紫外線照射装置
【課題】紫外線照射装置の清掃部の清掃能力を長時間に亘って維持することが可能な紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】実施形態の紫外線照射装置１００は、内部に被処理水Ａを満たすことが可能な処理槽１と、被処理水Ａに面するように設けられる紫外線透過部３１と、光取出口２４を備え、紫外線を光取出口２４から出光させて、紫外線透過部３１を介して、被処理水Ａに照射する紫外線照射ユニット２と、清掃部５１と移動機構５２を有し、移動機構５２により紫外線透過部３１の被処理水Ａ側の表面を清掃部５１で清掃可能な清掃機構５と、清掃開始前及び終了後の清掃部５１と光取出口２４とを最短距離で結んだ直線Ｂ上に、少なくとも一部が介在するように配置された第１の遮光部４１ａと、を具備する。
【解決手段】実施形態の紫外線照射装置１００は、内部に被処理水Ａを満たすことが可能な処理槽１と、被処理水Ａに面するように設けられる紫外線透過部３１と、光取出口２４を備え、紫外線を光取出口２４から出光させて、紫外線透過部３１を介して、被処理水Ａに照射する紫外線照射ユニット２と、清掃部５１と移動機構５２を有し、移動機構５２により紫外線透過部３１の被処理水Ａ側の表面を清掃部５１で清掃可能な清掃機構５と、清掃開始前及び終了後の清掃部５１と光取出口２４とを最短距離で結んだ直線Ｂ上に、少なくとも一部が介在するように配置された第１の遮光部４１ａと、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、紫外線光源を用いて地下水、水道水、下水、海水、養殖用水、または、再生水等の流体の殺菌、不活化、または、有機物分解等の光処理を行う紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線照射装置の一例として、紫外線光源を使用して、処理槽内の被処理水に紫外線を照射し、被処理水を光処理する装置がある。
【０００３】
紫外線処理装置を長時間使用すると、被処理水に含有される不純物（鉄、マンガン、カルシウム、マグネシウム等）、油分、浮遊物質等の付着物が、被処理水に接する箇所に次第に堆積する。この付着物は紫外線を吸収し、紫外線照射装置の光処理能力を低下させるため、ワイパー等の清掃部を設けて定期的に除去する必要がある。
【０００４】
しかし、長時間使用すると、清掃部の清掃能力が低下し、付着物の除去が不十分となる課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平７−５９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、紫外線照射装置の清掃部の清掃能力を長時間に亘って維持することが可能な紫外線照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、実施形態の紫外線照射装置は、内部に被処理水を満たすことが可能な処理槽と、前記被処理水に面するように設けられる紫外線透過部と、光取出口を備え、紫外線を前記光取出口から出光させて、前記紫外線透過部を介して、前記被処理水に照射する紫外線照射ユニットと、清掃部と移動機構を有し、前記移動機構により前記紫外線透過部の前記被処理水側の表面を前記清掃部で清掃可能な清掃機構と、清掃開始前及び終了後の前記清掃部と前記光取出口とを最短距離で結んだ直線上に、少なくとも一部が介在するように配置された第１の遮光部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】紫外線照射装置に関する第１の実施形態について説明するための分解斜視図である。
【図２】図１の組み立て状態を説明するための断面図である。
【図３】図２の清掃部の動作及び配置を説明するための概略図である。
【図４】紫外線照射装置に関する第２の実施形態について説明するための断面図である。
【図５】紫外線照射装置に関する第３の実施形態について説明するための断面図である。
【図６】紫外線照射装置に関する第４の実施形態について説明するための断面図である。
【図７】図６の清掃部の動作及び配置を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の紫外線照射装置を、図面を参照して説明する。図１は分解斜視図で、図２は図１の組み立て状態の断面図である。
【００１１】
図１および図２において、１００は、被処理水を充填する処理槽１と、紫外線を照射する紫外線照射ユニット２と、から構成される紫外線照射装置である。被処理水は、例えば地下水、水道水、下水、海水、養殖用水、または、再生水等で、紫外線を照射することで、流体の殺菌、不活化、または、有機物分解等の光処理を行う。
【００１２】
処理槽１は、例えば、ステンレス等の耐腐食性の金属で形成された本体部１１と、本体部１１の一方の開口面１１ａを気密に塞ぐ底部１２とから構成され、内部には被処理水を充填する内部空間１４が形成されている。処理槽１の大きさは、例えば、外径が１５０ｍｍから４００ｍｍ、内径が１４０ｍｍから３９０ｍｍ、高さが１５０ｍｍから７００ｍｍである。本体部１１と底部１２との接合は、水漏れしないように、例えば、溶接により直接接合するか、予め一体的に成型するか、または、パッキンを介在させてネジ等により固定する方法を採る。
【００１３】
処理槽１内への被処理水の導入は、例えば、ポンプ（図示無）を用いて被処理水を揚水し、処理槽１の底部１２の孔に接続された流入管１５に送水することにより行われる。処理槽１の内部空間１４に充填された被処理水Ａは、処理槽１の上部近傍に設けた孔に接続された排出管１６を介して、処理槽１の外部に排水される。流入管１５及び排出管１６は、例えば、ステンレス、鉄、または銅等の金属管、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等のプラスチック管、または、金属とプラスチックから成る複合管等を使用する。
【００１４】
処理槽１の上部１１ｂ側には、処理槽１内の被処理水Ａに紫外線を照射する紫外線照射ユニット２が配置される。紫外線照射ユニット２は、例えば、ステンレスやアルミ等の金属製の筐体２１内に、リフレクタ２２と、リフレクタ２２によって形成された空間内に配置された紫外線光源２３と、紫外線光源２３からの紫外線およびリフレクタ２２で反射された紫外線を筐体２１の外部に取り出すための光取出口２４と、紫外線光源２３を点灯するための点灯回路２５とを、収納した構成である。
【００１５】
紫外線光源２３は、例えば、例えば石英ガラスからなる紫外線透過性の円筒形状のバルブで、バルブの発光空間内には、例えば、不活性ガスとそれに水銀と鉄を主成分とする放電媒体が封入される。ランプの外径φは１５±１ｍｍ程度、長さＬは２４０ｍｍ程度である。このときの点灯回路２５は、例えば、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を照射するマグネトロンを使用し、マイクロ波を紫外線光源２３に導くことにより、バルブ内に封入された放電媒体が放電し、波長１８０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線を発生させる構成である。これに伴い、リフレクタ２２は、紫外線を反射し、マイクロ波を通過するよう、例えば、表面に反射膜を形成したガラスで構成されている。
【００１６】
光取出口２４には、例えば、紫外線光源２３からの光を拡散または集光させる光学機能や、紫外線光源２３や点灯回路２５から発生するノイズを遮断する機能を持たせることが出来る。また、装置構成を簡略化するため、前記の部材の設置を省略し、筐体２１に開口部を設けた構成にすることも可能である。
【００１７】
紫外線照射ユニット２への被処理水の飛散防止と、紫外線照射ユニット２が破損した際の破損部材による被処理水の汚染防止を目的として、紫外線透過部３１と遮光部４１を組み合わせた保護部材を、処理槽１と紫外線照射ユニット２との間に配置する。
【００１８】
紫外線透過部３１は、例えば、光処理を行うための紫外線波長の透過率が高い石英ガラスやソーダガラスが使用された紫外線透過窓であり、紫外線照射ユニット２からの紫外線が透過され、被処理水Ａに照射される配置である。
【００１９】
紫外線透過部３１の周囲には、遮光部４１が、例えば、パッキンを介して接続される。遮光部４１は、処理槽１の上部１１ｂに気密に固定される。遮光部４１は、例えば、ステンレス製で、処理槽１の蓋部材としても機能する。本体部１１と遮光部４１との接合は、水漏れしないように、例えば、溶接により直接接合するか、予め一体的に成型するか、または、パッキンを介在させてネジ等により固定する方法を採る。
【００２０】
紫外線透過部３１の片側面は、処理槽１に貯水される被処理水Ａに面する。処理槽１内の被処理水Ａの水面位置は、例えば、流入管１５による被処理水の流水速度や、排出管１６の排水速度に応じて変化すると共に、水面は振動する。そのため、被処理水Ａの水面と紫外線透過部３１が接液する以外に、両者の間に空気層が介在しているものの、被処理水Ａの一部が飛散して紫外線透過部３１に水滴が付着する場合や、被処理水Ａの蒸気が紫外線透過部３１で結露して水滴が付着する場合がある。
【００２１】
被処理水Ａには、不純物成分（鉄、マンガン、カルシウム、マグネシウム等）、油分、浮遊物質等が含まれるため、紫外線処理装置１００を長時間稼動すると、これらの物質が、紫外線透過部３１の被処理水Ａ側に徐々に付着する。特に、前述した不純物成分は、紫外線や熱と反応して、スケールの生成を促進する。スケールは、紫外線照射ユニット２からの紫外線を吸収するため、紫外線照射装置の光処理能力を低下させる一因となる。
【００２２】
紫外線透過部３１の被処理水Ａ側には、その表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を清掃する清掃機構５が設けられる。清掃機構５は、例えば、紫外線透過部３１の表面を摺動して清掃する清掃部５１と、清掃部５１を移動させる移動機構５２と、から構成される。
【００２３】
清掃部５１は、例えば、紫外線透過部３１の表面に接する清掃具５１ａと、清掃具５１ａを保持する支持フレーム５１ｂと、から構成される。清掃具５１ａは、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、合成樹脂等の弾性体や、金属製のブラシが使用される。支持フレーム５１ｂは、例えば、ステンレス、フッ素樹脂、シリコン樹脂、合成樹脂で形成され、中央に凹部を設けた部材で、凹部に清掃具５１ａを挟持して保持する構成である。
【００２４】
支持フレーム５１ｂの両端には、貫通孔が設けられており、紫外線透過部３１の長軸方向に沿って配置・固定された一対の移動軸５２ａ、５２ｂが挿入されている。第１の移動軸５２ａは、例えば、ボールネジ軸で、一端は固定部材５２ｃで遮光部４１に固定され、他端は遮光部４１に固定されたモーター５２ｄの回転軸に接続されている。モーター５２ｄを回転させると、第１の移動軸５２ａであるボールネジ軸が回転し、清掃具５１ａを挿入した支持フレーム５１ｂを紫外線透過部３１の長軸方向に沿って移動させることができる。第２の移動軸５２ｂは、例えば、支持フレーム５１ｂの孔との摩擦係数を低減した金属棒で、第１の移動軸５２ａの回転により移動する支持フレーム５１ｂの移動を補助する。第２の移動軸５２ｂは、固定部材５２ｅ、５２ｆにより、遮蔽部４１に固定される。
【００２５】
清掃部５１の動作及び配置を、図３を用いて説明する。
【００２６】
図３（ａ）は、清掃を開始する前の清掃部５１の配置を示す図で、例えば、紫外線照射ユニット２が紫外線を照射し、処理槽１内の被処理水Ａの光処理を行っている状態である。一方、清掃部５１は、清掃部５１と紫外線照射ユニット２の光取出口２４とを最短距離で結んだ直線Ｂ上に、第１の遮光部４１ａの少なくとも一部が介在する位置で、待機している状態である。
【００２７】
次に清掃を開始すると、図３（ｂ）に示すように、清掃部５１は、図３（ａ）の待機位置から、紫外線透過部３１上に移動する。その後、清掃部５１は、清掃具５１ａと紫外線透過部３１が接する状態で、図３（ｂ）から図３（ｅ）に示すように、紫外線透過部３１上を往復移動し、紫外線透過部３１の表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を擦ることにより除去する。図３では、清掃部５１を一往復させた構成を示したが、紫外線透過部３１表面の汚れの状況により、複数回繰り返すことも可能である。
【００２８】
清掃終了後は、図３（ｅ）に示すように、清掃部５１は、紫外線透過部３１の表面から、第１の遮光部４１ａの表面に移動する。その後、清掃部５１は、図３（ｆ）に示すように、清掃部５１と紫外線照射ユニット２の光取出口２４とを最短距離で結ぶ直線Ｂ上に、第１の遮光部４１ａの少なくも一部が介在する位置で停止し、次回の掃除が開始されるまで待機する構成である。
【００２９】
本実施形態では、清掃の開始前及び終了後において、紫外線照射ユニット２の光取出口２４から照射される紫外線が、第１の遮光部４１ａにより遮光され、清掃部５１の紫外線透過部３１側に照射される紫外線量を低減することができる。その結果、清掃の開始前及び終了後において、被処理水に含有される不純物（鉄、マンガン、カルシウム、マグネシウム等）が紫外線や熱と反応して生成されるスケールが、清掃部５１、特に、紫外線透過部３１の表面に接する清掃具５１ａ上に付着することを抑制する。清掃の開始前及び終了後における清掃部５１の待機時間は、清掃に要する時間に対して長いため、清掃具５１ａ表面へのスケールの堆積を抑制することができる。これにより、清掃具５１ａの表面は、初期の奇麗な状態を維持することができ、紫外線透過部３１上の汚れを除去することができる。また、清掃具５１ａの表面に付着したスケールが、清掃の際に、紫外線透過部３１に転写して汚染することを防止するので、清掃能力を長時間に亘って維持できる。
【００３０】
清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂに合成樹脂等を使用した場合には、紫外線照射による清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂの紫外線劣化及び変形を抑制することができる。これにより、清掃具５１ａが紫外線透過部３１と密着している状態を維持することが可能で、紫外線透過部３１の表面をムラなく清掃することができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図４は、紫外線照射装置に関する第２の実施形態について説明するためのものである。この第２の実施形態の各部について、第１の実施形態の紫外線照射装置の各部と同一部分は同一符号で示す。
【００３２】
図４は、清掃の開始前及び終了後の清掃部５１の配置を示す図で、例えば、紫外線照射ユニット２が紫外線を照射し、処理槽１内の被処理水Ａの光処理を行っている状態である。第１の遮光部４１ａの設置条件は、第１の実施形態と同様であるが、第２の実施形態では、第１の遮光部４１ａと対向する位置に第２の遮光部４２を設け、清掃部５１は、清掃の開始前及び終了後において、第１の遮光部４１と第２の遮光部４２との間に配置される構成である。
【００３３】
清掃時は、第１の実施形態と同様に、清掃部５１は上記の待機位置から、紫外線透過部３１の被処理水Ａ側に移動し、紫外線透過部３１上を往復移動することにより、紫外線透過部３１の表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を除去する。
【００３４】
上述した第２の実施形態においては、第２の遮光部４２を設けたことにより、例えば、紫外線照射装置２から照射された紫外線Ｃのうち、処理槽１の底面で反射された紫外線Ｄが、清掃部５１へ照射されることを抑制する。その結果、
第１の実施形態に対して、清掃具５１ａ表面へのスケール生成や、清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂの紫外線劣化・変形を更に抑制でき、清掃能力を長時間に亘って維持することができる。
【００３５】
また、第１の遮光部４１ａと第２の遮光部４２とを連結する第３の遮光部４３を設けることにより、第３の遮光部４３側からの紫外線を遮光でき、更に、清掃具５１ａ表面へのスケール生成や、清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂの紫外線劣化・変形を更に抑制でき、清掃能力を長時間に亘って維持することができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
図５は、紫外線照射装置に関する第３の実施形態について説明するためのものである。
図５は、清掃時の清掃部５１の配置を示す図である。清掃部５１と紫外線光源２３が略平行に配置されている構成であり、両者が垂直に配置される第２の実施形態と異なる。その他の構成は、第２の実施形態と同様である。
【００３７】
紫外線照射ユニット２が稼働している状態で、清掃を実施する場合、第２の実施形態では、清掃部５１の中央部は紫外線光源２３と常に接近しているので、清掃部５１の中央部において、紫外線光源２３からの紫外線及び熱の照射量が局所的に高くなる。その結果、清掃部５１の中央部が局所的にスケールで汚染されたり、紫外線劣化や変形を生じる。
【００３８】
一方、上述した第３の実施形態では、清掃部５１と紫外線光源２３は略平行に配置されているので、清掃部５１の全域に亘って紫外線光源２３との距離を均一化できる。その結果、清掃部５１への紫外線及び熱の照射量の軸方向分布を、第２の実施形態の場合に対して均一化できるので、清掃中の清掃部５１の局所的な清掃能力の低下を抑制でき、更に、長時間にわたって清掃能力を維持することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
図６は、紫外線照射装置に関する第４の実施形態について説明するためのものである。
【００４０】
処理槽１は、例えば、ステンレス等の耐腐食性の金属で形成された本体部１１と、本体部１１の両端部を気密に塞ぐ底部１２ａ、１２ｂとから構成され、内部には被処理水を充填する内部空間１４が形成されている。処理槽１の大きさは、例えば、外径が１５０ｍｍから４００ｍｍ、内径が１４０ｍｍから３９０ｍｍ、高さが１５０ｍｍから１６００ｍｍである。本体部１１と底部１２ａ、１２ｂとの接合は、水漏れしないように、例えば、溶接により直接接合するか、予め一体的に成型するか、または、パッキンを介在させてネジ等により固定する方法を採る。
【００４１】
処理槽１内への被処理水の導入は、例えば、ポンプ（図示無）を用いて被処理水を揚水し、処理槽１の本体部１１の一部に設けた孔に接続された流入管１５に送水することにより行われる。処理槽１の内部空間１４に充填された被処理水Ａは、処理槽１の本体部１１に設けた孔に接続された排出管１６を介して、処理槽１の外部に排水される。流入管１５及び排出管１６は、例えば、ステンレス、鉄、または銅等の金属管、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等のプラスチック管、または、金属とプラスチックから成る複合管等を使用する。
【００４２】
処理槽の底部１２ａと１２ｂには、夫々中央部に孔が設けられており、紫外線照射ユニット２である紫外線光源２３を内部に挿入した紫外線透過部３１の両端を、パッキン等を用いて気密に保持している。
【００４３】
紫外線光源２３は、例えば、熱陰極ランプで、石英ガラスからなる紫外線透過性の円筒形状のバルブに、アルゴンと水銀を封入し、その両端にエミッタを塗布した熱陰極を配置した構成である。バルブの端部には、熱陰極に給電する口金が装着され、これに外部配置した点灯回路２５から電圧を印加すると、光取出口２４であるバルブ表面から、波長１８５ｎｍや２５４ｎｍ等の紫外線が発生する構成である。ランプの外径φは８ｍｍ〜３５ｍｍ程度、長さＬは１５０ｍｍ〜１６００ｍｍ程度である。
【００４４】
紫外線光源２３の周囲に配置される紫外線透過部３１は、例えば、円筒状の石英ガラスで、紫外線光源２３が破損した際の被処理水の汚染防止を防止する保護管であり、その外周面は、処理槽１内の被処理水Ａに接液している。また、紫外線光源２３と紫外線透過部３１の間には、例えば、空気層を設けて、紫外線光源２３の管壁温度が低下して発光効率が低下しないように、保温している。
【００４５】
紫外線透過部３１には、例えば、その一端の内壁に、紫外線光源２３からの紫外線を遮光可能な第１の遮光部４１が設けられる。第１の遮光部４１は、例えば、金属製の円筒体や、金属または金属酸化物を被着したもので、紫外線透過部３１の内壁に固定されている。
【００４６】
紫外線透過部３１の被処理水Ａ側には、その表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を清掃する清掃機構５が設けられる。清掃機構５は、例えば、紫外線透過部３１の表面を摺動して清掃する清掃部５１と、清掃部５１を移動させる移動機構５２と、から構成される。
【００４７】
清掃部５１は、例えば、紫外線透過部３１の表面に接する清掃具５１ａと、清掃具５１ａを保持する支持フレーム５１ｂと、から構成される。清掃具５１ａは、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、合成樹脂等の弾性体や、金属製のブラシを、リング状に形成したものである。支持フレーム５１ｂは、例えば、ステンレス、フッ素樹脂、シリコン樹脂、合成樹脂で、リング状の清掃具５１ａの外周を保持する構成である。
【００４８】
支持フレーム５１ｂの一部に、貫通孔が設けられており、紫外線透過部３１の長軸方向に沿って配置された移動軸５２ａが挿入されている。移動軸５２ａは、例えば、ボールネジ軸で、一端に接続されたモーター５２ｄを回転させると、移動軸５２ａが回転し、清掃具５１ａを挿入した支持フレーム５１ｂが紫外線透過部３１の長軸方向に沿って移動させることができる。
【００４９】
清掃部５１の動作及び配置を、図７を用いて説明する。
【００５０】
図７（ａ）は、清掃の開始前または終了後の状態図で、例えば、紫外線照射ユニット２である紫外線光源２３が紫外線を照射し、処理槽１内の被処理水Ａの光処理を行っている状態である。清掃部５１は、清掃部５１と紫外線光源２３の光取出口２４であるバルブ表面とを最短距離で結ぶ直線Ｂ上に、第１の遮光部４１の少なくとも一部が介在する位置に配置され、待機している状態である。
【００５１】
図７(ｂ)は、清掃を実施している状態図で、清掃部５１は、清掃具５１ａと紫外線透過部３１の外壁が接する状態で、紫外線透過部３１上を往復移動し、紫外線透過部３１の表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を擦ることにより除去する。
【００５２】
上述した第４の実施形態では、清掃の開始前及び終了後において、紫外線光源２３の光取出口２４であるバルブからの紫外線を、第１の遮光部４１により遮光し、清掃部５１の紫外線透過部３１側に照射される紫外線量を低減することができる。その結果、第１の実施形態と同様に、清掃具５１ａ表面へのスケール生成や、清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂの紫外線劣化・変形を抑制することが可能で、清掃部５１の清掃能力を長時間にわたって維持することができる。
【００５３】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５４】
例えば、処理槽１の形状は、楕円形や方形形状等の任意の形状とすることができる。また、底部１２や蓋部となる遮光部４１の形状も、半球形状等の曲線形状等、任意の形状とすることができる。
【００５５】
流入管１５の個数や形状は、処理槽１の大きさや形状、被処理水の深さに応じて調整をすることができる。流入管１５の設置個所は、図示した処理槽１の底部１２以外に、処理槽１の本体部１１や処理槽の遮光部４１の一部にも設置することができる。また、流入管１５の水量を微調整するための水量計や水量調整機、または、被処理水の水温や濁度を検出するセンサーを設けることができる。
【００５６】
紫外線光源２３は、被処理水Ａに対して光処理を行うのに適切な波長域の紫外線を発光させることができる光源であればよいので、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、中圧ランプ、高圧ランプ、ＨＩＤランプ、ＵＶ−ＬＥＤ、または、レーザーダイオード等に置き換えが可能である。
【００５７】
点灯回路２５は、夫々の光源に適した構成とすることができ、また、点灯回路２５の全部または一部を紫外線照射ユニット２の筐体２１の外部に配置することも可能である。
【００５８】
紫外線照射ユニット２は、図２の構成において、例えば、筐体２１の一部に空気を筐体２１内に導入及び排出するための開口部を設けて、排気用または吸気用のブロアにより筐体２１内に空気を循環させて、紫外線光源２３や点灯回路２５を空冷させる構成も可能である。
【００５９】
紫外線透過部３１は、例えば、処理槽１の本体部１１または底部１２の一部にも設けることが出来る。
【００６０】
第１の遮光部４１は、清掃開始前及び終了後の清掃部５１と紫外線照射ユニット２の光取出口２４とを結ぶ最短距離の直線Ｂ上に介在させるのに加えて、清掃部５１と光取出口２４とを結ぶその他領域も遮光し、遮光面積を増やすことも可能である。その他に、清掃部５１と光取出口２４とを結ぶ全領域を遮光する構成でも良い。遮光面積を増やすことで、清掃部５１の紫外線透過部３１側及び側面への紫外線照射量を低減でき、更に、清掃部５１上へのスケール生成や、清掃部５１の紫外線劣化・変形等を抑制することが可能となる。
【００６１】
第１の遮光部４１は、図２の構成において、例えば、紫外線透過部３１の被処理水Ａ側または紫外線照射ユニット２側の表面に、紫外線を吸収する金属、金属酸化物等の遮光膜を形成する構成でも良い。また、図６の構成においては、第１の遮光部４１は、紫外線光源２３の外表面、紫外線透過部３１の被処理水Ａ側の表面、または、紫外線光源２３と紫外線透過部３１の間において両方に離間するように配置した構成でも良いし、紫外線光源２３の端部に装着する口金部を第１の遮光部４１として使用することも可能である。
【００６２】
第１の遮光部４１、第２の遮光部４２、及び第３の遮光部４３は、紫外線を遮光できる配置、形状、材質であれば良い。
【００６３】
清掃部５１は、清掃具５１ａを支持フレーム５１ｂで保持した構成以外に、両者を一体的にした構成でも良い。また、清掃部５１は、紫外線透過部３１の表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を除去できる配置、形状、材質であれば良い。例えば、清掃具５１ａは、液体を高圧噴射可能なノズルや、付近で超音波振動させることが可能な超音波振動子であっても良い。
【００６４】
紫外線透過部３１や清掃部５１は、その表面へのスケールの付着を抑制するため、部材の表面にフッ素コートした材料を使用しても良い。
【００６５】
清掃部５１を複数設けて、個々を連動させて清掃することも可能である。
【００６６】
清掃部５１の移動機構５２は、平行移動以外に、清掃部５１の一端を回転軸として回動する構成も可能である。
【００６７】
清掃部５１の移動機構５２は、モーター駆動以外に、例えば、エアーシリンダー方式や、手動方式等の形態を採ることができる。
【００６８】
清掃の開始前及び終了後の清掃部５１の待機位置は、排出管１６の近傍以外に、排出管１６と最も離間する位置や、両者の中間位置に配置する構成等でも良い。
【００６９】
処理槽１内に、被処理水Ａを介して紫外線照射ユニット２の光出力を検出する紫外線センサーを設けても良い。紫外線センサーの出力の変化により、紫外線照射ユニット２の光出力の低下、または、被処理水Ａの濁度の変化を検出できる以外に、紫外線透過部３１の汚れを推定することが可能で、紫外線センサーと連動させて、清掃部５１の稼働を制御しても良い。また、紫外線透過部３１が汚れる期間を経験的に取得し、例えば、タイマー制御を用いて、数時間、１日、または、１か月の頻度で定期的に、清掃部５１を稼働させても良い。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１ 処理槽
１５ 流入管
１６ 排出管
２ 紫外線照射ユニット
２３ 紫外線光源
２４ 光取出口
２５ 点灯回路
３１ 紫外線透過部
４１ 第１の遮光部
５ 清掃機構
５１ 清掃部
５２ 移動機構
Ａ 被処理水
Ｂ 清掃部と紫外線照射装置の光取出口とを最短距離で結ぶ直線
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、紫外線光源を用いて地下水、水道水、下水、海水、養殖用水、または、再生水等の流体の殺菌、不活化、または、有機物分解等の光処理を行う紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線照射装置の一例として、紫外線光源を使用して、処理槽内の被処理水に紫外線を照射し、被処理水を光処理する装置がある。
【０００３】
紫外線処理装置を長時間使用すると、被処理水に含有される不純物（鉄、マンガン、カルシウム、マグネシウム等）、油分、浮遊物質等の付着物が、被処理水に接する箇所に次第に堆積する。この付着物は紫外線を吸収し、紫外線照射装置の光処理能力を低下させるため、ワイパー等の清掃部を設けて定期的に除去する必要がある。
【０００４】
しかし、長時間使用すると、清掃部の清掃能力が低下し、付着物の除去が不十分となる課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平７−５９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、紫外線照射装置の清掃部の清掃能力を長時間に亘って維持することが可能な紫外線照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、実施形態の紫外線照射装置は、内部に被処理水を満たすことが可能な処理槽と、前記被処理水に面するように設けられる紫外線透過部と、光取出口を備え、紫外線を前記光取出口から出光させて、前記紫外線透過部を介して、前記被処理水に照射する紫外線照射ユニットと、清掃部と移動機構を有し、前記移動機構により前記紫外線透過部の前記被処理水側の表面を前記清掃部で清掃可能な清掃機構と、清掃開始前及び終了後の前記清掃部と前記光取出口とを最短距離で結んだ直線上に、少なくとも一部が介在するように配置された第１の遮光部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】紫外線照射装置に関する第１の実施形態について説明するための分解斜視図である。
【図２】図１の組み立て状態を説明するための断面図である。
【図３】図２の清掃部の動作及び配置を説明するための概略図である。
【図４】紫外線照射装置に関する第２の実施形態について説明するための断面図である。
【図５】紫外線照射装置に関する第３の実施形態について説明するための断面図である。
【図６】紫外線照射装置に関する第４の実施形態について説明するための断面図である。
【図７】図６の清掃部の動作及び配置を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の紫外線照射装置を、図面を参照して説明する。図１は分解斜視図で、図２は図１の組み立て状態の断面図である。
【００１１】
図１および図２において、１００は、被処理水を充填する処理槽１と、紫外線を照射する紫外線照射ユニット２と、から構成される紫外線照射装置である。被処理水は、例えば地下水、水道水、下水、海水、養殖用水、または、再生水等で、紫外線を照射することで、流体の殺菌、不活化、または、有機物分解等の光処理を行う。
【００１２】
処理槽１は、例えば、ステンレス等の耐腐食性の金属で形成された本体部１１と、本体部１１の一方の開口面１１ａを気密に塞ぐ底部１２とから構成され、内部には被処理水を充填する内部空間１４が形成されている。処理槽１の大きさは、例えば、外径が１５０ｍｍから４００ｍｍ、内径が１４０ｍｍから３９０ｍｍ、高さが１５０ｍｍから７００ｍｍである。本体部１１と底部１２との接合は、水漏れしないように、例えば、溶接により直接接合するか、予め一体的に成型するか、または、パッキンを介在させてネジ等により固定する方法を採る。
【００１３】
処理槽１内への被処理水の導入は、例えば、ポンプ（図示無）を用いて被処理水を揚水し、処理槽１の底部１２の孔に接続された流入管１５に送水することにより行われる。処理槽１の内部空間１４に充填された被処理水Ａは、処理槽１の上部近傍に設けた孔に接続された排出管１６を介して、処理槽１の外部に排水される。流入管１５及び排出管１６は、例えば、ステンレス、鉄、または銅等の金属管、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等のプラスチック管、または、金属とプラスチックから成る複合管等を使用する。
【００１４】
処理槽１の上部１１ｂ側には、処理槽１内の被処理水Ａに紫外線を照射する紫外線照射ユニット２が配置される。紫外線照射ユニット２は、例えば、ステンレスやアルミ等の金属製の筐体２１内に、リフレクタ２２と、リフレクタ２２によって形成された空間内に配置された紫外線光源２３と、紫外線光源２３からの紫外線およびリフレクタ２２で反射された紫外線を筐体２１の外部に取り出すための光取出口２４と、紫外線光源２３を点灯するための点灯回路２５とを、収納した構成である。
【００１５】
紫外線光源２３は、例えば、例えば石英ガラスからなる紫外線透過性の円筒形状のバルブで、バルブの発光空間内には、例えば、不活性ガスとそれに水銀と鉄を主成分とする放電媒体が封入される。ランプの外径φは１５±１ｍｍ程度、長さＬは２４０ｍｍ程度である。このときの点灯回路２５は、例えば、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を照射するマグネトロンを使用し、マイクロ波を紫外線光源２３に導くことにより、バルブ内に封入された放電媒体が放電し、波長１８０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線を発生させる構成である。これに伴い、リフレクタ２２は、紫外線を反射し、マイクロ波を通過するよう、例えば、表面に反射膜を形成したガラスで構成されている。
【００１６】
光取出口２４には、例えば、紫外線光源２３からの光を拡散または集光させる光学機能や、紫外線光源２３や点灯回路２５から発生するノイズを遮断する機能を持たせることが出来る。また、装置構成を簡略化するため、前記の部材の設置を省略し、筐体２１に開口部を設けた構成にすることも可能である。
【００１７】
紫外線照射ユニット２への被処理水の飛散防止と、紫外線照射ユニット２が破損した際の破損部材による被処理水の汚染防止を目的として、紫外線透過部３１と遮光部４１を組み合わせた保護部材を、処理槽１と紫外線照射ユニット２との間に配置する。
【００１８】
紫外線透過部３１は、例えば、光処理を行うための紫外線波長の透過率が高い石英ガラスやソーダガラスが使用された紫外線透過窓であり、紫外線照射ユニット２からの紫外線が透過され、被処理水Ａに照射される配置である。
【００１９】
紫外線透過部３１の周囲には、遮光部４１が、例えば、パッキンを介して接続される。遮光部４１は、処理槽１の上部１１ｂに気密に固定される。遮光部４１は、例えば、ステンレス製で、処理槽１の蓋部材としても機能する。本体部１１と遮光部４１との接合は、水漏れしないように、例えば、溶接により直接接合するか、予め一体的に成型するか、または、パッキンを介在させてネジ等により固定する方法を採る。
【００２０】
紫外線透過部３１の片側面は、処理槽１に貯水される被処理水Ａに面する。処理槽１内の被処理水Ａの水面位置は、例えば、流入管１５による被処理水の流水速度や、排出管１６の排水速度に応じて変化すると共に、水面は振動する。そのため、被処理水Ａの水面と紫外線透過部３１が接液する以外に、両者の間に空気層が介在しているものの、被処理水Ａの一部が飛散して紫外線透過部３１に水滴が付着する場合や、被処理水Ａの蒸気が紫外線透過部３１で結露して水滴が付着する場合がある。
【００２１】
被処理水Ａには、不純物成分（鉄、マンガン、カルシウム、マグネシウム等）、油分、浮遊物質等が含まれるため、紫外線処理装置１００を長時間稼動すると、これらの物質が、紫外線透過部３１の被処理水Ａ側に徐々に付着する。特に、前述した不純物成分は、紫外線や熱と反応して、スケールの生成を促進する。スケールは、紫外線照射ユニット２からの紫外線を吸収するため、紫外線照射装置の光処理能力を低下させる一因となる。
【００２２】
紫外線透過部３１の被処理水Ａ側には、その表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を清掃する清掃機構５が設けられる。清掃機構５は、例えば、紫外線透過部３１の表面を摺動して清掃する清掃部５１と、清掃部５１を移動させる移動機構５２と、から構成される。
【００２３】
清掃部５１は、例えば、紫外線透過部３１の表面に接する清掃具５１ａと、清掃具５１ａを保持する支持フレーム５１ｂと、から構成される。清掃具５１ａは、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、合成樹脂等の弾性体や、金属製のブラシが使用される。支持フレーム５１ｂは、例えば、ステンレス、フッ素樹脂、シリコン樹脂、合成樹脂で形成され、中央に凹部を設けた部材で、凹部に清掃具５１ａを挟持して保持する構成である。
【００２４】
支持フレーム５１ｂの両端には、貫通孔が設けられており、紫外線透過部３１の長軸方向に沿って配置・固定された一対の移動軸５２ａ、５２ｂが挿入されている。第１の移動軸５２ａは、例えば、ボールネジ軸で、一端は固定部材５２ｃで遮光部４１に固定され、他端は遮光部４１に固定されたモーター５２ｄの回転軸に接続されている。モーター５２ｄを回転させると、第１の移動軸５２ａであるボールネジ軸が回転し、清掃具５１ａを挿入した支持フレーム５１ｂを紫外線透過部３１の長軸方向に沿って移動させることができる。第２の移動軸５２ｂは、例えば、支持フレーム５１ｂの孔との摩擦係数を低減した金属棒で、第１の移動軸５２ａの回転により移動する支持フレーム５１ｂの移動を補助する。第２の移動軸５２ｂは、固定部材５２ｅ、５２ｆにより、遮蔽部４１に固定される。
【００２５】
清掃部５１の動作及び配置を、図３を用いて説明する。
【００２６】
図３（ａ）は、清掃を開始する前の清掃部５１の配置を示す図で、例えば、紫外線照射ユニット２が紫外線を照射し、処理槽１内の被処理水Ａの光処理を行っている状態である。一方、清掃部５１は、清掃部５１と紫外線照射ユニット２の光取出口２４とを最短距離で結んだ直線Ｂ上に、第１の遮光部４１ａの少なくとも一部が介在する位置で、待機している状態である。
【００２７】
次に清掃を開始すると、図３（ｂ）に示すように、清掃部５１は、図３（ａ）の待機位置から、紫外線透過部３１上に移動する。その後、清掃部５１は、清掃具５１ａと紫外線透過部３１が接する状態で、図３（ｂ）から図３（ｅ）に示すように、紫外線透過部３１上を往復移動し、紫外線透過部３１の表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を擦ることにより除去する。図３では、清掃部５１を一往復させた構成を示したが、紫外線透過部３１表面の汚れの状況により、複数回繰り返すことも可能である。
【００２８】
清掃終了後は、図３（ｅ）に示すように、清掃部５１は、紫外線透過部３１の表面から、第１の遮光部４１ａの表面に移動する。その後、清掃部５１は、図３（ｆ）に示すように、清掃部５１と紫外線照射ユニット２の光取出口２４とを最短距離で結ぶ直線Ｂ上に、第１の遮光部４１ａの少なくも一部が介在する位置で停止し、次回の掃除が開始されるまで待機する構成である。
【００２９】
本実施形態では、清掃の開始前及び終了後において、紫外線照射ユニット２の光取出口２４から照射される紫外線が、第１の遮光部４１ａにより遮光され、清掃部５１の紫外線透過部３１側に照射される紫外線量を低減することができる。その結果、清掃の開始前及び終了後において、被処理水に含有される不純物（鉄、マンガン、カルシウム、マグネシウム等）が紫外線や熱と反応して生成されるスケールが、清掃部５１、特に、紫外線透過部３１の表面に接する清掃具５１ａ上に付着することを抑制する。清掃の開始前及び終了後における清掃部５１の待機時間は、清掃に要する時間に対して長いため、清掃具５１ａ表面へのスケールの堆積を抑制することができる。これにより、清掃具５１ａの表面は、初期の奇麗な状態を維持することができ、紫外線透過部３１上の汚れを除去することができる。また、清掃具５１ａの表面に付着したスケールが、清掃の際に、紫外線透過部３１に転写して汚染することを防止するので、清掃能力を長時間に亘って維持できる。
【００３０】
清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂに合成樹脂等を使用した場合には、紫外線照射による清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂの紫外線劣化及び変形を抑制することができる。これにより、清掃具５１ａが紫外線透過部３１と密着している状態を維持することが可能で、紫外線透過部３１の表面をムラなく清掃することができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図４は、紫外線照射装置に関する第２の実施形態について説明するためのものである。この第２の実施形態の各部について、第１の実施形態の紫外線照射装置の各部と同一部分は同一符号で示す。
【００３２】
図４は、清掃の開始前及び終了後の清掃部５１の配置を示す図で、例えば、紫外線照射ユニット２が紫外線を照射し、処理槽１内の被処理水Ａの光処理を行っている状態である。第１の遮光部４１ａの設置条件は、第１の実施形態と同様であるが、第２の実施形態では、第１の遮光部４１ａと対向する位置に第２の遮光部４２を設け、清掃部５１は、清掃の開始前及び終了後において、第１の遮光部４１と第２の遮光部４２との間に配置される構成である。
【００３３】
清掃時は、第１の実施形態と同様に、清掃部５１は上記の待機位置から、紫外線透過部３１の被処理水Ａ側に移動し、紫外線透過部３１上を往復移動することにより、紫外線透過部３１の表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を除去する。
【００３４】
上述した第２の実施形態においては、第２の遮光部４２を設けたことにより、例えば、紫外線照射装置２から照射された紫外線Ｃのうち、処理槽１の底面で反射された紫外線Ｄが、清掃部５１へ照射されることを抑制する。その結果、
第１の実施形態に対して、清掃具５１ａ表面へのスケール生成や、清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂの紫外線劣化・変形を更に抑制でき、清掃能力を長時間に亘って維持することができる。
【００３５】
また、第１の遮光部４１ａと第２の遮光部４２とを連結する第３の遮光部４３を設けることにより、第３の遮光部４３側からの紫外線を遮光でき、更に、清掃具５１ａ表面へのスケール生成や、清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂの紫外線劣化・変形を更に抑制でき、清掃能力を長時間に亘って維持することができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
図５は、紫外線照射装置に関する第３の実施形態について説明するためのものである。
図５は、清掃時の清掃部５１の配置を示す図である。清掃部５１と紫外線光源２３が略平行に配置されている構成であり、両者が垂直に配置される第２の実施形態と異なる。その他の構成は、第２の実施形態と同様である。
【００３７】
紫外線照射ユニット２が稼働している状態で、清掃を実施する場合、第２の実施形態では、清掃部５１の中央部は紫外線光源２３と常に接近しているので、清掃部５１の中央部において、紫外線光源２３からの紫外線及び熱の照射量が局所的に高くなる。その結果、清掃部５１の中央部が局所的にスケールで汚染されたり、紫外線劣化や変形を生じる。
【００３８】
一方、上述した第３の実施形態では、清掃部５１と紫外線光源２３は略平行に配置されているので、清掃部５１の全域に亘って紫外線光源２３との距離を均一化できる。その結果、清掃部５１への紫外線及び熱の照射量の軸方向分布を、第２の実施形態の場合に対して均一化できるので、清掃中の清掃部５１の局所的な清掃能力の低下を抑制でき、更に、長時間にわたって清掃能力を維持することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
図６は、紫外線照射装置に関する第４の実施形態について説明するためのものである。
【００４０】
処理槽１は、例えば、ステンレス等の耐腐食性の金属で形成された本体部１１と、本体部１１の両端部を気密に塞ぐ底部１２ａ、１２ｂとから構成され、内部には被処理水を充填する内部空間１４が形成されている。処理槽１の大きさは、例えば、外径が１５０ｍｍから４００ｍｍ、内径が１４０ｍｍから３９０ｍｍ、高さが１５０ｍｍから１６００ｍｍである。本体部１１と底部１２ａ、１２ｂとの接合は、水漏れしないように、例えば、溶接により直接接合するか、予め一体的に成型するか、または、パッキンを介在させてネジ等により固定する方法を採る。
【００４１】
処理槽１内への被処理水の導入は、例えば、ポンプ（図示無）を用いて被処理水を揚水し、処理槽１の本体部１１の一部に設けた孔に接続された流入管１５に送水することにより行われる。処理槽１の内部空間１４に充填された被処理水Ａは、処理槽１の本体部１１に設けた孔に接続された排出管１６を介して、処理槽１の外部に排水される。流入管１５及び排出管１６は、例えば、ステンレス、鉄、または銅等の金属管、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等のプラスチック管、または、金属とプラスチックから成る複合管等を使用する。
【００４２】
処理槽の底部１２ａと１２ｂには、夫々中央部に孔が設けられており、紫外線照射ユニット２である紫外線光源２３を内部に挿入した紫外線透過部３１の両端を、パッキン等を用いて気密に保持している。
【００４３】
紫外線光源２３は、例えば、熱陰極ランプで、石英ガラスからなる紫外線透過性の円筒形状のバルブに、アルゴンと水銀を封入し、その両端にエミッタを塗布した熱陰極を配置した構成である。バルブの端部には、熱陰極に給電する口金が装着され、これに外部配置した点灯回路２５から電圧を印加すると、光取出口２４であるバルブ表面から、波長１８５ｎｍや２５４ｎｍ等の紫外線が発生する構成である。ランプの外径φは８ｍｍ〜３５ｍｍ程度、長さＬは１５０ｍｍ〜１６００ｍｍ程度である。
【００４４】
紫外線光源２３の周囲に配置される紫外線透過部３１は、例えば、円筒状の石英ガラスで、紫外線光源２３が破損した際の被処理水の汚染防止を防止する保護管であり、その外周面は、処理槽１内の被処理水Ａに接液している。また、紫外線光源２３と紫外線透過部３１の間には、例えば、空気層を設けて、紫外線光源２３の管壁温度が低下して発光効率が低下しないように、保温している。
【００４５】
紫外線透過部３１には、例えば、その一端の内壁に、紫外線光源２３からの紫外線を遮光可能な第１の遮光部４１が設けられる。第１の遮光部４１は、例えば、金属製の円筒体や、金属または金属酸化物を被着したもので、紫外線透過部３１の内壁に固定されている。
【００４６】
紫外線透過部３１の被処理水Ａ側には、その表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を清掃する清掃機構５が設けられる。清掃機構５は、例えば、紫外線透過部３１の表面を摺動して清掃する清掃部５１と、清掃部５１を移動させる移動機構５２と、から構成される。
【００４７】
清掃部５１は、例えば、紫外線透過部３１の表面に接する清掃具５１ａと、清掃具５１ａを保持する支持フレーム５１ｂと、から構成される。清掃具５１ａは、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、合成樹脂等の弾性体や、金属製のブラシを、リング状に形成したものである。支持フレーム５１ｂは、例えば、ステンレス、フッ素樹脂、シリコン樹脂、合成樹脂で、リング状の清掃具５１ａの外周を保持する構成である。
【００４８】
支持フレーム５１ｂの一部に、貫通孔が設けられており、紫外線透過部３１の長軸方向に沿って配置された移動軸５２ａが挿入されている。移動軸５２ａは、例えば、ボールネジ軸で、一端に接続されたモーター５２ｄを回転させると、移動軸５２ａが回転し、清掃具５１ａを挿入した支持フレーム５１ｂが紫外線透過部３１の長軸方向に沿って移動させることができる。
【００４９】
清掃部５１の動作及び配置を、図７を用いて説明する。
【００５０】
図７（ａ）は、清掃の開始前または終了後の状態図で、例えば、紫外線照射ユニット２である紫外線光源２３が紫外線を照射し、処理槽１内の被処理水Ａの光処理を行っている状態である。清掃部５１は、清掃部５１と紫外線光源２３の光取出口２４であるバルブ表面とを最短距離で結ぶ直線Ｂ上に、第１の遮光部４１の少なくとも一部が介在する位置に配置され、待機している状態である。
【００５１】
図７(ｂ)は、清掃を実施している状態図で、清掃部５１は、清掃具５１ａと紫外線透過部３１の外壁が接する状態で、紫外線透過部３１上を往復移動し、紫外線透過部３１の表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を擦ることにより除去する。
【００５２】
上述した第４の実施形態では、清掃の開始前及び終了後において、紫外線光源２３の光取出口２４であるバルブからの紫外線を、第１の遮光部４１により遮光し、清掃部５１の紫外線透過部３１側に照射される紫外線量を低減することができる。その結果、第１の実施形態と同様に、清掃具５１ａ表面へのスケール生成や、清掃具５１ａや支持フレーム５１ｂの紫外線劣化・変形を抑制することが可能で、清掃部５１の清掃能力を長時間にわたって維持することができる。
【００５３】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５４】
例えば、処理槽１の形状は、楕円形や方形形状等の任意の形状とすることができる。また、底部１２や蓋部となる遮光部４１の形状も、半球形状等の曲線形状等、任意の形状とすることができる。
【００５５】
流入管１５の個数や形状は、処理槽１の大きさや形状、被処理水の深さに応じて調整をすることができる。流入管１５の設置個所は、図示した処理槽１の底部１２以外に、処理槽１の本体部１１や処理槽の遮光部４１の一部にも設置することができる。また、流入管１５の水量を微調整するための水量計や水量調整機、または、被処理水の水温や濁度を検出するセンサーを設けることができる。
【００５６】
紫外線光源２３は、被処理水Ａに対して光処理を行うのに適切な波長域の紫外線を発光させることができる光源であればよいので、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、中圧ランプ、高圧ランプ、ＨＩＤランプ、ＵＶ−ＬＥＤ、または、レーザーダイオード等に置き換えが可能である。
【００５７】
点灯回路２５は、夫々の光源に適した構成とすることができ、また、点灯回路２５の全部または一部を紫外線照射ユニット２の筐体２１の外部に配置することも可能である。
【００５８】
紫外線照射ユニット２は、図２の構成において、例えば、筐体２１の一部に空気を筐体２１内に導入及び排出するための開口部を設けて、排気用または吸気用のブロアにより筐体２１内に空気を循環させて、紫外線光源２３や点灯回路２５を空冷させる構成も可能である。
【００５９】
紫外線透過部３１は、例えば、処理槽１の本体部１１または底部１２の一部にも設けることが出来る。
【００６０】
第１の遮光部４１は、清掃開始前及び終了後の清掃部５１と紫外線照射ユニット２の光取出口２４とを結ぶ最短距離の直線Ｂ上に介在させるのに加えて、清掃部５１と光取出口２４とを結ぶその他領域も遮光し、遮光面積を増やすことも可能である。その他に、清掃部５１と光取出口２４とを結ぶ全領域を遮光する構成でも良い。遮光面積を増やすことで、清掃部５１の紫外線透過部３１側及び側面への紫外線照射量を低減でき、更に、清掃部５１上へのスケール生成や、清掃部５１の紫外線劣化・変形等を抑制することが可能となる。
【００６１】
第１の遮光部４１は、図２の構成において、例えば、紫外線透過部３１の被処理水Ａ側または紫外線照射ユニット２側の表面に、紫外線を吸収する金属、金属酸化物等の遮光膜を形成する構成でも良い。また、図６の構成においては、第１の遮光部４１は、紫外線光源２３の外表面、紫外線透過部３１の被処理水Ａ側の表面、または、紫外線光源２３と紫外線透過部３１の間において両方に離間するように配置した構成でも良いし、紫外線光源２３の端部に装着する口金部を第１の遮光部４１として使用することも可能である。
【００６２】
第１の遮光部４１、第２の遮光部４２、及び第３の遮光部４３は、紫外線を遮光できる配置、形状、材質であれば良い。
【００６３】
清掃部５１は、清掃具５１ａを支持フレーム５１ｂで保持した構成以外に、両者を一体的にした構成でも良い。また、清掃部５１は、紫外線透過部３１の表面のスケール、油分、浮遊物質等の付着物を除去できる配置、形状、材質であれば良い。例えば、清掃具５１ａは、液体を高圧噴射可能なノズルや、付近で超音波振動させることが可能な超音波振動子であっても良い。
【００６４】
紫外線透過部３１や清掃部５１は、その表面へのスケールの付着を抑制するため、部材の表面にフッ素コートした材料を使用しても良い。
【００６５】
清掃部５１を複数設けて、個々を連動させて清掃することも可能である。
【００６６】
清掃部５１の移動機構５２は、平行移動以外に、清掃部５１の一端を回転軸として回動する構成も可能である。
【００６７】
清掃部５１の移動機構５２は、モーター駆動以外に、例えば、エアーシリンダー方式や、手動方式等の形態を採ることができる。
【００６８】
清掃の開始前及び終了後の清掃部５１の待機位置は、排出管１６の近傍以外に、排出管１６と最も離間する位置や、両者の中間位置に配置する構成等でも良い。
【００６９】
処理槽１内に、被処理水Ａを介して紫外線照射ユニット２の光出力を検出する紫外線センサーを設けても良い。紫外線センサーの出力の変化により、紫外線照射ユニット２の光出力の低下、または、被処理水Ａの濁度の変化を検出できる以外に、紫外線透過部３１の汚れを推定することが可能で、紫外線センサーと連動させて、清掃部５１の稼働を制御しても良い。また、紫外線透過部３１が汚れる期間を経験的に取得し、例えば、タイマー制御を用いて、数時間、１日、または、１か月の頻度で定期的に、清掃部５１を稼働させても良い。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１ 処理槽
１５ 流入管
１６ 排出管
２ 紫外線照射ユニット
２３ 紫外線光源
２４ 光取出口
２５ 点灯回路
３１ 紫外線透過部
４１ 第１の遮光部
５ 清掃機構
５１ 清掃部
５２ 移動機構
Ａ 被処理水
Ｂ 清掃部と紫外線照射装置の光取出口とを最短距離で結ぶ直線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被処理水を満たすことが可能な処理槽と、
前記被処理水に面するように設けられる紫外線透過部と、
光取出口を備え、紫外線を前記光取出口から出光させて、前記紫外線透過部を介して、前記被処理水に照射する紫外線照射ユニットと、
清掃部と移動機構を有し、前記移動機構により前記紫外線透過部の前記被処理水側の表面を前記清掃部で清掃可能な清掃機構と、
清掃開始前及び終了後の前記清掃部と前記光取出口とを最短距離で結んだ直線上に、少なくとも一部が介在するように配置された第１の遮光部と、を具備する紫外線照射装置。
【請求項２】
前記第１の遮光部と対向するように配置された第２の遮光部を更に備え、前記清掃部は、清掃開始前及び終了後に、前記第１の遮光部と前記第２の遮光部との間に配置される請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項１】
内部に被処理水を満たすことが可能な処理槽と、
前記被処理水に面するように設けられる紫外線透過部と、
光取出口を備え、紫外線を前記光取出口から出光させて、前記紫外線透過部を介して、前記被処理水に照射する紫外線照射ユニットと、
清掃部と移動機構を有し、前記移動機構により前記紫外線透過部の前記被処理水側の表面を前記清掃部で清掃可能な清掃機構と、
清掃開始前及び終了後の前記清掃部と前記光取出口とを最短距離で結んだ直線上に、少なくとも一部が介在するように配置された第１の遮光部と、を具備する紫外線照射装置。
【請求項２】
前記第１の遮光部と対向するように配置された第２の遮光部を更に備え、前記清掃部は、清掃開始前及び終了後に、前記第１の遮光部と前記第２の遮光部との間に配置される請求項１に記載の紫外線照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３４９７９（Ｐ２０１３−３４９７９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５５６０（Ｐ２０１１−１７５５６０）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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