JP2001259622A - 水の浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着材の交換や再生が必要なく、さらに流通
処理方式で有機物除去が可能となり、緩衝材を設けるこ
とがないため装置が複雑でなく、有害成分を含む水を多
量に処理でき、安全で清澄な水を供給できる装置を提供
する。 【解決手段】 流入した水を濁質除去部と有害成分除去
部を通過させた後に流出する水の浄化装置において、有
害成分除去部がエキシマランプからの紫外線による有害
成分分解手段であり、有害成分除去部を通過する水のレ
イノルズ数が２０００以上６００００以下であり、かつ
有害成分除去部の流路厚みを１００μｍ以上５０００μ
ｍ以下としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流入した水道水に
含まれる濁質と有害成分を除去する水の浄化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】水道水には、有害有機物や消毒殺菌剤で
あるカルキ臭等の臭い成分や微細な粒子成分が含まれて
いる。また、雨水や生活排水や河川水には、大気中に含
まれる有機物、洗剤成分、および人体由来の有機物や微
粒子成分が含まれている。さらに、産業排水には、有害
有機物等が含まれている。

【０００３】これらの水を浄化するため、粒子成分除去
にはフィルターや沈殿処理が用いられ、有機物除去には
吸着材による吸着除去法、生物分解法等が用いられてい
る。

【０００４】しかしながら、有機物除去に関して吸着材
による吸着除去法は、吸着材の寿命により性能低下が起
こるため、吸着材の交換や再生処理が必要である。ま
た、生物除去法は有機物分解速度が遅いため、装置や設
備が大型になるとともに生物浄化槽からの菌の流出があ
るため、下流側に殺菌装置が必要となる。

【０００５】そのため、有機物を含む水に紫外線を照射
することで、有機物を分解する方法が提案されている
（特開平１０−２１６７１６）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−２１６７１６の撹拌装置を備えた方法は、装置が
大型であったり、流通処理方式では使用できない方法で
ある。また、処理流体の緩衝材を設け、紫外線に照射さ
れる時間を長くする流通処理方法も提案されているが、
装置が複雑になるのと処理量が少ない問題がある。さら
に、流通処理方式で紫外線を水に照射する殺菌装置にお
いては、紫外線照射量と処理水のレイノルズ数の条件を
限定した水の浄化装置が提案されているが（特開平１０
−２７７５４６）、前記条件は殺菌のための条件であ
り、水に含まれる有害成分を効率良く分解除去できな
い。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、吸着材の交換や再生が必要なく、さらに
流通処理方式で有機物除去が可能となり、緩衝材を設け
ることがないため装置が複雑でなく、有害成分を含む水
を多量に処理でき、安全で清澄な水を供給できる装置を
提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用・効果】上記課
題を解決するためになされた本発明の請求項１は、流入
した水を濁質除去部と有害成分除去部を通過させた後に
流出する水の浄化装置において、有害成分除去部がエキ
シマランプからの紫外線による有害成分分解手段であ
り、有害成分除去部を通過する水のレイノルズ数が２０
００以上６００００以下であり、かつ有害成分除去部の
流路厚みを１００μｍ以上５０００μｍ以下としたこと
を特徴とする。

【０００９】水中での紫外線の透過率は、紫外線波長と
水質に依存する。紫外線波長が短くなるほど透過率は低
下する。また、濁質を多く含む水質ほど透過率は低下
し、さらに紫外線は水にも吸収されるため、エキシマラ
ンプからの距離が遠くなるほど、紫外線強度は低下する
（図１）。また、水分子と有害成分分子では、概ね紫外
線は有害成分分子に吸収されやすい。水に含まれる有害
成分に紫外線を照射することにより、有害成分は分解除
去されるが、紫外線の透過率が低いエキシマランプから
離れた位置においては、有害成分に照射される紫外線量
が少ないため、十分に有害成分が分解されない。

【００１０】また、有害成分除去部における水のレイノ
ルズ数が、２０００より小さい場合は混合が抑制された
層流状態であるため、紫外線強度が高いランプ保護管、
または保護板近傍のみの有害成分が分解除去され、保護
管、または保護板から離れた位置にある有害成分は、紫
外線強度が低下するため、分解除去されない。２０００
以上の場合は、通水方向と同方向の流れに加えて、垂直
方向となるランプからの距離が変化する流れが発生する
ため、有害成分の混合が促進され、有害成分分解除去率
が増加する（図２）。また、レイノルズ数が６００００
より大きい場合は、水の混合は促進されるが、有害成分
除去部に流入する水の給水圧を高くするか、送水ポンプ
の吐水圧を高くする必要がある。つまり、有害成分除去
部の流路断面が極端に小さくなり、またはポンプが大型
化し、水の浄化装置自体が大きくなる。さらに、給水圧
が高いため、有害成分除去部の漏水を防止する特別な機
構が必要となり、経済的でない。

【００１１】さらに、有害成分を効率良く分解除去する
ためには、紫外線の波長は２００ｎｍ以下が望ましい
が、図３に示すように水中での紫外線の透過率は紫外線
波長に依存し、波長が短くなるほど、透過率は極端に低
下する。そのため、有害成分除去部を通過する水のレイ
ノルズ数を限定し、有害成分除去部の流れを水流の混合
が促進した状態に制御しても、流路厚みが５０００μｍ
より厚い条件においては、混合促進が十分に行われず、
有害成分除去率が低い。つまり、レイノルズ数が２００
０以上６００００以下であっても、流路厚みが５０００
μｍより厚い条件においては有害成分除去率が低い（図
２）。また、流路厚みを１００μｍより狭くした場合、
レイノルズ数を２０００以上６００００以下にするため
には、有害成分除去部の通水圧力が大きくなるため、加
圧用の大型のポンプが必要となり、水の浄化装置には適
さない。

【００１２】本発明の水の浄化装置は、紫外線を水に照
射する有害成分除去部の水流を混合促進する手段が、有
害成分除去部を通過する水のレイノルズ数を２０００以
上６００００以下にすることであり、レイノルズ数を限
定することで水の混合が促進され、さらに水に紫外線を
照射する有害成分除去部の流路厚みを１００μｍ以上５
０００μｍ以下とすることで、水中での透過率の低い紫
外線を効率良く有害成分に照射できるため、有害成分を
効率良く分解除去できる。結果、濁質除去部で濁質が除
去され、有害成分除去部で有害成分が効率良く分解除去
されるため、エキシマランプの大きさや出力を低くする
ことができ、経済的であるとともに安全で清澄な水を供
給吐水できる。

【００１３】好ましい様態として、前記レイノルズ数を
制御する手段が、有害成分除去部を通過する水の流量を
検知する手段を備え、かつ流量調節バルブと送水ポンプ
のいずれか一つ以上を配設し、流量調節バルブと送水ポ
ンプのいずれか一つ以上を制御することで、前記レイノ
ルズ数を制御することを特徴とする水の浄化装置を提供
する。

【００１４】有害成分除去部を通過する水の流量を検知
する手段を配設することにより、流量検知手段と流量調
節バルブや送水ポンプ駆動制御を連動することにより、
有害成分除去部を通過する水の流量を可変できる。

【００１５】紫外線を有害成分に照射する有害成分除去
部の水の流れは、流量により混合が促進される状態と抑
制される状態がある。混合が抑制される状態における水
の流れは、通水方向と同方向の流れのみであり、紫外線
強度が高いランプ保護管、または保護板近傍のみの有害
成分が分解除去され、保護管、または保護板から離れた
位置にある有害成分は、ランプ保護管、または保護板近
傍に混合移動する流れがないため、紫外線強度が低い離
れた位置を移動し、分解除去されない。

【００１６】本発明の水の浄化装置は、有害成分除去部
を通過する水の流量を検知する手段を備え、かつ流量調
節バルブと送水ポンプのいずれか一つ以上を配設するこ
とにより、有害成分除去部を通過する流量を可変でき
る。そのため、有害成分除去部を通過する水の流れを制
御することが可能となり、水の混合状態を制御できる。
したがって、有害成分除去部に流入した有害成分は、通
水方向と同方向の流れに加えて、垂直方向となるランプ
からの距離が変化する流れによって移動する。つまり、
有害成分が紫外線ランプ近傍を通過する混合促進状態に
なり、エキシマランプからの紫外線が効率良く有害成分
に照射される。さらに、エキシマランプから照射される
紫外線が、水に吸収される割合が低くなり、効率良く有
害成分に照射される。結果、濁質除去部で濁質が除去さ
れ、有害成分除去部で有害成分が効率良く分解除去され
るため、エキシマランプの大きさや出力を低くすること
ができ、経済的であるとともに安全で清澄な水を供給吐
水できる。

【００１７】好ましい様態として、 前記紫外線を水に
照射する有害成分除去部の水流が、有害成分除去部より
流水経路上流に配設された気体混入手段によって混入さ
れる気泡を含むことを特徴とする水の浄化装置を提供す
る。

【００１８】有害成分を含む水に気泡を混入することに
より、有害成分除去部を流れる流体の体積が増える。そ
のため、流体が水のみの場合より、流体が気泡を含む水
の場合の方が流速がアップする。つまり、気泡の混入量
を変化することにより、有害成分除去部を流れる水の流
速を可変できる。さらに、混入する気泡は、気泡の合
体、分裂により、水の混合を促進する。

【００１９】本発明の水の浄化装置は、紫外線を水に照
射する有害成分除去部の水流が、有害成分除去部より流
水経路上流に配設された気体混入手段によって混入され
る気泡によって、有害成分除去部を通過する水の流速を
可変できる。さらに、混入する気泡は、気泡の合体、分
裂により、水の混合を促進する。そのため、有害成分除
去部を通過する水の流れを制御することが可能となり、
水の混合状態を制御できる。したがって、有害成分除去
部に流入した有害成分は、通水方向と同方向の流れに加
えて、垂直方向となるランプからの距離が変化する流れ
によって移動する。つまり、有害成分が紫外線ランプ近
傍を通過する混合促進状態になり、エキシマランプから
の紫外線が効率良く有害成分に照射される。さらに、エ
キシマランプから照射される紫外線が、水に吸収される
割合が低くなり、効率良く有害成分に照射される。結
果、濁質除去部で濁質が除去され、有害成分除去部で有
害成分が効率良く分解除去されるため、エキシマランプ
の大きさや出力を低くすることができ、経済的であると
ともに安全で清澄な水を供給吐水できる。

【００２０】好ましい様態として、気体混入手段によっ
て混入される気泡中の気体が、エキシマランプからの紫
外線を吸収しないガスを主成分としたガスであることを
特徴とする水の浄化装置を提供する。

【００２１】紫外線は、気体の種類と紫外線波長により
気体に吸収される。特に２００ｎｍ以下の紫外線を酸素
を含む気体に照射すると吸収される割合が高く、混入す
る気泡中に酸素が含まれる場合は、気泡中の酸素に紫外
線が吸収され、有害成分に照射される紫外線量が低下す
る。

【００２２】本発明の水の浄化装置は、気体混入手段に
よって混入される気泡中の気体が、エキシマランプから
の紫外線を吸収しないガスである窒素等を主成分とした
ガスであるため、紫外線が気泡中のガスに吸収されるこ
とがなくなる。したがって、照射される紫外線は有害成
分除去部に流入した有害成分に効率良く照射される。結
果、濁質除去部で濁質が除去され、有害成分除去部で有
害成分が効率良く分解除去されるため、エキシマランプ
の大きさや出力を低くすることができ、経済的であると
ともに安全で清澄な水を供給吐水できる。

【００２３】本発明の好ましい様態として、濁質除去部
がエキシマランプからの紫外線による有害成分除去部よ
り処理水の流入側に配設されていることを特徴とする水
の浄化装置を提供する。

【００２４】エキシマランプを水の有害成分分解処理に
使用する場合、長年にわたる使用で水と接するエキシマ
ランプ保護管表面、または保護板表面に濁質成分が付着
し、エキシマランプからの紫外線の透過率が低下する。
そのため、処理水に照射される紫外線出力が低下し、有
害成分の分解除去性能が低下する。

【００２５】本発明の水の浄化装置により、濁質除去部
で濁質が除去された処理水が有害成分除去部を通過する
ため、エキシマランプの保護管表面、または保護板表面
に濁質の付着がなくなる。結果、長年にわたる使用にお
いても、保護管、または保護板の紫外線透過率が低下す
ることがなく、有害成分分解除去性能が低下しないた
め、濁質と有害成分を除去した安全な水を供給できると
ともに保護管表面、保護板表面に付着した濁質除去のた
めの洗浄操作が不必要となる。

【００２６】さらに本発明の好ましい様態として、有害
成分除去部を通過する処理水の流量を検知する手段を設
け、流量に応じてエキシマランプからの紫外線出力を制
御することを特徴とする水の浄化装置を提供する。

【００２７】従来の水の浄化装置においては、処理水の
流量変化に応じて、有害成分の分解除去能力は変化しな
い。そのため、処理水の流量が適量の場合は、十分な性
能が発揮されるが、流量が多くなると有害成分除去性能
が不足し、有害成分が満足に除去されていない水とな
る。

【００２８】本発明の水の浄化装置により、有害成分除
去部を通過する処理水の流量を検知する手段を設け、流
量に応じてエキシマランプからの紫外線出力を制御する
ことができる水の浄化装置であるため、流量が変化して
も有害成分分解除去性能が低下しない。結果、水の流量
が変化しても濁質と有害成分を除去した安全で清澄な水
を供給できる。

【００２９】さらに本発明の好ましい様態として、エキ
シマランプは紫外線が透過可能な保護管内、またはラン
プ収納部の一部が紫外線を透過可能な保護板で構成され
た収納部内に収納され、かつ収納部内の雰囲気が３００
Ｔｏｒｒ以下とするか、エキシマランプからの紫外線を
吸収しないガスを主成分とした雰囲気であることを特徴
とする水の浄化装置を提供する。

【００３０】エキシマランプから出力される紫外線は、
一般的なソーダライムガラス等で形成された保護管、ま
たは保護板ではほとんど透過しない。また、天然石英ガ
ラスのようなケイ素と酸素以外の成分を多く含むガラス
においても透過率は低いが、ケイ素と酸素以外の成分を
微量しか含まない合成石英ガラスやフッ化マグネシウム
ガラスにおいては透過率が高い。また、収納部の雰囲気
が酸素を含む雰囲気である場合、酸素分子に吸収され紫
外線強度が低下するため、３００Ｔｏｒｒ以下とする
か、エキシマランプからの紫外線を吸収しないガスであ
る窒素ガス等が良い。

【００３１】したがって、エキシマランプからの紫外線
が透過可能な保護管内、またはランプ収納部の一部が紫
外線を透過可能な保護板で構成された収納部内に収納さ
れ、かつ収納部内の雰囲気が３００Ｔｏｒｒ以下とする
か、エキシマランプからの紫外線を吸収しないガスを主
成分とした雰囲気とすることにより、処理水中の有害成
分を効率良く分解除去できる。

【００３２】さらに本発明の好ましい様態として、エキ
シマランプからの紫外線が照射される有害成分除去部内
壁の接液部が、エキシマランプからの紫外線を反射する
材質で構成されたことを特徴とする水の浄化装置を提供
する。

【００３３】エキシマランプから出力される紫外線は、
有害成分除去部内壁により吸収される。水に含まれる有
害成分と反応させ、効率良く分解除去するためには、有
害成分除去部内壁に吸収する紫外線量を減らし、反射さ
せることで再度有害成分と反応させることが望ましい。
そのため、有害成分除去部内壁の材質を紫外線反射率の
高いアルミニウム、ステンレス等で構成することが望ま
しい。

【００３４】したがって、エキシマランプからの紫外線
が照射される有害成分除去部部内壁の接液部が、エキシ
マランプからの紫外線を反射する材質で構成することに
より、有害成分を効率良く分解除去し、安全で清澄な水
を供給できる。

【００３５】さらに本発明の好ましい様態として、エキ
シマランプが１５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の紫外線を
主波長に発光するランプであることを特徴とする水の浄
化装置を提供する。

【００３６】紫外線は波長が短くなるほど光子のエネル
ギーが高く、波長２００ｎｍ以下の光子のエネルギーは
有機化合物中の分解しにくい炭素二重結合（Ｃ＝Ｃ）等
の結合を用意に切断することができる。また、波長が１
５０ｎｍ以下の紫外線は水やエキシマランプの保護管、
または保護板に吸収されるため、有害成分分解に寄与す
る紫外線量が極めて少ない。

【００３７】したがって、波長１５０ｎｍ以上２００ｎ
ｍ以下の紫外線を主波長とするエキシマランプにより処
理水中の有害成分を効率良く分解除去できる。

【００３８】さらに本発明の好ましい様態として、エキ
シマランプが１７２ｎｍの紫外線を主波長に発光するラ
ンプであることを特徴とする水の浄化装置を提供する。

【００３９】１７２ｎｍの紫外線を主波長とするキセノ
ンエキシマランプは、他のエキシマランプより高出力の
紫外線を安定に、電気的に高い変換効率で出力すること
ができるため、処理水中の有害成分を効率良く分解除去
できる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。本実施例に用いる濁質除去部には粒状フ
ィルターや金属、または樹脂製の不織布や金属、または
樹脂性のメッシュ状フィルターや金属、樹脂、およびセ
ラミックス製の焼結フィルターや中空糸膜フィルターや
ＲＯ膜等を用いることができる。濁質除去フィルター
は、水質や使用形態によって上記から選定する。

【００４１】図４は実施例に用いる有害成分除去部１の
詳細図である。有害成分除去部１の内部には、紫外線が
透過する合成石英ガラス製の保護管３内に１７２ｎｍの
紫外線を出力するエキシマランプ５が収納され、エキシ
マランプ５と保護管３内の空間７には窒素ガスが封入さ
れている。有害成分除去部１の内壁は、紫外線反射率の
高い材質８であるアルミニウムやステンレス等で形成さ
れている。エキシマランプ５は制御装置９と電源部１１
に電気的に接続されている。被処理水１３は有害成分除
去部１のエキシマランプ５が収納された保護管３と紫外
線反射率の高い材質８で形成された外管の間の流路厚み
４７の有害成分分解処理部１５を通過する。

【００４２】図５は実施例に用いる有害成分除去部１の
別形態の詳細図である。１７２ｎｍの紫外線を出力する
エキシマランプ５は、被処理水１３と接する側が、紫外
線が透過する合成石英ガラス製の保護板４と紫外線の反
射率の高い材質８であるアルミニウムやステンレス等で
形成された有害成分除去部１に収納されている。エキシ
マランプ５が収納されている空間７は、紫外線を吸収し
ない窒素ガスが封入されている。被処理水１３が接する
有害成分除去部１内の接液部１７は紫外線の反射率の高
い材質であるアルミニウムやステンレス等で形成されて
いる。エキシマランプ５は制御装置９と電源部１１に電
気的に接続されている。被処理水１３は有害成分除去部
１のエキシマランプ５が収納された保護板４と接液部１
７の間の流路厚み４７の有害成分分解処理部１５を通過
する。

【００４３】以下の水の浄化装置の実施例では、有害成
分除去部１はエキシマランプ５が収納された保護管３、
または保護板４の被処理水との接液部に濁質が付着し、
紫外線出力低下を防止するため、被処理水の通水流路
上、上流側から濁質除去部１９、エキシマランプからの
紫外線による有害成分除去部１の順に配設してある。ま
た、流量センサー２１を設けることで、エキシマランプ
の点灯、消灯タイミングや処理水流量に応じた紫外線出
力に可変することが可能となる。さらに、流量調節バル
ブ２９、送水ポンプ３１を配設することにより、流量を
可変することが可能となる。

【００４４】図６は本発明に係る水の浄化装置の実施例
１である。水の浄化装置２が給水管２５の下流側に配設
されている。水の浄化装置２内は、上流側から送水ポン
プ３１、流量センサー２１、流量調節バルブ２９、濁質
除去部１９、有害成分除去部１、浄化処理水吐水口２７
の順で水の流路が配設されている。制御装置９には、有
害成分除去部１、電源部１１、送水ポンプ３１、流量調
節バルブ２９および流量センサー２１とに電気的に接続
されている。送水ポンプ３１、流量センサー２１、およ
び流量調節バルブ２９は、水の浄化装置２内の通水経路
のいずれの配置でも良い。

【００４５】次に実施例１の動作について説明する。使
用者が送水ポンプ３１を駆動すると、給水管２３から被
処理水が、水の浄化装置２内に流入し、送水ポンプ３１
→流量センサー２１→流量調節バルブ２９→濁質除去部
１９→有害成分除去部１の順に流れ、浄化処理水吐水口
２７から浄化された水が吐水する。

【００４６】電源部１１の電気エネルギーが制御装置９
を介して有害成分除去部１に流量に応じて給電され、エ
キシマランプから紫外線が水に照射される。また、流量
センサー２１と流量調節バルブ２９と送水ポンプ３１を
連動させることにより、有害成分除去部１を通過する水
の流量を制御することができる。水に含まれる濁質を濁
質除去部１９で除去し、有害成分を有害成分除去部１で
除去された浄化処理水が吐水口２７を通って吐水され
る。

【００４７】有害成分除去部１を通過する水の流れを図
７、８に示した。図７は混合促進がない場合であり、図
８は混合促進した場合である。レイノルズ数が２０００
より小さい条件である混合促進がない場合は、図７に示
すような流路方向の流れ３３のみの層流状態である。結
果、混合促進がない場合は、紫外線強度が高い領域３７
の有害成分は分解除去されるのに対し、紫外線強度が低
い領域３９の有害成分は分解除去されない。流路厚みを
極端に狭くし、紫外線強度が高い領域３７の厚みである
５０μｍ程度にすれば、層流状態の流れでも有害成分は
効率良く分解除去されるが、流路圧損が極端に上昇する
ため、大型のポンプが必要となり、水の浄化装置には適
さない。また、圧損低下の目的で流量を少なくすると、
処理量が極端に減るため水の浄化装置には適さない。有
害成分除去部の流速を混合促進に適した２０００以上の
レイノルズ数に制御することにより、図８に示すような
流路方向に対して垂直な方向の流れ３５が発生する。結
果、有害成分は紫外線強度が高い領域３７と低い領域３
９のいずれの領域も通過するため、分解除去される。図
８に示すようにレイノルズ数を２０００以上にした条件
においても、流路厚みが５０００μｍより厚い条件で
は、流路方向に対して垂直な方向の流れ３５が発生する
が、有害成分が紫外線強度が低い領域３９のみを通過す
る場合が発生する。結果、レイノルズ数が２０００以上
の条件であっても、有害成分が分解除去されない領域が
生じるため、有害成分除去率が低く、水の浄化装置には
適さない。

【００４８】有害成分除去部の水の水流を、混合が促進
するレイノルズ数２０００以上６００００以下にし、か
つ流路厚みを１００μｍ以上５０００μｍ以下にするこ
とにより、図８に示すような混合が促進された状態にな
るため、有害成分は紫外線強度が高い領域３７を通過す
るため、分解除去される。

【００４９】この工程によって、水道水の濁質を除去
し、有害成分をエキシマランプからの紫外線を水に照射
することにより、分解除去するのと同時に紫外線による
殺菌処理をした安全で清澄な水を供給できる。

【００５０】図９は本発明に係る水の浄化装置の実施例
２である。水の浄化装置２が水道水給水管２５、水栓開
閉バルブ４１の下流側に配設されている。水の浄化装置
２内は、上流側から流量センサー２１、流量調節バルブ
２９、濁質除去部１９、有害成分除去部１、浄化処理水
吐水口２７の順で水の流路が配設されている。制御装置
９には、有害成分除去部１、電源部１１、流量調節バル
ブ２９および流量センサー２１とに電気的に接続されて
いる。流量センサー２１と流量調節バルブ２９は、水の
浄化装置２内の通水経路のいずれの配置でも良い。

【００５１】次に実施例２の動作について説明する。使
用者が水栓の開閉バルブ４１を開状態にすると、水道水
給水管２３から水道水が、水の浄化装置２内に流入し、
流量センサー２１→流量調節バルブ２９→濁質除去部１
９→有害成分除去部１の順に流れ、浄化処理水吐水口２
７から浄化された水が吐水する。

【００５２】電源部１１の電気エネルギーが制御装置９
を介して有害成分除去部１に流量に応じて給電され、エ
キシマランプから紫外線が水に照射される。また、流量
センサー２１と流量調節バルブ２９を連動させることに
より、有害成分除去部１を通過する水の流量を制御する
ことができる。水に含まれる濁質を濁質除去部１９で除
去し、有害成分を有害成分除去部１で除去された浄化処
理水が吐水口２７を通って吐水される。

【００５３】有害成分除去部１を通過する水の流れを図
７、８に示した。図７は混合促進がない場合であり、図
８は混合促進した場合である。混合促進がない場合は、
層流状態である流路方向の流れ３３のみであるのに対
し、有害成分除去部の流速を混合促進に適した流速に制
御することにより、流路方向に対して垂直な方向の流れ
３５が発生する。結果、混合促進がない場合は、紫外線
強度が高い領域３７の有害成分は分解除去されるのに対
し、紫外線強度が低い領域３９の有害成分は分解除去さ
れない。混合促進がある場合は、有害成分は紫外線強度
が高い領域３７と低い領域３９のいずれの領域も通過す
るため、分解除去される。

【００５４】この工程によって、水道水の濁質を除去
し、有害成分をエキシマランプからの紫外線を水に照射
することにより、分解除去するのと同時に紫外線による
殺菌処理をした安全で清澄な水を供給できる。

【００５５】図１０は本発明に係る水の浄化装置の実施
例３である。水の浄化装置２が給水管２５の下流側に配
設されている。水の浄化装置２内は、上流側から送水ポ
ンプ３１、流量センサー２１、流量調節バルブ２９、濁
質除去部１９、有害成分除去部１、浄化処理水吐水口２
７の順で水の流路が配設されている。濁質除去部１９と
有害成分除去部１の流路間に気泡混入手段４３と空気流
量調節バルブ４５が配設されている。制御装置９には、
有害成分除去部１、電源部１１、送水ポンプ３１、流量
調節バルブ２９、気泡混入手段４３、空気流量調節バル
ブ４５および流量センサー２１とに電気的に接続されて
いる。流量センサー２１、送水ポンプ３１、および流量
調節バルブ２９は、水の浄化装置２内の通水経路のいず
れの配置でも良い。

【００５６】次に実施例３の動作について説明する。使
用者が送水ポンプ３１を駆動すると、給水管２３から被
処理水が、水の浄化装置２内に流入し、送水ポンプ３１
→流量センサー２１→流量調節バルブ２９→濁質除去部
１９→有害成分除去部１の順に流れ、浄化処理水吐水口
２７から浄化された水が吐水する。

【００５７】電源部１１の電気エネルギーが制御装置９
を介して有害成分除去部１に流量に応じて給電され、エ
キシマランプから紫外線が水に照射される。また、流量
センサー２１と流量調節バルブ２９と送水ポンプ３１を
連動させることにより、有害成分除去部１を通過する水
の流量を制御することができる。また、電源部１１の電
気エネルギーが制御装置９を介して気泡混入手段４３と
空気流量調節バルブ４５に給電され、気泡が有害成分除
去部１の被処理水に混入する。水に含まれる濁質を濁質
除去部１９で除去し、有害成分を有害成分除去部１で除
去された浄化処理水が吐水口２７を通って吐水される。

【００５８】有害成分除去部１を通過する水の流れを図
７、１１に示した。図７は混合促進がない場合であり、
図１１は気泡４９を混入し、混合促進した場合である。
混合促進がない場合は、層流状態である流路方向の流れ
３３のみであるのに対し、気泡を混入し、有害成分除去
部の流速を混合促進に適した流速に制御することによ
り、流路方向に対して垂直な方向の流れ３５が発生す
る。さらに、紫外線を吸収しないガス成分を主とした気
泡を混入するため、紫外線は効率良く有害成分に照射さ
れる。結果、混合促進がない場合は、紫外線強度が高い
領域３７の有害成分は分解除去されるのに対し、紫外線
強度が低い領域３９の有害成分は分解除去されない。混
合促進がある場合は、有害成分は紫外線強度が高い領域
３７と低い領域３９のいずれの領域も通過するため、分
解除去される。

【００５９】この工程によって、水道水の濁質を除去
し、有害成分をエキシマランプからの紫外線を水に照射
することにより、分解除去するのと同時に紫外線による
殺菌処理をした安全で清澄な水を供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水中での紫外線透過率と水質の関係。

【図２】有害成分除去部を通過する水のレイノルズ数と
有害成分除去率の関係。

【図３】水中での紫外線透過率と紫外線波長の関係。

【図４】本発明の実施例に用いる有害成分除去部の詳細
図。

【図５】本発明の実施例に用いる有害成分除去部の別の
様態の詳細図。

【図６】本発明に係わる水の浄化装置の実施例１の構成
図。

【図７】混合促進がない流速での水の流れ。

【図８】混合促進した流速での水の流れ。

【図９】本発明に係わる水の浄化装置の実施例２の構成
図。

【図１０】本発明に係わる水の浄化装置の実施例３の構
成図。

【図１１】気泡混入して混合促進した場合の水の流れ。

【符号の説明】

１：有害成分除去部 ２：水の浄化装置 ３：保護管 ４：保護板 ５：エキシマランプ ７：空間 ８：紫外線反射率の高い材質 ９：制御装置 １１：電源部 １３：被処理水 １５：有害成分分解処理部 １７：接液部 １９：濁質除去部 ２１：流量センサー ２３：給水管 ２５：給水管 ２７：浄化水吐水口 ２９：流量調節バルブ ３１：送水ポンプ ３３：流路方向の流れ ３５：垂直な方向の流れ ３７：紫外線強度が高い領域 ３９：紫外線強度が低い領域 ４１：水栓開閉バルブ ４３：気泡混入手段 ４５：空気流量調節バルブ ４７：流路厚み ４９：気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 慎良 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 安藤 茂 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 2D060 CD03 4D037 AA02 AB02 AB03 BA18 BB01 BB02 CA02 CA03 CA12

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入した水を濁質除去部と有害成分除去
   部を通過させた後に流出する水の浄化装置において、有
   害成分除去部がエキシマランプからの紫外線による有害
   成分分解手段であり、有害成分除去部を通過する水のレ
   イノルズ数が２０００以上６００００以下であり、かつ
   有害成分除去部の流路厚みを１００μｍ以上５０００μ
   ｍ以下としたことを特徴とする水の浄化装置。
2. 【請求項２】 前記レイノルズ数を制御する手段が、有
   害成分除去部を通過する水の流量を検知する手段を備
   え、かつ流量調節バルブと送水ポンプのいずれか一つ以
   上を配設し、流量調節バルブと送水ポンプのいずれか一
   つ以上を制御することで、前記レイノルズ数を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の水の浄化装置。
3. 【請求項３】 前記紫外線を水に照射する有害成分除去
   部の水流が、有害成分除去部より流水経路上流に配設さ
   れた気体混入手段によって混入される気泡を含むことを
   特徴とする請求項１、２に記載の水の浄化装置。
4. 【請求項４】 前記気体混入手段によって混入される気
   泡中の気体が、エキシマランプからの紫外線を吸収しな
   いガスを主成分としたガスであることを特徴とする請求
   項３に記載の水の浄化装置。
5. 【請求項５】 前記記載の水の浄化装置において、濁質
   除去部がエキシマランプからの紫外線による有害成分除
   去部より処理水の流入側に配設されていることを特徴と
   する請求項１乃至４に記載の水の浄化装置。
6. 【請求項６】 前記記載の水の浄化装置において、エキ
   シマランプを通過する処理水の流量を検知する手段を設
   け、流量に応じてエキシマランプからの紫外線出力を制
   御することを特徴とする請求項１乃至５に記載の水の浄
   化装置。
7. 【請求項７】 前記エキシマランプは紫外線が透過可能
   な保護管内、またはランプ収納部の一部が紫外線を透過
   可能な保護板で構成された収納部内に収納され、かつ収
   納部内の雰囲気が３００Ｔｏｒｒ以下とするか、エキシ
   マランプからの紫外線を吸収しないガスを主成分とした
   雰囲気であることを特徴とする請求項１乃至６に記載の
   水の浄化装置。
8. 【請求項８】 前記エキシマランプからの紫外線が照射
   される有害成分除去部内壁の接液部が、エキシマランプ
   からの紫外線を反射する材質で構成されたことを特徴と
   する請求項１乃至７に記載の水の浄化装置。
9. 【請求項９】 前記エキシマランプが１５０ｎｍ以上２
   ００ｎｍ以下の紫外線を主波長に発光するランプである
   ことを特徴とする請求項１乃至８に記載の水の浄化装
   置。
10. 【請求項１０】 前記エキシマランプが１７２ｎｍの紫
    外線を主波長に発光するランプであることを特徴とする
    請求項１乃至９に記載の水の浄化装置。