特開 2024-137059 紫外線照度計、紫外線照射モジュール、紫外線処理装置、および紫外線の照度の測定方法

(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】P2024137059

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】紫外線照度計、紫外線照射モジュール、紫外線処理装置、および紫外線の照度の測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/02 20060101AFI20240930BHJP

   C02F 1/32 20230101ALI20240930BHJP

   B01J 19/12 20060101ALI20240930BHJP

【ＦＩ】

G01J1/02 G

C02F1/32

B01J19/12 C

G01J1/02 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047551

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】591030651

【氏名又は名称】水ｉｎｇ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(72)【発明者】

【氏名】石川 智朗

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 正吾

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 倫子

【テーマコード（参考）】

2G065

4D037

4G075

【Ｆターム（参考）】

2G065AA03

2G065AB05

2G065BC01

2G065BC14

4D037AA01

4D037AA11

4D037AB02

4D037AB03

4D037BA18

4D037BB01

4D037BB02

4G075AA13

4G075AA15

4G075BA05

4G075BB10

4G075CA33

4G075DA02

4G075EB21

4G075EB31

4G075EC06

4G075ED08

4G075ED13

4G075FA01

4G075FB06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】複数の紫外線光源から照射される紫外線の照度を個別に測定することができる紫外線照度計が提供される。
【解決手段】紫外線照度計１０は、受光センサ構造体３０と、回転軸３２と、受光センサ構造体３０を回転させる駆動装置２１と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特定の波長域における受光感度と、所定の受光角度と、を有する少なくとも１つのセンサを備える受光センサ構造体と、
前記受光センサ構造体を支持する回転軸と、
前記回転軸に連結され、かつ前記回転軸を通じて、前記受光センサ構造体を回転させる駆動装置と、を備える、紫外線照度計。

【請求項2】

前記紫外線照度計は、前記受光センサ構造体を収容するセンサ管をさらに備えており、
前記センサは、その受光部が前記センサ管の周壁を向くように配置されている、請求項１に記載の紫外線照度計。

【請求項3】

前記センサは、前記回転軸の中心軸線よりも前記センサ管に近接して配置されており、
前記紫外線照度計は、前記センサ管の周壁と前記センサとの間に形成された、構造物が存在しない空間を有している、請求項２に記載の紫外線照度計。

【請求項4】

前記駆動装置は、複数の紫外線光源を前記紫外線照度計の周囲に配置したとき、前記センサが前記複数の紫外線光源のそれぞれに対向するように、前記受光センサ構造体を回転させる、請求項１に記載の紫外線照度計。

【請求項5】

前記受光センサ構造体は、前記回転軸の回転方向において、異なる方向を向いて配置された第１センサおよび第２センサを備えている、請求項１に記載の紫外線照度計。

【請求項6】

前記受光センサ構造体は、前記回転軸に接続されたセンサ装着部材を備えており、
前記センサは、前記センサ装着部材への装着により、前記受光角度で紫外線を受光する、請求項１に記載の紫外線照度計。

【請求項7】

請求項１に記載の紫外線照度計と、
前記紫外線照度計の周囲に配置された複数の紫外線光源と、を備え、
前記紫外線照度計は、前記複数の紫外線光源のそれぞれから照射される紫外線の照度を個別に検出する、紫外線照射モジュール。

【請求項8】

前記複数の紫外線光源のそれぞれは、前記回転軸と平行に延びる長尺状の紫外線ランプである、請求項７に記載の紫外線照射モジュール。

【請求項9】

前記紫外線照射モジュールは、前記受光センサ構造体を収容するセンサ管と、前記紫外線光源と、に付着した汚れを除去する除去装置を備えている、請求項７に記載の紫外線照射モジュール。

【請求項10】

請求項７に記載の紫外線照射モジュールと、
前記紫外線照射モジュールによって紫外線処理される液体の流量を検出する流量計と、を備え、
前記紫外線照射モジュールは、前記複数の紫外線光源のそれぞれの出力を制御する制御装置を備えており、
前記制御装置は、前記駆動装置を動作させることにより、前記センサが前記複数の紫外線光源のそれぞれに対向するように、前記受光センサ構造体を回転させて、前記複数の紫外線光源のそれぞれから照射される紫外線の照度を取得する、紫外線処理装置。

【請求項11】

前記制御装置は、前記紫外線の照度が前記流量計によって検出された流量に基づいて決定される所定の目標照度になるように、前記紫外線光源の出力を制御する、請求項１０に記載の紫外線処理装置。

【請求項12】

請求項１に記載の紫外線照度計による紫外線の照度の測定方法であって、
複数の紫外線光源を前記紫外線照度計の周囲に配置し、
前記駆動装置を動作させることにより、前記センサが前記複数の紫外線光源のそれぞれに対向するように、前記受光センサ構造体を回転させ、
前記センサによって検出された信号に基づいて、前記複数の紫外線光源のそれぞれの照度を個別に測定する、紫外線の照度の測定方法。

【請求項13】

前記回転軸の回転方向において、異なる方向を向いて配置された第１センサおよび第２センサのうち、前記第１センサを、前記複数の紫外線光源のうちの特定の紫外線光源に対向させて、前記第１センサからの第１信号を取得し、
前記第２センサを前記特定の紫外線光源に対向させて、前記第２センサからの第２信号を取得し、
前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記第１センサおよび前記第２センサの少なくとも１つの異常を判断する、請求項１２に記載の紫外線の照度の測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線照度計、紫外線照射モジュール、紫外線処理装置、および紫外線の照度の測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水処理分野では、上水消毒、飲料水や食品などの用水の消毒、下水などの放流水消毒、難分解性有機物の分解などに、紫外線処理が適用されている。紫外線処理を行うための紫外線処理装置は、複数の紫外線光源（例えば、紫外線ランプ）を備えている場合がある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１５１２７５号公報

【特許文献2】特開２０１１－０５０８３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

紫外線処理装置は、紫外線ランプから紫外線を照射することにより、液体を紫外線処理する。その一方で、液体を適切に紫外線処理するためには、紫外線ランプの出力を制御して、紫外線を適切な照度で照射する必要がある。

【0005】

紫外線ランプの出力を制御するためには、紫外線の照度を測定する必要がある。紫外線の照度を測定する方法として、紫外線ランプの数に応じた数の紫外線照度計を設置する方法が考えられるが、このような方法では、複数の紫外線ランプのそれぞれの照度を個別に測定することが困難であり、紫外線処理装置のコストも増大してしまう問題がある。

【0006】

そこで、本発明は、複数の紫外線光源から照射される紫外線の照度を個別に測定することができる紫外線照度計と、紫外線照度計を備える紫外線照射モジュールと、紫外線照射モジュールを備える紫外線処理装置と、を提供することを目的とする。

【0007】

本発明は、複数の紫外線光源のそれぞれから照射される紫外線の照度を測定する方法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】

【0008】

一態様では、特定の波長域における受光感度と、所定の受光角度と、を有する少なくとも１つのセンサを備える受光センサ構造体と、前記受光センサ構造体を支持する回転軸と、前記回転軸に連結され、かつ前記回転軸を通じて、前記受光センサ構造体を回転させる駆動装置と、を備える、紫外線照度計が提供される。

【0009】

一態様では、前記紫外線照度計は、前記受光センサ構造体を収容するセンサ管をさらに備えており、前記センサは、その受光部が前記センサ管の周壁を向くように配置されている。
一態様では、前記センサは、前記回転軸の中心軸線よりも前記センサ管に近接して配置されており、前記紫外線照度計は、前記センサ管の周壁と前記センサとの間に形成された、構造物が存在しない空間を有している。
一態様では、前記駆動装置は、複数の紫外線光源を前記紫外線照度計の周囲に配置したとき、前記センサが前記複数の紫外線光源のそれぞれに対向するように、前記受光センサ構造体を回転させる。

【0010】

一態様では、前記受光センサ構造体は、前記回転軸の回転方向において、異なる方向を向いて配置された第１センサおよび第２センサを備えている。
一態様では、前記受光センサ構造体は、前記回転軸に接続されたセンサ装着部材を備えており、前記センサは、前記センサ装着部材への装着により、前記受光角度で紫外線を受光する。

【0011】

一態様では、上記紫外線照度計と、前記紫外線照度計の周囲に配置された複数の紫外線光源と、を備える紫外線照射モジュールが提供される。前記紫外線照度計は、前記複数の紫外線光源のそれぞれから照射される紫外線の照度を個別に検出する。

【0012】

一態様では、前記複数の紫外線光源のそれぞれは、前記回転軸と平行に延びる長尺状の紫外線ランプである。
一態様では、前記紫外線照射モジュールは、前記受光センサ構造体を収容するセンサ管と、前記紫外線光源と、に付着した汚れを除去する除去装置を備えている。

【0013】

一態様では、上記紫外線照射モジュールと、前記紫外線照射モジュールによって紫外線処理される液体の流量を検出する流量計と、を備える紫外線処理装置が提供される。前記紫外線照射モジュールは、前記複数の紫外線光源のそれぞれの出力を制御する制御装置を備えており、前記制御装置は、前記駆動装置を動作させることにより、前記センサが前記複数の紫外線光源のそれぞれに対向するように、前記受光センサ構造体を回転させて、前記複数の紫外線光源のそれぞれから照射される紫外線の照度を取得する。

【0014】

一態様では、前記制御装置は、前記紫外線の照度が前記流量計によって検出された流量に基づいて決定される所定の目標照度になるように、前記紫外線光源の出力を制御する。

【0015】

一態様では、上記紫外線照度計による紫外線の照度の測定方法が提供される。複数の紫外線光源を前記紫外線照度計の周囲に配置し、前記駆動装置を動作させることにより、前記センサが前記複数の紫外線光源のそれぞれに対向するように、前記受光センサ構造体を回転させ、前記センサによって検出された信号に基づいて、前記複数の紫外線光源のそれぞれの照度を個別に測定する。

【0016】

一態様では、前記回転軸の回転方向において、異なる方向を向いて配置された第１センサおよび第２センサのうち、前記第１センサを、前記複数の紫外線光源のうちの特定の紫外線光源に対向させて、前記第１センサからの第１信号を取得し、前記第２センサを前記特定の紫外線光源に対向させて、前記第２センサからの第２信号を取得し、前記第１信号および前記第２信号に基づいて、前記第１センサおよび前記第２センサの少なくとも１つの異常を判断する。

【発明の効果】

【0017】

紫外線照度計は、駆動装置を動作させて、受光センサ構造体を回転させることにより、受光センサ構造体の周囲に配置された複数の紫外線光源のそれぞれから照射される紫外線の照度を個別に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１（ａ）は紫外線照射モジュールを示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。

【図2】図２（ａ）は紫外線照度計を示す図であり、図２（ｂ）は受光センサ構造体のセンサを示す図である。

【図3】受光センサ構造体の他の実施形態を示す図である。

【図4】図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、紫外線ランプに対向するように回転するセンサを示す図である。

【図5】制御装置によるセンサの異常を判断する制御フローを示す図である。

【図6】制御装置により紫外線ランプの出力を制御するフローを示す図である。

【図7】図７（ａ）は紫外線処理装置の一実施形態を示す図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す紫外線処理装置の斜視図である。

【図8】紫外線処理装置の他の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。以下で説明する複数の実施形態において、特に説明しない一実施形態の構成は、他の実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0020】

図１（ａ）は紫外線照射モジュールを示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、紫外線照射モジュール１は、複数の紫外線光源１１と、複数の紫外線光源１１のそれぞれから照射される紫外線の照度を測定する紫外線照度計１０と、を備えている。

【0021】

紫外線照射モジュール１は、水処理（例えば、上水消毒、飲料水や食品などの用水の消毒、下水などの放流水消毒、難分解性有機物の分解）の対象となる液体を紫外線処理するように構成されている。

【0022】

図１（ａ）に示すように、紫外線照射モジュール１は、紫外線処理される液体が存在する照射槽１００に装着される。照射槽１００は、紫外線処理される液体が流れる配管が接続される構造体であってもよく、または配管であってもよい。紫外線照射モジュール１は、照射槽１００に脱着可能である。したがって、作業者は、必要（例えば、紫外線照射モジュール１のメンテナンス）に応じて、紫外線照射モジュール１を照射槽１００から引き抜くことができる。

【0023】

紫外線光源１１の一例として、長尺状の紫外線ランプ（より具体的には、水銀ランプ）、または複数の紫外線ＬＥＤを有するＬＥＤモジュール（例えば、後述する図７（ａ）、図７（ｂ）、および図８参照）を挙げることができる。本実施形態では、紫外線光源１１は、紫外線ランプである。したがって、以下、本明細書において、紫外線光源１１を紫外線ランプ１１と呼ぶことがある。

【0024】

本実施形態では、複数の紫外線ランプ１１は、同一の構造を有している。紫外線ランプ１１は、紫外線を照射する光源１１ａと、光源１１ａを収容する保護管としてのランプ管１１ｂと、を備えている。複数の紫外線ランプ１１は、平行に配置されている。複数の紫外線ランプ１１のそれぞれは、その軸方向（すなわち、回転軸３２の中心軸線ＣＬ）が液体の流れ方向と平行になるように、または直交するように、配置されている。

【0025】

図２（ａ）は紫外線照度計を示す図であり、図２（ｂ）は受光センサ構造体のセンサを示す図である。図２（ａ）に示すように、紫外線照度計１０は、特定の波長域（例えば、２００～３００ｎｍ）における受光感度と、所定の受光角度（例えば、２０度）と、を有する少なくとも１つのセンサ３４を備える受光センサ構造体３０と、受光センサ構造体３０を支持する回転軸３２と、回転軸３２に連結され、かつ回転軸３２を通じて、受光センサ構造体３０を直接的に回転させる駆動装置２１と、を備えている。

【0026】

紫外線照度計１０は、受光センサ構造体３０（および回転軸３２）を収容する保護管としてのセンサ管３３を備えている。センサ管３３は、回転軸３２の中心軸線ＣＬ方向に沿って延びる有底状の円筒形状を有している。センサ管３３は、例えば、石英ガラス管である。受光センサ構造体３０およびセンサ管３３は、回転軸３２と同心状に配置されている。回転軸３２は、複数の紫外線ランプ１１と平行に配置されている。

【0027】

紫外線照射モジュール１を照射槽１００に装着したとき（図１（ａ）参照）、紫外線ランプ１１および受光センサ構造体３０（およびセンサ管３３）は、照射槽１００の内部に配置される。その一方で、受光センサ構造体３０を回転させる駆動装置２１は、照射槽１００の外部に配置される。

【0028】

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、センサ管３３は、複数の紫外線ランプ１１の間に配置されている。より具体的には、受光センサ構造体３０は、その機能を十分に発揮するために、複数の紫外線ランプ１１のそれぞれから照射される紫外線が届く位置（すなわち、紫外線が遮られず、かつ紫外線が重ならない位置）に配置されている。

【0029】

本実施形態では、受光センサ構造体３０は、２つのセンサ３４Ａ，３４Ｂを備えている。センサ３４Ａ，３４Ｂは、同一の構造を有している。一実施形態では、受光センサ構造体３０は、少なくとも１つのセンサ３４を備えてもよい。センサ３４Ａ，３４Ｂは、回転軸３２の回転方向（図２（ａ）参照）において、異なる方向を向いて配置されている。例えば、センサ３４Ａは、中心軸線ＣＬに関して、センサ３４Ｂの反対側に配置されている。

【0030】

本実施形態では、さらに、センサ３４Ａ，３４Ｂは、中心軸線ＣＬ方向において、異なる高さに配置されている。一実施形態では、センサ３４Ａ，３４Ｂは、中心軸線ＣＬ方向において、異なる高さに配置されていれば、回転軸３２の回転方向において、同一の方向を向いて配置されてもよい。

【0031】

図２（ｂ）に示すように、センサ３４Ａ（およびセンサ３４Ｂ）は、複数の紫外線ランプ１１のそれぞれから照射される紫外線を受光する受光部３４Ａａ（および受光部３４Ｂａ）と、電子機器（図示しない）を収容する本体部３４Ａｂ（および本体部３４Ｂｂ）と、を有している。本体部３４Ａｂ（および本体部３４Ｂｂ）は、受光部３４Ａａ（および受光部３４Ｂａ）を保持する。受光部３４Ａａ（および受光部３４Ｂａ）は、紫外線ランプ１１から照射された紫外線の照度（照度値）に相当する信号を検出するように構成されている。

【0032】

紫外線照射モジュール１は、制御装置２４を備えている。制御装置２４は、受光部３４Ａａ（および受光部３４Ｂａ）によって検出された信号を取得し、取得された信号に基づいて、複数の紫外線ランプ１１のそれぞれの動作（出力）を制御するように構成されている。

【0033】

図２（ａ）に示すように、制御装置２４は、プログラムを格納した記憶部２４ａと、プログラムに従って演算を実行する処理部２４ｂと、紫外線照射モジュール１の構成要素（例えば、駆動装置２１および紫外線ランプ１１など）を動作させる動作制御部２４ｃと、を備えている。

【0034】

図２（ｂ）に示すように、制御装置２４は、センサ３４Ａ，３４Ｂのそれぞれに、電気的に接続されている。受光部３４Ａａ（および受光部３４Ｂａ）によって検出された信号は、信号線３９を通じて、制御装置２４に送られる。制御装置２４は、センサ３４Ａ，３４Ｂから送られた信号に基づいて、紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度を測定する。

【0035】

制御装置２４およびセンサ３４Ａ，３４Ｂは、信号線３９により、有線接続され、信号線３９としての有線ケーブルの稼働可能な領域内で受光センサ構造体３０を正逆転可能に構成されてもよいが、無線接続（例えば、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ｗｉｆｉ（登録商標）など）されてもよい。

【0036】

一実施形態では、信号線３９は、有線接続によって、有線ケーブルの稼働可能な領域内で受光センサ構造体３０を正逆転可能に構成されてもよいが、スリップリング構造を有してもよい。このような構造により、受光センサ構造体３０（および回転軸３２）が回転しても、信号線３９は、受光センサ構造体３０の回転による影響（例えば、捻れ）を受けることなく、制御装置２４およびセンサ３４Ａ，３４Ｂを電気的に接続することができる。

【0037】

図２（ａ）に示すように、受光センサ構造体３０は、回転軸３２に接続されたセンサ装着部材３１を備えている。センサ装着部材３１は、中心軸線ＣＬ方向に沿って延びており、センサ管３３の周壁３３ａを向いて形成されたセンサ孔３１ａを有している。センサ孔３１ａは、中心軸線ＣＬと垂直な方向に延びており、センサの数に対応する数を有している。

【0038】

センサ３４Ａ，３４Ｂのそれぞれは、センサ孔３１ａに装着されている。センサ３４Ａ，３４Ｂのそれぞれをセンサ孔３１ａに装着することにより、センサ３４Ａ，３４Ｂは、受光部３４Ａａ，３４Ｂａがセンサ管３３の周壁３３ａを向くように配置され、所定の受光角度で紫外線を受光する。

【0039】

図３は、受光センサ構造体の他の実施形態を示す図である。図３に示す実施形態では、受光センサ構造体３０は、センサ装着部材３１を備えておらず、所定の受光角度で紫外線を受光するように構成されたセンサ３５Ａ，３５Ｂを備えてもよい。

【0040】

センサ３５Ａ，３５Ｂは、同一の構造を有している。センサ３５Ａ，３５Ｂのそれぞれは、回転軸３２に形成されたセンサ孔３２ａに装着されている。センサ孔３２ａは、センサ孔３１ａと同様に、センサ管３３の周壁３３ａを向いて形成されている。したがって、センサ３５Ａ，３５Ｂのそれぞれをセンサ孔３２ａに装着することにより、センサ３５Ａ，３５Ｂは、受光部３５Ａａ，３５Ｂａがセンサ管３３の周壁３３ａを向くように配置される。

【0041】

図２（ｂ）および図３に示すように、紫外線照度計１０は、センサ管３３の周壁３３ａとセンサ３４Ａ，３４Ｂのそれぞれとの間に形成された空間ＳＰを有している。空間ＳＰは、構造物が存在しない空間である。言い換えれば、空間ＳＰは、受光部３４Ａａ，３４Ｂａによる受光を阻害する遮蔽物が存在しない空間である。

【0042】

センサ３４Ａ，３４Ｂは、回転軸３２の中心軸線ＣＬよりもセンサ管３３に近接して配置されている。このような配置により、センサ３４Ａ，３４Ｂは、構造物（すなわち、遮蔽物）に阻害されることなく、紫外線ランプ１１から照射された紫外線を確実に受光することができる。

【0043】

図１（ａ）に示すように、紫外線照射モジュール１を照射槽１００に装着することにより、紫外線ランプ１１およびセンサ管３３は、照射槽１００の内部に吊り下げられ、この状態で、紫外線照射モジュール１は、照射槽１００に存在する液体を紫外線処理する。

【0044】

紫外線ランプ１１およびセンサ管３３を照射槽１００の内部に配置することにより、センサ管３３およびランプ管１１ｂの表面には、ごみや、鉄、マンガン、硬度などのファウリング成分などの汚れが付着するおそれがある。ランプ管１１ｂが汚れると、紫外線ランプ１１による紫外線の照射が阻害され、結果として、紫外線の照度が低下するおそれがある。同様に、センサ管３３が汚れると、センサ３４Ａ，３４Ｂによる紫外線の受光が阻害され、受光精度が低下するおそれがある。

【0045】

そこで、紫外線照射モジュール１は、センサ管３３および紫外線ランプ１１（より具体的には、ランプ管１１ｂ）の表面に付着した汚れを除去する除去装置４０を備えている（図１（ａ）および図２（ａ）参照）。除去装置４０は、各ランプ管１１ｂおよびセンサ管３３に装着されたワイパー４１と、ワイパー４１を保持する保持体４２と、ワイパー４１および保持体４２が取り付けられた昇降プレート４３と、を備えている。

【0046】

昇降プレート４３は、図示しない昇降装置により中心軸線ＣＬ方向に移動可能である（図１（ａ）の矢印方向参照）。昇降装置の一例として、台形ねじ（機械の送りねじ）の使用を挙げることができる。

【0047】

制御装置２４は、昇降装置に電気的に接続されており、定期的に（または不定期的に）、昇降装置を動作させて、昇降プレート４３を昇降させるように構成されている。昇降プレート４３を昇降させることにより、ワイパー４１および保持体４２は、昇降プレート４３とともに、昇降する。

【0048】

本実施形態では、ワイパー４１は、弾性部材（例えば、リング形状を有するワイパーゴム）から構成されている。したがって、ワイパー４１は、その昇降により、各ランプ管１１ｂおよびセンサ管３３の表面に付着した汚れを除去することができる。結果として、紫外線ランプ１１およびセンサ３４Ａ，３４Ｂは、本来の機能を十分に発揮することができる。

【0049】

紫外線光源１１が複数の紫外線ＬＥＤを有するＬＥＤモジュールである場合、紫外線光源１１は、光源１１ａに相当する紫外線ＬＥＤと、紫外線ＬＥＤの発光面に配置された図示しないガラス部材（すなわち、保護板と呼ばれる平板）と、を備えている。この場合、除去装置４０は、ガラス部材の形状に対応する形状を有するワイパー（例えば、ブレード状のワイパーゴム）でガラス部材の表面に付着した汚れを除去するように構成されている。

【0050】

このように、除去装置４０は、センサ管３３に付着した汚れのみならず、紫外線光源１１（より具体的には、ランプ管１１ｂまたはガラス部材）に付着した汚れをも除去するように構成されている。

【0051】

図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、紫外線照射モジュール１は、複数の紫外線ランプ１１およびセンサ管３３を照射槽１００の内部に吊り下げるベースプレート１２と、駆動装置２１が載置される載置プレート２２と、を備えている。ベースプレート１２は、中心軸線ＣＬと垂直に延びる平板形状を有しており、ベースプレート１２の中央に形成された貫通孔１２ａを有している。

【0052】

受光センサ構造体３０、回転軸３２、およびセンサ管３３は、ベースプレート１２の貫通孔１２ａを貫通している。センサ管３３はベースプレート１２に固定されている一方で、回転軸３２は、ベースプレート１２の上方まで延びており、回転自在にセンサ管３３の内部に配置されている。回転軸３２の下端に固定されたセンサ装着部材３１は、ベースプレート１２の下方に配置されている。

【0053】

載置プレート２２は、ベースプレート１２の上方に配置されており、ベースプレート１２に固定された支持部材２３に支持されている。載置プレート２２上に配置された駆動装置２１は、回転軸３２と同心状に配置されている。

【0054】

本実施形態では、制御装置２４は、ベースプレート１２上に配置されているが、制御装置２４は、必ずしも、ベースプレート１２上に配置される必要はない。例えば、図３に示すように、制御装置２４は、回転軸３２に取り付けられてもよい。

【0055】

制御装置２４は、駆動装置２１に電気的に接続されており、駆動装置２１の動作を制御するように構成されている。したがって、制御装置２４は、駆動装置２１を動作させることにより、回転軸３２を通じて、受光センサ構造体３０を両方向（すなわち、受光センサ構造体３０を中心軸線ＣＬから見たとき、時計回り方向および反時計回り方向）に回転させる。

【0056】

紫外線照度計１０は、駆動装置２１と回転軸３２とを連結する連結部材３７を備えている。連結部材３７は、ベースプレート１２の上方に配置されており、駆動装置２１による回転駆動力を回転軸３２に伝達するように構成されている。駆動装置２１は、センサ３４Ａ，３４Ｂのそれぞれが複数の紫外線ランプ１１のそれぞれに対向するように、回転軸３２および受光センサ構造体３０を回転させるように構成されている。

【0057】

連結部材３７の一例として、固定軸継手を挙げることができる。本実施形態では、紫外線照射モジュール１は、回転軸３２に取り付けられたロータリーエンコーダ３６を備えている。制御装置２４は、駆動装置２１の動作によって、回転軸３２とともに回転するロータリーエンコーダ３６に基づいて、回転軸３２の回転角度を制御するように構成されている。

【0058】

一実施形態では、駆動装置２１は、ステッピングモータやサーボモータなどの精密モータであってもよい。この場合、紫外線照射モジュール１は、必ずしもロータリーエンコーダ３６を備える必要はない。

【0059】

図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、紫外線ランプに対向するように回転するセンサを示す図である。図４（ａ）乃至図４（ｃ）では、センサ３４Ａ，３４Ｂを単にセンサ３４と総称することがあり、センサ３５Ａ，３５Ｂを単にセンサ３５と総称することがある。

【0060】

図４（ａ）に示すように、紫外線照射モジュール１が２つの紫外線ランプ１１を備えている場合、受光センサ構造体３０は、２つの紫外線ランプ１１の中間位置に配置されている。言い換えれば、２つの紫外線ランプ１１は、紫外線照度計１０の周囲に等間隔で配置されている。

【0061】

図４（ａ）に示す実施形態では、すべての紫外線ランプ１１と回転軸３２との間の距離は同じである。したがって、すべての紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度が同一である条件下において、センサ３４（またはセンサ３５）によって検出される信号の大きさ（すなわち、照度値）は、同じである。

【0062】

図４（ｂ）に示すように、紫外線照射モジュール１が４つの紫外線ランプ１１を備えている場合においても、回転軸３２は、４つの紫外線ランプ１１の中間位置に配置されている。言い換えれば、４つの紫外線ランプ１１は、紫外線照度計１０の周囲に、等間隔で配置されている。図４（ｂ）に示す実施形態においても、すべての紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度が同一である条件下において、センサ３４（またはセンサ３５）によって検出される信号の大きさ（すなわち、照度値）は、同じである。

【0063】

図４（ａ）に示すように、制御装置２４は、駆動装置２１を動作させることにより、回転軸３２を回転させて、センサ３４を２つの紫外線ランプ１１のそれぞれに対向させる。この場合、センサ３４をすべての紫外線ランプ１１に対向させるために必要な回転角度は、１８０度である。

【0064】

図４（ｂ）に示すように、制御装置２４は、駆動装置２１を動作させることにより、回転軸３２を回転させて、センサ３４を４つの紫外線ランプ１１のそれぞれに対向させる。センサ３４をすべての紫外線ランプ１１に対向させるために必要な回転角度は、２７０度である。

【0065】

図４（ｃ）に示す実施形態では、紫外線照射モジュール１は、８つの紫外線ランプ１１を備えている。図４（ｃ）に示す実施形態に係る紫外線ランプ１１の配置は、図１（ｂ）に示す実施形態に係る紫外線ランプ１１の配置と同一である。

【0066】

図４（ｃ）に示すように、８つの紫外線ランプ１１を、紫外線照度計１０に近接する第１グループＧ１と、紫外線照度計１０から離間する第２グループＧ２と、に分割した場合、第１グループＧ１に属する４つの紫外線ランプ１１のそれぞれと紫外線照度計１０との間の距離は、同じである。同様に、第２グループＧ２に属する４つの紫外線ランプ１１のそれぞれと紫外線照度計１０との間の距離は、同じである。

【0067】

したがって、第１グループＧ１に属する４つの紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度が同一である条件下において、センサ３４（またはセンサ３５）によって検出される信号の大きさは同じである。同様に、第２グループＧ２に属する４つの紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度が同一である条件下において、センサ３４（またはセンサ３５）によって検出される信号の大きさは同じである。

【0068】

第２グループＧ２に属する紫外線ランプ１１と紫外線照度計１０との間の距離は、第１グループＧ１に属する紫外線ランプ１１と紫外線照度計１０との間の距離よりも大きい。したがって、第２グループＧ２に属する紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度に相当する信号は、第１グループＧ１に属する紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度に相当する信号よりも小さい。

【0069】

受光センサ構造体３０は、３６０度（より具体的には、時計回り方向に１８０度、反時計回り方向に１８０度）に回転可能な可動域を有していれば、紫外線照射モジュール１が複数の紫外線ランプ１１を備えていても、制御装置２４は、信号線３９の捻れを防止しつつ、駆動装置２１を動作させて、センサ３４をすべての紫外線ランプ１１に対向させることができる。

【0070】

このように、制御装置２４は、駆動装置２１を動作させることにより、回転軸３２を通じて、センサ３４が複数の紫外線ランプ１１のそれぞれに対向するように、センサ３４を直接的に回転させる。

【0071】

仮に、センサ３４が全方位型の光センサである場合、センサ３４が特定の紫外線ランプ１１からの紫外線のみならず、特定の紫外線ランプ１１以外の紫外線ランプ１１からの紫外線をも受光してしまい、制御装置２４は、各紫外線ランプ１１からの紫外線の照度を個別に測定することができない。

【0072】

センサ３４は、所定の受光角度で紫外線を受光するように構成されている。受光角度は、例えば、２０度であるが、より多くの紫外線ランプ１１からの紫外線の照度を個別に測定するために、受光角度は、小さいことが望ましい。

【0073】

本実施形態によれば、センサ３４を特定の紫外線ランプ１１に対向させたとき、センサ３４は、特定の紫外線ランプ１１以外の紫外線ランプ１１からの紫外線を受光することはない。このように、制御装置２４は、駆動装置２１を動作させて、受光センサ構造体３０（より具体的には、センサ３４）を回転させることにより、複数の紫外線ランプ１１のそれぞれから照射される紫外線の照度を個別に測定することができる。

【0074】

さらに、本実施形態によれば、制御装置２４は、センサ３４を回転させることにより、センサ３４の長寿命化を実現することができる。センサ３４は、紫外線ランプ１１から照射される紫外線に常時、暴露されることにより、本来の耐久年数よりも早く故障するおそれがある。

【0075】

そこで、制御装置２４は、紫外線ランプ１１からの紫外線の照度を測定するときだけ、センサ３４を紫外線ランプ１１に対向させ、紫外線ランプ１１からの紫外線の照度を測定しないときには、センサ３４を待機位置（より具体的には、紫外線ランプ１１からの紫外線の影響を受けない位置）に配置してもよい。

【0076】

図５は、制御装置によるセンサの異常を判断する制御フローを示す図である。紫外線照度計１０が複数のセンサ３４を備えている場合、制御装置２４は、各センサ３４によって検出される信号に基づいて、複数のセンサ３４の少なくとも１つの異常を判断することができる。以下、本明細書において、センサ３４Ａを第１センサ３４Ａと呼び、センサ３４Ｂを第２センサ３４Ｂと呼ぶことがある。

【0077】

図５のステップＳ１０１に示すように、制御装置２４は、第１センサ３４Ａ（または第２センサ３４Ｂ）を特定の紫外線ランプ１１に対向させて、第１センサ３４Ａ（または第２センサ３４Ｂ）からの信号を取得する。

【0078】

ステップＳ１０１の後、制御装置２４は、第２センサ３４Ｂ（または第１センサ３４Ａ）を特定の紫外線ランプ１１に対向させて、第２センサ３４Ｂ（または第１センサ３４Ａ）からの信号を取得する（ステップＳ１０２参照）。

【0079】

センサ３４Ａ，３４Ｂは、回転軸３２の回転方向において、異なる方向を向いて配置されている。したがって、センサ３４Ａ，３４Ｂは、同時に、特定の紫外線ランプ１１からの紫外線の照度に相当する信号を検出することはない。

【0080】

ステップＳ１０３に示すように、制御装置２４は、ステップＳ１０１によって取得した信号と、ステップＳ１０２によって取得した信号と、の間の差分を算出し、この差分と所定のしきい値とを比較する。所定のしきい値は、センサ３４Ａ，３４Ｂの少なくとも１つの異常を決定づける基準値である。

【0081】

ステップＳ１０４に示すように、制御装置２４は、信号間の差分としきい値とを比較し、差分がしきい値に達したか否かを判定する。差分がしきい値に達していない場合には（ステップＳ１０４のＮＯ参照）、制御装置２４は、センサ３４Ａ，３４Ｂのいずれにも異常は発生していないことを決定して、センサ３４Ａ，３４Ｂの異常判断フローを終了する。

【0082】

その一方で、差分がしきい値に達した場合には（ステップＳ１０４のＹＥＳ参照）、制御装置２４は、センサ３４Ａ，３４Ｂの少なくとも１つに異常が発生していることを決定して、エラー信号を発報する（ステップＳ１０５参照）。

【0083】

センサ３４Ａ，３４Ｂのいずれにも異常が発生していない場合には、センサ３４Ａ，３４Ｂによって検出された信号は、ほぼ同一であり、信号間の差分は、ない、または小さい。その一方で、センサ３４Ａ，３４Ｂの少なくとも１つに異常が発生している場合には、信号間の差分は、所定のしきい値よりも大きい。したがって、制御装置２４は、差分と、しきい値と、を比較して、センサ３４Ａ，３４Ｂの少なくとも１つの異常の有無を判断することができる。

【0084】

紫外線照度計１０で検出される紫外線の照度の大きさと、紫外線ランプ１１に供給される電力の大きさと、の間には、相関関係が存在する。より具体的には、紫外線ランプ１１に供給される電力の大きさと、紫外線ランプ１１の出力（すなわち、紫外線ランプ１１から照射される紫外線の出力）と、の間には、相関関係が存在する。液体の紫外線透過率が一定の条件下において、紫外線ランプ１１の出力と、紫外線照度計１０に照射される紫外線の照度の大きさと、の間には、相関関係が存在する。したがって、紫外線照度計１０で検出される紫外線の照度の大きさと、紫外線ランプ１１に供給される電力の大きさと、の間には、相関関係が存在する。

【0085】

記憶部２４ａは、これら相関関係を示す相関データを格納している。したがって、制御装置２４は、紫外線ランプ１１に供給される電力を制御することにより、紫外線ランプ１１の出力を制御し、紫外線照度計１０で検出される紫外線の照度の大きさを制御することができる。

【0086】

紫外線ランプ１１は、経時的に劣化し、紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度が低下するおそれがある。したがって、制御装置２４は、定期的に（または不定期的に）、紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度と、所定の目標値と、を比較して、紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度の大きさを制御してもよい。所定の目標値は、適切に液体を紫外線処理するために必要な紫外線の照度の目標値であり、記憶部２４ａに格納されている。

【0087】

例えば、紫外線の照度が小さい場合には、制御装置２４は、紫外線の照度が目標値に達するまで、紫外線ランプ１１に供給される電力を増加させて、紫外線ランプ１１の出力を上昇させてもよい。紫外線照射モジュール１は、着脱可能に、照射槽１００に装着されているため、必要に応じて、作業者は、紫外線照射モジュール１を照射槽１００から引き抜いて、対象となる紫外線ランプ１１を新たな紫外線ランプ１１に交換してもよい。

【0088】

図１（ａ）に示すように、制御装置２４は、紫外線照射モジュール１によって紫外線処理される液体の流量に相当する信号を検出する流量計６０に電気的に接続されている。制御装置２４は、流量計６０によって検出された信号を取得し、この信号に基づいて、液体の流量を測定する。

【0089】

適切に液体を紫外線処理するために必要な、紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照度と、液体の流量の大きさと、の間には、相関関係が存在している。この相関関係を示す相関データは、記憶部２４ａに格納されている。したがって、制御装置２４は、流量計６０によって検出された信号（すなわち、流量）に基づいて、紫外線ランプ１１の出力を制御してもよい。

【0090】

液体の流量に応じて、または（紫外線照度計１０との距離、位置関係に依存する）紫外線ランプ１１ごとに、必要な紫外線の照度が決定される。したがって、制御装置２４は、複数の紫外線ランプ１１のそれぞれとセンサ３４との間の距離と、流量計６０によって検出された液体の流量と、に基づいて、紫外線ランプ１１ごとに目標照度を算出してもよい。目標照度は、記憶部２４ａに格納されている。

【0091】

図６は、制御装置により紫外線ランプの出力を制御するフローを示す図である。図６のステップＳ２０１に示すように、制御装置２４は、流量計６０からの信号を取得する。制御装置２４は、駆動装置２１を動作させることにより、センサ３４が特定の紫外線ランプ１１に対向するように、センサ３４を回転させて、紫外線ランプ１１からの紫外線の照度（現在の照度）を取得する。

【0092】

その後、ステップＳ２０２に示すように、制御装置２４は、現在の照度と、所定の目標照度と、を比較して、現在の照度が目標照度に達しているか否かを判定する。現在の照度が目標照度に達している場合には、制御装置２４は、そのまま、紫外線ランプ１１の出力を調整することなく、出力制御フローを終了する。

【0093】

現在の照度が目標照度に達していない場合には、制御装置２４は、現在の照度が目標照度に達するまで、紫外線ランプ１１に供給される電力を制御する（ステップＳ２０３参照）。逆に、現在の照度が目標照度よりも高い場合には、制御装置２４は、現在の照度が目標照度まで低下するように、紫外線ランプ１１に供給される電力を制御する。

【0094】

このようにして、制御装置２４は、センサ３４によって検出される紫外線の照度が流量計６０によって検出された液体の流量に基づいて決定される目標照度になるように、紫外線ランプ１１の出力を制御する。

【0095】

図７（ａ）は紫外線処理装置の一実施形態を示す図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す紫外線処理装置の斜視図である。図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、紫外線処理装置１００は、上述した実施形態に係る紫外線照射モジュール１と、紫外線照度計１０（より具体的には、受光センサ構造体３０）を通過する液体の流量を検出する流量計６０と、紫外線処理の対象となる液体が導入される照射槽５０Ａと、を備えている。

【0096】

一実施形態では、紫外線処理装置１００は、必ずしも、照射槽５０Ａを備えている必要はなく、少なくとも、紫外線照射モジュール１と、流量計６０と、を備えていればよい。

【0097】

紫外線照射モジュール１は、紫外線ランプ１１の代わりに、立方体形状を有する照射槽５０Ａの側壁面５０Ａａに取り付けられた複数の紫外線光源５１を備えている。紫外線光源５１は、広範囲に亘って紫外線を照射するように構成されている。例えば、紫外線光源５１は、複数の紫外線ＬＥＤを有するＬＥＤモジュールである。

【0098】

液体が流れる配管ＰＰを照射槽５０Ａに接続することにより、水処理の対象となる液体が照射槽５０Ａに導入される。流量計６０は、照射槽５０Ａの外部（例えば、照射槽５０Ａの上流側に配置された配管ＰＰ）に配置されている。流量計６０は、照射槽５０Ａに流入する（または照射槽５０Ａから流出する）液体の流量に相当する信号を検出するように構成されている。

【0099】

本実施形態では、４つの紫外線光源５１は、照射槽５０Ａの中央に配置された紫外線照度計１０（より具体的には、受光センサ構造体３０）を取り囲むように配置されている。したがって、照射槽５０Ａに導入された液体は、側壁面５０Ａａに取り付けられた紫外線光源５１によって、紫外線処理され、照射槽５０Ａから排出される。

【0100】

図７（ａ）および図７（ｂ）に示す実施形態では、紫外線処理装置１００は、照射槽５０Ａを通過する液体を取り囲むように配置された複数の紫外線光源５１を備えているため、液体の紫外線処理をより効率よく行うことができる。

【0101】

図８は、紫外線処理装置の他の実施形態を示す図である。図８に示すように、紫外線処理装置１００は、直方体形状を有する照射槽５０Ｂを備えてもよい。図８に示す実施形態では、紫外線処理装置１００は、照射槽５０Ｂの端壁面５０Ｂａに取り付けられた２つの紫外線光源５１を備えている。本実施形態では、紫外線光源５１は、側壁面５０Ｂｂには取り付けられていないが、側壁面５０Ｂｂに取り付けられてもよい。一実施形態では、紫外線光源５１は、側壁面５０Ｂｂの形状に応じた形状（長方形状）を有してもよい。

【0102】

上述した実施形態では、紫外線照射モジュール１が制御装置２４を備える構成について説明したが、一実施形態では、制御装置２４は、紫外線照射モジュール１の外部に取り付けられてもよい。例えば、制御装置２４は、水処理設備に配置された制御盤（図示しない）の内部に格納されてもよい。この場合、「紫外線処理装置１００が制御装置２４を備えている」と表現可能である。

【0103】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0104】

１ 紫外線照射モジュール
１０ 紫外線照度計
１１ 紫外線光源
１１ａ 光源
１１ｂ ランプ管
１２ ベースプレート
１２ａ 貫通孔
２１ 駆動装置
２２ 載置プレート
２３ 支持部材
２４ 制御装置
２４ａ 記憶部
２４ｂ 処理部
２４ｃ 動作制御部
３０ 受光センサ構造体
３１ センサ装着部材
３１ａ センサ孔
３２ 回転軸
３２ａ センサ孔
３３ センサ管
３３ａ 周壁
３４，３４Ａ，３４Ｂ センサ
３４Ａａ，３４Ｂａ 受光部
３４Ａｂ，３４Ｂｂ 本体部
３５，３５Ａ，３５Ｂ センサ
３６ ロータリーエンコーダ
３７ 連結部材
３９ 信号線
４０ 除去装置
４１ ワイパー
４２ 保持体
４３ 昇降プレート
５０Ａ 照射槽
５０Ａａ 側壁面
５０Ｂ 照射槽
５０Ｂａ 端壁面
５０Ｂｂ 側壁面
５１ 紫外線光源
６０ 流量計
１００ 照射槽
ＰＰ 配管
ＣＬ 中心軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】