JP2016175025A - 殺菌モジュール用セル及び殺菌モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】セル内の紫外線照射分布をより均一化することの可能な殺菌モジュール用セルを提供する。【解決手段】２つの内端面Ｅ１、Ｅ２とこの２つの内端面Ｅ１、Ｅ２間に位置する筒状の内側面Ｓ１とで囲まれた中空部５を有する筐体１０を備え、筐体１０は、中空部５内に照射される紫外線を中空部５内に向けて反射する拡散反射性層ｍを有し、筐体１０には、一方の内端面の中央に紫外線光源を取り付けるための取付部２０を設ける。２つの内端面間Ｅ１、Ｅ２の距離を端面間距離Ｂとし、２つの内端面Ｅ１、Ｅ２のうちの一方の面積を、内端面の面積と同一面積を有する円に換算したときの直径を端面直径Ａとしたとき、端面直径Ａと端面間距離Ｂとの比であるＢ／Ａが０．８≦Ｂ／Ａ≦５．８を満足するように構成する。【選択図】 図１

Description

本発明は、殺菌モジュール用セル及び殺菌モジュールに関する。

近年、大気中或いは水等の液体に含まれる病原性や有害性を有する糸状菌、細菌、ウイルス等の微生物を殺菌するために紫外線照射を行う方法が広く用いられるようになってきている。紫外線の中でも特にＵＶＣと呼ばれる波長帯域（２８０ｎｍ以下）での照射ではウイルス等のＤＮＡ複製機能は破壊され、ウイルス等を死滅する効果が非常に高いと言われている。

２５４ｎｍの紫外線を効率良く放射する低圧水銀灯は、上述の理由により殺菌用光源として広く使用され、製品化されている。
また光源の出力を効率良く利用するため、殺菌用のセル内に低圧水銀灯を光源として設置し、セル内を高反射材料で被覆するという方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら低圧水銀灯は光源としての寿命が短く、交換の頻度が高くメンテナンスに手間がかかるといった課題がある。また電源等を含めたセル全体のユニットのサイズは大きくなり、コンパクト化が困難である。
このため、低圧水銀灯に代わる光源として紫外線ＬＥＤを用いる方法が提案されている（例えば、特許文献２）。
ＬＥＤは高寿命であり、サイズ等も小さく軽量であるためコンパクト化が容易である。
そのため、従来は、特許文献１又は２に記載されている様に、セル内の被覆材料の最適化や、紫外光源の最適化により流体殺菌モジュールとしての性能向上が検討されてきた。

特開平１１−３１９８１７号 特開２０１３−１５８７２２号

しかしながら、セル内の被覆材料の最適化や、紫外光源の最適化だけでは被照射体（流体）の殺菌が十分になされないことがあった。これはセル内の紫外線照射分布に偏りが生じてしまっていることに起因していると考えられる。
本発明は、従来の問題点に着目してなされたものであり、セル内の紫外線照射分布を均一化し、紫外線による被照射体の殺菌をより十分になすことが可能な殺菌モジュール用セル及び殺菌モジュールを提供することを目的としている。

本発明の一態様による殺菌モジュール用セルは、２つの内端面と当該２つの内端面間に位置する筒状の内側面とで囲まれた中空部を有する筐体を備え、前記筐体は、前記中空部内に照射された紫外線を当該中空部内に向けて反射する拡散反射性層を有し、前記筐体には、一方の内端面の中央に配置されるように紫外線光源を取り付けるための取付部が形成されており、前記２つの内端面間の距離を端面間距離Ｂとし、前記２つの内端面のうちの一方の面積を、当該内端面の面積と同一面積を有する円に換算したときの直径を端面直径Ａとしたとき、前記端面直径Ａと前記端面間距離Ｂとの比であるＢ／Ａは０．８≦Ｂ／Ａ≦５．８を満足することを特徴とする。
本発明の他の態様による殺菌モジュールは、上記態様の殺菌モジュール用セルと紫外線照射装置と、を有することを特徴としている。

本発明の殺菌モジュール用セルによれば、筐体内の紫外線照射分布をより均一化することができる。
また、本発明の殺菌モジュールによれば、筐体内の紫外線照射分布がより均一化されるため、より殺菌された被照射体を提供することができる。

殺菌モジュール用セルの一例を示す模式図である。 流入口、流出口を備えた殺菌モジュール用セルの一例を示す模式図である。 紫外線照射装置の取り付け方法を説明するための説明図である。 筐体の形状と取付部の形状の一例を示す模式図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかであろう。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
本発明者は、鋭意検討した結果、以下の構成とすることによって、セル内の紫外線照射分布をより均一化することができ、紫外線による被照射体の殺菌をより十分になすことが可能な殺菌モジュール用セルを実現できることを見出した。

＜殺菌モジュール用セル＞
本発明の一実施形態における殺菌モジュール用セルは、２つの内端面とこの２つの内端面間に位置する筒状の内側面とで囲まれた中空部を有する筐体を備え、この筐体は、中空部内に照射された紫外線を中空部内に向けて反射する拡散反射性層を有し、さらに筐体には、一方の内端面の中央に配置されるように紫外線光源を取り付けるための取付部が形成されている。そして、２つの内端面間の距離を端面間距離Ｂとし、２つの内端面のうちの一方の面積を、この内端面の面積と同一面積を有する円に換算したときの直径を端面直径Ａとしたとき、端面直径Ａと端面間距離Ｂとの比であるＢ／Ａは０．８≦Ｂ／Ａ≦５．８を満足している。

紫外線光源を、中空部の一方の内端面の中央に取り付け、中空部内に照射される紫外線を拡散反射性層により中空部内に向けて反射させるようにし、さらに、２つの内端面間の距離である端面間距離Ｂと、２つの内端面のうちの一方の面積をこの内端面の面積と同一面積を有する円に換算したときの直径である端面直径Ａとの比であるＢ／Ａが、０．８≦Ｂ／Ａ≦５．８を満足し、或いは、１．１≦Ｂ／Ａ≦３．１を満足するようにすることによって、紫外線光源から発せられる紫外線の、中空部内での分布が均一化し、且つ照射強度も良好となり、紫外線による被照射体の殺菌を十分になすことが可能となる。

拡散反射性層は、中空部の筒状の内側面に形成されていてもよく、紫外線透過性の筐体である場合には、拡散反射性層は、中空部の筒状の内側面の外側に位置する筐体の外面に形成されていてもよい。
中空部の２つの内端面の少なくともいずれか一方、又は、紫外線透過性の筐体である場合には、内端面の外側に位置する筐体の外面に拡散反射性層を設けることによって、内端面又は筐体の外面での反射により中空部内での紫外線強度は増し、更なる被照射体の殺菌をなすことが可能となる。

また、本実施形態の殺菌モジュール用セルは、中空部に被照射体を流入するための流入口及び被照射体を排出するための流出口が、筐体に形成されていてもよい。被照射体の流入口と流出口とを有するいわゆるフローセルの場合、被照射体は流入口から流出口に向けて連続的に移動する。この時、従来の様に紫外線の分布に偏りがある場合、一部の被照射体は十分な紫外線照射を受けず、十分な殺菌がなされないまま流出口から排出されてしまう。本実施形態の殺菌モジュール用セルによれば、取付部に設置される紫外線光源から発せられる紫外線の中空部内での分布が均一化し、紫外線による被照射体の殺菌を十分になすことが可能となるため、被照射体が連続的に移動する場合であっても十分な紫外線照射を受け、十分に殺菌された被照射体が排出される。

＜殺菌モジュール＞
本発明の一実施形態における殺菌モジュールは、本発明の一実施形態の殺菌モジュール用セルと、殺菌モジュール用セルに設置される紫外線光源とを有する。
本実施形態の殺菌モジュールは、紫外線の中空部内での分布をより均一化させることのできる殺菌モジュール用セルを有するため、紫外線光源から発せられる紫外線の中空部内での分布が均一化し、紫外線による被照射体の殺菌が十分になされる。
以下、本発明の一実施形態の殺菌モジュール用セル及び殺菌モジュールの各構成要件について説明する。なお、各構成要件の説明に記載された技術事項は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で単独または組み合わせて適用することが可能である。

＜殺菌モジュール用セル＞
図１は、本発明の一実施形態における殺菌モジュール用セル１００の一例を示す模式図であって、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は縦断面図、図１（ｃ）は平面図である。
図１に示すように、殺菌モジュール用セル１００は中空部５を有する筐体１０を備え、筐体１０には、中空部５内に向けて紫外線を照射する紫外線照射装置を取り付けるための取付部２０が形成されている。

＜筐体＞
本発明の一実施形態における殺菌モジュール用セル１００の筐体１０は、中空部５に被照射体を導入可能に形成され、例えば、中空の円柱状に形成される。すなわち、図１に示すように、筐体１０の端面となる円盤状の２つの端面部１０ａ、１０ｂと、これら端面部１０ａ、１０ｂ間に配置される、円筒状の側面部１０ｃとを有する。端面部１０ａ、１０ｂの内端面Ｅ１、Ｅ２と、側面部１０ｃの内側面Ｓ１とで囲まれた空間が、中空部５となる。また、２つの端面部１０ａ、１０ｂのうちの一方の端面部、例えば１０ａには、端面部１０ａを貫通する取付部２０が形成されている。

なお、図１では、殺菌モジュール用セル１００として、中空の円柱状の筐体１０を用いた場合について説明したがこれに限るものではなく、中空の多角形状であってもよい。
被照射体を中空部５に導入可能な筐体１０の形態として、特に制限されることはないが、例えば、端面部１０ａ、１０ｂや、側面部１０ｃに外部と通じるポートを有し、ポートから被照射体を中空部５に導入する形態や、端面部１０ａ、１０ｂのいずれかが取り外し可能な形態となっており、端面部１０ａ、１０ｂを取り外すことによって、被照射体を中空部５に導入する形態等が挙げられる。

被照射体を連続的に殺菌し排出する観点から、図２に示すように、筐体１０の一部、例えば、側面部１０ｃに流入口３１と流出口３２とを設け、被照射体が、中空部５を通過するように構成してもよい。
筐体１０の材質は特に制限されないが、加工性及び軽量性の観点から、アルミニウム等の軽金属や、硬化樹脂等が挙げられる。後述する拡散反射性層を、中空部５の内側面及び内端面に設ける場合、つまり、筐体１０の内壁に拡散反射性層を形成し、内壁自体を拡散反射性層とする場合には、筐体１０は拡散反射性層と同一の材質であることが好ましい。一方、筐体１０の外面に拡散反射性層を別途設ける場合は、本発明の一実施形態では、筐体１０は紫外線吸収率の低い紫外線透過性を有する材質であり、例えば紫外線吸収率が１０％以下である材質が用いられる。具体的には、筐体１０の材質として、石英ガラス、或いはサファイア等が挙げられる。

＜中空部＞
筐体１０の内部に形成される中空部５の形状は、図１では円筒状であるが、特に制限されない。
端面部１０ａ、１０ｂの中空部５側の面である、内端面Ｅ１及びＥ２の形状は特に制限されず、例えば多角形や円形、楕円形等の形態が挙げられる。照射される紫外線の均一化をより向上させる観点から、本発明の一実施形態では、内端面Ｅ１及びＥ２は円形である。また、内端面Ｅ１及びＥ２は同一形状である必要はなく、例えば多角形と円形等、異なる形状であってもよい。

照射される紫外線の均一化をより向上させる観点から、本発明の一実施形態では、２つの内端面Ｅ１及びＥ２は一方の内端面を、他方の内端面に対して垂直方向に投影したときに、一方の内端面が他方の内端面にオーバーラップする。また、他の実施形態では、一方の内端面が他方の内端面に包含され、さらに他の実施形態では、一方の内端面が他方の内端面と略一致する。また、照射される紫外線の均一化をより向上させる観点から、本発明の一実施形態では、２つの内端面Ｅ１及びＥ２は、略平行である。

以上を勘案すると、本発明の一実施形態では、図１に示すように、２つの内端面Ｅ１、Ｅ２は、大きさが略同一で略平行な円形であり、一方の内端面を、他方の内端面に対して垂直方向に投影したときに他方の内端面と略一致する。
中空部５の内側面Ｓ１の形状も、２つの内端面Ｅ１、Ｅ２と連続して形成されていれば特に制限されず、２つの内端面Ｅ１、Ｅ２を直線的に結ぶ形状であってもよいし、２つの内端面Ｅ１、Ｅ２を湾曲的に結ぶ形状であってもよい。照射される紫外線の均一化をより向上させる観点から、本発明の一実施形態では、中空部５の内側面Ｓ１は、２つの内端面Ｅ１、Ｅ２を直線的に結ぶ形状である。

ここで、図２に示すように、中空部５の内端面Ｅ１、Ｅ２間の長さを端面間距離Ｂとする。端面間距離Ｂは、２つの内端面Ｅ１、Ｅ２を結ぶ３次元ユークリッド距離を意味する。中空部５の内端面Ｅ１及びＥ２が平行でない場合には、例えば、端面間距離の最大値と最小値との平均値を端面間距離Ｂとして用いればよい。
また、中空部５の、一方の内端面の面積と同等の面積を有する円の直径を、端面直径Ａとする。つまり、内端面Ｅ１、Ｅ２が同一形状であって円である場合には、円形である内端面Ｅ１又はＥ２の直径が端面直径Ａとなる。また、内端面Ｅ１、Ｅ２が同一形状であって、例えば六角形である場合には、六角形の内端面Ｅ１又はＥ２の面積と同等の面積を有する円の直径を、端面直径Ａとする。内端面Ｅ１及びＥ２の面積が異なる場合には、内端面Ｅ１の面積を有する円の端面直径と、内端面Ｅ２の面積を有する円の端面直径との平均値を端面直径Ａとする。本発明の一実施形態では、端面直径Ａと端面間距離Ｂとの比であるＢ／Ａが、０．８≦Ｂ／Ａ≦５．８を満足し、また、他の実施形態では１．１≦Ｂ／Ａ≦３．１を満足する。図２では、Ｂ／Ａ＝１．２５となっている。

＜取付部＞
本発明の一実施形態の殺菌モジュール用セル１００の取付部２０は、中空部５の一方の端面部、例えば１０ａに形成され、紫外線照射装置４０の紫外線光源が、内端面Ｅ１の中央部に配置されるように形成される。紫外線照射装置４０の紫外線光源が、内端面Ｅ１の中央部に位置するように、紫外線照射装置４０を取り付けることが可能な形態であれば特に制限されない。

後述の図３に示すように、取付部２０は、紫外線照射装置４０を取付部２０に設置したときに、紫外線光源から照射される紫外線が中空部５内に拡散されるように、形成される。
例えば、照射面を有する紫外線照射装置４０である場合には、照射面と、中空部５の伸びる方向に平行な直線とが、垂直又はほぼ垂直に交差するように形成される。

ここで、「中空部５の一方の内端面Ｅ１の中央部」とは、紫外線照射装置４０を取付部２０に取り付けた状態で、紫外線光源の一部が内端面Ｅ１の重心と重なる程度の領域を意味する。照射される紫外線の均一化をより向上させる観点から、本発明の一実施形態では、紫外線光源の重心と内端面Ｅ１の重心とが略一致するように、取付部２０は形成される。
被照射体と紫外線照射装置４０とが接触することが好ましくない場合は、取付部２０に、紫外線照射装置４０と中空部５とを光学的に接続する窓部４１を設置すればよい。窓部４１は、紫外線透過率の高い材質が好ましく、本発明の一実施形態では、例えば石英ガラス、サファイア等を好適に用いることが出来る。

＜拡散反射性層＞
本発明の一実施形態の殺菌モジュール用セル１００において、中空部５の筒状の内側面Ｓ１には、拡散反射性層が形成される。また、筐体１０が紫外線透過性を有する場合には、筐体１０の外周面Ｓ２に拡散反射性層を形成してもよい。例えば図２は、中空部５の筒状の内側面Ｓ１に拡散反射性層ｍが形成された場合を示す。

拡散反射性層は、マクロで観察した際に入射光が様々な角度で反射する部材からなる層である。すなわち、透過率及び光吸収率が小さく、且つ鏡面反射率が小さい部材である。特に制限されないが、本発明の一実施形態では、拡散反射性層ｍの透過率は５％以下であり、光吸収率は３０％以下であり、鏡面反射率は総反射率に対して５０％以下である。ここで記載する総反射率とは拡散反射と鏡面反射とを合わせた反射率のことを指す。

拡散反射性層として好適な材質としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）等が挙げられる。
被照射体と拡散反射性層とが接触することが好ましくない場合は、筐体１０の外周面Ｓ２に拡散反射性層を設ければよい。筐体１０の外周面Ｓ２に拡散反射性層を設ける場合には、筐体１０の材質つまり側面部２ｃは紫外線透過率の高い材質からなることが好ましく、例えば石英ガラス、サファイア等を好適に用いることが出来る。
また、中空部５の内側面Ｓ１又は筐体１０の外周面Ｓ２だけではなく、中空部５の内端面Ｅ１及びＥ２、又は、筐体１０が紫外線透過性を有する材質で形成されている場合には端面部１０ａ、１０ｂの外周面Ｅ３及びＥ４に拡散反射性層を形成してもよい。

＜紫外線照射装置＞
紫外線照射装置４０は、この紫外線照射装置４０を駆動させることにより、紫外線を殺菌モジュール用セル１００の中空部５内に照射し、被照射体に紫外線を照射可能なものである。紫外線の波長は１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であれば特に制限されないが、バクテリア等の殺菌効率の観点から、本発明の一実施形態では、ピーク波長は２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。ピーク波長が２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の紫外線照射装置４０としては、発光層に窒化物半導体層（例えば、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ等）を用いたもの等が挙げられるがこれに制限されない。また、紫外線照射装置４０は発熱するため必要に応じて放熱機構を設ける必要がある。放熱機構には空冷式、水冷式を用いたもの等が挙げられるがこれに制限されない。一例として、例えば熱伝導の高いアルミニウム板を用いた放熱フィンや空冷ファン等を用いることができる。

＜殺菌モジュール＞
本発明の一実施形態の殺菌モジュール１５０は、図示しない紫外線光源を有する紫外線照射装置４０が、殺菌モジュール用セル１００の取付部２０に紫外線が中空部５内に拡散するように設置され、例えば照射面を有する紫外線照射装置４０の場合には、照射面と、中空部５の伸びる方向に平行な直線とが、垂直又はほぼ垂直に交差するように設置される。

紫外線照射装置４０は、図３に示すように、中空部５の内端面Ｅ１と紫外線照射装置４０の先端とが略一致するように、取付部２０に設置されてもよく（図３（ａ））、また、紫外線照射装置４０が取付部２０を貫通して中空部５側に飛び出して設置されてもよい（図３（ｂ））。また、紫外線照射装置４０の先端が、中空部５側に飛び出さずに、筐体１０の端面部１０ａ内に位置する状態で設置されてもよく、この場合には、紫外線に対して高透過率の材料からなる窓部４１を設け、この窓部４１と紫外線照射装置４０の先端とが接するように設置されてもよい（図３（ｃ））。また、中空部５の延びる方向と、紫外線ランプの延びる方向とが直交するように紫外線ランプを配置してもよく、また、紫外線ランプの延びる方向と中空部５の延びる方向とが平行となるように取り付けてもよい。

図３（ａ）及び（ｂ）のように窓部４１が設けられていない場合には、中空部５の空間と接する紫外線照射装置４０の表面に、上述した窓部４１と同様に紫外線に対して高透過率の材料からなる保護部を備えることが好ましい。
図４は本発明の一実施形態に係る殺菌モジュール用セル１００の筐体１０及び取付部２０の形状のバリエーションを説明するための平面視における模式図である。図４（ａ）の様に筐体１０の平面視における外周が正方形状で中空部５の内側面及び取付部２０が円形であってもよいし、図４（ｂ）に示すように、筐体１０の外周、中空部５の内側面及び取付部２０が正方形であってもよいし、図４（ｃ）に示すように、筐体１０の外周及び中空部５の内側面が共に正六角形であり、取付部２０が円形であってもよい。

以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例又は実施形態も網羅すると解すべきである。

以下、本発明の一実施形態における殺菌モジュール用セル１００及び殺菌モジュール１５０の実施例を説明する。
（実施例１）
実施例１の殺菌モジュール用セル１００は、中空部５が、図１に示すように、内端面Ｅ１及びＥ２が同一直径の円形からなる円筒形状である。中空部５の底面である内端面Ｅ１の直径をφ３１．８ｍｍとし、端面直径Ａをφ３１．８ｍｍとした。また、中空部５の高さ、つまり、二つの端面間距離Ｂを１００ｍｍとした。

（実施例２）
実施例２の殺菌モジュール用セル１００は、中空部５が、図１に示すように、内端面Ｅ１及びＥ２が同一直径の円形からなる円筒形状である。中空部５の底面である内端面Ｅ１の直径をφ４５ｍｍとし、端面直径Ａをφ４５ｍｍとした。また、中空部５の高さ、つまり二つの端面間距離Ｂを５０ｍｍとした。すなわち、中空部５の体積を、実施例１と同じ体積とした。

（実施例３）
実施例３の殺菌モジュール用セル１００は、中空部５が、図１に示すように、内端面Ｅ１及びＥ２が同一直径の円形からなる円筒形状である。中空部５の底面である内端面Ｅ１の直径をφ５０ｍｍとし、端面直径Ａをφ５０ｍｍとした。また、中空部５の高さ、つまり二つの端面間距離Ｂを４０．５ｍｍとした。すなわち、中空部５の体積を、実施例１と同じ体積とした。

（実施例４）
実施例４の殺菌モジュール用セル１００は、中空部５が、図１に示すように、内端面Ｅ１及びＥ２が同一直径の円形からなる円筒形状である。中空部５の底面である内端面Ｅ１の直径をφ２６ｍｍとし、端面直径Ａをφ２６ｍｍとした。また、中空部５の高さ、つまり二つの端面間距離Ｂを１５０ｍｍとした。すなわち、中空部５の体積を、実施例１と同じ体積とした。

（実施例５）
実施例５の殺菌モジュール用セル１００は、中空部５が、内端面Ｅ１及びＥ２が同一の正方形からなる角柱形状である。中空部５の底面である内端面Ｅ１は、一辺が２８．２ｍｍの正方形とした。また、二つの内端面Ｅ１、Ｅ２間の距離を１００ｍｍとし、中空部５の体積を、実施例１と同じ体積とした。
内端面Ｅ１及びＥ２は同一形状であり、正方形であるため、正方形の内端面Ｅ１、Ｅ２と同じ面積を有する円の直径である端面直径Ａは、Ａ＝（２８．２×２８．２／３．１４）^１／２×２＝３１．８となる。また、端面間距離Ｂは１００ｍｍである。

（比較例１）
比較例１の殺菌モジュール用セル１００は、中空部５が、図１に示すように、内端面Ｅ１及びＥ２が同一直径の円形からなる円筒形状である。中空部５の底面である内端面Ｅ１の直径をφ２２．５ｍｍとし、端面直径Ａをφ２２．５ｍｍとした。また、中空部５の高さ、つまり端面間距離Ｂを２００ｍｍとした。すなわち、中空部５の体積を、実施例１と同じ体積とした。

（比較例２）
比較例２の殺菌モジュール用セル１００は、中空部５が、図１に示すように、内端面Ｅ１及びＥ２が同一直径の円形からなる円筒形状である。中空部５の底面である内端面Ｅ１の直径をφ５８ｍｍとし、端面直径Ａをφ５８ｍｍとした。また、中空部５の高さ、つまり端面間距離Ｂを３０ｍｍとした。すなわち、中空部５の体積を、実施例１と同じ体積とした。

（比較例３）
比較例３の殺菌モジュール用セル１００は、中空部５が、図１に示すように、内端面Ｅ１及びＥ２が同一直径の円形からなる円筒形状である。中空部５の底面である内端面Ｅ１の直径をφ５３ｍｍとし、端面直径Ａをφ５３ｍｍとした。また、中空部５の高さ、つまり端面間距離Ｂを３６ｍｍとした。すなわち、中空部５の体積を、実施例１と同じ体積とした。

以上、実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例３の殺菌モジュール用セル１００について、紫外線照度分布及び強度を、光線追跡によるシミュレーション（ソフトウェア名：ＺＥＭＡＸ（プロリンクス社製））を用いて算出した。
紫外線照度分布及び強度を演算する際の条件として、実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例３の殺菌モジュール用セル１００の内面は、紫外線照射装置４０の紫外線光源部を除く全ての面で９０％の拡散反射性、１０％の吸収性を持つ面とした。また、拡散反射の特徴として反射角度が零度以上１８０度以下のいずれの角度に対しても同じ確率の拡散性を有する反射条件とした。

いずれの実施例及び比較例も、紫外線光源は１つで各殺菌モジュール用セル１００の底面の重心に設置した。紫外線光源からの紫外線の放射は強度がＣＯＳθに比例するランバートな光源とし、各光線が中空部５内面での反射及び吸収を複数回繰り返し、元の光線強度の０．１％未満になった時点で光線追跡計算は終了とした。
以下に光線追跡計算の結果を記載する。

表１は実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例３における各殺菌モジュール用セル１００の照度分布差および照射密度比を計算したものである。
面内照度分布は実施例及び比較例における各モジュール用セルの高さのちょうど中間長さのセル断面の照度分布から、面内における最大照度に対する最小照度の割合を表したもので、照射密度比は実施例１の照射密度を「１」とした場合の照射密度の比を表したものである。
実施例１〜実施例５及び比較例１における各モジュール用セルの面内照度分布は８３％以上９２％以下であり均一性は良好であった。
実施例１と比較して実施例２〜実施例５及び比較例２、３における各モジュール用セルの照射密度は９２％以上１１０％以下であり強度は良好であった。

表１に示す評価結果、また、これまでの測定及び評価による知見から、中空部５の端面直径Ａと端面間距離Ｂとの比であるＢ／Ａが、０．８≦Ｂ／Ａ≦５．８を満たす殺菌モジュール用セルを用いることにより、面内照度分布は８０％以上、照射密度比は９０％以上となり、セル内の紫外線照射分布は均一化され、従来よりも紫外線による被照射体の殺菌を十分になすことが可能となること、及びこのセルを用いた殺菌モジュールによれば、十分に殺菌された被照射体を提供することが可能になることが確認された。０．８≦Ｂ／Ａ≦５．８を満たす殺菌モジュール用セルを用いることにより、面内照度分布と照度密度比が良好な値となっていることから、セル内の紫外線照射分布を均一化され、従来よりも紫外線による被照射体の殺菌を十分になすことが可能となること、及びこのセルを用いた殺菌モジュールによれば、十分に殺菌された被照射体を提供することが可能になることが確認された。特に、端面直径Ａと端面間距離Ｂとの比であるＢ／Ａが１．１≦Ｂ／Ａ≦３．１を満たす殺菌モジュール用セルを用いた場合には、面内照度分布及び照射密度比が共に９０％以上となり、セル内の紫外線照射分布がより均一化されると共に、より十分に殺菌できることが確認できた。

本発明の殺菌モジュール用セルは、病原性や有害性を有する糸状菌、細菌、ウイルス等の微生物を殺菌するための殺菌モジュールに好適に用いられる。

５ 中空部
１０ 筐体
１０ａ、１０ｂ 端面部
１０ｃ 側面部
２０ 取付部
４０ 紫外線照射装置
４１ 窓部
１００ 殺菌モジュール用セル
１５０ 殺菌モジュール
Ｅ１、Ｅ２ 内端面
Ｅ３、Ｅ４ 外周面
Ｓ１ 内側面
Ｓ２ 外周面

Claims (9)

1. ２つの内端面と当該２つの内端面間に位置する筒状の内側面とで囲まれた中空部を有する筐体を備え、
   前記筐体は、前記中空部内に照射された紫外線を当該中空部内に向けて反射する拡散反射性層を有し、
   前記筐体には、一方の内端面の中央に配置されるように紫外線光源を取り付けるための取付部が形成されており、
   前記２つの内端面間の距離を端面間距離Ｂとし、
   前記２つの内端面のうちの一方の面積を、当該内端面の面積と同一面積を有する円に換算したときの直径を端面直径Ａとしたとき、
   前記端面直径Ａと前記端面間距離Ｂとの比であるＢ／Ａは０．８≦Ｂ／Ａ≦５．８を満足する殺菌モジュール用セル。
2. 前記拡散反射性層は、前記中空部の前記筒状の内側面に形成される請求項１記載の殺菌モジュール用セル。
3. 前記筐体は紫外線透過性を有し、
   前記拡散反射性層は、前記中空部の前記筒状の内側面の外側に位置する前記筐体の外面に形成される請求項１記載の殺菌モジュール用セル。
4. 前記２つの内端面の少なくともいずれか一方にも前記拡散反射性層が形成される請求項２記載の殺菌モジュール用セル。
5. 前記２つの内端面の少なくともいずれか一方の外側に位置する前記筐体の外面にも前記拡散反射性層が形成される請求項３記載の殺菌モジュール用セル。
6. 前記筐体に、前記中空部に被照射体を流入するための流入口及び前記被照射体を排出するための流出口が形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の殺菌モジュール用セル。
7. 前記拡散反射性層は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又は硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の殺菌モジュール用セル。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の殺菌モジュール用セルと、
   紫外線光源と、を有する殺菌モジュール。
9. 前記紫外線光源が発光するピーク波長が２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である請求項８に記載の殺菌モジュール。

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