(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象となる処理水を給水する給水口と、前記処理水を排水する排水口とを有し、前記給水口から前記排水口に向かう第１方向に前記処理水が通過する処理槽と、
前記処理槽の内部であって前記第１方向と交差する第２方向に設けられ、前記第１方向に向けて通過する前記処理水に対して紫外線を照射する紫外線照射部材と、
前記紫外線照射部材が設けられる前記第２方向に沿う方向に設けられ両端部が前記処理槽の壁面に固着された支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、円筒形状に形成され、外径Ｄ０および厚さｔが（式１）を満たす径および厚さで形成されていることを特徴とする紫外線照射装置。
Ｖｒ＜１        ・・・（式１）
換算流速（基準）：Ｖｒ＝Ｕ／(ｆｎ＊Ｄ０)
平均基準流速：Ｕ＝Ｑｍａｘ／Ｓｄ
固有振動数：ｆｎ＝(λ２)／(２πＬ２)×√(ＥＩ／(ｍ＋ｍＷ))
支持部材の外径：Ｄ０
最大流速：Ｑｍａｘ
流路断面積：Ｓｄ
固有値：λ＝３．１４１５
支持部材の材質のヤング率：Ｅ
断面２次モーメント：Ｉ＝π／６４(Ｄ０４)
支持部材の長さ：Ｌ
単位あたりの質量：ｍ＝ＳρＳ
単位あたりの排除マス：ｍＷ＝ＳＷρＷ
支持部材の断面積：Ｓ＝π(Ｄ０／２)２−π(Ｄｉｎ／２)２
支持部材の内径：Ｄｉｎ＝Ｄ０−２ｔ
支持部材の厚さ：ｔ
密度：ρＳ
排除面積：ＳＷ＝π(Ｄ０／２)２
水密度：ρＷ
【請求項２】
前記支持部材は、前記紫外線照射部材へ給電を行う配線が内部を貫通していることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
処理対象となる処理水を給水する給水口と、前記処理水を排水する排水口とを有し、前記給水口から前記排水口に向かう第１方向に前記処理水が通過する処理槽と、
前記処理槽の内部であって前記第１方向と交差する第２方向に設けられ、前記第１方向に向けて通過する前記処理水に対して紫外線を照射する紫外線照射部材と、
前記紫外線照射部材が設けられる前記第２方向に沿う方向に設けられ両端部が前記処理槽の壁面に固着された支持部材と、
を備え、
前記処理槽は、直方体形状に形成され、
前記支持部材は、長方形の板状に形成され、長手方向が前記第２方向に沿う方向に設けられ、短手方向の両端部が、前記第１方向に沿って対向する２つの第１側面の内壁に固着され、長手方向の一方の端部が、前記第１側面と交差する第２側面の内壁に固着されていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項４】
前記紫外線照射部材は、前記第１方向における前記排水口側に配置され、
前記支持部材は、前記長手方向の一方の端部が、前記第２側面の前記第１方向における中央近傍に固着され、前記紫外線照射部材の中心に対して放射状に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
処理対象となる処理水を給水する給水口と、前記処理水を排水する排水口とを有し、前記給水口から前記排水口に向かう第１方向に前記処理水が通過する処理槽と、
前記処理槽の内部であって前記第１方向と交差する第２方向に設けられ、前記第１方向に向けて通過する前記処理水に対して紫外線を照射する紫外線照射部材と、
前記紫外線照射部材が設けられる前記第２方向に沿う方向に設けられ両端部が前記処理槽の壁面に固着された支持部材と、
前記処理槽の内部に、前記紫外線照射部材の外周面を清掃する清掃部を有する洗浄機構と、
を備え、
前記支持部材は、前記第１方向に沿う側面に長手方向が前記第２方向に沿う方向に装着され、前記洗浄機構を前記第２方向に移動させるとともに前記洗浄機構の回転を防止するレール部材であることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項６】
前記支持部材は、前記紫外線照射部材に対して、前記第１方向における前記排水口側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上下水道（水道水または地下水等）の処理水の殺菌・消毒、工業用水の脱臭・脱色、あるいはパルプの漂白、さらには医療機器の殺菌等を行うためにオゾンや塩素等の薬品が用いられている。そして、従来の消毒装置では、オゾンや薬品を処理水に均一に溶けこますために、滞留槽やスプレーポンプ等の攪拌装置が必需品で、水質や水量の変化に対し即対応できなかった。これに対し、紫外線には、殺菌・消毒・脱色、工業用水の脱臭・脱色、あるいはパルプの漂白等の作用があり、水質や水量の変化に対し即対応することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３１１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような紫外線を用いた紫外線照射装置においては、処理水が通過する反応槽の圧力が上昇して反応槽の変形することにより、紫外線ランプを収納する保護管が破損し、ガラス片が水中に散乱するという問題があった。さらに、当該保護管が破損すると同時に紫外線ランプも破損すると、内部に封入されていた電極、ガスなどが、流出するという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、反応槽の圧力上昇による反応槽の変形を抑制して、紫外線ランプを収納する保護管が破損することを防止することができる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】
【０００６】
実施形態の紫外線照射装置は、処理槽と、紫外線照射部材と、支持部材とを備える。処理槽は、処理対象となる処理水を給水する給水口と、前記処理水を排水する排水口とを有し、前記給水口から前記排水口に向かう第１方向に前記処理水が通過する。紫外線照射部材は、前記処理槽の内部であって前記第１方向と交差する第２方向に設けられ、前記第１方向に向けて通過する前記処理水に対して紫外線を照射する。支持部材は、前記紫外線照射部材が設けられる前記第２方向に沿う方向に設けられ両端部が前記処理槽の壁面に固着される。前記支持部材は、円筒形状に形成され、外径Ｄ０および厚さｔが（式１）を満たす径および厚さで形成されている。
Ｖｒ＜１        ・・・（式１）
換算流速（基準）：Ｖｒ＝Ｕ／(ｆｎ＊Ｄ０)
平均基準流速：Ｕ＝Ｑｍａｘ／Ｓｄ
固有振動数：ｆｎ＝(λ２)／(２πＬ２)×√(ＥＩ／(ｍ＋ｍＷ))
支持部材の外径：Ｄ０
最大流速：Ｑｍａｘ
流路断面積：Ｓｄ
固有値：λ＝３．１４１５
支持部材の材質のヤング率：Ｅ
断面２次モーメント：Ｉ＝π／６４(Ｄ０４)
支持部材の長さ：Ｌ
単位あたりの質量：ｍ＝ＳρＳ
単位あたりの排除マス：ｍＷ＝ＳＷρＷ
支持部材の断面積：Ｓ＝π(Ｄ０／２)２−π(Ｄｉｎ／２)２
支持部材の内径：Ｄｉｎ＝Ｄ０−２ｔ
支持部材の厚さ：ｔ
密度：ρＳ
排除面積：ＳＷ＝π(Ｄ０／２)２
水密度：ρＷ
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、上水処理システムの処理手順を示すフローチャートである。
【図２】図２は、第１の実施形態にかかる紫外線照射装置の外観図である。
【図３】図３は、反応槽の垂直断面図である。
【図４】図４は、反応槽の水平断面図である。
【図５】図５は、反応槽の水平断面図である。
【図６】図６は、反応槽の水平断面図である。
【図７】図７は、反応槽の垂直断面図である。
【図８】図８は、反応槽の垂直断面図である。
【図９】図９は、反応槽の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
まず、上水処理システムにおける処理の流れの概要を、図１を参照して説明する。図１は、上水処理システムの処理手順を示すフローチャートである。まず、川、湖または地下水から原水（処理水）を取水し（ステップＳ１）、取水した原水を凝集沈殿槽に導入し、これに凝集剤を添加して凝集・沈殿させる（ステップＳ２）。次に、凝集沈殿槽の上澄み水を活性炭濾過槽に送って異物を濾過し（ステップＳ３）、濾過水を紫外線照射装置に送って紫外線を照射し（ステップＳ４）、ＵＶ消毒処理水を塩素注入槽に送って塩素を注入（ステップＳ５）した後に、一般家庭や事業所などに配水される。
【０００９】
次に、本実施形態の紫外線照射装置について説明する。図２は、第１の実施形態にかかる紫外線照射装置の外観図である。図３は、反応槽の垂直断面図である。図４は、反応槽の水平断面図である。本実施形態の紫外線照射装置は、上下水道の処理水の雑菌、消毒、不活化を行うものであり、処理水が通過する反応槽（処理槽）６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５と、サポート棒５１とを主に備えている。
【００１０】
反応槽６は、雑菌、消毒、不活化を行う処理水を通過させるものであり、直方体形状に形成されている。また、反応槽６は、処理水を給水（流入）する給水口と、処理を施した処理水を排出（流出）する排水口とを有している。この給水口と排水口とは、処理槽６における対向する壁面に形成されている。そして、反応槽６の給水口には給水ポート９が接続され、反応槽６の排水口には排水ポート１１が接続されている。処理水は、給水口（給水ポート９）から排水口（排水ポート１１）に向かう方向、すなわち図２におけるＡ方向に流れて通過する。なお、Ａ方向に垂直な水平方向をＢ方向とする。また、図３は、保護管７（後述）を通る、図２のＡ方向に対する垂直断面図である。
【００１１】
保護管７は、紫外線が透過可能な誘電体で形成されており、例えば石英ガラスで形成されている。そして、図３、４に示すように、保護管７の内部には、給水口から排水口に向かって通過する処理水に紫外線を照射する紫外線ランプ８が収納されている。紫外線ランプ８は、両端部から紫外線ランプ８へ給電を行うための配線が接続され、該配線を介して、電力の供給を行う電子安定器１３に接続されている。
【００１２】
また、保護管７は、処理槽６の内部に、給水口から排水口に向かう方向と交差する方向に４つ（４本）設けられている。具体的には、本実施形態の保護管７は、図２〜４に示すように、処理槽６の内部に、Ａ方向に垂直な水平方向であるＢ方向に、反応槽６の側面６ａと、側面６ａと対向する側面６ｃとを貫通して４つ（４本）設けられている。なお、本実施形態の保護管７および紫外線ランプ８が紫外線照射部材である。
【００１３】
紫外線監視窓１２は、紫外線ランプ８からの紫外線照射量を監視する紫外線モニタを設置するものであり、反応槽６の側面６ａに垂直な上面６ｂに２つ設けられている。
【００１４】
保護カバー１４は、紫外線ランプ８から照射された紫外線光１０を遮蔽するものであり、反応槽６の側面６ａと側面６ｃの外側に設けられている（図３、４参照）。なお、図１は、保護カバー１４を省略した図である。
【００１５】
リブ１５は、反応槽６における内部圧力の上昇による全体の変形を抑制するものであり、反応槽６の外周、すなわち、側面６ａと、側面６ｃと、上面６ｂと、上面６ｂと対向する下面６ｄとに設けられている。また、リブ１５は、反応槽６のＡ方向における中央近傍に設けられている。
【００１６】
サポート棒５１は、反応槽６の変形を抑制するものであり、棒状に形成され、処理槽６の内部に、保護管７に沿う方向（Ａ方向に交差する方向）に設けられている。具体的には、本実施形態のサポート棒５１は、保護管７と平行な方向（Ｂ方向）に４つ（４本）設けられている。そして、サポート棒５１は、両端部が反応槽６の側面６ａおよび側面６ｃの内壁に固着されている。
【００１７】
ここで、サポート棒５１について説明する。保護管７は、上述のように石英ガラス等で形成されているため、弾力性が低くなってしまう。従って、反応槽６が圧力により変形すると、反応槽６に設けられた保護管７が破損してしまう。また、保護管７が破損すると、内部に収納された紫外線ランプ８も破損してしまう。そこで、このサポート棒５１を設けることにより、反応槽６が圧力上昇により変形することを抑制し、その結果、保護管７や紫外線ランプ８の破損を防止することができる。
【００１８】
また、４つのサポート棒５１それぞれは、４つの保護管７それぞれに対して、Ａ方向における排水口側（排水ポート１１側）に設けられている。すなわち、処理水が給水ポート９から排水ポート１１に向かって流れる場合、サポート棒５１は、保護管７に対して処理水の流れの下流側に配置されている。
【００１９】
これは、サポート棒５１が仮に保護管７に対して処理水の流れの上流側（給水ポート９側）に配置されていると、紫外線ランプ８からの紫外線が処理水に照射される前に、サポート棒５１によって処理水に乱流が発生してしまう。従って、乱流が発生する前の処理水に紫外線を照射することができるように、保護管７より下流側にサポート棒５１を配置する。
【００２０】
また、サポート棒５１は、処理水の水流によって発生した渦により振動破損しないために、外径Ｄ０を（式１）を満たす径で形成する。
Ｖｒ＜１                ・・・（式１）
換算流速（基準）：Ｖｒ＝Ｕ／(ｆｎ＊Ｄ０)
平均基準流速：Ｕ＝Ｑｍａｘ／Ｓｄ
固有振動数：ｆｎ＝(λ２)／(２πＬ２)×√(ＥＩ／(ｍ＋ｍＷ))
支持部材の外径：Ｄ０
最大流速：Ｑｍａｘ
流路断面積：Ｓｄ
固有値：λ＝３．１４１５
（Ｆｏｒｍｕｌａｓ  ｆｏｒ  ｎａｔｕｒａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｎｄ  ｍｏｄｅ  ｓｈａｐｅ，Ｒ．Ｄ．Ｂｌｅｖｉｎｓ，Ｋｒｉｅｇｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  ｃｏｍｐａｎｙ）
支持部材の材質のヤング率：Ｅ
断面２次モーメント：Ｉ＝π／６４(Ｄ０４)
支持部材の長さ：Ｌ
単位あたりの質量：ｍ＝ＳρＳ
単位あたりの排除マス：ｍＷ＝ＳＷρＷ
支持部材の断面積：Ｓ
密度：ρＳ
排除面積：ＳＷ＝π(Ｄ０／２)２
水密度：ρＷ
【００２１】
以上のように構成された本実施形態の紫外線照射装置では、まず、給水ポート９から処理水を給水し、反応槽６をＡ方向に向かって流れていく。そして、保護管７に収納された紫外線ランプ８から照射された紫外線光１０により、処理水内に含まれる細菌が、殺菌・消毒・不活化された後、処理が施された処理水が排水ポート１１から排出される。
【００２２】
このように、第１の実施形態の紫外線照射装置は、所定の外径で形成された４つのサポート棒５１が、保護管７と平行に、かつ保護管７より排水ポート１１側（下流側）に配置されている。これにより、サポート棒５１が反応槽６の圧力上昇による反応槽６の変形を抑制して、紫外線ランプ８を収納する保護管７が破損することを防止することができる。
【００２３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態の紫外線照射装置は、反応槽に支持部材として棒状に形成されたサポート棒が固着されていたが、本実施形態は、パイプ形状に形成された支持部材を設けた構成となっている。
【００２４】
本実施形態の紫外線照射装置の外観は、第１の実施形態と同様である（図２参照）。図５は、反応槽の水平断面図である。本実施形態の紫外線照射装置は、上下水道の処理水の雑菌、消毒、不活化を行うものであり、処理水が通過する反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５と、サポートパイプ５２とを主に備えている。ここで、反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５の構成および機能は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００２５】
サポートパイプ５２は、反応槽６の変形を抑制するものであり、円筒形状（パイプ形状）に形成され、処理槽６の内部に、保護管７に沿う方向（Ａ方向に交差する方向）に設けられている。具体的には、本実施形態のサポートパイプ５２は、保護管７と平行な方向（Ｂ方向）に４つ（４本）設けられている。そして、サポートパイプ５２は、両端部が反応槽６の側面６ａおよび側面６ｃに貫通して固着されている。このサポートパイプ５２を設けることにより、反応槽６が圧力上昇により変形することを抑制し、その結果、保護管７や紫外線ランプ８の破損を防止することができる。
【００２６】
また、４つのサポートパイプ５２それぞれは、４つの保護管７それぞれに対して、Ａ方向における排水口側（排水ポート１１側）に設けられている。すなわち、処理水が給水ポート９から排水ポート１１に向かって流れる場合、サポートパイプ５２は、保護管７に対して処理水の流れの下流側に配置されている。これは、第１の実施形態と同様に、乱流が発生する前の処理水に紫外線を照射するためである。
【００２７】
また、サポートパイプ５２は、処理水の水流によって発生した渦により振動破損しないために、外径Ｄ０および厚さ（肉厚）ｔを（式２）を満たす径および厚さで形成する。
Ｖｒ＜１                ・・・（式２）
換算流速（基準）：Ｖｒ＝Ｕ／(ｆｎ＊Ｄ０)
平均基準流速：Ｕ＝Ｑｍａｘ／Ｓｄ
固有振動数：ｆｎ＝(λ２)／(２πＬ２)×√(ＥＩ／(ｍ＋ｍＷ))
支持部材の外径：Ｄ０
最大流速：Ｑｍａｘ
流路断面積：Ｓｄ
固有値：λ＝３．１４１５
（Ｆｏｒｍｕｌａｓ  ｆｏｒ  ｎａｔｕｒａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｎｄ  ｍｏｄｅ  ｓｈａｐｅ，Ｒ．Ｄ．Ｂｌｅｖｉｎｓ，Ｋｒｉｅｇｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  ｃｏｍｐａｎｙ）
支持部材の材質のヤング率：Ｅ
断面２次モーメント：Ｉ＝π／６４(Ｄ０４)
支持部材の長さ：Ｌ
単位あたりの質量：ｍ＝ＳρＳ
単位あたりの排除マス：ｍＷ＝ＳＷρＷ
支持部材の断面積：Ｓ＝π(Ｄ０／２)２−π(Ｄｉｎ／２)２
支持部材の内径：Ｄｉｎ＝Ｄ０−２ｔ
支持部材の厚さ：ｔ
密度：ρＳ
排除面積：ＳＷ＝π(Ｄ０／２)２
水密度：ρＷ
【００２８】
以上のように構成された本実施形態の紫外線照射装置では、まず、給水ポート９から処理水を給水し、反応槽６をＡ方向に向かって流れていく。そして、保護管７に収納された紫外線ランプ８から照射された紫外線光１０により、処理水内に含まれる細菌が、殺菌・消毒・不活化された後、処理が施された処理水が排水ポート１１から排出される。
【００２９】
このように、第２の実施形態の紫外線照射装置は、所定の外径および厚さで形成された４つのサポートパイプ５２が、保護管７と平行に、かつ保護管７より排水ポート１１側（下流側）に配置されている。これにより、サポートパイプ５２が反応槽６の圧力上昇による反応槽６の変形を抑制して、紫外線ランプ８を収納する保護管７が破損することを防止することができる。
【００３０】
（第３の実施形態）
第２の実施形態の紫外線照射装置は、反応槽に支持部材としてパイプ形状に形成されたサポートパイプが固着されていたが、本実施形態は、配線が貫通したパイプが支持部材も兼ねた構成となっている。
【００３１】
本実施形態の紫外線照射装置の外観は、第１の実施形態と同様である（図２参照）。図６は、反応槽の水平断面図である。本実施形態の紫外線照射装置は、上下水道の処理水の雑菌、消毒、不活化を行うものであり、処理水が通過する反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５と、パイプ５３とを主に備えている。ここで、反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５の構成および機能は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００３２】
パイプ５３は、円筒形状（パイプ形状）に形成され、処理槽６の内部に、保護管７に沿う方向（Ａ方向に交差する方向）に設けられている。具体的には、本実施形態のパイプ５３は、保護管７と平行な方向（Ｂ方向）に４つ（４本）設けられている。そして、パイプ５３は、両端部が反応槽６の側面６ａおよび側面６ｃに貫通して固着されている。
【００３３】
パイプ５３は、紫外線ランプ８の端部に接続され、紫外線ランプ８へ給電を行う配線１３ａがそれぞれに貫通している。そして、紫外線ランプ８に接続された配線１３ａは、パイプ５３の内部を通過して、電力を供給する電子安定器１３に接続されている。なお、本実施形態の電子安定器１３は、保護カバー１４の内部に設置されている。
【００３４】
また、パイプ５３は、反応槽６の変形を抑制するものである。従って、このパイプ５３を設けることにより、反応槽６が圧力上昇により変形することを抑制し、その結果、保護管７や紫外線ランプ８の破損を防止することができる。すなわち、パイプ５３は、配線１３ａを貫通させるとともに、反応槽６の変形を抑制する支持部材の機能も兼ねている。
【００３５】
また、４つのパイプ５３それぞれは、４つの保護管７それぞれに対して、Ａ方向における排水口側（排水ポート１１側）に設けられている。すなわち、処理水が給水ポート９から排水ポート１１に向かって流れる場合、パイプ５３は、保護管７に対して処理水の流れの下流側に配置されている。これは、第１の実施形態と同様に、乱流が発生する前の処理水に紫外線を照射するためである。
【００３６】
また、パイプ５３は、処理水の水流によって発生した渦により振動破損しないために、外径Ｄ０および厚さ（肉厚）ｔが上述した（式２）を満たす径および厚さで形成する（第２の実施形態参照）。
【００３７】
以上のように構成された本実施形態の紫外線照射装置では、まず、給水ポート９から処理水を給水し、反応槽６をＡ方向に向かって流れていく。そして、保護管７に収納された紫外線ランプ８から照射された紫外線光１０により、処理水内に含まれる細菌が、殺菌・消毒・不活化された後、処理が施された処理水が排水ポート１１から排出される。
【００３８】
このように、第３の実施形態の紫外線照射装置は、所定の外径および厚さで形成され、配線１３ａを貫通させた４つのパイプ５３が、保護管７と平行に、かつ保護管７より排水ポート１１側（下流側）に配置されている。これにより、パイプ５３が紫外線ランプ８へ給電を行う配線１３ａを貫通させる経路を形成するとともに、反応槽６の圧力上昇による反応槽６の変形を抑制して、紫外線ランプ８を収納する保護管７が破損することを防止することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
第１の実施形態の紫外線照射装置は、反応槽に支持部材として棒状に形成されたサポート棒が固着されていたが、本実施形態は、長方形の板状に形成された支持部材を設けた構成となっている。
【００４０】
本実施形態の紫外線照射装置の外観は、第１の実施形態と同様である（図２参照）。図７は、反応槽の垂直断面図である。本実施形態の紫外線照射装置は、上下水道の処理水の雑菌、消毒、不活化を行うものであり、処理水が通過する反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５と、サポート板５４（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ）とを主に備えている。ここで、反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５の構成および機能は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。なお、保護管７は、４つ設けられているため、それぞれを７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと表記している。また、同様に、サポート板５４は、６枚設けられているため、それぞれを５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆと表記している。
【００４１】
サポート板５４は、反応槽６の変形を抑制するものであり、長方形の板状に形成され、処理槽６の内部に、長手方向が保護管７に沿う方向（Ａ方向に交差する方向）に設けられている。具体的には、本実施形態のサポート板５４は、長手方向が保護管７と平行な方向（Ｂ方向）に６つ（６枚）設けられている。そして、サポート板５４は、短手方向の両端部が反応槽６の側面６ａおよび側面６ｃ（図３参考）の内壁に固着されている。
【００４２】
サポート板５４ａは、長手方向の一方の端部が、上面６ｂ（Ａ方向に沿って側面６ａ、側面６ｃに垂直な上面６ｂ）のＡ方向における中央近傍６０ｂの内壁に固着されている。そして、サポート板５４ａは、保護管７ａの中心を通過する中心軸（図７におけるＰ）上に配置されている。つまり、サポート板５４ａは、反応槽６の上面６ｂから保護管７ａの中心に向かって配置されている。なお、保護管７ａは、反応槽６において、Ａ方向における排水口側に配置されている。
【００４３】
また、サポート板５４ｄは、長手方向の一方の端部が、下面６ｄ（Ａ方向に沿って側面６ａ、側面６ｃに垂直な下面６ｄ）のＡ方向における中央近傍６０ｄの内壁に固着されている。そして、サポート板５４ｄは、保護管７ｂの中心を通過する中心軸上に配置されている。つまり、サポート板５４ｄは、反応槽６の下面６ｄから保護管７ｂの中心に向かって配置されている。なお、保護管７ｂは、反応槽６において、Ａ方向における排水口側に配置されている。
【００４４】
また、サポート板５４ｅは、長手方向の一方の端部が、上面６ｂにおける給水ポート９近傍の内壁（角）に固着されている。そして、サポート板５４ｅは、保護管７ｃの中心を通過する中心軸上に配置されている。つまり、サポート板５４ｅは、反応槽６の上面６ｂから保護管７ｃの中心に向かって配置されている。なお、保護管７ｃは、反応槽６において、Ａ方向における給水口側に配置されている。
【００４５】
また、サポート板５４ｆは、長手方向の一方の端部が、下面６ｄにおける給水ポート９近傍の内壁（角）に固着されている。そして、サポート板５４ｆは、保護管７ｄの中心を通過する中心軸上に配置されている。つまり、サポート板５４ｆは、反応槽６の下面６ｄから保護管７ｄの中心に向かって配置されている。なお、保護管７ｄは、反応槽６において、Ａ方向における給水口側に配置されている。
【００４６】
また、サポート板５４ｂは、長手方向の一方の端部が、反応槽６の内部における中央付近に配置されている。そして、サポート板５４ｂは、保護管７ａの中心を通過する中心軸上に配置されている。つまり、サポート板５４ｂは、反応槽６の中央付近から保護管７ａの中心に向かって配置されている。
【００４７】
また、サポート板５４ｃは、長手方向の一方の端部が、反応槽６の内部における中央付近に配置されている。そして、サポート板５４ｃは、保護管７ｂの中心を通過する中心軸上に配置されている。つまり、サポート板５４ｃは、反応槽６の中央付近から保護管７ｂの中心に向かって配置されている。
【００４８】
このサポート板５４を設けることにより、反応槽６が圧力上昇により変形することを抑制し、その結果、保護管７や紫外線ランプ８の破損を防止することができる。また、サポート板５４は、いずれかの保護管７の中心軸上に配置されている。従って、サポート板５４は、紫外線ランプ８が照射する紫外線光を遮らないように配置されており、さらに、保護管７の周囲の処理水を保護管７に向けて集めることができる。
【００４９】
以上のように構成された本実施形態の紫外線照射装置では、まず、給水ポート９から処理水を給水し、反応槽６をＡ方向に向かって流れていく。そして、保護管７に収納された紫外線ランプ８から照射された紫外線光１０により、処理水内に含まれる細菌が、殺菌・消毒・不活化された後、処理が施された処理水が排水ポート１１から排出される。
【００５０】
このように、第４の実施形態の紫外線照射装置は、長方形の板状で形成された６つのサポート板５４が、長手方向が保護管７と平行に配置され、保護管７の中心軸上に配置されている。これにより、サポート板５４が反応槽６の圧力上昇による反応槽６の変形を抑制して、紫外線ランプ８を収納する保護管７が破損することを防止することができる。
【００５１】
さらに、サポート板５４ａの長手方向の一方の端部が反応槽６の上面６ｂの中心近傍に固着され、サポート板５４ｄの長手方向の一方の端部が反応槽６の下面６ｄの中心近傍に固着されているため、図７におけるＣ方向における反応槽６の変形を抑制することができる。また、サポート板５４が、いずれかの保護管７の中止軸上に配置されていることで、保護管７の周囲の処理水を保護管７に向けて集めることができ、処理水により多くの紫外線を照射させることができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
第１の実施形態の紫外線照射装置は、反応槽に支持部材として棒状に形成されたサポート棒が固着されていたが、本実施形態は、他の部材の回転を防止する軸が支持部材も兼ねた構成となっている。
【００５３】
本実施形態の紫外線照射装置の外観は、第１の実施形態と同様である（図２参照）。図８は、反応槽の垂直断面図である。本実施形態の紫外線照射装置は、上下水道の処理水の雑菌、消毒、不活化を行うものであり、処理水が通過する反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５と、回転防止軸５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ）と、清掃ブラシ１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）と、清掃板２０（２０ａ、２０ｂ）と、駆動軸２１（２１ａ、２１ｂ）を主に備えている。ここで、反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５の構成および機能は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。なお、保護管７は、４つ設けられているため、それぞれを７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと表記している（回転防止軸５５、清掃ブラシ１９、清掃板２０、駆動軸２１も同様）。
【００５４】
清掃ブラシ１９は、保護管７の外周に接触するように配置され、保護管７の外周面（表面）に付着した汚れを拭き取る（清掃する）ものである。なお、清掃ブラシ１９ａは保護管７ａの表面を清掃し、清掃ブラシ１９ｂは保護管７ｂの表面を清掃し、清掃ブラシ１９ｃは保護管７ｃの表面を清掃し、清掃ブラシ１９ｄは保護管７ｄの表面を清掃する。
【００５５】
清掃板２０は、清掃ブラシ１９を取り付けた楕円形状の板状部材であり、処理槽６の内部に、保護管７に対して垂直に配置されている。清掃板２０は、保護管７が貫通する孔部が２つ、回転防止軸５５が貫通する孔部が２つ、駆動軸２１が貫通する孔部が１つ形成されている。そして、駆動軸２１が貫通する孔部の内壁面には、駆動軸２１の外周部に形成された螺旋状の溝に螺合する溝が形成されている。
【００５６】
なお、清掃板２０ａには、清掃ブラシ１９ａ、１９ｂが取り付けられており、保護管７ａ、７ｂ、回転防止軸５５ａ、５５ｂ、駆動軸２１ａが貫通する孔部が形成されている。そして、清掃板２０ｂには、清掃ブラシ１９ｃ、１９ｄが取り付けられており、保護管７ｃ、７ｄ、回転防止軸５５ｃ、５５ｄ、駆動軸２１ｂが貫通する孔部が形成されている。
【００５７】
駆動軸２１は、清掃板２０の孔部の内壁面に形成された溝に螺合するように、外周部に螺旋状の溝が形成されている。また、駆動軸２１は、清掃板２０の中央付近を貫通し、保護管７と平行な方向に２つ（２本）設けられている。そして、駆動軸２１は、両端部が反応槽６の側面６ａ、側面６ｃに回転可能に取り付けられている。なお、駆動軸２１ａは、清掃板２０ａを貫通し、駆動軸２１ｂは、清掃板２０ｂを貫通している。
【００５８】
回転防止軸５５は、棒状に形成され、反応槽６の内部に、保護管７と平行な方向（Ｂ方向）に２つ（２本）設けられている。また、回転防止軸５５は、両端部が反応槽６の側面６ａおよび側面６ｃ（図３参照）の内壁に固着されている。また、回転防止軸５５は、清掃板２０の中央付近を貫通しており、清掃板２０の回転を防止する。なお、回転防止軸５５ａ、５５ｂは、清掃板２０ａを貫通し、回転防止軸５５ｃ、５５ｄは、清掃板２０ｂを貫通する。
【００５９】
ここで、清掃ブラシ１９を備えた清掃板２０について説明する。保護管７を清掃する場合、駆動軸２１を回転させることによって、清掃板２０が保護管７に対して平行な方向に移動する。このとき、回転防止軸５５が清掃板２０を貫通していることにより、清掃板２０の回転を防止している。そして、清掃板２０が保護管７に対して平行な方向に移動することで、清掃ブラシ１９が保護管７の表面に付着した汚れを拭き取る。
【００６０】
また、回転防止軸５５は、反応槽６の変形を抑制するものである。従って、回転防止軸５５を設けることにより、反応槽６が圧力上昇により変形することを抑制し、その結果、保護管７や紫外線ランプ８の破損を防止することができる。すなわち、回転防止軸５５は、清掃板２０の回転を防止するとともに、反応槽６の変形を抑制する支持部材の機能も兼ねている。
【００６１】
また、４つの回転防止軸５５それぞれは、４つの保護管７それぞれに対して、Ａ方向における排水口側（排水ポート１１側）に設けられている。すなわち、処理水が給水ポート９から排水ポート１１に向かって流れる場合、回転防止軸５５は、保護管７に対して処理水の流れの下流側に配置されている。これは、第１の実施形態と同様に、乱流が発生する前の処理水に紫外線ランプ８による紫外線を照射するためである。
【００６２】
また、回転防止軸５５は、処理水の水流によって発生した渦により振動破損しないために、外径Ｄ０が（式１）を満たす径で形成する（第１の実施形態参照）。
【００６３】
以上のように構成された本実施形態の紫外線照射装置では、まず、給水ポート９から処理水を給水し、反応槽６をＡ方向に向かって流れていく。そして、保護管７に収納された紫外線ランプ８から照射された紫外線光１０により、処理水内に含まれる細菌が、殺菌・消毒・不活化された後、処理が施された処理水が排水ポート１１から排出される。
【００６４】
このように、第５の実施形態の紫外線照射装置は、所定の外径で形成された回転防止軸５５が、保護管７と平行に、かつ保護管７より排水ポート１１側（下流側）に配置されている。これにより、回転防止軸５５が清掃板２０の回転を防止するとともに、反応槽６の圧力上昇による反応槽６の変形を抑制して、紫外線ランプ８を収納する保護管７が破損することを防止することができる。
【００６５】
（第６の実施形態）
第１の実施形態の紫外線照射装置は、反応槽に支持部材として棒状に形成されたサポート棒が固着されていたが、本実施形態は、他の部材の回転を防止するレールが支持部材も兼ねた構成となっている。
【００６６】
本実施形態の紫外線照射装置の外観は、第１の実施形態と同様である（図２参照）。図９は、反応槽の垂直断面図である。本実施形態の紫外線照射装置は、上下水道の処理水の雑菌、消毒、不活化を行うものであり、処理水が通過する反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５と、レール５６（５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ）と、清掃ブラシ１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）と、清掃板２４（２４ａ、２４ｂ）と、駆動軸２１（２１ａ、２１ｂ）を主に備えている。ここで、反応槽６と、給水ポート９と、排水ポート１１と、保護管７と、紫外線監視窓１２と、保護カバー１４と、リブ１５の構成および機能は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。また、清掃ブラシ１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）の構成および機能は第５の実施形態と同様であるため説明を省略する。なお、保護管７は、４つ設けられているため、それぞれを７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと表記している（レール５６、清掃ブラシ１９、清掃板２４、駆動軸２１も同様）。
【００６７】
清掃板２４は、清掃ブラシ１９を取り付けた楕円形状の板状部材であり、処理槽６の内部に、保護管７に対して垂直に配置されている。清掃板２４は、保護管７が貫通する孔部が２つ、駆動軸２１が貫通する孔部が１つ形成されている。そして、駆動軸２１が貫通する孔部の内壁面には、駆動軸２１の外周部に形成された螺旋状の溝に螺合する溝が形成されている。
【００６８】
なお、清掃板２４ａには、清掃ブラシ１９ａ、１９ｂが取り付けられており、保護管７ａ、７ｂ、駆動軸２１ａが貫通する孔部が形成されている。そして、清掃板２４ｂには、清掃ブラシ１９ｃ、１９ｄが取り付けられており、保護管７ｃ、７ｄ、駆動軸２１ｂが貫通する孔部が形成されている。
【００６９】
駆動軸２１は、清掃板２４の孔部の内壁面に形成された溝に螺合するように、外周部に螺旋状の溝が形成されている。また、駆動軸２１は、清掃板２４の中央付近を貫通し、保護管７と平行な方向に２つ（２本）設けられている。そして、駆動軸２１は、両端部が反応槽６の側面６ａ、側面６ｃに回転可能に取り付けられている。なお、駆動軸２１ａは、清掃板２４ａを貫通し、駆動軸２１ｂは、清掃板２４ｂを貫通している。
【００７０】
レール５６は、反応槽６の上面６ｂおよび下面６ｄの内壁に、長手方向が保護管７と平行な方向（Ｂ方向）に取り付けられ、清掃板２４を支持している。また、レール５６は、両端部が反応槽６の側面６ａおよび側面６ｃ（図３参照）の内壁に固着されている。また、レール５６は、清掃板２４を保護管７に対して平行な方向（Ｂ方向）に移動させるようガイドするとともに、清掃板２４の回転を防止する。なお、レール５６ａは、上面６ｂに取り付けられて清掃板２４ａをガイドし、レール５６ｂは、下面６ｄに取り付けられて清掃板２４ａをガイドし、レール５６ｃは、上面６ｂに取り付けられて清掃板２４ｂをガイドし、レール５６ｄは、下面６ｄに取り付けられて清掃板２４ｂをガイドする。
【００７１】
ここで、清掃ブラシ１９を備えた清掃板２４について説明する。保護管７を清掃する場合、駆動軸２１を回転させることによって、清掃板２４が保護管７に対して平行な方向に移動する。このとき、レール５６が清掃板２４を支持していることにより、清掃板２４の移動をガイドするとともに、清掃板２４の回転を防止する。そして、清掃板２４が保護管７に対して平行な方向に移動することで、清掃ブラシ１９が保護管７の表面に付着した汚れを拭き取る。
【００７２】
また、レール５６は、反応槽６の変形を抑制するものである。従って、レール５６を設けることにより、反応槽６が圧力上昇により変形することを抑制し、その結果、保護管７や紫外線ランプ８の破損を防止することができる。すなわち、レール５６は、清掃板２４の移動をガイドするとともに清掃板２４の回転を防止し、さらに、反応槽６の変形を抑制する支持部材の機能も兼ねている。
【００７３】
以上のように構成された本実施形態の紫外線照射装置では、まず、給水ポート９から処理水を給水し、反応槽６をＡ方向に向かって流れていく。そして、保護管７に収納された紫外線ランプ８から照射された紫外線光１０により、処理水内に含まれる細菌が、殺菌・消毒・不活化された後、処理が施された処理水が排水ポート１１から排出される。
【００７４】
このように、第６の実施形態の紫外線照射装置は、反応槽６の上面６ｂおよび下面６ｄに取り付けられたレール５６が、保護管７と平行に配置されている。これにより、レール５６が清掃板２４の移動をガイドするとともに清掃板２４の回転を防止し、さらに、反応槽６の圧力上昇による反応槽６の変形を抑制して、紫外線ランプ８を収納する保護管７が破損することを防止することができる。
【００７５】
以上、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。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲の内容を付記する。
［１］処理対象となる処理水を給水する給水口と、前記処理水を排水する排水口とを有し、前記給水口から前記排水口に向かう第１方向に前記処理水が通過する処理槽と、
前記処理槽の内部であって前記第１方向と交差する第２方向に設けられ、前記第１方向に向けて通過する前記処理水に対して紫外線を照射する紫外線照射部材と、
前記紫外線照射部材が設けられる前記第２方向に沿う方向に設けられ両端部が前記処理槽の壁面に固着され、当該処理槽の変形を抑制する支持部材と、
を備えることを特徴とする紫外線照射装置。
［２］前記支持部材は、前記保護部材に対して、前記第１方向における前記排水口側に設けられていることを特徴とする［１］に記載の紫外線照射装置。
［３］前記支持部材は、棒状に形成され、外径Ｄ０が（式１）を満たす径で形成されていることを特徴とする［１］または［２］に記載の紫外線照射装置。
Ｖｒ＜１ ・・・（式１）
換算流速（基準）：Ｖｒ＝Ｕ／(ｆｎ＊Ｄ０)
平均基準流速：Ｕ＝Ｑｍａｘ／Ｓｄ
固有振動数：ｆｎ＝(λ２)／(２πＬ２)×√(ＥＩ／(ｍ＋ｍＷ))
支持部材の外径：Ｄ０
最大流速：Ｑｍａｘ
流路断面積：Ｓｄ
固有値：λ＝３．１４１５
支持部材の材質のヤング率：Ｅ
断面２次モーメント：Ｉ＝π／６４(Ｄ０４)
支持部材の長さ：Ｌ
単位あたりの質量：ｍ＝ＳρＳ
単位あたりの排除マス：ｍＷ＝ＳＷρＷ
支持部材の断面積：Ｓ
密度：ρＳ
排除面積：ＳＷ＝π(Ｄ０／２)２
水密度：ρＷ
［４］前記支持部材は、円筒形状に形成され、外径Ｄ０および厚さｔが（式２）を満たす径および厚さで形成されていることを特徴とする［１］または［２］に記載の紫外線照射装置。
Ｖｒ＜１ ・・・（式２）
換算流速（基準）：Ｖｒ＝Ｕ／(ｆｎ＊Ｄ０)
平均基準流速：Ｕ＝Ｑｍａｘ／Ｓｄ
固有振動数：ｆｎ＝(λ２)／(２πＬ２)×√(ＥＩ／(ｍ＋ｍＷ))
支持部材の外径：Ｄ０
最大流速：Ｑｍａｘ
流路断面積：Ｓｄ
固有値：λ＝３．１４１５
支持部材の材質のヤング率：Ｅ
断面２次モーメント：Ｉ＝π／６４(Ｄ０４)
支持部材の長さ：Ｌ
単位あたりの質量：ｍ＝ＳρＳ
単位あたりの排除マス：ｍＷ＝ＳＷρＷ
支持部材の断面積：Ｓ＝π(Ｄ０／２)２−π(Ｄｉｎ／２)２
支持部材の内径：Ｄｉｎ＝Ｄ０−２ｔ
支持部材の厚さ：ｔ
密度：ρＳ
排除面積：ＳＷ＝π(Ｄ０／２)２
水密度：ρＷ
［５］前記支持部材は、前記紫外線照射部材へ給電を行う配線が内部を貫通していることを特徴とする［４］に記載の紫外線照射装置。
［６］前記処理槽は、直方体形状に形成され、
前記支持部材は、長方形の板状に形成され、長手方向が前記第２方向に沿う方向に設けられ、短手方向の両端部が、前記第１方向に沿って対向する２つの第１側面の内壁に固着され、長手方向の一方の端部が、前記第１側面と交差する第２側面の内壁に固着されていることを特徴とする［１］に記載の紫外線照射装置。
［７］前記紫外線照射部材は、前記第１方向における前記排水口側に配置され、
前記支持部材は、前記長手方向の一方の端部が、前記第２側面の前記第１方向における中央近傍に固着され、前記紫外線照射部材の中心軸上に配置されていることを特徴とする［６］に記載の紫外線照射装置。
［８］前記処理槽の内部に、前記紫外線照射部材の外周面を清掃する清掃部を有する洗浄機構をさらに備え、
前記支持部材は、前記洗浄機構を貫通することで前記洗浄機構の回転を防止する回転防止軸であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれか一つに記載の紫外線照射装置。
［９］前記処理槽の内部に、前記紫外線照射部材の外周面を清掃する清掃部を有する洗浄機構をさらに備え、
前記支持部材は、前記第１方向に沿う側面に長手方向が前記第２方向に沿う方向に装着され、前記洗浄機構を前記第２方向に移動させるとともに前記洗浄機構の回転を防止するレール部材であることを特徴とする［１］に記載の紫外線照射装置。
【符号の説明】
【００７６】
６  処理槽
６ａ、６ｃ  側面
６ｂ  上面
６ｄ  下面
７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）  保護管
８  紫外線ランプ
９  給水ポート
１０  紫外線光
１１  排水ポート
１２  紫外線監視窓
１３  電子安定器
１３ａ  配線
１４  保護カバー
１５  リブ
１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）  清掃ブラシ
２０（２０ａ、２０ｂ）、２４（２４ａ、２４ｂ）  清掃板
２１（２１ａ、２１ｂ）  駆動軸
５１  サポート棒
５２  サポートパイプ
５３  パイプ
５４（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ）  サポート板
５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ）  回転防止軸
５６（５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ）  レール
【図１】
0005575078.tif 000002
【図２】
0005575078.tif 000003
【図３】
0005575078.tif 000004
【図４】
0005575078.tif 000005
【図５】
0005575078.tif 000006
【図６】
0005575078.tif 000007
【図７】
0005575078.tif 000008
【図８】
0005575078.tif 000009
【図９】
0005575078.tif 000010