JP2018103154A - 採水ディスペンサー、アダプター及び純水製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】含まれる生菌の数を低減した純水を常に供給することが可能な採水ディスペンサーを提供する。【解決手段】採水ディスペンサーは、純水源に接続する開閉弁２１と、純水を吐出するノズル２２と、ノズル２２を開閉弁２１の出口に接続する流路３２と、流路３２を流れる純水に対して紫外線を照射するように配置された紫外線ＬＥＤ３５と、を有する。流路３２は、例えば、紫外線ＬＥＤ３５を備える照射ユニット３０に設けられたハウジング３０に形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、純水製造装置などに接続され、需要に応じて純水を吐出する採水ディスペンサーと、採水ディスペンサーなどに取り付け可能なアダプターと、そのような採水ディスペンサまたはアダプターを備える純水製造装置とに関する。

研究機関などにおいて純水を利用する場合、比較的小型の純水製造装置を用いて純水を製造することが多い。そしてユースポイントにおいて純水を例えばビーカー、フラスコ、試験管などに採水するために、純水製造装置に接続する採水ディスペンサーが広く用いられている。採水ディスペンサーは、純水を吐出するノズルと、ノズルへの純水の経路に設けられてノズルに対して純水を供給し、またこの供給を遮断する開閉弁とを備えている。採水ディスペンサーは、通常、純水製造装置の本体とは離れた場所に設けられ、配管によって純水製造装置本体の純水出口に接続される。利用者が開閉弁を操作することによってノズルから純水が吐出し、これにより、利用者はその必要に応じた量で純水を採水することができる。開閉弁としては、手動のものを用いることもできるが、電磁弁を用いることもできる。手動の開閉弁としては、手で操作されるものに限定されず、例えば、足踏みペダル等によって操作されるものも含まれる。電磁弁を用いる場合には、指で操作できる押しボタンスイッチあるいは足によって操作できる足踏みスイッチ等により電磁弁を制御し、ノズルから純水を吐出させる。さらに、流量センサーと電磁弁とを組み合わせることにより、１回のスイッチ操作があったときに流量センサーによって計測される流量が規定値に達するまで電磁弁を開放することにより、規定量の純水を採水できるようにすることもできる。特許文献１には、採水量に応じてノズルを交換することができる採水ディスペンサーと、採水量ごとのノズルの構成とが開示されている。

バイオサイエンスなどの分野では、純水中の生菌数が多いと実験・分析結果が影響を受けるため、純水中の生菌数を低減させることが必要となる。そこで従来から、純水製造装置の内部に紫外線殺菌装置を設けることが行われている。例えば特許文献２には、被処理水を処理して純水を製造する純水製造装置内に、紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード；light emitting diode）により発生した紫外線を被処理水に照射して殺菌を行う紫外線殺菌装置を組み込むことを開示している。また実験室などにおいて使用される水を殺菌するための装置として、特許文献３には、管の端部に紫外線ＬＥＤからなる紫外光源を設け、この管に通水して殺菌を行う装置が開示され、特許文献４には、容器の蓋部分に紫外線ＬＥＤからなる紫外光源を設け、容器内の被処理水を殺菌する構成が開示されている。

特許文献５には、製薬分野で用いられる純水の水質管理のために純水配管から純水を採水するサンプリングバルブにおいて、純水のサンプリング後にバルブ内に残った微生物を殺菌または滅菌することができるようにするために、配管から管路を分岐させるとともに紫外線を管路内に照射するための光源を設けることを開示している。

特開２０１３−１８０２８５号公報 特開２０１６−１２３９３０号公報 特表２０１６−５２３５９４号公報 特表２０１６−５２５９０６号公報 国際公開第２０１６／００２４７５号

研究機関などでは１日当たりの純水使用量は比較的小さく、そのため、純水が必要なときにのみ純水製造装置を稼働させて採水を行うことが多い。しかしながら、このように純水製造装置を非連続に稼働させる場合には、たとえ紫外線殺菌装置を備える純水製造装置であっても、装置が停止しているときに装置内や配管内に水が滞留するため、純水中で生菌の繁殖が進んでしまうおそれがある。

本発明の目的は、含まれる生菌の数を低減した純水を常に供給することが可能な採水ディスペンサーと、そのような採水ディスペンサーなどの機器を構成するために用いることができるアダプターと、含まれる生菌の数を低減した純水を常に供給することが可能な純水製造装置とを提供することにある。

本発明の採水ディスペンサーは、純水の採水に用いられる採水ディスペンサーであって、純水源に接続する開閉弁と、純水を吐出するノズルと、ノズルを開閉弁の出口に接続する流路と、流路を流れる純水に対して紫外線を照射するように配置された紫外線ＬＥＤと、を有する。

本発明のアダプターは、開閉弁と開閉弁の出口に取り外し可能に接続して開閉弁からの液体を吐出するノズルとを有する機器に適合したアダプターであって、流路を備え、開閉弁の出口に取り外し可能に接続できるとともにノズルが取り外し可能に接続されるハウジングと、流路を流れる液体に紫外線を照射するように配置された紫外線ＬＥＤと、を有し、流路は開閉弁の出口とノズルとを連通する。

本発明の純水製造装置は、本発明の採水ディスペンサーまたは本発明のアダプターを備えることを特徴とする。

本発明によれば、純水を吐出するノズルの直前の位置で純水を紫外線に照射できるように構成したことにより、含まれる生菌の数を低減した純水を常に供給することが可能になる。

純水製造装置の構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の採水ディスペンサーを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 第１の実施形態の採水ディスペンサーの回路構成を示す図である。 第２の実施形態の採水ディスペンサーの回路構成を示す図である。 第３の実施形態の採水ディスペンサーを示す図である。 実施例における配置を示す図である。

次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。本発明に基づく採水ディスペンサーを具体的に説明する前に、まず、採水ディスペンサーが接続されることとなる純水製造装置について説明する。図１は、本発明に基づく採水ディスペンサーを接続することが可能な純水製造装置の構成の一例を示している。

図１に示す純水製造装置は、循環精製を行うサブシステム（二次純水システム）を備えたものであり、一次純水が供給される貯槽１０と、貯槽１０の出口に接続して貯槽１０内の純水を給送するポンプ１１と、ポンプ１１の出口に接続した紫外線酸化装置（ＵＶ）１２と、強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂とが混床で充填された非再生型イオン交換装置（ＣＰ：カートリッジポリッシャーともいう）１３と、非再生型イオン交換装置１３の出口に接続された限外濾過装置（ＵＦ）１４とを備えている。限外濾過装置１４の出口から貯槽１０に向かう循環配管１５が設けられており、貯槽１０からポンプ１１を経て紫外線酸化装置１２、非再生型イオン交換装置１３及び限外濾過装置１４を通り貯槽１０に戻る循環精製系が構成されている。一次純水としては、例えば市水をフィルター、活性炭処理装置及びイオン交換装置に通水して得られた水が用いられる。

この純水製造装置では、ポンプ１１を動作させて循環精製系に純水を循環させることによって、純水がさらに精製される。循環配管１５からはユースポイントに向かう配管１６が分岐しており、配管１６の末端に本発明に基づく採水ディスペンサー２０が設けられている。採水ディスペンサー２０の構成の詳細は後述するが、採水ディスペンサー２０には、純水源に接続する開閉弁としての電磁弁２１が設けられている。電磁弁２１の代わりに他の形式の開閉弁を用いることもできる。循環精製系に対する採水ディスペンサー２０の接続位置は循環配管１５に限定されるものではなく、例えば、ポンプ１１の出口と紫外線酸化装置１２との入口との間の配管に採水ディスペンサー２０を接続するようにしてもよい。紫外線酸化装置１２は純水中の全有機炭素（ＴＯＣ）を分解するためのものであって殺菌作用も有するが、紫外線酸化装置１２とは別に貯槽１０に紫外線殺菌ランプを設けるようにしてもよい。

循環精製系において紫外線により殺菌処理を行う機構が設けられていても、配管１６や採水ディスペンサー２０内の純水は循環しないので、この位置で生菌が繁殖する恐れが残る。本発明に基づく採水ディスペンサー２０は、配管１６や採水ディスペンサー２０の内部で繁殖した生菌に対しても殺菌処理を行えるようにすることにより、含まれる生菌の数を低減した純水を常に供給することが可能にするものである。

図２は本発明の第１の実施形態の採水ディスペンサー２０を示している。採水ディスペンサー２０は、図１に示す循環精製系を純水源として、純水の採水に用いられるものである。例えば、実験台の上に整列して置かれた多数の試験管に対して次々と純水を注ぐことができるように、本実施形態の採水ディスペンサー２０は、利用者が手に持って動かすことができるヘッド部２０ａを備えている。この採水ディスペンサー２０では、ヘッド部２０ａに対して配管１６の先端が接続している。ヘッド部２０ａには、配管１６から純水が供給されて純水の流れを断続する電磁弁２１と、電磁弁２１の操作のためのスイッチ２３とが設けられている。スイッチ２３にはボタン２４が付属しており、押しボタンスイッチが構成されている。電磁弁２１としては、そのソレノイドに駆動信号が加わることによって弁が開く形式のもの、すなわちソレノイドが通電中には弁が開いた状態となり、ソレノイドが非通電のときには弁が閉じた状態となるものが用いられる。また、利用者がヘッド部２０ａを容易に把持できるように、ヘッド部２０ａにはハンドル（取っ手）２５が設けられている。

電磁弁２１の出口には照射ユニット３０が取り付けられている。照射ユニット３０は、ハウジング３１と、基板３４と、基板３４に取り付けられた紫外線ＬＥＤ３５とを備えている。基板３４は、例えばネジ止めなどの方法によりハウジング３１に対して固定されている。

ハウジング３１は略直方体形状であり、その内部において長手方向に貫通して延びる流路３２が形成されている。流路３２の一端（図示上端側）は、ハウジング３１の図示上面から突出する突出部内に延びており、突出部の外側面にはネジ溝が形成されている。このネジ溝は、電磁弁２１の出口開口の内側面に形成されたネジ溝と螺合するものであり、これによって電磁弁２１の出口すなわち採水ディスペンサー２０のヘッド部２０ａに対して照射ユニット３０を取り外し可能に取り付けることが可能となっている。また流路３２の他端（図示下端側）にはノズル２２の根元部を受け入れるようになっており、これによりノズル２２が照射ユニット３０に取り付けられ、流路３２を通過した純水がノズル２２の先端部から吐出されることになる。実際には流路３２の他端の内側面にはネジ溝が形成されており、このネジ溝に対し、ノズル２２の根元部の外側面に形成されたネジ溝が螺合するようになっている。このとき、ハウジング３１の上述した突起部が、ネジ溝の形状も含めてノズル２２の根元部と同一形状となるようにすることが好ましい。このようにすれば、もともとノズル２２が電磁弁２１の出口開口に対して螺合により取り付けられている従来型の採水ディスペンサーに対し、照射ユニット３０を後から追加して本発明に基づく採水ディスペンサー２０とすることができる。言い換えれば、照射ユニット３０は、既存の採水ディスペンサーに対するアダプターでもある。ノズル２２としては、先端形状が異なる種々のものを使用することができ、その一例は特許文献１に開示されている。

ハウジング３１において、流路３２の中央部からハウジング３１の一側面に向かう中空部３３が形成されており、流路３２側から見て中空部３３の最奥部には、紫外線導入窓となる石英ガラス板３６が設けられている。石英ガラス板３６の外面は、基板３４に取り付けられた紫外線ＬＥＤ３５の出射面に対面している。これにより、紫外線ＬＥＤ３５は、流路３２を流れる純水に対して紫外線を照射するように配置されたことになる。紫外線ＬＥＤ３５で発生した紫外線は、石英ガラス板３６から中空部３３を経て流路３２に到達する。その結果、流路３２内の純水は、紫外線殺菌処理を受けることになる。ハウジング３１を構成する材料は、純水に溶出する成分が少なく、紫外線に対して耐久性がある必要がある、しかも、流路３２内の純水に対してくまなく紫外線を照射できるようにするために、石英ガラス板３６の部分を除いてハウジング３１を構成する材料は、紫外線を大きく乱反射（拡散反射）するものであることが好ましい。したがってハウジング３１は、石英ガラス板３６の部分を除いて、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）で代表されるフッ素樹脂によって構成されることが好ましく、特にポリテトラフルオロエチレンで構成されることが好ましい。ポリテトラフルオロエチレンの紫外線乱反射率は、紫外線の波長や成形に用いた樹脂の粒径、樹脂メーカー、成形品の厚さによって変化するが、発明者らが調べた範囲内では、多くの場合、９０％〜９８％程度である。

次に、紫外線ＬＥＤ３５について説明する。本実施形態においては、紫外線ＬＥＤ３５によって発生する紫外線により純水中の生菌を低減するので、紫外線ＬＥＤ３５が発生する紫外線は殺菌効果の高い波長のものである必要がある。この観点から、紫外線ＬＥＤ３５としては、その発光ピーク波長が２６０ｎｍ以上２８５ｎｍ以下の範囲内にあるものを使用することが好ましい。この程度の波長の紫外線ＬＥＤ３５は、動作時の発熱量が大きいから、紫外線ＬＥＤ３５が搭載される基板３４としては、熱伝導率の高い材料、例えばアルミニウムなどを用いることが好ましい。

従来は殺菌用の紫外線の光源としては水銀ランプが多用されていたが、水銀ランプは大型であって採水ディスペンサーなどへの組み込みが不可能であった。また、水銀ランプは、立ち上がりに時間がかかり、かつ、オン／オフの頻度が高いと著しく寿命が短くなるため、ユースポイントでの純水の需要があるたびに動作させるという使い方には適さないものであった。これに対し本実施形態では、小型であって立ち上がり時間が早く、オン／オフを繰り返しても劣化が少ない紫外線ＬＥＤを用いることにより、採水ディスペンサーに組み込んで、しかも電磁弁２１の出口側であってノズル２２の直前の位置という、実際のユースポイントとなる採水位置に最も近い位置での殺菌処理を可能にしている。例えば、紫外線ＬＥＤのサイズは数ｍｍ角から２ｃｍ角程度であり、紫外線ＬＥＤの立ち上がり時間もミリ秒のオーダーであってこれは電磁弁２１の作動時間に匹敵するかそれよりも速い。紫外線ＬＥＤを用いれば、純水の需要があるときだけ紫外線の照射を行うようにしても、素子の寿命の問題を生じることなく、確実に殺菌処理を行うことができる。

図３は、図２に示す採水ディスペンサー２０の回路構成を示している。スイッチ２３は１対の端子を備え、押しボタンスイッチとしてボタン２４（図２）によって押圧されているときのみ両方の端子の間が導通状態となるように構成されている。スイッチ２３の一方の端子は電源線に接続し、他方の端子は電磁弁２１のソレノイドの一端に接続している。ソレノイドの他端は接地している。また、紫外線ＬＥＤ３５のカソードは接地し、アノードは電流制限用の抵抗３６を介してスイッチ２３の他方の端子に接続している。

この構成では、スイッチ２３が押圧されて導通状態となるとスイッチ２３から駆動信号が電磁弁２１に供給されたこととなり、電磁弁２１のソレノイドが通電して電磁弁２１が開き、純水が照射ユニット３０内の流路３２を介してノズル２２から吐出する。電磁弁２１のソレノイドへの通電と同時に紫外線ＬＥＤ３５にも通電し、紫外線ＬＥＤ３５は紫外線を発生する。すなわち紫外線ＬＥＤ３５は、電磁弁２１の駆動信号に同期して駆動されたことになる。照射ユニット３０内で流路３２を流れる純水はこの紫外線によって照射され、殺菌処理を受ける。スイッチ２３への押圧が解除されると電磁弁２１のソレノイドにも紫外線ＬＥＤ３５にも電流が流れなくなり、電磁弁２１が閉じてノズル２２からの純水の吐出が停止し、同時に紫外線ＬＥＤ３５が消光して殺菌処理も停止する。結局、押しボタンスイッチとしてのスイッチ２３が操作されている期間だけ、純水がノズル２２から吐出するとともに、この純水に対してノズル２２の直前の位置において紫外線による殺菌処理が行われることになる。

次に、本発明の第２の実施形態の採水ディスペンサーについて説明する。図３に示した回路構成の第１の実施形態の採水ディスペンサー２０では、スイッチ２３が押されている期間だけノズル２２が流れ出るが、本発明に基づく採水ディスペンサーでは、スイッチ２３に対する１回の操作で一定量の純水をノズル２２から吐出するようにすることもできる。第２の実施形態の採水ディスペンサーは、１回のスイッチ操作により定量の純水を吐出するようにしたものであり、その外観形状などは図２に示したものと同じであり、第１の実施形態の採水ディスペンサーとの相違点は回路構成だけである。そこで、図４を用いて第２の採水ディスペンサーの回路構成について説明する。

第２の実施形態の採水ディスペンサーにおいて、電磁弁２１、ノズル２２、照射ユニット３０及び照射ユニット３０内の紫外線ＬＥＤ３５の配置は図２及び図３に示したものと同じである。電磁弁２１の入口に接続する配管には、純水の流量を計測して流量検出値を出力する流量センサー３７が設けられている。電磁弁２１のソレノイドと紫外線ＬＥＤ３５を駆動するための制御回路３８が設けられており、スイッチ２３は制御回路３８に接続している。ここでのスイッチ２３は制御回路３８に開始信号を出力するために設けられている。流量センサー３７からの流量検出値も制御回路３８に入力している。電磁弁２１のソレノイドの一端は制御回路３８の駆動出力端子に接続している。ソレノイドの他端は接地している。制御回路３８の駆動出力端子には、電流制限用の抵抗３６を介して紫外線ＬＥＤ３５のアノードも接続している。紫外線ＬＥＤ３５のカソードは接地している。さらに、紫外線ＬＥＤ３５に対して並列に、故障検出機構としてのリレー３９が接続しており、リレー３９の接点出力が故障検知として制御回路３８に入力するようになっている。

図４に示す採水ディスペンサーでは、スイッチ２３が押されてその１対の端子間が導通状態となると、制御回路３８は導通したことを検出して開始信号が入力したものと判断し、駆動出力端子に所定電圧の駆動信号を出力する。その結果、図３に示す回路構成の場合と同様に、電磁弁２１のソレノイドと紫外線ＬＥＤ３５とが駆動され、純水がノズル２２から吐出するとともに、紫外線ＬＥＤ３５から紫外線による殺菌処理が行われることとなる。制御回路３８は流量検出値の監視を行っており、スイッチ２３が導通状態となった時点からの純水の積算流量が設定された容量値に達するまで、途中でスイッチ２３が非導通状態となったとしても、駆動出力端子への駆動信号の出力を継続する。また制御回路３８は、純水の積算流量が設定された容量値に達したら、その時点においてスイッチ２３が依然として導通状態にあったとしても、駆動出力端子への駆動信号の出力を停止する。駆動信号の出力が停止することにより、電磁弁２１が閉じてノズル２２からの純水の吐出が停止し、紫外線ＬＥＤ３５の発光も停止して殺菌処理も終了する。

このように本実施形態の採水ディスペンサーでは、押しボタンスイッチであるスイッチ２３を１回押すだけで、スイッチ２３を継続して押し続ける必要なく、設定された容量値の純水をノズル２２から吐出することができ、定量吐出を実現することができる。定量吐出ための設定された容量値は、不図示の設定スイッチなどを介して利用者によって変更できるようにすることが好ましい。また、制御回路３８に対する設定により、第１の実施形態のようにスイッチ２３が押されている間は純水を吐出し続けるか、あるいは本実施形態の定量吐出かを切り替えられるようにすることが好ましい。いずれの場合にしても電磁弁２１が開いてノズル２２から純水を吐出しているときは、吐出される純水に対してノズル２２の直前の位置において紫外線ＬＥＤ３５により殺菌処理が行われる。

ところで、紫外線ＬＥＤ３５において断線などの障害が生じた場合、電磁弁２１のソレノイドと紫外線ＬＥＤ３５とが直列に設けられていることから、紫外線ＬＥＤ３５が動作していないのにもかかわらず電磁弁２１が開き、ノズル２２から純水が吐出することになる。この純水は紫外線ＬＥＤ３５からの紫外線による殺菌処理を受けていないので、生菌を多く含む可能性がある。そこで本実施形態では、リレー３９により紫外線ＬＥＤ３５の断線などを検出している。正常な紫外線ＬＥＤ３５に対して通電したときは、紫外線ＬＥＤ３５のアノードとカソードとの間の電圧は、その紫外線ＬＥＤの特性によって定まる順方向電圧である。これに対し紫外線ＬＥＤ３５が断線していると、アノードとカソードとの間の電圧は制御回路３８から出力される駆動信号の電圧そのものとなる。そこで、紫外線ＬＥＤ３５の順方向電圧では作動せず制御回路３８からの駆動信号の電圧では作動するリレー３９を設け、このリレー３９の接点出力を故障検知として制御回路３８に入力することにより、制御回路３８は紫外線ＬＥＤ３５における断線などの障害を検出することができる。制御回路３８は、このような障害を検出した場合、例えば、駆動信号の出力を停止する、不図示の表示装置に故障表示を行うなどの処理を行うことができる。

次に、本発明の第３の採水ディスペンサーについて、図５を用いて説明する。

第１の実施形態の採水ディスペンサー２０では、ヘッド部２０ａに対して照射ユニット３０を取り付け、照射ユニット３０内の流路３２を流れる純水に対して紫外線を照射するようにしているので、採水ディスペンサーとしての操作性を考えると、流路３２を長くすることに限界がある。そのため、採水される純水流量が大きくなって流速が増した場合に純水に対する紫外線の十分な照射量を確保することが難しくなる。そこで図５に示す第３の実施形態の採水ディスペンサー５０では、紫外線源をヘッド部５０ａ内に設けるとともに、ヘッド部５０ａから純水源に向かう管路内に斜め方向に紫外線を入射させ、管路内で多重反射させつつ紫外線を純水源の方向に向かわせている。これによりこの採水ディスペンサー５０では、純水が紫外線によって照射される区間を実質的に長くして、純水の流量が大きい場合であっても純水に対する十分な紫外線照射量を確保できるようにしている。以下、第３の実施形態の採水ディスペンサー５０についてさらに詳しく説明する。

第３の実施形態の採水ディスペンサー５０は第１の実施形態の採水ディスペンサー２０と同様に、ハンドル２５を備えるヘッド部５０ａを有し、ヘッド部５０ａにはノズル２２が取り付けられている。ノズル２２としては第１の実施形態において用いたものと同様のものが使用される。しかしながらこの採水ディスペンサー５０のヘッド部５０ａには、純水源に接続する開閉弁としての電磁弁２１は設けられていない。電磁弁２１は、採水ディスペンサー５０の本体筺体（不図示）内に設けられており、その入口には純水源からの配管１６が接続している。電磁弁２１の出口とヘッド部５０ａとの間は可撓性を有する接続管５１により接続されている。接続管５１は、開閉弁２１の出口とノズル２２とを接続する流路の一部を構成する管部分である。

ヘッド部５０ａの内部には、接続管５１における純水の流れ方向に対して斜めとなる方向で接続管５１の内部に紫外線を入射するための入射ユニット６０が設けられている。入射ユニット６０は、ハウジング６１と、第１の実施形態で用いたものと同様の基板３４と、基板３４に取り付けられた紫外線ＬＥＤ３５と、放熱器（ヒートシンク）５４とを備えている。基板３４はハウジング６１に対して固定されており、基板３４においてハウジング６１に対して固定されている面とは反対側となる面に、放熱器５４が取り付けられている。放熱器５４は、紫外線ＬＥＤ３５を駆動した際に発生する熱を放熱するためのものである。ハウジング６１において基板３４が取り付けられる面を取り付け面と呼ぶ。

ハウジング６１には、それを貫通するように流路６２が形成されている。流路６２は、その出口側では取り付け面に対して平行となり、入口側では取り付け面に対して約４５°の角度をなすように、途中で約１３５°屈曲した形状となっている。接続管５１の先端は、接続管５１の中心線と流路６２の入口側での流路６２の中心線とが一致するように、ジョイント５１ａを介してハウジング６１の流路６２の入口に接続している。ハウジング６１において、流路６２の屈曲部から取り付け面に向かう中空部６３が形成されており、流路６２側から見て中空部６３の最奥部には、紫外線導入窓となる石英ガラス板３６が設けられている。石英ガラス板３６の外面は、基板３４に取り付けられた紫外線ＬＥＤ３５の出射面に対面している。紫外線ＬＥＤ３５として、その出射面から、出射面の垂直方向を中心として紫外線を出射するものを用いると、図５においてＵＶと記した点線の矢印で示すように、紫外線ＬＥＤ３５からの紫外線は、ジョイント５１ａも含めた接続管５１の内部に、接続管５１における純水の流れ方向に対して斜めとなる方向で入射し、その後、接続管５１の内壁で多重反射しつつ電磁弁２１の方向に伝播することとなる。その結果、接続管５１内の純水に対する紫外線殺菌処理を行うことが可能になる。図示したものでは、接続管５１における純水の流れ方向に対して約４５°の角度で接続管５１の内部に紫外線が入射することになるが、紫外線の入射角はこれに限られるものではなく、接続管５１の内壁において多重反射を起こして紫外線が接続管５１内を伝播できるものであれば、任意の角度とすることができる。本発明において、「純水の流れ方向に対して斜めとなる方向」とは、純水の流れ方向に対して０°を超えて９０°未満となる角度を意味する。

この実施形態の採水ディスペンサー５０は、多重反射させながら紫外線を純水中で遠くまで伝播させることにより流路における紫外線が照射される区間を長くし、流速が速い場合であっても確実に紫外線殺菌処理を行えるようにしたものである。したがって、石英ガラス板３６の部分を除いたハウジング６１の内壁、ジョイント５１ａを含めた接続管５１の内壁は、いずれも、純水に対する溶出が少なく、紫外線に対する耐久性を有し、しかも紫外線を大きく乱反射（拡散反射）するもので構成されていることが好ましい。内壁とは、純水に接触し得る部分をいう。そのような材料としては、第１の実施形態の場合と同様に、例えば、ポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデンによって代表されるフッ素樹脂を用いることが好ましく、特にポリテトラフルオロエチレンで構成を用いることが好ましい。紫外線ＬＥＤ３５としては第１の実施形態で示したものと同様のものを用いることができる。

ヘッド部５０には、さらに、ハウジング６１の流路６２の出口に一端が接続する継手５２と、逆流防止機構５３とが設けられており、継手５２の他端はジョイント５２ａを介して逆流防止機構５３の入口に接続している。逆流防止機構５３の出口はヘッド部５０ａの外面に開口しており、そこに、ノズル２２が例えばネジ込みによって取り付けられている。本実施形態の採水ディスペンサー５０では、開閉弁２１からノズル２２までの流路長が長く、そのため、ノズル２２側から流路内にごみや汚染物質が侵入したときの影響が大きくなる。そこで、ノズル２２側から流路内へのごみや汚染物質の侵入を防ぐために、逆流防止機構５３を備えている。逆流防止機構５３としては、例えば、逆止弁、電磁弁などを用いることができる。逆流防止機構５３として電磁弁を用いる場合には、この電磁弁は、本体筺体内の上述した電磁弁２１の開閉と同期して開閉制御される。この採水ディスペンサー５０では、ノズル２２からの純水の吐出は、あくまで、本体筺体内の電磁弁２１の開閉によって制御される。ヘッド部５０を質量を軽減して操作性を高めるためには、逆流防止機構５３として逆止弁を用いることが好ましい。なお、第１の実施形態の採水ディスペンサー２０においても、照射ユニット３０とノズル２２との間に逆止弁などの逆流防止機構を設けることはできる。

図５においては紫外線ＬＥＤ３５に対する配線や電磁弁２１に対する配線は示されていないが、この採水ディスペンサー５０においても図３あるいは図４に示すものと同様の配線を採用することができる。開閉弁２１を開閉するためのスイッチ２３は、第１の実施形態の場合と同様にヘッド部５０に設けてもよいし、本体筺体に設けられてもよく、あるいは、本体筺体に接続された足踏みスイッチ等であってもよい。スイッチ２３がオン状態にされると電磁弁２１が開くとともに紫外線ＬＥＤ３５が発光する。その結果、純水源からの純水は電磁弁２１から接続管５１を経てヘッド部５０ａに入り、入射ユニット６０、継手５２及び逆流防止機構５３を経てノズル２２から吐出されることになる。この過程で純水は、ヘッド部５０ａの近傍の接続管５１内で紫外線ＬＥＤ３５からの紫外線の照射を受けて殺菌処理を受けることになる。したがって、殺菌処理を受けた純水がノズル２２から吐出する。スイッチ２３がオフ状態にされると電磁弁２１が閉じてノズル２２からの純水の吐出が停止し、同時に紫外線ＬＥＤ３５が消光して殺菌処理も停止する。本実施形態においても、スイッチ２３が操作されている期間だけ、純水がノズル２２から吐出するとともに、この純水に対してノズル２２の直前の位置において紫外線による殺菌処理が行われることになる。

次に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。

（実施例１）
図６に示す装置を組み立てた。大気開放型の貯槽４０に純水を蓄え、ポンプ４１及び弁４２を介し、第１の実施形態で説明した照射ユニット３０に純水を供給するようにした。照射ユニット３０の出口にはノズル２２を取り付けた。照射ユニット３０のハウジング３１の材質として、ポリテトラフルオロエチレンを用いた。そして、貯槽４０内の純水の１ｍＬ当たりの一般細菌数（「ＵＶなし」と記載）と、弁４２を通過し照射ユニット３０内で紫外線ＬＥＤ３５により紫外線を照射されてノズル２２から吐出した純水の１ｍＬ当たりの一般細菌数（「ＵＶあり」と記載）とを求めた。紫外線ＬＥＤ３５としては、日機装株式会社製の型式ＶＰＣ１６１を使用し、その発生する紫外線の中心波長は２７７ｎｍであった。この紫外線ＬＥＤ３５を３００ｍＡの定電流で駆動した。このとき、弁４２の開度を調整することにより、ノズル２２から吐出される純水の流量を０．５Ｌ／ｍｉｎと０．０７Ｌ／ｍｉｎとで切り替えた。結果を表１に示す。表１中、殺菌率は、貯槽４０中の純水での体積当たりの一般細菌数に比べて、ノズル２２から吐出された純水ではどれだけの細菌が死滅したかを比率により示したものである。

（実施例２）
照射ユニット３０のハウジング３１の材質としてポリプロピレン（ＰＰ）を用いたほかは、実施例１と同じ装置を組み立てた。貯槽４０内の純水の１ｍＬ当たりの一般細菌数（「ＵＶなし」と記載）と、弁４２を通過し照射ユニット３０内で紫外線ＬＥＤ３５により紫外線を照射されてノズル２２から吐出した純水の１ｍＬ当たりの一般細菌数（「ＵＶあり」と記載）とを測定し、実施例１と同様に殺菌率を算出した。このとき、弁４２の開度を調整することにより、ノズル２２から吐出される純水の流量を０．１Ｌ／ｍｉｎと０．０５Ｌ／ｍｉｎとで切り替えた。結果を表１に示す。

実施例１，２のいずれにおいても、紫外線ＬＥＤ３５からの紫外線による殺菌効果が認められた。特に、照射ユニット３０のハウジング３１の材質としてポリテトラフルオロエチレンを採用することにより、低流量領域で顕著な殺菌効果が認められた。

（実施例３）
実施例１に示す装置における弁４２に対して第３の実施形態の採水ディスペンサー（図５参照）を接続した装置を組み立てた。具体的には、弁４２の出口に対し、図５に示す採水ディスペンサー５０の接続管５１の末端（ヘッド部５０ａから遠い方の端部）を接続し、ノズル２２から流出する純水の流量を変化させながら、流出する純水における一般細菌数を実施例１と同様に求めた。紫外線ＬＥＤ３５として、実施例１と同じものを使用し、同じ駆動条件で駆動した。結果を表３に示す。

紫外線照射ありで流量が０．５Ｌ／ｍｉｎである場合について実施例１と実施例３とを比較すると、実施例１では殺菌率が５０％であったのに対し実施例３では殺菌率が９８．８％を超えており、接続管内で紫外線を多重反射させながら伝播させることにより、大流量であっても大きな殺菌効果が得られることが分かった。

２０，５０ 採水ディスペンサー
２０ａ，５０ａ ヘッド部
２１ 電磁弁
２２ ノズル
２３ スイッチ
３０ 照射ユニット
３１，６１ ハウジング
３４ 基板
３５ 紫外線ＬＥＤ
５１ 接続管
５３ 逆流防止機構
６０ 入射ユニット

Claims (11)

1. 純水の採水に用いられる採水ディスペンサーであって、
   純水源に接続する開閉弁と、
   純水を吐出するノズルと、
   前記ノズルを前記開閉弁の出口に接続する流路と、
   前記流路を流れる純水に対して紫外線を照射するように配置された紫外線ＬＥＤと、
   を有する採水ディスペンサー。
2. 前記開閉弁は駆動信号によって開く電磁弁であり、前記紫外線ＬＥＤは、前記駆動信号に連動して駆動される、請求項１に記載の採水ディスペンサー。
3. 前記開閉弁に流入する純水の量を検出する流量センサーと、
   開始信号が入力すると前記駆動信号の出力を開始し、前記流量センサーの検出結果に基づき前記駆動信号の開始からの純水の積算流量が予め設定された容量値に達するまで前記駆動信号の出力を継続し、前記積算流量が前記容量値に達したら前記駆動信号の出力を停止する制御回路と、
   をさらに備える、請求項２に記載の採水ディスペンサー。
4. 前記紫外線ＬＥＤとハウジングとを備える照射ユニットをさらに有し、前記ハウジングに前記流路が形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の採水ディスペンサー。
5. 前記紫外線を導入するための窓となる部分を除き、前記ハウジングはフッ素樹脂によって構成されている、請求項４に記載の採水ディスペンサー。
6. 前記流路は管部分を有し、前記管部分における前記純水の流れ方向に対して斜めとなる方向で前記管部分の内部に紫外線を入射するように前記紫外線ＬＥＤが配置されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の採水ディスペンサー。
7. 前記管部分の少なくとも内壁がフッ素樹脂で構成されている、請求項６に記載の採水ディスペンサー。
8. 前記流路と前記ノズルとの接続位置に逆流防止機構を備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の採水ディスペンサー。
9. 前記紫外線ＬＥＤの故障を検出する故障検出機構をさらに有する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の採水ディスペンサー。
10. 開閉弁と前記開閉弁の出口に取り外し可能に接続して前記開閉弁からの液体を吐出するノズルとを有する機器に適合したアダプターであって、
    流路を備え、前記開閉弁の出口に取り外し可能に接続できるとともに前記ノズルが取り外し可能に接続されるハウジングと、
    前記流路を流れる液体に紫外線を照射するように配置された紫外線ＬＥＤと、
    を有し、
    前記流路は前記開閉弁の出口と前記ノズルとを連通する、アダプター。
11. 請求項１乃至９にいずれか１項に記載の採水ディスペンサーまたは請求項１０に記載のアダプターを備えることを特徴とする純水製造装置。

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