(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象流体と酸化剤との混合流体中の有機物を分解し、前記処理対象流体を処理するための反応槽と、
前記処理対象流体を前記反応槽内で微粒子化するノズル部と、
前記ノズル部に前記処理対象流体を供給する処理対象流体供給管と、
前記ノズル部に前記酸化剤を供給する酸化剤供給管と、
前記処理対象流体供給管に接続され、前記ノズル部で前記処理対象流体を吐出させる処理対象流体吐出部材と、
前記酸化剤供給管に接続され、前記ノズル部で前記酸化剤を噴射する酸化剤噴射部材と、
を備え、
前記処理対象流体吐出部材と前記酸化剤噴射部材は、外側に位置するいずれか一方が内側に位置する他方を囲むように設けられ、
前記処理対象流体吐出部材と前記酸化剤噴射部材のうち前記外側に位置する方の部材には、該外側に位置する部材内が一定圧力以上となったときに圧力を逃がすように前記酸化剤の流れ方向に動作する伸長機構が設けられている流体処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体処理装置において、
前記伸長機構が、前記処理対象流体の吐出方向又は前記酸化剤の噴射方向に伸びる蛇腹構造を有している流体処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の流体処理装置において、
前記伸長機構が、前記処理対象流体の吐出方向又は前記酸化剤の噴射方向に摺動して伸びる重管構造を有している流体処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の流体処理装置において、
前記外側に位置する方の部材には両部材間における径方向の位置決めを行う径方向位置決め部が設けられ、内側に位置する方の部材には両部材間における長手方向の位置決めを行う長手方向位置決め部が設けられている流体処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の流体処理装置において、
前記反応槽の上面の内方に着脱自在に継ぎ手部材が設けられ、前記継ぎ手部材に前記伸長機構と前記外側に位置する方の部材とが一体に固定されている流体処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の流体処理装置において、
前記処理対象流体が加熱及び加圧された状態で前記反応槽内に導入される流体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機物を含む廃水（処理対象流体）を分解し無害化する方法として、超臨界水酸化を代表とする高温高圧水条件下での酸化処理が知られている。
この種の酸化処理は、反応槽内に処理対象流体と酸化剤とを導入して行われるが、単に処理対象流体を反応槽に導入した場合、導入後の液滴サイズが大きく、処理対象流体が蒸発する前に反応槽の下部まで落下してしまうため、処理を十分に行うことができない問題が発生する。
【０００３】
特許文献１には、処理対象流体を吐出する内管と、酸化剤及び超臨界水を噴射する外管とからなる２重管構造のノズルを用い、酸化剤及び超臨界水の噴射速度を処理対象流体の吐出速度よりも大きくして処理対象流体を微粒子化する構成が記載されている。
内管と外管との間には筒状のスペーサが配置され、内管と外管は同心状に配置されている。
特許文献２には、内管の外周面あるいは外管の内周面に、周方向に間隔をおいて径方向に突出する突出部を形成し、該突出部をスペーサとして内管と外管とを同心状に配置するノズル構成が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の流体処理装置では、反応槽内でノズル部が高温状態に曝されるため、処理対象流体中の有機物のチャーリング（炭化）や処理流体中に含まれる固形物等によりノズル部に閉塞を引き起こす虞がある。
一般的に処理対象流体はポンプにより高圧状態に加圧されて反応槽へ移送されるため、ノズル部の閉塞状態が放置されると過加圧状態となり、ノズル部やその他の部位での破損が生じる虞がある。
【０００５】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、処理対象流体を微粒子化するノズル部での閉塞が生じてもこれに起因する破損を未然に防止できる流体処理装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の流体処理装置は、処理対象流体と酸化剤との混合流体中の有機物を分解し、前記処理対象流体を処理するための反応槽と、前記処理対象流体を前記反応槽内で微粒子化するノズル部と、前記ノズル部に前記処理対象流体を供給する処理対象流体供給管と、前記ノズル部に前記酸化剤を供給する酸化剤供給管と、前記処理対象流体供給管に接続され、前記ノズル部で前記処理対象流体を吐出させる処理対象流体吐出部材と、前記酸化剤供給管に接続され、前記ノズル部で前記酸化剤を噴射する酸化剤噴射部材と、を備え、前記処理対象流体吐出部材と前記酸化剤噴射部材は、外側に位置するいずれか一方が内側に位置する他方を囲むように設けられ、前記処理対象流体吐出部材と前記酸化剤噴射部材のうち前記外側に位置する方の部材には、該外側に位置する部材内が一定圧力以上となったときに圧力を逃がすように前記酸化剤の流れ方向に動作する伸長機構が設けられている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、処理対象流体を微粒子化するノズル部での閉塞が生じてもこれに起因する破損を未然に防止できる流体処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る流体処理装置の概要構成図である。
【図２】ノズル部の構成を示す要部断面図である。
【図３】伸長機構の動作を示す図で、（ａ）は処理対象流体吐出部材の吐出口が固形物等で閉塞した状態を示す図、（ｂ）伸長機構が伸びて閉塞が解除された状態を示す図である。
【図４】第２の実施形態における伸長機構の動作を示す図で、（ａ）は処理対象流体吐出部材の吐出口が固形物等で閉塞した状態を示す図、（ｂ）伸長機構が伸びて閉塞が解除された状態を示す図である。
【図５】各実施形態における径方向位置決め部と長手方向位置決め部とを示す図で、（ａ）は図２のＣ−Ｃ線での拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線での断面図である。
【図６】各実施形態における径方向位置決め部の構成を示す要部斜視図である。
【図７】径方向位置決め部の変形例を示す図２のＣ−Ｃ線での拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図３に第１の実施形態を示す。
まず、図１に基づいて、本実施形態に係る流体処理装置（処理システム）の全体構成の概要を説明する。
流体処理装置１は、処理対象流体供給部２と、酸化剤供給部３と、反応槽４と、熱交換部５と、固形分離部６と、気液分離部７と、制御手段としての制御装置８とを備えている。以下、各構成について具体的に説明する。
【００１０】
処理対象流体供給部２は、原水タンク９を有しており、原水タンク９には、有機物を含む処理対象流体Ｗが、有機物濃度が調整された状態で貯留されている。処理対象流体Ｗは、原水供給ポンプ１０によって反応槽４に向けて圧送される。
処理対象流体は圧送される過程で、原水圧力計１１で圧力を検知されるとともに、原水流量計１２で流量を検知される。処理対象流体Ｗは原水供給ポンプ１０で流量を調整可能となっている。
原水流量計１２の下流側には、原水入口弁１３が設けられている。
【００１１】
原水入口弁１３を通過した処理対象流体は、原水予熱器１４によって予備加熱が可能となっている。原水予熱器１４の下流側には原水予熱器出口温度計１５が設けられている。
原水タンク９には攪拌機１６が設けられている。処理対象流体Ｗは攪拌機１６で撹拌されることで、処理流体成分の均一化が図られる。
【００１２】
酸化剤供給部３は、酸化剤を加圧する加圧手段としてのコンプレッサからなる酸化剤圧送ポンプ１７を有している。酸化剤圧送ポンプ１７は、酸化剤として取り込んだ空気Ａを、処理対象流体の圧力と同程度の圧力まで圧縮しながら、反応槽４に向けて送り出す。
空気は圧送される過程で、酸化剤圧力計１８で圧力を検知されるとともに、酸化剤流量計１９で流量を検知される。酸化剤流量計１９の下流側には酸化剤入口弁２０が設けられている。酸化剤は酸化剤流量調節器４６で流量を調節される。
【００１３】
酸化剤入口弁２０を通過した空気は、酸化剤予熱器２１によって予備加熱が可能となっている。酸化剤予熱器２１の下流側には酸化剤予熱器出口温度計２２が設けられている。
原水予熱器１４を通過した処理対象流体と、酸化剤予熱器２１を通過した空気は個別に反応槽４内に導入され、反応槽内で合流する。
処理対象流体の圧送圧力は、反応圧力に調整される。空気の反応槽導入口では圧力損失が発生するため、空気の圧送圧力は、反応槽内よりも高く設定される。
【００１４】
酸化剤圧送ポンプ１７の駆動による空気の圧送量は、処理対象流体Ｗ中の有機物を完全に酸化させるのに必要となる化学量論的な酸素量に基づいて決定されている。
より詳しくは、処理対象流体の全有機炭素（ＴＯＣ）、全無機窒素（ＴＮ）、全リン（ＴＰ）など、処理対象流体Ｗ中の有機物濃度、窒素濃度、リン濃度などに基づいて、有機物の完全酸化に必要な酸素量が算出される。
具体的には、有機物の完全酸化に必要な酸素量の１．０倍〜３．０倍の酸素量が投入されるように設定される。
酸化剤としては、空気の他、酸素、オゾンのうちの何れか１つ、あるいは、それらの２種類以上を混合したものを用いることができる。
【００１５】
反応槽内の混合流体に加える圧力としては、０．５〜３０ＭＰａ（望ましくは５〜１５ＭＰａ）の範囲を例示することができる。
反応槽内の圧力は、固形分離部６の下流の出口弁３７によって調整される。出口弁３７は、反応槽内の圧力が閾値よりも高くなると、自動で弁を開いて反応槽内の混合流体を外部に排出することで、反応槽内の圧力を閾値付近に維持する。
反応槽内の混合流体の温度としては、１００〜７００℃（望ましくは２００〜５５０℃）を例示することができる。
反応槽内の混合流体は、原水予熱器１４及び酸化剤予熱器２１による加熱と、有機物が酸化分解されることによる発熱によって昇温する。
【００１６】
処理対象流体Ｗが有機物を高濃度に含むものである場合、多量の有機物が酸化分解される際の多量の発熱だけで、混合流体が所望の温度まで昇温することもある。この場合、装置の立ち上げ時のみ、原水予熱器１４及び酸化剤予熱器２１による加熱を行い、酸化分解が開始された後には、原水予熱器１４及び酸化剤予熱器２１による加熱を停止することで電気エネルギーの供給量を少なくすることができる。
加熱する温度の調整は、原水予熱器１４、酸化剤予熱器２１の出力調整によって行われる。
【００１７】
反応槽４は、一端側に導入口２３を、他端側に排出口２４を有する円筒形状を有し、処理対象流体と酸化剤とを加熱及び加圧状態下で混合し、処理対象流体中の有機物を酸化反応によって分解し、処理対象流体を処理するためのものである。反応槽４は、高温と高圧を維持して、反応時間を確保する空間を備えている。
導入口２３には処理対象流体を微粒子化するノズル部２５が装着されている。ノズル部２５には処理対象流体供給管２６と酸化剤供給管２７とが接続されている。
【００１８】
混合流体は、反応槽内をその長手方向に沿って上方から下方に向けて移動する。反応槽内を下方に移動した混合流体は、有機物がほぼ完全に酸化分解された状態になり、処理済み流体として排出口２４から排出される。
反応槽４は外筒と、外筒の内側に密着して収納される内筒とによる２重筒構造になっている。
処理対象流体の種類によっては、有機塩化物のクロロ基に由来する塩酸や、アミノ酸等のスルホニル基に由来する硫酸が発生して、内筒の内壁を強い酸性下におくことがある。このため、内筒には、耐食性に優れたチタンからなる筒が採用されている。
【００１９】
内筒としては、チタンからなるものに代えて、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、又はＰｄからなるものを用いてもよい。また、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、及びＰｄのうち、少なくとも何れか１つを含む合金からなるものを用いてもよい。
これに対し、外筒は、ステンレス（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６）、インコネル６２５など、強度に優れた金属材からなる筒である。
外筒と内筒の熱膨張係数が大きく違う場合は、外筒と内筒の間に隙間を設けて内筒の内部と同じ圧力になるように、隙間に均圧水を充填させるなどできる圧力バランス型と呼ばれる構造にしてもよい。
【００２０】
反応槽４内には、触媒部材２８が設けられている。特に、過熱水蒸気の条件下で、処理目的が有機物の完全分解である場合には、触媒を設けると効果的である。
触媒を設けると、分解されない有機物やアンモニア態窒素が残っていても、酸化分解を促進し、完全に処理することができる。
【００２１】
触媒部材２８の触媒層としては、少なくともその表面が有機物の酸化分解を促進する触媒物質からなるものである。かかる触媒物質としては、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｍｎの何れか、あるいはそれらのうちの少なくとも１つを含む化合物を例示することができる。
【００２２】
触媒部材２８の基材の材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏにおける少なくとも何れか１つを含む合金を例示することができる。さらにはＴｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｚｒ、Ｖにおける何れか１つか、何れか１つを含む合金、あるいはセラミック、石英ガラスなどを例示することができる。
これらの中から、コストや加工性、選択した触媒物質の被覆のしやすさ、機械強度、反応条件における耐熱性、耐食性を考慮して選択すればよい。
【００２３】
反応槽４から出た処理済み流体は、熱交換部５の熱交換器２９に流入する。熱交換部５には熱媒体タンク３０が設けられており、熱媒体タンク３０には熱交換流体ＴＦが貯留されている。熱交換流体ＴＦは熱交換ポンプ３１で熱交換器２９に供給される。
熱交換器２９の下流直後には、処理済み流体の温度を検知する熱交換器出口温度計３２が設けられ、熱交換器出口温度計３２による検知結果が所定の数値範囲内に維持されるように、熱交換ポンプ３１の駆動が制御される。
熱交換器出口温度計３２の下流には、熱交換器出口圧力計３３が設けられている。熱交換器２９を通過して熱せられた熱交換流体ＴＦは、パイプを通って熱エネルギー利用設備に送られる。
【００２４】
固形分離部６は、第１分離系統３４と、第２分離系統３５とを有している。第１分離系統３４は、第１分岐弁、第１分離フィルタ、第１ドレン弁等から構成されている。
第２分離系統３５も同様に、第２分岐弁、第２分離フィルタ、第２ドレン弁等から構成されている。
反応槽内で析出した固形物としての酸化物は、第１分離フィルタ又は第２分離フィルタにより補足される。
【００２５】
第１分離系統３４と第２分離系統３５とは、交互に使用されるようになっている。すなわち、第１分離系統３４が使用される場合には、第２分離系統３５の各弁が閉じられ、第２分離系統３５が使用される場合には、第１分離系統３４の各弁が閉じられる。
第１分離フィルタ又は第２分離フィルタが詰まると、出口圧力計３６で計測される圧力が変化するため、これに基づいて第１分離フィルタ又は第２分離フィルタの洗浄、あるいは交換が行われる。
【００２６】
気液分離部７は、出口弁３７や気液分離器３８等を有している。固形分離部６を通り過ぎた処理済み流体は、最終的に気液分離器３８によって処理液としての処理水３９とガス（気体）４０とに分離される。処理水３９は処理水タンク４１に貯留される。
気液分離器３８によって分離された気体４０は、その組成がガスクロマトグラフ（ＧＣ）４２によって検知される。ガスクロマトグラフにより、未分解の物質が検出された場合、ガスクロマトグラフからの出力信号を受けた制御装置８により警報が発せられる。
【００２７】
気液分離器３８によって分離された処理水３９は、そのＴＯＣ濃度がＴＯＣ分析装置４３によって検知される。ＴＯＣ分析装置により、閾値を超える濃度の全有機炭素が検出された場合には、ＴＯＣ分析装置からの出力信号を受けた制御装置８により警報が発せられる。
正常に処理されれば、処理済みの水は、活性汚泥による生物処理では除去し切れないごく低分子の有機物もほぼ完全に酸化分解されたものであるため、浮遊物質や有機物は殆ど含まれていない。
【００２８】
従って、そのままの状態でも、用途によっては工業用水として再利用することが可能である。また、限外濾過膜による濾過処理を施せば、ＬＳＩ洗浄液などに転用することも可能である。
気液分離器３８によって分離されたガスは、二酸化炭素、窒素ガス、及び酸素を主成分とするものである。
【００２９】
制御装置８は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ（Central processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータである。
制御装置８には、流量、圧力、温度に関する各計器類からの検知情報、ポンプ等の機器類からの運転状態情報等が入力される。制御装置８はこれらの情報に基づいて、ポンプ、予熱器、流量調節弁、開閉弁などを制御する。
制御装置８には、さらに操作、表示用機器としてのタッチパネルが備えられ、温度、圧力、流量などの状態、異常発生時の警告や故障内容の表示と、設定値等の入力、変更が可能になっている。
【００３０】
異常発生時には、ポンプの駆動、ヒータの通電をオフにするなどして、また入口弁を閉じるなどして、インターロック制御される。
異常内容としては、機器の故障、流路での詰り、漏れなどがあり、異常圧力、異常温度を制御装置８で判断し、タッチパネルで監視できるようになっている。
図１において、符号４４は熱交換器２９から熱エネルギー利用設備に向けて出る蒸気の温度を検知する蒸気温度計を、４５は反応槽４内の反応温度を検知する反応温度検知手段としての反応槽温度計を示している。
【００３１】
図２に基づいて、ノズル部２５の構成を説明する。
ノズル部２５は、処理対象流体供給管２６に接続された処理対象流体吐出部材５０と、酸化剤供給管２７に接続され、高圧の圧縮空気を噴射する酸化剤噴射部材５１とを有している。
処理対象流体吐出部材５０は酸化剤噴射部材５１の外側を周方向全体に亘って囲むように設けられており、ノズル部２５は２重管構造となっている。本実施形態において、処理対象流体は外側に位置する方の部材であり、酸化剤噴射部材５１は内側に位置する方の部材である。
【００３２】
処理対象流体吐出部材５０は、反応槽４の上面としての上蓋４ａに形成された導入口２３に挿入されて固定される円筒状の固定筒部５２と、上蓋４ａの内面側に着脱自在に設けられたリング状の継ぎ手部材５３と、継ぎ手部材５３に伸長機構５５を介して一体に設けられた内方筒部５４とから構成されている。
本実施形態における伸長機構５５は、処理対象流体の吐出方向又は酸化剤の噴射方向に伸びるステンレス製の蛇腹構造を有している。伸長機構５５の材質はこれに限定されず、耐圧性、耐食性に優れたものであれば良く、例えばチタンでもよい。
【００３３】
固定筒部５２には水平に延びる導入管５６が一体に形成されており、ノズル部２５の外側において、導入管５６に継手部５７を介して処理対象流体供給管２６が接続されている。
管状の酸化剤噴射部材５１は固定筒部５２の上面を貫通して固定筒部５２内に挿入され、ノズル部２５の外側において、継手部５８を介して酸化剤供給管２７に接続されている。
内方筒部５４は、内径が一定の円筒部５４ａと、内径が下方に向かって徐々に小さくなる円錐部５４ｂと、円筒部５４ａ内に周方向に間隔をおいて複数設けられた径方向位置決め部５９とを有している。
円錐部５４ｂの下端中心部には処理対象流体を吐出する円形の吐出口５４ｃが形成されている。
吐出口５４ｃ自体は円形であるが、吐出口５４ｃの中央部に酸化剤噴射部材５１の先端部（下端部）が位置するので、実質的には吐出口５４ｃは円環状となる。
【００３４】
継手部５７、５８としては、溶接継手や、カシメ手段としてのスウェージロックを採用することができる。但し、継手方法はこれらに限定されない。
【００３５】
両部材間の径方向の位置決めを行う径方向位置決め部５９は、処理対象流体吐出部材５０に対し酸化剤噴射部材５１を同心状に位置決めするものである。
伸長機構５５は流体の流れ方向及び流体の流れ方向と垂直な方向に対して、蛇腹のフレキシブル性により自在に移動可能な構造となっているため、径方向位置決め部５９の位置決めを阻害しない。
酸化剤噴射部材５１の径方向位置決め部５９に対応する部位には、長手方向の位置決めを行う傾斜面状の長手方向位置決め部６０が設けられている。長手方向位置決め部６０は、吐出口５４ｃからの酸化剤噴射部材５１の噴射方向における先端の突出量δを規制するものである。
径方向位置決め部５９と長手方向位置決め部６０についての詳細は後述する。
【００３６】
上述のように、この種の流体処理装置では、ノズル部２５が高温状態に曝されるため、図３（ａ）に示すように、処理対象流体中の有機物のチャーリングや処理流体中に含まれる固形物等６３により吐出口５４ｃが閉塞する場合がある。
吐出口５４ｃが閉塞すると、処理対象流体Ｗは原水供給ポンプ１０で加圧されているため、外側に位置する方の部材である処理対象流体吐出部材５０の内圧が上昇し、内方筒部５４等を含む処理対象流体吐出部材５０の反応槽４の内部側の破損や、該内部側よりも上流側の破損等を招く懸念がある。
【００３７】
この懸念を解消すべく伸長機構５５が設けられている。
吐出口５４ｃが閉塞して内圧が上昇し、一定圧力以上となったときは、図３（ｂ）に示すように、蛇腹構造の伸長機構５５が圧力を逃がすように伸びる。好適には装置の設計圧力以上となると伸長機構５５が動作し、内方筒部５４が酸化剤の流れ方向である下方へ移動する。
これにより、酸化剤噴射部材５１の下端が吐出口５４ｃから離間した状態となり、吐出口５４ｃに付着した固形物等６３と酸化剤噴射部材５１との間に生じた間隙から処理対象流体吐出部材５０内の処理対象流体が反応槽内に導入され、処理対象流体吐出部材５０の内圧が降下する。これにより処理対象流体吐出部材５０内の一定圧力以上の圧力上昇を防止でき、過加圧による破損を未然に防止することができる。
【００３８】
処理対象流体吐出部材５０の内圧が降下すると伸長機構５５は収縮し、吐出口５４ｃが閉塞した状態が再び形成され、一定圧力以上となったときは再度伸長機構５５が伸びて圧力が解放される。この動作が繰り返されることとなる。
圧力が解放された場合は、吐出口５４ｃからの酸化剤噴射部材５１の噴射方向における先端の突出量δは一定量に維持されないため、処理対象流体が微粒子化状態が変化し反応槽４内の反応温度を検知する反応槽温度計４５の指示値に反映されることとなる。このため、制御装置８は、伸長機構５５による圧力解放動作がなされたと判断したときは、上記タッチパネル等を介して、例えば「ノズル部で閉塞が生じています」なる旨の警告をし、オペレータにメンテナンスの実施を促す。
【００３９】
この警告を受けて、吐出口５４ｃにおける固形物等の付着を除去するメンテナンス作業が行われることになる。
この場合、上記のように、伸長機構５５、内方筒部５４、径方向位置決め部５９は反応槽４の上蓋４ａに着脱自在な継ぎ手部材５３に一体に設けられているので、メンテナンスのときは反応槽４から継ぎ手部材５３を取り外すだけでよく、メンテナンス作業が容易となる。
一定圧力の設定は、予め伸長機構５５が動作する圧力を実際に把握し、他の要因による圧力変動とは区別できるようにする。
【００４０】
伸長機構５５は、設定圧力（一定圧力）以上となった場合に伸び動作するように設計される。例えば処理対象流体吐出部材５０の内圧と伸長機構５５の伸びが比例関係にあるような場合では、比例定数ｋは以下のように設定することができる。
【００４１】
【数１】
0006661982.tif 000002
【００４２】
ここで、Ｐは流体処理装置の設計圧力、Ｄｉは処理対象流体吐出部材５０の内径、すなわち内方筒部５４の内径、Ｌ１は処理対象流体吐出部材５０の降下量、すなわち伸長機構５５の伸び量を示す。
伸長機構５５の円滑な伸び動作のために、伸長機構５５は酸化剤噴射部材５１に沿って伸長することが望ましい。このため、伸長機構５５が伸長完了した場合の酸化剤噴射部材５１の突出部の長さＬ２はＬ２＞０とする。
すなわち、伸長機構５５は径方向位置決め部５９を介して酸化剤噴射部材５１にガイドされる内方筒部５４と共に移動するため、内方筒部５４が安定に移動するための径方向位置決め部５９と酸化剤噴射部材５１との当接状態が、伸長機構５５が伸長完了した時点で残っていることが望ましい。
【００４３】
径方向位置決め部５９を含む処理対象流体吐出部材５０、酸化剤噴射部材５１としては、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、又はＰｄ、またはＦｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、及びＰｄのうち、少なくとも何れか１つを含む合金もしくはＦｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ、及びＰｄのうち、少なくとも何れか１つの金属により表面処理されているものを用いることで耐食性を向上させることができる。
【００４４】
図４に基づいて第２の実施形態を説明する。
上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
本実施形態における伸長機構６５は、処理対象流体の吐出方向又は酸化剤の噴射方向に摺動して伸びる重管構造（ここでは２重管構造）を有している。
すなわち、伸長機構６５は、継ぎ手部材５３に固定ないし一体に形成された外管６６と、内方筒部５４に固定ないし一体に形成された内管６７とからなる２重管構造を有している。
【００４５】
外管６６の内周面と内管６７の外周面は気密状態で摺動可能となっており、一定圧力以上で摺動が生じるように摩擦係数が設定されている。
外管６６の内周面に形成された螺旋状の溝に内管６７の外周面に形成された凸部が嵌合した構成下で、一定圧力以上となったときに内管６７が回転しながら移動するようにしてもよい。
本実施形態では外管６６を継ぎ手部材５３側に、内管６７を内方筒部５４側に設ける構成としたが、逆形態でもよい。
【００４６】
図４（ａ）は図３（ａ）と同様に、吐出口５４ｃが閉塞した状態を示している。吐出口５４ｃが閉塞して内圧が上昇し、一定圧力以上となったときは、図４（ｂ）に示すように、伸長機構６５の内管６７が摺動し、圧力を逃がすように伸びる。
本実施形態の伸長機構６５は、蛇腹構造のものとは異なり、一回伸長したら処理対象流体吐出部材５０内の圧力が降下しても元には戻らない。
吐出口５４ｃからの酸化剤噴射部材５１の噴射方向における先端の突出量δは一定量に維持される必要があるため、伸長機構６５による圧力解放動作がなされてもそのまま処理が続けられることは望ましくない。
制御装置８は、伸長機構６５による圧力解放動作がなされたと判断したときは、上記タッチパネル等を介して、例えば「ノズル部で閉塞が生じています」なる旨の警告をし、オペレータにメンテナンスの実施を促す。
【００４７】
上記各実施形態では、ノズル部２５の構成を、酸化剤噴射部材５１が内側に位置するいわゆる内気型の２重管構造としたが、酸化剤噴射部材５１が外側に位置するいわゆる外気型の２重管構造としてもよい。
【００４８】
上記各実施形態に共通の径方向位置決め部５９と長手方向位置決め部６０とについて詳細に説明する。
図５及び図６に示すように、径方向位置決め部５９は、内方筒部５４の円筒部５４ａの内面に周方向に等間隔で形成された４つのキー溝５４ｄと、各キー溝５４ｄに基端部を締まりばめ又は中間ばめによって嵌められ、片持ち状態で固定された支持片６１とから構成されている。
各支持片６１の自由端部には、図６に示すように、酸化剤噴射部材５１の挿入を径方向位置決め部５９の中心に向けてガイドする傾斜面６１ａが形成されている。
【００４９】
酸化剤噴射部材５１は、流路断面積が大きい導入部５１ａと、流路断面積が導入部５１ａよりも小さい噴射部５１ｂとからなり、噴射部５１ｂの下端（噴射方向先端）が噴射口５１ｃとなっている。
導入部５１ａと噴射部５１ｂの境目には長手方向位置決め部６０が傾斜面として形成されており、長手方向位置決め部６０が支持片６１群の傾斜面６１ａに当接することにより、長手方向の位置決めがなされる。
図５（ａ）に示すように、各支持片６１の先端で囲まれる空間６２に酸化剤噴射部材５１の噴射部５１ｂが傾斜面６１ａにガイドされながら挿入される。空間６２は、径方向位置決め部５９の内径でもある。
長手方向位置決め部６０は、酸化剤噴射部材５１の外径を径方向位置決め部５９の内径よりも大きくした構成である。
【００５０】
本実施形態では、長手方向位置決め部６０は酸化剤噴射部材５１の外径を変化させることによって構成しているが、単に酸化剤噴射部材５１の外面に径方向位置決め部５９の内径よりも大きい位置に存在する突部を形成する構成としてもよい。
【００５１】
継手部５７、５８での接続時に変形、位置ずれが生じ、これがノズル部２５での処理対象流体吐出部材５０と酸化剤噴射部材５１との相対的な位置関係のずれに反映されても、径方向位置決め部５９の中心部に酸化剤噴射部材５１を挿入して当接させることにより、径方向の位置決めと、長手方向の位置決めとが同時に行われる。
すなわち、酸化剤噴射部材５１の噴射部５１ｂが径方向位置決め部５９の空間６２に挿入されることにより、処理対象流体吐出部材５０に対する酸化剤噴射部材５１の径方向の位置決めがなされ、吐出口５４ｃの中心に噴射口５１ｃが位置する。
【００５２】
これにより、図５（ｂ）に示すように、吐出口５４ｃは幅Ｗが周方向全体に亘って均一な環状形となり、偏りの無い噴射（微粒子化）が可能となる。
噴射部５１ｂの外径をＤ１、吐出口５４ｃの外径をＤ２とすると、環状の吐出口５４ｃの幅Ｗは、Ｗ＝（Ｄ２−Ｄ１）／２となる。
吐出口５４ｃの幅Ｗは、処理対象流体と酸化剤との量によって決まり、望ましくは５ｍｍ以下である。
【００５３】
また、長手方向位置決め部６０が支持片６１の傾斜面６１ａに当接することにより、長手方向の位置決めがなされ、酸化剤噴射部材５１の適正な突出量δが確保される。突出量δは処理対象流体と酸化剤との量によって決まり、望ましくは５ｍｍ以下である。
処理対象流体の粘性等の特性の違いに応じて、噴射部５１ｂの径が異なる酸化剤噴射部材５１を用いる場合には長さの異なる支持片６１を用いることで対応できる。
継ぎ手部材５３を、例えばネジの回転量により上下方向の位置調整ができる位置調整可能な構成とし、突出量δの微調整を行うようにしてもよい。
【００５４】
酸化剤としての空気は酸化剤圧送ポンプ１７により圧縮（加圧）され、分子密度が高く運動エネルギーが増大した状態で噴射部５１ｂから噴射される。これにより吐出口５４ｃから吐出される処理対象流体が適正な粒子径に微粒子化される。同時に空気と処理対象流体はノズル部２５の外部で混合される。
空気は内径が噴射方向に向かって段階的に狭くなる構成によって流速が増加した状態で噴射口５１ｃから噴射される。
【００５５】
本実施形態では支持片６１を４つ設けて位置決めする構成としたが、図７に示すように３つの支持片６１で位置決めする構成としてもよい。
このように、酸化剤噴射部材５１を細幅の複数の支持片６１で支持して位置決めすることにより、処理対象流体吐出部材５０内で処理対象流体の流れをできるだけ阻害せずに、処理対象流体の微粒子化に大きく影響する酸化剤の噴射部５１ｃと処理対象流体の吐出口５４ｃとの位置決めを高精度且つ容易に行うことができる。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
４  反応槽
２５  ノズル部
２６  処理対象流体供給管
２７  酸化剤供給管
５０  処理対象流体吐出部材
５１  酸化剤噴射部材
５５、６５  伸長機構
５９  径方向位置決め部
６０  長手方向位置決め部
Ａ  酸化剤としての空気
Ｗ  処理対象流体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開平１０−１３７７７４号公報
【特許文献２】特許第３７０３６９５号公報
【図１】
0006661982.tif 000003
【図２】
0006661982.tif 000004
【図３】
0006661982.tif 000005
【図４】
0006661982.tif 000006
【図５】
0006661982.tif 000007
【図６】
0006661982.tif 000008
【図７】
0006661982.tif 000009