專利名稱：紫外線照射裝置的制作方法
紫外線照射裝置
相關申請的引用
本申請以日本特許申請2011-201839 (申請日2011年9月15日)為基礎，享有該申請的優先權。本申請通過參照該申請而包含該申請的全部內容。技術領域
本發明的實施方式涉及紫外線照射裝置。
技術背景
以往，在上下水道、自來水、地下水等處理水的殺菌、消毒、工業用水的除臭、除色或紙漿的漂白、醫療器械的殺菌等中使用紫外線。
在日本特開2011 — 131138A中公開了一種具備處理槽、紫外線傳感器和控制部的紫外線照射裝置。處理槽具有用于原水流入的給水口、對流入的原水照射紫外線的紫外線燈、以及用于將照射了紫外線的原水排出的排水口。紫外線傳感器計測從紫外線燈照射的紫外線照射量。控制部對紫外線燈的點亮及非點亮進行控制。
然而，在使用了上述那樣的紫外線的紫外線照射裝置中，由于處理水經過的處理槽內的壓力上升而導致處理槽變形。處理槽的變形使收納紫外線燈的保護管破損，結果，玻璃片散射到水中。進而，保護管的破損會導致紫外線燈的破損，結果，封入在紫外線燈內部的電極、氣體等會流出。發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種紫外線照射裝置，能夠抑制因處理槽的壓力上升引起的處理槽的變形，能夠防止收納紫外線燈的保護管破損。
實施方式的紫外線照射裝置具備處理槽，具有給水口，接受作為處理對象的處理水；和排水口，將處理水排出；處理水沿從給水口朝向排水口的第一方向經過該處理槽； 紫外線照射構件，沿著與第一方向交叉的第二方向設置于處理槽內，對經過處理槽的處理水照射紫外線；以及支撐構件，沿著第二方向設置于處理槽內，兩端部固定于處理槽的壁面，抑制處理槽的變形。
根據上述構成的紫外線照射裝置，能夠抑制因處理槽的壓力上升引起的處理槽的變形，能夠防止收納紫外線燈的保護管破損。
圖1是表示上水處理系統的處理順序的流程圖。
圖2是表示第一實施方式所涉及的紫外線照射裝置的外觀圖。
圖3是處理槽的垂直剖視圖。
圖4是處理槽的水平剖視圖。
圖5是處理槽的水平剖視圖。
圖6是處理槽的水平剖視圖。圖7是處理槽的垂直剖視圖。圖8是處理槽的垂直剖視圖。圖9是處理槽的垂直剖視圖。
具體實施例方式(第一實施方式)首先，參照圖1來說明上水處理系統中的處理的流程的概要。圖1是表示上水處理系統的處理順序的流程圖。首先，從河、湖或地下水取出原水(處理水)(步驟SI)。接下來，將取出的原水導入至凝聚沉淀槽，在原水中添加凝聚劑，使微粒子凝聚、沉淀(步驟S2)。接下來，將凝聚沉淀槽的上層清水輸送至活性炭過濾槽而將異物過濾(步驟S3)。接下來，將 過濾水輸送至紫外線照射裝置而對過濾水照射紫外線(步驟S4)。接下來，將UV消毒處理水輸送至氯注入槽，對UV消毒處理水注入氯(步驟S5)。在步驟S5之后，向一般家庭或商用場所等供水。接下來，對本實施方式的紫外線照射裝置進行說明。圖2是第一實施方式所涉及的紫外線照射裝置的外觀圖。圖3是處理槽的垂直剖視圖。圖4是處理槽的水平剖視圖。本實施方式的紫外線照射裝置進行上下水道的處理水的殺菌、消毒、滅活。紫外線照射裝置主要具備處理水經過的處理槽6、給水端口 9、排水端口 11、保護管7、紫外線監視窗12、保護罩14、肋15和支撐棒51。處理槽6形成為長方體形狀，要進行殺菌、消毒、滅活的處理水從處理槽6經過。此夕卜，處理槽6具有接受處理水的給水口和將實施過處理的處理水排出的排水口。該給水口和排水口形成于處理槽6的相互對置的壁面上。并且，處理槽6的給水口連接有給水端口9，處理槽6的排水口連接有排水端口 11。處理水沿著從給水口(給水端口 9)朝向排水口(排水端口 11)的方向、即圖2中的A方向進行流動而經過處理槽6。另外，將與A方向垂直的水平方向設為B方向。此外，圖3是從后述的保護管7經過的與圖2的A方向垂直的垂直剖視圖。保護管7由紫外線可透射的電介質形成，例如由石英玻璃形成。并且，如圖3、4所示，在保護管7的內部，收納有對從給水口朝向排水口經過處理槽6的處理水照射紫外線的紫外線燈8。紫外線燈8的兩端部連接有布線，布線的另一端連接于對紫外線燈8供給電力的電子穩定器13。此外，4個保護管7設于處理槽6的內部，這些保護管7沿著與從給水口朝向排水口的方向交叉的方向進行設置。具體地說，在本實施方式中，如圖2 4所示，4個保護管7設于處理槽6的內部，保護管7沿著與A方向垂直的水平方向即B方向，貫穿處理槽6的側面6a和與側面6a對置的側面6c。另外，保護管7及紫外線燈8構成紫外線照射構件。2個紫外線監視窗12設于與處理槽6的側面6a垂直的上表面6b。紫外線監視窗12設置有監視來自紫外線燈8的紫外線照射量的紫外線監視器。保護罩14對從紫外線燈8放射的紫外線光10進行遮擋，設置于處理槽6的側面6a和側面6c的外側(參照圖3、圖4)。另外，在圖2中，保護罩14被省略。肋15抑制因內部壓力的上升而引起的處理槽6的變形。肋15設置于處理槽6的外周，即設置于側面6a、側面6c、上表面6b、以及與上表面6b對置的下表面6d。此外,肋15 設置于A方向上的處理槽6的中央附近。
支撐棒51抑制處理槽6的變形。支撐棒51為棒狀,在處理槽6的內部設置于沿著保護管7的方向(與A方向交叉的方向)。具體地說，在本實施方式中，4個支撐棒51設置于與保護管7平行的方向(B方向)。并且，支撐棒51的兩端部被固定于處理槽6的側面6a 及側面6c的內壁。
在此，對支撐棒51進行說明。保護管7如上述那樣由石英玻璃等形成，因此，保護管7的彈性較低。因此，若處理槽6由于壓力而變形，則設于處理槽6的保護管7會破損。 此外，若保護管7破損，則收納于內部的紫外線燈8也會破損。支撐棒51抑制處理槽6因壓力上升而變形。結果，能夠抑制保護管7、紫外線燈8的破損。
此外，4個支撐棒51針對4個保護管7分別設置，各支撐棒51在A方向上設置在比各保護管7靠排水口側(排水端口 11側)的位置。即，在處理水從給水端口 9朝向排水端口 11流動的情況下，支撐棒51配置在保護管7的下游側。換句話說，支撐棒51在第一方向上配置在保護管7和排水口之間。
若支撐棒51配置成比保護管7靠處理水流動的上游側(給水端口 9側)，則會在來自紫外線燈8的紫外線向處理水照射之前因支撐棒51產生處理水的紊流。因此，為了對產生紊流之前的處理水照射紫外線，將支撐棒51配置于保護管7的下游側。
此外，為了避免因由處理水的水流產生的渦流使支撐棒51振動破損，支撐棒51的外徑Dtl滿足(式I)。
Vr < I…(式 I)
換算流速(基準)=Vr= U / CfnXD0)
平均基準流速U = Qmax / Sd
固有頻率fn=(λ2) / (2nL2) χ(EI / (m+mw))
支撐構件的外徑成
最大流速Qniax
流路截面積Sd
固有值λ= 3. 1415
(固有頻率和振型(modeshape)的公式，作者R. D. Blevins,出版社Krieger Publishing company)
支撐構件的材料的楊氏模量E
截面二次力矩I=31/64 (D04)
支撐構件的長度L
每單位的質量m = S P s
每單位的排除質量mw = SffPff
支撐構件的截面積S
支撐構件的密度P s
排除面積SW=31 (D0 / 2) 2
水密度P w
在以上那樣構成的本實施方式的紫外線照射裝置中，從給水端口 9流入的處理水在處理槽6內沿A方向流動。然后，通過從收納在保護管7內的紫外線燈8放射的紫外線光10，進行處理水內所包含的細菌的殺菌、消毒、滅活，實施過處理的處理水從排水端口 11 排出。
這樣，在第一實施方式的紫外線照射裝置中，規定外徑的4個支撐棒51與保護管 7平行地配置在比保護管7靠排水端口 11側(下游側)的位置。由此，支撐棒51抑制因處理槽6內的壓力上升而引起的處理槽6的變形。因此，根據第一實施方式的紫外線照射裝置，能夠防止收納紫外線燈8的保護管7破損。
(第二實施方式)
第一實施方式的紫外線照射裝置使用了棒狀的支撐構件。本實施方式使用管形狀的支撐構件。
本實施方式的紫外線照射裝置的外觀與第一實施方式相同(參照圖2)。圖5是處理槽的水平剖視圖。本實施方式的紫外線照射裝置進行上下水道的處理水的殺菌、消毒、滅活。紫外線照射裝置主要具備處理水經過的處理槽6、給水端口 9、排水端口 11、保護管7、 紫外線監視窗12、保護罩14、肋15和支撐管52。在此，處理槽6、給水端口 9、排水端口 11、 保護管7、紫外線監視窗12、保護罩14和肋15的結構及功能與第一實施方式相同，因此省略它們的說明。
支撐管52抑制處理槽6的變形。支撐管52為管形狀(圓筒形狀)，在處理槽6的內部，設置于沿著保護管7的方向(與A方向交叉的方向)。具體地說，在本實施方式中，4個支撐管52設置在與保護管7平行的方向(B方向)上。并且，支撐管52的兩端部貫穿處理槽6的側面6a及側面6c,固定于側面6a及側面6c。該支撐管52抑制處理槽6因壓力上升而變形。結果，能夠防止保護管7、紫外線燈8的破損。
此外，4個支撐管52針對4個保護管7分別設置，各支撐管52在A方向上設置在比各保護管7靠排水口側(排水端口 11側)的位置。即，在處理水從給水端口 9朝向排水端口 11流動的情況下，支撐管52配置于保護管7的下游側。換句話說，支撐管52在第一方向上配置于保護管7和排水口之間。這與第一實施方式相同，是為了對產生紊流之前的處理水照射紫外線。
此外，為了避免因由處理水的水流產生的渦流使支撐管52振動破損，支撐管52的外徑Dtl及厚度(壁厚)t滿足(式2 )。
Vr <1...(式 2)
換算流速(基準)=Vr= U / CfnXD0)
平均基準流速U = Qmax / Sd
固有頻率
權利要求
1.一種紫外線照射裝置，其特征在于，具備 處理槽，具有給水口，接受作為處理對象的處理水；和排水口，將所述處理水排出；所述處理水沿從所述給水口朝向所述排水口的第一方向經過該處理槽； 紫外線照射構件，沿著與所述第一方向交叉的第二方向設置于所述處理槽內，對經過所述處理槽的所述處理水照射紫外線；以及 支撐構件，沿著所述第二方向設置于所述處理槽內，兩端部固定于所述處理槽的壁面，抑制所述處理槽的變形。
2.如權利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于， 所述支撐構件在所述第一方向上設置于所述紫外線照射構件和所述排水口之間。
3.如權利要求1或2所述的紫外線照射裝置，其特征在于， 所述支撐構件為棒狀，所述支撐構件的外徑Dtl滿足(式I )，其中， Vr <1...(式 I) 換算流速(基準)=Vr = U / CfnXD0) 平均基準流速U = Qmax / Sd 固有頻率:
4.如權利要求1或2所述的紫外線照射裝置，其特征在于， 所述支撐構件為圓筒形狀，所述支撐構件的外徑Dtl及厚度t滿足(式2)，其中， Vr <1...(式 2) 換算流速(基準)=Vr = U / CfnXD0) 平均基準流速U = Qmax / Sd 固有頻率fn= (λ2) / (2nL2) ΧλΓ (EI / (m+mw)) 支撐構件的外徑 最大流速Q_ 流路截面積=Sd 固有值λ = 3. 1415支撐構件的材料的楊氏模量E 截面二次力矩I = η /64 (D04) 支撐構件的長度L 每單位的質量:m = S P s 每單位的排除質量mw = SwP w 支撐構件的截面積S= (D0 / 2) 2 - (Din / 2) 2 支撐構件的內徑Din = D0 - 2t 支撐構件的厚度t 支撐構件的密度P s 排除面積=Sff = (D0 / 2) 2 水密度P O
5.如權利要求4所述的紫外線照射裝置，其特征在于，所述支撐構件為管形狀，向所述紫外線照射構件供電的布線貫穿所述支撐構件內部。
6.如權利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于， 所述處理槽為長方體形狀， 所述支撐構件為長方形板狀，所述支撐構件的長邊設置在沿著所述第二方向的方向上，所述支撐構件的2個短邊分別固定于沿著所述第一方向相對置的2個第一側面的內壁，所述支撐構件的一個長邊固定于與所述第一側面交叉的第二側面的內壁。
7.如權利要求6所述的紫外線照射裝置，其特征在于， 所述紫外線照射構件在所述第一方向上配置在比所述支撐構件靠所述排水口側的位置，所述支撐構件的一個長邊固定于所述第二側面的所述第一方向上的中央附近，所述支撐構件配置在從所述紫外線照射構件的中心軸經過的平面上。
8.如權利要求1或2所述的紫外線照射裝置，其特征在于， 在所述處理槽內還具備清洗機構，該清洗機構具有對所述紫外線照射構件的外周面進行清掃的清掃部， 所述支撐構件貫穿所述清洗機構，是防止所述清洗機構旋轉的旋轉防止軸。
9.如權利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于， 在所述處理槽內還具備清洗機構，該清洗機構具有對所述紫外線照射構件的外周面進行清掃的清掃部， 所述支撐構件為導軌構件，所述支撐構件沿著所述第二方向固定于所述處理槽的內壁面，所述支撐構件以使所述清洗機構能夠沿所述第二方向移動的方式支撐所述清洗機構，并且防止所述清洗機構旋轉。
10.如權利要求1所述的紫外線照射裝置，其特征在于， 所述處理槽為長方體形狀。
全文摘要
本發明提供能夠防止收納紫外線燈的保護管破損的紫外線照射裝置。實施方式的紫外線照射裝置具備處理槽、紫外線照射構件、支撐構件。處理槽具有給水口，供給作為處理對象的處理水；和排水口，將處理水排出，處理水沿從給水口朝向排水口的第一方向經過。紫外線照射構件在處理槽的內部設置于與第一方向交叉的第二方向，對朝向第一方向經過的處理水照射紫外線。支撐構件設置在沿著紫外線照射構件所設置的第二方向的方向上，兩端部固定于處理槽的壁面，抑制該處理槽的變形。
文檔編號C02F1/32GK102992447SQ201210270200
公開日2013年3月27日 申請日期2012年7月31日 優先權日2011年9月15日
發明者小林伸次, 阿部法光, 城田昭彥, 竹內賢冶, 相馬孝浩 申請人:株式會社東芝