JP2014184430A - Irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照射装置に関する。 The present invention relates to an irradiation apparatus.
従来より、発光ダイオード（ＬＥＤ）から発せられる紫外線を被照射体（例えば水道水）に照射して殺菌を行う照射装置が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been disclosed an irradiation apparatus that performs sterilization by irradiating an irradiated object (for example, tap water) with ultraviolet rays emitted from a light emitting diode (LED) (for example, see Patent Documents 1 and 2).
上記紫外線を照射する照射装置の照射強度を強め殺菌力を向上する方法の１つに、紫外線を出射する複数のＬＥＤを２次元平面状に密集配置する方法がある。しかしながら、複数のＬＥＤを密集配置すると、各ＬＥＤの温度が上昇し、各ＬＥＤの発光効率が低下する。このため、上記特許文献１、２に開示された照射装置のように、ＬＥＤを単体で用いているのが通常である。 As one of the methods for increasing the irradiation intensity of the irradiation device for irradiating the ultraviolet rays and improving the sterilizing power, there is a method of arranging a plurality of LEDs emitting ultraviolet rays densely in a two-dimensional plane. However, when a plurality of LEDs are arranged densely, the temperature of each LED rises and the light emission efficiency of each LED falls. For this reason, it is normal to use LED alone like the irradiation apparatus disclosed in Patent Documents 1 and 2 above.
本発明は、上記実情の下になされたものであり、光源の発光効率の低下を抑制するとともに寿命を延ばすことができる照射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an irradiation apparatus capable of suppressing a decrease in light emission efficiency of a light source and extending a lifetime.
上記目的を達成するためには、本発明の第１の観点に係る照射装置は、
基板上に配置され紫外線を照射する光源と、
前記光源から出射される紫外線を透過し、照射対象との間に設けられた保護カバーと、
前記光源と前記保護カバーとの間に設けられた側面カバーと、
を備え、
前記側面カバーの表面には、前記保護カバーで反射された紫外線を吸収する光触媒がコーティングされている。
In order to achieve the above object, an irradiation apparatus according to the first aspect of the present invention includes:
A light source disposed on a substrate and radiating ultraviolet rays;
A protective cover that transmits ultraviolet rays emitted from the light source and is provided between the irradiation target and
A side cover provided between the light source and the protective cover;
With
The surface of the side cover is coated with a photocatalyst that absorbs ultraviolet light reflected by the protective cover.
この場合、前記光触媒は、酸化チタンである、
こととしてもよい。
In this case, the photocatalyst is titanium oxide.
It is good as well.
本発明によれば、側面カバーにコーティングされた光触媒により、光源に入射する反射紫外線の量を少なくして、光源の発光効率の低下を抑制するとともに寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, the amount of reflected ultraviolet light incident on the light source can be reduced by the photocatalyst coated on the side cover, thereby suppressing a decrease in the light emission efficiency of the light source and extending the life.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１について説明する。
Embodiment 1 FIG.
First, the first embodiment of the present invention will be described.
図１には、照射装置１００の全体的な構成が示されている。図１に示すように、照射装置１００は、照射ユニット１と、冷却塔２と、浄化槽３と、を備える。 FIG. 1 shows the overall configuration of the irradiation apparatus 100. As shown in FIG. 1, the irradiation apparatus 100 includes an irradiation unit 1, a cooling tower 2, and a septic tank 3.
照射ユニット１では、基板１０上に複数のＬＥＤ１１が設けられている。各ＬＥＤ１１は、紫外線を出射する。冷却塔２は、照射ユニット１の基板１０を冷却するために設けられている。浄化槽３は、照射ユニット１から出射された紫外線が照射される被照射体を保持する。被照射体には、例えば、紫外線によって殺菌される処理水がある。 In the irradiation unit 1, a plurality of LEDs 11 are provided on the substrate 10. Each LED 11 emits ultraviolet rays. The cooling tower 2 is provided for cooling the substrate 10 of the irradiation unit 1. The septic tank 3 holds an object to be irradiated with ultraviolet rays emitted from the irradiation unit 1. The irradiated body includes, for example, treated water that is sterilized by ultraviolet rays.
図２には、照射ユニット１の構成が示されている。図２に示すように、照射ユニット１は、基板１０と、複数のＬＥＤ１１とに加え、ＬＥＤ保護カバー１２と、側面カバー１３とをさらに備える。基板１０としては、熱伝導率が所定レベル以上の材質のものが用いられる。例えば、基板１０は、純銅の基板である。熱伝導率は、例えば、３８６Ｗ／（ｍ・ｋ）以上であるのが望ましい。基板１０の厚みは、例えば、５ｍｍである。冷却効率のため、基板１０の厚みは、その強度を保つことができる程度に薄くなっている。 FIG. 2 shows the configuration of the irradiation unit 1. As shown in FIG. 2, the irradiation unit 1 further includes an LED protective cover 12 and a side cover 13 in addition to the substrate 10 and the plurality of LEDs 11. As the substrate 10, a material having a thermal conductivity of a predetermined level or higher is used. For example, the substrate 10 is a pure copper substrate. The thermal conductivity is preferably, for example, 386 W / (m · k) or more. The thickness of the substrate 10 is 5 mm, for example. For cooling efficiency, the thickness of the substrate 10 is thin enough to maintain its strength.
ＬＥＤ保護カバー１２は、石英で形成されている。ＬＥＤ保護カバー１２は、ＬＥＤ１１から出射された紫外線を透過する。複数のＬＥＤ１１から発せられた紫外線は、ＬＥＤ保護カバー１２を介して浄化槽３内に入射する。 The LED protective cover 12 is made of quartz. The LED protective cover 12 transmits ultraviolet rays emitted from the LED 11. Ultraviolet rays emitted from the plurality of LEDs 11 enter the septic tank 3 through the LED protective cover 12.
基板１０と、ＬＥＤ保護カバー１２との間には、側面カバー１３が設けられている。側面カバー１３は、基板１０からＬＥＤ保護カバー１２に行くにしたがって、広がっている。基板１０と、ＬＥＤ保護カバー１２と、側面カバー１３との間には、アルゴン等の不活性ガスが封入され、紫外線の減衰が抑制されている。側面カバー１３と照射装置１００の外側筐体と、基板１０とで仕切られる空間には、複数のＬＥＤ１１へ電力を供給するための配線等が、収納される。 A side cover 13 is provided between the substrate 10 and the LED protective cover 12. The side cover 13 spreads from the substrate 10 to the LED protective cover 12. An inert gas such as argon is enclosed between the substrate 10, the LED protective cover 12, and the side cover 13, and the attenuation of ultraviolet rays is suppressed. In a space partitioned by the side cover 13, the outer casing of the irradiation device 100, and the substrate 10, wiring for supplying power to the plurality of LEDs 11 and the like are stored.
複数のＬＥＤ１１は、基板の一方の面（下側の面）である第１の面１０Ａ上に裏面を直付けすることにより、密集配置されている。より具体的には、各ＬＥＤ１１の裏面には、放熱部が設けられており、この放熱部が、基板１０と直接接合している。これにより、ＬＥＤ１１で発生した熱が、放熱部を介して、基板１０に伝わりやすくなっている。各ＬＥＤ１１の電極は、絶縁シート等で、基板１０と絶縁されている。 The plurality of LEDs 11 are densely arranged by directly attaching the back surface to the first surface 10A that is one surface (lower surface) of the substrate. More specifically, a heat radiating portion is provided on the back surface of each LED 11, and the heat radiating portion is directly bonded to the substrate 10. Thereby, the heat generated in the LED 11 is easily transmitted to the substrate 10 through the heat radiating portion. The electrode of each LED 11 is insulated from the substrate 10 by an insulating sheet or the like.
図３には、基板１０の一方の面である第１の面１０Ａに密集配置されたＬＥＤ１１の斜視図が示されている。図３に示すように、各ＬＥＤ１１は、基板１０上にマトリクス状に密集配置されている。この密集配置により、複数のＬＥＤ１１から発せられる紫外線の強度は、大きくなっている。 FIG. 3 is a perspective view of the LEDs 11 densely arranged on the first surface 10 </ b> A that is one surface of the substrate 10. As shown in FIG. 3, the LEDs 11 are densely arranged in a matrix on the substrate 10. Due to this dense arrangement, the intensity of ultraviolet rays emitted from the plurality of LEDs 11 is increased.
図２に示すように、基板１０のもう一方の面（上面）である第２の面１０Ｂには、冷却塔２の溶媒２１が接している。溶媒２１は、基板１０の熱を奪うことにより、揮発する。第２の面１０Ｂには、複数の凹凸が設けられている。 As shown in FIG. 2, the solvent 21 of the cooling tower 2 is in contact with the second surface 10 </ b> B that is the other surface (upper surface) of the substrate 10. The solvent 21 volatilizes by removing heat from the substrate 10. A plurality of irregularities are provided on the second surface 10B.
図４には、第２の面１０Ｂから見た基板１０の斜視図が示されている。図４に示すように、第２の面１０Ｂは、複数の凹部１５がマトリクス状に設けられている。凹部１５は、矩形状である。複数の凹部１５が設けられているため、基板１０と溶媒２１とが接する表面積は広くなっている。これにより、基板１０から熱が放出され易くなっている。 FIG. 4 shows a perspective view of the substrate 10 as viewed from the second surface 10B. As shown in FIG. 4, the second surface 10B has a plurality of recesses 15 provided in a matrix. The recess 15 has a rectangular shape. Since the plurality of recesses 15 are provided, the surface area where the substrate 10 and the solvent 21 are in contact with each other is widened. Thereby, heat is easily released from the substrate 10.
図５（Ａ）に示すように、基板１０の第２の面１０Ｂに接する溶媒２１には、ほぼ均一に、小気泡３０が発生する。凹部１５の角部１６に形成された小気泡３０は、他の小気泡３０よりも、第２の面１０Ｂとの接触面積が小さいため、第２の面１０Ｂから離れやすくなっている。角部１６から離れた小気泡３０は上昇する。この小気泡３０の上昇により、角部１６周辺には、溶媒２１の上方向への流れができる。 As shown in FIG. 5A, small bubbles 30 are generated almost uniformly in the solvent 21 in contact with the second surface 10B of the substrate 10. The small bubbles 30 formed in the corner portions 16 of the recess 15 have a smaller contact area with the second surface 10B than the other small bubbles 30, and therefore are easily separated from the second surface 10B. The small bubbles 30 away from the corner 16 rise. Due to the rising of the small bubbles 30, an upward flow of the solvent 21 can be generated around the corner portion 16.
この溶媒２１の流れは、図５（Ｂ）に示すように、第２の面１０Ｂの表面に、角部１６へ向かうさらに大規模な溶媒２１の流れを形成する。この流れにより、第２の面１０Ｂに均一に形成された小気泡３０は、角部１６に集まり、大気泡３１を形成する。大気泡３１は、角部１６から離れて、上昇する。 As shown in FIG. 5B, this flow of the solvent 21 forms a larger-scale flow of the solvent 21 toward the corner portion 16 on the surface of the second surface 10B. Due to this flow, the small bubbles 30 uniformly formed on the second surface 10B gather at the corners 16 to form large bubbles 31. The large bubbles 31 rise away from the corners 16.
基板１０の効率的な冷却のためには、第２の面１０Ｂに直接大きな気泡ができるのは得策ではない。大気泡ができた部分では、基板１０から熱を奪うことができないからである。上述のように、凹部１５をマトリクス状に配置していれば、第２の面１０Ｂでは、小気泡３０が形成され、その小気泡３０が角部１６に集まって大気泡３１が形成され、大気泡３１を上昇させる流れを作ることができる。このようにすれば、第２の面１０Ｂの大部分で、大気泡３１が直接形成されるのを防止するとともに、小気泡３０を角部１６に集めて大気泡３１として、円滑に揮発させることができる。 In order to efficiently cool the substrate 10, it is not a good idea to form large bubbles directly on the second surface 10B. This is because heat cannot be removed from the substrate 10 in the portion where the large bubbles are formed. As described above, if the concave portions 15 are arranged in a matrix, small bubbles 30 are formed on the second surface 10B, and the small bubbles 30 gather at the corners 16 to form large bubbles 31, which are large. A flow for raising the bubbles 31 can be created. In this way, the large bubbles 31 are prevented from being directly formed on the majority of the second surface 10B, and the small bubbles 30 are collected at the corners 16 to be volatilized smoothly as the large bubbles 31. Can do.
図４に示すように、第２の面１０Ｂでは、凹部１５がマトリクス状に配置されているため、凹凸によって形成される角部１６が、第２の面１０Ｂ上に均等に配置されるようになる。このようにすれば、大気泡３１が形成される地点を第２の面１０Ｂに均等に配置することができるので、第２の面１０Ｂにおける冷却状態を、より均一化することができる。 As shown in FIG. 4, in the second surface 10B, the recesses 15 are arranged in a matrix, so that the corners 16 formed by the irregularities are evenly arranged on the second surface 10B. Become. In this way, since the points where the large bubbles 31 are formed can be evenly arranged on the second surface 10B, the cooling state on the second surface 10B can be made more uniform.
また、この実施の形態では、第２の面１０Ｂが、冷却塔２における溶媒２１を封入する壁面（冷媒室４０）の一部となっている。すなわち、冷却塔２は、基板１０のもう一方の面である第２の面１０Ｂに接するように設けられている。これにより、基板１０の熱を溶媒２１に直接伝えることができるようになるため、冷却効率をさらに向上させることができる。 Further, in this embodiment, the second surface 10B is a part of the wall surface (refrigerant chamber 40) that encloses the solvent 21 in the cooling tower 2. That is, the cooling tower 2 is provided so as to be in contact with the second surface 10 </ b> B that is the other surface of the substrate 10. As a result, the heat of the substrate 10 can be directly transferred to the solvent 21, so that the cooling efficiency can be further improved.
冷却塔２は、基板１０を冷却する。図６には、冷却塔２の構成が示されている。図６に示すように、冷却塔２には、互いに連通する２つの空間が形成されている。この２つの空間が、冷媒室４０と気化室４１である。気化室４１には、複数枚のディスクからなるフィンが設けられている。気化室４１には、溶媒２１の供給口であり、内部を減圧するための減圧弁４２が設けられている。 The cooling tower 2 cools the substrate 10. FIG. 6 shows the configuration of the cooling tower 2. As shown in FIG. 6, the cooling tower 2 is formed with two spaces communicating with each other. These two spaces are a refrigerant chamber 40 and a vaporization chamber 41. The vaporizing chamber 41 is provided with fins composed of a plurality of disks. The vaporizing chamber 41 is provided with a pressure reducing valve 42 which is a supply port for the solvent 21 and depressurizes the inside.
冷却塔２では、冷媒室４０において、第２の面１０Ｂ上に溶媒２１を供給した溶媒２１を、基板１０から熱を奪って揮発させる。これにより、基板１０が冷却される。揮発した溶媒２１により、冷媒室４０内の圧力は、気化室４１の圧力よりも高くなるため、揮発した溶媒２１は、上昇して、気化室４１に注入される。気化室４１では、フィンにより、揮発した溶媒２１が冷却されて、再び液化して冷媒室４０に戻り、第２の面１０Ｂ上に堆積する。これにより、溶媒循環サイクルが形成される。 In the cooling tower 2, the solvent 21 that has supplied the solvent 21 onto the second surface 10 </ b> B is deprived of heat from the substrate 10 and volatilized in the refrigerant chamber 40. Thereby, the substrate 10 is cooled. Since the pressure in the refrigerant chamber 40 becomes higher than the pressure in the vaporization chamber 41 due to the volatilized solvent 21, the volatilized solvent 21 rises and is injected into the vaporization chamber 41. In the vaporization chamber 41, the volatilized solvent 21 is cooled by the fins, liquefies again, returns to the refrigerant chamber 40, and accumulates on the second surface 10B. Thereby, a solvent circulation cycle is formed.
冷媒室４０及び気化室４１の内部は、外気圧（大気圧）に比べ、２０％以下に減圧されている。これにより、溶媒循環サイクルは、停止することなく、循環する。 The inside of the refrigerant chamber 40 and the vaporization chamber 41 is depressurized to 20% or less compared to the external atmospheric pressure (atmospheric pressure). Thereby, a solvent circulation cycle circulates without stopping.
図７には、浄化槽３の構成が示されている。図７に示すように、浄化槽３では、供給口５０から処理水が供給される。浄化槽３内の処理水は、排出口５１から排出される。処理水には、大腸菌が含まれている。照射ユニット１（ＬＥＤ保護カバー１２）から照射される紫外線により、処理水の大腸菌が殺菌される。 FIG. 7 shows the configuration of the septic tank 3. As shown in FIG. 7, in the septic tank 3, treated water is supplied from the supply port 50. The treated water in the septic tank 3 is discharged from the discharge port 51. The treated water contains E. coli. The treated water E. coli is sterilized by the ultraviolet rays irradiated from the irradiation unit 1 (LED protective cover 12).
図８には、周囲温度とＬＥＤ１１の発光効率（相対放射束）との関係を示すグラフが示されている。図８では、ＬＥＤに流す電流が、３００ｍＡ、４００ｍＡ、５００ｍＡ、６００ｍＡ、７００ｍＡであるときのＬＥＤ１１の特性がそれぞれ示されている。図８に示すように、ＬＥＤ１１では、温度が上がれば上がるほど、発光効率が低下している。この低下の度合い（傾き）は、電流が大きくなるにつれて大きくなっている。このことから、ＬＥＤ１１の輝度を高くすればするほど、ＬＥＤ１１の温度調整が重要となってくることがわかる。 FIG. 8 shows a graph showing the relationship between the ambient temperature and the luminous efficiency (relative radiant flux) of the LED 11. FIG. 8 shows the characteristics of the LED 11 when the currents flowing through the LEDs are 300 mA, 400 mA, 500 mA, 600 mA, and 700 mA, respectively. As shown in FIG. 8, in the LED 11, the light emission efficiency decreases as the temperature rises. The degree (gradient) of this decrease increases as the current increases. From this, it can be understood that the temperature adjustment of the LED 11 becomes more important as the luminance of the LED 11 is increased.
このため、本実施の形態に係る照射装置１００では、冷却塔２の溶媒循環サイクルにより、基板１０を冷却して、ＬＥＤ１１の周囲温度を所定温度に保っている。ＬＥＤ１１の周囲の温度が上がれば、基板１０からの熱により、溶媒２１の循環サイクルが早くなり、基板１０の冷却速度が高まる。一方、ＬＥＤ１１の温度が下がれば、溶媒２１の循環サイクルが遅くなり、基板１０の冷却速度が弱まる。このサイクルにより、ＬＥＤ１１の温度がほぼ一定に保たれ、ＬＥＤ１１の発光効率を一定に保つことができるようになる。 For this reason, in the irradiation apparatus 100 which concerns on this Embodiment, the board | substrate 10 is cooled by the solvent circulation cycle of the cooling tower 2, and the ambient temperature of LED11 is kept at predetermined temperature. If the temperature around the LED 11 rises, the circulation cycle of the solvent 21 is accelerated by the heat from the substrate 10, and the cooling rate of the substrate 10 is increased. On the other hand, if the temperature of the LED 11 is lowered, the circulation cycle of the solvent 21 is delayed and the cooling rate of the substrate 10 is weakened. By this cycle, the temperature of the LED 11 is kept substantially constant, and the light emission efficiency of the LED 11 can be kept constant.
基板１０の温度は、５０度以下に保たれるようにするのが望ましい。図８に示すように、すべての電流においても、−１０度におけるＬＥＤ１１の発光効率を１１０％とすると、５０度におけるＬＥＤ１１の発光効率は、８０％となる。すなわち、ＬＥＤ１１の周囲温度を５０度以下に維持すれば、ＬＥＤ１１の発光効率を８０％以上に保つことができる。ＬＥＤ１１を密集配列した場合には、個々のＬＥＤ１１の発光効率を８０％以上に保たなければ、全体の輝度が著しく低下する。このため、この照射装置１００では、基板１０の温度を５０度以下に保つ必要がある。 It is desirable to keep the temperature of the substrate 10 at 50 degrees or less. As shown in FIG. 8, even in all currents, if the luminous efficiency of the LED 11 at −10 degrees is 110%, the luminous efficiency of the LED 11 at 50 degrees is 80%. That is, if the ambient temperature of the LED 11 is maintained at 50 degrees or less, the light emission efficiency of the LED 11 can be maintained at 80% or more. When the LEDs 11 are densely arranged, unless the luminous efficiency of the individual LEDs 11 is maintained at 80% or more, the overall luminance is remarkably lowered. For this reason, in this irradiation apparatus 100, it is necessary to maintain the temperature of the board | substrate 10 at 50 degrees or less.
（実施の形態１のまとめ）
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、複数のＬＥＤ１１が、熱伝導率が高い銅基板の第１の面１０Ａに直付けされ、その基板１０が冷却塔２に接している。これにより、ＬＥＤ１１から発せられる熱を、効率良く冷却塔２へ逃がすことができるので、複数のＬＥＤ１１を基板１０上に密集配置しても、各ＬＥＤ１１の温度上昇を抑制することができる。この結果、各ＬＥＤ１１の発光効率の低下を抑制することができる。
(Summary of Embodiment 1)
As described in detail above, according to the present embodiment, the plurality of LEDs 11 are directly attached to the first surface 10A of the copper substrate having high thermal conductivity, and the substrate 10 is in contact with the cooling tower 2. . Thereby, since the heat | fever emitted from LED11 can be efficiently released to the cooling tower 2, even if several LED11 is closely arranged on the board | substrate 10, the temperature rise of each LED11 can be suppressed. As a result, a decrease in the light emission efficiency of each LED 11 can be suppressed.
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図９には、この実施の形態に係る照射装置１００の構成が示されている。図９に示すように、温度センサ４と、制御ユニット６と、電源ユニット７とをさらに備える。 FIG. 9 shows the configuration of the irradiation apparatus 100 according to this embodiment. As shown in FIG. 9, it further includes a temperature sensor 4, a control unit 6, and a power supply unit 7.
温度センサ４は、照射ユニット１の基板１０の温度情報を検出する。制御ユニット６は、温度センサ４で検出された温度情報に基づいて、電源ユニット７を駆動して、冷却塔２による基板１０の温度を制御する。電源ユニット７は、各ＬＥＤ１１の電源である。制御ユニット６は、電源ユニット７を駆動して、各ＬＥＤ１１に流れる電流を調整する。 The temperature sensor 4 detects temperature information of the substrate 10 of the irradiation unit 1. The control unit 6 drives the power supply unit 7 based on the temperature information detected by the temperature sensor 4 to control the temperature of the substrate 10 by the cooling tower 2. The power supply unit 7 is a power supply for each LED 11. The control unit 6 drives the power supply unit 7 to adjust the current flowing through each LED 11.
続いて、制御ユニット６について、より詳細に説明する。制御ユニット６は、コンピュータである。コンピュータでは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）がメモリに格納されたプログラムを実行することにより、その機能を実現する。コンピュータは、パーソナルコンピュータのようなものであってもよいし、１つのＩＣチップで形成されたマイクロコンピュータのようなものであってもよい。また、制御ユニット６は、電気回路等のハードウエアのみで構成されていてもよい。 Subsequently, the control unit 6 will be described in more detail. The control unit 6 is a computer. In a computer, a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor) executes a program stored in a memory to realize its function. The computer may be a personal computer or a microcomputer formed with one IC chip. Further, the control unit 6 may be configured only by hardware such as an electric circuit.
制御ユニット６は、例えば、基板１０の温度が、例えば５０℃以下となるように電源ユニット７を介してＬＥＤ１１の電流を制御する。前述のように、基板１０の温度を、５０度以下とすれば、ＬＥＤ１１の発光効率を８０％以上に保つことができるためである。 For example, the control unit 6 controls the current of the LED 11 through the power supply unit 7 so that the temperature of the substrate 10 becomes, for example, 50 ° C. or less. As described above, if the temperature of the substrate 10 is 50 degrees or less, the light emission efficiency of the LED 11 can be maintained at 80% or more.
また、制御ユニット６は、照射ユニット１におけるＬＥＤ１１のパルス点灯の自動制御を行うようにしてもよい。基板１０の温度が上昇すれば、ＬＥＤ１１のパルス点灯の間隔を長くするようにすればよい。 Further, the control unit 6 may automatically control the pulse lighting of the LED 11 in the irradiation unit 1. If the temperature of the substrate 10 rises, the pulse lighting interval of the LED 11 may be lengthened.
電源ユニット７は、ＬＥＤ１１の電源である。電源ユニット７を制御することにより、ＬＥＤ１１に流れる電流を調整することができる。 The power supply unit 7 is a power supply for the LED 11. By controlling the power supply unit 7, the current flowing through the LED 11 can be adjusted.
次に、本実施の形態に係る照射装置１００の動作について説明する。図１０には、制御ユニット６で実行される制御処理のフローチャートが示されている。図１０に示すように、制御ユニット６は、温度センサ４の出力に基づいて、基板１０の温度がＴ度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。 Next, operation | movement of the irradiation apparatus 100 which concerns on this Embodiment is demonstrated. FIG. 10 shows a flowchart of control processing executed by the control unit 6. As shown in FIG. 10, the control unit 6 determines whether or not the temperature of the substrate 10 is equal to or higher than T degrees based on the output of the temperature sensor 4 (step S1).
基板１０の温度が、Ｔ度以上である場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御ユニット６は、ＬＥＤ１１に流す電流が小さくなるように電源ユニット７を調整する（ステップＳ２）。これにより、ＬＥＤ１１から発せられる紫外線の強度が弱くなり、ＬＥＤ１１から発せられる熱も弱くなる。制御ユニット６は、ステップＳ２終了後は、ステップＳ１に戻る。 When the temperature of the board | substrate 10 is more than T degree (step S1; Yes), the control unit 6 adjusts the power supply unit 7 so that the electric current sent through LED11 may become small (step S2). Thereby, the intensity | strength of the ultraviolet-ray emitted from LED11 becomes weak, and the heat emitted from LED11 also becomes weak. The control unit 6 returns to step S1 after step S2.
基板１０の温度が、Ｔ度以上でない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、制御ユニット６は、ＬＥＤ１１に流す電流が大きくなるように電源ユニット７を調整する（ステップＳ３）。これにより、ＬＥＤ１１から発せられる紫外線の強度が強くなり、ＬＥＤ１１から発せられる熱も強くなる。制御ユニット６は、ステップＳ２終了後は、ステップＳ１に戻る。 When the temperature of the board | substrate 10 is not more than T degree (step S1; No), the control unit 6 adjusts the power supply unit 7 so that the electric current sent through LED11 may become large (step S3). Thereby, the intensity | strength of the ultraviolet-ray emitted from LED11 becomes strong, and the heat emitted from LED11 also becomes strong. The control unit 6 returns to step S1 after step S2.
このような処理を繰り返すことにより、制御ユニット６は、基板１０の温度を、５０度以下に制御している。 By repeating such processing, the control unit 6 controls the temperature of the substrate 10 to 50 degrees or less.
なお、冷却塔２には、強制的に溶媒２１を順回させるポンプを設けるようにしてもよい。この場合には、冷媒室４０の温度と、気化室４１の温度とを計測し、それらの温度差が、所定レベルより小さくなった場合には、ポンプを起動して、溶媒２１を冷媒室４０から気化室４１へ強制的に送るようにしてもよい。 The cooling tower 2 may be provided with a pump for forcibly rotating the solvent 21 in order. In this case, the temperature of the refrigerant chamber 40 and the temperature of the vaporization chamber 41 are measured, and when the temperature difference becomes smaller than a predetermined level, the pump is started and the solvent 21 is allowed to flow into the refrigerant chamber 40. May be forcibly sent to the vaporizing chamber 41.
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
この実施の形態に係る照射装置１００の構成は、図１に示すものと同じであるが、照射ユニット１の構成が、上記実施の形態１と異なる。 The configuration of irradiation apparatus 100 according to this embodiment is the same as that shown in FIG. 1, but the configuration of irradiation unit 1 is different from that of the first embodiment.
図１１には、照射ユニット１の断面図が示されている。図１１に示すように、照射ユニット１では、ＬＥＤ１１と、ＬＥＤ保護カバー１２の間の側面カバー１３の表面に、酸化チタン（ＴｉＯ2）６０がコーティングされている。 FIG. 11 shows a cross-sectional view of the irradiation unit 1. As shown in FIG. 11, in the irradiation unit 1, titanium oxide (TiO 2 ) 60 is coated on the surface of the side cover 13 between the LED 11 and the LED protective cover 12.
ＬＥＤ１１から出射した紫外線は、その大部分がＬＥＤ保護カバー１２を透過して、処理水に到達するが、ごく一部は、ＬＥＤ保護カバー１２を反射して、さらに側面カバー１３を反射して、ＬＥＤ１１に戻る。この反射紫外線は、ＬＥＤ１１の寿命を著しく低下させる。 Most of the ultraviolet rays emitted from the LED 11 pass through the LED protective cover 12 and reach the treated water, but a small part reflects the LED protective cover 12 and further reflects the side cover 13. Return to LED11. This reflected ultraviolet light significantly reduces the life of the LED 11.
酸化チタン６０は、この反射した紫外線を吸収する光触媒である。これにより、ＬＥＤ１１に入射する反射紫外線の量を少なくして、ＬＥＤ１１の寿命を伸ばすことができる。 The titanium oxide 60 is a photocatalyst that absorbs the reflected ultraviolet rays. Thereby, the quantity of reflected ultraviolet rays which enter LED11 can be decreased, and the lifetime of LED11 can be extended.
なお、本実施の形態では、酸化チタン６０を、コーティングしたが、本発明は、これには限られない。他の光触媒を側面カバー１３にコーティングするようにしてもよい。 In the present embodiment, titanium oxide 60 is coated, but the present invention is not limited to this. Another photocatalyst may be coated on the side cover 13.
なお、上記実施の形態では、第２の面１０Ｂで、複数の凹部１５を設けたが、本発明はこれには限られない。例えば、第２の面１０Ｂに凸部を設けるようにしてもよい。 In the above embodiment, the plurality of recesses 15 are provided on the second surface 10B, but the present invention is not limited to this. For example, you may make it provide a convex part in the 2nd surface 10B.
また、上記各実施の形態では、基板１０に矩形状の凹部１５をマトリクス状に配置したが、これには限られない。例えば、凹部１５は、円形であってもよい。この場合、円形の縁をのこぎり状にすれば、冷却効率を上げることができる。 In each of the above embodiments, the rectangular recesses 15 are arranged in a matrix on the substrate 10, but the present invention is not limited to this. For example, the recess 15 may be circular. In this case, the cooling efficiency can be increased by making the circular edge into a saw shape.
上記各実施の形態に係る照射装置は、処理水における大腸菌の殺菌に用いることができる。しかしながら、本発明はこれには限られない。例えば、処理水中の他の菌の殺菌に用いるようにしてもよい。また、本発明を、気体の殺菌に用いることも可能である。さらには、本発明を、フィルムの硬化に用いることも可能である。紫外線の強度を強くすれば、より滑らかなフィルムを作ることが可能になる。 The irradiation apparatus according to each of the above embodiments can be used for sterilization of E. coli in treated water. However, the present invention is not limited to this. For example, it may be used for sterilization of other bacteria in the treated water. The present invention can also be used for gas sterilization. Furthermore, the present invention can be used for curing a film. If the intensity of ultraviolet rays is increased, a smoother film can be produced.
なお、上記各実施の形態では、紫外線を照射するＬＥＤであったが、本発明はこれには限られず、その他の帯域の光、例えば、可視光域の光を発するＬＥＤであってもよい。要は、本発明は、市販されている全てのＬＥＤに対応可能である。 In each of the above embodiments, the LED emits ultraviolet light. However, the present invention is not limited to this, and may be an LED that emits light in other bands, for example, light in the visible light range. In short, the present invention can be applied to all commercially available LEDs.
また、上記各実施の形態では、基板１０の材質を、銅としたが、基板１０の材質は、アルミニウムであってもよい。また、基板１０の材質を、銅又はアルミニウムと、ニッケル、金との合金であってもよい。 In each of the above embodiments, the material of the substrate 10 is copper, but the material of the substrate 10 may be aluminum. The material of the substrate 10 may be an alloy of copper or aluminum, nickel, and gold.
また、処理水の温度をモニタリングするようにしてもよい。 Moreover, you may make it monitor the temperature of treated water.
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. The above-described embodiments are for explaining the present invention and do not limit the scope of the present invention. In other words, the scope of the present invention is shown not by the embodiments but by the claims. Various modifications within the scope of the claims and within the scope of the equivalent invention are considered to be within the scope of the present invention.
本発明は、下水等の殺菌等に用いられる照射装置など、ＬＥＤにより、高輝度の光を照射する照射装置として好適である。 The present invention is suitable as an irradiation apparatus that irradiates high-intensity light with an LED, such as an irradiation apparatus used for sterilization of sewage.
１ 照射ユニット
２ 冷却塔
３ 浄化槽
４ 温度センサ
６ 制御ユニット
７ 電源ユニット
１０ 基板
１０Ａ 第１の面
１０Ｂ 第２の面
１１ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１２ ＬＥＤ保護カバー
１３ 側面カバー
１５ 凹部
１６ 角部
２１ 溶媒
３０ 小気泡
３１ 大気泡
４０ 冷媒室
４１ 気化室
４２ 減圧弁
５０ 供給口
５１ 排出口
６０ 酸化チタン
１００ 照射装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Irradiation unit 2 Cooling tower 3 Septic tank 4 Temperature sensor 6 Control unit 7 Power supply unit 10 Board | substrate 10A 1st surface 10B 2nd surface 11 Light emitting diode (LED)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 LED protective cover 13 Side cover 15 Recessed part 16 Corner part 21 Solvent 30 Small bubble 31 Large bubble 40 Refrigerant chamber 41 Vaporization chamber 42 Pressure reducing valve 50 Supply port 51 Discharge port 60 Titanium oxide 100 Irradiation device
Claims (2)
前記光源から出射される紫外線を透過し、照射対象との間に設けられた保護カバーと、
前記光源と前記保護カバーとの間に設けられた側面カバーと、
を備え、
前記側面カバーの表面には、前記保護カバーで反射された紫外線を吸収する光触媒がコーティングされている、
照射装置。 A light source disposed on a substrate and radiating ultraviolet rays;
A protective cover that transmits ultraviolet rays emitted from the light source and is provided between the irradiation target and
A side cover provided between the light source and the protective cover;
With
The surface of the side cover is coated with a photocatalyst that absorbs ultraviolet rays reflected by the protective cover.
Irradiation device.
請求項１に記載の照射装置。 The photocatalyst is titanium oxide.
The irradiation apparatus according to claim 1.
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