JP2020203244A

JP2020203244A - 有機物汚れ除去装置

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Publication number: JP2020203244A
Application number: JP2019111608A
Authority: JP
Inventors: 昭浩井上; Akihiro Inoue
Original assignee: Photoscience Japan Corp
Current assignee: Photoscience Japan Corp
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2020-12-24
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: JP7285554B2

Abstract

【課題】鍋のような嵩張る形態の処理対象における有機物汚れ（例えば焦げ付き）を除去するのに適した装置を提供する。【解決手段】筐体（１０）は、例えば底部に開口面（１０ａ）を有する。放射した紫外線が少なくとも開口面（１０ａ）を指向するように、筐体（１０）内に紫外線光源（１１）が配置される。反射体（１２）は、筐体（１０）内において紫外線光源（１１）の周辺に配置される。開口面（１０ａ）が処理対象（例えば鍋）に対する紫外線照射領域であり、紫外線照射によって該処理対象に存在する有機物汚れ（例えば焦げ付き）を分解し除去する。筐体（１０）の開口面（１０ａ）に処理対象が配置されたことを検知するための検出装置（１５）が設けられる。処理対象が開口面に配置されていることを検知していることを条件に前記紫外線光源（１１）の点灯を許可する。筐体（１０）内の発光空間内に外部から水分を導入する導入管（１４）が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線照射によって有機物汚れを分解し除去する有機物汚れ除去装置に関し、例えば鍋等の焦げ付きを除去し得る装置に関する。

特許文献１には、焼き網の焼き焦げを除去するための装置が開示されている。そこに示された焼き焦げ除去装置においては、洗浄水を入れた水槽内に紫外線ランプ及びオゾン噴出器具を設置し、該水槽内に焼き網を浸漬した状態で紫外線を照射することにより前処理を行い、後処理として、水槽内の洗浄水にオゾン含有の空気を供給することにより、該焼き網に付着した焼き焦げ（有機物）を酸化分解するようにしている。

特開２００６−５１０８９号公報

上述したような従来の焼き焦げ除去装置は、焼き網（清浄化対象物）を水中に浸漬させる構造からなるため、焼き網のような小型若しくは平面的なものには適しているが、鍋のような嵩張るものには適していない。また、水槽及びオゾン発生装置が必要であるため、装置が大がかりとなり、コスト高にもなる。

本発明は、鍋のような嵩張る形態の処理対象における有機物汚れ（例えば焦げ付き）を除去するのに適した有機物汚れ除去装置を提供しようとするものである。

本発明に係る有機物汚れ除去装置は、開口面を有する筐体と、放射した紫外線が少なくとも前記開口面を指向するように、前記筐体内に配置された紫外線光源と、前記筐体内において前記紫外線光源の周辺に配置された反射体とを備え、前記開口面が処理対象に対する紫外線照射領域であり、紫外線照射によって該処理対象に存在する有機物汚れを分解することを特徴するものである。

鍋のような嵩張るものであっても、焦げ付きを生じる箇所は、鍋底のような特定の部分的箇所である。そこで、本発明によれば、筐体の開口面が処理対象（例えば鍋底）に面するように、該処理対象に筐体を被せることで、該処理対象（例えば鍋底）に集中的に紫外線を照射し、紫外線による有機物分解機能により有機物汚れ（例えば焦げ付き）を除去することができる。したがって、全体としてコンパクトな小型化した構成からなる有機物汚れ除去装置を提供することができ、鍋のような嵩張る形態の処理対象における部分的な有機物汚れ（例えば焦げ付き）を除去するのに適する。また、筐体は、特定の一面（例えば底面）を開口面とし、その他の部位は密閉構造とすることができるので、外部周辺環境への紫外線漏洩を抑止した安全設計を容易に採用し得る。

本発明の一実施例に係る有機物汚れ除去装置の外観を略示しかつ内部を一部透視して示す概略斜視図。同実施例の有機物汚れ除去装置の使用状態を例示する概略斜視図。エキシマ発光における封入ガスと放射紫外線の波長及びそのエネルギーの関係の一例を示す表。各種の有機結合における結合エネルギー（平均エネルギー）の一例をキロカロリ毎モル（kcal/mol）と光波長（nm）で表す表。

図１において、本発明の一実施例に係る有機物汚れ除去装置１は、一例として、鍋底の焦げ付きを除去する焦げ付き除去装置として機能し得るものである。この有機物汚れ除去装置１（以下、焦げ付き除去装置１とも言う）は、筐体１０を有しており、この筐体１０は、略円筒形を成しており、その一面（例えば底面）が開口１０ａ（以下、開口面１０ａという）となっている。筐体１０の内部には、放射した紫外線が少なくとも該開口面１０ａを指向するように、紫外線光源１１が配置されている。また、筐体１０の内部には、紫外線光源１１の周辺に反射体１２が配置されており、該反射体１２により該紫外線光源１１から放射された紫外線光が反射される。一例として、反射体１２は、お椀を伏せたような、その底部が開口したドーム状若しくは略半球状の形状からなる凹曲面の反射鏡であり、ステンレス又はアルミニウムのような光透過性を持たない光反射性の材料で好ましく形成される。勿論、反射体１２の底部の開口は筐体１０の開口面１０ａに重なる。紫外線光源１１（例えば球形の紫外線ランプ）は、反射体１２（反射鏡）の凹曲面反射空間内の適宜位置に配置され、放射した紫外線が反射体１２の底部の開口つまり筐体１０の開口面１０ａから下方に向けて、直接的に及び反射体１２で適宜反射されて、外部に放光される。すなわち、筐体１０の開口面１０ａが処理対象（例えば鍋底）に対する紫外線照射領域となる。筐体１０内の適宜箇所（好ましくは反射体１２の凹曲面反射空間の外）に紫外線光源１１を点灯するための点灯装置１３が配置される。点灯装置１３としては電子回路を用いた高周波発生装置や高電圧発生装置などを適宜用いてよい。

紫外線光源１１の発光空間（つまり反射体１２の凹曲面反射空間）内に外部から水分を導入するための水分導入管１４を設けてもよい。導入管１４の上部入口１４ａから水を供給し、下部出口１４ｂから紫外線光源１１の発光空間（反射体１２の凹曲面反射空間）内に水分を排出する。一例として、筐体１０の上面に電動ポンプ（不図示）を配置し、上部入口１４ａから水を導入管１４内に供給してよい。また、導入管１４の下部出口１４ｂにシャワーノズル（不図示）を設け、水分を霧状に噴霧するようにしてもよい。また、該電動ポンプ（不図示）をタイマ運転によって間欠的に駆動することにより、プログラムされた時間間隔で適量の水分を間欠的に導入管１４に供給するようにしてもよい。

紫外線光源１１としては、希ガスやハロゲンガスなどを封入したエキシマ発光ランプ、ＵＶ−ＬＥＤ、低圧水銀ランプなどが適している。あるいは、高速電子を半導体に照射して紫外線を放射する電子管タイプの紫外線放射光源を紫外線光源１１として用いてもよい。一例として、略120nm乃至400nmの範囲の波長成分を含む紫外線を放射する。図３は、参考として、エキシマ発光における封入ガスと放射紫外線の波長及びそのエネルギーの関係の一例を示す表である。封入ガスの組み合わせを適宜に設定することにより、望みの波長成分を含む紫外線を放射するように構成することができる。例えば、紫外線光源１１は、108nm、126nm、146nm、158nm、172nm、193nm、222nm、248nm、254nm、365nm及びこれらの近傍の波長成分のいずれか少なくとも１つを含む紫外線を放射するように構成するとよい。あるいは、これら特定の波長成分を含む紫外線発光をベースにして更に蛍光体により波長変換を行い、より幅広い放射スペクトル幅を持つ紫外線を発生しうるように、紫外線光源１１を構成してもよい。

図２に示すように、本実施例に係る焦げ付き除去装置１の使用時においては、筐体１の開口面１０ａを下にして鍋２０の底（処理対象）に該筐体１を被せ、該開口面１０ａが処理対象である鍋２０の底に面するようにする。この状態で点灯装置１３を介して紫外線光源１１を点灯し、紫外線光源１１から放射された紫外線を鍋２０の底（処理対象）に照射する。鍋２０の底に付着した焼け焦げは有機物であるから、紫外線の照射によって該有機物が分解され、これにより鍋２０の底の焦げ付きを除去することができる。

図４は、参考として、各種の有機結合における結合エネルギー（平均エネルギー）の一例をキロカロリ毎モル（kcal/mol）と光波長（nm）で表す表である。この結合エネルギーの光波長よりも短い波長の光（紫外線）を有機物に照射することにより、該有機物の結合が切れ、炭酸ガスや水蒸気或いは窒素ガスなどにガス化され、もって該有機物が消滅除去される。

筐体１０の紫外線発光空間内に水分を導入するための水分導入管１４はオプションとして設けられるものであり、発明の必須の要素ではない。水分導入管１４を介して筐体１０の紫外線発光空間内に水分を導入することにより、水分のOH基が活性化されて焦げ付きを分解除去するとともに、焦げ付きに通常存在する塩分が水分中に溶け出して焦げ付きを除去するスピードが速くなり、結果的に焦げ付き除去効率を促進することができる。なお、これら塩分は水に溶け出し、鍋２０の底に溜まるが、最後に洗い流すことで完全に除去できる。

なお、本実施例に係る焦げ付き除去装置（すなわち、有機物汚れ除去装置）１が正規の使用状態にあることを検出するために、処理対象検出回路１５を付属して設けるとよい。この処理対象検出回路１５は、筐体１０の開口面１０ａに処理対象（例えば鍋２０の底）が配置されたことを検知するものであり、処理対象である鍋２０の底が筐体１０の開口面１０ａ（すなわち紫外線照射領域）に配置されていることを該検出装置１５が検知していることを条件に、紫外線光源１１の点灯を許可する。つまり、焦げ付き除去装置１に付属している点灯スイッチ（不図示）をオンしても、処理対象検出回路１５から処理対象である鍋２０の底を検出していることを示す信号が与えられない限り、点灯装置１３は紫外線光源１１に点灯電力を供給しない。これにより、筐体１０の開口面１０ａ（すなわち紫外線照射領域）が処理対象である鍋２０の底によって閉鎖された状態であるときのみ、紫外線光源１１が点灯されることになり、外部周辺環境への紫外線の漏洩を確実に防止することができる。なお、処理対象検出回路１５の具体的構成は任意であり、例えば、マイクロリミットスイッチによる機械的接触による検出方法、あるいは超音波反射等による非接触的な物体検出方法、あるいは物体の有無を検知する光学的検出方法、あるいは焦げ付きの有無を反射光の明暗によって検知する光学的検出方法など、任意の検出方法を採用する検出装置を利用し得る。この処理対象検出回路１５は、紫外線が人体や周辺器具類に悪影響を与えることがないように、外部周辺環境への紫外線の漏洩を防止する。

また、反射体１２は、紫外線光源１１から発生された紫外線を、透過させることなく、筐体１０の開口面１０ａに向けて反射する構造であるため、開口面１０ａ以外の部位から外部周辺環境に紫外線が漏洩することを防止するのに寄与する。さらに、開口面１０ａ以外の部位から外部周辺環境に紫外線が漏洩することを防止するために、紫外線を遮断する材料で筐体１０を構成するとよい。例えば、筐体１０の素材を金属製とする、あるいはプラスチック製の筐体１０の少なくとも内表面に紫外線遮断材料（例えば酸化亜鉛あるいは酸化チタンなど）を塗布する、あるいは筐体１０のプラスチック素材内に該紫外線遮断材料を混入したものを用いる、など適宜の形態を採用し得る。

なお、紫外線は酸素をオゾン化するので、紫外線光源１１から発生された紫外線によって筐体１０の発光空間内でオゾンが生成され、該生成されたオゾンの作用によっても鍋２０の焦げ付きを酸化除去する効果を得ることができる。その場合、開口面１０ａの周囲における筐体１０の下端部と鍋２０の底との接触が密でなければ、その隙間からオゾンが周辺環境に漏れ出る可能性があり、人によっては不快なオゾン臭が気になるかもしれない。そこで、オゾン臭が周辺に漏れるのを防ぐ為に、筐体１０の開口面１０ａの周囲に、耐紫外線材料からなる柔軟部材１６を配置するとよい。これにより、処理対象である鍋２０の底に筐体１０を被せた状態において該柔軟部材１６が鍋底に密接するようになり、接触箇所の隙間からオゾンが周辺環境に漏れ出すおそれがなくなる。

点灯装置１３を駆動する電源としては、内臓バッテリーを用いる方法、あるいは電源コード（不図示）を介した接続によって商用電源を用いる方法など、適宜採用してよい。

本実施例の実験結果について説明すると、100Wの水銀放電を用いた紫外線光源１１を用いて、直径約30cm、深さ10cmのアルマイト製の鍋２０の焦げ付きに対して、5時間おきに10ccの水を導入しながら約1日間（25時間）照射した結果、該焦げ付きをほぼ完全に除去できた。これに対して、焦げ付きのある鍋を天日干しすることにより自然に焦げ付きを分解させる手法を採用した場合、該焦げ付きのある鍋を３週間（約500時間）野晒しにすることで焦げ付きほぼ除去できた（この間、鍋は太陽光や風雨に曝された）。ここから判ることは、本実施例によれば、天日干しに比べて、焦げ付き除去時間を凡そ20分の1に短縮することができた、ということである。

反射体１２の形態は、上記実施例に示したようなドーム形状に限らず、他の如何なる形態であってもよい。また、反射体１２は一体形状からなるものに限らず、分離された複数の反射片で構成されていてもよい。筐体１０の形状も、上記実施例に示したような円筒形状に限らず、他の如何なる形状（例えば立方体形状、ドーム形状、円錐又は角錐形状等）であってもよい。なお、反射体１２が完全なドーム形状等からなっていて、開口面１０ａ以外からは紫外線が漏洩しえない構造である場合は、筐体１０の壁面は紫外線を完全に遮蔽し得る構造（形状及び／又は材質）でなくてもよく、適宜、隙間があってもよい。反対に、反射体１２が完全なドーム形状等からなっておらず、反射体１２の適宜部位から筐体１０内に紫外線が漏洩し得るかもしれない構造であってもよく、その場合は、紫外線を完全に遮蔽し得る構造（形状及び／又は材質）で筐体１０の壁面を構成することにより、該筐体１０の壁面によって外部周辺環境への紫外線の漏洩を確実に防止できる。

なお、請求項１で言及していない構成要素（例えば、水分導入管１４、処理対象検出回路１５、柔軟部材１６等）は、本発明の実施にあたって適宜省略してよい。本実施例に係る有機物汚れ除去装置１は、鍋２０の底に付着した有機物の焦げ付きの除去に限らず、焼き網その他の調理器具若しくは道具類に付着した有機物の焦げ付きを除去するために使用できるし、焦げ付きに限らず、その他の有機物の汚れを分解し除去するためにも使用できる。

１有機物汚れ除去装置（焦げ付き除去装置）
１０筐体
１０ａ開口面
１１紫外線光源
１２反射体
１３点灯装置
１４水分導入管
１５処理対象検出回路
１６柔軟部材

Claims

開口面を有する筐体と、
放射した紫外線が少なくとも前記開口面を指向するように、前記筐体内に配置された紫外線光源と、
前記筐体内において前記紫外線光源の周辺に配置された反射体と
を備え、前記開口面が処理対象に対する紫外線照射領域であり、紫外線照射によって該処理対象に存在する有機物汚れを分解することを特徴する有機物汚れ除去装置。
前記反射体は、前記紫外線光源から発生された紫外線を、透過させることなく、前記開口面に向けて反射する構造からなる、請求項１の有機物汚れ除去装置。
前記反射体は、前記開口面に対応する面が開口したドーム形状からなる、請求項１又は２の有機物汚れ除去装置。
前記筐体の前記開口面に処理対象が配置されたことを検知するための検出装置をさらに備え、処理対象が前記開口面に配置されていることを該検出装置が検知していることを条件に前記紫外線光源の点灯を許可する、請求項１乃至３のいずれかの有機物汚れ除去装置。
前記筐体の前記開口面の周囲に、耐紫外線材料からなる柔軟部材を配置してなり、前記処理対象に前記筐体を被せた状態において該柔軟部材が前記処理対象に密接するようにした、請求項１乃至４のいずれかの有機物汚れ除去装置。
前記筐体は、紫外線を遮断する材料で構成されてなる、請求項１乃至５のいずれかの有機物汚れ除去装置。
前記筐体内の発光空間内に外部から水分を導入する導入管を設けた、請求項１乃至６のいずれかの有機物汚れ除去装置。
前記紫外線光源は、少なくとも120nm乃至400nmの範囲の波長成分を含む紫外線を発生する、請求項１乃至７のいずれかの有機物汚れ除去装置。
前記紫外線光源が発生する前記紫外線は、126nm、146nm、158nm、172nm、193nm、222nm、248nm、254nm、365nm及びこれらの近傍の波長成分のいずれか少なくとも１つを含む請求項８の有機物汚れ除去装置。
前記処理対象は鍋底である、請求項１乃至９のいずれかの有機物汚れ除去装置。