(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）水のための入口と出口とを備えたハウジングと、
ｂ）ハウジングの内部に配置されてその照射が貫流する水へ向けられているＵＶランプと、
ｃ）ハウジング内に配置されかつＵＶランプを包囲する、水のための貫流室と、
を有する、衛生設備を貫流する水を滅菌する装置において、
ｄ）ＵＶランプ（１２）が、棒状のランプ本体（３４）を有し、
ｅ）ハウジング（２、３、４）は、流れる水を案内するための、中空円筒状の貫流室（１７）を有し、前記貫流室がＵＶランプ（１２）の少なくとも一つの領域を包囲しており、
ｆ）貫流室（１７）内へ水を流入させるための流入領域（１０、３２）が、該流入領域（１０、３２）を通って流入する水が貫流室（１７）の周方向の速度成分を有するように形成され、
流入領域（１０、３２）及び／又は貫流室（１７）内に、少なくとも１つの流れ抵抗部材（１５、１８）が配置されており、前記流れ抵抗部材は、軸方向に貫流する水に対し流入領域（１０、３２）および／または貫流室（１７）の流れ抵抗を増大させ、
前記流れ抵抗部材は、水によって少なくとも部分的に貫流される、プラスチックから形成されたふるい（１５）であり、
前記流れ抵抗部材が、プラスチックから形成された衝突板（１８）であって、水の少なくとも一部が前記衝突板に接して通過し、
ふるいと衝突板が、一体である、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
ａ）水のための入口と出口とを備えたハウジングと、
ｂ）ハウジングの内部に配置されてその照射が貫流する水へ向けられているＵＶランプと、
ｃ）ハウジング内に配置されかつＵＶランプを包囲する、水のための貫流室と、
を有する、衛生設備を貫流する水を滅菌する装置において、
ｄ）ＵＶランプ（１２）が、棒状のランプ本体（３４）を有し、
ｅ）ハウジング（２、３、４）は、流れる水を案内するための、中空円筒状の貫流室（１７）を有し、前記貫流室がＵＶランプ（１２）の少なくとも一つの領域を包囲しており、
ｆ）貫流室（１７）内へ水を流入させるための流入領域（１０、３２）が、該流入領域（１０、３２）を通って流入する水が貫流室（１７）の周方向の速度成分を有するように形成され、
貫流室の前段に、上流に位置する、流入開口部（３２）を備えた流入室（１０）が接続され、
流入領域（１０、３２）及び／又は貫流室（１７）内に、少なくとも１つの流れ抵抗部材（１５、１８）が配置されており、前記流れ抵抗部材は、軸方向に貫流する水に対し流入領域（１０、３２）および／または貫流室（１７）の流れ抵抗を増大させ、
前記流れ抵抗部材は、水によって少なくとも部分的に貫流される、プラスチックから形成されたふるい（１５）であり、
前記流れ抵抗部材が、プラスチックから形成された衝突板（１８）であって、水の少なくとも一部が前記衝突板に接して通過し、
ふるいと衝突板が、一体である、
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
ａ）水のための入口と出口とを備えたハウジングと、
ｂ）ハウジングの内部に配置されてその照射が貫流する水へ向けられているＵＶランプと、
ｃ）ハウジング内に配置されかつＵＶランプを包囲する、水のための貫流室と、
を有する、衛生設備を貫流する水を滅菌する装置において、
ｄ）ＵＶランプ（１２）が、棒状のランプ本体（３４）を有し、
ｅ）ハウジング（２、３、４）は、流れる水を案内するための、中空円筒状の貫流室（１７）を有し、前記貫流室がＵＶランプ（１２）の少なくとも一つの領域を包囲しており、
ｆ）貫流室（１７）内へ水を流入させるための流入領域（１０、３２）が、該流入領域（１０、３２）を通って流入する水が貫流室（１７）の周方向の速度成分を有するように形成され、
貫流室の前段に、上流に位置する、流入開口部（３２）を備えた流入室（１０）が接続され、
流入領域（１０、３２）及び／又は貫流室（１７）内に、少なくとも１つの流れ抵抗部材（１５、１８）が配置されており、前記流れ抵抗部材は、軸方向に貫流する水に対し流入領域（１０、３２）および／または貫流室（１７）の流れ抵抗を増大させ、
前記流れ抵抗部材は、水によって少なくとも部分的に貫流される、プラスチックから形成されたふるい（１５）である、
ことを特徴とする装置。
【請求項４】
流入領域（１０、３２）は、流入領域（１０、３２）を通って流れる水が、ＵＶランプ（１２）の、貫流室（１７）によって包囲される部分に対して接線状の速度成分を有するように、形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
流入開口部（３２）とふるい（１５）の間の、ＵＶランプ（１２）に関する軸方向の距離が、２０から３０ｍｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記流れ抵抗部材が、プラスチックから形成された衝突板（１８）であって、水の少なくとも一部が前記衝突板に接して通過し、ふるいと衝突板が、一体であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、
ａ）水のための入口と出口とを備えたハウジングと、
ｂ）ハウジングの内部に配置されてその照射が貫流する水へ向けられているＵＶランプと、
ｃ）ハウジング内に配置されかつＵＶランプを包囲する、水のための還流室と、
を有する、衛生設備を貫流する水を滅菌する装置に関する。
【０００２】
近年、衛生設備分野において微生物、特にバクテリア、アメーバ、単細胞生物によって汚染された水に基づく危険が、ますます明らかにされてきている。従って水の滅菌に、増大された重要性が認められている。これに関して、その波長が水中で一緒に運ばれる微生物を死滅させるのに適しているＵＶ光を照射することによって、流れる水を滅菌する試みが報告された。
【０００３】
この種の滅菌は、滅菌すべき水を照射する際に微生物へ放出される、ＵＶ照射の滅菌に有効な波長領域内の照射エネルギが高くなるほど、それだけ完全に行われる。この照射エネルギは、ＵＶランプの照射出力と、ＵＶランプによって照射される空間内の滅菌すべき水の滞留時間との積に相当する。従って予め定められた滅菌度を達成するために必要な所定の照射エネルギを得るためには、ＵＶ照射出力と滞留時間の所定の組合せが必要となる。
【０００４】
所望の滅菌度を得るためには、滞留時間が極めて短い場合には、それに応じて高いＵＶランプの照射出力を提供しなければならない。しかし照射出力の高いＵＶランプは、まず、極めて嵩張り、従って水を滅菌する装置を大型化し、さらにまた高価になり、かつ高い電力消費を有する、という欠点がある。取り入れられた電力によって、そしてさらに装置の内部で吸収された高いＵＶ照射出力によって、装置はさらに加熱される。たとえばランプのハウジングの部分が、それに熱絶縁を設けなければならないほど加熱される場合もある。さらに、取り出される水が暖まることが考えられる。
【０００５】
従って本発明の課題は、冒頭で挙げた種類の装置を、出きる限り小さいＵＶ照射出力で予め定められた滅菌度が達成できるように構成することである。
この課題は、本発明によれば、
ｄ）ＵＶランプが、ほぼ棒状のランプ本体を有し、
ｅ）ハウジングは、流れる水を案内するための、中空円筒状の貫流室を有し、前記貫流室がＵＶランプ（１２）の少なくとも一つの領域を包囲しており、
ｆ）貫流室内へ水を流入させるための流入領域は、流入領域を通って流入する水が貫流室の周方向の速度成分を有するように形成されている、
ことによって解決される。
【０００６】
従って本発明によれば、まず、その中で滅菌すべき水がＵＶランプによる照射を受ける貫流室は、それが棒状のＵＶランプを中空円筒状に包囲するように構成されている。従って棒状のＵＶランプの長さによってすでに、滅菌装置内での滅菌すべき水のある程度の滞留時間が与えられる。さらに、滅菌すべき水を貫流室の周方向の速度成分で導入することによって、滞留時間がさらに増大される。というのは、いまや水はＵＶランプに沿った最短の距離をとらずに、このＵＶランプ周りを螺旋状に流れるからである。
【０００７】
従って装置内で滅菌すべき水の流れ速度が等しい場合には、滞留時間が増大される。これは、滅菌作用を得るために必要な、予め設定された照射エネルギにおいて、照射出力の減少を可能にする。
好ましくは流入領域は、流入領域を通って流れる水が、ＵＶランプの、貫流室によって包囲される部分に対してほぼ接線上の速度成分を有するように構成されている。それによって、貫流室の周方向の速度成分が大きくなり、それが貫流室内の滅菌すべき水の滞留時間の延長をもたらす。
【０００８】
本発明の他の好ましい実施形態においては、貫流室の前段に、上流に位置する、流入開口部を備えた流入室が接続されている。それによって、周方向の速度で導入される場合に点状に高い水圧を有する、流入する水が、直接ＵＶランプ上へ導入されることが防止される。すなわち、流入する水の圧力が高すぎる場合の、又は直接ランプ上へ流入する水によってもたらされる振動による、ランプの損傷が排除される。さらに流入開口部の形状は、流入する水に下流に位置する貫流室の周方向への速度成分を与えるのに寄与することができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態においては、流入領域及び／又は貫流室内に、少なくとも１つの流れ抵抗部材が配置されており、この流れ抵抗部材は軸方向に流れる水にとって流入領域及び／又は貫流室の流れ抵抗を増大させる。流れ抵抗の増大は、貫流室の周方向に導入される、滅菌すべき水の速度要素の作用に加えて、貫流室内での滞留時間の増大をもたらす。
【００１０】
好ましくは流れ抵抗部材は、水によって少なくとも部分的に貫流されるふるいである。流れ速度の減少により滞留時間を効果的に増大させる他に、ふるいは同時に、水によって搬送される比較的大きい粒子を取水前に濾過することを目的としている。それによって特に、ふるいの下流の貫流室内に望ましくないことにこの種の粒子が集まって、装置の滅菌作用を損なうことが防止される。
【００１１】
流入開口部とふるいとの間の軸方向の距離は、好ましくは２０から３０ｍｍである。この種の距離においては、流入開口部の後方にほぼ安定した流れ螺旋が形成され、それはふるいに万一旋回作用があった場合でもそれによってもはや影響を受けることはない。
本発明の他の好ましい実施形態において、流れ抵抗部材が衝突板であって、水の少なくとも一部がその衝突板に接して通過する場合には、まず、滅菌すべき水にとって流れ抵抗の増大によって滞留時間がさらに増大する。さらに、この種の衝突板は、周方向の流れの速度成分の形成を促進する。
【００１２】
次に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
全体を参照符号１で示す槽流出口は、ほぼ円筒状のハウジングジャケット２を有し、このハウジングジャケットの、図１中右の、建物壁に隣接する端部は取付けベース３によって、反対側の端部は流出口ヘッド４によって、それぞれ閉鎖されている。取付けベース３と流出口ヘッド４は、それぞれハウジングジャケット２を貫くねじピン５，６によってハウジングジャケット２に取り付けられており、これらねじピンは取付けベース３又は流出口ヘッド４に設けられた周面溝７，９内へ嵌入する。
【００１３】
槽流出口１を通して取り出すべき水は、給水スリーブ９（図２を参照）を介してまず、槽流出口１の環状の入口１０内へ導入され、この入口は取付けベース１０の内部に配置されている。入口１０の半径方向内側は、全体を符号１２で示す棒状のＵＶランプを保持するための収容ベース１１によって区切られている。ＵＶランプ１２のための収容部の他に、収容ベース１１は、ＵＶランプ１２の電気的な接続導線（図示せず）を収容するための挿通部１３を有する。ＵＶランプ１２の収容ベース１１側の端部は、流入する水に対し２つのシールリング１４によって密封されており、これらシールリングは収容ベース１１の対応する内側の周面溝内に配置されている。
【００１４】
水は入口１０から、ハウジングジャケット２内に保持されているふるい１５（これについて図３と５の説明も参照）を通して、前室１６内へ達する。この前室１６から貫流室１７へ移行する場合に、水はリング状の衝突板１８の増大された流れ抵抗を克服しなければならず、この衝突板は流れ面積を、それが元の流れ面積の半径方向内側に位置する部分領域に制限されるように、縮小する。貫流室１７は、ほぼ円筒の形状を有し、この円筒の外側のジャケット面はハウジングジャケット２によって、その内側のジャケット面は保護管１９によって形成されている。保護管１９の上流側に位置する端部は、収容ベース１１によって閉鎖されており、その下流側に位置する端部は一体的に閉鎖されている。保護管はＵＶを透過する石英ガラスからなる。貫流室１７の下流側に位置する端面は、貫通挿入片２０によって境界を形成されている。貫流室１７は、上流側は取付けベース３に対して、下流側は貫通挿入片２０に対して、それぞれシール２１，２２により、外部へ向かって密封されており、これらシールリングは取付けベース３又は貫通挿入片２０の対応する周面溝内に配置されている。
【００１５】
貫通挿入片２０は、流出口ヘッド４を貫通するねじピン２３によって流出口ヘッド４に固定されており、このねじピンは貫通挿入片２０に設けられた周面溝２４内へ嵌入する。
貫流室１７を画成する、貫通挿入片２０の端面に、図１においてＵＶランプ１２の上方に位置する貫通孔２５が開口しており、この貫通孔は貫流室１７を環状の部分室２６と接続している。部分室２６の半径方向外側面は、ＵＶ光を透過するリング２７によって形成されており、このリング周りにシールリング２８，２９が配置されており、これらシールリングは貫通挿入片２０又は流出口ヘッド４の対応する周面溝内に配置されて部分室２６を外部に向かい密封している。
【００１６】
水は、部分室２６から最終的に流出室３０へ流入し、この流出室は保護管１９の下流側の端部と流出口ヘッド４によって画成されており、かつ空気撹拌器３１と連通している。
図２は、取付けベース３と収容ベース１１を示すものであって、これらは断面がほぼリング状である。収容ベース１１は挿通部１３を包囲している。取付けベース３と収容ベース１１との間には、入口１０が形成されており、この入口へ給水スリーブ９が取付けベース３の孔３２を通してほぼ接線状に連通している。
【００１７】
図３においてはＵＶランプ１２の保護管１９の内部の詳細が除去されており、この図３は、半径方向内側から外側へ同心に配置された次の部材を断面で示している。即ち、保護管１９、ふるい１５、及びハウジングジャケット２の内部にふるい１５と衝突板１８を収容するためのアングルリング３３（図１も参照）。ふるい１５の一側は保護管１９に添接し、他側はアングルリング３３に添接している。
【００１８】
貫流室の領域における図４の断面は、半径方向内側から外側へ次のものを示している。即ち、ＵＶランプ１２の棒状のランプ本体３４、保護管１９、貫通挿入片２０の、貫流室１７の下流側に位置する上流側へ向けられた、貫通孔２５を備えた端面３５、及びハウジングジャケット２。
衝突板１８の幾何学配置は、図５の断面図によって明らかにされている。ここでは半径方向外側から内側へ向かって、次のものが示されている。即ち、ハウジングジャケット２、アングルリング３３、衝突板１８とふるい１５との間に挿入されてその半径方向外側面がアングルリング３３の内側面に接している、二部材のスペーサ部材３６（図１を参照）、衝突板１８、保護管１９、及びランプ本体３４。
【００１９】
上述した装置の機能は、次の如くである。
図面には図示されていない弁が開放されると、水が給水スリーブ９を介して入口１０へ流入する。給水スリーブ９から入口１０へほぼ接線状に流入することによって、流れる水は環状の入口１０に対して接線状の速度成分を有する。従って水は、入口１０を螺旋形状に貫流する。
【００２０】
ふるい１５を貫流しつつ衝突板１８を回って流れる際に、水の、槽流出口１に関して軸方向の速度成分が減少され、この場合に上述した接線成分はほぼ維持される。それによって、水は貫流室１７も螺旋形状に貫流する。その結果、純粋に軸方向の流れに比較して、流れ距離が延長される。それによって槽流出口を通過する水の流量が等しい場合に、貫流室１７内の水の滞留時間が増大される。従って微生物は、与えられる照射強度により長くさらされる。その結果、滅菌作用が改良される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  貫流する水を滅菌する装置を備えた槽流出口を示す図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線に基づく断面図である。
【図３】  図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に基づく断面図である。
【図４】  図１のＩＶ−ＩＶ線に基づく断面図である。
【図５】  図１のＶ−Ｖ線に基づく断面図である。
【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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