JP3121302B2 - 照射型殺菌装置 - Google Patents

照射型殺菌装置

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JP3121302B2 JP09316653A JP31665397A JP3121302B2 JP 3121302 B2 JP3121302 B2 JP 3121302B2 JP 09316653 A JP09316653 A JP 09316653A JP 31665397 A JP31665397 A JP 31665397A JP 3121302 B2 JP3121302 B2 JP 3121302B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タンク内に貯蔵さ
れた流体(例えば、水、空気等)を殺菌する装置に関
し、特に紫外線などの殺菌能力の有る照射線を流体に対
して照射できるようにした照射型殺菌装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、流体を貯蔵するタンクの一部
(通常、タンク上部)に窓孔を形成し、この窓孔を、石
英ガラスなどの透過部材で覆うと共に、筒状のランプ
ケーシングの開放端を貯蔵タンクの窓孔周りに固定し、
このランプ ケーシングの内部に紫外線ランプを設置し
て、ランプからの紫外線を透過部材を介して貯蔵タンク
内に照射することにより、流体を殺菌するようにした照
射型殺菌装置が提案されている(特公昭62−5258
0号、特公平4−66589号公報など)。
【0003】上記のような従来の照射型殺菌装置におい
ては、制限されたケーシング内で少しでも多くの紫外線
を照射できるように、筒状のケーシングと同軸状に旋回
する螺旋状の発光管部分を備えた紫外線ランプが用いら
れることが多い。また、タンク側(又は透過部材側)か
ら見て、ランプの後方に反射板を設けることによって、
タンク側に照射される紫外線量を増加し、装置としての
殺菌力を高めるような配慮がなされているほか、ランプ
周囲の熱気を外部に排出させるべく、反射板に空気孔を
多数形成するなどの工夫がなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに発光管部分を螺旋化した、所謂スパイラルランプ
は、タンク側(又は透過部材側)から見て、その発光管
同士が互いに重なり合う形となるために、ランプよりタ
ンク側へと向かう光量がそれ程多くなく、発光部分が長
い割には、タンクへの紫外線照射率が低いという問題が
ある。
【0005】また、反射板に空気孔が形成されている場
合には、その空気孔の分だけ面積が減少してしまい、反
射板自体の反射効率も低下させることになり、ランプか
らタンク内への紫外線照射率の低下を招いてしまうとい
う問題がある。本発明は、かかる問題を解決すべくなさ
れたものであって、上述した従来装置よりもタンク内へ
の照射効率が高く、以って高い殺菌能力を有する照射型
殺菌装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による照射型殺菌装置は、前記タンクに形成
された窓孔を覆う照射線透過部材と、一端が開口し、そ
の開口端を上記タンクの窓孔の周囲に固定するケーシン
グと、前記ケーシング内に設けられ、前記照射線透過部
材に近接して照射線透過部材と略平行な面において蛇行
する発光管部分を有するとともに前記照射線を発生する
ランプと、前記照射線透過部材側から見て前記発光管部
分の後方に設けられ、発光管部分からの照射線を照射線
透過部材側へと反射させる反射板とを備えたことを特徴
としている。
【0007】上記構成によれば、ケーシング内に設けら
れたランプは、照射線透過部材に近接してこれと略平行
な面において蛇行する発光管部分を有することにより、
同じ長さの発光管部分を有するスパイラルランプを備え
る従来装置に比較して、発光管部分のうち照射線透過部
材に対向する部分の面積、即ち、照射線透過部材に面し
てタンク内を直接照射する発光管部分の面積が増加し、
タンク内を広角範囲に亘って効率良く照射することがで
きる。
【0008】照射型殺菌装置は、ケーシング外部よりそ
の内部へと外気を導入して前記ランプを冷却する冷却手
段を備えることが好ましい。この場合、冷却手段により
ケーシング内を換気してランプの温度が異常に高温にな
るのを抑えることができ、ランプの寿命を延ばすことが
できる。
【0009】また、前記冷却手段は、前記ケーシングの
開口端と反対側の端部に設けられたファンであり、前記
反射板とケーシング内壁との間には間隙が形成されると
ともに、反射板より照射線透過部材側のケーシング壁面
部分には、空気孔が形成されることが好ましい。これに
より、ケーシング外の空気がファンによってケーシング
内に吸い込まれ、ランプの発熱部分を適宜冷却した後、
空気孔からケーシング外へと排出される対流が生じる。
【0010】また、照射型殺菌装置はさらに、前記空気
孔からケーシング内部へ異物が混入することを防止する
異物混入防止手段を有することが好ましい。これによ
り、外部からケーシング内への異物混入を防止でき、ラ
ンプを保護することができる。なお、この異物混入防止
手段は、前記空気孔を外部より多重に覆うように前記ケ
ーシング外壁に装着され、その一端が開放された複数の
筒状スカート部材により構成されるようにしても良い。
この場合、筒状スカート部材の設置により、装置外部よ
り空気孔へとダイレクトに向かう異物流れ(風、雨な
ど)が阻止され、ケーシング内異物混入の可能性を低め
ることができる。
【0011】さらに、前記複数の筒状スカート部材は、
ケーシングの径方向に隣接するスカート部材の各開放端
が互いに逆向きになるようにケーシング外壁に固定され
ることが好ましい。これにより空気孔外方には、スカー
ト部材によってラビリンス状の複雑な通路が形成され、
ケーシング内異物混入の可能性をさらに低めることがで
きる。
【0012】また、前記異物混入防止手段は、前記空気
孔周囲のケーシング壁面部分に装着され、空気孔を塞ぐ
ネットでも良い。この場合、異物が空気孔に設けられた
ネットによってブロックされ、ケーシング内への異物混
入の可能性を低めることができる。
【0013】さらに好ましくは、前記照射線透過部材と
前記ケーシング開口端との間には、フッ素ゴムからなる
パッキンリングが装着される。この場合、従来より使用
されているシリコン製パッキンリングに比べ、フッ素ゴ
ムは紫外線による劣化が低いため、殺菌装置本体とタン
クとのシール性が向上する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明による照射型殺菌装置の実施形態を説明する。図1
は、本発明の照射型殺菌装置が殺菌すべき流体を貯蔵す
るタンクに装着された状態を示す縦断面図であり、図2
は、図1に示した殺菌装置の内部構造を示す一部切欠斜
視図である。
【0015】図1において、1はタンク、2はこのタン
ク1の一部に形成された円形の窓孔である。本発明によ
る照射型殺菌装置(以下、殺菌装置)3は、この窓孔2
を包むようにしてタンク1上に据え付けられ、窓孔2を
覆う平板状の照射線透過部材4を備えている。この照射
線透過部材4は、殺菌可能な照射線(例えば、紫外線、
赤外線、電子線など)を透過する石英ガラスなどの透過
材料により形成されている。なお、5はこの照射線透過
部材4を位置決めするとともに、殺菌装置3を取り付け
るためのケーシング着座部であり、タンク1よりも厚肉
化されている。
【0016】図1及び図2から明らかなように、殺菌装
置3を構成するケーシング6は、窓孔2に対応して筒状
に形成され、軸方向一端(図2において、下端)が開口
し、その開口端には、フランジ部7が設けられている。
ケーシング6は、照射線透過部材4を載置するケーシン
グ着座部5に対し、パッキンリング8を介して装着され
ている。なお、このパッキンリング8は、従来同様にシ
リコン、テフロン(商標)等を用いて形成することがで
きるが、照射線(例えば紫外線)に対する耐劣化性に優
れたフッ素ゴムを用いて形成しても良い。
【0017】ケーシング6のタンク1への取り付けにあ
たっては、まず、ケーシング6のフランジ部7がタンク
1のケーシング着座部5にあてがわれた状態で、締付け
ネジ9がケーシング着座部5に形成されたネジ孔にねじ
込まれ、照射線透過部材4がこのケーシング着座部5と
フランジ部7との間で、パッキンリング8を介して締め
付けられ、以って窓孔2は液密又は気密状に閉塞されて
いる。
【0018】ケーシング6の他方端(図2において、上
端)には、下端と同様にフランジ部10が設けられ、こ
のフランジ部10には、円盤11がボルト(図示せず)
等の手段によって固定されている。この円盤11は、本
殺菌装置3を冷却するための外気をケーシング6内に取
り込むファン12をその中央部に備えており、ファン1
2は図示しない電源より供給される電力で駆動するよう
になっている。ファン12の上部には、外気の導入に際
してケーシング6内に異物が混入しないように、ネット
13が被せられており、さらにその上方には、ファン1
2を保護するため、円盤11をその上側から覆う円筒形
のキャップ14が、ブラケット15を介して円盤11に
固定されている。
【0019】一方、ケーシング6内部においては、円盤
11の下面より照射線透過部材4に向かって2本のステ
ー16が垂下し、その先端には後述するランプ17から
の照射線を反射するための反射板18が反射面を下(照
射線透過部材4側)にして固定されている。なおこの反
射板18は、ケーシング6の内壁面との間に環状の間隙
を生じるべく、ケーシング内径よりも小径化されてい
る。
【0020】ランプ17は、殺菌能力を有する照射線、
例えば紫外線、赤外線または電子線を発生することがで
き、ステー16のほぼ中間位置に保持されるソケット
(ランプベース)19と、このソケット19に取付けら
れた複数のフィラメント20と、これらのフィラメント
20を内封する発光管部分21とからなっている。
【0021】図3及び図4は、このランプ17の発光管
部分21の平面図及び側面図である。発光管部分21
は、これらの図3、4に示すようにフィラメント20か
らストレート状に延びる部分と、その先で蛇行する部分
とからなっており、共に照射線を透過する材料から一体
的に形成されている。また、このような発光管部分21
を有するランプ17は、図2にも示されているように、
ソケット19より反射板18を貫通した後、屈曲して照
射線透過部材4近傍まで延び、照射線透過部材4とほぼ
平行な面において蛇行した後、反射板18に向かって上
昇し、再びこれを貫通してソケット19に戻るように、
ケーシング6内に設置される。
【0022】このように本実施形態においては、ランプ
17の発光管部分21を蛇行させ、その部分を照射線透
過部材4に近接させることにより、ケーシング軸線方向
に旋回する発光管部分を有する従来のスパイラルランプ
に比較して、ランプ17の照射線透過部材4への投影面
積を大きくすることができ、殺菌すべき流体を貯蔵する
タンク1に対して高い照射効率を達成することができ
る。また、このランプ17は、その特異形状に起因して
従来のスパイラルランプよりも反射板18を照射線透過
部材4に近接して配置することができ、光源と反射板1
8との距離短縮に伴って反射効率を高めることができ
る。
【0023】参考までに、本発明の殺菌装置3に使用さ
れるランプ17の照射光量と、従来のスパイラルランプ
の照射光量とを同一条件下においてそれぞれ測定した結
果を次表に示す。なお、本試験において使用された従来
のランプ及び本発明のランプは、ともに同じ長さの発光
管部分を有しており、光量測定は、ランプ底面より50
mm直下の位置で行われ、また、各ランプは、空冷しな
い常温、無風の状態で点灯され、使用電源はAC100
Vであった。
【0024】
【表1】
【0025】上記の表1からも明らかなように、発光管
部分を蛇行させた本発明ランプ17は、従来のスパイラ
ルランプよりも、全経過時間(0〜20分)を通じて高
い出力光量を以ってランプ底面より下方に照射できるこ
とが確認されている。
【0026】次に、本実施形態における装置内外の空気
の流れについて説明する。図2において矢印で示したよ
うに、ケーシング6外の空気は、ファン12の駆動によ
ってキャップ14とケーシング6との隙間及びファン1
2内を通ってケーシング6内に吸い込まれる。ケーシン
グ6内に吸い込まれた空気は、まず、殺菌装置3内で最
も高温となるフィラメント20の周辺部を冷却し、次い
で、ケーシング6の内壁と反射板18との環状間隙を抜
けて、ランプ17の蛇行部分を冷却する。その後、冷却
空気は、ケーシング6の壁面部分であって、反射板18
より照射線透過部材4側の位置に周状等間隔に設けられ
た空気孔22からケーシング6外へと排出される。
【0027】また、本実施形態においては、空気孔22
には、内側にネットが貼り付けられており、ケーシング
6外から空気孔22を介して異物が混入しないようにな
っている。異物混入の可能性を更に低めるため、本実施
形態では、この空気孔22に近接してケーシング6の外
壁に、上部を開放させた筒状のスカート部材23と、こ
のスカート部材23を覆うようにして下部を開放させた
スカート部材24とが、ケーシング6の径方向に隣接し
て固定されている。これにより、殺菌装置3を屋外に設
置した場合にも、ケーシング6の側方からケーシング6
内部への塵や雨水等の異物侵入を防止することができ、
電気系統などの故障を回避することができる。
【0028】このように本実施形態では、フィラメント
20の周辺部を始めとするランプ17の発熱部をファン
12を用いて強制的に冷却することにより、自然対流に
よる冷却方式の従来装置よりもケーシング6内の温度上
昇を効果的に抑えることができ、またランプ自体の高温
化による照度低下を低く抑えることができる。なお、冷
却空気の流れる方向については、本実施形態において説
明された方向に限定されるものではなく、冷却空気が上
記の方向とは逆方向に流れるように構成しても良い。即
ち、空気孔22から空気をケーシング6内に取り込ん
で、ランプ17の蛇行部分及びフィラメント20の周辺
部を冷却させた後、ファン12内を通ってキャップ14
とケーシング6との隙間から外部に排出させるようにし
ても良い。
【0029】参考として、本殺菌装置3内に設置したラ
ンプ17を自然冷却した場合とファン12を用いて強制
冷却した場合のそれぞれのランプ照度、表面温度、及び
装置内温度について、その経時変化を比較した結果を次
表に示す。
【0030】
【表2】
【0031】この計測結果を見ると、当然ながら、強制
冷却した場合には、自然冷却の場合よりも装置内温度お
よびランプ表面温度の上昇率が少ないことがわかる。ま
た、これに伴って、ランプ照度の低下度合も、自然冷却
では60分後の照度が106.9μWから15μWまで
低下するのに対し、強制冷却では107.2μWから1
03.3μWと、その変化幅は格段に小さくなってい
る。これらのことから、強制冷却した場合には、装置自
体の耐久性のみならず、より高い殺菌効果が得られるこ
とがわかる。
【0032】なお、本発明装置では、ケーシング外壁に
固定されたスカート部材23、24がケーシング6の表
面積を増加することにもなるため、そのフィン効果によ
り冷却作用をさらに促進されることが予想される。
【0033】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ケーシング内に設けられたランプは、照射線透過部
材に近接してこれと略平行な面において蛇行する発光管
部分を有することにより、同じ長さの発光管部分を有す
るスパイラルランプを備える従来装置と比較して、発光
管部分のうち照射線透過部材に対向する部分の面積、即
ち、照射線透過部材に面してタンク内を直接照射する発
光管部分の面積を大きくすることができるばかりか、反
射板を照射線透過部材に近接して配置することができの
で、タンク内への照射効率及び反射板による反射効率を
増加させて、殺菌能力を高めることができる。
【0034】また、スパイラルランプを使用した従来装
置と異なり、ケーシング内壁と反射板との間に環状間隙
が設けられているので、反射板に冷却空気流通のための
孔を設ける必要がなく、それだけ反射板の面積を大きく
とることができ、これによっても反射効率を高めること
ができ、ひいては殺菌能力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による殺菌装置およびタンクの縦断面
図である。
【図2】 図1の殺菌装置の内部構造を示す一部切欠斜
視図である。
【図3】 図2のランプの発光管部分をソケット側から
見た平面図である。
【図4】 図2のランプの発光管部分の側面図である。
【符号の説明】
1…タンク 2…窓孔 3…照射型殺菌装置 4…照射線透過部材 5…ケーシング着座部 6…ケーシング 7…フランジ部 8…パッキンリング 9…締付けネジ 10…フランジ部 11…円盤 12…ファン 13…ネット 14…キャップ 15…ブラケット 16…ステー 17…ランプ 18…反射板 19…ソケット 20…フィラメント 21…発光管部分 22…空気孔 23、24…スカート部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61L 2/10

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】殺菌すべき流体を貯蔵するタンクに装着さ
    れ、殺菌力を有する照射線によって前記流体を殺菌処理
    する照射型殺菌装置であって、前記タンクに形成された
    窓孔を覆う平板状の照射線透過部材と、一端が開口し、
    その開口端を上記タンクの窓孔の周囲に固定するケーシ
    ングと、前記ケーシング内に設けられ、前記照射線透過
    部材に近接して照射線透過部材と略平行な面において蛇
    行する発光管部分を有するとともに前記照射線を発生す
    るランプと、前記発光管部分からの照射線を照射線透過
    部材側へ反射させる反射板と、を備えたことを特徴とす
    る照射型殺菌装置。
  2. 【請求項2】ケーシング外部よりその内部へと外気を導
    入して前記ランプを冷却する冷却手段を備えたことを特
    徴とする、請求項1に記載の照射型殺菌装置。
  3. 【請求項3】前記冷却手段は、前記ケーシングの開口端
    と反対側の端部に設けられたファンであり、前記反射板
    とケーシング内壁との間には間隙が形成されるととも
    に、反射板より照射線透過部材側のケーシング壁面部分
    には、空気孔が形成されることを特徴とする請求項2に
    記載の照射型殺菌装置。
  4. 【請求項4】前記空気孔を介したケーシング内部への異
    物混入を防止する異物混入防止手段を有することを特徴
    とする請求項3に記載の照射型殺菌装置。
  5. 【請求項5】前記異物混入防止手段は、前記空気孔を外
    部より多重に覆うように前記ケーシング外壁に装着さ
    れ、その一端が開放された複数の筒状スカート部材から
    なることを特徴とする請求項4に記載の照射型殺菌装
    置。
  6. 【請求項6】前記複数の筒状スカート部材は、径方向に
    隣接するスカート部材の各開放端が互いに逆向きになる
    ようにケーシング外壁に固定されることを特徴とする請
    求項5に記載の照射型殺菌装置。
  7. 【請求項7】前記異物混入防止手段は、前記空気孔周囲
    のケーシング壁面部分に装着され、空気孔を塞ぐネット
    であることを特徴とする請求項4または5に記載の照射
    型殺菌装置。
  8. 【請求項8】さらに、前記照射線透過部材と前記ケーシ
    ング開口端との間には、フッ素ゴムよりなるパッキンリ
    ングが装着されることを特徴とする請求項7に記載の照
    射型殺菌装置。
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