３を設置する。

紫外線センサ７３は、図９に示すように、先端部分が棒状の波長変換素子７５を円筒状の紫外線透過管７７内に内挿した波長変換部７３ａ、波長変換部７３ａに連結された光ファイバ７９を内挿した管体８１などからなる光伝達部７３ｂ、波長変換部７３ａと光伝達部７３ｂを光学的に連結するカプラ部７３ｃなどを有している。光伝達部７３ｂの端部には、紫外線透過管３の下側に取り付けられたシールグランド１３の槽７の外側に位置する端面に、このシールグランド１３の端面の直径方向に掛け渡された固定部７３ｄを有している。固定部７３ｄは、取り付け具５９の固定部５９ａと同様に、シールグランド１３の外周面を利用してビス７３ｅでシールグランド１３の端部に固定されている。なお、紫外線センサ７３からの光ファイバ７９は、制御盤１１内の制御部に光学的に接続されている。

紫外線センサ７３は、波長変換素子７５で紫外線を、その紫外線の照度に応じた可視光に変換し、制御盤１１内の制御部は、紫外線センサ７３で変換された可視光の強さに基づいて紫外線の照度を検出する。そして、制御盤１１内の制御部は、紫外線の照度が予め設定した照度以下や必要レベルより低くなると、払拭機構５を作動させる。さらに、紫外線センサを設けている場合には、予め設定した照度より高いか、紫外線の照度が必要レベルになるまで払拭機構５のワイパ２７の往復移動を繰り返すことなどもできる。

また、本実施形態では、ワイパホルダ３３の磁石ホルダ５３に１つの磁石５５を取り付けている。しかし、磁石は、複数設けることもできる。磁石を複数設ける場合、例えば、図１０に示すように、ワイパホルダ３３の係合部３３ｂの上面に、係合部３３ｂの上面に対応する方形の台座部８３ａと、台座部８３ａ上に複数の円柱状の磁石８５を収容した円環状の空間を有する円筒状部８３ｂとを備えた構成の磁石ホルダ８３などを用いることができる。磁石ホルダ８３は、円筒状部８３ｂの内径は、紫外線透過管３を挿入可能な径になっており、台座部８３ａにも円筒状部８３ｂの穴に対応する位置に穴が形成されている。磁石８５は、円筒状部８３ｂに内包された状態となっており、紫外線透過管３の周囲に円環状に並ぶ。また、台座部８３ａの４隅には、ワイパホルダ３３の係合部３３ｂに磁石ホルダ８３を取り付けるためのねじ孔が形成されている。この磁石ホルダ８３のような、紫外線透過管３の周囲に複数の磁石８５が配置された構成とすれば、磁力が強くなり、磁気の検出能力を向上できる。

また、本実施形態では、回転数検出手段として回転数検出用円盤３９や回転数検出用スイッチ６１などを有する構成を示している。しかし、回転数検出手段としては、例えば位置検出用のパタンを設けた回転数検出用円盤、発光ダイオードなどの発光器、回転数検出用円盤で反射または回転数検出用円盤を通過した発光器からの光を受光する受光器などを用いた構成など、回転軸や電動機の回転数を検出できれば様々な構成のものを用いることができる。

また、本実施形態では、紫外線透過管３を平行に２本設置した場合を例示したが、紫外線透過管３の本数は適宜選択できる。また、本実施形態では、縦型の紫外線照射装置を例示したが、本発明の払拭機構は、横型の紫外線照射装置などにも適用できる。

また、本発明は、本実施形態のような構成の紫外線照射装置に限らず、被処理流体の紫外線を照射する様々な目的に用いる様々な構成の紫外線照射装置に適用でき、また、様々な構成の紫外線照射装置用の払拭機構に適用できる。

本発明を適用してなる払拭機構を備えた紫外線照射装置の一実施形態の概略構成を示す図であり、槽を断面で、また、紫外線透過管の磁気検出スイッチを設けた部分を破断した状態で示す正面図である。本発明を適用してなる払拭機構を備えた紫外線照射装置の一実施形態の概略構成をワイパの待機位置周辺部分を拡大して示す図であり、槽を断面で、また、紫外線透過管の磁気検出スイッチを設けた部分を破断した状態で示す正面図である。本発明を適用してなる払拭機構の一実施形態のワイパホルダ及びワイパの概略構成を示す図であり、上側の昇降ナット押さえ板を外した状態を示す平面図である。本発明を適用してなる払拭機構の一実施形態の磁石の構造を示す断面図である。本発明を適用してなる払拭機構の一実施形態の磁気検出スイッチの取り付け構造の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は紫外線透過管などを断面で示した図である。本発明を適用してなる払拭機構の一実施形態の回転数検出用円盤の構造を示す平面図である。本発明を適用してなる払拭機構の別の実施形態における磁気検出スイッチの取り付け構造及び容器の一例を、槽及び容器を断面で示した正面図である。本発明を適用してなる払拭機構を備えた紫外線照射装置の別の実施形態の概略構成を示す図であり、槽を断面で、また、紫外線透過管の磁気検出スイッチを設けた部分及び紫外線センサを設けた部分を破断した状態で示す正面図である。本発明を適用してなる払拭機構の別の実施形態に用いる紫外線センサの概略構成を示す断面図である。本発明を適用してなる払拭機構の別の実施形態の磁石ホルダの概略構成の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸｂ−Ｘｂ線からの矢視図である。

符号の説明

１紫外線ランプ
３紫外線透過管
５払拭機構
７槽
９支持フレーム
１１制御盤
２７ワイパ
２９減速電動機
３１回転軸
３３ワイパホルダ
３９回転数検出用円盤
５５磁石
５７磁気検出スイッチ
６１回転数検出用スイッチ

Claims

紫外線ランプが内挿される紫外線透過管の外面に摺動可能に装着される環状のワイパと、該ワイパと係合して紫外線透過管の延在方向に移動する係合部材と、該係合部材を紫外線透過管の延在方向に移動させる移動手段と、前記係合部材に取り付けられた磁石と、前記係合部材が待機位置に位置しているときに前記磁石の磁気を検出する磁気検出手段と、前記移動手段による前記係合部材の移動範囲を制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記磁気検出手段で前記磁石の磁気を検出することにより前記係合部材を待機位置に位置決めしてなる紫外線照射装置用の払拭機構。
前記移動手段は、外周面にねじが切られ、紫外線透過管と平行に設置される回転軸と、該回転軸の一端に連結されて該回転軸を回転させる電動機とを有し、前記係合部材は、前記回転軸の外周面に切られたねじに対応するねじが内周面に切られ前記回転軸に螺合する貫通孔を有しており、前記回転軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記制御手段は、前記回転数検出手段で検出した回転数に基づいて前記係合部材の移動範囲を制御するとともに、前記磁気検出手段が前記磁石の磁気を検出することにより前記係合部材を待機位置に位置決めしてなることを特徴とする請求項１に記載の払拭機構。
前記磁石の表面が紫外線耐性を有する有機化合物で被覆されていることを特徴とする請求項１または２に記載の払拭機構。
紫外線ランプが内挿される紫外線を透過可能な紫外線透過管と、該紫外線透過管の外面を払拭して該紫外線透過管の外面の付着物を除去する払拭機構とを備え、該払拭機構として請求項１乃至３のいずれか１項に記載の払拭機構を備えたことを特徴とする紫外線照射装置。