特開 2022-100181 紫外線照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022100181

(43)【公開日】2022-07-05

(54)【発明の名称】紫外線照射装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/32 20060101AFI20220628BHJP

   B01J 19/12 20060101ALI20220628BHJP

【ＦＩ】

C02F1/32

B01J19/12 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2020220057

(22)【出願日】2020-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】391031155

【氏名又は名称】株式会社日本フォトサイエンス

(71)【出願人】

【識別番号】000193508

【氏名又は名称】水道機工株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004743

【氏名又は名称】日本軽金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077539

【弁理士】

【氏名又は名称】飯塚 義仁

(72)【発明者】

【氏名】山越 裕司

(72)【発明者】

【氏名】北村 彰浩

(72)【発明者】

【氏名】橋本 暢之

(72)【発明者】

【氏名】山岸 貴行

(72)【発明者】

【氏名】吉村 玖瑠美

(72)【発明者】

【氏名】北 浩昭

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 正憲

(72)【発明者】

【氏名】河本 知広

(72)【発明者】

【氏名】中島 栄一郎

【テーマコード（参考）】

4D037

4G075

【Ｆターム（参考）】

4D037AA11

4D037AB03

4D037BA18

4G075AA15

4G075BA04

4G075BD02

4G075CA33

4G075DA02

4G075EA01

4G075EB33

4G075EC09

(57)【要約】

【課題】水路を流れる被処理液体を効率的に紫外線処理する。
【解決手段】照射アセンブリ（１０）は胴状体（１１）と紫外線ランプ（１２）とを含む。胴状体（１１）は、上面（１１ａ）及び下面（１１ｂ）が開口し、側面（１１ｃ）が閉塞されている。紫外線ランプ（１２）は液密性及び紫外線透過性をもつ保護管（１３）内に収容された状態で該胴状体（１１）内に配置される。整流体（２０）は、開口した入口部（２１）と囲み壁（２３、２４）とを含み、胴状体（１１）の上面又は下面の一方が該整流体内に入り込み他方が該整流体の外に臨んだ状態で、該整流体の該囲み壁により照射アセンブリ（１０）を囲むように構成される。被処理液体が流れる水路内に照射アセンブリ（１０）と整流体（２０）を組合せたユニットが配置され、胴状体の上面及び下面の開口の一方を入口、他方を出口として該胴状体内を通過する被処理液体に紫外線ランプが発する紫外線を照射する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面及び下面が開口し、側面が閉塞されている胴状体と、液密性及び紫外線透過性をもつ保護管内に収容された状態で、前記胴状体内に配置される紫外線ランプとを含む、照射アセンブリと、
前記照射アセンブリを囲む整流体であって、開口した入口部と囲み壁とを含み、前記胴状体の前記上面又は下面の一方が該整流体内に入り込み他方が該整流体の外に臨んだ状態で、該整流体の前記囲み壁により前記照射アセンブリを囲むように構成された前記整流体と、
を備え、
被処理液体が流れる水路内に前記照射アセンブリと前記整流体の組合せからなるユニットが配置され、前記胴状体の前記上面及び下面の開口の一方を入口とし他方を出口として該胴状体内を通過する前記被処理液体に前記紫外線ランプが発する紫外線を照射することを特徴とする紫外線照射装置。

【請求項2】

前記整流体は、挿入口をさらに含み、該挿入口を介して前記照射アセンブリの前記胴状体が前記整流体内に挿入され、前記胴状体の前記上面又は下面の一方が前記整流体内に入り込み、他方が前記挿入口を介して前記整流体の外に臨んだ状態で、前記整流体が前記照射アセンブリに取り付けられる、請求項１の紫外線照射装置。

【請求項3】

前記整流体の前記挿入口において、前記整流体と前記胴状体との間の隙間を閉塞する構造を設けてなる請求項２の紫外線照射装置。

【請求項4】

前記入口部は、前記整流体の一側面に設けられ、
前記挿入口は、前記整流体の上部に設けられる請求項２又は３の紫外線照射装置。

【請求項5】

前記整流体において、前記挿入口の周囲に突出したフランジが設けられる請求項２乃至４のいずれかの紫外線照射装置。

【請求項6】

沈下物を受理するための受け皿が、前記整流体の底部に配置される請求項１乃至５のいずれかの紫外線照射装置。

【請求項7】

前記胴状体は角型形状を成していて、前記側面は複数の平坦面からなっている、請求項１乃至６のいずれかの紫外線照射装置。

【請求項8】

前記胴状体の上方に配置され、前記紫外線ランプに対して電力を供給する装置を収納した制御ボックスと、
前記照射アセンブリで処理済みの前記被処理液体が流れ出る下流空間において、所与の高さで設けられた堰と
を更に備え、前記堰の前記所与の高さは前記制御ボックスの底面よりも高く設定されている、請求項１乃至７のいずれかの紫外線照射装置。

【請求項9】

前記堰は、高さ調整可能に設けられた移動堰を含み、この移動堰は、前記所与の高さ以上の高さに調整可能である、請求項８の紫外線照射装置。

【請求項10】

前記照射アセンブリで処理済みの前記被処理液体が流れ出る下流空間から、液体を排出するための開閉調整可能なドレイン部を更に備えた、請求項１乃至８のいずれかの紫外線照射装置。

【請求項11】

前記照射アセンブリと前記整流体の組合せからなるユニットを複数個備え、
これら複数個のユニットが前記水路内に配列され、
各ユニットに対応して、当該ユニットの前記照射アセンブリで処理済みの前記被処理液体が流れ出る下流空間を個別に区切るための仕切りをそれぞれ設け、
各ユニットに対応する前記下流空間において、高さ調整可能に設けられた移動堰を設けてなる、請求項１乃至７のいずれかの紫外線照射装置。

【請求項12】

前記移動堰は、各照射アセンブリに対応する前記下流空間において、個別に高さ調整可能である、請求項１１の紫外線照射装置。

【請求項13】

各ユニットに対応する前記下流空間において、当該下流空間から液体を排出するための開閉調整可能なドレイン部をそれぞれ設けた、請求項１１又は１２の紫外線照射装置。

【請求項14】

前記水路は浄水処理用の水路である、請求項１乃至１３のいずれかの紫外線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水路を流れる被処理液体を効率的に紫外線処理（消毒、殺菌等）するのに適した、水路内設置型の紫外線照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被処理液体が流れる水路（例えば開水路）内に設置されるタイプの紫外線照射装置は、従来から知られており、例えば下記特許文献１及び２に示されたようなものがある。従来から知られた水路内設置型の紫外線照射装置は、主として汚水処理に適したものであり、浄水処理に適したものはあまりない。例えば、浄水処理に適したものとするには、被処理水に対する紫外線照射効率を高くすることが要求されるが、そのためには紫外線ランプの配置密度を高くする必要があるなど、コスト高になる傾向がある。これに対して、純水生成設備などにおいては、ステンレス製タンクのような高耐圧性の閉鎖型容器内に紫外線ランプを配置し、加圧された被処理液体を該閉鎖型容器内に導入して紫外線処理を行うことも広く知られている（例えば下記特許文献３）。しかし、そのような高耐圧性の閉鎖型容器を用いる設備はコスト高になる傾向がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－３０９５６８

【特許文献2】特開２００１－２９９４８

【特許文献3】特開２００７－２７５８２５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、水路を流れる被処理液体を効率的に紫外線処理するのに適した紫外線照射装置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】

【0005】

本発明に係る紫外線照射装置は、上面及び下面が開口し、側面が閉塞されている胴状体と、液密性及び紫外線透過性をもつ保護管内に収容された状態で、前記胴状体内に配置される紫外線ランプとを含む、照射アセンブリと、前記照射アセンブリを囲む整流体であって、開口した入口部と囲み壁とを含み、前記胴状体の前記上面又は下面の一方が該整流体内に入り込み他方が該整流体の外に臨んだ状態で、該整流体の前記囲み壁により前記照射アセンブリを囲むように構成された前記整流体と、を備え、被処理液体が流れる水路内に前記照射アセンブリと前記整流体の組合せからなるユニットが配置され、前記胴状体の前記上面及び下面の開口の一方を入口とし他方を出口として該胴状体内を通過する前記被処理液体に前記紫外線ランプが発する紫外線を照射することを特徴とする。

【0006】

前記照射アセンブリは、紫外線ランプと該紫外線ランプを収納する胴状体とを含んで構成されており、該胴状体は、上面及び下面が開口し、側面が閉塞されているものであり、該照射アセンブリを水路内に配置して、被処理液体を該胴状体内で上下方向に通過させるのに適した構成からなっている。また、照射アセンブリを構成する胴状体とは別に、該照射アセンブリを囲むように整流体を設け、該整流体の入口部から入った被処理液体が前記囲み壁で案内されて前記照射アセンブリの前記胴状体内の前記上面又は下面の一方に入り他方から出るように構成されている。

【0007】

本発明によれば、照射アセンブリを構成する胴状体とは別に、該照射アセンブリを囲むように整流体を設けることにより、両者（胴状体と整流体）の組合せにより、水路を流れる被処理液体が効果的に照射アセンブリ内を通過するように構成した、ユニット化された紫外線照射装置を提供することができる。このような整流体を含んでユニット化された紫外線照射装置にあっては、どのような環境の水路に配置された場合であっても、整流体による所定の整流作用によって、照射アセンブリ内に導入する被処理液体の状態（量、速度等）を可及的に均一化できる、という効果をもたらす。したがって、ランプの電力及びユニットの物理的構造等によって本紫外線照射装置の処理性能を規定した場合、どのような環境の水路に配置された場合でも、水路の環境にシビアに影響されることなく、所与の規定を満たす処理性能を可及的に発揮し得るようにすることができる、という効果が期待できる。

【0008】

また、このようなユニット化された紫外線照射装置は、適用する水路のサイズ（横幅等）に合わせて１又は複数のユニットを配置することを可能にするので、様々な水路内設置型の液体処理プラントにおいて効率的に適用することができる。また、胴状体と整流体の両者の組合せにより、適切な取水と排出の配置構造を組み立てることができ、多様な水路環境の相違に適応させて、この紫外線照射装置を設置することができる。つまり、照射アセンブリを囲む整流体の前記入口部は、適用する水路における取水環境に応じて適切に配置することができる。このことは、照射アセンブリの規格化（つまり、胴状体の上面及び下面を開口として、被処理液体を該胴状体内で上下方向に通過させるよう規格化すること）を実現する一方で、該規格化された照射アセンブリをどのような水路環境においても適用することができる、ということを意味する。したがって、処理性能の向上・効率化のみならず、規格化によるコストの節約も期待できる。

【0009】

好ましい一実施例によれば、前記整流体は、挿入口をさらに含んでいてよく、該挿入口を介して前記照射アセンブリの前記胴状体が前記整流体内に挿入され、前記胴状体の前記上面又は下面の一方が前記整流体内に入り込み、他方が前記挿入口を介して前記整流体の外に臨んだ状態で、前記整流体が前記照射アセンブリに取り付けられるようにしてよい。

【0010】

さらに好ましい一実施例によれば、前記整流体の底部において、沈下物を受理するための受け皿を配置してもよい。そのような受け皿は、万が一、照射アセンブリ内の紫外線ランプが破損したような場合、その破損片を安全にかつ速やかに回収するのに役立つ。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る紫外線照射装置の一実施例を略示する斜視図。

【図2】図１の紫外線照射装置に含まれる照射アセンブリを抽出して、その一例を略示する斜視図。

【図3】照射アセンブリ内に配置される紫外線ランプを抽出して、その配置例を拡大して略示する斜視図。

【図4】図１の紫外線照射装置に含まれる整流体を抽出して、その一例を略示する斜視図。

【図5】本発明に係る紫外線照射装置を水路内に設置した状態を略示する一部断面側面図。

【図6】図５の変形例を示す一部断面側面図。

【図7】図６の変形例を示す一部断面側面図。

【図8】本発明に係る紫外線照射装置の別の実施例として、照射アセンブリと整流体の組み合わせからなるユニットを複数併設した状態を略示する斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１において、本発明の一実施例に係る紫外線照射装置１は、照射アセンブリ１０と整流体２０とを含み、両者を組み合わせてなるものである。図２に示すように、照射アセンブリ１０は、胴状体１１と、該胴状体１１内に配置される１又は複数の紫外線ランプ１２を含む。胴状体１１は、上面１１ａ及び下面１１ｂが開口し、側面１１ｃがすべて閉塞されている。単なる一例として、側面１１ｃの内面が反射面として形成されているものとして、以下説明する。しかし、側面１１ｃの内面が反射面として形成することは、本発明の実施にあたって必須の事項ではない。図示例では、胴状体１１は、側面１１ｃが４つの平坦面からなる角型形状を成している。このような角型形状の胴状体１１にあっては、側面１１ｃを成す４面がそれぞれ平坦面であるため、各平坦面の内面に形成される前記反射面をそれぞれシンプルな平坦な反射板によって形成できるので有利である。しかし、これに限らず、胴状体１１の側面１１ｃの形状は円筒形であってもよく、あるいは、３面若しくは５面以上の多角形状等、任意であってよい。

【0013】

紫外線ランプ１２は、図３に示すように、液密性及び紫外線透過性をもつ保護管１３内に収容された状態で、胴状体１１内に配置される。なお、図３では、単なる一例として４個の紫外線ランプ１２が胴状体１１内に配置される例を示しているが、胴状体１１内に配置される紫外線ランプ１２はこれに限らない。一例として、紫外線ランプ１２は直線形の発光管を持ち、胴状体１１の側面１１ｃに形成する反射面の縦方向（上下方向）のサイズは、少なくとも該紫外線ランプ１２の発光管の長手方向の長さ（発光長）に対応するものとし、紫外線ランプ１２から放射された紫外線が該反射面にて内向きに反射されるようにする。なお、胴状体１１の前記側面１１ｃ（すなわち前記反射面）の縦方向（上下方向）のサイズを発光長よりも長くすると圧損が高まるという不利があり、逆に、該サイズを発光長よりも短くすると照射性能が低下する不利がある。よって、該サイズを発光長と略同等とすることには、これらの不利を回避できるという利点がある。

【0014】

詳しくは、図２に示すように、照射アセンブリ１０はフレーム１４に取り付けられている。該フレーム１４は、上部フレーム１４ａ及び下部フレーム１４ｂと、その間に延びた４本の側部フレーム１４ｃとを持ち、該４本の側部フレーム１４ｃは、前記角型の胴状体１１を所定の配置で支持する。紫外線ランプ１２を収納した保護管１３は、その上端及び下端にて、上部フレーム１４ａと下部フレーム１４ｂにて支持される。前述のように紫外線ランプ１２から放射された紫外線が効率的に反射面にて反射されるようにするために、保護管１３内の紫外線ランプ１２と胴状体１１の側面１１ｃとが適切に対応するように、両者間の配置が決定される。なお、保護管１３の支持構造の変形例として、保護管１３の少なくともその上端又は下端にて上部フレーム１４ａ又は下部フレーム１４ｂにて支持されるようにしてもよい。また、保護管１３の下端は、試験管のように、側面のガラス材質（紫外線透過材質）と同材質によって一体的に封止形成されていてもよい。別の例として、保護管１３の下端は、側面のガラス材質（紫外線透過材質）とは別材質によって形成されていてもよく、その場合は側面と下端（底面）との接合部をパッキン等によって液密に保持する。なお、フレーム１４の素材には、例えばステンレススチールのような剛性及び耐腐食性を持つ金属素材を使用し得る。また、図示の便宜上、側部フレーム１４ｃ等のフレーム１４の各部品は、角棒状あるいは板状に描いてあるが、これに限らず、アングル材からなってもよい。

【0015】

なお、胴状体１１において、上面１１ａの開口の周囲に水平方向に突出したフランジ１１ｄが設けられている。このフランジ１１ｄは、後述するように整流体２０に対する取付け用部位として機能し得ると共に、必要に応じて、照射アセンブリ１０を水路内に設置する際の取付け用部位として、あるいは、閉塞用若しくは整流用の仕切り部材としても機能し得る。側部フレーム１４ｃは、胴状体１１の上面１１ａよりも上方に延びており、該側部フレーム１４ｃの上端に上部フレーム１４ａが位置する。上部フレーム１４ａの上には、制御ボックス１５が取り付けられており、該制御ボックス１５内には紫外線ランプ１２に対して電力を供給する装置（不図示）が収納される。保護管１３の上端は制御ボックス１５内に通じており、紫外線ランプ１２の電気配線が保護管１３内を通って制御ボックス１５内の前記電力を供給する前記装置に接続される。このように、制御ボックス１５は胴状体１１の上方に配置される。制御ボックス１５の少なくとも底面寄りの部分は、水路内の被処理液体に触れたとしても該ボックス１５内に液体が侵入しないように、液密に構成されている。

【0016】

本発明の一実施例に係る紫外線照射装置１は、照射アセンブリ１０内の上下方向（縦方向）に被処理液体を効率的に通過させるために、整流体２０を照射アセンブリ１０に組み合わせた構成からなっている。整流体２０の一構造例を抽出して示すと図４のようであり、整流体２０は、開口した入口部２１と囲み壁構造（２３及び２４）とを含み、前記胴状体１１の上面１１ａ又は下面１１ｂの一方が該整流体２０内に入り込み他方が該整流体２０の外に臨んだ状態で、該整流体２０の囲み壁構造（２３及び２４）により前記照射アセンブリ１０を囲み、整流体２０の前記入口部２１から入った被処理液体が該囲み壁構造（２３及び２４）で案内されて該照射アセンブリ１０の胴状体１１内の上面１１ａ又は下面１１ｂの一方（入口）に入り他方（出口）から出るように構成されている。一例として、整流体２０は、挿入口２２をさらに含んでいて、該挿入口２２を介して前記照射アセンブリ１０の胴状体１１が整流体２０内に挿入され、胴状体の胴状体１１の上面１１ａ又は下面１１ｂの一方（入口）に入り、他方（出口）が挿入口２２を介して整流体２０の外に臨んだ状態で、該整流体２０が照射アセンブリ１０に取り付けられる。

【0017】

図４の例では、整流体２０は、照射アセンブリ１０の胴状体１１及び下部フレーム１１ｂを緩く収納しうるサイズの角型形状を成しており、一側面に入口部２１が形成され、他の３側面は壁面２３となっており、上部に挿入口２２が形成されている。また、整流体２０の底部（下面）には受け皿２４が配置されている。受け皿２４は、必要に応じて取り外し可能に構成してもよいが、通常は整流体２０の底部（下面）に固定されて、該底部（下面）を閉塞している。３面の壁面２３と底部（下面）の受け皿２４とによって、整流体２０の囲み壁構造が形成されている。整流体２０の上部には、挿入口２２の周囲に水平方向に突出したフランジ２５が設けられている。このフランジ２５の内幅（内径）は前記胴状体１１の前記フランジ１１ｄの外幅（外径）より小さく、フランジ２５の外幅（外径）は胴状体１１の前記フランジ１１ｄの外幅（外径）より大きい。整流体２０のフランジ２５は、照射アセンブリ１０と整流体２０とを組み合わせてなる紫外線照射装置１を水路内に設置する際の取付け用部位として、あるいは、閉塞用若しくは整流用の仕切り部材としても機能し得る。

【0018】

図１は、図２の照射アセンブリ１０と図４の整流体２０を組み合わせた状態を略示している。この図に示すように、本発明の一実施例によれば、紫外線照射装置１は、照射アセンブリ１０と整流体２０を組合せてユニット化した状態からなるものとして提供され得る。組み立てる場合、整流体２０の挿入口２２から、図２の照射アセンブリ１０を下部フレーム１１ｂを下にして整流体２０の内部に挿入し、図１に示すように照射アセンブリ１０のフランジ１１ｄが整流体２０のフランジ２５によって受け止められる状態になるまで入れ込む。この状態で、照射アセンブリ１０のフランジ１１ｄを整流体２０のフランジ２５に対して螺子等の適宜の固定手段によって固定する。こうして、照射アセンブリ１０と整流体２０が一体のユニットとして組み立てられる。このように組み立てた状態では、胴状体１１の入口側の開口（図示例では、下面１１ｂ）が整流体２０内に入り込み、出口側の開口（図示例では、上面１１ａ）が挿入口２２を介して整流体２０の外に臨んだ状態となり、そして、整流体２０の挿入口２２の部分で、整流体２０とその内側の胴状体１１との間の隙間が閉塞される構造となっている。すなわち、照射アセンブリ１０の上面１１ａに設けられるフランジ１１ｄが、整流体２０と胴状体１１との間の隙間を閉塞する構造として機能する。こうして、胴状体１１の内部を通過していない被処理液体（未処理の液体）が整流体２０の挿入口２２における上記隙間から漏れ出ることがない構造となっている。このような閉塞構造によって、整流体２０の一側面に設けられた入口部２１から取り入れられた被処理液体は、胴状体１１の下面１１ｂの開口（つまり入口側の開口）から胴状体１１内に入り、胴状体１１内を上向きに通過して上面１１ａの開口（つまり出口側の開口）から排出されることになる。

【0019】

整流体２０の底部に設けられた受け皿２４は、沈下物を受理する機能を果たす。万が一、照射アセンブリ１０内の紫外線ランプ１２あるいは保護管１３が破損したような場合、その破損片を受け皿２４によって受理することで、破損片が水路内に散逸することを防ぐことができる。メンテナンス時に、照射アセンブリ１０と整流体２０のユニットを水路から引き上げて、受け皿２４内の破損片等沈下物を回収すればよい。

【0020】

なお、整流体２０内に収納された照射アセンブリ１０の胴状体１１の外周と整流体１１の壁面２３との間の隙間距離、及び、受け皿２４の深さ（つまり、胴状体１１の下面１１ｂから受け皿２４の底（閉塞面）までの距離）は、水頭損失が小さくなることを条件に考慮して、適切に決定することが好ましい。

【0021】

以上のような構成からなる紫外線照射装置１は、被処理液体が流れる水路内に配置される。詳しくは、紫外線照射装置１は図１に示すように直立した状態で水路内に配置され、該水路を流れる被処理液体が、照射アセンブリ１０の胴状体１１の上面１１ａ及び下面１１ｂの開口を通って該胴状体１１内を上下方向（縦方向）に通過する。該胴状体１１内を通過する被処理液体に対して、紫外線ランプ１２が発する紫外線及び側面１１ｃの反射面からの反射光が照射される。これにより、被処理液体の消毒、殺菌等の浄化処理が紫外線によりなされる。このように照射アセンブリ１０内の紫外線ランプ１２の長さ方向が水路内で上下方向（縦方向）を成すような配置は、水路内での上下方向（縦方向）に関して、より広い範囲にわたる紫外線照射を確保することができるので、水路内での被処理液体の深さの変動に対して効率的に対処し得ることになり、有利である。すなわち、例えば紫外線ランプの長さ方向が水路内で水平方向（横方向）を成すような配置とした場合は、水路内での被処理液体の深さの変動に対処するべく、水路内での上下方向（縦方向）に関して、より広い範囲にわたる紫外線照射を確保するためには、多数の紫外線ランプを上下方向（縦方向）に並べる必要があり、コスト高になる。しかし、本実施例のように、照射アセンブリ１０内の紫外線ランプ１２の長さ方向が水路内で上下方向（縦方向）を成すような配置とすれば、そのような不利はない。また、紫外線ランプ１２の長さ方向が水路内で上下方向（縦方向）を成すような配置とすることにより、紫外線ランプ１２の交換にあたって、照射アセンブリ１０及び整流体２０を水路から抜き出すことなく、保護管１３の上端から紫外線ランプ１２を出し入れすることによりランプ交換を行うことができるように設計することができるので、そのようにすればランプ換作業が容易となる。また、紫外線ランプ１２の長さ方向が水路内で上下方向（縦方向）を成すような配置とすることにより、保護管１３の上部における漏水の危険性を減ずることができる。特に、保護管１３の形状がその下端を側面と一体的に封止形成した試験管型からなるものであれば、保護管１３の下部における漏水の可能性は略ゼロとなり、上部でのみ漏水の可能性があることになるが、上部での水圧は低いので、全体的に漏水の危険性がかなり低くなる。

【0022】

なお、水路を流れる被処理液体が汚水である場合は、照射アセンブリ１０の胴状体１１の側面１１ｃの反射面に汚れが付着する頻度が高くなる。反射面に付着した汚れを除去するために、側面１１ｃの反射面の清掃を適切に（例えば頻繁に）行うことが望ましい。一方、水路を流れる被処理液体が汚水でない場合、つまり本発明に係る紫外線照射装置１を浄水処理に適用する場合、胴状体１１の側面１１ｃの反射面に汚れが付着する頻度は高くない。よって、側面１１ｃの反射面の清掃は少ない頻度で適宜行えばよいか、若しくはメンテナンスフリーとなるかもしれない。したがって、本発明に係る紫外線照射装置１は浄水処理用の水路に適用するのに一層適している。しかし、本発明に係る紫外線照射装置１はその他任意の目的の液体処理に適用可能であるのは勿論である。

【0023】

水路内に配置した紫外線照射装置１において、照射アセンブリ１０内の上下方向（縦方向）に被処理液体を効率的に通過させるために、適宜の水流調整又は整流手段（例えば堰、仕切り等）を水路内に設けることが好ましい。水路におけるそのような水流調整又は整流手段の設置の仕方に応じて、胴状体１１内を通過する被処理液体の流れを上向き又は下向きのどちらに設定することも可能である。具体的には、被処理液体の流れを上向きに設定するには、水路の上流から到来した被処理液体が胴状体１１の下面１１ｂの開口から入り込むように堰及び／又は仕切り等を設置すればよく、反対に、被処理液体の流れを下向きに設定するには、水路の上流から到来した被処理液体が胴状体１１の上面１１ａの開口から入り込むように堰及び／又は仕切り等を設置すればよい。以下では、胴状体１１内を通過する被処理液体の流れが上向き（すなわち、上面１１ａの開口が出口、下面１１ｂの開口が入口）に設定されているものとして説明する。なお、水路における上流から下流への被処理液体の流れは適宜の高低差によって生成され得るので、特段のポンプを使用することなく、本発明に係る紫外線照射装置１を稼働させることが可能である。

【0024】

図５は、本実施例に係る紫外線照射装置１を水路３０内に設置した状態を略示する一部断面側面図である。紫外線照射装置１を設置する水路３０は、仕切り壁４１を介して、処理済み液体を受け入れる処理済み水路４０から仕切られている。水路３０内で所定の高さで水平方向に延びた設置ベース３２が仕切り壁４１に固定される。設置ベース３２には、整流体２０の壁面２３の部分の横方向サイズに適合する開口３２ａが設けられている。該開口３２ａのサイズはフランジ２５の外幅（外径）よりは小さく、整流体２０の壁面２３の部分は開口３２ａを通過し得るが、フランジ２５の部分は設置ベース３２で係止される。設置するとき、照射アセンブリ１０と整流体２０の組合せからなるユニットを、受け皿２４を下にして設置ベース３２の開口３２ａに挿入し、図５に示すように整流体２０のフランジ２５が設置ベース３２によって受け止められる状態になるまで入れ込む。この状態で、該ユニットは自重によって（つまり、浮力に抗するだけの自重によって）設置ベース３２上に安定して配置され得る。勿論、必要に応じて、ボルト及びナット等の適宜の取付部材を用いて該ユニットのフランジ２５を設置ベース３２に固定又は半固定してもよい。

【0025】

一例として、設置ベース３２は概ね矩形状の平面を成しており、設置ベース３２の仕切り壁４１寄りの一辺３２ｂから上向きに垂直に堰３１が形成されている。一例として、堰３１は所与の高さｈ１を持つ固定堰であってよい。設置ベース３２の他の辺３２ｃにおいては、上向きに垂直に仕切り壁３３が形成されている。図では、一辺３２ｃから立ち上がった仕切り壁３３のみが描かれているが、残りの２辺においても同様の仕切り壁が形成されている。これにより、照射アセンブリ１０と整流体２０の組合せからなるユニットを図５に示すように設置ベース３２に固定した状態においては、照射アセンブリ１０の出口（胴状体１１の上面１１ａすなわち整流体２０の挿入口２２）側にて、堰３１と３面の仕切り壁３３と底部の取付ベース３２とによって液密に仕切られた下流空間３４が形成される。この下流空間３４内に、照射アセンブリ１０の出口から排出された処理済みの被処理液体が流れ出る。仕切り壁３３の高さ及び水路３０の上流空間（下流空間３４以外の空間）の液面高さは、堰３１（固定堰）の所与の高さｈ１より高い。よって、高低差によって上流空間から照射アセンブリ１０を通過して下流空間３４内に流れ出た処理済みの被処理液体は、該下流空間３４から堰３１を越えて処理済み水路４０へと流れ出る。勿論、水路３０における堰３１以外の部分の仕切り壁（４１等）の高さは、堰３１の高さｈ１よりも高く、例えば仕切り壁３３と同程度の高さである。

【0026】

このような設置構造により、水路３０の上流空間内に存在する被処理液体は、該上流空間と下流空間３４との間の液面の高低差によって、整流体２０の入口部２１からユニット内に入り、照射アセンブリ１０内を矢印Ａ方向に上向きに通過しつつ紫外線照射処理を受け、上部の出口から下流空間３４内に至る。そして、下流空間３４内の処理済みの被処理液体は、堰３１から溢れ出て処理済み水路４０に入りこむ。

【0027】

なお、紫外線照射装置１を設置する水路３０は、その上方が外部環境に露出した（開かれた）開水路タイプであってもよいし、あるいは、その上方の全部又は少なくとも一部が蓋又は天井壁によって閉鎖された暗渠タイプであってもよい。開水路タイプの水路３０は、チャンネル溝状の水流路であってもよいし、あるいは、流水出口を持つ濾過池若しくは溜池等であってもよい。水路３０が濾過池若しくは溜池である場合、その流水出口の付近に本実施例に係る紫外線照射装置１を設置するのが好ましい。同様に、処理済み水路４０も、開水路タイプであってもよいし、あるいは、暗渠タイプであってもよい。また、暗渠タイプの処理済み水路４０は、その適宜の流域箇所において揚水ポンプを設け、処理済み水を下流方向に送り出すように構成した圧力渠であってもよい。

【0028】

本実施例に係る紫外線照射装置１に入る前段階における水路３０内の被処理液体の液面高さｈ０と、下流空間３４に設けられた堰３１の高さｈ１との差が水頭損失を示す。本実施例に係る紫外線照射装置１の具体的仕様を設計するにあたっては、水頭損失を含む諸々の条件を適切に設定して設計すればよい。一例として、被処理液体はポンプの補助無しに水路３０を自然流下させ、水頭損失を２００ｍｍ以下に設定し、１ｋＷ性能の低圧ランプからなる紫外線ランプ１２を照射アセンブリ１０内に４本設置し、１ユニットで１日当たり４０，０００ｍ^３の被処理液体を処理することのできる紫外線照射装置１を設計することができ、このような仕様で適切な処理性能が得られることが確かめられた。

【0029】

一例として、堰３１の所与の高さｈ１は、制御ボックス１５の底面の高さｈ２よりも適度に高くなるように決定される。これにより、制御ボックス１５の下部を下流空間３４内の被処理液体に常に浸すことができ、該制御ボックス１５の下部が空気に晒されることを防ぐ。浄水処理を行う場合、水路３０の上流側において被処理液体を塩素消毒することが多い。そのような場合、下流空間３４に達した被処理液体中に塩素成分が含まれることになり、下流空間３４内の被処理液体の表面から塩素ガスが空気中に発散される。一般的な仕様として、防錆対策のために、制御ボックス１５の下面はステンレススチールで覆われ、かつ、下側の照射アセンブリ１０に関連する種々の部品（保護管１３を止める部品や保護管１３の表面を清掃するクリーニングプレート等）がステンレススチールで形成されることが有り得る。その場合、制御ボックス１５の下部が被処理液体に接液していない場合、被処理液体の表面から空気中に発散された塩素ガスに制御ボックス１５の下部が晒され、ステンレススチール製であってもこれらの部品に塩素ガスによる錆が生ずる。しかし、本実施例によれば、制御ボックス１５の下部を下流空間３４内の被処理液体に常に浸すことができるように、堰３１の固定された高さ（又は最低高さ）ｈ１を設定することにより、ステンレススチール製の部品が空気中に発散された塩素ガスに晒されることを防止し、もって、上記のような不都合を防止することができる。

【0030】

図６は、図５の変形例を示す一部断面側面図である。図６において、図５と異なる点は、堰３１が高さ調整可能な移動堰３５を含む点であり、その他は図５と同一構成であってよい。移動堰３５は、前記所与の高さｈ１以上の高さに、段階的に又は連続的に、高さ調整可能であり、堰３１の全域（横幅）にわたって設けられている。図では、移動堰３５を最高の高さに設定した状態を点線３５’で示しており、例えば仕切り壁３３の高さと同程度である。移動堰３５の最低高さは固定堰３１の高さｈ１と同じかそれより適宜低くてもよい。すなわち、堰３１は、移動堰３５を具備することにより、最低高さｈ１から最高高さ（点線３５’の高さ）の範囲で高さ調整可能とされる。移動堰３５の高さを堰３１の高さｈ１よりも適宜に高く設定することにより、下流空間３４から処理済み水路４０に溢れ出る処理済みの被処理液体の越流高さを適宜に調整することができる。これにより水頭損失を適宜調整することができる。また、本実施例に係る紫外線照射装置１をメンテナンスするときなど、紫外線照射装置１の紫外線処理機能を停止するときに、移動堰３５を最高の高さ（点線３５’の高さ）に設定することで、下流空間３４内の液体（つまり未処理液体）が処理済み水路４０に越流しないようにすることができる。例えば、メンテナンス時に、照射アセンブリ１０と整流体２０の組合せからなるユニットを上方に引き上げた場合、設置ベース３２の開口３２ａから未処理液体が下流空間３４内に入り込むことになるが、移動堰３５を最高の高さ（点線３５’）に設定しておくことにより、未処理液体が下流空間３４から処理済み水路４０に越流することを阻止できる。

【0031】

図７は、図６の変形例を示す一部断面側面図である。図７において、図６と異なる点は、下流空間３４内の液体を排出するための開閉調整可能なドレイン部（５０、５１）が設けられている点であり、その他は図６と同一構成であってよい。一例として、ドレイン部は、排出口５０と該排出口５０につながる排水路５１とによって構成される。例えば、仕切り壁３３を挟んで下流空間３４の反対側に排水路５１が設けられ、仕切り壁３３における下流空間３４の底面寄りの箇所に開閉調整可能な排出口５０が設けられる。排出口５０は、例えば遮断バルブからなり、常時は閉鎖状態であり、下流空間３４内の液体を排水路５１に排出する必要があるとき、開放状態とされる。例えば、本実施例に係る紫外線照射装置１を起動するとき（稼働開始時）に、排出口５０を開放状態とし、下流空間３４内の液体を該排出口５０を介して排水路５１に排出する。紫外線照射装置１を起動する前は、下流空間３４内には未処理液体が満たされているので、そのような未処理液体を排出口５０を介して排水路５１に排出することにより、下流空間３４内に溜まっていた未処理液体が、稼働開始時に処理済み水路４０に流入することを防止できる。例えば、排出口５０の開放と同時に紫外線照射装置１による紫外線照射処理を開始し、排出口５０を介した排水路５１への未処理液体の排出に伴い、下流空間３４内の液体が徐々に未処理液体から処理済み液体へと入れ替わるようにする。処理済み液体への入れ替わりが略完了したと思われる適宜の時間経過後に排出口５０を閉鎖し、以後、紫外線照射処理を継続する。なお、排水路５１は、開放型の水路あるいは暗渠型の水路若しくはパイプ型の水路など、如何なるタイプの水路であってもよい。また、排水路５１の排出先は、未処理液体の水路３０に還流（回収）されるようになっていてもよいし、あるいは、本実施例に係る紫外線照射装置１のシステム外の排水システム（例えば公共下水）に排出されるようになっていてもよい。なお、図５の例においても、図７に示すようなドレイン部（排出口５０及び排水路５１）を設けることができるのは勿論である。

【0032】

図８は、本発明に係る紫外線照射装置１の別の実施例として、照射アセンブリと整流体の組み合わせからなるユニット６１～６５を複数併設した状態を略示する斜視図である。各ユニット６１～６５は、図４に示すように照射アセンブリ１０と整流体２０の組み合わせからなっており、図５～７に示すように水路３０内に配置されて、堰３１に沿って横並びに密接して配列される。図５を参照して説明したのと同様に、設置ベース３２上に配置された各ユニット６１～６５（照射アセンブリ１０）の下流空間３４側において、堰３１以外の箇所（３面）に仕切り壁３３、３６、３７を設け、該仕切り壁３３、３６、３７によって各ユニット６１～６５（照射アセンブリ１０）の下流空間３４を個別に区切る。詳しくは、図５～７に示すように堰３１に平行に配置された仕切り壁３３と、堰３１及び仕切り壁３３に直角に配置された互いに平行な２つの仕切り壁３６、３７と、堰３１（移動堰３５）とにより、１ユニット６１（照射アセンブリ１０）に対応する下流空間３４が区切られる。他のユニット６２～６５（照射アセンブリ１０）に対応する下流空間３４も、同様に、３面の仕切り壁と堰３１（移動堰３５）とによってそれぞれ区切られる。なお、図示のように隣接するユニット間で同じ仕切り壁（例えば３７）を共用してよい。

【0033】

前記移動堰３５は、各ユニット６１～６５に対応して、前記個別に区切られた前記下流空間３４毎にそれぞれ個別に高さ調整可能に設けられる。各ユニット６１～６５に対応する各移動堰３５の高さは、例えば、稼働時（紫外線処理時）においては、所定の水頭損失に応じて共通の高さに調整されるが、メンテナンス時においては、メンテナンスすべき特定のユニット６１～６５に対応する移動堰３５のみを最高の高さ（点線３５’）に調整すればよい。別の例として、稼働時（紫外線処理時）に特定のユニットを一時休止させることによりユニット６１～６５を間引き運転することもでき、その場合、一時休止させる特定のユニットの移動堰３５を最高の高さ（点線３５’）に設定することで、それに対応する下流空間３４から処理済み水路４０への越流が起こらないようにしてもよい。

【0034】

各ユニット６１～６５に対応して、前記個別に区切られた前記下流空間３４の液体を排出するための開閉調整可能なドレイン部がそれぞれ設けられる。各ドレイン部は、該個別に区切られた下流空間３４毎に設けられた排出口５０と、排水路５１とを含み、前述と同様に、該排出口５０は例えば遮断バルブからなる。すなわち、ユニット６１～６５毎に、堰３１に平行な仕切り壁３３の側に、開閉調整可能な前記排出口５０がそれぞれ設けられ、各排出口５０は共通の前記排水路５１に通じている。個々の排出口５０の開放時に該排出口５０から排出された液体が前記排水路５１に排出される。前述と同様に、各ユニット６１～６５に対応する排出口５０は、当該ユニットの紫外線照射開始時に開放状態とされることで、当該ユニットに対応する下流空間３４内に溜まっていた未処理液体を排水路５１に排出させ、その後、閉鎖状態に戻される。このような各ユニット６１～６５に対応する排出口５０の開閉制御は、必要に応じて同時に又は個別に行うことができる。前述と同様に、排水路５１は、開放型の水路あるいは暗渠型の水路若しくはパイプ型の水路など、如何なるタイプの水路であってもよく、また、排水路５１の排出先は、未処理液体の水路３０に還流（回収）されるようになっていてもよいし、あるいは、システム外に排出されるようになっていてもよい。

【0035】

なお、胴状体１１の側面１１ｃの内面に形成する反射面は、特定の材質、形状、又は構造等に限定されるものではなく、要は、胴状体１１の側面１１ｃの内面が紫外線反射性能を有するように構成されていればよい。したがって、例えば胴状体１１の側面１１ｃの材質それ自体が紫外線反射性能を有するもの（例えばアルミニウムやステンレススチールなどの光反射性能を有する金属、もしくは表面に光反射性能を有する合成樹脂等）であれば、反射面を形成するための特別な加工等は不要であり、材質それ自体が持つ紫外線反射性能をそのまま利用すればよい。一方、胴状体１１の側面１１ｃの材質それ自体では紫外線反射性能を有していないような場合は、該側面１１ｃの内面をフッ素樹脂コーティングするあるいは研磨加工する等によって適度の反射面が形成されるようにすればよい。また、胴状体１１の側面１１ｃの内面に形成された反射面の紫外線反射率は、高いと好都合であるにしても、低くかったとしても差し替えなく、要は、少なくとも適宜の反射性能を提供できればよい。

【0036】

さらに、胴状体１１の側面１１ｃの内面を反射面として積極的に機能させるために、該側面１１ｃの内面（つまり反射面）の意識的な管理・メンテナンスを行うのが好ましい。例えば、胴状体１１の側面１１ｃの内面を定期的に若しくは断続的に清掃することにより、汚れを除去し、もって、反射面としての機能が維持されるようにするとよい。さらには、該側面１１ｃの内面（つまり反射面）からの反射光をセンサによって常時又は随時モニターし、該モニター結果に基づき、反射面としての機能が維持されるように随時清掃するようにするとよい。さらに好ましくは、制御ボックス１５の下面近辺に、自動清掃機構を配置し、胴状体１１の側面１１ｃの内面を清掃すべきとき、該自動清掃機構を稼働させて、反射面の清掃が自動的に行われるようにしてもよい。勿論、これに限らず、反射面の清掃は、メンテナンス作業時に人手によって行うことも可能である。以上から明らかなように、本発明において、胴状体１１の側面１１ｃの内面に形成された反射面とは、そこから反射される紫外線を被処理液体の処理に再利用することを意図する技術概念に基づくものである。

【0037】

なお、照射アセンブリ１０の胴状体１１の側面１１ｃの内面に形成される反射面は、着脱可能な構造からなるものであってもよい。

【符号の説明】

【0038】

１ 紫外線照射装置
１０ 照射アセンブリ
１１ 胴状体
１１ａ 上面（開口）
１１ｂ 下面（開口）
１１ｃ 側面（反射面）
１１ｄ フランジ
１２ 紫外線ランプ
１３ 保護管
１４ フレーム
１４ａ 上部フレーム
１４ｂ 下部フレーム
１４ｃ 側部フレーム
１５ 制御ボックス
２０ 整流体
２１ 入口部
２２ 挿入口
２３ 壁面（側面の囲み壁）
２４ 受け皿（底面の囲み壁）
２５ フランジ
３０ 水路
３１ 堰
３２ 設置ベース
３３、３６、３７ 仕切り壁
３４ 下流空間
３５ 移動堰
４０ 処理済み水路
４１ 仕切り壁
５０ 排出口
５１ 排水路
６１、６２、６３、６４、６５ ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】