特開 2024-29847 反応槽を備える紫外線照射設備、及び反応槽

(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】P2024029847

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】反応槽を備える紫外線照射設備、及び反応槽

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/32 20230101AFI20240229BHJP

【ＦＩ】

C02F1/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022132266

(22)【出願日】2022-08-23

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 伸次

(72)【発明者】

【氏名】牧瀬 竜太郎

(72)【発明者】

【氏名】城田 昭彦

【テーマコード（参考）】

4D037

【Ｆターム（参考）】

4D037AA05

4D037AB03

4D037BA18

4D037BB01

4D037BB02

4D037BB04

4D037CA01

4D037CA02

4D037CA08

4D037CA16

(57)【要約】

【課題】紫外線照射設備において、反応槽内部の部品が処理水の偏流や渦流等によって破損してしまうことを防ぐとともに、紫外線照射設備の設置面積が増大することを抑制する。
【解決手段】処理対象となる処理水を給水する給水口、該処理水を排水する排水口、及び紫外線を照射する紫外線照射部材を有し、該給水口から該排水口に向かう方向に該処理水を通過させつつ該処理水に対して該紫外線照射部材から紫外線を照射する反応槽と、前記反応槽の前記給水口の前に配置される設備部品と、該設備部品と該給水口との間に配設され前記処理水の流れを整える整流部材を内部に備えた配管と、を備え、前記処理水の殺菌処理、又は不活性化処理を行う紫外線照射設備。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理対象となる処理水を給水する給水口、該処理水を排水する排水口、及び紫外線を照射する紫外線照射部材を有し、該給水口から該排水口に向かう方向に該処理水を通過させつつ該処理水に対して該紫外線照射部材から紫外線を照射する反応槽と、
前記反応槽の前記給水口の前に配置される設備部品と、
該設備部品と該給水口との間に配置されるとともに、前記処理水の流れを整える整流部材が内部に延在するように挿入された配管と、を備え、前記処理水の殺菌処理、消毒処理、又は不活性化処理を行う紫外線照射設備。

【請求項2】

処理対象となる処理水を給水する給水口、該処理水を排水する排水口、及び紫外線を照射する紫外線照射部材を有し、該給水口から該排水口に向かう方向に該処理水を通過させつつ該処理水に対して該紫外線照射部材から紫外線を照射する反応槽と、
前記反応槽の前記排水口の後に配置される設備部品と、
該設備部品と該排水口との間に配置されるとともに、前記処理水の流れを整える整流部材が内部に延在するように挿入された配管と、を備え、前記処理水の殺菌処理、消毒処理、又は不活性化処理を行う紫外線照射設備。

【請求項3】

処理対象となる処理水を給水する給水口、該処理水を排水する排水口、及び紫外線を照射する紫外線照射部材を有し、該給水口から該排水口に向かう方向に該処理水を通過させつつ該処理水に対して該紫外線照射部材から紫外線を照射する反応槽と、
前記反応槽の前記給水口の前、及び前記反応槽の前記排水口の後にそれぞれ配置される設備部品と、
前記給水口の前に配置された該設備部品と該給水口との間、及び前記排水口の後に配置された該設備部品と該排水口との間にそれぞれ配置されるとともに、前記処理水の流れを整える整流部材が内部に延在するように挿入された配管と、を備え、前記処理水の殺菌処理、消毒処理、又は不活性化処理を行う紫外線照射設備。

【請求項4】

前記整流部材は、前記配管の延在方向に沿って延在する複数の仕切り板と、該仕切り板により仕切られた正六角形の通水孔と、を備え、該通水孔を前記配管内に該配管の径方向及び周方向において隙間なく複数並べて形成された請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の紫外線照射設備。

【請求項5】

前記整流部材の前記正六角形の通水孔を形成する１つの前記仕切り板と、該１つの仕切り板に該通水孔の中心を挟んで対向する別の前記仕切り板との距離を仕切り寸法とし、
前記配管の長さを該仕切り寸法の１０倍以上の長さとした請求項４に記載の紫外線照射設備。

【請求項6】

前記整流部材は、前記配管の延在方向に沿って延在する複数の仕切り板と、該仕切り板により仕切られた正方形の通水孔と、を備え、該通水孔を前記配管内に該配管の径方向及び周方向において隙間なく複数並べて形成された請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の紫外線照射設備。

【請求項7】

前記整流部材の前記正方形の通水孔を形成する１つの前記仕切り板と、該１つの仕切り板に該通水孔の中心を挟んで対向する別の前記仕切り板との距離を仕切り寸法とし、
前記配管の長さを該仕切り寸法の１０倍以上の長さとした請求項６に記載の紫外線照射設備。

【請求項8】

前記整流部材は、前記配管の延在方向に沿って延在し内径がそれぞれ異なる複数の円筒を備え、該円筒の中心を中心とする同心円状に複数の該円筒と該円筒との間に所定の間隔を通水孔として設けつつ該複数の円筒を重ねて形成された請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の紫外線照射設備。

【請求項9】

前記整流部材の前記円筒と前記円筒との間の所定の間隔を仕切り寸法とし、
前記配管の長さを該仕切り寸法の１０倍以上の長さとした請求項８に記載の紫外線照射設備。

【請求項10】

一端の内径と該一端の反対側の他端の内径とが異なるテーパ配管を前記配管に接続した請求項８に記載の紫外線照射設備。

【請求項11】

前記整流部材は、同心円状に重ねられた複数の前記円筒を固定するための固定棒を備え、
該固定棒は、下記式（１）を満たす直径Ｄ０を有する請求項８に記載の紫外線照射設備。
換算流速（基準）Ｖｒ＝Ｕ／（ｆｎ×Ｄ０）＜１・・・（１）
Ｄ０：固定棒の直径
平均基準流速Ｕ＝Ｑｍａｘ／Ｓｄ
Ｑｍａｘ：最大流量
Ｓｄ：流路断面積
固有振動数ｆｎ＝（λ^２）／（２πＬ^２）×（ＥＩ／（ｍ＋ｍｗ））^１／２
固有値λ＝３．１４１５
固定棒の長さ：Ｌ
固定棒の材質のヤング率：Ｅ
固定棒の断面二次モーメントＩ＝π（Ｄ０^４）／６４
固定棒の単位あたりの質量ｍ＝Ｓ×ρｓ
固定棒の断面積Ｓ＝π（Ｄ０／２）^２
固定棒の密度：ρｓ
単位当たりの排除マスｍｗ＝Ｓｗ×ρｗ
排除面積Ｓｗ＝π（Ｄ０／２）^２
水密度：ρｗ

【請求項12】

処理対象となる処理水の殺菌処理、消毒処理、又は不活性化処理を行う紫外線照射設備に配設され、
該処理水を給水する給水口と、
該処理水を排水する排水口と、
紫外線を該処理水に対して照射する紫外線照射部材と、
該給水口の前、又は該排水口の後の少なくともいずれか一方に配置された設備備品が発生させる前記処理水の偏流、乱流、又は渦流による該紫外線照射部材の破損を防ぐための整流部材と、を備える反応槽。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、反応槽を備える紫外線照射設備、及び反応槽に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の消毒設備においては、例えば上下水道（水道水または地下水等）の殺菌若しくは消毒、工業用水の脱臭、脱色、殺菌若しくは消毒、パルプの漂白、又は医療機器の殺菌若しくは消毒等を行うために、オゾンや塩素等の薬品が用いられている。しかし、該消毒設備では、オゾンや塩素等の薬品を処理水に均一に溶け込ませる必要があるため、上記薬品を攪拌させる処理水を溜める貯留槽（滞留槽）やスプレーポンプ等の攪拌装置が必要となり、処理水の水質や水量の変化に対し即時に対応することが困難である。

【0003】

このような問題に対応すべく、紫外線照射によって、上下水道の殺菌若しくは消毒、又は工業用水の殺菌若しくは消毒を行う紫外線照射設備がある。この紫外線照射設備は、処理水を、反応槽を通過させつつ反応槽内で紫外線照射を行い、処理水の水質や水量の変化に対し即時に対応することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１８４０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、従来の紫外線照射設備においては、紫外線を照射する反応槽の前後に配置される各種設備部品（例えば、ストレーナ、Ｌ字配管、Ｔ字配管、又は流量計等）、によって発生した処理水の偏流、乱流、又は渦流により、反応槽内部の部品（例えば、保護管、紫外線ランプ、又はその他のサポート部品等）が、破損することがある。そこで、反応槽内に偏流、乱流、又は渦流等を有する処理水が流入することを抑制するために、処理水の偏流、乱流、又は渦流を消失させるための配管を反応槽の出入口に接続している。この配管は、配管内に他の部品が配設されていない単純な直管であり、配管の内直径の例えば１０倍の長さを備えることで、配管内を通過する処理水の渦流等を消失させている。

【0006】

そして、紫外線照射設備においては、反応槽内部の部品が処理水の偏流や渦流等によって破損してしまうことを防ぐとともに、紫外線照射設備の設置面積が大きくなってしまわないようにするという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための本実施形態の紫外線照射設備は、処理対象となる処理水を給水する給水口、該処理水を排水する排水口、及び紫外線を照射する紫外線照射部材を有し、該給水口から該排水口に向かう方向に該処理水を通過させつつ該処理水に対して該紫外線照射部材から紫外線を照射する反応槽と、前記反応槽の前記給水口の前に配置される設備部品と、該設備部品と該給水口との間に配置されるとともに、前記処理水の流れを整える整流部材が内部に延在するように挿入された配管と、を備え、前記処理水の殺菌処理、消毒処理、又は不活性化処理を行う。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態の紫外線照射設備が組み込まれた上水処理システムの一例を示すフロー図である。

【図2】図２は、濾過後の処理水の紫外線照射設備における流れを示すフロー図である。

【図3】図３は、反応槽の一例を示す斜視図である。

【図4】図４は、反応槽をＺ軸方向に沿って切断して示す縦断面図である。

【図5】図５は、反応槽をＸ軸Ｙ軸平面に沿って切断して示す横断面図である。

【図6】図６は、第一例の整流部材を備えた前配管を説明する斜視図である。

【図7】図７は、第一例の整流部材の正六角形の通水孔の仕切り寸法を説明するための説明図である。

【図8】図８は、第二例の整流部材を備えた前配管を説明する斜視図である。

【図9】図９は、第二例の整流部材の正方形の通水孔の仕切り寸法を説明するための説明図である。

【図10】図１０は、第三例の整流部材を備えた前配管を説明する斜視図である。

【図11】図１１は、第三例の整流部材を備えた前配管の通水孔を説明する説明図である。

【図12】図１２は、第三例の整流部材を備えた前配管に接続されるテーパ配管を説明するための斜視図である。

【図13】図１３は、第三例の整流部材を備えた前配管にテーパ配管が接続された状態を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

まず、本実施形態の紫外線照射設備１が組み込まれた上水処理システムにおける処理の流れの概要を、図１を参照して説明する。図１は、上水処理システムの処理手順を示すフローチャートである。まず、川、湖または地下水から原水を処理水Ｗとして取水し（ステップＳ１）、取水した処理水Ｗを凝集沈殿槽に導入し、これに凝集剤を添加して懸濁物の土粒子等を凝集・沈殿させる（ステップＳ２）。次に、凝集沈殿槽の上澄み水を活性炭濾過槽に送って異物を濾過し（ステップＳ３）、濾過した処理水Ｗを紫外線照射設備１の反応槽２（図２、図３参照）に送る。そして、反応槽２内を処理水Ｗを通過させるとともに、処理水Ｗに対して紫外線（ＵＶ）を照射し（ステップＳ４）、紫外線照射により殺菌、消毒、又は不活性処理された処理水Ｗを塩素注入槽に送って塩素を注入（ステップＳ５）した後に、一般家庭や事業所などに配水する。

【0010】

図２は、実施形態の紫外線照射設備１における濾過後の処理水Ｗの流れを示すフロー図である。本実施形態の紫外線照射設備１は、例えば、紫外線照射設備１において濾過された後の処理水Ｗが最初に流れる流量計３０と、流量計３０の後に配設された前ストレーナ３１と、前ストレーナ３１の後に配設された前配管４１Ａと、前配管４１Ａの後に配設された反応槽２と、反応槽２の後に配設された後配管４２と、後配管４２の後に配設された後ストレーナ３２と、後ストレーナ３２の後に配設された緊急遮断弁５０と、を備えている。

【0011】

図２に示すように、紫外線照射設備１は、例えば２つ並べて互いがバックアップ可能に上水処理システムに組み込まれており、２系統の処理水Ｗの流路が確保されている。２つの紫外線照射設備１のうちの片方の紫外線照射設備１の各構成の交換やメンテナンス、又は故障等が発生した場合においても、もう片方の紫外線照射設備１による処理水Ｗの殺菌、消毒、又は不活性化処理を継続的に行うことができるようになっている。即ち、図２に示す例においては、濾過された後の処理水Ｗは、分岐管を介して２つの紫外線照射設備１のそれぞれの流量計３０に流入する。また、殺菌処理等がそれぞれの紫外線照射設備１で行われた後の処理水Ｗは、例えば合流してから塩素注入が行われる。

【0012】

図３は反応槽２の一例を示す斜視図である。反応槽２は、処理対象となる処理水Ｗを給水する給水口２００、処理水Ｗを排水する排水口２０２、及び紫外線を照射する紫外線照射部材２２を有し、給水口２００から排水口２０２に向かう方向に処理水Ｗを通過させつつ処理水Ｗに対して紫外線照射部材２２から紫外線を照射することができる。なお、以下の説明では、Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸直交座標系を用いる。Ｘ軸方向は、＋Ｘ方向と－Ｘ方向とを含む。Ｙ軸方向は、＋Ｙ方向と－Ｙ方向とを含む。Ｚ軸方向は、＋Ｚ方向と－Ｚ方向とを含む。例えば、Ｘ軸Ｙ軸平面は水平面であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

【0013】

反応槽２は、殺菌、消毒、又は不活化処理を行う処理水Ｗを通過させるものであり、例えば略直方体形状に形成されたハウジング２０を備えている。ハウジング２０は、処理水Ｗを給水（流入）する給水ポートが取り付けられた給水口２００と、ＵＶ照射による殺菌処理等を施した処理水Ｗを排出（流出）する排水ポートが取り付けられた排水口２０２とを有している。この給水口２００と排水口２０２とは、ハウジング２０におけるＹ軸方向における対向する側壁２０ａと側壁２０ｂとに形成されている。

【0014】

給水口２００は、給水口２００の径方向に延出されたフランジ部２００ａを備えており、フランジ部２００ａには図示しないボルト孔が形成されている。また排水口２０２は、排水口２０２の径方向に延出されたフランジ部２０２ａを備えており、フランジ部２０２ａには図示しないボルト孔が形成されている。

【0015】

処理水Ｗは、給水口２００から排水口２０２に向かう方向（図３においては、－Ｙ方向から＋Ｙ方向）に流れて反応槽２を通過する。図４、図５に示す反応槽２に配設された紫外線照射部材２２は、例えば、保護管２２１を備えている。保護管２２１は、紫外線が透過可能な誘電体で形成されており、例えば石英ガラスで形成されている。そして、保護管２２１の内部には、給水口２００から排水口２０２に向かって通過する処理水Ｗに紫外線を照射する紫外線ランプ２２５が収納されている。図４に示すように、紫外線ランプ２２５は、例えば、その両端部に紫外線ランプ２２５へ給電を行うための配線が接続され、該配線を介して、電力の供給を行う電力供給源２２８に接続されている。紫外線光源となる紫外線ランプ２２５は、例えば、ＬＥＤ、水銀ランプ、又はメタルハライドランプ等であり、所定波長の紫外線光２２７を出射できる。

【0016】

例えば、図３、図４に示す保護管２２１は、ハウジング２０の内部に、給水口２００から排水口２０２に向かう方向であるＹ軸方向と交差するＸ軸方向に延在するように４本設けられている。具体的には、本実施形態の保護管２２１は、ハウジング２０の内部に、ハウジング２０の側壁２０ｃと、側壁２０ｃとＸ軸方向において対向する側壁２０ｄとを貫通して４本設けられている。なお、本実施形態の保護管２２１および紫外線ランプ２２５が紫外線照射部材２２となる。

【0017】

図４に示すように、例えば、反応槽２は、紫外線モニタユニット２４３を設置するため紫外線監視窓２４を備えている。紫外線監視窓２４は、例えば、ハウジング２０の側壁２０ａ、側壁２０ｂ、側壁２０ｃ、及び側壁２０ｄに垂直に接続された天板２０ｅに二つ配設されている。紫外線監視窓２４に取り付けられた紫外線モニタユニット２４３は、例えば、紫外線強度計や制御盤を備えており、紫外線ランプ２２５から処理水Ｗに照射される紫外線照射量、並びに紫外線ランプ２２５及び保護管２２１の状態を監視する。

【0018】

図４、図５に示すように、ハウジング２０は、保護カバー２５によって覆われている。保護カバー２５は、紫外線ランプ２２５から照射された紫外線光２２７が外部に漏れるのを遮蔽するものであり、ハウジング２０の側壁２０ｃと側壁２０ｄの外側に設けられている。なお、図３は、保護カバー２５を省略した図である。

【0019】

図３、図５に示すリブ２６は、反応槽２における内部圧力の上昇による全体の変形を抑制するものであり、反応槽２の外周、すなわち、側壁２０ｃと、側壁２０ｄと、天板２０ｅと、天板２０ｅとＺ軸方向において対向する底板２０ｆとに設けられている。また、リブ２６は、ハウジング２０のＹ軸方向における中央近傍に設けられている。

【0020】

図２に示す流量計３０は、反応槽２の前に配置される設備部品の一例であり、例えば、電磁式、差圧式、超音波式、渦式、又は容量式の流量計が用いられるが、本例に限定されるものではない。

【0021】

図２に示す前ストレーナ３１は、例えば、コニカルストレーナ、Ｙ型ストレーナ、又はＴ型ストレーナ等であるが、これ以外のストレーナを用いてもよい。本実施形態においては、流量計３０と前ストレーナ３１とが、反応槽２の給水口２００（図３参照）の前に配置された設備部品となる。なお、反応槽２の給水口２００の前に配置される設備部品は、上記２つの例に限定されるものではなく、例えば、設備部品として、Ｌ字配管、Ｔ字配管、各種バルブ、又はテーパ配管等が配置されていてもよい。

【0022】

図６は、図２に示す前ストレーナ３１と反応槽２の給水口２００との間に配置されるとともに、処理水Ｗの流れを整える整流部材４３（以下、第一例の整流部材４３とする）が内部にＹ軸方向に延在するように挿入された前配管４１Ａの一例を示す斜視図である。前配管４１Ａは、例えば、円筒状の円筒部４１０と、円筒部４１０の両端において径方向外側にそれぞれ一体的に延出された円環板状の２つの取付フランジ４１１と、を備えている。例えば、円筒部４１０の内径を内径Ｊとする。

【0023】

図２に示す設備部品である流量計３０や前ストレーナ３１内において、処理水Ｗには乱流、渦流、又は偏流等が発生しやすく、処理水Ｗが仮に乱流、渦流、又は偏流を有したまま反応槽２内に流入してしまうと、反応槽２内の図４に示す紫外線ランプ２２５や保護管２１１が破損したり、紫外線ランプ２２５から適切に処理水Ｗに紫外線が照射されなかったりする場合がある。そのため、前ストレーナ３１と反応槽２の給水口２００との間に、整流部材４３を備える前配管４１Ａを配設して、前配管４１Ａによって処理水Ｗの乱流、渦流、又は偏流を消失させて、処理水Ｗを層流にしてから反応槽２に流入させる。

【0024】

例えば、図６に示す前配管４１Ａの取付フランジ４１１のＹ軸方向における円環状の端面は、他の部材と連結される連結面となっており、連結面には周方向に等間隔を空けて図示しないボルト孔が形成されている。例えば、－Ｙ方向側の取付フランジ４１１の連結面に対して、図２に示す前ストレーナ３１がボルト固定されて、前配管４１Ａと前ストレーナ３１とが連通する。また、＋Ｙ方向側の取付フランジ４１１の連結面に対して、図３に示す反応槽２の給水口２００のフランジ部２００ａがボルト固定されて、前配管４１Ａと反応槽２とが連通する。例えば、前配管４１Ａの円筒部４１０の断面における中心と給水口２００の中心とが略合致した状態になる。

【0025】

前配管４１Ａの円筒部４１０内に配設された第一例の整流部材４３は、前配管４１Ａの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在する複数の仕切り板４３１と、仕切り板４３１により仕切られた正六角形の通水孔４３２と、を備え、通水孔４３２を前配管４１Ａ内に前配管４１Ａの径方向及び周方向において隙間なく複数並べて形成されている。換言すれば、第一例の整流部材４３は、処理水Ｗの流れる方向に対して剛性を備えるハニカム構造を備えている。

【0026】

前配管４１Ａの製造においては、例えば、所定の金属部材等（ＳＵＳ等）を、熱間圧延または熱間押し出しによって正六角柱の筒状中間体として作製する。該正六角柱の筒状中間体の６つの側板が仕切り板４３１となり、該筒状中間体の筒内が正六角形の通水孔４３２となる。そして、該正六角柱の筒状中間体を複数、それぞれ溶接等によって接合する。複数が接合された筒状中間体の外周部分を前配管４１Ａの円筒部４１０内に嵌合可能にサークルカットして、複数の正六角柱が接合され全体として円柱状の整流部材４３となる。そして、円筒部４１０内部に整流部材４３が円筒部４１０の延在方向に沿って押し込まれるようにして挿入されていき、整流部材４３が円筒部４１０に嵌合されて円筒部４１０に対して固定される。したがって、前配管４１Ａの円筒部内４１０内部に、例えば金属で形成された複数の仕切り板４３１によって区切られた正六角形の複数の通水孔４３２が円筒部４１０の径方向、及び周方向において隙間なく並べて配設された状態になる。また、それぞれの仕切り板４３１の延在方向は円筒部４１０の延在方向と平行、又は略平行となる。

【0027】

整流部材４３は、仕切り板４３１で形成された正六角形の複数の通水孔４３２を前配管４１Ａの径方向及び周方向に隙間なく並べた構造（ハニカム構造）を備えているため、乱流や渦流等を有した状態で前配管４１Ａに流入してきた処理水Ｗの流れる方向（Ｙ軸方向）と直交するＸ軸方向及びＺ軸方向において、歪みに強いという性質を有している。

【0028】

例えば、図６、図７に示す整流部材４３の一つの通水孔４３２を形成する仕切り板４３１と、該１つの仕切り板４３１に通水孔４３２の中心を挟んで１８０度離れた位置において対向する仕切り板４３１との距離は、前配管４１Ａの内部を仕切り板４３１が仕切る仕切り寸法ｄａとなる。

【0029】

図６に示す前配管４１Ａの長さＫ１は、第一例の整流部材４３の仕切り寸法ｄａに基づいて設定される。即ち、第一例の整流部材４３を備える前配管４１Ａが処理水Ｗに対する整流機能を発揮させるために、例えば、前配管４１Ａの長さＫ１＝１０×ｄａとなっている。なお、前配管４１Ａの長さＫ１を仕切り寸法ｄａの１０倍を超える長さとしてもよい。

【0030】

第一例の整流部材４３は、例えば、前配管４１Ａの延在方向（Ｙ軸方向）における一端から他端まで延在するように前配管４１Ａ内に配設されている。即ち、図６に示す例においては、整流部材４３のＹ軸方向における長さは、前配管４１ＡのＹ軸方向における長さＫ１と同一、又は略同一となっている。なお、第一例の整流部材４３の長さに対して前配管４１Ａの長さが所定長さ分さらに長く設定されており、例えば、整流部材４３が前配管４１Ａの一端から円筒部４１０の内部の所定の位置まで延在しており、該所定の位置から前配管４１Ａの他端までは円筒部４１０内に整流部材４３が配設されていない流路が形成されていてもよい。

【0031】

図２に示す後配管４２は、例えば、第一例の整流部材４３を備えており、前配管４１Ａと同様の構成となっているため、説明を省略する。後配管４２の処理水Ｗの流れる方向における上流側となる一端には、反応槽２の排水口２０２が連通する。後配管４２の処理水Ｗの流れる方向における下流側となる他端には、後ストレーナ３２が連通する。

【0032】

図２に示す後ストレーナ３２は、例えば、前ストレーナ３１と同様のものが用いられる。後ストレーナ３２の上流側となる一端には後配管４２が連通して、下流側となる他端は緊急遮断弁５０が連通する。後ストレーナ３２は、反応槽２において図４に示す紫外線照射部材２２の保護管２２１や紫外線ランプ２２５が破損した場合に、破損部品の回収を行い、図１に示すステップＳ５の塩素注入槽に破損部品が流出しないようにする。

【0033】

図２に示す緊急遮断弁５０は、例えば、図４に示す紫外線モニタユニット２４３の制御盤等に電気的に接続された電磁弁であり、紫外線モニタユニット２４３からの指令を受けて開閉可能である。なお、緊急遮断弁５０は電磁弁に限定されるものではなく、簡素な構造の機械式弁であってもよい。緊急遮断弁５０は、反応槽２内で保護管２１１や紫外線ランプ２２５が破損した場合に、保護管２１１や紫外線ランプ２２５の壊れた部品が図１に示すステップＳ５の塩素注入槽に流出しないように、紫外線照射設備１の流路を閉じる。

【0034】

本実施形態においては、図２に示す後ストレーナ３２と緊急遮断弁５０とが、反応槽２の排水口２０２の後に配置された設備部品となる。なお、反応槽２の排水口２０２の後に配置される設備部品は、上記２つの例に限定されるものではなく、例えば、設備部品として、Ｌ字配管、Ｔ字配管、流量計、又はテーパ配管等が配置されていてもよい。

【0035】

本実施形態における紫外線照射設備１においては、反応槽２の給水口２００の前に設備部品として流量計３０及び前ストレーナ３１を配置しているため、整流部材４３を備える前配管４１Ａを前ストレーナ３１と給水口２００との間に配置しているが、仮に、紫外線照射設備１が反応槽２の給水口２００の前に設備部品を配置しない構成となっている場合には、前配管４１Ａも備えていなくてもよい。また、本実施形態における紫外線照射設備１においては、反応槽２の排水口２０２の後に設備部品として後ストレーナ３２と緊急遮断弁５０とを配置しているため、整流部材４３を備える後配管４２を後ストレーナ３２と排水口２０２との間に配置しているが、仮に、紫外線照射設備１が反応槽２の排水口２０２の後に設備部品を配置しない構成となっている場合には、後配管４２も備えていなくてもよい。

【0036】

本実施形態の紫外線照射設備１は、図６に示す第一例の整流部材４３を備える前配管４１Ａに代えて、図８に示す第二例の整流部材４４を備える前配管４１Ｂを、設備部品である図２に示す前ストレーナ３１と反応槽２の給水口２００との間に配置した構成となっていてもよい。

【0037】

以下、第二例の整流部材４４を備える前配管４１Ｂについて説明する。なお、前配管４１Ｂにおいて、図６に示す第一例の整流部材４３を備える前配管４１Ａと同様の構成については、前配管４１Ａと同様の符号を付して説明を省略する。前配管４１Ｂの円筒部４１０内に挿入された第二例の整流部材４４は、前配管４１Ｂの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在する複数の仕切り板４４１と、仕切り板４４１により仕切られた正方形の通水孔４４２と、を備え、通水孔４４２を前配管４１Ｂ内に前配管４１Ｂの径方向及び周方向において隙間なく複数並べて形成されている。換言すれば、第二例の整流部材４４は、処理水Ｗの流れる方向に対して剛性を備える格子状構造を備えている。

【0038】

前配管４１Ｂの製造においては、例えば、所定の金属部材等（ＳＵＳ等）を、熱間圧延または熱間押し出しによって正四角柱の筒状中間体として作製する。該正四角柱の筒状中間体の４つの側板が仕切り板４４１となり、該筒状中間体の筒内が正方形の通水孔４４２となる。そして、該正四角柱の筒状中間体を複数、それぞれ溶接等によって接合する。複数が接合された筒状中間体の外周部分を前配管４１Ｂの円筒部４１０内に嵌合可能にサークルカットして、複数の正四角柱が接合され全体として円柱状の整流部材４４となる。そして、円筒部４１０内部に整流部材４４が円筒部４１０の延在方向に沿って押し込まれるようにして挿入されていき、整流部材４４が円筒部４１０に嵌合されて円筒部４１０に固定される。したがって、前配管４１Ｂの円筒部内４１０内部に、例えば金属で形成された複数の仕切り板４４１によって区切られた正方形の複数の通水孔４４２が円筒部４１０の径方向、及び周方向において隙間なく並べて配設された状態になる。

【0039】

例えば、図８、図９に示す整流部材４４の一つの通水孔４４２を形成する仕切り板４４１と、該１つの仕切り板４４１に通水孔４４２の中心を挟んで１８０度離れた位置において対向する仕切り板４４１との距離は、前配管４１Ａの内部を仕切り板４４１が仕切る仕切り寸法ｄｂとなる。

【0040】

図８に示す前配管４１Ｂの長さＫ２は、第二例の整流部材４４の仕切り寸法ｄｂに基づいて設定される。即ち、第二例の整流部材４４を備える前配管４１Ｂが処理水Ｗに対する整流機能を発揮させるために、例えば、前配管４１Ｂの長さＫ２＝１０×ｄｂとなっている。なお、前配管４１Ｂの長さＫ２を仕切り寸法ｄｂの１０倍を超える長さとしてもよい。

【0041】

第二例の整流部材４４は、例えば、前配管４１Ｂの延在方向（Ｙ軸方向）における一端から他端まで延在するように前配管４１Ｂ内に配設されている。即ち、図８に示す例においては、整流部材４４のＹ軸方向における長さは、前配管４１ＢのＹ軸方向における長さＫ２と同一、又は略同一となっている。なお、第二例の整流部材４４の長さに対して前配管４１Ｂの長さが所定長さ分さらに長く設定されており、例えば、整流部材４４が前配管４１Ｂの一端から円筒部４１０の内部の所定の位置まで延在しており、該所定の位置から前配管４１Ｂの他端までは円筒部４１０内に整流部材４４が配設されていない流路が形成されていてもよい。

【0042】

本実施形態の紫外線照射設備１は、図２に示す第一例の整流部材４３を備える後配管４２に代えて、図８に示す第二例の整流部材４４を備えた後配管を、設備部品である後ストレーナ３２と反応槽２の排水口２０２との間に配置した構成となっていてもよい。

【0043】

本実施形態の紫外線照射設備１は、図６に示す第一例の整流部材４３を備える前配管４１Ａに代えて、図１０に示す第三例の整流部材４５を備える前配管４１Ｃを、設備部品である図２に示す前ストレーナ３１と反応槽２の給水口２００との間に配置した構成となっていてもよい。

【0044】

以下、図１０に示す第三例の整流部材４５を備える前配管４１Ｃについて説明する。なお、前配管４１Ｃにおいて、図６に示す第一例の整流部材４３を備える前配管４１Ａと同様の構成については、前配管４１Ａと同様の符号を付して説明を省略する。

【0045】

前配管４１Ｃの円筒部４１０内に配設された第三例の整流部材４５は、前配管４１Ｃの延在方向に沿って延在し内径がそれぞれ異なる複数（図示の例においては３つ）の円筒４５１、円筒４５２、及び円筒４５３を備え、円筒４５１～円筒４５３の中心を中心とする同心円状に円筒４５１と円筒４５２との間、円筒４５２と円筒４５３との間に所定の間隔を通水孔４５２ａ、及び通水孔４５３ａとして設けつつ、複数の円筒４５１～円筒４５３を重ねて形成されている。また、第三例の整流部材４５は、例えば、同心円状に重ねられた複数の円筒４５１～円筒４５３を固定するための２本の固定棒４５７を備えている。２本の固定棒４５７の寸法は同一に設定されている。また、固定棒４５７の長さは、例えば、最も大きな内径を備える円筒４５３の外径と同じに設定されている。

【0046】

図１０、図１１に示す例においては、例えば円柱状の固定棒４５７と円柱状の固定棒４５７とが十字状に溶接されて一体となった形状で使用される。なお、一本の固定棒４５７のみで、同心円状に重ねられた複数の円筒４５１～円筒４５３を固定してもよい。また、固定棒４５７の各先端が円筒部４１０の内側面に接合されてもよい。また、第三例の整流部材４５の同心円状に重ねられる円筒の数は、３つに限定されず、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、円筒部４１０の内側面と第三例の整流部材４５の円筒４５３の外側面とが接触しておらず、円筒部４１０の内側面と第三例の整流部材４５の円筒４５３の外側面との間に、所定の間隔が通水孔として設けられていてもよい。

【0047】

前配管４１Ｃの製造においては、例えば、所定の金属部材等（ＳＵＳ等）を、熱間圧延または熱間押し出しによって、内径がそれぞれ異なる円筒４５１、円筒４５２、及び円筒４５３を作製する。円筒４５３の内径は円筒４５２の内径よりも大きく、円筒４５２の内径は円筒４５１の内径よりも大きくなっている。例えば、円筒４５３の外径は、円筒部４１０の内径Ｊよりも少しだけ小さく設定されている。また、円筒４５１、円筒４５２、及び円筒４５３のＹ軸方向における長さは、例えば同一に設定されている。そして、円筒４５１～円筒４５３の中心を中心とする同心円状に円筒４５１と円筒４５２との間、円筒４５２と円筒４５３との間に所定の間隔を設けて、該間隔を通水孔４５２ａ～通水孔４５３ａとして、複数の円筒４５１～円筒４５３が重ねられた状態になる。また、所定の間隔、即ち、通水孔４５２ａ～通水孔４５３ａの幅は、仕切り寸法ｄｃとなる。

【0048】

さらに、該同心円状に重ねられた複数の円筒４５１～円筒４５３の一端側、及び他端側に、十字状に形成された固定棒４５７が溶接等によって接合される。なお、二本で十字状に形成された固定棒４５７が、該同心円状に重ねられた複数の円筒４５１～円筒４５３の一端側のみ、又は他端側のみに溶接によって接合されていてもよい。これによって、円筒４５１～円筒４５３が十字状の固定棒４５７によって所定の仕切り寸法ｄｃを間に設けつつ同心円状に重ねられて固定された第三例の整流部材４５が形成される。さらに円筒部４１０内部に整流部材４５が円筒部４１０の延在方向に沿って押し込まれるようにして挿入されていき、図１０、図１１に示すように、整流部材４５が円筒部４１０に嵌合されて円筒部４１０に固定される。即ち、図示の例においては、円筒４５３が円筒部４１０に嵌合した状態になる。なお、図示の例においては、円筒４５１の内径が仕切り寸法ｄｃと同一の値に設定されている。したがって、円筒部４１０の内部流路は、円筒４５１内部の断面視円形で仕切り寸法ｄｃである通水孔４５１ａ、円筒４５１の外側面と円筒４５２の内側面との間の仕切り寸法ｄｃの断面視円環状の通水孔４５２ａ、及び円筒４５２の外側面と円筒４５３の内側面との間の仕切り寸法ｄｃの断面視円環状の通水孔４５３ａの３つに区切られている。また、整流部材４５の十字状に接合された２本の固定棒４５７は、それぞれ、円筒４５１～円筒４５３と直交している。

【0049】

図１０に示す前配管４１Ｃの長さＫ３は、第三例の整流部材４５の仕切り寸法ｄｃに基づいて設定される。即ち、第三例の整流部材４５を備える前配管４１Ｃが処理水Ｗの整流機能を発揮させるために、例えば、前配管４１Ｃの長さＫ３＝１０×ｄｃとなっている。なお、前配管４１Ｃの長さＫ３を仕切り寸法ｄｃの１０倍を超える長さとしてもよい。

【0050】

第三例の整流部材４５は、例えば、前配管４１Ｃの延在方向（Ｙ軸方向）における一端から他端まで延在するように前配管４１Ｃ内に配設されている。即ち、図１０に示す例においては、十字状の２つの固定棒４５７及び円筒４５１～円筒４５３を備える整流部材４４のＹ軸方向における全体の長さは、前配管４１ＣのＹ軸方向における長さＫ３と同一、又は略同一となっている。

【0051】

例えば、図１２に示すテーパ配管４６の一端を図２に示す前ストレーナ３１の処理水Ｗの流れる方向における下流側に接続する場合に、テーパ配管４６の他端に第三例の整流部材４５を備える前配管４１Ｃが接続されて用いられてもよい。図１２に示すテーパ配管４６は、例えば、前ストレーナ３１が接続される－Ｙ方向側の一端の内径よりも、該一端の反対側（＋Ｙ方向側）の他端の内径が大きくなっており、前ストレーナ３１を通過した後の処理水Ｗの流量を増加させるために用いられる。

【0052】

テーパ配管４６は、例えば、＋Ｙ方向の他端側に径方向に延出されたフランジ部４６０を備えており、フランジ部４６０には図示しないボルト孔が形成されている。そして、テーパ配管４６のフランジ部４６０と図１３に示す前配管４１Ｃの取付フランジ４１１とが、図示しない固定ボルトによって接続され、テーパ配管４６と前配管４１Ｃとが連通する。また、図１３に示すようにテーパ配管４６の流路断面における中心と前配管４１Ｃの円筒部４１０の流路断面における中心（通水孔４５１ａの中心）とが略合致した状態になる。

【0053】

図２に示す前ストレーナ３１から図１３に示すテーパ配管４６に流入した処理水Ｗは、テーパ配管４６内の中心に近い領域における流速がテーパ配管４６の径方向外側に近い領域における流速よりも速くなるため、渦流や乱流等を生み出す場合がある。しかし、下流側に第三例の整流部材４５を備える前配管４１Ｃを接続することで、処理水Ｗの該渦流や乱流等を消失させることができる。なお、テーパ配管４６に、図６に示す第一例の整流部材４３を備える前配管４１Ａ、又は図８に示す第二例の整流部材４４を備える前配管４１Ｂを接続してもよい。

【0054】

以下に、図２に示す紫外線照射設備１を用いて処理水Ｗの殺菌処理、消毒処理、又は不活性化処理を行う場合について説明するとともに、紫外線照射設備１の各構成に機能について説明する。まず、図１に示すステップＳ３における活性炭濾過槽で濾過がされた処理水Ｗが、図２に示す流量計３０を通過して前ストレーナ３１に流入する。流量計３０は、主に、反応槽２の処理水Ｗの消毒等の処理能力が超えてしまうことがないように、紫外線照射設備１に流入する処理水Ｗの流量を計測する。

【0055】

また、例えば、紫外線照射設備１において、処理水Ｗの処理を実施し続けると、前ストレーナ３１のメッシュに砂や石等が堆積し、フィルタとしての機能が失われる。その結果、紫外線照射設備１内の圧力が高くなり許容値を超えたことを流量計３０が測定する。そして、流量計３０が紫外線照射設備１内の圧力が高くなり許容値を超えたことを測定すると、図示しない警報手段が、例えば前ストレーナ３１の交換やメンテナンス等の必要が生じていることを作業者に警告してもよい。

【0056】

流量計３０を通過した処理水Ｗが次に通過する前ストレーナ３１は、主に、図１に示すステップＳ３の活性炭濾過を通り抜けた処理水Ｗ中の石や砂を除去することで、該石や砂が反応槽２に流入することを防ぎ、図４に示す反応槽２の保護管２２１や紫外線ランプ２２５が該石や砂によって破損してしまうといった事態を生じさせないようにする。ここで、処理水Ｗは、前ストレーナ３１を通過することによって乱流、渦流、又は偏流を有する場合がある。

【0057】

前ストレーナ３１を通過し乱流、渦流、又は偏流を有する処理水Ｗは、図６に示す前配管４１Ａの第一例の整流部材４３の複数の通水孔４３２に沿って－Ｙ方向から＋Ｙ方向に向かって流れていくとともに層流に整えられ、前配管４１Ａが連通する図５に示す給水口２００から反応槽２に流入する。そして、処理水Ｗが、反応槽２内を排水口２０２に向かって流れていくとともに、保護管２１１に収納された紫外線ランプ２２５から照射された紫外線光２２７により、処理水Ｗ内に含まれる細菌等が殺菌、消毒、又は不活化される。そして、処理が施された処理水Ｗが排水口２０２から排出される。その後、処理水Ｗは、図２に示す第一例の整流部材４３を備える後配管４２、後ストレーナ３２、及び緊急遮断弁５０を順に通過して、紫外線照射設備１から排出されて、ステップＳ５の塩素注入槽に至る。

【0058】

本実施形態の紫外線照射設備１は、前ストレーナ３１と反応槽２の給水口２００との間に配設されるとともに、処理水Ｗの流れを整える例えば第一例の整流部材４３が内部に延在するように挿入された前配管４１Ａを備えている。そのため、前ストレーナ３１を通過することで乱流、偏流、又は渦流等を有した処理水Ｗを、前配管４１Ａ内で層流にしてから反応槽２内に流入させることができる。よって、反応槽２内に配設されている紫外線照射部材２２の紫外線ランプ２２５や保護管２１１が、処理水Ｗの乱流や渦流によって破損してしまうことを防ぐことができる。

【0059】

また、本実施形態の紫外線照射設備１は、後ストレーナ３２と反応槽２の排水口２０２との間に配置されるとともに、処理水Ｗの流れを整える例えば第一例の整流部材４３が内部に延在するように挿入された後配管４２を備える。そのため、例えば、紫外線照射設備１における処理水Ｗの流れを一時停止させた場合等において、後ストレーナ３２を一度通過することで乱流や渦流等を有した処理水Ｗが反応槽２側へ逆流してくる際等に、後配管４２内で層流にしてから反応槽２内に流入させることができる。そのため、反応槽２内に配設されている紫外線照射部材２２の紫外線ランプ２２５や保護管２１１が、処理水Ｗの乱流や渦流等によって破損してしまうことを防ぐことができる。なお、本効果は、後配管４２が、図６に示す第一例の整流部材４３に代えて、図８に示す第二例の整流部材４４、又は図１０に示す第三例の整流部材４５を備えている場合においても、同様に得ることが可能である。

【0060】

図６に示す第一例の整流部材４３は、前配管４１Ａの延在方向に沿って延在する複数の仕切り板４３１と、仕切り板４３１により仕切られた正六角形の通水孔４３２と、を備え、通水孔４３２を前配管４１Ａ内に前配管４１Ａの径方向及び周方向において隙間なく複数並べて形成されている。即ち、第一例の整流部材４３は、所謂ハニカム構造を備えている。したがって、第一例の整流部材４３は、処理水Ｗの流れる方向（Ｙ軸方向）と直交するＸ軸方向及びＺ軸方向における歪みに強いという性質を有しているため、前ストレーナ３１を通過することで乱流や渦流等を有した状態で前配管４１Ａに処理水Ｗが流入してきても、処理水Ｗの水圧により変形してしまうことが防がれる。

【0061】

仮に図６に示す前配管４１Ａ内に第一例の整流部材４３を備えていない場合には、整流部材４３を備えていない前配管４１Ａの長さは、前配管４１Ａ内で処理水Ｗを乱流や渦流等を消失させて層流とするため（整流機能を発揮させるため）に、例えば、円筒部４１０の内径Ｊの１０倍以上の長さとする必要がある。したがって、図２に示す紫外線照射設備１の全体の大きさが大きくなり設置面積が増大する要因となる。対して、本実施形態の紫外線照射設備１の前配管４１Ａは、内部に第一例の整流部材４３を備えていることで、前配管４１Ａの長さを仮に整流部材４３を備えていない場合の長さに比べて大幅に短い長さＫ１とすることが可能となる。即ち、円筒部４１０の円形の内部流路を、複数の仕切り板４３１により正六角形の複数の通水孔４３２に区分けすることで、前配管４１Ａ内を処理水Ｗがそれぞれの通水孔４３２に分けられて、かつ、Ｙ軸方向に平行に延在する各通水孔４３２に沿って通過していくため、各通水孔４３２内において処理水Ｗの渦流や乱流等が消失させて層流とすることができる。したがって、前配管４１Ａの長さを仮に整流部材４３を備えていない場合の長さに比べて大幅に短くしても、前配管４１Ａを通過する処理水Ｗに対する整流機能を発揮できる。

【0062】

例えば、上記第一例の整流部材４３の正六角形の通水孔４３２を形成する１つの仕切り板４３１と、該１つの仕切り板４３１に通水孔４３２の中心を挟んで対向する別の仕切り板４３１との距離を仕切り寸法ｄａとし、前配管４１Ａの長さＫ１＝１０×ｄａとすることで、前配管４１Ａは通過する処理水Ｗに対する整流機能を十分に発揮できる。

【0063】

本実施形態の紫外線照射設備１が、図６に示す第一例の整流部材４３を備える前配管４１Ａに代えて、図８に示す第二例の整流部材４４を備える前配管４１Ｂを図２に示す前ストレーナ３１と給水口２００との間に備えている場合について説明する。整流部材４４は、仕切り板４４１で形成された正方形の複数の通水孔４４２を前配管４１Ｂの径方向及び周方向に隙間なく並べた構造を備えている。したがって、乱流や渦流等を有した状態で前配管４１Ｂに流入してきた処理水Ｗの流れる方向（Ｙ軸方向）と直交するＸ軸方向及びＺ軸方向における歪みに強い性質を備えているため、処理水Ｗから受ける水圧により変形してしまうことが防がれる。

【0064】

また、円筒部４１０の円形の内部流路を、複数の仕切り板４４１により正方形の複数の通水孔４４２に区分けすることで、前配管４１Ｂ内を処理水Ｗがそれぞれの通水孔４４２に分けられて、かつ、Ｙ軸方向に平行に延在する各通水孔４４２に沿って通過していくため、各通水孔４４２内において処理水Ｗの渦流や乱流等が消失する。したがって、前配管４１Ｂの長さを仮に整流部材４４を備えていない場合の長さに比べて大幅に短くしても、前配管４１Ｂは通過する処理水Ｗに対して整流機能を発揮できる。

【0065】

例えば、上記第二例の整流部材４４の正方形の通水孔４４２を形成する１つの仕切り板４４１と、該１つの仕切り板４４１に通水孔４４２の中心を挟んで対向する別の仕切り板４４１との距離を仕切り寸法ｄｂとし、前配管４１Ｂの長さＫ２＝１０×ｄａとすることで、前配管４１Ｂを通過する処理水Ｗに対する整流機能を十分に発揮することが可能となる。

【0066】

本実施形態の紫外線照射設備１が、図６に示す第一例の整流部材４３を備える前配管４１Ａに代えて、図１０に示す第三例の整流部材４５を備える前配管４１Ｃを図２に示す前ストレーナ３１と給水口２００との間に備えている場合について説明する。図１０に示す円筒部４１０の円形の内部流路を、複数の円筒４５１～円筒４５３により３つの通水孔４５１ａ～通水孔４５３ａに区分けしている。したがって、前配管４１Ｃ内を処理水Ｗがそれぞれの通水孔４５１ａ～４５３ａに分けられて、かつ、Ｙ軸方向に平行に延在する通水孔４５１ａ～４５３ａに沿って通過していくため、通水孔４５１ａ～４５３ａ内において処理水Ｗの渦流や乱流等が消失する。したがって、前配管４１Ｃの長さを仮に整流部材４５を備えていない場合の長さに比べて大幅に短くしても、前配管４１Ｃは通過する処理水Ｗに対して整流機能を発揮できる。

【0067】

例えば、上記第三例の整流部材４５の円筒４５１と円筒４５２との間の間隔（通水孔４５２ａ）、及び円筒４５２と円筒４５３との間の間隔（通水孔４５３ａ）をそれぞれ仕切り寸法ｄｃとし、前配管４１Ｃの長さＫ３＝１０×ｄｃとすることで、前配管４１Ｃは通過する処理水Ｗに対する整流機能を十分に発揮できる。

【0068】

図１０に示す前配管４１Ｃを処理水Ｗが通過する際に、前配管４１Ｃ内において、複数の円筒４５１～円筒４５３に掛かる水圧よりも大きな水圧が固定棒４５７に掛かる。そこで、固定棒４５７は、前配管４１Ｃを通過する処理水Ｗの乱流、又は渦流等により振動破損してしまうことがないように、例えば、その直径Ｄ０が下記の式（１）を満たすように設定される。
換算流速（基準）Ｖｒ＝Ｕ／（ｆｎ×Ｄ０）＜１・・・（１）
Ｄ０：固定棒４５７の直径（断面直径）
平均基準流速Ｕ＝Ｑｍａｘ／Ｓｄ
Ｑｍａｘ：最大流量
Ｓｄ：流路断面積
固有振動数ｆｎ＝（λ^２）／（２πＬ^２）×（ＥＩ／（ｍ＋ｍｗ））^１／２
固有値λ＝３．１４１５
固定棒４５７の長さ：Ｌ
固定棒４５７の材質のヤング率：Ｅ
固定棒４５７の断面二次モーメントＩ＝π（Ｄ０^４）／６４
固定棒４５７の単位あたりの質量ｍ＝Ｓ×ρｓ
固定棒４５７の断面積Ｓ＝π（Ｄ０／２）^２
固定棒４５７の密度：ρｓ
単位当たりの排除マスｍｗ＝Ｓｗ×ρｗ
排除面積Ｓｗ＝π（Ｄ０／２）^２
水密度：ρｗ

【0069】

以下に、図１０に示す１本の固定棒４５７の長さＬ＝０．７ｍであり、固定棒４５７の材質がＳＵＳ３１６Ｌ（オーステナイト系ステンレス）であり、基準流量Ｑ＝５００００ｍ^３／日であり、最大流量Ｑｍａｘ＝１０００００ｍ^３／日である場合において、固定棒４５７の直径Ｄ０＝２８．５ｍｍとした場合に、式（１）を満たすか否かについて、以下に説明する。

【0070】

Ｄ０：固定棒の直径＝２８．５ｍｍ＝０．０２８５ｍ
固定棒４５７の長さ：Ｌ＝７００ｍｍ＝０．７ｍ
固定棒４５７の材質のヤング率：Ｅ＝２０１０００Ｎ／ｍｍ^２［ＭＰａ］＝２０１０００００００００Ｎ／ｍ^２［Ｐａ］
固定棒４５７の密度：ρｓ＝８０００ｋｇ／ｍ^３
固定棒４５７の断面積Ｓ＝π（Ｄ０／２）^２＝０．０００６３７９４ｍ^２
固定棒４５７の単位あたりの質量ｍ＝Ｓ×ρｓ＝５．１０３５１７２６６ｋｇ／ｍ
固定棒４５７の断面二次モーメントＩ＝π（Ｄ０^４）／６４＝３．２４×１０^－８
水密度：ρｗ＝９９６．６６Ｋｇ／ｍ^３ （２９０Ｋ，０．１ＭＰａ条件）
排除面積Ｓｗ＝π（Ｄ０／２）^２＝０．０００６３７９４ｍ^２
単位当たりの排除マスｍｗ＝Ｓｗ×ρｗ＝０．６３５８０８９４ｋｇ／ｍ
固有値λ＝３．１４１５
（Ｆｏｒｍｕｌａｓ ｆｏｒ ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｍｏｄｅｓｈａｐｅ，Ｒ．Ｄ．Ｂｌｅｖｉｎｓ，Ｋｒｉｅｇｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ ｃｏｍｐａｎｙ）
固有振動数ｆｎ＝（λ^２）／（２πＬ^２）×（ＥＩ／（ｍ＋ｍｗ））^１／２＝１０７．９６０７８６７Ｈｚ
基準流量Ｑ＝５００００ｍ^３／日＝０．５７８７０３７０４ｍ^３／ｓ
最大流量Ｑｍａｘ＝１０００００ｍ^３／日＝１．１５７４０７４０７ｍ^３／ｓ
円筒部４１０の内径Ｊ＝０．７ｍ（固定棒４５７の長さＬと同一）
円筒部４１０の断面積Ｓｄ＝０．３８４８４５１ｍ^２
平均基準流速Ｕ＝Ｑｍａｘ／Ｓｄ＝１．５０３７３１５１１ｍ／ｓ
平均最大流速Ｕｍａｘ＝３．００７４６３０２１ｍ／ｓ
換算流速（基準）Ｖｒ＝０．４８８７１９２
換算流速（最大）Ｖｒ＝０．９７７４３８４

【0071】

このようにして得られた基準流量Ｑ時（平均基準流速Ｕ時）の換算流速（基準）Ｖｒは、Ｖｒ＝Ｕ／（ｆｎ×Ｄ０）＝０．４８８７１９２は１より小さく、また、最大流量Ｑｍａｘ時（平均最大流速Ｕｍａｘ時）時の換算流速（最大）ＶｒのＶｒ＝Ｕ／（ｆｎ×Ｄ０）＝０．９７７４３８４が１より小さいので、式（１）を満足していることがわかる。即ち、固定棒４５７の処理水Ｗによる振動破断等の発生が抑制される。

【0072】

例えば、図２～図５に示す反応槽２自体が、給水口２００の前に配置された設備部品である前ストレーナ３１が発生させる処理水Ｗの偏流、乱流、又は渦流による紫外線照射部材２２の破損を防ぐための第一例の整流部材４３を備えていてもよい。即ち、図６に示す第一例の整流部材４３を備える前配管４１Ａを、図３に示す反応槽２の給水口２００のフランジ部２００ａに接続するのではなく、給水口２００の内部に第一例の整流部材４３を配設してもよい。なお、給水口２００の内部に、第一例の整流部材４３に代えて、第二例の整流部材４４、又は第三例の整流部材４５を配設してもよい。この場合においても、乱流、偏流、又は渦流等を消失させて層流とした処理水Ｗを、反応槽２内流入させることができる。よって、反応槽２内に配設されている紫外線照射部材２２の紫外線ランプ２２５や保護管２１１が、処理水Ｗの乱流や渦流によって破損してしまうことを防ぐことができる。なお、同様に反応槽２の排水口２０２に、第一例の整流部材４３、第二例の整流部材４４、又は第三例の整流部材４５を備える後配管４２を接続するのではなく、排水口２０２の内部に、第一例の整流部材４３、第二例の整流部材４４、又は第三例の整流部材４５を配設してもよい。

【0073】

以上、本発明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。

【符号の説明】

【0074】

１：紫外線照射設備
２：反応槽
２０：ハウジング
２００：給水口 ２０２：排水口
２２：紫外線照射部材 ２２１：保護管 ２２５：紫外線ランプ
３０：流量計
３１：前ストレーナ
３２：後ストレーナ
４１Ａ：第一例の整流部材を備える前配管
４１Ｂ：第二例の整流部材を備える前配管
４１Ｃ：第三例の整流部材を備える前配管
４２：後配管
４３：第一例の整流部材 ４３１：仕切り板 ４３２：正六角形の通水孔
４４：第二例の整流部材 ４４２：仕切り板 ４４２：正方形の通水孔
４５：第三例の整流部材
４５１、４５２、４５３：円筒
４５１ａ、４５２ａ、４５３ａ：通水孔
４５７：固定棒
５０：緊急遮断弁

【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】