(57)【要約】水処理装置は、処理されるべき水を流すための流路（１７）と、互いに離隔されかつ非平行的にオフセット方向づけされて前記流路を横切って延びている第１（１０）及び第２（１８）の細長い紫外線ランプアセンブリとを具備する。該水処理装置は、オフセットされた第１及び第２の細長い紫外線ランプアセンブリを同時に清掃するランプアセンブリ清掃装置を具備する。特に、該流路は、水処理用のパイプ（４０）リアクターの一部をなしている。ランプアセンブリ清掃装置の好ましい実施例において、各細長い紫外線ランプアセンブリ（１６，１８）は、間隔を空けた関係にある少なくとも２つの環状清掃ユニット（７８Ａ，７９Ａ，７８Ｂ，７９Ｂ）を持つ。各環状清掃ユニットは、清掃接触中に細長い紫外線ランプアセンブリを囲む。各環状清掃ユニットはガイド機構を付属しており、すべてのガイド機構が共通のフレーム（６０）に取り付けられている。共通のフレームは、第１の位置から第２の位置へと移動可能であり、これにより、ガイド機構がフレーム内を動き、清掃ユニットが細長い紫外線ランプアセンブリの清掃を行う。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理されるべき水を流すための流路と、互いに離隔されかつ非平行的に方向づけされて前記流路を横切って延びている第１及び第２の細長の紫外線ランプアセンブリとを備えた水処理装置であって、前記第１及び第２の細長の紫外線ランプアセンブリを同時に清掃するランプアセンブリ清掃装置を具備することを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記流路は水処理用のパイプ装置の一部を形成している請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記流路はハウジング内にある請求項２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記流路は、円形、長方形及び正方形からなるグループの中から選ばれた断面形状をもっている請求項３に記載の水処理装置。。
【請求項５】
前記ランプアセンブリ清掃装置において、各細長い紫外線ランプアセンブリは、間隔を空けた関係にある少なくとも１つの環状清掃ユニットを持ち、各環状清掃ユニットは清掃接触中に該細長い紫外線ランプアセンブリを囲み、各環状清掃ユニットはガイド機構を付属しており、すべてのガイド機構が共通のフレームに取り付けられており、前記共通のフレームは第１の位置から第２の位置へと移動可能であり、これにより、ガイド機構がフレーム内を動き、清掃ユニットが該細長い紫外線ランプアセンブリの清掃を行うことを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
【請求項６】
２つの環状の清掃ユニットが各細長い紫外線ランプアセンブリに設けられている請求項５に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記フレームが更に別の位置まで移動可能である請求項５に記載の水処理装置。
【請求項８】
前記清掃ユニットは、ブラシ、スクレーパあるいは化学的清掃システムである請求項５に記載の水処理装置。
【請求項９】
２つの清掃ユニットが各細長い紫外線ランプアセンブリに設けられ、該清掃ユニットは前記ガイド機構の両側に設けられている請求項７に記載の水処理装置。
【請求項１０】
前記ガイド機構は、軸受、ローラ及びホイールで構成されるグループから選ばれたものである請求項９に記載の水処理装置。
【請求項１１】
前記フレームは駆動機構に取り付けられている請求項１０に記載の水処理装置。
【請求項１２】
前記駆動機構は、リードスクリューねじまたはその他の直線運動装置である請求項１０に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紫外線ランプ装置に関し、特に、各ランプが隣のランプに関して或るオフセットされた（非平行的な、または互いに斜めをなした）角度をなすようになっている水処理用の紫外線ランプ装置に関する。特に、本発明は、そのようなオフセットされたランプの清掃のための装置に関する。本発明の特定の実施例において、オフセットされたランプは、パイプまたはその他の水処理のための密閉された装置の中に配置される。この密閉された装置は、円形や、長方形、正方形など、様々な断面形状を持っていてよいことが理解されよう。
【背景技術】
【０００２】
紫外線水処理システムは典型的には複数の細長い紫外線ランプ装置を持ち、そこにおいて紫外線ランプが処理されるべき水の中に没入または延びている。水は紫外線ランプを通るよう流される。ランプは水晶ガラス管特に一端が閉じられた水晶ガラス管内に封入される。
【０００３】
水を消毒するために特別に設計された紫外線システムは、最大の信頼性で、また、とりわけ水晶ガラススリーブの清掃を含む保守と交換のための所謂「ダウンタイム」が最小の時間で、実行可能でなければならならない。更に、これらの紫外線処理システムは主に都市の飲料水プロジェクトに使用されるので、最小の投資要求と最小の運用コストを持つ必要がある。
【０００４】
紫外線ランプは、ランプの種類に依存して、典型的には、摂氏４０度乃至８００度の範囲のいずれかの表面温度で動作する。ランプと水との間にある唯一のものは、保護用の水晶ガラス筒（スリーブ）だけである。水の出所に依存して、水はカルシウムやマンガン、鉄、その他の化合物を含んでいるかもしれず、それらは水晶ガラス筒の表面に凝結する傾向にある。従って、水晶ガラス筒は不透明になりがちであり、ランプにより発生された紫外線が水中のいかなる微生物でも殺菌するように水に到達することができない。時々、水晶ガラス筒を清掃する必要がある。これは、水処理装置の分解によって行うことができるかもしれないが、普通はかなりのダウンタイムをもたらすものであり、あるいは、水処理装置を機能させつつ動作しうる清掃システムを使用することによって行うことができるかもしれない。
【０００５】
一例として、紫外線水処理システムは開水路の形式であり、その場合、細長い紫外線ランプアセンブリのラックが設置される。これらの紫外線ランプのラックは、ランプを平行な関係で具備しており、ランプの作動中に紫外線ランプの一端から他端まで移動することができるブラシや、スクレーパやその他の清掃装置を使用して清掃されることができるものである。水の品質に依存して、そのような清掃が毎日あるいはもっと頻繁に行われるであろう。
【０００６】
紫外線水処理工業のトレンドは、パイプ形状のリアクター（処理器）内に配置された紫外線ランプを使用することであり、そこにおいて、ランプはリアクターを通る水の流れに直角に指向されている。これは非常にコンパクトな紫外線水処理システムを作り出す。パイプ形状のリアクター内の複数のランプは、普通には、平行に整列した関係で、すなわちリアクター内で長手方向に平行な細長いランプの列を形成するように、配置される。そのようなランプ配置の不利は、配列の中間部のランプは隣接する紫外線ランプによって吸収される紫外線光の部分を持つ、ということである。ランプが平行配列で配置されることのないように、すなわち、各ランプが隣接するランプに対して或る角度をなすように、ランプ同士をオフセットする（非平行的に配置する）ことが可能である。これは、ランプ同士の重なりを減らし、従って、隣のランプによる紫外線の吸収を減らす。
【０００７】
もし、パイプ形状のリアクター内のランプが平行に配置されるなら、開水路のランプ列に使用されるのと同様の清掃機構が使用されてよい。すなわち、平行ランプ列の一端から他端に清掃装置が動くとき同時に複数のランプが清掃されるようになっていてよい。しかし、ランプがオフセットされた配置ならば、各ランプを個別のバイアスで清掃しなければならなくなり、それは装置のコストを増加させる。
隣接するランプに対してオフセットした角度でランプが配置されたランプ装置において、複数の細長いランプを清掃できるようにすることは、有益かつ経済的であろう。
【発明の開示】
【０００８】
オフセットされた角度で配置された少なくとも二つの隣接するランプを同時に清掃することのできる清掃ユニットが、見い出された。
従って、本発明の１つの観点は、処理されるべき水を流すための流路と、互いに離隔されかつ非平行的に方向づけされて前記流路を横切って延びている第１及び第２の細長の紫外線ランプアセンブリとを備えた水処理装置において、前記第１及び第２の細長の紫外線ランプアセンブリを同時に清掃するランプアセンブリ清掃装置を具備することを特徴とする。
【０００９】
好ましい実施例において、前記流路は水処理用のパイプ装置（リアクター）の一部を形成しており、該流路はハウジング内にある。
更に、実施例においては、流路は、円形、長方形及び正方形からなるグループの中から選ばれた断面形状をもっている。
１つの好ましい実施例において、前記ランプアセンブリ清掃装置において、各細長い紫外線ランプアセンブリは、間隔を空けた関係にある少なくとも１つの、好ましくは２つの、環状清掃ユニットを持ち、各環状清掃ユニットは、清掃接触中に細長い紫外線ランプアセンブリを囲み、各環状清掃ユニットはガイド機構を付属しており、すべてのガイド機構が共通のフレームに取り付けられており、前記共通のフレームは、第１の位置から第２の位置へと移動可能であり、これにより、ガイド機構がフレーム内を動き、清掃ユニットが細長い紫外線ランプアセンブリの清掃を行う。
【００１０】
別の実施例では、清掃ユニットは、ブラシ、スクレーパあるいは化学的清掃システムである。
更に別の実施例では、２つの清掃ユニットが各紫外線ランプアセンブリに設けられ、該清掃ユニットは前記ガイド機構の両側に設けられている。
更に別の実施例では、前記ガイド機構は、軸受、ローラ及びホイールで構成されるグループから選ばれものである。
更に別の実施例では、前記フレームは駆動機構に取り付けられており、特に、この駆動機構は、リードスクリューねじである。
【００１１】
本発明のその他の特徴及び利点は、次に述べる詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、詳細な説明と特定の実例は、本発明の実施例を示している一方で、説明だけのために与えられたものにすぎないことが理解されるべきである。それは、発明の精神と範囲の限りで種々の変形と変更が当業者にとって詳細な説明から明白であるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、処理されるべき水を流す流体流れ通路（流路）を持つ水処理装置に関する。細長い紫外線ランプアセンブリが流路を横切って延び、隣接するランプアセンブリ同士はオフセットされた（非平行的な）角度をなしている。この装置は、隣接するランプアセンブリを同時に清掃することが可能なランプ清掃装置を持っている。
【００１３】
流路は、処理されるべき水が流れるようなものであればどのような通路であってもよい。この流路において、それぞれの細長い紫外線ランプアセンブリは隣接する細長いランプアセンブリに対してオフセットされた（非平行的な）角度にある。この流路は開水路であってもよいし、その他の流路であってもよいが、ハウジングとりわけ水処理用のパイプ型リアクターのハウジング、を通る流路であることが特に好ましい。本発明は、後者のタイプのリアクターに関してここでは特に説明される。
【００１４】
図１は、オフセットされた紫外線ランプアセンブリを備えるパイプリアクター１０の概略的な代表例を示す。パイプリアクター１０は複数のボルト孔１４を備えたフランジ１２を持つ。フランジ１２は、パイプリアクター１０をこの水処理装置の残りのパイプシステムに接続するために使用される。
【００１５】
第１の細長い紫外線ランプアセンブリ１６は、パイプリアクター１０を通る流路１７を横切って延びる。同様に、第２の細長い紫外線ランプアセンブリ１８は、パイプリアクター１０を通る流路１７を横切って延びるが、第１の細長い紫外線ランプアセンブリ１６に対して或るオフセットされた（非平行的な）角度をなしている。図１に示す実施例において、第１の細長い紫外線ランプアセンブリ１６は第２の細長い紫外線ランプアセンブリ１８に対して直角をなしている。しかし、図１に示された実施例においてランプからの紫外線光の重複が最小化されるのであれば、これらのランプアセンブリが異なる角度でオフセットされてもよいことが理解されよう。
【００１６】
第１の細長い紫外線ランプアセンブリ１６は、パイプ壁１９内の上部ブッシュ２０から流路１７を横切ってパイプ壁１９内の下部ブッシュ２４へと延びている。第１の細長い紫外線ランプアセンブリ１６は、この技術分野では知られているように、安定器（図示せず）に接続する電気的接続部２２を持っている。同様に、第２の細長い紫外線ランプアセンブリ１８は、パイプ壁１９内の上部ブッシュ２６から流路１７を横切ってパイプ壁１９内の下端ブッシュ３０へと延びている。電気的接続部２８が第２の細長い紫外線ランプアセンブリ１８から安定器（図示せず）に延びている。
【００１７】
図１において、細長い紫外線ランプアセンブリが、先端が閉じた水晶ガラス筒内に封入されていることが理解できる。ブッシュ内に位置しているのが該筒であり、この水晶ガラス筒内にランプがある。
【００１８】
図２は図１に示されたパイプリアクターの断面図であるが、第１及び第２の細長い紫外線ランプアセンブリの上に位置された本発明に係わるランプアセンブリ清掃装置を具備している点が図１とは異なる。
【００１９】
符号４０で示されたパイプリアクターは、ハウジング取付具４３によってパイプ壁１９に取り付けられるハウジング４２を有している。ハウジング４２はランプアセンブリ清掃装置のモータ４４を収容している。モータ４４はギアボックス４６を有しており、それはベースプレート４８上に位置している。ギアボックス４６はスプリット・カプリング５０によってシャフト５２に接続される。シャフト５２は、グランド５４と機械的シール５６を通って、またシャフトカラー５８も含め、モータ４４をリードスクリューねじ６４に接続し、かつ、流路１７内の水がパイプリアクターから漏れ出さないようにすべくパイプ壁１９をシールするために働く全てのものを通っている。リードスクリューねじ６４は、流路１７を横切って下方に延び、ブラシキャップ６６と軸受６８を介してパイプ壁１９に接続されている。リードスクリューねじ６４は、清掃装置のシャフトを構成している。こうして、リードスクリューねじ６４は、流路１７を横切って軸受６８内に延びている。リードスクリューねじがその他のリニア移動装置で置換できることは言うまでもない。
【００２０】
リードスクリューねじ６４はフレーム６０を搭載している。フレーム６０は、その好ましいフレーム形状として、正方形構造であるものとして示されている。フレーム６０は、リードスクリューねじ６４がフレーム６０を通り過ぎる相対向する箇所にブッシュ６２を具備する。ブッシュ６２はフレーム６０及びリードスクリューねじ６４の相対向する箇所に取り付けられる。フレーム６０はまた、ブラシ７０によってリードスクリューねじ６４に対して相対的に配置され、かつ、フレーム６０の別の相対向するコーナーに取り付けられた横断フレームすじかい７６を具備している。こうして，好ましい実施例においては、清掃装置のシャフトは、リードスクリューねじとブッシュ７０とが対応して螺合するものである。
【００２１】
第１の細長い紫外線ランプアセンブリ１６と第２の細長い紫外線ランプアセンブリ１８のそれぞれは、第１のスクレーパ７８Ａ−Ｄ及び第２のスクレーパ７９Ａ−Ｄとして特定される１対のスクレーパを持っている。特に、第１の細長い紫外線ランプアセンブリ１６は、フレーム６０の一区間の両側に配置された第１のスクレーパ７８Ａ及び第２のスクレーパ７９Ａと、フレーム６０の反対側の区間に配置された第１のスクレーパ７８Ｂ及び第２のスクレーパ７９Ｂとを具備する。同様に、第２の細長い紫外線ランプアセンブリ１８は、フレーム６０の一区間の両側に配置された第１のスクレーパ７８Ｃ及び第２のスクレーパ７９Ｃと、フレーム６０の反対側の区間に配置された第１のスクレーパ７８Ｄ及び第２のスクレーパ７９Ｄとを具備する。こうして、フレーム６０の各区間の両側には１対のスクレーパすなわちフレーム６０の特定区間の両側に第１のスクレーパ７８及び第２のスクレーパ７９を持つ。各第１のスクレーパ７８Ａ−７８Ｄ及び第２のスクレーパ７９Ａ−７９Ｄは、フレーム６０に転動接触状態の１対のホイールを有する。
【００２２】
モータ４４に加えて、ハウジング４２は、センサブラケット７４上に取り付けられた近接センサ７２を収納している。この近接センサ７２は流路１７内でフレーム６０の位置決めを行うために使用される。
【００２３】
ここで述べられる本発明は一例としてスクレーパを持つ清掃装置に関連している。このスクレーパは、ブラシや化学的清掃システムを含むその他のタイプの清掃ユニットに置き換えできることが理解されるであろう。後者の例は、ジェー．エム．マーシャルカーワードによる米国特許第５４１８３７０号及び第５５９０３９０号、並びにイー．イシヤマによる米国特許第５８７４７４０号で記述されている。
【００２４】
図３は、図２のパイプリアクターの実施例において第１の細長い紫外線ランプアセンブリ１６と第２の細長い紫外線ランプアセンブリ１８の清掃中にランプアセンブリ清掃装置が移動した場合を示す。フレーム６０は今やモータ４４により近づいて位置されており、従って、軸受６８からは更に離れている。第１のスクレーパ７８及び第２のスクレーパ７９の位置は各細長い紫外線ランプアセンブリ上を移動した。同時に、ホイール９０は、以下に述べるように、ランプアセンブリ清掃装置の動作に関連してフレーム６０上を移動した。
【００２５】
図４は図２の装置の平面図であり、図示の簡明化のために、ハウジング４２は図示を省略している。パイプリアクター４０は、符号１２Ａ，１２Ｂで示すフランジ１２の間に延びたパイプ壁１９を持っている。モータ４４はパイプ壁１９上のベースプレート４８上に置かれている。ハウジング取付具４３は、パイプリアクター４０の相対向する側面上の部分に対してパイプ壁１９上に取り付けられている。
【００２６】
モータ４４は、第１の細長い紫外線ランプアセンブリ１６と第２の細長い紫外線ランプアセンブリ１８との間に配置されている。図４では示されていないが、流路１７内のフレーム６０は、リードスクリューねじ６４から該リードスクリューねじ６４の両側の第１及び第２の細長い紫外線ランプアセンブリまで延びている。
【００２７】
動作時に、モータ４４は、リードスクリューねじ６４を回転させる。ブラシ７０におけるリードスクリューねじ６４の回転は、フレーム６０をリードスクリューねじ６４に沿って上下に移動させる。図３は、フレーム６０が図２に示された様子よりも図で上方に移動した様子を示す。フレーム６０が動くとき、第１のスクレーパ７８と第２のスクレーパ７９とがそれぞれに対応する細長い紫外線ランプアセンブリに沿って動くように、ホイール９０がフレーム６０に沿って協働して動く。この最終的結果としてそれぞれのスクレーパが各細長い紫外線ランプアセンブリの長さに沿って動き、これらの紫外線ランプアセンブリの清掃を実行する。フレームは、第１の位置例えば頂部から第２の位置例えば底部まで、あるいはその他の任意の位置例えば中間位置まで、移動可能である。
【００２８】
図５は、水処理装置内のランプアセンブリ清掃装置の等測斜視図である。この水処理装置は全体として符号１００で示されており、流路１１７を形成するパイプ壁１１９を持つ。パイプ壁１１９は、ボルト孔１１４Ａ，１１４Ｂを持つフランジ１１２Ａ，１１２Ｂの間に延びている。流路１１７は円環状すなわち円形断面を持つものである。しかし、流路は、長方形及び正方形を含む他の断面形状を持つものであってもよい。
【００２９】
装置１００は、２つの細長い紫外線ランプアセンブリ１１６，１１８を持ち、これらは、前述したように、流路１１７を横切って延びている。
ベースプレート１４８は、その上にモータ（図示せず）が配置され、壁１１９から上方に延びている。シャフト１５２は、壁１１９を通って延び、リードスクリューねじ１６４を形成する。フレーム１６０はブッシュ１６２の箇所でリードスクリューねじ１６４上に配置される。フレーム１６０は四角い形をしている。横断フレームすじかい１７６はフレーム１６０を横切って延び、リードスクリューねじ１６４上のブッシュ１７０に接続されている。フレーム１６０の各側部２００は、該各側部２００の両側に、第１のスクレーパ１７８と第２のスクレーパ１７９を有する。細長い紫外線ランプアセンブリ１１６（又は１１８）は、側部２００に設けられた長孔２０２を通って延びている。第１のスクレーパ１７８と第２のスクレーパ１７９の中間部はベアリング１８０である。ベアリング１８０は側部２００に接触し、細長い紫外線ランプアセンブリが長孔２０２内を動けるようにする。
【００３０】
図６は、フレーム１６０の等測斜視図である。横断フレームすじかい１７６は、ブッシュ１７０のオリフィス１７０Ａを具備して示されている。同様に、ブッシュ１６２のオリフィス１６２Ａが示されている。
【００３１】
本発明の装置は、紫外線ランプアセンブリにおいてオフセットされたランプを同時に清掃することができる。このランプアセンブリ清掃装置は、水処理を止めたり、清掃のために装置を分解したりする必要なしに、いつでも自動的に動作させてよい。従って、このランプアセンブリ清掃装置は、連続的に動作されることができるし、もしくは、ランプアセンブリをクリーンな状態に保つために要求される間欠的な間隔で、好ましくは動作されることができる。
本発明の好ましい実施例がここで詳細に説明されたが、この技術分野の熟練者であれば、本発明の精神から逸脱することなく、これに種々の変更を施してよいことが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】オフセットされた（非平行的に配置された）紫外線ランプアセンブリを持つパイプリアクターの概略図。
【図２】第１の位置にあるランプアセンブリ清掃装置を備えた、該オフセットされた紫外線ランプアセンブリを持つパイプリアクターの概略図、
【図３】第２の位置にあるランプアセンブリ清掃装置を備えた、図２のパイプリアクターの概略図。
【図４】図２のパイプリアクターの平面概略図。
【図５】パイプリアクター内のランプアセンブリ清掃装置の一実施例の斜視図。
【図６】ランプアセンブリ清掃装置のフレームを示す斜視図。
【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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【国際公開パンフレット】
2005504620.tif 000009
2005504620.tif 000010
2005504620.tif 000011
2005504620.tif 000012
2005504620.tif 000013
2005504620.tif 000014
2005504620.tif 000015
2005504620.tif 000016
2005504620.tif 000017
2005504620.tif 000018
2005504620.tif 000019
2005504620.tif 000020
2005504620.tif 000021
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2005504620.tif 000023
2005504620.tif 000024
2005504620.tif 000025
2005504620.tif 000026
【国際調査報告】
2005504620.tif 000027
2005504620.tif 000028
2005504620.tif 000029