JP2022101236A - 流水殺菌装置および流水殺菌方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流水殺菌装置の動作時にエア溜まりを検出する。【解決手段】流水殺菌装置１０は、被処理水が供給される直管１２と、直管１２の端部と対向する光源窓と、光源窓越しに直管１２の内部に紫外光ＵＶを照射する光源と、直管１２の鉛直方向下側の第１位置にて直管の内部から外部に透過する紫外光の第１強度を測定可能であり、直管１２の鉛直方向上側の第２位置にて直管１２の内部から外部に透過する紫外光の第２強度を測定可能である測定装置３０と、第１強度および第２強度に基づいて直管１２の内部のエア溜まりを検出する制御装置３２と、備える。【選択図】図１

Description

容器内で水などの流体に紫外光を照射して殺菌処理をする流水殺菌装置が知られている。容器内部に空気が溜まると処理効率が低下しうることから、容器にエア抜きが設けられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００－３５０９８７号公報

流水殺菌装置の動作時にエア抜きが十分であるかを確認できることが好ましい。しかしながら、流水殺菌装置の動作時に内部を直接確認してエア溜まりの有無を検出することは困難である。

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、エア溜まりを検出できる流水殺菌装置を提供することにある。

本発明のある態様の流水殺菌装置は、被処理水が供給される直管と、直管の端部と対向する光源窓と、光源窓越しに直管の内部に紫外光を照射する光源と、直管の鉛直方向下側の第１位置にて直管の内部から外部に透過する紫外光の第１強度を測定可能であり、直管の鉛直方向上側の第２位置にて直管の内部から外部に透過する紫外光の第２強度を測定可能である測定装置と、第１強度および第２強度に基づいて直管の内部のエア溜まりを検出する制御装置と、備える。

本発明の別の態様は、流水殺菌方法である。この方法は、直管内に被処理水を供給するステップと、直管の端部から直管の内部に紫外光を照射するステップと、直管の鉛直方向下側の第１位置にて直管の内部から外部に透過する紫外光の第１強度を測定するステップと、直管の鉛直方向上側の第２位置にて直管の内部から外部に透過する紫外光の第２強度を測定するステップと、第１強度および第２強度に基づいて直管の内部のエア溜まりを検出するステップと、を備える。

本発明によれば、流水殺菌装置の動作時にエア溜まりを検出できる。

第１の実施の形態に係る流水殺菌装置の構成を概略的に示す断面図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、直管の内部のエア溜まりの有無を模式的に示す断面図である。 実施の形態に係る流水殺菌方法を示すフローチャートである。 図４（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る流水殺菌装置の構成を概略的に示す断面図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、第３の実施の形態に係る流水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。説明の理解を助けるため、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の寸法比と一致しない。

（第１の実施の形態）
図１は、実施の形態に係る流水殺菌装置１０の構成を概略的に示す図である。流水殺菌装置１０は、矢印Ｘで示されるように直管１２の内部を通過する被処理水に対して紫外光ＵＶを照射して殺菌処理を施す。流水殺菌装置１０は、直管１２と、第１筐体１４と、第２筐体１６と、第１光源窓１８と、第２光源窓２０と、第１光源２２と、第２光源２４と、第１エア抜き弁２６と、第２エア抜き弁２８と、測定装置３０と、制御装置３２とを備える。

直管１２は、被処理水が供給される処理流路３４を区画する。処理流路３４は、直管１２の内部の空間である。直管１２は、第１端部３６および第２端部３８を有する。第１端部３６には第１筐体１４が設けられ、第２端部３８には第２筐体１６が設けられる。直管１２は、紫外光に対する耐久性および反射率が高い材料から構成される。直管１２は、直管１２の内部から外部に向けて紫外光を透過する材料から構成される。このような材料としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの白色のフッ素樹脂が挙げられる。直管１２は、例えば、側壁４０の厚さが３ｍｍ以上のＰＴＦＥから構成される。

図面の理解を助けるため、直管１２の第１端部３６から第２端部３８に向かう方向を「長手方向」または「軸方向」ともいう。また、直管１２の中心軸から離れる方向を「径方向」ともいい、直管１２の中心軸周りの方向を「周方向」ともいう。

第１筐体１４は、直管１２の外側に設けられる第１連通室４４および第１光源室４６を区画する。第１連通室４４と第１光源室４６の間は、第１光源窓１８により仕切られる。第１筐体１４は、第１流通口４８を有する。第１流通口４８は、直管１２の長手方向と交差する方向に開いており、例えば径方向に開口している。第１流通口４８には第１流通管５０が接続されている。第１流通管５０は、第１流通口４８から径方向外側に延びている。第１連通室４４は、処理流路３４と第１流通口４８の間をつなぐ。第１連通室４４は、直管１２の第１端部３６と、第１端部３６に対向する第１光源窓１８との間の第１隙間５２を通じて処理流路３４と連通する。第１連通室４４は、直管１２の外側の全周にわたって設けられる。

第２筐体１６は、直管１２の外側に設けられる第２連通室５４および第２光源室５６を区画する。第２連通室５４と第２光源室５６の間は、第２光源窓２０により仕切られる。第２筐体１６は、第２流通口５８を有する。第２流通口５８は、直管１２の長手方向と交差する方向に開いており、例えば径方向に開口している。第２流通口５８には第２流通管６０が接続されている。第２流通管６０は、第２流通口５８から径方向外側に延びている。第２連通室５４は、処理流路３４と第２流通口５８の間をつなぐ。第２連通室５４は、直管１２の第２端部３８と、第２端部３８に対向する第２光源窓２０との間の第２隙間６２を通じて処理流路３４と連通する。第２連通室５４は、直管１２の外側の全周にわたって設けられる。

第１筐体１４および第２筐体１６は、紫外光に対する耐久性および反射率が高い材料で構成されることが好ましく、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素樹脂で構成することができる。第１筐体１４および第２筐体１６の材料として、ＰＴＦＥよりも紫外光反射率の低いＰＶＤＦを用いることで、第１連通室４４および第２連通室５４の内面にて紫外光が反射され、第１流通口４８および第２流通口５８を通じて第１筐体１４および第２筐体１６の外部に向かう紫外光の強度を低減できる。

図１の構成では、第１筐体１４を被処理水の流入側とし、第２筐体１６を被処理水の流出側としている。つまり、第１流通口４８を流入口とし、第１流通管５０を流入管とし、第２流通口５８を流出口とし、第２流通管６０を流出管としている。別の実施の形態では、流入側と流出側を逆にしてもよい。つまり、第１流通口４８を流出口とし、第１流通管５０を流出管とし、第２流通口５８を流入口とし、第２流通管６０を流入管としてもよい。

第１光源２２は、第１光源室４６に設けられる。第１光源２２は、複数の第１発光素子６４と、第１基板６６とを含む。第１光源２２は、複数の第１発光素子６４を冷却するためのヒートシンク（不図示）をさらに含んでもよい。第１光源２２は、第１光源窓１８越しに処理流路３４に向けて軸方向に紫外光ＵＶを照射するよう構成される。つまり、第１光源２２は、第１端部３６から第２端部３８に向けて直管１２の内部に紫外光ＵＶを照射する。

第１発光素子６４は、いわゆるＵＶ－ＬＥＤ（Ultra Violet-Light Emitting Diode）である。第１発光素子６４は、発光のピーク波長が３００ｎｍ以下であり、殺菌効率の高い波長である２６０ｎｍ～２９０ｎｍ付近の紫外光を発する。複数の第１発光素子６４は、第１基板６６の実装面上にアレイ状に並べられ、軸方向に紫外光ＵＶを照射するように配置される。複数の第１発光素子６４は、例えば円形や矩形状の第１基板６６の実装面上に等間隔となるように二次元アレイ状に配置される。

第２光源２４は、第２光源室５６に設けられる。第２光源２４は、複数の第２発光素子６８と、第２基板７０とを含む。第２光源２４は、第１光源２２と同様に構成される。第２光源２４は、第２光源窓２０越しに処理流路３４に向けて軸方向に紫外光を照射するよう構成される。つまり、第２光源２４は、第２端部３８から第１端部３６に向けて直管１２の内部に紫外光ＵＶを照射する。

第１光源窓１８は、第１光源２２と第１端部３６の間に設けられ、第１隙間５２を挟んで第１端部３６と対向するように配置される。第２光源窓２０は、第２光源２４と第２端部３８の間に設けられ、第２隙間６２を挟んで第２端部３８と対向するように配置される。第１光源窓１８および第２光源窓２０は、紫外光の透過率が高い材料で構成され、例えば石英ガラス（ＳｉＯ_２）やサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）などで構成される。

第１エア抜き弁２６は、第１筐体１４に設けられる。第１エア抜き弁２６は、例えば、直管１２の中心軸を挟んで第１流通口４８および第１流通管５０とは反対側に配置される。第１エア抜き弁２６は、流水殺菌装置１０の動作時に直管１２よりも鉛直方向上側に位置するように配置される。第１エア抜き弁２６は、流水殺菌装置１０の動作時に閉鎖されている。第１エア抜き弁２６を開放すると、第１連通室４４に溜まる空気を第１エア抜き弁２６を通じて外部に除去できる。第１エア抜き弁２６を通じて、直管１２の内部に溜まる空気を外部に除去することも可能である。

第２エア抜き弁２８は、第２筐体１６に設けられる。第２エア抜き弁２８は、例えば、直管１２の中心軸を挟んで第１流通口４８および第１流通管５０とは反対側に配置される。第２エア抜き弁２８は、流水殺菌装置１０の動作時に直管１２よりも鉛直方向上側に位置するように配置される。第２エア抜き弁２８は、流水殺菌装置１０の動作時に閉鎖されている。第２エア抜き弁２８を開放すると、第２連通室５４に溜まる空気を第２エア抜き弁２８を通じて外部に除去できる。第２エア抜き弁２８を通じて、直管１２の内部に溜まる空気を外部に除去することも可能である。

測定装置３０は、直管１２の外部に設けられる。測定装置３０は、直管１２の内部から外部に向けて側壁４０を透過する紫外光の強度を測定する。測定装置３０は、第１測定部７２と、第２測定部７４とを含む。第１測定部７２は、直管１２の外面４２に形成される第１凹部７６に設けられる。第２測定部７４は、直管１２の外面４２に形成される第２凹部７８に設けられる。

第１凹部７６は、直管１２の鉛直方向下側の第１位置に設けられる。第２凹部７８は、直管１２の鉛直方向上側の第２位置に設けられる。第１凹部７６および第２凹部７８では、直管１２の側壁４０の厚さが他の箇所に比べて小さい。第１凹部７６および第２凹部７８における直管１２の側壁４０の厚さは、例えば１ｍｍ～２ｍｍ程度である。第１凹部７６および第２凹部７８は、直管１２の内部の紫外光を外部に透過させる測定窓として機能する。

第１測定部７２は、第１凹部７６にて側壁４０を透過した紫外光の第１強度を測定する。第２測定部７４は、第２凹部７８にて側壁４０を透過した紫外光の第２強度を測定する。したがって、第１測定部７２は、第１位置にて紫外光の第１強度を測定し、第２測定部７４は、第２位置にて紫外光の第２強度を測定する。第１測定部７２および第２測定部７４のそれぞれは、例えば、紫外光を検出可能なフォトダイオードを含む。第１測定部７２および第２測定部７４が測定した第１強度および第２強度は、制御装置３２に送信される。

第１凹部７６および第２凹部７８は、例えば直管１２の長手方向の位置が同じであり、例えば直管１２の中央付近に設けられる。第１凹部７６および第２凹部７８は、直管１２の周方向の位置が互いに異なる。第１凹部７６は、例えば直管１２の真下の位置に設けられる。第１凹部７６は、直管１２の真下の位置から周方向にずれた位置に設けられてもよい。例えば、直管１２の周方向の位置を角度で表し、直管１２の真下を０°とし、直管１２の真上を１８０°とする場合、第１凹部７６は、０°～４５°の範囲内に設けられてもよい。一方、第２凹部７８は、例えば直管１２の真上の位置に設けられる。第２凹部７８は、直管１２の真上の位置から周方向にずれた位置に設けられてもよく、例えば１６５°～１８０°の範囲内に設けられてもよい。

制御装置３２は、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）などの集積回路を含む。制御装置３２は、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現できる。制御装置３２は、ハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

制御装置３２は、第１光源２２および第２光源２４の動作を制御する。制御装置３２は、流水殺菌装置１０の動作時、つまり、処理流路３４に被処理水が供給されている場合、第１測定部７２により測定された第１強度が一定となるように第１光源２２および第２光源２４を駆動する。これにより、処理流路３４内の被処理水に所望の強度の紫外光が照射されるようにする。

制御装置３２は、第１測定部７２により測定された第１強度および第２測定部７４により測定された第２強度に基づいて、直管１２の内部のエア溜まりを検出する。制御装置３２は、エア溜まりを検出した場合、エア溜まりの検出信号を出力する。

図２（ａ）、（ｂ）は、直管１２の内部のエア溜まりの有無を模式的に示す断面図であり、直管１２の長手方向に直交する断面を示す。図２（ａ）は、エア溜まりがない状態を示す。エア溜まりがない場合、直管１２の内部の処理流路３４の全体が被処理水Ｗで満たされている。この場合、第２測定部７４により測定される第２強度は、第１測定部７２により測定される第１強度と同程度となる。つまり、第１強度と第２強度の差は、第１強度の所定割合未満の範囲内となり、例えば、第１強度の１０％未満の範囲内となる。

図２（ｂ）は、エア溜まりがある状態を示す。エア溜まりがある場合、直管１２の内部の鉛直方向上側に空気Ａが存在し、直管１２の内部の鉛直方向下側に被処理水Ｗが存在する。この場合、第２測定部７４により測定される第２強度は、第１測定部７２により測定される第１強度よりも有意に大きくなる。つまり、第２強度は、第１強度よりも所定割合以上大きくなる。本発明者の知見によれば、第２強度は、第１強度よりも１０％以上大きくなり、例えば、１０％～２０％程度大きくなる。このような差異が生じる明確なメカニズムは分からないが、例えば、空気Ａの屈折率と被処理水Ｗの屈折率の違いにより、直管１２の内部での紫外光の強度分布が不均一となる影響が考えられる。その他、直管１２と空気Ａの界面での紫外光の透過率と、直管１２と被処理水Ｗの界面での紫外光の透過率との間に差異が生じる影響が考えられる。

つづいて、流水殺菌装置１０の動作について説明する。殺菌処理の対象となる被処理水は、第１流通管５０、第１流通口４８、第１連通室４４、第１隙間５２、処理流路３４、第２隙間６２、第２連通室５４、第２流通口５８および第２流通管６０の順に通過する。処理流路３４を流れる被処理水は、第１連通室４４および第２連通室５４のそれぞれよりも通水断面積の小さい第１隙間５２および第２隙間６２を通過することで整流化される。

制御装置３２は、処理流路３４に被処理水が供給された場合、第１光源２２および第２光源２４を点灯させ、処理流路３４の内部の被処理水に紫外光ＵＶを照射する。測定装置３０は、直管１２の内部から外部に向けて側壁４０を透過する紫外光の強度を測定する。第１測定部７２は、直管１２の鉛直方向下側の第１位置にて第１強度を測定し、第２測定部７４は、直管１２の鉛直方向上側の第２位置にて第２強度を測定する。

制御装置３２は、第１強度と第２強度を取得して比較する。制御装置３２は、第１強度と第２強度の差が第１強度の所定割合未満、例えば第１強度の１０％未満である場合、エア溜まりを検出しない。制御装置３２は、第１強度と第２強度の差が第１強度の所定割合未満である場合、エア抜きが十分であることを示す信号を出力してもよいし、動作が正常であることを示す信号を出力してもよい。

制御装置３２は、第２強度が第１強度よりも所定割合以上、例えば１０％以上大きい場合、エア溜まりを検出し、エア溜まりの検出信号を出力する。この場合、流水殺菌装置１０の使用者は、第１エア抜き弁２６および第２エア抜き弁２８の少なくとも一方を操作して直管１２の内部のエア溜まりを除去する。制御装置３２は、第２強度が第１強度よりも所定割合以上、例えば１０％以上小さい場合、動作の異常を検出し、異常の検出信号を出力する。

図３は、実施の形態に係る流水殺菌方法を示すフローチャートである。まず、直管１２の内部に被処理水を供給し（Ｓ１０）、第１光源２２および第２光源２４を点灯させて直管１２の内部に紫外光を照射する（Ｓ１２）。つづいて、第１測定部７２を用いて直管１２の鉛直方向下側にて直管１２の内部から外部に透過する紫外光の第１強度を測定する（Ｓ１４）。また、第２測定部７４を用いて直管１２の鉛直方向上側にて直管１２の内部から外部に透過する紫外光の第２強度を測定する（Ｓ１６）。第１強度と第２強度の差が所定割合以上であり（Ｓ１８のＹ）、第２強度が第１強度よりも大きければ（Ｓ２０のＹ）、直管１２の内部のエア溜まりを検出する（Ｓ２２）。Ｓ２０にて第２強度が第１強度よりも小さければ（Ｓ２０のＮ）、異常を検出する（Ｓ２４）。Ｓ１８にて第１強度と第２強度の差が所定割合未満であれば（Ｓ１８のＮ）、Ｓ２０～Ｓ２４の処理をスキップする。

本実施の形態によれば、直管１２の外部に設けられる第１測定部７２および第２測定部７４にて測定される紫外光の強度に基づいて直管１２の内部のエア溜まりを検出できる。その結果、直管１２により区画される処理流路３４の流れに影響を与えることなく、エア溜まりを検出できる。つまり、流水殺菌装置１０の動作に影響を与えることなく、直管１２の内部におけるエア溜まりの有無を判定できる。

（第２の実施の形態）
図４（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る流水殺菌装置１１０の構成を概略的に示す断面図である。本実施の形態では、測定装置１３０が単一の測定部１７２を含み、単一の測定部１７２が直管１２の外部において周方向に変位可能となるように構成される。第２の実施の形態に係る流水殺菌装置１１０について、第１の実施の形態に係る流水殺菌装置１０との相違点を中心に説明し、共通する内容は適宜省略する。

流水殺菌装置１１０は、上述の第１の実施の形態と同様、直管１２と、第１筐体１４と、第２筐体１６と、第１光源窓１８と、第２光源窓２０と、第１光源２２と、第２光源２４と、第１エア抜き弁２６と、第２エア抜き弁２８とを備える。流水殺菌装置１１０は、測定装置１３０と、制御装置１３２とをさらに備える。

測定装置１３０は、測定部１７２と、支持機構１７４とを含む。測定部１７２は、直管１２の内部から外部に向けて側壁４０を透過する紫外光の強度を測定する。測定部１７２は、支持機構１７４に取り付けられている。支持機構１７４は、測定部１７２の軸方向の変位を規制する一方、測定部１７２の周方向の変位を可能にする。支持機構１７４は、例えば、直管１２の外周に沿って円弧状に延びるガイドレールを有する。

測定部１７２は、直管１２の鉛直方向下側の第１位置と、直管１２の鉛直方向上側の第２位置との間で変位可能である。図４（ａ）は、第１位置に配置される測定部１７２を示し、図４（ｂ）は、第２位置に配置される測定部１７２を示す。測定部１７２は、矢印Ｒで示されるように周方向に変位可能である。測定部１７２は、第１位置にて直管１２の内部から外部に向けて側壁４０を透過する紫外光の第１強度を測定する。測定部１７２は、第２位置にて直管１２の内部から外部に向けて側壁４０を透過する紫外光の第２強度を測定する。

制御装置１３２は、測定装置１３０から第１強度および第２強度を取得する。制御装置１３２は、測定装置１３０から測定部１７２の位置を示す情報を取得してもよい。制御装置１３２は、測定部１７２に設けられる加速度センサの値に基づいて、鉛直方向に対する測定部１７２の向きを検出してもよい。制御装置１３２は、支持機構１７４から測定部１７２が第１位置または第２位置のいずれに配置されているかを示す情報を取得してもよい。制御装置１３２は、測定部１７２の位置を示す情報に基づいて、測定部１７２から取得する紫外光の強度が第１強度および第２強度のいずれであるかを判別してもよい。

支持機構１７４は、測定部１７２の位置を変化させるための駆動部（不図示）を有してもよい。制御装置１３２は、支持機構１７４の駆動部の動作を制御することで、測定部１７２の位置を変化させてもよい。制御装置１３２は、支持機構１７４の駆動部の動作に基づいて、測定部１７２の位置を判別してもよい。つまり、測定部１７２が第１位置または第２位置のいずれに配置されているかを判別してもよい。

本実施の形態においても、第１強度と第２強度に基づいて直管１２の内部のエア溜まりを検出できる。本実施の形態によれば、単一の測定部１７２を第１位置および第２位置の測定に共用するため、二つの測定部を設ける場合に比べてコストを低減できる。

（第３の実施の形態）
図５（ａ）、（ｂ）は、第３の実施の形態に係る流水殺菌装置２１０の構成を概略的に示す断面図である。本実施の形態では、測定装置２３０が単一の測定部２７２を含み、測定部２７２が直管１２の外部に固定されている。本実施の形態では、第１筐体１４および第２筐体１６によって、直管１２が周方向に回動可能に支持され、測定部２７２が直管１２とともに周方向に変位可能となるように構成される。直管１２は、例えば、第１筐体１４および第２筐体１６を固定した状態において、第１筐体１４および第２筐体１６に対して回動可能である。第３の実施の形態に係る流水殺菌装置２１０について、第２の実施の形態に係る流水殺菌装置１１０との相違点を中心に説明し、共通する内容は適宜省略する。

流水殺菌装置２１０は、上述の第１の実施の形態と同様、直管１２と、第１筐体１４と、第２筐体１６と、第１光源窓１８と、第２光源窓２０と、第１光源２２と、第２光源２４と、第１エア抜き弁２６と、第２エア抜き弁２８とを備える。流水殺菌装置２１０は、測定装置２３０と、制御装置２３２とをさらに備える。

直管１２は、第１筐体１４および第２筐体１６に対して周方向に回動可能となるよう構成される。測定部２７２は、直管１２の外面４２に取り付けられ、直管１２とともに周方向に回動する。その結果、測定部２７２は、直管１２の鉛直方向下側の第１位置と、直管１２の鉛直方向上側の第２位置との間で変位可能となるよう構成される。

図５（ａ）は、第１位置に配置される測定部２７２を示し、図５（ｂ）は、第２位置に配置される測定部２７２を示す。直管１２および測定部２７２は、矢印Ｒで示されるように周方向に変位可能である。測定部２７２は、第１位置にて直管１２の内部から外部に向けて側壁４０を透過する紫外光の第１強度を測定する。測定部２７２は、第２位置にて直管１２の内部から外部に向けて側壁４０を透過する紫外光の第２強度を測定する。

制御装置２３２は、測定装置２３０から第１強度および第２強度を取得する。制御装置２３２は、測定装置２３０から測定部２７２の位置を示す情報を取得してもよい。制御装置２３２は、例えば、測定部２７２に設けられる加速度センサの値に基づいて、鉛直方向に対する測定部２７２の向きを検出し、測定部２７２が第１位置と第２位置のいずれにあるかを判別してもよい。

本実施の形態においても、第１強度と第２強度に基づいて直管１２の内部のエア溜まりを検出できる。本実施の形態によれば、単一の測定部２７２を第１位置および第２位置の測定に共用するため、二つの測定部を設ける場合に比べてコストを低減できる。

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。

上述の実施の形態では、流水殺菌装置１０，１１０，２１０が第１光源２２および第２光源２４を備える場合を示した。別の実施の形態では、流水殺菌装置１０，１１０，２１０が第１光源２２および第２光源２４の一方のみを備え、他方を備えなくてもよい。

以下、本発明のいくつかの態様について説明する。

本発明の第１の態様は、被処理水が供給される直管と、前記直管の端部と対向する光源窓と、前記光源窓越しに前記直管の内部に紫外光を照射する光源と、前記直管の鉛直方向下側の第１位置にて前記直管の内部から外部に透過する紫外光の第１強度を測定可能であり、前記直管の鉛直方向上側の第２位置にて前記直管の内部から外部に透過する紫外光の第２強度を測定可能である測定装置と、前記第１強度および前記第２強度に基づいて前記直管の内部のエア溜まりを検出する制御装置と、備える流水殺菌装置である。第１の態様によれば、直管の外部にて測定される紫外光の第１強度と第２強度に基づいて直管の内部のエア溜まりを検出できる。そのため、流水殺菌装置の動作時であっても流水殺菌装置の動作に影響を与えることなく直管の内部のエア溜まりを検出できる。

本発明の第２の態様は、前記制御装置は、前記第２強度が前記第１強度よりも所定割合以上大きい場合、前記直管の内部のエア溜まりを検出する、第１の態様に記載の流水殺菌装置である。第２の態様によれば、第１強度と第２強度の大きさの関係性に基づいて直管の内部のエア溜まりを適切に検出できる。

本発明の第３の態様は、前記制御装置は、前記第２強度が前記第１強度よりも１０％以上大きい場合、前記直管の内部のエア溜まりを検出する、第２の態様に記載の流水殺菌装置である。第３の態様によれば、第１強度と第２強度の大きさの関係性に基づいて直管の内部のエア溜まりを適切に検出できる。

本発明の第４の態様は、前記測定装置は、前記第１位置にて前記第１強度を測定する第１測定部と、前記第２位置にて前記第２強度を測定する第２測定部とを含む、第１から第３のいずれか一つの態様に記載の流水殺菌装置である。第４の態様によれば、第１測定部と第２測定部を用いて第１強度と第２強度を同時に測定することができるため、エア溜まりの有無を常時検出できる。

本発明の第５の態様は、前記測定装置は、前記第１位置と前記第２位置の間で変位可能な測定部を含む、第１から第３のいずれか一つの態様に記載の流水殺菌装置である。第５の態様によれば、単一の測定部を用いて第１強度と第２強度を測定できるため、複数の測定部を設けることによるコストを抑制できる。

本発明の第６の態様は、前記直管は、前記直管の中心軸まわりに回動可能であり、前記測定装置は、前記直管の外面に取り付けられ、前記直管とともに回動可能な測定部を含む、第１から第３のいずれか一つの態様に記載の流水殺菌装置である。第６の態様によれば、単一の測定部を用いて第１強度と第２強度を測定できるため、複数の測定部を設けることによるコストを抑制できる。

本発明の第７の態様は、前記直管の長手方向と交差する方向に延びる流通口を有し、前記直管の前記端部の外周を包囲して前記流通口と前記直管の内部を接続する連通室を区画する筐体と、前記筐体に設けられ、前記連通室の内部のエアを除去するためのエア抜き弁と、をさらに備える、第１から第６のいずれか一つの態様に記載の流水殺菌装置である。第７の態様によれば、エア溜まりの検出時にエア抜き弁を用いて、直管の内部に溜まるエアを除去できる。エア抜き弁を直管ではなく、直管の端部の外周を包囲する筐体に設けることで、直管の構造をシンプルにすることができる。これにより、直管の内部の被処理水の流れを均一化し、直管の内部の紫外光の照度分布を均一化することができ、被処理水に対する殺菌性能を向上できる。

本発明の第８の態様は、直管内に被処理水を供給するステップと、前記直管の端部から前記直管の内部に紫外光を照射するステップと、前記直管の鉛直方向下側の第１位置にて前記直管の内部から外部に透過する紫外光の第１強度を測定するステップと、前記直管の鉛直方向上側の第２位置にて前記直管の内部から外部に透過する紫外光の第２強度を測定するステップと、前記第１強度および前記第２強度に基づいて前記直管の内部のエア溜まりを検出するステップと、を備える流水殺菌方法である。第８の態様によれば、直管の外部にて測定される紫外光の第１強度と第２強度に基づいて直管の内部のエア溜まりを検出できる。そのため、被処理水に紫外光を照射する殺菌処理中であっても殺菌処理に影響を与えることなく直管の内部のエア溜まりを検出できる。

１０…流水殺菌装置、１２…直管、１４…第１筐体、１６…第２筐体、１８…第１光源窓、２０…第２光源窓、２２…第１光源、２４…第２光源、２６…第１エア抜き弁、２８…第２エア抜き弁、３０…測定装置、３２…制御装置、３４…処理流路、３６…第１端部、３８…第２端部、４０…側壁、４２…外面、７２…第１測定部、７４…第２測定部。

Claims (8)

1. 被処理水が供給される直管と、
   前記直管の端部と対向する光源窓と、
   前記光源窓越しに前記直管の内部に紫外光を照射する光源と、
   前記直管の鉛直方向下側の第１位置にて前記直管の内部から外部に透過する紫外光の第１強度を測定可能であり、前記直管の鉛直方向上側の第２位置にて前記直管の内部から外部に透過する紫外光の第２強度を測定可能である測定装置と、
   前記第１強度および前記第２強度に基づいて前記直管の内部のエア溜まりを検出する制御装置と、備える流水殺菌装置。
2. 前記制御装置は、前記第２強度が前記第１強度よりも所定割合以上大きい場合、前記直管の内部のエア溜まりを検出する、請求項１に記載の流水殺菌装置。
3. 前記制御装置は、前記第２強度が前記第１強度よりも１０％以上大きい場合、前記直管の内部のエア溜まりを検出する、請求項２に記載の流水殺菌装置。
4. 前記測定装置は、前記第１位置にて前記第１強度を測定する第１測定部と、前記第２位置にて前記第２強度を測定する第２測定部とを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の流水殺菌装置。
5. 前記測定装置は、前記第１位置と前記第２位置の間で変位可能な測定部を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の流水殺菌装置。
6. 前記直管は、前記直管の中心軸まわりに回動可能であり、
   前記測定装置は、前記直管の外面に取り付けられ、前記直管とともに回動可能な測定部を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の流水殺菌装置。
7. 前記直管の長手方向と交差する方向に延びる流通口を有し、前記直管の前記端部の外周を包囲して前記流通口と前記直管の内部を接続する連通室を区画する筐体と、
   前記筐体に設けられ、前記連通室の内部のエアを除去するためのエア抜き弁と、をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の流水殺菌装置。
8. 直管内に被処理水を供給するステップと、
   前記直管の端部から前記直管の内部に紫外光を照射するステップと、
   前記直管の鉛直方向下側の第１位置にて前記直管の内部から外部に透過する紫外光の第１強度を測定するステップと、
   前記直管の鉛直方向上側の第２位置にて前記直管の内部から外部に透過する紫外光の第２強度を測定するステップと、
   前記第１強度および前記第２強度に基づいて前記直管の内部のエア溜まりを検出するステップと、を備える流水殺菌方法。

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