JP2009011878A - 紫外線消毒装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線消毒装置として、処理ケーシーング内の紫外線照射管の外表面を、被処理液に接触しない駆動機構によって清掃でき、紫外線照射管に大きな負荷がかからず、複数本の紫外線照射管を配置する場合にも個々に駆動機構を設ける必要がなく、設備コストが低減され、紫外線照射管を細径に構成でき、処理ケーシーングの空間効率ならびに紫外線照射効率を高く設定できるものを提供する。
【解決手段】処理ケーシング１内に紫外線照射管３及びガイド筒４と清掃枠体５とが配設され、ガイド筒４内で回転駆動するスクリュー軸６に内側移動体７が回転不能に螺合し、清掃枠体５には紫外線照射管３に外嵌摺接クリーナー８が取り付けられ、清掃枠体５と内側移動体７の一方に永久磁石Ｍ１が保持され、他方に該永久磁石Ｍ１と磁気結合する永久磁石Ｍ２又は磁性体が保持され、スクリュー軸６の回転駆動に伴って移動する内側移動体７に対し、清掃枠体５が非接触で追従移動する。
【選択図】図２

Description

本発明は、水道水、各種工業用水、純水・精製水、医療用水、水産・養殖用水等の被処理液に対して紫外線照射による消毒処理を行う内照式の紫外線消毒装置に関する。

この種の紫外線消毒装置では、処理ケーシング内に紫外線ランプを内蔵した紫外線照射管を配設し、該処理ケーシング内を流通する被処理液に紫外線を照射して消毒・殺菌を行うが、処理を継続している内に、被処理液に含まれるカルシウムや鉄分の如き無機物や種々の有機物によるスケール、油分、浮遊物質等が紫外線照射管の外表面に付着し、この付着成分の蓄積によって紫外線照射管から照射される紫外線光量が次第に減少し、消毒・殺菌効率が低下することになる。

このため、従来より、紫外線照射管の清掃手段として、当該紫外線照射管に外嵌するクリーナーと、その駆動機構とを付設し、定期的もしくは光センサ等で検知される紫外線光量が規定値以下になった際に、該クリーナーを紫外線照射管に沿って摺接移動させることにより、管外表面の付着物をクリーナーの弾性フィンや刷毛にて掻き落とす方法が一般的に採用されている。

ところが、このような清掃手段では、クリーナーの駆動機構部が被処理液中に浸漬していることから、該駆動機構部の腐食を生じ易い上、その腐食による溶出成分や駆動に伴う摩耗粉等によって被処理液が汚染される懸念があり、また駆動部の液密封止が容易でなく、被処理液の圧力が高い場合に液漏れ防止に困難をきたすといった問題があった。

そこで、近年において、紫外線ランプを内蔵する光透過性の保護管内に、先端にマグネットリングを取り付けた洗浄ロッドを配設し、該保護管に強磁性体を被覆材で被覆したリング状の洗浄具を外嵌させ、洗浄ロッドの駆動により、保護管の壁体を挟んでマグネットリングと磁気結合した洗浄具を追従移動させ、該洗浄具にて保護管の外周面の付着物を掻き取って清掃するようにした紫外線照射装置が提案されている（特許文献１）。
特開２００２−２９２３６７号公報

しかしながら、上記提案の紫外線照射装置では、駆動機構の洗浄ロッドを被処理液に接触させることなく、洗浄具を光透過性の保護管の外周面に摺接移動させて清掃できるが、内側のマグネットリングと外側の洗浄具とを保護管の壁を挟んで強く磁気結合した状態で移動させるから、石英ガラスからなる該保護管に大きな負荷がかかって破損する懸念がある上、処理ケーシーング内に複数本の紫外線ランプを配置する場合に、各紫外線ランプの保護管内にマグネットリング付きの洗浄ロッドを配設する必要があるため、設備コストが高くつき、また保護管が内部のマグネットリングの移動のために太径になるから、それだけ流路断面積が制約されて空間効率の悪化を招くと共に、洗浄ロッドによる紫外線の遮断に加えて紫外線ランプと保護管内周との間隙が大きくなるため、紫外線照射効率も低下するという問題があった。

本発明は、上述の情況に鑑み、紫外線消毒装置として、処理ケーシーング内に配置された紫外線照射管の外表面を、被処理液に接触しない駆動機構によって清掃できる上、ガラス等からなる紫外線照射管に大きな負荷がかからず、しかも複数本の紫外線照射管を配置する場合にも個々の紫外線照射管毎に駆動機構を設ける必要がなく、それだけ設備コストが低減されると共に、紫外線照射管を細径に構成でき、処理ケーシーングの空間効率ならびに紫外線照射効率を高く設定できるものを提供することを目的としている。

以下に、上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示す。まず、請求項１に係る発明は、処理ケーシング１内に紫外線ランプ２を内蔵した透明直管状の紫外線照射管３が配設され、該処理ケーシング１内に流通する被処理液に紫外線を照射して消毒するようにした紫外線消毒装置において、処理ケーシング１内に、紫外線照射管３と平行するガイド筒４と、このガイド筒４に筒軸方向に移動可能に外嵌する清掃枠体５とが配設され、ガイド筒４内には、直線駆動機構を介して筒軸方向に移動可能な内側移動体７が装填され、清掃枠体５には、紫外線照射管３に外嵌摺接して管外表面の付着物を除去するクリーナー８が取り付けられ、清掃枠体５と内側移動体７の一方に永久磁石Ｍ１が保持されると共に、他方に該永久磁石Ｍ１と磁気結合する永久磁石Ｍ２又は磁性体が保持され、スクリュー軸６の回転駆動に伴って移動する内側移動体７に対し、清掃枠体５が非接触で追従移動するように構成されている。

請求項２の発明は、上記請求項１の紫外線消毒装置において、直線駆動機構は、ガイド筒４内に外部の駆動手段（可逆転モーター１４）によって回転駆動するスクリュー軸６が配置し、ガイド筒４内で回転不能に保持された内側移動体７が該スクリュー軸６に螺合し、当該スクリュー軸６の回転によって内側移動体７を移動させるものとしている。

請求項３の発明は、上記請求項１の紫外線消毒装置において、直線駆動機構は、ガイド筒４をシリンダチューブ４３、内側移動体７をピストンとするロッドレス流体圧シリンダ（ロッドレスエアシリンダ４０）である請求項１に記載の紫外線消毒装置。

請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの紫外線消毒装置において、紫外線照射管３と平行に、該紫外線照射管３から照射される紫外線光量を検知する光センサを内臓した透明直管状の光検知管９が配設され、この光検知管９に外嵌摺接して管外表面の付着物を除去するクリーナー８が前記清掃枠体５に取り付けられてなるものとしている。

請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの紫外線消毒装置において、紫外線照射管３が複数本配設され、これら紫外線照射管３…に外嵌摺接する複数のクリーナー８…が清掃枠体５に一体に取り付けられてなるものとしている。

請求項６の発明は、上記請求項５の紫外線消毒装置において、１本の光検知管９を中心として、該光検知管９を取り巻くように複数本の紫外線照射管３…が配置してなるものとしている。

請求項７の発明は、上記請求項５又は６の紫外線消毒装置において、１本のガイド筒４と複数本の紫外線照射管３…と共に少なくとも一本のガイド軸１０が平行配設され、このガイド軸１０に対して清掃枠体５が外嵌摺接する構成としている。

請求項８の発明は、上記請求項５又は６の紫外線消毒装置において、ガイド筒４が複数本配設されると共に、これらガイド筒４…内のスクリュー軸６…が同期回転するように構成され、清掃枠体５が各ガイド筒４に対して外嵌する複数の磁気結合部５ｂ…を有してなる構成としている。

次に、本発明による効果を図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る紫外線消毒装置では、紫外線照射管３に外嵌摺接して管外表面の付着物を除去するクリーナー８を取り付けた清掃枠体５が、紫外線照射管３と平行するガイド筒４内を移動する内側移動体７に対し、磁気結合（マグネットカップリング）によって追従移動するように構成されているから、該清掃枠体５の駆動部分は被処理液に非接触に保たれ、該駆動部分の腐食を生じず、該駆動部分から発生する腐食成分や摩耗粉によって被処理液が汚染される懸念がない上、磁気結合した清掃枠体５と内側移動体７の移動に伴う負荷はガイド筒４にかかり、一般的にガラスからなる紫外線照射管３にはクリーナー８が摺接するだけであるため、該紫外線照射管３が破損する虞れもなく、また紫外線照射管３を細径に構成できるので、処理ケーシーング１の空間効率ならびに紫外線照射効率が高く設定できる。

請求項２の発明によれば、内側移動体７がガイド筒４内でスクリュー軸６に螺合して回転不能に保持されているから、このスクリュー軸６の回転駆動によって当該内側移動体７ひいては清掃枠体５を自動的に円滑に移動できる。

請求項３の発明によれば、直線駆動機構がガイド筒４をシリンダチューブ４３、内側移動体７をピストンとするロッドレス流体圧シリンダ（ロッドレスエアシリンダ４０）をなすから、当該直線駆動機構の構成が簡素になる。

請求項４の発明によれば、上記の紫外線消毒装置において、紫外線照射管３と共に平行配置する光検知管９の管外表面の付着物も清掃枠体５のクリーナー８によって除去されるから、紫外線光量の測定誤差が少なくなり、紫外線照射管３の汚れ度合を光検知管９内の光センサによって的確に掌握できる。

請求項５の発明によれば、上記の紫外線消毒装置において、処理ケーシング１内に複数本の紫外線照射管３…が配設された構成において、これら複数本の紫外線照射管３…の管外表面を清掃枠体５の移動によって同時に清掃できる。

請求項６の発明によれば、上記の紫外線消毒装置において、１本の光検知管９を取り巻く形で複数本の紫外線照射管３…が配置しているから、これら紫外線照射管３…の全体として汚れ度合を光検知管９内の光センサによって的確に掌握できる。

請求項７の発明によれば、上記の紫外線消毒装置において、清掃枠体５が１本のガイド筒４と少なくとも一本のガイド軸１０とにガイドされて移動するから、その移動が安定した状態で円滑になされる。

請求項８の発明によれば、上記の紫外線消毒装置において、複数本のガイド筒４…内のスクリュー軸６…が同期回転するように構成され、清掃枠体５が各ガイド筒４に対して外嵌する複数の磁気結合部５ｂ…を有するから、該清掃枠体５の移動が安定した状態で円滑になされる。

以下に、本発明に係る紫外線消毒装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１〜図９は第１実施形態の紫外線消毒装置Ｕ１、図１０及び図１１は第２実施形態の紫外線消毒装置Ｕ２、図１２は第３実施形態の紫外線消毒装置Ｕ３を示す。なお、第１〜第３実施形態において機能的に同義の構成部分については、形状や配置が異なっても同名称で同一符号としている。

図１に示すように、第１実施形態の紫外線消毒装置Ｕ１は、ステンレス鋼からなる略円筒状の処理ケーシング１が、横型配置で前後一対の架台１５，１５上に支承されており、この処理ケーシング１の一端側が円板状のヘッドプレート１２によって封鎖され、該一端側の側方とやや縮径した他端側とにフランジ付きの水出入口１ａ，１ｂが形成されている。そして、図２でも示すように、ヘッドプレート１２と、処理ケーシング１内に配置する略六角形のエンドフレーム１３との間には、エンドフレーム１３の六角形の各角部に位置した透明ガラス製の６本の紫外線照射管３…、該六角形の一辺中央部に位置した角筒状の１本のガイド筒４、中心に位置して光センサー（図示省略）を内蔵する透明ガラス製の１本の光検知管９、ガイド筒４と三角形配置をなす２本の円パイプ状のガイド軸１０，１０が処理ケーシング１の軸方向に沿って平行に配設されると共に、これら平行配設部に清掃枠体５が処理ケーシング１の軸方向に移動自在に嵌装されている。

図２及び図３に示すように、ガイド筒４内には、ヘッドプレート１２の外側に設けた可逆転モーター１４にて正逆回転駆動するスクリュー軸６が両端部の軸受１１、１１を介して配置すると共に、短かい角柱状の内側移動体７が該スクリュー軸６に螺合して筒軸方向に移動可能で且つ回転不能に装填されている。また、図２に示すように、片方のガイド軸１０の両端側には、清掃枠体５のストローク端を設定するタッチセンサー１０ａが取り付けてある。更に、図４に示すように、各紫外線照射管３は、保護管としてのガラス管３０内に、長手方向複数箇所に配置したクッションリングスペーサ３１…を介して紫外線ランプ２が挿入されている。

清掃枠体５は、エンドフレーム１３と近似した略六角形のフレーム本体５ａに、ガイド筒４に外嵌する短角筒状の磁気結合部５ｂがねじ止め固着されている。そのフレーム本体５ａは、図６（Ａ）（Ｂ）で詳細に示すように、略六角形で外周縁が断面Ｌ字形に屈曲した外郭部５０と、中心から外郭部５０へ略放射状に配置した放射状部５１と、六角形の一辺位置に設けたコ字枠部５２とで構成されており、外郭部５０の六角形の各角位置と放射状部５１の中心位置にそれぞれ管挿通孔５３を有すると共に、外郭部５０の六角形における２辺の各中央に内向きにＣ字形に開くガイド抱持部５４が形成されている。そして、外郭部５０の六つの管挿通孔５３…にはそれぞれ紫外線照射管３が、中央の管挿通孔５３には光検知管９が挿通し、また各ガイド抱持部５４がガイド軸１０に外嵌している。なお、コ字枠部５２と二つのガイド抱持部５４，５４は、フレーム本体５ａの中心回りに互いに１２０度の位相差で等配している。

しかして、フレーム本体５ａの一面側には、各管挿通孔５３の位置にクリーナー８が取り付けられている。このクリーナー８は、管挿通孔５３と同心に配置する環状保持枠８ａに、管挿通孔５３よりも若干内径の小さいゴム等のエラストマーからなるリング状摺接材８ｂが保持されており、各管挿通孔５３に挿通した紫外線照射管３及び光検知管９の外周面に該摺接材８ｂのフィン状に張出する内周部が摺接している。また、各ガイド抱持部５４は、その内周縁に外郭部５０の厚み方向両側へ突出する突縁部５４ａを有しており、この突縁部５４ａの内面側でガイド軸１０に摺接している。

一方、フレーム本体５ａのコ字枠部５２の対向する側縁部には、一対の略矩形の取付板５５，５５が外郭部５０の厚み方向両側へ張出するように中間部で固着されており、両取付板５５，５５間に嵌合させた磁気結合部５ｂを、各取付板５５の四隅部のねじ挿通孔５５ａ…を介してねじ止めするようになっている。

清掃枠体５の磁気結合部５ｂは、図７（Ａ）（Ｂ）で詳細に示すように、短角筒状の磁石保持筒５６の内側に、角環状をなす複数個（図では７個）のネオジム系等の永久磁石Ｍ１…が各々の間に鉄鋼製の角環状スペーサ５６ａを介して密に嵌装されると共に、該磁石保持筒５６の両端に、角環状の口金部材５７，５７が各々結合ボルト５８ａ…を介して固着一体化されてなる。しかして、各口金部材５７の内側四周にそれぞれ設けられたローラー取付用段部５７ａに、各々２本の回転自在な丸軸状のローラー５９ａ，５９ａを一部突出状に保持した角棒状のローラー保持枠５９が、そのローラー突出側を口金部材５７の内周側に向けた嵌合状態で、結合ボルト５８ｂを介して固定されている。

なお、磁気結合部５ｂの内周には磁石保持筒５６の全体から両口金部材５７，５７の奥側一部にわたるライニング板５６ｂが張設されている。しかして、ローラー保持枠５９…の各ローラー５９ａは、ライニング板５６ｂの表面よりも僅かに高く突出するように設定され、磁気結合部５ｂをガイド筒４に外嵌した状態で、各ローラー５９ａがガイド筒４の外周面に転接するように構成されている。また、各口金部材５７の対向２辺の外周面側には、フレーム本体５ａのコ字枠部５２にねじ止めするために、該コ字枠部５２の取付板５５，５５の各ねじ挿通孔５５ａに対応したねじ孔５７ｂが形成されている。

内側移動体７は、図８（Ａ）〜（Ｃ）及び図９に詳細に示すように、両側の端板７１，７２間に外周サイズが等しい短角筒状のナット枠７ａ及び磁石保持枠７ｂが直列配置し、ナット枠７ａ側の端板７１の外側から螺挿した４本の連結ボルト７０ａ…と、磁石保持枠７ｂ側の端板７２の外側から螺挿した４本の連結ボルト７０ｂ…とにより、全体として外周が面一の角筒状に連結一体化されてなる。

この内側移動体７のナット枠７ａは、短角筒状の外枠７３の内側に、スクリュー軸６（図２，図５参照）に螺合させるナット本体７４が挿嵌され、これら外枠７３及びナット本体７４が端板７１と磁石保持枠７ｂの基枠７５の内端フランジ部７５ａとの間で挟持されている。そして、外枠７３の四周外面の各中央部に設けた凹所７３ａに、複数本の（図では１１本）ニードルローラー７６ａ…を並列配置したニードルローラーリテーナ７６が嵌着されている。

また、内側移動体７の磁石保持枠７ｂは、短角筒状の基枠７５の外側に、角環状をなす複数個（図では７個）のネオジム系等の永久磁石Ｍ２…が各々の間に鉄鋼製の角環状スペーサ７７を介して密に嵌装され、これら永久磁石Ｍ２…及び角環状スペーサ７７…が基枠７５の内端側フランジ部７５ａと端板７２との間で挟持されている。そして、永久磁石Ｍ２…は、配置ピッチが清掃枠体５の磁気結合部５ｂにおける永久磁石Ｍ１…の配置ピッチと一致すると共に、磁極が清掃枠体５の永久磁石Ｍ１…に対して吸着力を及ぼす向きに設定されている。

端板７１、７２は、略正方形の外周と円形の内周を有する環状の厚板からなる。しかして、磁石保持枠７ｂ側の端板７２には、その外側四周にそれぞれ設けられたローラー取付用段部７２ａに、各々２本の回転自在な丸軸状のローラー７８ａ，７８ａを一部突出状に保持した角棒状のローラー保持枠７８が、そのローラー突出側を外周側に向けた嵌合状態で、結合ボルト７０ｃを介して固定されている。

しかして、内側移動体７は、ガイド筒４内において、ナット枠７ａにスクリュー軸６を螺挿した状態で回転不能に保持されており、該スクリュー軸６の回転駆動に伴い、ガイド筒４の内周面に対してナット枠７ａ側のニードルローラー７６ａ…と磁石保持枠７ｂ側のローラー７８ａ…とで転接しつつ移動するように構成されている。

なお、ガイド筒４、ガイド軸１０、ヘッドプレート１２、エンドフレーム１３、清掃枠体５のエンドフレーム５ａ、磁気結合部５ｂの磁石保持筒５６及び口金部材５７、内側移動体７の端板７１，７２、ナット枠７ａの外枠７３、磁石保持枠７ｂの基枠７５等には、ＳＵＳ３０４の如きステンレス鋼が使用されている。

このような内側移動体７は、ガイド筒４内において、ナット枠７ａにスクリュー軸６を螺挿した状態で回転不能に保持されており、該スクリュー軸６の回転駆動に伴い、ガイド筒４の内周面に対してナット枠７ａ側のニードルローラー７６ａ…と磁石保持枠７ｂ側のローラー７８ａ…とで転接しつつ移動するように構成されている。従って、このガイド筒４内の内側移動体７の磁石保持枠７ｂの位置に、ガイド筒４に外嵌する清掃枠体５の磁気結合部５ｂの位置を合わせれば、両者の永久磁石Ｍ１…，Ｍ２…がガイド筒４の壁を挟んで強力に磁気結合するから、スクリュー軸６の回転駆動に伴って移動する内側移動体７に対して清掃枠体５が非接触で追従移動することになる。

上記構成の紫外線消毒装置においては、平常状態では清掃枠体５及び内側移動体７をヘッドプレート１２側のストローク端に位置させておき、処理ケーシング１内を出入口１ａ，１ｂの一方から他方へ流通する被処理液に対し、紫外線照射管３…から紫外線を照射して消毒・殺菌を行うが、処理を継続している内に、被処理液に含まれるカルシウムや鉄分の如き無機物や種々の有機物によるスケール、油分、浮遊物質等が紫外線照射管３…の外表面に付着し、この付着成分の蓄積によって紫外線照射管３…から照射される紫外線光量が次第に減少し、消毒・殺菌効率が経時的に低下する。

そこで、紫外線照射管３…から照射される紫外線光量を光検知管９内の光センサーで検出し、その紫外線光量が規定値まで低下した際に、可逆転モーター１４の駆動でスクリュー軸６を回転させて内側移動体７をエンドフレーム１３側へ移動させると、これに追従して清掃枠体５もエンドフレーム１３側へ移動し、この移動過程で清掃枠体５のクリーナー８…が紫外線照射管３…及び光検知管９の外表面を擦過して付着成分を掻き取ってゆく。そして、清掃枠体５がエンドフレーム１３側のストローク端でガイド軸１０のタッチセンサー１０ａに接触すると、該タッチセンサー１０ａからの検知信号でモーター１４が逆転駆動し、もってスクリュー軸６の逆回転によって内側移動体７がヘッドプレート１２側へ移動し、これに追従して清掃枠体５もヘッドプレート１２側へ移動し、クリーナー８…が紫外線照射管３…及び光検知管９の外表面を逆方向に擦過してゆくことになる。

このように、清掃枠体５を１往復あるいは数往復させることにより、複数本（本例では６本）の紫外線照射管３…と光検知管９の外表面を同時に一挙に清掃でき、清掃後の各紫外線照射管３は透明性を回復して高い消毒・殺菌効率を発揮する共に、光検知管９の透明性も回復して光センサによる測定誤差が少なくなり、以降の紫外線照射管３…の汚れ度合を的確に掌握できる。また、清掃枠体５の駆動部分であるスクリュー軸６及び内側移動体７が被処理液に対して非接触に保たれるため、該駆動部分の腐食を生じず、該駆動部分から発生する腐食成分や摩耗粉によって被処理液が汚染される懸念がない。しかも、この紫外線消毒装置にあっては、磁気結合した清掃枠体５と内側移動体７の移動に伴う負荷は専らガイド筒４にかかり、ガラスからなる紫外線照射管３…及び光検知管９にはクリーナー８が摺接するだけであるから、これら該紫外線照射管３…及び光検知管９が清掃枠体５の移動によって破損する虞れがない。

また、この第１実施形態の紫外線消毒装置では、磁気結合した清掃枠体５と内側移動体７が共にガイド筒の内外表面に対してローラー５９ａ…，７６ａ…，７８ａ…を介して転接する上、内側移動体７がスクリュー軸６との螺合で自動的に円滑に移動することに加え、清掃枠体５もガイド筒４と２本のガイド軸１０，１０にガイドされるから、複数本の紫外線照射管３…と光検知管９の外表面を同時に清掃するにも関わらず、該清掃枠体５の移動が極めて安定した状態で円滑になされ、動作不良を生じる懸念がないと共に、清掃枠体５の移動に伴う摩耗粉の発生が抑えられる。更に、この紫外線消毒装置では、一本の光検知管９を取り巻く形で複数本の紫外線照射管３…が配置しているから、これら紫外線照射管３…の全体としての汚れ度合を光検知管９内の光センサによって的確に掌握できると共に、紫外線照射管３…を細径に構成できるので、処理ケーシーング１の空間効率ならびに紫外線照射効率を高く設定できる。

第２実施形態の紫外線消毒装置Ｕ２は、図１０に示すように、前記第１実施形態と同様の処理ケーシング１内に、六角形の各角部に位置した透明ガラス製の６本の紫外線照射管３…と、中心に位置して光センサー（図示省略）を内蔵する透明ガラス製の１本の光検知管９とが平行に配設されているが、前記第１実施形態におけるガイド軸１０を有しておらず、その代わりに３本の角筒状のガイド筒４…が該六角形の６辺のうちの一つ置きの３辺の各辺中央部に位置するように平行配設されている。そして、これら平行配設部に清掃枠体５が処理ケーシング１の軸方向に移動自在に嵌装されている。

各ガイド筒４内は、前記第１実施形態と同様に、スクリュー軸６が配置すると共に、内側移動体７が該スクリュー軸６に螺合して筒軸方向に移動可能で且つ回転不能に装填されている。しかして、図１１に示すように、ヘッドプレート１２の外側へ突出した３本の各スクリュー軸６の端部には歯付きプーリー６１が固着され、これら３つの歯付きプーリー６１…間にタイミングべルト６２が巻き掛けられており、可逆転モーター１４によって一つの歯付きプーリー６１を回転駆動させることにより、３本のスクリュー軸６…が同期回転するように構成されている。

清掃枠体５は、略六角形のフレーム本体５ａと、各ガイド筒４に外嵌する３つの磁気結合部５ｂ…とで構成されている。そのフレーム本体５ａは、略六角形で外周縁が断面Ｌ字形に屈曲した外郭部５０と、中心から外郭部５０へ放射状に配置した放射状部５１とで構成されており、外郭部５０の六角形の各角位置と放射状部５１の中心位置にそれぞれ管挿通孔５３を有すると共に、各管挿通孔５３の位置にクリーナー８が取り付けられている。そして、外郭部５０の六つの管挿通孔５３…にはそれぞれ紫外線照射管３が、中央の管挿通孔５３には光検知管９が挿通している。また、外郭部５０の六角形における一つ置きの３辺の各中央に内向きに開くコ字枠部５２が形成されており、各コ字枠部５２には前記第１実施形態と同様に一対の取付板５５，５５を介して磁気結合部５ｂがねじ止め固着され、各磁気結合部５ｂがそれぞれガイド筒４に外嵌している。

なお、清掃枠体５の各磁気結合部５ｂと各ガイド筒４内の内側移動体７とは、それぞれ前記第１実施形態における磁気結合部５ｂ及び内側移動体７と同様構成であり、互いに吸着力を及ぼすように配置した永久磁石Ｍ１…，Ｍ２…を保持すると共に、ガイド筒４の内外面に対してローラー転接するようになっている（第１実施形態を示す図５を参照）。そして、３つの内側移動体７…は処理ケーシング１の軸方向の同位置において清掃枠体５の３つの磁気結合部５ｂ…と磁気結合している。

この第２実施形態の紫外線消毒装置Ｕ２では、前記第１実施形態の紫外線消毒装置Ｕ１と同様に、平常状態では清掃枠体５をヘッドプレート１２側のストローク端で待機させておき、処理ケーシング１内を流通する被処理液に対して紫外線照射管３…から紫外線を照射して消毒・殺菌を行い、光検知管９内の光センサーで検出される紫外線光量が規定値まで低下した際に、可逆転モーター１４の駆動によって３本のスクリュー軸６…を同期回転させる。これにより、３本のガイド筒４…内の内側移動体７…が同時に同じ速度でエンドフレーム１３側へ移動し、これら３つの内側移動体７…に３箇所で磁気結合した清掃枠体５が追従して移動するから、当該清掃枠体５のクリーナー８…によって紫外線照射管３…及び光検知管９の外表面の付着成分が掻き取られ、かくして清掃された各紫外線照射管３及び光検知管９の透明性が回復し、元の高い消毒・殺菌効率と紫外線光量の高い検出精度が得られる。

そして、この第２実施形態の場合、清掃枠体５は、周方向に等配する３カ所でガイド筒４内の内側移動体７と磁気結合し、これら３つの内側移動体７…の同期移動に追従して３本のガイド筒４…にガイドされつつ移動するから、その移動に伴う負荷が周方向３カ所に均等にかかることになる。従って、該清掃枠体５の移動がより安定した状態で極めて円滑になされ、もって清掃枠体５の動作不良や紫外線照射管３…及び光検知管９の清掃時の破損がより完全に防止され、清掃枠体５の移動に伴う摩耗粉の発生も確実に抑えられる。

なお、前記の第１及び第２実施形態ではガイド筒４の内周形状と内側移動体７の外周形状を略正方形にしているが、内側移動体７の直線駆動手段としてスクリュー軸６に該内側移動体７を螺合させる構成では、両者４，７はガイド筒４内で内側移動体７を回転不能に保持できる嵌合形状であればよく、種々の多角形や楕円形のような非円形の他、キー係合のような凹凸係合による非回転形態としてもよい。一方、前記第２実施形態のように複数本のスクリュー軸６…を同期回転させる手段として、例示した歯付きプーリー６１とタイミングべルト６２の組合せの他、スプロケットとチェーン、連動ギヤ機構等も採用できる。更に、各々内部にスクリュー軸６と内側移動体７を有する複数本のガイド筒４を持つ構成において、清掃枠体５を各ガイド筒４に対応して独立した複数個とし、各清掃枠体５を個別に動作させて各々１本乃至数本の紫外線照射管３の清掃を行うようにしてもよい。

また、ガイド筒４内の内側移動体７の直線駆動手段としては、前記の第１及び第２実施形態のようにスクリュー軸６に該内側移動体７を螺合させる方式に限らず、エアシリンダや油圧シリンダの如き流体圧シリンダを始めとする種々の直線駆動方式を採用できる。しかして、流体圧シリンダは、内側移動体７をピストンとして、シリンダに外嵌する清掃枠体５を磁気結合によってピストンと共に移動させるロッドレスシリンダとなる。

本発明の第３実施形態に係る紫外線消毒装置Ｕ３は、内側移動体７の直線駆動手段として、図１２で示すロッドレスエアシリンダ４０を採用している。このロッドレスエアシリンダ４０は、ガイド筒４がシリンダチューブ４３、内側移動体７がピストンをなし、シリンダチューブ４３内に給排気管４４が同心状に配置し、この給排気管４４に短筒状をなす内側移動体７がピストンとして外嵌しており、シリンダヘッド４１が処理ケーシング１のヘッドプレート１２にボルト止めされると共に、エンドキャップ４２がエンドフレーム１３にボルト止めされている。そして、シリンダヘッド４１には、シリンダ前室４０ａつまり内側移動体７よりも当該シリンダヘッド４１側における給排気管４４の外側空間に連通する給排気口４５と、給排気管４４の内側空間４０ｃに連通する給排気口４６とが設けられている。また、給排気管４４の後端部には、シリンダ後室４０ｂと給排気管４４の内側空間４０ｂとを連通する通気孔４７が形成されている。

しかして、内側移動体７は、前記の第１及び第２実施形態と同様に外周側に永久磁石Ｍ１…を保持しており、シリンダチューブ４３（ガイド筒４）の内周面と給排気管４４の外周面に対し、それぞれ軸方向両端部でゴム製のピストンリング７９ａ，７９ｂを介して気密に摺接するようになっている。また、シリンダチューブ４３の外側には清掃枠体５の磁気結合部５ｂが外嵌し、その内周側に保持された永久磁石Ｍ２…が内側移動体７の永久磁石Ｍ１…と磁気結合している。なお、図示を省略しているが、清掃枠体５のフレーム本体５ａは、第１及び第２実施形態と同様に、紫外線照射管３…及び光検知管９に対してクリーナー８を介して外嵌している（図３，図１０参照）。

上記構成の紫外線消毒装置Ｕ３では、ロッドレスエアシリンダ４０の給排気口４５からシリンダ前室４０ａへ空気を送り込むことにより、シリンダ後室４０ｂから給排気管４４を通した給排気口４６からの排気を伴って内側移動体７がエンドフレーム１３側へ移動し、逆に給排気口４６から給排気管４４を通してシリンダ後室４０ｂへ空気を送り込めば、給排気口４５からの排気を伴って内側移動体７がヘッドプレート１２側へ移動する。そして、この内側移動体７の移動に伴って清掃枠体５も追従移動し、前記の第１及び第２実施形態と同様に、当該清掃枠体５のクリーナー８…によって紫外線照射管３…及び光検知管９の外表面が清掃されることになる。

なお、第３実施形態の紫外線消毒装置Ｕ３に用いたロッドレスエアシリンダ４０ではシリンダ後室４０ｂに対する給排気用として給排気管４４を設けているが、処理ケーシング１の形態によってエンドキャップ４２側にシリンダ後室４０ｂ用の給排気口を形成できる場合は、給排気管４４が不要であり、内側移動体７としても非筒状のものを使用することになる。

既述の第１〜第３実施形態では清掃枠体５と内側移動体７の両者が相互に磁気吸着力を及ぼす永久磁石Ｍ１…，Ｍ２…を保持しているが、本発明の紫外線消毒装置は、両者の一方が永久磁石を保持し、他方が該永久磁石に吸着する磁性体を保持する構成を包含する。しかして、清掃枠体５及び内側移動体７における永久磁石や磁性体の保持構造及び配置構成については特に制約はない。

また、既述の第１実施形態ではガイド筒４における内側移動体７の移動ストローク端をタッチセンサー１０ａによって設定する構成としているが、このタッチセンサー１０ａに代えて光電スイッチや近接スイッチ等の非接触型センサーを含む種々の位置決めセンサーを利用できる。一方、清掃枠体５におけるクリーナー８としては、管表面に対する摺接部の形態を例示以外に様々に設定でき、フィン状やエッジ状のスクレーパ型の他、刷毛型としてもよい。更に、ガイド筒４の内外表面に対する清掃枠体５及び内側移動体７の当接部（直線駆動手段が流体圧シリンダである場合の内側移動体７側を除く）にメタル材を使用することも可能である。その他、本発明の紫外線消毒装置においては、処理ケーシング１の形状と材質、紫外線照射管３及び光検知管９の本数と配置、清掃枠体５の本体フレーム５ａ及び磁気結合部５ｂの形状、内側移動体７の構造等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。

本発明の第１実施形態に係る紫外線消毒装置全体を示す一部破断斜視図である。 同紫外線消毒装置の縦断側面図である。 図２のＸ−Ｘ線の断面矢視図である。 同紫外線消毒装置における紫外線照射管の要部の縦断側面図である。 同紫外線消毒装置における清掃枠体とガイド筒内の内側移動体との磁気結合部を示す縦断側面図である。 同清掃枠体のフレーム本体を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ線の断面矢視図である。 同清掃枠体の磁気結合部を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は縦断側面図である。 同紫外線消毒装置における内側移動体を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は背面図である。 同内側移動体の縦断側面図である。 本発明の第２実施形態に係る紫外線消毒装置の縦断正面図である。 同紫外線消毒装置の正面図である。 本発明の第３実施形態に係る紫外線消毒装置における内側移動体の直線駆動機構を示す概略縦断正面図である。

符号の説明

１ 処理ケーシング
２ 紫外線ランプ
３ 紫外線照射管
４ ガイド筒
４０ ロッドレスエアシリンダ（ロッドレス流体圧シリンダ）
４３ シリンダチューブ
５ 清掃枠体
５ａ フレーム本体
５ｂ 磁気結合部
５３ 管挿通孔
５９ａ ローラー
６ スクリュー軸
７ 内側移動体
７６ａ ニードルローラー
７８ａ ローラー
８ クリーナー
９ 光検知管
１０ ガイド軸
１４ 駆動手段（可逆転モーター）
Ｍ１，Ｍ２ 永久磁石
Ｕ１〜Ｕ３ 紫外線消毒装置

Claims (8)

1. 処理ケーシング内に紫外線ランプを内蔵した透明直管状の紫外線照射管が配設され、該処理ケーシング内に流通する被処理液に紫外線を照射して消毒するようにした紫外線消毒装置において、
   前記処理ケーシング内に、紫外線照射管と平行するガイド筒と、このガイド筒に筒軸方向に移動可能に外嵌する清掃枠体とが配設され、
   前記ガイド筒内には、直線駆動機構を介して筒軸方向に移動可能な内側移動体が装填され、
   前記清掃枠体には、紫外線照射管に外嵌摺接して管外表面の付着物を除去するクリーナーが取り付けられ、
   前記の清掃枠体と内側移動体の一方に永久磁石が保持されると共に、他方に該永久磁石と磁気結合する永久磁石又は磁性体が保持され、
   前記直線駆動機構によってガイド筒内を移動する内側移動体に対し、清掃枠体が非接触で追従移動するように構成されてなる紫外線消毒装置。
2. 前記の直線駆動機構は、前記ガイド筒内に外部の駆動手段によって回転駆動するスクリュー軸が配置し、ガイド筒内で回転不能に保持された前記の内側移動体が該スクリュー軸に螺合し、当該スクリュー軸の回転によって内側移動体を移動させるものである請求項１に記載の紫外線消毒装置。
3. 前記の直線駆動機構は、前記ガイド筒をシリンダチューブ、前記の内側移動体をピストンとするロッドレス流体圧シリンダである請求項１に記載の紫外線消毒装置。
4. 前記紫外線照射管と平行に、該紫外線照射管から照射される紫外線光量を検知する光センサを内臓した透明直管状の光検知管が配設され、この光検知管に外嵌摺接して管外表面の付着物を除去するクリーナーが前記清掃枠体に取り付けられてなる請求項１〜３のいずれかに記載の紫外線消毒装置。
5. 前記紫外線照射管が複数本配設され、これら紫外線照射管に外嵌摺接する複数のクリーナーが前記清掃枠体に一体に取り付けられてなる請求項１〜４のいずれかに記載の紫外線消毒装置。
6. １本の前記光検知管を中心として、該光検知管を取り巻くように複数本の紫外線照射管が配置してなる請求項５に記載の紫外線消毒装置。
7. １本の前記ガイド筒と複数本の紫外線照射管と共に少なくとも一本のガイド軸が平行配設され、このガイド軸に対して前記清掃枠体が外嵌摺接する請求項５又は６に記載の紫外線消毒装置。
8. 前記ガイド筒が複数本配設されると共に、これらガイド筒内のスクリュー軸が同期回転するように構成され、前記清掃枠体が各ガイド筒に対して外嵌する複数の磁気結合部を有してなる請求項５又は６に記載の紫外線消毒装置。

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