CN1476336A - 利用微波的消毒器 - Google Patents
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Abstract
在一种利用家用微波炉发射的微波对要消毒物件进行消毒的消毒器中，将一种无极发射球管固定在容器内，该球管密封一种像水银这样的材料，这种材料能在接收微波时放电并发射紫外线。要消毒的物件以这样的方式固定在容器内：使要消毒的物件的目标表面面对着无极发射球管的紫外线发射表面。在这种状态下，将容器放入微波炉内并照射微波，这样，从无极发射球管发射出的紫外线照射到物件的目标表面上，以对其进行消毒。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用微波发生器，如家用微波炉发射的紫外线对要消毒物件进行消毒的消毒器。
背景技术
用于对要消毒物件进行消毒的消毒器是一种传统技术，其中通过发射微波，使低压水银蒸气发射紫外线，并使紫外线照射到用于进行消毒的物件上。
图24表示例如在日本专利公开号2001-145688中的医疗器械的一种消毒方法(第一现有技术)。由于医疗器械一般都用金属制作，所以医疗器械不能直接放入微波发生器，如微波炉内。因此，其内封装有低压水银蒸气的玻璃球管152和要消毒的物件153被放置在一个充水的容器151内，并且将该容器151放在微波炉150内。然后，起动微波炉150，使它发射微波，并使微波照射到玻璃球管152上。微波的能量激发了玻璃球管152中的水银蒸气，并发射具有预定波长的紫外线，从而利用发射的紫外线对物件进行了消毒。在图24中，标号154表示设置在微波炉150壳体上的一些通风口。
图25表示例如在日本专利申请10-502563号(对应于WO/96/09842)中的玻璃瓶的一种消毒方法(第二现有技术)。在其内封装低压水银蒸气的细玻璃球管156悬浮在要消毒物件157内的情况下，将该具有球管156的物件157放置在微波发生器158内。然后通过照射微波来发射紫外线，从而对物件157的内表面进行消毒。在图25中，标号159表示微波能，标号160表示紫外线能。
图26表示例如在日本专利公开号2000-507140(对应于WO/97/35624)中的隐形眼镜的一种消毒方法(第三现有技术)。容器162A和盖162B分别由中空玻璃或类似物件制成，并且将低压水银蒸气封装到它们的中空部分中。在物件163容纳在容器162A中，并且盖162B装配到容器162上的情况下，将带有盖162B的容器162A放入微波发生器164内。然后发射微波，以使紫外线从容器162A和盖162B照射到物件163上，从而对物件进行消毒。
在上述第一现有技术中，由于球管152和物件153处在充注水的容器151的底部，所以球管153发射的紫外线不一定能均匀地照射在整个物件153上。因此，在物件153上可能形成消毒部分和未消毒部分。此外，由于球管152与每个物件153之间的相对位置关系是不稳定的，所以当微波炉150的平台旋转时，球管152与物件153之间的位置关系会发生改变。这样就不能进行彻底的消毒。
上述第二现有技术涉及可回收瓶的消毒过程，该瓶需要供应厂家使用的灌装瓶的专用设备，因此不适于在家中对容器进行消毒。此外，当在容器的内表面具有类似酒瓶的凹凸结构时，紫外线不能照射到遮光部分，所以不能进行彻底的消毒。
在上述第三现有技术中，由于容器162A和盖162B本身具有发射紫外线的球管功能，所以容器162A和盖162B的结构较为复杂，并增加了制造成本。另外，由于容器162A和盖162B是中空玻璃体，它们的强度较低，容易破裂，所以在处理时需要十分小心。
当家用微波炉用作微波发生器时，紫外线会通过通风口(参见图24中的标号154)泄漏到外部，这样紫外线就可能损伤对物件进行消毒处理的使用人员的眼睛。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种消毒器，它利用一般的家用微波炉很容易对要消毒的物件进行消毒。
为了实现上述目的，按照本发明一个方面的消毒器通过照射紫外线对要消毒的目标表面进行消毒，该消毒器包括一个无极发射球管，该球管包含在接收微波能时发射紫外线的材料、一个用于支承该球管的球管支座及一个用于以物件的目标表面面对着该球管的紫外线发射表面的方式固定物件的保持器。
借助于这种结构，在要消毒的物件固定在保持器上的状态下，通过将该物件及球管放入微波发生器(如家用微波炉)内，可很方便地对物件进行消毒。此外，球管与物件之间的相对位置关系由球管支座与保持器限定，这样，即使在微波炉平台旋转而受到振动时，球管与物件之间的位置关系也决不会改变。因此，无经验的使用者在用消毒器进行处理时也能很容易并很可靠地对物件进行消毒。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的消毒器结构的透视图；
图2是表示在第一实施例中的消毒器的基座部件的结构的透视图；
图3是表示在第一实施例中的要消毒物件放入消毒器后的状态的透视图；
图4是表示在第一实施例中将消毒器放入用于进行消毒的微波炉内的状态的透视图；
图5是表示本发明的第二实施例的消毒器结构的透视图；
图6是表示第二实施例的消毒器的结构的剖视图；
图7是表示在第二实施例中将要消毒的物件放在消毒器上的状态的透视图；
图8是表示在第二实施例中将消毒器放入用于进行消毒的微波炉内的状态的透视图；
图9是表示本发明第三实施例的消毒器结构的透视图；
图10是表示在第二实施例中将要消毒的物件放在消毒器上的状态的剖视图；
图11是表示第四实施例的消毒器的结构的透视图；
图12是表示第四实施例的消毒器的一种变型的结构的剖视图；
图13是表示第五实施例的消毒器的结构的透视图；
图14是表示图13所示的消毒器的容器处于打开状态的透视图；
图15是表示第五实施例的消毒器的一种变型的透视图；
图16是表示图15所示变型的消毒器的容器处于打开状态的透视图；
图17是表示本发明第六实施例的球管的结构的透视图；
图18是图17所示的球管的剖视图；
图19是表示本发明第七实施例的球管与要消毒物件的形状的透视图；
图20是表示在第七实施例中将物件装入球管内的状态的剖视图；
图21是表示本发明第八实施例的消毒器和要消毒物件的形状的透视图；
图22是表示在第八实施例中将物件放在消毒器上的状态的剖视图；
图23是表示本发明第九实施例的消毒器和要消毒物件的形状的透视图；
图24是按照第一现有技术的用于医疗器械的消毒方法的透视图；
图25是按照第二现有技术的用于容器，如玻璃瓶的消毒方法的透视图；
图26是按照第三现有技术的用于隐形眼镜的消毒方法的透视图。
具体实施方式
第一实施例
现在描述本发明的第一实施例。图1是表示本发明第一实施例的消毒器1的结构的透视图。图2是表示消毒器1的基座部件2A的结构的透视图。图3是表示在消毒器1内装入要消毒物件5的状态的透视图。图4是表示在进行消毒时将消毒器1放入微波炉6内的状态的透视图。
如图所示，消毒器1由一个容器2、第一无极发射球管3A和第二无极发射球管3B等构成，该容器2的纵剖面为蛋形，横剖面为圆形，并且分成一个基座部件2A和一个罩盖部件2B，第一无极发射球管3A和第二无极发射球管3B设置在容器2内。在下文中将“无极发射球管”简称为“球管”。
第一球管3A大致固定在基座2A的中心部位，用于固定要消毒物件的保持器4形成在第一球管3A的周围。第二球管3B大致固定在罩盖部分2B的中心部位。第一球管3A和第二球管3B分别以在管状玻璃球管内封装发射紫外线的材料，如水银蒸气的方式构成，并以下述方式固定：使通过接收微波的电场能而受激发的水银分子所发射的紫外线能照射到容器2的内部。
构成容器2的基座部件2A和罩盖部件2B分别由一种例如氟塑料的材料制成，这种材料能透过微波但不能透过紫外线。此外，最好至少罩盖部件2B的材料能透过可见光。再有，最好用荧光材料涂覆在基座部件2A和罩盖部件2B的内表面或外表面的至少一部分上，或将荧光材料混合到基座部件2A和罩盖部件2B的材料中。
在图3中的婴儿奶瓶的凸出部5A和将该凸出部5A固定到奶瓶上的螺旋部5B是要消毒物件5的一个实例。消毒器1可用于任何需要消毒的物品，而不限制于上述物件5。
下面将描述使用消毒器1的方法。将凸出部5A安装到预先经过冲洗的螺旋部5B上，并将该螺旋部5B放置在基座部件2的保持器4上，放置的方法是将螺旋部5B的内周表面与形成在保持器4上的突起接合，然后使罩盖部件2B与基座部件2A接合。因此，如图3所示，位于基座部件2A上的第一球管3A面对着物件5的内表面，而位于罩盖部件2B上的第二球管3B面对着物件5的外表面。
在这种状态下，如图4所示，将消毒器1放入微波炉(微波发生器)6的内部6A。将门6B关闭后，起动微波炉6，以发射微波。
微波不仅通过消毒器1的容器2(基座部件2A和罩盖部件2B)，而且通过物件5(凸出部5A和螺旋部5B)照射到第一球管3A上。此外，微波通过消毒器1的容器2(基座部件2A和罩盖部件2B)照射到第二球管3B上。
照射到第一球管3A和第二球管3B的微波激发了第一球管3A和第二球管3B内部的水银分子，并使受激发的水银分子发射紫外线。另外，紫外线向外通过第一球管3A和第二球管3B发射并照射到物件5的内表面和外表面上。紫外线的波长例如为具有消毒作用的254nm，因而可对物件5的内表面和外表面进行消毒。此外，利用由第一球管3A和第二球管3B发射的紫外线产生臭氧气体，并且臭氧气体封闭在容器2内，这样就可同时利用臭氧进行消毒处理。
由于第一实施例的消毒器1很容易对物件进行消毒，特别是在利用家用微波炉时，所以它能用于对放入婴儿嘴中的物件，如橡皮奶头、玩具等以及上述的婴儿奶瓶的凸出部和螺旋部进行消毒。
一般来说，有许多种具有旋转平台的家用微波炉，在第一实施例的消毒器1中，第一球管3A和第二球管3B分别固定在构成容器2的基座部件2A和罩盖部件2B上，并且物件5固定在基座部件2A的保持器4上，这样，即使由于平台的旋转而产生振动时，物件5与第一球管3A和第二球管3B之间的相对位置关系也决不会改变。因而可平稳地对物件5进行消毒。
此外，由于构成容器2的基座部件2A和罩盖部件2B是用不能透过紫外线的材料制成的，所以第一球管3A和第二球管3B发射的紫外线决不会泄漏到容器2的外部。因此，紫外线不会从微波炉6的窗口6C或通风口6D泄漏出去。当使用者在利用消毒器1对物件进行消毒的同时又在微波炉附近进行另一种操作时，紫外线也决不会产生偏差地射入使用者的眼睛，所以紫外线不会对使用者造成伤害。
此外，在基座部件2A和/或罩盖部件2B的内表面或外表面上可涂覆荧光材料，或者也可将荧光材料混入基座部件2A和/或罩盖部件2B的材料中，因此当第一球管3A和第二球管3B发射紫外线时，荧光材料发射出可见光。因此，当至少容器2的罩盖部件2B是例如透明和无色的，以便透过可见光时，使用者通过观察透过罩盖部件2的可见光可识别紫外线消毒的处理状况。另外，可以观察透过罩盖部件2B的可见光的亮度，在可见光的亮度减弱时，可发现第一球管3A和第二球管3B已有损坏。
此外，当完成紫外线消毒并且容器2仍保持密封时，由于密封在容器2内的臭氧气体可继续进行消毒。
另外，在第一实施例中，当消毒后的物件5从容器2上卸下后，捏住螺旋部5B，可将物件5从基座部件2的保持器4上卸下，这样就减少了与直接放入婴儿嘴中的凸出部5A接触的可能性。毫无疑问，在设计基座部件2A的侧壁高度和保持器4的形状时应使消毒后的物件5能很容易地卸下来。
第二实施例
下面参照附图描述本发明的第二实施例。图5是表示本发明的第二实施例的消毒器11的结构的透视图。图6是表示消毒器11的结构的剖视图。图7是表示要消毒的物件15保持在消毒器11上的状态的透视图。图8是表示在进行消毒时，将消毒器11放入微波炉16内的状态的透视图。
从附图中可以看出，在第二实施例中的消毒器11由一个圆盘形保持器12、一个固定在保持器12的中心部位的大致为钟形的球管13等构成。在使用消毒器11时，将物件15直接放置在球管13上部。保持器12同时用作支承球管13的球管支座和固定物件15的保持器。
通过将保持器12的上表面从球管13处向外延伸出一个凸缘部分12A，可使消毒器11能利用该凸缘部分12A进行处理。这样在处置消过毒的物件时，可减小会对物件15造成污染的担心。
与上述第一实施例相似，球管13是通过将水银蒸气封装在中空玻璃容器内而形成。婴儿奶瓶的凸出部是物件15的一个实例。无可置疑，要消毒的物件不限于所举的实例。
在第二实施例中，球管13的外部的至少一部分的外形与物件15的内表面的至少一部分的外形相一致。因此，在不使用容器的情况下，球管13与物件15之间的相对位置关系可保持稳定。这样可避免由于微波炉16平台的旋转造成的振动而使消毒效果不均匀的现象。
此外，通过使球管13的形状和尺寸的至少一部分相对于物件15的形状和尺寸的至少一部分具有预定的关系(例如外形相似)，就能使球管13与物件15的目标表面(在这种情况下为内表面)之间的距离可保持很短并且距离基本恒定，尽管这样减小了多方面的适应性。因此，球管13发射的紫外线能有效地照射到物件15的目标表面上。此外，球管13的一部分可与物件15的目标表面(内表面)相接触。而且，球管13的形状不限于钟形，它还可以有其它形状，如圆筒形。
在第二实施例中，紫外线主要照射到物件15的内表面上，并且由于紫外线可透过物件15，所以可对外表面进行了消毒，这样在外表面上必定未能获得与内表面相同的消毒作用。然而，利用紫外线至少能对难以进行冲洗的内表面进行有效的消毒。
第三实施例
下面描述本发明的第三实施例。图9是表示第三实施例的消毒器21的结构的透视图。图10是表示将要消毒的物件25固定在消毒器21上的状态的剖视图。
从附图中可以看出，第三实施例基本上是上述第二实施例的一种变型，其中具有垂直壁22A的托盘22用作物件25的保持器，取代了圆盘形保持器。托盘22的垂直壁22A的内径基本上相同于或稍大于物件25的底座25A的外径。因此，当物件25固定在消毒器21上时，托盘22和物件25之间很少发出响声。因此球管23与物件25之间的相对位置关系可保持稳定，并且球管23与物件25之间的距离可保持很短并且距离基本恒定。因此，球管2发射的紫外线能有效地照射到物件25的目标表面上。
此外，在托盘22的中心形成一个配合部分22B，这样球管23的底部23A可装配到该配合部分上。也就是说，球管23可与托盘22分离。因此，在将托盘22和球管23拆卸下来后可对消毒器21进行冲洗。
附图中表示出在沿托盘22的整个圆形周边形成垂直壁22A的一个实例，但不局限于所举的实例，还可部分地设置垂直壁。其它结构与作用与上述第二实施例中的相同，因此这里省略了对它们的描述。
第四实施例
现在描述本发明的第四实施例。图11是表示第四实施例的消毒器31的结构的透视图。
消毒器31由一个圆盘形保持器32、一个固定在保持器32的中心处的基本为钟形的第一球管33A、一个面朝第一球管33A设置的第二球管33B构成，其使用方式是将一个物件35直接放置在第一球管33A的上面。与图5所示的第二实施例相比，不同之处在于还设置一个第二球管33B，该球管用于向物件35的外表面发射紫外线。
第二球管33B的形状可以与第一球管33A相同或不同。此外，可使用一个用于支承第二球管33B的支座，该支座面对着第一球管33A。另外，可使用磁铁将第二球管33B固定在微波炉的烹调空间的顶板上。此外，可用使用多个第二球管33B，以便使紫外线能均匀地照射到物件35的外表面上。
按照本发明的第四实施例，紫外线能照射到物件35的内表面和外表面上，从而可达到比上述第二实施例更好的效果，这样就能以基本相同的水平对物件35的内表面和外表面进行消毒。
图12是表示第四实施例的消毒器31的一种变型的结构的剖视图。第二球管33B固定在第二保持器32B上，并且环形物件35B，如婴儿奶瓶的螺旋部由形成在第二保持器32B上的钩形件34固定。与第二保持器32B不同，标号32A表示固定第一球管33A的保持器，放置在第一球管33A上面的物件(例如婴儿奶瓶的凸出部)用标号35A表示。
在图12所示的变型中，第二球管33B的形状与第一球管33A相同，并且第二保持器32B以下述方式支承第二球管33B：第二球管33B的顶部从形成在(环形)物件35B中心的开口处伸出。利用这种结构，使从物件35B的开口伸出的第二球管33B的顶部发射的紫外线照射到物件35A上，从而利用紫外线对物件35A的外表面进行了消毒。此外，紫外线是从由物件35B覆盖的第二球管33B的一部分上发射的，以便照射物件35B的内表面。这样就能利用紫外线对物件35B的内表面进行消毒，并同时能对多个物件，如婴儿奶瓶的凸出部和螺旋部进行消毒。
第五实施例
现在描述本发明的第五实施例。图13是表示第五实施例的消毒器41的结构的透视图。图14是表示容器42处于打开状态的透视图。
消毒器41由构成管状容器42的一个基座部件42A和一个罩盖部件42B、一个固定在基座部件42A的底部的第一球管43A、一个固定在罩盖部件42B的顶板上的第二球管43B等构成。与图12的钩形件34类似的钩形件(图中未示出)形成在罩盖部件42B的顶板上，以利用这些钩形件固定环形物件45B，如婴儿奶瓶的螺旋部。此外，物件45A，如婴儿奶瓶的凸出部直接放置在位于基座部件42A底部的第一球管43A上面。然后使罩盖部件42D与基座部件42A接合，以密封容器42，并将消毒器41放置在微波炉(图中未示出)内，以便进行微波照射。
构成容器42的基座部件42A和罩盖部件42B分别由能透过微波但不能透过紫外线的材料制成，如氟塑料。此外，最好至少罩盖部件42B能透过可见光线。再有，最好用荧光材料涂覆在基座部件42A和罩盖部件42B的至少一部分上，或将荧光材料混合到基座部件42A和罩盖部件42B的材料中。
在第五实施例中的消毒器进一步提高了上述第四实施例的效果，该实施例由于有密封容器42而具有下述作用，即利用第一球管43A和第二球管43B发射的紫外线而产生的臭氧进行消毒的作用。此外，由于紫外线照射到荧光材料上而产生可见光，所以使用者可通过透过容器42的可见光识别紫外线消毒的处理状况。
在图15和16中表示第五实施例的一种变型。图15是表示第五实施例中的消毒器41的一种变型的透视图。图16是表示容器42处于打开状态的透视图。在该变型中，在容器42上形成可打开的通风口47。
如图16所示，在基座部件42A的上端形成一个装配到罩盖部件42B内周边上的延长部分44，并在该延长部分44上以预定角度形成多个开口47A。类似地，在罩盖部件42B的下端附近形成多个开口47B。在罩盖部件42B与基座部件42A的延长部分44接合的状态下，罩盖部件42B可相对基座部件42A旋转，这样可形成开口47A与开口47B完全重合的状态、开口47A与开口47B部分重合的状态及开口47A与开口47B不重合的状态。也就是说，打开和关闭开口，以及通风口47的开口面积可以调节。
利用这种结构，消毒器可按下述方式使用。例如，当通风口47开启的状态下进行微波照射时，第一球管43A和第二球管43B发射紫外线，物件45A和45B不仅利用紫外线进行消毒，还利用由于紫外线的照射而产生的臭氧气体进行消毒。此外，臭氧气体通过通风口47释放到容器42的外部，这样，利用臭氧气体可对容器的外部和微波炉的内部进行消毒。再有，可防止臭氧气体的气味附着在容器42的内侧，特别是由于臭氧气体释放到容器42外部可防止气味附着在物件45A和45B上。
第六实施例
现在描述本发明的第六实施例。第六实施例涉及一种无极发射球管。图17是表示第六实施例中的球管50的结构的透视图。图18是球管50的剖视图。
在第二至第五实施例中，分别使用了钟形球管。在第六实施例的球管50中，在高度的中心附近形成一个直径较小的部分51A，该部分51A的内直径和外直径比其它部分小。球管50由中空部件51构成，其中至少一部分，最好除了底部之外的全部都是用可透过微波和紫外线的材料制成，并将发射紫外线的材料52封装在中空部件51内。
当水银、氘、硫或类似物质在接收微波的电场能时，通过离子放电发射紫外线，并保持发射状态，即利用微波的电场能激发的上述物质作为发射紫外线的物质52时，可单独使用或与另外的物质共同使用。
当使用水银作为发射紫外线的物质52时，中空部件51的容量和水银的数量可用下述方式选择：在发射微波(放电)过程中，在中空部件51内的水银蒸气的压力为1.33×10-1至1.33Pa(1×10-3至1×10-2乇)。这就是说，向球管50照射微波而使其发射紫外线时，通过调整水银的量，可使少量的水银能有效地发射紫外线，从而使中空部件51内的所有水银蒸发，水银蒸气的压力为1×10-3至1×10-2乇。另外，当发射紫外线的物质52包括氘时，氘的压力在25℃时最好等于或小于34×133Pa(34乇)。
下面将描述在中空部件51的高度的大致中心附近设置小直径部分51A的原因。
当微波照射到球管50上并且球管50内的水银分子发射紫外线时，一部分紫外线碰撞到漂浮在球管50内的水银分子并被水银分子吸收。吸收紫外线的水银分子被激发并使球管50内的温度上升。当温度升高时，水银分子的运动加剧，从而使分子与紫外线碰撞的概率更高，并且吸收紫外线的概率也增高了。
在与水银蒸气的激发相对应的紫外线量的增加大于紫外线的吸收量的增加的温度范围内，紫外线量的增加与温度的升高量相对应。但是，当温度高于处理温度时，紫外线的吸收量的增加超过紫外线发射量的增加，这样就使紫外线的量减小。因此，在球管50内，某一部分(最冷点)的温度低于其余部分的温度，并且该温度选择靠近处理温度附近，在该温度下，紫外线的量最大。波长为254nm的紫外线是对于消毒是有效的，该波长的紫外线具有较高的吸收系数，因此，其处理温度较低，约为42℃。
当在球管50内设置最冷点时，除最冷点外的任何部分的温度都高于最冷点的温度，因而水银分子的动能较大，但分子的密度较低。另一方面，在最冷点附近，水银分子的动能较小，分子的密度较高。因此，在最冷点的附近的接近处理温度的温度下，能有效地发射紫外线。由于在除最冷点外的部分水银分子的密度较低，所以紫外线的吸收概率较低。这样球管50的状态就与紫外线在处理温度附近的温度下发射的状态相类似，从而能保持球管50发射的紫外线的量。
上面描述了由于微波的照射而发射紫外线后的情况。但应考虑到，在开始进行微波照射之前，水银分子均匀地分布在球管50的中空部件51内。由于外径和内径较小的小直径部分51A要比位于中空部件51的其它部分的直径小，所以在起动时，分布在小直径部分51A附近的水银分子的量要小于分布在其它部分的水银分子的量。因此，当开始进行微波照射时，在小直径部分附近的水银分子接收的总能量要小于其它部分的水银分子接收的总能量，因此，在小直径部分51A附近的发热量较小。因此，即使在开始照射微波并因而使水银分子开始发射紫外线时，小直径部分51A附近温度的升高也慢于中空部件51的其余部分温度的升高，因此，在小直径部分51A附近的温度总是低于其余部分的温度，并且该部分成为球管50内的最冷点。由于小直径部分51A附近的发热量与小直径部分51A附近的中空部件51的辐射能量在处理温度附近相平衡，所以可继续长期有效、稳定地发射紫外线。
由于作为球管50的最冷点的小直径部分51A不必定位于高度中心附近，所以毫无疑问，该最冷点可设置在其余部分上。此外，由于最冷点处的温度不必与紫外线的处理温度相一致，所以使最冷点的温度接近处理温度就足够了。例如，当紫外线的波长为上述的254nm时，最冷点的温度等于或小于50℃就足够了。此外，球管50的中空部件不必为如附图所示的小直径部分51A，只需具有较小横截面积的部分比形成在内表面的至少一部分上的另一部分的横截面积小就足够了。当用中空部件的内表面形成的突起取代小直径部分51A时，可获得相同的效果。
如图18所示，在中空部件51内的底部附近还设置一个用金属箔，如铝箔制成的辅助部件53。由于该辅助部件53吸收微波的能并产生热，所以使该辅助部件53周围的温度升高，从而可使水银蒸发。这样，从进行微波照射的一开始，就能立即稳定地发射紫外线。
此外，球管50的高度(或中空部件51的最长部分的长度)最好基本上等于微波波长的至少一半长度“L”，或等于微波波长的整数倍。该长度“L”随实际使用的微波的波长而变化。例如，当微波的波长为12cm时，波长的一半长度“L”为6cm，所以球管50的高度(或中空部件51的最长部分的长度)可选择为约6cm(60mm)。
也就是说，由于球管50可看成一个微波天线，所以当天线的长度等于接收的无线电波的波长的一半长度时，天线的两端对应于波的波节，并且天线的中心对应于波腹，这样就形成波的谐振，并且可有效地吸收微波。因此，微波能可有效地被吸收，并可增加紫外线的量。由于高度或长度为60mm是球管的相当合理的尺寸，所以很适合于对大尺寸或大面积的物件进行消毒，或很适合于同时对多个物件进行消毒。
第七实施例
现在描述本发明的第七实施例。在上述第一至第六实施例中，物件(如婴儿奶瓶的凸出中和螺旋部等等)设置在球管的上面，以便于进行消毒。在第七实施例中，要消毒物件的目标部分装在球管的中空部分内，以便进行消毒。图19是表示第七实施例的球管63和物件65的形状的透视图。图20是表示物件65装在球管63内的状态的剖视图。
具有柔性的物件65是一种例如放入婴儿嘴内的橡皮奶头。球管63的形状和尺寸基本上与要消毒的物件65的目标部分的形状和尺寸相同，但稍大。由于球管63的开口63A小于中空部分的最大直径，所以利用物件65的弹性变形可将其装入球管63的中空部分内，并可在消毒后将物件65从中空部分中取出。标号65A表示用于防止抓住橡皮奶头的环形挡板。
球管63基本上是一个内部中空的球体，构成该球体的壁部分又制成中空的，水银蒸气封装在该中空部分内。另外，壁部分也可不制成中空的，由于接收微波的电场能而发射紫外线的材料，例如硫，可混合在构成壁部分的材料内。
如上所述，由于球管63的紫外线发射面的形状基本上与物件65的目标部分的形状相同，并且它们相互紧密接触，因此可彻底、均匀地对物件65的目标部分进行消毒。
球管63的外部不局限于球体，也可以是管状、长方体状或类似形状。此外，物件65的目的部分的形状不局限于球体，也可是旋转体或其它形状。
与上述结构相反，当要消毒的物件基本上是具有中空部分的球体，并且是用弹性材料，如橡胶制成时，球管的形状可以是中空球体，利用物件的弹性可将物件放置在球管的外侧上。
第八实施例
现在描述本发明的第八实施例。在第八实施例中，为了进行消毒，物件紧靠地放置在球管上。图21是表示第八实施例的消毒器71和物件75的形状的透视图。图22是表示物件75放置在消毒器71上的状态的剖视图。图中示出的物件75实例是用于冲洗盘子的海绵。
消毒器71由托盘72和球管73构成，托盘72例如是环形、椭圆形、丸形、矩形或类似形状的，球管73固定在托盘72底部，并在中心部分形成凸起的曲面。球管73例如是玻璃的中空部件，水银蒸气或类似物质封装在该中空部件内。
由于物件75是弹性部件，如上述的海绵，所以物件75最好可弹性变形，以便在物件75置于托盘72的球管73上的状况下，通过从上部施加压力使物件75的底部与球管73的表面紧密接触。因此，可使用一个图中未示出的盖，以将物件75从托盘72上方压到球管73上。
利用第八实施例，由于球管73和物件75紧密接触，所以在将它们放入微波炉内照射微波，以对物件进行消毒时，即使由于平台的旋转而产生振动，球管73与物件75之间的相对位置关系也不会改变。
第九实施例
现在描述本发明的第九实施例。与第八实施例相类似，在第九实施例中，物件紧靠地放置在球管上，以进行消毒。图23是表示第九实施例的消毒器81和要消毒的物件85的形状的透视图。图中示出作为物件85的一个实例的牙刷。
消毒器81由例如托盘82和球管83构成，托盘82例如是环形、椭圆形、丸形或类似形状的，球管83固定在托盘82底部，并在中心部分形成凸起的曲面。球管83例如是玻璃的中空部件，水银蒸气或类似物质封装在该中空部件内。用于与物件(牙刷)85的手柄85B配合的缺口82A形成在托盘82的垂直壁部分上。
由于物件85是上述的牙刷，所以在物件85放置在托盘82的球管83上的状态下，当牙刷85的手柄85B装到托盘82A的缺口82A上时，刷毛部分85A发生弹性变形，因而使刷毛部分85A的顶端与球管83的表面紧密接触。可使用一个盖(图中未示出)以密封物件85的刷毛部分85A。在后一种情况下，发射紫外线和产生臭氧气体进行消毒可同时进行。此外，由于已知牙刷的长度是周期性变化的，以跟随牙齿的凹凸变化，因此可在球管的表面设置周期性变化的凹凸形状。
利用第九实施例，由于球管83与刷毛部分85A，即要消毒的物件的目标部分紧密接触，所以在将它们放入微波炉内照射微波，以对物件进行消毒时，即使由于平台的旋转而产生振动，球管83与物件85之间的相对位置关系也不会改变。
其它应用
在上面描述的实施例中，将家用微波沪作为微波发生器。但是，本发明不受上面描述的限制，也可采用商业用途的专用微波发生器。由于要消毒物件不局限于婴儿奶瓶的凸出部和螺旋部、橡皮奶头、牙刷、洗盘用的海绵等，而是可应用于能利用紫外线消毒的各种物件，如婴儿奶瓶的主体、可重复利用的容器等等。
从对上述实施例的描述中可以看出，通过使要消毒物件的至少一部分与球管接触，使球管发射的紫外线至少直接照射到物件目标表面的接触部分上，这样可有效地利用紫外线进行消毒。
此外，通过使球管的至少一部分形状与物件的目标表面的形状相一致，使球管的形状与物件的目标表面相互面对的该部分成为一个定位件。因此，球管与目标表面之间的距离不会发生变化，并即使在从外部施加振动时也能基本上保持恒定，这样就能平稳地对物件进行消毒。
另外，当设有与球管外形基本相同的辅助球管，并且球管与辅助球管分别设置，以向物件的多个目标表面照射紫外线时，就能同时对多个目标表面，如同一物件的内表面和外表面进行消毒。
再有，在将球管和要消毒物件放入可打开的容器内后，利用照射紫外线的同时产生的臭氧气体对物件进行进一步消毒。如果容器还没打开，在一段预定的时间内，臭氧气体密封在容器内，因而在预定时间内可维持臭氧气体的消毒。
另外，当在容器上设置可打开的通风口时，打开通风口后，可使通过照射紫外线而产生的臭氧气体由通风口释放到容器的外部，这样就可去除臭氧气体的气味。此外，当容器是在通风口打开的状态下使用时，臭氧气体通过通风口流向外部，从而可对容器外部进行消毒。
此外，当容器是用不能透过紫外线的材料制成时，紫外线决不会泄漏到容器的外部。因此，即使使用者在进行消毒时还在微波炉附近进行其它操作，紫外线射入使用者的眼睛的可能性极小，这样就可防止紫外线对人造成伤害。
另外，当容器的一部分是用能透过可见光的材料制成时，在利用紫外线消毒时就可无伤害地观察容器的内部情况，这样可确认消毒的处理状况。
另外，当在容器的内表面或外表面的至少一部分上涂覆荧光材料时，或当将荧光材料混合到容器的材料中时，在发射紫外线的同时还能发射可见光，并且可见光透射到容器的外部，这样使用者就能利用可见光确认紫外线消毒的处理状况。而且，利用可见光强度的减弱可发现球管已损坏。
另外，当球管的中空部件在内表面上突起或具有直径小于其它部分的部分时，在照射微波期间，该突起或小直径的部分附近成为球管温度的最冷点。而且，当最冷点的温度选择为等于或小于50℃时，可连续有效地发射紫外线。
而且，当中空部件各部分的尺寸中的最大尺寸基本上等于微波波长的一半长度，或等于其整数倍时，利用微波的谐振可有效地吸收微波能，以发射紫外线。
另外，当球管具有能利用微波激发封装的材料发射的辅助部件时，辅助部件吸收微波能后所产生的热使球管内的温度升高，所以可激发该材料(如水银)发射紫外线。因此，在刚一开始发射紫外线后，就立即能提高紫外线的发射量。
该应用基于在日本申请的专利申请2001-315237，因此该专利申请的内容也共同作为本申请的参考文献。
尽管上面已参照附图并通过实例全面地描述了本发明，但应理解到，本领域的专业技术人员显然可进行各种变换和改进。因此，除非那些变换和改进脱离了本发明的范围，否则它们都应被解释为落入了本发明的范围之内。
工业应用
如上所述，本发明的消毒器可利用微波发生器，如家用微波炉产生的紫外线对物件进行消毒。
Claims (18)
1.一种消毒器，它通过对要消毒的目标表面照射紫外线来对物件的目标表面进行消毒，它包括：
一个无极发射球管，它包含由于照射微波而接收微波能时发射紫外线的材料；
一个球管支座，用于支承该球管；
一个保持器，用于以物件的目标表面面对着该球管的紫外线发射表面的方式固定物件。
2.按照权利要求1的消毒器，其中所设置的球管的至少一部分与物件接触。
3.按照权利要求1的消毒器，其中球管的至少一部分的形状与物件的目标表面的形状相一致。
4.按照权利要求1的消毒器，还包括一个辅助球管，它的形状与球管的形状基本相同，其中球管与辅助球管分别以能使紫外线照射到物件的多个目标表面的方式设置。
5.按照权利要求4的消毒器，其中具有目标表面的另一物件和透射紫外线的部分以这样的方式固定：目标表面面对着辅助球管，透射紫外线的部分设置在辅助球管与上述物件之间。
6.按照权利要求1的消毒器，其中球管和物件容纳在可打开的容器内。
7.按照权利要求6的消毒器，其中在容器上设置可打开的通风口。
8.按照权利要求6的消毒器，其中容器是用不能透过紫外线的材料制成的。
9.按照权利要求6的消毒器，其中容器的至少一部分是用能透过可见光线的材料制成的。
10.按照权利要求6的消毒器，其中将能利用紫外线发射可见光的荧光材料涂覆到容器的内表面或外表面上，或将荧光材料混合到容器的材料中。
11.按照权利要求1的消毒器，其中球管包括一个中空部件，它是无极和气密的、并且紫外线能从它的至少一部分上透过；以及一种封装材料，它封装在中空部件内，并在接收微波的电场能时能发射紫外线；该封装材料是水银；封装的水银的量以这样的方式确定：当在进行微波照射时，蒸发后的水银的压力为1.33×10-1至1.33Pa(1×10-3至1×10-2乇)。
12.按照权利要求11的消毒器，其中封装的水银的量这样确定：当进行微波照射时，应能使水银全部蒸发。
13.按照权利要求1的消毒器，其中球管包括一个中空部件，它是无极和气密的、并且紫外线能从它的至少一部分上透过；以及一种封装材料，它封装在中空部件内，并在接收微波的电场能时能发射紫外线；并且该封装材料包括氘。
14.按照权利要求13的消毒器，其中氘的压力在25℃的温度下等于或小于34×133Pa(34乇)。
15.按照权利要求1的消毒器，其中球管包括一个中空部件，它是无极和气密的、并且紫外线能从它的至少一部分上透过；以及一种封装材料，它封装在中空部件内，并在接收微波的电场能时能发射紫外线；并且该封装材料包括硫。
16.按照权利要求11的消毒器，其中中空部件的内表面上具有突起或具有直径小于其它部分的部分，在照射微波期间，该突起或该具有较小直径部分的附近成为球管温度的最冷点，最冷点的温度选择为等于或小于50℃。
17.按照权利要求11的消毒器，其中中空部件各部分的尺寸中的最大尺寸选择为：基本上等于微波波长的一半长度，或等于其整倍数。
18.按照权利要求11的消毒器，其中球管具有一个辅助部件，它能利用微波激发封装材料的发射。
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