WO2015046014A1 - 紫外線殺菌装置 - Google Patents

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WO2015046014A1
WO2015046014A1 PCT/JP2014/074703 JP2014074703W WO2015046014A1 WO 2015046014 A1 WO2015046014 A1 WO 2015046014A1 JP 2014074703 W JP2014074703 W JP 2014074703W WO 2015046014 A1 WO2015046014 A1 WO 2015046014A1
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ultraviolet
transfer pipe
ultraviolet light
light source
fluid
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PCT/JP2014/074703
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花田　敏広
Original Assignee
旭有機材工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an ultraviolet sterilizer that sterilizes, decomposes, and purifies bacteria, algae, impurities, and the like contained in a fluid to be treated by irradiation with ultraviolet rays.
  • an ultraviolet sterilization apparatus 101 shown in FIG. 6 is used as an ultraviolet sterilization apparatus that sterilizes and photolyzes and purifies bacteria, algae, impurities, and the like contained in a fluid flowing in the pipe by being attached in the middle of a pipe.
  • the ultraviolet sterilization apparatus 101 has an inlet port 102 and an outlet port 103, and a flow cell 105 configured so that an inner portion serves as a flow path 104, and one or more points arranged around the flow cell 105.
  • a radiation light source 106 is provided.
  • the fluid to be treated can be sterilized by irradiating radiant light from the point radiation source 106 toward the flow path 104.
  • the inner peripheral surface of the flow cell 105 is covered with a scattering material 107 such as a Lambertian scattering material, the emitted light is scattered, so that the processed fluid can be effectively irradiated with the emitted light.
  • a scattering material 107 such as a Lambertian scattering material
  • the baffle 108 is disposed inside the flow cell 105, a flow is generated in the flow cell 105, so that the residence time can be increased, and the processed light can be effectively irradiated with the emitted light.
  • the conventional ultraviolet sterilizer 101 scatters the radiated light by the scattering material 107, the radiated light attenuates each time it is scattered. Therefore, in order to effectively sterilize the fluid to be processed, a large number of point emission light sources 106 are necessary. Further, when the volume of the flow cell 105 is increased in order to sufficiently retain the fluid to be processed in the flow cell 105, a space (hereinafter referred to as “dead space”) that is difficult to radiate radiant light is easily generated in the flow cell 105. There is a possibility that the processed fluid may not be uniformly irradiated with the emitted light.
  • baffle 108 By disposing the baffle 108 in the flow cell 105, it becomes easy to increase the residence time of the fluid to be processed and to uniformly irradiate the fluid to be processed with radiated light, but the structure becomes complicated, so that assembly work And maintenance work may be complicated. Further, since a large number of point emission light sources 106 are required, not only the assembly work becomes complicated, but also maintenance work needs to be frequently performed in order to maintain the sterilizing effect.
  • the object of the present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and when reflecting ultraviolet rays on the inner peripheral surface of a pipeline, the ultraviolet rays can be reflected with almost no attenuation, and as a result.
  • Another object of the present invention is to provide an ultraviolet sterilizer that can effectively irradiate a fluid to be treated with ultraviolet rays even with a small number of ultraviolet light sources.
  • the apparatus includes a transfer pipe having an inlet opening and an outlet opening, and an ultraviolet light source that causes ultraviolet light to enter the transfer pipe.
  • the ultraviolet irradiation apparatus for sterilizing a fluid at least an inner peripheral surface of the transfer pipe is formed of a material having a refractive index smaller than a refractive index of the fluid to be processed flowing through the transfer pipe, and the fluid to be processed from the ultraviolet light source.
  • An ultraviolet sterilization apparatus is provided, wherein the ultraviolet light irradiated to the surface is irradiated so as to be totally reflected by the inner peripheral surface of the transfer tube.
  • the inner peripheral surface of the transfer pipe is formed of a material having a refractive index smaller than that of the fluid to be processed flowing through the transfer pipe, and is irradiated from the ultraviolet light source to the fluid to be processed. Since the ultraviolet rays are irradiated so as to be totally reflected on the inner peripheral surface of the transfer tube, the total reflection is obtained when the ultraviolet rays irradiated on the inner side of the transfer tube are reflected on the inner peripheral surface of the transfer tube. Therefore, even if the number of times the ultraviolet rays are reflected by the inner peripheral surface of the transfer pipe increases, the attenuation of the ultraviolet rays can be suppressed, and the fluid to be treated can be effectively sterilized.
  • the irradiated ultraviolet light can be propagated far, so that the shape of the transfer pipe is reduced to a shape with a small cross-sectional area of the flow path and a long flow path. can do.
  • the shape of the transfer pipe By making the shape of the transfer pipe small in cross-sectional area of the flow path and long in the flow path, it becomes difficult to generate a space (dead space) that is difficult to irradiate ultraviolet rays inside the transfer pipe, and the residence time of the fluid to be processed is reduced. Can be long.
  • the ultraviolet rays are totally reflected on the inner peripheral surface of the transfer tube, so that the number of reflections of the ultraviolet rays per ultraviolet light source can be increased, so that the number of ultraviolet light sources can be reduced, Assembly work and maintenance work become easy.
  • At least the inner peripheral surface of the transfer tube is formed of a material whose refractive index is smaller than the refractive index of water with respect to ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet light source. 1 is provided.
  • the refractive index of the inner peripheral surface of the transfer tube is smaller than the refractive index of water with respect to the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet light source, a wide variety of coatings including water having a small refractive index are provided.
  • the processing fluid can be effectively sterilized.
  • the refractive index of water with respect to ultraviolet rays is, for example, a refractive index of 1.54 at a wavelength of 185 nm, a refractive index of 1.51 at a wavelength of 215 nm, a refractive index of 1.49 at a wavelength of 280 nm, and a refractive index of 1.47 at a wavelength of 305 nm.
  • the ultraviolet light source is provided at least at one end of either the inlet opening or the outlet opening of the transfer tube.
  • An apparatus is provided.
  • the ultraviolet light can reach a position far away from the ultraviolet light source as compared with the case where the ultraviolet light source is arranged at another location. it can.
  • the ultraviolet sterilizer according to any one of claims 1 to 3, wherein the transfer pipe is formed of an amorphous fluororesin.
  • the amorphous fluororesin which is a material having a particularly low refractive index, as the material of the transfer tube, the attenuation of the ultraviolet ray generated when the ultraviolet ray is reflected on the inner peripheral surface of the transfer tube is greatly reduced. Can be suppressed.
  • the ultraviolet irradiation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner peripheral surface of the transfer pipe is coated with an amorphous fluororesin.
  • the material of the transfer pipe is adapted to various conditions such as the pressure of the fluid to be processed by coating the inner peripheral surface of the transfer pipe with an amorphous fluororesin which is a material having a particularly low refractive index.
  • the material can be selected as appropriate.
  • the ultraviolet irradiation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the transfer pipe is formed in a spiral shape.
  • the flow path of the transfer pipe since the flow path of the transfer pipe is formed in a spiral shape, the flow path of the transfer pipe can be lengthened and the shape of the transfer pipe can be made compact, The residence time of the fluid can be increased.
  • the flow path shape is spirally formed so that the flow path cross-sectional area of the flow path of the transfer pipe is reduced and the flow path is lengthened, there is less dead space, ultraviolet light is uniformly irradiated, and the residence time of the fluid to be processed Can provide a long UV sterilizer.
  • the invention of claim 7 comprising a plurality of transfer pipes, an upstream branch pipe connected to each of the inlet openings of the transfer pipe, and a downstream branch pipe connected to each of the outlet openings of the transfer pipe,
  • the plurality of ultraviolet light sources are provided in at least one of the upstream branch pipe and the downstream branch pipe so that the ultraviolet rays are incident on all the transfer pipes.
  • the ultraviolet irradiation device according to item 1 is provided.
  • the fluid to be processed is branched and the branched fluid to be processed flows into the plurality of transfer pipes, the fluid to be processed divided into small quantities can be processed simultaneously. Therefore, it is possible to provide an ultraviolet sterilizer capable of effectively irradiating the fluid to be treated with ultraviolet rays.
  • the ultraviolet intensity measuring device which measures the intensity
  • the transfer pipe by providing the transfer pipe with the ultraviolet intensity measuring device and the control unit, the intensity of the ultraviolet ray at a predetermined position of the transfer pipe can be measured, and the intensity of the ultraviolet ray is based on the measured value. Can be changed.
  • an ultraviolet-ray can be effectively irradiated to a to-be-processed fluid.
  • the treatment fluid can be effectively irradiated with the ultraviolet rays with a small number of ultraviolet light sources.
  • An ultraviolet sterilization apparatus that can be provided can be provided.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an ultraviolet sterilizer 1 according to the first embodiment.
  • the ultraviolet sterilizer 1 includes a transfer tube 2 having an inlet opening 4 and an outlet opening 5 and an ultraviolet light source 3. Further, at least the inner peripheral surface of the transfer pipe 2 is formed of a material having a refractive index smaller than the refractive index of the fluid to be processed flowing through the transfer pipe 2. Further, the ultraviolet light irradiated to the fluid to be processed from the ultraviolet light source is irradiated so as to be totally reflected on the inner peripheral surface of the transfer tube.
  • the transfer pipe 2 is made of amorphous fluororesin and has a circular cross section, and is formed in a straight pipe shape. Both end surfaces of the transfer pipe 2 are closed, an inlet opening 4 formed perpendicular to the transfer pipe 2 at one end of the transfer pipe 2, and orthogonal to the transfer pipe 2 at the other end of the transfer pipe 2
  • the outlet opening 5 is formed as follows. Pipes before and after the ultraviolet sterilizer 1 are connected to the inlet opening 4 and the outlet opening 5, respectively. Inside the transfer pipe 2, for example, a flow path 6 for transferring drinking water as a fluid to be processed is formed.
  • the material of the transfer tube 2 may be a material in which at least the material of the inner peripheral surface of the transfer tube 2 has a refractive index smaller than the refractive index of the fluid to be processed flowing through the flow path 6. That is, it is also possible to form only the inner peripheral surface of the transfer pipe 2 with a material having a refractive index smaller than the refractive index of the fluid to be processed.
  • materials other than the inner peripheral surface of the transfer pipe 2 are particularly limited. None happen.
  • a material other than the inner peripheral surface of the transfer tube 2 can be appropriately selected according to the use environment of the ultraviolet sterilizer 1, the coating generation conditions, and the like.
  • examples of other materials having a low refractive index such as amorphous fluororesin include other fluororesins such as polymethyl methacrylate, polypropylene, and polyvinylidene fluoride, and materials such as gold, silver, and copper.
  • the cross-sectional shape of the transfer tube 2 is not particularly limited, but it is desirable to make the cross-sectional shape circular in consideration of the fact that ultraviolet rays are effectively reflected on the inner peripheral surface of the flow path 6 and productivity.
  • the external appearance shape of the transfer pipe 2 is not specifically limited. As the external shape of the transfer pipe 2, besides the straight pipe shape, there are a straight pipe shape having a larger diameter at the center than both ends, a curved pipe shape, and the like.
  • the ultraviolet light source 3 can be easily attached to the end of the transfer pipe 2 Therefore, it is particularly suitable.
  • the ultraviolet light source 3 is a light emitting diode that emits ultraviolet light.
  • the ultraviolet light source 3 is disposed at both ends of the transfer tube 2 so that the ultraviolet light source 3 is not exposed to the flow path 6.
  • the ultraviolet light source 3 so as not to be exposed to the flow path 6, there is no possibility of leakage of the fluid to be processed to the outside of the transfer pipe 2 or damage of the ultraviolet light source 3 inside the flow path 6.
  • the ultraviolet light source 3 is arranged so that the ultraviolet rays irradiated to the fluid to be treated are totally reflected on the inner peripheral surface of the transfer tube 2. In order to totally reflect the ultraviolet rays on the inner peripheral surface of the transfer tube 2, it is necessary to irradiate the ultraviolet rays so that the incident angle when the ultraviolet rays are incident on the inner peripheral surface of the transfer tube 2 is larger than the critical angle. . Further, the ultraviolet light source 3 is arranged so that the light emitting surface of the ultraviolet light source 3 and the transfer tube 2 are in contact with each other in order to suppress the attenuation of the ultraviolet light when the ultraviolet light enters the flow path 6.
  • the type and wavelength of the ultraviolet light source 3 can be appropriately selected depending on the purpose of use of the ultraviolet sterilizer 1.
  • the type of the ultraviolet light source 3 in addition to a light emitting diode that emits ultraviolet light, an ultraviolet lamp, an excimer laser, and the like are preferable.
  • the wavelength of the ultraviolet rays those that emit ultraviolet rays having a wavelength of 150 to 400 nm, preferably 200 to 400 nm are suitable in view of the bactericidal effect. Moreover, you may use together the ultraviolet light source 3 of a different kind and a different wavelength.
  • the place where the ultraviolet light source 3 is disposed is not particularly limited.
  • the ultraviolet light source 3 is disposed at both ends of the transfer tube 2, but may be disposed only at one end of the transfer tube 2.
  • the ultraviolet light source 3 is disposed so as not to be exposed to the flow path 6.
  • the ultraviolet light source 3 is disposed so as to be exposed to the flow path 6. There is no particular limitation.
  • the transfer pipe 2 to which the drinking water as the fluid to be treated is transferred is irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet light sources 3 disposed at both ends of the transfer pipe 2, the ultraviolet rays pass through the transfer pipe 2 and flow paths 6. Is incident on.
  • the transfer pipe 2 is formed of an amorphous fluororesin having an extremely low refractive index of 1.31, and the refractive index of the inner peripheral surface of the transfer pipe 2 is the refraction of drinking water which is a fluid to be treated flowing through the transfer pipe 2. Smaller than the rate.
  • the ultraviolet light source 3 is arranged so that the incident angle when the ultraviolet light is incident on the inner peripheral surface of the transfer tube 2 is larger than the critical angle.
  • the ultraviolet light that has entered the flow path 6 is totally reflected when it reaches the inner peripheral surface of the transfer tube 2.
  • the ultraviolet rays reflected on the inner peripheral surface of the transfer tube 2 are totally reflected again at other locations on the inner peripheral surface of the transfer tube 2.
  • the ultraviolet rays travel through the flow path 6 from the upstream side toward the downstream side or from the downstream side toward the upstream side while repeating total reflection in the flow path 6.
  • the attenuation of the ultraviolet rays can be suppressed. And the fluid to be treated can be sterilized effectively. Further, by forming the inner peripheral surface of the transfer pipe 2 from an amorphous fluororesin, a wide variety of liquids including water can be effectively sterilized.
  • the ultraviolet rays can reach a position far away from the ultraviolet light source 3. Since the distance to which the ultraviolet rays reach is long, even if the shape of the transfer tube 2 has a small cross-sectional area of the flow path and a long flow path, the ultraviolet rays can be effectively irradiated into the flow path 6.
  • the shape of the transfer pipe 2 into a shape in which the cross-sectional area of the flow path is small and the flow path is long, the dead space can be reduced and the time during which the fluid to be treated stays in the transfer pipe 2 can be increased.
  • attains is long, it can irradiate an ultraviolet-ray to a wide range, reducing dead space.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the ultraviolet sterilizer 1 according to the second embodiment.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the coating layer 2 b is mainly disposed on the inner peripheral surface of the transfer pipe 2.
  • components having the same operations and functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and differences from the first embodiment will be mainly described below.
  • the mother pipe 2a of the transfer pipe 2 is made of stainless steel, and the inner peripheral surface of the transfer pipe 2 is covered with an amorphous fluororesin to form a coating layer 2b.
  • through holes 7 are provided in the flow path 6 from both end faces of the transfer pipe 2.
  • the ultraviolet light source 3 is mounted in the through hole 7 in a watertight state, and the light emitting surface of the ultraviolet light source 3 is exposed inside the flow path 6.
  • the coating layer 2b As a method of forming the coating layer 2b on the inner peripheral surface of the transfer tube 2, a method of forming a film by applying a paint to the inner peripheral surface, a method of integrating a tubular member made of a rigid material by bonding, etc. However, it is not particularly limited.
  • the coating layer 2 b is formed by applying a coating liquid in which an amorphous fluororesin is dissolved in a solvent to the inner peripheral surface of the transfer tube 2. Is formed.
  • the description thereof is omitted. Since the action of the ultraviolet rays reflected in the flow path 6 of the second embodiment and irradiating the fluid to be processed is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional front view showing the ultraviolet sterilizer 1 according to the third embodiment.
  • the third embodiment differs from the first embodiment mainly in the shape of the flow path 6. That is, in the third embodiment, the flow path 6 of the transfer pipe 2 is formed in a spiral shape.
  • components having the same operations and functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and differences from the first embodiment will be mainly described below.
  • the transfer pipe 2 includes a mother pipe 2a formed in a spiral shape with a stainless steel tube having a circular cross section, and a stainless steel joint 2c connected to both ends of the mother pipe 2a.
  • the cross-sectional area of the flow path of the mother pipe 2a is a sufficiently small area compared to the length along the flow path axis of the mother pipe 2a.
  • a coating layer 2b which is an amorphous fluororesin film, is formed on the inner peripheral surface of the transfer tube 2.
  • the joint 2c is a T-shaped member that is connected to both ends of the mother pipe 2a and has openings in three directions.
  • An ultraviolet light source 3 is disposed in each joint 2c.
  • An ultraviolet light source 3 is attached to one of the openings of the joint 2c in a watertight state, the mother pipe 2a is connected to an opening opposite to the opening to which the ultraviolet light source 3 is attached, and the remaining opening is an inlet opening 4 or an outlet.
  • An opening 5 is formed.
  • Drinking water which is a fluid to be treated, flows into the transfer pipe 2 from the inlet opening 4 of the joint 2c, passes through the inside of the joint 2c, and flows into the mother pipe 2a.
  • the ultraviolet light source 3 is arranged in the joint 2c so that the angle of ultraviolet light incident on the inner peripheral surface of the flow path 6 is totally reflected by the inner peripheral surface of the flow path 6, and flows into the mother pipe 2a.
  • the fluid to be treated is irradiated with ultraviolet rays.
  • the ultraviolet rays travel through the flow path 6 while being repeatedly reflected on the inner peripheral surface of the transfer tube 2.
  • the ultraviolet rays are totally reflected, the attenuation of the ultraviolet rays due to the reflection can be suppressed, and the ultraviolet rays can reach a position further away from the ultraviolet light source 3.
  • the fluid to be processed that has flowed into the mother pipe 2 a flows toward the downstream side of the flow path 6.
  • the mother pipe 2a is formed in a spiral shape, the flow path 6 can be lengthened, and the residence time of the fluid to be treated becomes long. Therefore, the ultraviolet rays can be effectively irradiated to the fluid to be treated. Can do.
  • the shape of the transfer tube 2 can be formed compactly even if the flow path 6 is lengthened.
  • the ultraviolet light source 3 is disposed at the end of the transfer tube 2, the ultraviolet light can reach the flow path 6 far. Moreover, since the channel cross-sectional area of the channel 6 is sufficiently smaller than the length of the channel 6, the dead space can be reduced, and the treatment fluid can be irradiated more effectively with ultraviolet rays.
  • the fluid to be processed flowing downstream in the flow path 6 flows out of the transfer pipe 2 through the outlet opening 5 of the downstream joint 2c. At this time, since the ultraviolet light source 3 is also disposed in the joint 2c on the downstream side, it is possible to effectively irradiate the fluid to be treated with ultraviolet rays.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the ultraviolet sterilizer 1 according to the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment mainly in that the fluid to be processed is processed by a plurality of transfer pipes 2. That is, in the fourth embodiment, the upstream branch pipe 8 and the downstream branch pipe 9 are arranged before and after the transfer pipe 2, and the fluid to be processed is branched and allowed to flow into the plurality of transfer pipes 2.
  • components having the same operations and functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, and differences from the first embodiment will be mainly described below.
  • the transfer pipe 2 is made of amorphous fluororesin and has a circular cross section, and is formed in a straight pipe shape.
  • An inlet opening 4 and an outlet opening 5 are formed on both end faces of each transfer pipe 2.
  • An end portion on the inlet opening 4 side of the transfer pipe 2 is connected to an upstream branch pipe 8 arranged on the upstream side of the transfer pipe 2, and an end portion on the outlet opening 5 side is arranged on the downstream side of the transfer pipe 2.
  • the upstream branch pipe 8 and the downstream branch pipe 9 are formed in the same shape. Accordingly, the following description will be made mainly with the upstream branch pipe 8 as a representative.
  • the upstream branch pipe 8 is made of amorphous fluororesin and has a circular cross section, and is formed in a straight pipe shape. One end surface of the upstream branch pipe 8 is formed with an opening, but the other end surface is closed.
  • a plurality of branch portions 10 projecting in a direction perpendicular to the flow path axis are provided on the side surface of the upstream branch tube 8 in a straight line, and the transfer pipe 2 is connected to each branch portion 10. .
  • a plurality of ultraviolet light sources 3 are arranged on the side surface of the upstream branch pipe 8.
  • the upstream branch pipe 8 and the downstream branch pipe 9 are formed in a straight pipe shape, but may be circular or rectangular, and are not particularly limited.
  • the branch part 10 and the transfer pipe 2 are arrange
  • the branch portion 10 and the transfer pipe 2 may be arranged in a circular bundle, or may be arranged in a honeycomb shape with a cross-sectional shape of a hexagon.
  • the plurality of transfer pipes 2 are individually formed. However, they may be integrally formed and are not particularly limited.
  • the ultraviolet light source 3 is arranged so that ultraviolet rays are incident on all the transfer tubes 2 and incident at an angle at which the ultraviolet rays are totally reflected on the inner peripheral surface of the transfer tubes 2.
  • an ultraviolet light source 3 is arranged for each transfer pipe 2, and the ultraviolet light source 3 is arranged in both the upstream branch pipe 8 and the downstream branch pipe 9, but at least the upstream branch pipe 8. And any one of the downstream branch pipes 9 is sufficient.
  • the other structure of the ultraviolet sterilizer 1 is the same as that of 1st embodiment, description is abbreviate
  • Drinking water that is a fluid to be treated in the fourth embodiment flows into the upstream branch pipe 8, and the fluid to be treated is branched at the branching section 10.
  • Each of the branched fluids to be processed flows into the transfer pipe 2.
  • the ultraviolet light source 3 is arranged in the upstream branch pipe 8 so that the ultraviolet rays are totally reflected on the inner peripheral surface of the transfer pipe 2.
  • the ultraviolet light irradiated to the transfer pipe 2 from the ultraviolet light source 3 advances through the flow path 6 while repeating total reflection on the inner peripheral surface of the transfer pipe 2 and is irradiated to the fluid to be processed.
  • the ultraviolet light source 3 is also arranged in the downstream branch pipe 9, and the processing fluid is irradiated with ultraviolet light from the downstream side of the transfer pipe 2.
  • the fluid to be processed is branched by the upstream branch pipe 8, and the branched fluid to be processed flows into the plurality of transfer pipes 2, thereby effectively irradiating the fluid to be processed with ultraviolet rays. can do.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional front view showing the ultraviolet sterilizer 1 according to the fifth embodiment.
  • the fifth embodiment differs from the third embodiment mainly in the configuration of the ultraviolet intensity measuring instrument 11 and the control unit 12 that controls the intensity of ultraviolet rays. That is, in the fifth embodiment, an ultraviolet intensity measuring instrument 11 that measures the intensity of ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light source 3 is provided in the transfer tube 2, and the intensity of ultraviolet rays is determined based on the measurement value of the ultraviolet intensity measuring instrument 11. A control unit 12 for controlling is provided.
  • components having the same operations and functions as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3, and differences from the third embodiment will be mainly described below.
  • An ultraviolet intensity measuring instrument 11 is arranged in the middle of the flow path 6 of the transfer pipe 2.
  • the ultraviolet intensity measuring instrument 11 can measure the intensity of ultraviolet rays in the flow path 6 at the arrangement location without stopping the flow of the fluid to be processed.
  • the control unit 12 is arranged separately from the transfer pipe 2.
  • the control unit 12 is connected to the ultraviolet intensity measuring instrument 11 and the ultraviolet light source 3.
  • the controller 12 can change the intensity and irradiation time of the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source 3 based on the electrical signal that transmits the measurement value from the ultraviolet intensity measuring instrument 11.
  • the other configuration of the ultraviolet sterilizer 1 is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted.
  • the fluid to be treated that has flowed into the transfer pipe 2 flows downstream through the flow path 6 and reaches an intermediate portion of the flow path 6.
  • An ultraviolet intensity measuring device 11 is disposed in the middle portion of the flow path 6, and the ultraviolet intensity in the middle portion of the flow path 6 is measured by the ultraviolet intensity measuring device 11.
  • the intensity of ultraviolet rays measured by the ultraviolet intensity measuring device 11 is converted into an electric signal and output to the control unit 12.
  • the control unit 12 outputs a signal to the ultraviolet light source 3 so as to make the deviation zero from the deviation of the arbitrarily set ultraviolet intensity from the ultraviolet intensity measured in real time.
  • the ultraviolet light source 3 changes the intensity of the ultraviolet light according to the signal received from the control unit 12.
  • the ultraviolet light in the flow path 6 of the ultraviolet sterilizer 1 can be maintained at a predetermined intensity, so that the fluid to be treated can be sterilized effectively. Since the action of irradiating the fluid to be treated with the ultraviolet ray in the ultraviolet sterilization apparatus 1 according to the fifth embodiment is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted. Further, in the fifth embodiment, the ultraviolet intensity measuring device 11 is arranged only at one place, but a plurality of ultraviolet intensity measuring devices 11 may be arranged and is not particularly limited.
  • a plurality of ultraviolet sterilizers 1 may be connected in series. By connecting a plurality of ultraviolet sterilizers 1 in series, the processing time of the fluid to be processed can be made longer. At this time, the wavelength of the ultraviolet light source 3 of each ultraviolet sterilizer 1 may be changed.

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Abstract

　本発明は、入口開口（４）と出口開口（５）とを有する移送管（２）と、移送管に紫外線を入射させる紫外線光源（３）とを具備し、紫外線光源から照射される紫外線により移送管中の被処理流体を殺菌する紫外線照射装置に関する。移送管の少なくとも内周面が移送管を流れる被処理流体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料から形成されているとともに、被処理流体に照射された紫外線が前記移送管の内周面で全反射されるように照射されている。

Description

紫外線殺菌装置
　本発明は、被処理流体中に含まれる細菌、藻類、および不純物などを紫外線の照射により殺菌、分解して浄化する紫外線殺菌装置に関する。
　従来、配管の途中に装着して管内を流れる流体中に含まれる細菌、藻類、および不純物などを紫外線の照射により殺菌・光分解して浄化する紫外線殺菌装置として、図６に示す紫外線殺菌装置１０１があった（例えば、特許文献１参照）。紫外線殺菌装置１０１は、入口ポート１０２と出口ポート１０３とを有し、内側部分が流路１０４となるように構成されているフローセル１０５と、フローセル１０５の周囲に配置されている１つ以上の点放射光源１０６とを備えたものである。点放射光源１０６から流路１０４に向けて放射光が照射されることによって被処理流体を殺菌することができる。このとき、フローセル１０５の内周面にランベルト散乱材料などの散乱材１０７などを被覆すると、放射光が散乱するため、効果的に放射光を被処理流体に照射することができる。また、フローセル１０５の内部にバッフル１０８を配置すると、フローセル１０５内に流れが生じることから滞留時間を増やすことができ、効果的に放射光を被処理流体に照射することができる。
特表２０１２－５１２７２３号公報
　しかしながら、前記従来の紫外線殺菌装置１０１は、放射光を散乱材１０７によって散乱させているので、散乱するたびに放射光が減衰する。そのため、被処理流体を効果的に殺菌するためには、多数の点放射光源１０６が必要である。また、フローセル１０５内に被処理流体を十分に滞留させるためにフローセル１０５の容積を大きくすると、フローセル１０５内に放射光が照射されにくい空間（以下、「デッドスペース」と称する）が生じやすくなり、被処理流体に放射光が均一に照射されにくくなるおそれがある。フローセル１０５内にバッフル１０８を配置することによって、被処理流体の滞留時間を増加させることと被処理流体に放射光を均一に照射することが容易になるが、構造が複雑になるため、組立作業やメンテナンス作業が煩雑になるおそれがある。また、多数の点放射光源１０６が必要となるため、組立作業が煩雑になるだけでなく殺菌効果を維持するために頻繁にメンテナンス作業を行う必要がある。
　本発明の目的は、以上のような従来技術の課題に鑑みなされたものであり、管路内周面で紫外線を反射させるときに、紫外線をほとんど減衰させることなく反射させることができ、その結果、少ない数の紫外線光源でも効果的に被処理流体に紫外線を照射させることができる紫外線殺菌装置を提供することである。
　請求項１の発明によれば、入口開口と出口開口とを有する移送管と、前記移送管に紫外線を入射させる紫外線光源とを具備し、紫外線光源から照射される紫外線により移送管中の被処理流体を殺菌する紫外線照射装置において、移送管の少なくとも内周面が移送管を流れる被処理流体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料から形成されているとともに、前記紫外線光源から前記被処理流体に照射された前記紫外線が前記移送管の内周面で全反射されるように照射されていることを特徴とする紫外線殺菌装置が提供される。
　すなわち、請求項１の発明では、移送管の内周面が移送管を流れる被処理流体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料から形成されているとともに、紫外線光源から被処理流体に照射された紫外線が移送管の内周面で全反射されるように照射されているので、移送管の内側に照射された紫外線が移送管の内周面で反射されるときは全反射となる。従って、紫外線が移送管の内周面で反射する回数が増加しても、紫外線の減衰を抑制することができ、被処理流体を効果的に殺菌することができる。また、紫外線が流路の内周面で全反射をすることから、照射された紫外線を遠くまで伝播させることができるので、移送管の形状を流路断面積が小さくかつ流路が長い形状にすることができる。移送管の形状を流路断面積が小さくかつ流路が長い形状にすることによって、移送管の内部に紫外線が照射されにくい空間（デッドスペース）を生じにくくするとともに、被処理流体の滞留時間を長くすることが出来る。
　また、紫外線が移送管の内周面で全反射をすることから、紫外線光源ひとつあたりの紫外線の反射回数を増加させることができるので、紫外線光源の数を少なくすることができ、紫外線殺菌装置の組立作業やメンテナンス作業が容易になる。
　請求項２の発明によれば、移送管の少なくとも内周面が、屈折率が前記紫外線光源から照射される紫外線に対する水の屈折率よりも小さい材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線殺菌装置が提供される。
　すなわち、請求項２の発明では、移送管の内周面の屈折率が紫外線光源から照射される紫外線に対する水の屈折率よりも小さいので、屈折率の小さな、水をはじめとする多種多様な被処理流体を効果的に殺菌処理することができる。なお、紫外線に対する水の屈折率は、例えば、波長１８５ｎｍで屈折率１．５４、波長２１５ｎｍで屈折率１．５１、波長２８０ｎｍで屈折率１．４９、波長３０５ｎｍで屈折率１．４７である。
　請求項３の発明によれば、紫外線光源が移送管の少なくとも入口開口又は出口開口のいずれか一方の端部に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線殺菌装置が提供される。
　すなわち、請求項３の発明では、紫外線光源を移送管の端部に配置したことによって、紫外線光源を他の箇所に配置した場合よりも、紫外線を紫外線光源から遠く離れた位置まで到達させることができる。
　請求項４の発明によれば、移送管がアモルファスフッ素樹脂から形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の紫外線殺菌装置が提供される。
　すなわち、請求項４の発明では、屈折率が特に低い材料であるアモルファスフッ素樹脂を移送管の材料とすることによって、紫外線が移送管の内周面で反射するときに生じる紫外線の減衰を大幅に抑制することができる。
　請求項５の発明によれば、移送管の内周面がアモルファスフッ素樹脂で被覆されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の紫外線照射装置が提供される。
　すなわち、請求項５の発明では、屈折率が特に低い材料であるアモルファスフッ素樹脂を移送管の内周面に被覆することによって、移送管の材質を被処理流体の圧力などの諸条件に適合する材質を適宜選択することができる。
　請求項６の発明によれば、移送管が螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の紫外線照射装置が提供される。
　すなわち、請求項６の発明では、移送管の流路が螺旋状に形成されているので、移送管の流路を長くすることができるとともに移送管の形状をコンパクトにすることができ、被処理流体の滞留時間を長くすることができる。移送管の流路の流路断面積を小さくするとともに流路を長くするように流路形状を螺旋状に形成すると、デッドスペースが少なく、紫外線が均一に照射され、さらに被処理流体の滞留時間が長い紫外線殺菌装置を提供することができる。
　請求項７の発明によれば、複数の移送管と、移送管の入口開口の各々と接続する上流側分岐管と、移送管の出口開口の各々と接続する下流側分岐管とを具備し、全ての前記移送管に紫外線が入射されるように複数の紫外線光源が少なくとも上流側分岐管又は下流側分岐管の一方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の紫外線照射装置が提供される。
　すなわち、請求項７の発明では、被処理流体を分岐して、分岐された被処理流体を複数の移送管に流入させることから、小量に分割された被処理流体を各々同時に処理することができるので、紫外線を被処理流体に効果的に照射することができる紫外線殺菌装置を提供することができる。
　請求項８の発明によれば、紫外線光源から照射される紫外線の強度を計測する紫外線強度計測器が移送管に設けられ、紫外線強度計測器の測定値に基づいて紫外線光源の強度を制御する制御部が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の紫外線照射装置が提供される。
　すなわち、請求項８の発明では、移送管に紫外線強度計測器と制御部を設けることによって、移送管の所定の位置における紫外線の強度を測定することができ、その測定値に基づいて紫外線の強度を変化させることができる。これによって、被処理流体の汚染状態や殺菌処理の程度などの様々な状況に応じて、紫外線を被処理流体に効果的に照射することができる。
　請求項１乃至請求項８に記載の発明によれば、管路内周面で紫外線を全反射させることができるので、少ない数の紫外線光源で効果的に被処理流体に紫外線を照射させることができる紫外線殺菌装置を提供することができる。
本発明の第一の実施形態に係る紫外線殺菌装置を示す縦断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る紫外線殺菌装置を示す縦断面図である。 本発明の第三の実施形態に係る紫外線殺菌装置を示す部分断面正面図である。 本発明の第四の実施形態に係る紫外線殺菌装置を示す縦断面図である。 本発明の第五の実施形態に係る紫外線殺菌装置を示す部分断面正面図である。 従来の紫外線殺菌装置を示す縦断面図である。
　以下、本発明の実施形態について図面に示す実施例を参照して説明するが、本発明が以下の実施形態に限定されないことは言うまでもない。
　－第一の実施形態－
　以下、図１を参照して、本発明の第一の実施形態に係る紫外線殺菌装置１について説明する。図１は、第一の実施形態に係る紫外線殺菌装置１を示す縦断面図である。この紫外線殺菌装置１は入口開口４と出口開口５とを有する移送管２と紫外線光源３とを具備している。また、移送管２の少なくとも内周面は移送管２を流れる被処理流体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料から形成されている。また、紫外線光源から被処理流体に照射された紫外線は移送管の内周面で全反射されるように照射されている。
　第一の実施形態では、移送管２はアモルファスフッ素樹脂製で断面形状が円形状であり、直管形状に形成されている。移送管２の両端面は閉じられており、移送管２の一方の端部に移送管２と直交して形成される入口開口４と、移送管２の他方の端部に移送管２と直交して形成される出口開口５を有している。入口開口４、出口開口５にはそれぞれ紫外線殺菌装置１の前後の配管が接続される。移送管２の内側には、例えば被処理流体として飲料水を移送する流路６が形成されている。
　本発明において、移送管２の材質は、少なくとも移送管２の内周面の材質が流路６を流れる被処理流体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材質であればよい。すなわち、移送管２の内周面のみを被処理流体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材質で形成することも可能である。移送管２の内周面のみを、被覆などの方法によって、被処理流体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材質で形成する場合は、移送管２の内周面以外の材質は特に制限されることはない。紫外線殺菌装置１の使用環境や被覆の生成条件などに応じて、移送管２の内周面以外の材質を適宜選択することができる。アモルファスフッ素樹脂の他の屈折率が小さい材質としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデンなどの他のフッ素樹脂、金、銀、銅などの材質が挙げられる。
　本発明において、移送管２の断面形状は特に限定されないが、紫外線が流路６内周面を効果的に反射されることや生産性などを考慮すると、断面形状を円形状にすることが望ましい。また、本発明において、移送管２の外観形状は特に限定されない。移送管２の外観形状としては、直管形状の他には、両端部よりも中央部が拡径された直管形状、曲管形状などが挙げられる。直管形状の移送管２の端部を閉じ、入口開口４と出口開口５を移送管２と直交するようにその側面に形成すると、移送管２の端部への紫外線光源３の取り付けが容易になるので、特に好適である。
　第一の実施形態では、紫外線光源３は紫外線を発光する発光ダイオードが使用されている。紫外線光源３は、紫外線光源３が流路６に露出しないように、移送管２の両端部に配置されている。紫外線光源３が流路６に露出しないように配置することによって、流路６内周面に凹凸部が生じるのを防ぎ、紫外線光源３表面や移送管２内面に汚れが付着することを防ぐことができる。また、紫外線光源３が流路６に露出しないように配置することによって、移送管２外部への被処理流体の漏洩や流路６内部での紫外線光源３の破損などが発生するおそれがなく、紫外線殺菌装置１の組立作業やメンテナンス作業を容易にすることができる。また、紫外線光源３は、被処理流体に照射された紫外線が移送管２の内周面で全反射されるように配置されている。紫外線を移送管２の内周面で全反射させるためには、紫外線が移送管２の内周面に入射するときの入射角が臨界角よりも大きくなるように、紫外線を照射させる必要がある。また、紫外線光源３は、紫外線が流路６に入射するときの紫外線の減衰を抑制するために、紫外線光源３の発光面と移送管２が当接するように配置されている。
　紫外線光源３の種類や波長については、紫外線殺菌装置１の使用目的によって適宜選択することができる。紫外線光源３の種類としては、紫外線を発光する発光ダイオードのほかに紫外線ランプ、エキシマレーザなどが好適なものとして挙げられる。また紫外線の波長としては、殺菌効果を考慮すると、１５０～４００ｎｍの間、好ましくは２００～４００ｎｍの間の波長の紫外線を発するものが好適である。また、異なる種類や異なる波長の紫外線光源３を併用してもよい。
　本発明において、紫外線光源３を配置する場所は特に限定されない。第一の実施形態では、紫外線光源３が移送管２の両端部に配置されているが、移送管２の一方の端部のみに配置されてもよい。また、第一の実施形態では、紫外線光源３が流路６に露出しないように配置しているが、紫外線の減衰をできるだけ抑制するために、紫外線光源３を流路６に露出するように配置してもよく、特に限定されない。
　次に、本発明の第一の実施形態に係る紫外線殺菌装置１の作用について説明する。
　被処理流体である飲料水が移送される移送管２に、移送管２の両端部に配置されている紫外線光源３から紫外線が照射されると、紫外線は移送管２を透過して流路６に入射する。このとき、移送管２は１．３１と屈折率が極めて小さいアモルファスフッ素樹脂で形成されており、移送管２の内周面の屈折率が移送管２を流れる被処理流体である飲料水の屈折率よりも小さい。また、紫外線光源３は、紫外線が移送管２の内周面に入射するときの入射角が臨界角よりも大きくなるように、配置されている。このように移送管２と紫外線光源３を構成することによって、流路６内に入射した紫外線は移送管２の内周面に到達すると全反射される。移送管２の内周面で反射された紫外線は、移送管２の内周面の他の場所で再び全反射される。このようにして、紫外線は流路６内で全反射を繰り返しながら、上流側から下流側に向かって、または下流側から上流側に向かって、流路６内を進んでいく。紫外線が流路６内を進むときに、紫外線が被処理流体中の細菌などに照射されると、被処理流体が殺菌される。
　流路６内に入射した紫外線が移送管２の内周面で全反射することによって、紫外線が移送管２の内周面で反射する回数が増加しても、紫外線の減衰を抑制することができ、被処理流体を効果的に殺菌することができる。また、移送管２の内周面をアモルファスフッ素樹脂から形成することによって、水をはじめとする幅広い種類の液体を効果的に殺菌することができる。
　また、紫外線が全反射されることから、紫外線は紫外線光源３から遠く離れた位置まで到達することができる。紫外線が到達する距離が長いことから、移送管２の形状を流路断面積が小さくかつ流路が長い形状にしても、流路６内部に効果的に紫外線を照射することができる。移送管２の形状を流路断面積が小さくかつ流路が長い形状にすることによって、デッドスペースを少なくするとともに、被処理流体が移送管２に滞留する時間を増加させることができる。また、紫外線が到達する距離が長いことから、デッドスペースを少なくしながら広い範囲に紫外線を照射することができる。
　－第二の実施形態－
　以下、図２を参照して、本発明の第二の実施形態に係る紫外線殺菌装置１について説明する。図２は、第二の実施形態に係る紫外線殺菌装置１を示す縦断面図である。第二の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、主に、移送管２の内周面に被覆層２ｂを配置したことである。なお、図２では第一の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図１と同一の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
　移送管２の母管２ａはステンレススチール製で、移送管２の内周面にはアモルファスフッ素樹脂で被覆され被覆層２ｂが形成されている。移送管２の両端部には、移送管２の両端面から流路６に貫通孔７が設けられている。貫通孔７には紫外線光源３が水密状態で装着され、紫外線光源３の発光面は流路６内部に露出している。
　移送管２の内周面に被覆層２ｂを形成する方法としては、内周面に塗料を塗布することによって膜を形成する方法や、剛性材料からなる管状部材を接着などによって一体化させる方法などが挙げられるが、特に限定されない。第二の実施形態では、移送管２の内周面に前処理を施した後、アモルファスフッ素樹脂を溶剤に溶かした被覆液を移送管２の内周面に塗布することによって、被覆層２ｂが形成されている。
　第二の実施形態において、紫外線殺菌装置１の他の構成は第一の実施形態と同様なので説明を省略する。第二の実施形態の流路６内を紫外線が反射し被処理流体に照射される作用は第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
　－第三の実施形態－
　以下、図３を参照して、本発明の第三の実施形態に係る紫外線殺菌装置１について説明する。図３は、第三の実施形態に係る紫外線殺菌装置１を示す部分断面正面図である。第三の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、主に、流路６の形状である。すなわち、第三の実施形態では、移送管２の流路６が螺旋状に形成されている。なお、図３では第一の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図１と同一の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
　移送管２はステンレススチール製の断面円形状のチューブで螺旋形状に形成された母管２ａと、母管２ａの両端部に接続されたステンレススチール製の継手２ｃを具備している。母管２ａの流路断面積は母管２ａの流路軸線に沿った長さと比較して十分に小さい面積である。移送管２の内周面にはアモルファスフッ素樹脂製の膜である被覆層２ｂが形成されている。継手２ｃは、母管２ａの両端部に接続されており、三方向に開口を有するＴ字形状の部材である。継手２ｃには紫外線光源３がそれぞれ配置されている。継手２ｃの開口のうちの１つに紫外線光源３が水密状態で装着され、紫外線光源３が装着された開口と対向する開口には母管２ａが接続され、残りの開口は入口開口４または出口開口５となる。
　次に、本発明の第三の実施形態に係る紫外線殺菌装置１の作用について説明する。
　被処理流体である飲料水が継手２ｃの入口開口４から移送管２に流入し、継手２ｃ内部を通過して母管２ａに流入する。このとき、継手２ｃには流路６の内周面に入射する紫外線の角度が流路６の内周面で全反射する角度になるように紫外線光源３が配置され、母管２ａに流入した被処理流体に紫外線が照射される。紫外線は移送管２の内周面で反射を繰り返しながら流路６内を進む。このとき、紫外線は全反射をするので、反射による紫外線の減衰を抑えることができ、紫外線を紫外線光源３からより離れた位置まで到達させることができる。母管２ａに流入した被処理流体は流路６の下流に向かって流れる。ここで、母管２ａは螺旋形状に形成されているので、流路６を長くすることができ、被処理流体の滞留時間が長くなることから、紫外線を被処理流体に効果的に照射することができる。また、流路６が螺旋形状に形成されているので流路６を長くしても移送管２の形状をコンパクトに形成することができる。また、紫外線光源３が移送管２の端部に配置されているので、流路６に紫外線を遠くまで到達させることができる。また、流路６の流路断面積は流路６の長さと比較して十分に小さいので、デッドスペースを少なくすることができ、紫外線をより効果的に被処理流体に照射することができる。流路６を下流に向かって流れる被処理流体は下流側の継手２ｃの出口開口５から移送管２の外部に流出する。このとき、下流側の継手２ｃにも紫外線光源３が配置されているので、紫外線を被処理流体に効果的に照射することができる。
　－第四の実施形態－
　以下、図４を参照して、本発明の第四の実施形態に係る紫外線殺菌装置１について説明する。図４は、第四の実施形態に係る紫外線殺菌装置１を示す縦断面図である。第四の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、主に、被処理流体を複数の移送管２で処理することである。すなわち、第四の実施形態では、移送管２の前後に上流側分岐管８、下流側分岐管９が配置され、被処理流体を分岐して複数の移送管２に流入させている。なお、図４では第一の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図１と同一の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。
　第四の実施形態では、移送管２はアモルファスフッ素樹脂製で断面形状が円形状であり、直管形状に形成されている。各移送管２の両端面には入口開口４と出口開口５が形成されている。移送管２の入口開口４側の端部は移送管２の上流側に配置されている上流側分岐管８に接続され、出口開口５側の端部は移送管２の下流側に配置されている下流側分岐管９に接続されている。
　第四の実施形態では、上流側分岐管８、下流側分岐管９は同じ形状に形成されている。従って、以下では主に上流側分岐管８を代表して説明する。上流側分岐管８はアモルファスフッ素樹脂製で断面形状が円形状であり、直管形状に形成されている。上流側分岐管８の一方の端面は開口が形成されているが、他方の端面は閉じられている。上流側分岐管８の側面にはその流路軸線と直交する方向に突出した分岐部１０が複数個、直線状に設けられており、それぞれの分岐部１０には移送管２がそれぞれ接続される。また、上流側分岐管８の側面には複数の紫外線光源３が配置されている。第四の実施形態では、上流側分岐管８および下流側分岐管９が直管形状に形成されているが、円形状や矩形状でもよく、特に限定されない。また、第四の実施形態では、分岐部１０および移送管２が直線状に配置されているが、特に限定されない。例えば、分岐部１０および移送管２を円形状の束になるように配置してもよく、断面形状を六角形としてハニカム状に配置してもよい。また、第四の実施形態では、複数の移送管２が個別に形成されているが、一体的に形成されてもよく、特に限定されない。
　紫外線光源３は、全ての移送管２に紫外線が入射されるとともに、紫外線が移送管２の内周面で全反射する角度で入射されるように配置されている。第四の実施形態では、移送管２ごとに紫外線光源３が配置され、紫外線光源３は、上流側分岐管８と下流側分岐管９の両方に配置されているが、少なくとも上流側分岐管８及び下流側分岐管９のいずれか一方に配置されていればよい。第四の実施形態において、紫外線殺菌装置１の他の構成は第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
　次に、本発明の第四の実施形態に係る紫外線殺菌装置１の作用について説明する。
　第四の実施形態における被処理流体である飲料水が上流側分岐管８に流入し、流入した被処理流体は分岐部１０で分岐される。分岐された被処理流体はそれぞれ移送管２に流入する。このとき、上流側分岐管８には、紫外線が移送管２の内周面で全反射するように、紫外線光源３が配置されている。紫外線光源３から移送管２に照射された紫外線は移送管２の内周面で全反射を繰り返しながら流路６内を進み、被処理流体に照射される。また、上流側分岐管８と同様に、下流側分岐管９にも紫外線光源３が配置されており、移送管２の下流側からも紫外線が被処理流体に照射される。また、第四の実施形態では、上流側分岐管８で被処理流体を分岐し、分岐された被処理流体を複数の移送管２に流入させることによって、紫外線を被処理流体に効果的に照射することができる。
　－第五の実施形態－
　以下、図５を参照して、本発明の第五の実施形態に係る紫外線殺菌装置１について説明する。図５は、第五の実施形態に係る紫外線殺菌装置１を示す部分断面正面図である。第五の実施形態が第三の実施形態と異なる点は、主に、紫外線強度計測器１１と紫外線の強度を制御する制御部１２の構成である。すなわち、第五の実施形態では、紫外線光源３から照射される紫外線の強度を計測する紫外線強度計測器１１が移送管２に設けられ、紫外線強度計測器１１の測定値に基づいて紫外線の強度を制御する制御部１２が設けられている。なお、図５では第三の実施形態と同様の作用や機能を有する構成要素には図３と同一の符号を付し、以下では第三の実施形態との相違点を主に説明する。
　移送管２の流路６の中間部に紫外線強度計測器１１が配置されている。紫外線強度計測器１１は被処理流体の流れを止めることなく配置箇所における流路６内の紫外線の強度を測定することができる。また、移送管２とは別体に制御部１２が配置されている。制御部１２は紫外線強度計測器１１と紫外線光源３に接続されている。制御部１２は紫外線強度計測器１１からの測定値を送信する電気信号に基づいて、紫外線光源３から発せられる紫外線の強度や照射時間を変化させることができる。第五の実施形態において、紫外線殺菌装置１の他の構成は第三の実施形態と同様なので説明を省略する。
　次に、本発明の第五の実施形態に係る紫外線殺菌装置１の作用について、図５を用いて説明する。
　移送管２に流入した被処理流体は流路６を下流に向かって流れ、流路６の中間部に到達する。流路６の中間部には紫外線強度測定器１１が配置されており、紫外線強度測定器１１によって流路６の中間部における紫外線の強度が計測される。紫外線強度測定器１１によって計測された紫外線の強度は電気信号に変換され制御部１２に出力される。制御部１２は、任意に設定された紫外線の強度に対して、リアルタイムに計測された紫外線の強度との偏差から、偏差をゼロにするように信号を紫外線光源３に出力する。紫外線光源３は制御部１２から受信した信号に応じて紫外線の強度を変化させる。このような構成にすることによって、紫外線殺菌装置１の流路６内の紫外線を所定の強度に保つことができるので、被処理流体を効果的に殺菌することができる。第五の実施形態に係る紫外線殺菌装置１における紫外線を被処理流体に照射する作用は第三の実施形態と同様なので説明を省略する。また、第五の実施形態では、紫外線強度測定器１１が１箇所にのみ配置されているが、複数個の紫外線強度測定器１１を配置してもよく、特に限定されない。
　本発明において、複数の紫外線殺菌装置１を直列に接続してもよい。複数の紫外線殺菌装置１を直列に接続することによって、被処理流体の処理時間をより長くすることができる。このとき、それぞれの紫外線殺菌装置１の紫外線光源３の波長などを変化させてもよい。
　なお、上記第一の実施形態から第五の実施形態に係る紫外線殺菌装置１を任意に組み合わせて紫外線殺菌装置１を構成してもよい。すなわち、本発明の特徴および機能を実現できる限り、本発明は実施形態の紫外線殺菌装置１に限定されない。
　１　　紫外線殺菌装置
　２　　移送管
　２ａ　　母管
　２ｂ　　被覆層
　２ｃ　　継手
　３　　紫外線光源
　４　　入口開口
　５　　出口開口
　６　　流路
　７　　貫通孔
　８　　上流側分岐管
　９　　下流側分岐管
　１０　　分岐部
　１１　　紫外線強度計測器
　１２　　制御部

Claims (8)

  1. 　入口開口と出口開口とを有する移送管と、前記移送管に紫外線を入射させる紫外線光源とを具備し、前記紫外線光源から照射される紫外線により前記移送管中の被処理流体を殺菌する紫外線照射装置において、
    　前記移送管の少なくとも内周面が前記移送管を流れる被処理流体の屈折率よりも小さい屈折率を有する材料から形成されているとともに、前記被処理流体に照射された前記紫外線が前記移送管の内周面で全反射されるように照射されている
    　ことを特徴とする紫外線殺菌装置。
  2. 　前記移送管の少なくとも内周面が、屈折率が前記紫外線光源から照射される紫外線に対する水の屈折率よりも小さい材料から形成されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
  3. 　前記紫外線光源が前記移送管の少なくとも入口開口又は出口開口のいずれか一方の端部に設けられている
    　ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線照射装置。
  4. 　前記移送管がアモルファスフッ素樹脂から形成される
    　ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
  5. 　前記移送管の内周面がアモルファスフッ素樹脂で被覆されている
    　ことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の紫外線照射装置。
  6. 　前記移送管が螺旋状に形成されている
    　ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
  7. 　複数の前記移送管と、前記移送管の入口開口の各々と接続する上流側分岐管と、前記移送管の出口開口の各々と接続する下流側分岐管とを具備し、全ての前記移送管に紫外線が入射されるように複数の前記紫外線光源が少なくとも前記上流側分岐管又は前記下流側分岐管の一方に設けられている
    　ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
  8. 　前記紫外線光源から照射される紫外線の強度を計測する紫外線強度計測器が前記移送管に設けられ、
    　前記紫外線強度計測器の測定値に基づいて前記紫外線光源の紫外線の強度を制御する制御部が設けられた
    　ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016171071A1 (ja) * 2015-04-23 2016-10-27 株式会社トクヤマ 液体の殺菌方法及び殺菌装置
JP2017113700A (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 日機装株式会社 流体殺菌装置
CN107619086A (zh) * 2016-07-13 2018-01-23 紫岳科技有限公司 紫外消毒系统
WO2018026008A1 (ja) * 2016-08-05 2018-02-08 株式会社トクヤマ 紫外線殺菌方法及び紫外線殺菌装置
JP2018030078A (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 日機装株式会社 流体殺菌装置
WO2018043292A1 (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 日機装株式会社 紫外光殺菌装置
WO2018074359A1 (ja) * 2016-10-19 2018-04-26 日機装株式会社 紫外光照射装置
JP2018064772A (ja) * 2016-10-19 2018-04-26 日機装株式会社 流体殺菌装置
JP2018122263A (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 日機装株式会社 照射装置
JP2019011227A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 協全商事株式会社 有機廃棄物を堆肥化する方法及び堆肥化システム
JP2019017496A (ja) * 2017-07-12 2019-02-07 日機装株式会社 流体殺菌装置
CN110193088A (zh) * 2018-02-26 2019-09-03 紫岳科技有限公司 紫外线消毒系统
US11365134B2 (en) 2019-07-31 2022-06-21 Access Business Group International Llc Water treatment system
JP2022101236A (ja) * 2020-12-24 2022-07-06 日機装株式会社 流水殺菌装置および流水殺菌方法
KR20220098501A (ko) * 2021-01-04 2022-07-12 (주)엔디에스 집광 및 다중반사를 이용한 uv 살균 소독 장치
JP7316117B2 (ja) 2019-06-28 2023-07-27 旭化成株式会社 紫外線照射装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6829182B2 (ja) * 2017-12-04 2021-02-10 日機装株式会社 紫外光殺菌装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05196565A (ja) * 1991-07-17 1993-08-06 Millipore Corp 測光装置
JPH0621792U (ja) * 1992-08-26 1994-03-22 ライザー工業株式会社 浄水殺菌装置
WO2007058285A1 (ja) * 2005-11-21 2007-05-24 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. 流体の浄化方法および浄化装置
JP2011016074A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 U-Vix Corp 紫外線殺菌浄水装置とそれに使用する紫外線ｌｅｄユニット
JP2013508138A (ja) * 2009-10-22 2013-03-07 ソプ シム，ジョン 紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置
JP2013158717A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Chiyoda Kohan Co Ltd 紫外線照射装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05196565A (ja) * 1991-07-17 1993-08-06 Millipore Corp 測光装置
JPH0621792U (ja) * 1992-08-26 1994-03-22 ライザー工業株式会社 浄水殺菌装置
WO2007058285A1 (ja) * 2005-11-21 2007-05-24 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. 流体の浄化方法および浄化装置
JP2011016074A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 U-Vix Corp 紫外線殺菌浄水装置とそれに使用する紫外線ｌｅｄユニット
JP2013508138A (ja) * 2009-10-22 2013-03-07 ソプ シム，ジョン 紫外線照射死角領域を除去した紫外線を利用した殺菌浄化装置
JP2013158717A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Chiyoda Kohan Co Ltd 紫外線照射装置

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016171071A1 (ja) * 2015-04-23 2016-10-27 株式会社トクヤマ 液体の殺菌方法及び殺菌装置
JP2016202092A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 株式会社トクヤマ 液体の殺菌方法及び殺菌装置
JP2017113700A (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 日機装株式会社 流体殺菌装置
CN107619086A (zh) * 2016-07-13 2018-01-23 紫岳科技有限公司 紫外消毒系统
WO2018026008A1 (ja) * 2016-08-05 2018-02-08 株式会社トクヤマ 紫外線殺菌方法及び紫外線殺菌装置
JP2018030078A (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 日機装株式会社 流体殺菌装置
WO2018037939A1 (ja) * 2016-08-23 2018-03-01 日機装株式会社 流体殺菌装置
CN109952273A (zh) * 2016-08-23 2019-06-28 日机装株式会社 流体杀菌装置
US10603395B2 (en) 2016-08-23 2020-03-31 Nikkiso Co., Ltd. Fluid sterilization device
CN109952273B (zh) * 2016-08-23 2021-09-28 日机装株式会社 流体杀菌装置
JP2018034101A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 日機装株式会社 紫外光殺菌装置
WO2018043292A1 (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 日機装株式会社 紫外光殺菌装置
US10736980B2 (en) 2016-08-30 2020-08-11 Nikkiso Co., Ltd. Ultraviolet sterilization device
WO2018074360A1 (ja) * 2016-10-19 2018-04-26 日機装株式会社 流体殺菌装置
JP2018064771A (ja) * 2016-10-19 2018-04-26 日機装株式会社 紫外光照射装置
JP2018064772A (ja) * 2016-10-19 2018-04-26 日機装株式会社 流体殺菌装置
WO2018074359A1 (ja) * 2016-10-19 2018-04-26 日機装株式会社 紫外光照射装置
JP2018122263A (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 日機装株式会社 照射装置
JP2019011227A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 協全商事株式会社 有機廃棄物を堆肥化する方法及び堆肥化システム
JP2019017496A (ja) * 2017-07-12 2019-02-07 日機装株式会社 流体殺菌装置
CN110193088A (zh) * 2018-02-26 2019-09-03 紫岳科技有限公司 紫外线消毒系统
JP7316117B2 (ja) 2019-06-28 2023-07-27 旭化成株式会社 紫外線照射装置
US11365134B2 (en) 2019-07-31 2022-06-21 Access Business Group International Llc Water treatment system
US11834353B2 (en) 2019-07-31 2023-12-05 Access Business Group International Llc Water treatment system
JP2022101236A (ja) * 2020-12-24 2022-07-06 日機装株式会社 流水殺菌装置および流水殺菌方法
JP7114687B2 (ja) 2020-12-24 2022-08-08 日機装株式会社 流水殺菌装置および流水殺菌方法
KR20220098501A (ko) * 2021-01-04 2022-07-12 (주)엔디에스 집광 및 다중반사를 이용한 uv 살균 소독 장치
KR102587611B1 (ko) * 2021-01-04 2023-10-11 (주)엔디에스 집광 및 다중반사를 이용한 uv 살균 소독 장치

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