特開 2022-7990 処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022007990

(43)【公開日】2022-01-13

(54)【発明の名称】処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/32 20060101AFI20220105BHJP

【ＦＩ】

C02F1/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021031008

(22)【出願日】2021-02-26

(31)【優先権主張番号】P 2020109154

(32)【優先日】2020-06-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】304026696

【氏名又は名称】国立大学法人三重大学

(71)【出願人】

【識別番号】392035189

【氏名又は名称】橋本電子工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三宅 秀人

(72)【発明者】

【氏名】八神 寿徳

(72)【発明者】

【氏名】岡村 実奈

(72)【発明者】

【氏名】中村 昌寛

【テーマコード（参考）】

4D037

【Ｆターム（参考）】

4D037AA09

4D037AA11

4D037AB03

4D037BA18

(57)【要約】

【課題】処理液を処理する処理室内に混入物が滞留することを抑制する。
【解決手段】処理装置は、処理液が流れる処理室を有する。処理装置は、処理室の一端に設けられ、処理室と外部とを連通する第１連通孔と、処理室の他端に設けられ、処理室と外部とを連通する第２連通孔と、を備える。処理室は、当該処理室の中心を通って一端から他端に向かって第１方向に伸びる処理室軸線を有している。第１連通孔と第２連通孔の少なくとも一方において、その軸線を延長した連通孔軸線は、第１方向に対して傾斜又は直交し、かつ、処理室軸線とは交差しない。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理液が流れる処理室を有する処理装置において、
前記処理室の一端に設けられ、前記処理室と外部とを連通する第１連通孔と、
前記処理室の他端に設けられ、前記処理室と外部とを連通する第２連通孔と、を備えており、
前記処理室は、当該処理室の中心を通って前記一端から前記他端に向かって第１方向に伸びる処理室軸線を有しており、
前記第１連通孔と前記第２連通孔の少なくとも一方において、その軸線を延長した連通孔軸線は、前記第１方向に対して傾斜又は直交し、かつ、前記処理室軸線とは交差しない、処理装置。

【請求項2】

前記処理室の一端と他端の少なくとも一方に設けられ、前記処理室内を流れる処理液に光を照射する光源をさらに備える、請求項１に記載の処理装置。

【請求項3】

前記光源と前記処理室の間に配置される凸レンズをさらに備え、
前記光源からの光がレンズを通って前記処理室内の前記処理液に照射される、請求項２に記載の処理装置。

【請求項4】

前記処理室を保持するケーシングをさらに備え、
前記第１連通孔及び前記第２連通孔が、前記ケーシングを介して処理室と接続されている、請求項１～３のいずれかに記載の処理装置。

【請求項5】

処理液が流れる処理室を有する処理装置において、
前記処理室の一端に設けられ、前記処理室と外部とを連通する第１連通孔と、
前記処理室の他端に設けられ、前記処理室と外部とを連通する第２連通孔と、
（１）外部から前記第１連通孔を通って前記処理室の内部に処理液が供給され、その供給された処理液が前記処理室内を通って前記第２連通孔から外部に排出される第１処理状態と、（２）外部から前記第２連通孔を通って前記処理室の内部に処理液が供給され、その供給された処理液が前記処理室内を通って前記第１連通孔から外部に排出される第２処理状態と、に切り替え可能な切り替え手段と、を備える、処理装置。

【請求項6】

前記処理室の一端と他端の少なくとも一方に設けられ、前記処理室内を流れる処理液に光を照射する光源をさらに備える、請求項５に記載の処理装置。

【請求項7】

前記処理室は、当該処理室の中心を通って前記一端から前記他端に向かって第１方向に伸びる処理室軸線を有しており、
前記第１連通孔と前記第２連通孔の少なくとも一方において、その軸線を延長した連通孔軸線は、前記第１方向に対して傾斜又は直交し、かつ、前記処理室軸線とは交差しない、請求項５又は６に記載の処理装置。

【請求項8】

前記第１処理状態と前記第２処理状態とに所定の周期で交互に切り替えられるように前記切り替え手段を制御する制御手段をさらに備える、請求項５～７のいずれか一項に記載の処理装置。

【請求項9】

前記第１連通孔と前記第２連通孔の少なくとも一方の軸線の重力に対する方向を切り替えるように駆動する駆動部をさらに備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の処理装置。

【請求項10】

前記処理室は、当該処理室の中心を通って前記一端から前記他端に向かって第１方向に伸びる処理室軸線を有しており、
前記処理室は、前記一端と前記他端とを接続し、当該処理室の内側と外側とを区画する側面を有しており、
前記処理室軸線を含む平面で前記処理室を切断した切断面において、前記側面は、前記処理室軸線に対して傾斜している、請求項１～９のいずれか一項に記載の処理装置。

【請求項11】

前記処理室の一端と他端の少なくとも一方に設けられ、前記処理室内を流れる処理液に光を照射する光源をさらに備え、
前記側面の前記処理室軸線に対する角度が、前記光源からの光の放射角度に対応する角度となっている、請求項１０に記載の処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、液体を浄化処理する処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば紫外光源等を使って魚貝類などの養殖用水、液肥などを混入した農業用水や汚水等の液体を浄化、殺菌処理する処置装置が開発されている。紫外光の中でも殺菌効果の高い波長２６０～２８０ｎｍの紫外線を細菌に照射すれば、細菌細胞内のＤＮＡに作用して、水和現象、ダイマー形成、分解などの光化学反応を起こし細菌が不活化するとされている。深紫外による殺菌は次亜塩素酸などの薬剤に比べ残留性がなく安全である一方、細菌が時間と共に増えるのを防ぐためには、水を循環させて殺菌処理を繰り返し行う必要がある。例えば、特許文献１の処理装置は、処理対象である処理水を浄化処理するように構成される処理室を有している。処理装置は、処理室の一端から他端に向かって処理水が流れるように構成されている。処理水は、処理室内を通過する間に浄化処理される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－７４０１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されるような従来の処理装置では、処理される処理液（以下「処理液」と記す）が処理室内を通過する間に、処理液中の混入物（例えば、農業用水を処理する場合は肥料等）が処理室内に滞留する。処理室内に滞留する混入物が多くなると、深紫外光の反射を妨げ殺菌効果が低下することや、処理室内を清掃するためのメンテナンスを頻繁に行う必要があること等の課題がある。従来の処理装置では、処理室内に混入物が滞留しやすく、メンテナンスを頻繁に行わなければならなかった。

【0005】

本明細書は、処理液を処理する処理室内に混入物が滞留することを抑制する技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書に開示する処理装置は、処理液が流れる処理室を有する。処理装置は、処理室の一端に設けられ、処理室と外部とを連通する第１連通孔と、処理室の他端に設けられ、処理室と外部とを連通する第２連通孔と、を備える。処理室は、当該処理室の中心を通って一端から他端に向かって第１方向に伸びる処理室軸線を有している。第１連通孔と第２連通孔の少なくとも一方において、その軸線を延長した連通孔軸線は、第１方向に対して傾斜又は直交し、かつ、処理室軸線とは交差しない。

【0007】

上記の処理装置では、連通孔軸線が、第１方向に対して傾斜又は直交し、かつ、処理室軸線とは交差しない。これにより、処理室内の処理液の流れの動態は、旋回的な流れが支配的となり流れの一方向性が強くなり、結果、よどみなく処理室内を処理液が流れる。これによって、処理室内に混入物が滞留、付着することを抑制することができる。

【0008】

本明細書に開示する他の処理装置は、処理液が流れる処理室を有する。処理装置は、処理室の一端に設けられ、処理室と外部とを連通する第１連通孔と、処理室の他端に設けられ、処理室と外部とを連通する第２連通孔と、（１）外部から第１連通孔を通って処理室の内部に処理液が供給され、その供給された処理液が処理室内を通って第２連通孔から外部に排出される第１処理状態と、（２）外部から第２連通孔を通って処理室の内部に処理液が供給され、その供給された処理液が処理室内を通って第１連通孔から外部に排出される第２処理状態と、に切り替え可能な切り替え手段と、を備える。

【0009】

上記の処理装置では、切り替え手段により、処理室内における処理液の流通方向が、順方向（例えば、第１処理状態）と逆方向（例えば、第２処理状態）に切り替えられる。このため、処理室内における処理液の流通方向は常に一定方向にはならず変更される。これにより、処理室内に混入物が滞留することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１に係る処理装置の概略構成を示す図。

【図2】実施例１に係る処理装置の制御系を示すブロック図。

【図3】処理室内を通過する際の処理液の流れを説明するための図であり、（ａ）は実施例１に係る処理装置における処理室（第１連通孔及び第２連通孔の軸線が処理室軸線とは交差しない処理室）の模式図を示し、（ｂ）は（ａ）の処理室内の処理液の流れのシミュレーション結果を示し、（ｃ）は比較例の処理室（第１連通孔及び第２連通孔の軸線が処理室軸線と交差する処理室）の模式図を示し、（ｄ）は（ｃ）の処理室内の処理液の流れのシミュレーション結果を示す。

【図4】処理装置の模型による実験において、処理室内の気泡の移動を示す画像であり、（ａ）は実施例１に係る処理装置の模型（本実験模型）による実験結果を示す画像であり、（ｂ）は比較例の処理装置の模型（従来型模型）による実験結果を示す写真である。

【図5】処理装置の模型による実験において、処理室内の残留物を示す画像であり、（ａ）は実施例１に係る処理装置の模型（本実験模型）による実験結果を示す画像であり、（ｂ）は比較例の処理装置の模型（従来型模型）による実験結果を示す写真である。

【図6】処理室内に照射される光を説明するための図であり、（ａ）は実施例１に係る処理装置において処理室内に照射される光（略平行光）の一例を示し、（ｂ）は実施例１に係る処理装置において処理室内に照射される光の他の一例（収束光）を示し、（ｃ）は比較例のレンズを有しない処理装置において処理室に照射される光（散乱光）を示す。

【図7】処理室内に略平行光を照射するための他の一例を示す図。

【図8】処理室内に照射される光の平均照度のシミュレーション結果であり、（ａ）は略平行光の場合の平均照度のシミュレーション結果を示し、（ｂ）は拡散光の場合の平均照度のシミュレーション結果を示す。

【図9】実施例２に係る処理装置の処理室及び２つの連通孔の概略構成の一例を示す図。

【図10】実施例２に係る処理装置の処理室及び２つの連通孔の概略構成の他の一例を示す図。

【図11】実施例３に係る処理装置の制御系を示すブロック図。

【図12】実施例４に係る処理装置の処理室と２つの連通孔の概略構成を示す図。

【図13】実施例４に係る処理装置における処理室内の処理液の流れのシミュレーション結果を示す図。

【図14】処理装置の模型による実験において、処理装置による殺菌率を示す実験結果を示す表。

【図15】実施例５に係る処理装置の処理室と２つの連通孔の概略構成の一例を示す図。

【図16】実施例５に係る処理装置の処理室と２つの連通孔の概略構成の他の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。

【0012】

（特徴１）本明細書に開示する処理装置は、処理室の一端と他端の少なくとも一方に設けられ、処理室内を流れる処理液に光を照射する光源をさらに備えていてもよい。このような構成によると、処理室内の処理液に光を照射することができ、処理液を好適に処理することができる。

【0013】

（特徴２）本明細書に開示する処理装置は、光源と処理室の間に配置される凸レンズをさらに備えていてもよい。光源からの光が、レンズを通って処理室内の処理液に照射され、処理室側の面が凸面となっていてもよい。このような構成によると、レンズにより、光源からの光が処理室の壁に照射されることを抑制することができ、損失を低減することができる。

【0014】

（特徴３）本明細書に開示する処理装置は、処理室を保持する保持部（以下、ケーシングともいう）をさらに備えていてもよい。第１連通孔及び第２連通孔が、ケーシングを介して処理室と接続されていてもよい。このような構成によると、ケーシングにより処理室を保持し易くできる。

【0015】

（特徴４）本明細書に開示する処理装置は、第１処理状態と第２処理状態とに所定の周期で交互に切り替えられるように切り替え手段を制御する制御手段をさらに備えていてもよい。このような構成によると、制御手段により、処理室内において処理液の流れる方向が定期的に切り替えられる。これにより、処理装置のメンテナンスの周期を延ばすことができる。

【0016】

（特徴５）本明細書に開示する処理装置は、第１連通孔と第２連通孔の少なくとも一方の軸線の重力に対する方向を切り替えるように駆動する駆動部をさらに備えていてもよい。このような構成によると、第１連通孔と第２連通孔の少なくとも一方の軸線の重力に対する方向を切り替えることで、処理室内の処理液の流れが変更される。このため、処理室内に混入物が沈殿又は滞留することを抑制することができる。

【0017】

（特徴６）本明細書に開示する処理装置では、処理室は、当該処理室の中心を通って一端から他端に向かって第１方向に伸びる処理室軸線を有していてもよい。処理室は、一端と他端とを接続し、当該処理室の内側と外側とを区画する側面を有していてもよい。処理室軸線を含む平面で処理室を切断した切断面において、側面は、処理室軸線に対して傾斜していてもよい。このような構成によると、処理室がその一端と他端とを接続する側面が傾斜面となることによって、処理室の流路断面積（処理室軸線に対して直交する断面の面積）が一端から他端に向かって変化することになる。このため、処理液が一端と他端の間を流れる間の処理液の流速を好適化することができる。このため、処理液が処理室内を淀みなく流れ、処理室内に混入物が滞留することを抑制することができる。

【0018】

（特徴７）本明細書に開示する処理装置は、処理室の一端と他端の少なくとも一方に設けられ、処理室内を流れる処理液に光を照射する光源をさらに備えていてもよい。側面の処理室軸線に対する角度は、光源からの光の放射角度に対応する角度となっていてもよい。このような構成によると、側面の処理室軸線に対する角度が光源からの光の放射角度と対応する角度となっていることによって、光源から照射される光が処理室内に効率よく照射される。このため、光源から照射される光の利用効率を向上させることができる。

【実施例0019】

（実施例１）
図面を参照して、本実施例に係る処理装置１０について説明する。処理装置１０は、飲料水、魚貝類の養殖用水や汚水等の液体を浄化処理するために用いられる。以下では、処理装置１０で浄化処理される液体を「処理液」と称することがある。図１及び図２に示すように、処理装置１０は、処理室１２と、ケーシング１４と、連通経路２０と、２つの光源５０、５２と、２つのレンズ５４、５６と、２つの受光部５８、６０と、制御部６２を備えている。

【0020】

図１に示すように、処理室１２は、円筒状であり、処理室１２内を一方の端部から反対側の端部に向かって処理液が流れるように構成されている。処理液は、処理室１２内を通過する間に浄化処理される。以下では、処理室１２内の一方の端部から他方の端部に向かう方向をＸ方向と称することがある、また、処理室１２の中心を通ってＸ方向に伸びる線を「処理室軸線１２ａ」と称することがある。

【0021】

ケーシング１４は、処理室１２と、光源５０、５２と、レンズ５４、５６と、受光部５８、６０とを一体に保持するように構成されている。ケーシング１４によってこれらの部材１２、５０、５２、５４、５６、５８、６０が保持されることで、処理室１２に対して光源５０、５２とレンズ５４、５６と受光部５８、６０が所定の位置に配置される。ケーシング１４には、処理室１２と外部とを連通する２つの連通孔１６、１８（以下、「第１連通孔１６」及び「第２連通孔１８」ともいう）が設けられている。

【0022】

第１連通孔１６は、一端が処理室１２に接続しており、他端が第１接続経路３８（後述）に接続している。第１連通孔１６は、ケーシング１４内を処理室１２より上方に向かって伸び、ケーシング１４を略鉛直方向に貫通している。第１連通孔１６は、処理室１２の一方の端部側（図１では、－Ｘ側）に配置されている。また、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１連通孔１６の軸線は、処理室軸線１２ａ（すなわち、Ｘ方向）に沿ってみたときに、処理室１２の中心からずれた位置（図３（ａ）及び図３（ｂ）では、－Ｙ側）に配置されている。別言すると、第１連通孔１６の軸線は、Ｘ方向に対して直交し、かつ、処理室軸線１２ａ（すなわち、処理室１２の中心を通る軸線）とは交差しないように配置されている。より詳細には、円筒状の処理室１２の外周面（－Ｙ側の面）から、その接線方向に伸びるように、第１連通孔１６が処理室１２に接続されている。この場合第１連通孔１６と処理室１２、またはケーシング１４との接点は極力段差無く滑らかな曲面で接続するために、第１連通孔１６の直径により処理室１２またはケーシング１４への接続位置が変えられることが好ましい。すなわち第１連通孔１６の－Ｙ方向の端は、処理室１２の半径方向であって－Ｙ方向の端に接続されることで段差や窪みを生じさせない状態とすることが好ましい。言い換えると第１連通孔１６の－Ｙ方向の母線は処理室１２の－Ｙ方向接線が接続されることが好ましい。但し－Ｙ方向に対する第１連通孔１６の角度は直角に限定されるものではない。

【0023】

第２連通孔１８は、一端が処理室１２に接続しており、他端が第２接続経路４０（後述）に接続している。第２連通孔１８は、ケーシング１４内を処理室１２より上方に向かって伸び、ケーシング１４を略鉛直方向に貫通している。第２連通孔１８は、処理室１２の第１連通孔１６が配置されている端部とは反対の端部側（図１では、＋Ｘ側）に配置されている。また、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第２連通孔１８の軸線は、処理室軸線１２ａ（すなわち、Ｘ方向）に沿ってみたときに、処理室１２の中心からずれた位置（図３（ａ）及び図３（ｂ）では、＋Ｙ側）に配置されている。別言すると、第２連通孔１８の軸線は、Ｘ方向に対して直交し、かつ、処理室軸線１２ａ（すなわち、処理室１２の中心を通る軸線）とは交差しないように配置されている。より詳細には、円筒状の処理室１２の外周面（＋Ｙ側の面）から、その接線方向に伸びるように、第２連通孔１８が処理室１２に接続されている。したがって、第２連通孔１８は、処理室軸線１２ａ（すなわち、Ｘ方向）に沿ってみたときに、第１連通孔１６と一致しない位置に配置されている。この場合第２連通孔１８と処理室１２、またはケーシング１４との接点は極力段差無く滑らかな曲面で接続するために、第２連通孔１８の直径により処理室１２またはケーシング１４への接続位置が変えられることが好ましい。すなわち第２連通孔１８の＋Ｙ方向の端は、処理室１２の半径方向であって＋Ｙ方向の端に接続されることで段差や窪みを生じさせない状態とすることが好ましい。言い換えると第２連通孔１８の＋Ｙ方向の母線は処理室１２の＋Ｙ方向接線が接続されることが好ましい。但し＋Ｙ方向に対する第２連通孔１８の角度は直角に限定されるものではない。

【0024】

連通経路２０は、処理室１２と外部とを連通させる経路である。処理液は、連通経路２０を通って、外部から処理室１２内に供給されたり、処理室１２から外部に排出されたりする。連通経路２０は、供給経路２２と、第１供給経路２４と、第２供給経路２６と、排出経路２８と、第１排出経路３０と、第２排出経路３２と、第１三方弁３４と、第２三方弁３６と、第１接続経路３８と、第２接続経路４０で構成されている。

【0025】

供給経路２２は、外部の供給部（例えばポンプ装置を経由して貯水槽など、図示省略）に接続されており、浄化処理前の処理液を供給部から第１三方弁３４まで供給する経路である。第１供給経路２４は、第１三方弁３４と第１接続経路３８とを接続する経路であり、第２供給経路２６は、第１三方弁３４と第２接続経路４０とを接続する経路である。第１三方弁３４の開閉状態を調整することにより、供給経路２２から供給された処理液の通過経路は、第１供給経路２４を通過する経路と、第２供給経路２６を通過する経路に切り替えられる。

【0026】

排出経路２８は、外部の排出部（例えば貯水槽、図示省略）に接続されており、浄化処理された処理液を第２三方弁３６から排出部に排出する経路である。第１排出経路３０は、第２三方弁３６と第２接続経路４０とを接続する経路であり、第２排出経路３２は、第２三方弁３６と第１接続経路３８とを接続する経路である。第２三方弁３６の開閉状態を調整することにより、排出経路２８に到達する処理液の通過経路は、第１排出経路３０を通過する経路と、第２排出経路３２を通過する経路に切り替えられる。第１三方弁３４と第２三方弁３６は、制御部６２によって連動して制御されている。

【0027】

第１接続経路３８は、一端が第１連通孔１６に接続しており、他端が第１供給経路２４及び第２排出経路３２と接続している。第１接続経路３８は、第１供給経路２４から処理液が供給される場合には、供給された処理液を第１連通孔１６に供給し、第１連通孔１６から処理液が排出される場合には、処理室１２から排出された処理液を第２排出経路３２に排出する。第２接続経路４０は、一端が第２連通孔１８に接続しており、他端が第２供給経路２６及び第１排出経路３０と接続している。第２接続経路４０は、第２供給経路２６から処理液が供給される場合には、供給された処理液を第２連通孔１８に供給し、第２連通孔１８から処理液が排出される場合には、処理室１２から排出された処理液を第１排出経路３０に排出する。

【0028】

ここで、処理装置１０内を通過する処理液の通過経路について説明する。処理装置１０は、処理液が処理室１２内を流れる経路を、－Ｘ方向から＋Ｘ方向に流れる経路（以下、順方向に流れる経路ともいう）と、＋Ｘ方向から－Ｘ方向に流れる経路（以下、逆方向に流れる経路ともいう）に切り替えることができる。処理液が順方向に流れる経路では、第１三方弁３４は、供給経路２２と第１供給経路２４が連通するように制御されると共に、第２三方弁３６は、排出経路２８と第１排出経路３０が連通するように制御される。この場合、供給経路２２に供給された処理液は、第１三方弁３４を介して第１供給経路２４に供給される。そして、処理液は、第１供給経路２４から第１接続経路３８、第１連通孔１６を介して処理室１２に供給される。処理室１２では、処理液は、順方向（すなわち、－Ｘ方向から＋Ｘ方向）に流れ、浄化処理される。なお、処理室１２での浄化処理については後述する。そして、浄化処理された処理液は、第２連通孔１８、第２接続経路４０を介して第１排出経路３０に排出され、第２三方弁３６を通過して排出経路２８から排出される。

【0029】

処理液が逆方向に流れる経路では、第１三方弁３４は、供給経路２２と第２供給経路２６が連通するように制御されると共に、第２三方弁３６は、排出経路２８と第２排出経路３２が連通するように制御される。この場合、供給経路２２に供給された処理液は、第１三方弁３４を介して第２供給経路２６に供給される。そして、処理液は、第２供給経路２６から第２接続経路４０、第２連通孔１８を介して処理室１２に供給される。処理室１２では、処理液は、逆方向（すなわち、＋Ｘ方向から－Ｘ方向）に流れ、浄化処理される（後述）。そして、浄化処理された処理液は、第１連通孔１６、第１接続経路３８を介して第２排出経路３２に排出され、第２三方弁３６を通過して排出経路２８から排出される。

【0030】

本実施例では、第１連通孔１６及び第２連通孔１８がいずれも処理室１２より上方（すなわち、処理室１２に対して同一の方向）に設けられているため、第１連通孔１６及び第２連通孔１８と外部とを接続する連通経路２０に用いる配管等を設置し易い。一方で、処理液が処理室１２の上方に向かって排出されると、排出口側で混入物が滞留し易くなる。本実施例の処理装置１０では、処理室１２内の処理液の通過方向を切り替えることにより、処理室１２内に処理液中の混入物が滞留することを抑制することができる。

【0031】

また、上述したように、第１連通孔１６及び第２連通孔１８は、その軸線が、Ｘ方向に対して直交し、かつ、処理室軸線１２ａとは交差しないように配置されている。詳細には、第１連通孔１６及び第２連通孔１８は、処理室１２の外周面の接線方向に接続される。図３（ｄ）に示す比較例のように、第１連通孔及び第２連通孔の軸線が、処理室軸線１２ａと交差するように配置されていると、処理室１２内の処理液の流れの一方向性が弱くなり、処理室１２内に混入物が滞留し易い。すなわち、第１連通孔１６又は第２連通孔１８から供給された処理液は、処理室１２の内壁面に衝突し、あらゆる方向に流れの向きを変える。このため、処理液の流速や流れの方向性が、処理室１２内での場所によって異なり、不安定となり、処理液は処理室１２内の一部分を流れて外部に排出される。したがって、処理室１２内には処理液の流れの速度が弱い部分（すなわち、処理液が滞留する部分（淀んだ部分））が生じ、処理液中の混入物も処理室１２内に滞留することとなる。一方、本実施例の処理装置１０では、第１連通孔１６及び第２連通孔１８の軸線が、処理室軸線１２ａとは交差しないように配置されていることにより、図３（ｂ）に示すように、処理室１２内の処理液が旋回的に流れ、流れの淀みが抑制される。すなわち、第１連通孔１６及び第２連通孔１８が処理室１２の外周面の接線方向に接続されるため、連通孔１６又は１８から供給された処理液は、処理室１２の内周面に案内されて処理室１２内を回転し（旋回流（渦状の流れ）となり）、処理室１２の全体を流れて外部に排出される。このため、処理室１２内の全体を淀みなく処理液が流れ、処理液が滞留する部分が形成されることが抑制され、処理室１２内に混入物が滞留することを抑制することができる。また、処理液は、処理室１２内を旋回的に流れ、その結果、処理液が処理室１２内を通過する時間が長くなる。その結果、後述する光源５０、５２から照射される光により、処理液が効果的に殺菌、浄化される。また、図３（ｂ）及び（ｄ）に示したシミュレーション結果は、同一の流量の処理液を、第１連通孔１６又は第２連通孔１８を通じて処理室１２へ供給した場合の、処理液の流線の瞬時分布の図である。図中の流線は、黒色に近いほど流速が速く、白色に近いほど流速が遅いことを表す。図３（ｂ）及び（ｄ）の更なる相違点としては、本実施例の図３（ｂ）の流線のほうが比較例の図３（ｄ）の流線より、処理室１２内での上流から下流まで速い流速が維持されていることである。これは、上述の通り、図３（ｂ）において流入側となる第１連通孔１６の軸線を処理室軸線１２ａと交差しないように配置したことにより、処理液が処理室１２内へ供給された後、処理室１２内側の壁面に沿った流れを形成させられることにより、処理液の流速が失われにくく、結果、図３（ｄ）の場合に比べて下流まで流れの速さが維持されている。一方、図３（ｄ）の場合、処理室１２内へ案内された処理液は、処理室１２の内壁面に垂直に衝突し、処理液の流れの速度は図３（ｂ）の場合に比べて低くなる。

【0032】

また、本発明者らが行った実験では、第１連通孔１６及び第２連通孔１８の軸線が、Ｘ方向に対して直交し、かつ、処理室軸線１２ａとは交差しないように配置されることにより、処理室１２内に混入物が滞留することを抑制することが確認されている。実験では、第１連通孔１６及び第２連通孔１８を有する処理室１２の模型（以下、本実験模型ともいいう）を作成し、第１連通孔１６及び第２連通孔１８に相当する部分（以下、単に第１連通孔１６及び第２連通孔１８と称する）にそれぞれホースを連結した。一端が第１連通孔１６に連結されたホースは、他端を水道水の蛇口に連結した。これにより、水道水は、蛇口からホース、第１連通孔１６を介して処理室１２の模型の一端に流入し、処理室１２を通過してその他端から第２連通孔１８、ホースを介して排出される。本実験では、水道水の流量は、毎分２Ｌとした。処理室１２の模型及び２つのホース内に水道水を充填した状態で、第１連通孔１６に連結されたホースから処理液サンプルを約３０ｍｌ注入した。処理液サンプルには、水道水３０ｍｌに市販の一味唐辛子１ｇを混合したものを使用した。このように処理液サンプルに固形物を混合したのは、処理液に微生物や細菌の他に、フロック等の微小な固形物が混入することを想定したためである。処理液サンプル注入後、再び水道水を毎分２Ｌで流入させ、処理液サンプル動態を確認した。また、比較例として、第１連通孔及び第２連通孔の軸線が、処理室軸線１２ａと交差するように配置した模型（以下、従来型模型ともいう）を用いた。

【0033】

図４（ａ）に示すように、本実験模型では、気泡が軸線中心（本実施例の処理室軸線１２ａに相当）付近に集まりながら処理室を通過した。すなわち、気泡の移動の様子から、流入口から処理室へ流入した水は、処理室内部を旋回して移動することが確認された。一方、図４（ｂ）に示すように、従来型模型では、気泡が処理室へ入った直後、処理室内の流入口付近で上下に移動し、その後、処理室内の上部を通過して排出された。すなわち、気泡の移動の様子から、処理室内を下流側へ移動するにつれて水の流速が弱まり、さらに、処理室内の底部でも流れの速度が弱くなっていることが確認された。これらの水流の動態の結果は、図３（ｂ）及び図３（ｄ）のシミュレーション結果と整合するものであった。

【0034】

また、図５（ａ）に示すように、本実験模型では、処理室内に残留物が目視で確認されなかった。これは、１０回の再現実験の全てにおいて同様であった。一方、図５（ｂ）に示すように、従来型模型では、処理液サンプル注入から６分経過後も、処理室内に残留物が見られた。これも、１０回の再現実験の全てにおいて同様であった。これらの結果から、第１連通孔１６及び第２連通孔１８の軸線が、Ｘ方向に対して直交し、かつ、処理室軸線１２ａとは交差しないように配置されることにより、処理室１２内に混入物が滞留することを抑制することが確認できた。

【0035】

なお、本実施例では、連通経路２０に２つの三方弁３４、３６を設置することで、処理室１２内の処理液の通過方向を切り替えているが、このような構成に限定されない。処理液が順方向に流れる経路と逆方向に流れる経路に切り替え可能な構成であればよく、連通経路の構成は特に限定されない。また、本実施例では、第１連通孔１６及び第２連通孔１８の軸線は、Ｘ方向に対して直交しているが、このような構成に限定されない。例えば、第１連通孔１６及び第２連通孔１８の軸線は、Ｘ方向に対して傾斜していてもよい。

【0036】

図１に示すように、２つの光源５０、５２（以下、「第１光源５０」及び「第２光源５２」ともいう）は、ケーシング１４内に配置されている。第１光源５０及び第２光源５２は、いずれも紫外光を照射するＬＥＤ光源であるが、その種類は特に限定されない。第１光源５０及び第２光源５２は、例えば、２５５～３００ｎｍ、より好ましくは２５５～２８５ｎｍの波長の紫外光（すなわち、深紫外光）を照射するが、紫外光の波長は、除去する細菌等の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、第１光源５０及び第２光源５２は、黄色ブドウ球菌等を９．３ｍｊ／ｃｍ²で９９．９％殺菌でき、大腸菌を５．４ｍｊ／ｃｍ²で９９．９％殺菌できる。第１光源５０は、処理室１２の一方の端部（図１では、－Ｘ側の端部）に配置されている。第１光源５０は、処理室１２の一方の端部から他方の端部に向かって（図１では、－Ｘ方向から＋Ｘ方向に向かって）光を照射する。第２光源５２は、処理室１２の第１光源５０が配置されている端部とは反対の端部（図１では、＋Ｘ側の端部）に配置されている。第２光源５２は、処理室１２の他方の端部から一方の端部に向かって（図１では、－Ｘ方向から＋Ｘ方向に向かって）光を照射する。すなわち、第２光源５２は、第１光源５０とは逆向きに光を照射する。第１光源５０及び第２光源５２によって、処理室１２内の処理液に紫外線が照射される。これにより、処理液中の細菌等が不活性化され、処理液が浄化される。また、処理室１２の両端にそれぞれ光源５０、５２を配置することにより、処理液に照射される光量が増加し、処理液の浄化能力を向上させることができる。なお、処理室１２内に設けられる光源は、第１光源５０及び第２光源５２のいずれか１つであってもよい。

【0037】

２つのレンズ５４、５６（以下、「第１レンズ５４」及び「第２レンズ５６」ともいう）は、ケーシング１４内に配置されている。第１レンズ５４及び第２レンズ５６は、深紫外光の透過率が高く劣化が少ない材料で形成されている。本実施例では、第１レンズ５４及び第２レンズ５６は、石英ガラスであるが、レンズ材の種類は特に限定されない。第１レンズ５４は、第１光源５０と処理室１２の間に配置されている。第１レンズ５４は、凸レンズであり、処理室１２側が凸面となるように配置されていることで、より水流を円滑にすることができる。第２レンズ５６は、第２光源５２と処理室１２の間に配置されている。第２レンズ５６も、凸レンズであり、処理室１２側が凸面となるように配置されていることで、より水流を円滑にすることができる。第１レンズ５４及び第２レンズ５６を、処理室１２側が凸面となるように配置することにより、処理室１２内に照射される光は、略平行光（図６（ａ）参照）又は収束光（図６（ｂ）参照）となる。図６（ｃ）に示す比較例のように、第１レンズ５４及び第２レンズ５６が配置されていないと、処理室１２内に照射される光は散乱光となる。このため、処理室１２内に照射された光は、処理室１２の内壁に照射され、単位面積当たりの光強度が低減する。本実施例の処理装置１０では、第１レンズ５４及び第２レンズ５６を配置して、処理室１２内に照射される光を略平行光又は収束光にすることにより、損失を低減し、単位面積あたりの光強度を向上させることができる。

【0038】

なお、本実施例の処理装置１０は、２つの凸レンズ５４、５６を設置することによって処理室１２内に照射される光を略平行にしているが、このような構成に限定されない。例えば、略平行光とするために凸レンズを使わない例を図７に示す。これは簡略化のため凹面鏡８０のほぼ中心に光源５０を配置した図としているが、凹面鏡８０の焦点位置に光源５０を凹面鏡に向けて配置する方が、平行光の光量は増やすことができる。または凹面鏡８０の焦点位置に反射鏡を設置することでも平行光の光量を増やすことができる。ここでは図示しないが、光源５０と処理室１２の間には石英ガラスなどによる防水のための保護板を設けている。

【0039】

また図６（ａ）に示す凸レンズを用いて略平行光とした場合の処理室１２内の平均照度シミュレーション結果を図８（ａ）に示し、図６の（ｃ）に示す拡散光による処理室内の平均照度のシミュレーション結果を図８（ｂ）に示す。このシミュレーションは光源（５５ｍＷ、波長２８０ｎｍ）を処理室（直径２５ｍｍ、長さ１００ｍｍの円筒）の両端に１個ずつ配置し、レンズまたは防水用の保護板である石英ガラスの透過率を８９．２％で計算したものである。照射している空間の透過率は１００％、処理室壁面の反射率は５０％として計算している。凸レンズを用いた略平行光では、図８（ａ）に示すように、処理室内全般にわたり均一で、平均照度が２０．０２ｍＷ／ｃｍ²であった。実際には光源のガウス分布により、処理室壁面近くと中心軸付近では照射強度は若干の強度差が出るが、図８（ａ）では簡略化している。処理室壁面と平行光の間に隙間を作らないためには、やや拡散気味の平行光にすることが望ましいが、その場合は平均照度が少し下がることになる。２光源で拡散気味の平行光の場合は、処理室の中央付近の壁面で反射する角度にすることが好ましい。次に拡散光では、図８（ｂ）に示すように、両端の光源近くにピークを持ち処理室の中央付近では照度が下がる分布を持ち、平均照度が７．９２ｍＷ／ｃｍ²であった。処理室壁面の材質をポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）として精密表面加工した場合は、壁面の反射率を９０％程度まで上げられる。その場合でも拡散光の場合の平均照度は１１．０９ｍＷ／ｃｍ²というシミュレーション結果であり、平行光にすることで紫外光の利用効率を大きく改善することができる。

【0040】

また、第１レンズ５４及び第２レンズ５６は、処理室１２側が凸面となるように配置されることが好ましい。これにより、処理室１２内に供給された処理液は、第１レンズ５４又は第２レンズ５６の凸面に当たり、旋回し易くなる。上述したように、第１連通孔１６及び第２連通孔１８を、その軸線が処理室軸線１２ａと交差しないように配置することにより、処理液が処理室１２内を旋回的な流れを形成するように構成されている。第１レンズ５４及び第２レンズ５６を処理室１２側が凸面となるように配置することにより、処理液が処理室１２内を旋回的な流れを形成することを助長することができる。

【0041】

２つの受光部５８、６０（図２参照、以下、「第１受光部５８」及び「第２受光部６０」ともいう）は、ケーシング１４内に配置されている。図１では図示を省略するが、第１受光部５８は、処理室１２の第１光源５０が配置されている端部とは反対の端部（すなわち、＋Ｘ側の端部）に配置されている。第１受光部５８は、第１光源５０から照射された光を受光する。第２受光部６０は、処理室１２の第２光源５２が配置されている端部とは反対の端部（すなわち、－Ｘ側の端部）に配置されていてもよい。第２受光部６０は、第２光源５２から照射された光を受光する。第１受光部５８及び第２受光部６０の検出信号は、制御部６２に入力される。受光部５８、６０は光源５０、５２の劣化や処理室表面の汚れ、付着物の増加などの検出に使われたり、光源の強度をコントロールしたり、一定の光源電流供給量を超えたときにメンテナンスや光源の取り替えのサインを提供したりすることができる。例えば、受光量を初期値Ａになるように光源であるＬＥＤ１個あたりの電流量を制御する構成で、電流量が５００ｍＡを超えたときに、音や光、画像等で面テンスに関するサインを提供することができる。受光部５８、６０の出力を合成して光源５０、５２強度検出、処理室１２の表面汚れ検出に用いても良い。

【0042】

図２に示すように、制御部６２には、第１三方弁３４及び第２三方弁３６が接続されており、制御部６２は、第１三方弁３４及び第２三方弁３６の開閉状態を制御している。具体的には、制御部６２は、第１三方弁３４及び第２三方弁３６の開閉状態を、処理液が順方向に流れるように（すなわち、第１三方弁３４を介して処理液が第１供給経路２４を通過すると共に、第２三方弁３６を介して処理液が第１排出経路３０を通過するように）制御する。そして、制御部６２は、所定の時間が経過すると、第１三方弁３４及び第２三方弁３６の開閉状態を、処理液が逆方向に流れるように（すなわち、第１三方弁３４を介して処理液が第２供給経路２６を通過すると共に、第２三方弁３６を介して処理液が第２排出経路３２を通過するように）制御する。所定の時間ごとに処理室１２内の処理液の通過方向を切り替えることにより、処理室１２内に処理液中の混入物が滞留することを抑制することができる。所定時間は特に限定されないが頻繁に切り替える必要は無く、切り替えの頻度は、例えば半日に一度から３ヶ月に一度程度の頻度で良い。

【0043】

また、制御部６２には、第１光源５０及び第２光源５２が接続されており、制御部６２は、第１光源５０及び第２光源５２を制御している。また、制御部６２には、第１受光部５８と、第２受光部６０が接続されており、第１受光部５８及び第２受光部６０の検出信号が入力される。制御部６２は、第１受光部５８及び第２受光部６０から入力される検出信号に基づいて、第１三方弁３４及び第２三方弁３６の開閉状態を制御してもよい。処理室１２内に処理液中の混入物が滞留または付着してゆくと、光源５０、５２から照射される光が処理室１２内を通過し難くなり、受光部５８、６０で受光される光による検出信号が小さくなる。混入物が少ない飲料用水や魚貝類養殖用水等でも、微生物やプランクトン、かびや藻類などのバイオフィルムの付着が発生することがある。光源５０、５２から照射される光が処理室１２内を通過し難くなると、処理液の浄化能力が低下する。第１受光部５８及び、または第２受光部６０から入力される検出信号に基づいて処理室１２内の処理液の通過方向を切り替えることにより、処理室１２内に処理液中の混入物が滞留することを抑制することができ、処理液の浄化能力を回復し維持することができる。なお、制御部６２による受光部５８、６０の検出信号の使用は上記に限定されず、光源５０、５２の劣化や処理室表面の付着物の増加などの検出に使われたり、光源の強度をコントロールしたり、一定の光源電流供給量を超えたときにメンテナンスや光源の取り替えのサインを提供したりすることができる。例えば光源であるＬＥＤ１個あたりの電流量が５００ｍＡを超えたときに、音や光、画像等でサインを提供することができる。また、制御部６２は、受光部５８、６０の検出信号を合成して光源５０、５２の強度を検出したり、処理室１２の表面汚れを検出したりしても良い。

【0044】

上記で説明した処理装置１０は、光源として波長２８０ｎｍ、発光量５０ｍＷのＬＥＤを、片側に１個または、４個配置したものを準備した。処理装置１０の寸法としては処理室１２の内径２５ｍｍ、長さ１００ｍｍ、２００ｍｍの２種類、処理装置１０内部の平均光量５～１０ｍＷ／ｃｍ²である。殺菌能力としては、大腸菌の場合５．４ｍＪ／ｃｍ²で９９．９％不活化能力があるとされており、処理水の透明度にもよるが、水道水レベルの透明度の場合２Ｌ／ｍｉｎの水量で一度処理室１２を通過させて実現できる。また、貯水槽との組み合わせで繰り返し浄水／殺菌処理を繰り返し行うことで、公的な水道が引かれていない場所においても、優良な飲料水や魚介類の養殖環境を得ることができる。

【0045】

なお、本実施例では、ケーシング１４内に２つのレンズ５４、５６が配置されてるが、このような構成に限定されない。例えば、処理装置は、２つのレンズ５４、５６を備えていなくてもよく、光源５０、５２と処理液を遮断するための防水用の平坦な円板であっても良い。また、２つのレンズ５４、５６を備えていない場合には、光源が発散光となるため、最初に処理室に反射する近傍に受光用の透明窓を設けても良い。また、処理室１２に流入する処理液の流量は２Ｌ／ｍｉｎに限定されない。図４及び図５において示した実験では、処理液の流量を２Ｌ／ｍｉｎとして行ったが、流量をさらに低くすれば処理室内の残留物は増加する。この点は、処理液の流量に応じて処理室の内径を変更することで、残留物の増加を抑制又は解消できる。

【0046】

（実施例２）
上記の実施例１では、第１連通孔１６及び第２連通孔１８がいずれも処理室１２より上方に伸びるように設けられていたが、このような構成に限定されない。例えば、図９に示すように、第１連通孔１６は、処理室１２より上方に設けられ、第２連通孔１１８は、処理室１２の側方に設けられていてもよい。第２連通孔１１８が処理室１２の側方に設けられていても、連通経路を処理室１２内の処理液の通過方向を切り替え可能に設置することにより、処理室１２内に処理液中の混入物が滞留することを抑制することができる。また、第１連通孔１６の軸線が、処理室軸線１２ａとは交差しないように配置されているため、処理室１２内の処理液が旋回的な流れを形成し、処理室１２内に混入物が滞留することを抑制することができる。

【0047】

さらに、図１０に示すように、第２連通孔２１８は、処理室１２より下方にあり、かつ、第２連通孔２１８の軸線が、処理室軸線１２ａとは交差しないように配置されていてもよい。この場合にも、連通経路を処理室１２内の処理液の通過方向を切り替え可能に設置することにより、処理室１２内に処理液中の混入物が滞留することを抑制することができる。また、第１連通孔１６及び第２連通孔２１８の軸線が、処理室軸線１２ａとは交差しないように配置されているため、処理室１２内の処理液が旋回的な流れを形成し、処理室１２内に混入物が滞留することを抑制することができる。

【0048】

（実施例３）
上記の実施例１及び２では、第１連通孔１６及び第２連通孔１８、１１８、２１８は、その軸線の方向が固定されていたが、このような構成に限定されない。例えば、図１１に示すように、処理装置は、制御部１６２に制御される駆動部７０をさらに備えており、駆動部７０によって、第１連通孔１６及び第２連通孔１８、１１８、２１８の軸線の方向を切り替えるように構成されていてもよい。駆動部７０は、例えば、モータであり、ケーシング１４を処理室１２の軸線周りに回転させるように構成されている。例えば、制御部１６２は、一定周期でケーシング１４を９０度又は１８０度回転させるように駆動部７０を駆動する。混入物は、処理室１２内において下方に溜まり易い。ケーシング１４を回転させることにより、処理室１２の重力に対する向きが変更され、処理室１２内に混入物を滞留や付着を抑制することができる。対象の処理液の状態にも左右されるため、一定周期は特に限定されないが、頻繁に切り替える必要は無い。切り替えの頻度は、例えば半日に一度から３ヶ月に一度程度の頻度で良い。

【0049】

また、駆動部７０は、ケーシングを部分的に回転させるように構成されていてもよい。例えば、ケーシングは、第２連通孔１８、１１８、２１８が設けられる端部側が、第１連通孔１６が設けられる端部側と分離可能に構成されており、駆動部７０は、ケーシングの第２連通孔１８、１１８、２１８が設けられる端部側のみを回転させるように駆動可能に構成されていてもよい。駆動部７０によってケーシングの第２連通孔１８、１１８、２１８が設けられる端部側を回転（例えば、９０度又は１８０度回転）させると、第２連通孔１８、１１８、２１８のみがその軸線方向を変更される。このような場合にも、処理液が処理室１２内を通過する経路が変更され、処理室１２内に混入物を滞留し難くすることができる。

【0050】

（実施例４）
上記の実施例１～３では、処理室１２は円筒状であったが、このような構成に限定されない。例えば、図１２に示すように、処理室１１２は、円錐台状であってもよい。処理室１１２は、処理室１１２の一端に配置される端面１０２と、処理室１１２の他端に配置される端面１０４と、端面１０２と端面１０４の間に配置される側面１０６を備えている。端面１０２の大きさは、端面１０４の大きさより大きくされている。このため、処理室１１２の内側と外側とを区画する側面１０６は、処理室１２の中心を通って、処理室１１２内の一方の端部から他方の端部に向かう方向（すなわち、Ｘ方向）に伸びる処理室軸線１１２ａに対して傾斜している。具体的には、処理室軸線１１２ａを含む平面で処理室１１２を切断した切断面において、端面１０２と端面１０４とを接続する側面１０６は、処理室軸線１１２ａに対して直線状に傾斜している。したがって、処理室１１２の処理室軸線１１２ａに直交する円形状の断面は、その半径が端面１０２から端面１０４に向かって１次関数的に小さくなっている。以下では、端面１０２が配置されている方向を「下」と称し、端面１０４が配置されている方向を「上」と称することがある。

【0051】

処理室１１２には、第１連通孔３１６と第２連通孔３１８が接続されている。具体的には、第１連通孔３１６は、処理室１１２の側方に設けられ、端面１０２に接続されている。第１連通孔３１６の軸線は、端面１０２と略平行であり、かつ、処理室軸線１１２ａと交差しないように配置されている。より詳細には、第１連通孔３１６の軸線は、側面１０６の接線方向に伸びており、第１連通孔３１６の軸線と処理室軸線１１２ａとは、ねじれの位置にある。第２連通孔３１８は、処理室１１２の上方に設けられ、端面１０４に接続されている。第２連通孔３１８の軸線は、処理室軸線１１２ａと略一致するように配置されている。また、処理室１１２の端面１０２側には、光源１５０が配置されている。光源１５０は、その光軸が処理室軸線１１２ａと略一致するように配置されている。なお、光源１５０の構成は、上記の実施例１の光源５０、５２の構成と略同一であるため、詳細な説明は省略する。

【0052】

図１３は、処理室１１２内の処理液の流れのシミュレーション結果を示している。図１３に示すように、本実施例においても、処理室１１２内の処理液は側面１０６に沿って旋回的に流れ、流れの淀みが抑制される。第１連通孔３１６から供給された処理液は、端面１０２に沿って処理室１１２内に案内され、傾斜する側面１０６に沿って処理室１１２内を旋回し、端面１０４から処理室１１２の外部に排出される。このため、処理室１１２内の全体を淀みなく処理液が流れ、処理液が滞留する部分が形成されることが抑制され、処理室１１２内に混入物が滞留することを抑制することができる。また、処理室１１２の内部（すなわち、処理室軸線１１２ａに直交する断面の断面積）は、一端側（端面１０２側）のほうが他端（端面１０４側）より大きくされている。このため、他端側（端面１０４側）の流速は、一端側（端面１０２側）の流速より大きくなり易くなっている。したがって、第１連通孔３１６から供給された処理液の流速が大きくても、流路断面積の大きな一端側（端面１０２側）で処理液の流速を低下させることができ、一方、流速が低下し易い他端側（端面１０４側）では、流路断面積が小さくなることで処理液の流速を大きくすることができる。これにより、処理液が処理室１１２内を通過する時間を長くしながら、処理室１１２で淀むことなくスムーズに流出することができる。このため、上記の実施例１～４の処理室１２と比較して、より効果的に処理液を殺菌することができる。なお、本実施例においても、処理液が順方向に流れる経路と逆方向に流れる経路に切り替え可能な構成を採用し、処理室１１２内に不可避的に滞留する混入物を排出するようにしてもよい。

【0053】

また、本発明者らが行った実験では、処理室１１２で処理液を処理することにより、処理水を効果的に殺菌できることが確認されている。実験では、処理室１１２の模型（以下、円錐台状模型と称する）を作成し、第１連通孔３１６に相当する部分（以下、単に第１連通孔３１６と称する）から処理液を２Ｌ／ｍｉｎで供給し、第２連通孔３１８に相当する部分（以下、単に第２連通孔３１８と称する）から処理液を排出した。処理液には、黄色ブドウ球菌を増殖させた１００ｎＭリン酸バッファーを用いた。処理液が処理室１１２を通過する際には、光源１５０に相当するＬＥＤランプ（以下、単に光源１５０と称する）を点灯させた。光源１５０としては、２７８ｎｍの波長の紫外光を照射するものを用いた。また、円錐台状模型と比較するために、実施例１の処理室１２の模型（以下、円筒状模型と称する）を用いて同様の実験を行った。円筒状模型においても、処理室１２の一端側に配置される光源５０（波長２７８ｎｍ）のみを点灯した。ここでＬＥＤの個数は、円筒状模型、円錐台状模型ともに、それぞれ４個で、ＬＥＤ１個当たり５０ｍＷの出力で実験を行った。上記の円錐台状模型と円筒状模型を用いた同様の実験を、別の日に２回行った。

【0054】

図１４に示すように、円錐台状模型を用いた実験では、対数減少値は、－２．４２と－１．９７であり、殺菌率は、９９．５２％と９８．９３％であった。このように、円錐台状模型を用いた実験では、対数減少値及び殺菌率において、いずれも非常に高い殺菌効果を示した。また、円筒状模型を用いた実験においても、対数減少値は、－１．４６と－１．１６であり、殺菌率は、９６．５３％と９３．０８％であり、いずれも十分に高い殺菌効果を示した。これらの結果から、実施例１の処理室１２を用いた場合であっても処理液を十分に殺菌できることが確認できたと共に、本実施例の処理室１１２を用いると、円筒状の処理室１２よりも処理液の殺菌効果がさらに高いことが確認できた。ここで1回目と２回目の殺菌率の差は測定誤差と考えられる。

【0055】

（実施例５）
上記の実施例４では、第２連通孔３１８は、その軸線が処理室軸線１１２ａと略一致するように配置されていたが、このような構成に限定されない。例えば、図１５に示すように、第１連通孔４１６と第２連通孔４１８はいずれも、その軸線が処理室軸線２１２ａと略一致しないように配置されていてもよい。具体的には、第１連通孔４１６は、処理室２１２の側方に設けられ、端面２０２に接続されている。第１連通孔４１６の軸線は、端面２０２と略平行であり、かつ、処理室軸線２１２ａと交差しないように配置されている。第２連通孔４１８は、処理室２１２の側方に設けられ、端面２０４に接続されている。第２連通孔４１８の軸線は、端面２０４と略平行であり、かつ、処理室軸線２１２ａと交差しないように配置されている。本実施例では、第１連通孔４１６の軸線と第２連通孔４１８の軸線はいずれも、処理室軸線２１２ａとはねじれの位置にある。なお、図１５では、第１連通孔４１６が端面２０２から伸びる方向（図１５の矢印Ａの方向）は、第２連通孔４１８が端面２０４から伸びる方向（図１５の矢印Ｂの方向）と同一であるが、このような構成に限定されない。例えば、図１６に示すように、第１連通孔４１６が端面２０２から伸びる方向（図１６の矢印Ｃの方向）は、第２連通孔４１８が端面２０４から伸びる方向（図１６の矢印Ｄの方向）と反対であってもよいし、両者はその他の向き（例えば、９０度ずれている等）で配置されていてもよい。ここでＡ～Ｄの矢印はそれぞれの連通孔が伸びる方向を示すものであり、処理液の流れる方向を示すものではない。

【0056】

また、処理室２１２には、２つの光源２５０、２５２が配置されている。具体的には、光源２５０は、端面２０２側に配置されており、光源２５２は、端面２０４側に配置されている。光源２５０、２５２は、その光軸が処理室軸線２１２ａと略一致するように配置されている。第１連通孔４１６と第２連通孔４１８がいずれも、その軸線が処理室軸線２１２ａと略一致しないように配置されていることによって、処理室２１２には、２つの光源２５０、２５２を配置することができる。２つの光源２５０、２５２を配置することにより、処理液の殺菌効果を向上させることができる。

【0057】

また、処理室２１２では、側面２０６は、処理室軸線２１２ａに対する角度が、光源２５２からの光の放射角度に対応する角度となっている。例えば、本実施例では、光源２５２として、光の放射角度が光軸に対して約６０度となる光源を用いている。このため、側面２０６は、処理室軸線２１２ａに対する角度が約６０度となっている。これにより、光源２５２から照射される光は、処理室２１２内の略全体に照射されると共に、処理室２１２の外部にはほとんど漏れることがない。このため、光源２５２から照射される紫外光の利用効率を向上させることができる。ここで側面２０６の処理室軸線２１２ａに対する角度は約６０度に限定されず、処理室軸線２１２ａに対する角度については、角度０度の円筒型から角度１２０度まで用途に応じて選ぶことができる。また、側面２０６は、直線状に限定されず、一定の膨らみや、曲線、波線状の変化を持たせることや、側面２０６の処理室軸線２１２ａに対する角度も、一方が４０度、他方が２０度など非対称であっても良い。さらに処理室２１２の設置方向は図示に限らず、横向き、逆向きに配置されること、また実施例１～３で説明したように定期的に処理液の方向や、処理室の重力に対する方向を変更することも、本発明の範囲である。

【0058】

実施例で説明した処理装置１０に関する留意点を述べる。実施例の第１三方弁３４及び第２三方弁３６は、「切り替え手段」の一例であり、制御部６２は、「制御手段」の一例である。光源や処理室の１方向端部のみあっても良いし、両端にあっても良い。レンズは平板の石英ガラスであっても良いし、処理室の１方向端部のみあっても良いし、両端にあっても良い。

【0059】

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0060】

１０：処理装置
１２：処理室
１２ａ：処理室軸線
１４：ケーシング
１６：第１連通孔
１８、１１８、２１８：第２連通孔
２０：連通経路
３４：第１三方弁
３６：第２三方弁
５０：第１光源
５２：第２光源
５４：第１レンズ
５６：第２レンズ
５８：第１受光部
６０：第２受光部
６２、１６２：制御部
７０：駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】