JP5933070B2 - 紫外線殺菌装置 - Google Patents

Description

本発明は、加圧状態の流体を紫外線殺菌するための紫外線殺菌装置に関する。更に詳しくは、ガスを加圧して得られる加圧ガス又は液化ガスからなる加圧流体や液体を加圧して得られる加圧液体からなる加圧流体に紫外線を照射して紫外線殺菌を行うための紫外線殺菌装置に関する。

２００〜３５０ｎｍの波長を有する紫外線は、細菌の原形質である核酸に作用して増殖能力を奪うだけでなく、原形質を破壊して細菌を死滅させる作用を有することから、このような紫外線をガスに照射することにより、殺菌を行なうことができる。このような紫外線の光源としては、低圧（約０．１Ｐａ）の水銀蒸気の放電によって発生する２５３．７ｎｍの波長の光（水銀の共鳴線）を放射する低圧水銀ランプ（所謂、殺菌ランプ）が一般的であり、該殺菌ランプは、様々な分野で広く使用されている。また、近年は、紫外線発光ダイオード（以下、ＵＶ−ＬＥＤともいう。）を殺菌用紫外線の光源として使用する例も増えている（特許文献１参照）。

ところで、食品工業分野、医薬工業分野、医療分野等においては、室内空間又はパーティションやエアーカーテン等で仕切られた閉鎖空空間、陽圧空間若しくは陰圧空間の内部を高度に清浄化された状態（例えば無菌状態）にする必要がある場合がある。そして、そのためには、除菌又は殺菌された空気をこれら空間に供給したり、これら空間内の空気或いはこれら空間から排出される空気を除菌又は殺菌したりする必要がある。このよう場合に紫外線殺菌が利用されることもあるが、処理する空気が大量であるため、光源としては強力な紫外線を発光することができる紫外線ランプが使用されることが殆どであり、ＵＶ−ＬＥＤが使用される例は殆どない（特許文献２〜６参照）。

一方、加圧空間内に紫外線ランプを配置して加圧状態の空気を殺菌するための装置も知られている（特許文献７参照）。

特開２０１４−１００２０６号公報 特開平０７−１９８１７８号公報 特公平０６−３４９４１号公報 実用新案登録第３１０３４０６号公報 特開２００８−１７８３７４号公報 特開２０１１−２５４８００号公報 特開平１０−２４９１２８号公報

紫外線を照射して大量の空気を殺菌するためには、殺菌対象となる空気全体に一定量以上の紫外線を照射する必要があり、殺菌装置の大型化が避けられない。ところが、空気は加圧することによってその体積を大幅に小さくすることができるため、特許文献７に開示されているような加圧状態の空気に紫外線を照射する装置を用いれば、殺菌装置の小型化を図ることができると考えられる。しかしながら、前記特許文献７に開示される装置では、加圧空気供給ラインの中に別途にタンク（特許文献７図１における容器７ｆ）を設け、その内部に紫外線殺菌灯を配置しているため、装置の小型化には限界があった。しかも該装置は、長時間停止後に装置を再稼働させた時に菌が排出されてしまうという問題を防止することを目的としているため、前記タンクを加圧空気供給ラインの最下流の吐出配管に介装する必要があり、これに起因して殺菌装置自体の設置条件に大きな制限が伴うものであった。さらに、装置の稼働開始時や加圧系の故障或いは配管破損等に伴う急激な圧力や流速の変動によるショックにより紫外線殺菌灯が破損した場合には水銀が外部に放出されるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決する新規な紫外線殺菌装置であり、加圧空間を規定する耐圧性の容器又は配管を有し、該容器又は配管内に存在する加圧状態の流体に紫外線を照射して当該流体の殺菌を行う紫外線殺菌装置であって、該紫外線殺菌装置は、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノン水銀ランプキセノンランプ、メタルハライドランプ及び紫外線発光ダイオードよりなる群より選ばれる紫外線光源と、光入射ポートと光伝送路と光出射ポートとを有する光伝送機構と、を有する紫外線照射装置と、レンズ拡散板、拡散レンズ又は導光板からなる紫外線出射用光学部材と、を更に有し、前記紫外線光源を加圧空間の外部に配置すると共に前記紫外線出射用光学部材を前記加圧空間内に配置し、前記紫外線照射装置における光出射ポートと、前記紫外線出射用光学部材と、を光学的に接続して、前記光源から出射された紫外線を該紫外線出射用光学部材に伝送して出射することによって前記加圧空間内に存在する加圧状態の流体に紫外線を照射するようにしたことを特徴とする。
上記本発明の紫外線殺菌装置において、前記紫外線照射装置における光出射ポートと、前記紫外線出射用光学部材と、を下記１）又は２）に示す方式により光学的に接続することが好ましい。
１）紫外線出射用光学部材に前記光出射ポートと光学的に接続可能なポート部を設け、気密を保ちながら該ポート部が加圧空間外に露出するようにして紫外線出射用光学部材の本体を加圧空間内に配置し、加圧空間外において該ポート部と前記光出射ポートとを光学的に接続する方式。
２）気密アダプタ又は耐圧性のコネクタを用いて、光伝送路とは別の接続用の光ファイバを加圧空間内に気密挿入するか、又は気密アダプタ又は耐圧性のコネクタを用いて、加圧空間内の光伝送路とは別の接続用の光ファイバと加圧空間外の光伝送路とは別の接続用の光ファイバを気密接続し、加圧空間内の光ファイバを加圧空間の内部に配置される前記紫外線出射用光学部材に光学的に接続すると共に加圧空間外の光ファイバを前記光出射ポートと光学的に接続する方式。

上記本発明の紫外線殺菌装置においては、前記加圧空間内の紫外線出射用光学部材が配置される部分より上流側に、バッファータンク、流量調節器、アキュムレーター、エアーシリンダー及び圧力調整用バイパスライン用の分岐等の衝撃緩衝機構を配置することが好ましい。さらに、紫外線照射される前記容器又は配管の内面を紫外線反射材で構成することが好ましい。

本発明の紫外線殺菌装置によれば、空気などのガス（気体）の殺菌を常圧で行う従来の紫外線殺菌装置に比べて、大量のガスを短時間で効率よく殺菌することができる。しかも、加圧空間内に紫外線ランプ等の光源を設置しないため、装置を非常にコンパクトすることができる。したがって、これまで設置場所を確保することができなかった施設等にも設置することが可能となる。さらに、加圧空間内において紫外線ランプが破損することがないため、長期に亘って安定且つ安全に装置を使用することができる。

また、前記紫外線出射ポートを加圧空間内に設置するに際して、その設置場所における空間的制約は殆どなく、例えば配管内のような狭い空間内にも設置できる。このため、加圧ラインの任意の場所でガスの殺菌を行うことができるばかりでなく、狭い配管内を圧送される加圧状態の液体（加圧液体）の殺菌を行うことも可能になる。更に、例えば加圧空間内にフィルターなどを設置した場合には、該フィルターに紫外線を照射して菌の繁殖を防止することも可能である。

本図は、代表的な本発明の紫外線殺菌装置における紫外線出射用光学部材設置部近傍の模式図である。 本図は、別の代表的な本発明の紫外線殺菌装置における紫外線出射用光学部材設置部近傍の模式図である。 本図は、更に別の代表的な本発明の紫外線殺菌装置における紫外線出射用光学部材設置部近傍の模式図である。 本図は、衝撃緩衝機構として圧力調整用バイパスラインを設けた紫外線殺菌装置における紫外線出射用光学部材設置部近傍の模式図である。

本発明の紫外線殺菌装置は、加圧空間を規定する耐圧性の容器又は配管を有し、該容器又は配管内に存在する加圧ガス又は液化ガスなどの加圧液体に紫外線を照射して殺菌を行う紫外線殺菌装置であって、“紫外線光源と、光入射ポートと光伝送路と光出射ポートとを有する光伝送機構と、を有する「紫外線照射装置」”と、“前記加圧空間内に配置された「紫外線出射用光学部材」”と、を更に有し、前記紫外線光源を加圧空間の外部に配置すると共に前記光出射ポートを前記紫外線出射用光学部材に光学的に接続して、前記光源から出射された紫外線を該紫外線出射用光学部材に伝送して出射することによって前記加圧空間内に存在する加圧ガス又は液化ガスなどの加圧液体に紫外線を照射するようにしたことを特徴とする。

ここで加圧空間とは、気体又は液体が常圧（大気圧）よりも高い圧力状態で存在し得る空間又は気体が圧縮されてその一部が液化して存在し得る空間をいう。このような加圧空間としては、例えば、特許文献７の図１~５に示されるフローシステム又は実開平６−７４１４５号公報の図１及び２に示されるようなフローシステムのような圧縮空気を供給するための空圧ライン（分岐や合流を有していてもよい圧縮性流体回路）における加圧空間（空気圧縮機、圧縮空気タンク、エアードライヤー、各種フィルター、およびこれらを連結する配管内の空間）の他、加圧ガス供給手段として空気圧縮機に代えて定置式液化ガス供給装置や高圧ガス用マニフォールドを用いたような医療用ガス供給システムにおける加圧空間（たとえば、特開平９−７５４５９号公報の図１、特開平１０−１５０７０号公報の図１及びｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｅｇａｃａｒｅ．ｃｏ．ｊｐ／ｆｅａｔｕｒｅ／ｏｘｙｍｅｄ．ｈｔｍｌの概念図等参照）、特開２００３−２６７４９３号図１に示されるビールサーバー又は特開２０１４−５０２９０３号公報図１に支援される加圧ガスによるミルクの泡立てにおけるガス供給システムにおける加圧空間、特開２００４−４２６４８号公報図１の加圧ガス導入装置、特表２００５−５０３９５３号公報の図２に示される呼吸ガス供給システム、特開２０１１−１１０４５７号公報の図１に示される濾過機設備等のガス供給システムにおける加圧空間、水道配管内の空間などを挙げることができる。

加圧空間を規定する耐圧性の容器又は配管としては、コンプレッサー、ガスボンベ、ガスタンク、液化ガスタンク、ドライヤー、ガスシリンダー、各種ラインフィルター、アキュムレーター、バッファータンク、サイレンサー、ガス混合器、温度調節器、湿度調節器、圧力調節器、各種弁（バルブ）、金属配管、耐圧性樹脂配管、耐圧ホース、カップラー、各種ジョイント、圧力計、流量計などを挙げることができる。

加圧又は液化されて殺菌されるガスは、特に限定されるものではないが、好適に使用されるものを例示すれば、空気、炭酸ガス、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、酸素ガス、亜酸化窒素、殺菌ガス（エチレンと炭酸ガスの混合ガス）などを例示することができる。また、加圧液体としては、配管内を圧送される、水、各種飲料などを挙げることができる。

なお、これらガスや液体が紫外線照射により殺菌されるときの圧力は大気圧よりも高い圧力であれば特に限定されないが、ガスを加圧する場合に関しては、より狭い空間で大量のガスを殺菌できるという観点から該圧力は高い方が好ましい。装置コストや用途の観点から、好ましい圧力は通常０．２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の範囲であり、０．２ＭＰａ以上５ＭＰａ以下、特に０．２ＭＰａ以上２ＭＰａ以下の範囲であることがより好ましい。また、液体を加圧する場合に関しては、圧送可能な圧であれば大気圧よりも高ければ低い方が好ましく０．１０１３３ＭＰａを越え１ＭＰａ以下、特に０．１０２ＭＰａ以上０．８００ＭＰａ以下であることが好ましい。なお、加圧空間内の圧力は前空間内の全体を通して一定である必要はなく、調圧バルブや仕切りバルブ等を利用して、紫外線照射空間（加圧空間内において紫外線照射が行われる空間）の圧力のみを上記好適な範囲としてもよい。

本発明の紫外線殺菌装置における「紫外線照射装置」は、「紫外線光源」と、光入射ポートと光伝送路と光出射ポートとを有する「光伝送機構」と、を有する。そして、上記「紫外線光源」は前記加圧空間の外部に配置される。紫外線照射装置において、紫外線光源から出射された紫外線は光入射ポートより光伝送路に取り込まれて該光伝送路内を通過して光出射ポートまで伝送される。そして伝送された紫外線は、該光出射ポートと光学的に接続される紫外線出射用光学部材から出射されて、加圧空間内部で加圧ガス、液化ガス又は加圧液体に向かって照射される。

光源としては高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノン水銀ランプキセノンランプ、メタルハライドランプ及び紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）が使用できる。これら光源の中でも殺菌効果が高く、ＬＥＤの特徴を活かせるという理由から２００ｎｍ以上３００ｎｍ未満、特に２２０ｎｍ以上２８０ｎｍ以下の波長領域に主発光ピークを有するＵＶ−ＬＥＤを使用するのが更に好ましい。

また、光伝送路としては紫外線を伝送可能なものであれば特に限定されず、光ファイバ、光導波路、導光板などが使用できる。そして、光入射ポートは光伝送路の一方の端部に設けられ、光出射ポートは光伝送路の他方の端部に設けられる。また、本発明で使用する紫外線照射装置は、バンドルファイバ、光コンバイナ、カプラ、ＦＧＢ，コリメータ等の構造を有していてもよい。紫外線照射装置としては、例えばファイババンドル型ＵＶ−ＬＥＤ光源（株式会社フジクラ製、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｕｊｉｋｕｒａ．ｃｏ．ｊｐ／ｆ−ｎｅｗｓ／１１９８８３４＿４０１８．ｈｔｍｌ 参照）のようなものが好適に使用できる。

本発明の紫外線殺菌装置において前記加圧空間内に配置される紫外線出射用光学部材は、照射領域を広くすることができるという理由からレンズ拡散板、拡散レンズ又は導光板を用いる。ここで、レンズ拡散板（Light Shaping Diffuser）とは、拡散フィルム、拡散フィルター又は拡散シートとも呼ばれるものであり、表面にランダムに形成される微小なレンズの作用等により、光を円形や楕円形などに拡散整形して均一な照射を可能にするものである。また、拡散レンズとしては株式会社エンプラス社製Light Enhancer Cap（登録商標）のようなものが好適に使用できる。さらに導光板としては、たとえば特開２００６−２３７５６３号公報に開示されている面発光デバイスのようなものが好適に使用できる。

紫外線出射用光学部材の設置場所は加圧空間の内部であれば特に限定されず、照射の目的や殺菌効率の観点から、各種耐圧性容器又は配管の中から適宜決定すればよい。また、紫外線出射用光学部材の大きさ、形状および設置個数や多数設置する場合の配列様式等は、設置場所となる空間内の大きさや形状に合わせて適宜決定すればよい。なお、紫外線出射用光学部材が設置される部分近傍の紫外線照射空間にける配管や耐圧性容器内面の表面は、紫外線の反射により殺菌効率を高めることができるという理由から、紫外線に対する反射率が大きい材質、たとえばＲｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ等の白金族金属、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、これらの金属の少なくも一種を含む合金、又は酸化マグネシウムで構成されることが好ましく、反射率が特に高いという理由から、Ａｌ、白金族金属又は白金族金属を含む合金、又は酸化マグネシウムで形成されていることが特に好ましい。なお、表面をこれら材質で構成する場合には、その表面を二酸化ケイ素等の紫外線透過性の材料でコーティングしてもよい。

前記光出射ポートと加圧空間の内部に配置される前記紫外線出射用光学部材との光学的な接続は、加圧空間内の気密性を確保できる方式であれば特に限定されず、例えば、１）紫外線出射用光学部材に前記光出射ポートと光学的に接続するようなポート部を設け、気密を保ちながら該ポート部が加圧空間外に露出するようにして紫外線出射用光学部材の本体を加圧空間内に配置し、加圧空間外において該ポート部と前記光出射ポートとを光学的に接続する方式又は２）気密アダプタや耐圧性のコネクタを用いて（光伝送路とは別の接続用の）光ファイバを加圧空間内に気密挿入するか又は加圧空間内の（光伝送路とは別の接続用の）光ファイバと加圧空間外の（光伝送路とは別の接続用の）光ファイバを気密接続し、加圧空間内の光ファイバを加圧空間の内部に配置される前記紫外線出射用光学部材に光学的に接続すると共に加圧空間外の光ファイバを前記光出射ポートと光学的に接続する方式等が採用できる。上記１）の方式を採用する場合には、例えば、紫外線出射用光学部材に鍔部を設けると共に配管や耐圧性容器に紫外線出射用光学部材の一部（鍔部を除く）が貫通挿入できる穴をあけ、鍔部にパッキンやＯ−リング等のシール構造を導入し、ボルト・ナットを用いて直接固定するかまたはフランジ固定すればよい。また、上記２）の方式で採用できる気密アダプタや耐圧性のコネクタとしては、特許第３００２９６６号公報、特許第３３３５５９２号公報に開示されているような気密アダプタ、特開平６−２５００４７号公報の図１や図４に記載されているような耐圧型光コネクタなどを挙げることができる。なお、光伝送路として光導波路又は導光板を用いた場合には、光ファイバアレイなどを用いることによりこのようなアダプタやコネクタを使用することが可能となる。

図１〜図３にはそれぞれ異なる態様の本発明の紫外線殺菌装置１ａ、１ｂ及び１ｃについて、その紫外線照射空間（８ａ、８ｂ及び８ｃ）を含む一部分の断面図を示している。また、図４には、紫外線照射空間が図３に示す紫外線殺菌装置１ｃと同様の構造を有し、衝撃緩衝機構として圧力調整用バイパスラインを設けた紫外線殺菌装置１ｄの部分的な配管図を示している。これら紫外線殺菌装置は、何れも配管内に紫外線出射用光学部材を配置し、耐圧コネクタを用いて加圧空間内の光ファイバと加圧空間外の光ファイバを気密接続し、加圧空間内の光ファイバを加圧空間の内部に配置される前記紫外線出射用光学部材に光学的に接続しているが、本発明の紫外線殺菌装置はこのような態様に限定されるものではない。たとえば、紫外線出射用光学部材の設置場所や光出射ポートと紫外線出射用光学部材との光学的な接続様式は必要に応じて適宜変更可能である。以下、これら図面に示される本発明の紫外線殺菌装置を例に、本発明の本発明の紫外線殺菌装置についてさらに詳しく説明する。

図１は、紫外線殺菌装置１ａにおける紫外線出射用光学部材設置部近傍部の断面図であり、該部分は紫外線照射空間８ａを含んでいる。該部分において加圧空間２ａは、金属製の配管３ａで規定されており該配管３ａには、上流に配置されたコンプレッサー、ガスボンベなどの加圧ガス供給源（図示せず）から、必要に応じて配置されるドライヤーやラインフィルター等の耐圧性容器（何れも図示せず）の内部を通過して供給された加圧ガス４ａが流通若しくは滞留している。また該部分の下流には仕切りバルブや調圧バルブなど（図示せず）が配置されており、これらバルブを開くことにより加圧されたガスが加圧空間から外部（例えば大気中）に放出されるようになっている。また、配管３ａの内部には紫外線出射用光学部材として光ファイバ用コリメータ９が配置されている。該光ファイバ用コリメータ９は、配管３ａに設けられた穴を貫通して気密に固定された耐圧コネクタ７ａから加圧空間内に延びた光ファイバと光学的に接続されている。耐圧コネクタ７ａから加圧空間外に延びた光ファイバはカップラー６ａにおいて光伝送機構の紫外線光伝送路である光ファイバ５ａの光出射ポートと光学的に接続されている。光ファイバ５ａは、もう一方の端部に存在する光入射ポート（図示せず）まで延びており、光源（図示せず）から出射された紫外線は該光入射ポートから取り入れられて光ファイバ５ａ内を伝送し、光出射ポート及び耐圧コネクタ７ａを経由して光ファイバ用コリメータ９から平行光として出射される。出射された紫外線は、紫外線反射性材料で構成される配管３ａの内壁面で反射を繰り返しながら進行し、紫外線照射空間８ａにおいて加圧ガス４ａに照射されることにより、該加圧ガス４ａの殺菌が行われる。

図２は、紫外線殺菌装置１ｂにおける紫外線出射用光学部材設置部近傍部の断面図であり、該部分は紫外線照射空間８ｂを含んでいる。該部分において加圧空間２ｂは、金属製の配管３ｂで規定されており該配管３ｂには、上流に配置されたコンプレッサー、ガスボンベなどの加圧ガス供給源（図示せず）から必要に応じて配置されるドライヤーやラインフィルター等の耐圧性容器（何れも図示せず）の内部を通過して供給された加圧ガス４ｂが流通若しくは滞留している。また該部分の下流にはバルブ（図示せず）が配置されており、該バルブを開くことにより加圧された加圧空間から外部に放出されるようになっている。また、配管３ｂの内部には紫外線出射用光学部材としての拡散レンズ１０が配置されている。該拡散レンズ１０は、配管３ｂに設けられた穴を貫通して気密に固定された耐圧コネクタ７ｂから加圧空間内に延びた光ファイバと光学的に接続されている。耐圧コネクタ７ｂから加圧空間外に延びた光ファイバはカップラー６ｂにおいて光伝送機構の紫外線光伝送路である光ファイバ５ｂの光出射ポートと光学的に接続されている。光ファイバ５ｂは、もう一方の端部に存在する光入射ポート（図示せず）まで延びており、光源（図示せず）から出射された紫外線は該光入射ポートから取り入れられて光ファイバ５ｂ内を伝送し、光出射ポート及び耐圧コネクタ７ａを経由して拡散レンズ１０から拡散光として出射される。出射された紫外線は、紫外線反射性材料で構成される配管３ａの内壁面で反射を繰り返しながら紫外線照射空間８ｂにおいて加圧ガス４ｂに照射されることにより、該加圧ガス４ｂの殺菌が行われる。

図３は、紫外線殺菌装置１ｃにおける紫外線出射用光学部材設置部近傍部の断面図であり、該部分は紫外線照射空間８ｃを含んでいる。該部分において加圧空間２ｃは、金属製の配管３ｃで規定されており該配管３ｃには、上流に配置されたコンプレッサー、ガスボンベなどの加圧ガス供給源（図示せず）から必要に応じて配置されるドライヤーやラインフィルター等の耐圧性容器（何れも図示せず）の内部を通過して供給された加圧ガス４ｃが流通若しくは滞留している。また該部分の下流にはバルブ（図示せず）が配置されており、該バルブを開くことにより加圧された加圧空間から外部に放出されるようになっている。また、配管３ｃの内部には紫外線出射用光学部材としての導光板１１が配置されている。該導光板１１は、その側面において、配管３ｃに設けられた穴に固定された耐圧コネクタ７ｃから加圧空間内に延びた光ファイバと光学的に接続されている。耐圧コネクタ７ｃから加圧空間外に延びた光ファイバはカップラー６ｃにおいて光伝送機構の紫外線光伝送路である光ファイバ５ｃの光出射ポートと光学的に接続されている。光ファイバ５ｃは、もう一方の端部に存在する光入射ポート（図示せず）まで延びており、光源（図示せず）から出射された紫外線は該光入射ポートから取り入れられて光ファイバ５ｃ内を伝送し、光出射ポート及び耐圧コネクタ７ｃを経由して導光板１１から拡散光として出射される。出射された紫外線は、紫外線反射性材料で構成される配管３ｃの内壁面で反射を繰り返しながら進行し、紫外線照射空間８ｃにおいて加圧ガス４ｃに照射されることにより、該加圧ガス４ｃの殺菌が行われる。

図４は、紫外線照射空間が図３に示す紫外線殺菌装置１ｃと同様の構造を有し、衝撃緩衝機構として圧力調整用バイパスライン１３を設けた紫外線殺菌装置１ｄの部分的な配管図であり、メインライン１２に紫外線照射空間８ｄを含んでいる。また、該配管部分の上流に配置されたコンプレッサー、ガスボンベなどの加圧ガス供給源（図示せず）から必要に応じて配置されるドライヤーやラインフィルター等の耐圧性容器（何れも図示せず）の内部を経由して加圧ガス４ｄが供給されるようになっており、さらに該部分の下流にはバルブ（図示せず）が配置されており、該バルブを開くことにより加圧された加圧空間から外部に放出されるようになっている。

紫外線殺菌装置１ｄにおいて圧力調整用バイパスライン１３はメインライン１２の紫外線照射空間８ｄより上流に位置する分岐点２１から分岐し、紫外線照射空間８ｄを迂回して、紫外線照射空間８ｄより下流に位置する合流点２２でメインライン１２に接続するようにして設けられている。メインライン１２における分岐点２１の直後およびバイパスライン１３の分岐点２１の直後には夫々仕切りバルブ１５及び１６が設けられると共にメインライン１２における合流点２２の直前およびバイパスライン１３の合流点２２の直前には夫々仕切りバルブ１９及び２０が設けられており、これらバルブの開閉操作により、加圧ガス４ｄの流路を切り替えることができるようになっている。また、分岐点２１の上流側には分岐点２１より上流側の圧力を計るための設置された圧力計１４が、また、合流点２２の下流には合流点２２より下流側の圧力を図るための圧力計２３がそれぞれ設置されている。さらにメインライン１２の仕切りバルブ１５の下流で紫外線照射空間８ｄの上流には流量調節バルブ１７が、バイパスライン１３の仕切バルブ１６と２０の間には流量調節バルブ１８が夫々設けられ、各ラインを流れる加圧ガス４ｄの流量（流速）を制御できるようになっている。紫外線殺菌装置１ｃにおける前記バイパスライン１３は、装置の稼働開始時（加圧ガスの流通開始時）における急激な圧力や流速の変動によるショックによる装置への悪影響を低減するために設置されたものであり、次のような作用機構によりショックを緩和することができる。すなわち、先ず、装置の稼働開始時において仕切りバルブ１５、１６、１９及び２０並びに流量調節バルブ１７及び１８を全て閉とした状態で加圧ガス４ｄの流通を開始し、分岐点２１より上流の圧力が所定の圧力に達したことを確認してから仕切りバルブ１６及び２０を順次開状態とし、流量調節バルブを徐々に開きながらバイパスライン１３に加圧ガス４ｄを流通せしめて合流点２２の下流の圧力を上昇させて分岐点２１より上流側との均圧化を図る。その後流量調節バルブ１８、仕切りバルブ２０及び１６を閉じてから仕切りバルブ１５を開けてから流量調節バルブ１７を徐々に開き仕切りバルブ１９より上流側の圧力が安定してから仕切りバルブ１９を開くことにより仕切りバルブ１５と仕切りバルブ１９の間のメインライン１２内に加圧ガスをゆっくり導入し紫外線照射空間８ｄ内におけるショックを緩和することができる。

図４に示す紫外線殺菌装置１ｄは、衝撃緩衝機構として圧力調整用バイパスライン１２を設けその分岐を紫外線照射空間８ｄより上流に設けた例であるが、バッファータンク、流量調節器、アキュムレーター、エアーシリンダーなどを紫外線照射空間８ｄより上流に設置することにより同様の緩衝効果を得ることができる。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ・・・紫外線殺菌装置
２ａ、２ｂ、２ｃ・・・加圧空間
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・配管
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ・・・加圧ガス
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ・・・光ファイバ
６ａ、６ｂ、６ｃ・・・カップラー
７ａ、７ｂ、７ｃ・・・耐圧コネクタ
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ・・・紫外線照射空間
９・・・光ファイバ用コリメータ
１０・・・拡散レンズ
１１・・・導光板
１２・・・メインライン
１３・・・圧力調整用バイパスライン
１４・・・圧力計
１５，１６・・・仕切りバルブ
１７、１８・・・流量調節バルブ
１９，２０・・・仕切りバルブ
２１・・・分岐点
２２・・・合流点
２３・・・圧力計

Claims (7)

1. 加圧空間を規定する耐圧性の容器又は配管を有し、該容器又は配管内に存在する加圧状態の流体に紫外線を照射して当該流体の殺菌を行う紫外線殺菌装置であって、
   該紫外線殺菌装置は、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノン水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ及び紫外線発光ダイオードよりなる群より選ばれる紫外線光源と、光入射ポートと光伝送路と光出射ポートとを有する光伝送機構と、を有する紫外線照射装置と、レンズ拡散板、拡散レンズ又は導光板からなる紫外線出射用光学部材と、を更に有し、
   前記紫外線光源を加圧空間の外部に配置すると共に前記紫外線出射用光学部材を前記加圧空間内に配置し、
   前記紫外線照射装置における光出射ポートと、前記紫外線出射用光学部材と、を光学的に接続して、前記光源から出射された紫外線を該紫外線出射用光学部材に伝送して出射することによって前記加圧空間内に存在する加圧状態の流体に紫外線を照射するようにしたことを特徴とする紫外線殺菌装置。
2. 前記紫外線照射装置における光出射ポートと、前記紫外線出射用光学部材と、を下記１）又は２）に示す方式により光学的に接続したことを特徴とする請求項１に記載の紫外線殺菌装置。
   １）紫外線出射用光学部材に前記光出射ポートと光学的に接続可能なポート部を設け、気密を保ちながら該ポート部が加圧空間外に露出するようにして紫外線出射用光学部材の本体を加圧空間内に配置し、加圧空間外において該ポート部と前記光出射ポートとを光学的に接続する方式
   ２）気密アダプタ又は耐圧性のコネクタを用いて、光伝送路とは別の接続用の光ファイバを加圧空間内に気密挿入するか、又は気密アダプタ又は耐圧性のコネクタを用いて、加圧空間内の光伝送路とは別の接続用の光ファイバと加圧空間外の光伝送路とは別の接続用の光ファイバを気密接続し、加圧空間内の光ファイバを加圧空間の内部に配置される前記紫外線出射用光学部材に光学的に接続すると共に加圧空間外の光ファイバを前記光出射ポートと光学的に接続する方式
3. 前記加圧状態の流体が、０．２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の圧力のガス若しくは液化ガス、又は０．１０１３３ＭＰａを越え１ＭＰａ以下の圧力の液体である、請求項１に記載の紫外線殺菌装置。
4. 前記加圧空間内には、下流側に仕切りバルブ又は調圧バルブを有する紫外線照射空間が設けられており、前記殺菌を当該紫外線照射空間内で行い、殺菌された前記流体を、前記仕切りバルブ又は調圧バルブを開くことにより外部に放出する、請求項１乃至３の何れか一に記載の紫外線殺菌装置。
5. 前記紫外線照射空間が、内壁面が紫外線反射性材料で構成される金属製配管で規定されており、該紫外線照射空間内に配置される前記紫外線出射用光学部材が導光板であることを特徴とする請求項４に記載の紫外線殺菌装置。
6. 前記加圧空間内の紫外線出射用光学部材が配置される部分より上流側に、衝撃緩衝機構を配置したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の紫外線殺菌装置。
7. 紫外線照射される前記容器又は配管の内面を紫外線反射材で構成したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一に記載の紫外線殺菌装置。

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