JP2016209818A - 殺菌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置が容易な殺菌装置を提供する。
【解決手段】装置１０は、回転軸３２を有するモータ３０と、モータ３０の外周に配置され、回転軸３２の軸方向に延びる流路６０と、回転軸３２に取り付けられ、回転により流路６０に軸方向の水流を発生させるインペラ４０と、流路６０を流れる水に紫外光を照射する発光素子５０と、モータ３０、流路６０、インペラ４０および発光素子５０を内部に収容する筐体２０と、を備える。発光素子５０は、流路６０に沿って複数設けられてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、殺菌装置に関し、特に、貯留水を殺菌する装置に関する。

浴槽やプール、ビルやマンションの屋上等に設置される貯水槽などでは長期間の使用によって水中や壁面に細菌が繁殖し、貯留水の衛生状態が悪化しうる。そのため、貯留水の衛生状態を保つために、薬剤による殺菌処理や紫外光の照射による殺菌処理がなされる。紫外光を利用して殺菌する装置として、浴槽の壁に設置して使用する装置（例えば、特許文献１参照）や、浴槽の水に浮かべて使用する装置（例えば、特許文献２参照）などがある。

特開２００５−８１２２７号公報 特開２０１４−１０８３７２号公報

殺菌装置を導入するために貯水槽に工事をする必要があると、その間、貯水槽が使用できず、貯水槽が設置されるビルやマンションの使用者の生活に支障をきたすとともに、貯水槽の改修のためにイニシャルコストが発生する。既存の貯水槽に対して工事等をせずに、短時間で容易に導入可能な殺菌装置が望まれている。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、設置が容易な殺菌装置を提供することにある。

本発明のある態様の殺菌装置は、回転軸を有するモータと、モータの外周に配置され、回転軸の軸方向に延びる流路と、回転軸に取り付けられ、回転により流路に軸方向の水流を発生させるインペラと、流路を流れる水に紫外光を照射する発光素子と、モータ、流路、インペラおよび発光素子を内部に収容する筐体と、を備える。

この態様によれば、貯水槽の中に設置することで貯留水を取り込んで紫外光を照射して殺菌する殺菌装置を提供できる。また、軸方向に延びるモータの外周に流路を設ける構成とすることで、装置全体を小型化することができる。また、筐体の内部に必要な構成が収容されているため、簡単に殺菌装置を設置することができる。

流路は、筐体の内面と、モータを覆うスリーブの外面との間に形成されてもよい。

流路の壁面がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で構成されてもよい。

発光素子は、流路に沿って複数設けられてもよい。

流路は、軸方向に離れた位置に入口と出口を有してもよい。発光素子は、軸方向に紫外光を発するように入口および出口の少なくとも一方に設けられてもよい。

筐体の外側に取り付けられる紐状部材をさらに備えてもよい。

発光素子およびモータに外部から電力を供給する電源線をさらに備えてもよい。電源線は、紐状部材に固定されていてもよい。

紐状部材の一部を筐体から離れた位置に係止するためのフックをさらに備えてもよい。

本発明の殺菌装置によれば、装置を容易に設置することができる。

実施の形態に係る殺菌装置の構成を概略的に示す断面図である。 殺菌装置の構成を概略的に示す断面図である。 貯水槽に設置した殺菌装置を概略的に示す図である。 変形例に係る殺菌装置の構成を概略的に示す断面図である。 変形例に係る殺菌装置の構成を概略的に示す断面図である。 変形例に係る殺菌装置の構成を概略的に示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

図１は、実施の形態に係る殺菌装置１０の構成を概略的に示す図である。図２は、殺菌装置１０の構成を概略的に示す断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面およびＢ−Ｂ線断面を示す。殺菌装置１０は、モータ３０によりインペラ４０を回転させ、軸方向に流れる水流Ｘ２を流路６０内に発生させるとともに、流路６０に流れる水に発光素子５０から紫外光を照射して水を殺菌する。

本明細書において、モータ３０の回転軸３２が延びる方向を軸方向ということがある。また、軸方向に直交する方向を径方向といい、軸方向を包囲する方向を周方向ということがある。なお、これらの方向に関する表現は、回転軸３２を基準として殺菌装置１０が回転対称に形成されることを必ずしも意味するものではない。

殺菌装置１０は、筐体２０と、モータ３０と、インペラ４０と、発光素子５０と、流路６０を備える。

筐体２０は、モータ３０、インペラ４０、発光素子５０および流路６０を内部に収容する。筐体２０は、アルミニウムやステンレスなどの金属材料や樹脂材料などで形成される。筐体２０のうち流路６０の壁面を構成する箇所は、紫外光の反射率が高く、紫外光による劣化の小さい材料で構成されることが望ましい。このような材料として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂が挙げられる。

筐体２０は、側面部２２と、上面部２３と、下面部２４と、脚部２５を有する。側面部２２は、軸方向に延びる筒状の部材であり、例えば、図２に示すような円筒状の部材である。上面部２３は、側面部２２の一端を塞ぐように設けられ、下面部２４および脚部２５は、側面部２２の他端を塞ぐように設けられる。下面部２４には、筐体２０の内部に水を取り込むための吸水口２６が設けられ、上面部２３には殺菌した水を吐き出すための排水口２７が設けられる。吸水口２６には、内部に取り込む水に含まれる異物や微生物などを除去するためのフィルタ２８が設けられる。

脚部２５は、殺菌装置１０を貯水槽などに設置する際に、貯水槽の底壁と接する底面２５ａを有する。脚部２５は、殺菌装置１０の荷重を支持できるように側面部２２、上面部２３、下面部２４よりも厚く形成される。脚部２５の底面２５ａと下面部２４の間に軸方向にずれた段差２５ｂが設けられる。脚部２５は、周方向の一部範囲にのみ設けられ、例えば、図２に示すように四箇所に設けられる。これにより、殺菌装置１０を設置した際に、貯水槽の底壁と下面部２４の間に隙間を設けて、吸水口２６からの水の取り込みが可能となるようにする。

モータ３０は、筐体２０の中央部に配置され、回転軸３２の軸方向が側面部２２の長さ方向と沿うように配置される。モータ３０の回転軸３２は、筐体２０に固定される軸受部３４によって回転可能に支持されている。回転軸３２と軸受部３４の間には、オイルシール３５と、メカニカルシール３６が設けられる。モータ３０の外周には軸受部３４に固定されるスリーブ３８が設けられる。軸受部３４、オイルシール３５、メカニカルシール３６およびスリーブ３８は、モータ３０が設けられる空間３９への浸水を防ぐように構成される。

軸受部３４およびスリーブ３８は、アルミニウムやステンレスなどの金属材料や樹脂材料などで成形される。スリーブ３８は、流路６０の壁面の一部を構成し、発光素子５０に対向する位置に配置されるため、紫外光の反射率が高く、紫外光による劣化の小さい材料で構成されることが望ましい。よって、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂でスリーブ３８を形成することが好ましい。

流路６０は、筐体２０の内面と、軸受部３４およびスリーブ３８の外面との間に設けられる。筐体２０の中央部にはモータ３０および軸受部３４が配置されているため、流路６０は、筐体２０の内部のうち側面部２２に近い領域に設けられる。流路６０は、側面部２２に沿って軸方向に延びており、下面部２４の近傍に入口６２を有し、上面部２３の近傍に出口６４を有する。

発光素子５０は、紫外光を発するＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、その中心波長またはピーク波長が約２００ｎｍ〜３００ｎｍの紫外領域に含まれるＬＥＤである。発光素子５０は、殺菌効率の高い波長である２６０ｎｍ付近の紫外光を発するものを用いることが好ましい。このような紫外光ＬＥＤとして、例えば、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）を用いたものが知られている。

発光素子５０は、流路６０に沿って複数設けられ、流路６０を流れる水に紫外光を照射する。本実施の形態において、複数の発光素子５０は、側面部２２の内面に取り付けられ、軸方向に並んで配置される。発光素子５０は、周方向の異なる複数の位置に設けられ、例えば図２に示すように、周方向に９０度ずつずれた４箇所の位置に配置される。

発光素子５０の前面には防水用のカバー５２が設けられる。カバー５２は、発光素子５０が発する紫外光の透過率が高い材料で構成され、例えば、石英（ＳｉＯ_２）やサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、非晶質のフッ素樹脂材料などで形成される。カバー５２は、発光素子５０の位置に部分的に設けられてもよいし、側面部２２の内面の全体を覆うように設けられてもよい。

インペラ４０は、モータ３０の回転軸３２の先端に取り付けられる。本実施の形態において、インペラ４０は、吸水口２６の近傍に設けられる。インペラ４０は、回転により流路６０を軸方向に流れる水流を発生させる。インペラ４０の回転により、吸水口２６から筐体２０の中に向かう流れＸ１、流路６０の入口６２から出口６４に向かう軸方向の流れＸ２、排水口２７から筐体２０の外に向かう流れＸ３が生じる。

図３は、貯水槽９０に設置した殺菌装置１０を概略的に示す図である。殺菌装置１０は、貯水槽９０の底壁９２に脚部２５が接するようにして貯水槽９０の水中Ｗに設けられる。殺菌装置１０は、チェーン７０と、電源線７２と、フック７４をさらに備える。チェーン７０は、筐体２０の取付部２９に接続される紐状部材である。チェーン７０は、殺菌装置１０を貯水槽９０の内部に投入したり、貯水槽９０の中から殺菌装置１０を引き上げたりする際に用いることができる。

電源線７２は、モータ３０および発光素子５０に外部から電力を供給するための電力線である。電源線７２は、チェーン７０に沿って並走するように設けられる。電源線７２は、チェーン７０に部分的に固定されていてもよいし、チェーン７０と一体的に形成されてもよい。フック７４は、チェーン７０を一時的に係止して、殺菌装置１０の使用中にチェーン７０が貯水槽９０の内部に落下することを防ぐ。このフック７４は、例えば、筐体２０から離れた位置となる貯水槽９０のメンテナンス用の作業窓９４などに設けられる。

以上の構成により、殺菌装置１０は、モータ３０の駆動によりインペラ４０を回転させて筐体２０の内部に水を取り込み、取り込んだ水に紫外光を照射して殺菌する。殺菌された水は筐体２０の外へ吐き出される。殺菌装置１０を継続的に動作させることにより、殺菌装置１０が設置される貯水槽９０の内部の水を殺菌装置１０を通して循環させ、貯水槽９０の内部の水全体を殺菌する。

本実施の形態によれば、モータ３０を中央部に配置し、モータ３０の外周を囲うように流路６０を設ける構成としているため、装置を小型化することができる。また、流水に紫外光を照射するために必要な構成を筐体２０の内部に収容しているため、設置や除去などの取り扱いを容易にすることができる。さらに、軸方向に延びる流路６０に沿って複数の発光素子５０を配置しているため、流路６０のうち紫外光が照射される範囲を長くして、紫外光照射による殺菌能力を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、筐体２０やスリーブ３８などの流路６０の壁面を構成する部材として、紫外光の反射率の高いＰＴＦＥ等の材料を用いることにより、発光素子５０からの紫外光を壁面で反射させ、高強度の紫外光を流路６０の水に照射できる。これにより、紫外光照射による殺菌能力を高めることができる。また、紫外光が照射されることによる劣化の小さいＰＴＦＥ等の材料を用いることで、発光素子５０からの紫外光による筐体２０の劣化を防ぎ、殺菌装置１０の耐久性を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、筐体２０にチェーン７０などの紐状部材を取り付けることにより、殺菌装置１０を貯水槽９０に投入したり、貯水槽９０から取り出したりする作業を容易にすることができる。これにより、貯水槽９０のメンテナンスのために建物内の水道等が使用できなくなる時間を短くし、貯水槽９０の使用者の利便性を高めることができる。また、貯水槽９０を改修することなく殺菌装置１０を設置できるため、殺菌装置１０の導入にかかるイニシャルコストを低くすることができる。

また、本実施の形態によれば、外部から電力を供給するための電源線７２を設けることで、殺菌装置１０を連続して動作させることができる。また、チェーン７０に沿って電源線７２を配設することで、殺菌装置１０の投入時や撤去時に電源線７２が引っ張られて電源線７２の接続部分等が損傷するのを防ぐことができる。

（変形例１）
図４は、変形例に係る殺菌装置１０の構成を概略的に示す断面図であり、図１のＢ−Ｂ線断面に対応する。本変形例に係る殺菌装置１０において、図１のＡ−Ａ線断面は、図２に示す断面と同様である。本変形例では、軸方向の位置に応じて、発光素子５０が設けられる周方向の位置が異なっている。具体的には、図１のＡ−Ａ線断面の位置にある発光素子５０の周方向の位置は、脚部２５の位置に対応しているのに対し、Ｂ−Ｂ線断面の位置にある発光素子５０の周方向の位置は、脚部２５の位置から４５度ずれている。このように発光素子５０を配置することで、流路６０の全体に効率的に紫外光を照射することができ、殺菌能力をより向上させることができる。

（変形例２）
図５は、変形例に係る殺菌装置１０の構成を概略的に示す断面図であり、上述の図１に対応する断面を示す。本変形例は、モータ３０およびインペラ４０の配置が軸方向に反転している点で上述の実施の形態と異なる。つまり、排水口２７の近くにインペラ４０が設けられ、モータ３０は、吸水口２６の側に設けられる。インペラ４０は、排水口２７から水を吐き出す向きの水流を発生させる。発光素子５０は、軸受部３４に対向する位置に設けられる。本変形例においても、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらなる変形例においては、発光素子５０は、スリーブ３８に対向する位置に設けられてもよい。

（変形例３）
図６は、変形例に係る殺菌装置１０の構成を概略的に示す断面図であり、上述の図１に対応する断面を示す。本変形例は、側面部２２の内面に発光素子５０が設けられず、流路６０の入口６２に設けられる第１発光素子５０ａと、流路６０の出口６４に設けられる第２発光素子５０ｂを備える点で上述の実施の形態と異なる。

第１発光素子５０ａは、脚部２５の内面に取り付けられ、前面に第１カバー５２ａが設けられる。第１発光素子５０ａは、流路６０の入口６２から出口６４に向かって軸方向に紫外光を発するように設けられる。第２発光素子５０ｂは、上面部２３の内面に取り付けられ、前面に第２カバー５２ｂが設けられる。第２発光素子５０ｂは、流路６０の出口６４から入口６２に向かって軸方向に紫外光を発するように設けられる。

本変形例によれば、流路６０が延びる軸方向に紫外光を発するように第１発光素子５０ａおよび第２発光素子５０ｂを設けるため、上述の実施の形態と比べて少ない素子数で流路６０の全体に紫外光を照射することができる。さらなる変形例においては、第１発光素子５０ａおよび第２発光素子５０ｂの双方を設けずに、第１発光素子５０ａと第２発光素子５０ｂのいずれか一方のみを設けてもよい。また、側面部２２の内面に設けられる発光素子５０と組み合わせて用いてもよい。

以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。

上述の実施の形態においては、電源線７２により外部から電力を供給する構成とした。さらなる変形例においては、筐体２０の内部に電池を収容し、電池から供給される電力によりモータ３０および発光素子５０を駆動してもよい。

１０…殺菌装置、２０…筐体、３０…モータ、３２…回転軸、４０…インペラ、５０…発光素子、６０…流路、６２…入口、６４…出口、７２…電源線、７４…フック。

Claims (8)

1. 回転軸を有するモータと、
   前記モータの外周に配置され、前記回転軸の軸方向に延びる流路と、
   前記回転軸に取り付けられ、回転により前記流路に前記軸方向の水流を発生させるインペラと、
   前記流路を流れる水に紫外光を照射する発光素子と、
   前記モータ、前記流路、前記インペラおよび前記発光素子を内部に収容する筐体と、を備えることを特徴とする殺菌装置。
2. 前記流路は、前記筐体の内面と、前記モータを覆うスリーブの外面との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の殺菌装置。
3. 前記流路の壁面がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の殺菌装置。
4. 前記発光素子は、前記流路に沿って複数設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の殺菌装置。
5. 前記流路は、前記軸方向に離れた位置に入口と出口を有し、
   前記発光素子は、前記軸方向に紫外光を発するように前記入口および前記出口の少なくとも一方に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の殺菌装置。
6. 前記筐体の外側に取り付けられる紐状部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の殺菌装置。
7. 前記発光素子および前記モータに外部から電力を供給する電源線をさらに備え、
   前記電源線は、前記紐状部材に固定されていることを特徴とする請求項６に記載の殺菌装置。
8. 前記紐状部材の一部を前記筐体から離れた位置に係止するためのフックをさらに備えることを特徴とする請求項６または７に記載の殺菌装置。

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