JP2005334756A - 電磁波照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の装置では、ケーシングにＵＶセンサを取り付けて紫外線光源の出力量を検出すると、ＵＶセンサの受光面が処理対象物の影響を受けて紫外線等の電磁波の正確な出力量を検出することができない。
【解決手段】 水が収納されるケーシング８と、水に対して紫外線放射部から所定の紫外線を放射すると共に紫外線放射部の一部がケーシング８から露出される１又は２以上の紫外線ランプ２０と、この紫外線ランプ２０をケーシング８に保持する保持具２２と、この保持具２２に装着されると共に紫外線放射部の露出部を覆う被覆部材３０と、紫外線ランプ２０の出力量を検出する紫外線センサ３３と、を備えて構成される。被覆部材３０の外面に紫外線センサ３３を固定すると共に、紫外線センサ３３の受光部と紫外線ランプ２０とを連通する連通路４０を被覆部材３０に設ける。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電磁波（特に、波長が１００ｎｍから４８０ｎｍまでの範囲内にある紫外線及び可視光線）を放射して処理対象物を殺菌、加熱、反応等させるための電磁波照射装置に関し、特に、処理対象物が収納されるケーシングから電磁波放射部の一部が露出された電磁波発生源の出力量を電磁波検出センサで検出するようにした電磁波照射装置に関するものである。

従来の、この種の電磁波照射装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、浄水装置及びそれを用いた温水プール浄水システムに関するものが記載されている（第１従来例）。この浄水装置は、「１本乃至複数本の紫外線照射ランプを設置した円筒状の紫外線照射タンクと、前記紫外線照射タンクの下部（上流側）の接線方向に配設された原水が供給される原水供給部と、前記原水供給部に配設された紫外線照射タンクの水流量が調節される流量制御バルブと、前記紫外線照射タンクの円周側壁に前記紫外線照射ランプ数と同数且つ前記紫外線照射ランプ毎に対向して貫設された紫外線照射強度を測定するＵＶセンサと、前記紫外線照射タンク内やその上流側もしくは下流側に設置された水温を測定する温度センサと、前記紫外線照射ランプ及び／又は前記流量制御バルブの制御及び前記温度センサの出力により水への紫外線照射量を補正するコントローラと、前記紫外線照射タンクの上部（下流側）の接線方向に配設された浄化された水を排出する浄化水排出部と、を備えている」ことを特徴としている。

この浄水装置によれば、「紫外線照射タンクの下部（上流側）の接線方向に原水供給部及び上部（下流側）の接線方向に浄化水排出部が配設されているので、原水が紫外線照射タンク内で紫外線ランプに衝突しながら旋回流状態で乱流撹拌され相転換が起こるので、懸濁物質が紫外線照射ランプやＵＶ照度測定部に付着することを防止できる。原水が旋回しながら撹拌され相転換することから、紫外線照射ランプの紫外線への暴露率が高く高い殺菌性を得ることができる」等の効果が期待される。

また、従来の電磁波照射装置の他の例としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、紫外線殺菌装置に関するものが記載されている（第２従来例）。この紫外線殺菌装置は、「紫外線光源と、該光源を包囲する外槽と、前記光源と外槽間に形成される殺菌空間と、前記光源に対向して設けた受光器と、該受光器の出力変化により駆動される警報装置とより成る」ことを特徴としている。
特開２０００−７０９２８号公報 実開昭５１−４００９８号公報

しかしながら、このような従来の電磁波照射装置においては、第１従来例の場合には、ケーシングである紫外線照射タンクに複数のＵＶセンサが取り付けられており、そのＵＶセンサの受光部が処理対象物に直接接触する構造となっていた。そのため、ＵＶセンサの受光部が処理対象物によって影響を受けることがあり、例えば、処理対象物が受光部に付着することによってセンサの感度が低下し、紫外線ランプの正確な出力量を測定することができないという課題があった。

また、第２従来例の場合には、紫外線光源の一部がケーシングである外槽の外に露出されており、その露出部にはキャップが装着されていて、そのキャップに貫通孔を設け、その貫通孔にＵＶセンサを嵌合固定する構造となっていた。そのため、ＵＶセンサの受光部が処理対象物によって汚染されることがないことから、紫外線光源から放射されている電磁波の測定には適しているが、ＵＶセンサが貫通孔に嵌め込まれているため、紫外線光源から発生する熱が貫通孔内にこもってしまい、ＵＶセンサの温度が許容範囲以上に上昇してしまう。その結果、ＵＶセンサの加熱によって出力が不安定になり、紫外線光源から放射される電磁波の出力量を正確に測定することができないという課題があった。

解決しようとする問題点は、ケーシングにＵＶセンサを取り付けて紫外線光源の出力量を検出すると、ＵＶセンサの受光面が処理対象物の影響を受けて正確な値を検出することができないという点にある。また、ケーシング外にＵＶセンサを取り付けるとしても、キャップの貫通孔のような場所にＵＶセンサを設置すると、紫外線光源から放射される熱によってＵＶセンサの温度が高くなり、ＵＶセンサの出力が不安定になって同じく正確な値を検出することができない点にある。

本出願の請求項１記載の電磁波照射装置は、処理対象物が収納されるケーシングと、処理対象物に対して電磁波放射部から所定の電磁波を放射すると共に電磁波放射部の一部がケーシングから露出される１又は２以上の電磁波発生源と、この電磁波発生源をケーシングに保持する保持具と、この保持具に装着されると共に電磁波放射部の露出部を覆う被覆部材と、電磁波発生源の出力量を検出する電磁波検出センサと、を備え、被覆部材の外面に電磁波検出センサを固定すると共に、電磁波検出センサの受光部と電磁波発生源とを連通する連通路を被覆部材に設けたことを最も主要な特徴とする。

本出願の請求項２記載の電磁波照射装置は、被覆部材の外面には、電磁波検出センサを固定するためのブラケットを設けたことを特徴とする。

本出願の請求項３記載の電磁波照射装置は、ブラケットは、電磁波検出センサを両面から覆う一対の挟持片からなり、この一対の挟持片間に電磁波検出センサを挟持したことを特徴とする。

本出願の請求項４記載の電磁波照射装置は、電磁波は、少なくとも１００ｎｍ乃至４８０ｎｍの波長領域を含むことを特徴とする。

本出願の請求項５記載の電磁波照射装置は、被覆部材は、紫外線不透過性フッ素樹脂で形成したことを特徴とする。

本出願の請求項６記載の電磁波照射装置は、保持具は、電磁波発生源が貫通される筒状部を有すると共に、この筒状部に嵌合される筒体部を被覆部材に設け、この筒体部を筒状部に装着した状態において連通路に合致される１又は２以上の連通穴を保持具に設けたことを特徴とする。

本出願の請求項７記載の電磁波照射装置は、被覆部材には、この被覆部材を保持具に固定するための固定手段を設けたことを特徴とする。

本出願の請求項８記載の電磁波照射装置は、被覆部材に装着されると共に電磁波発生源の所定以上の偏りを防止する姿勢規制部材を設けたことを特徴とする。

本出願の請求項９記載の電磁波照射装置は、姿勢規制部材には、電磁波発生源のリード線を外部に引き出すための切欠き部を設けたことを特徴とする。

また、本出願の請求項１０記載の電磁波照射装置は、姿勢規制部材には、電磁波発生源の熱を外部に逃がすための放熱路を設けたことを特徴とする。

本出願の請求項１記載の電磁波照射装置によれば、ケーシングに保持具を介して保持された電磁波発生源のケーシングから露出した部分を覆う被覆部材の外面に電磁波検出センサを固定すると共に、その受その受光部と電磁波発生源とを連通する連通路を被覆部材に設ける構成としたため、電磁波検出センサの受光部が処理対象物の影響を受けないようにできると共に、電磁波検出センサが受ける電磁波発生源の熱影響を少なくすることができる。そのため、電磁波検出センサの受光部が処理対象物によって影響を受けることがないため、受光部に処理対象物が付着することによるセンサ感度の低下を防止することができる。しかも、電磁波検出センサの温度が著しく上昇するのを防止することができ、電磁波検出センサの温度上昇によって出力が不安定になるのを防ぎ、電磁波発生源から放射される電磁波の出力量を正確に測定することができる。

本出願の請求項２記載の電磁波照射装置によれば、被覆部材の外面にブラケットを設けることにより、電磁波検出センサを被覆部材に対して簡単且つ確実に取り付けることができると共に、電磁波検出センサの調整を容易に行うことができる。

本出願の請求項３記載の電磁波照射装置によれば、被覆部材の外面に一対の挟持片を設けてブラケットを構成し、この一対の挟持片間に電磁波検出センサを挟持して固定することにより、電磁波検出センサをより一層強固且つ確実に取り付けることができると共に、電磁波検出センサの調整を容易に行うことができる。

本出願の請求項４記載の電磁波照射装置によれば、電磁波として少なくとも１００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長領域を含むことにより、処理対象物を殺菌し、化学反応させ、或いは加熱させたりして各種の処理を行うことができる。

本出願の請求項５記載の電磁波照射装置によれば、被覆部材の材質として紫外線不透過性フッ素樹脂を用いることにより、電磁波発生源から放射される電磁波としての紫外線に対する耐力が高く、紫外線によって電磁波検出センサ自体が蓄熱等して故障するのを防止することができる。

本出願の請求項６記載の電磁波照射装置によれば、保持具に筒状部を設けると共に被覆部材に筒体部を設け、筒状部に筒体部を嵌合した状態で、被覆部材の連通路に合致される１又は２以上の連通穴を保持具に設けることにより、保持具の外側に電磁波検出センサを設置することができ、被覆部材の取付構造を簡単にできると共に、電磁波検出センサが電磁波発生源から受ける熱影響を少なくして電磁波の出力量の検出精度を高めることができる。

本出願の請求項７記載の電磁波照射装置によれば、被覆部材に固定手段を設けることにより、保持具に対して被覆部材を所望の位置で確実に固定することができる。

本出願の請求項８記載の電磁波照射装置によれば、姿勢規制部材を被覆部材に装着することにより、電磁波発生源の所定以上の偏りを防止して、所定以上傾いた状態の電磁波発生源から出力される電磁波の誤測定を防止することができる。

本出願の請求項９記載の電磁波照射装置によれば、姿勢規制部材に切欠き部を設けることにより、その切欠き部から電磁波発生源のリード線を引き出して、当該リード線の処理を容易にすることができる。

また、本出願の請求項１０記載の電磁波照射装置によれば、姿勢規制部材に放熱路を設けることにより、その放熱路から電磁波発生源の熱を外部に逃がし、電磁波発生源の放熱効率を高めることができる。

電磁波検出センサの受光部が処理対象物の影響を受けることがないと共に、電磁波検出センサが電磁波発生源から受ける熱影響を少なくすることができ、電磁波発生源から放射される電磁波の出力量を正確に検出することができる電磁波照射装置を、簡単な構造によって実現した。

以下、本発明の実施の形態を添付した図面を参照して説明する。図１〜図１３は、本発明の電磁波照射装置の実施の形態を示すものである。即ち、図１は、本発明の電磁波照射装置の第１実施例を示す正面図、図２は、同じく側面図、図３は、図２の要部を拡大した断面図、図４は、図３の要部を拡大した断面図である。図５Ａ，Ｂは、本発明に係る被覆部材の平面図及び縦断面図、図６は、本発明に係る保持具の斜視図、図７は、本発明に係る姿勢規制部材の斜視図である。図８は、本発明に係る姿勢規制部材の第２実施例を示す断面図、図９は、同じく姿勢規制部材の第３実施例を示す断面図、図１０は、同じく姿勢規制部材の第４実施例を示す断面図、図１１は、本発明に係るカバー部材の斜視図、図１２は、本発明の電磁波照射装置の第２実施例の要部を示す断面図、図１３は、本発明に係る電磁波発生源の第３実施例を示す分解斜視図である。

ここで、本発明に係る「電磁波」について説明する。一般に「電磁波」は、波長の短い順にγ線（波長約１０^-2ｎｍ以下）、Ｘ線（１０^-3ｎｍ〜１０ｎｍ）、紫外線（１ｎｍ〜４００ｎｍ）、可視光線（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）、赤外線（８００ｎｍ〜１ｍｍ）及び電波（０．１ｍｍ以上）と分類される。本発明に係る「電磁波」は、前記電磁波のうち、波長が１００ｎｍから４００ｎｍまでの紫外線と、同じく波長が４００ｎｍから４８０ｎｍまでの可視光線を少なくとも含むものを対象とする。

図１及び図２には、本発明の電磁波照射装置の第１実施例として紫外線殺菌装置１を示す。この紫外線殺菌装置１は、処理対象物である水に、電磁波発生源の一具体例を示す紫外線ランプから紫外線を照射して、水に含まれている細菌や微生物等を殺菌処理し、衛生的な水を得ることができるものである。この紫外線殺菌装置１は、紫外線を照射して水を殺菌処理する殺菌処理装置２と、この殺菌処理装置２を制御して紫外線ランプによる水の紫外線殺菌処理を実行する制御盤３とから構成されている。殺菌処理装置２及び制御盤３は、共に縦長の構造とされていて、その高さは人の背丈と略同程度に設定されている。

制御盤３は、縦長の筐体４と、この筐体４の前面の開口部を開閉可能として筐体４に取り付けられた蓋体５とからな構成されている。筐体４内には、制御パネル、制御バルブその他の制御機器が収納され、操作ボタン等が配置されている。筐体４は、制御盤用支持台６に載置固定されていて、この制御盤用支持台６と一体的に処理装置用支持台７が設けられている。

処理装置用支持台７には、殺菌処理装置２のケーシング８の下部が支持固定されている。ケーシング８は、上面に開口された広口の円筒形の容器からなり、下面は球面状の底板によって閉じられている。ケーシング８の上部には支持バンド９が取り付けられ、その支持バンド９には支持板１０が固定されている。支持板１０の一端は制御盤３の筐体４の背面に固定されており、これによりケーシング８の上部を筐体４で支えて当該ケーシング８の倒れを防止している。

ケーシング８の下部には、側方に突出するように接続された供給管１１と、真下に突出するように接続されたドレン管１２とが設けられている。処理対象物である水は、供給管１１の供給口からケーシング８内に供給される。ドレン管１２は、ケーシング８内に残留する水をドレン口から外部に排出するために使用される。また、ケーシング８の上部には、側方に突出するように接続された排出管１５が設けられている。排出管１５の排出口からは、ケーシング８内で紫外線によって殺菌処理された衛生的な水が排出される。

ケーシング８の上部は、図３に示すような構成となっている。ケーシング８の上端には、外向きのフランジ部８ａが設けられている。このケーシング８のフランジ部８ａに円盤状の上蓋１７が載置されている。上蓋１７の直径はフランジ部８ａの外径と同程度に設定されており、ボルトとナットの組み合わせからなる複数個の固着手段１８によって上蓋１７がケーシング８に対して着脱可能に取り付けられている。

上蓋１７には、電磁波発生源の一具体例を示す紫外線ランプ２０の複数本が、それぞれ保護管２１及び保持具２２を介して保持されている。複数本の紫外線ランプ２０は、ケーシング８内を満遍なく照射できるように略均等に配置されている。１本の紫外線ランプ２０は、保護管２１内に挿入することによって保持されていて、その保護管２１が保持具２２に取り付けられている。これら紫外線ランプ２０と保護管２１と保持具２２等との結合関係を、図４に拡大して示す。

図４に示すように、保護管２１は、上面に開口された広口の円筒形の容器からなり、下面は球面状の底部によって閉じられている。この保護管２１は、紫外線の照射を受けても劣化することのない耐紫外線性を有する石英ガラス管や紫外線透過性フッ素樹脂によって形成する。この保護管２１の上部が、Ｏ−リング等の弾性部材を介して弾性的に支持されている。

図４及び図６に示すように、保持具２２は、上蓋１７に螺合して固定されるジョイント２３と、このジョイント２３に螺合して固定されるキャップ２４とから構成されている。ジョイント２３はリング状をなしていて、一面には上筒軸部２３ａが設けられ、他面には下筒軸部２３ｂが設けられている。そして、上下筒軸部２３ａ，２３ｂの各内面には、Ｏ−リング２５ａ，２５ｂを収納するための上下の環状溝２６ａ，２６ｂが設けられている。更に、ジョイント２３の下筒軸部２３ｂ側の端面には、Ｏ−リング２５ｃを収納するための環状溝２６ｃが設けられている。

この下筒軸部２３ｂを上蓋１７のネジ孔１７ａに螺合することによってジョイント２３が上蓋１７の上面に着脱可能に取り付けられている。そして、ジョイント２３の環状溝２６ｃに装着されたＯ−リング２５ｃにより、ジョイント２３と上蓋１７との間の液密性が保持されている。ジョイント２３の外周面には、その回動操作を容易にするためのローレットが設けられている。

キャップ２４は、ジョイント２３の上筒軸部２３ａに螺合されるナット部２４ａと、このナット部２４ａの一面側に連続して形成された円筒状の筒軸部２４ｂとから構成されている。ナット部２４ａの外周面には、その回動操作を容易にするためのローレットが設けられている。また、筒軸部２４ｂの外周面の４箇所には、周方向に等間隔あけて平面部２４ｃが設けられている。各平面部２４ｃは、筒軸部２４ｂの外周面の一部を切除することによって形成されている。各平面部２４ｃには、筒軸部２４ｂを半径方向に貫通する連通穴２７が設けられている。そして、筒軸部２４ｂの端面には、軸方向に貫通する貫通穴２８が設けられている。

このような構成を有するキャップ２４が、そのナット部２４ａを上筒軸部２３ａに螺合することによってジョイント２３に着脱可能に取り付けられている。そして、これらジョイント２３及びキャップ２４に保護管２１の上部である開口側が挿入され、その挿入部がジョイント２３に装着されたＯ−リング２５ａ，２５ｂとキャップ２４に装着されたＯ−リング２５ｄとによって弾性的に保持されている。保護管２１の上端部とキャップ２４との間には、保護管２１の上端部を保護するためのパッキン２９が介在されている。ジョイント２３及びキャップ２４の材質としては、紫外線に強いステンレス鋼が好適であるが、他の金属材料を用いることもできる。

キャップ２４には、被覆部材３０が着脱可能に取り付けられている。図５Ａ〜Ｃに示すように、被覆部材３０は、キャップ２４の筒軸部２４ｂに嵌合される筒体部３０ａと、この筒体部３０ａの外周面に一体に設けられた一対の挟持片３０ｂ，３０ｃとからなり、筒体部３０ａの軸方向に貫通穴３１が貫通されている。一対の挟持片３０ｂ，３０ｃは、筒体部３０ａの軸方向に所定の間隔をあけて互いに平行とされており、両挟持片３０ｂ，３０ｃ間に設けられた空間部３２に電磁波検出センサの一具他例を示す紫外線センサ３３が嵌合される。

一対の挟持片３０ｂ，３０ｃには、紫外線センサ３３をねじ止めするための挿通孔３４ａ，３４ｂが２個ずつ互いに対向するように設けられている。これらの挿通孔３４ａ，３４ｂには、紫外線センサ３３を貫通する取付ネジ３５が挿通される。これにより紫外線センサ３３は、図４に示すように、複数本の取付ネジ３５（本実施例では２本）によって一対の挟持片３０ｂ，３０ｃに締付固定されている。更に、一対の挟持片３０ｂ，３０ｃのうちの上挟持片３０ｂには、紫外線センサ３３の熱を放出するために複数の放熱孔３６が設けられている。そして、各挟持片３０ｂ，３０ｃの両端の角部には、接近して設置される他の被覆部材３０との干渉を防止するために通常より大き目の面取り部３７が設けられている。

一対の挟持片３０ｂ，３０ｃ間の筒体部３０ａには、貫通穴３１に連通される連通路４０が設けられている。この連通路４０は、空間部３２に保持された紫外線センサ３３の受光部と対応する位置に設定されている。これにより紫外線センサ３３の受光部と貫通穴３１との間には連通路４０の長さ分だけ隙間が設定されている。更に、連通路４０は、被覆部材３０をキャップ２４に装着した状態において、複数の連通穴２７のいずれかと重なり合う位置に設定されている。

また、筒体部３０ａには、被覆部材３０をキャップ２４に締付固定するための固定ネジ４１が螺合されるネジ孔４２が複数箇所（本実施例では３箇所）に設けられている。３箇所のネジ孔４２は、連通路４０と９０度回転変位した位置に設定されており、そのいずれか１箇所に固定ネジ４１が螺合される。固定ネジ４１は、図５Ａでは平小ねじで示しているが、図５Ｂ，Ｃでは六角ボルトで示している。このように、固定ネジ４１の形状は、図示実施例のものに限定されるものではない。

被覆部材３０の材質としては、ある程度の熱に耐えることができると共に、紫外線によっては劣化することがなく、耐紫外線性の高い紫外線不透過性フッ素樹脂が好適である。しかしながら、同じく熱に強くて紫外線にも強いセラミックスを用いることもできる。なお、ステンレス鋼については、同じく熱に強くて紫外線にも強いが、熱の伝導性が高いため、これを用いると紫外線センサ３３の温度上昇が懸念されるため、あまり好ましくはない。

このような構成を有する被覆部材３０が、図４では保持具２２を構成するキャップ２４の筒軸部２４ｂに嵌合されている。そして、固定ネジ４１の締め込みによって被覆部材３０がキャップ２４に締付固定されている。このとき、固定ネジ４１の先端面は筒軸部２４ｂの平面部２４ｃに当接されている。このように固定ネジ４１で平面部２４ｃを押圧するように取り付けることにより、固定ネジ４１が螺合されるネジ孔４２に対して連通路４０が９０度又は１８０度の角度関係を持って設置されているため、そのまま連通路４０と連通穴２７との位置合わせを行うことができる。しかも、固定ネジ４１で筒軸部２４ｂの曲面を押圧する場合に比べてより強固に被覆部材３０をキャップ２４に締付固定することができる。

図４に示すように、被覆部材３０の上部には姿勢規制部材４５が装着されている。姿勢規制部材４５は、紫外線ランプ２０が所定以上に傾くのを防止する等を目的として設けたもので、図４及び図７に示すような構成を有している。即ち、姿勢規制部材４５は、被覆部材３０の貫通穴３１に嵌合可能とされた筒軸部４５ａと、この筒軸部４５ａの軸方向の一端に連続された外向きのフランジ部４５ｂとから構成されている。

姿勢規制部材４５の筒軸部４５ａには、フランジ部４５ｂ側に形成された大径穴部４６ａと、この大径穴部４６ａと同心に形成された小径穴部４６ｂとが設けられている。そして、大径穴部４６ａには断面半円形の溝からなる複数の放熱路４７ａが設けられ、小径穴部４６ｂにも同じく断面半円形の溝からなる複数の放熱路４７ｂが設けられている。各放熱路４７ａ，４７ｂは、周方向に略等間隔に配置されていて、大径穴部４６ａの放熱路４７ａと小径穴部４６ｂの放熱路４７ｂとは、それぞれ互い違いとなるように設定されている。

また、姿勢規制部材４５には、周方向の１箇所において軸方向の一端から他端まで連続したスリット状の切欠き部４８が設けられている。この切欠き部４８は、保護管２１内に挿入された紫外線ランプ２０の先端から引き出されたリード線２０ａを外部に引き出すために設けたものである。また、切欠き部４８を設けることにより姿勢規制部材４５には、少々の弾性を周方向に付与することができる。姿勢規制部材４５の材質としては、アルミニウム合金や銅合金等の熱の伝導性が高い材料が好適であるが、エンジニアリングプラスチックその他の材料を用いることもできる。

紫外線ランプ２０は、波長範囲が１００ｎｍから４００ｎｍまでの紫外線のうち、少なくとも２４０ｎｍ〜３００ｎｍまでの波長範囲、特に２５４ｎｍ付近に強い線スペクトルを有する殺菌線を放射する殺菌ランプ（例えば、水銀入り放電管）である。この紫外線ランプ２０は、３００ｎｍ以下の光を透過する真っ直ぐな棒状の石英ガラス管又は紫外線透過性ガラス管５１と、このガラス管５１の両端を閉じる一対の電極栓５２ａ，５２ｂと、各電極栓５２ａ，５２ｂに取り付けられた電極５３ａ，５３ｂ等を備えて構成されている。各電極５３ａ，５３ｂにはリード線２０ａ，２０ｂの一端がそれぞれ接続されていて、各リード線２０ａ，２０ｂの他端が電極栓５２ａ，５２ｂをそれぞれ貫通して外部に露出されている。

この紫外線ランプ２０が、図４に示すように、保持具２２に保持されている保持管２１の開口部から挿入されている。この紫外線ランプ２０の一方の電極栓５２ｂとその近傍の電極５３ｂ部分は、キャップ２４の上面から上方（外部）に露出されている。そして、紫外線ランプ２０の挿入側の電極栓５２ａから引き出されたリード線２０ａは、保持管２１の内面と紫外線ランプ２０の外面との間の隙間を通して、保持管２１の上端開口部から外部に引き出されている。このとき、被覆部材３０に保持された紫外線センサ３３の受光部は、連通路４０、連通穴２７及び保護管２１を介して紫外線ランプ２０の電磁波放射部であるガラス管５１の電極５３ｂの近傍に対向されている。

紫外線センサ３３は、紫外線の照射を受けて紫外線出力量（入光パワー：ｍＷ／ｃｍ^２）に対応した信号（例えば、電圧値（Ｖ））を出力するもので、例えば、オムロン株式会社製のＵＶパワーモニタ（Ｆ３ＵＶ−Ａ３０／Ａ０３）等を用いることができる。

本発明に用いられる電磁波発生源としては、この実施例に示す紫外線ランプ２０に限定されるものではなく、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、超低圧水銀灯、キセノンランプ等を用いることができる。更に、半導体レーザによる紫外線発光方式や、光ファイバを用いてレーザ光を伝送して照射する方式等のように各種の電磁波放射手段を適用することができる。

また、上蓋１７の上面には、それぞれ保持具２２に保持された複数の紫外線ランプ２０の上部を覆うカバー部材６０が取り付けられている。カバー部材６０は、複数の紫外線ランプ２０の周囲を囲うリングカバー６１と、このリングカバー６１の上端の開口部を覆うカバープレート６２とから構成されている。リングカバー６１の下端には内向きのブラケット６１ａが複数箇所に設けられており、これらブラケット６１ａを貫通する固定ネジ６３によって上蓋１７に固定されている。また、リングカバー６１の上端には外向きのフランジ部６１ａが設けられており、このフランジ部６１ａとカバープレート６２の外周縁を貫通する複数個のボルト及びナットからなる固着手段６４によってカバープレート６２がリングカバー６１に対して着脱可能とされている。

このような構成を有する紫外線殺菌装置１は、例えば、次のようにして使用され、処理対象物の一具体例を示す水を紫外線で殺菌して衛生的な水を製造することができる。図２に示すように、紫外線によって処理される水は、ケーシング８の下部に設けた供給管１１の供給口からケーシング８内に導入された後、ケーシング８内を上昇して、ケーシング８の上部に設けた排出管１５の排出口から外部である他の装置に供給され、或いは図示しない貯水槽等に貯水される。この水が、ケーシング８内を移動する際にケーシング８の上端から下部近傍まで延在された複数本の紫外線ランプ２０の紫外線放射部から放射される紫外線によって殺菌され、衛生的な水に変えられて排出口から排出される。

このような紫外線殺菌装置１において、紫外線殺菌処理を効率良く行うためには、複数本の紫外線ランプ２０から放射される紫外線が、その紫外線ランプ２０から実際にどれだけ照射量が出力されているかが問題となる。例えば、紫外線ランプ２０の寿命が近づいた場合や、装置内における紫外線ランプ２０の周囲環境条件等によって出力自体が低下すると、そもそも所定量の紫外線照射が不可能になるため、目的とする紫外線殺菌処理を行うことができなくなる。また、紫外線ランプ２０による紫外線の放射量が所定量であったとしても、例えば、保護管２１の外周面が汚れていると、紫外線ランプ２０から放射された紫外線が保護管２１を通過できなくなり、同じく水に照射される紫外線が減少して、目的とする紫外線殺菌処理を行うことができなくなる。

これに対して、紫外線ランプ２０からの出力が直接測定され、更にきれいな状態の保護管２１を通過して測定され、これを出力の現在の基準値として用いることにより、実際の紫外線出力量又はそれに近い値に基づいて常に紫外線殺菌装置１を制御することができる。そのために、例えばケーシング８の中途部分に紫外線センサを取り付けて別個に紫外線出力量を測定し、その測定値と前記基準値とを比較することにより、ケーシング８に設けた内部を観察するための覗き窓の汚れか、処理対象物である液体自体の汚れか、紫外線ランプ２０自体の出力低下か、等を簡単に確認することができる。

即ち、本願発明では、ケーシング８の外部において保持具２２に固定される被覆部材３０を設け、この被覆部材３０に紫外線センサ３３を取り付けて、保護管２１を介して紫外線放射部から放射される紫外線の出力量を測定するようにした。そのため、保護管２１のうち、処理対象物である水に接触することのない部分を介して紫外線の出力量を測定することから、水によって汚れを生じた部位を測定するおそれがなく、実際に紫外線放射部から放射されている紫外線の出力量に近い値（正確な値）を測定することができる。

しかも、紫外線センサ３３が外部に露出されているため、紫外線センサ３３からの放熱を促進できると共に、この紫外線センサ３３を保持する被覆部材３０が熱の不良導体である紫外線不透過性フッ素樹脂で形成されているため、熱の良導体であるキャップ２４からの熱の伝達が抑制される。従って、紫外線ランプ２０から放射される熱による紫外線センサ３３の温度上昇を抑制することができ、光源の出力量に対応した正確な出力値を検出し、その検出値に対応した信号を出力することができる。

また、紫外線センサ３３が一対の挟持片３０ｂ，３０ｃ間に嵌合されていて、これらに固定ネジ４１でねじ止めする構成としたため、被覆部材３０に対して紫外線センサ３３を簡単且つ確実に取り付けることができる。そして、紫外線センサ３３の３面が開放されているため、紫外線センサ３３を被覆部材３０に固定した状態において、この紫外線センサ３３の出力調整を容易に行うことができる。なお、紫外線センサ３３が固定される挟持片は、２つのうちいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。かかる場合には、被覆部材３０の成形性を容易にすることができる。

図８乃至図１１は、前述した被覆部材の第２〜第４の実施例を示すものである。これらの図において、保持具（ジョイント２３とキャップ２４）２２と保護管２１と紫外線ランプ（但し、図１０の実施例を除く。）２０とは前記実施例と同一であるため同一部分に同一符号を付してそれらの説明を省略し、それぞれの被覆部材７０，８０，９０について詳細に説明する。

図８に示す第２実施例に係る被覆部材７０は、キャップ２４の外側に紫外線センサ３３を配置できるようにしたものである。被覆部材７０の構成は、前記実施例の被覆部材３０と同じく筒体部７０ａと、一対の挟持片７０ｂ，７０ｃであるが、筒体部７０ａが軸方向に長く形成されている。そして、キャップ２４に被覆部材７０を装着した状態において、そのキャップ２４の外側となる位置に一対の挟持片７０ｂ，７０ｃと連通路４０が設けられている。他の構成は前記実施例と同様である。

この被覆部材７０の第２実施例の場合には、前述した実施例の効果に加えて、保護管２２を介することなく紫外線ランプ２０の電極５３ｂに近い部分を紫外線センサ３３で直接測定することができる。そのため、保護管２２の汚れを気にすることなく、実際に紫外線放射部から放射されている紫外線の出力量を測定することができる。

図９に示す第３実施例に係る被覆部材８０は、キャップ２４の外側に紫外線センサ３３を配置すると共に、一対の挟持片を設けることなく、バンド部材８１によって着脱可能としたものである。バンド部材８１は、図示しないが、着脱可能であって長さ調整可能に構成されており、その締付力によって紫外線センサ３３を被覆部材８０の外周面に締付固定できるようになっている。また、連通路４０は、周方向に適宜な間隔をあけて複数個設けられている。通常、連通路４０は１個で足りるため、使用しない連通路４０はメクラ栓８２によって塞いでおくようにする。そのため、各連通路４０には、メクラ栓８２のネジ径に対応したネジが設けられている。他の構成は前記実施例と同様である。

この被覆部材８０の第３実施例の場合には、前述した実施例の効果に加えて、保護管２２を介することなく紫外線ランプ２０の電極５３ｂに近い部分を紫外線センサ３３で直接測定することができるため、保護管２２の汚れを気にすることなく、実際に紫外線放射部から放射されている紫外線の出力量を測定することができる。しかも、設けた連通路４０の数だけ紫外線センサ３３の取付位置を変えることができ、紫外線センサ３３の取付自由度を増すことができる。

図１０に示す第４実施例に係る被覆部材９０は、紫外線ランプ２０の形状の変化に対応させて形成したものである。図１１に示すように、被覆部材９０は、一端が閉じられた筒体部９０ａと、この筒体部９０ａの閉鎖端の外面に設けられた一対の挟持片９０ｂ，９０ｃとから構成されている。一対の挟持片９０ｂ，９０ｃは、閉鎖端面において所定の間隔をあけて互いに平行とされており、両挟持片９０ｂ，９０ｃ間に設けられた空間部３２に紫外線センサ３３が嵌合される。そして、閉鎖端面の略中央部に連通路４０が設けられている。更に、一対の挟持片９０ｂ，９０ｃには、紫外線センサ３３をねじ止めするための挿通孔３４ａ，３４ｂが２個ずつ互いに対向するように設けられている。

また、被覆部材９０の筒体部９０ａには、紫外線ランプ２０Ａの一端を外部に突出させるための切欠き部９１と、被覆部材９０内部の空気を逃がすための空気穴９２とが設けられている。切欠き部９１は、紫外線ランプ２０Ａの太さよりも少々大きな幅を有し、被覆部材９０の開口端から閉鎖端の近傍まで延在されている。また、空気穴９２は、切欠き部９１と反対側において斜め方向に貫通されている。空気穴９２は、１個でもよく、また２個以上であってもよい。紫外線ランプ２０Ａは、ガラス管の中途部を９０度折り曲げた形状とされている。他の構成は前記実施例と同様である。

この被覆部材９０の第４実施例の場合には、前述した実施例の効果に加えて、保護管２２を介することなく紫外線ランプ２０の電極５３ｂに近い部分を紫外線センサ３３で直接測定することができるため、保護管２２の汚れを気にすることなく、実際に紫外線放射部から放射されている紫外線の出力量を測定することができる。しかも、紫外線ランプ２０のガラス管が延在する方向から紫外線の出力量を測定することができる。

図１２は、本発明の電磁波照射装置の第２の実施例を示す紫外線殺菌装置１００である。この紫外線殺菌装置１００は、一端を半球状に突出させて閉鎖したパイプ状の石英ガラス管によって形成されたカバーチューブ１０１を有している。このカバーチューブ１０１の閉鎖端側が、処理対象物が収納されるタンク１０２に設けた窓穴１０３からタンク１０２内に挿入されている。窓穴１０３にカバー取付部材１０４が締付ネジ１０５によって固定されており、このカバー取付部材１０４の中央部を貫通する貫通穴１０６にカバーチューブ１０１の開口端がＯ−リング１０７を介して弾性的に支持されている。

カバー取付部材１０４には締付部材１０８が螺合されており、この締付部材１０８に防護カバー１１０の下部が嵌合されている。防護カバー１１０は、締付ネジ１１１によって締付部材１０８に締付固定されている。この防護カバー１１０は円筒状をなしており、その外周面に一対の挟持片１１２ａ，１１２ｂが一体に設けられている。一対の挟持片１１２ａ，１１２ｂは、上下方向に所定の隙間をあけて互いに平行とされており、これらの間に設けられた空間部に紫外線センサ３３が装着されている。そして、紫外線センサ３３は、固定ネジ４１により締付固定されて一体的に取り付けられている。

また、防護カバー１１０の締付部材１０８と反対側に閉鎖キャップ１１３が一体的に取り付けられている。閉鎖キャップ１１３の中央部には、電源コード１１４の接続されたソケット１１５が固定されている。ソケット１１５には紫外線ランプ１２０の電極栓１２１が接続されている。電極栓１２１には２個のフィラメント１２２，１２２が横並びに設けられており、これらフィラメント１２２，１２２がＵ字状に形成されたガラス管１２３内に封止されている。

紫外線ランプ１２０のガラス管１２３は、カバー取付部材１０４内に挿入されている。また、防護カバー１１０の下部には吸気ノズル１２４が側方へ突出するように取り付けられている。そして、防護カバー１１０の上部には、その内外を連通させる複数の空気穴１２５が設けられている。

かくして、タンク１０２内に挿入されたカバーチューブ１０１内に紫外線ランプ１２０のガラス管１２３を挿入することにより、側方ばかりでなく前方にも紫外線を放射することができる。また、外気を吸気ノズル１２４から防護カバー１１０内に取り入れ、その空気を防護カバー１１０内に対流させて上部の空気穴１２５から外部に排出することにより、紫外線ランプ１２０から発生された熱を外部に放出させて紫外線ランプ１２０の発熱を抑制することができる。

このような構成を有する紫外線殺菌装置１００によっても、前述した実施例の紫外線殺菌装置１と同様に、実際に紫外線放射部から放射されている紫外線の出力量に近い値（正確な値）を測定することができる。

図１３は、本発明の電磁波照射装置に係る電磁波発生源の他の実施例を示す発光ダイオード光源１５０である。この発光ダイオード光源１５０は、少なくとも紫外線を放射する発光ダイオードを使用して全体として光源を構成したものである。この発光ダイオード光源１５０は、放射する電磁波の少なくとも一部に紫外線を含む発光ダイオード１５１を多数有する発光部１５２と、この発光部１５２が結合される電極部１５３とから構成されている。

発光部１５２は、表面に多数の発光ダイオード１５１が搭載された３枚の配線基板１５４，１５５，１５６を有し、これら３枚の配線基板１５４，１５５，１５６はコ字形に連結されて一体に構成されている。各配線基板１５４，１５５，１５６の表面に配設された発光ダイオード１５１の配列は、図示するように横方向に一致させて複数列に配列してもよく、また、横方向をずらして配置してもよい。更に、１列のみ或いは３列以上に配列してもよいことは勿論である。

各配線基板１５４，１５５，１５６の背面には、必要な配線パターン１５７，１５８が設けられていて、それらの配線パターン１５７，１５８には図示しないが、各発光ダイオード１５１の外部リードがそれぞれ接続されている。更に、外側に位置する２枚の配線基板１５４，１５６の各端面には、配線パターン１５７，１５８にそれぞれ接続された接続ピン１５９がそれぞれ設けられている。これらの接続ピン１５９は電極部１５３にそれぞれ接続され、プラス極とマイナス極に分けられて、対応する接続端子１６０に接続されている。

電極部１５３は、前述した第１実施例の紫外線ランプ２０に代えて使用できるように構成されている。即ち、電極部１５３は、発光部１５２が接続されるベース部１６２と、このベース部１６２の上面に一体に設けられた本体部１６３とを有している。そして、本体部１６３に、発光部１５２と反対側に突出する２本の接続端子１６０が設けられている。

このような構成を有する発光ダイオード光源１５０を用いることによっても、前記実施例と同様に、紫外線を処理対象物に照射して殺菌や化学変化等を生じさせる紫外線照射装置を構成することができる。なお、この発光ダイオード光源１５０によれば、３枚の配線基板１５４，１５５，１５６に設けた配線パターン１５７，１５８に多数の発光ダイオード１５１を並列に接続する構成としたため、１個の発光ダイオード１５１に断線が生じた場合にも、他の発光ダイオード１５１に通電させて全体として同程度の光量の紫外線放射を継続させることができる。また、各配線基板１５４，１５５，１５６に多数の貫通穴を設けることにより、それらの穴に空気を通過させて発光ダイオード光源１５０の冷却機能を増すことができる。

このように使用される発光ダイオード１５１は、ｐｎ接合された半導体の結晶体からなる電磁波（光）を放射するＬＥＤチップ７、一般にセラミックス材料により形成されるベース部材としてのステムと、このステムを貫通する２本の外部リードと、ステムのＬＥＤチップ側を覆うキャップと、から構成される。

ＬＥＤチップとしては、波長が１８０ｎｍから４８０ｎｍまでの範囲内の電磁波を主に放射するものを用いる。波長１８０ｎｍ〜４００ｎｍの電磁波は殺菌作用を有する紫外線であり、また、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの電磁波は人が視認することのできる可視光線の一部である。波長範囲が１８０ｎｍ〜４００ｎｍ内の電磁波は、殺菌装置の殺菌源として使用することができる。また、波長範囲が４００ｎｍ〜４８０ｎｍの電磁波である可視光線の一部を本願発明の範囲内に含めた理由は、この範囲内の可視光線は、紫外線の波長と極めて近いものであることに加えて、波長２５０ｎｍ〜３６０ｎｍの電磁波よりは殺菌時間は長くなるが、一部の菌やウイルスによっては１分〜１０分の照射で殺菌可能であるからである。

即ち、紫外線は、波長１８０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内では殺菌作用を有しており、特に、波長２００ｎｍ〜３６０ｎｍの範囲内では非常に強いエネルギを持っている。従って、紫外線を放射するＬＥＤチップを光源として用いることにより、細菌や微生物等の殺菌装置、或いは空気を浄化させる浄化装置等として使用することができる。

なお、ＬＥＤチップは、その半導体結晶体の種類、構造等によって放射される電磁波の波長を適宜に設定することができるため、使用目的に応じて放射される電磁波の波長を適宜に設定するようにする。また、キャップが紫外線を吸収する合成樹脂の場合には、吸収した紫外線によって合成樹脂に劣化が生じるため、キャップの材質としては、紫外線を吸収せずに当該紫外線を透過させる性質を有する材料、すなわち、紫外線透過性フッ素樹脂を使用することが好ましい。

以上説明したが、本発明は上述した実施例に限定して使用されるものではなく、上述したケーシング８内の水の殺菌は勿論のこと、例えば、地下又は地上建物上に設置された受水槽内の殺菌、ダクトの殺菌、清涼飲料水や果汁飲料或いは加工食品等の殺菌、これら飲料等の製造ラインに設置される洗浄装置、充填装置、冷却装置、医療機械、半導体製造機、クリーンルーム内の生産ラインで使用される製品や製品タンク内の殺菌装置、浴槽その他各種の装置、機械、器具の殺菌、滅菌等に使用される紫外線照射装置として用いて好適なものである。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。

本発明の電磁波照射装置の第１の実施例を示す正面図である。 本発明の電磁波照射装置の第１の実施例を示す側面図である。 図２の要部を拡大して断面して示す説明図である。 図３の要部を拡大して断面して示す説明図である。 本発明の電磁波照射装置に係る被覆部材を示すもので、同図Ａは斜視図、同図Ｂは平面図、同図Ｃは縦断面図である。 本発明の電磁波照射装置に係るジョイント及びキャップを示す斜視図である。 本発明の電磁波照射装置に係る姿勢規制部材を示す斜視図である。 本発明の電磁波照射装置に係る被覆部材の第２の実施例を断面して示す説明図である。 本発明の電磁波照射装置に係る被覆部材の第３の実施例を断面して示す説明図である。 本発明の電磁波照射装置に係る被覆部材の第４の実施例を断面して示す説明図である。 本発明の電磁波照射装置に係る被覆部材の第４の実施例を示す斜視図である。 本発明の電磁波照射装置の第２の実施例を断面して示す説明図である。 本発明の電磁波照射装置に係る電磁波発生源の第２の実施例を示す斜視図である。

符号の説明

１，１００‥紫外線殺菌装置（電磁波照射装置）、 ８‥ケーシング、 １１‥供給管（供給口）、 １５‥排出管、 １７，２０Ａ，１２０‥紫外線ランプ（電磁波発生源）、 ２１‥保護管、 ２２‥保持具、 ２３‥ジョイント、 ２４‥キャップ、 ２７‥連通穴、 ２８‥貫通穴、３０，７０，８０，９０‥被覆部材、 ３０ａ，７０ａ‥筒体部、 ３０ｂ，３０ｃ，１１２ａ，１１２ｂ‥挟持片、 ３３‥紫外線センサ（紫外線検出手段）、 ３６‥放熱孔、 ４０‥連通路、 ４５‥姿勢規制部材、 ４７ａ，４７ｂ‥放熱路、 ４８‥切欠き部、 ５１，１２３‥ガラス管、 ５２ａ，５２ｂ，１２１‥電極栓、 ５３ａ，５３ｂ‥電極、 ６０‥カバー部材、 ６１‥リングカバー、 ６２‥カバープレート、 ８１‥バンド部材、 １１０‥保護カバー、 １２５‥空気穴、 １５０‥発光ダイオード光源（電磁波発生源）、 １５１‥発光ダイオード、 １５２‥発光部、 １５３‥電極部、 １５４，１５５，１５６‥配線基板

Claims (10)

1. 処理対象物が収納されるケーシングと、
   前記処理対象物に対して電磁波放射部から所定の電磁波を放射すると共に当該電磁波放射部の一部が前記ケーシングから露出される１又は２以上の電磁波発生源と、
   前記電磁波発生源を前記ケーシングに保持する保持具と、
   前記保持具に装着されると共に前記電磁波放射部の前記露出部を覆う被覆部材と、
   前記電磁波発生源の出力量を検出する電磁波検出センサと、を備え、
   前記被覆部材の外面に前記電磁波検出センサを固定すると共に、当該電磁波検出センサの受光部と前記電磁波発生源とを連通する連通路を当該被覆部材に設けたことを特徴とする電磁波照射装置。
2. 前記被覆部材の外面には、前記電磁波検出センサを固定するためのブラケットを設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁波照射装置。
3. 前記ブラケットは、前記電磁波検出センサを両面から覆う一対の挟持片からなり、当該一対の挟持片間に電磁波検出センサを挟持したことを特徴とする請求項２記載の電磁波照射装置。
4. 前記電磁波は、少なくとも１００ｎｍ乃至４８０ｎｍの波長領域を含むことを特徴とする請求項１記載の電磁波照射装置。
5. 前記被覆部材は、紫外線不透過性フッ素樹脂で形成したことを特徴とする請求項１記載の電磁波照射装置。
6. 前記保持具は、前記電磁波発生源が貫通される筒状部を有すると共に、当該筒状部に嵌合される筒体部を前記被覆部材に設け、前記筒体部を前記筒状部に装着した状態において前記連通路に合致される１又は２以上の連通穴を前記保持具に設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁波照射装置。
7. 前記被覆部材には、当該被覆部材を前記保持具に固定するための固定手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁波照射装置。
8. 前記被覆部材に装着されると共に前記電磁波発生源の所定以上の偏りを防止する姿勢規制部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁波照射装置。
9. 前記姿勢規制部材には、前記電磁波発生源のリード線を外部に引き出すための切欠き部を設けたことを特徴とする請求項８記載の電磁波照射装置。
10. 前記姿勢規制部材には、前記電磁波発生源の熱を外部に逃がすための放熱路を設けたことを特徴とする請求項８記載の電磁波照射装置。

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