JP2014061462A - 液体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線ランプから発光される紫外線の全てを過不足なく被処理水へ照射することができ、水の種類や水量が変化した場合でも十分な紫外線処理を可能とする。
【解決手段】実施形態の液体処理装置は、処理対象液体が流れる外部の配管が接続され、処理対象液体の流路を構成して、処理対象液体が内部を流れる通水胴を備えている。紫外線照射ユニットは、処理対象液体に紫外線を照射する紫外線ランプを有し、通水胴に設けられ、整流部材は、外部の配管と、紫外線照射ユニットとの間の流路中に設けられ、紫外線ランプ近傍を流れる処理対象液体を整流する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、液体処理装置に関する。

従来、上下水道（水道水または地下水等）の処理水の殺菌・消毒、工業用水の脱臭・脱色、あるいはパルプの漂白、さらには医療機器の殺菌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。そして、従来の消毒装置では、オゾンや薬品を処理水に均一に溶かし込むために、滞留槽やスプレーポンプ等の攪拌装置が必需品で、水質や水量の急激な変化には、迅速に対応することはできなかった。

一方、紫外線には、殺菌・消毒・脱色、工業用水の脱臭・脱色、あるいはパルプの漂白等の作用があり、さらに、水質や水量の急激な変化に対しても、紫外線ランプの出力を調整することで迅速に対応することができる。
このような紫外線ランプを用いた技術として、円筒形の通水胴と、通水胴よりも小径の円管で構成されたランプハウジングが十字接合されており、ランプハウジング内部にランプハウジング軸と平行に、内部に紫外線ランプを収納した石英ガラスから成る紫外線照射管が複数本取り付けられた構造を有する技術が挙げられる（特許文献１参照）。上記構成の紫外線照射装置は、通水配管径が大きく、さらに必要紫外線量が異なる場合でも、設置するランプハウジング数を適宜増減できるので、比較的大規模の処理システムに適している。

米国特許第７３８５２０４号公報

しかしながら、従来技術においては、以下のような（１）〜（４）等の理由により、処理量に応じて決まる配管径と、必要照射量に応じて選択される紫外線ランプ長と、がマッチングし難いという問題点があった。

（１）紫外線ランプの長さは出力が大きくなるに従い長くなる。
（２）処理対象物資は多様であり、かつ、処理対象物質の濃度も異なるため、処理に必要な紫外線量も異なっている。
（３）原水の紫外線透過率（ＵＶＴ）によって紫外線の照射効率が異なる。
（４）処理施設の配管径は、その計画処理量に応じて異なっている。

特に下水処理時の低ＵＶＴ時やＨ_２Ｏ_２＋ＵＶの促進酸化で高い線量（例えば、浄水適用時の１０倍）を照射する必要がある時は、浄水と同じ照射装置であっても、処理流量を１／１０以下にする必要があり、そのような水処理プラントの場合、接続配管径が小さく、高出力で発光長の長いランプに対して、流路に偏りが生じ、均一に紫外線が照射されなくなるため、照射効率が低下していた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、実施形態の目的は、紫外線ランプから発光される紫外線の全てを過不足なく被処理水へ照射することができ、水の種類や水量が変化した場合でも十分な紫外線処理が可能な液体処理装置を提供することにある。

実施形態の液体処理装置は、処理対象液体が流れる外部の配管が接続され、処理対象液体の流路を構成して、処理対象液体が内部を流れる通水胴を備えている。紫外線照射ユニットは、処理対象液体に紫外線を照射する紫外線ランプを有し、通水胴に設けられ、整流部材は、外部の配管と、紫外線照射ユニットとの間の流路中に設けられ、紫外線ランプ近傍を流れる処理対象液体を整流する。

図１は、第１実施形態の紫外線水処理装置の断面模式図（平面図）である。 図２は、第１実施形態の紫外線水処理装置の断面模式図（正面図）である。 図３は、入口管の説明図である。 図４は、出口管の説明図である。 図５は、３本の紫外線ランプを収納した紫外線照射ユニットの説明図である。 図６は、紫外線照射モジュールの概要構成斜視図である。 図７は、２本の紫外線ランプを収納した紫外線照射ユニットの説明図である。 図８は、他の紫外線照射モジュールの概要構成斜視図である。 図９は、紫外線ユニットを配管の軸方向から見た図である。 図１０は、紫外線ランプの寸法に関する説明図である。 図１１は、ＪＩＳ規格で規定されている配管の寸法および流速３．０ｍ／ｓｅｃにおける流量との関係を説明する図である。 図１２は、通常の浄水向け紫外線消毒向けの紫外線消毒装置における、処理流量と対応する流入側接続配管の内径及び流出側接続配管の内径、ランプ種類と本数の組合せの説明図である。 図１３は、下水処理等の高紫外線照射量が要求される紫外線消毒装置における、処理流量と対応する流入側接続配管の内径及び流出側接続配管の内径、ランプ種類と本数の組合せの説明図である。 図１４は、入口整流板及び出口整流板の大きさと形状の説明図である。 図１５は、入口整流板のみを設けた場合の処理水の流速ベクトル図である。 図１６は、入口整流板及び出口整流板を設けた場合の処理水の流速ベクトル図である。 図１７は、比較例（従来例）としての、入口整流板及び出口整流板を設けない場合の処理水の流速ベクトル図である。

［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態の紫外線水処理装置の断面模式図（平面図）である。
図２は、第１実施形態の紫外線水処理装置の断面模式図（正面図）である。
紫外線水処理装置１０の上流側には、処理対象液体である処理対象水が流入する流入側接続配管１１が接続され、下流側には、処理対象水が流出する流出側接続配管１２が接続されている。

そして、紫外線水処理装置１０は、大別すると、流入口１１Ｘを有する流入側接続配管１１に接続される入口管１３と、流出口１２Ｘを有する流出側接続配管１２に接続される出口管１４と、入口管１３と出口管１４との間に接続された紫外線照射ユニット１５−１〜１５−２と、を備えている。
ここで、流入側接続配管１１、入口管１３、出口管１４、紫外線照射ユニット１５−１、紫外線照射ユニット１５−２及び流出側接続配管１２は、同軸状に配置されている。
入口管１３は、流入側接続配管１１のフランジ１１Ａに対して、フランジ１３Ａにより取りつけられ、紫外線照射ユニット１５−１のフランジ１５−１Ａに対して、フランジ１３Ｂにより取りつけられている。

紫外線照射ユニット１５−１のフランジ１５−１Ｂには、紫外線照射ユニット１５−２のフランジ１５-２Ａが取りつけられている。
紫外線照射ユニット１５−２のフランジ１５−２Ｂには、出口管１４のフランジ１４Ａが取りつけられている。
出口管１４のフランジ１４Ｂには、流出側接続配管１２のフランジ１２Ａが取りつけられている。

ここで、入口管１３及び出口管１４の構成について詳細に説明する。
まず、入口管１３について説明する。
図３は、入口管の説明図である。
図３（ａ）は、入口管の断面図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

入口管１３は、図３（ａ）に示すように、その入口管本体１３Ｃの内部には、入口整流板２１が複数の支持部材２２にボルト−ナット等の締結部材２３により固定、支持されている。なお、入口整流板２１の支持部材２２に対する固定は、溶接等の他の方法によることも可能である。

ここで、入口整流板２１は、入口管１３の軸に対して垂直に、すなわち、流入側接続配管１１から流入する被処理水に直交するように（交差するように）処理水の流入方向Ｆｉｎに対して垂直に固定されている。

次に出口管１４について説明する。
図４は、出口管の説明図である。
出口管１４は、図４に示すように、その出口管本体１４Ｃの内部には、出口整流板５１が複数の支持部材５２にボルト−ナット等の締結部材５３により固定、支持されている。なお、出口整流板５１の支持部材５２に対する固定は、溶接等の他の方法によることも可能である。

ここで、出口整流板５１は、出口管１４の軸に対して垂直に、すなわち、流出側接続配管１２から流出する被処理水に直交するように（交差するように）処理水の流出方向Ｆｏｕｔに対して垂直に固定されている。
上述した入口整流板２１及び出口整流板５１の形状（外径形状）とサイズ（寸法）については、後に詳述する。

次に紫外線ユニットの構成について説明する。
ここで、紫外線照射ユニット１５−１及び紫外線照射ユニット１５−２は、同一構成であるので、紫外線照射ユニット１５−１について説明する。
図５は、３本の紫外線ランプを収納した紫外線照射ユニットの説明図である。
図５（ａ）は、紫外線照射ユニットの断面模式図（平面図）である。
図５（ｂ）は、紫外線照射ユニットの断面模式図（正面図）である。
紫外線照射ユニット１５−１は、３本の紫外線ランプ２５と、これらの紫外線ランプ２５をそれぞれ保護する３本の紫外線ランプ保護管２６を有する紫外線照射管２７と、全ての紫外線ランプ保護管２６を清掃する清掃装置２８と、この清掃装置２８を駆動する清掃装置駆動ユニット２９と、を備えている。

上記構成において、清掃装置２８は、紫外線ランプ保護管２６の表面を擦るように設置された清掃ブラシ６５と、この清掃ブラシ６５を固定するランプ保護管清掃板６６と、を備えている。清掃ブラシ６５及びランプ保護管清掃板６６は、清掃装置駆動軸２９Ｄ、ガイドレール２９Ｇを介して箱型の紫外線照射ユニット１５−１、１５−２内に固定されている。
また、清掃装置駆動軸２９Ｄは、紫外線照射ユニット１５−１、１５−２の正面側の蓋３１と紫外線照射ユニット１５−１、１５−２の背面に、それぞれ駆動軸固定具３５で、紫外線照射ユニット１５−１、１５−２の水密を維持しながら回転可能に支持されており、その片端部に図示しない駆動モータが接続されている。同様にガイドレール２９Ｇが、ガイドレール固定具４２で紫外線照射ユニット１５−１、１５−２に固定されており、図示しない駆動モータが、所定の時間間隔で清掃装置駆動軸２９Ｄを回転させて、ランプ保護管清掃板３８がランプ保護管２６の軸方向（図５（ｂ）において紙面前後方向）に動作する。

図６は、紫外線照射モジュールの概要構成斜視図である。
ここで、紫外線ランプ２５、紫外線照射管２７、清掃装置２８及び清掃装置駆動ユニット２９は、図６に示すように、一体化された紫外線照射モジュール１５-Ｘとして構成されている。

次に他の紫外線ユニットの構成について説明する。
図７は、２本の紫外線ランプを収納した紫外線照射ユニットの説明図である。
図７において、図５と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図７（ａ）は、他の紫外線照射ユニットの断面模式図（平面図）である。
図７（ｂ）は、他の紫外線照射ユニットの断面模式図（正面図）である。
紫外線照射ユニット１５−１０は、２本の紫外線ランプ２５と、これらの紫外線ランプ２５をそれぞれ保護する２本の紫外線ランプ保護管２６を有する紫外線照射管２７と、全ての紫外線ランプ保護管２６を清掃する清掃装置２８と、この清掃装置２８を駆動する清掃装置駆動ユニット２９と、を備えている。

図８は、他の紫外線照射モジュールの概要構成斜視図である。
ここで、紫外線ランプ２５、紫外線照射管２７、清掃装置２８及び清掃装置駆動ユニット２９は、図８に示すように、一体化された紫外線照射モジュール１５-Ｘ１として構成されている。

ここで、紫外線照射ユニットの構成について説明する。
図９は、紫外線ユニットを配管の軸方向から見た図である。
紫外線照射ユニット１５−１は、図９に示すように、入口管１３や出口管１４の径より大きい箱型のケーシングＣＡを有し、それぞれ溶接で接続されており、その接続部周囲は、紫外線照射ユニット１５−１の強度を補強するためにリブ加工されている。

そして、図１に示すように、紫外線照射ユニット１５−１の上流側には入口管１３が接続され、紫外線照射ユニット１５−２の下流側には、出口管１４が接続されている。
また、紫外線照射ユニット１５−１及び紫外線照射ユニット１５−２の正面には、それぞれ紫外線照射モジュール１５-Ｘを設置できるように開口部が設けられており、紫外線照射モジュール１５-Ｘを、図示しない水密ゴムパッキン等で水密構造にした蓋３１がネジ固定されており、必要に応じて紫外線照射モジュール１５-Ｘを取り外して、紫外線照射ユニット１５−１あるいは、紫外線照射ユニット１５−２の内部を開放できるようになっている。

紫外線ランプ保護管２６は、蓋３１及び紫外線照射ユニット１５−１、１５−２の背面側において、駆動軸固定具３５により固定されている。同様に、清掃装置２８を駆動するネジ状の清掃装置駆動軸２９Ｄは、蓋３１及び紫外線照射ユニット１５−１、１５−２の背面側に駆動軸固定具３６により固定され、ガイドレール２９Ｇは、蓋３１及び紫外線照射ユニット１５−１、１５−２の背面側においてガイドレール固定具４２により固定されている。

この場合において、紫外線ランプ保護管２６、清掃装置駆動軸２９Ｄ及びガイドレール２９Ｇは、互いに平行に配置されているとともに、流入側接続配管１１及び流出側接続配管１２の中心軸と垂直な方向に延在するように配置されている。

次に紫外線照射ユニット１５−１、１５−２に使用される紫外線ランプ２５の選定方法について説明する。
図１０は、紫外線ランプの寸法に関する説明図である。
図１０（ａ）は、中圧紫外線ランプの寸法例を示す図である。図１０（ｂ）は、紫外線ランプの寸法箇所の説明図である。図１０（ｂ）では、紫外線ランプ２５の全長（Ｌ）と、発光長（Ｌｉ）と、管直径（ｄ）を示している。

放電入力電力Ｐｉ（Ｗ）は、紫外線ランプ２５へ供給される電力値である。そして、図１０（ａ）に示すように、放電入力電力Ｐｉ（Ｗ）が大きいほど、紫外線ランプ２５の発光部の長さである発光長Ｌｉ（図１０（ｂ）参照）が長くなり、発光される紫外線出力（２００−２８０ｎｍ出力）ＵＶＣ（Ｗ）も大きくなる。

一方、水処理施設等で使用される配管の径は、一般的に処理流量と配管における圧力損失軽減を考慮して、通水流速が１．５ｍ／ｓｅｃ〜３．０ｍ／ｓｅｃ程度になるように選定される。

図１１は、ＪＩＳ規格で規定されている配管の寸法および流速３．０ｍ／ｓｅｃにおける流量との関係を説明する図である。
本実施形態による紫外線照射ユニット１５−１、１５−２は、図１０（ａ）に示した紫外線ランプ２５と図１１に示した配管規格の関係から、通水胴を図１０に記載された規格品を使用する。そして、通水胴の内径と発光長Ｌｉが同等な紫外線ランプ２５の組合せで紫外線照射ユニット１５−１、１５−２を構成する。

ここで、具体的な紫外線ランプ２５の選定の例を示す。例えば、図１１における呼称２５０Ａの配管の内径（２５４．４ｍｍ）と同じ内径の通水胴を使用する場合、図１０（ａ）を参照し、通水胴の内径と最も近い長さの発光長ＬｉであるランプＡ（発光長Ｌｉ：２４９ｍｍ）を選定する。

また、例えば、図１１における呼称５００Ａの配管の内径（４８９．０ｍｍ）と同じ内径の通水胴を使用する場合、図１０（ａ）を参照し、通水胴の内径と最も近い長さの発光長ＬｉであるランプＣ（発光長Ｌｉ：５００ｍｍ）を選定する。

また、例えば、図１１における呼称１０００Ａの配管の内径（９８７．４ｍｍ）と同じ内径の通水胴を使用する場合、図１０（ａ）を参照し、通水胴の内径と最も近い長さの発光長ＬｉであるランプＦ（発光長Ｌｉ：１０６５ｍｍ）を選定する。

図１２は、通常の浄水向け紫外線消毒向けの紫外線消毒装置における、処理流量と対応する流入側接続配管の内径及び流出側接続配管の内径、ランプ種類と本数の組合せの説明図である。

本実施形態では、指標菌（大腸菌ファージＭＳ２）に対して紫外線を照射し、指標菌の不活化量から紫外線照射量を生物学的に換算した換算紫外線照射量（ＲＥＤ）が、４０ｍＪ／ｃｍ^２以上の紫外線照射量となるランプ本数で、水質（処理対象水の紫外線透過率（ＵＶＴ））によって異なる。
すなわち、処理流量、水質（処理対象水の紫外線透過率（ＵＶＴ））、選定する紫外線ランプのランプ出力によって紫外線照射装置２１の紫外線ランプ総本数が異なることとなる。

具体的には、流量５０，０００〜２００，０００ｍ^３／ｄ、対象ＵＶＴ７０％以上、選定する紫外線ランプのランプ記号＝Ｃ、Ｅ、Ｆのいずれかとした場合、５本〜２１本の紫外線ランプを設置する必要がある。これは、本実施形態においては、入口管１３、出口管１４の内径と発光長Ｌｉと、が同等となる組合せとして、入口管１３と出口管１４の内径は、本実施の形態では、発光長Ｌｉが配管径の±２００ｍｍの範囲の紫外線ランプを選択可としているが、この観点からすると、紫外線ランプのランプ記号＝Ｃの場合、１７本、２５本及び３４本の組み合わせは選択不可であるためである。

また、浄水向け紫外線照射装置では、対象ＵＶＴ９５％以上で設計することが多い。この場合、同様に組み合わせ不可の場合を除き、紫外線ランプが４〜９本の組合せになる。
また、入口管１３、出口管１４の内径と発光長Ｌｉと、が同等となる組合せとして、入口管１３と出口管１４の内径は、本実施の形態では、発光長Ｌｉが配管径の±２００ｍｍの範囲の紫外線ランプを選択している。

以上、所定のランプ本数になるように、紫外線ランプ３本の紫外線照射モジュール１５-Ｘと、紫外線ランプ２本の紫外線照射モジュール１５-Ｘ１と、を適宜選択して紫外線照射ユニット１５（１５−１、１５−２、……）に組み込むこととなる。なお、本実施の形態では、指標菌として大腸菌ファージＭＳ２とした換算紫外線照射量（ＲＥＤ）が、４０ｍＪ／ｃｍ^２以上の紫外線照射量となるランプ本数としているが、その他の菌に対する照射量であっても、ランプの総本数が異なるだけで、その総ランプ本数になるように紫外線照射モジュール１５-Ｘと、紫外線照射モジュール１５-Ｘ１と、を組合せるだけである。

図１３は、下水処理等の高紫外線照射量が要求される紫外線消毒装置における、処理流量と対応する流入側接続配管の内径及び流出側接続配管の内径、ランプ種類と本数の組合せの説明図である。

一方、下水処理や紫外線照射槽に過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を添加する事により発生するラジカルで処理対象水中の有機物を分解する促進酸化にて高い紫外線照射量を照射する必要がある場合、例えば、上水向け紫外線消毒のための紫外線照射量の１０倍以上、本実施形態では、大腸菌ファージＭＳ２とした換算紫外線照射量（ＲＥＤ）が、４００ｍＪ／ｃｍ^２以上の紫外線照射量の照射を行う場合には、図１３に示すように、上述した浄水向け（図１２参照）と同じランプ出力、ランプ本であっても、処理水量を下げる必要がある。

この場合、施設側の接続配管径（水処理プラント既設配管：流入側接続配管１１、流出側接続配管１２）が小さくなるため、ほとんどのケースでランプ発光長Ｌｉと同等の内径（本実施の形態では、発光長Ｌｉが配管径の±２００ｍｍの範囲内）の入口管１３、出口管１４より小さくなる。その場合、入口整流板２１と出口整流板５１が、必要になる。

次に入口整流板２１と、出口整流板５１の大きさと形状について説明する。
図１４は、入口整流板及び出口整流板の大きさと形状の説明図である。
以下の説明においては、流入側接続配管の内径をＦ１とし、入口整流板２１の外径をＦ２とする。
入口整流板２１と、出口整流板５１は、流入側接続配管１１や流出側接続配管１２と同形状（本実施例では円形）とした場合には、図１４（ａ）に示すように、それぞれの流入側接続配管１１の内径Ｆ１と同じサイズ（Ｆ１≒Ｆ２）、好ましくは、流入側接続配管１１の内径（内形寸法）より大きくし（Ｆ２＞Ｆ１）、紫外線ランプ２５の発光長Ｌｉより短い径とする。

また、流入側接続配管１１の内径Ｆ１と流出側接続配管１２の内径Ｆ１１が異なる場合は（本実施形態では、同径Ｆ１。図１参照）、その違いによってそれぞれ流入側接続配管１１に対応する入口整流板２１の外径Ｆ２と、流出側接続配管１２に対応する出口整流板５１の外径Ｆ３を変更する。すなわち、流入側接続配管１１の内径Ｆ１より流出側接続配管１２の内径Ｆ１１が大きい場合、入口整流板２１の外径Ｆ２より出口整流板５１の外径Ｆ３を大きくする（Ｆ２＜Ｆ３）。
また、流入側接続配管１１より流出側接続配管１２の内径が小さい場合、出口整流板５１より入口整流板２１を大きくする。

また、本実施形態の紫外線ランプ２５が３本の紫外線照射モジュール１５-Ｘのように、上流側に紫外線ランプ２５が１本、下流側に紫外線ランプ２５が２本を配置される場合も、下流側の出口整流板５１を大きくする。これは、下流側の方が、広範囲に紫外線が照射されるためである。

したがって、上流側にランプ２本、下流側にランプ１本の場合、その逆の大きさにする。ただし、２本の紫外線ランプ２５間のピッチＰｉｃｈが小さい場合、例えば、流入側接続配管１１（流出側接続配管１２）の内径より２本の紫外線ランプ２５間のピッチＰｉｃｈが小さい場合、入口整流板２１と出口整流板５１の大きさを変える必要はない。
また、入口整流板２１及び出口整流板５１の形状は、原水水質・水量、必要照射量から決まるプラント側の流入側接続配管１１及び流出側接続配管１２の内径、紫外線照射ユニット１５−１、１５−２の形状およびサイズによって製作上の利便性および照射効率の観点から図１４に示す４種類の中からいずれかを選択する。
図１４（ａ）の場合については、上述したので、以下、それ以外の場合について説明する。
紫外線照射ユニット１５−１及び紫外線照射ユニット１５−２の断面形状が長方形（矩形形状：横幅Ｌ１×縦幅Ｌ２）の場合、図１４（ｂ）に示すように、入口整流板２１及び出口整流板５１の形状は、矩形形状（横幅Ｉ１×縦幅Ｉ２）とすることが可能である。
この場合において、入口整流板２１あるいは出口整流板５１の一辺の長さ（横幅Ｉ１及び縦幅Ｉ２）は、流入側接続配管１１の内径Ｆ１あるいは流出側接続配管１２の内径Ｆ３と同じサイズ、好ましくは、流入側接続配管１１の内径Ｆ１あるいは流出側接続配管１２の内径Ｆ３より大きく、紫外線ランプ２５の発光長Ｌｉの長さより小さいサイズとする。 そして、入口整流板２１及び出口整流板５１の形状は、紫外線照射ユニット１５−１及び紫外線照射ユニット１５−２の断面形状と相似の断面形状である長方形状とする。
すなわち、Ｉ１／Ｉ２＝Ｌ１／Ｌ２、かつ、Ｉ１≧Ｆ１、Ｉ２≧Ｆ１とする。

また、図１４（ｃ）に示すように、紫外線ランプ２５が３本の紫外線照射モジュール１５-Ｘの場合、紫外線ランプ２５の発光長Ｌｉと、下流側の２本の紫外線ランプ２５のピッチＰｉｃｈと、の比（＝Ｌｉ／Ｐｉｃｈ）と同じ縦横比の長方形の入口整流板２１及び出口整流板５１とするようにしてもよい。
すなわち、入口整流板２１及び出口整流板５１の形状を、矩形形状（横幅Ｉ３×縦幅Ｉ４）とした場合に、Ｉ３／Ｉ４＝Ｌｉ／Ｐｉｃｈ、かつ、Ｉ３≧Ｆ１、Ｉ４≧Ｆ１とする。

また図１４（ｄ）に示すように、入口整流板２１及び出口整流板５１の形状を、矩形形状（横幅Ｉ５×縦幅Ｉ６）とした場合に、Ｉ５／Ｉ６＝Ｌｉ／Ｐｉｃｈ、かつ、Ｉ５≧Ｆ１、Ｉ６≧Ｆ１とするとともに、紫外線ランプ２５から離れた場所を処理水が流れるのを制限するため、入口整流板２１の外周に沿った矩形形状の窓を形成するように、外周整流板６１を設けるようにしてもよい。

図１４（ａ）〜図１４（ｄ）に示したいずれの整流板の形状であっても入口整流板２１と、出口整流板５１の大きさは、図１４（ａ）に示した円形状の場合と同じ基準で、同じ大きさ、あるいは、異なる大きさとする。

次に入口整流板２１あるいは出口整流板５１を設けたことによる効果を説明する。
図１５は、入口整流板のみを設けた場合の処理水の流速ベクトル図である。
図１６は、入口整流板及び出口整流板を設けた場合の処理水の流速ベクトル図である。 また、図１７は、比較例（従来例）としての、入口整流板及び出口整流板を設けない場合の処理水の流速ベクトル図である。

図１５に示すように、入口整流板２１を設けた場合、流入側接続配管１１から流入した処理水は、入口整流板２１に当って、流速を下げ、かつ、入口整流板２１の下流側の流れを均一化して、紫外線照射ユニット１５−１、１５−２内の紫外線ランプ２５（紫外線ランプ保護管２６）に対して一様に接触する。なお、入口整流板２１に代えて出口整流板５１を設けた場合も同様の効果が得られる。

さらに、図１６に示すように、入口整流板２１のほか出口整流板５１を設けた場合には、紫外線照射ユニット１５−２内の下流側の紫外線ランプ２５に対してより均一に被処理水が接触する。さらに、図１４（ｄ）に示したように外周整流板６１を設けることにより、紫外線照射ユニット１５−１、１５−２内部の紫外線ランプ２５（紫外線ランプ保護管２６）近傍の発光長Ｌｉに相当する部分に集中的に処理水が当り、より一層照射効率が向上する。

これらに対し、図１７に示すように、入口整流板２１及び出口整流板５１が無い場合は、流入側接続配管１１から入った処理水は、高流速のまま入口管１３内部の中心を流れ、紫外線照射ユニット１５−１、１５−２内の紫外線ランプ２５（紫外線ランプ保護管２６）の中央部分のみに接触して、そのまま、流出側接続配管１２より流出することとなり、図１５及び図１６の場合と比較して、紫外線の実効的照射効率が低下することとなる。

以上の説明のように、本実施形態によれば、紫外線ランプ２５の発光長Ｌｉより内径が小さい、プラント側の接続配管（流入側接続配管１１あるいは流出側接続配管１２）であっても、入口整流板２１あるいは出口整流板５１の少なくとも一方を設けることにより処理水は、紫外線照射ユニット１５−１、１５−２内の紫外線ランプ２５（紫外線ランプ保護管２６）に均一に接触して、十分に紫外線が照射され、実効的な紫外線照射効率を向上することができる。したがって、消毒（殺菌）又は酸化処理を効率的に行うことができる。

本実施形態の第１の他の態様は、処理対象液体が流れる外部の配管（流入側接続配管１１あるいは流出側接続配管１２）が接続され、処理対象液体（処理水）の流路を構成して、処理対象液体が内部を流れる通水胴（入口管１３、出口管１４、紫外線照射ユニット１５−１、１５−２）と、処理対象液体に紫外線を照射する紫外線ランプを有し、通水胴に設けられる紫外線照射ユニットと、外部の配管（流入側接続配管１１あるいは流出側接続配管１２）と、紫外線照射ユニットとの間の流路中に設けられ、紫外線ランプ近傍を流れる処理対象液体を整流する整流部材（入口整流板２１、出口整流板５１）と、を備えるようにしてもよい。

本実施形態の第２の他の態様は、通水胴は、処理対象液体が流入する流入口（１１Ｘ）と、処理対象液体が流出する流出口（１２Ｘ）と、を備え、整流部材は、最上流側に位置する紫外線ランプと流入口との間、あるいは、最下流側に位置する紫外線ランプと流出口との間のうち、少なくともいずれか一方に設けられているようにしてもよい。

本実施形態の第３の他の態様は、処理対象液体の流れ方向からみた整流部材の断面積は、流入口の断面積以上とされているようにしてもよい。

本実施形態の第４の他の態様は、通水胴は、処理対象液体が流入する流入側接続配管が接続される流入口と、処理対象液体が流出する流出側接続配管が接続される流出口と、を備え、整流部材は、最上流側に位置する紫外線ランプと前記流入口との間、及び、最下流側に位置する前記紫外線ランプと前記流出口との間に設けられ、流入口及び流出口のうちより断面積が大きい一方の口と紫外線ランプとの間に設けられる整流部材を、他方の口と前記紫外線ランプとの間に設けられる整流部材よりも外形寸法を大きくするようにしてもよい。

本実施形態の第５の他の態様は、整流部材は、板状の部材（板状金属部材）とされ、通水胴内の処理対象液体の流れ方向に対し、交差（直交等）するように設けられているようにしてもよい。

本実施形態の第６の他の態様は、処理対象液体の流れ方向からみた整流部材の断面形状は、流入口あるいは流出口の断面形状と同種の形状とされているようにしてもよい。ここで同種の形状とは、流入口あるいは流出口の断面形状が円形状である場合には、円形状あるいは楕円形状、流入口あるいは流出口の断面形状が矩形形状である場合には、正方形状、長方形状、あるいは、菱形形状、流入口あるいは流出口の断面形状が多角形状である場合には、同角数の多角形状などである。

本実施形態の第７の他の態様は、処理対象液体の流れ方向からみた整流部材の断面形状は、紫外線照射ユニット内の前記処理対象液体が流れる部分の断面形状と同種の形状とされているようにしてもよい。この場合においても、同種の形状の概念は、本実施形態の第６の他の態様の場合と同様である。

本実施形態の第８の他の態様は、紫外線照射ユニット内の処理対象液体が流れる部分の断面形状は、矩形形状（正方形状、長方形状、菱形形状等）とされているようにしてもよい。

本実施形態の第９の他の態様は、前記整流部材の断面形状は、処理対象液体が流れる部分の断面形状と相似形状であるようにしてもよい。ここで、相似形状であるとは、一方の断面形状を適当に移動すれば、いわゆる相似の位置に置くことができるか、あるいは、合同の形状であるときである。

本実施形態の第１０の他の態様は、紫外線ランプの延在方向における整流部材の外形寸法（外径、横幅、縦幅等）は、配管の内形寸法（内径あるいは内寸等）より長く、紫外線ランプの発光長(Ｌｉ)よりも短くされているようにしてもよい。

本実施形態の第１１の他の態様は、処理対象液体の流れ方向と交差する（例えば、直交する）方向に複数の前記紫外線ランプが所定のピッチを介して配置され、整流部材は、矩形形状を有し、前記整流部材の縦幅と横幅との比が、紫外線ランプの発光長とピッチとの比と等しくされているようにしてもよい。
本実施形態の第１２の他の態様は、流路の外周側に整流部材と対向させて窓枠状の外周整流部材を設けるようにしてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 紫外線水処理装置
１１ 流入側接続配管
１１Ａ フランジ
１１Ｘ 流入口
１２ 流出側接続配管
１２Ａ フランジ
１２Ｘ 流出口
１３ 入口管
１３Ａ フランジ
１３Ｂ フランジ
１３Ｃ 入口管本体
１４ 出口管
１４Ｃ 出口管本体
１５ 紫外線照射ユニット
１５-Ｘ、１５-Ｘ１ 紫外線照射モジュール
２１ 入口整流板
２５ 紫外線ランプ
２６ 紫外線ランプ保護管
２７ 紫外線照射管
２８ 清掃装置
２９ 清掃装置駆動ユニット
２９Ｄ 清掃装置駆動軸
２９Ｇ ガイドレール
３１ 蓋
３５ 駆動軸固定具
３６ 駆動軸固定具
３８ ランプ保護管清掃板
４２ ガイドレール固定具
５１ 出口整流板
５２ 支持部材
５３ 締結部材
６１ 外周整流板
Ｆｉｎ 流入方向
Ｆｏｕｔ 流出方向
Ｌｉ 発光長
Ｐｉｃｈ ピッチ

Claims (12)

1. 処理対象液体が流れる外部の配管が接続され、前記処理対象液体の流路を構成して、前記処理対象液体が内部を流れる通水胴と、
   前記処理対象液体に紫外線を照射する紫外線ランプを有し、前記通水胴に設けられる紫外線照射ユニットと、
   前記外部の配管と、前記紫外線照射ユニットとの間の流路中に設けられ、前記紫外線ランプ近傍を流れる前記処理対象液体を整流する整流部材と、
   を備えた液体処理装置。
2. 前記通水胴は、処理対象液体が流入する流入口と、前記処理対象液体が流出する流出口と、を備え、
   前記整流部材は、最上流側に位置する前記紫外線ランプと前記流入口との間、あるいは、最下流側に位置する前記紫外線ランプと前記流出口との間のうち、少なくともいずれか一方に設けられている、
   請求項１記載の液体処理装置。
3. 前記処理対象液体の流れ方向からみた前記整流部材の断面積は、前記流入口の断面積以上とされている、
   請求項２記載の液体処理装置。
4. 前記通水胴は、処理対象液体が流入する流入側接続配管が接続される流入口と、前記処理対象液体が流出する流出側接続配管が接続される流出口と、を備え、
   前記整流部材は、最上流側に位置する前記紫外線ランプと前記流入口との間、及び、最下流側に位置する前記紫外線ランプと前記流出口との間に設けられ、
   前記流入口及び前記流出口のうちより断面積が大きい一方の口と前記紫外線ランプとの間に設けられる前記整流部材を、他方の口と前記紫外線ランプとの間に設けられる前記整流部材よりも外形寸法を大きくする、
   請求項１記載の液体処理装置。
5. 前記整流部材は、板状の部材とされ、
   前記通水胴内の前記処理対象液体の流れ方向に対し、交差するように設けられている、
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体処理装置。
6. 前記処理対象液体の流れ方向からみた前記整流部材の断面形状は、前記流入口あるいは前記流出口の断面形状と同種の形状とされている、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の液体処理装置。
7. 前記処理対象液体の流れ方向からみた前記整流部材の断面形状は、前記紫外線照射ユニット内の前記処理対象液体が流れる部分の断面形状と同種の形状とされている、
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の液体処理装置。
8. 前記紫外線照射ユニット内の前記処理対象液体が流れる部分の断面形状は、矩形形状とされている、
   請求項７記載の液体処理装置。
9. 前記整流部材の断面形状は、前記処理対象液体が流れる部分の断面形状と相似形状である、
   請求項８記載の液体処理装置。
10. 前記紫外線ランプの延在方向における前記整流部材の外形寸法は、前記配管の内形寸法より長く、前記紫外線ランプの発光長よりも短くされている、
    請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の液体処理装置。
11. 前記処理対象液体の流れ方向と交差する方向に複数の前記紫外線ランプが所定のピッチを介して配置され、
    前記整流部材は、矩形形状を有し、
    前記整流部材の縦幅と横幅との比が、前記紫外線ランプの発光長と前記ピッチとの比と等しくされている、
    請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の液体処理装置。
12. 前記流路の外周側に前記整流部材と対向させて窓枠状の外周整流部材を設けた、
    請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の液体処理装置。