JP2013252469A - 紫外線照射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 紫外線ランプ2を配置する紫外線照射室1内に、紫外線ランプ2を被処理水の流れ方向に直交する方向に複数本備えた紫外線照射装置であって、紫外線照射室1内に、紫外線ランプ2を被処理水の流れ方向に沿って複数本配置した紫外線ランプ群Aを紫外線照射室1の上下方向または左右方向に複数段設け、紫外線照射室1を流れる被処理水が受ける紫外線照射量が所定以上になるよう紫外線ランプ2の近傍をより多くの流体が流れるように、紫外線ランプ群Aの最上流側の紫外線ランプ2と最下流側の紫外線ランプ2の間に位置して、紫外線照射室1の上下壁面5または左右壁面5に板状のバッフル3を設けるとともに、紫外線ランプ群A内に棒状の撹乱体4を設けた。
【選択図】 図1
Description
ここで使用される紫外線照射装置として、紫外線ランプを配置する紫外線照射室内に、紫外線ランプを被処理水の流れ方向に直交する方向に複数本備えた紫外線照射装置がある。このように構成された紫外線照射装置では、紫外線照射装置内の場所による被処理水の流速の違いや紫外線ランプとの距離により、紫外線照射装置内を流れる被処理水への紫外線照射量は一定ではない。例えば、被処理水の流速の速い箇所では紫外線照射時間が短く、また紫外線ランプから遠い箇所では紫外線照射強度が低く、このため殺菌不良を招いてしまう。
かかる問題に接し、短い距離で必要な紫外線照射量を得ようとする場合、紫外線ランプの間隔を狭めることが考えられる。しかし、このような紫外線ランプの配列で前記特許文献1に記載された技術を利用したとしても、チャンバーの上下方向中央部の流れが紫外線ランプ間を通過する際には、紫外線ランプから最も遠いところを流れてしまい、効果的な殺菌性能が得られない可能性がある。
図1は本発明に係る紫外線照射装置の実施の形態の第1例を示す側断面概略図、図2は第1例における紫外線ランプとバッフルおよび撹乱体との位置関係を示す説明図、図3は第1例と、第1例と同じ紫外線ランプの配列でバッフルと撹乱体を設けない場合の、紫外線照射室の出口における被処理水に対する紫外線照射量を比較した説明図である。
本例では、紫外線ランプ群Aは2本の紫外線ランプ2で構成し、上下方向に5段に設けている。そして、1段目、3段目、5段目の紫外線ランプ群Aはそれぞれ同間隔に、そして2段目、4段目の紫外線ランプ群Aはそれぞれ同間隔に配置されており、1段目、3段目、5段目の紫外線ランプ群Aは2段目、4段目の紫外線ランプ群Aより間隔が短く、2段目、4段目の紫外線ランプ群Aにおける上流側の紫外線ランプ2と下流側の紫外線ランプ2との内側になるように配置されている。
ところが、こうした紫外線照射装置1では、紫外線ランプ2の抵抗や、紫外線照射室1内における流路Xの壁面近傍を流れる処理水と壁面との摩擦などで生じる流れの遅い部分や、逆に流路の狭い部分などの流れが速い部分が存在する。また、紫外線ランプ2の両端部は紫外線ランプ2の構造上の問題から紫外線照射量が低い部分もあり、紫外線照射装置1内を流れる被処理水への紫外線照射量も不均一になる。
被処理水の流線Fを求める流体解析は、有限堆積法(FVM)、RANSモデルにより行う。所定の紫外線照射量とは、被処理水の殺菌に必要な紫外線照射量として設定された照射量をいう。
本例では、紫外線照射室1の上下壁面5寄りの紫外線ランプ群Aにおける最上流側の紫外線ランプ2と最下流側の紫外線ランプ2の間に位置して、紫外線照射室1の上下壁面5に板状のバッフル3を設けるとともに、紫外線ランプ群A内に断面が円形を有する棒状の撹乱体4を設けている(図2参照。)。
上下壁面5からのバッフル3の突出長L1は、上下壁面5側の紫外線ランプ群Aの紫外線ランプ2と上下壁面5との距離L2との関係で、L1=L2〜L1=L2/2に設定することが好ましい。L1>L2とすると、バッフル3による紫外線ランプ2の影S1が被処理水への紫外線照射に影響し、被処理水に所定量の紫外線照射量を照射することができなくなる場合があり、また流れる被処理水の抵抗となって圧力損失が増えてしまう。またL1<L2/2とすると上下壁面5に沿って流れる被処理水は紫外線ランプ2に近づくような流れをつくることができず、十分な紫外線照射量が得られない部分ができる。
撹乱体4の外径は、その上限が紫外線ランプ2の外径と同じ、下限が紫外線ランプ2の外径の1/2であることが好ましい。撹乱体4の外径が紫外線ランプ2の外径より大きいと、撹乱体4による紫外線ランプ2の影S2が被処理水への紫外線照射に影響し、被処理水への紫外線照射量が低下する場合があり、また流れる被処理水の抵抗となって圧力損失が増えてしまう。また、撹乱体4の外径が紫外線ランプ2の外径の1/2より小さいと前段の紫外線ランプ2から最も遠い距離を流れた被処理水を後段の紫外線ランプ2に近づける流れをつくることができず、十分な紫外線照射量が得られない部分ができる。
このようにして使用される紫外線照射装置において、バッフル3や撹乱体4を設けていない場合、紫外線照射室1内を通過する被処理水は、流路Xの壁面近傍を流れる流れと、紫外線ランプ2の配置によって紫外線ランプ群A内を流れる流れは、それぞれが流れやすい方向に流れながら出口1aへ向かう流れとなる。
しかしながら、紫外線照射室1内には、紫外線照射室1の出口1aにおける紫外線照射量分布から所定の紫外線照射量以下となる部分に到達する被処理水の流線を流体解析によって求めて、その流線F上で、かつ、紫外線ランプ2からの距離が最も遠くなる位置として、紫外線照射室1の上下壁面5に、紫外線照射室1の上下壁面5寄りの紫外線ランプ群Aにおける最上流側の紫外線ランプ2と最下流側の紫外線ランプ2の間に位置してバッフル3が設けられ、また、紫外線ランプ群A内に棒状の撹乱体4が設けられているので、被処理水はバッフル3と撹乱体4で流れが攪拌され、紫外線ランプ2から遠い領域を流れる被処理水を下流側にある紫外線ランプ2に近づく流れを生み出す。
図3に見られるように、紫外線照射室1内にバッフル3と撹乱体4がない場合、被処理水は流れやすいところに流れ、紫外線照射室1内での紫外線照射量が不足し殺菌が不十分な処理水が紫外線照射室1から供給されてしまう。一方、本例においては、バッフル3や撹乱体4の効果により、被処理水を紫外線ランプ2に近づけるように流すことによって、紫外線照射室1の出口1aにおいては、被処理水は全て所定照射量以上の紫外線照射量を得ることができるようになる。
本例の紫外線照射装置は、第1例と同様に、被処理水の流れに直交する断面形状が矩形状となるように形成されている紫外線照射室1内に、紫外線ランプ2を被処理水の流れ方向に直交するように、被処理水の流れ方向に沿って所定間隔を設けて複数本を配置した紫外線ランプ群Aを、紫外線照射室1の上下方向に所定間隔で複数段設けている。
本例では、紫外線ランプ群Aは2本の紫外線ランプ2で構成し、上下方向に5段に設けている。そして、1段目〜5段目の紫外線ランプ群Aにおける上流側の紫外線ランプ2と下流側の紫外線ランプ2の間隔は全て等間隔となっており、上下の紫外線ランプ群Aの紫外線ランプ2が千鳥状になるように配置されている。
本例の紫外線照射装置は、側断面形状が円形状となるように形成されている紫外線照射室1内に、紫外線ランプ2を被処理水の流れ方向に直交するように、被処理水の流れ方向に沿って所定間隔を設けて複数本を配置した紫外線ランプ群Aを、紫外線照射室1の上下方向に所定間隔で複数段設けている。
本例では、紫外線ランプ群Aは2本の紫外線ランプ2で構成し、上下方向に4段に設けている。そして、1段目、4段目の紫外線ランプ群Aはそれぞれ同間隔に、そして2段目、3段目の紫外線ランプ群Aはそれぞれ同間隔に配置されており、1段目、4段目の紫外線ランプ群Aは2段目、3段目の紫外線ランプ群Aより間隔が短く、2段目、3段目の紫外線ランプ群Aにおける上流側の紫外線ランプ2と下流側の紫外線ランプ2の内側に配置されている。
いずれにしても、紫外線照射室1内に、紫外線照射室1の出口1aにおける紫外線照射量分布から所定の紫外線照射量以下となる部分に到達する被処理水の流線Fを流体解析によって求めて、その流線F上で、かつ、紫外線ランプ2からの距離が最も遠くなる位置に、その流線F上を流れる被処理水を衝突させ攪拌するバッフル3と撹乱体4が設けられていればよい。
1a 出口
1b 入口
2 紫外線ランプ
3 バッフル
4 撹乱体
5 壁面
6、7 フランジ
8 配管
A 紫外線ランプ群
X 流路
F 流線
S1、S2 影
V1 必要紫外線照射量
V2 第1例と同じ紫外線ランプの配列でバッフルと撹乱体を設けない場合の紫外線照射 量
V3 第1例の紫外線照射量
Claims (2)
- 紫外線ランプを配置する紫外線照射室内に、紫外線ランプを被処理水の流れ方向に直交する方向に複数本備えた紫外線照射装置であって、
前記紫外線照射室内に、前記紫外線ランプを被処理水の流れ方向に沿って複数本配置した紫外線ランプ群を前記紫外線照射室の上下方向または左右方向に複数段設け、前記紫外線照射室を流れる被処理水が受ける紫外線照射量が所定以上になるよう前記紫外線ランプの近傍をより多くの流体が流れるように、前記紫外線ランプ群の最上流側の紫外線ランプと最下流側の紫外線ランプの間に位置して、前記紫外線照射室の上下壁面または左右壁面に板状のバッフルを設けるとともに、紫外線ランプ群内に棒状の撹乱体を設けたことを特徴とする紫外線照射装置。 - 前記バッフルは前記紫外線ランプと平行に設けられ、前記撹乱体は前記紫外線照射室の上下壁間または左右壁間に渡して前記紫外線ランプと平行に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の紫外線照射装置。
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JP2012127858A JP2013252469A (ja) | 2012-06-05 | 2012-06-05 | 紫外線照射装置 |
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JP2010509051A (ja) * | 2006-11-06 | 2010-03-25 | セバーン トレント ウォーター ピュリフィケイション,インコーポレイテッド | 水を消毒する装置 |
US20100193421A1 (en) * | 2006-11-06 | 2010-08-05 | Trojan Technologies | Fluid treatment system |
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