TWI709537B - 水處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可對被處理水以充分的照射量均勻地照射紫外線並且容易安裝清洗設備等的水處理裝置。 本發明的水處理裝置使用紫外線對被處理水進行紫外線處理，並且所述水處理裝置包括：被處理水流動的流路；以及紫外線照射部，設於流路的與流入口側相反之側，且對在流路內流動的被處理水介隔包含透明構件的窗部向流入口側照射紫外線；流路具有擴徑部，於擴徑部中設有用於清洗窗部的清洗設備及感測器的至少一者。
Description
本發明是有關於一種水處理裝置，特別是有關於一種使用紫外線對被處理水進行紫外線處理的水處理裝置。
近年來，作為對飲用水等被處理水進行殺菌的技術，正在研究使用紫外線照射的技術（紫外線處理）。而且，於被處理水的紫外線處理中，可使用具備被處理水流動的流路、及對在流路內流動的被處理水照射紫外線的光源的水處理裝置。
此處，被用於紫外線處理的水處理裝置有時於使用中污垢附著於光源，處理性能降低。因此，例如於專利文獻1中，對作為設置於污水管內的光源的紫外線燈直接安裝超音波振盪器，使用超音波振盪器對紫外線燈進行超音波清洗，藉此抑制水處理裝置的處理性能的降低。另外，例如於專利文獻2中，使用安裝於被處理水流入的裝置本體的底面的超音波振盪器對設置於裝置本體內的紫外線燈進行超音波清洗，藉此抑制水處理裝置的處理性能的降低。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-738號公報 [專利文獻2]日本專利特開2010-227838號公報
[發明所欲解決之課題] 再者，關於使用紫外線照射的水處理裝置，就所得的已處理水的水質的提昇及均勻化的觀點而言，要求對被處理水以充分的照射量均勻地照射紫外線。然而，通常距光源的距離越大則紫外線的強度越降低，故於自與被處理水的流動方向交叉的方向（例如與被處理水的流動方向正交的方向）照射紫外線的情形時，難以對被處理水以充分的照射量均勻地照射紫外線。
針對此種問題，可想到藉由使用例如圖3所示般的設有向與被處理水的流入方向相向的方向（圖3中為左方向）介隔窗部21照射紫外線的紫外線照射部22的水處理裝置20，可遍及被處理水的流動方向的廣範圍而進行均勻的紫外線處理，確保充分的照射量。然而，具有上文所述般的構成的水處理裝置存在以下問題：被處理水的流路成為障礙而難以安裝清洗窗部的設備或感知窗部的狀態等的感測器等。
因此，本發明的目的在於提供一種可對被處理水以充分的照射量均勻地照射紫外線並且容易安裝清洗設備等的水處理裝置。 [解決課題之手段]
本發明的目的在於有利地解決所述課題，本發明的水處理裝置使用紫外線對被處理水進行紫外線處理，並且所述水處理裝置的特徵在於包括：被處理水流動的流路；以及紫外線照射部，設於所述流路的與流入口側相反之側，且對在所述流路內流動的被處理水介隔包含透明構件的窗部向所述流入口側照射紫外線；所述流路具有擴徑部，於所述擴徑部中設有用於清洗所述窗部的清洗設備及感測器的至少一者。若如此般於流路的與流入口側相反之側設置紫外線照射部，對在流路內流動的被處理水於朝向流入口側的方向上照射紫外線，則可遍及被處理水的流動方向的廣範圍而對被處理水均勻地進行紫外線處理。另外，若於流路中設置擴徑部，則即便於將流路、窗部及紫外線照射部設定為上文所述的配置的情形時，亦可容易地安裝用於清洗窗部的清洗設備或感測器。
此處，於本發明的水處理裝置中，較佳為所述擴徑部具有內徑朝向所述被處理水的流動方向逐漸增大的倒錐形形狀。其原因在於：若擴徑部具有倒錐形形狀，則容易指向窗部的中心而安裝清洗設備或感測器。
另外，本發明的水處理裝置較佳為於所述擴徑部中至少設有具備超音波振盪器的清洗設備，所述流路的內周面經聚四氟乙烯進行內襯（lining）。其原因在於：若流路的內周面經聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）進行內襯，則可利用內周面的紫外線的反射而更良好地對被處理水進行紫外線處理。再者，雖然PTFE的內襯難以傳遞超音波，但若於擴徑部中設置清洗設備，則即便於使用具備超音波振盪器的清洗設備的情形時，亦可指向窗部而配置超音波振盪器並良好地清洗窗部。
而且，本發明的水處理裝置較佳為於所述擴徑部中至少設有具備超音波振盪器的清洗設備，所述超音波振盪器的超音波振盪面指向所述窗部的中心。其原因在於：藉由指向窗部的中心而設置超音波振盪器，可有效地清洗窗部。 [發明的效果]
根據本發明的水處理裝置，可對被處理水以充分的照射量均勻地照射紫外線，並且可容易地安裝清洗設備等。
以下，根據圖式對本發明的實施形態加以詳細說明。再者，於各圖中標註相同符號者表示相同的構成要素。
此處，本發明的水處理裝置並無特別限定，例如可於在淨水廠等大型設備、小型的飲水機（water server）、污水處理廠及超純水製造設備等中對被處理水進行殺菌時使用。其中，本發明的水處理裝置可合適地用於在淨水廠中製造飲用水時的殺菌處理等。
（水處理裝置） 圖1中以沿著被處理水的流動方向的剖面示出本發明的水處理裝置的一例的概略構成。圖1所示的水處理裝置10為對所流入的被處理水照射紫外線，對被處理水進行紫外線處理而獲得已處理水的裝置。 而且，水處理裝置10具備：被處理水流動的流路1、設於流路1的與流入口2側（圖1中為左側）相反之側的窗部5及紫外線照射部6、對被處理水進行紫外線處理所得的已處理水流動的已處理水流路3、以及已處理水自已處理水流路3流出的流出口4。另外，於流路1中設有內徑自流入口2側朝向窗部5及紫外線照射部6側擴大的擴徑部7。進而，於流路1的擴徑部7中，設有作為用於清洗窗部5的清洗設備的超音波振盪器8、及感知窗部5的污垢狀態的感測器9。
＜被處理水的流路＞ 流路1並無特別限定，例如可使用不鏽鋼（Stainless Steel，SUS）配管等配管而形成。再者，流路1亦可藉由使用法蘭等已知的連接構件將多個配管連接而形成。
而且，水處理裝置10的流路1自流入口2側沿著被處理水的流動方向而依序具有小徑部、擴徑部7及內徑大於小徑部的大徑部。此處，流路1的擴徑部7具有內徑自小徑部側朝向大徑部側（即，朝向被處理水的流動方向）逐漸增大的倒錐形形狀。另外，流路1的大徑部與形成下文將詳細說明的已處理水流路3的配管形成套管構造，於被處理水的流動方向（圖1中為左右方向）上觀察，大徑部的與流入口2側相反之側的端緣（圖1中為右側的端緣）並未與窗部5接觸而終止。即，被處理水流動的流路1以與窗部5之間空開間隙的狀態終止。
再者，雖並無特別限定，但就使自紫外線照射部6所照射的紫外線於流路1的內周面良好地反射而更良好地對被處理水進行紫外線處理的觀點而言，較佳為流路1的內周面、尤其是大徑部的內周面經聚四氟乙烯進行內襯。
＜窗部＞ 窗部5包含可使自紫外線照射部6所照射的紫外線透過的透明構件，水密地設於流路1的與流入口2側相反之側（圖1中為右側）而防止被處理水向紫外線照射部6流入。另外，窗部5是以直徑大於流路1的大徑部的內徑，將自紫外線照射部6所照射的紫外線照射於在流路1內流動的被處理水全體的方式構成。 再者，形成窗部5的透明構件並無特別限定，可列舉石英玻璃、藍寶石玻璃、氟系樹脂等。其中，就耐久性及紫外線的透過性的觀點而言，較佳為石英玻璃。另外，水密地設置窗部5的方法並無特別限定，例如可列舉：於將形成已處理水流路3的配管與紫外線照射部6連接的法蘭（未圖示）中設置供設置構成窗部5的透明構件的凹處，並且使用O形環（O ring）或襯墊（packing）等將法蘭連接部水密地密封的方法等。
＜紫外線照射部＞ 紫外線照射部6具備紫外線的光源，介隔窗部5向流入口2側照射紫外線。具體而言，紫外線照射部6例如是將可確保所需的紫外線強度的個數的光源收容於收容室內而形成。而且，紫外線照射部6對在流路1的大徑部內流動的被處理水照射大致均勻的強度的紫外線。 再者，紫外線的光源並無特別限定，例如可使用水銀燈、氙氣燈、紫外線LED等任意的光源。其中，就安全性及成本的觀點而言，較佳為紫外線LED。另外，光源所照射的紫外線的波長並無特別限定，較佳為200 nm以上，更佳為240 nm以上，且較佳為300 nm以下，更佳為285 nm以下。其原因在於所述波長域的紫外線的殺菌力高。
＜已處理水流路＞ 已處理水流路3並無特別限定，例如可使用SUS配管等配管而形成。具體而言，已處理水流路3可使用配置於流路1的大徑部的外側而與流路1的大徑部形成套管構造的配管（以下有時稱為「外管」），形成於流路1的大徑部的外周面與外管的內周面之間。
再者，水處理裝置10中，外管是與流路1配置於同軸上。而且，外管的軸線方向一側（圖1中為左側）的端部與形成流路1的大徑部的配管的流入口2側的端緣水密地連接。另外，外管的軸線方向另一側（圖1中為右側）的端部與窗部5水密地連接。
＜超音波振盪器＞ 作為窗部5的清洗設備的超音波振盪器8是使超音波振盪面指向窗部5而設於流路1的擴徑部7。具體而言，超音波振盪器8並無特別限定，是以超音波振盪面指向窗部5的中心的方式設置於使用焊接等方法水密地安裝於擴徑部7的包含筒狀體的殼體（case）的內側。再者，對殼體的超音波振盪器8的固定並無特別限定，可使用夾具等已知的固定構件進行。另外，殼體的與流路1側相反之側的端部可使用蓋等密封構件水密地密封。進而，殼體及超音波振盪器8的一部分亦可伸出至流路1內。
＜感測器＞ 另外，感知窗部5的污垢狀態的感測器9是指向窗部5而設於流路1的擴徑部7。具體而言，感測器9並無特別限定，是以檢測面指向窗部5的方式設置於使用焊接等方法水密地安裝於擴徑部7的包含筒狀體的殼體的內側。再者，對殼體的感測器的固定並無特別限定，可使用夾具等已知的固定構件進行。另外，殼體的與流路1側相反之側的端部可使用蓋等密封構件水密地密封。進而，殼體及感測器9的一部分亦可伸出至流路1內。
此處，感測器9並無特別限定，可使用能根據透過窗部5的紫外線的強度變化而把握窗部5的污垢狀態的紫外線感測器等已知的感測器。另外，感測器9的檢測面的朝向可指向窗部5的任意位置，就根據感測器9所檢測到的污垢於適當的時序清洗窗部5的觀點而言，較佳為指向與作為清洗設備的超音波振盪器8的超音波振盪面相同的位置。
<紫外線處理>
而且，根據具有上文所述的構成的水處理裝置10，可對自流入口2朝向窗部5側(圖1中為右側)流動而來的被處理水自紫外線照射部6介隔窗部5向流入口2側(圖1中為左側)照射紫外線。因此，可遍及被處理水的流動方向的廣範圍而均勻地照射充分量的紫外線，良好地對被處理水進行紫外線處理。另外，根據水處理裝置10，因流路1的內周面經聚四氟乙烯進行內襯，故可於流路1的內周面使紫外線良好地反射，更良好地對被處理水進行紫外線處理。
再者，水處理裝置10中，對被處理水進行紫外線處理所得的已處理水可經由流路1與窗部5之間的間隙而向已處理水流路3流入，並自流出口4取出。
<窗部的清洗>
另外，根據水處理裝置10，因流路1具有擴徑部7，故能以指向所需方向的狀態容易地安裝超音波振盪器8及感測器9。而且，水處理裝置10因具備超音波振盪器8及感測器9，故藉由利用感測器9感知窗部5的污垢狀態，並使用超音波振盪器8清洗窗部5，可抑制對被處理水的紫外線照射量因窗部5的污垢而降低。尤其於水處理裝置10中，因使超音波振盪器8的超音波振盪面指向窗部5的中心，故可使用在被處理水中傳播的超音波均等地清洗窗部5。另外，水處理裝置10中，因使超音波振盪器8的超音波振盪面指向窗部5，故即便於流路1的內周面經難以傳遞超音波的材料（例如聚四氟乙烯）進行內襯的情形時，亦可良好地清洗窗部5。
再者，就均等地清洗窗部5的觀點而言，於在水處理裝置10的擴徑部7中配置多個超音波振盪器8的情形時，較佳為各超音波振盪器8是於擴徑部7的周方向上等間隔地設置。另外，若窗部5上析出水垢（scale）則僅照射超音波的情況下難以去除，另外有自窗部5去除的水垢堵塞流路1與窗部5之間的間隙之虞，因此利用超音波振盪器8的清洗較佳為以短間隔實施。
以上，使用一例對本發明的水處理裝置進行了說明，但本發明的水處理裝置不限定於所述一例，可對本發明的水處理裝置適當加以變更。 具體而言，例如於所述一例的水處理裝置10中，將作為清洗設備的超音波振盪器8及感測器9兩者安裝於擴徑部7，但本發明的水處理裝置中，亦可不設置感測器而僅將清洗設備安裝於擴徑部並以既定間隔實施清洗，亦可僅將感測器安裝於擴徑部並於感知到污垢的時序實施分解清洗或窗部的更換。 另外，所述一例的水處理裝置10中，使用內徑朝向被處理水的流動方向逐漸增大的倒錐形形狀的擴徑部7，但擴徑部7的形狀不限定於倒錐形形狀。具體而言，例如圖2所示的水處理裝置10A般，擴徑部亦可為沿與水的流動方向正交的方向延伸（即，流路1的內徑以階梯狀擴大）的擴徑部7A。然而，就以指向窗部的所需位置的狀態而容易地安裝清洗設備或感測器的觀點而言，擴徑部較佳為內徑朝向被處理水的流動方向逐漸增大的倒錐形形狀。 進而，所述一例的水處理裝置10中，於擴徑部7中僅設置用於清洗窗部5的超音波振盪器8及感測器9，但亦可於擴徑部7中進一步設置感知用於清洗窗部5的超音波振盪器8及感測器9的污垢狀態的感測器、或在用於清洗窗部的超音波振盪器8的超音波振盪面及感測器9的檢測面上附著有污垢的情形時清洗該污垢的清洗設備。 [產業上的可利用性]
根據本發明，可提供一種可對被處理水以充分的照射量均勻地照射紫外線並且容易安裝清洗設備等的水處理裝置。
1‧‧‧流路2‧‧‧流入口3‧‧‧已處理水流路4‧‧‧流出口5、21‧‧‧窗部6、22‧‧‧紫外線照射部7、7A‧‧‧擴徑部8‧‧‧超音波振盪器9‧‧‧感測器10、10A、20‧‧‧水處理裝置
圖1為以剖面表示水處理裝置的一例的概略構成的說明圖。 圖2為以剖面表示水處理裝置的另一例的概略構成的說明圖。 圖3為以剖面表示水處理裝置的另一例的概略構成的說明圖。
1‧‧‧流路
2‧‧‧流入口
3‧‧‧已處理水流路
4‧‧‧流出口
5‧‧‧窗部
6‧‧‧紫外線照射部
7‧‧‧擴徑部
8‧‧‧超音波振盪器
9‧‧‧感測器
10‧‧‧水處理裝置
Claims (5)
- 一種水處理裝置，使用紫外線對被處理水進行紫外線處理，並且所述水處理裝置包括：被處理水流動的流路；以及紫外線照射部，設於所述流路的與流入口側相反之側，對在所述流路內流動的被處理水介隔包含透明構件的窗部向所述流入口側照射紫外線，所述流路自所述流入口側沿著被處理水的流動方向而依序具有小徑部、擴徑部及內徑大於所述小徑部的大徑部，且於所述擴徑部中設有去除所述窗部的污垢的清洗設備及感知所述窗部的污垢狀態的感測器的至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述的水處理裝置，其中所述擴徑部具有內徑朝向所述被處理水的流動方向逐漸增大的倒錐形形狀。
- 如申請專利範圍第1項所述的水處理裝置，其中於所述擴徑部中至少設有具備超音波振盪器的清洗設備，所述流路的內周面經聚四氟乙烯進行內襯。
- 如申請專利範圍第2項所述的水處理裝置，其中於所述擴徑部中至少設有具備超音波振盪器的清洗設備，所述流路的內周面經聚四氟乙烯進行內襯。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的水處理裝置，其中於所述擴徑部中至少設有具備超音波振盪器的清洗設備， 所述超音波振盪器的超音波振盪面指向所述窗部的中心。
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