JPH0773672B2 - 流体殺菌方法および装置 - Google Patents
流体殺菌方法および装置Info
- Publication number
- JPH0773672B2 JPH0773672B2 JP62138610A JP13861087A JPH0773672B2 JP H0773672 B2 JPH0773672 B2 JP H0773672B2 JP 62138610 A JP62138610 A JP 62138610A JP 13861087 A JP13861087 A JP 13861087A JP H0773672 B2 JPH0773672 B2 JP H0773672B2
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- JP
- Japan
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- fluid
- conduit
- light emitting
- ultraviolet
- light
- Prior art date
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/08—Radiation
- A61L2/10—Ultra-violet radiation
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続的に供給される水、空気などの流体を殺菌
する方法および装置に係わり、特に紫外線照射によって
殺菌を行う技術に関する。
する方法および装置に係わり、特に紫外線照射によって
殺菌を行う技術に関する。
食品、薬品の原料として使用される水や電子部品の製造
工程で使用される洗浄水などは、高度の殺菌状態での連
続供給が必要となっている。このような流体の殺菌には
紫外線照射が好適出あり、従来紫外線殺菌燈を用いた流
体殺菌装置が使用されている。
工程で使用される洗浄水などは、高度の殺菌状態での連
続供給が必要となっている。このような流体の殺菌には
紫外線照射が好適出あり、従来紫外線殺菌燈を用いた流
体殺菌装置が使用されている。
従来の流体殺菌装置では紫外線殺菌燈として低圧水銀ラ
ンプが使用されており、管路内を輸送される流体内にこ
の低圧水銀ランプを浸漬し、低圧水銀ランプが発する波
長253.7nm近辺の紫外線により殺菌を行っている。ここ
で、低圧水銀ランプは直管状をなしており、これが石英
ガラスなどの紫外線透過性の外管内に収納され、複数本
が流体内に浸漬されるようになっている。流体は紫外線
殺菌燈の周辺を長手方向に低速度で輸送され、輸送中に
紫外線殺菌燈から照射される紫外線により殺菌が行われ
る。この場合、流体がショートパスをして十分な殺菌が
行われないことを防止するため、紫外線殺菌燈の周囲に
は多数の還流板が輸送方向と略直交する方向に配設され
ている。従って、流体は還流板を迂回しながら殺菌燈の
長手方向に進み、均一に紫外線が照射されるようになっ
ている。また、管路内面は紫外線を反射するステンレス
によって形成されており、これにより殺菌強度が高めら
れるようになっている。
ンプが使用されており、管路内を輸送される流体内にこ
の低圧水銀ランプを浸漬し、低圧水銀ランプが発する波
長253.7nm近辺の紫外線により殺菌を行っている。ここ
で、低圧水銀ランプは直管状をなしており、これが石英
ガラスなどの紫外線透過性の外管内に収納され、複数本
が流体内に浸漬されるようになっている。流体は紫外線
殺菌燈の周辺を長手方向に低速度で輸送され、輸送中に
紫外線殺菌燈から照射される紫外線により殺菌が行われ
る。この場合、流体がショートパスをして十分な殺菌が
行われないことを防止するため、紫外線殺菌燈の周囲に
は多数の還流板が輸送方向と略直交する方向に配設され
ている。従って、流体は還流板を迂回しながら殺菌燈の
長手方向に進み、均一に紫外線が照射されるようになっ
ている。また、管路内面は紫外線を反射するステンレス
によって形成されており、これにより殺菌強度が高めら
れるようになっている。
しかしながら、従来技術においては以下の〜に示す
問題点を有している。
問題点を有している。
流体が輸送される管路の内面や紫外線殺菌燈が収納
されている外管の外面に埃や水垢が付着して使用中に汚
れ、紫外線が遮られて殺菌力が低下する。従って、これ
ら管路の内面、外管の外面を定期的に清掃する必要があ
るが、多数の還流板があったり殺菌燈が長尺であったり
するため、清掃作業が困難となっている。
されている外管の外面に埃や水垢が付着して使用中に汚
れ、紫外線が遮られて殺菌力が低下する。従って、これ
ら管路の内面、外管の外面を定期的に清掃する必要があ
るが、多数の還流板があったり殺菌燈が長尺であったり
するため、清掃作業が困難となっている。
殺菌燈および外管を高度な水密構造とする必要があ
り、従って構造が複雑でこれらの組み立てが面倒となっ
ている。
り、従って構造が複雑でこれらの組み立てが面倒となっ
ている。
一般に、殺菌燈として使用される低圧水銀ランプは
ランプ内の水銀蒸気圧が高くなると出力が低下する。と
ころが、低圧水銀ランプの周囲には流体が流れており、
流体の温度により水銀蒸気圧が変動しやすく、紫外線出
力が低下しやすい。このため、殺菌燈の周囲における温
度管理が必須不可欠であり、その制御が煩わしく、また
制御手段の併設により装置が複雑化、大型化している。
ランプ内の水銀蒸気圧が高くなると出力が低下する。と
ころが、低圧水銀ランプの周囲には流体が流れており、
流体の温度により水銀蒸気圧が変動しやすく、紫外線出
力が低下しやすい。このため、殺菌燈の周囲における温
度管理が必須不可欠であり、その制御が煩わしく、また
制御手段の併設により装置が複雑化、大型化している。
そこで本発明は、操作が容易な殺菌方法と、構造が簡単
で清掃、保守管理が容易な殺菌装置とを提供することを
目的とする。
で清掃、保守管理が容易な殺菌装置とを提供することを
目的とする。
本発明に係る流体殺菌方法は、管路内に設けられたライ
トガイドの光出射端面から、管路内を輸送される流体に
対して上流方向に紫外線を照射することを特徴とする。
トガイドの光出射端面から、管路内を輸送される流体に
対して上流方向に紫外線を照射することを特徴とする。
また、本発明に係る流体殺菌装置は、光出射端面が流体
の輸送方向の上流側に向くように流体の管路内に光出射
端部が挿入されたライトガイドと、管路から引き出され
たライトガイドの光入射端部に接続される紫外線光源と
を備え、光出射端面から出射される紫外線が管路の全断
面を照射するように、管路の内径と紫外線の出射角とが
相対的に決定されるいることを特徴とする。
の輸送方向の上流側に向くように流体の管路内に光出射
端部が挿入されたライトガイドと、管路から引き出され
たライトガイドの光入射端部に接続される紫外線光源と
を備え、光出射端面から出射される紫外線が管路の全断
面を照射するように、管路の内径と紫外線の出射角とが
相対的に決定されるいることを特徴とする。
本発明は以上の通りに構成されるので、ライトガイドは
その光出射端面から流体の上流側に紫外線を照射して殺
菌を行う。光出射端面から照射される紫外線は、管路の
内径と紫外線出射角との設定により、管路内の流体の全
断面に照射するように作用する。
その光出射端面から流体の上流側に紫外線を照射して殺
菌を行う。光出射端面から照射される紫外線は、管路の
内径と紫外線出射角との設定により、管路内の流体の全
断面に照射するように作用する。
以下、添付図面を参照して、本発明のいくつかの実施例
を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同
一符号を付し、重複する説明を省略する。
を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同
一符号を付し、重複する説明を省略する。
第１図は本発明の基本構成図である。図示の通り、殺菌
対象物となる流体が管路２内を矢印１の方向に輸送され
ており、管路２内にはライトガイド３の光出射端部が管
路２の長手方向（流体の輸送方向）と平行に挿入されて
いる。ライトガイド３は光出射端部のみが管路２内に挿
入され、光入射端部は管路２から引き出されて紫外線光
源（図示せず。）に接続されている。この場合、ライト
ガイド３としては例えば複数の光ファイバが束ねられた
光バンドルファイバが使用され、紫外線光源としては高
圧水銀ランプ、水銀キセノンランプあるいは低圧水銀ラ
ンプのほか、種々のものが用いられる。
対象物となる流体が管路２内を矢印１の方向に輸送され
ており、管路２内にはライトガイド３の光出射端部が管
路２の長手方向（流体の輸送方向）と平行に挿入されて
いる。ライトガイド３は光出射端部のみが管路２内に挿
入され、光入射端部は管路２から引き出されて紫外線光
源（図示せず。）に接続されている。この場合、ライト
ガイド３としては例えば複数の光ファイバが束ねられた
光バンドルファイバが使用され、紫外線光源としては高
圧水銀ランプ、水銀キセノンランプあるいは低圧水銀ラ
ンプのほか、種々のものが用いられる。
ライトガイド３は光出射端面3aが流体の上流側（矢印１
と反対方向）を向くように管路２内に挿入され、光出射
端面3aからの紫外線は流体の流れと逆方向に照射され
る。照射に際しては斜線領域４で示すように、流体の輸
送方向と直交する全断面に紫外線が達するように行われ
る。これは後述する方法で行うことができ、これにより
流体は管路２内を輸送される間に紫外線照射で殺菌が行
われる。
と反対方向）を向くように管路２内に挿入され、光出射
端面3aからの紫外線は流体の流れと逆方向に照射され
る。照射に際しては斜線領域４で示すように、流体の輸
送方向と直交する全断面に紫外線が達するように行われ
る。これは後述する方法で行うことができ、これにより
流体は管路２内を輸送される間に紫外線照射で殺菌が行
われる。
次に、上記流体の全断面への照射手段を第２図により説
明する。
明する。
図示の通り、ライトガイド３の光出射端面から照射され
る紫外線は流体の上流側に向かって徐々に幅が拡大す
る。この出射光の出射角θは、一般にライトガイド３の
光ファイバ固有のN.A.（Numerical Aparture;開口数）
と流体の屈折率によって決定される。光出射端面3aから
の出射光が流体の全断面を照射するでの距離と、出射
角θおよび管路２の内径の半径Ｒとの関係は、幾何学計
算から、 Ｒ＝tan（θ/2） であるので、 ＝R/tan（θ/2） となる。すなわち、少なくとも上式によって得られる
以上の長さの直線部分を形成することで、管路２内を輸
送される全ての流体に紫外線を照射させることができ、
流体の殺菌が可能となる。このような距離よりもライ
トガイド３の光出射端面に近い位置に屈曲部分を有する
場合には、第３図のように管路２内の流体に対して全断
面の照射ができず、一部に未殺菌流体を生じる。
る紫外線は流体の上流側に向かって徐々に幅が拡大す
る。この出射光の出射角θは、一般にライトガイド３の
光ファイバ固有のN.A.（Numerical Aparture;開口数）
と流体の屈折率によって決定される。光出射端面3aから
の出射光が流体の全断面を照射するでの距離と、出射
角θおよび管路２の内径の半径Ｒとの関係は、幾何学計
算から、 Ｒ＝tan（θ/2） であるので、 ＝R/tan（θ/2） となる。すなわち、少なくとも上式によって得られる
以上の長さの直線部分を形成することで、管路２内を輸
送される全ての流体に紫外線を照射させることができ、
流体の殺菌が可能となる。このような距離よりもライ
トガイド３の光出射端面に近い位置に屈曲部分を有する
場合には、第３図のように管路２内の流体に対して全断
面の照射ができず、一部に未殺菌流体を生じる。
第４図は上記が異なる値の場合に、各値における紫
外線の照射強度を測定した例を示す。この例では、管路
２として内径（半径）が10mmのパイプを使用し、またラ
イトガイド３は約500本の光ファイバが束ねられた直径5
mmの光バンドルファイバを使用し、さらに殺菌対象物と
して水道水に適用したものである。50（＝50mm）と
100（＝100mm）における紫外線強度分布を同図
（ｂ）に示す。。100から50の間では、最低15mw/cm
2の紫外線照射が行われている。従って、流体の流速が2
0cm/秒の場合には、最低でも3.75mw・秒／cm2の強度の
紫外線を照射でき、流速が10cm/秒の場合には最低でも
7.5mw・秒／cm2の強度の紫外線を照射することができ
る。流体中の菌によってさらに高強度の紫外線を必要と
する場合は、流体を循環させたり、照射装置の複数化に
より対応すればよい。
外線の照射強度を測定した例を示す。この例では、管路
２として内径（半径）が10mmのパイプを使用し、またラ
イトガイド３は約500本の光ファイバが束ねられた直径5
mmの光バンドルファイバを使用し、さらに殺菌対象物と
して水道水に適用したものである。50（＝50mm）と
100（＝100mm）における紫外線強度分布を同図
（ｂ）に示す。。100から50の間では、最低15mw/cm
2の紫外線照射が行われている。従って、流体の流速が2
0cm/秒の場合には、最低でも3.75mw・秒／cm2の強度の
紫外線を照射でき、流速が10cm/秒の場合には最低でも
7.5mw・秒／cm2の強度の紫外線を照射することができ
る。流体中の菌によってさらに高強度の紫外線を必要と
する場合は、流体を循環させたり、照射装置の複数化に
より対応すればよい。
第５図は流体の全断面への照射の別の手段を示すもので
ある。
ある。
図示の通り、管路２におけるライトガイド３の上流側に
は、小径の通路５が所定の長さで形成されている。この
通路５はライトガイド３からの紫外線の照射幅よりも小
径となっており、好ましくはライトガイド３の軸線上に
形成されている。この場合には、上記と関係なく小径
の通路５内を流れる流体の全てに紫外線が照射でき、そ
の殺菌が可能となる。ちなみに、100（＝100mm）と
10（＝10mm）の位置における紫外線強度は、それぞ
れ15mw/cm2および800mw/cm2となっている。
は、小径の通路５が所定の長さで形成されている。この
通路５はライトガイド３からの紫外線の照射幅よりも小
径となっており、好ましくはライトガイド３の軸線上に
形成されている。この場合には、上記と関係なく小径
の通路５内を流れる流体の全てに紫外線が照射でき、そ
の殺菌が可能となる。ちなみに、100（＝100mm）と
10（＝10mm）の位置における紫外線強度は、それぞ
れ15mw/cm2および800mw/cm2となっている。
次に、本装置を医薬品製造工場などの手洗水供給装置に
適用した例を、第６図により具体的に説明する。
適用した例を、第６図により具体的に説明する。
図示の通り、管路２は配水ランプが複数本接合されて形
成され、中間部位に紫外線殺菌を行う直線部分2aが形成
されると共に、下流側には蛇口７が取り付けられてい
る。ライトガイド３は管路２の直線部分2aにおける下流
側から、その光出射端部が挿入されている。このライト
ガイド３の光入射端部側は、管路２に挿入されることな
く手洗水供給装置の系外に引き出されており、その光入
射端部には紫外線光源６が接続されている。同図中、符
号８はライトガイド３の挿入部分に取り付けられたパッ
キン、０リングなどのシール部材である。
成され、中間部位に紫外線殺菌を行う直線部分2aが形成
されると共に、下流側には蛇口７が取り付けられてい
る。ライトガイド３は管路２の直線部分2aにおける下流
側から、その光出射端部が挿入されている。このライト
ガイド３の光入射端部側は、管路２に挿入されることな
く手洗水供給装置の系外に引き出されており、その光入
射端部には紫外線光源６が接続されている。同図中、符
号８はライトガイド３の挿入部分に取り付けられたパッ
キン、０リングなどのシール部材である。
このような装置では、ライトガイド３はシール部材８を
介して管路２に挿脱自在となっており、ライトガイド３
の洗浄は管路２からライトガイド３を抜き取った状態で
行うことができるので、メンテナンスが容易となる。ま
た、紫外線光源６が管路２外に設けられて流体に浸漬さ
れないので、光源６を水密構造とする必要がなく、構造
が簡単になる。さらに、流体の温度影響がなくなり、安
定した紫外線をライトガイドに供給することができる。
介して管路２に挿脱自在となっており、ライトガイド３
の洗浄は管路２からライトガイド３を抜き取った状態で
行うことができるので、メンテナンスが容易となる。ま
た、紫外線光源６が管路２外に設けられて流体に浸漬さ
れないので、光源６を水密構造とする必要がなく、構造
が簡単になる。さらに、流体の温度影響がなくなり、安
定した紫外線をライトガイドに供給することができる。
なお、本発明においては、殺菌対象となる流体としては
水のみならず、アルコール、空気など紫外線透過率の高
い流体に適用することができるものである。
水のみならず、アルコール、空気など紫外線透過率の高
い流体に適用することができるものである。
〔発明の効果］ 以上、詳細に説明した通り本発明は、紫外線照射手段と
して光ファイバからなるライトガイドを使用すると共
に、流体の全断面を照射するようにしたので、構造を簡
略化することができ、保守が容易となる。また、紫外線
光源を管路の外側に設けることができるので水密性も不
要となり、流体の温度影響を受けることなく、安定した
紫外線照射が可能となる効果がある。
して光ファイバからなるライトガイドを使用すると共
に、流体の全断面を照射するようにしたので、構造を簡
略化することができ、保守が容易となる。また、紫外線
光源を管路の外側に設けることができるので水密性も不
要となり、流体の温度影響を受けることなく、安定した
紫外線照射が可能となる効果がある。
第１図は本発明の基本構造を示す断面図、第２図および
第３図は紫外線照射と管路との関係を示す図、第４図は
紫外線強度の分布図およびその位置を示す断面図、第５
図は照射方法の別の例を示す断面図、第６図は手洗水供
給装置に適用した断面図である。 １……流体の流れ、２……管路、2a……直線部、３……
ライトガイド、3a……光出射端面、６……紫外線光源。
第３図は紫外線照射と管路との関係を示す図、第４図は
紫外線強度の分布図およびその位置を示す断面図、第５
図は照射方法の別の例を示す断面図、第６図は手洗水供
給装置に適用した断面図である。 １……流体の流れ、２……管路、2a……直線部、３……
ライトガイド、3a……光出射端面、６……紫外線光源。
Claims (4)
- 【請求項１】ライトガイドの片端の光出射端部を管路内
に挿入し、その光出射端面を前記管路内を輸送される流
体の上流側に向かせて設けることにより、前記光出射端
面から紫外線を前記流体の上流側に拡げて出射し、前記
管路の全断面に照射することを特徴とする流体殺菌方
法。 - 【請求項２】光ファイバを有して形成され、その光出射
端面を流体の輸送方向の上流側に向かせて当該流体の管
路内に片端の光出射端部を挿入したライトガイドと、 前記管路から引き出された前記ライトガイドの光入射端
部に接続される紫外線光源とを備え、 前記管路の内径と紫外線の出射角とを相対的に決定する
ことにより、前記光出射端面から前記流体の上流側に拡
がって出射される紫外線を、前記管路の全断面に照射す
ることを特徴とする流体殺菌装置。 - 【請求項３】前記ライトガイドの光出射端面の上流側に
位置する前記管路には、当該管路の内径Ｒおよび紫外線
の出射角θに対して、R/tan（θ/2）以上の長さの直線
部分が形成されている特許請求の範囲第２項記載の流体
殺菌装置。 - 【請求項４】前記ライトガイドの光出射端面の上流側に
位置する前記管路には、紫外線の照射幅よりも狭い幅の
流路が設けられている特許請求の範囲第２項記載の流体
殺菌装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138610A JPH0773672B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | 流体殺菌方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138610A JPH0773672B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | 流体殺菌方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63302940A JPS63302940A (ja) | 1988-12-09 |
| JPH0773672B2 true JPH0773672B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=15226105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62138610A Expired - Lifetime JPH0773672B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | 流体殺菌方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773672B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2309097A (en) * | 1996-04-11 | 1997-10-29 | Rijksuniversiteit Groningen | A photocatalytic reactor for water purification and use thereof |
| AU1810897A (en) * | 1997-02-19 | 1998-09-09 | Baruku Koki Yugen Kaisha | Powdery material sterilizing apparatus |
| JPH10262910A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-06 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 内視鏡の管路殺菌装置 |
| IL122388A (en) * | 1997-12-01 | 2004-05-12 | Atlantium Lasers Ltd | Method and device for disinfecting liquids or gases |
| US6447721B1 (en) * | 2000-07-31 | 2002-09-10 | Remotelight, Inc. | Drinking water UV disinfection system and method |
| US6403030B1 (en) * | 2000-07-31 | 2002-06-11 | Horton, Iii Isaac B. | Ultraviolet wastewater disinfection system and method |
| US6737020B1 (en) * | 2000-11-28 | 2004-05-18 | Remotelight, Inc. | Microorganism neutralization device and method |
| US6524529B1 (en) * | 2000-11-28 | 2003-02-25 | Horton, Iii Isaac B. | Appliances having UV disinfection device and method |
| IL157229A (en) | 2003-08-04 | 2006-08-20 | Zamir Tribelsky | Method for energy coupling especially useful for disinfecting and various systems using it |
| JP5933070B2 (ja) * | 2014-09-24 | 2016-06-08 | 株式会社トクヤマ | 紫外線殺菌装置 |
| WO2016047410A1 (ja) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | 株式会社トクヤマ | 加圧流体殺菌装置 |
| JP6249042B2 (ja) * | 2016-04-18 | 2017-12-20 | 三菱電機株式会社 | 殺菌装置及び空調装置 |
| JP7035337B2 (ja) * | 2017-05-22 | 2022-03-15 | 三菱電機株式会社 | 殺菌装置及び給湯装置 |
| JP2019122947A (ja) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | 三菱電機株式会社 | 殺菌装置及び給湯装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61111189A (ja) * | 1984-11-02 | 1986-05-29 | Sumitomo Jukikai Envirotec Kk | 超純水ラインの殺菌装置 |
-
1987
- 1987-06-02 JP JP62138610A patent/JPH0773672B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63302940A (ja) | 1988-12-09 |
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