(57)【要約】  【課題】液体試料から分離した浮遊物を、液体の流れを妨げないように効率的に排除する。  【解決手段】液体試料から浮遊物を分離する液体処理装置であって、供給側配管ユニットと排出ユニットを接続する方向変換配管ユニットを備える。前記供給側配管ユニットは、当該供給側配管ユニット内を流れる前記液体試料に超音波を照射する超音波照射部を備え、前記方向変換配管ユニットは、前記供給側配管ユニットと接続する液体供給口と、前記排出ユニットと接続する液体排出口と、前記供給側配管ユニット内で超音波によって分離された浮遊物を排出するための第１の浮遊物排出口とを備え、前記第１の浮遊物排出口は、前記液体供給口に対向する位置に設けられる。【選択図】図１
2018140347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体試料から浮遊物を分離する液体処理装置であって、
前記液体試料を供給する供給ユニットと、
前記液体試料を排出する排出ユニットと、
前記供給ユニットに接続される供給側配管ユニットと、
前記供給側配管ユニットから前記液体試料が供給される第１の送液方向と前記排出ユニットへ前記液体試料が排出される第２の送液方向とが異なるように、前記供給側配管ユニットと前記排出ユニットを接続する方向変換配管ユニットと、を備え、
前記供給側配管ユニットは、当該供給側配管ユニット内を流れる前記液体試料に超音波を照射する超音波照射部を備え、
前記方向変換配管ユニットは、前記供給側配管ユニットと接続する液体供給口と、前記排出ユニットと接続する液体排出口と、前記供給側配管ユニット内で超音波によって分離された浮遊物を排出するための第１の浮遊物排出口とを備え、前記第１の浮遊物排出口は、前記液体供給口に対向する位置に設けられる
液体処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体処理装置であって、
前記液体供給口は、前記方向変換配管ユニットの上面に設けられ、
前記第１の浮遊物排出口は、前記方向変換配管ユニットの下面に設けられ、
前記液体排出口は、前記方向変換配管ユニットの上面の、前記液体供給口から離間した位置に設けられる
液体処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液体処理装置であって、
前記液体供給口は、前記方向変換配管ユニットの下面に設けられ、
前記第１の浮遊物排出口は、前記方向変換配管ユニットの上面に設けられ、
前記液体排出口は、前記方向変換配管ユニットの下面の、前記液体供給口から離間した位置に設けられる
液体処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液体処理装置であって、
前記供給側配管ユニットは、前記第１の送液方向に沿った複数の配管ユニットで構成され、前記複数の配管ユニットの少なくとも１つは、前記超音波照射部を備える
液体処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の液体処理装置であって、
前記方向変換配管ユニットと前記排出ユニットとの間に排出側配管ユニットを備え、前記排出側配管ユニットは、当該排出側配管ユニット内を流れる前記液体試料に超音波を照射する超音波照射部を備え、
前記液体排出口は、前記排出側配管ユニットに接続され、
前記方向変換配管ユニットは、前記排出側配管ユニット内で超音波によって分離された浮遊物を排出するための第２の浮遊物排出口を備え、前記第２の浮遊物排出口は、前記液体排出口に対向する位置に設けられる
液体処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液体処理装置であって、
前記排出側配管ユニットは、前記第２の送液方向に沿った複数の配管ユニットで構成され、前記複数の配管ユニットの少なくとも１つは、前記超音波照射部を備える
液体処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の液体処理装置であって、
前記方向変換配管ユニットは、当該方向変換配管ユニット内を流れる前記液体試料に超音波を照射する超音波照射部を備え、前記超音波照射部は、前記液体供給口と前記第１の浮遊物排出口とを結ぶ流路の側面に配置される
液体処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液体処理装置であって、
前記方向変換配管ユニットは、前記超音波照射部と対向する位置に、前記超音波を反射させる反射板を備える
液体処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の液体処理装置であって、
前記反射板には、１つ以上の孔が設けられ、前記各孔の径は、前記方向変換配管ユニットの前記超音波照射部が照射する超音波の波長よりも小さく設定される
液体処理装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の液体処理装置であって、
前記反射板の面積は、前記方向変換配管ユニットの流路の断面よりも小さく設定される
液体処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液体処理装置であって、
前記反射板は、前記方向変換配管ユニットの前記液体供給口と反対側の面に固定される
液体処理装置。
【請求項１２】
液体試料から浮遊物を分離する液体処理装置であって、
前記液体試料を供給する供給ユニットと、
前記液体試料を排出する排出ユニットと、
前記供給ユニットに接続される第１の供給側配管ユニットおよび第２の供給側配管ユニットと、
前記第１の供給側配管ユニットから前記液体試料が供給される第１の送液方向と前記排出ユニットへ前記液体試料が排出される第２の送液方向とが異なるように、前記第１の供給側配管ユニットと前記排出ユニットを接続する第１の方向変換配管ユニットと、
前記第２の供給側配管ユニットから前記液体試料が供給される第３の送液方向と前記排出ユニットへ前記液体試料が排出される第４の送液方向とが異なるように、前記第２の供給側配管ユニットと前記排出ユニットを接続する第２の方向変換配管ユニットと、を備え、
前記第１の供給側配管ユニットは、当該第１の供給側配管ユニット内を流れる前記液体試料に超音波を照射する超音波照射部を備え、
前記第２の供給側配管ユニットは、当該第２の供給側配管ユニット内を流れる前記液体試料に超音波を照射する超音波照射部を備え、
前記第１の方向変換配管ユニットは、前記第１の供給側配管ユニットに接続される第１の液体供給口と、前記排出ユニットに接続される第１の液体排出口と、前記第１の供給側配管ユニット内で超音波によって分離された浮遊物を排出するための第１の浮遊物排出口とを備え、前記第１の浮遊物排出口は、前記第１の液体供給口に対向する位置に設けられ、
前記第２の方向変換配管ユニットは、前記第２の供給側配管ユニットに接続される第２の液体供給口と、前記排出ユニットに接続される第２の液体排出口と、前記第２の供給側配管ユニット内で超音波によって分離された浮遊物を排出するための第２の浮遊物排出口とを備え、前記第２の浮遊物排出口は、前記第２の液体供給口に対向する位置に設けられる
液体処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液体処理装置であって、
前記第１の液体供給口は、前記第１の方向変換配管ユニットの上面に設けられ、
前記第１の浮遊物排出口は、前記第１の方向変換配管ユニットの下面に設けられ、
前記第１の液体排出口は、前記第１の方向変換配管ユニットの上面の、前記第１の液体供給口から離間した位置に設けられ、
前記第２の液体供給口は、前記第２の方向変換配管ユニットの下面に設けられ、
前記第２の浮遊物排出口は、前記第２の方向変換配管ユニットの上面に設けられ、
前記第２の液体排出口は、前記第２の方向変換配管ユニットの下面の、前記第２の液体供給口から離間した位置に設けられる
液体処理装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の液体処理装置であって、
前記第１の供給側配管ユニットおよび前記第２の供給側配管ユニットの少なくとも一方は、複数の配管ユニットで構成され、前記複数の配管ユニットの少なくとも１つは、前記超音波照射部を備える
液体処理装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の液体処理装置であって、
前記第１の方向変換配管ユニットと前記排出ユニットとの間、及び前記第２の方向変換配管ユニットと前記排出ユニットとの間の少なくとも一方に、排出側配管ユニットを備え、前記排出側配管ユニットは、当該排出側配管ユニット内を流れる前記液体試料に超音波を照射する超音波照射部を備え、
前記第１の液体排出口は、前記排出側配管ユニットに接続され、
前記第２の液体排出口は、前記排出側配管ユニットに接続され、
前記第１の方向変換配管ユニットは、前記排出側配管ユニット内で超音波によって分離された浮遊物を排出するための第３の浮遊物排出口を備え、前記第３の浮遊物排出口は、前記第１の液体排出口に対向する位置に設けられ、
前記第２の方向変換配管ユニットは、前記排出側配管ユニット内で超音波によって分離された浮遊物を排出するための第４の浮遊物排出口を備え、前記第４の浮遊物排出口は、前記第２の液体排出口に対向する位置に設けられる
液体処理装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の液体処理装置であって、
前記第１の方向変換配管ユニットと前記排出ユニットとの間の前記排出側配管ユニットは、前記第２の送液方向に沿った複数の配管ユニットで構成され、前記複数の配管ユニットの少なくとも１つは、前記超音波照射部を備え、
前記第２の方向変換配管ユニットと前記排出ユニットとの間の前記排出側配管ユニットは、前記第４の送液方向に沿った複数の配管ユニットで構成され、前記複数の配管ユニットの少なくとも１つは、前記超音波照射部を備える
液体処理装置。
【請求項１７】
請求項１２に記載の液体処理装置であって、
前記第１の方向変換配管ユニットおよび前記第２の方向変換配管ユニットの少なくとも一方は、当該方向変換配管ユニット内を流れる前記液体試料に超音波を照射する超音波照射部を備え、
前記第１の方向変換配管ユニットの前記超音波照射部は、前記第１の液体供給口と前記第１の浮遊物排出口とを結ぶ流路の側面に配置され、
前記第２の方向変換配管ユニットの前記超音波照射部は、前記第２の液体供給口と前記第２の浮遊物排出口とを結ぶ流路の側面に配置される
液体処理装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の液体処理装置であって、
前記第１の方向変換配管ユニットおよび前記第２の方向変換配管ユニットの少なくとも一方は、前記超音波照射部と対向する位置に、前記超音波を反射させる反射板を備える
液体処理装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の液体処理装置であって、
前記第１の方向変換配管ユニットの前記反射板には、１つ以上の孔が設けられ、前記各孔の径は、前記第１の方向変換配管ユニットの前記超音波照射部が照射する超音波の波長よりも小さく設定され、
前記第２の方向変換配管ユニットの前記反射板には、１つ以上の孔が設けられ、前記各孔の径は、前記第２の方向変換配管ユニットの前記超音波照射部が照射する超音波の波長よりも小さく設定される
液体処理装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の液体処理装置であって、
前記第１の方向変換配管ユニットの前記反射板の面積は、前記第１の方向変換配管ユニットの流路の断面よりも小さく設定され、
前記第２の方向変換配管ユニットの前記反射板の面積は、前記第２の方向変換配管ユニットの流路の断面よりも小さく設定される
液体処理装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の液体処理装置であって、
前記第１の方向変換配管ユニットの前記反射板は、前記第１の方向変換配管ユニットの前記第１の液体供給口と反対側の面に固定され、
前記第２の方向変換配管ユニットの前記反射板は、前記第２の方向変換配管ユニットの前記第２の液体供給口と反対側の面に固定される
液体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場排水処理施設など浄水システムにおいては、液体試料の浮遊物を効率的に分離除去できる仕組みが求められている。浮遊物とは、例えば液中に分散した状態で存在する固形成分である濁質や液体成分である液滴等の物質であり、分離対象物を指す。
【０００３】
従来、液体試料を送液しながら浮遊物を分離する方法として、液体試料に超音波を照射して浮遊物を分離する方法がある。例えば、特許文献１（国際公開第２０１６／０４２８３２号）には、「油性成分と水性成分を含む乳濁液を分離する乳濁液分離装置であって、乳濁液を供給される乳濁液供給部と、分離された乳濁液を排出する乳濁液排出部と、乳濁液供給部に接続された流路部を有しており、乳濁液供給部と乳濁液排出部とは、第一と第二の配管ユニットを介して接続され、配管ユニットは、流路部を挟み対向するように配置された超音波振動素子と超音波反射部材とから構成される」と開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０４２８３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の乳濁液分離装置では、照射された超音波によって流路部内に定在波が形成され、当該定在波によって凝集された濁質は、沈降速度が大きくなり、流路部の鉛直下方向（配管ユニットの底部）に沈降する。
【０００６】
しかし、特許文献１の配管ユニットの底部に沈降した濁質は、例えば次の２つが原因となり、その殆どが配管ユニット底部に堆積してしまい、超音波振動素子を長時間連続駆動すると流路部が閉塞してしまうおそれがある。（１）沈降した濁質は、その下流方向への移動が配管ユニット同士を接続する節部によって妨げられ、滞留する。（２）配管ユニットの底部近傍は流れの境界層領域であるため乳濁液の流れが遅く、沈降した濁質が滞留しやすい。
【０００７】
本発明の目的は、液体試料から分離した浮遊物を、液体の流れを妨げないように効率的に排除する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。
【０００９】
本発明の一態様は、液体試料から浮遊物を分離する液体処理装置であって、前記液体試料を供給する供給ユニットと、前記液体試料を排出する排出ユニットと、前記供給ユニットに接続される供給側配管ユニットと、前記供給側配管ユニットから前記液体試料が供給される第１の送液方向と前記排出ユニットへ前記液体試料が排出される第２の送液方向とが異なるように、前記供給側配管ユニットと前記排出ユニットを接続する方向変換配管ユニットと、を備える。前記供給側配管ユニットは、当該供給側配管ユニット内を流れる前記液体試料に超音波を照射する超音波照射部を備え、前記方向変換配管ユニットは、前記供給側配管ユニットと接続する液体供給口と、前記排出ユニットと接続する液体排出口と、前記供給側配管ユニット内で超音波によって分離された浮遊物を排出するための第１の浮遊物排出口とを備え、前記第１の浮遊物排出口は、前記液体供給口に対向する位置に設けられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液体試料から分離した浮遊物を、液体の流れを妨げないように効率的に排除することができる。
【００１１】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液体処理装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る供給側配管ユニットの構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る超音波の照射方向を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る濁質の挙動を説明する図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る液体処理装置の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る液体処理装置の構成例を示す図である。
【図７】分離した濁質の排出性能に関する参考実施例の構成を示す図である。
【図８】分離した濁質の排出性能に関する参考実施例の結果を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る液体処理装置の構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る方向変換配管ユニットの構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る液体処理装置の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る液体処理装置の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の第７実施形態に係る液体処理装置の構成例を示す図である。
【図１４】本発明の第８実施形態に係る液体処理装置の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の第９実施形態に係る液体処理装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態について、図面を参照して説明する。各実施形態の構成の説明では、理解のため、互いに直交する３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を用いる。ＸＹ軸方向は水平面に一致し、Ｚ軸方向は鉛直方向に一致する。もちろん、各実施形態の構成は、厳密にＸＹＺ軸に一致していなくても、実質的に同じ作用効果を達成できる範囲内の変更は許容される。
【００１４】
各実施形態に係る液体処理装置は、１つ以上の種類の浮遊物を含む液体試料から、浮遊物を分離及び排出するための構成を有する。浮遊物とは、例えば液中に分散した状態で存在する固形成分である濁質や液体成分である液滴等の物質であり、分離対象物を指す。各実施形態に係る液体処理装置は、液体試料の送液過程において、その流路内で超音波を照射することにより、液体試料を濃縮液と清澄液とに分離して、それぞれ異なる排出口から排出する。分離後の清澄液とは、液体処理装置に供給された元の液体試料よりも、体積あたりの液中の浮遊物数が少なくなった液を指す。また、分離後の濃縮液とは、液体処理装置に供給された元の液体試料よりも、体積あたりの液中の浮遊物数が多くなった液を指す。以下では、液体試料として濁質を含む懸濁液あるいは油滴を含む乳濁液を例に挙げて説明する。
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る液体処理装置１０Ａの構成例を示す図である。この液体処理装置１０Ａで処理される液体試料は、例えば濁質を含む懸濁液である。図中の矢印Ｓは、液体試料が供給される位置及び方向を示し、矢印Ｄ１及びＤ２は、液体試料が排出される位置及び方向を示す。また、図中の矢印Ｆは、液体試料の流路を示す。図２は、供給側配管ユニット１２の構成例を示す図である。
【００１６】
液体処理装置１０Ａは、複数のユニットを連結することで組み上げられる。具体的には、液体処理装置１０Ａは、液体試料の流路Ｆの上流側から順に、供給ユニット１１と、供給側配管ユニット１２と、方向変換配管ユニット１４と、排出ユニット１５とを備える。
【００１７】
供給ユニット１１は、筐体の内部に形成された空洞部（破線の内側、「流路部」と呼んでもよい）と、筐体のＺ軸方向上面に設けられた供給口１１１と、筐体のＺ軸方向下面に設けられた排出口１１２とを備える。供給口１１１は、例えば、液体試料を押し出すポンプ、液体試料が収容される容器、液体試料を送液する他の配管ユニット等の他の装置あるいはユニットに接続され、液体試料が供給される。排出口１１２は、供給側配管ユニット１２の供給口１２１に接続される。
【００１８】
図２に示すように、供給側配管ユニット１２は、筐体の内部に形成された空洞部と、筐体のＺ軸方向上面に設けられた供給口１２１と、筐体のＺ軸方向下面に設けられた排出口１２２とを備える。空洞部は、そのＸＹ断面が矩形となる直方体状である。排出口１２２は、方向変換配管ユニット１４の供給口１４１に接続される。
【００１９】
また、供給側配管ユニット１２は、超音波照射部１２４と、駆動部１２５とを備える。超音波照射部１２４は、平面状の振動面を有し、この振動面が供給側配管ユニット１２の外壁のＹＺ面に当接するように設置される。超音波照射部１２４は、駆動部１２５に接続され、駆動部１２５から出力される電気信号によって駆動される。駆動された超音波照射部１２４は、その振動面を振動させてＸ軸プラス方向に超音波を照射し、空洞部内を流れる液体試料を励振する。後述するように、照射された超音波は、供給側配管ユニット１２の内壁１２３で反射され、定在波が形成される。超音波照射部１２４は、例えば、ピエゾ方式の超音波振動素子を備えて構成される。
【００２０】
駆動部１２５は、制御部１３に接続される。制御部１３は、液体処理装置１０Ａに備えられてもよいし、外部の装置に備えられてもよい。制御部１３は、例えば、駆動部１２５を制御することで、超音波照射部１２４のオンオフを制御する。また、制御部１３は、例えば、ポンプのオンオフや圧力を制御することで、液体試料の流れを制御することができてもよい。制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を含むマイクロコンピュータや、専用ハードウェア回路により実現することができる。
【００２１】
方向変換配管ユニット１４は、筐体の内部に形成された空洞部と、筐体のＺ軸方向上面に設けられた供給口１４１及び排出口１４２と、筐体のＺ軸方向下面に設けられた浮遊物排出口１４３とを備える。供給口１４１及び排出口１４２は、互いにＸ軸方向に離間した位置に配置されており、供給口１４１に液体試料が供給される送液方向（Ｚ軸マイナス方向）と排出口１４２から液体試料が排出される送液方向（Ｚ軸プラス方向）とが反対となるように配置されている。排出口１４２は、排出ユニット１５の供給口１５１に接続され、液体試料（清澄液）を排出する。浮遊物排出口１４３は、供給口１４１と対向する位置に配置されており、すなわち供給口１４１に液体試料が供給される送液方向（Ｚ軸マイナス方向）の正面に配置されている。浮遊物排出口１４３は、例えば、液体試料を貯める容器、液体試料を処理する装置、液体試料を送液する他の配管ユニット等の他の装置あるいはユニットに接続され、液体試料（濃縮液）を排出する。
【００２２】
排出ユニット１５は、筐体の内部に形成された空洞部と、筐体のＺ軸方向下面に設けられた供給口１５１と、筐体のＺ軸方向上面に設けられた排出口１５２とを備える。排出口１５２は、例えば、液体試料を吸引するポンプ、液体試料が収容される容器、液体試料を送液する他の配管ユニット等の他の装置あるいはユニットに接続され、液体試料（清澄液）を排出する。
【００２３】
上記の各ユニットを連結することで、各ユニットの空洞部が連通し、流路Ｆを形成することができる。Ｓから供給された液体試料は、供給ユニット１１、及び供給側配管ユニット１２を経て、方向変換配管ユニット１４に到達する。方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の一部は、排出ユニット１５を経て、Ｄ１に排出される。方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の他の一部は、Ｄ２に排出される。
【００２４】
図３は、超音波の照射方向を説明する図である。超音波照射部１２４は、駆動部１２５からの電気信号Ｅ１によって駆動されると、電気信号を超音波振動に変換し、空洞部内で超音波ＵをＸ軸プラス方向に照射する。液体試料の送液方向は、Ｚ軸マイナス方向であり、超音波Ｕの進行方向と直交する。超音波照射部１２４から照射された超音波Ｕは、流れる液体試料内を伝播し、対向する内壁１２３でその一部が反射され、これにより入射波と反射波が合成された定在波が形成される。超音波Ｕにより形成される定在波は、超音波照射部１２４に固有の周波数に応じた音場である。即ち、固有の周波数に応じて、音圧が低い領域である腹５と、音圧が高い領域である節６とが、Ｘ軸方向に沿って周期的に発現する。
【００２５】
図４は、濁質の挙動を説明する図である。供給側配管ユニット１２の空洞部を流れる懸濁液内に、超音波照射によって音場が形成されると、腹５と節６がＸ軸方向に沿って繰り返し発生する。ここで、腹５と節６の間隔よりも十分小さな濁質が存在する場合、当該濁質は、その物性値に応じて腹５又は節６へ向かう力を受け、腹５又は節６の位置に捕捉される（図４では節６に捕捉される）。捕捉された濁質は、分子間力などにより凝集する。凝集して一定の大きさになった濁質は、自身の自重によって、Ｚ軸マイナス方向に向かって沈降する。このようにして、懸濁液に含まれる少なくとも一部の濁質が分離及び濃縮される。
【００２６】
供給側配管ユニット１２内で凝集及び沈降した濁質は、排出口１２２及び供給口１４１を経て方向変換配管ユニット１４に到達する。沈降した濁質を含む濃縮液は、浮遊物排出口１４３からＤ２に排出される。残りの濁質を含む（望ましくは濁質を含まない）清澄液は、排出口１４２を経て排出ユニット１５に到達し、排出口１５２からＤ１に排出される。なお、方向変換配管ユニット１４内のＸ軸プラス方向への流れの速さは、沈降している濁質ができる限りＸ軸プラス方向に流されない程度に制御されるのが好ましい。制御部１３は、例えばポンプの圧力を制御して、流れの速さ制御してもよい。
【００２７】
以上、本発明の第１実施形態について説明した。第１実施形態では、供給側配管ユニット１２の排出口１２２の正面直下に、方向変換配管ユニット１４の浮遊物排出口１４３が配置されている。また、方向変換配管ユニット１４の排出口１４２は、供給口１４１と同一面の離間した位置に配置されている。これにより、超音波によって凝集された濁質は、その沈降方向にある浮遊物排出口１４３から効率的に排出され、液体試料の流れの妨害を低減することができる。
【００２８】
第１実施形態のある変形例では、液体処理装置１０Ａは、方向変換配管ユニット１４と排出ユニット１５との間に１つ以上の排出側配管ユニットを備えてもよい。排出側配管ユニットは、供給側配管ユニット１２と同様の構成を備えるが、超音波照射部及び駆動部を備えない。
【００２９】
［第２実施形態］
第２実施形態の液体処理装置は、複数の配管ユニットで構成された供給側配管ユニット１２を備える。以下、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
【００３０】
図５は、第２実施形態に係る液体処理装置１０Ｂの構成例を示す図である。液体処理装置１０Ｂは、複数の供給側配管ユニット１２を備え、各供給側配管ユニット１２は、Ｚ軸方向に連結される。各供給側配管ユニット１２の構成は、第１実施形態と同様である。各供給側配管ユニット１２の駆動部１２５は、制御部１３に接続されている。制御部１３は、各駆動部１２５を個別にオンオフ制御できてもよいし、全部を同時にオンオフ制御できてもよい。
【００３１】
Ｓから供給された液体試料は、供給ユニット１１、及び複数の供給側配管ユニット１２を経て、方向変換配管ユニット１４に到達する。方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の一部は、排出ユニット１５を経て、Ｄ１に排出される。方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の他の一部は、Ｄ２に排出される。
【００３２】
上流側の供給側配管ユニット１２内で凝集及び沈降した濁質は、下流側の供給側配管ユニット１２に到達する。下流側の供給側配管ユニット１２内で凝集及び沈降した濁質は、方向変換配管ユニット１４に到達する。
【００３３】
第２実施形態では、液体試料は、複数の供給側配管ユニット１２内で超音波によって照射される。これにより、第１実施形態と比べ、上流側で凝集されなかった濁質が下流側で凝集され得るため、濁質の分離性能を向上することができる。また、複数の超音波照射部１２４を設けることにより、一部の超音波照射部１２４がメンテナンスされる場合でも、液体処理を継続することができる。
【００３４】
第２実施形態のある変形例では、複数の供給側配管ユニット１２のうちの一部は、超音波照射部１２４及び駆動部１２５を備えていなくてよい。
【００３５】
［第３実施形態］
第３実施形態の液体処理装置は、方向変換配管ユニット１４と排出ユニット１５との間に１つ以上の排出側配管ユニットを備える。以下、第２実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略し、第２実施形態と異なる構成を中心に説明する。
【００３６】
図６は、第３実施形態に係る液体処理装置１０Ｃの構成例を示す図である。液体処理装置１０Ｃは、方向変換配管ユニット１４と排出ユニット１５との間に１つ以上の排出側配管ユニット１６（図６は複数の場合を示す）を備える。排出側配管ユニット１６の構成は、供給側配管ユニット１２の構成と同様である。各排出側配管ユニット１６は、Ｚ軸方向に連結される。最も上流側の排出側配管ユニット１６の供給口は、排出口１４２と接続される。最も下流側の排出側配管ユニット１６の排出口は、供給口１５１と接続される。各排出側配管ユニット１６の駆動部は、制御部１３に接続されている。制御部１３は、各駆動部を個別にオンオフ制御できてもよいし、全部を同時にオンオフ制御できてもよい。
【００３７】
また、液体処理装置１０Ｃは、方向変換配管ユニット１４に替えて方向変換配管ユニット１４Ｃを備える。方向変換配管ユニット１４Ｃは、方向変換配管ユニット１４の構成に加え、浮遊物排出口１４６を備える。浮遊物排出口１４６は、排出口１４２と対向する位置に配置されており、すなわち排出口１４２から液体試料が排出される送液方向（Ｚ軸プラス方向）の反対側に配置されている。浮遊物排出口１４６は、例えば、液体試料を貯める容器、液体試料を処理する装置、液体試料を送液する他の配管ユニット等の他の装置あるいはユニットに接続され、液体試料（濃縮液）を排出する。
【００３８】
Ｓから供給された液体試料は、供給ユニット１１（図６では省略）、及び複数の供給側配管ユニット１２を経て、方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。方向変換配管ユニット１４Ｃに流入した液体試料の一部は、１つ以上の排出側配管ユニット１６、及び排出ユニット１５を経て、Ｄ１に排出される。方向変換配管ユニット１４Ｃに流入した液体試料の他の一部は、Ｄ２及びＤ３に排出される。
【００３９】
複数の供給側配管ユニット１２内で凝集及び沈降した濁質は、排出口１２２及び供給口１４１を経て方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。沈降した濁質を含む濃縮液は、浮遊物排出口１４３及び浮遊物排出口１４６からそれぞれＤ２及びＤ３に排出される。１つ以上の排出側配管ユニット１６内で凝集及び沈降した濁質は、排出口１４２を経て方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。沈降した濁質を含む濃縮液は、浮遊物排出口１４６からＤ３に排出される。残りの濁質を含む（望ましくは濁質を含まない）清澄液は、排出ユニット１５に到達し、排出口１５２からＤ１に排出される。
【００４０】
なお、連結された複数の供給側配管ユニット１２のＺ軸方向の長さを、１つ又は連結された複数の排出側配管ユニット１６のＺ軸方向の長さよりも大きくするのが好ましい。このようにすれば、サイフォンの原理を利用して送液することができるため、送液に使用するポンプの揚程を下げることができる。他の実施形態についても同様の原理を適用できる。
【００４１】
第３実施形態では、液体試料は、１つ以上の各排出側配管ユニット１６内で超音波によって照射される。これにより、第２実施形態と比べ、供給側で凝集されなかった濁質が排出側で凝集され得るため、濁質の分離性能を向上することができる。また、複数の超音波照射部１２４を設けることにより、一部の超音波照射部１２４がメンテナンスされる場合でも、液体処理を継続することができる。
【００４２】
第３実施形態のある変形例では、複数の供給側配管ユニット１２のうちの一部は、超音波照射部１２４及び駆動部１２５を備えていなくてよい。また、複数の排出側配管ユニット１６のうちの一部は、超音波照射部１２４及び駆動部１２５を備えていなくてよい。
【００４３】
［参考実施例］
凝集及び沈降した濁質が効率的に排出されるかどうかを評価する参考的な実施例について説明する。
【００４４】
図７は、分離した濁質の排出性能に関する参考実施例の構成を示す図である。本実施例では、第３実施形態の液体処理装置１０Ｃを模擬した液体処理装置１０ｅを作製した。液体処理装置１０ｅは、供給ユニット１１ｅ（１００ｍｍ×４０ｍｍ×８０ｍｍ）と、２つの供給側配管ユニット１２ｅ（４０ｍｍ×４０ｍｍ×４０ｍｍ）と、方向変換配管ユニット１４ｅ（１４０ｍｍ×４０ｍｍ×６０ｍｍ）と、排出側配管ユニット１６ｅ（４０ｍｍ×４０ｍｍ×４０ｍｍ）と、排出ユニット１５ｅ（３０ｍｍ×３０ｍｍ×４０ｍｍ）とを備える。
【００４５】
２つの供給側配管ユニット１２ｅ及び排出側配管ユニット１６ｅには、それぞれＹＺ面に超音波照射部としての超音波振動素子１２４ｅ（２０ｍｍ×２０ｍｍ）が貼付されている。各超音波振動素子１２４ｅは、共通の駆動部１２５ｅに接続され、共振周波数２．２０ＭＨｚで駆動される。
【００４６】
方向変換配管ユニット１４ｅには、Ｚ軸方向下面に、２つの浮遊物排出口１４３ｅ１，１４３ｅ２（それぞれ内径２ｍｍ）を設けた。浮遊物排出口１４３ｅ１は、供給口１４１ｅに対向する位置に配置されている。浮遊物排出口１４３ｅ２は、供給口１４１ｅと排出口１４２ｅの中間点に対向する位置に配置されている。排出ユニット１５ｅには、Ｘ軸方向右面に、排出口１５２ｅ（内径２ｍｍ）を設けた。
【００４７】
浮遊物排出口１４３ｅ１、浮遊物排出口１４３ｅ２、及び排出口１５２ｅのそれぞれに、タイゴンチューブを介してポンプ（図示せず）を接続し、同じ流量で送液できるように設定した。
【００４８】
本実施例では、水道水にアルミナ粒子（平均粒径：２．８μｍ）を２ｇ／Ｌの濃度で分散させた懸濁液をサンプル液（処理前濁度：１８２度）として用いた。アルミナ粒子の濃度はサンプル液の濁度に比例するため、液体処理装置１０ｅの濁質排出性能における効果を検証すべく、処理前後のサンプル液の濁度を計測し、アルミナ粒子の排出性能を評価した。
【００４９】
具体的には、排出性能を評価するために、２つの計測を行った。第１の計測では、浮遊物排出口１４３ｅ１及び排出口１５２ｅを開放し、浮遊物排出口１４３ｅ２を密閉した状態で、上記サンプル液を供給ユニット１１ｅに供給し（図中のＳ）、浮遊物排出口１４３ｅ１から排出されるサンプル液の濁度（図中のＡ）と、排出口１５２ｅから排出されるサンプル液の濁度（図中のＣ）とを計測した。第２の計測では、浮遊物排出口１４３ｅ２及び排出口１５２ｅを開放し、浮遊物排出口１４３ｅ１を密閉した状態で、上記サンプル液を供給ユニット１１ｅに供給し、浮遊物排出口１４３ｅ２から排出されるサンプル液の濁度（図中のＢ）と、排出口１５２ｅから排出されるサンプル液の濁度とを計測した。いずれの計測においても、サンプル液を流速１．２５ｍｍ／秒で送液しながら、超音波振動素子を出力９．３Ｗ／ｃｍ２の電気信号で駆動させた。
【００５０】
図８は、分離した濁質の排出性能に関する参考実施例の結果を示す図である。図８のグラフでは、縦軸は処理後の濁度を示し、横軸は計測位置（Ａ、Ｂ、Ｃ）を示す。図８のグラフの左側（ａ）は、第１の計測の結果を示し、右側（ｂ）は、第２の計測の結果を示す。
【００５１】
第１の計測では、計測位置Ａの濁度は３０１度まで上昇し、計測位置Ｃの濁度は５１度まで低下した。すなわち、アルミナ粒子の濃度が処理前のサンプル液よりも高い濃縮液が浮遊物排出口１４３ｅ１から排出され、アルミナ粒子の濃度が処理前のサンプル液よりも低い清澄液が排出口１５２ｅから排出されたことが分かる。
【００５２】
第２の計測では、計測位置Ｃの濁度は第１の計測の場合と同程度であるが、計測位置Ｂの濁度は１３９度までしか上昇しなかった。すなわち、アルミナ粒子の濃度が処理前のサンプル液よりも低い清澄液が浮遊物排出口１４３ｅ２から排出され、アルミナ粒子の濃度が処理前のサンプル液よりも低い清澄液が排出口１５２ｅから排出されたことが分かる。
【００５３】
これらの比較結果から、浮遊物排出口１４３ｅを供給口１４１ｅに対向する位置に配置することで、より効率的に濁質を排出することができると言える。第２の計測では、第１の計測の場合と比べて、より多くの凝集及び沈降したアルミナ粒子が、方向変換配管ユニット１４ｅ内の浮遊物排出口１４３ｅ２の左側底面に滞留していたと考えられる。
【００５４】
［第４実施形態］
第４実施形態の液体処理装置は、超音波照射部を備える方向変換配管ユニットを備える。以下、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
【００５５】
図９は、第４実施形態に係る液体処理装置１０Ｄの構成例を示す図である。図１０は、方向変換配管ユニット１４Ｄの構成例を示す図である。液体処理装置１０Ｄは、方向変換配管ユニット１４に替えて方向変換配管ユニット１４Ｄを備える。方向変換配管ユニット１４Ｄは、方向変換配管ユニット１４と同様の構成に加え、超音波照射部１４４と駆動部１４５とを備える。
【００５６】
方向変換配管ユニット１４Ｄの空洞部は、そのＸＹ断面が矩形となる直方体状である。超音波照射部１４４は、方向変換配管ユニット１４Ｄの外壁のＹＺ面に設けられる。駆動部１４５は、超音波照射部１４４に接続される。
【００５７】
超音波照射部１４４は、駆動部１４５からの電気信号Ｅ２によって駆動されると、電気信号を超音波振動に変換し、空洞部内で超音波ＵをＸ軸プラス方向に照射する。液体試料の送液方向は、Ｘ軸プラス方向であり、超音波Ｕの進行方向と一致する。超音波照射部１４４から照射された超音波Ｕは、流れる液体試料内を伝播し、対向する内壁（Ｘ軸方向右面）でその一部が反射され、これにより入射波と反射波が合成された定在波が形成される。その結果、腹５と節６がＸ軸方向に沿って繰り返し発生する。腹５又は節６の位置に捕捉された濁質は、分子間力などにより凝集する。凝集し一定の大きさになった濁質は、自身の自重によって、Ｚ軸マイナス方向に向かって沈降する。
【００５８】
第４実施形態では、液体試料は、供給側配管ユニット１２内に加え、方向変換配管ユニット１４Ｄ内でも超音波によって照射される。これにより、供給側配管ユニット１２内で凝集されなかった濁質が方向変換配管ユニット１４Ｄ内でも凝集され得るため、濁質の分離性能を向上することができる。また、複数の超音波照射部１２４、１４４を設けることにより、一部の超音波照射部をメンテナンスする場合でも、液体処理を継続することができる。
【００５９】
さらに、第４実施形態では、方向変換配管ユニット１４Ｄ内の液体試料の送液方向は、超音波の進行方向と同じである、すなわちＹＺ面と略平行に形成される腹５及び節６と交差する。これにより、Ｘ軸プラス方向に流れる液体試料に含まれる濁質は、腹５及び節６を交差するため、腹５又は節６に捕捉され易くなる。これと比較して、供給側配管ユニット１２内の液体試料の送液方向は、ＹＺ面と平行に形成される腹５及び節６と平行であるため、濁質が腹５と節６の間を通過する場合がある。
【００６０】
第４実施形態のある変形例では、供給側配管ユニット１２は、超音波照射部１２４及び駆動部１２５を備えていなくてもよい。他の変形例では、方向変換配管ユニット１４Ｄは他の実施形態に適用してもよい。
【００６１】
［第５実施形態］
第５実施形態の液体処理装置は、方向変換配管ユニット内に超音波反射板を備える。以下、第４実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略し、第４実施形態と異なる構成を中心に説明する。
【００６２】
図１１は、第５実施形態に係る液体処理装置１０Ｅの構成例を示す図である。方向変換配管ユニット１４Ｄは、空洞部内に超音波反射板１４７を備える。図１１の例では、超音波反射板１４７は、排出口１４２よりも超音波照射部１４４に近く、空洞部内のＸ軸方向の略中央部に配置されている。超音波反射板１４７のＹ軸方向の寸法は、空洞部のＹ軸方向の寸法と一致し、超音波反射板１４７のＺ軸方向の寸法は、空洞部のＺ軸方向の寸法よりも短く設定される。すなわち、超音波反射板１４７のＹＺ面の面積は、空洞部のＹＺ断面積よりも小さく設定される。超音波反射板１４７の両側面（ＸＺ面）及び底面（ＸＹ面）は、空洞部の両側面（ＸＺ面）及び底面（ＸＹ面）に密着するように固定される。従って、超音波反射板１４７のＺ軸方向の上側には、液体試料が通過する隙間が形成されている。
【００６３】
超音波照射部１４４から照射された超音波Ｕは、流れる液体試料内を伝播し、対向する超音波反射板１４７でその一部が反射され、これにより入射波と反射波が合成された定在波が形成される。
【００６４】
第５実施形態では、超音波の反射面までの距離が第４実施形態と比べて短く設定される。これにより、第４実施形態と比べて、超音波の減衰が低減されるため、定在波の音圧を向上することができる。その結果、第４実施形態と比べて、濁質の捕捉及び凝集の性能を向上することができる。また、空洞部の断面を超音波反射板１４７の上方を除いて塞ぐことで、超音波反射板１４７の下流側へ移動する濁質の量を減らして、捕捉及び凝集の能率を向上することができる。
【００６５】
第５実施形態のある変形例では、超音波反射板１４７のＹＺ軸方向の寸法を空洞部のＹＺ軸方向の寸法と一致させ、空洞部を密閉するように超音波反射板１４７を固定してもよい。この場合、超音波反射板１４７には、液体試料を流すため、Ｘ軸方向に貫通する複数の貫通孔を設ける。各貫通孔の内径は、超音波照射部１４４から照射される超音波の波長よりも短く設定する。このようにすれば、濁質の移動が超音波反射板１４７によって妨害されるため、捕捉及び凝集の能率を向上することができる。また、超音波が超音波反射板１４７の反対側へ透過するのが防がれるため、定在波の音圧を向上することができる。
【００６６】
第５実施形態の他の変形例では、供給側配管ユニット１２は、超音波照射部１２４及び駆動部１２５を備えていなくてもよい。さらに他の変形例では、方向変換配管ユニット１４Ｄは他の実施形態に適用してもよい。
【００６７】
［第６実施形態］
第６実施形態の液体処理装置は、第１実施形態の液体処理装置１０Ａを上下反転したものである。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６８】
図１２は、第６実施形態に係る液体処理装置１０Ｆの構成例を示す図である。この液体処理装置１０Ｆで処理される液体試料は、例えば油滴を含む乳濁液である。液体処理装置１０Ｆは、第１実施形態の液体処理装置１０Ａを上下反転したものである。
【００６９】
Ｓから供給された液体試料は、供給ユニット１１、及び供給側配管ユニット１２を経て、方向変換配管ユニット１４に到達する。方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の一部は、排出ユニット１５を経て、Ｄ１に排出される。方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の他の一部は、Ｄ２に排出される。
【００７０】
供給側配管ユニット１２の空洞部を流れる乳濁液内に、超音波照射によって音場が形成されると、腹５と節６がＸ軸方向に沿って繰り返し発生する。ここで、腹５と節６の間隔よりも十分小さな油滴が存在する場合、当該油滴は、その物性値に応じて腹５又は節６へ向かう力を受け、腹５又は節６の位置に捕捉される（図１２の例では、図３に示す腹５に捕捉される）。捕捉された油滴は、分子間力などにより凝集する。凝集し一定の大きさになった油滴は、自身の浮力によって、Ｚ軸プラス方向に向かって浮上する。このようにして、乳濁液に含まれる少なくとも一部の油滴が分離及び濃縮される。
【００７１】
供給側配管ユニット１２内で凝集及び浮上した油滴は、排出口１２２及び供給口１４１を経て方向変換配管ユニット１４に到達する。浮上した油滴を含む濃縮液は、浮遊物排出口１４３からＤ２に排出される。残りの油滴を含む（望ましくは油滴を含まない）清澄液は、排出口１４２を経て排出ユニット１５に到達し、排出口１５２からＤ１に排出される。なお、方向変換配管ユニット１４内のＸ軸プラス方向への流れの速さは、浮上している油滴ができる限りＸ軸プラス方向に流されない程度に制御されるのが好ましい。制御部１３は、例えばポンプの圧力を制御して、流れの速さ制御してもよい。
【００７２】
以上、本発明の第６実施形態について説明した。第６実施形態では、供給側配管ユニット１２の排出口１２２の正面直上に、方向変換配管ユニット１４の浮遊物排出口１４３が配置されている。また、方向変換配管ユニット１４の排出口１４２は、供給口１４１と同一面の離間した位置に配置されている。これにより、超音波によって凝集された油滴は、その浮上方向にある浮遊物排出口１４３から効率的に排出され、液体試料の流れの妨害を低減することができる。
【００７３】
［第７実施形態］
第７実施形態の液体処理装置は、第３実施形態の液体処理装置１０Ｃを上下反転したものである。以下、第３実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７４】
図１３は、第７実施形態に係る液体処理装置１０Ｇの構成例を示す図である。この液体処理装置１０Ｇで処理される液体試料は、例えば油滴を含む乳濁液である。液体処理装置１０Ｇは、第３実施形態の液体処理装置１０Ｃを上下反転したものである。
【００７５】
Ｓから供給された液体試料は、供給ユニット１１（図１３では省略）、及び複数の供給側配管ユニット１２を経て、方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。方向変換配管ユニット１４Ｃに流入した液体試料の一部は、１つ以上の排出側配管ユニット１６、及び排出ユニット１５を経て、Ｄ１に排出される。方向変換配管ユニット１４Ｃに流入した液体試料の他の一部は、Ｄ２及びＤ３に排出される。
【００７６】
複数の供給側配管ユニット１２内で凝集及び浮上した油滴は、排出口１２２及び供給口１４１を経て方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。浮上した油滴を含む濃縮液は、浮遊物排出口１４３及び浮遊物排出口１４６からそれぞれＤ２及びＤ３に排出される。１つ以上の排出側配管ユニット１６内で凝集及び浮上した油滴は、排出口１４２を経て方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。浮上した油滴を含む濃縮液は、浮遊物排出口１４６からＤ３に排出される。残りの油滴を含む（望ましくは油滴を含まない）清澄液は、排出ユニット１５に到達し、排出口１５２からＤ１に排出される。
【００７７】
第７実施形態では、液体試料は、複数の供給側配管ユニット１２内で超音波によって照射される。これにより、第６実施形態と比べ、上流側で凝集されなかった油滴が下流側で凝集され得るため、油滴の分離性能を向上することができる。また、第７実施形態では、液体試料は、１つ以上の各排出側配管ユニット１６内で超音波によって照射される。これにより、第６実施形態と比べ、供給側で凝集されなかった油滴が排出側で凝集され得るため、油滴の分離性能を向上することができる。また、複数の超音波照射部１２４を設けることにより、一部の超音波照射部がメンテナンスされる場合でも、液体処理を継続することができる。
【００７８】
なお、第２実施形態、第４実施形態、第５実施形態、及び第１〜第５実施形態の変形例も、第６実施形態及び第７実施形態と同様に、上下反転させて構成してもよい。
【００７９】
［第８実施形態］
第８実施形態の液体処理装置は、上側及び下側の２系統の流路を備える。以下、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
【００８０】
図１４は、第８実施形態に係る液体処理装置１０Ｈの構成例を示す図である。この液体処理装置１０Ｈで処理される液体試料は、例えば濁質及び油滴の両方を含む液体である。液体処理装置１０Ｈは、供給ユニット１１及び排出ユニット１５に替えて、供給ユニット１８及び排出ユニット１９を備える。また、液体処理装置１０Ｈは、上側及び下側に１セットずつ、供給側配管ユニット１２、方向変換配管ユニット１４、及び排出側配管ユニット１６Ｈを備える。排出側配管ユニット１６Ｈは、第３実施形態の排出側配管ユニット１６と同様に構成されるが、超音波照射部１２４及び駆動部１２５を備えていない。
【００８１】
供給ユニット１８は、内部に形成された空洞部と、Ｘ軸方向左面に設けられた供給口１８１と、Ｚ軸方向下面に設けられた排出口１８２と、Ｚ軸方向上面に設けられた排出口１８３とを備える。
【００８２】
供給口１８１は、例えば、液体試料を押し出すポンプ、液体試料が収容される容器、液体試料を送液する他の配管ユニット等の他の装置あるいはユニットに接続され、液体試料が供給される。排出口１８２は、下側の供給側配管ユニット１２の供給口１２１に接続される。排出口１８３は、上側の供給側配管ユニット１２の供給口１２１に接続される。
【００８３】
下側の供給側配管ユニット１２の排出口１２２は、下側の方向変換配管ユニット１４の供給口１４１に接続される。下側の方向変換配管ユニット１４の排出口１４２は、下側の排出側配管ユニット１６Ｈの供給口に接続される。下側の排出側配管ユニット１６Ｈの排出口は、排出ユニット１９の供給口１９１に接続される。
【００８４】
上側の供給側配管ユニット１２の排出口１２２は、上側の方向変換配管ユニット１４の供給口１４１に接続される。上側の方向変換配管ユニット１４の排出口１４２は、上側の排出側配管ユニット１６Ｈの供給口に接続される。上側の排出側配管ユニット１６Ｈの排出口は、排出ユニット１９の供給口１９２に接続される。
【００８５】
排出ユニット１９は、内部に形成された空洞部と、Ｚ軸方向下面に設けられた供給口１９１と、Ｚ軸方向上面に設けられた供給口１９２と、Ｘ軸方向右面に設けられた排出口１９３とを備える。排出口１９３は、例えば、液体試料を吸引するポンプ、液体試料が収容される容器、液体試料を送液する他の配管ユニット等の他の装置あるいはユニットに接続され、液体試料が排出される。
【００８６】
上記の各ユニットを連結することで、各ユニットの空洞部が連通し、流路Ｆ（下側の流路Ｆ１及び上側の流路Ｆ２の２系統を含む）を形成することができる。Ｓから供給された液体試料は、供給ユニット１８で上下２つに分離される。下側に分離された液体試料は、下側の供給側配管ユニット１２を経て、下側の方向変換配管ユニット１４に到達する。下側の方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の一部は、下側の排出側配管ユニット１６Ｈ、及び排出ユニット１９を経て、Ｄ１に排出される。下側の方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の他の一部は、Ｄ２に排出される。上側に分離された液体試料は、上側の供給側配管ユニット１２を経て、上側の方向変換配管ユニット１４に到達する。上側の方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の一部は、上側の排出側配管ユニット１６Ｈ、及び排出ユニット１９を経て、Ｄ１に排出される。上側の方向変換配管ユニット１４に流入した液体試料の他の一部は、Ｄ３に排出される。
【００８７】
上側の供給側配管ユニット１２内で凝集（例えば節６に凝集）及び沈降した濁質は、供給ユニット１８を経て、下側の供給側配管ユニット１２に到達する。下側の供給側配管ユニット１２内で凝集（例えば節６に凝集）及び沈降した濁質は、下側の方向変換配管ユニット１４に到達する。沈降した濁質を含む濃縮液は、下側の浮遊物排出口１４３からＤ２に排出される。残りの濁質を含む（望ましくは濁質を含まない）清澄液は、下側の排出側配管ユニット１６Ｈを経て排出ユニット１９に到達し、排出口１９３からＤ１に排出される。なお、供給ユニット１８内の上側のＺ軸プラス方向への流れの速さは、沈降している濁質ができる限りＺ軸プラス方向に流されない程度に制御されるのが好ましい。制御部１３は、例えばポンプの圧力を制御して、流れの速さ制御してもよい。
【００８８】
下側の供給側配管ユニット１２内で凝集（例えば腹５に凝集）及び浮上した油滴は、供給ユニット１８を経て、上側の供給側配管ユニット１２に到達する。上側の供給側配管ユニット１２内で凝集（例えば腹５に凝集）及び浮上した油滴は、上側の方向変換配管ユニット１４に到達する。浮上した油滴を含む濃縮液は、上側の浮遊物排出口１４３からＤ３に排出される。残りの油滴を含む（望ましくは油滴を含まない）清澄液は、上側の排出側配管ユニット１６Ｈを経て排出ユニット１９に到達し、排出口１９３からＤ１に排出される。なお、供給ユニット１８内の下側のＺ軸マイナス方向への流れの速さは、浮上している油滴ができる限りＺ軸マイナス方向に流されない程度に制御されるのが好ましい。制御部１３は、例えばポンプの圧力を制御して、流れの速さ制御してもよい。
【００８９】
第８実施形態によれば、１台の液体処理装置で、油滴及び濁質を凝集し、これらをそれぞれ上下の対応する浮遊物排出口１４３から排出し、液体試料の流れの妨害を低減することができる。
【００９０】
［第９実施形態］
第９実施形態の液体処理装置は、複数の配管ユニットで構成された供給側配管ユニット１２と、複数の配管ユニットで構成された排出側配管ユニット１６とを備える。以下、第８実施形態と同様の構成には同じ符号を付して説明を省略し、第８実施形態と異なる構成を中心に説明する。
【００９１】
図１５は、第９実施形態に係る液体処理装置１０Ｉの構成例を示す図である。液体処理装置１０Ｉは、複数の下側の供給側配管ユニット１２を備え、各供給側配管ユニット１２は、Ｚ軸方向に連結される。また、液体処理装置１０Ｉは、複数の上側の供給側配管ユニット１２を備え、各供給側配管ユニット１２は、Ｚ軸方向に連結される。また、液体処理装置１０Ｉは、下側の排出側配管ユニット１６Ｈに替えて複数の排出側配管ユニット１６を備え、各排出側配管ユニット１６は、Ｚ軸方向に連結される。また、液体処理装置１０Ｉは、上側の排出側配管ユニット１６Ｈに替えて複数の排出側配管ユニット１６を備え、各排出側配管ユニット１６は、Ｚ軸方向に連結される。各排出側配管ユニット１６の構成は、第３実施形態と同様である。
【００９２】
また、液体処理装置１０Ｉは、下側の方向変換配管ユニット１４に替えて方向変換配管ユニット１４Ｃを備える。また、液体処理装置１０Ｉは、上側の方向変換配管ユニット１４に替えて方向変換配管ユニット１４Ｃを備える。各方向変換配管ユニット１４Ｃの構成は、第３実施形態と同様である。
【００９３】
下側に分離された液体試料は、下側の複数の供給側配管ユニット１２を経て、下側の方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。下側の方向変換配管ユニット１４Ｃに流入した液体試料の一部は、下側の複数の排出側配管ユニット１６、及び排出ユニット１９を経て、Ｄ１に排出される。下側の方向変換配管ユニット１４Ｃに流入した液体試料の他の一部は、Ｄ２及びＤ４に排出される。上側に分離された液体試料は、上側の複数の供給側配管ユニット１２を経て、上側の方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。上側の方向変換配管ユニット１４Ｃに流入した液体試料の一部は、上側の複数の排出側配管ユニット１６、及び排出ユニット１９を経て、Ｄ１に排出される。上側の方向変換配管ユニット１４Ｃに流入した液体試料の他の一部は、Ｄ３及びＤ５に排出される。
【００９４】
上側の各供給側配管ユニット１２内で凝集（例えば節６に凝集）及び沈降した濁質は、供給ユニット１８を経て、下側の供給側配管ユニット１２に到達する。下側の各供給側配管ユニット１２内で凝集（例えば節６に凝集）及び沈降した濁質は、下側の方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。沈降した濁質を含む濃縮液は、下側の浮遊物排出口１４３及び浮遊物排出口１４６からそれぞれＤ２及びＤ４に排出される。上側の各排出側配管ユニット１６内で凝集（例えば節６に凝集）及び沈降した濁質は、排出ユニット１９を経て、下側の排出側配管ユニット１６に到達する。下側の各排出側配管ユニット１６内で凝集及び沈降した濁質は、下側の方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。沈降した濁質を含む濃縮液は、下側の浮遊物排出口１４６からＤ４に排出される。
【００９５】
下側の各供給側配管ユニット１２内で凝集（例えば腹５に凝集）及び浮上した油滴は、供給ユニット１８を経て、上側の供給側配管ユニット１２に到達する。上側の各供給側配管ユニット１２内で凝集（例えば腹５に凝集）及び浮上した油滴は、上側の方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。浮上した油滴を含む濃縮液は、上側の浮遊物排出口１４３及び浮遊物排出口１４６からそれぞれＤ３及びＤ５に排出される。下側の各排出側配管ユニット１６内で凝集（例えば腹５に凝集）及び浮上した油滴は、排出ユニット１９を経て、上側の排出側配管ユニット１６に到達する。上側の各排出側配管ユニット１６内で凝集及び浮上した油滴は、上側の方向変換配管ユニット１４Ｃに到達する。浮上した油滴を含む濃縮液は、上側の浮遊物排出口１４６からＤ５に排出される。
【００９６】
第９実施形態によれば、第８実施形態と比べ、上流側で凝集されなかった濁質および油滴が下流側で凝集され得るため、濁質および油滴の分離性能を向上することができる。また、供給側で凝集されなかった濁質及び油滴が排出側で凝集され得るため、濁質及び油滴の分離性能を向上することができる。
【００９７】
なお、第１〜第７実施形態及びこれらの変形例についても、供給ユニット１８及び排出ユニット１９を適用して、上側及び下側の２系統の流路を備えるように構成してもよい。また、上側及び下側の２系統を備える液体処理装置において、上側の系統と下側の系統は対称に構成されなくてもよい。つまり、図１５の液体処理装置１０Ｉを例に挙げると、例えば、上側の供給側配管ユニット１２及び排出側配管ユニット１６の数を下側より多くあるいは少なくてもよいし、上側の方向変換配管ユニット１４Ｃ及び排出側配管ユニット１６を方向変換配管ユニット１４及び排出側配管ユニット１６Ｈに置換してもよい。
【００９８】
以上、本発明を複数の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。また、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した各実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明が、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されるものではないし、一般的に必要な構成を排除するものでもない。また、ある実施形態の構成の一部を、他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に、他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００９９】
例えば、浮遊物排出口１４３の内壁及びその開口の外周縁は、入り口に向かって径が広がるように、すり鉢状に形成してもよい。このようにすれば、浮遊物排出口１４３の周囲に溜まった濁質あるいは油滴を、より効率的に排出することができる。浮遊物排出口１４６についても同様である。
【０１００】
本発明は、懸濁液及び乳濁液に限らず、浮遊物を含む液体、さらには分離対象物を含む流体にも適用することができる。また、本発明は、流路を形成する複数のユニットを連結する構成に限らず、複数のユニットを一体形成した構成にも適用することができる。また、本発明は、液体処理装置だけでなく、液体処理システム、液体処理方法、配管、配管装置、配管システム等の様々な態様で提供することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
５…腹、６…節、１０Ａ…液体処理装置、１０Ｂ…液体処理装置、１０Ｃ…液体処理装置、１０Ｄ…液体処理装置、１０ｅ…液体処理装置、１０Ｅ…液体処理装置、１０Ｆ…液体処理装置、１０Ｇ…液体処理装置、１０Ｈ…液体処理装置、１０Ｉ…液体処理装置、１１…供給ユニット、１１ｅ…供給ユニット、１２…供給側配管ユニット、１２ｅ…供給側配管ユニット、１３…制御部、１４…方向変換配管ユニット、１４Ｃ…方向変換配管ユニット、１４Ｄ…方向変換配管ユニット、１４ｅ…方向変換配管ユニット、１５…排出ユニット、１５ｅ…排出ユニット、１６…排出側配管ユニット、１６ｅ…排出側配管ユニット、１６Ｈ…排出側配管ユニット、１８…供給ユニット、１９…排出ユニット、１１１…供給口、１１２…排出口、１２１…供給口、１２２…排出口、１２３…内壁、１２４…超音波照射部、１２４ｅ…超音波振動素子、１２５…駆動部、１２５ｅ…駆動部、１４１…供給口、１４１ｅ…供給口、１４２…排出口、１４２ｅ…排出口、１４３…浮遊物排出口、１４３ｅ…浮遊物排出口、１４３ｅ１…浮遊物排出口、１４３ｅ２…浮遊物排出口、１４４…超音波照射部、１４５…駆動部、１４６…浮遊物排出口、１４７…超音波反射板、１５１…供給口、１５２…排出口、１５２ｅ…排出口、１８１…供給口、１８２…排出口、１８３…排出口、１９１…供給口、１９２…供給口、１９３…排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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