(57)【要約】【課題】紫外線照射能力を向上できる複数のランプを備えた紫外線照射装置を提供する。【解決手段】紫外線を放射する複数のランプ３を内包する筒体７内に、この筒体７内の他の空間５１と隔離されて熱媒体を収容する熱媒体室９と、熱媒体室９内に挿通され、ランプ３の口金１３側の端部を挿入可能で、熱伝導性を有する材料で形成された筒状の複数の伝熱筒４５とを備え、ランプ３の口金１３側の端部が挿入される伝熱筒４５内の空間は、熱媒体室９内の空間と隔離されており、熱媒体室９は、伝熱筒４５を介してランプ３の少なくとも最低温部分を囲んでいる構成とする。このようにすれば、最低温部分を含むステム部１１を従来のように伝熱ブロックを用いずに、最適温度付近に保つことができるので、複数のランプを備えた紫外線照射装置の紫外線照射能力を向上できる。【選択図】        図１
2004154722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を放射する複数のランプを内包する筒体内に、該筒体内の他の空間と隔離されて熱媒体を収容する熱媒体室を備え、該熱媒体室は、前記複数のランプの少なくとも最低温部分を囲んでいる紫外線照射装置。
【請求項２】
前記熱媒体室内に挿通され、前記ランプの口金側の端部を挿入可能で、熱伝導性の材料で形成された筒状の複数の伝熱筒を有し、前記ランプの口金側の端部が挿入される前記伝熱筒内の空間は、前記熱媒体室内の空間と隔離さ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。
【請求項３】
前記熱媒体室は、該熱媒体室に熱媒体を流入させる流入口部と、該熱媒体室内の熱媒体を該熱媒体室内から流出させる流出口部とが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線照射装置に係り、特に、紫外線を放射する複数のランプを備えた紫外線照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紫外線を放射するランプ、例えば低圧水銀ランプなどでは、紫外線放射強度をほぼ最大値にするためには、最低温部分を、この最低温部分にある水銀が液状になる温度付近に保ち、ランプ内の水銀蒸気圧を所定の範囲内に保つ必要がある。従来の紫外線照射装置において、例えば、出力が４００Ｗを越える比較的大容量のランプでは、ランプの口金側の端部に伝熱ブロックを設けて最低温部分を冷却または加温することによって、紫外線放射強度をできるだけ最大値に近づけ、紫外線照射能力を向上することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２５０６７号公報（第２−３頁、第１図、第２図）
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば、出力が４０ｗから４００Ｗといったような比較的小容量のランプでは、紫外線照射装置に複数のランプを設置する場合、被照射流体に対してまんべんなく必要な紫外線強度で紫外線を照射できるようにするため、比較的大容量のランプを用いた場合に比べてランプの配置が高密度化してしまう。このように、ランプの紫外線放射密度と被処理流体に対する必要な紫外線強度との関係によっては、隣り合うランプ間の間隔が狭くなるため、従来の紫外線照射装置のように伝熱ブロックを設けることができなくなる場合がある。したがって、複数のランプを備えた紫外線照射装置では、伝熱ブロックを設けることができず、紫外線照射能力を向上できなくなる場合がある。
【０００４】
本発明の課題は、複数のランプを備えた紫外線照射装置の紫外線照射能力を向上することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の紫外線照射装置は、紫外線を放射する複数のランプを内包する筒体内に、この筒体内の他の空間と隔離されて熱媒体を収容する熱媒体室を備え、この熱媒体室は、複数のランプの少なくとも最低温部分を囲んでいる構成とすることにより上記課題を解決する。
【０００６】
このように構成すれば、従来の紫外線照射装置のように伝熱ブロックを用いなくても、熱媒体室内の冷却された熱媒体または加温された熱媒体により、ランプの最低温部分の温度をほぼ最適温度付近に保つことができる。このため、複数のランプを備え、隣り合うランプ間の距離が伝熱ブロックを設置できない程度に狭くなっても、ランプの最低温部分の温度をほぼ最適温度付近に保つことができ、紫外線照射能力を向上することができる。
【０００７】
さらに、熱媒体室内に挿通され、ランプの口金側の端部を挿入可能で、熱伝導性の材料で形成された筒状の複数の伝熱筒を有し、前記ランプの口金側の端部が挿入される伝熱筒内の空間は、熱媒体室内の空間と隔離されている構成とする。このような構成とすれば、熱媒体室内の熱媒体とランプの最低温部分との間で熱伝導可能な状態で、複数のランプを内包する筒体内の他の空間と熱媒体室とを容易に隔離できるので好ましい。
【０００８】
また、熱媒体室は、この熱媒体室に熱媒体を流入させる熱媒体流入口部と、この熱媒体室内の熱媒体をこの熱媒体室内から流出させる熱媒体流出口部とが形成されている構成とする。このような構成とすれば、熱媒体室に冷却用熱媒体供給源または加温用熱媒体供給源からの熱媒体を通流させることで、ランプの最低温部分を冷却または加温できる。このため、熱媒体室に熱媒体を冷却または加温する温度調整手段などを設ける必要が無く、装置の構成を簡素化できる。
【０００９】
一方で、熱媒体室内の熱媒体を加温または冷却する温度調整手段を設けた構成とすれば、熱媒体室内に熱媒体を貯留した状態で熱媒体を加温または冷却できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を適用してなる紫外線照射装置の一実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる紫外線照射装置の概略構成と動作を示す断面図である。図２は、ランプのステム部を拡大して示す断面図である。図３は、本発明を適用してなる紫外線照射装置の外観をしめす正面図である。図４は、本発明を適用してなる紫外線照射装置の外観を示す平面図である。なお、本実施形態では、上水、下水、河川水や湖沼水、種々の施設からの廃水など様々な被処理液の消毒や被処理液中の微生物の殺滅などに用いられる紫外線照射装置を例示している。しかし、本発明を適用してなる紫外線照射装置は、気体への紫外線照射処理を行う装置や、紫外線による化学反応などを行う装置など、様々な被処理流体へ様々な目的で紫外線照射を行う紫外線照射装置に適用できる。
【００１１】
本実施形態の紫外線照射装置１は、図１に示すように、直管状のランプ３、ランプ３を覆う紫外線透過性のスリーブ５、スリーブ５に覆われたランプ３を収容する筒体である槽７、槽７の一端部に形成された熱媒体室９などを備えている。
【００１２】
本実施形態のランプ３は、例えば、出力が４０Ｗから４００Ｗ程度の比較的出力が低い低圧水銀ランプである。ランプ３のステム部１１には、図２に示すように、ランプ３の端部を構成する口金１３からランプ３の管部分内に突出し、先端部に電極１５が張り渡された２本のリードワイヤ１７を支持する石英製のステム１９などが設けられている。２本のリードワイヤ１７は、各々、口金１３の端面から外側に突出した２本の口金ピン２１に電気的に連続している。リードワイヤ１７の先端部近傍には、リードワイヤ１７が貫通した状態で、口金１３の端面と平行に、遮熱板２３が設けられている。さらに、リードワイヤ１７の一方は、電極１５側の端部に鍔状に形成された部分を有する筒状の絶縁部材２５に挿通され、絶縁部材２５は、遮熱板２３を貫通した状態となっている。
【００１３】
紫外線照射装置１の槽７は、図１及び図３に示すように、例えばステンレスといった耐腐食性を有する材料で形成した縦置型の槽である。この槽７は、上下両端部にフランジ２７ａ、２７ｂが形成された筒状の胴部２７、上側フランジ２７ａに対応する径に形成された円盤状の天板部２９ａ及び天板部２９ａの一面側に伏せた状態で設けた椀状の上部カバー２９ｂを有する上蓋２９、下側フランジ２７ｂに対応する径に形成された円盤状の下蓋３１などで構成されている。
【００１４】
胴部２７は、上端部分の側面に垂直に突設された流出管路３３と、下端部分の側面の流出管路３３に対応する位置に垂直に突設された流入管路３５とを有している。上蓋２９は、胴部２７の上側フランジ２７ａに、上蓋２９の天板部２９ａの周縁部分と胴部２７の上側フランジ２７ａとの間に弾性を有するＯ−リングやガスケットなどのシール部材３７を挟んだ状態で、ボルト３９またはクランプなどによって固定されている。下蓋３１は、胴部２７の下側フランジ２７ａに、円盤状の下蓋３１の周縁部分と胴部２７の下側フランジ２７ｂとの間に弾性を有するＯ−リングやガスケットなどのシール部材３７を挟んだ状態で、ボルト３９またはクランプなどによって固定されている。
【００１５】
胴部２７内の下蓋３１と流入管路３５との間の部分には、一端が閉塞された平たい筒状で、胴部２７の内径と同じ大きさの外径に形成された熱媒体室画成部材４１が取り付けられている。熱媒体室画成部材４１は、閉塞端側から胴部２７内に挿入されており、熱媒体室画成部材４１の開口端は、胴部２７の下側の開口と同じ位置に在る。そして、熱媒体室画成部材４１の開口端は、下蓋３１を胴部２７に取り付けることで、下蓋３１の内面で閉塞される。これにより、熱媒体室画成部材４１と下蓋３１の内面とで画成された熱媒体室９が形成される。
【００１６】
熱媒体室画成部材４１の閉塞端の壁には、胴部２７内のランプ３の設置位置に対応する部分に開口が設けられており、熱媒体室画成部材４１内つまり熱媒体室９内には、この開口の周縁に水密に設けられ、熱媒体室画成部材４１の開口端に向けて延在する筒状の伝熱筒４５が設けられている。つまり、複数の伝熱筒４５が、熱媒体室９内に挿通された状態で設けられている。また、伝熱筒４５は、熱媒体室画成部材４１の開口端から突出した状態になっており、このため、下蓋３１の内面には、伝熱筒４５の位置に対応して、伝熱筒４５の熱媒体室画成部材４１の開口端から突出した端部を挿入可能な凹部４７が形成されている。そして、下蓋３１を胴部２７に取り付けたとき、伝熱筒４５の熱媒体室画成部材４１の開口端から突出した端部が、下蓋３１の内面の凹部４７に挿入された状態となる。
【００１７】
熱媒体室画成部材４１の閉塞端の壁の中心部分にも、開口が形成されており、この開口には、この開口の周縁に水密に設けられ、熱媒体室画成部材４１内つまり熱媒体室９内から下蓋３１の中心部分を挿通して槽７の外側に通り抜け、下蓋３１の下方に延びるドレン管４９が設けられている。ドレン管４９には、ドレン管４９からの水の排出及び停止を行うためのドレン弁５３が設けられている。このように、下蓋３１を胴部２７に取り付けて熱媒体室９を形成したとき、伝熱筒４５内の空間と、ドレン管４９内の流路とは、胴部２７内の熱媒体室９以外の空間である紫外線の照射室５１に連通している。そして、熱媒体室９内の空間と、伝熱筒４５内の空間とは、隔離された状態となっている。
【００１８】
なお、熱媒体室画成部材４１、伝熱筒４５、そしてドレン管４９は、一体成形して形成こともできるし、個々に形成した熱媒体室画成部材４１、伝熱筒４５、そしてドレン管４９を組み立てることで形成することもできる。一体成形して形成する場合、熱伝導性を有する材料、例えば槽７と同じステンレス、また、銅やアルミニウムなどで形成する。個々に形成した熱媒体室画成部材４１、伝熱筒４５、そしてドレン管４９を組み立てることで形成する場合、少なくとも伝熱筒４５は、熱伝導性を有する材料で形成する。また、熱媒体室画成部材４１は、図示していないシール材などを用いて水密に胴部２７に固定されており、熱媒体室９内に照射室５１内の被処理水が侵入しないようになっている。
【００１９】
下蓋３１には、２箇所に熱媒体室９に連通する貫通孔が形成されており、この貫通孔の一方が、図示していない冷却用熱媒体供給手段または加温用熱媒体手段から熱媒体を供給する熱媒体供給管路５３が連結され、熱媒体供給管路５３を介して供給される熱媒体を熱媒体室９に流入させる熱媒体の流入口部５５となる。他方の貫通孔が、図示していない冷却用熱媒体供給手段または加温用熱媒体手段に熱媒体を戻したり、熱媒体を排出したりするための熱媒体流出管路５７が連結され、熱媒体流出管路５７へ熱媒体室９内の熱媒体を流出させる熱媒体の流出口部５９となる。
【００２０】
本実施形態では、ランプ３を覆うスリーブ５は、紫外線透過性の材料、例えば石英ガラスやポリテトラフルオロエチレンなどで形成されており、一端部が開口され、他端部が丸底状に閉塞された円筒状の管である。ランプ３は、このようなスリーブ５に挿入された状態で、槽７内に設置される。ランプ３を槽７内に設置するとき、スリーブ５の開口された端部側は、上蓋２９の天板部２９ａのランプ３の設置位置に対応して形成されたスリーブ５を挿入可能な貫通孔に挿通される。一方、スリーブ５の丸底状の端部側は、伝熱筒４５に挿入される。
【００２１】
伝熱筒４５は、スリーブ５の外径以上の大きさの内径を有しており、スリーブ５を挿入可能になっている。伝熱筒４５の内径は、スリーブ５の外径の公差などを考慮し、スリーブ５が挿入可能で、スリーブ５の外面と伝熱筒４５の内面とが接触する大きさになっている。伝熱筒４５の下蓋３１側の端部つまり下端部には、スリーブ５の丸底状の端部に対応する形状に形成され、スリーブ５の丸底状の端部を支持するスリーブ受６１が設けられている。スリーブ受６１は、紫外線に耐性を有する樹脂製、例えばポリテトラフルオロエチレン製で、スリーブ５の丸底状の端部の破損を防止する。
【００２２】
スリーブ５の開口された端部側は、スリーブ５の開口された端部の、上蓋２９の天板部２９ａに形成された貫通孔から上部カバー２９ｂ内に突出した部分にかけて取り付けられた弾性を有する材料で形成した筒状のシールグランド６３、シールグランド６３の下端面と上蓋２９の天板部２９ａに形成された貫通孔内の段状の面との間に設けられた弾性を有する材料で形成したＯ−リング６５などで照射室５１に対して水密に固定されている。また、スリーブ５の開口は、この開口に嵌合され、弾性を有する材料で形成したシールグランドキャップ６７で閉塞されている。シールグランドキャップ６７には、２本の管６９ａ、６９ｂが挿通されており、一方の管６９ａには、ランプ３の配線が挿通されており、他方の管６９ｂは、スリーブ５内への通気に用いられる。
【００２３】
照射室５１内には、胴部２７の中央部よりも流出管路３３寄りと、流入管路３５寄りとに、各々、胴部２７とほぼ同じ径の円盤状の整流板７１ａ、７１ｂが設けられている。整流板７１ａ、７１ｂには、各々、ランプ３の設置位置に対応する部分にスリーブ５の外径よりも大きな径の開口が形成されている。整流板７１ａは、上蓋２９の天板部２９ａの内面に所定の間隔で溶接などにより一端部が固定された固定ロッド７３ａの他端部に取り付けられることにより、照射室５１内に設置されている。整流板７１ｂは、熱媒体室画成部材４１の閉塞端の壁の、照射室５１内側の面に所定の間隔で溶接などにより一端部が固定された固定ロッド７３ｂの他端部に取り付けられることにより、照射室５１内に設置されている。整流板７１ａ、７１ｂ、固定ロッド７３ａ、７３ｂは、例えばステンレスといった耐腐食性を有する材料で形成されている。
【００２４】
ここで、ランプ３の最低温部分７５は、図２に示すように、ステム１９がランプ３の管壁に接触する箇所であり、口金１３で覆われたステム部１１内に位置する。本実施形態では、図１に示すように、ランプ３のステム部１１からリードワイヤ１７の一部分が、熱媒体室９内に設けられた伝熱筒４５内に挿入されているため、ランプ３の最低温部分７５が、熱媒体室９で囲まれた状態となっている。また、槽７の中心部分に位置するランプ３のうち、流入管路３５側のランプ３を覆うスリーブ５内面の、ランプ３のステム部１１に対応する部分には、ステム部１１近傍の温度を検出するための温度センサ７７が設けられている。さらに、本実施形態の紫外線照射装置１の槽７は、図３において破線で示したような、下蓋３１に取り付けられた架台７９によって支持されている。
【００２５】
なお、ランプ３は、図１では、断面の位置の関係により中央部分に２本しか記されていないが、実際には、図４に示すように、複数のランプ３が照射室５内全体に亘って、比較的高密度に設置されている。例えば、紫外線による殺菌率は、生残菌数／原水菌数＝ｅｘｐ（−Ｋ＊照射量）、Ｋは定数、で表される。そして、照射量＝装置内の紫外線強度Ｉ＊滞留時間ｔと表され、紫外線強度Ｉは、ランプから離れるに連れて減少する。したがって、紫外線を照射する被処理流体のランプの近くを流れている部分と、ランプからより離れた位置を流れている部分とでは、紫外線強度が異なる。
【００２６】
このため、被処理流体に対する紫外線の照射効率を向上するには、流れている位置に関係なく被処理流体にできるだけ均等な紫外線強度で紫外線が照射されるように、紫外線放射密度が低い出力が４０ｗから４００Ｗといったような比較的小容量のランプでは、できるだけランプの本数を増やして高密度化して配置することにより、照射室内の紫外線強度の濃淡の差を少なくする必要がある。このような理由から、本実施形態の紫外線照射装置１では、ランプ３が照射室５１内全体に亘って、比較的高密度に設置されている。そして、隣り合うランプ３の中心間の間隔は、４〜５ｃｍ以下となっている。
【００２７】
このような本実施形態の紫外線照射装置１では、図１に破線で示すように、被処理水は、胴部２７の下側に設けられた流入管路３５から胴部２７内の照射室５１に流れ込む。照射室５１に流れ込んだ被処理水は、照射室５１内に上下方向に設置されたランプ３の外側を囲むスリーブ５の周囲を通り、スリーブ５に沿って照射室５１内を上昇し、胴部２７の下側に設けられた流出管路３３から流出する。このとき、被処理水は、照射室５１内を通流する過程で、ランプ３から放射された紫外線の照射を受ける。
【００２８】
ここで、ランプ３の紫外線放射束の値、つまり紫外線放射強度は、ランプ３内の水銀蒸気圧によって変動する。したがって、紫外線放射強度をほぼ最大値に保つためには、ランプ３内の水銀蒸気圧を所定の範囲内に保つ必要がある。このような所定の範囲内の水銀蒸気圧つまり最適水銀蒸気圧は、ランプの最低温部分で、ランプ内の水銀が液状で存在するような温度範囲にすることにより、保つことができる。
【００２９】
例えば、本実施形態のようなスリーブ５を備えたランプ３では、図２に示すように、最低温部分７５はステム部１１にあり、このステム部１１の温度がほぼ４０〜４５℃の範囲内であることが最適温度となる。ランプ３は、一般的な紫外線ランプであり、被処理水の温度が常温のときに最低温部分７５が最適温度となるように設計されている。このとき、ランプ３の電極１５近傍の管壁部分８１の温度は、８０℃〜９０℃程度になっている。このため、被処理水の温度が、例えば７０℃や２℃といったような場合には、最低温部分７５が最適温度から外れてしまい、紫外線発生効率は、３５〜４０％程度まで低減してしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態の紫外線照射装置１では、例えば流入管路３５からほぼ７０℃の被処理水が照射室５１内に流入して来る場合、図１において実線で示すように、熱媒体としてほぼ１７℃の水、例えば井戸水などを、熱媒体供給管路５３から下蓋３１の流入管路３５側に設けられた流入口部５５を介して熱媒体室９内に流入させる。このとき、ステム部１１に在る口金１３の一部はスリーブ５の内面に接触しており、スリーブ５の外面の少なくとも一部は、伝熱筒４５の内面に接触している。したがって、ステム部１１の熱は、スリーブ５と伝熱筒４５を介して熱媒体室９内のほぼ１７℃の水に放熱される。
【００３１】
言い換えれば、伝熱筒４５は、熱媒体室９内のほぼ１７℃の水によって冷却されるため、ステム部１１は、伝熱筒４５を介して、熱媒体室９内のほぼ１７℃の冷水によって冷却される。このように、伝熱筒４５を介して熱交換した水は、下蓋３１の流入管路３５と対向する胴部２７の壁面部分側に設けられた流出口部５９から熱媒体流出管路５７に流出される。
【００３２】
このとき、温度センサ７７で検出した温度に応じて、熱媒体供給管路５３に設けられた図示していない流量制御弁の開度を調整することで、温度センサ７７で検出した温度が予め設定した温度範囲になるように、すなわち、最低温部分７５が最適温度になるように、熱媒体室９に流入する水の流量を制御する。
【００３３】
ここでは、熱媒体が井戸水である場合を例示しているため、冷却用熱媒体供給手段は、井戸及び井戸水を汲み上げて送液するポンプなどで構成されている。しかし、冷却用熱媒体供給手段として水の冷却装置を用い、この冷却装置に熱媒体供給管路５３と熱媒体流出管路５７とを連結して熱媒体室９との間で水を循環させることもできる。この場合は、温度センサ７７で検出した温度に応じて、熱媒体の流量を調整して温度制御することもできるし、冷却装置による水の冷却温度を制御して温度制御することもできる。また、熱媒体は水に代えて、ブラインなどの熱の搬送が可能な液体、さらに気体などを用いることもできる。なお、被処理水がほぼ７０℃のとき、ランプ３の管壁部分８１の温度は、１２０℃〜１３０℃程度になる。
【００３４】
一方、例えば流入管路３５からほぼ２℃の被処理水が照射室５１内に流入して来る場合、図１において実線で示すように、熱媒体として２５〜４０℃の水を、熱媒体供給管路５３から下蓋３１の流入管路３５側に設けられた流入口部５５を介して熱媒体室９内に流入させる。これにより、伝熱筒４５は、２５〜４０℃の水によって加温される。したがって、ステム部１１は、伝熱筒４５を介して、熱媒体室９内２５〜４０℃の水によって加温される。伝熱筒４５を介して熱交換した水は、下蓋３１の流入管路３５と対向する胴部２７の壁面部分側に設けられた流出口部５９から熱媒体流出管路５７に流出される。
【００３５】
ここでは、加温用熱媒体供給手段は、熱媒体の加熱装置を用い、この加熱装置に熱媒体供給管路５３と熱媒体流出管路５７とを連結して熱媒体室９との間で水を循環させている。そして、温度センサ７７で検出した温度に応じて、水の流量を調整、または、加熱装置による水の加熱温度を制御して温度制御している。また、熱媒体は水に代えて、ブラインなどの熱の搬送が可能な液体、さらに気体などを用いることができるのは、冷却の場合と同じである。
【００３６】
このように、本実施形態の紫外線照射装置１は、ランプ３のステム部１１を囲むように熱媒体室９が設けられている。このため、例えば被処理流体の温度が常温よりも高い場合には、熱媒体室９内に常温よりも温度が低い熱媒体を入れることで、ステム部１１の熱は、熱媒体室９内の熱媒体に伝わり放熱される。一方、例えば、被処理流体の温度が常温よりも低い場合には、熱媒体室９内に常温よりも温度が高い熱媒体を入れることで、ステム部１１は、熱媒体室９内の熱媒体により加温される。これにより、ランプ３のステム部１１を最適温度付近に保つことができるので、ランプ３内の水銀蒸気圧が最適水銀蒸気圧付近となり、ランプ３の紫外線放射強度を最大値付近に保つことができる。加えて、従来の紫外線照射装置のように伝熱ブロックを用いないため、複数のランプ３が設置されており、隣り合うランプ３の間隔が、例えば４〜５ｃｍ以下といったような伝熱ブロックを設置できないような間隔であっても、ステム部１１を最適温度付近に保つことができる。すなわち、複数のランプを備えた紫外線照射装置の紫外線照射能力を向上できる。
【００３７】
ところで、ステム部の温度が上昇してもランプ内の水銀蒸気圧が高くならないようにすることで、紫外線放射強度がステム部の温度によって変化し難くした紫外線ランプとして、純水の水銀の代わりに水銀アマルガムを用いたランプが考えられている。このような水銀アマルガムを用いたランプを用いれば、ステム部の冷却や加温の必要がないため、槽内のランプの設置密度が高密度化しても、紫外線照射能力が低下することはない。しかし、このような水銀アマルガムを用いた特殊なランプは一般的な紫外線ランプに比べて高価であるため、このような水銀アマルガムを用いた特殊なランプの使用は、紫外線照射装置のランニングコストなどの上昇を招くため望ましくない。特に、複数のランプをできるだけ高密度化して設置する場合には、使用するランプの本数が増大するため、水銀アマルガムを用いた特殊なランプの使用によるコストの増大の影響が大きくなり、望ましくない。
【００３８】
これに対して、本実施形態の紫外線照射装置１では、水銀アマルガムを用いたランプを使用せずに紫外線照射能力を向上できるため、コストを抑えながら複数のランプを備えた紫外線照射装置の紫外線照射能力を向上できる。
【００３９】
また、本実施形態では、熱媒体室９内に伝熱筒４５を設け、伝熱筒４５を介してスリーブ５やランプ３のステム部１１との熱交換を行っている。しかし、熱媒体室を画成する熱媒体室画成部材の閉塞端の壁の、ランプの設置位置に対応する部分にスリーブの外径と同径の開口のみを形成し、ここにスリーブの端部を挿入し、隙間をシール材などで密封する構成にすることもできる。しかし、本実施形態のように、熱媒体室９内に伝熱筒４５を設けた構成とした方が、熱媒体室９のシール性に対する信頼性を向上でき、さらに、スリーブ５は、伝熱筒４５に挿入されているだけであるため、スリーブ５の交換なども容易に行うことができる。
【００４０】
また、本実施形態では、スリーブ５を設けた構成について説明したが、スリーブ５が必要ない場合には、ランプ３がスリーブ５で覆われていない構成にすることもできる。この場合には、熱媒体室９内の伝熱筒４５の内径は、ランプ３の口金１３の外径以上にする。
【００４１】
また、本実施形態では、熱媒体室９に熱媒体の流入口部５５と流出口部５９とを設け、熱媒体を熱媒体室９内に通流させる構成としている。しかし、熱媒体室９内に熱媒体を充填した状態とし、熱媒体室９内に充填した熱媒体を冷却または加熱する熱媒体の温度調整手段を設けることで、熱媒体室９内の熱媒体の温度を調整する構成にすることもできる。例えば、図５に示すように、熱媒体室９を画成する熱媒体室画成部材４１の側壁外面を取り巻いた状態で温度調整手段８３を設ける。また、熱媒体室９の熱媒体の流入口部５５、流出口部５９は、熱媒体の熱媒体室９への充填及び排出に用い、装置使用時は、蓋８５を取り付けて塞いでおく。温度調整手段８３としては、熱媒体を加熱する必要がある場合にはシート型のヒータなどを用い、熱媒体を冷却する必要がある場合にはペルチェ素子などを用いる。
【００４２】
ただし、本実施形態のような熱媒体を熱媒体室９内に通流させる構成の方が、槽７の構成を簡素化でき、さらに、１つの槽７で熱媒体を冷却する必要がある場合にも、加温する必要がある場合にも対応できる。加えて、井戸水を利用できる場合や、機器類の廃熱などで熱媒体を加熱できる場合には、井戸水や廃熱で加熱された熱媒体などを熱媒体室９に通流させることができるため、熱媒体の冷却や加熱に要するエネルギーが必要なくなり、省エネルギー性を向上することもできる。
【００４３】
また、本実施形態では、縦置型の槽７について説明したが、横置型の槽にすることもできる。横置型の槽８７を備えた紫外線照射装置８９の場合、例えば、図６に示すように、槽８７は、横方向に延在する胴部２７の下側部分に流入管路３５や、図示していない流出管路が設けられている。ドレン管９１は、熱媒体室画成部材４１に形成されておらず、胴部２７の下側部分に設けられている。胴部２７の熱媒体室９側の端部に設けられている円盤状の横蓋９３には、下側に熱媒体供給管路５３が連結された流入口部５５が、上側に熱媒体流出管路５７が連結された流出口部５９が設けられている。
【００４４】
さらに、この図６の例では、スリーブ９５の端部は両端とも開口されている。横蓋９３には、伝熱筒４５に対応する部分に貫通孔が形成されており、スリーブ５の端部は、伝熱筒４５から横蓋９３の貫通孔を槽通し、槽８７の外に突出した状態となっている。そして、このスリーブ５の端部は、本実施形態のスリーブ５の上蓋２９側の端部と同様に、横蓋９３に形成された貫通孔から槽８７の外に突出した部分にかけて取り付けられた弾性を有する材料で形成した筒状のシールグランド６３、シールグランド６３の下端面と横蓋９３に形成された貫通孔内の段状の面との間に設けられた弾性を有する材料で形成したＯ−リング６５などで照射室５１に対して水密に固定されている。また、スリーブ９５の開口は、この開口に嵌合され、弾性を有する材料で形成したシールグランドキャップ６７で閉塞されている。なお、図６の例では、、シールグランドキャップ６７には、２本の管は挿通されていない。
【００４５】
また、本実施形態では、複数のランプを設置した筒体として槽７のような円筒状の槽を備えた紫外線照射装置の構成について説明しているが、槽７のような槽を備えていない構成にすることもできる。例えば、下端が開口され、上端部に被処理流体を流出させる管路を設けた筒体の中に複数のランプを設置した構成にすることもできる。このような紫外線照射装置では、この筒体の一部を、上部が開放された槽などに入っている被処理液中に沈め、筒体の下端の開口から侵入してきた被処理液にランプからの紫外線を照射し、筒体の上端部に設けられた管路から流出させることで、被処理液への紫外線の照射を行う。
【００４６】
このように、本発明は、本実施形態の構成に限らず、被処理流体が通流する筒体内に複数の紫外線を放射するランプを設置した様々な構成の紫外線照射装置に適用できる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のランプを備えた紫外線照射装置の紫外線照射能力を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる紫外線処理装置の一実施形態の概略構成と動作を示す断面図である。
【図２】ランプのステム部を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明を適用してなる紫外線照射装置の一実施形態の外観をしめす正面図である。
【図４】本発明を適用してなる紫外線照射装置の一実施形態外観を示す平面図である。
【図５】本発明を適用してなる紫外線処理装置の変形例の概略構成と動作を示す断面図である。
【図６】本発明を適用してなる紫外線処理装置の別の変形例の概略構成と動作を示す断面図である。
【符号の説明】
１  紫外線照射装置
３  ランプ
５  スリーブ
７  槽
９  熱媒体室
１１  ステム部
１３  口金
２７  胴部
２９  上蓋
３１  下蓋
４５  伝熱筒
５１  照射室
【図１】
2004154722.tif 000003
【図２】
2004154722.tif 000004
【図３】
2004154722.tif 000005
【図４】
2004154722.tif 000006
【図５】
2004154722.tif 000007
【図６】
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