(57)【要約】【課題】ランプスリーブの損傷を確実かつ迅速に検知することができる紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を提供する。【解決手段】導電性の被処理流体が流入する容器2と、前記容器内を通流する被処理流体に紫外線を照射する紫外線ランプ3と、前記紫外線ランプが収納された光透過性のランプスリーブ4と、前記ランプスリーブ内に電気的に導通可能な導電部8,8a,8bをそれぞれ有し、前記ランプスリーブ内において前記導電部を除く他の部分が絶縁された複数の導線7と、前記ランプスリーブ内に浸入した被処理流体が前記導電部のうちの少なくとも１つに接触したときに前記導線に流れる電気的変化を検出し、検出した電気的変化の信号に基づいて前記ランプスリーブの損傷を報知する導電検知手段9とを有する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の被処理流体が流入する容器と、
前記容器内を通流する被処理流体に紫外線を照射する紫外線ランプと、
前記紫外線ランプが収納された光透過性のランプスリーブと、
前記ランプスリーブ内に電気的に導通可能な導電部をそれぞれ有し、前記導電部を除く他の部分が絶縁された複数の導線と、
前記ランプスリーブ内に浸入した被処理流体が前記導電部のうちの少なくとも１つに接触したときに前記導線に流れる電気的変化を検出し、検出した電気的変化の信号に基づいて前記ランプスリーブの損傷を報知する導電検知手段と、
を有することを特徴とする紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置。
【請求項２】
前記複数の導線は、前記ランプスリーブと前記紫外線ランプとの間に形成された間隙に沿って配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の導線はそれぞれ絶縁被覆され、前記導電部は前記絶縁被覆された導線の絶縁が除去された露出部からなり、これらの露出部が相互に接触しないように前記導線の長さ方向に前記露出部の位置を互いにずらして前記複数の導線を配置することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４】
前記導電部の一部を覆う中空状の絶縁性キャップをさらに有することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記ランプスリーブが一方側の端部が閉じた閉止端と他方側の端部が開いた開口端とを有し、前記閉止端が前記開口端よりも下方に配置され、前記導電部が前記閉止端の近傍に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ランプスリーブが一方側の端部が閉じた閉止端と他方側の端部が開いた開口端とを有し、絶縁被覆された前記複数の導線は前記開口端から前記閉止端まで前記ランプスリーブ内を通るように配置され、前記ランプスリーブ内で先端以外の中間部分に少なくとも１つ以上の導電部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記ランプスリーブが一方側の端部が開いた開口端を有し、前記開口端が他方側の端部よりも下方に設置され、前記開口端を覆うランプスリーブキャップを有し、前記導線の先端に露出する導電部が前記開口端の近傍に位置するように、前記複数の導線の先端が前記開口端から前記ランプスリーブ内に挿入されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記紫外線ランプには表面の温度が２００℃以上となる紫外線ランプを用い、前記ランプスリーブが両端が開いた開口端を有し、前記ランプスリーブが実質的に水平に設置され、前記導線の先端に露出する導電部が前記開口端の近傍にそれぞれ位置するように、絶縁被覆された前記複数の導線が前記開口端の各々から前記ランプスリーブ内に挿入されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記ランプスリーブを構成するスリーブ壁の内部に前記導線が埋め込まれ、前記ランプスリーブの内壁面に少なくとも１つ以上の導電部が露出した導線を、少なくとも２本以上有するランプスリーブであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記導電検知手段は、直流電源に接続された検出回路を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水処理や下水処理・食品排水処理・薬品排水処理・遠洋船舶バラスト水処理等において藻類・微生物・病原性原虫等を不活化もしくは無害化するために被処理水に紫外線を照射する紫外線消毒装置に用いられるランプスリーブの損傷を検知する紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線消毒は、上下水処理、プールなどの殺菌消毒処理、食品工業における水処理、など水処理全般における病原性の微生物、細菌、ウィルスの殺菌、消毒を目的に応用が進んでいる。
【０００３】
特に、浄水処理では、従来の消毒技術である塩素消毒で不活化できない耐塩素性病原菌クリプトスポリジウム、ジアルジアの対策として非常に効果的な消毒方法であり、期待されている消毒技術である。例えば、非特許文献１では、クリプトスポリジウム、ジアルジアの２log以上の不活化には紫外線を１０mJ/cm2以下の照射であると記載されている。国内では２００７年３月に厚生労働省より「水道水におけるクリプトスポリジウム等対策指針」が通知され、地表水以外の水源を原水とする施設において紫外線処理設備の導入が認められた。これに伴い、紫外線処理設備の導入数が増加しつつある。
【０００４】
紫外線消毒性能は、紫外光の強さと照射されている時間の積（紫外線量）に依存する。つまり、紫外線消毒槽内部での被処理水の流れが消毒性能に大きく影響する。例えば、特許文献１では、紫外線透過管の長手方向に直角状に流体を流入させる紫外線照射処理装置において、紫外線透過管の下流側に厚みのないフィン状または平板状の整流機構を設けて対応している。
【０００５】
また、特許文献２では、紫外線ランプを殺菌対象流体の流れに直交するように設置することで、対応している。
【０００６】
紫外線の照射対象が水を代表とする液体である紫外線消毒装置では、紫外線の光源は紫外線ランプである場合が一般的である。紫外線ランプを水中に直接入れると電極部がショートしてしまうため、ランプスリーブという保護用ガラス管の内部に紫外線ランプを挿入し、ランプスリーブごと紫外線ランプを照射対象となる被処理水の中に浸漬する構造となっている。ランプスリーブの材質には、紫外線透過率が高い石英ガラスが用いられている。
【０００７】
一方、ランプスリーブは、処理対象水に混入した異物の衝突、流れの急激な変化、洗浄装置など内部の駆動部動作不良などが原因で、割れや欠けなどの損傷を受けることがある。ランプスリーブが損傷すると、割れたガラス片の流出や、２次的に生じる紫外線ランプの破損による内部の水銀の流出などが起こり、システム全体に与える影響が大きいことからランプスリーブの損傷を迅速に検知することが求められている。
【０００８】
ところが、現状ではランプスリーブの損傷の検知方法として適切な方法がない。一つの例として、特許文献３では、圧力センサによりランプスリーブ内部の圧力変化から損傷を検知する方法を採用している。この場合、圧力変化が現れるような急激な損傷が起こらない限り検出は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−２７６８５９号公報
【特許文献２】特開２００１−０２９９４１号公報
【特許文献３】特開２００４−２２３５０２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】水道協会雑誌（２００４年６月）第７３巻第６号第６０頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ランプスリーブが割れるような損傷では、ランプスリーブ内部に被処理水が急激に入り込み、点灯中の紫外線ランプを水が直撃する。これにより、高温に加熱されたランプが破裂したり、電極部の漏電や短絡の危険性がある。また、ランプスリーブがばらばらの状態にならないひび割れのような損傷であっても、少量ずつ水がランプスリーブの内部に入り込み、同様に電極部の漏電や短絡の危険性がある。
【００１２】
ランプスリーブの損傷を確実に検知することができ、また、ひび割れのような僅かな損傷を検知することができる装置を開発することがユーザーから要望されている。
【００１３】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ランプスリーブの損傷を確実かつ迅速に検知することができる紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置は、導電性の被処理流体が流入する容器と、前記容器内を通流する被処理流体に紫外線を照射する紫外線ランプと、前記紫外線ランプが収納された光透過性のランプスリーブと、前記ランプスリーブ内に電気的に導通可能な導電部をそれぞれ有し、前記ランプスリーブ内において前記導電部を除く他の部分が絶縁された複数の導線と、前記ランプスリーブ内に浸入した被処理流体が前記導電部のうちの少なくとも１つに接触したときに前記導線に流れる電気的変化を検出し、検出した電気的変化の信号に基づいて前記ランプスリーブの損傷を報知する導電検知手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、損傷部分から被処理水がランプスリーブ内に浸入し、ある程度の量の水が溜まり、導電部の１つが接液すると、２本の導線が電気的に導通して該導線間に電位差が生じ、生じた電位差を導電検知手段が検出し、これに基づいて導電検知手段はランプスリーブの破損事故が発生したことを迅速かつ確実に報知することができる。特に紫外線消毒装置用ランプスリーブではランプスリーブと紫外線ランプとの間の狭いスペースに水が流れ込み、短時間のうちに水位が上昇するが、本発明によればこの水位の上昇を可能な限り迅速に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】紫外線消毒装置の一例を示す内部透視模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を示すブロック断面図。
【図３】ランプスリーブ損傷時における損傷検知の作用を説明するためのブロック断面図。
【図４】第２の実施形態に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置の要部を示す拡大断面図。
【図５】導線の先端部の導電部を絶縁被覆するための中空状の絶縁性キャップを示す斜視図。
【図６】第３の実施形態に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を示すブロック断面図。
【図７】第４の実施形態に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を示すブロック断面図。
【図８】第５の実施形態に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を示すブロック断面図。
【図９】第６の実施形態に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を示すブロック断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１８】
本発明の紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置は、導電性の被処理流体が流入する容器と、前記容器内を通流する被処理流体に紫外線を照射する紫外線ランプと、前記紫外線ランプが収納された光透過性のランプスリーブと、前記ランプスリーブ内に電気的に導通可能な導電部をそれぞれ有し、前記ランプスリーブ内において前記導電部を除く他の部分が絶縁された複数の導線と、前記ランプスリーブ内に浸入した被処理流体が前記導電部のうちの少なくとも１つに接触したときに前記導線に流れる電気的変化を検出し、検出した電気的変化の信号に基づいて前記ランプスリーブの損傷を報知する導電検知手段と、を備えている。
【００１９】
本発明の装置では、異物の衝突や水撃作用（ウォーターハンマー）を受けてランプスリーブ４にひび割れ等の損傷を生じ、その損傷部１０から被処理水がランプスリーブ４の内部に浸入し、ランプスリーブ４の内部にある程度の量の水が溜まり、溜まった水１１に少なくとも１つの導電部８ｂが接液すると（図３）、２本の導線７，７が接液部を介して導通し、この導通により２本の導線７，７間に微弱な電流が流れ、これを導電検知手段９が検出し、これに基づいて導電検知手段９は保守要員等に対してランプスリーブに破損故障が発生したことを報知する。ランプスリーブ４の損傷を知った保守要員は、直ちにシステムの運転を停止させ、容器カバーやランプキャップ等を開放して容器２内のランプスリーブ４と紫外線ランプ３をそれぞれ点検し、破損したランプスリーブと紫外線ランプを撤去して新品に交換することができる。
【００２０】
本発明において、導電検知手段は、直流電源に接続された検出回路（この回路は複数の導電部に接続されている）を有することが好ましい。具体的には図３等に示すように導電検知手段９として２本の電極棒間に流れる微弱な電流を検出することによる水位検知方式を利用した導電式レベルスイッチを用いることができる。このような導電式レベルスイッチは一方の導電部８ｂが接液した途端に直ちに検出信号を受信するので、ランプスリーブの損傷１０が迅速に検知され、これが導電検知手段９の報知手段によって直ちに保守要員に報知される。ランプスリーブの損傷を知った保守要員は、その補修のために迅速に対処することができる。
【００２１】
本発明において、複数の導線を、ランプスリーブと紫外線ランプとの間に形成された間隙に沿って配置することが好ましい（図２、図４、図６、図７、図８）。この間隙は数ミリ程度と非常に狭いため、細径の導線でないと挿入できない。このため、絶縁被覆された状態で導線の外径を２.０mm以下とすることを要する。絶縁被覆導線の外径を細くすれば、ランプスリーブ内の狭いスペースに挿入しやすくなるが、その一方では導線の剛性が低下するため導線が周壁に当たって曲がりやすくなり、挿入しにくくなるとともに所望の箇所に配置することが困難になることがある。また、導線の径が細くなると、紫外線ランプから受ける放射熱（例えば、照射強度が大きい小型の中圧ランプでは２００℃以上、最高で約９００℃まで昇温する）により断線しやすくなることから、例えばＣｕ導線の場合は、被覆無しの裸線の直径を０．８mm以上にすることが好ましい。
【００２２】
本発明において、複数の導線はそれぞれ絶縁被覆され、導電部は絶縁被覆された導線の絶縁が除去された露出部からなり、これらの露出部が相互に接触しないように導線の長さ方向に露出部の位置を互いにずらして複数の導線を配置することができる（図２、図４、図６、図７、図８）。導電式レベルスイッチでは２つの電極間に生じる電位差を検出して液位を測定することから、ランプスリーブ内において導電部の各々が接液する位置を変えてやる必要があること、および近接配置される導電部間における相互接触を回避して導線間の短絡を防止する必要があるからである。
【００２３】
本発明において、導線は紫外線ランプに近接するところに配置されるため、導線の絶縁被覆には耐熱性・耐紫外線・耐水性を兼ね備えた材料を用いることが望ましい。このような絶縁材料としてポリテトラフルオロエチレン（PTFE）やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)のようなフッ素系樹脂を用いるか、またはアルミナ（Al2O3）や炭化珪素（SiC）のようなセラミックを用いることができる。
【００２４】
本発明において、導電部の一部を覆う中空状の絶縁性キャップ１２をさらに有することができる（図４）。絶縁性キャップにも同様にポリテトラフルオロエチレン（PTFE）やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)のようなフッ素系樹脂を用いるか、またはアルミナ（Al2O3）や炭化珪素（SiC）のようなセラミックを用いることができる。このような絶縁性キャップを導電部に取り付けて導電部を覆うことにより、近接配置される導電部同士の接触を防止することができる。
【００２５】
本発明において、ランプスリーブが一方側の端部が閉じた閉止端と他方側の端部が開いた開口端とを有する場合は、前記閉止端が前記開口端よりも低いところに位置するように配置され、導電部８ａ，８ｂが閉止端の近傍に配置されることが好ましい（図２、図４、図６）。ランプスリーブの閉止端には損傷部から浸入した水が溜まりやすく、ここに導電部を配置すると、ランプスリーブの損傷を容易に検知することができるからである。
【００２６】
本発明において、ランプスリーブが一方側の端部が閉じた閉止端と他方側の端部が開いた開口端とを有する場合は、絶縁被覆された複数の導線は開口端から閉止端までランプスリーブ内を通るように配置され、ランプスリーブ内で先端以外の中間部分に少なくとも１つ以上の導電部を有することが好ましい（図６）。水平に設置されたランプスリーブのように、重力により集水しない状況においても、中間部分の導電部によりランプスリーブの損傷箇所がどこであっても早期かつ確実に検知することができる。
【００２７】
本発明において、ランプスリーブが一方側の端部が開いた開口端を有する場合は、開口端がキャップを被せられた状態で下方に位置するようにランプスリーブが設置され、導線の先端に露出する導電部が開口端の近傍に位置するように、複数の導線の先端が開口端からランプスリーブ内に挿入されていることが好ましい（図７）。損傷したランプスリーブ内に浸入する水は、キャップを被せた下部の開口端に溜まるため、絶縁被覆した導線をランプスリーブのほぼ全長にわたって通すことなく、下部開口端の近傍のみに配置するだけでよいので、導線の設置作業が簡単になるという利点がある。
【００２８】
本発明において、紫外線ランプには表面の温度が２００℃以上になる紫外線ランプを用い、ランプスリーブは両端が開いた開口端を有し、ランプスリーブが実質的に水平に設置され、導線の先端に露出する導電部が開口端の近傍にそれぞれ位置するように、絶縁被覆された複数の導線が開口端の各々からランプスリーブ内に挿入されていることが好ましい（図８）。ランプの表面温度が２００℃以上の高温になる紫外線ランプを用いる場合、スリーブ両側の開口端の近傍の箇所のみに限定的に絶縁被覆導線を設置することにより、絶縁被覆導線が受ける紫外線照射量を軽減し、被覆絶縁材料の熱劣化の進行を遅らせることができる。
【００２９】
本発明において、ランプスリーブを構成するスリーブ壁の内部に導線が埋め込まれ、ランプスリーブの内壁面に少なくとも１つ以上の導電部が露出した導線を、少なくとも２本以上有するランプスリーブであることが好ましい（図９）。このようにすると被覆絶縁材料の熱劣化の問題がなく、導線相互間を確実に絶縁できるので、ランプスリーブの損傷を長期間にわたり安定して検知することができる。
【００３０】
次に、本発明を実施するための種々の形態について図を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００３１】
先ず図１〜図３を参照して本発明の第１の実施形態に係る紫外線消毒装置用ランプスリーブの損傷検知装置を説明する。紫外線消毒装置は、上下水処理システムの一部をなす設備であり、縦置き型の処理容器２０内に入口管２２から被処理水を導入し、これに容器２０内の複数のランプ３から紫外線を照射して殺菌消毒の処理をし、消毒済みの処理水を出口管２３より流出させるものである。本実施形態の紫外線ランプ３は長手軸が垂直となる姿勢に設置されている。
【００３２】
本実施形態では、紫外線ランプ３として両端に電極を取り付けた石英管を用いる。石英管の内部は、ほぼ真空状態にあり、水銀蒸気が存在する。このような状態の石英管の両電極間を高電圧放電させると、電子が水銀蒸気を励起させて紫外線を発するようになる。本発明において紫外線ランプ３は通常出力タイプの汎用の低圧水銀ランプを用いてもよいし、あるいは高出力タイプの低圧水銀ランプまたは中圧水銀ランプを用いてもよいが、本実施形態ではランプの表面温度が１００〜２００℃になる高出力タイプの低圧水銀ランプを用いた。紫外線ランプ３から発光される所定波長の紫外線に被処理水を暴露することにより、被処理水中の塩素消毒で不活化できない耐塩素性病原菌クリプトスポリジウム、ジアルジアなどが無害化されるようになっている。なお、紫外線ランプ３には直径（外径）が２〜１０ｃｍ程度で、長さが４０〜１５０ｃｍ程度のものを用いる。
【００３３】
紫外線ランプ３は石英ガラス等の光透過性材料からなるランプスリーブ４内に収容されている。ランプスリーブ４内の下部の閉止端には緩衝スプリング（図示せず）が取り付けられ、ランプ装着時に紫外線ランプ３に伝わる衝撃エネルギが吸収緩和されるようになっている。
【００３４】
ランプスリーブ４は、被処理水が紫外線ランプ３に直接接触しないようにするために、紫外線ランプ３を保護するものである。そのため、ランプスリーブ４は各紫外線ランプ３の周囲を取り囲んで覆い隠すように設置されている。各ランプスリーブ４の両端は容器２の上下端面にそれぞれ取り付け支持されている。ランプスリーブ４は、下端が閉じ、上端が開口している。ランプスリーブ４の上部の開口端には図示しないカバーまたはキャップが被せられている。ランプ交換時は、カバーまたはキャップを開け、劣化したランプをランプスリーブから取り出し、新品のランプをランプスリーブ内の所定箇所に装着する。
【００３５】
なお、本実施形態では紫外線ランプ３とランプスリーブ４とを１対１に対応させ、１本のランプスリーブ４内に１本の紫外線ランプ３を収容してランプ３を個別に保護するようにしているが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、１本のランプスリーブ４内に複数本の紫外線ランプ３を収容することもできる。
【００３６】
図２に示すように、本実施形態のランプスリーブの損傷検知装置は、絶縁被覆された２本の導線７（φ1.2mmＣｕ線に0.3mm厚みのPTFE被覆）と、各導線７の先端部の被覆絶縁を除去して導線の金属部分を露出させた導電部８ａ，８ｂと、２本の導線７が接続された検出回路を有する導電式レベルスイッチ９とを有する。本実施形態では導電式レベルスイッチ９として、例えばオープンコレクタタイプの検出回路を有するフロートなしスイッチまたはリレー出力タイプの検出回路を有するフロートなしスイッチのいずれかを用いることができる。
【００３７】
２本の絶縁被覆導線７は、ランプスリーブ４と紫外線ランプ３との間の僅か数mmの狭い間隙に設置されている。これらの導線７は、導電部８ａ，８ｂがスリーブ下部の閉止端の近傍に位置するように、スリーブ上部の開口端から前記間隙に挿入されている。２つの導電部８ａ，８ｂはスリーブの長手方向（垂直方向）に数ミリメートルから数十ミリメートルだけ位置がずれるように、かつ一方の導電部８ｂが他方の導電部８ａより下方に位置するように配置されている。このような導電部８ａ，８ｂのシフト配置構造を採用することにより、２本の導線７，７が交差して相互に接触した場合であっても、導電部８ａ，８ｂのほうは接触しないため、誤検知を生じないようになっている。
【００３８】
次に本実施形態の作用について説明する。
【００３９】
容器２内に流入してきた被処理水は、容器中央部に配置された紫外線ランプの近傍を流れる。このとき、ランプから２５４ｎｍ付近の波長の紫外線が被処理水に照射される。波長が２５４ｎｍ付近の紫外線は、殺菌線として働き、被処理水中の耐塩素微生物のクリプトスポリジウムや他の微生物・大腸菌等の菌類・ウィルス・藻類等を不活化する。紫外線により消毒された被処理水は、出口管６を通って容器２から処理水として排出される。
【００４０】
ランプスリーブの損傷を検知するために、フロートなしスイッチ９により微弱電圧が導線７に印加されるが、通常は先端の導電部８ａ，８ｂ同士が離れて非接触の状態にあるため２本の導線７間に電流が流れない。
【００４１】
ところで、図３に示すように異物の衝突や水撃作用（ウォーターハンマー）を受けてランプスリーブ４にひび割れ等の損傷を生じ、その損傷部１０から被処理水がランプスリーブ４内に流れ込み、ランプスリーブ４の閉止端部（閉じた底部）に溜まる。ランプスリーブ４の内部にある程度の量の水が溜まり、水位が上昇すると、溜まった水１１に一方の導電部８ｂが接液し、接液部を介して２本の導線７，７が導通し、この導通により２本の導線７，７間に電流が流れる。この電流をフロートなしスイッチ９が検出し、これに基づいてランプスリーブ損傷のアラーム信号を図示しない報知手段に出力する。報知手段は、入力信号に従って保守要員等に対してランプスリーブに損傷が発生したことを報知する。ランプスリーブ４の損傷を知った保守要員は、直ちに水処理システムの運転を停止させ、容器カバーやランプキャップ等を開放して容器２内のランプスリーブ４と紫外線ランプ３をそれぞれ点検し、破損したランプスリーブと紫外線ランプを撤去して新品に交換することができる。
【００４２】
なお、本発明では、導電検知手段（フロートなしスイッチ）に付属する報知手段として、点滅ランプ、点灯ランプ、表示装置の画面上に緊急事態発生の表示、音声アナウンス、ブザーまたはサイレン等の警報など種々の手段を単独で又は２つ以上を組み合わせて用いることができる。
【００４３】
本実施形態によれば、ランプスリーブが損傷した場合、ランプスリーブに流れ込む水を迅速かつ確実に検出するので、早期にランプスリーブの損傷を検知することができる。とくにランプスリーブの損傷がひび割れのようなごくわずかな損傷の場合であっても少量ずつ流入する水を検知し、紫外線ランプが漏電、または短絡する前に早期検知することができる。これにより紫外線ランプの破損事故を未然に防止することができる。
【実施例２】
【００４４】
次に図４と図５を参照して第２の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００４５】
図４はランプスリーブ４の下部の閉止端を拡大して示す内部透視図である。本実施形態の損傷検知装置１Ａでは、導線７の先端に設けた導電部８ａ，８ｂを絶縁性キャップ１２で覆っている。図５は中空状の絶縁性キャップ１２を拡大した図である。絶縁性キャップ１２の形状は中空状である。この中空部１２ａのなかに導電部８ａ，８ｂの各々を挿入し、導電部８ａ，８ｂの外周を絶縁すると、導線７，７同士が接触した場合であっても導電部８ａ，８ｂ同士が直に接触することがなくなる。なお、絶縁性キャップ１２の形状が中空状であるため、中空部１２ａに露出する導電部８ａ，８ｂの先端（下端）が接液することができ、検知動作に支障を生じることはない。
【００４６】
絶縁性キャップ１２にはセラミックのような絶縁性・耐熱・耐紫外線の性質を兼ね備えた材料を用いることが望ましい。具体的には絶縁性キャップとして、アルミナ（Al2O3）や炭化珪素（SiC）のようなセラミック材料を用いるか、またはポリテトラフルオロエチレン（PTFE）やテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)のようなフッ素系樹脂を用いることができる。本実施形態ではアルミナ（Al2O3）の絶縁性キャップ１２を用いた。
【００４７】
本実施形態によれば、中空状の絶縁性キャップで導電部を絶縁被覆することで、導電部同士の接触による誤作動を防ぐことができる。これによりランプスリーブの損傷検知の精度を高めることができる。
【実施例３】
【００４８】
次に図６を参照して第３の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００４９】
本実施形態の損傷検知装置１Ｂは、紫外線ランプ３とランプスリーブ４を水平に設置した横型の装置である。２本の導線７がスリーブ４の開口端から挿入され、その先端の導電部８が閉止端の近傍に到達している。これらの導線７は、紫外線ランプ３とランプスリーブ４との間の間隙に挿入され、スリーブの開口端から閉止端までにわたってスリーブの長手に沿って設けられている。また、導線７はスリーブ４内では下側のスペースに配置されている。
【００５０】
各導線７は、全体としてはフッ素樹脂のような絶縁材料でほぼ被覆絶縁され、複数の適所において絶縁被覆が部分的に除去され、先端部分ばかりでなく中間部分にも導電部８を有するものである。すなわち、図６に示すように、各導線７は、先端部分に１つの導電部８を有し、この他に中間部分に３つの導電部８を有し、それぞれが合計４箇所ずつの導電部８を備えている。中間部分の３つの導電部８は、導線７にほぼ等ピッチ間隔に形成され、かつ隣接する他方の導線の導電部８と相互に接触しないように長手方向に位置をずらしたシフト配置構造となっている。
【００５１】
なお、本実施形態では一方の端部が閉じた閉止端と他方の端部が開いた開口端とを有するランプスリーブの場合を説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、両端とも開いた開口端を有するランプスリーブについても同様に適用することができる。
【００５２】
本実施形態によれば、水平に設置されたランプスリーブにおいて、４つの導電部をそれぞれ有する２本の導線を用いて、それぞれの場所にて水が流入してきた場合を検知することができる。ランプスリーブ内で１箇所以上導電部を有することで、ランプスリーブの損傷による水の流入を複数箇所で検知できる。これにより、水平に設置されたランプスリーブで、重力により集水しない状況においても、ランプスリーブの損傷を早期かつ確実に検知することができる。
【実施例４】
【００５３】
次に図７を参照して第４の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００５４】
本実施形態の損傷検知装置１Ｃは、紫外線ランプ３とランプスリーブ４を垂直に設置した縦型の装置である。本実施形態ではランプスリーブ４の開口端を下部に配置し、この下部開口端からランプスリーブ４内に導線７の導電部８を挿入するようにしている。ランプスリーブ４の下部開口端にはキャップ１３が被せられている。
【００５５】
ランプスリーブキャップ１３は、紫外線ランプ３を下部で支える役割と、紫外線を外部に漏らさない役割と、万が一ランプスリーブ４が破損した場合に一気に水が流れ出さないように溜まった水を抑える役割がある。従って、ランプスリーブ４が損傷を受けた場合、このランプスリーブキャップ１３の内側（ランプスリーブ内部側）に水がたまり、２本の導電部８間が導通し、ランプスリーブの損傷を迅速に検知することができる。
【００５６】
本実施形態では、導線を覆う絶縁被覆が必ずしも耐熱性と耐紫外線を有する材料でなくともよい。紫外線ランプ３の発光部分を避けて導線７を設置することができるからであり、また、ランプスリーブ内に挿入される導線の挿入長さが極めて短いからである。本実施形態では導線を被覆する絶縁材料にエチレンプロピレンゴム（EPDM）を用いた。
【００５７】
なお、本実施形態では一方の端部が閉じた閉止端と他方の端部が開いた開口端とを有するランプスリーブの場合を説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、両端とも開いた開口端を有するランプスリーブについても同様に適用することができる。
【００５８】
本実施形態によれば、開口端が下部となるように垂直か、あるいは垂直から角度をもって設置されたランプスリーブにおいて、ランプスリーブ損傷時にランプスリーブ内に流入してくる水はキャップで閉ざされた下部開口端に集水してくるため、絶縁被覆に覆われた導線をランプスリーブ内に通すことなく、下部開口端の近傍に簡単に設置することができる。また、導線の設置箇所がランプからの紫外線を直射される場所ではないので、絶縁被覆を必ずしも耐熱性・耐紫外線の材料とする必要がない。また、下部の開口端にランプスリーブキャップを取り付けることで、ランプスリーブ損傷時に流入してくる水が集水し、早期検知を実現することができる。
【実施例５】
【００５９】
次に図８を参照して第５の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００６０】
本実施形態の損傷検知装置１Ｄは、紫外線発光時の表面温度が２００℃以上の高温になる紫外線ランプ３を水平に設置した横型の装置である。２本１組の導線７がランプスリーブ４の両側の開口端からそれぞれ挿入され、その先端の導電部８が開口端の近傍にそれぞれ配置されている。２００℃以上の高温の紫外線ランプとしては、小型で高出力の中圧ランプが代表的であるため、本実施形態では中圧ランプを例にとって説明する。中圧ランプは紫外線発光時の表面温度が６００〜９００℃と高温になる。また、紫外線の強度も強い。従って、導線７の被覆絶縁材料は耐熱性と耐紫外線性の両性能がとくに高くなければならないが、それに耐えうる絶縁材料を入手することは非常に困難である。一方、中圧ランプの場合、一方側の電極からランプ表面近傍を通って導線７を他方側まで配置するのは、同様に上記の理由から難しく、本実施形態の装置１Ｄでは必然的に両端が開口端のランプスリーブを用いることになる。そこで、導線７を一端から他端までランプスリーブ４内に通すことなく、両端の開口端の近傍に２本１組の導線７をそれぞれ設置することで、ランプスリーブの損傷を検知する。本実施形態では、導線７の被覆絶縁材料は必ずしも耐熱性・耐紫外線を有する材料である必要はないが、紫外線ランプが高出力であることに鑑みてアルミナ（Al2O3）や炭化珪素（SiC）のようなセラミック材料を用いることが好ましい。
【００６１】
本実施形態によれば、ランプ表面が高温になる中圧ランプを用いる場合に、スリーブ両側の開口端の近傍の箇所のみに限定的に絶縁被覆導線を設置することにより、絶縁被覆導線が受ける紫外線照射量を軽減し、被覆絶縁材料の熱劣化の進行を遅らせることができる。
【実施例６】
【００６２】
次に図９を参照して第６の実施形態の装置を説明する。なお、本実施形態において上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００６３】
本実施形態の損傷検知装置１Ｅは、ランプスリーブの壁を構成する材料の内部に複数の導線１４ａ，１４ｂを埋め込んだランプスリーブ４を備えている。ランプスリーブ４には通常紫外線透過率の高い石英ガラス管が採用される。従って、本実施形態の装置１Ｅでは導線１４ａ，１４ｂを埋め込んだ石英ガラス自体が導線の絶縁被覆の役割を果たすことになる。埋め込まれる導線１４ａ，１４ｂは２本として説明する。２本以上あっても構わない。埋め込まれた導線１４ａ，１４ｂは、ランプスリーブ内壁に露出する導電部１５ａ，１５ｂが少なくとも１箇所ある。２本の埋め込まれた導線１４ａ，１４ｂのランプスリーブ内壁に露出する導電部１５ａ，１５ｂは互いに近い位置であることが望ましい。ランプスリーブ損傷の検知は、２本の導線１４ａ，１４ｂの導電部１５ａ，１５ｂが導通することで行う。ランプスリーブ内壁に露出する導電部１５ａ，１５ｂは複数あっても良く、その場合、上記の実施形態３の装置１Ｂと同様に各々の位置でランプスリーブの損傷による水の流入を検知することができる。
【００６４】
本実施形態によれば、ランプスリーブ内に導線を埋め込むことで、導線をランプスリーブ内に設置する手間が省け、確実に検出できる状況を構築できる。また、本実施形態によれば、絶縁被覆の必要がなく、紫外線照度を妨げる要因を軽減できる。また、本実施形態によれば、ランプ表面が高温となる紫外線ランプを用いる場合で、ランプスリーブを水平設置する場合でも、ランプスリーブ内の複数個所で損傷検知を実現することができ、早期検知を容易に実現することができる。
【００６５】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、上述した実施の形態と他の実施の形態とを適宜に組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…紫外線消毒装置、２…容器、
３…紫外線ランプ、４…ランプスリーブ、
５…流入管、６…排出管、
７…絶縁被覆導線、
８，８ａ，８ｂ…導電部（導線の露出部分）、
９…導電検知手段（フロートなしスイッチ、導電式レベルスイッチ）、
１０…ランプスリーブの損傷（損傷部）、１１…損傷部から流入した被処理水、
１２…絶縁性キャップ、１２ａ…中空部、
１３…ランプスリーブキャップ、
１４ａ，１４ｂ…埋め込み導線、
１５ａ，１５ｂ…導電部（埋め込み導線の露出部分）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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