JP5810995B2 - UV treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ランプの保護管を清掃する清掃機構を備えた紫外線処理装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet processing apparatus having a cleaning mechanism for cleaning a protective tube of a lamp.
従来、被処理流体が流れ込む筒状の処理槽に管状の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、その他の有機物質の分解などを行う紫外線処理装置が知られている。この種の紫外線処理装置においては、紫外線ランプの破損時に破片が流れ出ないようにすべく、紫外線ランプはランプスリーブ(保護管)に挿入されている。さらに、処理槽内には、ランプスリーブの表面を清掃するクリーニングブラシ(払拭体)が設けられており、このクリーニングブラシをランプスリーブの長手方向に沿って1日に1〜数往復させてランプスリーブの表面に紫外光の透過を妨げる物質が堆積するのを防いでいる。(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there has been known an ultraviolet treatment apparatus in which a tubular ultraviolet lamp is installed in a cylindrical treatment tank into which a fluid to be treated flows to kill microorganisms in the fluid to be treated, oxidatively decompose organic substances, and decompose other organic substances. It has been. In this type of ultraviolet processing apparatus, the ultraviolet lamp is inserted into a lamp sleeve (protective tube) so that fragments do not flow out when the ultraviolet lamp is damaged. Further, a cleaning brush (wiping body) for cleaning the surface of the lamp sleeve is provided in the processing tank, and the cleaning sleeve is reciprocated once or several times a day along the longitudinal direction of the lamp sleeve. This prevents the deposition of substances that block the transmission of ultraviolet light on the surface of the substrate. (For example, refer to Patent Document 1).
ところで、金属に対して腐食性の高い海水等の液体を処理する紫外線処理装置に用いる材料としては、耐食性の高いチタン等の金属を使用するのが望ましいが、チタンは価格が高価で加工性もあまりよくないことから、低価格な装置が要求される場合は、耐食性は劣るものの比較的安価なステンレス鋼等の金属を使用するとともに、犠牲電極を設ける等の防食機構を併用することが考えられる。 By the way, it is desirable to use a metal such as titanium having high corrosion resistance as a material used in an ultraviolet processing apparatus for processing a liquid such as seawater that is highly corrosive to metals. However, titanium is expensive and has high workability. Since it is not so good, when a low-priced device is required, it is conceivable to use a relatively inexpensive metal such as stainless steel but also use a corrosion prevention mechanism such as providing a sacrificial electrode, although the corrosion resistance is inferior. .
清掃機構においては、クリーニングブラシは紫外線に対する耐久性のあるフッ素ゴム系の樹脂を用いた場合には、特に防食を施す必要がない。一方、例えば、クリーニングブラシを保持する保持部材は機械的な剛性を要求されるため、この保持部材には、剛性の面で劣るフッ素系樹脂を使用することは困難であり、ステンレス鋼等の金属を使用せざるを得ない。しかしながら、処理槽に犠牲電極を装着した場合には、保持部材は、犠牲電極と電気的に必ずしも接続していないため、犠牲電極による防食効果を得ることができない場合がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、清掃機構の金属部分をより確実に防食可能な紫外線処理装置を提供することを目的とする。
In the cleaning mechanism, when the cleaning brush is made of a fluororubber resin that is durable against ultraviolet rays, it is not necessary to provide corrosion protection. On the other hand, for example, since a holding member that holds the cleaning brush is required to have mechanical rigidity, it is difficult to use a fluorine-based resin that is inferior in rigidity for the holding member. Must be used. However, when the sacrificial electrode is attached to the treatment tank, the holding member is not necessarily electrically connected to the sacrificial electrode, and thus the corrosion protection effect by the sacrificial electrode may not be obtained.
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at providing the ultraviolet-ray processing apparatus which can carry out the corrosion prevention of the metal part of a cleaning mechanism more reliably.
上記目的を達成するために、本発明は、紫外線ランプを挿入した保護管を処理槽内に設け、この処理槽に被処理流体を流通させ、前記紫外線ランプが放射する紫外線を、前記保護管を介して被処理流体に照射して処理する紫外線処理装置において、前記保護管に沿って払拭体を往復移動して当該保護管の表面を清掃する清掃機構を設け、前記清掃機構の金属部分に電気的に接続する犠牲電極を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a protective tube into which a UV lamp is inserted in a processing tank, distributes a fluid to be processed through the processing tank, and emits UV light emitted from the UV lamp. In the ultraviolet processing apparatus that irradiates and processes the fluid to be processed, a cleaning mechanism for reciprocating the wiping body along the protective tube to clean the surface of the protective tube is provided, and an electric part is electrically connected to the metal portion of the cleaning mechanism. And a sacrificial electrode for connection.
上記構成において、前記犠牲電極は、前記払拭体が待機位置に位置するときに、前記清掃機構の金属部分に電気的に接続してもよい。 In the above configuration, the sacrificial electrode may be electrically connected to a metal portion of the cleaning mechanism when the wiping body is located at the standby position.
本発明によれば、清掃機構の金属部分に電気的に接続する犠牲電極を設けたため、清掃機構の金属部分の腐食を抑制できる。 According to the present invention, since the sacrificial electrode that is electrically connected to the metal portion of the cleaning mechanism is provided, corrosion of the metal portion of the cleaning mechanism can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る紫外線処理装置の一態様として、船舶に設けられ、船舶のバラスト水(海水)に含まれる微生物等による海洋汚染や公害、生態系の破壊を回避するため、バラスト水を被処理流体として殺菌を行う紫外線処理装置を説明する。
図1は本実施の形態に係る紫外線処理装置を示す平面図であり、図2は図1の縦断面を示す図である。
これらの図に示すように、紫外線処理装置1は、筐体を構成する円筒状の処理槽2と、この処理槽2に内設された棒状の紫外線ランプ体3とを有している。なお、紫外線処理装置1は紫外線ランプ体3を複数備えるが、図2ではそのうちの1体のみを図示し、他は省略している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, as one aspect of the ultraviolet treatment apparatus according to the present invention, in order to avoid marine pollution and pollution caused by microorganisms contained in the ship's ballast water (seawater), pollution, and destruction of the ecosystem. An ultraviolet treatment apparatus that performs sterilization using ballast water as a fluid to be treated will be described.
FIG. 1 is a plan view showing an ultraviolet treatment apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a view showing a longitudinal section of FIG.
As shown in these drawings, the
処理槽2は、その両側方の開口がフランジ4,5により閉塞されている。この処理槽2(フランジ4,5を含む)は、耐紫外線性や剛性に優れた材料、例えばステンレス鋼から形成されている。処理槽2の側面2Aの一方側には、水を導入する円筒状の導入ポート(入口)6が配設され、また、側面2Aの他方側には、殺菌処理した水を導出する円筒状の導出ポート(出口)7が配設されている。これらの導入ポート6及び導出ポート7は処理槽2の中心軸Cと直交するように同軸に設けられており、紫外線処理装置1は平面視で十字状に形成されている。導入ポート6からは、図示しないポンプによって、殺菌前の水が所定の流量(或いは流圧)を保ちながら処理槽2内に導入され、その流圧によって処理槽2内を他方側の導出ポート7に向かって移動する。そして、水は処理槽2内を移動中に上記紫外線ランプ体3による紫外線の照射を受けて殺菌され導出ポート7から外部に吐出される。
The
紫外線ランプ体3は、直管状の紫外線ランプ8と、この紫外線ランプ8を装着する例えば石英ガラスから形成された紫外線透過性の円筒管としてのランプスリーブ(保護管)9とを有している。
ランプスリーブ9は、処理槽2の中心軸Cと平行に延在し、両側方のフランジ4,5を貫通するように設けられ、その両端が開口している。フランジ4,5のそれぞれには、処理槽2の外部にケース11,12が固定されており、ランプスリーブ9の両端開口はケース11,12内に位置している。各ケース11,12は着脱自在な蓋体13,14を有しており、この蓋体13,14を取り外すことにより紫外線処理装置1のメンテナンスが可能となる。
上記紫外線ランプ8は、ランプスリーブ9に装着した際に、導入ポート6及び導出ポート7の孔径の大きさをカバーする程度の長さを有して構成されており、導入ポート6から導出ポート7に至る流路の全範囲にわたって紫外線が照射される。
The
The lamp sleeve 9 extends parallel to the central axis C of the
The ultraviolet lamp 8 has a length that covers the size of the hole diameter of the
紫外線処理装置1には、ランプスリーブ9の表面を清掃する清掃機構20が設けられている。清掃機構20の構成について詳述すると、ランプスリーブ9には、環状のクリーニングブラシ(払拭体)21が嵌め込まれ、各クリーニングブラシ21がクリーニングブラシサポート22によって支持されている。
処理槽2の中心軸C上には、処理槽2を貫通するボールねじ(駆動体)23が配置され、ボールねじ23は処理槽2に固定されている。このボールねじ23にはボールねじナット24が螺合し、このボールねじナット24に移動体としてのクリーニングプレート32が連結されている。クリーニングプレート32には、上記クリーニングブラシサポート22が支持され、クリーニングプレート32はクリーニングブラシ21を保持する保持部材を構成している。
The ultraviolet
On the central axis C of the
また、処理槽2のフランジ5側外部には、フランジ5に固定されたモータ支持部25に支持されて駆動モータ26が配設され、この駆動モータ26の出力軸26A及び上記ボールねじ23の端部が回転力伝達機構27によって連結されている。なお、駆動モータ26は、必要に応じて防水モータとしてもよい。これらモータ支持部25、駆動モータ26及び回転力伝達機構27は、ケース12によって覆われている。
Further, a
以上の構成の下、駆動モータ26によってボールねじ23が回転駆動されると、このボールねじ23にボールねじナット24によって連結されたクリーニングプレート32が処理槽2内をガイドシャフト29に沿って移動する。そして、このクリーニングプレート32の移動に伴ってクリーニングブラシ21がランプスリーブ9の外周表面を払拭することでランプスリーブ9の清掃が行われることになる。
Under the above configuration, when the
上記クリーニングプレート32は、通常時(非清掃時)、紫外線の影を生じさせないようにすべく、処理槽2のフランジ5近傍であって、少なくとも導入ポート6及び導出ポート7よりも外側の位置(待機位置)に停留する。
そして、ランプスリーブ9を清掃するときには、駆動モータ26の駆動に伴って、処理槽2のフランジ4側であって、少なくとも紫外線ランプ8の発光部より外側、すなわち紫外線ランプ8の端部の電極付近よりも外側の位置を折り返し点として、クリーニングプレート32を処理槽2内で往復移動する。この往復移動に伴ってクリーニングブラシ21がランプスリーブ9の外周表面を払拭することとなり、これによりランプスリーブ9の清掃が行われ、ランプスリーブ9の汚れによる紫外線の出力低下が防止される。なお、待機位置をフランジ4側に、折り返し点をフランジ5側に設定してもよい。
The
When the lamp sleeve 9 is cleaned, as the
クリーニングブラシ21は、殺菌作用のある波長220nm以上(例えば、254nm付近)の紫外線に対する耐久性(耐紫外線性)が十分な樹脂材料、例えばフッ素ゴムで形成されている。同様に、クリーニングブラシサポート22も、耐紫外線性に優れた樹脂材料で形成されている。
一方、クリーニングプレート32は、耐紫外線性や剛性に優れた材料、例えばステンレス鋼から形成されている。同様に、ボールねじ23も、耐紫外線性や剛性に優れた材料、例えばステンレス鋼から形成されている。
The
On the other hand, the
ボールねじナット24には、ボールねじ23と機械的な摺動を伴うため、通常、金属(例えば、銅)製のボールベアリングを使用し、ボールねじ23とボールベアリングとの間を油脂等の潤滑剤で潤滑する必要がある。しかしながら、腐食性の高い被処理流体内にあり、且つ、紫外線の照射がある条件においては、金属製のボールベアリングは早期に腐食してしまう上、油脂等の潤滑剤は紫外線によって変質してしまうため使用することができない。一方、金属製のボールねじ23と金属製のボールベアリングを直接接触させた状態で使用したのでは、ボールねじ23及びボールベアリングは水中に配置されていたとしても比較的短期間で摩耗してしまい、正常に動作させることができない。
Since the
そこで本実施の形態のボールねじナット24は、耐摩耗性に優れた材料、例えばポリエチレンテレフタラート(PET)等の合成樹脂から形成され、紫外線ランプ体3が放射する紫外線によるボールねじナット24の劣化を防ぐために、ボールねじナット24の表面が紫外線に晒されるのを防止するステンレス鋼製のカバー24Aがボールねじナット24に取り付けられている。このカバー24Aはクリーニングプレート32に接触するように設けられている。
Therefore, the
紫外線処理装置1が殺菌する被処理流体は、金属に対して腐食性の高い海水であるため、ステンレス鋼から形成される処理槽2には犠牲電極35が装着されている。犠牲電極35は、処理槽2等に使用されるステンレス鋼等の金属より電位が卑な材料である例えば炭素鋼、亜鉛、アルミニウム等で形成される。犠牲電極35は、消耗によって定期的な交換を必要とするため、フランジ5に、フランジ5の外側から取り外し可能に取り付けられている。なお、犠牲電極35は、処理槽2の任意の位置に装着可能である。
この犠牲電極35により、処理槽2を介して犠牲電極35に電気的に接続されているボールねじ23等の金属部材は防食される。一方、犠牲電極35に電気的に接続されていない金属部品であるクリーニングプレート32やカバー24Aは、そのままでは被処理流体により腐食するおそれがある。
Since the fluid to be treated to be sterilized by the
With this
これらのクリーニングプレート32やカバー24Aに別途犠牲電極を装着することで防食効果を得られるが、クリーニングプレート32やカバー24Aは処理槽2内に配置されていて容易にメンテナンスすることができないため、消耗によって定期的な交換を必要とする犠牲電極をクリーニングプレート32やカバー24Aに装着することは得策でない。
そこで、本実施の形態では、犠牲電極35を、清掃機構20のクリーニングプレート32やカバー24Aに電気的に接続するように構成している。より詳細には、クリーニングプレート32と電気的に接続する接触子40を処理槽2に設けている。
An anticorrosion effect can be obtained by separately attaching a sacrificial electrode to the
Therefore, in the present embodiment, the
図3は、図2の接触子40を拡大して示す図である。
接触子40は、犠牲電極35より電位が貴な材料、例えばステンレス鋼で形成されている。この接触子40は、図3に示すように、クリーニングプレート32の移動方向においてクリーニングプレート32と対向する位置のフランジ5に固定されており、クリーニングプレート32が待避位置に位置するときに、接触子40の先端の接触部40Aがクリーニングプレート32に接触する長さを有して構成されている。本実施の形態の接触部40Aは弾性変形する弾性部材41となっており、この弾性部材41は、図3に示すばね(例えば、板ばね)の他、弾性材料を用いて形成することができる。
一方、クリーニングプレート32には、接触子40と接触する位置に、接触面50が形成されている。これらの接触部40A(弾性部材41)及び接触面50は、金メッキ等の海水に対して優れた耐食性を有する物質で覆われている。
FIG. 3 is an enlarged view of the
The
On the other hand, a
次に、本実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態では、犠牲電極35が、処理槽2と電気的に接続していないクリーニングプレート32やカバー24A等の清掃機構20の金属部分に電気的に接続するように、クリーニングプレート32に電気的に接続する接触子40を処理槽2に設けたため、犠牲電極35が処理槽2及び接触子40を介してクリーニングプレート32に電気的に接続されることとなり、清掃機構20の金属部分(クリーニングプレート32やカバー24A)の腐食を防止できる。
Next, the operation of the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the
ここで、クリーニングプレート32は、常時往復動作をさせる必要がないため、通常は被処理流体に紫外線を照射するのを阻害しない待機位置に配置されており、清掃動作が必要なときのみに往復動作する。つまり、クリーニングプレート32は、紫外線処理装置1の運転時間のほとんどにおいて待機位置にとどまり、清掃動作のために待機位置を離れている時間はわずかである。例えば、1日に1回10分間の清掃動作を行う場合、クリーニングプレート32が待機位置を離れている時間は1日の0.7%に満たない。そのため、クリーニングプレート32に対し、99.3%の時間において防食効果を与えることで、実質的に常時防食の効果を与えることにほぼ等しくなる。
Here, since the
本実施の形態では、接触子40を、クリーニングブラシ21が待機位置に位置するときに、清掃機構20のクリーニングプレート32やカバー24A等の金属部分に電気的に接続するように設けたため、クリーニングプレート32と接触する接触子40を処理槽2に設けると言った簡単な構成で、処理槽2と電気的に接続していない清掃機構20の金属部分を十分に防食できる。そして、犠牲電極35を交換するだけで、クリーニングプレート32及びカバー24Aも処理槽2とほぼ同じだけの腐食寿命を有することが可能となる。
In the present embodiment, the
しかも、接触子40の接触部40Aは弾性部材41となっているため、清掃機構20の制御機構の構成等によってクリーニングプレート32の停止位置が多少変動する場合であっても、弾性部材41によりクリーニングプレート32の位置ずれが吸収される。これより、クリーニングプレート32と接触子40とを確実に接触させることができるので、クリーニングプレート32及びカバー24Aを確実に防食できる。
In addition, since the
以上説明したように、本実施の形態によれば、ランプスリーブ9に沿ってクリーニングブラシ21を往復移動して当該ランプスリーブ9の表面を清掃する清掃機構20を設け、清掃機構20のクリーニングプレート32やカバー24A等の金属部分に電気的に接続する犠牲電極35を備える構成とする。この構成により、清掃機構20の金属部分が処理槽2と電気的に接続していない場合であっても、清掃機構20の金属部分の腐食を抑制できる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、犠牲電極35は、クリーニングブラシ21が待機位置に位置するときに、清掃機構20のクリーニングプレート32やカバー24A等の金属部分に電気的に接続する構成とした。この構成により、例えば、クリーニングプレート32と接触する接触子40を処理槽2に設けると言った簡単な構成で、処理槽2と電気的に接続していない清掃機構20の金属部分を十分に防食できる。
Further, according to the present embodiment, the
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、処理槽2に接触子40を設け、クリーニングプレート32に接触面50を設けたが、これとは逆に、処理槽2に接触面50を設け、クリーニングプレート32に接触子40を設けてもよい。また、処理槽2及びクリーニングプレート32の両方に接触子を設けてもよい。
また、上記実施の形態では、接触子40の接触部40A(弾性部材41)と、クリーニングプレート32の接触面50とは、金メッキ等の海水に対して優れた耐食性を有する物質で覆われていたが、接触部40A及びクリーニングプレート32の接触部自体を耐食性に優れた材料で形成してもよい。
However, the above embodiment is an aspect of the present invention, and it is needless to say that the embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above embodiment, the
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施の形態では、接触子40に弾性部材41を設けたが、クリーニングプレート32に弾性部材41を設けてもよい。また、この弾性部材41は省略してもよい。
また、上記実施の形態では、接触子40をクリーニングプレート32に接触させていたが、犠牲電極35から電気的に独立する他の金属部材(例えば、カバー24A)に接触させてもよい。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、接触子40と接触面50は、クリーニングプレート32の移動方向において対向する位置関係で配置されているが、これに限られるものではなく、例えば、クリーニングプレート32の側面(処理槽2の側面2A側の面)に接触面を配置し、クリーニングプレート32の側面の接触面に接触するように接触子を設けてもよい。
また、上記実施の形態では、接触子40を、クリーニングブラシ21が待機位置に位置するときに、清掃機構20の金属部分に電気的に接続させていたが、これに限定されるものではなく、例えば、清掃機構20の金属部分と処理槽2(犠牲電極)を可撓性のある電線で接続してもよい。
また、上記実施の形態では、処理槽2から電気的に独立した清掃機構20の金属部分は、クリーニングプレート32やカバー24Aとして説明したが、これに限定されるものではなく、清掃機構20の構成によって生じる処理槽2から電気的に独立した金属部分であればよい。
In the above embodiment, the
Moreover, in the said embodiment, when the cleaning
Moreover, in the said embodiment, although the metal part of the
また、本発明では、紫外線処理条件に応じて、中心軸Cの周りに等間隔に複数本の紫外線ランプ体3を設ける等、紫外線ランプ体3の本数や配置・間隔を適宜選定することができる。
Further, in the present invention, the number, arrangement, and interval of the
また、上記実施の形態では、紫外線殺菌装置の一例として殺菌対象物が水である流水殺菌装置を例示したが、これに限らず、処理槽に紫外線ランプを内設し、殺菌対象物をこの処理槽内で移動させて紫外線殺菌装置であれば、任意の装置に本発明を適用することが可能である。また、殺菌対象物は、流体全般に適用することが可能であり、水などの液体、空気などの気体を例示することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the running water sterilization apparatus whose sterilization target object is water was illustrated as an example of an ultraviolet sterilization apparatus, it is not restricted to this, An ultraviolet lamp is installed in a processing tank, and this sterilization target object is processed by this process. The present invention can be applied to any device as long as it is moved in the tank and is an ultraviolet sterilizer. Moreover, the sterilization target can be applied to all fluids, and examples thereof include liquids such as water and gases such as air.
1 紫外線処理装置
2 処理槽
8 紫外線ランプ
9 ランプスリーブ(保護管)
20 清掃機構
21 クリーニングブラシ(払拭体)
24A カバー(金属部分)
32 クリーニングプレート(金属部分)
35 犠牲電極
40 接触子
1
20
24A Cover (metal part)
32 Cleaning plate (metal part)
35
Claims (2)
前記保護管に沿って払拭体を往復移動して当該保護管の表面を清掃する清掃機構を設け、
前記清掃機構の金属部分に電気的に接続する犠牲電極を備えたことを特徴とする紫外線処理装置。 An ultraviolet ray in which a protection tube into which an ultraviolet lamp is inserted is provided in the treatment tank, a fluid to be treated is circulated in the treatment tank, and ultraviolet rays emitted from the ultraviolet lamp are irradiated to the fluid to be treated through the protection tube. In the processing device,
Providing a cleaning mechanism for reciprocating the wiping body along the protective tube to clean the surface of the protective tube;
An ultraviolet treatment apparatus comprising a sacrificial electrode electrically connected to a metal portion of the cleaning mechanism.
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