JP2006026252A - Sterilizer - Google Patents

Sterilizer Download PDF

Info

Publication number
JP2006026252A
JP2006026252A JP2004212542A JP2004212542A JP2006026252A JP 2006026252 A JP2006026252 A JP 2006026252A JP 2004212542 A JP2004212542 A JP 2004212542A JP 2004212542 A JP2004212542 A JP 2004212542A JP 2006026252 A JP2006026252 A JP 2006026252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrodeless discharge
discharge bulb
bulb
ultraviolet rays
microwaves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004212542A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Okuda
滋 奥田
Makoto Ukekawa
信 請川
Shingo Tosaka
真吾 東坂
Kazuyoshi Kadotani
和佳 門谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2004212542A priority Critical patent/JP2006026252A/en
Publication of JP2006026252A publication Critical patent/JP2006026252A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sterilizer capable of reducing the temperature rising of an electrodeless discharge bulb when the irradiation of microwaves is continued exceedingly after the time required for the sterilization of an object to be treated. <P>SOLUTION: In the sterilizer provided with the electrodeless discharge bulb 2 housing a material for emitting ultraviolet rays by being irradiated with the microwaves in the inside for executing the sterilization treatment of a surface to be treated by irradiating the surface to be treated of the object 10 to be treated with the ultraviolet rays emitted from the electrodeless discharge bulb 2, the electrodeless discharge bulb 2 is constituted such that the relational expression of S/V>8[1/cm] is established at the time of defining the inner surface area as S and an inner volume as V, and the internal maximum straight distance of the electrodeless discharge bulb 2 is smaller than 1/2 of the wavelength of the microwaves. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一般家庭にある電子レンジ等のマイクロ波発生装置を用いて、紫外線による被処理物の殺菌処理を行う殺菌装置に関する。   The present invention relates to a sterilization apparatus for sterilizing an object to be processed with ultraviolet rays using a microwave generator such as a microwave oven in a general household.

この種の殺菌装置としては、特開2004−147873号公報に開示されたものがある。図10は、これに開示された殺菌装置の一部を切り欠いた斜視図である。
このものは、マイクロ波が照射されることにより紫外線を放出する物質を内部に収容した無電極放電バルブ2と、無電極放電バルブ2を支持するバルブ支持部3と、被処理物10の被処理面が同無電極放電バルブ2の紫外線放出面と対向するようにこの被処理物10を保持する保持部4と、マイクロ波は透過させるが紫外線は透過させない材料で形成された容器9を備えている。そして、この容器9は、開閉自在に結合される二つの略器状体9a、9bに分割形成されており、両略器状体9a、9bの内底部分の各々には、バルブ支持部3が配設されている。
ここで無電極放電バルブ3は、少なくとも紫外線を透過する小径ガラス管に希少ガス及び水銀を封入してなり、電子レンジのマイクロ波によって殺菌に適した波長の紫外線を周囲に向けて放出するものである。
As this type of sterilization apparatus, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-147873. FIG. 10 is a perspective view in which a part of the sterilization apparatus disclosed therein is cut away.
This includes an electrodeless discharge bulb 2 that contains therein a substance that emits ultraviolet rays when irradiated with microwaves, a bulb support 3 that supports the electrodeless discharge bulb 2, and an object to be treated 10 to be treated. A holding unit 4 that holds the object to be processed 10 so that the surface faces the ultraviolet emission surface of the electrodeless discharge bulb 2 and a container 9 made of a material that transmits microwaves but does not transmit ultraviolet rays. Yes. The container 9 is divided into two substantially vessel-like bodies 9a and 9b that are openably and closably connected to each other, and each of the inner bottom portions of the substantially vessel-like bodies 9a and 9b has a valve support 3. Is arranged.
Here, the electrodeless discharge bulb 3 is formed by enclosing a rare gas and mercury in a small-diameter glass tube that transmits at least ultraviolet rays, and emits ultraviolet rays having a wavelength suitable for sterilization to the surroundings by microwaves in a microwave oven. is there.

したがって、この場合、一方の略器状体9a内に被処理物10をセットし、この状態で他方の略器状体9bを嵌着結合して、両略器状体9a、9bでなる容器11を閉じ、これを電子レンジ内に収容設置すると、この電子レンジ内で照射されるマイクロ波により無電極放電バルブ2は殺菌に適した波長の紫外線を周囲に向けて放出し、電子レンジを利用して被処理物10の被処理面すなわち被処理物10の表側面と裏側面の殺菌処理を行うことができる。
特開2004−147873号公報
Therefore, in this case, the object 10 is set in one of the substantially container-like bodies 9a, and in this state, the other substantially container-like body 9b is fitted and connected, and the container is composed of both substantially vessel-like bodies 9a and 9b. When 11 is closed and accommodated in a microwave oven, the electrodeless discharge bulb 2 emits ultraviolet rays having a wavelength suitable for sterilization to the surroundings by microwaves irradiated in the microwave oven, and the microwave oven is used. Thus, the surface to be processed of the object to be processed 10, that is, the front side surface and the back side surface of the object 10 can be sterilized.
JP 2004-147873 A

ところが無電極放電バルブ2にマイクロ波を照射すると無電極放電バルブ2内に放電が起こり、これによりプラズマが発生する。そしてプラズマ内の電子は、マイクロ波により加速され中性原子や内壁に衝突し、これにより無電極放電バルブ2の温度が上昇する。特に、マイクロ波の照射が被処理物10の殺菌に必要な時間以降も継続すると無電極放電バルブ2の温度は、想定外に上昇することがある。具体的には、被処理物10に電子レンジを3分動作させれば殺菌が行えるところを10分程度動作させた場合には、無電極放電バルブ2の温度がこれを支持するバルブ支持部3の耐熱温度以上に上昇してしまうことがあった。
したがって電子レンジを長時間動作されても問題がないようにするためには、バルブ支持部3をセラミック材料のもので形成するなどの特別な処置が必要となっていた。
However, when the electrodeless discharge bulb 2 is irradiated with microwaves, a discharge occurs in the electrodeless discharge bulb 2, thereby generating plasma. Then, the electrons in the plasma are accelerated by the microwave and collide with neutral atoms and the inner wall, whereby the temperature of the electrodeless discharge bulb 2 rises. In particular, if the microwave irradiation continues after the time required for sterilization of the workpiece 10, the temperature of the electrodeless discharge bulb 2 may rise unexpectedly. Specifically, when the place to be sterilized is operated for about 10 minutes by operating the microwave oven for 3 minutes on the object to be processed 10, the temperature of the electrodeless discharge bulb 2 is supported by the bulb support 3. In some cases, the temperature rises above the heat resistant temperature.
Therefore, in order to prevent a problem even if the microwave oven is operated for a long time, special measures such as forming the valve support 3 with a ceramic material are required.

本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その課題は、マイクロ波の照射が被処理物の殺菌に必要な時間を超えて継続された場合において、無電極放電バルブの温度上昇を低減できる殺菌装置を供給することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and its problem is to reduce the temperature rise of the electrodeless discharge bulb when the microwave irradiation is continued beyond the time necessary for sterilization of the workpiece. It is to provide a sterilizer that can.

本発明の殺菌装置は、マイクロ波が照射されることにより紫外線を放出する物質を内部に収容した無電極放電バルブを有し、この無電極放電バルブから放出された紫外線を被処理物の被処理面に照射することにより被処理面の殺菌処理を行う殺菌装置において、前記無電極放電バルブを、その内表面積をS、内容積をVとしたときにS/V>8[1/cm]なる関係式が成立し、かつ、無電極放電バルブの内部最大直線距離がマイクロ波の波長の2分の1よりも小さいものとしたことを特徴とする。   The sterilization apparatus of the present invention has an electrodeless discharge bulb containing therein a substance that emits ultraviolet rays when irradiated with microwaves, and the ultraviolet rays emitted from the electrodeless discharge bulb are treated with an object to be treated. In the sterilizing apparatus for sterilizing the surface to be processed by irradiating the surface, the electrodeless discharge bulb has S / V> 8 [1 / cm] when the inner surface area is S and the inner volume is V. The relational expression is established, and the maximum internal linear distance of the electrodeless discharge bulb is smaller than one half of the wavelength of the microwave.

請求項1記載の発明にあっては、無電極放電バルブを、その内表面積をS、内容積をVとしたときにS/V>8[1/cm]なる関係式が成立し、かつ、無電極放電バルブの内部最大直線距離がマイクロ波の波長の2分の1よりも小さいものとしたことにより、放電維持につかわれる電子が表面再結合により消失するのでマイクロ波の照射が被処理物の殺菌に必要な時間を超えて継続された場合において、無電極放電バルブの温度上昇を低減できるものとなる。   In the invention of claim 1, when the electrodeless discharge bulb has an inner surface area S and an inner volume V, a relational expression S / V> 8 [1 / cm] is established, and By making the internal maximum linear distance of the electrodeless discharge bulb smaller than one half of the wavelength of the microwave, the electrons used for maintaining the discharge disappear due to surface recombination, so that the microwave irradiation is applied to the workpiece. When the sterilization is continued beyond the time required for sterilization, the temperature rise of the electrodeless discharge bulb can be reduced.

(第1の実施の形態)
本発明の請求項1、2に対応した第1の実施の形態を図1〜図4を用いて説明する。図1は殺菌装置の一部を切り欠いた斜視図、図2はこのものをマイクロ波発生装置に収容した状態を示す概念図、図3は無電極放電バルブの断面図、図4はマイクロ波を照射した時間と無電極放電バルブの温度の関係を示す図である。
(First embodiment)
A first embodiment corresponding to claims 1 and 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view with a part of the sterilizer cut away, FIG. 2 is a conceptual diagram showing a state in which the sterilizer is accommodated in a microwave generator, FIG. 3 is a sectional view of an electrodeless discharge bulb, and FIG. It is a figure which shows the relationship between the time which irradiated and temperature of an electrodeless discharge bulb.

この殺菌装置は、マイクロ波が照射されることにより紫外線を放出する物質を内部に収容した無電極放電バルブ2と、無電極放電バルブ2を支持するバルブ支持部3と、被処理物10の被処理面が同無電極放電バルブ2の紫外線放出面と対向するようにこの被処理物10を保持する保持部4と、マイクロ波は透過させるが紫外線は透過させない材料で形成された容器9と、を備えて構成されている。
なお、ここでは被処理物10は、哺乳瓶の乳首具10aとこれを取り付ける取付具10bとでなっている。
This sterilization apparatus includes an electrodeless discharge bulb 2 that contains a substance that emits ultraviolet rays when irradiated with microwaves, a valve support 3 that supports the electrodeless discharge bulb 2, and an object to be treated 10. A holding unit 4 that holds the workpiece 10 such that the processing surface faces the ultraviolet emission surface of the electrodeless discharge bulb 2, a container 9 made of a material that transmits microwaves but does not transmit ultraviolet rays, It is configured with.
In addition, the to-be-processed object 10 consists of the nipple tool 10a of the feeding bottle and the fixture 10b which attaches this here.

無電極放電バルブ2は、長手方向の両端部が密閉された略円筒状の中空石英ガラス管2aと、この内部に封入された水銀蒸気等の紫外線放出物質2bと、を有している。そして無電極放電バルブ2は、マイクロ波の電界エネルギーを受けて励起された水銀原子等から放出される紫外線を、容器9の内部へ向かって照射するようにバルブ支持部3で支持されている。ここでは、容器9となる両略器状体9a、9bの内底部分の各々にバルブ支持部3が配設固定されており、両バルブ支持部3で支持される二つの無電極放電バルブ2は同容器9の内部で上下に対向配置されている。   The electrodeless discharge bulb 2 has a substantially cylindrical hollow quartz glass tube 2a sealed at both ends in the longitudinal direction, and an ultraviolet emitting substance 2b such as mercury vapor sealed inside the tube. The electrodeless discharge bulb 2 is supported by the bulb support 3 so as to irradiate ultraviolet rays emitted from mercury atoms and the like excited by receiving the electric field energy of the microwave toward the inside of the container 9. Here, a bulb support portion 3 is disposed and fixed on each of the inner bottom portions of both substantially container-like bodies 9 a and 9 b that become the container 9, and two electrodeless discharge bulbs 2 supported by the bulb support portions 3. Are opposed to each other in the vertical direction inside the container 9.

さらに詳しくは、無電極放電バルブ2の石英ガラス管2aは、厚さ1mmのものである。そして、石英ガラス管2aの内表面積をS、内容積をVとしたときにS/V>8[1/cm]なる関係式が成立し、かつ、その内部最大直線距離がマイクロ波の波長の2分の1(マイクロ波の波長の2分の1は、後述するように6cm)よりも小さいものとなるように、無電極放電バルブ2(石英ガラス管2a)は、内径Lが0.4cm、高さHが2cmの略円筒状の内空間を有している。(図3参照)また、石英ガラス管2aの内部には、バッツファガスとしてアルゴンが封入されている。   More specifically, the quartz glass tube 2a of the electrodeless discharge bulb 2 has a thickness of 1 mm. The relational expression S / V> 8 [1 / cm] is established, where S is the inner surface area of the quartz glass tube 2a and V is the inner volume, and the maximum internal linear distance is the wavelength of the microwave. The electrodeless discharge bulb 2 (quartz glass tube 2a) has an inner diameter L of 0.4 cm so that it is smaller than half (half of the wavelength of the microwave is 6 cm as will be described later). And a substantially cylindrical inner space having a height H of 2 cm. (See FIG. 3) In addition, argon is sealed inside the quartz glass tube 2a as buttsfa gas.

バルブ支持部3は、耐熱温度が200℃以上のフッ素系の熱硬化性樹脂でなり、無電極放電バルブ2を支持した状態でこれと一体に同時成形されて、バルブ支持部3に同無電極放電バルブ2が支持固定される。   The bulb support portion 3 is made of a fluorine-based thermosetting resin having a heat resistant temperature of 200 ° C. or higher, and is molded simultaneously with the electrodeless discharge bulb 2 while being supported on the bulb support portion 3. The discharge bulb 2 is supported and fixed.

保持部4はバルブ支持部3の周囲に配設される複数の保持片4aを有し、各保持片4aには哺乳瓶の取付具10bの下端開口縁部分を係合保持する開口部4bが形成されており、各開口部4bは上方に開口していてその内部に同取付具10bの下端開口縁部分が上方から挿合されて係合保持される。なお、被処理物10は哺乳瓶やその部品に限られるものでなく、殺菌処理が必要で容器9の内部に収容されて保持部4で保持されるものであればよい。   The holding portion 4 has a plurality of holding pieces 4a arranged around the valve support portion 3, and each holding piece 4a has an opening 4b for engaging and holding the lower end opening edge portion of the baby bottle fitting 10b. Each opening 4b is opened upward, and the lower end opening edge portion of the fixture 10b is inserted into the opening 4b from above to be engaged and held. In addition, the to-be-processed object 10 is not restricted to a baby bottle and its components, What is necessary is just to sterilize and to be accommodated in the container 9 and held by the holding part 4.

容器9は、卵形であり、容器9を構成する両略器状体9a、9bは、いずれもマイクロ波を透過させるが紫外線を透過させない材料、例えば、フッ素系樹脂等で形成されている。この場合に、少なくとも上側に位置してカバーとなる略器状体9bは、可視光を透過させるものであることが好ましい。又、両略器状体9a、9bの内面或いは外面の少なくとも一部分に蛍光物質を塗布しておくか、または、同両略器状体9a、9bの材料に蛍光物質を混入しておくことが好ましい。そして、下側に位置してベースとなる略器状体9aの底部外周には複数の脚片9a1が突設され、各脚片9a1によって容器9は載置保持される。   The container 9 has an oval shape, and both substantially container-like bodies 9a and 9b constituting the container 9 are formed of a material that transmits microwaves but does not transmit ultraviolet rays, for example, fluorine resin. In this case, it is preferable that the substantially container-like body 9b, which is located at least on the upper side and serves as a cover, transmits visible light. Further, it is possible to apply a fluorescent material to at least a part of the inner surface or the outer surface of both of the container bodies 9a and 9b, or to mix a fluorescent substance into the material of the both container bodies 9a and 9b. preferable. A plurality of leg pieces 9a1 protrude from the outer periphery of the bottom of the substantially container-like body 9a which is located on the lower side, and the container 9 is placed and held by each leg piece 9a1.

次に、この殺菌装置の使用方法について説明する。予め、洗剤等で洗浄された哺乳瓶の乳首具10aを取付具1bに装着し、この取付具10bの内周ネジ面を保持部4の開口部4bに挿入して、被処理物10(乳首具10a、取付具10b)を下側の略器状体9aの同保持部4上に載置する。そして、下側の略器状体9aに上側の略器状体9bを嵌着結合して、両略器状体9a、9bでなる容器9を閉じる。これによって、下側の無電極放電バルブ2が被処理物10の内面に対向し、上側の無電極放電バルブ2が同被処理物10の外面に対向した状態となる。   Next, the usage method of this sterilizer will be described. A nipple device 10a of a baby bottle that has been previously washed with a detergent or the like is mounted on the mounting device 1b, and the inner peripheral thread surface of the mounting device 10b is inserted into the opening 4b of the holding unit 4 so The tool 10a and the fixture 10b) are placed on the holding portion 4 of the lower substantially container 9a. Then, the upper substantially container-like body 9b is fitted and joined to the lower substantially container-like body 9a, and the container 9 composed of the both substantially container-like bodies 9a and 9b is closed. As a result, the lower electrodeless discharge bulb 2 faces the inner surface of the workpiece 10 and the upper electrodeless discharge bulb 2 faces the outer surface of the workpiece 10.

前記の如く、被処理物10が容器9の内部に収容保持された状態で、図2に示す如く、同容器9をマイクロ波発生装置である電子レンジ15の内部底面15a上に収容載置し、扉15bを閉じてこの電子レンジ15を起動し、マイクロ波を同容器9に向けて照射する。
マイクロ波は容器9(両略器状体9a、9b)を透過し、更に、被処理物10(乳首具10a、取付具10b)を透過して、下側の無電極放電バルブ2に到達すると共に、同容器9(両略器状体9a、9b)のみを透過して、上側の無電極放電バルブ2にも到達する。
As described above, with the object to be processed 10 accommodated and held in the container 9, the container 9 is accommodated and placed on the inner bottom surface 15a of the microwave oven 15 as a microwave generator as shown in FIG. Then, the door 15b is closed, the microwave oven 15 is started, and the microwave is irradiated toward the container 9.
The microwaves pass through the container 9 (both substantially container-like bodies 9a and 9b), and further pass through the workpiece 10 (nipple tool 10a and fixture 10b) to reach the lower electrodeless discharge bulb 2. At the same time, it passes only through the container 9 (both approximately container-like bodies 9a and 9b) and reaches the upper electrodeless discharge bulb 2 as well.

両無電極放電バルブ2に到達したマイクロ波は、同無電極放電バルブ2の内部の水銀原子を励起し、励起された水銀原子から紫外線が放出される。紫外線は無電極放電バルブ2の石英ガラス管2aを透過して外部に放出され、被処理物10の内面及び外面の各々に照射される。この場合、下側の無電極放電バルブ2の露出した紫外線放出面から放出される紫外線は被処理物1の内面に照射され、上側の無電極放電バルブ2の露出した紫外線放出面から放出される紫外線は同被処理物1の外面に照射される。   The microwaves that have reached both electrodeless discharge bulbs 2 excite mercury atoms inside the electrodeless discharge bulb 2, and ultraviolet rays are emitted from the excited mercury atoms. Ultraviolet rays are emitted to the outside through the quartz glass tube 2a of the electrodeless discharge bulb 2, and are irradiated on each of the inner and outer surfaces of the workpiece 10. In this case, the ultraviolet rays emitted from the exposed ultraviolet emission surface of the lower electrodeless discharge bulb 2 are applied to the inner surface of the workpiece 1 and emitted from the exposed ultraviolet emission surface of the upper electrodeless discharge bulb 2. Ultraviolet rays are applied to the outer surface of the workpiece 1.

前記紫外線は、例えば、254nmの殺菌効果を有する紫外線であり、被処理物1の内面及び外面を殺菌処理する。なお、この実施形態の殺菌装置は、特に、一般家庭にある電子レンジ15すなわち2.45GHz(波長12cm)のマイクロを発生させるものを用いて手軽に紫外線殺菌を行うことができるものである。   The ultraviolet rays are ultraviolet rays having a sterilizing effect of, for example, 254 nm, and sterilize the inner surface and the outer surface of the workpiece 1. The sterilization apparatus according to this embodiment can be easily sterilized with ultraviolet rays by using a microwave oven 15 in a general household, that is, a device that generates a 2.45 GHz (wavelength 12 cm) micro.

ここで無電極放電バルブ2から紫外線が放出される過程を詳細に説明する。無電極放電バルブ2にマイクロ波が照射されると無電極放電バルブ2の内部の電子が加速され水銀原子に衝突し、これを電離させる。そしてある程度、電子の数が増えるとマイクロ波により直接エネルギーを受けて放電維持することが可能になる。放電が維持された状態では電子は、マイクロ波による電界で加速され水銀原子に衝突し、水銀原子を電離させたり励起させたりする。そして励起された水銀原子が基底状態にもどるときにそのエネルギー差を光として放出する。水銀の一励起放射波長は、254nmの紫外線であり、この光は強い殺菌作用を持っている。なお、電子は、水銀原子に衝突する以外に中性原子や中空石英ガラス管2aの内壁に衝突するので中空石英ガラス管2aの温度が上昇する。   Here, the process in which ultraviolet rays are emitted from the electrodeless discharge bulb 2 will be described in detail. When the electrodeless discharge bulb 2 is irradiated with microwaves, the electrons inside the electrodeless discharge bulb 2 are accelerated and collide with mercury atoms to ionize them. And if the number of electrons increases to some extent, it becomes possible to sustain discharge by receiving direct energy from microwaves. In the state where the discharge is maintained, the electrons are accelerated by the electric field generated by the microwave and collide with the mercury atoms to ionize or excite the mercury atoms. When the excited mercury atom returns to the ground state, the energy difference is emitted as light. One excitation radiation wavelength of mercury is 254 nm ultraviolet light, and this light has a strong bactericidal action. Since electrons collide with neutral atoms and the inner wall of the hollow quartz glass tube 2a in addition to collision with mercury atoms, the temperature of the hollow quartz glass tube 2a rises.

また、バッツファガスとしてアルゴンが封入されているので無電極放電バルブ2は、放電維持がしやすいものとなる。つまり電子がアルゴン原子に衝突し、アルゴン原子を比較的安定なメタステーブル順位に励起する。そして励起されたアルゴン原子のエネルギー準位は、水銀の電離のエネルギー準位に非常に近いため、基底状態の水銀原子がメタステーブル励起状態のアルゴン原子と衝突することでエネルギーを受け取り電離する。このことはペニング効果と呼ばれるものである。以上のようにアルゴンと水銀の組み合わせにしたことで電離しやすい、言い換えれば放電しやすいものとなる。   In addition, since argon is sealed as Batzfa gas, the electrodeless discharge bulb 2 can easily maintain discharge. That is, the electrons collide with the argon atoms and excite the argon atoms to a relatively stable metastable order. Since the energy level of the excited argon atom is very close to the ionization energy level of mercury, the mercury atom in the ground state collides with the argon atom in the metastable excited state to receive energy and ionize. This is called the Penning effect. As described above, the combination of argon and mercury makes it easy to ionize, in other words, discharge easily.

また、無電極放電バルブ2(石英ガラス管2a)の(内表面積S)/(内容積V)を計算すると10.99[1/cm]となっている。無電極放電バルブ2内で生成された電子は、前記したように放電維持に使われるが、電子は、内表面上では表面再結合により消失する。消失と生成の割合は、内表面積Sと内容積Vとの比で表すことができ、内表面積Sの比率が高くなると内表面上で失われる電子の割合が大きくなり、放電維持に使われる電子の割合は小さくなる。よって、過渡の温度上昇を防ぐことができる。一般的な家庭用の電子レンジ15(700Wで10分の設定)を用いて無電極放電バルブ2の温度上昇を測定したところ、このものでは、図4に示すように150℃程度の温度にとどまった。(このものでは、3分程度で被処理物10の殺菌が終了する。)   Further, (inner surface area S) / (inner volume V) of the electrodeless discharge bulb 2 (quartz glass tube 2a) is calculated to be 10.99 [1 / cm]. The electrons generated in the electrodeless discharge bulb 2 are used for maintaining the discharge as described above, but the electrons disappear on the inner surface due to surface recombination. The rate of disappearance and generation can be expressed by the ratio between the inner surface area S and the inner volume V. When the ratio of the inner surface area S increases, the proportion of electrons lost on the inner surface increases, and the electrons used for maintaining the discharge. The ratio of becomes smaller. Therefore, transient temperature rise can be prevented. When the temperature rise of the electrodeless discharge bulb 2 was measured using a general household microwave oven 15 (set at 700 W for 10 minutes), the temperature stayed at about 150 ° C. as shown in FIG. It was. (In this case, sterilization of the workpiece 10 is completed in about 3 minutes.)

これに対して内径Lが0.6cm、高さHが2cmの略円筒状の内空間のものでは、(内表面積S)/(内容積V)を計算すると7.66[1/cm]となり、このときの無電極放電バルブ2の温度は、230℃程度の温度にまで上昇した。さらに、内径Lが0.2cm、高さHが2cmの略円筒状の内空間のものでは、(内表面積S)/(内容積V)を計算すると21.02[1/cm]となり、このときの無電極放電バルブ2の温度は、110℃程度の温度にとどまった。但し、内容積を小さくして温度低減させると紫外線の量も減少するので、この場合は、無電極放電バルブ2の数を増やすなどの対策が必要である。   On the other hand, in the case of a substantially cylindrical inner space having an inner diameter L of 0.6 cm and a height H of 2 cm, (inner surface area S) / (inner volume V) is calculated to be 7.66 [1 / cm]. At this time, the temperature of the electrodeless discharge bulb 2 rose to a temperature of about 230 ° C. Further, in the case of a substantially cylindrical inner space having an inner diameter L of 0.2 cm and a height H of 2 cm, (inner surface area S) / (inner volume V) is calculated to be 21.02 [1 / cm]. At that time, the temperature of the electrodeless discharge bulb 2 remained at about 110 ° C. However, if the temperature is reduced by reducing the internal volume, the amount of ultraviolet rays also decreases. In this case, measures such as increasing the number of electrodeless discharge bulbs 2 are necessary.

この実施の形態によると、無電極放電バルブ2を、その内表面積をS、内容積をVとしたときにS/V>8[1/cm]なる関係式が成立し、かつ、無電極放電バルブ2の内部最大直線距離がマイクロ波の波長の2分の1よりも小さいものとしたことにより、マイクロ波の照射が被処理物10の殺菌に必要な時間を超えて継続された場合において、無電極放電バルブ2の温度上昇を低減できるものとなる。これにより無電極放電バルブ2を支持するバルブ支持部3は、フッ素系の熱硬化性樹脂を使用することができ、さらにバルブ支持部3を支持する容器9は、さらに耐熱温度の低いポリプロピレンなどの樹脂を使用することができるものとなる。   According to this embodiment, the electrodeless discharge bulb 2 has a relational expression of S / V> 8 [1 / cm] when the inner surface area is S and the inner volume is V, and the electrodeless discharge When the maximum linear distance inside the bulb 2 is smaller than one half of the wavelength of the microwave, when the microwave irradiation is continued beyond the time necessary for sterilization of the workpiece 10, The temperature rise of the electrodeless discharge bulb 2 can be reduced. As a result, a fluorine-based thermosetting resin can be used for the bulb support portion 3 that supports the electrodeless discharge bulb 2, and the container 9 that supports the bulb support portion 3 can be made of polypropylene having a lower heat-resistant temperature. Resin can be used.

なお、図9には、内径Lと高さHを変えた場合の(内表面積S)/(内容積V)の計算結果と無電極放電バルブ2の温度上昇の結果をまとめて示している。
また、石英ガラス管2aの内部に封入されたバッツファガスは、キセノン、クリプトン、ネオンなどのものが用いることができる。
FIG. 9 collectively shows the calculation result of (inner surface area S) / (inner volume V) and the increase in temperature of the electrodeless discharge bulb 2 when the inner diameter L and the height H are changed.
Also, as the Butzfagus sealed in the quartz glass tube 2a, xenon, krypton, neon, or the like can be used.

(第2の実施の形態)
本発明の請求項1、2、3対応した第2の実施の形態を図5〜図7を用いて説明する。図5は無電極放電バルブの断面図、図6は無電極放電バルブの内表面積と内容積との関係とそのときの温度上昇値を示す説明図、図7はマイクロ波を照射した時間と無電極放電バルブの温度の関係を示す図である。このものは、第1の実施の形態における殺菌装置の無電極放電バルブ2を変えたものであり、その他の構成部材は、第1の実施の形態にて説明したものと同一である。
(Second Embodiment)
A second embodiment corresponding to claims 1, 2, and 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view of the electrodeless discharge bulb, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the inner surface area and the inner volume of the electrodeless discharge bulb and the temperature rise value at that time, and FIG. It is a figure which shows the relationship of the temperature of an electrode discharge bulb. This is a modification of the electrodeless discharge bulb 2 of the sterilization apparatus in the first embodiment, and the other components are the same as those described in the first embodiment.

このものは、無電極放電バルブ2の内表面積と内容積を変えるのに、無電極放電バルブ2の中に構造体2cを設けたものである。この構造体2cは、略円筒状をなした棒状のもので略円筒状をなした無電極放電バルブ2の軸に沿って同無電極放電バルブ2の一端側から他端側にかけて設けられている。その他の第1の実施の形態と同一の構成部材には同一符号を付すことにより説明を省略する。   In this structure, in order to change the inner surface area and the inner volume of the electrodeless discharge bulb 2, a structure 2c is provided in the electrodeless discharge bulb 2. The structure 2c is a rod-shaped member having a substantially cylindrical shape, and is provided from one end side to the other end side of the electrodeless discharge bulb 2 along the axis of the electrodeless discharge bulb 2 having a substantially cylindrical shape. . The same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

このように無電極放電バルブ2の中に構造体2cを設け、その構造体2cである中心棒の直径を0.1cm、0.2cm、0.3cmと変えることにより、その内表面積S、内容積Vは、図6に示すように変化するものとなる。(図6では、無電極放電バルブ2(石英ガラス管2a)は、内径Lが0.6cmと0.8cm、高さHが2cmの場合を示す。)   Thus, by providing the structure 2c in the electrodeless discharge bulb 2 and changing the diameter of the central rod, which is the structure 2c, to 0.1 cm, 0.2 cm, and 0.3 cm, the inner surface area S, contents The product V changes as shown in FIG. (In FIG. 6, the electrodeless discharge bulb 2 (quartz glass tube 2a) shows the case where the inner diameter L is 0.6 cm and 0.8 cm, and the height H is 2 cm.)

このように構成された殺菌装置を電子レンジ15の内部に入れマイクロ波を照射すると、第1の実施の形態において説明したものと同様にして無電極放電バルブ2の温度は上昇する。このときの温度は、図6に示すようになった。この結果からも内表面積をS、内容積をVとしたときにS/V>8[1/cm]なる関係となる場合が、温度が低くできることがわかる。また、図7には無電極放電バルブ2(石英ガラス管2a)の内径Lが0.6cm、高さHが2cm、構造体2cが0.3cmの場合の温度上昇の結果を示している。   When the sterilizer configured in this way is placed in the microwave oven 15 and irradiated with microwaves, the temperature of the electrodeless discharge bulb 2 rises in the same manner as described in the first embodiment. The temperature at this time was as shown in FIG. From this result, it can be seen that the temperature can be lowered when S / V> 8 [1 / cm] when the internal surface area is S and the internal volume is V. FIG. 7 shows the result of temperature rise when the inner diameter L of the electrodeless discharge bulb 2 (quartz glass tube 2a) is 0.6 cm, the height H is 2 cm, and the structure 2c is 0.3 cm.

このものは無電極放電バルブ2の内部に略円筒状の構造体2cを配置したことにより、電極放電バルブ2の外形を変えずに内表面積をS、内容積をVとしたときのS/Vの値を増やすことができる。さらに第1の実施の形態で説明したものより無電極放電バルブ2の外表面積を大きくすることができるので、紫外線が放射される面積が増え相対的に紫外線放射量を大きくすることができる。   This is an S / V when the inner surface area is S and the inner volume is V without changing the outer shape of the electrode discharge bulb 2 by arranging the substantially cylindrical structure 2c inside the electrodeless discharge bulb 2. The value of can be increased. Furthermore, since the outer surface area of the electrodeless discharge bulb 2 can be made larger than that described in the first embodiment, the area from which the ultraviolet rays are emitted can be increased, and the amount of ultraviolet radiation can be relatively increased.

なお、構造体2cは、無電極放電バルブ2の中心軸上に設けられているが多少中心軸からずれても、その内表面積Sや内容積Vは、変わらないので、図6とほぼ同様の結果が得られるものとなる。   Although the structure 2c is provided on the central axis of the electrodeless discharge bulb 2, the inner surface area S and the inner volume V do not change even if the structure 2c slightly deviates from the central axis. Results will be obtained.

(第3の実施の形態)
本発明の請求項1、2、4対応した第3の実施の形態を図7〜図9を用いて説明する。図7はマイクロ波を照射した時間と無電極放電バルブの温度の関係を示す図、図8は無電極放電バルブの断面図、図9は無電極放電バルブの内表面積と内容積との関係とそのときの温度上昇値を示す説明図である。このものは、第1の実施の形態における殺菌装置の無電極放電バルブ2を変えたものであり、その他の構成部材は、第1の実施の形態にて説明したものと同一である。
(Third embodiment)
A third embodiment corresponding to claims 1, 2, and 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 is a diagram showing the relationship between the time of microwave irradiation and the temperature of the electrodeless discharge bulb, FIG. 8 is a sectional view of the electrodeless discharge bulb, and FIG. 9 is the relationship between the inner surface area and the inner volume of the electrodeless discharge bulb. It is explanatory drawing which shows the temperature rise value at that time. This is a modification of the electrodeless discharge bulb 2 of the sterilization apparatus in the first embodiment, and the other components are the same as those described in the first embodiment.

このものは石英ガラス管2aの一部を内側に窪ませることで無電極放電バルブ2の内表面積Sと内容積Vを変えている。詳しくは、無電極放電バルブ2は、図8に示すように両端部が密閉され中央部分がくびれた略円筒状をなしており、各寸法は、内径Lが0.6cm、高さHが1.5cm、くびれた部分の孔径は、0.3cmになっている。その他の第1の実施の形態と同一の構成部材には同一符号を付すことにより説明を省略する。   In this device, the inner surface area S and the inner volume V of the electrodeless discharge bulb 2 are changed by recessing a part of the quartz glass tube 2a inward. Specifically, as shown in FIG. 8, the electrodeless discharge bulb 2 has a substantially cylindrical shape in which both end portions are sealed and the central portion is constricted, and each dimension has an inner diameter L of 0.6 cm and a height H of 1. The hole diameter of the constricted portion is 0.3 cm. The same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

このように構成された殺菌装置を電子レンジ15の内部に入れマイクロ波を照射すると、第1の実施の形態において説明したものと同様にして無電極放電バルブ2の温度は上昇する。このときの温度は、図7に示すように無電極放電バルブ2の温度は200℃以下となった。   When the sterilizer configured in this way is placed in the microwave oven 15 and irradiated with microwaves, the temperature of the electrodeless discharge bulb 2 rises in the same manner as described in the first embodiment. As shown in FIG. 7, the temperature of the electrodeless discharge bulb 2 was 200 ° C. or lower.

このものは石英ガラス管2aの一部を内側に窪ませることにより、電極放電バルブ2の外径を変えずに内表面積をS、内容積をVとしたときのS/Vの値を増やすことができる。さらに第1の実施の形態で説明したものより無電極放電バルブ2の外表面積を大きくすることができるので、紫外線が放射される面積が増え相対的に紫外線放射量を大きくすることができる。   In this case, a part of the quartz glass tube 2a is recessed inward to increase the S / V value when the inner surface area is S and the inner volume is V without changing the outer diameter of the electrode discharge bulb 2. Can do. Furthermore, since the outer surface area of the electrodeless discharge bulb 2 can be made larger than that described in the first embodiment, the area from which the ultraviolet rays are emitted can be increased, and the amount of ultraviolet radiation can be relatively increased.

本発明の第1の実施の形態に係る図で、殺菌装置の一部を切り欠いた斜視図である。It is a figure which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and is the perspective view which notched some sterilizers. 同上の殺菌装置をマイクロ波発生装置に収容した状態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state which accommodated the same sterilizer in the microwave generator. 同上の無電極放電バルブの断面図である。It is sectional drawing of an electrodeless discharge bulb same as the above. 同上の殺菌装置をマイクロ波発生装置に収容してマイクロ波を照射したときの照射時間と無電極放電バルブの温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the irradiation time when a sterilizer same as the above is accommodated in a microwave generator, and is irradiated with a microwave, and the temperature of an electrodeless discharge bulb. 本発明の第2の実施の形態に係る図で、無電極放電バルブの断面図である。It is a figure which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and is sectional drawing of an electrodeless discharge bulb. 同上の無電極放電バルブの内表面積と内容積との関係とそのときの温度上昇値を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the internal surface area and internal volume of an electrodeless discharge bulb same as the above, and the temperature rise value at that time. 本発明の第2の実施の形態並びに第3の実施の形態の形態にて説明した殺菌装置をマイクロ波発生装置に収容してマイクロ波を照射したときの照射時間と無電極放電バルブの温度との関係を示す図である。The irradiation time and the temperature of the electrodeless discharge bulb when the sterilizer described in the second embodiment and the third embodiment of the present invention is accommodated in a microwave generator and irradiated with microwaves. It is a figure which shows the relationship. 本発明の第3の実施の形態に係る図で、無電極放電バルブの断面図である。It is a figure which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, and is sectional drawing of an electrodeless discharge bulb. 同上の無電極放電バルブの内表面積と内容積との関係とそのときの温度上昇値を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the internal surface area and internal volume of an electrodeless discharge bulb same as the above, and the temperature rise value at that time. 従来例に係る、殺菌装置の一部を切り欠いた斜視図である。It is the perspective view which notched a part of sterilizer based on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

2 無電極放電バルブ
2a 石英ガラス管
2b 紫外線放出物質
3 バルブ支持部
4 保持部
9 容器
10 被処理物
15 電子レンジ
S 内表面積
V 内容積
2 Electrodeless discharge bulb 2a Quartz glass tube 2b Ultraviolet emitting substance 3 Valve support 4 Holding unit 9 Container 10 Processed object 15 Microwave oven S Internal surface area V Internal volume

Claims (4)

マイクロ波が照射されることにより紫外線を放出する物質を内部に収容した無電極放電バルブを有し、この無電極放電バルブから放出された紫外線を被処理物の被処理面に照射することにより被処理面の殺菌処理を行う殺菌装置において、前記無電極放電バルブを、その内表面積をS、内容積をVとしたときにS/V>8[1/cm]なる関係式が成立し、かつ、無電極放電バルブの内部最大直線距離がマイクロ波の波長の2分の1よりも小さいものとしたことを特徴とする殺菌装置。 It has an electrodeless discharge bulb that contains a substance that emits ultraviolet rays when irradiated with microwaves, and the surface to be treated is irradiated with ultraviolet rays emitted from the electrodeless discharge bulb. In the sterilization apparatus for performing sterilization treatment of the treatment surface, the relational expression of S / V> 8 [1 / cm] is established when the electrodeless discharge bulb has an inner surface area S and an inner volume V, and The sterilizer characterized in that the maximum linear distance inside the electrodeless discharge bulb is smaller than one half of the wavelength of the microwave. 前記無電極放電バルブの形状を略円筒状としたことを特徴とする請求項1記載の殺菌装置。 The sterilizer according to claim 1, wherein the electrodeless discharge bulb has a substantially cylindrical shape. 前記無電極放電バルブの内部に略円筒状の構造体を配置したことを特徴とする請求項1又は2記載の殺菌装置。 The sterilizer according to claim 1 or 2, wherein a substantially cylindrical structure is disposed inside the electrodeless discharge bulb. 前記無電極放電バルブは、ガラス管で形成されガラス管の一部を内側に窪ませたことを特徴とする請求項1又は2記載の殺菌装置。
The sterilizer according to claim 1 or 2, wherein the electrodeless discharge bulb is formed of a glass tube and a part of the glass tube is recessed inward.
JP2004212542A 2004-07-21 2004-07-21 Sterilizer Pending JP2006026252A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004212542A JP2006026252A (en) 2004-07-21 2004-07-21 Sterilizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004212542A JP2006026252A (en) 2004-07-21 2004-07-21 Sterilizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006026252A true JP2006026252A (en) 2006-02-02

Family

ID=35893253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004212542A Pending JP2006026252A (en) 2004-07-21 2004-07-21 Sterilizer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006026252A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007535103A (en) Light source by electron cyclotron resonance
WO2020121934A1 (en) Uv irradiation apparatus
JP5741603B2 (en) Excimer lamp
JP6871038B2 (en) Discharge lamp, ozone generator and ozone generation method
CN106252194A (en) Excimer lamp
KR20040015027A (en) Sterilizer comprising application of microwave
JPS61208743A (en) Ultraviolet treatment device
JP2017059321A (en) Ultraviolet radiation device
Martens et al. Sterilization of medical products using gas plasma technology
JP2006026252A (en) Sterilizer
JP2005216647A (en) High radiance flash discharge lamp
JP2006026253A (en) Sterilizer
JP2007080705A (en) Microwave discharge lamp and microwave discharge light source device equipped with the microwave discharge lamp
JP6831268B2 (en) Discharge lamp
JP6736027B2 (en) Excimer lamp for liquid processing
JP2006149656A (en) Sterilizer
JP6800433B2 (en) Xenon flash lamp for container sterilization
JPH11290426A (en) Sterilizing device
JP2007173122A (en) Electrodeless discharge lamp for sterilization
US20130140471A1 (en) Enhanced Output Mercury-Free UVC Lamp System
JP2004344551A (en) Sterilizer
JP2004159703A (en) Sterilizer using microwave
JP2004227820A (en) Discharge lamp
JP2004159710A (en) Sterilizer
JP4259090B2 (en) Manufacturing method of flash lamp