JPH09122639A - 紫外線浄水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水の殺菌効率を高めるため、紫外線照射され
る複数の分岐管路内の流速を均等化する必要がある。 【解決手段】 入口側主管路内と出口側主管路内の水の
流れの方向を逆になるよう配置することにより、分岐管
路内の流速を均等化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工業用水、空調機
用冷却水、プールや浴場や水族館や水産養殖場の水、産
業廃水等の水を紫外線照射により殺菌する装置に係わ
り、特に紫外線の有効照射量を高め高殺菌率を保証でき
る紫外線浄水装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】浄化しようとする水を、石英ガラスまた
は特殊なフッ素樹脂のような紫外線を透過する材料で作
られた管路の中に流しながら、その外から紫外線ランプ
で照射して、水に含まれている細菌やビールスや有害化
学物質などを殺菌または分解する装置が、工業用水、ク
ーリングタワー、プール、浴場、水族館、水産養殖場、
産業廃水等の浄水装置として用いられている。

【０００３】このような紫外線浄水装置は、従来図３に
示すように、紫外線で照射されるＵ字形分岐管路１，
２，３を多数設け、水の入口４と水の出口７をＵ字管群
に対して互いに反対側に配置して稼働されていた。つま
り、水は入口と同じ方向に排出されている。水の流れ
は、電気配線図を想定すると、図３の配管ではどの分岐
管路を通る径路も抵抗が等しく、管路内の水の流量は均
等で均等に紫外線照射殺菌が行われているものと考えら
れていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、偶然の機会に
発明者等は、浄水装置に流れ込んだ水は、意外にも、電
気とは異なり、入口から最も遠い分岐管路を優先的に流
れることを見いだした。

【０００５】確認実験の結果、１０個のＵ字形分岐管路
を備えた装置での実測によれば、出口に最も近い分岐管
路（図３の１に相当）を流れる水の流速は、入口に最も
近い分岐管路（図３の３に相当）を流れる水の流速より
も大きく、流速比で表すと、入口側主管路の流量４０ｍ
³／ｈの場合１.５、流量６０ｍ³／ｈの場合２.０と、流
量を増すほど大きくなることが分った。

【０００６】分岐管路内の流速に２倍の差があるという
ことは、２倍の速さで流れたために半分の紫外線しか照
射されず殺菌率の低い水が、倍の照射を受けて十分殺菌
された水と混ざって排出されるために、装置の性能は、
各分岐管路を水が均等に流れたとした場合の設計値を下
回ることになる。すなわち、殺菌率を低下させている分
岐管路毎の流速の偏りをなくし、各分岐管路内をほぼ均
一な流速で流れるように構成を改良し、装置の殺菌能力
を高め、処理能力を増加させることが急務であった。

【０００７】配管設計に関する手引き書によれば、この
ような課題を解決する手法として、両主管路の内径を分
岐管路の内径の総和よりも十分大きくし、主管路内の流
速を分岐管路内の流速よりも十分遅くする必要があると
されている。しかし、装置の大きさや重量、特に製作費
用の面で制約があって実現が困難であり、独自の対策が
必要であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに鋭意研究の結果完成した本発明の紫外線浄水装置
は、平行に配置された浄化すべき水の入口側主管路と出
口側主管路と、Ｕ字形に形成され一端を入口側主管路に
他端を出口側主管路にそれぞれ接続され、かつ両主管路
に対し並列に配置された複数個の分岐管路とを備え、入
口側主管路の終端が１個の分岐管路を介して出口側主管
路の始端に接続され、かつ入口側主管路内と出口側主管
路内の水の流れる方向が逆であるように配置したもので
ある。すなわち、浄水の出口は浄化前の水の入口と同一
側となるように配管されている。

【０００９】このような配管構成により、紫外線ランプ
で照射される分岐管路毎の流速の偏りがなくなり、流速
がほぼ均等化されることが、実験によって確認された。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明による紫外線照射浄水装置
の配管図を図１に、分岐管路を１個除いた外観図を図２
に示す。管路の材料は光透過性フッ素樹脂であり、Ｕ字
形分岐管路に添った紫外線ランプの照射によって通過水
が殺菌される。

【００１１】図１に示すように、浄化しようとする水
は、入口側主管路５に流入口４から流れ込み、並列に配
管されたＵ字形分岐管路３，２，１にそれぞれ管接手部
３１，２１，１１を通って分流され、図２のように分岐
管路毎に添えられた紫外線ランプ８の照射を受けた後、
管接手部３２，２２，１２を通って出口側主管路６に集
まり、浄化された水が流出口７から流れ出す。水の流入
口４と流出口７は、分岐管路群に対し同一の側にある。

【００１２】図１では分岐管路が３個であるが、実用装
置では、３０個の大容量型まで各種型式がある。

【００１３】図３に示す従来の配管による浄水装置と、
図１の本発明による浄水装置との性能比較実験を行った
結果は次のとおりである。

【００１４】内径６０ｍｍ長さ１ｍのテフロン管を２個
ずつＵ字状接手で連結した分岐管路１０個を図３のよう
に従来の配管とし、４０Ｗ，長さ１ｍの紫外線ランプ２
２本で照射する紫外線浄水装置に６０ｍ³／ｈの流量で
通水したとき、出口に最も近い分岐管路内の流速は、入
口に最も近い分岐管路内の流速の約２倍と速かった。そ
して殺菌率は９９.９０％であった。

【００１５】これは、図３の配管では、入口側主管路５
に流入口４から流れ込んできた水がＵ字形分岐管路３，
２，１に分流され、５の終端１１から分岐管路１を通っ
た水が、出口側主管路６に入る接続点１２で直角に方向
を変える際に起こす渦巻により、３−３２−２２と通っ
てきた水の１２での通過を妨害するためと考えられた。

【００１６】これに対して、図１のように本発明による
配管として同じ流量で通水したとき、どの分岐管路にも
水はほぼ等しい速さで流れ、殺菌率は９９.９７％であ
った。

【００１７】これは、図１において流入口４から主管路
５に流れ込んだ水は、慣性によって本来優先的に５の終
端１１から分岐管路１を通り、主管路６の始端１２を経
て流出口７から排出されようとするが、他の分岐管路
２，３を通って主管路６に流れ込んだ水が、管接手部２
２，３２で起こす渦流により、その流れが妨害されるた
めに、各分岐管路内の流速が平均化されるものと考えら
れる。

【００１８】これらの実験結果を、殺菌率の対数と紫外
線照射量は直線関係にあることから整理すると、図４の
図表のようになる。従来の水の流出口が流入口の反対側
である配管では、水に照射された紫外線の平均量は、本
発明の配管の場合を１００とすれば８５に過ぎなかった
ことを示している。

【００１９】つまり、９９.９０％の殺菌率を達成する
のに８５の照射量で十分なのであるから、配管を図３か
ら図１に変えることのみで照射量が１００に高まった本
発明の浄水装置を用いれば、水の処理量を約１８％増や
しても所定の殺菌率９９.９０％を確保できることを示
している。

【００２０】このように、入口、出口の配管を変えるこ
とにより、この浄水装置の殺菌性能、あるいは水処理能
力をさらに改善することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の紫外線浄水装置によれば、浄化
すべき水の流入方向と浄水の流出方向とを逆にするだけ
の配管により、各分岐管路内の流速が均等化され、つま
り紫外線照射量が均等化されて全通過水に対する平均照
度が高まるため、同等の殺菌率の浄水をより多量に生成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浄水装置の配管図である。

【図２】本発明の紫外線浄水装置の外観図である。

【図３】従来の浄水装置の配管図である。

【図４】本浄水装置の紫外線照射量比と殺菌率の関係を
示す図表である。

【符号の説明】

１ Ｕ字形分岐管路 ２ Ｕ字形分岐管路 ３ Ｕ字形分岐管路 ４ 流入口 ５ 入口側主管路 ６ 出口側主管路 ７ 流出口 ８ 紫外線ランプ １１ 管接手部 １２ 管接手部 ２１ 管接手部 ２２ 管接手部 ３１ 管接手部 ３２ 管接手部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線透過性材料の管路内に通水し管路
   の外から紫外線ランプを照射し殺菌する紫外線浄水装置
   において、平行に配置された浄化すべき水の入口側主管
   路と出口側主管路と、Ｕ字形に形成され一端を入口側主
   管路に接続され他端を出口側主管路に接続され、かつ両
   主管路に対し並列に配置された複数個の分岐管路を備
   え、入口側主管路の終端が１個の分岐管路を介して出口
   側主管路の始端に接続され、かつ入口側主管路内と出口
   側主管路内の水の流れる方向が逆であるように配置され
   たことを特徴とする紫外線浄水装置。
2. 【請求項２】 浄化すべき水が、入口側主管路へ流入し
   複数個の分岐管路に分流した後出口側主管路を通って流
   出する出口が、水の入口と同一側である請求項１記載の
   紫外線浄水装置。
3. 【請求項３】 前記入口側主管路と出口側主管路と複数
   個の分岐管路の材料が光透過性フッ素樹脂である請求項
   １記載の紫外線浄水装置。