(57)【要約】加圧液体を処理する方法および装置。装置は、UV光を透過させる窓（18）を有する加圧液体処理チャンバ（16）、チャンバ内にUV光を放出するチャンバの外側のUV光源（14a、14b）、チャンバの入口端部と出口端部との間を延びており、チャンバの中心軸の周りを回転するシャフト（24）、シャフトに取り付けられ、窓（18）の内側面に係合する可とう性の清掃部材（30）、および、半径方向にシャフトから処理チャンバ（16）内に延びており、チャンバ内を通る水の軸方向の流れを妨害する少なくとも1つの部材（36）とを含む。
2005504634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む、加圧液体を処理する装置：
入口端部および出口端部を有し、UV光に透過性の窓を有する加圧液体処理チャンバ；
窓を通じてチャンバ内に光を放出して、チャンバ内の液体を放出光に曝露するように、チャンバの外側に配置されたUV光源；
チャンバの入口端部と出口端部との間を延びており、入口端部と出口端部との間を延びているチャンバの中心軸の周りを回転するように配置されたシャフト；
シャフトに取り付けられ、シャフトから半径方向に延びて窓の内側面に柔軟に係合して、シャフトが回転するのに伴って窓を清掃する、可とう性の清掃部材；および
半径方向にシャフトから処理チャンバ内に延びており、チャンバ内を通る液体の軸方向の流れを妨害する少なくとも1つの部材。
【請求項２】
窓が、円形断面を有する中空のシリンダを含み、
加圧液体によって自由に占有される処理チャンバの容積が、シリンダの総容積の少なくとも50%である、請求項1記載の装置。
【請求項３】
液体によって自由に占有される処理チャンバの容積が、シリンダの総容積の少なくとも55%、または60%、または65%、または70%、または75%、または80%、または85%である、請求項2記載の装置。
【請求項４】
液体によって自由に占有される処理チャンバの容積が、シリンダの総容積の少なくとも89%である、請求項3記載の装置。
【請求項５】
シリンダの内径とシャフトの平均外径との比が、約10:1から約3:1の間、または約10:1から5:1の間、または約9:1から7:1の間、または約8:1である、請求項2記載の装置。
【請求項６】
少なくとも1つの部材が、軸に対して横方向の面を有し、該面の表面が、チャンバの入口端部に面しており、かつ、シリンダの断面積の少なくとも5%に等しい断面積を有する、請求項2記載の装置。
【請求項７】
断面表面積が、シリンダの断面積の少なくとも6%、または少なくとも7%、または少なくとも9%、または少なくとも10%、または10%、または少なくとも15%、または少なくとも20%、または少なくとも25%に等しい、請求項3記載の装置。
【請求項８】
互いに斜め方向に間隔を置いて配置され、軸方向において、シリンダの中心よりもシリンダの入口端部に近い位置に配置された少なくとも1つの部材の第1の対、互いに斜め方向に間隔を置いて配置され、軸方向において、シリンダの入口端部または出口端部よりもシリンダの中心に近い位置に配置された第2対の部材、および、互いに斜め方向に間隔を置いて配置され、軸方向において、シリンダの中心よりもシリンダの出口端部に近い位置に配置された第3対の部材がある、請求項2から5のいずれか一項記載の装置。
【請求項９】
少なくとも1つの部材が、チャンバの出口端部よりも入口端部に近い位置に配置されている、請求項6記載の装置。
【請求項１０】
第1および第2の部材が、互いに斜め方向に間隔を置いて配置され、第2の少なくとも1つの部材をさらに含む、請求項9記載の装置。
【請求項１１】
第1および第2の部材が、最大1800で、斜め方向に間隔を置いて配置されている、請求項10記載の装置。
【請求項１２】
第1および第2の部材が、互いに軸方向に間隔を置いて配置され、第2の少なくとも1つの部材をさらに含む、請求項9記載の装置。
【請求項１３】
第1の部材から斜め方向に間隔を置いて配置された、第3の少なくとも1つの部材が存在する、請求項12記載の装置。
【請求項１４】
部材の表面の断面積の合計が、シリンダの断面積の少なくとも40%である、請求項12記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも1つの部材がそれぞれ、半径方向外側にシャフトからシリンダの方へ、シリンダの内径の約1/5から約5/11、または約1/4から約3/8、または約1/3の距離分突き出ている、請求項2から14のいずれか一項記載の装置。
【請求項１６】
部材の表面の断面積の合計が、シリンダの断面積の少なくとも50%、または少なくとも60%、または少なくとも70%、または少なくとも80%、または少なくとも90%、または少なくとも100%、または少なくとも150%、または少なくとも200%、または少なくとも250%、または少なくとも300%である、請求項8から13のいずれか一項記載の装置。
【請求項１７】
シリンダの内側の容積が、約25立方インチから200立方インチの間である、請求項14記載の装置。
【請求項１８】
シリンダの内側の容積が、約50立方インチから140立方インチの間、または約60立方インチから120立方インチの間、または約60立方インチから100立方インチの間、または、約60立方インチから80立方インチの間、または約60立方インチから70立方インチの間である、請求項14記載の装置。
【請求項１９】
シリンダの内径が、約1インチから3インチの間である、請求項17記載の装置。
【請求項２０】
シリンダの内径が、約1インチから約2.5インチの間、またはシリンダの内径が、約1インチから約2インチの間、または約1.5インチである、請求項19記載の装置。
【請求項２１】
シリンダの長さが、約6インチから約3フィートの間である、請求項19記載の装置。
【請求項２２】
シリンダの長さが、約1フィートから約2.5フィートの間、または約1.5フィートから約2.5フィートの間、または約2フィートである、請求項21記載の装置。
【請求項２３】
可とう性の部材が、熱可塑性材料を含む、請求項1から22のいずれか一項記載の装置。
【請求項２４】
熱可塑性材料が、テトラフルオロエチレンフルオロカーボンポリマーの平面シートである、請求項23記載の装置。
【請求項２５】
テトラフルオロエチレンフルオロカーボンポリマーが、Teflon(商標)である、請求項24記載の装置。
【請求項２６】
可とう性の清掃部材が、金属ブレードを含む、請求項1から22のいずれか一項記載の装置。
【請求項２７】
金属ブレードが、スチールである、請求項26記載の装置。
【請求項２８】
ブレードが、厚さ約0.003インチの316型ステンレススチールのシートの可とう性を有する、請求項26または27記載の装置。
【請求項２９】
スチールが、ステンレススチールである、請求項27記載の装置。
【請求項３０】
スチールの厚さが、約0.002インチから約0.008インチの間、または0.002インチから0.006インチの間、または0.002インチから0.005インチの間、または0.002インチから0.004インチの間、または約0.003インチである、請求項29記載の装置。
【請求項３１】
スチールが、316型ステンレススチールである、請求項30記載の装置。
【請求項３２】
清掃部材が、シリンダの第1と第2の長手方向端部との間でシリンダの内側面に実質的に連続的に接触して延びている縁部を有する可とう性のブレードを含む、請求項1から31のいずれか一項記載の装置。
【請求項３３】
清掃部材が、シリンダの第1と第2の長手方向端部との間でシリンダの内側面に実質的に連続的に接触して延びている縁部を有する可とう性のブレードを含む、請求項1から22のいずれか一項記載の装置。
【請求項３４】
ブレードが弛緩状態にあるときに、縁部が、シリンダの湾曲した内側面に強制的にたわんで当接されるように  半径方向にシリンダの内側面を超えて延びるような寸法を、ブレードが有する、請求項33記載の装置。
【請求項３５】
ブレードが、厚さ約0.003インチの316型ステンレススチールの平面シートを含む、請求項34記載の装置。
【請求項３６】
以下をさらに含む、請求項1から35のいずれか一項に記載の装置：
処理チャンバを透過ていないUV光源からのUV照射を受けるように向けられた第1のUV照射センサ；
チャンバ内から放出されたUV照射を受けるようにチャンバの方に向けられた第2のUV照射センサ；および
第1および第2のセンサが受けたUV光の強度を測定して、チャンバ内の液体の処理効果を判定する手段。
【請求項３７】
以下をさらに含む、請求項1から35のいずれか一項記載の装置：
処理チャンバを透過していないUV光源からのUV照射を受けるように向けられた第1のUV照射センサ；
チャンバ内から放出されたUV照射を受けるようにチャンバの方に向けられた第2のUV照射センサ；および
第1および第2のセンサが受けたUV光の強度を測定して、処理チャンバを通る液体のUV透過率を測定する手段。
【請求項３８】
中空のシリンダが、石英管を含む、請求項2から37のいずれか一項記載の装置。
【請求項３９】
以下を含む、水などの水溶液をUV光で処理する装置：
入口端部および出口端部を有し、UV光に透過性の窓により規定される、加圧液体処理チャンバ；
窓を通じてチャンバ内に光を放出して、チャンバ内の液体を放出された光に曝露するように、チャンバの外側に配置された複数のUV光源；
第1のUV光源から放出されかつ処理チャンバから生じていないUV光を受けるように配置されかつ向けられた、第1のセンサ；
液体チャンバから生じたUV光を受けるように配置されかつ向けられた、第2センサ；および
第2のセンサが受けたUV光の強度に対する第1のセンサが受けたUV光の強度を測定して、処理効果を判定する手段。
【請求項４０】
第2のセンサが受けたUV光の強度に対して第1のセンサが受けたUV光の強度が所定のレベルを超えている場合の指標を提供するための、手段へと動作可能に接続さたインジケータをさらに含む、請求項39記載の装置。
【請求項４１】
第1のセンサが受けたUV光の強度が所定のレベルよりも低い場合の指標を提供するための、第1のインジケータへと動作可能に接続さたインジケータをさらに含む、請求項39記載の装置。
【請求項４２】
処理チャンバを通る液体の流れを妨げる手段であって、第2のセンサが受けたUV光の強度に対して第1のセンサが受けたUV光の強度を測定する手段へと動作可能に接続されている手段をさらに含む、請求項39記載の装置。
【請求項４３】
各UV光源が、低圧水銀灯を含み、水銀灯が、互いに電気的に直列に接続されている、請求項39記載の装置。
【請求項４４】
シリンダが、1平方インチ当たり最大約150ポンドの内側液体圧力に耐えることができ、
UV光源が、低圧水銀蒸気バルブであり、かつ、
ブレードが、シリンダの中心軸に平行な線に沿ってシャフトに固定されている、請求項32記載の装置。
【請求項４５】
第1のセンサが、第1の光源から直接放出された照射を受けるように向けられ、第2のセンサが、光源から直接放出された照射を受けないように方向づけられている、請求項39記載の装置。
【請求項４６】
窓が円形断面の石英スリーブを含む、スリーブの内側面に当たって係合しかつスリーブを清掃するようにスリーブに対して移動できる表面を有する内側清掃部材をさらに含む、請求項39記載の装置。
【請求項４７】
清掃部材が、スリーブの中心軸の周りを回転できるように中心シャフト上に取り付けられ、スリーブの内側面に当たって係合している清掃部材の面が、スリーブの第1と第2の軸方向端部との間を連続的に延びており、部材が、スリーブを通って軸方向に流れる液体の乱流を助長するよう半径方向にシャフトとスリーブとの中間に配置された複数の突起を含む、請求項46記載の装置。
【請求項４８】
シャフトが、チャンバの入口端部から出口端部まで通る軸方向の液体の流れを妨害するようにシャフトから延びている比較的剛性の部材を少なくとも1つ含む、水溶液を処理するプロセスであって、以下の段階を含むプロセス：
UV光を透過できる窓、入口端部、および、出口端部を有する処理チャンバを、加圧下で、液体が通過する段階；
チャンバの外側のUV光源から放出されたUV光に液体を曝露することによってチャンバ内の液体を処理する段階；ならびに
チャンバ内に配置され、可とう性の清掃部材が取り付けられたシャフトを、部材が窓の内側面にたわんで係合したときに窓に対して回転させることによって窓の内側面を清掃する段階。
【請求項４９】
窓が、円形断面の円筒形石英管であり、シャフトが、軸方向に管の第1と第2の端部との間を延びており、延びている該部材が、シャフトから管の方へ、管の内径の少なくとも4分の1に等しい距離半径方向に延びている、請求項48記載の方法。
【請求項５０】
延びている部材が、入口端部に面した面を有し、かつ面の断面積が、管の断面積の少なくとも5%に等しく、少なくとも2つの延びている部材が存在し、延びている部材同士の断面積の合計が、管の断面積の少なくとも30%に等しい、請求項49記載の方法。
【請求項５１】
管の内側の総容積が、最大約1/4米ガロンであり、液体によって占有される容積が、総容積の少なくとも50%であり、管を通る液体の流量が、毎分最大約20ガロン（約75.7l）である、請求項50記載の方法。
【請求項５２】
チャンバ内の液体の圧力が、1平方インチ当たり約60ポンドから100ポンドの間である、請求項51記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、液体を紫外線（UV）に曝露することによる処理に関する。本発明の一局面は、UV処理の効果のモニタリングを含む。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
水溶液、特に水を飲用できることを保証するように処理することが望まれ、場合によっては必要になることが多い。
【０００３】
水がすでに処理されている都市配水システムから得られた水であれ、井戸から得られた水であれ、家庭用水の処理は望まれることが多い。フィルタ、蒸留、逆浸透、紫外線（UV）光などの使用を含む、いくつかの手法が開発されている。
【０００４】
ユーザが、フィルタ、たとえば活性炭素フィルタを通じて水を注ぐことによって、使用の直前に水を処理する「ポイントオブユース（point-of-use）」システムがある。
【０００５】
水が一般に、システムのメンテナンスを除いてユーザの能動的な関与なしに処理される「ポイントオブエントリー（point-of-entry）」処理システムがある。ポイントオブエントリーシステムでは、水は一般に、加圧配水システムから放出される前に処理される。したがって、この処理システムは、たとえば、外部水源から家庭内に分配されるすべての水が処理されるように家庭内に配置することができる。場合によっては、このようなシステムは、消費されることが予想される水を確実に処理するが、洗濯や芝生の水撒きのような他の目的に使用すべき未処理の液体を残すように配置される。これによって、処理システムの摩損が軽減され、使用コストを改善することができる。
【０００６】
いずれの場合も、UV処理は、液体中に存在する可能のある微生物から保護すべき液体を処理するための望ましい手法とみなされることが多い。本明細書で開示される発明を使用できるのは、加圧（たとえば、ポイントオブエントリー）システムの分野である。
【０００７】
いくつかの点で本発明に関係する従来技術のシステムは、1993年9月21日にUryらに発行され、その明細書が参照として本明細書に組み入れられる米国特許第5,247,178号の明細書に記載されている。
【発明の開示】
【０００８】
発明の要約
本発明の広義の局面は、加圧液体を処理する装置であって、
入口端部および出口端部を有し、UV光に透過性の、好ましくは石英の窓を有する加圧液体処理チャンバと、
窓を通じてチャンバ内に光を放出して、チャンバ内の液体を放出光に曝露させて液体を処理するように、チャンバの外側に配置されたUV光源と、
チャンバの入口端部と出口端部との間を延びており、入口端部と出口端部との間を延びているチャンバの中心軸の周りを回転するように配置されたシャフトと、
シャフトに取り付けられ、シャフトから半径方向に延びて窓の内側面に柔軟に係合して、シャフトが回転するのに伴って窓を清掃する、可とう性の清掃部材と、
半径方向にシャフトから処理チャンバ内に延びており、チャンバ内を通る水の軸方向の流れを妨害する少なくとも1つの部材とを含む装置である。
【０００９】
好ましい態様では、チャンバ窓は、UV光を透過させる石英で作られた円形シリンダである。
【００１０】
シャフトから延びている部材は、軸方向の液体流を妨害し、すなわち、液体がシリンダを通って流れるときにシリンダの中心軸に平行な直線状の流れを妨げる。この妨害は、管の中心近くの水を窓の方へ運び、水をよりうまくUV光にさらさせる働きをする。これによって、シリンダの総容積のうちの比較的大きな割合を、処理チャンバを通って流れる水によって占有させることができる。開示された態様では、使用可能な総容積は約90%である。または、加圧液体によって自由に占有される、シリンダによって形成される処理チャンバの量は、シリンダの総容積の少なくとも50%であるか、シリンダの総容積の少なくとも55%であるか、シリンダの総容積の少なくとも60%であるか、シリンダの総容積の少なくとも65%であるか、シリンダの総容積の少なくとも70%であるか、シリンダの総容積の少なくとも75%であるか、シリンダの総容積の少なくとも80%であるか、シリンダの総容積の少なくとも85%であるか、シリンダの総容積の少なくとも89%である。
【００１１】
シャフトから半径方向に延びている部材は、表面がチャンバの入口端部に面する、軸に対して横方向の面を有する。以下に詳しく説明する態様では、このような各部材、すなわち「ウィング」は、断面積が管状シリンダの内側断面積の約8%である表面を有する。ウィングの断面積は一般に、管状シリンダの内側断面積の少なくとも約5%、6%、または7%である。ある態様では、断面積は、シリンダの断面積の少なくとも9%または10%に等しいか、あるいはシリンダの断面積の約15%、または約20%、または約25%に等しい。
【００１２】
好ましい局面では、本発明の装置は、各ウィングがシャフトに沿って間隔を置いて配置され、かつ清掃部材から分離されている3対のウィングを含むが、これに限らない。したがって、軸方向において、シリンダの中心よりもシリンダの入口端部に近い位置に配置された第1対のウィング（対の各ウィングは対の他方のウィングから斜め方向に間隔を置いて配置されている）と、シリンダの入口端部または出口端部よりもシリンダの中心に近い位置に配置された第2対のウィングと、軸方向において、シリンダの中心よりもシリンダの出口端部に近い位置に配置された第3対のウィングとがある。
【００１３】
通常、チャンバの出口端部よりも入口端部に近い位置に配置された少なくとも1つの部材がある。第2の部材がある場合、第1および第2の部材は、互いに間隔を置いて配置される。第1および第2の部材は、互いに斜め方向に間隔を置いて配置することも、互いに軸方向に間隔を置いて配置することも、互いに軸方向にかつ斜め方向に間隔を置いて配置することができる。
【００１４】
好ましくは、各部材の表面の断面積の合計は、シリンダの断面積の少なくとも30%、または少なくとも40%、または少なくとも50%、または少なくとも60%、または少なくとも70%、または少なくとも80%、または少なくとも90%、または少なくとも100%、または少なくとも150%、または少なくとも200%、または少なくとも250%、または少なくとも300%である。開示された態様では、各ウィングの面積は約8%であり、約48%の総面積に対して6つのウィングがある。したがって、ウィングによって占有される総表面表面積は、シリンダの断面積の少なくとも約48%であることが好ましい。
【００１５】
ウィングが半径方向にシャフトから外側管の方へ延びる程度は、軸方向の液体流が妨害される程度にも影響を与える。開示された態様では、ウィングは、シャフトから半径方向外側に、管の内径の約1/3の距離突き出ている。この距離は、約1/5または1/4から約3/8または5/11の間であってよく、ある程度、部材が延びているシャフトの直径に依存する。
【００１６】
シリンダの内側の容積（総内側容積、すなわち、シャフト、清掃部材などによる自由容積の排水量を考慮しない容積）は通常、約25立方インチから200立方インチの間、または約30立方インチから180立方インチの間、約40立方インチから160立方インチの間、または約50立方インチから140立方インチの間、約60立方インチから120立方インチの間、または約60立方インチから100立方インチの間、約60立方インチから80立方インチの間、または約60立方インチから70立方インチの間である。開示された態様では、シリンダの容積は約（πx（1.6/2  in）2 2 x 24 in =)48立方インチ（約786.5cm3、または約0.205米ガロン）である。
【００１７】
以下に詳しく説明するように、開示された態様の装置は、毎分約10ガロンのスループットレートで適切に動作する。
【００１８】
シリンダの内径は好ましくは約1インチから3インチの間、または約1インチから2.5インチの間、または約1インチから2インチの間、または約1.5インチである。
【００１９】
シリンダの好ましい長さは、約6インチから約3フィートの間、または約1フィートから2.5フィートの間、または1.5フィートから2.5フィートの間、または約2フィートである。
【００２０】
清掃部材は可とう性の材料でできている。なぜなら、清掃部材が、窓の内側面に定着または付着するあらゆる粒子または物質を除去することによって、窓をきれいにし、すなわち、UV光を透過させるように窓の内側面に摩擦係合するからである。材料は、このような物質を除去するのに十分な剛性を有すると共に、面に損傷を与えないように可とう性または柔軟性を有するべきである。したがって、メンテナンスまたは交換の必要を最小限に抑えるようにこれらの望ましい特性を長期間にわたって保持する材料が最適である。最初の形状を長期間にわたって保持する材料を、良好な「メモリ」を有すると言う。
【００２１】
1つの可能な材料は熱可塑性材料であり、好都合なことに、この材料は平面シートである。可能な特定の材料は、テトラフルオロエチレンフルオロカーボンポリマー、特にTeflon(商標）である。
【００２２】
他のかなり適切な材料は、金属、特にスチール、具体的にはステンレススチールであり、特に全硬度を有し、厚さが約0.002インチから約0.008インチの間、より好ましくは0.002インチから0.006インチの間、または0.002インチから0.005インチの間、または0.002インチから0.004インチの間、または約0.003インチである316型ステンレススチールである。一態様では、ブレードは、このよう316型ステンレススチールブレードの曲げ特性を有する金属である。
【００２３】
清掃部材は通常、管の第1と第2の長手方向端部との間でシリンダの内側面に実質的に連続的に接触して延びている縁部を有するブレードの形をしている。ブレードが弛緩状態にあるときに、縁部が、管の湾曲した内側面に強制的にたわんで当接されるように、半径方向にシリンダの内側面を超えて延びるような寸法を、ブレードが有する。ブレードは、厚さが0.02インチから約0.05インチの間、または約0.025インチから約0.045インチの間のテトラフルオロエチレンフルオロカーボンポリマーの平面シートであってよい。一態様のブレードはTeflon(商標）である。ブレードは、弛緩状態のときに、厚さが約0.03インチであり、かつ一定の矩形断面を有してよい。または、ブレードは、金属、特にスチール、具体的にはステンレススチールであり、特に全硬度を有し、厚さが約0.002インチから約0.008インチの間、より好ましくは0.002インチから0.006インチの間、または0.002インチから0.005インチの間、または0.002インチから0.004インチの間、または約0.003インチである316型ステンレススチールであってよい。ブレードは、このような316型ステンレススチールブレードの曲げ特性を有する金属であってよい。
【００２４】
好ましくは、本発明の装置は、装置の機能が適切／不適切であることを示すセンサシステムを含む。処理チャンバを透過しなかったUV光源からのUV照射を受けるように向けられた第1のUV照射センサがある。チャンバ内から放出されたUV照射を受けるようにチャンバの方に向けられた第2のUV照射センサがある。第1および第2のセンサが受けたUV光の強度を求めてチャンバ内の液体の処理の効果を判定する手段も設けられている。
【００２５】
開示された態様では、第1のセンサは、それが向けられた電球からUV光のみを受けるように配置され、第2のセンサは、電球から直接放出された光を受けずにチャンバからUV光を受けるように配置されている。
【００２６】
好ましくは、装置を通って流れる液体が適切な処理を受けていない可能性があると判定された場合に装置を通る液体の流れを妨げる手段も設けられる。UV手段の強度が、電球に向けられたセンサに到達する場合、不適切な状態が示される。処理チャンバに向けられたセンサによって検出されたUV光の強度が、電球に向けられたセンサによって検出されたUV光と比べて低すぎる場合、不適切な状態が示される。
【００２７】
ある用途では、不適切な状態の表示が適切であり、他の用途では、水流を自動的に遮断することが好ましい。不適切な状態の表示は、家庭用制御パネルに対する光（LED）信号、オーディオ信号、電気信号、またはデジタル化光信号であってよい。Bluetooth(商標）技術に適合する警告システムを有する装置が好ましい場合がある。
【００２８】
特定の局面では、本発明の装置は、
処理チャンバを透過しなかったUV光源からのUV照射を受けるように向けられた第1のUV照射センサと、
チャンバ内から放出されたUV照射を受けるようにチャンバの方に向けられた第2のUV照射センサと、
第1および第2のセンサが受けたUV光の強度を求めて処理チャンバを通る水のUV透過率を求める手段とを含む。
【００２９】
第2のセンサが受けた光の強度が第1のセンサと比べて低すぎ、すなわち、所定の値よりも低い場合、このことは、光が処理チャンバを通過するときにかなり多くの量の光が吸収されていることを意味する。これによって、処理中の光が暗すぎて効果的な処理を行い得ないことを示すことができる。クリーナが窓を清掃するうえで有効に動作していないことを意味し、メンテナンスが必要であることを意味しているかもしれない。
【００３０】
他の態様では、水などの水溶液をUV光で処理する本発明の装置は、
入口端部および出口端部を有し、UV光に透過性の窓により規定される加圧液体処理チャンバと、
窓を通じてチャンバ内に光を放出して、チャンバ内の液体を放出された光に曝露するように、チャンバの外側に配置された複数のUV光源と、
第1のUV光源から放出されかつ処理チャンバから生じていないUV光を受けるように配置されかつ向けられた第1のセンサと、
液体チャンバから生じたUV光を受けるように配置されかつ向けられた第2のUV照射センサと、
第2のセンサが受けたUV光の強度に対する第1のセンサが受けたUV光の強度を測定して処理効果を判定する手段とを含む。
【００３１】
第2のセンサが受けたUV光の強度に対する第1のセンサが受けたUV光の強度が所定のレベルを超えている場合の指標を提供するための、強度判定手段へと動作可能に接続さたインジケータがあってよい。
【００３２】
第1のセンサが受けたUV光の強度が所定のレベルよりも低い場合の指標を提供するための、第1のインジケータへと動作可能に接続されたインジケータがあってよい。
【００３３】
第1のセンサに達するUV光の強度が低すぎ、すなわち、所定の値よりも低い場合、これによって、電球から放出されている光がチャンバ内の液体を適切に処理するのには不十分であることを示すことができる。
【００３４】
装置は、処理チャンバを通る液体の流れを妨げる手段であって、第2のセンサが受けたUV光の強度に対する第1のセンサが受けたUV光の強度を求める手段に動作可能に接続されている手段を含んでよい。したがって、処理システムの誤動作が起こった場合に装置を通る水流を自動的に停止する遮断弁を含めてもよい。この弁は、事前に処理装置に直列に配置される可能性が高い。これは、装置内の圧力を低下させ、処理装置の開放を必要とするメンテナンス動作の助けになる。
【００３５】
装置は、低圧水銀灯であるUV光源を含んでよい。開示された態様では、水銀灯は互いに電気的に直列に接続される。
【００３６】
本発明の処理チャンバ、たとえば、石英管や中空シリンダは好ましくは、1平方インチ当たり最大約150ポンドの内側液体圧力に耐えることができる。通常動作圧力範囲は、1平方インチ当たり50ポンドから140ポンドの間、好ましくは1平方インチ当たり50ポンドから120ポンドの間、または1平方インチ当たり60ポンドから100ポンドの間、または1平方インチ当たり70ポンドから90ポンドの間、または1平方インチ当たり80ポンドである。
【００３７】
本発明の好ましい局面におけるよりクリーナー・ブレードは、管、たとえば石英管の中心軸に平行な線に沿ってそのシャフトに固定される。
【００３８】
特定の態様では、第1のセンサは、第1の光源から放出された照射を直接受けるように向けられ、第2のセンサは、光源から直接放出された照射を受けないように向けられる。
【００３９】
好ましい装置では、窓は円形断面の石英スリーブであり、装置は、スリーブの内側面に当たって係合し、スリーブを清掃するようにスリーブに対して移動できる面を有する内側清掃部材を含む。
【００４０】
他の態様では、本発明の清掃部材は、処理チャンバのスリーブの中心軸の周りを回転できるように中心シャフト上に取り付けられ、スリーブの内側面に当たって係合している清掃部材の面は、スリーブの第1と第2の軸方向端部との間を連続的に延びており、清掃部材は、スリーブを通って軸方向に流れる液体の乱流を助長するよう半径方向にシャフトとスリーブとの中間に配置された、複数の突起を含む。
【００４１】
他の局面では、本発明は、水溶液を処理するプロセスである。このプロセスは、UV光を透過させる窓と、入口端部と、出口端部とを有する処理チャンバを加圧液体を通過させる段階を含む。液体は、チャンバの外側のUV光源から放出されたUV光に曝露することによってチャンバ内で処理される。このプロセスは、チャンバ内に配置され、可とう性の清掃部材が取り付けられたシャフトを、清掃部材が窓の内側面にたわんで係合したときに窓に対して回転させることによって窓の内側面を清掃する段階を含む。シャフトは、チャンバの入口端部から出口端部まで通る軸方向の水の流れを妨害するようにシャフトから延びている少なくとも1つの部材を含む。
【００４２】
この方法の好ましい態様では、窓は円形断面の円筒形石英管であり、シャフトは軸方向に管の第1の端部と第2の端部との間を延びており、軸方向に延びているこの部材は、シャフトから管の方へ、管の内径の少なくとも1/4に等しい距離延びている。開示された態様では、軸方向に延びている部材は、シャフトから半径方向外側に、管の内径の約1/3の距離突き出ているウィングである。この距離は、約1/5または1/4から約3/8または5/11の間であってよく、軸方向に延びている部材が延びているシャフトの直径にある程度依存する。
【００４３】
軸方向に延びている部材は、入口端部に面した面を有し、かつ面の断面積が管の断面積の少なくとも5%に等しくてよい。好ましくは、少なくとも2つのこのような、軸方向に延びている部材があり、軸方向に延びているこれらの部材同士の断面積の合計は、管の断面積の少なくとも30%に等しい。各面の総断面積を広げ、各部材がチャンバの半径方向外側部分の方へ延びる程度を高めると、チャンバの入口端部から出口端部までの液体の軸方向流れの妨害量が増大する。
【００４４】
好ましい局面では、本発明の石英管の内側の総容積は最大約1/4米ガロンであり、処理すべき液体、たとえば水によって占有される容積は、管の総容積の少なくとも50%であり、管を通る水の流量は毎分最大約20ガロン）である。通常、この容積は少なくとも1/10の1ガロンであり、1ガロン以上であってもよい。様々な局面では、総容積は、1/10ガロンから1ガロンの間、1/10ガロンから3/4ガロン）の間、1/10ガロンから1/2ガロンの間、および1/10ガロンから1/4ガロンの間である。
【００４５】
好ましい局面では、処理中のチャンバ内の水の圧力は、1平方インチ当たり約60ポンドから100ポンドの間である。他の局面では、圧力は1平方インチ当たり30ポンドから200ポンドの間、1平方インチ当たり40ポンドから180ポンドの間、1平方インチ当たり50ポンドから160ポンドの間、1平方インチ当たり60ポンドから160ポンドの間、1平方インチ当たり60ポンドから150ポンドの間、1平方インチ当たり60ポンドから130ポンドの間、1平方インチ当たり70ポンドから130ポンドの間、1平方インチ当たり70ポンドから110ポンドの間、1平方インチ当たり70ポンドから100ポンドの間、1平方インチ当たり70ポンドから90ポンドの間である。使用圧力は、1平方インチ当たり約80ポンド±1平方インチ当たり約10ポンドであることが多い。
【００４６】
他の局面では、本発明の装置は、装置内を通過する液体に応答して回転可能なインペラを含み、清掃ブレードが取り付けられたシャフトは、インペラを回転させるようにインペラに連結されている。このように、液体、たとえば、処理チャンバ内を通る水を移動させると、清掃機構の推進力がもたらされる。
【００４７】
清掃部材、たとえば、Teflon(商標）ブレードは、処理チャンバのUV透過窓を形成する石英管の中心軸の周りを回転可能に駆動される中心シャフトに連結することができる。
【００４８】
簡単に言えば、可とう性の清掃部材は、スリーブの第1の端部と第2の端部との間を延びているブレード、たとえば、処理チャンバの円形石英シリンダであってよい。
【００４９】
処理チャンバのスリーブは、実質的に円形の断面を有する中空の管であってよく、管の内径とシャフトの平均外径との比は、約10:1から約3:1の間、または約10:1から5:1の間、または約9:1から7:1の間、または約8:1であってよい。
【００５０】
ブレードは、少なくとも約15%のUV透過率を有する実質的に平面状のTeflon(商標）で作ることができる。
【００５１】
シャフトの端部に動作可能に連結され、処理チャンバ内のシャフトの回転を駆動する電気モータがあってよい。
【００５２】
約0.05インチから0.25インチの間、好ましくは約0.12インチの一定の厚さを有する石英管である。石英管の外径は通常、約1.25インチから約5.0インチの間である。
【００５３】
ブレードは、その第1の直線縁部に沿ってシャフトに固定することができ、スリーブの内側面に当たって係合する清掃部材の面は、第1の縁部に平行な、ブレードの第2の直線縁部を含んでよい。ブレードは、材料が弛緩状態のときに、ブレードの第2の縁部が、半径方向に管の内径を越えて延び、管の湾曲した内側面にたわんで係合するような寸法を有する可とう性の材料であってよい。
【００５４】
装置は、UV光源から放出されたUV照射を処理チャンバの方へ向けるような向きに配置されたリフレクタ、たとえば、石英スリーブを含んでよい。
【００５５】
第2のセンサは、UV光源、たとえば、ランプから直接放出された照射を受けないような向きに配置することができる。
【００５６】
装置は、第1のセンサが受けた照射の強度が所定の量よりも少ないときに装置内を通る液体の流れを遮断する手段を含んでよい。このような手段は、閉位置に偏らされ、第1のセンサが受けた照射の強度が所定の量以上であるときに確実に開位置に維持される遮断弁であってよい。
【００５７】
特定の動作モードでは、装置を通る液体の流れを遮断し、閉位置に偏らされ、（i）第1のセンサが受けた照射の強度が所定量を超えているとき、および（ii）第1のセンサが受けた照射の強度に対する第2のセンサが受けた照射の強度が所定の値を超えているときに確実に開位置に維持される遮断弁と、清掃部材が、第2のセンサがUV光源からの照射を受けるのを妨害する位置にあるときに、弁を開位置に維持する手段とがあってよい。第1のセンサが受けた照射の強度が所定の値よりも低い状態を示す第1のインジケータがあってよい。第1のセンサが受けた照射の強度に対する第2のセンサが受けた照射の強度が所定の値よりも低い状態を示す第2のインジケータがあってよい。
【００５８】
水溶液を処理する本発明の特定のプロセスは、
液体を大気圧よりも高い圧力下で処理チャンバを通過させる段階と、
UV光源から処理チャンバのUV透過壁を通して放出されたUV光に処理チャンバ内の液体を曝露する段階と、
光源から放出されたUV光の強度を求める段階と、
処理チャンバから現れた光を受けるように向けられたUV光センサが受けたUV光の強度を求める段階と、
光源から放出されたUV光の強度およびセンサが受けたUV光の強度に基づいて処理が所定の効果を有するかどうかを判定する段階とを含む。
【００５９】
処理チャンバは、円形断面の管状石英ハウジングを含んでよく、プロセスは、水を圧力下でハウジングの軸方向の一方の端部から他方の端部まで流す段階と、ハウジング内に配置されたワイパーをハウジングの内側面に接触させてハウジングの中心軸の周りを回転させて面を清掃する段階とをさらに含む。
【００６０】
液体は、都市水道の圧力下で装置に供給することができる。
【００６１】
本発明の装置は、動作時に「所定の効果」を有するように構成することができる。言い換えれば、UVランプの数、処理チャンバの容積および寸法は、装置内を通過する水の流量がある量を超えない（すなわち、装置に供給された水の圧力がある最大値を超えない）かぎり、装置から現れた水が適切に処理されたことをオペレータが合理的に確認できるように決定することができる。たとえば水流量40L/分およびUV光透過率>75%で動作する好ましい態様に記載された装置は、約80mJ/cm2のUV照射量を発生させる。
【００６２】
後述の本発明の好ましい態様のセンサアレイが、処理を受ける液体から現れる光の量をモニタリングする段階を含むため、装置の所定の「遮断」点を決定する際に濁流などの悪影響も考慮できることにも留意されたい。
【００６３】
好ましい態様では、ワイパーシャフトは比較的狭く、すなわち、処理チャンバの石英ハウジングの内径の約23%である有効直径を有する。シャフトの幅が狭いほど、処理チャンバの内側全体にわたって分配される光の量が多くなる理解されよう。好ましい態様では、チャンバの直径とシャフトの直径との比は約4:1である。この比を高くすると一般に、処理中の液体がさらされるUV光の効果が高くなる。10:1以上の比を実現可能であるが、2:1ほどの低い比でも、特定の場合に適切な結果を得ることができる。もちろん、この比には、シャフトの構造的完全性を維持しなければならないため最大値があり、かつシャフトの、維持しなければならない最小有効直径がある。
【００６４】
処理チャンバのシャフトに対して取り付けられた部材は、半径方向外側にチャンバ内に延びており、処理チャンバ内を通って流れる液体に乱流を生じさせる。この構成は、処理装置の一部として比較的幅の狭いシャフトを含めるのを可能にし、処理チャンバの使用可能な容積を増大させるのを可能にする。好ましくは、本発明の装置は、全体として処理チャンバの総容積のうちの占有する容積が約10%または11%以下である、シャフト、ワイパーブレード、および乱流誘発部材を含んでいる。このため、チャンバの総容積の約89%または90%を処理すべき液体に自由に占有させることができる。
【００６５】
本発明の好ましい態様の重要な特徴は、センサ構成である。この構成は2つの機能を発揮する。第1の機能は、UV光源の故障を示すことである。したがって、処理チャンバ内の液体の吸収効果を受けていない光を検出するように配置されたセンサを用いて、UV光源から放出されている光が装置の効果を保証するのに不十分な量であるときにそのことを示すことができる。一般に、このセンサは直接UV光源に向けられる。ただし、このセンサは、ある種のリフレクタを介して間接的に光を受けることが特定の状況の下で有利である場合には、そうすることができる。第2の機能は、処理チャンバ内で受けている光の量が装置の効果を保証するのに十分な量であると判定することである。一般に、この機能は、処理チャンバを通過した光を受けるように向けられた第2のセンサを用いることによって実現され、現れる光の強度は、処理が有効であるかどうかの表示として使用される。一般に、現れる光の強度が所定の値よりも低い場合、「安全でない」状態が存在する可能性があることが示される。もちろん、装置は、このような状況の下で作動する自動遮断機構を備えることができる。不十分な低レベルの光が現れる理由としては、UV光源の誤作動、チャンバ内の液体の濁りなどが挙げられる。
【００６６】
本明細書に開示された特定の装置は、水が石英管内を通って流れているかどうかにかかわらず、常にUVランプをオンにした状態で動作するように構成されている。液体の流れがないときにランプをオフにするかまたはランプの電力を低下させる手段を装置に備えると有利である場合がある。このような構成は、電力コストを節約し、ランプの寿命を延ばすが、石英管内を通って流れるすべての液体が適切に処理されるように留意すべきである。
【００６７】
本発明の装置は、ワイピング機構を駆動する手段も含む。このような手段は、液体流自体がワイパーの移動を推進するインペラであってよく、また電気モータを用いてもよい。当業者によって任意の適切な手段を設けることができる。
【００６８】
本発明を完全に理解するために、以下に添付の図面を参照して説明する。
【００６９】
好ましい態様の説明
図面を参照すると、図1は、本発明の典型的なポイントオブエントリーユニット10の外側を示している。このポイントオブエントリーユニットは一般に、加圧式家庭用飲料水システムに直列に設置される。したがって、都市水道からの管は任意の適切な手段によってユニットの下方の端部に連結され、家庭用配水システムに至る管はユニットの上方の端部に連結されている。
【００７０】
家庭用配水システム内のユニットの厳密な位置は任意である。ポイントオブエントリーユニットとして、このユニットは一般に、家庭用給水源と家庭用配水システムとの間に直列に配置される。給水源は、都市システムから供給される水であり、または地下の井戸から得ることもできる。このため、家庭用配水システムによって供給されるすべての水は、ユニットによる処理を受ける。特定のユーザは、ユニットを経済的に使用するために消費すべき水のみに処理を施すことを望む。したがって、たとえば、台所の専用の蛇口を通して供給される水のみにユニットによるUV処理を施すように、ユニットを台所の流しの下方に配置することが可能である。
【００７１】
図1には、ハウジング12を含むユニット10が示されている。UV照射は人間の目を傷つける可能性があるので、ハウジング12はUV非透過材料でできており、この構成は、ハウジングからのUV照射の漏れを実質的に妨げることを可能にする。さらに、ハウジングは、ハウジングが開放されたときにハウジング内に配置されているすべてのUV電球を自動的に消灯する機構を備えるべきである。配管システムに対して直列の連結ユニット10の詳細は、当業者ならそのような連結手段を容易に提供できるため、図示されていない。
【００７２】
図2を見ると分かるように、図示の態様は2つのUV電球14a、14bを含んでいる。各電球は長さが約24インチ（約60cm）で電力が60Wであり、254nmで20Wのエネルギーを与える。米国およびカナダで高出力低圧電球と呼ばれ、コネクチカット州Light Source Inc.から市販されている電球が一般に適切である。UV電球は、水処理チャンバ16の外側に配置され、水処理チャンバ16の側壁は単一の石英管18によって形成されている。各ランプは、処理チャンバの石英管に対して軸方向に平行であり、したがって、処理中の水の流れのベクトル方向に概ね平行である。石英配管は、それが電球14a、14bから放出されたUV照射を透過させ、したがって、処理チャンバ内に含まれる液体をUV照射に曝露することができるため用いられている。
【００７３】
石英管18は、約1.6インチ（約4cm）の内径を有し、長さが約2フィート（約60cm）である。壁は厚さが約0.118インチ（約0.3cm）である。このような管は最大約150psi（1平方インチ当たりポンド）の内圧に耐えることができ、したがって、米国およびカナダにおけるすべてではないにせよ大部分の都市給水システムに使用することができる。
【００７４】
処理チャンバの内側に向けられた電球14a、14bから放出されるUV照射の割合を大きくするために、処理ユニットはリフレクタ20を含んでいる。これらのリフレクタは、図示のような形状をしており、好ましくは、処理チャンバの内側に達するUV光の量を最適化するような形状をしている。特許文献には、リフレクタと、リフレクタを用いることに伴う利点とが記載されている。たとえば、1993年9月21日に発行されたUryらの米国特許第5,247,178号を参照されたい。
【００７５】
本発明によるユニットによって処理される水は通常、望ましい種類および／または望ましくない種類のものであってよい不純物を含んでいる。したがって、このような水は、たとえば、ナトリウム、カルシウム、鉄、および／またはフッ素などの鉱物を含んでよい。不純物は、長い年月の間に、石英管の内側に堆積することがあり、これによって、管の光透過能力が低下し、特にUV照射透過能力が低下する。少なくとも、このような堆積物によって処理装置の効率が低下する可能性がある程度に、このような堆積物を除去することが望ましい。当技術分野では、このような堆積物に対処するために様々な手法がとられている。本発明の好ましい態様の場合、ユーザの側の特別の労力を必要とせずに有効な手法が望ましい。
【００７６】
したがって、ユニット10は清掃装置22を含んでいる。装置22は、管18の中心軸26を中心とする（すなわち、中心軸26と同軸の）中心シャフト24を含んでいる。ハウジング12の上方の端部内に、シャフトを管の中心軸の周りを回転させるようにシャフト24に連結されたモータ28が配置されている。モータを装置の頂部に配置すると、有利なことに、水が漏れた場合にモータに到達する可能性が低くなる。モータを装置の底部に配置すると、装置の設置特性およびメンテナンス特性を向上させることができる。たとえば、モータを装置の底部に配置すると電球の交換がより好都合になる。電気モータは任意の適切な従来のモータであり、モータは一般に、毎時約60回転の速度でシャフトを回転させる。シャフトにワイパー30が取り付けられている。ワイパー30は、厚さが0.03インチのTeflon(商標）製の単一の部材であるが、層化されたTeflon(商標）製の複数の部材で構成することができる。ワイパーは、30インチ−オンス・トルクを有するのに十分な厚さおよび可とう性を有する。ワイパー30は、ステンレススチール・バーであるシャフト24に固定されている。ワイパーは、ナットおよびボルト、リベット、または他の適切な取付け具によってバーに取り付けられている。図示の態様では、ワイパーの半径は、たわんでいない状態では、半径方向外側に、石英管18の内側面に一致する円の内側円周を0.08インチ（約0.2cm）越えた位置まで延びている。このように、ワイパーは、管内に設置されると、絶えず偏らされ、管の内側面に当たって接触する。ワイパー縁部を、清掃能力を保持するように絶えず偏らせて管の内側面に接触させることが望ましいため、ワイパーの製造材料は、ワイパーの寿命を上回る良好な「メモリ」を有することが望ましい。言い換えれば、材料は、ユニットの一部として設置されるときにとらされるわずかに湾曲した形状ではなく平面形状を優先的にとるような材料であることが望ましい。
【００７７】
他の態様では、ブレードは、全硬度を有し、厚さが約0.003インチであるステンレススチール316型である。
【００７８】
ステンレススチール・タブまたはウィング36はシャフト24に取り付けられている。ウィングは、可とう性の清掃ブレードと比べて剛性であり、処理チャネル内を通って流れる液体内に乱流を発生させる。したがって、各ウィングは、チャンバ内を通って流れる液体を、液体がウィングの、石英管の入口端部に面する面に接触したときにその軸方向の流れから分岐させる。図3を見ると分かるように、図面では完全に表されていないが、各ウィング36は、シリンダの断面積の約8%である、水流に対して横方向の表面積を形成する。特に、シリンダの断面積は約12.6cm2であり、各ウィングの表面積は約1.0cm2である。開示された態様では、3対のウィングがあり、各対はシャフトに沿って軸方向に間隔を置いて配置されており、互いに隣接する対の間は7.6インチ離れている。各ウィング対のウィングは、互いに斜め方向に間隔を置いて配置されている。各対の第1のウィングは、その対の第2のウィングに対して（シャフトに対して）1800の回転角に配置されている。
【００７９】
処理中の水にさらされる処理チャンバ内のほぼあらゆる表面に、水中不純物における何らかの物質が堆積するため、長期間にわたるUV透過性の低下を最小限に抑えるように石英管の内側を全長にわたって清掃できるようにすることが望ましい。このために、図示の態様の、内側管面に当たるワイパーブレードは、石英管の一方の端部から他方の端部まで全長にわたって延びている。このように、好ましい態様のワイパーで一拭きすることによって管の内側面全体を拭くことができる。
【００８０】
装置の効率に影響を与える程度の石英管上の材料の望ましくない堆積は、一般に徐々に起こり、すなわち、典型的な家庭では数時間から数日またはそれ以上稼働したときに起こる。たいていの状況では、処理チャンバを20リットルの水を通過させるたびに１回拭き取れば、図示のクリーナでおそらく十分である。堆積の量および種類は処理中の水に含まれる不純物に応じて異なることに留意しなければならない。
【００８１】
図1から3に示されている装置は、電気モータによって駆動されるクリーナを備えている。水が、図4および5に示されているようなインペラ29を通過して、図示のように処理チャンバに流入（または流出）するときにシャフトを回転させるインペラ29を設けることによって、モータを不要にすることが可能である。駆動機構は、ユニットの長手方向端部から延び、ユーザがハンドルを手動で回転させることができるようにシャフトに連結されたハンドルによって実現することもできる。しかし、上述のように、クリーナを動作させるうえでオペレータの日常的な介入に依存しないシステムを有することが好ましい。
【００８２】
水処理装置の効果を判定できることが重要である。水中に含まれる可能性のある病理学的細菌を無害にするのに十分な線量のUV照射が処理中の水のすべての部分に到達することが望ましいことは明らかである。
【００８３】
図示の水処理装置は、装置によって行われる処理の効果をモニタリングするようになっている、主として図6に示されているセンサ構成を含んでいる。発明者には、装置が動作しているすべての時間、すなわち、UV光が発光されているときにモニタリング装置を動作させることが最も望ましいと考えられるが、モニタリングシステムを断続的に動作させてもよい。
【００８４】
図示の装置のセンサ構成はセンサ32、34を含んでいる。（大気圧で液体を処理するUV装置用のセンサ構成は、1999年11月18日に国際公開公報第99/58453号として公開されたPCT/CA第99/00435号、およびそこに引用された文献に記載されている。）センサ32、34はそれぞれ、入射したUV光を検出する。適切なセンサはスペクトル範囲が210nmから380nmの炭化ケイ素フォトダイオードである（マサチューセッツ州ブルックリンのBoston Electronics Corp.の部品番号JECO.IS）。内部の各センサによって入射光を受けることができるコーンの外側の限界は線33によって示されている。センサ32は、直接UV電球14bに向けられている。したがって、センサ32は、処理チャンバを透過しなかった、電球14bから放出されたUV光を検出する。
【００８５】
センサ34は、処理チャンバに向けられ、特に、センサが検出できる実質的にすべてのUV光が、処理チャンバを形成する石英管を通って処理チャンバから現れる照射になるように電球14aから離れる方向に向けられている。
【００８６】
図示の態様では、UV電球14a、14bは電気的に直列接続されており、したがって、概ね同じ強度のUV照射を生成する。
【００８７】
センサ32、34は、各センサが受けるUV光の相対的な強度を求めることができるように、各センサに並列接続された調整可能な抵抗器によって較正され調整される。センサ32によって検出されるUV照射の強度がセンサ34によって検出されるUV照射の強度に対して高すぎ、すなわち、相対強度が、処理の効果を保証できないような強度である場合、遮断弁42に信号が送られ、遮断弁42が装置内を通る水流を停止させるようにシステムは、比較器38を含んでいる。この自動遮断構成については、そのような構成が当技術分野における従来の構成であり、当業者ならそのような構成を容易に実現できるため、これ以上は例示しない。しかし、発明者には、閉位置に偏らされ、システムが有効に動作しているときに確実に開位置に保持される遮断弁が好ましいと考えられる。このように、2つのセンサ間の許容できない動作状態をもたらし、したがって、弁に確実に信号が送られるのを妨げるあらゆる種類の誤動作は、弁を閉じさせる。装置が機能していないときに遮断弁を無効にして水流を可能にする手動のオーバライド機構を含めることができる。このように、たとえば停電時にも水を（ただし、装置によって処理されていない）得られるようにすることができる。
【００８８】
システムは、センサ32に接続された比較器40を含んでいる。センサ32によって検出された光がある量よりも少ないとき、電球の誤動作または故障が検出される。この場合も、この障害条件に応じて、弁42を閉じることによって水流が停止される。
【００８９】
障害状態に応じて、障害条件が存在することをユーザに示すことのできるオーディオ・アラームまたはLED44、46のような他の種類のアラームを含むことも可能である。
【００９０】
図示の態様には、上述のように、電気的に直列接続された2つの電球がある。1つの電球のみ、または2つ以上の電球を有するシステムを当業者によって考案できることも、本発明の範囲内である。UV照射源として1つのUV電球のみを有するシステムでは、処理チャンバから現れた照射を受けるように向けられるセンサ34を、管、センサ32と概ね反対側に配置することができる。
【００９１】
センサ34は、電球14aから放出され、石英管に概ね一致する円に対して非径方向の照射を受けるような位置に配置されていることが明らかであろう。これは、クリーナのシャフト24が管の中心に配置され、したがって、そのような径方向の照射の通過を妨害するからである。図3に示されている照射が例示的なものであり、石英管を透過する照射に対する石英管の屈折効果が図示のために無視されていることが理解されよう。
【００９２】
ワイパーがシャフト24の周りを回転するにつれて、ワイパーが、電球14aから処理チャンバを通ってセンサ34に至る照射の透過を妨害する位置に移動させられることが明らかであろう。この状態では、ワイパーが回転するにつれてモニタリングシステムの動作が妨害される。このことを考慮して、センサ34が受ける信号は、ワイパーが回転する際に受けるピーク信号を除外するように電子的に条件付けられる。
【００９３】
ワイパー30に開口を含めることが望ましい場合がある。このような開口は、他の場合にはワイパーによって干渉される両方の電球からの照射の、処理液体の他の部分への透過を可能にし、それによって処理の効果を高めるように構成することができる。開口は、ワイパーが電球とセンサとの間に直接直列的に配置されたときに電球14aからの光がセンサ34に到達できるように配置することによってセンサの「ダウン時間」を短縮することもできる。このような開口は、処理チャンバ内を通って流れる水の乱流の量を増やし、処理の効果を高めることもできる。しかし、可とう性のワイパーブレードの構造上の完全性を維持するように留意する必要があり、したがって、ワイパーブレードに含めることのできるそのような開口がもしあれば、それらの開口のサイズおよび数に関する制限があることは確かである。
【００９４】
図示の装置の動作によって得られる結果を表1に示す。これらの結果は、装置による水処理の実現可能性を示している。示されている結果は、最大使用圧力100psi、定格流量10gpm（毎分ガロン）を含むNSF（米国衛生協会、National Sanitation Foundation）標準55によるものである。
【表１】
2005504634.tif 000003
【００９５】
38,000mJ/cn2におけるログリダクションは2.57であり、これは試験有機物MS2の通過基準である。
【００９６】
好ましくは、水は、NSF標準55を満たすように本発明によって処理される。
【００９７】
本明細書に記載された本発明に求められる保護の範囲は、特許請求の範囲に定義されている。当業者には、特許請求の範囲および本明細書全体にわたって記載された様々な要素の様々な可能な組合せおよび二次組合せが存在し、かつこれらの組合せおよび二次組合せのすべてが、本明細書に明示的に列挙されていないにもかかわらず本発明の範囲内とみなされるべきであることが理解されよう。このことは、各プロセスの様々な局面ならびにその要素の組合せおよび二次組合せにも当てはまる。
【００９８】
本明細書で引用されたすべての文献は、各文献全体を本明細書に複写するのと同様に参照として本明細書に組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】内側の構成を露出させるためにユニットハウジングを部分的に切り欠いた家庭用ポイントオブエントリーUV水処理ユニットの斜視図である。
【図２】図1の切欠き図の拡大図である。
【図３】図1の線3-3に沿った図1のユニットの断面図である。
【図４】インペラを露出させるためにユニットハウジングを部分的に切り欠いた、処理ユニットの第2の斜視図である。
【図５】図4の切欠き図の拡大図である。
【図６】本発明のセンサ構成を示す概略図である。
【図１】
2005504634.tif 000004
【図２】
2005504634.tif 000005
【図３】
2005504634.tif 000006
【図４】
2005504634.tif 000007
【図５】
2005504634.tif 000008
【図６】
2005504634.tif 000009
【国際公開パンフレット】
2005504634.tif 000010
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【国際調査報告】
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