JP6804241B2 - 水処理装置及び紫外線照射装置 - Google Patents
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Description
本発明は、水処理装置及び紫外線照射装置に関する。
従来、浄水を格納する処理槽と、処理槽に格納される浄水に紫外線を照射する紫外線ランプとを備える水処理装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の水処理装置において、紫外線ランプが発した紫外線が浄水に照射されると、浄水に含まれる細菌やウイルス等を死滅させ又は不活性化させる殺菌処理が実行される。また、近年の水処理装置では、紫外線ランプに代えて複数の紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する紫外線照射装置が使用されている（例えば、特許文献２）。紫外線ＬＥＤは、通常、紫外線ランプに比べて長寿命であるとともに、電気エネルギーを効率的に光エネルギーに変換して紫外線を発する。
ところで、紫外線ＬＥＤは、電気エネルギーを光エネルギーに変換するＬＥＤ素子を有する。
ところで、紫外線ＬＥＤは、電気エネルギーを光エネルギーに変換するＬＥＤ素子を有する。
しかしながら、ＬＥＤ素子は紫外線ＬＥＤが紫外線を発するときに発熱し、その結果、紫外線ＬＥＤの内部に熱が蓄積される。紫外線ＬＥＤの内部に熱が蓄積されると、例えば、電気エネルギーから光エネルギーへの変換率を示すエネルギー変換効率が低下し、紫外線を発しなくなり、又は寿命が短くなる等の不具合（以下、「紫外線ＬＥＤの不具合」という。）が紫外線ＬＥＤに生じるおそれがある。
また、紫外線ＬＥＤが発する紫外線の光量は、通常、紫外線ランプが発する紫外線の光量よりも少ない。したがって、紫外線ＬＥＤを使用して殺菌処理を実行するには、複数の紫外線ＬＥＤを有する紫外線照射装置を使用し、殺菌処理を実行するために必要な紫外線の光量を確保する必要があるが、各紫外線ＬＥＤが紫外線を発するとき、各紫外線ＬＥＤのＬＥＤ素子は発熱し、紫外線ＬＥＤの不具合が生じるおそれがある。すなわち、複数の紫外線ＬＥＤを用いて紫外線照射を行う場合に、各紫外線ＬＥＤから熱が発生しても発生した熱を効率的に逃がすことができず、紫外線ＬＥＤの不具合が生じるのを回避できないという問題がある。
本発明の目的は、複数の紫外線ＬＥＤを用いて紫外線照射を行う場合に、各紫外線ＬＥ
Ｄから熱が発生しても発生した熱を効率的に逃がすことができる水処理装置及び紫外線照射装置を提供することにある。
Ｄから熱が発生しても発生した熱を効率的に逃がすことができる水処理装置及び紫外線照射装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の水処理装置は、紫外線を発する複数の紫外線ＬＥＤを備える水処理装置であって、前記複数の紫外線ＬＥＤが実装される実装領域及び前記実装領域以外の非実装領域を有するＬＥＤ実装部材と、前記ＬＥＤ実装部材を支持する支持部材とを備え、前記ＬＥＤ実装部材は、前記支持部材に支持される支持面と、前記実装領域及び前記非実装領域を含む複数の実装面とを有し、各前記実装面は前記支持面に対して所定の角度で傾斜しているとともに、前記ＬＥＤ実装部材は空洞のない一塊の金属によって形成されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の紫外線照射装置は、紫外線を発する複数の紫外線ＬＥＤを備えるとともに、水処理に用いられる紫外線照射装置であって、前記複数の紫外線ＬＥＤが実装される実装領域及び前記実装領域以外の非実装領域を有するＬＥＤ実装部材と、前記ＬＥＤ実装部材を支持する支持部材とを備え、前記ＬＥＤ実装部材は、前記支持部材に支持される支持面と、前記実装領域及び前記非実装領域を含む複数の実装面とを有し、各前記実装面は前記支持面に対して所定の角度で傾斜しているとともに、前記ＬＥＤ実装部材は空洞のない一塊の金属によって形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、複数の紫外線ＬＥＤを用いて紫外線照射を行う場合に、各紫外線ＬＥＤから熱が発生しても発生した熱を効率的に逃がすことができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
＜水処理装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０を概略的に示す斜視図である。図１の水処理装置１０は、処理槽１１と、処理槽１１に格納される紫外線照射装置１２とを備える。
図１は、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０を概略的に示す斜視図である。図１の水処理装置１０は、処理槽１１と、処理槽１１に格納される紫外線照射装置１２とを備える。
（処理槽）
処理槽１１は中心軸Ｏを有する円筒形であって、その両端はそれぞれ端板１１ａで閉塞されている。処理槽１１の外周壁には、処理の対象となる水（以下、「被処理水」という。）を処理槽１１に供給する供給管１３ａと、処理された被処理水を処理槽１１から排出する排出管１３ｂとが接続され、供給管１３ａは処理槽１１の中心軸Ｏの方向に関して一方側に配置され、排出管１３ｂは処理槽１１の中心軸Ｏの方向に関して他方側に配置されている。そのため、被処理水は供給管１３ａから処理槽１１に供給された後、排出管１３ｂを介して処理槽１１から排出される。なお、本実施の形態では、処理前の被処理水が供給管１３ａを介して処理槽１１に供給され、処理後の被処理水が排出管１３ｂを介して処理槽１１から排出されることを前提としているが、処理前の被処理水が排出管１３ｂを介して処理槽１１に供給され、処理後の被処理水が供給管１３ａを介して処理槽１１から排出されてもよい。
処理槽１１は中心軸Ｏを有する円筒形であって、その両端はそれぞれ端板１１ａで閉塞されている。処理槽１１の外周壁には、処理の対象となる水（以下、「被処理水」という。）を処理槽１１に供給する供給管１３ａと、処理された被処理水を処理槽１１から排出する排出管１３ｂとが接続され、供給管１３ａは処理槽１１の中心軸Ｏの方向に関して一方側に配置され、排出管１３ｂは処理槽１１の中心軸Ｏの方向に関して他方側に配置されている。そのため、被処理水は供給管１３ａから処理槽１１に供給された後、排出管１３ｂを介して処理槽１１から排出される。なお、本実施の形態では、処理前の被処理水が供給管１３ａを介して処理槽１１に供給され、処理後の被処理水が排出管１３ｂを介して処理槽１１から排出されることを前提としているが、処理前の被処理水が排出管１３ｂを介して処理槽１１に供給され、処理後の被処理水が供給管１３ａを介して処理槽１１から排出されてもよい。
（紫外線照射装置）
紫外線照射装置１２は長尺状の軸部材１４、複数（本実施の形態では４つ）のＬＥＤ支持基板１５、電源部１６、回転駆動部１７、及び超音波を発生する超音波印加部１８を備え、紫外線を被処理水に照射する。
紫外線照射装置１２は長尺状の軸部材１４、複数（本実施の形態では４つ）のＬＥＤ支持基板１５、電源部１６、回転駆動部１７、及び超音波を発生する超音波印加部１８を備え、紫外線を被処理水に照射する。
（軸部材）
軸部材１４は、処理槽１１の中心軸Ｏに重畳する中心軸Ｏ´を有し、中心軸Ｏ´に直交する方向の断面形状が角形（本実施の形態では正方形）の角軸部１４ａと、中心軸Ｏ´に直交する方向の断面形状が丸形（本実施の形態では円形）の丸軸部１４ｂとから構成される。また、角軸部１４ａは軸部材１４の中央に位置し、丸軸部１４ｂは軸部材１４ａの両端部に位置している。本実施の形態では、４つのＬＥＤ支持基板１５が角軸部１４ａの４つの面の各々に固定され、中心軸Ｏ´を対称軸とする４回回転対称になるように固定されている。
軸部材１４は、処理槽１１の中心軸Ｏに重畳する中心軸Ｏ´を有し、中心軸Ｏ´に直交する方向の断面形状が角形（本実施の形態では正方形）の角軸部１４ａと、中心軸Ｏ´に直交する方向の断面形状が丸形（本実施の形態では円形）の丸軸部１４ｂとから構成される。また、角軸部１４ａは軸部材１４の中央に位置し、丸軸部１４ｂは軸部材１４ａの両端部に位置している。本実施の形態では、４つのＬＥＤ支持基板１５が角軸部１４ａの４つの面の各々に固定され、中心軸Ｏ´を対称軸とする４回回転対称になるように固定されている。
（ＬＥＤ支持基板）
図２は、図１におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図であってＬＥＤ支持基板１５を説明するための図である。
図２は、図１におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図であってＬＥＤ支持基板１５を説明するための図である。
図２のＬＥＤ支持基板１５は、底面部２１ａ、底面部２１ａのエッジから起立する側壁部２１ｄ、及び軸部材１４に固定される軸部材固定面２１ｃを有するベース基板２１（支持部材）を備える。また、ＬＥＤ支持基板１５は、ベース基板２１を覆い且つ底面部２１ａと対向するように固定されたカバー２２（紫外線透過部材）、少なくとも１つ（本実施の形態では３つ）のＬＥＤ実装部材２３、及びカバー２２をベース基板２１に固定する固定部材２４を備える。カバー２２がベース基板２１に固定されると、ベース基板２１及びカバー２２に囲まれた中空部２１ｅが形成され、ＬＥＤ実装部材２３は中空部２１ｅに格納される。
（ベース基板）
ベース基板２１は、高い熱伝導性と放熱性を有する材料であるアルミニウムや、耐腐食性を有する材料であるステンレス等の金属材料で形成され、中空部２１ｅに格納されるＬＥＤ実装部材２３は底面部２１ａに固定されている。側壁部２１ｄの一端側の内縁にはカバー２２を載置するためのカバー載置部２１ｂが形成され、カバー載置部２１ｂの厚み方向（図２中の矢印Ｘの方向）のサイズはカバー２２の厚みに対応している。
ベース基板２１は、高い熱伝導性と放熱性を有する材料であるアルミニウムや、耐腐食性を有する材料であるステンレス等の金属材料で形成され、中空部２１ｅに格納されるＬＥＤ実装部材２３は底面部２１ａに固定されている。側壁部２１ｄの一端側の内縁にはカバー２２を載置するためのカバー載置部２１ｂが形成され、カバー載置部２１ｂの厚み方向（図２中の矢印Ｘの方向）のサイズはカバー２２の厚みに対応している。
（カバー）
カバー２２は、平板状であって、底面部２１ａよりも大きく、軸部材固定面２１ｃよりも小さい。また、カバー２２は、高い紫外線透過率、例えば、９０％以上の紫外線透過率を有する石英ガラス板やアクリル板等で形成され、水圧等によって過度に変形しない程度の剛性を有する。
カバー２２は、平板状であって、底面部２１ａよりも大きく、軸部材固定面２１ｃよりも小さい。また、カバー２２は、高い紫外線透過率、例えば、９０％以上の紫外線透過率を有する石英ガラス板やアクリル板等で形成され、水圧等によって過度に変形しない程度の剛性を有する。
（ＬＥＤ実装部材）
ＬＥＤ実装部材２３は、ベース基板２１と同様に高い熱伝導性と放熱性を有する材料であるアルミニウムや、耐腐食性を有する材料であるステンレス等を用いて長尺状に形成され、その内部は洞ろでない。ＬＥＤ実装部材２３には紫外線ＬＥＤ２５が実装され、紫外線ＬＥＤ２５が実装されたＬＥＤ実装部材２３は中空部２１ｅに格納される。本実施の形態では３つのＬＥＤ実装部材２３が底面部２１ａに固定され、各ＬＥＤ実装部材２３は互いに平行且つ等間隔に配置されている。
ＬＥＤ実装部材２３は、ベース基板２１と同様に高い熱伝導性と放熱性を有する材料であるアルミニウムや、耐腐食性を有する材料であるステンレス等を用いて長尺状に形成され、その内部は洞ろでない。ＬＥＤ実装部材２３には紫外線ＬＥＤ２５が実装され、紫外線ＬＥＤ２５が実装されたＬＥＤ実装部材２３は中空部２１ｅに格納される。本実施の形態では３つのＬＥＤ実装部材２３が底面部２１ａに固定され、各ＬＥＤ実装部材２３は互いに平行且つ等間隔に配置されている。
図３は、図２におけるＬＥＤ実装部材２３を説明するための斜視図である。
図３のＬＥＤ実装部材２３は三角柱形状であって実装面２３ａ，２３ｂ、取付面２３ｃ（支持面）、及び端面２３ｄ，２３ｅを備える。実装面２３ａ，２３ｂには複数の紫外線ＬＥＤ２５が実装されている。また、取付面２３ｃは底面部２１ａに固定されている。すなわち、ベース基板２１はＬＥＤ実装部材２３を支持している。
実装面２３ａ，２３ｂ及び取付面２３ｃは三角柱形状であるＬＥＤ実装部材２３の側面を構成し、実装面２３ａ，２３ｂは取付面２３ｃに対してそれぞれ傾斜角度θ１，θ２で傾斜している。本実施の形態では、傾斜角度θ１，θ２は互いに等しい角度であり、端面２３ｄ，２３ｅの形状は二等辺三角形となる。
ＬＥＤ実装部材２３は三角柱形状であり、取付面２３ｃに対する実装面２３ａ及び実装面２３ｂの傾斜方向は異なるため、実装面２３ａ，２３ｂのそれぞれに紫外線ＬＥＤ２５が実装されたとき、実装面２３ａに実装された紫外線ＬＥＤ２５から発せられる紫外線の照射方向と、実装面２３ｂに実装された紫外線ＬＥＤ２５から発せられる紫外線の照射方向とは異なる。具体的に、実装面２３ａに実装された紫外線ＬＥＤ２５は実装面２３ａに直交する方向に関してカバー２２側に紫外線を照射し、実装面２３ｂに実装された紫外線ＬＥＤ２５は実装面２３ｂに直交する方向に関してカバー２２側に紫外線を照射する。その後、実装面２３ａ，２３ｂに実装された紫外線ＬＥＤ２５から発せられる紫外線はカバー２２を透過して被処理水に接触する。
実装面２３ａ，２３ｂのそれぞれには、複数の紫外線ＬＥＤ２５がＬＥＤ実装部材２３の長手方向に関して所定の間隔毎に実装され、例えば、６個又は７個の紫外線ＬＥＤ２５が実装面２３ａ，２３ｂのそれぞれに実装されている（図１）。本実施の形態では、ＬＥＤ支持基板１５をカバー２２から底面部２１ａの方向に眺めたときに紫外線ＬＥＤ２５は千鳥状に配置されている。すなわち、複数の紫外線ＬＥＤ２５が底面部２１ａ上に千鳥状に配置されている。これにより、各々の紫外線ＬＥＤ２５から発せられる紫外線をできるだけ重畳させず、効率的に被処理水に照射することができる。
ところで、ＬＥＤ実装部材２３に実装される紫外線ＬＥＤ２５は、電極等を格納し且つＬＥＤ素子を取り付けるための筐体部２５ａと、筐体部２５ａに取り付けられるガラス等のカバー部２５ｂとから構成され、紫外線ＬＥＤ２５が発した紫外線はカバー部２５ｂを透過する。そのため、カバー部２５ｂを透過した紫外線は筐体部２５ａの周辺には照射されない。すなわち、紫外線ＬＥＤ２５が紫外線を照射する範囲は限られる。
具体的に、実装面２３ａ，２３ｂに実装された一の紫外線ＬＥＤ２５の筐体部２５ａの周辺には一の紫外線ＬＥＤ２５が発した紫外線は照射されない。しかしながら、実装面２３ａ，２３ｂが取付面２３ｃに対して傾斜し且つ後述の反射面が処理槽１１や紫外線照射装置１２、ＬＥＤ実装部材２３（筐体部２５ａの周辺を含む。）に配置されるとき、他の紫外線ＬＥＤが発した紫外線は一の紫外線ＬＥＤ２５の筐体部２５ａの周辺に照射される。その後、当該紫外線は一の紫外線ＬＥＤ２５の筐体部２５ａの周辺で反射し、再度、被処理水の殺菌処理に活用される。したがって、一の紫外線ＬＥＤ２５が取付面２３ｃに対して傾斜され且つ処理槽１１等に後述の反射面が配置されることにより、一の紫外線ＬＥＤ２５から照射される紫外線の見かけ上の範囲は拡大される。
図４は、図３における実装面２３ａ，２３ｂを説明するための図である。
図４において、複数の紫外線ＬＥＤ２５が実装された実装面２３ａ，２３ｂは複数の紫外線ＬＥＤ２５が実装されている実装領域Ｅ１と、実装領域Ｅ１を除く露出面領域Ｅ２とを含む。実装面２３ａ，２３ｂに実装された複数の紫外線ＬＥＤ２５が熱を発すると、複数の紫外線ＬＥＤ２５から発生した熱は実装領域Ｅ１、並びに、実装領域Ｅ１以外の領域であるＬＥＤ実装部材２３の内部及び露出面領域Ｅ２（非実装領域）に順次移動し、次いで、ＬＥＤ実装部材２３の取付面２３ｃを経てベース基板２１に移動し、その後、ベース基板２１（例えば、軸部材固定面２１ｃ、及び側壁部２１ｄ）から放出される。ベース基板２１から放出された熱は被処理水によって冷却される。
ところで、実装面２３ａ，２３ｂの総面積Ｓｔは実装領域Ｅ１の面積Ｓ１及び露出面領域Ｅ２の面積Ｓ２の和であり、実装領域Ｅ１の面積Ｓ１は、実装面２３ａに実装される紫外線ＬＥＤ２５の外形サイズと個数によって決まる。そのため、例えば、被処理水の殺菌処理に使用される紫外線の強度を増加するために多数の紫外線ＬＥＤ２５が実装面２３ａ，２３ｂに実装され、実装領域Ｅ１の面積Ｓ１が露出面領域Ｅ２の面積Ｓ２よりも大きくなる場合があるが、被処理水の殺菌処理に過剰な紫外線が供給される恐れがある。その結果、実装面２３ａ，２３ｂに実装される紫外線ＬＥＤ２５の費用や紫外線ＬＥＤ２５の消費電力が増加し、非効率な被処理水の殺菌処理が実行される。これに対応して、被処理水の殺菌処理を効率的に実行するために、露出面領域Ｅ２の面積Ｓ２が実装領域Ｅ１の面積Ｓ１よりも大きくなるように紫外線ＬＥＤ２５が実装面２３ａ，２３ｂに実装されるのがよい。
（固定部材）
図２に戻り、固定部材２４は側壁部２１ｄの一端（カバー載置部２１ｂ側）とカバー載置部２１ｂに載置されたカバー２２の一部を覆う枠体である。固定部材２４の幅はカバー２２をベース基板２１に確実に固定し且つ紫外線ＬＥＤ２５が発した紫外線を効率的に被処理水に照射するために、側壁部２１ｄの最大の厚さ（図２中の矢印Ｙ）に対応している。また、固定部材２４は、例えば、図示しないネジ等を用いて、ベース基板２１に固定されるとともに、ベース基板２１に設けられた貫通孔を通して軸部材１４に固定され、カバー２２はカバー載置部２１ｂと固定部材２４との間で固定される。なお、カバー２２の外周部と、ベース基板２１又は固定部材２４との間には中空部２１ｅへの水の浸入を防止するためにシール部材が介在してもよい。
図２に戻り、固定部材２４は側壁部２１ｄの一端（カバー載置部２１ｂ側）とカバー載置部２１ｂに載置されたカバー２２の一部を覆う枠体である。固定部材２４の幅はカバー２２をベース基板２１に確実に固定し且つ紫外線ＬＥＤ２５が発した紫外線を効率的に被処理水に照射するために、側壁部２１ｄの最大の厚さ（図２中の矢印Ｙ）に対応している。また、固定部材２４は、例えば、図示しないネジ等を用いて、ベース基板２１に固定されるとともに、ベース基板２１に設けられた貫通孔を通して軸部材１４に固定され、カバー２２はカバー載置部２１ｂと固定部材２４との間で固定される。なお、カバー２２の外周部と、ベース基板２１又は固定部材２４との間には中空部２１ｅへの水の浸入を防止するためにシール部材が介在してもよい。
（電源部）
図１に戻り、電源部１６は処理槽１１の一端側に設けられ、不図示の電源スイッチを有する。電源スイッチがＯＮにされると、電源部１６は各紫外線ＬＥＤ２５、回転駆動部１７、又は超音波印加部１８に電力を供給し、各紫外線ＬＥＤ２５は紫外線を発し、回転駆動部１７は軸部材１４及び軸部材１４が有する４つのＬＥＤ支持基板１５を回転し、超音波印加部１８は超音波を発生する。一方、電源スイッチがＯＦＦにされると、電源部１６は紫外線ＬＥＤ２５、回転駆動部１７、又は超音波印加部１８に電力を供給しない。
図１に戻り、電源部１６は処理槽１１の一端側に設けられ、不図示の電源スイッチを有する。電源スイッチがＯＮにされると、電源部１６は各紫外線ＬＥＤ２５、回転駆動部１７、又は超音波印加部１８に電力を供給し、各紫外線ＬＥＤ２５は紫外線を発し、回転駆動部１７は軸部材１４及び軸部材１４が有する４つのＬＥＤ支持基板１５を回転し、超音波印加部１８は超音波を発生する。一方、電源スイッチがＯＦＦにされると、電源部１６は紫外線ＬＥＤ２５、回転駆動部１７、又は超音波印加部１８に電力を供給しない。
（回転駆動部）
回転駆動部１７は処理槽１１の他端側に設けられ、超音波印加部１８が超音波を発生する場合に、軸部材１４及び軸部材１４が有する４つのＬＥＤ支持基板１５を所定の方向（例えば、図１中の矢印Ｚの方向）に回転する。軸部材１４及び各ＬＥＤ支持基板１５が回転すると、超音波印加部１８から発生した超音波が均一に各ＬＥＤ支持基板１５に伝達される。
回転駆動部１７は処理槽１１の他端側に設けられ、超音波印加部１８が超音波を発生する場合に、軸部材１４及び軸部材１４が有する４つのＬＥＤ支持基板１５を所定の方向（例えば、図１中の矢印Ｚの方向）に回転する。軸部材１４及び各ＬＥＤ支持基板１５が回転すると、超音波印加部１８から発生した超音波が均一に各ＬＥＤ支持基板１５に伝達される。
（超音波印加部）
超音波印加部１８は、振動板１８ａと、複数の超音波振動子１８ｂとを備え、振動板１８ａは処理槽１１の外周面に近接又は接触して配設され、複数の超音波振動子１８ｂは振動板１８ａに等間隔で配設されている。各超音波振動子１８ｂは所定の周波数、例えば、２０ｋＨｚ以上１２０ｋＨｚ以下の周波数の超音波を発生させる。
超音波印加部１８は、振動板１８ａと、複数の超音波振動子１８ｂとを備え、振動板１８ａは処理槽１１の外周面に近接又は接触して配設され、複数の超音波振動子１８ｂは振動板１８ａに等間隔で配設されている。各超音波振動子１８ｂは所定の周波数、例えば、２０ｋＨｚ以上１２０ｋＨｚ以下の周波数の超音波を発生させる。
ＬＥＤ支持基板１５のカバー２２が被処理水に接触すると、カバー２２に、例えば、被処理水に含まれるカルシウムやマグネシウム等のミネラル成分が付着する。ミネラル成分がカバー２２に付着し、蓄積すると、カバー２２を透過する紫外線の量が低下し、その結果、被処理水の殺菌処理が十分に実行されない。これに対応して、超音波印加部１８が超音波を発生すると、超音波がカバー２２に衝突してカバー２２に付着したミネラル成分を剥離し、カバー２２にミネラル成分等が蓄積するのを防止する。その結果、カバー２２を透過する紫外線の量は低下しないため、被処理水の殺菌処理は十分に実行される。
＜水処理装置の動作＞
次に、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０の動作について説明する。
次に、本発明の実施の形態に係る水処理装置１０の動作について説明する。
図５は、図１における処理槽１１及び紫外線照射装置１２のＶ−Ｖ線に沿う断面図であって、被処理水の殺菌処理を説明するための図である。
図５の紫外線照射装置１２は、４つのＬＥＤ支持基板１５としてＬＥＤ支持基板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを備える。これに対応して、まず、供給管１３ａから処理槽１１に供給された被処理水は流域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に区分される。ＬＥＤ支持基板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄはそれぞれ流域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を流れる被処理水に紫外線を照射する。
ところで、処理槽１１と紫外線照射装置１２に適宜紫外線を反射させる反射面を配置してもよい。具体的に、処理槽１１の内周面、各端板１１ａの内面、軸部材１４の外面、ベース基板２１の底面部２１ａ、軸部材固定面２１ｃ、ＬＥＤ実装部材２３、又は固定部材２４等の処理槽１１と紫外線照射装置１２の構成部分に反射面を配置してもよく、各紫外線ＬＥＤ２５が発する紫外線の進行方向や配置される反射面の面積等から、特に、処理槽１１の内周面、又は底面部２１ａや軸部材固定面２１ｃに反射面を配置するのがよい。反射面は各構成部分を鏡面加工等の機械加工によって形成してもよく、各構成部分に反射膜や光沢材料を成膜・塗布することによって形成してもよい。これにより、ＬＥＤ支持基板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄから流域Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を流れる被処理水に照射された紫外線は反射面で反射するので、再度、反射面で反射した紫外線を被処理水の殺菌処理に活用することができ、もって、各紫外線ＬＥＤ２５が発する紫外線を効率的に被処理水の殺菌処理に活用することができる。その後、紫外線が照射され且つ殺菌処理が終了した被処理水は排出管１３ｂを介して処理槽１１から排出される。
被処理水の殺菌処理が継続して実行されると、ＬＥＤ支持基板１５のカバー２２にミネラル成分等が付着して蓄積する。そのため、カバー２２を透過する紫外線の量が低下し、被処理水の殺菌処理が十分に実行されない。したがって、カバー２２にミネラル成分等が蓄積する前に、超音波印加部１８は、例えば、定期的に超音波を発生する。このとき、超音波印加部１８から発生した超音波が均一に各ＬＥＤ支持基板１５に伝達されるように、回転駆動部１７はＬＥＤ支持基板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを回転する。
＜実施の形態の効果＞
本実施の形態において、ベース基板２１に支持されるＬＥＤ実装部材２３は複数の紫外線ＬＥＤ２５が実装される実装面２３ａ，２３ｂを有し、実装面２３ａ，２３ｂは複数の紫外線ＬＥＤ２５が実装される実装領域Ｅ１と、実装領域Ｅ１を除く露出面領域Ｅ２を含む。すなわち、ＬＥＤ実装部材２３は複数の紫外線ＬＥＤ２５が実装される実装領域Ｅ１と、ＬＥＤ実装部材２３の内部及び露出面領域Ｅ２からなる非実装領域とを有する。これにより、各紫外線ＬＥＤ２５のＬＥＤ素子から発生した熱は実装領域Ｅ１、並びに、実装領域Ｅ１以外の領域である非実装領域に順次移動し、次いで、ＬＥＤ実装部材２３の取付面２３ｃを経てベース基板２１に移動し、その後、ベース基板２１（例えば、軸部材固定面２１ｃ、及び側壁部２１ｄ）から放出される。ベース基板２１から放出された熱は被処理水によって冷却される。したがって、複数の紫外線ＬＥＤ２５を用いて紫外線照射を行う場合に、各紫外線ＬＥＤ２５から熱が発生しても発生した熱を効率的に逃がすことができる。その結果、紫外線ＬＥＤ２５の内部で熱が発生することに起因して紫外線ＬＥＤの不具合が生じるのを回避することができる。
本実施の形態において、ベース基板２１に支持されるＬＥＤ実装部材２３は複数の紫外線ＬＥＤ２５が実装される実装面２３ａ，２３ｂを有し、実装面２３ａ，２３ｂは複数の紫外線ＬＥＤ２５が実装される実装領域Ｅ１と、実装領域Ｅ１を除く露出面領域Ｅ２を含む。すなわち、ＬＥＤ実装部材２３は複数の紫外線ＬＥＤ２５が実装される実装領域Ｅ１と、ＬＥＤ実装部材２３の内部及び露出面領域Ｅ２からなる非実装領域とを有する。これにより、各紫外線ＬＥＤ２５のＬＥＤ素子から発生した熱は実装領域Ｅ１、並びに、実装領域Ｅ１以外の領域である非実装領域に順次移動し、次いで、ＬＥＤ実装部材２３の取付面２３ｃを経てベース基板２１に移動し、その後、ベース基板２１（例えば、軸部材固定面２１ｃ、及び側壁部２１ｄ）から放出される。ベース基板２１から放出された熱は被処理水によって冷却される。したがって、複数の紫外線ＬＥＤ２５を用いて紫外線照射を行う場合に、各紫外線ＬＥＤ２５から熱が発生しても発生した熱を効率的に逃がすことができる。その結果、紫外線ＬＥＤ２５の内部で熱が発生することに起因して紫外線ＬＥＤの不具合が生じるのを回避することができる。
また、実装面２３ａ，２３ｂは取付面２３ｃに対して傾斜しているので、紫外線ＬＥＤ２５毎に傾斜させることなく、簡単に複数の紫外線ＬＥＤ２５を取付面２３ｃ（ベース基板２１）に対して傾斜させることができる。
さらに、ＬＥＤ実装部材２３はベース基板２１に対して傾斜する実装面２３ａ，２３ｂを有し、実装面２３ａ，２３ｂは、ベース基板２１に対してそれぞれ傾斜角度θ１，θ２で傾斜している。このとき、実装面２３ａに実装された紫外線ＬＥＤ２５から発せられる紫外線の照射方向と、実装面２３ｂに実装された紫外線ＬＥＤ２５から発せられる紫外線の照射方向とは異なる。したがって、一のＬＥＤ実装部材２３から複数の方向に紫外線を照射することができる。
また、複数のＬＥＤ実装部材２３がベース基板２１の底面部２１ａに固定されている。これにより、紫外線ＬＥＤ２５の数はＬＥＤ実装部材２３の増減によって調節されるので、被処理水の量に応じて殺菌処理に必要な紫外線ＬＥＤ２５を簡単に増減することができる。
＜変形例等＞
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
本実施の形態において、ＬＥＤ実装部材２３は三角柱形状であることを前提としたが、その他の多角柱形状であってもよい。具体的に、紫外線ＬＥＤ２５が実装される実装面６１ａ，６１ｂ，６１ｃ、ベース基板２１の底面部２１ａに固定される取付面６２、及び台形の端面６３ａ，６３ｂを備えるＬＥＤ実装部材６０がＬＥＤ実装部材２３に代えてベース基板２１に固定されてもよい（図６）。これにより、実装面６１ａ，６１ｂ，６１ｃのそれぞれに実装された紫外線ＬＥＤ２５は紫外線を発するので、ＬＥＤ実装部材２３を用いたときよりも多方向且つ広範囲に被処理水に紫外線を照射することができる。
また、本実施の形態において、ベース基板２１とＬＥＤ実装部材２３とが別個であることを前提に説明したが、それぞれが一体であってもよい（図７）。さらに、本実施の形態において、紫外線ＬＥＤ２５、回転駆動部１７、又は超音波印加部１８は同一の電源部１６から電力を供給されていることを説明したが、それぞれは別個の電源部から電力を供給されてもよい。
１０ 水処理装置
１２ 紫外線照射装置
２１ ベース基板
２３ ＬＥＤ実装部材
２３ａ，２３ｂ 実装面
２５ 紫外線ＬＥＤ
Ｅ１ 実装領域
Ｅ２ 露出面領域
１２ 紫外線照射装置
２１ ベース基板
２３ ＬＥＤ実装部材
２３ａ，２３ｂ 実装面
２５ 紫外線ＬＥＤ
Ｅ１ 実装領域
Ｅ２ 露出面領域
Claims (7)
- 紫外線を発する複数の紫外線ＬＥＤを備える水処理装置であって、
前記複数の紫外線ＬＥＤが実装される実装領域及び前記実装領域以外の非実装領域を有するＬＥＤ実装部材と、
前記ＬＥＤ実装部材を支持する支持部材とを備え、
前記ＬＥＤ実装部材は、前記支持部材に支持される支持面と、前記実装領域及び前記非実装領域を含む複数の実装面とを有し、
各前記実装面は前記支持面に対して所定の角度で傾斜しているとともに、前記ＬＥＤ実装部材は空洞のない一塊の金属によって形成されていることを特徴とする水処理装置。 - 前記支持部材は複数の前記ＬＥＤ実装部材を支持することを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
- 複数の前記支持部材が同一の回転軸に固定され、各前記支持部材は前記回転軸を中心に回転することを特徴とする請求項１又は２に記載の水処理装置。
- 各前記支持部材は各前記紫外線ＬＥＤが発した紫外線の９０％以上を透過する紫外線透過部材を有することを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
- 前記回転軸に固定された各前記支持部材のうち、一の支持部材及び他の支持部材が隣接し、前記一の支持部材によって支持される前記ＬＥＤ実装部材に実装された各前記紫外線ＬＥＤは前記紫外線を発し、当該紫外線は前記紫外線透過部材を透過して前記他の支持部材で反射することを特徴とする請求項４に記載の水処理装置。
- 前記紫外線透過部材に衝突する超音波を発生する超音波発生手段を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の水処理装置。
- 紫外線を発する複数の紫外線ＬＥＤを備えるとともに、水処理に用いられる紫外線照射装置であって、
前記複数の紫外線ＬＥＤが実装される実装領域及び前記実装領域以外の非実装領域を有するＬＥＤ実装部材と、
前記ＬＥＤ実装部材を支持する支持部材とを備え、
前記ＬＥＤ実装部材は、前記支持部材に支持される支持面と、前記実装領域及び前記非実装領域を含む複数の実装面とを有し、
各前記実装面は前記支持面に対して所定の角度で傾斜しているとともに、前記ＬＥＤ実装部材は空洞のない一塊の金属によって形成されていることを特徴とする紫外線照射装置。
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