JP5468429B2 - Ultraviolet irradiation device and temperature measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、容器内に被処理流体を流入させて、紫外線ランプの発光体から紫外線を照射した処理流体を流出する紫外線照射装置およびこの紫外線照射装置内の温度測定方法に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiating apparatus that allows a processing fluid to flow into a container and flows out a processing fluid irradiated with ultraviolet rays from an illuminant of an ultraviolet lamp, and a temperature measuring method in the ultraviolet irradiating apparatus.
浄水処理や下水処理・食品排水処理・薬品排水処理・遠洋船舶バラスト水処理等において藻類・微生物・病原性原虫等を不活化もしくは無害化するために、被処理水に紫外線を照射する紫外線照射装置が知られている。紫外線照射装置による紫外線消毒は、上下水処理、プールなどの殺菌消毒処理、食品工業における水処理などの、水処理全般における病原性の微生物、細菌、ウィルスの殺菌、消毒を目的に応用が進んでいる。 Ultraviolet irradiation equipment that irradiates treated water with ultraviolet rays to inactivate or detoxify algae, microorganisms, pathogenic protozoa, etc. in water purification treatment, sewage treatment, food wastewater treatment, chemical wastewater treatment, ocean water ballast water treatment, etc. It has been known. Ultraviolet disinfection using ultraviolet irradiation equipment has been applied for the purpose of disinfecting and disinfecting pathogenic microorganisms, bacteria, and viruses in general water treatment such as water and sewage treatment, sterilization treatment for pools, water treatment in the food industry, etc. Yes.
紫外線消毒は、従来の消毒技術である塩素消毒で不活化できない耐塩素性病原菌クリプトスポリジウム、ジアルジアの対策として非常に効果的な消毒方法である。従って、特に浄水処理において紫外線消毒は、期待されている消毒技術である。国内では２００７年３月に厚生労働省より「水道水におけるクリプトスポリジウム等対策指針」が通知され、地表水以外の水源を原水とする施設において紫外線処理設備の導入が認められた。これに伴い、紫外線処理設備の導入数が増加しつつある。また、上述の「水道水におけるクリプトスポリジウム等対策指針」では、クリプトスポリジウム、ジアルジアの２log以上の不活化には紫外線を１０mJ/cm2以下の照射であることが開示されている。
Ultraviolet disinfection is a very effective disinfection method as a countermeasure against the chlorine-resistant pathogens Cryptosporidium and Giardia that cannot be inactivated by chlorine disinfection, which is a conventional disinfection technique. Therefore, ultraviolet disinfection is a promising disinfection technique especially in water purification treatment. In Japan, the Ministry of Health, Labor and Welfare notified the “Guidelines for Cryptosporidium Measures in Tap Water” in March 2007, and the introduction of UV treatment equipment was approved in facilities that use raw water other than surface water. Along with this, the number of UV treatment facilities introduced is increasing. In addition, the above-mentioned “Guidelines for Countermeasures against Cryptosporidium in Tap Water” discloses that inactivation of Cryptosporidium and Giardia of 2 logs or more requires irradiation with ultraviolet rays of 10 mJ /
紫外線による消毒性能は、紫外光の強さと照射されている時間の積（紫外線量）に依存する。つまり、紫外線消毒槽の内部での被処理水の流れが、消毒性能に大きく影響する。従って、効果的な紫外線量を維持するために、様々な形態の紫外線照射装置が開発されている。 The disinfection performance by ultraviolet rays depends on the product of the intensity of ultraviolet light and the irradiation time (the amount of ultraviolet rays). That is, the flow of water to be treated inside the ultraviolet disinfection tank greatly affects the disinfection performance. Therefore, in order to maintain an effective amount of ultraviolet rays, various forms of ultraviolet irradiation devices have been developed.
一般的な紫外線照射装置では、紫外線の照射対象は、水を代表とする液体である。このような一般的な紫外線照射装置において、紫外線の光源は、紫外線ランプである。紫外線ランプを水中に直接入れると、電極部がショートしてしまうため、ランプスリーブという保護用ガラス管が用いられている。一般的な紫外線照射装置は、ランプスリーブの内部に紫外線ランプを挿入し、ランプスリーブごと紫外線ランプを照射対象となる被処理水の中に浸漬する構造である。ランプスリーブの材質には、紫外線透過率が高い石英ガラスが用いられている。 In a general ultraviolet irradiation device, an ultraviolet irradiation target is a liquid typified by water. In such a general ultraviolet irradiation device, the ultraviolet light source is an ultraviolet lamp. When an ultraviolet lamp is put directly into water, the electrode part is short-circuited, and therefore a protective glass tube called a lamp sleeve is used. A general ultraviolet irradiation apparatus has a structure in which an ultraviolet lamp is inserted into a lamp sleeve, and the ultraviolet lamp is immersed in the water to be irradiated together with the lamp sleeve. As a material for the lamp sleeve, quartz glass having a high ultraviolet transmittance is used.
紫外線ランプにおいて、ランプへの入力電力のうち一部が紫外光発光に使われ、残りは熱として放熱される。紫外線ランプからの放熱により、（１）紫外線消毒装置内の水位が下がりランプが空気にさらされるか、（２）反応槽内の水の流れが停止すると、装置は高温となり、紫外線ランプの破損するおそれがあるので、水温監視の必要があることが開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。 In the ultraviolet lamp, a part of the input power to the lamp is used for ultraviolet light emission, and the rest is dissipated as heat. Due to heat radiation from the UV lamp, (1) when the water level in the UV disinfection device falls and the lamp is exposed to air, or (2) the water flow in the reaction vessel stops, the device becomes hot and the UV lamp is damaged. It is disclosed that there is a fear that the water temperature needs to be monitored (for example, see Non-Patent Document 1 ).
一方、紫外線水処理システムが停止に至る異常、故障を未然に防止するために、処理水の温度を計測するための温度センサを設けることが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の方法においては、特に図２に示すように、処理水の出口近傍に温度センサが設けられることが開示されている。 On the other hand, it has been disclosed to provide a temperature sensor for measuring the temperature of the treated water in order to prevent an abnormality or failure leading to the stop of the ultraviolet water treatment system (see, for example, Patent Document 1). In the method described in Patent Document 1, it is disclosed that a temperature sensor is provided in the vicinity of the outlet of the treated water, as shown in FIG.
しかしながら、紫外線ランプからの放熱により、紫外線照射装置の異常や故障を未然に防止するために、水温監視について最適な方法が開示されていない。 However, an optimal method for monitoring the water temperature is not disclosed in order to prevent an abnormality or failure of the ultraviolet irradiation device due to heat radiation from the ultraviolet lamp.
特許文献１に記載の方法では、処理水の温度変化を検知できる。しかし、処理水の温度を測定したとしても、紫外線照射装置内の水位の低下や水の流れが停止した場合には、その温度変化の検知が遅れる場合が考えられ、最適な方法ではない。 In the method described in Patent Document 1, a change in the temperature of the treated water can be detected. However, even if the temperature of the treated water is measured, if the water level in the ultraviolet irradiation device is lowered or the flow of water is stopped, detection of the temperature change may be delayed, which is not an optimal method.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、被処理流体の変化に基づく異常を効果的に検知することのできる紫外線照射装置およびこの紫外線照射装置内の温度測定方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation device capable of effectively detecting an abnormality based on a change in a fluid to be treated, and a temperature in the ultraviolet irradiation device. It is to provide a measurement method.
上記課題を解決するために、本実施形態は、容器内に被処理液体を流入させて、紫外線ランプの発光体から紫外線を照射した処理液体を流出する紫外線照射装置に関する。本実施形態に係る紫外線照射装置は、被処理液体の減少に伴い容器の最上部の発光体より上部に生じた空気層の、発光体による温度変化を検出可能で、発光体の最上部を通って水平な露出水位線よりも上方に、設置される温度センサを備える。 In order to solve the above-described problems, the present embodiment relates to an ultraviolet irradiation apparatus that allows a liquid to be processed to flow into a container and flows out the processing liquid irradiated with ultraviolet rays from a light emitter of an ultraviolet lamp. The ultraviolet irradiation device according to the present embodiment can detect a temperature change caused by the light emitter in the air layer generated above the light emitter at the top of the container as the liquid to be processed decreases, and passes through the top of the light emitter. A temperature sensor is provided above the horizontal exposure water level line .
本発明によれば、被処理流体の変化に基づく異常を効果的に検知することのできる紫外線照射装置およびこの紫外線照射装置内の温度測定方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ultraviolet irradiation device which can detect the abnormality based on the change of a to-be-processed fluid effectively, and the temperature measurement method in this ultraviolet irradiation device can be provided.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係る紫外線照射装置１を説明する。紫外線照射装置１は、容器（紫外線照射槽）内に被処理流体（被処理水）を流入させて、紫外線ランプの発光体から紫外線を照射した処理流体（処理水）を流出する。本発明の実施の形態においては特に、上下水道プラントにおいて、水を紫外線消毒するための紫外線照射装置１について説明する。本発明の実施の形態に係る紫外線照射装置１は、水以外の流体を紫外線消毒するための装置に適用することができる。 With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the ultraviolet irradiation device 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. The ultraviolet irradiation device 1 causes a fluid to be treated (water to be treated) to flow into a container (ultraviolet irradiation tank), and flows out the processing fluid (treated water) irradiated with ultraviolet rays from the light emitter of the ultraviolet lamp. In the embodiment of the present invention, an ultraviolet irradiation device 1 for ultraviolet disinfecting water in a water and sewage plant will be described. The ultraviolet irradiation device 1 according to the embodiment of the present invention can be applied to a device for ultraviolet disinfection of fluids other than water.
本発明の実施の形態においては、図１および図２に示すような紫外線照射装置１内の温度測定方法を説明するが、後述するように、どのような形態の紫外線照射装置でも適用可能である。 In the embodiment of the present invention, a temperature measuring method in the ultraviolet irradiation apparatus 1 as shown in FIGS. 1 and 2 will be described. However, as will be described later, any type of ultraviolet irradiation apparatus can be applied. .
図１は、図２に示す紫外線照射装置１の断面を示した図である。図１においては、紫外線ランプ２は、図面に垂直な方向に設置されている。紫外線照射槽１０の中を被処理水が流れている。この被処理水の水量が減少すると、紫外線照射槽１０の上部に空洞ができてしまう。被処理水が減少し、被処理水の水面が、露出水位線Ｌより下回ると、紫外線ランプの発光体が空気中に露出し、紫外線照射装置１の異常や故障の原因となるおそれがある。本発明の実施の形態において、露出水位線Ｌは、紫外線ランプ２の発光体の上端部を通る水平線である。紫外線ランプが複数ある場合、露出水位線Ｌは、各紫外線ランプの発光体の上端部を通る水平線のうち、最も上の水平線である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the ultraviolet irradiation device 1 shown in FIG. In FIG. 1, the
図１に示す例では、紫外線照射装置１は、紫外線照射槽１０内に、４つのランプスリーブ３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、各ランプスリーブの内部に紫外線ランプ２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、を備える。紫外線ランプ２ａおよび２ｂ、紫外線ランプ２ｃおよび２ｄは、それぞれ水平に設置されている。従って、図１に示す例では露出水位線Ｌは、より上方に位置する紫外線ランプ２ａおよび２ｂの発光体の上端部を通る水平線である。
In the example shown in FIG. 1, the ultraviolet irradiation device 1 includes four
図１において、温度センサは、温度センサ設置エリアＡ１、Ａ２およびＡ３のうち、いずれかのエリアに設置される。この温度センサ設置エリアＡ１、Ａ２およびＡ３は、被処理水の減少に伴い紫外線照射槽１０の上部に空気層ができた場合、紫外線ランプ２ａおよび２ｂの発光体による、空気層の温度変化を検出可能なエリアである。この温度センサ設置エリアＡ１、Ａ２およびＡ３は、さらに、被処理水が流動していない場合、発光体による被処理水の温度変化を、さらに検出可能なエリアである。
In FIG. 1, the temperature sensor is installed in any one of temperature sensor installation areas A1, A2, and A3. In the temperature sensor installation areas A1, A2 and A3, when an air layer is formed on the upper part of the
温度センサ設置エリアＡ１は、露出水位線Ｌの近傍のエリアである。温度センサ設置エリアＡ１にプローブが設置された温度センサは、発光体が露出することによる空気層の温度変化をいち早く検出することができる。温度センサ設置エリアＡ１は、この水位まで被処理水が満たされており、かつ被処理水が流動していない場合、さらに、発光体による被処理水の温度変化を検出することができる。温度センサ設置エリアＡ１は、露出水位線Ｌの上部および下部を含むエリアであっても良い。 The temperature sensor installation area A1 is an area in the vicinity of the exposed water level line L. The temperature sensor in which the probe is installed in the temperature sensor installation area A1 can quickly detect a change in the temperature of the air layer due to exposure of the light emitter. In the temperature sensor installation area A1, when the water to be treated is filled up to this water level and the water to be treated is not flowing, the temperature change of the water to be treated by the light emitter can be detected. The temperature sensor installation area A1 may be an area including an upper part and a lower part of the exposed water level line L.
温度センサ設置エリアＡ２は、露出水位線Ｌより上であって、紫外線照射槽１０の外壁に接するエリアである。温度センサ設置エリアＡ２にプローブが設置された温度センサは、水位が下がり空気層の温度が上昇することに伴って、紫外線照射槽１０の外壁の温度上昇を検出することができる。温度センサ設置エリアＡ２は、この水位まで被処理水が満たされており、かつ被処理水が流動していない場合、さらに、発光体による被処理水の温度変化を検出することができる。温度センサ設置エリアＡ１は、露出水位線Ｌの下部の紫外線照射槽１０の外壁に接するエリアを含んでも良い。
The temperature sensor installation area A <b> 2 is an area above the exposed water level line L and in contact with the outer wall of the
温度センサ設置エリアＡ３は、露出水位線Ｌより上の、紫外線照射槽１０の内部のエリアである。温度センサは、温度センサ設置エリアＡ３のうち、紫外線照射槽１０の内壁に接して設置されても良いし、紫外線照射槽１０の内部に設置されても良い。温度センサ設置エリアＡ３にプローブが設置された温度センサは、水位が下がることによる空気層の温度の上昇を検出することができる。温度センサ設置エリアＡ３は、この水位まで被処理水が満たされており、かつ被処理水が流動していない場合、さらに、発光体による被処理水の温度変化を検出することができる。
The temperature sensor installation area A3 is an area inside the
図２を参照して、図１を参照して説明した紫外線照射装置１を説明する。紫外線照射装置１は、紫外線ランプ２、ランプスリーブ３および紫外線照射槽１０を備える。紫外線照射装置１に被処理水４が流入すると、紫外線ランプ２から紫外線が発光され、消毒済の処理水５が得られる。
With reference to FIG. 2, the ultraviolet irradiation apparatus 1 demonstrated with reference to FIG. 1 is demonstrated. The ultraviolet irradiation device 1 includes an
紫外線照射槽１０は、被処理水４、紫外線ランプ２およびランプスリーブ３を収容する容器である。紫外線照射槽１０は、通常、ＳＵＳなどの金属である。紫外線照射槽１０は、外壁に、被処理水入口管４１および処理水出口管５１とを設けている。被処理水入口管４１は、紫外線照射槽１０内に、被処理水４を流入させるための管である。処理水出口管５１は、紫外線照射槽１０内で紫外線照射された後の処理水５を流出するための管である。
The
紫外線ランプ２は、紫外線照射槽１０内に水平に設置される。図１および図２に示す例では、紫外線ランプ２ａないし２ｄが、等間隔に平行に設置される。紫外線ランプ２は、両側に電極を取り付けた石英管をＵ字型にして棒状にしたものを用いる。石英管の内部は、ほぼ真空状態であり、水銀蒸気のみが存在する。このような状態の石英管の両電極間を高電圧放電させると、電子が水銀蒸気を励起させて紫外線を発するようになる。発生した紫外線に被処理水４を暴露することにより、被処理水中の消毒対象物質を無害化する。また、紫外線ランプの直径は２〜１０ｃｍ程度のものを用いる。
The
本発明の実施の形態に係る紫外線ランプ２は、本実施形態では、２００ｎｍ〜３００ｎｍの波長の紫外線を発生する紫外線ランプを用いることができる。また、紫外線ランプは、従前の水銀ランプでも、高出力タイプの低圧水銀ランプでも中圧水銀ランプでも構わない。本発明の実施の形態においては、ランプ表面温度が高温となる中圧水銀ランプを例に説明する。中圧紫外線ランプは、その照射中の表面温度は６００〜９００度に達すると言われている。紫外線ランプ２は、被処理水４を消毒するとともに、被処理水４が紫外線照射槽１０内を流通することにより、紫外線ランプ２の表面が冷却され、適切な点灯状態を保っている。
As the
ランプスリーブ３は、被処理水４が各紫外線ランプ２に直接接触しないようにするために、紫外線ランプ２を保護するためのものである。そのため、ランプスリーブ３は、各紫外線ランプ２を包むように設置される。なお、ランプスリーブ３は、石英ガラスにより形成される。図１および図２に示す例では、紫外線ランプ２ａないし２ｄを備えるので、紫外線ランプ２ａないし２ｄのそれぞれを保護するために、紫外線照射装置１は、対応するランプスリーブ３ａないし３ｄを備える。
The lamp sleeve 3 is for protecting the
紫外線ランプ２を収納しているランプスリーブ３の外側は、被処理水４により汚れる場合がある。そこで図２には示さないが、この汚れを除去するための自動洗浄機構を備えても良い。自動洗浄機構は、紫外線ランプ２の中心で紫外線照射槽１０の中心に設置してあるネジを駆動軸とし、ランプスリーブ３を洗浄するブラシ類を固定した板（洗浄板と呼ぶ）にナットを付けている。紫外線照射槽１０の外部のモータにて駆動軸であるネジを回すことで、洗浄板をランプスリーブの長手方向に沿って動作させることにより、ランプスリーブ３の外側の汚れを除去することができる。
The outside of the lamp sleeve 3 that houses the
自動洗浄機構のブラシとしては、紫外線で劣化しないフッ素系樹脂等の樹脂製ブラシや、ＳＵＳ等の金属製ブラシを用いることができる。このブラシは、リング状のものでも良い。具体的には、樹脂やフッ素樹脂系のＯリングを用いることができる。 As the brush of the automatic cleaning mechanism, a resin brush such as a fluorine-based resin that does not deteriorate with ultraviolet rays or a metal brush such as SUS can be used. This brush may be ring-shaped. Specifically, a resin or a fluororesin O-ring can be used.
図３を参照して、紫外線照射装置１の紫外線ランプ２を説明する。図３に示された紫外線ランプ２ａは、図２に示した紫外線ランプ２ａないし２ｄのうち、最も上方に位置する紫外線ランプである。紫外線ランプ２ａは、ランプスリーブ３ａによって保護されている。紫外線ランプ２ａは、紫外線を照射する発光体２２ａと、電極２１ａを備える。図２および図３に示す例では、紫外線ランプ２ａの発光体２２ａの直径に対し、電極２１ａの直径は大きい。この場合、紫外線照射装置１内の被処理水４の水量が減少し、被処理水４の水位が、発光体２２ａの上端面まで下がると、発光体２２ａが、紫外線照射槽１０の上部に形成される空気層に露出してしまう。従って、図３に示す例では、露出水位線Ｌは、紫外線ランプ２ａの上端を通り、紫外線ランプ２ａの長手方向と平行な線である。
With reference to FIG. 3, the
図４を参照して、紫外線照射槽１０内の被処理水４の水量と、温度との関係を説明する。図４に示す例において、パターンＡ、パターンＢおよびパターンＣは、それぞれ、図５、図６および図７に対応する。図５、図６および図７において、それぞれ（ａ）は、紫外線照射装置１の断面を、それぞれＢは、紫外線照射装置１を横から観察した様子を模式的に示している。
With reference to FIG. 4, the relationship between the amount of water to be treated 4 in the
図５は、紫外線照射槽１０内の全てが水で満たされており、満水の状態で、空気層がなく、全ての紫外線ランプが水中にある場合を示す。図４のパターンＡを参照して、図５に示す場合の空気層および水中の各温度の上昇を説明する。
FIG. 5 shows a case where the entire
紫外線照射装置１内を水が流れている場合、空気層は形成されないので、空気層の温度は計測されない。紫外線照射装置１内に水が流れている場合、紫外線の照射による放熱は、被処理水４により冷やされる。また被処理水が流動しているので、特定の被処理水に放熱されることなく、水中温度は低い。この場合、本発明の実施の形態において、通常の好ましい運用状況なので、特に温度計測を必要としない。 When water flows through the ultraviolet irradiation device 1, an air layer is not formed, and therefore the temperature of the air layer is not measured. When water flows in the ultraviolet irradiation device 1, the heat release due to the irradiation of ultraviolet rays is cooled by the water to be treated 4. Moreover, since the to-be-processed water is flowing, the underwater temperature is low, without radiating heat to the specific to-be-treated water. In this case, in the embodiment of the present invention, since it is a normal preferable operation situation, temperature measurement is not particularly required.
一方、紫外線照射装置１内に水が流れていない場合、水が流れている場合と同様に、空気層は形成されないので、空気層の温度は計測されない。紫外線照射装置１内に水が流れていない場合、紫外線の照射による放熱は、被処理水４により冷やされるが、被処理水が流動していないので、紫外線処理槽１０内に滞留した被処理水に放熱され、水中温度が高くなるおそれがある。この場合、本発明の実施の形態において、温度センサは、水中温度を計測する必要があるため、紫外線照射槽１０の内部に設置することが好ましい。水温は上部から上昇することを考慮すると、紫外線照射槽１０の底部よりも上部に温度センサを設置するのが好ましい。これにより、紫外線照射装置１内に水が流れていないことによる水温の温度上昇を速やかに検出することができる。
On the other hand, when water is not flowing in the ultraviolet irradiation device 1, since the air layer is not formed as in the case where water is flowing, the temperature of the air layer is not measured. When water does not flow in the ultraviolet irradiation device 1, the heat release due to the irradiation of ultraviolet rays is cooled by the water to be treated 4, but the water to be treated does not flow, so that the water to be treated staying in the
図６は、紫外線照射槽１０は満水ではなく、紫外線照射槽１０の上部に空気層が形成されている場合を示す。図６において、全ての紫外線ランプが水中にある。図４のパターンＢを参照して、図６に示す場合の空気層および水中の各温度の上昇を説明する。
FIG. 6 shows a case where the
紫外線照射装置１内を水が流れている場合、紫外線の照射による放熱は、被処理水４により冷やされる。また被処理水が流動しているので、特定の被処理水に放熱されることなく、水中温度は低い。また、水中温度が低い状態のまま被処理水が流動しているので、空気層の温度が上昇することもない。この場合、本発明の実施の形態において、通常の好ましい運用状況なので、特に温度計測を必要としない。 When water flows through the ultraviolet irradiation device 1, the heat release due to the irradiation of ultraviolet rays is cooled by the water to be treated 4. Moreover, since the to-be-processed water is flowing, the underwater temperature is low, without radiating heat to the specific to-be-treated water. In addition, since the water to be treated flows while the underwater temperature is low, the temperature of the air layer does not increase. In this case, in the embodiment of the present invention, since it is a normal preferable operation situation, temperature measurement is not particularly required.
一方、紫外線照射装置１内に水が流れていない場合、図５のパターンＡと同様に、紫外線の照射による放熱は、被処理水４により冷やされるが、被処理水が流動していないので、紫外線処理槽１０内に滞留した被処理水に放熱され、水中温度が高くなるおそれがある。この場合、本発明の実施の形態において、温度センサは、水中温度を計測する必要があるため、紫外線照射槽１０の内部に設置することが好ましい。また、図６のパターンＢの場合、被処理水が減少し空気層ができているので、水温の上昇に伴って、空気層の温度も徐々に上昇する。この場合、紫外線照射装置１の被処理水４の温度上昇を検出するため、水が満たされる紫外線照射槽１０内の底部に温度センサを設けるのが好ましい。また、被処理水の温度上昇に伴って空気層の温度も徐々に上昇することを考慮すると、紫外線照射槽１０の上部の空気層となる位置に、温度センサが設けられても良い。
On the other hand, when water does not flow in the ultraviolet irradiation device 1, as in the pattern A of FIG. 5, the heat release due to the irradiation of ultraviolet rays is cooled by the treated water 4, but the treated water is not flowing. There is a risk that the water to be treated stays in the
図７は、紫外線照射槽１０は満水でなく、紫外線照射槽１０の上部に空気層が形成されている場合を示す。図７において、少なくとも一つの紫外線ランプが空気層にあり、残りの紫外線ランプが水中にある。図４のパターンＣを参照して、図７に示す場合の空気層および水中の各温度の上昇を説明する。
FIG. 7 shows a case where the
紫外線照射装置１内を水が流れている場合、水中に位置する紫外線の照射による放熱は、被処理水４により冷やされる。また被処理水４が流動しているので、特定の被処理水に放熱されることなく、水中温度は低い。しかし、空気層に位置する紫外線の照射による放熱で、空気層の温度が上昇する。この場合、紫外線照射装置１の空気層の温度上昇を検出するため、紫外線照射槽１０内の空気層の温度を計測可能な位置に温度センサを設けるのが良い。
When water flows through the ultraviolet irradiation device 1, the heat release due to the irradiation of ultraviolet rays located in the water is cooled by the water to be treated 4. Moreover, since the to-be-processed water 4 is flowing, the underwater temperature is low, without radiating heat to the specific to-be-treated water. However, the temperature of the air layer rises due to heat radiation by irradiation of ultraviolet rays located in the air layer. In this case, in order to detect the temperature rise of the air layer of the ultraviolet irradiation device 1, a temperature sensor is preferably provided at a position where the temperature of the air layer in the
一方、紫外線照射装置１内に水が流れていない場合、紫外線照射装置１内を水が流れている場合と同様に、空気層に位置する紫外線の照射による放熱で、空気層の温度が上昇する。また、被処理水４が流動していないので、被処理水４によって空気層が冷やされることなく、紫外線照射装置１の空気層の温度上昇を検出する。水中の紫外線の照射による放熱は、図５で示したパターンＡおよび図６で示したパターンＢと同様に、被処理水４により冷やされるが、被処理水が流動していないので、紫外線処理槽１０内に滞留した被処理水に放熱され、水中温度が高くなるおそれがある。この場合、本発明の実施の形態において、より温度の変化の激しい空気層の温度を計測する必要があるため、温度センサは、紫外線照射槽１０の上部に設置することが好ましい。
On the other hand, when water does not flow in the ultraviolet irradiation device 1, the temperature of the air layer rises due to heat radiation by irradiation of ultraviolet rays located in the air layer, as in the case where water flows in the ultraviolet irradiation device 1. . Moreover, since the to-be-processed water 4 is not flowing, the temperature rise of the air layer of the ultraviolet irradiation device 1 is detected without the air layer being cooled by the to-be-processed water 4. Heat radiation by irradiation with ultraviolet rays in water is cooled by the treated water 4 as in the pattern A shown in FIG. 5 and the pattern B shown in FIG. 6, but the treated water is not flowing, so the ultraviolet treatment tank There is a possibility that the water to be treated that has accumulated in 10 is radiated to the water to be treated and the temperature in water becomes high. In this case, in the embodiment of the present invention, it is necessary to measure the temperature of the air layer where the temperature changes more drastically, so the temperature sensor is preferably installed in the upper part of the
上記の説明により、パターンＡで紫外線照射装置１内が水を流れていない場合、紫外線照射装置１の底部または上部で測定するのが良く、上部での測定が好ましい。パターンＢで紫外線照射装置１内を水が流れていない場合、紫外線照射装置１の底部での測定が好ましいが、上部でも測定することができる。パターンＣの場合、紫外線照射装置１内に水が流れているいないを問わず、紫外線照射槽１０の上部での測定が好ましい。これらを総合的に考慮すると、温度センサ一つを設置する場合、紫外線照射槽１０の上部に温度センサを設置することが好ましい。これにより、温度センサ一つで、効率的に紫外線照射槽１０内の異常を発見することができる。
According to the above explanation, when water is not flowing in the ultraviolet irradiation device 1 in the pattern A, the measurement is preferably performed at the bottom or upper portion of the ultraviolet irradiation device 1, and the measurement at the upper portion is preferable. When water does not flow in the ultraviolet irradiation device 1 in the pattern B, the measurement at the bottom of the ultraviolet irradiation device 1 is preferable, but the measurement can also be performed at the top. In the case of the pattern C, measurement at the upper part of the
さらには、紫外線照射槽１０内の、紫外線ランプの高さに近い位置に、温度センサを設置することがより好ましい。例えば、紫外線照射槽１０の空気層となる位置に温度センサを設置すると、空気層の温度を計測することになる。しかし、パターンＢの場合で、紫外線照射装置１内を水が流れていない場合、水中の温度変化の後、空気層の温度が上昇することになる。この場合、空気層でのみ温度計測している場合、水温計測の場合に比べ、検知が遅れる場合が考えられる。そこで、紫外線照射槽１０内の、紫外線ランプの高さに近い位置に、温度センサを設置することにより、パターンＢの場合に水温計測することになる。従って、空気層での測定に比べて、より早く検知することができる。また、さらに水位が下がって紫外線ランプが空気層に露出すると空気層の温度が急激に上昇する。この場合、紫外線照射槽１０内の、紫外線ランプの高さに近い位置に温度センサを設置することにより、空気層の温度を測定することになるので、この状況を早急に検出することができる。
Furthermore, it is more preferable to install a temperature sensor in the
従って、図１で説明した設置エリアのうち、温度センサ設置エリアＡ１に温度センサを設置することが好ましい。また、温度センサ設置エリアＡ２およびＡ３に設置しても良いが、できれば、紫外線ランプの高さに近い位置、具体的には、露出水位線Ｌに近い位置で測定することが好ましい。 Therefore, it is preferable to install the temperature sensor in the temperature sensor installation area A1 among the installation areas described in FIG. Moreover, although it may install in temperature sensor installation area A2 and A3, it is preferable to measure in the position close | similar to the height of an ultraviolet lamp, specifically, the position close | similar to the exposure water level line L if possible.
次に図８ないし図９を参照して、温度センサを設置例を説明する。 Next, an example of installing the temperature sensor will be described with reference to FIGS.
図８は、温度センサ６のプローブが、紫外線照射槽１０の外壁に接して設置されている場合を説明している。図８（ａ）に示す例では、温度センサ６のプローブが、露出水位線Ｌの上部に設置されている。図８（ｂ）に示す例では、温度センサ６のプローブが、露出水位線Ｌ上に設置されている。図８（ｃ）に示す例では、温度センサ６のプローブが、露出水位線Ｌの下部に設置されている。図８（ｄ）に示す例では、温度センサ６のプローブが、紫外線照射槽１０の最上部に設置されている。
FIG. 8 illustrates a case where the probe of the
図８に示す例では、紫外線照射槽１０の外壁に接して設置されているので、紫外線照射槽１０内の被処理水４または空気層の温度上昇が、紫外線照射槽１０に伝わり、その温度を測定することになる。また、紫外線照射槽１０の素材は、一般的にはＳＵＳなどの金属であるため、温度センサ６のプローブが紫外線照射槽１０に接するように設置することにより、比較的早く、被処理水４または空気層の温度上昇が検知される。特に図８（ａ）ないし（ｃ）に示す例では、露出水位線Ｌの近傍に設置されるので、紫外線ランプが露出することによる温度上昇や、被処理水４が流れないことによる被処理水４の上昇を、早急に検出することができる。また、図８（ｄ）に示す例では、紫外線照射槽１０の最上部に設置されるので、温度センサ６のプローブを、安定して設置することができる。
In the example shown in FIG. 8, since it is installed in contact with the outer wall of the
図９は、温度センサ６のプローブが、紫外線照射槽１０の内壁に接して設置されている場合を説明している。図９（ａ）に示す例では、温度センサ６のプローブが、露出水位線Ｌの上部に設置されている。図９（ｂ）に示す例では、温度センサ６のプローブが、露出水位線Ｌ上に設置されている。図９（ｃ）に示す例では、温度センサ６のプローブが、露出水位線Ｌの下部に設置されている。図９（ｄ）に示す例では、温度センサ６のプローブが、紫外線照射槽１０の最上部に設置されている。
FIG. 9 illustrates a case where the probe of the
図９に示す例では、紫外線照射槽１０の内壁に接して設置されているので、紫外線照射槽１０内の被処理水４または空気層の温度を測定する。また、紫外線照射槽１０の素材は、一般的にはＳＵＳなどの金属であるため、温度センサ６のプローブが紫外線照射槽１０に接するように設置することにより、被処理水４または空気層の温度上昇が紫外線照射槽１０に伝わり、その温度上昇も検知される。特に図９（ａ）ないし（ｃ）に示す例では、露出水位線Ｌの近傍に設置されるので、紫外線ランプが露出することによる温度上昇や、被処理水４が流れないことによる被処理水４の上昇を、早急に検出することができる。また、図９に示す例では、図8に示す例に比べて、設定温度以上になったことをより早く検出することができる。
In the example shown in FIG. 9, since it is installed in contact with the inner wall of the
図１０は、温度センサ６のプローブが、紫外線照射槽１０の内部に設置されている場合を説明している。図１０では、温度センサ６は、紫外線照射槽１０に設けられた支持棒７によって、固定されている。紫外線照射槽１０内の被処理水４は流動するので、この流動によって動かないように、プローブは固定される。図１０（ａ）に示す例では、温度センサのプローブが、露出水位線Ｌの近傍に設置されている。図１０（ｂ）に示す例では、温度センナ６のプローブが、露出水位線Ｌより上部に設置されている。
FIG. 10 illustrates a case where the probe of the
図１０に示す例では、紫外線照射層１０の内部に設置されるので、紫外線照槽層１０の温度の影響を受けることなく、紫外線照射槽１０内の被処理水４または空気層の温度を測定することができる。例えば、寒冷地や温暖地など、紫外線照射装置１が設置された場所の温度が極端に高かったり低かったりする場合でも、外気温の影響を受けることなく、被処理水４または空気層の温度を測定することができる。図１０に示す例では、図８および図９に示す例に比べて、設定温度以上になったことをより早く検出することができる。ただし、自動洗浄機構などの、内部構造物の影響を受けないように、温度センサ６を設置する必要がある。また、紫外線照射槽１０内の被処理水４の流れや、被処理水４への紫外線ランプ４の照射の妨げにならないように、温度センサ６を設置する必要がある。
In the example shown in FIG. 10, since it is installed inside the
本発明の実施の形態に係る紫外線照射装置１およびこの紫外線照射装置１で用いられる温度測定方法によれば、紫外線ランプ２の発光体２２ａの最上端より上方のリアクタ内空間の温度を測定する。これにより、紫外線照射槽１０内の水位が下がり紫外線ランプ２が空気にさらされることで、紫外線ランプ２の温度が上昇するとともに、紫外線ランプ２からの放熱により紫外線照射槽１０の内部の空気溜まりの温度が上昇するが、その温度上昇を、迅速かつ確実に検知することができる。
According to the ultraviolet irradiation device 1 and the temperature measurement method used in the ultraviolet irradiation device 1 according to the embodiment of the present invention, the temperature of the space in the reactor above the uppermost end of the
同様に、発光体２２ａの最上端より上方のリアクタ外壁或いは内壁の温度測定を行うことで、紫外線照射槽１０の内部の空気溜まりの温度上昇に伴ってリアクタ外壁或いは内壁の温度が上昇するため、紫外線ランプおよび紫外線照射槽内部の温度上昇を迅速かつ確実に検知することができる。
Similarly, by measuring the temperature of the reactor outer wall or inner wall above the uppermost end of the
また、紫外線照射槽１０内の、水の流れの停止に伴う温度上昇も、同様の原理により、迅速かつ確実に検知することができる。温度上昇を検知した場合、紫外線ランプ２の消灯などの制御を行うことで、被処理水４への紫外線の過照射を防止し、臭化物イオン存在時の臭素酸イオン生成を抑制できる。
Moreover, the temperature rise accompanying the stop of the flow of water in the
また、本発明の実施の形態に係る温度測定方法によれば、洗浄機構などの内部構造物の影響を受けることがなく、紫外線消毒に影響のある紫外線照射槽１０内の流れを阻害することもない。
Moreover, according to the temperature measuring method according to the embodiment of the present invention, the flow in the
さらに、本発明の実施の形態においては、紫外線照射装置１に複数の温度センサを設置することなく、被処理水４の減少に伴う温度上昇と、被処理水４の滞留による温度上昇とを、効果的に測定することができる。 Furthermore, in the embodiment of the present invention, without installing a plurality of temperature sensors in the ultraviolet irradiation device 1, the temperature rise due to the decrease in the water to be treated 4 and the temperature rise due to the retention of the water to be treated 4 It can be measured effectively.
このように本発明の実施の形態に係る紫外線照射装置１およびこの紫外線照射装置１で用いられる温度測定方法によれば、紫外線照射槽１０の内部の水位低下、或いは被処理水４の紫外線照射槽１０内での滞留による照射槽内部の温度上昇を、効果的かつ確実に検知できる。
As described above, according to the ultraviolet irradiation device 1 and the temperature measurement method used in the ultraviolet irradiation device 1 according to the embodiment of the present invention, the water level in the
（第１の変形例）
本発明の実施の形態に係る温度測定方法は、紫外線照射装置１とは異なる種類の紫外線照射装置にも対応することができる。以下、第１の変形例および第２の変形例を参照して、他の種別の紫外線照射装置に、本発明の実施の形態に係る温度測定方法を適用した場合を説明する。
(First modification)
The temperature measurement method according to the embodiment of the present invention can also be applied to a different type of ultraviolet irradiation device than the ultraviolet irradiation device 1. Hereinafter, a case where the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention is applied to another type of ultraviolet irradiation apparatus will be described with reference to the first modification and the second modification.
図１１を参照して説明する第１の変形例に係る紫外線照射装置１ａは、図２を参照して説明した紫外線照射装置１を縦に設置したものである。紫外線照射装置１ａにおいて、紫外線照射槽１０ａの下から被処理水が流入し、上から紫外線が照射された処理水が流出する。本発明の実施の形態に係る紫外線照射装置１と同様に、第１の変形例に係る紫外線照射装置１ａは、紫外線ランプ２ａないし２ｄと、各紫外線ランプ２ａないし２ｄを収容するランプスリーブ３ａないし３ｄを備える。
The
図１２を参照して、紫外線照射装置１ａの紫外線ランプ２ａおよびランプスリーブ３ａを説明する。図１２に示すように、第１の変形例に係る紫外線照射装置１ａの露出水位線Ｌａは、紫外線ランプ２ａのうち、発光体２２ａの上端部を通る水平線となる。
With reference to FIG. 12, the
図１１および図１２に示す紫外線照射装置１ａにおいても、温度センサは、処理水の減少に伴い紫外線照射槽１０ａの上部に空気層ができた場合、紫外線ランプの発光体による、空気層の温度変化を検出可能なエリアに設置され、被処理水４の温度を測定する。
Also in the
図１を参照して説明した場合と同様に、温度センサは、露出水位線Ｌａの近傍のエリアＡ１、露出水位線Ｌａより上であって紫外線照射槽１０ａの外壁に接するエリアＡ２、および露出水位線Ｌａより上の、紫外線照射槽１０ａの内部のエリアの各エリアのいずれかに設置される。 As in the case described with reference to FIG. 1, the temperature sensor includes an area A1 in the vicinity of the exposed water level line La, an area A2 above the exposed water level line La and in contact with the outer wall of the ultraviolet irradiation tank 10a, and the exposed water level. It is installed in any one of the areas inside the ultraviolet irradiation tank 10a above the line La.
このように、図１１に示した第１の変形例に係る紫外線照射装置１ａにおいても、本発明の実施の形態に係る温度測定方法によって、紫外線照射槽１０ａの内部の水位低下、或いは被処理水４の紫外線照射槽１０ａ内での滞留による照射槽内部の温度上昇を、効果的かつ確実に検知できる。
As described above, also in the
（第２の変形例）
第２の変形例を参照して、さらにの種別の紫外線照射装置に、本発明の実施の形態に係る温度測定方法を適用した場合を説明する。
(Second modification)
A case where the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention is applied to a further type of ultraviolet irradiation device will be described with reference to the second modification.
図１３を参照して説明する第２の変形例に係る紫外線照射装置１ｂは、被処理水４が流れるシリンダー８とが十字に接合されている。シリンダー８を流れる被処理水４は、図１３の向かって左から流入し、紫外線照射槽１０で紫外線照射を受けた処理水５が、右から流出する。図１３に示すランプスリーブ３ａおよび３ｂの内部に、紫外線ランプ２ａおよび２ｂが収容されている。なお、図１３に示す例では、紫外線ランプは２本であるが、１本でも良いし、３本以上でも良い。
In the ultraviolet irradiation apparatus 1b according to the second modification described with reference to FIG. 13, a
図２に示す紫外線照射装置１では、紫外線照射槽１０は被処理水４が流れるシリンダーを兼ねており、被処理水４の流れと同じ方向に紫外線ランプ２が設置されている。これに対し図１３に示す紫外線照射装置１ｂは、紫外線照射槽１０とシリンダー８は直交しており、被処理水４の流れと直交する方向に紫外線ランプ２が設置されている。
In the ultraviolet irradiation device 1 shown in FIG. 2, the
このような紫外線照射装置１においても、本発明の実施の形態に係る温度測定方法を適用することができる。第２の変形例に係る紫外線照射装置１ｂの水が流れる方向で切断した場合の断面図は、図１で説明した断面図と同様になる。 Also in such an ultraviolet irradiation device 1, the temperature measurement method according to the embodiment of the present invention can be applied. The cross-sectional view of the ultraviolet irradiation device 1b according to the second modification when cut in the direction in which water flows is the same as the cross-sectional view described in FIG.
図１３に示す紫外線照射装置１ｂにおいても、温度センサは、被処理水４の減少に伴い紫外線照射槽１０ｂの上部に空気層ができた場合、紫外線ランプの発光体による、空気層の温度変化を検出可能なエリアに設置され、被処理水４の温度を測定する。
Also in the ultraviolet irradiation apparatus 1b shown in FIG. 13, when the temperature sensor forms an air layer on the upper part of the
図１を参照して説明した場合と同様に、温度センサは、露出水位線Ｌの近傍のエリアＡ１、露出水位線Ｌより上であって紫外線照射槽１０ｂの外壁に接するエリアＡ２、および露出水位線Ｌより上の、紫外線照射槽１０ｂの内部のエリアの各エリアのいずれかに設置される。
As in the case described with reference to FIG. 1, the temperature sensor includes an area A1 in the vicinity of the exposed water level line L, an area A2 above the exposed water level line L and in contact with the outer wall of the
このように、図１３に示した第２の変形例に係る紫外線照射装置１ｂにおいても、本発明の実施の形態に係る温度測定方法によって、紫外線照射槽１０ｂの内部の水位低下、或いは被処理水４の紫外線照射槽１０ｂ内での滞留による照射槽内部の温度上昇を、効果的かつ確実に検知できる。
Thus, also in the ultraviolet irradiation device 1b according to the second modified example shown in FIG. 13, the water level in the
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態、第１の変形例および第２の変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなる。特に第１の変形例および第２の変形例で示した様に、あらゆる形態の紫外線照射装置に適用することができる。
(Other embodiments)
As described above, the embodiments of the present invention, the first modified example, and the second modified example have been described, but it is understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. Should not. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. In particular, as shown in the first modification and the second modification, the present invention can be applied to any form of ultraviolet irradiation device.
本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 It goes without saying that the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
１ 紫外線照射装置
２ 紫外線ランプ
３ ランプスリーブ
４ 被処理水
５ 処理水
６ 温度センサ
７ 指示棒
８ シリンダー
１０ 紫外線照射槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記被処理液体の減少に伴い前記容器の最上部の発光体より上部に生じた空気層の、前記発光体による温度変化を検出可能で、前記発光体の最上部を通って水平な露出水位線よりも上方に、設置される温度センサ
を備えることを特徴とする紫外線照射装置。 An ultraviolet irradiation device for flowing a liquid to be processed into a container and discharging a processing liquid irradiated with ultraviolet rays from a light emitter of an ultraviolet lamp,
It is possible to detect a temperature change caused by the light emitter in the air layer generated above the top light emitter of the container as the liquid to be treated decreases, and a horizontal exposed water level line passing through the top of the light emitter. An ultraviolet irradiation device comprising a temperature sensor installed above the device.
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。 The ultraviolet irradiation device according to claim 1 , wherein the temperature sensor is installed in contact with an outer wall of the container.
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。 The temperature sensor, an ultraviolet irradiation device according to claim 1 you characterized in that it is placed in contact with the inner wall of the container.
ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。 The ultraviolet irradiation device according to claim 1 , wherein the temperature sensor is installed inside an inner wall of the container.
前記被処理液体の減少に伴い前記容器の最上部の発光体より上部に生じた空気層の、前記発光体による温度変化を、前記発光体の最上部を通って水平な露出水位線よりも上方に設置された温度センサを用いて、測定するステップ
を備えることを特徴とする温度測定方法。 A temperature measurement method in an ultraviolet irradiation apparatus for flowing a liquid to be processed into a container and flowing out a processing liquid irradiated with ultraviolet rays from an illuminant of an ultraviolet lamp,
Due to the decrease in the liquid to be treated, the temperature change of the air layer generated above the uppermost light emitter of the container due to the light emitter is higher than the horizontal exposed water level line through the uppermost portion of the light emitter. temperature measuring method characterized by comprising the step of using a temperature sensor installed to measure the.
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