(57)【要約】【課題】本発明は、低圧水銀ランプを、簡単な構造で水冷ジャケット内の所定位置に位置決め・保持することが出来る、低圧水銀ランプを使用した水処理槽を提供することを目的とする。【解決手段】槽内に部分的に配置された少なくとも１本の水冷ジャケットと、前記水冷ジャケットの内部に挿入され、両端部にベースを夫々有する低圧水銀ランプとを備えた低圧水銀ランプを使用した水処理槽において、前記ベースは、該ベースのランプ軸線方向の移動を阻止するベース係止部、該ベースの前記水冷ジャケットに対する接触状態を維持するジャケット押圧部、及び該ベースを捕捉するベース捕捉部を有するベース位置決め保持部材により、位置決め捕捉されている。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内に部分的に配置された少なくとも１本の水冷ジャケットと、
前記水冷ジャケットの内部に挿入され、両端部にベースを夫々有する低圧水銀ランプとを備えた低圧水銀ランプを使用した水処理槽において、
前記ベースは、該ベースのランプ軸線方向の移動を阻止するベース係止部、該ベースの前記水冷ジャケットに対する接触状態を維持するジャケット押圧部、及び該ベースを捕捉するベース捕捉部を有するベース位置決め保持部材により、位置決め捕捉されている、水処理槽。
【請求項２】
請求項１に記載の低圧水銀ランプを使用した水処理槽において、
前記ベース位置決め保持部材は、前記ベース係止部、前記ジャケット押圧部及び前記ベース捕捉部が、一体整形物として形成されている、水処理槽。
【請求項３】
請求項１に記載の低圧水銀ランプを使用した水処理槽において、
前記ベース位置決め保持部材は、前記ベース係止部、前記ジャケット押圧部及び前記ベース捕捉部の少なくとも一部又は全部が、別個に形成された後に固着手段により一体に形成されている、水処理槽。
【請求項４】
請求項１に記載の低圧水銀ランプを使用した水処理槽において、
前記ベース位置決め保持部材の前記ジャケット押圧部は、前記ジャケットを押圧する面が湾曲面である、水処理槽。
【請求項５】
請求項１に記載の低圧水銀ランプを使用した水処理槽において、
前記水処理槽は、縦型水処理槽又は横型水処理槽である、水処理槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧水銀ランプを使用した水処理槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
低圧水銀ランプを使用した水処理槽の代表例として、飲料用の浄化槽で使用される流水殺菌処理装置、半導体製造で使用される超純水生成のための紫外線酸化水処理装置等が有る。
【０００３】
図１Ａは、複数本の水冷ジャケット（「スリーブ」ともいう。）６が、水平方向に配置された横型水処理槽１０−１を示す図である。一方、図１Ｂは、複数本の水冷ジャケット６が、垂直方向に配置された縦型水処理槽１０−２を示す図である。
【０００４】
いずれの処理槽１０−１，１０−２においても、処理対象の水は、一定方向に流れる。即ち、給水口２から水処理槽内部に給水され、水冷ジャケット６の周囲を通過しながら紫外線処理され、排水口４から外部へ排水される。大規模なプラントの処理槽では、数百本の低圧水銀ランプ８が備えられ、水流が40万トン／日に達する。
【０００５】
各水冷ジャケット６の内部には、両端部にベース１２−１，１２−２を夫々有する１本の低圧水銀ランプ８が挿入され、ベース１２−１，１２−２は、ジャケット６の内周面に接触した状態になっている。
【０００６】
低圧水銀ランプ８には、水銀又はアマルガム（水銀と他の金属の合金）が内封されている。特に、アマルガムランプの発光管には、アマルガムが滞留する凹部（図示せず。）が形成され、この凹部形成箇所の外周面がベース１２−１，１２−２に接触するよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2007-73472「低圧水銀ランプ装置」（公開日2007/03/22）出願人：岩崎電気株式会社
【特許文献２】特開2011-48968「低圧水銀ランプ及び、殺菌または消毒方法」（公開日2011/03/10）出願人：岩崎電気株式会社
【特許文献３】特開2011-71020「低圧水銀ランプ及びその最冷部温度調節方法」（公開日2011/04/07）出願人：岩崎電気株式会社
【特許文献４】特開2011-258321「アマルガム型低圧水銀ランプ及びランプ点灯電源装置」（公開日2011/12/22）出願人：岩崎電気株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、低圧水銀ランプの紫外線出力は、ランプ点灯時の発光管内の水銀又はアマルガムの蒸気圧によって左右される。水銀又はアマルガムの蒸気圧は、低圧水銀ランプの発光管最冷部の温度によって決定される。この最冷部の周囲は、ベース１２−１，１２−２が覆っていて、ベースの温度は、ランプ点灯時の高温と、水冷ジャケット６に接触することによる低温により左右される。
【０００９】
低圧水銀ランプ８を水冷ジャケット６の内部に挿入した状態では、水の処理中、流水により水冷ジャケット６及び処理槽１０−１，１０−２が振動し、ベース１２−１，１２−２が、水冷ジャケット６の内周面に完全に接触せず、ランプ８の水銀蒸気圧を適切にコントロールできなくなる。この結果、紫外線放射量が減衰してしまう。横型水処理槽１０−１では、ランプ８は重力の影響により、ある程度、ベース１２−１，１２−２は水冷ジャケットに対して接触状態を維持することが期待できる。従って、この現象は、特に、縦型水処理槽１０−２において顕著である。
【００１０】
また、アマルガムランプでは、水冷ジャケット内の低圧水銀ランプ８が、ランプ軸線の周りに回転して、アマルガムが所定の停留箇所から移動してしまう。この結果、ランプは、適正な動作温度を維持できなくなり、紫外線放射量が減衰してしまう。
【００１１】
低圧水銀ランプの位置決めに際し、発光管やべース自体の構造を変更することは、大がかりな変更となり、また、これらの標準品を使用出来なくなり、コストアップにもつながる。従って、本発明は、低圧水銀ランプを、簡単な構造で水冷ジャケット内の所定位置に位置決め・保持することが出来る、低圧水銀ランプを使用した水処理槽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】
【００１２】
上記目的に鑑みて、本発明に係る低圧水銀ランプを使用した水処理槽は、槽内に部分的に配置された少なくとも１本の水冷ジャケットと、前記水冷ジャケットの内部に挿入され、両端部にベースを夫々有する低圧水銀ランプとを備えた低圧水銀ランプを使用した水処理槽であって、前記ベースは、該ベースのランプ軸線方向の移動を阻止するベース係止部、該ベースの前記水冷ジャケットに対する接触状態を維持するジャケット押圧部、及び該ベースを捕捉するベース捕捉部を有するベース位置決め保持部材により、位置決め捕捉されている。
【００１３】
更に、上記低圧水銀ランプを使用した水処理槽では、前記ベース位置決め保持部材は、前記ベース係止部、前記ジャケット押圧部及び前記ベース捕捉部が、一体整形物として形成されていてもよい。
更に、上記低圧水銀ランプを使用した水処理槽では、前記ベース位置決め保持部材は、前記ベース係止部、前記ジャケット押圧部及び前記ベース捕捉部の少なくとも一部又は全部が、別個に形成された後に固着手段により一体に形成されていてもよい。
更に、上記低圧水銀ランプを使用した水処理槽では、前記ベース位置決め保持部材の前記ジャケット押圧部は、前記ジャケットを押圧する面が湾曲面であってよい。
更に、上記低圧水銀ランプを使用した水処理槽では、前記水処理槽は、縦型水処理槽又は横型水処理槽であってよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低圧水銀ランプを、簡単な構造で水冷ジャケット内の所定位置に位置決め・保持することが出来る、低圧水銀ランプを使用した水処理槽を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】図１Ａは、複数本の水冷ジャケット（「スリーブ」ともいう。）が、水平方向に配置された横型水処理槽を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、複数本の水冷ジャケットが、垂直方向に配置された縦型水処理槽を示す図である。
【図２】図２は、低圧水銀ランプを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、低圧水銀ランプが、簡単な構造で水冷ジャケット内の所定位置に位置決め・保持されている構造を説明する図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示すベース位置決め保持部材の一例を説明する図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３Ｂに示すベース位置決め保持部材のベース係止部の他の一例を説明する図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図３Ｂに示すベース位置決め保持部材の水冷ジャケット押圧部の他の一例を説明する図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図３Ｂに示すベース位置決め保持部材のベース捕捉部の他の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る低圧水銀ランプを使用した水処理槽の実施形態に関し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００１７】
(低圧水銀ランプ)
図２は、低圧水銀ランプを示す図である。低圧水銀ランプ８の発光管８−１内には、水銀又はアマルガムが封入されている。アマルガムとしては、水銀Ｈｇに加えて、インジウムＩｎ、ビスマスＢｉ、スズＳｎ、鉛Ｐｂの少なくとも１種類が含まれる合金である。
【００１８】
低圧水銀ランプ８は、発光管８−１の両端部にベース（口金）１２−１，１２−２を夫々備え、ベース１２−１，１２−２が、発光管管璧の最冷部である発光管端部を覆っている。ベース１２−１，１２−２は、発光管を固定し、発光管端部の破損防止のカバーである。ベース１２−１，１２−２は、セラミックス、金属、耐紫外線性を有する弾性体樹脂（例えば、フッ素樹脂）によって形成される。本実施形態の試作段階では、ベース１２−１，１２−２として、厚さ1.0ｍｍのセラミックスを使用した。
【００１９】
ベース１２−１，１２−２は、水冷ジャケット６に接触した状態で発光管８−１を支えている（図３Ａ参照）。従って、発光管管璧の最冷部は、ランプ自体の高温の発熱温度と、被処理水で冷やされた水冷ジャケット６に接触した低温のベース１２の温度との両方の影響を受ける。被処理水の水温は、通常、25°Ｃ程度である。
【００２０】
一般に、低圧水銀ランプ８の紫外線出力は、ランプ点灯時の発光管内の水銀又はアマルガムの蒸気圧によって左右される。発光管管璧の最冷部を温度制御することにより、ランプ内部の水銀蒸気圧を制御することが出来る。発光管管璧の最冷部を40°Ｃに維持することにより、低圧水銀ランプ８は、波長254ｎｍの紫外線出力が最大となる。
【００２１】
ランプ自体の高温の発熱温度は、予め判明しているので、発光管管璧の最冷部を40°Ｃに維持するためには、所定の材質、形状で形成したベースを、水冷ジャケット６に対して確実に接触した状態にすることが重要となる。即ち、水冷ジャケットや水処理槽の振動に拘わらず、ベース１２が、水冷ジャケット６に対して接触状態を維持することが重要となる。
【００２２】
（低圧水銀ランプが水冷ジャケット内で位置決め・保持されている構造）
図３Ａは、低圧水銀ランプが、簡単な構造で水冷ジャケット内の所定位置に位置決め・保持されている構造を説明する図である。ここで、（Ａ）は、ランプ端部付近のランプ軸線に沿って切断した一部断面図であり、（Ｂ）は、Ｂ−Ｂ断面図である。水冷ジャケット６の内部に発光管８−１が配置されている。水冷ジャケット６は、ランプと被処理水の間の絶縁、ランプ破損保護のために設けられ、紫外線透過性を有する部材（例えば、石英ガラス）から成る。
【００２３】
発光管８−１は、一端で、ベース１２−２に取り付けられている。ベース１２−２は、ベース位置決め保持部材１６によって、水冷ジャケット６の内部の所定の位置に保持されている。ランプの反対側端部も同様の構造である。
【００２４】
図３Ｂは、図３Ａに示すベース位置決め保持部材１６の一例を説明する図である。ベース位置決め保持部材１６は、例えば、(1)ベースのランプ軸線方向端部に係止して、ベースのランプ軸線方向の移動を阻止するストッパとしてのベース係止部（破線楕円部参照）１６−１と、（2）バネ弾性を有する材料から成り、バネ復元力により水冷ジャケット６の内面を押圧することによりベース１２−２を水冷ジャケットに対して接触状態を維持するジャケット押圧部１６−２と、(3)屈曲性を有する材料から成り、ベースを捕捉するベース捕捉部１６−３とを有している。
【００２５】
これらベース係止部１６−１、ジャケット押圧部１６−２及びベース捕捉部１６−３は、一体整形物として形成されていてもよく、或いは少なくとも一部又は全部が別個に形成された後に溶接その他の手段により一体に形成してもよい。これら部材の材料は、金属、樹脂等であってあってよい。
【００２６】
従って、ベース位置決め保持部材１６は、次の機能(a)〜(c)を有する限り、任意所望の構造で実現できる。
(a) ベース１２のランプ軸線方向の移動を阻止するストッパ機能
(b) ベース１２の水冷ジャケット６に対する接触状態を維持する機能
(c) ベース１２を捕捉する機能
【００２７】
機能(a)〜(c)を有するベース位置決め保持部材１６は、水銀ランプ及びアマルガムランプにおいても有効である。更に、このようなベース位置決め保持部材１６は、横型水処理槽１０−１及び縦型水処理槽１０−２においても有効である。
【００２８】
これらの機能を有するベース位置決め保持部材１６の他の例を説明する。図４Ａは、図３Ｂに示すベース位置決め保持部材１６のベース係止部１６−１の他の一例を説明する図である。ここでは、ベース位置決め保持部材１６の両端部の一部を内側に折り曲げて、ベース１２の端部に夫々係止している。これにより、ベース１２のランプ軸線方向の移動を阻止するストッパ機能を果たしている。
【００２９】
図４Ｂの（Ａ）は、図３Ｂに示すベース位置決め保持部材１６の水冷ジャケット押圧部１６−２の他の一例を説明する図であり、（Ｂ）は、そのＢ−Ｂ断面図である。水冷ジャケット押圧部１６−２は、屈曲性ある金属等により楕円形の部材により形成されている。楕円形の部材１６−２の高さを上方から押圧して、狭い水冷ジャケット内に挿入することにより、復元力により、ベース１２を水冷ジャケット方向に押すことになる。これにより、ベース１２の水冷ジャケット６に対する接触状態を維持する機能を果たしている。
【００３０】
この場合、（Ｂ）に示すように、水冷ジャケット押圧部１６−２の幅方向中央は、上方に凸状に湾曲していることが好ましい。水冷ジャケット６に対する接触面が局面であると、水冷ジャケット押圧部１６−２が水冷ジャケット６の内周面を押圧した場合、この内周面を傷つけたり、損傷しないからである。
【００３１】
図４Ｃは、図３Ｂに示すベース位置決め保持部材１６のベース捕捉部１６−３の他の一例を説明する図である。図３Ｂに示すベース捕捉部と異なり、このベース捕捉部１６−３は、あばら骨の形状である。これにより、ベース１２を捕捉する機能を発揮している。
【００３２】
本実施形態によれば、発光管やベース自体の構造を変更することなく、位置決め保持部材１６を別個にアタッチメントとして用意するだけで、低圧水銀ランプ８を、水冷ジャケット６内の所定位置に位置決め・保持することが出来る利点・効果がある。
【００３３】
（まとめ）
以上、本発明に係る低圧水銀ランプを使用した水処理槽の実施形態に関し説明したが、これらは本発明を理解するための例示であって、本発明の範囲を何等限定するものではない。これら実施形態に関して、当業者が容易に成し得る追加・削除・変更・改良は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。
【符号の説明】
【００３４】
２：給水口、  ４：排水口、  ６：ジャケット，水冷ジャケット、  ８：ランプ，低圧水銀ランプ、  ８−１：発光管、  １０：処理槽、  １０−１：横型水処理槽、  １０−２：縦型水処理槽、  １２，１２−１，１２−２：ベース、  １６：ベース位置決め保持部材、  １６−１：ベース係止部、  １６−２：ジャケット押圧部、  １６−３：ベース捕捉部、
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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