(57)【要約】【課題】  被処理水と接触するガラス管の表面を十分に洗浄可能な水処理装置を提供する。【解決手段】  実施形態の水処理装置は、被処理水を流通可能な処理水槽１と、処理水槽１内に配置された、円筒状のガラス管として保護管２２を備えるランプ装置２と、被処理水と接触する保護管２２の表面を洗浄可能な洗浄体７３５を備える洗浄機７と、を具備しており、洗浄機７を保護管２２に沿って移動させることで、保護管２２の管軸方向の外表面を洗浄体７３５により洗浄可能であるとともに、洗浄体７３５を被処理水の水流によって回転させることで、保護管２２の外周面を洗浄体７３５により洗浄可能である。【選択図】  図６
2013141634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を流通可能な処理水槽と、前記処理水槽内に配置された、円筒状のガラス管を備えるランプ装置と、前記ガラス管の管軸に沿うように配置された軸体と、前記軸体に接続され、前記被処理水と接触する前記ガラス管の表面を洗浄可能な洗浄体を備える洗浄機と、を具備する水処理装置において、
前記洗浄機は、前記軸体と接続される外輪と、前記外輪内に配置されるとともに、内側に前記ガラス管を配置する内輪と、前記内輪に設けられた、前記ガラス管の表面を洗浄可能な洗浄体と、前記内輪に設けられた羽体と、で構成された洗浄部を備えており、
前記洗浄部を前記軸体に沿って移動させることで、前記ガラス管の管軸方向の外表面を前記洗浄体により洗浄可能であるとともに、前記羽体が前記被処理水を受けて前記内輪を回転させることで、前記ガラス管の外周面を前記洗浄体により洗浄可能である水処理装置。
【請求項２】
被処理水を流通可能な処理水槽と、前記処理水槽内に配置された、ガラス管を備えるランプ装置と、前記被処理水と接触する前記ガラス管の表面を洗浄可能な洗浄体を備える洗浄機と、を具備する水処理装置において、
前記洗浄機を前記ガラス管に沿って移動させることで、前記ガラス管の管軸方向の外表面を前記洗浄体により洗浄可能であるとともに、前記洗浄体を回転させることで、前記ガラス管の外周面を前記洗浄体により洗浄可能である水処理装置。
【請求項３】
前記ガラス管および前記軸体は、前記被処理水の流通方向に対して直交するように配置されており、前記軸体の上流側には前記軸体に対する前記被処理水の水流を抑制可能な水流抑制手段が配置されている請求項１または請求項２に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施態様は、水道水、温泉水、海水、下水等の殺菌や化学変化を促進するために用いられる水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道水、温泉水、海水、下水等の殺菌に、水処理装置が使用されている。この水処理装置は、処理水槽の内部に保護管（ランプスリーブ）を配置し、その保護管の内部に紫外線ランプを配置することで、保護管を介して被処理水に紫外線を照射する構造になっている。
【０００３】
このような水処理装置では、使用中に保護管の表面に汚れが付着し、紫外線の透過が抑制等され殺菌能力が低下してしまうため、その表面を適宜洗浄する必要がある。洗浄にはブラシやブレード等が用いられ、それらを保護管の管軸方向に沿うように移動させることで洗浄が行われる。しかし、保護管の管軸方向に沿って移動させるだけでは、保護管に傷や凹みが生じていたり、ブラシやブレードが変形、劣化等していると表面を十分に洗浄できず、汚れが残ってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５６４１４号公報
【特許文献２】特開２０１１−５６３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、被処理水と接触するガラス管の表面を十分に洗浄可能な水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の水処理装置は、被処理水を流通可能な処理水槽と、前記処理水槽内に配置された、円筒状のガラス管を備えるランプ装置と、前記ガラス管の管軸に沿うように配置された軸体と、前記軸体に接続され、前記被処理水と接触する前記ガラス管の表面を洗浄可能な洗浄体を備える洗浄機と、を具備する水処理装置において、前記洗浄機は、前記軸体と接続される外輪と、前記外輪内に配置されるとともに、内側に前記ガラス管を配置する内輪と、前記内輪に設けられた、前記ガラス管の表面を洗浄可能な洗浄体と、前記内輪に設けられた羽体と、で構成された洗浄部を備えており、前記洗浄部を前記軸体に沿って移動させることで、前記ガラス管の管軸方向の外表面を前記洗浄体により洗浄可能であるとともに、前記羽体が前記被処理水を受けて前記内輪を回転させることで、前記ガラス管の外周面を前記洗浄体により洗浄可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の水処理装置について説明するための図である。
【図２】第１の実施形態の水処理装置について説明するためのＸＹ平面の断面図である。
【図３】第１の実施形態の水処理装置について説明するためのＺＸ平面の断面図である。
【図４】第１の実施形態の水処理装置の紫外線ランプについて説明するための図である。
【図５】第１の実施形態の水処理装置の洗浄部について説明するための図である。
【図６】第１の実施形態の水処理装置の洗浄部について説明するための斜視図である。
【図７】第２の実施形態の水処理装置について説明するための図である。
【図８】第２の実施形態の水処理装置について説明するためのＸＹ平面の断面図である。
【図９】第２の実施形態の水処理装置の羽体について説明するためのＺＸ平面の断面図である。
【図１０】第３の実施形態の水処理装置について説明するための図である。
【図１１】第３の実施形態の水処理装置の洗浄部について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の水処理装置について、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の水処理装置について説明するための図、図２は、第１の実施形態の水処理装置について説明するためのＸＹ平面の断面図、図３は、第１の実施形態の水処理装置について説明するためのＺＸ平面の断面図である。
【００１０】
図１に示す水処理装置は、水道水、温泉水、海水、下水等の殺菌に用いられる紫外線殺菌装置であり、主要部として処理水槽１を備えている。
【００１１】
処理水槽１は、ステンレスなどの金属からなる容器であり、シリンダー１１とランプハウジング１２とで構成されている。シリンダー１１は、内部に空間を備えた円筒状の管である。空間の寸法は、例えば長さは５５０ｍｍ、内径は２７０ｍｍである。シリンダー１１の管軸方向の両端部には、配管等とボルトによって接続するための穴を備えたフランジ１１１、１１２が設けられている。
【００１２】
ランプハウジング１２は、内部に空間を備えた円筒状の管であり、シリンダー１１の軸と直交するように接続されている。空間の寸法は、例えば長さは４００ｍｍ、内径は２７０ｍｍである。その管軸方向の両端部には、穴を備えた一対のフランジ１２１が設けられている。このフランジ１２１には、円形の穴１３１を備える一対のフランジ１３が、それぞれの穴を貫通するようにボルト等を差し込むことで接続される。これら、シリンダー１１、ランプハウジング１２、フランジ１３によって、処理水槽１の内部には空間１４が形成される。この空間１４には、図中に矢印Ｗで示すように、フランジ１１１からフランジ１１２に向けて被処理水が流される。
【００１３】
処理水槽１の内部には、ランプハウジング１２の軸と沿うように、すなわち被処理水の流通方向に直交するようにランプ装置２が、この実施形態では２つ配置されている。その配置は、フランジ１３の面に設けられた穴１３１にランプ装置２を挿通させるとともに、その隙間に金属リングやゴムパッキン等からなる介装部材３を介在させることで行っており、空間１４の気密性は保たれている。
【００１４】
ランプ装置２は、図４に示すような構造であり、紫外線ランプ２１と保護管２２とベース２３とで構成されている。
【００１５】
紫外線ランプ２１は、例えばランプ電力Ｗ＝３０００Ｗ、電圧＝４５０Ｖ、ランプ電流＝６．７Ａで点灯され、２５４ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍに強い発光を示す中圧ロングアークランプであり、主要部としてランプ管２１１を備えている。
【００１６】
ランプ管２１１は、石英ガラス等の紫外線透過性に優れた材料からなるガラス管であり、その長さは例えば４８０ｍｍである。その中央部は、例えば内径が２０ｍｍ、外径が２２ｍｍの筒状の中空管であり、内部には水銀や希ガスなどの放電媒体が封入されている。その両端部は、シュリンクシールにより形成された封止部が形成されており、その封止部内には、例えばモリブデンからなる金属箔２１２が封着されている。金属箔２１２の一端には、例えばタングステンを主体とする電極２１３が、例えば３００ｍｍの電極間距離を保つように接続されている。金属箔２１２の他端には、リード線２１４の一端が接続され、リード線２１４の他端は外部に導出されている。
【００１７】
保護管２２は、石英ガラス等の紫外線透過性に優れた材料からなる円筒状のガラス管であり、紫外線ランプ２１の外部にその管軸に沿うように設けられている。つまり、紫外線ランプ２１は、ランプ装置２が処理水槽１内に配置されても紫外線ランプ２１が被処理水と接触することはないよう保護管２２に覆われている。
【００１８】
ベース２３は、例えばセラミックからなる口金であり、紫外線ランプ２１の両端部に設けられているとともに、その外周面が保護管２２の内周面と接触するように配置されている。ベース２３の外径は、ランプ管２１１の中央部の外径よりも大きくなっており、紫外線ランプ２１と保護管２２との間には、例えば３ｍｍ程度の間隔が保たれている。
【００１９】
処理水槽１には、軸体として送りネジ４が、２つのランプ装置２の間に位置するように、かつ保護管２２と沿うように設けられている。送りネジ４は、表面に螺旋状のネジ山を有するネジであり、大部分は処理水槽１内部に配置され、一部が処理水槽１外部に配置されている。処理水槽１内部における送りネジ４の位置の固定は、フランジ１３の内面側に設けられた軸受４１により行われている。
【００２０】
処理水槽１外部のフランジ１３上には、モータ５が配置されている。モータ５からは、回転ピン５１が突出するように設けられている。回転ピン５１には、処理水槽１外部に配置された送りネジ４との間で架橋するように、タイミングベルト６が配置されている。つまり、モータ５の駆動によって、回転ピン５１が回転し、タイミングベルト６を介して送りネジ４が回転する構造になっている。なお、回転ピン５１を逆回転させれば、送りネジ４を逆回転させることも可能である。
【００２１】
処理水槽１内部の送りネジ４には、洗浄機７が設けられている。洗浄機７は、ステンレス等の金属やセラミックなどからなるものであり、接続部７１と連結部７２と洗浄部７３とで構成されている。接続部７１は、送りネジ４と接続される部分であり、穴を備え、その穴に送りネジ４が挿通されている。連結部７２は、接続部７１と洗浄部７３を繋ぐ部分である。
【００２２】
洗浄部７３は、被処理水と接触する保護管２２の表面を洗浄する部分である。本実施形態では、図５に示すようにボールベアリング（玉軸受）をベースとするものであり、外輪７３１、内輪７３２、保持器７３３、転動体７３４、洗浄体７３５および羽体７３６とで構成されている。外輪７３１は、洗浄部７３の外郭を構成するリングであり、連結部７２と接続されている。すなわち、外輪７３１は、連結部７２、接続部７１を介して、送りネジ４と接続されている。内輪７３２は、外輪７３１内に配置されるリングであり、その内側にはランプ装置２の紫外線ランプ２１および保護管２２が配置される。外輪７３１と内輪７３２の間には、８つの球状の転動体７３３と転動体７３３を保持する保持器７３４が配置される。内輪７３２の内側には、洗浄体７３５が設けられている。洗浄体７３５は、例えばゴム製のワイパーブレードであり、その少なくとも一部が保護管２２の外表面と接触するように取り付けられている。また、内輪７３２の側面には、羽体７３６が設けられている。羽体７３６は、例えば金属製の板であり、本実施形態では４つ取り付けられている。
【００２３】
この洗浄機７によるランプ装置２の保護管２２の外表面の洗浄について図６をさらに参照して説明すると、まずこの洗浄機７を送りネジ４によってＡ方向に往復移動させることで、保護管２２の管軸方向の外表面を洗浄体７３５により洗浄することできる。また、羽体７３６にＷ方向に流通する被処理水を衝突させて外輪７３１を固定しながら内輪７３２をＣ方向に回転させることで、保護管２２の外周面を洗浄体７３５により洗浄することできる。さらに、内輪７３２をＣ方向に回転させながら、洗浄機７をＡ方向に移動させることもできる。このような洗浄を行うことにより、保護管２２の表面に洗浄体７３５を様々に接触させることができるため、保護管２２の表面に傷や凹みが生じていたり、ブラシやブレードが変形、劣化していたりしても十分に洗浄することができる。
【００２４】
ここで、上記実施形態の水処理装置と、洗浄体であるワイパーブレードがＡ方向のみに可動する比較例の水処理装置とについて、保護管の汚れの洗浄結果を比較する試験を行った。その結果、保護管および洗浄体が新品である使用初期の状態では、両者とも同等の洗浄結果であった。一方、洗浄体が洗浄の繰り返しによって変形したり、紫外線によって硬化した状態では、実施形態の方が洗浄結果が優れていた。また、表面に傷が生じている保護管を用いた場合にも、実施形態の方が洗浄結果が優れていた。
【００２５】
なお、保護管２２および送りネジ４を、被処理水の流通方向であるＷ方向に対して直交するように配置する場合には、送りネジ４の上流側、すなわちＷ方向の矢印の基端側に水流抑制手段を配置するのが望ましい。これは、送りネジ４は、比較的直径が小さいために、水流によって曲がってしまうことがあるためである。送りネジ４が曲がると、保護管２２に対して内輪７３２が偏心して、洗浄体７３５が保護管２２の外表面に局所的に接触、非接触することになり、洗浄が不十分になる。本実施形態では、ランプ装置２が水流抑制手段を兼ねている。ランプ装置２の保護管２２の外径は、送りネジ４の直径よりも大きく、かつ送りネジ４と近接しているため、被処理水の水流が送りネジ４に直接的に衝突することを起因とする送りネジ４の曲がりを抑制できる。水流抑制手段は、ランプ装置２に限らず、径大の金属棒などであっても同様の効果を得ることができる。
【００２６】
第１の実施形態においては、送りネジ４と接続される外輪７３１と、外輪７３１内に配置されるとともに、内側に保護管２２を配置する内輪７３２と、内輪７３２に設けられた、保護管２２の表面を洗浄可能な洗浄体７３５と、内輪７３２に設けられた羽体７３６と、で構成された洗浄部７３を備えた洗浄機７により、線上部７３を送りネジ４に沿って移動させることで、保護管２２の管軸方向の外表面を洗浄体７３５により洗浄することができるとともに、羽体７３６が被処理水を受けて内輪７３２を回転させることで、保護管２２の外周面を洗浄体７３５により洗浄することができるため、保護管２２の表面に傷や凹みが生じていたり、ブラシやブレードが変形、劣化していたりしても十分に洗浄することができる。よって、保護管２２の透過率が向上し、殺菌能力を向上させることができる。また、ランプ電力を低減しても十分な紫外線出力が得られるため、ランプを長寿命化することができる。
【００２７】
また、送りネジ４の上流側に水流抑制手段よしてランプ装置２を配置したことで、送りネジ４に衝突する被処理水の勢いを抑制することができ、送りネジ４の曲がりを抑制することができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態の水処理装置について説明するための図である。この第２の実施形態の各部について、第１の実施形態の水処理装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００２９】
第２の実施形態では、洗浄部７３の内輪７３２は、第１の羽体７３６と、第１の羽体７３６とは被処理水を受ける面が異なる角度で設けられた第２の羽体７３７を備えており、洗浄部７３が一方の方向に移動するときは内輪７３２から第１の羽体７３６が突出し、他方の方向に移動するときは内輪７３２から第２の羽体７３７が突出するように構成されている。
【００３０】
具体的には、処理水槽１は図８のように、フランジ１３の端部に円形状で板状の変更部８を、洗浄部７３は、図９（ａ）のように、第１の羽体７３６と第２の羽体７３７を内輪７３２の収容穴７３８に備えている。第１の羽体７３６と第２の羽体７３７は、ともに一体的に構成された棒状の突出体７３９を備えている。
【００３１】
第１の羽体７３６と第２の羽体７３７の切り替えについて説明すると、図９（ａ）のように、洗浄部７３がＡ方向に移動している場合には、内輪７３２の進行する側の面からは、第１の羽体７３６と突出体７３９が突出し、第１の羽体７３６と一体的構造の突出体７３９と第２の羽体７３７は内輪７３２の内部に収納されている。この状態では、内輪７３２は第１の羽体７３６によりＣ方向に回転する。次に、内輪７３２が変更部８に接触すると、図９（ｂ）に示すように、内輪７３２の他方の面から第１の羽体７３６と一体的構造の突出体７３９と第２の羽体７３７が突出し、第１の羽体７３６と突出体７３９が内輪７３２の内部に収納されている。すると、洗浄部７３がＡ方向とは逆のＡ’方向に移動すると、内輪７３２は第２の羽体７３７によりＣ方向とは逆のＣ’方向に回転する。このように、洗浄部７３の進行方向によって内輪７３２の回転方向を変化させるようにすると、一方の回転では取り除けない汚れも洗浄することができるようになる。
【００３２】
この実施形態においては、洗浄機７に、第１の羽体７３６と、第１の羽体７３６とは被処理水を受ける面の角度が異なる第２の羽体７３７と、を設け、洗浄部７が送りネジ４に沿う一方の方向に移動するときは、第１の羽体７３６により洗浄体７３５が一方に回転し、他方の方向に移動するときは、第２の羽体７３７により洗浄体７３５が他方に回転するように構成したことで、さらに洗浄効率を向上させることができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態の水処理装置について説明するための図である。
【００３４】
第２の実施形態では、ランプ装置２の保護管２２および送りネジ４を被処理水の流通方向と沿うように配置するとともに、そのような配置でも内輪７３２を回転するように構成している。
【００３５】
具体的には、羽体７３６を外輪７３１から突出する形状にするとともに、その突出部分に第３の羽体７３６１を一体的に形成しており、その第３の羽体７３６１が被処理水を受けて、内輪７３２が一定方向に回転するよう構成している。
【００３６】
この実施形態においては、ランプ装置２の保護管２２および送りネジ４を被処理水の流通方向と沿うように配置しても、第１の実施形態と同様に、内輪７３２を回転させることで、洗浄体７３５が保護管２２の表面により様々に接触するようになるため、保護管２２の表面に傷や凹みが生じていたり、ブラシやブレードが変形、劣化していたりしても十分に洗浄することができる。
【００３７】
この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００３８】
例えば、洗浄機７によって洗浄されるランプ装置２のガラス管は、紫外線ランプ２１のランプ管２１１であってもよい。つまり、保護管レスの構造にも本発明は適用できる。また、ランプ装置２は、基板上に直線状に配置されたＬＥＤバーを保護管内に配置したものであってもよい。
【００３９】
軸体は、送りネジに限らず、洗浄機７をランプ装置２のガラス管に沿って移動させることができる手段であればよい。
【００４０】
洗浄部７３は、ベアリングに限らず、ガラス管に沿って移動可能であるとともに、洗浄体７３５がガラス管の外周面に回転可能な手段であればよい。また、ベアリングの場合であっても、ボールベアリングに限らず、円筒状のころを用いるローラーベアリング、磁気を用いるマグネチックベアリングなどであってもよい。
【００４１】
洗浄体７３５は、ブラシであってもよい。
【００４２】
羽体７３６は、金属の板状であるに限らず、水流を受けて洗浄体７３５を所定の方向に回転させることが可能な突起状の物であればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  処理水槽
２  ランプ装置
２２  保護管
４  送りネジ
７  洗浄機
７３  洗浄部
７３１  外輪
７３２  内輪
７３５  洗浄体
７３６  羽体
【図１】
2013141634.tif 000003
【図２】
2013141634.tif 000004
【図３】
2013141634.tif 000005
【図４】
2013141634.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013141634.tif 000008
【図７】
2013141634.tif 000009
【図８】
2013141634.tif 000010
【図９】
2013141634.tif 000011
【図１０】
2013141634.tif 000012
【図１１】
2013141634.tif 000013