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公開番号2024049658
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2022156009
出願日2022-09-29
発明の名称紫外線照射装置
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類C02F 1/32 20230101AFI20240403BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】被処理水の水質変動に応じた紫外線照射量を照射可能とし、動力コストを抑え、かつ、安全な被処理水を提供する。
【解決手段】円筒状の通水管と、該通水管と交差する向きで該通水管に接続された円柱状のランプハウジング管と、該ランプハウジング管内に該ランプハウジング管の延在方向に沿って配設され、該通水管を流れる被処理水の流れる方向と交差する向きに延在する複数本の紫外線ランプと、該紫外線ランプの中心軸の鉛直上又は鉛直下となる位置で、該ランプハウジング管の壁部に固定された紫外線モニタ用センサと、を備え、前記紫外線ランプと該紫外線モニタ用センサとの距離が、該紫外線モニタ用センサにより測定された紫外線強度、及び前記通水管を流れる被処理水の流量値をパラメータとする一つの関数で紫外線照射量を近似できる距離となる位置に、該紫外線ランプが配設された紫外線照射装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
円筒状の通水管と、
該通水管と交差する向きで該通水管に接続された円柱状のランプハウジング管と、
該ランプハウジング管内に該ランプハウジング管の延在方向に沿って配設され、該通水管を流れる被処理水の流れる方向と交差する向きに延在する複数本の紫外線ランプと、
該紫外線ランプの中心軸の鉛直上又は鉛直下となる位置で、該ランプハウジング管の壁部に固定された紫外線モニタ用センサと、を備え、
前記紫外線ランプと該紫外線モニタ用センサとの距離が、該紫外線モニタ用センサにより測定された紫外線強度、及び前記通水管を流れる被処理水の流量値をパラメータとする一つの関数で紫外線照射量を近似できる距離となる位置に、該紫外線ランプが配設された紫外線照射装置。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
前記紫外線ランプと前記紫外線モニタ用センサとの距離が、該紫外線モニタ用センサにより測定された紫外線強度、及び前記通水管を流れる被処理水の流量値をパラメータとする前記一つの関数で紫外線照射量を近似できる距離となるように、前記ランプハウジング管の径が設定された請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記紫外線モニタ用センサにより測定された紫外線強度、及び前記通水管を流れる被処理水の流量値が入力されることで、前記被処理水に対する紫外線照射量を目標とする紫外線照射量になるように計算された紫外線強度を出力して、該紫外線ランプの紫外線照射量を制御する紫外線照射量制御部を備えた請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記紫外線照射量制御部に入力される前記流量値を、流量計が測定した測定値ではなく任意の流量値とする請求項３に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記被処理水の流量値毎に、前記一つの関数を該一つの関数に類似する別の関数に切り替える請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、紫外線照射装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の消毒設備においては、例えば上下水道（水道水または地下水等）の殺菌若しくは消毒、工業用水の脱臭、脱色、殺菌若しくは消毒、パルプの漂白、又は医療機器の殺菌若しくは消毒等を行うために、オゾンや塩素等の薬品が用いられている。しかし、このような消毒設備では、オゾンや塩素等の薬品を被処理水に均一に溶け込ませる必要があるため、上記薬品を攪拌させる被処理水を溜める貯留槽（滞留槽）やスプレーポンプ等の攪拌装置が必要となり、被処理水の水質や水量の変化に対し即時に対応することが困難である。
【０００３】
このような問題に対応すべく、紫外線照射によって、上下水道の殺菌若しくは消毒、又は工業用水の殺菌若しくは消毒を行う紫外線照射装置がある。この紫外線照射装置は、被処理水を、通水管を通過させつつ紫外線ランプから紫外線照射を行い、紫外線ランプの調光制御を行うことで被処理水の水質や水量の変化に対し即時に対応することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４１６８３４８号公報
特許第６４２２９００号公報
特開２０１１－１３６０６２号公報
公益財団法人水道技術研究センター,紫外線照射装置ＪＷＲＣ技術審査基準２０１９年度版（２０２０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
紫外線照射装置においては、紫外線が照射される数秒間で殺菌・不活化されるため、正確な紫外線照射量を把握する必要がある。しかし、被処理水の流量や水質の変動が大きい施設に適用する場合、常に定格で運転していると、被処理水の流量が低下した場合や、被処理水の水質が上がり紫外線透過率が計画条件よりも改善した場合には、必要以上の紫外線が照射されることになり、紫外線ランプを発光させるための電力の無駄が発生する。逆に、被処理水の水質が悪化した場合等は、紫外線透過率の下降に応じて紫外線照射量も増加させる必要がある。
【０００６】
紫外線ランプを備える紫外線照射装置は、例えば、円筒形の通水管と有底円筒状に構成されたランプハウジングとが水平面内において十字状に交差するように接合されて形成されている。そして、ランプハウジング内部に、ランプハウジングの中心軸と平行に、石英ガラス等から成り内部に紫外線ランプを収納した保護管が複数本配設された構造となっている。
【０００７】
紫外線照射装置は、紫外線ランプの発光強度（紫外線強度）を監視するための紫外線モニタ用センサを備えている。この紫外線モニタ用センサは、紫外線ランプのすぐ近くに配設されている。そして、紫外線照射装置における紫外線照射量（ｍJ／ｃｍ
２
）は、紫外線強度（ｍＷ／ｃｍ
２
）と紫外線照射時間（ｓ）との積で定義される。また、被処理水中の微生物への紫外線照射量を把握するためには、水質指標となる紫外線透過率を測定する紫外線透過率計が必要となる。しかし、紫外線透過率計は、高額であり、維持管理の負担が大きい。
【０００８】
紫外線ランプの一例である中圧水銀ランプは、低圧水銀ランプに比べ紫外線強度が強く、大規模の被処理水に対する紫外線処理に向いており、ランプ出力を調整することで、幅広い領域で調光できるという特徴を有している。中圧水銀ランプを備える紫外線照射装置は、この特徴を活かした調光制御によりランニングコストの削減ができ、安全な処理水を提供でき、また、紫外線透過率計を不要とする調光制御を実施できる。しかし、条件によっては、設計が難しい位置に紫外線モニタ用センサを位置させる必要があったり、紫外線モニタ用センサを移動させる機構を備えたりする必要がある。
【０００９】
よって、被処理水の水質の変動（紫外線透過率の変動）に応じた紫外線照射量を照射可能とし、動力コストを抑え、かつ、安全な被処理水を提供すべく、紫外線モニタ用センサが取り付け容易で、調光制御が可能となる位置に紫外線ランプを設置した紫外線照射装置を提供するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本実施形態の紫外線照射装置は、円筒状の通水管と、該通水管と交差する向きで該通水管に接続された円柱状のランプハウジング管と、該ランプハウジング管内に該ランプハウジング管の延在方向に沿って配設され、該通水管を流れる被処理水の流れる方向と交差する向きに延在する複数本の紫外線ランプと、該紫外線ランプの中心軸の鉛直上又は鉛直下となる位置で、該ランプハウジング管の壁部に固定された紫外線モニタ用センサと、を備え、前記紫外線ランプと該紫外線モニタ用センサとの距離が、該紫外線モニタ用センサにより測定された紫外線強度、及び前記通水管を流れる被処理水の流量値をパラメータとする一つの関数で紫外線照射量を近似できる距離となる位置に、該紫外線ランプが配設されている。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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