JP5355315B2

JP5355315B2 - 紫外線照射装置

Info

Publication number: JP5355315B2
Application number: JP2009208270A
Authority: JP
Inventors: 智小川; 清一村山; 昭彦城田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: JP2011056387A

Description

本発明は、紫外線を利用した紫外線照射装置に関し、特に上下水道処理における微生物の殺菌・消毒・不活性化を行う紫外線照射装置に関する。

一般的に、上下水道の殺菌・消毒・脱色、工業用水の脱臭・脱色等を行う場合に、紫外線処理が行われている。特に、上下水道の殺菌・消毒・不活化を行う紫外線照射装置では、紫外線ランプを備え、紫外線ランプから紫外線を照射して殺菌・消毒・不活化を行う。例えば、特許文献１の技術においては、紫外線照射装置が備える紫外線処理槽内に複数本の紫外線ランプが設けられ、それぞれの紫外線ランプは、ランプスリーブと呼ばれる保護カバーに覆われている。このようなランプスリーブが処理槽に両端を固定して配置される構造が開示されている。

特開２００７−１４４３８６号公報

上述した特許文献１では、紫外線ランプを覆うランプスリーブは、紫外線ランプから発生された紫外線を当該ランプスリーブを透過して被処理水に照射するために、被処理水と直接接するように構成されている。このため、ランプスリーブは被処理水の流れる水圧に耐えるような構造となっている。ランプスリーブが破損した場合は、当該ランプスリーブ内に設けられた紫外線ランプが直接、被処理水の水圧にさらされることになる。紫外線ランプは、ランプスリーブと異なり被処理水の流れる水圧に耐えるような構造となっていないため、直接、被処理水の水圧にさらされ、多くの場合は破損することになる。この場合、破損した紫外線ランプやランプスリーブの破片が被処理水中、および紫外線照射処理がされた処理水中に入り込むため、これらの流水の流れを止めることが必要になるが、ランプスリーブが破損したことを検知するセンサーを備えていない場合は、紫外線ランプが破損して紫外線ランプが消えたことを人間が判断して流水の流れを止めるため、紫外線ランプがひび割れして紫外線ランプが点灯している状態では、人間が判断できずに、流水の流れを止める対応ができない、または遅れるという課題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ランプスリーブが破損した場合に容易に検知することが可能な紫外線照射装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、紫外線照射装置は、被処理液体に対して紫外線を用いて微生物の殺菌・消毒・不活化を行う紫外線照射装置であって、ランプハウジングと、前記ランプハウジング内を流れる前記被処理液体に対して紫外線の照射を行う紫外線ランプと、前記ランプハウジング内に設けられて、前記紫外線を透過可能であって前記被処理液体と接触する領域で前記紫外線ランプをカバーするランプスリーブ部材と、前記ランプハウジングに接続されて、前記ランプスリーブ部材の両端とそれぞれ挿通して接続され、前記ランプハウジング内を前記被処理液体が流れる領域と隔離されて前記被処理液体が接触しない隔離領域を構成する蓋部と、前記蓋部内の前記隔離領域に設けられて、前記隔離領域の前記被処理液体を検知する検知部とを備え、前記検知部は、前記隔離領域の前記被処理液体との接触に応じて電気が流れて導通する電極部を有する電極式のセンサーから構成されている。

本発明によれば、紫外線照射装置におけるランプスリーブが破損した場合に容易に検知することができる。

本発明の一実施形態による紫外線照射装置他の構成の概要を示す図。同実施形態に係る紫外線照射処理の構成を示す図。図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図。同実施形態に係る紫外線照射処理の破損検知センサー他の構成を示す図。

次に、本発明の実施形態に係る紫外線照射装置について詳細に説明する。

本発明の一実施形態に係る紫外線照射装置について、図１〜図３を参照して説明する。ここで、図１は、紫外線照射装置他の概要を模式的に示す図、図２は紫外線照射装置の構成を示す平面図、図３は図２のＸ−Ｘ方向に沿う断面図である。

本実施形態の紫外線照射装置１は、被処理水（被処理流体）２の流路である被処理水用のシリンダー３を通して被処理水２を紫外線照射装置１内に引き込み、引き込まれた被処理水に紫外線照射処理を行った後、処理水５として排出される。また、シリンダー３には、流水弁５０が設けられており、この流水弁５０を閉じることにより、シリンダー３内の被処理水２および処理水５の流れを止めることができる。この流水弁５０は、紫外線照射装置１からの開閉要求通知αを受信することによって、当該流水弁５０の弁の開閉を行うことができる。

次に、紫外線照射装置１の構成について図２を参照して詳細に説明する。同図に示されるように、紫外線照射装置１は、被処理水２および処理水５が流れるシリンダー３と、このシリンダー３の中央部で該シリンダー３と十字に接合する、該シリンダー３と同管径のランプハウジング（筐体）４を備えている。被処理水２は、図１において、左側から流入し、装置内で紫外線照射を受けた処理水５として右側へ排出される。ランプハウジング４は、紫外線を透過可能なランプスリーブ（保護管：紫外線ランプカバー、例えば石英ガラス管製）６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、その中に紫外線ランプ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆが夫々挿入設置された状態で、６組等間隔に設置されている。

これら紫外線ランプ７ａ〜７ｆを内蔵したランプスリーブ６ａ〜６ｆの両端部は、ランプハウジング蓋８_１、８_２に図示していない水密ＯリングとＯリング押さえ９（９ｂ、９ｅ）、１０（１０ｂ、１０ｅ）により水封シールされている。また、紫外線照射装置１のランプハウジング蓋８_１、８_２の上部には、それぞれフランジカバー２０ａ、２０ｂが設けられている。フランジカバー２０ａ、２０ｂは、上述したシリンダー（流路）３と隔離された領域（被処理水２と接触しない領域）を構成する部材であって、紫外線ランプカバーであるランプスリーブ６ａ〜６ｆの両端とそれぞれ挿通して接続される２つの蓋部となっている。即ち、ランプスリーブ６ａ〜６ｆとフランジカバー２０ａ、２０ｂとは、内部で繋がるような構成となっている。このため、ランプスリーブ６ａ〜６ｆが破損した場合は、被処理水２がランプスリーブ６ａ〜６ｆ内を経由してフランジカバー２０ａ、２０ｂまで流れ込む状態となる。なお、ランプスリーブ６ａ〜６ｆは、被処理水２と接触して紫外線を被処理水２に照射し、フランジカバー２０ａ、２０ｂは、被処理水２と接触しないようにシリンダー（流路）３とはランプハウジング４を介して隔離されている構成となっている。

また、紫外線照射装置１のフランジカバー２０ａ、２０ｂ内のいずれか１つ以上には、ランプスリーブ６ａ〜６ｆのいずれかが破損した場合に、破損を検知する破損検知センサー１００が設けられている。この破損検知センサー１００は、ランプスリーブ６ａ〜６ｆのいずれかが破損した場合に、ランプスリーブ６ａ〜６ｆの破損した箇所から被処理水２が流れ込んできた際に、この被処理水２を検知するためのものである。このため、被処理水２が当該ランプスリーブ６ａ〜６ｆ内を経由してフランジカバー２０ａ、２０ｂに流れ込んだ場合は、フランジカバー２０ａ、２０ｂの下部に溜まることになるため、この位置に破損検知センサー１００が設けられている。また、破損検知センサー１００は、被処理水２がフランジカバー２０ａ、２０ｂの下部に所定量、溜まることによって導通する電極式のセンサーである（後述）。

さらに、紫外線照射装置１には、ランプハウジング４の中心に設置された洗浄板駆動軸１１、駆動ネジ１２、駆動モータ１３、洗浄板１４、ランプスリーブワイパーブラシ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆからなる洗浄装置が組み込まれている。

次に、図４は、上述した紫外線照射処理１の破損検知センサー１００について模式的に示す図である。なお、図４は、図３におけるランプスリーブ２０ｂ側から見た図である。

上述したように、紫外線照射処理１の破損検知センサー１００は、フランジカバー２０ａ、２０ｂの下部に設けられている。破損検知センサー１００は、電極部１０１、導線部１０２、電極部固定アーム１０３を有している。電極部１０１は、ランプスリーブ６ａ〜６ｆのいずれかが破損した場合に、ランプスリーブ６ａ〜６ｆの破損した箇所から流れ込む被処理水２_１に触れると電気が流れる。導線部１０２は、上述した電気を流すための導電性の導線である。電極部固定アーム１０３は、破損検知センサー１００の筐体に電極部１０１を固定するためのアームであり、例えば、破損検知センサー１００の筐体の上部等に固定されている。また、破損検知センサー１００の筐体の側壁１１０は、例えば側壁１１０の下部の一部がメッシュ状になっており、被処理水２_１が破損検知センサー１００の筐体内に流れ込むようになっている。被処理水２_１が破損検知センサー１００の筐体に流れ込んだ場合、図４に示されるように、フランジカバー２０ａ、２０ｂの下部に溜まる。溜まった被処理水２_１の量が点線部付近まで増加した場合、溜まった被処理水２_１が導線１０１に接触して電気が流れる。

以上のようにして構成された紫外線照射装置１の動作について説明する。

上述した紫外線照射処理１が被処理水２に対して紫外線照射処理を行っている状態で、紫外線照射処理１のランプスリーブ６ａ〜６ｆが何らかの原因によって破損した場合、被処理水２は、ランプスリーブ６ａ〜６ｆ内に流れ込み、ランプスリーブ６ａ〜６ｆ内に設けられている紫外線ランプ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆに直接水圧が掛かる状態となる。被処理水２の水圧が直接掛かった紫外線ランプ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆは、被処理水２の水圧に耐えられずに殆どの場合は破損することになる。破損した紫外線ランプやランプスリーブの破片は、被処理水２および処理水５内に流れ込む。破損した紫外線ランプやランプスリーブの破片が、被処理水２および処理水５内に流れ込んだままでは危険であるので、水処理プラントの流水を止める必要がある。

この状態で、図４に示されるように、例えば、ランプスリーブ６ａ〜６ｆの破損箇所から被処理水２が流れ込み、当該ランプスリーブ６ａ〜６ｆ内を経由してフランジカバー２０ａ、２０ｂに被処理水２が達する。その後、被処理水２は、フランジカバー２０ａ、２０ｂの下部に溜まることになる。溜まった被処理水２_１の量が点線部付近まで増加した場合、溜まった被処理水２_１が破損検知センサー１００の導線１０１に接触して電気が流れる。流れた電気は、導線１０２を介して、例えば、図１に示されるように、紫外線照射装置１から開閉要求通知αとして流水弁５０に伝えられる。開閉要求通知αを受け取った流水弁５０は、処理水５が流れるように弁を開放している状態であれば、受け取った開閉要求通知αに基づいて弁を閉じる動作を行う。

このように、本実施形態を用いることにより、ランプスリーブ６ａ〜６ｆが破損した場合は、ランプスリーブ６ａ〜６ｆが破損することによってランプスリーブ６ａ〜６ｆ内に流れ込む被処理水２_１を用いて破損検知センサー１００が破損を検知することができる。また、ランプスリーブ６ａ〜６ｆの破損を検知した場合は、水処理プラントの流水を止めることができる。また、上述した紫外線照射処理１の破損検知センサー１００は、ランプスリーブ６ａ〜６ｆ内に流れ込む被処理水２_１を利用してランプスリーブ破損を検知するため、ランプスリーブの本数が増えても、ランプスリーブの本数に係わらずに対応することができる。このため、ランプスリーブの本数が多い紫外線照射処理においても安価にランプスリーブ破損を検知することができる。さらに、ランプスリーブが破損またはひび割れして紫外線ランプは破損していない状態においてもいち早くランプスリーブが破損またはひび割れしたことを検知することができる。また、ランプスリーブのすべてに割れ検知センサーを取り付けた場合でも、小さな割れやひびを検知するのは困難であるが、割れやひびから進入した被処理水を検知する方式であれば、割れやひびの程度にかかわらず検知することができる。さらに、割れを検知した場合は、流水弁５０を閉じる通知を行うことができ、迅速に流水（被処理水、処理水）を停止させることができる。

なお、以上の実施形態では、紫外線照射装置の構造として、破損検知センサー１００をフランジカバー２０ａ、２０ｂの下部のいずれか１つ以上として設置しているが、本発明によれば、紫外線照射装置の構造をなんら限定するものではない。例えば、フランジカバー２０ａ、２０ｂの双方を一体的に構成してもよい。さらに、例えば、紫外線照射処理の設置場所によって、ランプスリーブ６ａ〜６ｆ内に流れ込む被処理水２_１の溜まる位置が変われば、当該被処理水２_１の溜まる位置に破損検知センサー１００の設置場所を変更することができ、この場合でも同様の効果を得ることができる。また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。更に、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

１…紫外線照射装置、２…被処理水、３…シリンダー、４…ランプハウジング、５…処理水、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ…ランプスリーブ、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ…紫外線ランプ、８_１、８_２…ランプハウジング蓋、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ…Ｏリング押さえ、１１…洗浄板駆動軸、１２…駆動ネジ、１３…駆動モータ、１４…洗浄板、１５ａ、１５ｂ、５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ…ランプスリーブワイパーブラシ、２０ａ、２０ｂ…フランジカバー、５０…流水弁、１００…破損検知センサー、１０１…電極部、１０２…導線、１０３…電極部固定アーム、１１０…側壁

Claims

被処理液体に対して紫外線を用いて微生物の殺菌・消毒・不活化を行う紫外線照射装置であって、
ランプハウジングと、
前記ランプハウジング内を流れる前記被処理液体に対して紫外線の照射を行う紫外線ランプと、
前記ランプハウジング内に設けられて、前記紫外線を透過可能であって前記被処理液体と接触する領域で前記紫外線ランプをカバーするランプスリーブ部材と、
前記ランプハウジングに接続されて、前記ランプスリーブ部材の両端とそれぞれ挿通して接続され、前記ランプハウジング内を前記被処理液体が流れる領域と隔離されて前記被処理液体が接触しない隔離領域を構成する蓋部と、
前記蓋部内の前記隔離領域に設けられて、前記隔離領域の前記被処理液体を検知する検知部とを備え、
前記検知部は、
前記隔離領域の前記被処理液体との接触に応じて電気が流れて導通する電極部を有する電極式のセンサーから構成されていることを特徴とする紫外線照射装置。
前記検知部は、
前記電極部を含む筐体を有し、
前記筐体の一部がメッシュ状に構成されており、前記隔離領域の前記被処理液体が前記筐体内に流れ込むことが可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。