CN109890763B - 水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够以充足的照射量对被处理水均匀地照射紫外线且容易进行清洗设备等的安装的水处理装置。使用紫外线来对被处理水进行紫外线处理的水处理装置中，具备供被处理水流动的流路和紫外线照射部，该紫外线照射部设于流路的与流入口侧相反的一侧，并且经由由透明部件构成的窗部向流入口侧对流动在流路内的被处理水照射紫外线，流路具有扩径部，在扩径部设有用于窗部的清洗的清洗设备以及传感器的至少一方。

Description

水处理装置
技术领域
本发明涉及水处理装置，尤其涉及使用紫外线来对被处理水进行紫外线处理的水处理装置。
背景技术
近年来，作为对饮用水等被处理水进行杀菌的技术，研究出使用紫外线照射的技术(紫外线处理)。而且，被处理水的紫外线处理使用具备供被处理水流动的流路、和对流动在流路内的被处理水照射紫外线的光源的水处理装置。
此处，在紫外线处理所使用的水处理装置中，在使用过程中，有时在光源上附着脏污，处理性能降低。因此，例如专利文献1中，相对于设置在污水管内的作为光源的紫外线灯直接安装超声波振荡器，使用超声波振荡器来对紫外线灯进行超声波清洗，由此抑制水处理装置的处理性能的降低。并且，例如专利文献2中，使用安装于供被处理水流入的装置主体的底面的超声波振荡器来对设置在装置主体内的紫外线灯进行超声波清洗，由此抑制水处理装置的处理性能的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-738号公报
专利文献2：日本特开2010-227838号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在使用紫外线照射的水处理装置中，从所获得的处理水的水质的提高以及均匀化的观点看，需求以充足的照射量对被处理水均匀地照射紫外线。但是，一般地，离光源的距离越大，紫外线的强度越低，从而在从与被处理水的流动方向交叉的方向(例如为与被处理水的流动方向正交的方向)照射了紫外线的情况下，难以以充足的照射量对被处理水均匀地照射紫外线。
针对这样的问题，例如通过使用图3所示的设有经由窗部21在与被处理水的流入方向对置的方向(图3中左方向)上照射紫外线的紫外线照射部22的水处理装置20，能够遍及被处理水的流动方向的大范围进行均匀的紫外线处理，从而认为确保充足的照射量。但是，具有上述的结构的水处理装置有被处理水的流路成为阻碍而难以安装清洗窗部的设备、检测窗部的状态等的传感器的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种能够以充足的照射量对被处理水均匀地照射紫外线且能够容易进行清洗设备等的安装的水处理装置。
用于解决课题的方案
本发明的目的在于有利地解决上述课题，本发明的水处理装置是使用紫外线来对被处理水进行紫外线处理的水处理装置，其特征在于，具备：流路，其供被处理水流动；以及紫外线照射部，其设于上述流路的与流入口侧相反的一侧，并且经由由透明部件构成的窗部向上述流入口侧对流动在上述流路内的被处理水照射紫外线，上述流路具有扩径部，在上述扩径部设有用于上述窗部的清洗的清洗设备以及传感器的至少一方。这样，若在流路的与流入口侧相反的一侧设置紫外线照射部，并在朝向流入口侧的方向上对流动在流路内的被处理水照射紫外线，则能够遍及被处理水的流动方向的大范围而均匀地对被处理水进行紫外线处理。并且，若在流路设置扩径部，则即使在将流路、窗部以及紫外线照射部设为上述的配置的情况下，也能够容易地安装用于窗部的清洗的清洗设备、传感器。
此处，在本发明的水处理装置中，优选为，上述扩径部具有内径朝向上述被处理水的流动方向渐增的倒锥形形状。若扩径部具有倒锥形形状，则容易使清洗设备、传感器指向窗部的中心地安装清洗设备、传感器。
并且，在本发明的水处理装置中，优选为，在上述扩径部至少设有具备超声波振荡器的清洗设备，上述流路的内周面由聚四氟乙烯作内衬。这是因为，若流路的内周面由聚四氟乙烯(PTFE)作内衬，则能够利用内周面的紫外线的反射来更良好地对被处理水进行紫外线处理。此外，PTFE的内衬难以传播超声波，但若在扩径部设置清洗设备，则即使在使用具备超声波振荡器的清洗设备的情况下，也能够使超声波振荡器指向窗部地配置超声波振荡器，从而能够良好地清洗窗部。
而且，在本发明的水处理装置中，优选为，在上述扩径部至少设有具备超声波振荡器的清洗设备，上述超声波振荡器的超声波振荡面指向上述窗部的中心。这是因为，通过使超声波振荡器指向窗部的中心地设置超声波振荡器，能够有效地清洗窗部。
发明的效果如下。
根据本发明的水处理装置，能够以充足的照射量对被处理水均匀地照射紫外线，并且能够容易进行清洗设备等的安装。
附图说明
图1是在剖面中示出水处理装置的一个例子的简要结构的说明图。
图2是在剖面中示出水处理装置的其它例子的简要结构的说明图。
图3是在剖面中示出水处理装置的另一其它例子的简要结构的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，各图中，标注有同一符号的部件表示同一构成要素。
此处，本发明的水处理装置没有特别限定，例如能够当在净水厂等的大型设备、小型的饮水机、污水处理厂以及超纯水制造设备等中对被处理水进行杀菌时使用。其中，本发明的水处理装置能够适宜地用于在净水厂中制造饮用水时的杀菌处理等。
(水处理装置)
图1中，在沿被处理水的流动方向的剖面中示出本发明的水处理装置的一个例子的简要结构。图1所示的水处理装置10是对所流入的被处理水照射紫外线来对被处理水进行紫外线处理从而获得处理水的装置。
而且，水处理装置10具备供被处理水流动的流路1、设于流路1的与流入口2侧(图1中左侧)相反的一侧的窗部5和紫外线照射部6、供对被处理水进行紫外线处理而获得的处理水流动的处理水流路3、以及供处理水从处理水流路3流出的流出口4。并且，在流路1设有内径从流入口2侧朝向窗部5和紫外线照射部6侧扩大的扩径部7。另外，在流路1的扩径部7设有作为用于窗部5的清洗的清洗设备的超声波振荡器8、和检测窗部5的脏污状态的传感器9。
＜被处理水的流路＞
流路1没有特别限定，例如能够使用SUS配管等配管来形成。此外，流路1也可以通过使用凸缘等已知的连接部件连接多个配管来形成。
而且，水处理装置10的流路1沿被处理水的流动方向从流入口2侧起依次具有小径部、扩径部7、以及内径比小径部的内径大的大径部。此处，流路1的扩径部7具有内径从小径部侧朝向大径部侧(即朝向被处理水的流动方向)渐增的倒锥形形状。并且，流路1的大径部同在下文中详细说明的形成处理水流路3的配管一起形成双重管构造，在被处理水的流动方向(图1中左右方向)上观察时，大径部的与流入口2侧相反的一侧的端缘(图1中右侧的端缘)不与窗部5接触而结束。即，供被处理水流动的流路1以在与窗部5之间空开缝隙的状态结束。
此外，虽没有特别限定，但从在流路1的内周面使自紫外线照射部6照射出的紫外线良好地反射来更良好地对被处理水进行紫外线处理的观点看，流路1的内周面、尤其大径部的内周面优选由聚四氟乙烯作内衬。
＜窗部＞
窗部5由能够使从紫外线照射部6照射出的紫外线透射的透明部件构成，流路1的与流入口2侧相反的一侧(图1中右侧)设为水密，来防止被处理水向紫外线照射部6流入。并且，窗部5的直径比流路1的大径部的内径大，构成为对流动在流路1内的被处理水整体照射从紫外线照射部6照射出的紫外线。
此外，作为形成窗部5的透明部件，没有特别限定，可以举出石英玻璃、蓝宝石玻璃、氟树脂等。其中，从耐久性以及紫外线的透射性的观点看，优选石英玻璃。并且，作为水密地设置窗部5的方法，没有特别限定，例如可以举出如下方法等：在将形成处理水流路3的配管和紫外线照射部6连接的凸缘(未图示)设有用于设置构成窗部5的透明部件的凹陷，并且使用O型圈、垫片等来水密地密封凸缘连接部。
＜紫外线照射部＞
紫外线照射部6具备紫外线的光源，经由窗部5向流入口2侧照射紫外线。具体地，紫外线照射部6例如在收纳室内收纳能够确保所希望的紫外线强度的个数的光源来形成。而且，紫外线照射部6对流动在流路1的大径部内的被处理水照射大致均匀的强度的紫外线。
此外，作为紫外线的光源，没有特别限定，例如能够使用水银灯、氙气灯、紫外线LED等任意的光源。其中，从安全性以及成本的观点看，优选紫外线LED。并且，光源所照射的紫外线的波长没有特别限定，优选为200nm以上，更优选为240nm以上，并且优选为300nm以下，更优选为285nm以下。这是因为上述波长区域的紫外线的杀菌力较高。
＜处理水流路＞
处理水流路3没有特别限定，例如能够使用SUS配管等配管来形成。具体地，处理水流路3能够使用配置于流路1的大径部的外侧并与流路1的大径部一起形成双重管构造的配管(以下有时称作“外管”。)，而形成于流路1的大径部的外周面与外管的内周面之间。
此外，在水处理装置10中，外管与流路1同轴配置。而且，外管的靠轴线方向一侧(图1中左侧)的端部与形成流路1的大径部的配管的靠流入口2侧的端缘水密地连接。并且，外管的靠轴线方向另一侧(图1中右侧)的端部与窗部5水密地连接。
＜超声波振荡器＞
作为窗部5的清洗设备的超声波振荡器8以使超声波振荡面指向窗部5的方式设于流路1的扩径部。具体地，超声波振荡器8没有特别限定，以使超声波振荡面指向窗部5的中心的方式设置于壳体的内侧，该壳体由使用焊接等方法而水密地安装于扩径部7的筒状体构成。此外，超声波振荡器8相对于壳体的固定没有特别限定，能够使用夹紧件等已知的固定部件来进行。并且，壳体的与流路1侧相反的一侧的端部能够使用盖等密封部件来水密地密封。另外，壳体以及超声波振荡器8的一部分也可以伸出至流路1内。
＜传感器＞
并且，检测窗部5的脏污状态的传感器9以指向窗部5的方式设于流路1的扩径部7。具体地，传感器9没有特别限定，以使检测面指向窗部5的方式设置于壳体的内侧，该壳体由使用焊接等方法而水密地安装于扩径部7的筒状体构成。此外，传感器相对于壳体的固定没有特别限定，能够使用夹紧件等已知的固定部件来进行。并且，壳体的与流路1侧相反的一侧的端部能够使用盖等密封部件来水密地密封。另外，壳体以及传感器9的一部分也可以伸出至流路1内。
此处，作为传感器9，没有特别限定，能够使用可根据透射窗部5后的紫外线的强度的变化来把握窗部5的脏污状态的紫外线传感器等已知的传感器。并且，传感器9的检测面的朝向能够指向窗部5的任意位置，但从基于传感器9所检测到的脏污来在适当的时机清洗窗部5的观点看，优选指向与作为清洗设备的超声波振荡器8的超声波振荡面相同的位置。
＜紫外线处理＞
而且，根据具有上述的结构的水处理装置10，能够从紫外线照射部6经由窗部5向流入口2侧(图1中左侧)对从流入口2朝向窗部5侧(图1中右侧)流动的被处理水照射紫外线。因此，能够遍及被处理水的流动方向的大范围而均匀地照射充足量的紫外线，从而能够良好地对被处理水进行紫外线处理。并且，根据水处理装置10，由于流路1的内周面由聚四氟乙烯作内衬，所以使紫外线在流路1的内周面良好地反射，从而能够更良好地对被处理水进行紫外线处理。
此外，在水处理装置10中，对被处理水进行紫外线处理而获得的处理水能够经由流路1与窗部5之间的缝隙向处理水流路3流入，并且能够从流出口4取出。
＜窗部的清洗＞
并且，根据水处理装置10，由于流路1具有扩径部7，所以能够容易在使超声波振荡器8和传感器9指向所希望的方向的状态下安装超声波振荡器8和传感器9。而且，由于水处理装置10具有超声波振荡器8和传感器9，所以通过由传感器9检测窗部5的脏污状态，并使用超声波振荡器8来清洗窗部5，能够抑制针对被处理水的紫外线照射量因窗部5的脏污而降低的情况。尤其是，在水处理装置10中，由于使超声波振荡器8的超声波振荡面指向窗部5的中心，所以能够使用在被处理水中传播的超声波来均等地清洗窗部5。并且，在水处理装置10中，由于使超声波振荡器8的超声波振荡面指向窗部5，所以即使在流路1的内周面由难以传播超声波的材料(例如，聚四氟乙烯)作内衬的情况下，也能够良好地清洗窗部5。
此外，从均等地清洗窗部5的观点看，在将多个超声波振荡器8配置于水处理装置10的扩径部7的情况下，各超声波振荡器8优选等间隔地沿扩径部7的周向设置。并且，若在窗部5沉淀水锈，则仅利用超声波的照射的话难以将其除去，并且有从窗部5除去的水锈堵塞在流路1与窗部5之间的缝隙的担忧，从而优选以较短的间隔来实施超声波振荡器8的清洗。
以上，使用一个例子对本发明的水处理装置进行了说明，但本发明的水处理装置不限定于上述一个例子，能够适当地对本发明的水处理装置实施变更。
具体地，例如，在上述一个例子的水处理装置10中，作为清洗设备的超声波振荡器8和传感器9这两者安装于扩径部7，但在本发明的水处理装置中，也可以不设置传感器而在扩径部仅安装清洗设备并以预定间隔实施清洗，并且也可以在扩径部仅安装传感器并在检测到脏污的时机实施分解清洗或者窗部的更换。
并且，在上述一个例子的水处理装置10中，使用了内径朝向被处理水的流动方向渐增的倒锥形形状的扩径部7，但扩径部7的形状不限定于倒锥形形状。具体地，例如，也可以如图2所示的水处理装置10A那样，扩径部是沿与水的流动方向正交的方向延伸的(即流路1的内径呈阶段状地扩大的)扩径部7A。其中，从容易在指向窗部的所希望的位置的状态下安装清洗设备、传感器的观点看，扩径部优选呈内径朝向被处理水的流动方向渐增的倒锥形形状。
另外，在上述一个例子的水处理装置10中，在扩径部7仅设有用于窗部5的清洗的超声波振荡器8和传感器9，但也可以在扩径部7还设有检测用于窗部5的清洗的超声波振荡器8和传感器9的脏污状态的传感器、以及在用于窗部的清洗的超声波振荡器8的超声波振荡面和传感器9的检测面附着有脏污的情况下清洗该脏污的清洗设备。
工业上的可利用性
根据本发明，可提供一种能够以充足的照射量对被处理水均匀地照射紫外线且能够容易进行清洗设备等的安装的水处理装置。
符号的说明
1—流路，2—流入口，3—处理水流路，4—流出口，5、21—窗部，6、22—紫外线照射部，7、7A—扩径部，8—超声波振荡器，9—传感器，10、10A、20—水处理装置。

Claims (5)

1.一种水处理装置，使用紫外线来对被处理水进行紫外线处理，其特征在于，具备：
流路，其供被处理水流动；
紫外线照射部，其设于上述流路的与流入口侧相反的一侧，并且经由由透明部件构成的窗部向上述流入口侧对流动在上述流路内的被处理水照射紫外线；以及
处理水流路，其供对上述被处理水进行紫外线处理而获得的处理水流动，
上述流路沿被处理水的流动方向从上述流入口侧起依次具有小径部、扩径部以及内径比上述小径部的内径大的大径部，
上述处理水流路使用配置于上述大径部的外侧并与大径部一起形成双重管构造的外管，而形成于上述大径部的外周面与上述外管的内周面之间，
在上述扩径部设有用于上述窗部的清洗的清洗设备以及传感器的至少一方。
2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，
上述扩径部具有内径朝向上述被处理水的流动方向渐增的倒锥形形状。
3.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，
在上述扩径部至少设有具备超声波振荡器的清洗设备，
上述流路的内周面由聚四氟乙烯作内衬。
4.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，
在上述扩径部至少设有具备超声波振荡器的清洗设备，
上述超声波振荡器的超声波振荡面指向上述窗部的中心。
5.根据权利要求3所述的水处理装置，其特征在于，
在上述扩径部至少设有具备超声波振荡器的清洗设备，
上述超声波振荡器的超声波振荡面指向上述窗部的中心。
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