JP6244080B2 - UV irradiation equipment - Google Patents

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Description

本発明は、紫外線照射装置に係り、特に、流体を通流させるチューブの外から紫外線を照射する紫外線照射装置に関する。   The present invention relates to an ultraviolet irradiation device, and more particularly to an ultraviolet irradiation device that irradiates ultraviolet rays from outside a tube through which a fluid flows.

従来、流体に紫外線を照射し、流体中の細菌やウイルスの不活化、流体中の有害物質の分解などに用いられる紫外線照射装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there are known ultraviolet irradiation apparatuses that are used for irradiating a fluid with ultraviolet rays, inactivating bacteria and viruses in the fluid, decomposing harmful substances in the fluid, and the like.

例えば、特許文献1には、筐体内に、紫外線透過性を有するチューブをらせん状に巻いて配置し、らせんの内側に紫外線ランプを配置してチューブ内に流体を通流させ、チューブの外から紫外線を照射する、所謂、外照式の紫外線照射装置が提案されている。特に、同文献は、紫外線透過率の高いポリテトラフルオロエチレン製のチューブをらせん状に配置すると、紫外線ランプから照射された紫外線の一部はらせん状に巻かれた管内の被照射流体に直接吸収され、残りはチューブ間で繰り返し反射して次第に流体に吸収されるから、紫外線の利用効率を向上できるとしている。このようなチューブをらせん状に巻いた外照式の紫外線照射装置は、チューブ径を小さくし、また、らせんにより流体が攪拌されるので、透過率の低い流体に対しても紫外線を有効に照射できる。   For example, in Patent Document 1, a tube having ultraviolet transparency is spirally wound in a housing, an ultraviolet lamp is disposed inside the spiral, and a fluid is allowed to flow through the tube. A so-called external illumination type ultraviolet irradiation device that irradiates ultraviolet rays has been proposed. In particular, in this document, when a tube made of polytetrafluoroethylene having a high ultraviolet transmittance is arranged in a spiral shape, a part of the ultraviolet ray emitted from the ultraviolet lamp is directly absorbed by the irradiated fluid in the spirally wound tube. The remainder is repeatedly reflected between the tubes and gradually absorbed by the fluid, so that the utilization efficiency of ultraviolet rays can be improved. Such an externally-illuminated UV irradiation device with a spirally wound tube reduces the tube diameter and the fluid is stirred by the helix, effectively irradiating UV light even to fluids with low transmittance it can.

特開2004−66045号公報JP 2004-66045 A

しかし、特許文献1によれば、次のような問題がある。すなわち、紫外線の透過率が低い流体に紫外線を照射する場合、紫外線の照射量を大きくするためにチューブの肉厚を薄くすることが好ましい。ところが、チューブの肉厚を薄くするとチューブの剛性や耐圧性が低下するので、流体の通流で生じるウォーターハンマー等の衝撃によってチューブが振動し、そのチューブの振動によってチューブや紫外線ランプが破損するおそれがある。   However, according to Patent Document 1, there are the following problems. That is, when irradiating a fluid having a low transmittance of ultraviolet rays with ultraviolet rays, it is preferable to reduce the thickness of the tube in order to increase the irradiation amount of ultraviolet rays. However, if the tube thickness is reduced, the rigidity and pressure resistance of the tube will decrease, so the tube may vibrate due to the impact of a water hammer or the like generated by the flow of fluid, and the tube or UV lamp may be damaged by the vibration of the tube. There is.

このような問題を解決するために、らせん状に巻いた紫外線透過性のチューブをしっかりと支持して固定することが望ましい。例えば、らせんの内側と外側に配置した帯状の支持部材でチューブを挟んで固定したり、チューブのらせんに帯状の支持部材を当てて、チューブを支持部材にバンドで固定する等の方法が考えられる。しかし、これらの方法では、支持部材によって紫外線の照射が遮られるので、被照射流体への紫外線の照射が減少するという問題がある。   In order to solve such a problem, it is desirable to firmly support and fix the spirally wound UV-transmitting tube. For example, a method is conceivable in which the tube is sandwiched and fixed by a belt-like support member disposed inside and outside the spiral, or the tube is fixed to the support member with a band by applying the belt-like support member to the spiral of the tube. . However, these methods have a problem that the irradiation of ultraviolet rays to the fluid to be irradiated is reduced because the irradiation of the ultraviolet rays is blocked by the support member.

本発明が解決しようとする課題は、被照射流体を流通させるらせん状に巻回したチューブの肉厚を薄くでき、紫外線照射を遮ることなくしっかりと支持固定でき、紫外線の透過率が低い被照射流体に用いるのに好適な紫外線照射装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that the thickness of a spirally wound tube that circulates the fluid to be irradiated can be reduced, and can be firmly supported and fixed without blocking ultraviolet irradiation, and the irradiation with low ultraviolet transmittance is low. An object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation device suitable for use in a fluid .

上記の課題を解決するため、本発明の紫外線照射装置は、紫外線透過性を有するフッ素樹脂製のチューブが金属で形成された支持パイプの外周面にらせん状に巻き付けられて支持され、チューブから離して支持パイプの外側に複数の紫外線ランプが配置され、支持パイプを支持するとともに複数の紫外線ランプを包囲する筐体が設けられ、チューブに流体を通流させて紫外線を照射することを特徴とする。 To solve the above problems, an ultraviolet irradiation apparatus of the present invention is supported wound spirally on the outer peripheral surface of the supporting lifting pipe made of fluorocarbon resin tube having a UV transparent is formed of a metal, tubing A plurality of ultraviolet lamps are disposed outside the support pipe apart from the support pipe, and a housing for supporting the support pipe and surrounding the plurality of ultraviolet lamps is provided, and fluid is passed through the tube to irradiate ultraviolet rays. And

すなわち、金属で形成された支持パイプの外周面にチューブを支持して固定し、支持パイプの外側に複数の紫外線ランプが配置しているから、被照射流体の流路であるチューブの肉厚を薄くしてチューブの紫外線透過率を上げることができる。また、チューブは内圧に強いから、必要な内圧に耐えられるようにチューブの肉厚を設定できる。一方、チューブを金属で形成された支持パイプに巻き付けて支持させたから、チューブをしっかりと支持固定することができ、チューブの振動によってチューブやチューブの周囲に配置される紫外線ランプが破損することを防止できる。 That is, the tube is supported and fixed on the outer peripheral surface of the support pipe made of metal, and a plurality of ultraviolet lamps are arranged outside the support pipe. It can be made thinner to increase the UV transmittance of the tube. Further, since the tube is resistant to internal pressure, the thickness of the tube can be set so that it can withstand the required internal pressure. On the other hand, since the tube is wrapped around and supported by a metal support pipe , the tube can be firmly supported and fixed , preventing the tube from damaging the tube and the UV lamp around the tube. it can.

さらに、金属で形成された支持パイプの外周面にチューブをらせん状に巻き付けてチューブを支持して固定したから、チューブのらせんの外側に紫外線ランプを配置することにより、紫外線ランプから照射された紫外線がチューブの支持部材によって遮られることはないので、紫外線の照射量が低減されることはない。 Furthermore, since the tube is spirally wound around the outer periphery of the support pipe made of metal and the tube is supported and fixed, ultraviolet rays emitted from the ultraviolet lamp can be obtained by placing an ultraviolet lamp outside the spiral of the tube. Is not blocked by the support member of the tube, the amount of ultraviolet irradiation is not reduced.

以上述べたように、本発明によれば、紫外線透過率が低い流体を照射対象とする紫外線照射装置を実現できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize an ultraviolet irradiation device that targets a fluid having a low ultraviolet transmittance as an irradiation target.

また、らせん状のチューブが巻き付けられる支持パイプの外周面で紫外線を反射させるようにすることが好ましい。これによれば、チューブと被照射流体を透過した紫外線やチューブ間の隙間を通過した紫外線が筒体の外周面で反射し、再びチューブ内を流通する被照射流体に照射するので、紫外線の利用効率を向上できる。この場合、支持パイプを紫外線反射性を有する金属で形成することができる。或いは、金属で形成した支持パイプの外周面に紫外線反射性を有する金属等によって反射膜を形成することができる。例えば、支持パイプや反射膜を金属で形成する場合は、紫外線の反射率が高いアルミニウム、例えば、純度が90%以上のアルミニウムを用いることが好ましい。 Moreover, it is preferable to reflect an ultraviolet-ray in the outer peripheral surface of the support pipe around which a spiral tube is wound. According to this, the ultraviolet rays that have passed through the tube and the fluid to be irradiated and the ultraviolet rays that have passed through the gap between the tubes are reflected by the outer peripheral surface of the cylindrical body, and again irradiate the irradiated fluid that circulates in the tube. Efficiency can be improved. In this case, the support pipe can be formed of a metal having ultraviolet reflectivity. Alternatively, the reflective film can be formed of a metal having ultraviolet reflectivity on the outer peripheral surface of the support pipe formed of metal . For example, when the support pipe and the reflection film are made of metal, it is preferable to use aluminum having high ultraviolet reflectance, for example, aluminum having a purity of 90% or more.

また、紫外線の照射によってチューブやチューブ内の被照射流体の温度が上がり、チューブや流体が劣化するおそれがある。このような場合は、支持パイプを熱伝導性の高いもので形成し、支持パイプ内に冷媒を通流させてチューブや被照射流体を冷却することが好ましい。 In addition, the temperature of the tube and the fluid to be irradiated in the tube may increase due to the irradiation of ultraviolet rays, and the tube and the fluid may be deteriorated. In such a case, it is preferable that the support pipe is formed of a material having high thermal conductivity, and the refrigerant is passed through the support pipe to cool the tube and the irradiated fluid.

一方、紫外線の照射量を計測する場合、複数の紫外線ランプの照度を計測可能な紫外線照度計を支持筒体内に配置し、複数の紫外線ランプに対応する位置の支持筒体の筒壁に開口を形成する。これによれば、チューブと被照射流体を透過して筒体内に入射した紫外線の照度を計測することができる。   On the other hand, when measuring the amount of ultraviolet irradiation, an ultraviolet illuminance meter that can measure the illuminance of multiple ultraviolet lamps is placed in the support cylinder, and an opening is formed in the cylindrical wall of the support cylinder at a position corresponding to the multiple ultraviolet lamps. Form. According to this, it is possible to measure the illuminance of ultraviolet rays that have passed through the tube and the fluid to be irradiated and entered the cylindrical body.

また、筐体の内面にアルミニウムなどで反射膜を形成して紫外線を筐体内で反射させることができる。これによれば、チューブから外れた紫外線が反射膜で反射してチューブに照射されるから、紫外線の利用効率を向上できる。   In addition, a reflective film can be formed of aluminum or the like on the inner surface of the casing to reflect ultraviolet rays within the casing. According to this, since the ultraviolet rays removed from the tube are reflected by the reflection film and irradiated onto the tube, the utilization efficiency of the ultraviolet rays can be improved.

本発明によれば、被照射流体を流通させるらせん状に巻回したチューブの肉厚を薄くでき、紫外線照射を遮ることなくしっかりと支持固定でき、紫外線の透過率が低い被照射流体に用いるのに好適な紫外線照射装置を提供することができる。 According to the present invention, the thickness of the spirally wound tube that circulates the irradiated fluid can be reduced, and the tube can be firmly supported and blocked without blocking the ultraviolet irradiation, and used for the irradiated fluid having a low ultraviolet transmittance. It is possible to provide a suitable ultraviolet irradiation apparatus .

本発明の実施形態1の紫外線照射装置の側断面図である。It is a sectional side view of the ultraviolet irradiation device of Embodiment 1 of the present invention. 図1の枠1の部分の拡大図である。It is an enlarged view of the part of the frame 1 of FIG. 図1の線A−Aの断面図である。It is sectional drawing of line AA of FIG. 図1の線B−Bの断面図である。It is sectional drawing of line BB of FIG. 本発明の実施形態1の紫外線照射装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the ultraviolet irradiation device of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態2の紫外線照射装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the ultraviolet irradiation device of Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態3の紫外線照射装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the ultraviolet irradiation device of Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施形態4の紫外線照射装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the ultraviolet irradiation device of Embodiment 4 of the present invention.

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。
(実施形態1)
図1〜5に示すように、実施形態1の紫外線照射装置は、紫外線の照射対象である被照射流体が通流する流路であるチューブの外に紫外線ランプを配置し、流路の外から紫外線を照射する、所謂、外照式の紫外線照射装置である。紫外線照射装置は、紫外線透過性を有するチューブ3が筒体である支持パイプ5の外周面にらせん状に巻き付けられ、支持パイプ5の軸回りにチューブ3から離して複数の紫外線ランプ7が配置され、支持パイプ5を支持するとともに複数の紫外線ランプ7を包囲する内側ケース9と、内側ケース9を覆う外側ケース11が設けられ、チューブ3内を通流する被照射流体に紫外線ランプ7から紫外線を照射するようになっている。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1-5, the ultraviolet irradiation device of Embodiment 1 arrange | positions an ultraviolet lamp out of the tube which is a flow path through which the to-be-irradiated fluid which is the irradiation object of ultraviolet rays flows, and from the outside of a flow path This is a so-called external illumination type ultraviolet irradiation device that irradiates ultraviolet rays. In the ultraviolet irradiation device, a tube 3 having ultraviolet transparency is spirally wound around the outer peripheral surface of a support pipe 5 that is a cylindrical body, and a plurality of ultraviolet lamps 7 are arranged around the axis of the support pipe 5 away from the tube 3. An inner case 9 that supports the support pipe 5 and surrounds the plurality of ultraviolet lamps 7 and an outer case 11 that covers the inner case 9 are provided, and ultraviolet rays from the ultraviolet lamp 7 are applied to the irradiated fluid that flows through the tube 3. It comes to irradiate.

チューブ3は、例えば、フッ素樹脂によって中空円筒に形成された管をらせん状に巻いたコイルチューブであり、被照射流体が通流する流路になっている。チューブ3の一端側は、図示していない被照射流体の流入配管に接続され、他端側は被照射流体の流出配管に接続されている。なお、チューブ3に用いるフッ素樹脂は、例えば、FEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂)、PFA(四フッ化エチレン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などを用いることができる、   The tube 3 is, for example, a coil tube formed by spirally winding a tube formed of a fluororesin into a hollow cylinder, and is a flow path through which a fluid to be irradiated flows. One end side of the tube 3 is connected to an inflow pipe for the irradiated fluid (not shown), and the other end side is connected to an outflow pipe for the irradiated fluid. As the fluororesin used for the tube 3, for example, FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer resin), PFA (tetrafluoroethylene), PTFE (polytetrafluoroethylene), or the like can be used. ,

支持パイプ5は、金属、例えば、アルミニウムによって中空円筒に形成され、外周面にチューブ3がらせん状に巻き付けられて支持固定されるようになっている。支持パイプ5は寝かして配置され、後述するフック13によって内側ケース9に支持されるようになっている。   The support pipe 5 is formed into a hollow cylinder from metal, for example, aluminum, and the tube 3 is wound around the outer peripheral surface in a spiral shape to be supported and fixed. The support pipe 5 is laid down and is supported by the inner case 9 by a hook 13 described later.

複数の紫外線ランプ7は、チューブ3から離して支持パイプ5の軸回りに、例えば、等間隔に配置されている。各紫外線ランプ7は、例えば、両端に口金15が形成された直管状の紫外線ランプ7であり、各口金15をソケット16に接続することで、点灯し、或いは、消灯するようになっている。   The plurality of ultraviolet lamps 7 are arranged away from the tube 3 and around the axis of the support pipe 5, for example, at equal intervals. Each ultraviolet lamp 7 is, for example, a straight tubular ultraviolet lamp 7 having bases 15 formed at both ends, and is turned on or off by connecting each base 15 to a socket 16.

内側ケース9は、箱型に形成され、チューブ3、支持パイプ5及び紫外線ランプ7を収容可能になっている。内側ケース9は、例えば、紫外線を反射するアルミニウムなどの反射板で形成されている。これにより、複数の紫外線ランプ7から照射された紫外線を内側ケース9内に繰り返し反射し、チューブ3に照射するようになっている。内側ケース9には、支持パイプ5を支持する一対のフック13が設けられている。各フック13は、内側ケース9の内面から垂下させて水平方向に折り曲げた形状のL字型に形成されている。各フック13の水平部分は、支持パイプ5内に挿入され、支持パイプ5を支持するようになっている。これにより、支持パイプ5の延在方向を水平方向に一致させて内側ケース9内に支持できるようになっている。内側ケース9の両端には、板部材18が支持されている。板部材18は、支持パイプ5の端部から突出しているチューブ3が挿入され支持される開口が形成されている。板部材18の内側の壁には、チューブ3の径に対応する穴が形成され、チューブ3を板部材18の内側の壁から引き出せるようになっている。   The inner case 9 is formed in a box shape and can accommodate the tube 3, the support pipe 5 and the ultraviolet lamp 7. The inner case 9 is formed of a reflector such as aluminum that reflects ultraviolet rays. Thereby, the ultraviolet rays irradiated from the plurality of ultraviolet lamps 7 are repeatedly reflected in the inner case 9 and irradiated to the tube 3. The inner case 9 is provided with a pair of hooks 13 that support the support pipe 5. Each hook 13 is formed in an L-shape that is suspended from the inner surface of the inner case 9 and bent in the horizontal direction. The horizontal portion of each hook 13 is inserted into the support pipe 5 and supports the support pipe 5. Thus, the extending direction of the support pipe 5 can be supported in the inner case 9 so as to coincide with the horizontal direction. Plate members 18 are supported at both ends of the inner case 9. The plate member 18 has an opening in which the tube 3 protruding from the end of the support pipe 5 is inserted and supported. A hole corresponding to the diameter of the tube 3 is formed in the inner wall of the plate member 18 so that the tube 3 can be pulled out from the inner wall of the plate member 18.

外側ケース11は、内側ケース9に対応する箱型に形成され、内側ケース9を覆うようになっている。外側ケース11の壁には、外部の空気を吸い込む吸気口17と、外側ケース11内の空気を外部に排出する排気口19が形成されている。吸気口17にはフィルターが設けられており、排気口19にはファンが設けられている。これにより、外側ケース11の外部の空気をフィルターを通じて清澄化させた後に外側ケース11内に通流させて装置内を冷却し、装置の温度が上昇するのを抑制するようになっている。   The outer case 11 is formed in a box shape corresponding to the inner case 9 and covers the inner case 9. The wall of the outer case 11 is formed with an intake port 17 for sucking outside air and an exhaust port 19 for discharging the air inside the outer case 11 to the outside. The intake port 17 is provided with a filter, and the exhaust port 19 is provided with a fan. Thereby, after air outside the outer case 11 is clarified through a filter, the air is passed through the outer case 11 to cool the inside of the device, and the temperature of the device is prevented from rising.

このように形成される本実施形態の紫外線照射装置1の作用を説明する。なお、ここでは、紫外線の透過率が低い被照射流体は、例えば、家畜の屎尿処理に用いられ活性汚泥槽の上澄み液であり、この上澄み液に紫外線を照射して上澄み液中のウイルスを不活化処理する場合を一例として説明する。なお、説明をわかりやすくするため、紫外線照射前の被照射流体を原水といい、設定量の紫外線が照射された被照射流体を処理水ということがある。   The operation of the ultraviolet irradiation device 1 of the present embodiment formed in this way will be described. Here, the irradiated fluid having a low ultraviolet transmittance is, for example, the supernatant liquid of an activated sludge tank used for the treatment of livestock excreta, and the supernatant liquid is irradiated with ultraviolet rays so that viruses in the supernatant liquid are not removed. A case where the activation process is performed will be described as an example. For easy understanding, the irradiated fluid before ultraviolet irradiation is sometimes referred to as raw water, and the irradiated fluid irradiated with a set amount of ultraviolet rays is sometimes referred to as treated water.

複数の紫外線ランプ7が点灯している状態で、図示していない活性汚泥槽から流入配管を介して上澄み液(原水)がチューブ3内に流入する。チューブ3内に流入した原水は、外側ケース11から内側ケース9に流入し、らせん状に巻かれたチューブ3内に導かれる。らせん状のチューブ3内を通流する原水に対して、複数の紫外線ランプ7から紫外線が照射される。この際、チューブ3の紫外線透過率を上げるため、チューブ3が内圧に耐えられる範囲でチューブ3の肉厚を薄く形成すると、原水の通流による衝撃によってチューブ3が振動し、チューブ3が損傷するおそれがある。しかし、本実施形態は、原水の通流による衝撃に耐え得るようにチューブ3は支持パイプ5に支持して固定しているから、チューブ3が動くことはない。その結果、原水の通流によって生じるチューブ3の振動が抑制できるから、チューブ3が損傷することを防止でき、また、チューブ3が振動して紫外線ランプ7に衝突することによる紫外線ランプ7の損傷を防止できる。   In the state where the plurality of ultraviolet lamps 7 are lit, the supernatant liquid (raw water) flows into the tube 3 through an inflow pipe from an activated sludge tank (not shown). The raw water that has flowed into the tube 3 flows from the outer case 11 into the inner case 9 and is guided into the spirally wound tube 3. The raw water flowing through the spiral tube 3 is irradiated with ultraviolet rays from the plurality of ultraviolet lamps 7. At this time, in order to increase the ultraviolet transmittance of the tube 3, if the tube 3 is thinly formed within a range in which the tube 3 can withstand the internal pressure, the tube 3 is vibrated by an impact caused by the flow of raw water, and the tube 3 is damaged. There is a fear. However, in the present embodiment, the tube 3 does not move because the tube 3 is supported and fixed to the support pipe 5 so as to withstand the impact caused by the flow of raw water. As a result, the vibration of the tube 3 caused by the flow of raw water can be suppressed, so that the tube 3 can be prevented from being damaged, and damage to the ultraviolet lamp 7 caused by the tube 3 vibrating and colliding with the ultraviolet lamp 7 can be prevented. Can be prevented.

チューブ3のらせん部を通流する原水は、らせんに沿って攪拌されながら通流するので、透過率の低い活性汚泥槽の上澄み液に紫外線を均一に照射できる。これにより、原水中のウイルスを不活化処理できる。紫外線の照射によって不活化処理された処理水は、外側ケース11から流出管路に流出され、必要なら適宜処理されて河川等に排出される。   Since the raw water flowing through the spiral portion of the tube 3 flows while being stirred along the spiral, it is possible to uniformly irradiate ultraviolet light onto the supernatant liquid of the activated sludge tank having a low transmittance. Thereby, the virus in raw | natural water can be inactivated. The treated water that has been inactivated by the irradiation of ultraviolet rays flows out from the outer case 11 to the outflow pipe, is appropriately treated if necessary, and is discharged into a river or the like.

一方、チューブ3や原水を透過したりチューブ3間の隙間を通過した紫外線は、アルミ製の支持パイプ5の外周面で反射する。この反射により、紫外線を再度チューブ3内の原水に向けて照射できるので、紫外線の利用効率を向上できる。また、支持パイプ5に当たった紫外線を反射させることで、紫外線による支持パイプ5の加熱を抑制でき、支持パイプ5が加熱されてチューブ3が加熱されることによるチューブ3や原水の劣化を低減できる。   On the other hand, the ultraviolet rays that have passed through the tube 3 and raw water or passed through the gaps between the tubes 3 are reflected by the outer peripheral surface of the aluminum support pipe 5. Due to this reflection, ultraviolet rays can be irradiated again toward the raw water in the tube 3, so that the utilization efficiency of the ultraviolet rays can be improved. Further, by reflecting the ultraviolet light hitting the support pipe 5, it is possible to suppress the heating of the support pipe 5 by the ultraviolet light, and it is possible to reduce deterioration of the tube 3 and raw water due to the support pipe 5 being heated and the tube 3 being heated. .

また、チューブ3から離れる方向に向かう紫外線は、反射板で形成された内側ケース9内で反射してチューブ3内の原水に照射できるから、原水に照射される紫外線を増加できる。   Moreover, since the ultraviolet rays which go to the direction away from the tube 3 are reflected in the inner case 9 formed of a reflector and can be irradiated to the raw water in the tube 3, the ultraviolet rays irradiated to the raw water can be increased.

このように本実施形態の紫外線照射装置1によれば、原水の流路を内圧に強いチューブ3で形成したから、原水による内圧に耐えられる範囲でチューブの肉厚を薄く設定できる。そして、支持パイプ5でチューブ3を支持して固定しているから、原水の通流によってチューブ3が振動することを防止できるので、チューブ3の振動によるチューブ3や紫外線ランプ7の損傷を抑制できる。これにより、チューブ3の肉厚を薄くしてチューブ3の紫外線透過率を上げることができるから、チューブ3内を通流する原水に対する紫外線照射量を増加できる。   As described above, according to the ultraviolet irradiation device 1 of the present embodiment, the flow path of the raw water is formed by the tube 3 that is resistant to the internal pressure, so that the thickness of the tube can be set thin within a range that can withstand the internal pressure due to the raw water. Since the tube 3 is supported and fixed by the support pipe 5, it is possible to prevent the tube 3 from vibrating due to the flow of raw water, so that damage to the tube 3 and the ultraviolet lamp 7 due to the vibration of the tube 3 can be suppressed. . Thereby, since the wall thickness of the tube 3 can be made thin and the ultraviolet-ray transmittance of the tube 3 can be raised, the ultraviolet irradiation amount with respect to the raw | natural water which flows through the inside of the tube 3 can be increased.

さらに、支持パイプ5の外周面にチューブ3をらせん状に巻き付けてチューブを支持して固定しているので、チューブ3のらせんの外側に紫外線ランプ7を配置することにより、紫外線ランプ7から照射された紫外線がチューブ3の支持部材である支持パイプ5によって遮られることはないから、紫外線の照射量が低減されることはない。   Further, since the tube 3 is spirally wound around the outer peripheral surface of the support pipe 5 to support and fix the tube, by placing the ultraviolet lamp 7 on the outside of the spiral of the tube 3, the ultraviolet ray 7 is irradiated. Since the ultraviolet rays are not blocked by the support pipe 5 which is the support member of the tube 3, the irradiation amount of the ultraviolet rays is not reduced.

すなわち、原水の流路であるチューブ3を支持固定することでチューブ3の肉厚を薄くしてチューブの紫外線透過率を上げ、かつ、チューブ3のらせんの内側に支持パイプ5を配置することで紫外線が遮られることなくチューブ3のらせんの外側から紫外線を照射できるから、原水に対する紫外線の照射量を増加できる。これらにより、紫外線透過率が低い流体、例えば、液層厚1cmにおける紫外線透過率が10%以下の流体を照射対象にすることができるのである。   That is, by supporting and fixing the tube 3 which is a flow path of raw water, the tube 3 is made thinner to increase the ultraviolet transmittance of the tube, and the support pipe 5 is disposed inside the helix of the tube 3. Since the ultraviolet rays can be irradiated from the outside of the spiral of the tube 3 without being blocked by the ultraviolet rays, it is possible to increase the irradiation amount of the ultraviolet rays to the raw water. As a result, a fluid having a low ultraviolet transmittance, for example, a fluid having an ultraviolet transmittance of 10% or less at a liquid layer thickness of 1 cm can be targeted for irradiation.

また、チューブ3を固定しているから、チューブ3が動いて紫外線ランプ7に衝突し紫外線ランプ7が破損することはない。そのため、紫外線ランプ7をチューブ3に近づけて配置できるから、紫外線の照射量を増加でき、紫外線の透過率が低い被照射流体に紫外線を確実に照射できる。   Further, since the tube 3 is fixed, the tube 3 does not move and collide with the ultraviolet lamp 7 and the ultraviolet lamp 7 is not damaged. Therefore, since the ultraviolet lamp 7 can be disposed close to the tube 3, the amount of ultraviolet rays can be increased, and the irradiated fluid with low ultraviolet transmittance can be reliably irradiated with ultraviolet rays.

また、らせん状のチューブ3を固定することなく水平方向に寝かすと、チューブ3が垂れ下がって破損するおそれがある。しかし、本実施形態は、らせん状のチューブ3を支持パイプ5に固定しているから、水平方向に寝かして配置してもチューブ3が垂れ下がらない。そのため、らせん状のチューブ3を鉛直方向に立てるか、水平方向に寝かすかを選択できるから、装置設計や設置場所の自由度を向上できる。   In addition, if the spiral tube 3 is laid down horizontally without being fixed, the tube 3 may hang down and be damaged. However, in this embodiment, since the spiral tube 3 is fixed to the support pipe 5, the tube 3 does not hang down even when placed in the horizontal direction. Therefore, it is possible to select whether the spiral tube 3 is set up in the vertical direction or laid down in the horizontal direction, so that the degree of freedom in device design and installation location can be improved.

なお、本実施形態は、紫外線の透過率が低い流体を活性汚泥槽の上澄み液とし、この上澄み液中のウイルスを不活化する処理を例示したが、本実施形態の紫外線照射装置の用途はこれに限定されるのもではない。例えば、果物の果汁に含まれる細菌の殺菌、砂糖を製造する際に生じる糖蜜の殺菌、或いは、工業排水中の有害物質の分解などに用いることができる。   In this embodiment, a fluid having a low ultraviolet transmittance is used as the supernatant liquid of the activated sludge tank, and the process of inactivating the virus in the supernatant liquid is exemplified, but the application of the ultraviolet irradiation apparatus of the present embodiment is this. It is not limited to. For example, it can be used for sterilization of bacteria contained in fruit juice, sterilization of molasses produced when sugar is produced, or decomposition of harmful substances in industrial wastewater.

また、流体流路であるチューブ3をフッ素樹脂に代えて石英ガラスで形成できるが、石英ガラスは、フッ素樹脂に比べて引張強度が低く流体の通流による内圧によって破損しやすいのでフッ素樹脂を用いることが好ましい。   The tube 3 as a fluid flow path can be formed of quartz glass instead of fluororesin. However, quartz glass has a lower tensile strength than fluororesin and is easily damaged by internal pressure due to fluid flow, so fluororesin is used. It is preferable.

また、本実施形態は、支持パイプ5の外周面で紫外線を反射させるため、支持パイプ5全体をアルミニウムで形成したが、例えば、支持パイプ5を樹脂で形成し、その外周面にアルミニウムなどの紫外線を反射する膜を形成するなど、適宜選択できる。また、被照射流体の透過率が低く、支持パイプ5の外周面に紫外線が届かない場合は、支持パイプ5の外周面に紫外線を反射しない材料を用いることができる。   Further, in the present embodiment, the entire support pipe 5 is made of aluminum in order to reflect ultraviolet rays on the outer peripheral surface of the support pipe 5. For example, the support pipe 5 is made of resin, and ultraviolet rays such as aluminum are formed on the outer peripheral surface thereof. The film can be selected as appropriate, for example, by forming a film that reflects light. Moreover, when the transmittance | permeability of the to-be-irradiated fluid is low and an ultraviolet-ray does not reach the outer peripheral surface of the support pipe 5, the material which does not reflect an ultraviolet-ray on the outer peripheral surface of the support pipe 5 can be used.

また、本実施形態は、被照射流体から離れる方向に向かう紫外線を被照射流体に照射させるため、内側ケース9をアルミ製の反射板で形成したが、内側ケース9の内面に紫外線を反射する反射膜を形成するなど、内側ケース9内で紫外線を反射できればよい。   Further, in the present embodiment, the inner case 9 is formed of an aluminum reflecting plate in order to irradiate the irradiated fluid with ultraviolet rays going away from the irradiated fluid. However, the reflection that reflects the ultraviolet rays on the inner surface of the inner case 9 is performed. What is necessary is just to be able to reflect ultraviolet rays within the inner case 9, such as by forming a film.

また、支持パイプ5の外周面にチューブ3の外形に対応する溝を形成することができる。これによれば、溝に沿ってチューブ3を巻き付けることで、チューブ3の支持固定がより一層強固になる。また、チューブ3の位置決めが容易になり、製造等の作業性を向上できる。   Further, a groove corresponding to the outer shape of the tube 3 can be formed on the outer peripheral surface of the support pipe 5. According to this, the support fixation of the tube 3 becomes still stronger by winding the tube 3 along a groove | channel. Further, the positioning of the tube 3 is facilitated, and the workability such as manufacturing can be improved.

(実施形態2)
図6に実施形態2の紫外線照射装置の断面の概念図を示す。実施形態2が実施形態1と相違する点は、複数のチューブ3、例えば、3本のチューブ3を、それぞれが重ならないように支持パイプ5の外周面にらせん状に巻き付けている点である。つまり、実施形態2は、被照射流体の流路断面積を実施形態1の3倍にしている点である。その他の構成は実施形態1と同じであるから、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
The conceptual diagram of the cross section of the ultraviolet irradiation device of Embodiment 2 is shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of tubes 3, for example, three tubes 3 are spirally wound around the outer peripheral surface of the support pipe 5 so as not to overlap each other. That is, the second embodiment is that the flow path cross-sectional area of the fluid to be irradiated is three times that of the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

これによれば、チューブ3を増やして被照射流体を通流させる流路断面積を増やしているから、圧力損失を増加させることなく、被照射流体の流量を増やすことができる。なお、チューブ3の本数は、被照射流体の処理量や被照射流体の透過率などに基づいて、適宜選択できる。   According to this, since the cross-sectional area of the channel through which the irradiated fluid is allowed to flow by increasing the number of tubes 3 is increased, the flow rate of the irradiated fluid can be increased without increasing the pressure loss. The number of tubes 3 can be selected as appropriate based on the amount of fluid to be irradiated and the transmittance of the fluid to be irradiated.

(実施形態3)
図7に実施形態3の紫外線処理装置の概念図を示す。実施形態3が実施形態1と相違する点は、支持パイプ5の中に冷媒を通流させて被照射流体を冷却している点である。その他の構成は実施形態1と同じであるから、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a conceptual diagram of the ultraviolet ray processing apparatus according to the third embodiment. The third embodiment is different from the first embodiment in that the coolant is passed through the support pipe 5 to cool the irradiated fluid. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

支持パイプ5は、熱伝導性の高い金属で形成されている。支持パイプ5の両端は、内側ケース9と外側ケース11に形成された開口に挿入支持されるとともに、外側ケース11から外部に引き出されている。支持パイプ5の端部のうち、処理水の流出側の端部に冷媒の流入配管が接続され、原水の流入側の端部に冷媒の流出配管が接続されている。これにより、被照射流体の流出方向に対向して支持パイプ5内を冷媒が通流するようになっている。   The support pipe 5 is made of a metal having high thermal conductivity. Both ends of the support pipe 5 are inserted and supported in openings formed in the inner case 9 and the outer case 11 and are drawn out from the outer case 11 to the outside. Of the ends of the support pipe 5, the refrigerant inflow pipe is connected to the end of the treated water outflow side, and the refrigerant outflow pipe is connected to the end of the raw water inflow side. Thereby, the refrigerant flows through the support pipe 5 so as to face the outflow direction of the fluid to be irradiated.

ここで、本実施形態の特徴作用を説明する。らせん状のチューブ3内を通流する間に、紫外線の照射によって被照射流体の温度が上昇する。そのため、温度上昇によって劣化する被照射流体には紫外線を照射することは困難である。そこで、本実施形態は、チューブ3をらせん状に巻き付ける支持パイプ5を熱伝導性の高い金属等で形成してその中に冷媒を通流させることで、支持パイプ5を介してチューブ3内の被照射流体を冷却する。   Here, the characteristic operation of the present embodiment will be described. While flowing through the spiral tube 3, the temperature of the fluid to be irradiated rises due to the irradiation of ultraviolet rays. Therefore, it is difficult to irradiate the irradiated fluid that deteriorates due to the temperature rise with ultraviolet rays. Therefore, in the present embodiment, the support pipe 5 for winding the tube 3 in a spiral shape is formed of a metal having high heat conductivity and the refrigerant is passed through the support pipe 5 so that the inside of the tube 3 is interposed via the support pipe 5. Cool the irradiated fluid.

これによれば、チューブ3内を通流する被照射流体を、支持パイプ5内を通流する冷媒で冷却できるから、紫外線の照射による被照射流体の温度上昇を抑制できる。その結果、温度上昇によって劣化する物質を含む被照射流体に対しても紫外線を照射することができる。なお、支持パイプ5を形成する金属としては、紫外線の反射率が高いアルミニウムを用いることが好ましい。これによれば、被照射流体を冷却できるとともに、支持パイプ5の外周面に当たった紫外線を反射させて被照射流体に照射できるから、有効な紫外線を増加できる。   According to this, since the to-be-irradiated fluid which flows through the inside of the tube 3 can be cooled with the refrigerant which flows through the inside of the support pipe 5, the temperature rise of the to-be-irradiated fluid by ultraviolet irradiation can be suppressed. As a result, it is possible to irradiate the irradiated fluid containing the substance that deteriorates due to the temperature rise with ultraviolet rays. In addition, as a metal which forms the support pipe 5, it is preferable to use aluminum with a high reflectance of ultraviolet rays. According to this, the irradiated fluid can be cooled, and the ultraviolet rays hitting the outer peripheral surface of the support pipe 5 can be reflected and irradiated to the irradiated fluid, so that the effective ultraviolet rays can be increased.

(実施形態4)
図8に実施形態4の紫外線照射装置の概念図を示す。実施形態4が実施形態1と相違する点は、支持パイプ5内に複数の紫外線ランプ7の照度を計測する照度計31を配置し、照度計31に対向する支持パイプ5の壁面に各紫外線ランプ7に対応する開口を形成し、複数の紫外線ランプ7の紫外線照度を計測している点である。その他の構成は実施形態1と同一であるから同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
The conceptual diagram of the ultraviolet irradiation device of Embodiment 4 is shown in FIG. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that an illuminance meter 31 for measuring the illuminance of the plurality of ultraviolet lamps 7 is arranged in the support pipe 5, and each ultraviolet lamp is provided on the wall surface of the support pipe 5 facing the illuminance meter 31. 7 is formed, and the ultraviolet illuminance of the plurality of ultraviolet lamps 7 is measured. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

支持パイプ5の両端は、内側ケース9と外側ケース11に形成された開口に挿入支持されるとともに、外側ケース11から外部に引き出されている。支持パイプ5の管壁には、各紫外線ランプ7に対応するスリット29が形成されている。スリット29は、支持パイプ5の延在方向に沿って形成され、各紫外線ランプ7に向かって開口されている。支持パイプ5内に挿入支持される照度計31は、例えば、円柱形のセンサ33と、センサ33を支持する支持ロッド35を備えている。センサ33は、紫外線を全周に渡って計測できるようになっている。支持ロッド35内には、例えば、センサ33で受光した紫外線の照度を外部に伝達する伝達媒体が収容されている。照度計31は、支持パイプ5内に挿入され、センサ33がスリット29の位置になるように支持パイプ5に支持ロット35を取付ける。これにより、チューブ3を透過した紫外線が各スリット29から支持パイプ5内に入射してセンサ33で受信されるから、紫外線の照度を計測できる。   Both ends of the support pipe 5 are inserted and supported in openings formed in the inner case 9 and the outer case 11 and are drawn out from the outer case 11 to the outside. A slit 29 corresponding to each ultraviolet lamp 7 is formed on the tube wall of the support pipe 5. The slits 29 are formed along the extending direction of the support pipe 5 and open toward the respective ultraviolet lamps 7. The illuminometer 31 inserted and supported in the support pipe 5 includes, for example, a columnar sensor 33 and a support rod 35 that supports the sensor 33. The sensor 33 can measure ultraviolet rays over the entire circumference. For example, a transmission medium that transmits the illuminance of ultraviolet rays received by the sensor 33 to the outside is accommodated in the support rod 35. The illuminometer 31 is inserted into the support pipe 5, and the support lot 35 is attached to the support pipe 5 so that the sensor 33 is positioned at the slit 29. Thereby, since the ultraviolet-ray which permeate | transmitted the tube 3 injects into the support pipe 5 from each slit 29, and is received with the sensor 33, the illumination intensity of an ultraviolet-ray can be measured.

これによれば、紫外線の照度を計測できるから、故障等によって、消灯もしくは紫外線出力が低下している紫外線ランプ7があると、紫外線の照度の計測値が低下して発見できるので、紫外線ランプ7の故障等による紫外線の照射量不足を防止できる。   According to this, since it is possible to measure the illuminance of ultraviolet rays, if there is an ultraviolet lamp 7 whose extinguishment or ultraviolet output is reduced due to a failure or the like, the measured value of the illuminance of ultraviolet rays is lowered and can be found. It is possible to prevent an insufficient amount of UV irradiation due to a failure of the device.

また、センサ33で受光する紫外線は、被照射流体を透過した紫外線であるから、例えば、何らかの原因で被照射流体の紫外線透過率が下がると、照度計31の検出照度が下がる。そのため、被照射流体の紫外線透過率の変動を検出できる。これにより、紫外線透過率が下がった場合に、紫外線ランプ7の出力を上げるなどの措置を行うことで、設定量の紫外線を被照射流体に確実に照射できる。   Further, since the ultraviolet rays received by the sensor 33 are ultraviolet rays that have passed through the fluid to be irradiated, for example, if the ultraviolet transmittance of the fluid to be irradiated decreases for some reason, the illuminance detected by the illuminometer 31 decreases. Therefore, it is possible to detect a change in the ultraviolet transmittance of the fluid to be irradiated. Thereby, when the ultraviolet transmittance is lowered, by taking measures such as increasing the output of the ultraviolet lamp 7, it is possible to reliably irradiate the fluid to be irradiated with a set amount of ultraviolet rays.

なお、本実施形態の照度計31は、被照射流体を透過した紫外線を受信しているが、被照射流体を透過していない紫外線を受光するよう構成できる。例えば、支持パイプ5の各スリット29を避けるように、支持パイプ5にチューブ3をらせん状に巻き付けることで、紫外線ランプ7から照射された紫外線が、各スリット29から直接支持パイプ5に入射する。この場合、支持パイプ5の外周面から突出する板部材を各スリット29の縁に形成し、この板部材によってチューブ3が各スリットを塞がないように構成できる。これによれば、紫外線の透過率が低い被照射流体に紫外線を照射する場合でも、支持パイプ5内に紫外線を入射させることができるから、紫外線の照度を計測できる。   Note that the illuminance meter 31 of the present embodiment receives ultraviolet light that has passed through the fluid to be irradiated, but can receive ultraviolet light that has not passed through the fluid to be irradiated. For example, the tube 3 is wound around the support pipe 5 in a spiral shape so as to avoid the slits 29 of the support pipe 5, so that the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet lamp 7 are directly incident on the support pipe 5 from the slits 29. In this case, a plate member protruding from the outer peripheral surface of the support pipe 5 can be formed at the edge of each slit 29, and the tube 3 can be configured not to block each slit by this plate member. According to this, even when irradiating the irradiated fluid having a low transmittance of ultraviolet rays with ultraviolet rays, the ultraviolet rays can be incident into the support pipe 5, so that the illuminance of the ultraviolet rays can be measured.

また、実施形態3のように、支持パイプ5内に冷媒を通流させる場合は、支持パイプ5内に照度計31を配置できないから、この場合は、支持パイプ5の外に照度計を設置することができる。   Further, when the refrigerant is allowed to flow through the support pipe 5 as in the third embodiment, the illuminance meter 31 cannot be disposed in the support pipe 5. In this case, the illuminance meter is installed outside the support pipe 5. be able to.

3 チューブ
5 支持パイプ
7 紫外線ランプ
9 内側ケース
11 外側ケース
13 フック
29 スリット
31 照度計
33 センサ
35 ロッド
3 Tube 5 Support pipe 7 UV lamp 9 Inner case 11 Outer case 13 Hook 29 Slit 31 Illuminance meter 33 Sensor 35 Rod

Claims (5)

紫外線透過性を有するフッ素樹脂製のチューブが金属で形成された支持パイプの外周面にらせん状に巻き付けられて支持され、前記チューブから離して前記支持パイプの外側に複数の紫外線ランプが配置され、前記支持パイプを支持するとともに前記複数の紫外線ランプを包囲する筐体が設けられ、前記チューブに流体を通流させて紫外線を照射する紫外線照射装置。 Fluorocarbon resin tube having a UV transparent is supported wound spirally on the outer peripheral surface of the support pipe which is formed of metal, are arranged a plurality of ultraviolet lamps on the outside of the support pipe away from the front Symbol tube An ultraviolet irradiation device that includes a housing that supports the support pipe and surrounds the plurality of ultraviolet lamps, and irradiates the tube with a fluid to irradiate ultraviolet rays. 請求項に記載の紫外線照射装置において、
前記支持パイプの少なくとも外周面はアルミニウムで形成されていることを特徴とする紫外線照射装置。
In the ultraviolet irradiation device according to claim 1 ,
The ultraviolet irradiation apparatus according to claim 1, wherein at least an outer peripheral surface of the support pipe is made of aluminum.
請求項1又は2に記載の紫外線照射装置において、
前記支持パイプの内部に冷媒を通流させることを特徴とする紫外線照射装置。
In the ultraviolet irradiation device according to claim 1 or 2 ,
An ultraviolet irradiation device characterized in that a coolant is passed through the support pipe.
請求項1又は2に記載の紫外線照射装置において、
前記複数の紫外線ランプの照度を計測する円柱形のセンサを有する紫外線照度計が前記支持パイプの内部に配置され、前記センサが対向する前記支持パイプの壁面に、前記支持パイプの延在方向に沿って、前記複数の紫外線ランプに対応する位置にそれぞれ開口が形成されていることを特徴とする紫外線照射装置。
In the ultraviolet irradiation device according to claim 1 or 2 ,
An ultraviolet illuminance meter having a cylindrical sensor for measuring the illuminance of the plurality of ultraviolet lamps is disposed inside the support pipe, and extends along the extending direction of the support pipe on the wall surface of the support pipe facing the sensor. Te, ultraviolet irradiation apparatus, wherein the opening at positions corresponding to said plurality of ultraviolet lamps are made form.
請求項1乃至のいずれか1項に記載の紫外線照射装置において、
前記筐体の内面には、紫外線を反射する反射面が形成されていることを特徴とする紫外線照射装置。
In the ultraviolet irradiation device according to any one of claims 1 to 4 ,
An ultraviolet irradiation apparatus, wherein a reflection surface for reflecting ultraviolet rays is formed on an inner surface of the casing .
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