WO2018003830A1 - 紫外線照射装置 - Google Patents

紫外線照射装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018003830A1
WO2018003830A1 PCT/JP2017/023684 JP2017023684W WO2018003830A1 WO 2018003830 A1 WO2018003830 A1 WO 2018003830A1 JP 2017023684 W JP2017023684 W JP 2017023684W WO 2018003830 A1 WO2018003830 A1 WO 2018003830A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shield
tube
ultraviolet
sheet
irradiation
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/023684
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
出口 憲一郎
Original Assignee
千代田工販株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 千代田工販株式会社 filed Critical 千代田工販株式会社
Priority to JP2018525196A priority Critical patent/JPWO2018003830A1/ja
Publication of WO2018003830A1 publication Critical patent/WO2018003830A1/ja

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08Radiation
    • A61L2/10Ultraviolet radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves

Definitions

  • the present invention relates to an ultraviolet irradiation device, and more particularly, to an ultraviolet irradiation device provided with an irradiation amount variable mechanism suitable for controlling an irradiation amount of ultraviolet rays irradiated to a liquid to be processed.
  • the ultraviolet irradiation device irradiates a liquid to be treated with ultraviolet rays to sterilize or inactivate bacteria or viruses in the liquid (hereinafter referred to as inactivation including sterilization), and to decompose harmful substances in the liquid. Since it is effective, it is applied to various uses.
  • liquids such as milk drinks, fruit juice drinks, and various liquid foods are generally inactivated by heat treatment that is heated to a predetermined temperature and held for a predetermined time to inactivate bacteria and viruses.
  • some bacteria and viruses cannot be inactivated by general heat treatment.
  • attempts have been made to increase the heating temperature, but there is a risk of adverse effects such as changes in the taste, smell, color, etc. of the beverage due to high temperature heating.
  • Patent Document 1 An ultraviolet irradiation apparatus suitable for such a liquid to be processed having a low ultraviolet transmittance has been proposed.
  • Patent Document 1 a fluororesin tube having ultraviolet transparency is used, and the tube is made as thin as possible so that it can be applied to a liquid to be processed having a low transmittance.
  • a fluororesin tube having ultraviolet transparency it has been proposed to support the tube by spirally winding the tube around the outer peripheral surface of a resin or metal support pipe.
  • the outer peripheral surface of the support pipe is formed of an ultraviolet reflecting material, and the ultraviolet light transmitted through the fluororesin tube and the gap between the tubes is reflected by the outer peripheral surface of the support pipe.
  • a plurality of straight tube type ultraviolet lamps are arranged outside the tube and parallel to the axis of the support pipe, and the inner surface is accommodated in a reflection case formed of an ultraviolet reflecting material.
  • the small-diameter tube since the small-diameter tube is wound in a spiral shape, the liquid flowing through the tube becomes a spiral flow. By this spiral flow, the liquid is agitated, and the ultraviolet ray can be effectively irradiated even to the liquid having a low ultraviolet ray transmittance or penetration depth.
  • the transmittance of ultraviolet rays is small, even if the liquid reaches the depth of less than a few millimeters (for example, 1 to 3 mm) from the inner surface of the tube, the liquid can move near the inner surface of the tube by the stirring action of the spiral flow. Probability of flowing is improved and UV irradiation is applied.
  • the ultraviolet irradiation apparatus described in Patent Document 1 does not give sufficient consideration to control of the amount of ultraviolet irradiation applied to the liquid to be treated.
  • the properties of the liquid for example, UV transmittance, taste, color, viscosity, etc.
  • the properties of the liquid for example, UV transmittance, taste, color, viscosity, etc.
  • milk, Sugar solution, etc. there is a case where it is desired to process the same kind of liquid or different kinds of liquid with different properties with one ultraviolet irradiation device.
  • main control factors of the amount of ultraviolet irradiation with respect to liquids having different properties include the flow rate of the liquid to be treated in the tube, the illuminance of the ultraviolet lamp, and the on / off state of the ultraviolet lamp.
  • the flow rate control of the liquid in the tube to avoid excessive irradiation of ultraviolet rays cannot increase the liquid flow rate so that the pressure exceeds the pressure resistance of the tube.
  • the liquid flow rate exceeding the capacity of the liquid feed pump cannot be increased.
  • the liquid flow rate in the tube is lowered, the processing amount of the liquid to be processed is reduced, and the processing efficiency is lowered.
  • the illuminance control for ultraviolet rays generally controls the illuminance by controlling the input power of the ultraviolet lamp.
  • the illuminance may be lowered to a predetermined value (for example, 50%) or less. Can not.
  • the illuminance can be controlled by selectively turning on / off some of the ultraviolet lamps.
  • a predetermined illuminance for example, 3 to 10 minutes
  • the lamp life is shortened because the on / off of the ultraviolet lamp involves the consumption of the filament, it is desirable to avoid the frequency of on / off of the ultraviolet lamp as much as possible in order to extend the life.
  • the switching time for operating the accessory device such as a valve operation after stopping the current liquid flow and starting the next liquid flow Is required. During this switching time, it is necessary to prevent excessive irradiation of the liquid remaining in the tube.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an ultraviolet irradiation apparatus capable of controlling the irradiation amount of ultraviolet rays over a wide range and having excellent control responsiveness.
  • an ultraviolet irradiation device of the present invention includes a support pipe, a fluororesin tube that is spirally wound around an outer peripheral surface of the support pipe, and a liquid to be treated is circulated, and the tube
  • An ultraviolet light source installed on the outside of the tube, and a reflection case that accommodates the tube, the support pipe, and the ultraviolet light source, and has an inner surface formed of an ultraviolet reflective material, the tube and the ultraviolet light source.
  • a shield that blocks the irradiation path of ultraviolet rays that are irradiated to the tube, and an irradiation amount that varies the amount of ultraviolet irradiation that is irradiated to the tube by changing the aperture ratio of the shield relative to the irradiation path A variable mechanism is provided.
  • the aperture ratio of the shield when the aperture ratio of the shield is changed and the aperture ratio is set to 0%, for example, the entire ultraviolet irradiation path is shielded (fully closed) by the shield. This can reduce the amount of ultraviolet rays irradiated to the tube to 0%, as in the case where all the ultraviolet light sources are turned off with the ultraviolet light sources turned on.
  • the aperture ratio of the shield if the aperture ratio of the shield is 100% (fully open), the amount of ultraviolet irradiation applied to the tube can be maximized (for example, 100%).
  • the ultraviolet light source emits ultraviolet light
  • an ultraviolet LED, an excimer lamp, or the like can be used, and the ultraviolet light source is not limited to an ultraviolet lamp using mercury.
  • the aperture ratio of the shield by changing the aperture ratio of the shield, the amount of ultraviolet irradiation applied to the tube can be continuously changed over a wide range (0 to 100%).
  • the aperture ratio of the shield by driving the variable dose mechanism manually or automatically according to the target value of the UV dose
  • the amount of UV irradiation can be quickly adjusted to the target value.
  • an ultraviolet irradiation apparatus that can control the irradiation amount of ultraviolet light with respect to the liquid in the tube over a wide range without being turned on / off and has excellent control responsiveness. Can be realized.
  • the adjustment of the aperture ratio of the shield was performed by collecting the relationship data between the aperture ratio (opening) of the shield and the average ultraviolet irradiation amount for each liquid to be treated using a test apparatus or an actual apparatus. It is preferable to adjust the aperture ratio of the shield based on the relationship data.
  • change the processing conditions (or irradiation conditions) such as the type and properties of the liquid, the liquid flow rate in the tube, the illuminance of the ultraviolet light source, etc. Collect data on the relationship between the body's aperture ratio and average UV irradiation. Then, according to the relation data, the aperture ratio of the shield is finely adjusted based on the processing conditions corresponding to the type and properties of the liquid to be processed.
  • the control of the ultraviolet irradiation amount by the variable irradiation amount mechanism of the present invention does not exclude the control of the liquid flow rate in the tube and the illuminance control of the ultraviolet light source. You may apply in combination. Further, since the on / off control of the ultraviolet irradiation can be substantially performed without turning on / off the ultraviolet light source, the operation / stop of the ultraviolet irradiation apparatus can be easily controlled.
  • the irradiation amount variable mechanism of the present invention uses a sheet-like shield as the shield, disposes the sheet-like shield in the irradiation path, and places the sheet-like shield in the irradiation path.
  • the aperture ratio of the sheet-like shield may be changed by moving forward and backward.
  • the irradiation amount variable mechanism of the present invention applies a blind formed by arranging a plurality of strip-shaped blades that shield ultraviolet rays on a rectangular frame so as to be rotatable on the rectangular frame. May be disposed between the ultraviolet light source and the tube, and the aperture ratio may be changed by changing the rotation angle of the blade.
  • variable dose mechanism is configured such that the shielding body is positioned between the tube and the ultraviolet light source so as to be coaxial with the support pipe, and has four cylindrical shielding bodies in the circumferential direction.
  • four rotation shafts can be attached to the back surface of each quadrant cylindrical shield, and the rotation shafts can be rotated to open and close the quadrant cylindrical shields in the direction of contact with and away from the tube. It is possible to change the aperture ratio by individually opening and closing each of the quarter-cylindrical shields to vary the amount of ultraviolet irradiation applied to the tube.
  • an ultraviolet irradiation device that can control the irradiation amount of ultraviolet rays in a wide range and has excellent control responsiveness.
  • FIG. 2 is an internal schematic configuration diagram of Example 1 of FIG. 1 viewed from the upper surface side. It is a perspective view which shows the principal part of the irradiation amount variable mechanism of Example 1 of this invention.
  • FIG. 4 is a partial configuration diagram illustrating an enlarged cross section taken along line IV-IV in FIG. 3. It is a perspective view which shows the principal part of the irradiation amount variable mechanism of Example 2 of this invention. It is a perspective view which shows the principal part of the irradiation amount variable mechanism of Example 3 of this invention. It is an internal schematic block diagram which looked at the reflective case of Example 4 of this invention from the upper surface side.
  • FIG. 1 is an internal schematic configuration diagram of an ultraviolet irradiation apparatus equipped with a variable dose mechanism according to Embodiment 1 of the present invention as viewed from the front
  • FIG. 2 is an internal schematic configuration diagram of FIG. 1 as viewed from the upper surface side
  • FIG. 3 is a perspective view of the dose variable mechanism of the present embodiment.
  • the ultraviolet irradiation device 1 includes a support pipe 2, a tube 3 that is spirally wound around the outer peripheral surface of the support pipe 2, and a position away from the outer peripheral surface of the tube 3.
  • a straight tubular ultraviolet lamp is assumed as an ultraviolet light source.
  • the ultraviolet light source of the present invention is not limited to a straight tubular ultraviolet lamp.
  • a ring-shaped or U-shaped ultraviolet lamp may be used.
  • the present invention can be configured by applying an ultraviolet LED or a maxima lamp.
  • the support pipe 2 is made of resin or metal, and the outer peripheral surface is formed of an ultraviolet reflecting material, but is not limited thereto.
  • the tube 3 is made of, for example, a fluororesin (for example, made of polytetrafluoroethylene) having an inner diameter of 6 ⁇ and an outer diameter of 8 ⁇ .
  • the reflection case 5 is formed in a rectangular parallelepiped shape whose cross section perpendicular to the pipe axis of the support pipe 2 has a rectangular shape.
  • the present invention is not limited to a reflective case having a rectangular cross section, and may be a cylindrical reflective case.
  • the inner surface of the reflection case 5 is formed of an ultraviolet reflecting material.
  • the reflective case 5 of the present embodiment is formed using a high purity aluminum plate having a high ultraviolet reflectance.
  • the aluminum plate is oxidized, the reflectance is greatly reduced. Therefore, in order to maintain the reflectance of the inner surface of the reflection case 5, an aluminum plate coated with quartz glass is used.
  • the support pipe 2 in which the tube 3 is wound in a spiral shape and a plurality of UV lamps 4 are accommodated with the longitudinal direction (pipe axis and lamp axis) in the vertical direction.
  • the support pipe 2 is supported at the top wall and the bottom wall of the reflection case 5 via the support members 6a and 6b at the upper and lower ends, respectively.
  • the ceiling wall and the bottom wall of the reflection case 5 are reinforced by reinforcing members 7a and 7b, respectively.
  • the bottom wall of the reflection case 5 is installed on the base member 9 via the reinforcing member 7b.
  • the reflection case 5 is formed with as few openings as possible so that ultraviolet rays do not leak outside. When an opening is necessary, an opening having a shielding structure (not shown) is used so that ultraviolet rays do not leak from the opening.
  • the reflection case 5 is housed inside a box-shaped rectangular parallelepiped container 8 via a base member 9 and is provided with the container 8 fixed to the floor surface via a support member 12. Further, the reflective case 5 is surrounded by a container 8 so that ultraviolet rays do not leak outside.
  • accommodation devices such as the tube 3 of the reflective case 5, generate
  • the UV lamp 4 needs to be kept in a certain temperature range (for example, 100 ⁇ 20 ° C.) in consideration of the characteristics of mercury. Therefore, ventilate the air in the reflection case 5 with a ventilation device (not shown), The accommodation equipment of the reflection case 5 is cooled. Further, the air in the container 8 is ventilated by a ventilation device (not shown) so that the air in the reflection case 5 is ventilated and cooled.
  • the ventilation device is provided with a filter that removes suspended matters.
  • the support pipe 2 is formed of a member that reflects at least an outer peripheral surface of ultraviolet rays.
  • an aluminum coating is formed on the outer peripheral surface of an aluminum pipe or resin pipe.
  • a reflecting material is formed by coating (coating) the outer peripheral surface of the aluminum pipe or the aluminum film with quartz glass.
  • the present invention is not limited to forming a reflective material on the outer peripheral surface of the support pipe 2.
  • the fluororesin tube 3 is formed using a resin such as PTFE, for example, and is wound around the outer peripheral surface of the support pipe 2 in a spiral shape. One or a plurality of tubes 3 are spirally wound around the outer peripheral surface of the support pipe 2 in parallel.
  • the number of tubes 3 in parallel is determined according to design conditions such as the processing flow rate, processing speed, ultraviolet transmittance, and residence time of the liquid to be treated.
  • design conditions such as the processing flow rate, processing speed, ultraviolet transmittance, and residence time of the liquid to be treated.
  • an example in which two wires are wound in parallel is shown.
  • the present invention is not limited to this, and a maximum of ten, preferably four, wires may be wound in parallel.
  • the UV lamp 4 is a straight tube type mercury lamp, and in this embodiment, as shown in FIG. 2, a plurality of UVs are respectively provided along the opposing inner surfaces 5c and 5d of the reflection case 5 with the support pipe 2 interposed therebetween.
  • the two UV lamp groups A and B having the lamp 4 are arranged separately.
  • each of the UV lamp groups A and B is composed of six UV lamps 4.
  • the number of UV lamps A and B is not limited to this number, and an optimum number is selected according to the design conditions described above. Just decide.
  • each UV lamp 4 is detachably attached to a socket 11 provided on the frame body 10 on the upper and lower opposing sides of the rectangular frame body 10.
  • the UV lamp groups A and B assembled to the frame body 10 are formed as UV lamp units.
  • each UV lamp unit fixes the upper and lower opposing side portions of the frame body 10 to the reflective case 4 so as to be detachable, and the reflective case 5 along the upper and lower side portions of the frame body 10. And it has the structure which can be pulled out of the container 8 outside. That is, the reflective case 5 and the container 8 are provided with an open / close door structure or a detachable side wall so that each UV lamp unit can be pulled out.
  • reference numerals 13a and 13b denote seal members.
  • the irradiation variable variable mechanism 14 is positioned between each of the UV lamp groups A and B of the present embodiment and the tube 3 wound spirally around the outer peripheral surface of the support pipe 2. Is provided. As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the irradiation variable mechanism 14 is formed using a sheet-like shield 17 that can be wound into a roll.
  • the sheet-like shield 17 is an ultraviolet shield made of a woven or non-woven fabric having a certain width.
  • the sheet-like shield 17 may be formed using a material that absorbs ultraviolet rays.
  • a fluorine-coated woven or nonwoven fabric made of fibers such as glass fiber and carbon fiber.
  • fibers such as glass fiber and carbon fiber.
  • the slit 15 for drawing the sheet-like shield 17 into the reflection case 5 has a side wall 5 a facing the reflection case 5 between the UV lamp groups A and B and the tube 3. , 5b.
  • a pair of guide rails 16 provided from both ends of one slit 15 toward the other slit 15 are provided.
  • the rotary shaft 20 is provided outside the side wall 5 a of the reflection case 5 along one slit of the pair of slits 15.
  • a motor (not shown) that rotates or rotates the rotating shaft 20 to wind or unwind the sheet-like shield 17 in a roll shape is provided.
  • the sheet-like shield 17 that blocks the ultraviolet irradiation path is formed so as to be able to be wound around the rotary shaft 20 in a roll shape via wires 21 connected to both side edges in the width direction.
  • the rotary shaft 20 is attached to the outside of the side wall 5 a of the reflection case 5.
  • One end of the sheet-like shield 17 is drawn between each of the UV lamp groups A and B and the tube 3 from a slit 15 formed in the side wall 5 a of the reflection case 5.
  • the sheet-like shield 17 is provided so as to cover the entire surface of the UV lamp groups A and B on the tube 3 side.
  • the other end of the sheet-like shield 17 is wound around a reel 24 provided on the rotary shaft 25 via wires 23 connected to both side edges in the width direction.
  • the rotating shaft 25 is provided outside the side wall 5b of the reflecting case 5 along the other slit, and includes a tension adjusting mechanism 29 that winds or unwinds the wire 23 connected to the other end of the sheet-like shield 17. ing. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, roller sliders 19 are attached to both side edges of the sheet-like shield 17 via attachment members 18. The roller slider 19 is movably engaged with the guide rail 16. Reference numeral 22 denotes an auxiliary roller.
  • the rotary shaft 20 is rotated to wind / unwind the sheet-like shield 17, and advance and retract between the UV lamp groups A and B and the tube 3.
  • the sheet-shaped shield 17 is provided so as to block the irradiation path of the ultraviolet rays emitted from the tube 3 and the UV lamp groups A and B. Then, the amount of unwinding of the sheet-like shield 17 is changed, and the sheet-like shield 17 is advanced and retracted in the irradiation path.
  • the ultraviolet irradiation amount irradiated to the tube 3 can be varied by changing the aperture ratio of the sheet-like shield 17 at a portion not blocked by the sheet-like shield 17 with respect to the irradiation path. Thereby, the ultraviolet irradiation amount irradiated to the liquid in the tube 3 is controlled.
  • the tip of the sheet-like shield 17 is wound around the reel 24 via the wire 23 so that the tension of the sheet-like shield 17 is maintained. That is, the reel 24 is connected to the motor 26 via the rotating shaft 25, and a tension adjusting mechanism 29 is formed by these.
  • the motor 26 is formed with a torque limiter function, and outputs a constant rotational force so as to keep the tension of the sheet-like shield 17 constant. Therefore, when the rotating shaft 20 is rotated reversely by a motor (not shown), the sheet-shaped shield 17 is wound from between the UV lamp groups A and B and the tube 3, and the aperture ratio of the sheet-shaped shield 17 is recovered. Is fully open.
  • the sheet-like shield 17 may be formed using a material that absorbs ultraviolet rays.
  • a material that absorbs ultraviolet rays For example, it is preferable to use a fluorine-coated woven or nonwoven fabric made of fibers such as glass fiber and carbon fiber. However, it is not limited to this. In short, it is preferable to use a material that does not easily deteriorate due to ultraviolet rays. Depending on the material, when it deteriorates due to ultraviolet rays, outgas is generated, which causes corrosion of the metal part and a decrease in the output of the UV lamp.
  • polyvinyl chloride when exposed to ultraviolet rays, it generates hydrogen chloride gas that causes corrosion of metal parts, dissolves in moisture in the air, becomes hydrochloric acid mist, and causes corrosion of UV lamp electrodes. It is not preferable.
  • the shield that blocks the irradiation path of the ultraviolet rays is the sheet-like shield 17 that can be wound around a roll.
  • the irradiation amount variable mechanism 14 has rotating shafts 20 and 25 that wind the sheet-like shield 17 around a roll attached to the side walls 5 a and 5 b outside the reflection case 5, and one end of the sheet-like shield 17 is attached to the side wall of the reflection case 5. From the formed slit, it can be unwound between each of the UV lamp groups A and B and the tube 3.
  • the sheet-shaped shield 17 is wound around the rotary shaft 20, the rotary shaft 20 is arranged vertically, and the sheet-shaped shield 17 is wound / unwound in the horizontal direction, whereby the UV lamp groups A, B and
  • the irradiation amount variable mechanism 14 can change the aperture ratio of the sheet-like shield 17 between the two UV lamp groups A and B and the tube 3 to fully open, fully closed, or any aperture ratio.
  • the sheet-like shield 17 is fully opened, the amount of ultraviolet rays absorbed by the sheet-like shield 17 can be reduced, and deterioration of the sheet-like shield 17 can be suppressed.
  • the entire range of the tube 3 in the winding height direction is changed.
  • the amount of irradiation of ultraviolet rays per turn of the tube in FIG. since the stirring effect in the whole range of the winding height direction of the tube 3 is the same, it is easy to grasp the irradiation effect of the ultraviolet rays on the liquid flowing through the tube 3.
  • the sheet-like shield 17 and the irradiation amount variable mechanism 14 are provided for each of the UV lamp groups A and B, the entire amount of the sheet-like shield 17 of either one of the irradiation amount variable mechanisms 14 is wound up. It is also possible to continuously change the aperture ratio by setting the aperture ratio to 50% and varying the amount of unwinding of the other sheet-like shield 17. Thereby, as a whole apparatus, the aperture ratio of the sheet-like shield 17 can be varied in the range of 50 to 100%.
  • the aperture ratio of the two sheet-like shields 17 of the UV lamp groups A and B is set to 100% (fully open), for example, and the liquid L1 in the tube 3 is irradiated with the entire amount of strong ultraviolet rays.
  • the ultraviolet transmittance of the liquid is low, the average ultraviolet irradiation amount irradiated to the liquid L1 flowing through the tube 3 reaches the target value, and the desired inactivation processing based on the design is performed. .
  • the liquid L2 to be processed subsequently has a high ultraviolet transmittance
  • the liquid L2 is averagely irradiated when processed under the same irradiation conditions (UV lamp input, liquid flow rate in the tube, etc.) as the liquid L1.
  • the amount of UV irradiation significantly exceeds the target value based on the design, resulting in excessive irradiation.
  • the liquid L2 changes in quality due to the degree of excessive irradiation of ultraviolet rays, it is necessary to control the ultraviolet irradiation amount so as to suppress the average ultraviolet irradiation amount to a target value. Therefore, the aperture ratio of the sheet-like shield 17 is reduced, and the ultraviolet rays applied to the tube 3 from the UV lamp groups A and B are reduced.
  • the opening ratio of one of the sheet-like shields 17 of the UV lamp groups A and B is, for example, fully closed or half-opened so that the overall aperture ratio is approximately 50% or 75%. Can do.
  • the aperture ratio of the narrower sheet-like shield 17 is continuously adjusted, the ultraviolet irradiation amount can be varied within the range of the aperture ratio of approximately 50% to 100% as a whole.
  • the adjustment of the aperture ratio of the sheet-shaped shield 17 is performed by collecting the relationship data between the opening degree of the sheet-shaped shield 17 and the average ultraviolet irradiation amount for each liquid to be processed using a test apparatus or an actual apparatus. The opening degree of the sheet-like shield 17 is adjusted based on the relation data.
  • the processing conditions such as the type of liquid, the liquid flow rate in the tube 3 and the illuminance of the UV lamp groups A and B may be set to design values, or the processing conditions may be changed.
  • relational data between the opening degree of the sheet-like shield 17 and the average ultraviolet ray irradiation amount may be collected for each liquid to be processed.
  • the aperture ratio of the sheet-like shield 17 is finely adjusted based on the irradiation conditions corresponding to the type and properties of the liquid to be processed according to the relational data.
  • the amount of ultraviolet irradiation is insufficient, which is necessary.
  • a liquid that does not reach the inactivation rate is undesirably discharged as a treated liquid.
  • the opening ratio is increased by changing the unwinding amount of the sheet-like shield 17.
  • the irradiation amount variable mechanism 14 of the first embodiment by changing the aperture ratio of the sheet-like shield 17, the lamp rise time associated with the on / off control of the UV lamp 4 and the input power control are controlled.
  • the lamp rise time associated with the on / off control of the UV lamp 4 and the input power control are controlled.
  • the ultraviolet irradiating device of the first embodiment by setting the aperture ratio of the sheet-like shield 17 to 0% (fully closed), it can be in the same state as when the ultraviolet lamp is turned off. As a result, there is no need to turn off the ultraviolet lamp, so there is no need to wait for the ultraviolet lamp to be turned on in advance to reach a steady state. In addition, the frequency of turning on / off the ultraviolet lamp can be reduced to extend the life.
  • the amount of UV irradiation applied to the liquid flowing in the tube depends on factors such as the stirring effect, the illuminance of the UV lamp, the liquid flow rate in the tube, and the residence time for the liquid to pass through the tube. Correlate. Among these factors, the illuminance of the ultraviolet lamp and the liquid flow rate are the main factors that can control the ultraviolet irradiation amount in real time.
  • the illuminance control of the ultraviolet lamp is limited to a range of 50 to 100%, for example. Even when the amount of ultraviolet irradiation is controlled by the liquid flow rate, if the flow rate of the liquid in the tube is too small, the suspension in the liquid may precipitate, and there is a limitation due to the properties of the liquid. Therefore, in addition to control of the ultraviolet irradiation amount by the illuminance and liquid flow rate of these ultraviolet lamps, or by applying the irradiation amount variable mechanism 14 that changes the aperture ratio of the sheet-like shield 17 of the first embodiment alone. There is an advantage that the ultraviolet irradiation amount of the liquid to be treated can be accurately controlled in a wider range.
  • the ultraviolet irradiation device of the present invention is not limited to the vertical type, and the support pipe 2 around which the tube 3 is spirally wound can be arranged horizontally (for example, horizontally) in the horizontal type reflection case. It is.
  • the ultraviolet irradiation device is stopped for some reason, the liquid remaining in the spiral tube 3 may be insufficiently irradiated with ultraviolet rays and must be discharged by some means.
  • the tube 3 can naturally flow down and be discharged by gravity.
  • the vertical or horizontal type of the support pipe 2 around which the tube 3 is spirally wound adopt an appropriate one in consideration of various conditions such as pressure conditions and viscosity.
  • variable dose mechanism 30 has a rotating shaft 32 that winds / unwinds the sheet-like shield 31 instead of the variable dose mechanism 14 according to the first embodiment. It arrange
  • the rotating shaft 32 is provided outside the ceiling wall of the reflection case 5 along the slit, and is formed so that one end of the sheet-shaped shield 31 is connected to wind or unwind the sheet-shaped shield 31 in a roll shape. Is done. Furthermore, a pair of guide rails 35a and 35b are provided to hang from both ends of the slit formed in the ceiling wall toward the bottom plate of the reflection case. Then, both side edges of the sheet-shaped shield 31 are slidably provided in the guide grooves 36 of the pair of guide rails 35a and 35b. Although not shown, a motor that rotates the rotating shaft 32 to move the sheet-like shield 31 up and down along the guide rails 35a and 35b is provided.
  • the motor that rotates the rotating shaft 32 that winds the sheet-shaped shield 31 can be freely rotated.
  • the sheet-like shield 31 is unwound from the rotating shaft 32 by its own weight. Therefore, it is preferable to attach a weight 31 a to the lower end of the sheet-like shield 31.
  • the relational data described in Example 1 is sufficient in advance. It is necessary to collect it. That is, the irradiation amount of ultraviolet rays varies depending on the position where the tube 3 is wound and the position where the tube 3 is wound, depending on the position shielded by the sheet-shaped shield 31. That is, the ultraviolet irradiation amount of the lower tube 3 in which the sheet-like shield 31 is opened is larger than the upper tube 3 closed by the sheet-like shield 31.
  • the relationship data between the aperture ratio of the sheet-shaped shield 31 and the ultraviolet ray irradiation amount for the liquid is sufficiently collected in advance by actual measurement or the like. It is desirable to keep it. It is desirable to finely adjust the aperture ratio of the sheet-like shield 31 according to the relation data.
  • variable dose mechanism 40 is formed by arranging a plurality of blades 44 made of strip-shaped shields at equal intervals along a vertical frame on a rectangular frame 42. It is a blind (also referred to as a louver blind) that changes the rotation angle of each blade 44 (inclination angle around the longitudinal axis) to open and close ultraviolet irradiation.
  • a slit is provided in the ceiling wall of the reflection case 5 so that the blind frame 42 can be suspended between the UV lamp groups A and B and the tube 3. It comprises a blind control mechanism 41 that supports the blind frame 42 suspended from the slit and controls the rotation angle of each blade 44 of the blind.
  • Reference numeral 45 denotes a weight
  • reference numeral 43 denotes a guide groove for guiding the blade 44 and the weight 45.
  • the irradiation variable mechanism 40 can be fully opened or fully closed by simultaneously changing the inclination (rotation angle) of the plurality of blades 44 of the blind.
  • the material of the blades 44 is preferably excellent in the reflectivity of ultraviolet rays.
  • the blades are formed using a reflective material in which a base material made of pure aluminum is coated with quartz glass.
  • wing 44 is formed with a reflecting material, if the angle
  • the relational data between the rotation angle (opening) of the blades 44 and the average ultraviolet irradiation amount is collected, and the blades 44 are based on the collected relational data. Adjust the rotation angle.
  • processing conditions such as the type of liquid, the liquid flow rate in the tube 3 and the illuminance of the UV lamp groups A and B may be set to design values, or the processing conditions may be changed and processed. You may collect the relationship data of the rotation angle of the blade
  • the opening and closing of the blind which is the irradiation amount variable mechanism 40, is substantially controlled over the entire region in the liquid flow direction of the tube.
  • the UV lamp groups A and B are divided into two sets of blind-type irradiation amount variable mechanisms 40, either one of the blinds can be fully closed to achieve an aperture ratio of 50%.
  • wing 44 of only the other blind type irradiation amount variable mechanism is controllable.
  • the blades 44 of the blinds may be formed using a material that absorbs ultraviolet rays instead of being formed of the reflective material described above.
  • a material that can maintain the shape of the blades 44 for example, a material such as metal can be used.
  • a woven or non-woven fabric made of fibers such as glass fiber and carbon fiber and fluorine-coated can be used.
  • the blind frame body 42 is preferably made of aluminum that reflects ultraviolet rays, and the exposed surface is coated with quartz glass.
  • the irradiation variable mechanism 40 can further include a blind drive mechanism 41 that includes a lift drive unit that moves up and down the plurality of blind blades 44 along the frame body 42. is there.
  • a blind drive mechanism 41 that includes a lift drive unit that moves up and down the plurality of blind blades 44 along the frame body 42. is there.
  • the blind blades 44 are formed using a material having a low ultraviolet reflectance, a decrease in the ultraviolet irradiation rate can be prevented if the blind blades 44 are fully opened by being lifted by the lift drive unit.
  • the shielding amount (or aperture ratio) of ultraviolet rays it is necessary to combine both the operation of lowering all the blind blades 44 and the operation of rotating the blades 44 to reduce the opening. Therefore, it is necessary to determine the control range and control speed of the irradiation amount by actually measuring in advance.
  • FIG. 7 shows a schematic configuration diagram of a main part of the irradiation amount variable mechanism 50 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a quarter cylindrical shield obtained by dividing a cylindrical shield into four in the circumferential direction is adopted. Since the configuration other than the shield is the same as that of the first to third embodiments, the description is omitted except for the basic components.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the inside of the reflection case 4 of Example 4 as viewed from above.
  • a support pipe 2 a tube 3 spirally wound around the outer peripheral surface of the support pipe 2, and an outer peripheral surface of the tube 3 inside a reflection case 5 having a rectangular parallelepiped cross section.
  • a plurality of straight tubular UV lamps 4 arranged in parallel with the axial direction of the support pipe 2 so as to face the tube 3 are accommodated in a longitudinal direction in the longitudinal direction.
  • the UV lamp 4 is divided into two UV lamp groups A and B, each having a plurality of lamps 4 arranged along the opposing inner surfaces 5c and 5d of the reflection case 5 with the support pipe 2 interposed therebetween. .
  • the ultraviolet shielding body of Example 4 is assumed to be a cylindrical body coaxial with the axis (pipe axis) of the support pipe 2 outside the tube 3, and the cylindrical body is divided into four in the circumferential direction.
  • Two quadrant cylindrical shields 51a to 51d are formed.
  • Two dividing lines 52a and 52b that are divided into four lines are orthogonal to the opposing inner surfaces 5a and 5b of the reflecting case 5 through which the UV lamp groups A and B are not disposed. It is a line that passes through the axis of the support pipe 2 perpendicular to the line.
  • the pair of rotating shafts 53a and 53b are fixed to the back surfaces of the quarter-cylindrical shields 51a and 51b with clamps (not shown).
  • the other sets of rotating shafts 53c and 53d are fixed to the back surfaces of the quarter-cylindrical shields 51c and 51d by clamps (not shown), respectively.
  • Each of the rotation shafts 53a to 53d is supported by a bearing (not shown) provided outside the ceiling wall and the bottom wall of the reflection case 5.
  • the pair of rotating shafts 53a and 53b at the symmetrical positions are connected so as to rotate reversely with each other through gears 54a and 54b, respectively.
  • the other sets of rotating shafts 53c and 53d are connected to rotate reversely with each other through gears 54c and 54d, respectively.
  • One rotary shaft 53a or 53b and the other rotary shaft 53c or 53d of each set are rotated by a motor (not shown).
  • the gap formed at the end of the quarter cylindrical shields 51a and 51b on the rotating shafts 53a and 53b side is made of a flexible material such as rubber at the end on the inner surface side of each of the quarter cylindrical shields 51a and 51b. It is shielded by passing and fixing the shield 55 having Thereby, the ultraviolet rays leaking from the gap are shielded.
  • a shield 55 is also provided in the gap formed at the ends of the quarter-cylindrical shields 51c and 51d. Note that the present invention is not limited to the fourth embodiment, and each of the rotating shafts 53a to 53d may be rotated by a dedicated motor. In this case, the gears 54a to 54d need not be provided.
  • the set of the two quadrant cylindrical shields 51 a and 51 b rotates the rotation shafts 53 a and 53 b in the opposite directions.
  • the arcuate tip on the counter-rotating shaft side is formed to be openable and closable (full open in the illustrated example).
  • the quarter-cylindrical shields 51 a and 51 b are provided so as to be openable and closable in a direction in which they are in contact with and away from the tube 3.
  • a pair of two quarter-cylindrical shields 51c and 51d can open and close the arcuate tip on the counter-rotating shaft side by rotating the rotating shafts 53c and 53d in reverse directions (in the illustrated example, the fully closed state in the initial state is closed). ).
  • the quarter-cylindrical shields 51c and 51d are provided so as to be openable and closable in a direction in which they are in contact with and away from the tube 3.
  • the opening angle ⁇ of each of the quarter-cylindrical shields 51a to 51d of each set is formed so that it can be continuously opened and closed up to ⁇ max ° of the fully opened position, with the fully closed position of the initial position being 0 °.
  • ⁇ max ° is set so that the arc tip positions of the quarter-cylindrical shields 51a to 51d match the positions of both ends of the corresponding UV lamp group A or B.
  • the quarter-cylindrical shields 51a to 51d and the shield 55 may be formed using the same materials as in the first to third embodiments. In short, it is preferable to use a material having a high ultraviolet reflection efficiency. Moreover, you may form so that the front-end
  • each of the rotation shafts 53a and 53c is rotated to open and close the pair of the quarter cylindrical shields 51a and 51b and the pair of the quarter cylindrical shields 51c and 51d individually, thereby opening the aperture ratio.
  • the amount of ultraviolet irradiation irradiated to the tube 3 can be adjusted in the range of 0 to 100% fully closed and fully opened.
  • a set of the quarter-cylindrical shields 51a and 51b and the quarter-cylindrical shield 51c are manually or automatically set according to the target value of the ultraviolet irradiation amount.
  • an ultraviolet irradiation apparatus that can control the ultraviolet irradiation amount with respect to the liquid in the tube 3 in a wide range without turning on / off the UV lamp 4 and is excellent in the response of the irradiation amount control. Can be realized.
  • the adjustment of the aperture ratio of the quarter-cylindrical shields 51a to 51d is performed by using the test apparatus or the actual apparatus for each liquid to be processed with the aperture ratio (opening) and the average ultraviolet irradiation amount.
  • the aperture ratios of the quarter-cylindrical shields 51a to 51d are changed based on the collected relationship data.
  • change the processing conditions (or irradiation conditions) such as the type and properties of the liquid, the liquid flow rate in the tube 3, the illuminance of the UV lamp groups A and B, or the processing conditions.
  • Data on the relationship between the aperture ratio of the shield and the average ultraviolet irradiation amount is collected for each liquid.
  • the aperture ratios of the quarter-cylindrical shields 51a to 51d are finely adjusted based on the processing conditions corresponding to the type and properties of the liquid to be processed.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

支持パイプ2と、該支持パイプの外周面にらせん状に巻き付けられ、処理対象の液体が流通されるフッ素樹脂製のチューブ3と、前記チューブの外側に離して設置された紫外線光源4と、前記チューブと前記支持パイプと前記紫外線光源とを収容し内面が紫外線の反射材で形成された反射ケース5とを備えてなり、前記チューブ3と前記紫外線光源4との間に設けられ、前記チューブに照射される紫外線の照射経路を遮る遮蔽体17と、前記照射経路に対する前記遮蔽体の開口率を変えて前記チューブに照射される紫外線照射量を可変する照射量可変機構14を設けてなることを特徴とする。

Description

紫外線照射装置
 本発明は、紫外線照射装置に係り、具体的には処理対象の液体に照射する紫外線の照射量制御に好適な照射量可変機構を備えた紫外線照射装置に関する。
 紫外線照射装置は、処理対象の液体に紫外線を照射し、液体中の細菌やウイルス等の殺菌あるいは不活化(以下、殺菌を含めて不活化と称する。)、液体中の有害物質の分解などに有効であることから、種々の用途に適用されている。
 一方、乳飲料、果汁飲料あるいは各種の流動食品などの液体は、所定温度に加熱して所定時間保持する加熱処理で細菌やウイルス等を不活化することが一般に行われている。しかし、細菌やウイルス等には、一般的な加熱処理では不活化できないものが存在する。そこで、例えば、加熱温度を高くするなどの試みが行われているが、高温加熱によって飲料の味、臭い、色等が変化するなどの悪影響を及ぼすおそれがある。
 また、細菌やウイルス等を不活化するために、加熱温度に依存しない紫外線照射を適用することが広く検討されている。ところが、乳飲料、果汁飲料あるいは流動食品などは、種類によって紫外線の透過率が低いものがある。このような、紫外線の透過率が低い処理対象の液体に適した紫外線照射装置が提案されている(特許文献1)。
 特許文献1では、紫外線透過性を有するフッ素樹脂製のチューブを用い、チューブをできるだけ細くして透過率が低い処理対象の液体に適用可能にしている。特に、フッ素樹脂製の細いチューブを支持及び固定するために、樹脂又は金属製の支持パイプの外周面にチューブをらせん状に巻き付けて支持することが提案されている。また、支持パイプの外周面を紫外線の反射材で形成し、フッ素樹脂製のチューブ及びチューブ間の隙間等を透過した紫外線を支持パイプの外周面で反射させることが提案されている。また、チューブの外側に位置させて支持パイプの軸に平行に直管型の複数の紫外線ランプを配置して、内面が紫外線の反射材で形成された反射ケース内に収容している。これにより、紫外線ランプから放射された紫外線をチューブ内の液体に直接照射することに加え、反射ケース内面、支持パイプ外周面などで繰り返し反射させて、紫外線を効率よくチューブ内の液体に照射させて、照射量を向上させることができる。
 また、特許文献1によれば、細径のチューブをらせん状に巻き付けているので、チューブを流通する液体がらせん流になる。このらせん流により、液体が攪拌されて紫外線の透過率あるいは透過深度の低い液体に対しても紫外線を有効に照射できる。つまり、紫外線の透過率が小さいために、紫外線がチューブの内面から数mm(例えば、1~3mm)未満の深さにしか達しない液体でも、らせん流の攪拌作用によって液体がチューブの内面近傍を流れる確率が向上して紫外線の照射を受ける。したがって、紫外線が照射されているチューブに、処理対象の液体が流入してから流出するまでの滞留時間を適切に制御することにより、液体の平均的な紫外線の照射量を確保でき、液体内の菌等を効果的に不活化させることができる。
特開2013―158717号公報
 しかし、特許文献1に記載された紫外線照射装置は、処理対象の液体に照射する紫外線照射量の制御について十分な配慮がなされていない。例えば、処理対象の液体が同じ種類の液体でも、生産方法や生産地等が異なると、液体の性状(例えば、紫外線透過率、味、色、粘度、等々)が大きく異なるもの(例えば、牛乳、糖液、その他)がある。いっぽうで、同種の液体又は異種の液体で性状が異なるものを、1つの紫外線照射装置で処理したい場合がある。
 ここで、性状が異なる液体を1つの紫外線照射装置で処理する場合について検討する。例えば、紫外線透過率(以下、単に透過率という。)が低い液体を処理した後、その液体よりも透過率が高い液体を、引き続き同じ処理条件(照射条件)で紫外線照射装置で処理すると、続いて処理される液体の紫外線照射量が過剰になる。紫外線の過剰照射は、乳飲料、果汁飲料あるいは流動食品などの処理対象の液体によっては、性状(例えば、味、匂い、色、粘度、副生成物、親水性、親油性、凝集性、など)に変質などの悪影響を及ぼす恐れがあるので好ましくない。これと反対に、透過率が高い液体を処理した後、その液体よりも透過率が低い液体を、引き続き同じ処理条件で同じ紫外線照射装置により処理すると、紫外線照射量が不足して必要な不活化率に達しない液体が処理済み液として流出される恐れがある。
 ところで、性状が異なる液体に対する紫外線照射量の主な制御因子は、チューブ内の処理対象液体の流速、紫外線ランプの照度、あるいは紫外線ランプのオン・オフなどがある。しかし、紫外線の過剰照射を回避するために行うチューブ内の液体の流速制御は、圧力がチューブの耐圧を越えるような液体流速に上げることはできない。また、送液ポンプの容量を越える液体流速に上げることはできない。逆に、チューブ内の液体流速を下げると、処理対象液体の処理量が低下して、処理効率が低下するので好ましくない場合がある。
 一方、紫外線の照度制御は、紫外線ランプの入力電力を制御して照度を制御することが一般であるが、紫外線ランプの特性上、例えば所定値(例えば、50%)以下の照度に下げることができない。また、複数の紫外線ランプを備えている場合は、一部の紫外線ランプを選択的にオン・オフして照度を制御するができる。しかし、紫外線ランプは一旦オフすると、所定照度に立ち上げる時間(例えば、3~10分)がかかるので、応答性が要求される紫外線照射量の制御には適さない。しかも、紫外線ランプのオン・オフは、フィラメントの消耗を伴うからランプ寿命が短くなるので、長寿命化のためには紫外線ランプのオン・オフの頻度は極力避けることが望ましい。
 さらに、処理対象液体を異なる性状の液体に切り替える際には、現在の液体の通液を停止してから次の液体の通液を開始するまでに、バルブ操作などの付属機器を操作する切り替え時間が必要となる。この切り替え時間の間、チューブ内に残っている液体に対する紫外線の過剰照射を防止する必要がある。
 上述したように、異なる性状の液体に対応して紫外線の処理条件を切り替えて、1つの紫外線照射装置で実質的に連続処理する要望がある。このような要望を満たすために、チューブ内の液体流速の制御及び紫外線ランプの照度制御に代えてあるいは加えて、紫外線の照射量を広い範囲にわたって制御でき、かつ制御の応答性に優れた紫外線照射装置が要望されている。
 本発明が解決しようとする課題は、紫外線の照射量を広い範囲にわたって制御でき、かつ制御の応答性に優れた紫外線照射装置を提供することにある。
 上記の課題を解決するため、本発明の紫外線照射装置は、支持パイプと、該支持パイプの外周面にらせん状に巻き付けられ、処理対象の液体が流通されるフッ素樹脂製のチューブと、前記チューブの外側に離して設置された紫外線光源と、前記チューブと前記支持パイプと前記紫外線光源とを収容し内面が紫外線の反射材で形成された反射ケースとを備えてなり、前記チューブと前記紫外線光源との間に設けられ、前記チューブに照射される紫外線の照射経路を遮る遮蔽体と、前記照射経路に対する前記遮蔽体の開口率を変えて前記チューブに照射される紫外線照射量を可変する照射量可変機構を設けてなることを特徴とする。
 本発明によれば、遮蔽体の開口率を変えて、開口率を例えば0%にすると、紫外線の照射経路の全部が遮蔽体で遮蔽(全閉)される。これは、紫外線光源をオン状態のままで、全ての紫外線光源をオフしたのと同様に、チューブに照射される紫外線照射量を0%にできる。反対に、遮蔽体の開口率を100%(全開)にすれば、チューブに照射される紫外線照射量を最大(例えば、100%)にすることができる。なお、紫外線光源は、紫外線を発光する光源であれば、紫外線LEDやエキシマランプなどを用いることができ、水銀を用いた紫外線ランプに限られるものではない。
 したがって、遮蔽体の開口率を変えることにより、チューブに照射される紫外線照射量を広い範囲(0~100%)で、かつ連続的に変えることができる。その結果、処理対象の液体が変更されてその性状が変わっても、紫外線照射量の目標値に合わせて、マニュアル又は自動で照射量可変機構を駆動して、遮蔽体の開口率を変えることにより、速やかに紫外線照射量を目標値に調節することができる。つまり、本発明によれば、紫外線ランプを用いた場合でも、オン・オフすることなく、チューブ内の液体に対する紫外線の照射量を広い範囲にわたって制御でき、かつ制御の応答性に優れた紫外線照射装置を実現できる。
 ここで、遮蔽体の開口率の調節は、試験装置又は実装置を用いて処理対象の液体ごとに遮蔽体の開口率(開度)と平均紫外線照射量との関係データを収集し、収集した関係データに基づいて遮蔽体の開口率を調整することが好ましい。関係データを収集する際は、液体の種類及び性状、チューブ内の液体流速、紫外線光源の照度、等の処理条件(若しくは、照射条件)、又は処理条件を変えて、処理対象の液体ごとに遮蔽体の開口率と平均紫外線照射量との関係データを収集しておく。そして、その関係データに従って、処理対象液体の種類及び性状等に対応した処理条件に基づいて、遮蔽体の開口率をきめ細かく調整するようにする。
 なお、本発明の照射量可変機構による紫外線照射量の制御は、チューブ内の液体流速の制御及び紫外線光源の照度制御を排除するものではなく、それらの紫外線照射量制御と本発明の制御とを組み合わせて適用してもよい。また、紫外線光源をオン・オフすることなく、紫外線照射のオン・オフ制御を実質的に行えるから、紫外線照射装置の運転/停止の制御が容易になる。
 また、本発明の照射量可変機構は、前記遮蔽体として、シート状遮蔽体を用い、前記シート状遮蔽体を前記照射経路内に進退可能に配置し、前記シート状遮蔽体を前記照射経路内に進退させてシート状遮蔽体の開口率を変えるようにしてもよい。
 さらに、本発明の照射量可変機構は、前記遮蔽体として、矩形の枠体に紫外線を遮蔽する短冊状の羽根を回転可能に支持して複数配列して形成されたブラインドを適用し、このブラインドを前記紫外線光源と前記チューブとの間に位置させて配置し、前記羽根の回転角度を変えて前記開口率を変えるようにしてもよい。
 さらにまた、本発明の照射量可変機構は、前記遮蔽体として、前記支持パイプと同軸に前記チューブと前記紫外線光源との間に位置させて、円筒状の遮蔽体を円周方向に4つに分割した形状の四半分円筒遮蔽体を用いてもよい。この場合は、前記各四半分円筒遮蔽体の裏面にそれぞれ4つの回転軸を取り付け、前記各回転軸を回転して前記各四半分円筒遮蔽体を前記チューブに対して接離する方向に開閉可能に形成し、前記各四半分円筒遮蔽体を個別に開閉して前記開口率を変えて、前記チューブに照射される紫外線照射量を可変するようにしてもよい。
 本発明によれば、紫外線の照射量を広い範囲で制御でき、かつ制御の応答性に優れた紫外線照射装置を提供することができる。
本発明の実施例1の紫外線照射装置を正面からみた内部の模式構成図である。 図1の実施例1を上面側からみた内部の模式構成図である。 本発明の実施例1の照射量可変機構の要部を示す斜視図である。 図3の線IV-IVにおける拡大断面を示す部分構成図である。 本発明の実施例2の照射量可変機構の要部を示す斜視図である。 本発明の実施例3の照射量可変機構の要部を示す斜視図である。 本発明の実施例4の反射ケースを上面側から見た内部の模式構成図である。
 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
 図1乃至図3を参照して、本発明の照射量可変機構を備えた紫外線照射装置の実施例1を説明する。図1は本発明の実施例1の照射量可変機構を備えた紫外線照射装置を正面からみた内部の模式構成図であり、図2は図1を上面側からみた内部の模式構成図であり、図3は本実施例の照射量可変機構の斜視図である。
 図1に示すように、本実施例の紫外線照射装置1は、支持パイプ2と、支持パイプ2の外周面にらせん状に巻き付けられたチューブ3と、チューブ3の外周面から離れた位置に、チューブ3に対向させて支持パイプ2の軸方向に平行に配置され複数の直管状の紫外線ランプ(以下、UVランプという。)4とを備え、これらの長手方向を縦にして反射ケース5の内部に収容されている。なお、本実施例では、紫外線光源として直管状の紫外線ランプを想定して説明するが、本発明の紫外線光源は、直管状の紫外線ランプに限られるものではない。例えば、リング状又はU字状の紫外線ランプでもよい。さらに、紫外線LEDやマキシマランプを適用して、本発明を構成することができる。支持パイプ2は、樹脂製又は金属製であり外周面が紫外線の反射材で形成されているが、これに限られるものではない。チューブ3は、例えば、内径6φ、外径8φのフッ素樹脂製(例えば、ポリテトラフルオロエチレン製)である。反射ケース5は、図2に示すように、支持パイプ2のパイプ軸に直交する断面が矩形を有する直方体状に形成されている。しかし、本発明は、断面矩形の反射ケースに限定されるものではなく、円筒状の反射ケースでもよい。また、反射ケース5の内面は、紫外線の反射材で形成されている。本実施例の反射ケース5は、紫外線の反射率が高い純度の高いアルミニウム板を用いて形成されている。アルミニウム板は酸化されると反射率が大きく低下することから、反射ケース5の内面の反射率を保持するため、石英ガラスによりコーティングしたアルミニウム板を用いている。
 反射ケース5内に、チューブ3がらせん状に巻き付けられた支持パイプ2と、複数のUVランプ4が、長手方向(パイプ軸とランプ軸)を縦にして収容されている。また、支持パイプ2は、上端と下端がそれぞれ支持部材6a,6bを介して、反射ケース5の天井壁と底部壁に支持されている。反射ケース5の天井壁と底部壁は、それぞれ補強部材7a,7bにより補強されている。反射ケース5の底部壁は、補強部材7bを介してベース部材9に設置されている。また、反射ケース5は、紫外線が外部に漏れ出ないように、開口を極力少なくして形成されている。開口が必要な場合は、その開口から紫外線が漏れないように、図示していないが遮蔽構造を有する開口にする。
 反射ケース5は、箱形の直方体状の容器8の内部にベース部材9を介して収容され、支持部材12を介して容器8を床面に固定して設けられている。また、反射ケース5を容器8により包囲して紫外線が外部に漏れないようにしている。なお、図示していないが、反射ケース5のチューブ3などの収容機器類は紫外線の照射を受けて発熱する。特に、UVランプ4は水銀の特性を考慮して一定の温度範囲(例えば、100±20℃)に保つ必要があるため、反射ケース5内の空気を図示していない換気装置により換気して、反射ケース5の収容機器類を冷却するようにしている。さらに、容器8内の空気を図示していない換気装置により換気して、反射ケース5内の空気を換気及び冷却するようにしている。なお、換気装置には、浮遊物を除去するフィルタが設けられる。
 支持パイプ2は、本実施例では、少なくとも外周面が紫外線を反射する部材で形成されている。例えば、アルミニウムパイプ又は樹脂製パイプの外周面にアルミニウム被膜を形成して用いる。さらに、アルミニウムパイプの外周面又はアルミニウム被膜を石英ガラスでコーティング(被覆)してなる反射材が形成されている。しかし、本発明は、支持パイプ2の外周面に反射材を形成するものに限られない。フッ素樹脂製のチューブ3は、例えば、PTFEなどの樹脂を用いて形成され、支持パイプ2の外周面にらせん状に巻き付けられている。チューブ3は、支持パイプ2の外周面に1本又は複数本を並列に、らせん状に巻き付ける。チューブ3の並列本数は、処置対象の液体の処理流量、処理速度、紫外線の透過率、滞留時間などの設計条件に応じて決定する。本実施例では、2本並列に巻き付けた例を示しているが、これに限られるものではなく、最大で10本、好ましくは4本並列に巻き付けるのがよい。
 UVランプ4は、直管型の水銀ランプであり、本実施例では、図2に示すように、支持パイプ2を挟んで反射ケース5の対向する内面5c,5dに沿って、それぞれ複数のUVランプ4を有する2つのUVランプ群A,Bに分けて配置されている。本実施例では、UVランプ群A,Bは、それぞれ6本のUVランプ4から構成しているが、この例の本数に限られるものではなく、上述した設計条件に応じて、最適な本数を決定すればよい。
 本実施例のUVランプ群A,Bは、それぞれ矩形の枠体10の上下の対向する辺部の枠体10に設けられたソケット11に各UVランプ4を着脱可能に取り付けるようになっている。そして、枠体10に組付けられたUVランプ群A,Bは、UVランプユニットとして形成されている。また、各UVランプユニットは、図示していないが、枠体10の上下の対向する辺部を反射ケース4に着脱可能に固定するとともに、枠体10の上下の辺部に沿って反射ケース5及び容器8の外部に引き出せる構造になっている。つまり、反射ケース5及び容器8には、各UVランプユニットを引き出せるように開閉扉構造又は着脱可能な側壁部を設けている。なお、図2において符号13a、13bは、それぞれシール部材である。
 次に、実施例1の特徴構成について説明する。図1、図2に示すように、本実施例の各UVランプ群A,Bと支持パイプ2の外周面にらせん状に巻き付けられたチューブ3との間に位置させて、照射量可変機構14が設けられている。照射量可変機構14は、図2、図3、図4に示すように、ロール状に巻き取り可能なシート状遮蔽体17を用いて形成されている。ここで、シート状遮蔽体17は、一定の幅を有する織布又は不織布からなる紫外線の遮蔽体である。例えば、シート状遮蔽体17は、紫外線を吸収する材料を用いて形成してもよい。例えば、ガラス繊維、カーボン繊維などの繊維からなる織布又は不織布をフッ素コーティングしたものを用いることが好ましい。しかし、これらに限られるものではない。要は、紫外線により素材が劣化しにくい材料を用いることが好ましい。
 図2、図3に示すように、シート状遮蔽体17を反射ケース5内に引き込むスリット15が、各UVランプ群A,Bとチューブ3との間に対応する反射ケース5の対向する側壁5a,5bに一対ずつ形成されている。一方のスリット15の両端部から他方のスリット15に向けて架設された一対のガイドレール16が設けられている。回転軸20は、一対のスリット15の一方のスリットに沿わせて反射ケース5の側壁5aの外部に設けられている。回転軸20を回転させてシート状遮蔽体17をロール状に巻き取り又は巻き出す図示していないモータが設けられている。
 紫外線の照射経路を遮るシート状遮蔽体17は、幅方向の両側縁にそれぞれ連結されたワイヤ21を介して回転軸20にロール状に巻き取り可能に形成されている。回転軸20は、反射ケース5の側壁5aの外部に取り付けられている。シート状遮蔽体17の一端は、反射ケース5の側壁5aに形成されたスリット15から、各UVランプ群A,Bとチューブ3との間に引き込まれるようになっている。言い換えれば、シート状遮蔽体17は、各UVランプ群A,Bのチューブ3側の全面を覆うように設けられている。また、シート状遮蔽体17の他端は、幅方向の両側縁にそれぞれ連結されたワイヤ23を介して回転軸25に設けられたリール24に巻き取られるようになっている。回転軸25は、他方のスリットに沿わせて反射ケース5の側壁5bの外部に設けられ、シート状遮蔽体17の他端に連結されたワイヤ23を巻き取り又は巻き出す張力調整機構29を備えている。さらに、図3、図4に示すように、シート状遮蔽体17の両側縁には、取り付け部材18を介してローラスライダ19が取り付けられている。ローラスライダ19は、ガイドレール16に移動可能に係合されている。なお、符号22は、補助ローラである。
 このように構成されることから、回転軸20を回転してシート状遮蔽体17を巻き取り/巻き出し、各UVランプ群A,Bとチューブ3との間に進退させて、UVランプ群A,Bの紫外線の射出面の一部又は全部を覆うことにより、チューブ3内の液体に照射される紫外線の照射経路の一部又は全部を遮蔽することができる。言い換えれば、シート状遮蔽体17は、チューブ3とUVランプ群A,Bから射出される紫外線の照射経路を遮るように設けられている。そして、シート状遮蔽体17の巻き出し量を変えて、その照射経路内に進退させる。これにより、照射経路に対するシート状遮蔽体17で遮られない部分のシート状遮蔽体17の開口率を変えて、チューブ3に照射される紫外線照射量を可変できるようになっている。これにより、チューブ3内の液体に照射される紫外線照射量が制御される。
 また、シート状遮蔽体17の先端は、ワイヤ23を介してリール24に巻き取られ、シート状遮蔽体17の張力が保持されるようになっている。つまり、リール24は回転軸25を介してモータ26に連結され、これらにより張力調整機構29が形成されている。モータ26は、トルクリミッタ機能を備えて形成され、シート状遮蔽体17の張力を一定に保持するように一定の回転力を出力する。したがって、図示していないモータにより、回転軸20を逆回転すると、各UVランプ群A,Bとチューブ3との間から、シート状遮蔽体17を巻き取って、シート状遮蔽体17の開口率を全開にするようになっている。
 ここで、シート状遮蔽体17は、紫外線を吸収する材料を用いて形成してもよい。例えば、ガラス繊維、カーボン繊維などの繊維からなる織布又は不織布をフッ素コーティングしたものを用いることが好ましい。しかし、これに限られるものではない。要は、紫外線により素材が劣化しにくい材料を用いることが好ましい。素材によっては、紫外線によって劣化するとアウトガスが発生し、金属部の腐食や、UVランプの出力低下の原因となる。例えば、ポリ塩化ビニルは、紫外線を受けると、金属部の腐食の原因となる塩化水素ガスを発生し、空気中の水分に溶けて塩酸ミストとなってUVランプの電極腐食の原因となるので、好ましくない。
 以上説明したように、実施例1によれば、紫外線の照射経路を遮る遮蔽体は、ロールに巻き取り可能なシート状遮蔽体17である。照射量可変機構14は、シート状遮蔽体17をロールに巻き取る回転軸20、25を反射ケース5の外部の側壁5a、5bに取り付け、シート状遮蔽体17の一端を反射ケース5の側壁に形成されたスリットから各UVランプ群A,Bとチューブ3との間に巻出し可能に形成されている。回転軸20、25を回転してシート状遮蔽体17を各UVランプ群A,Bとチューブ3との間に進出させると、チューブ3内の液体に照射される紫外線の照射経路を閉じる方向に動作する。逆に、回転軸20、25を逆回転してシート状遮蔽体17を巻き取ると、各UVランプ群A,Bとチューブ3との間からシート状遮蔽体17を退出させると、チューブ3内の液体に照射する紫外線の照射経路を開く方向に動作する。つまり、シート状遮蔽体17を回転軸20に巻き付けて、回転軸20を縦にして配置し、シート状遮蔽体17を横方向に巻き取り/巻き出しすることにより、UVランプ群A,Bとチューブ3の間にシート状遮蔽体17を進退することにより、紫外線の照射経路に対するシート状遮蔽体17の開口率を0~100%の範囲で可変できる。言い換えれば、照射量可変機構14は、2つのUVランプ群A,Bとチューブ3間のシート状遮蔽体17の開口率を全開、全閉又は任意の開口率に変えることができる。なお、シート状遮蔽体17を全開にすれば、シート状遮蔽体17に吸収される紫外線量を少なくでき、シート状遮蔽体17の劣化を抑えることができるのは言うまでもない。
 一方、本実施例1のように、シート状遮蔽体17を横方向に巻き取り/巻き出してシート状遮蔽体17の開口率を変える方式によれば、チューブ3の巻き付け高さ方向の全範囲におけるチューブの1ターン当たりの紫外線の照射量がほぼ同一になる。また、チューブ3の巻き付け高さ方向の全範囲における攪拌効果が同一であるから、チューブ3内を流通する液体に対する紫外線の照射効果を把握しやすい。なお、UVランプ群A、Bごとに、シート状遮蔽体17と照射量可変機構14を設けているから、いずれか一方の照射量可変機構14のシート状遮蔽体17を全量巻き取って全体の開口率を50%とし、他方のシート状遮蔽体17の巻出し量を可変して開口率を連続的に変えることもできる。これにより、装置全体としては、シート状遮蔽体17の開口率を50~100%の範囲で可変できる。
 ここで、性状が異なる液体を本実施例1の紫外線照射装置を用いて、実質的に連続して処理する場合の具体例について説明する。例えば、紫外線透過率が低い液体L1を処理した後、その液体よりも紫外線透過率が高い液体L2を、引き続き同じ紫外線照射装置で処理するものとする。紫外線透過率が低い液体L1を処理するときは、チューブ3内の液体の紫外線透過度が小さいから、チューブ3の表面から深い位置を通る液体L1には紫外線が届き難い。そこで、UVランプ群A、Bの2つのシート状遮蔽体17の開口率を例えば100%(全開)にして、強い紫外線の全量をチューブ3内の液体L1に照射する。その結果、液体の紫外線透過率が低くても、チューブ3内を流通する液体L1に照射される平均的な紫外線照射量が目標値に達し、設計に基づいた所期の不活化処理が行われる。
 これに続いて処理される液体L2の紫外線透過率が高いと、液体L1のときと同じ照射条件(UVランプ入力、チューブ内の液体流速、等)で処理すると、液体L2に照射される平均的な紫外線照射量が設計に基づいた所期の目標値を大幅に超えて過剰照射になる。紫外線の過剰照射の程度により液体L2が変質する場合は、平均的な紫外線照射量を目標値に抑えるように、紫外線照射量を制御する必要がある。そこで、シート状遮蔽体17の開口率を小さくして、UVランプ群A、Bからチューブ3に照射される紫外線を絞る。この絞り方は、UVランプ群A、Bの一方のシート状遮蔽体17の開度を例えば全閉又は半開にすることにより、全体の開口率として概ね50%又は75%の開口率にすることができる。ここで、絞る方のシート状遮蔽体17の開口率を連続的に調節すれば、全体として概ね50%~100%の開口率の範囲内で紫外線照射量を可変することができる。なお、シート状遮蔽体17の開口率の調節は、試験装置又は実装置を用いて処理対象の液体ごとにシート状遮蔽体17の開度と平均紫外線照射量との関係データを収集し、収集した関係データに基づいてシート状遮蔽体17の開度を調節する。関係データを収集する際に、液体の種類、チューブ3内の液体流速、UVランプ群A,Bの照度等の処理条件(照射条件)を設計値に設定してもよく、又は処理条件を変えて、処理対象の液体ごとにシート状遮蔽体17の開度と平均紫外線照射量との関係データを収集してもよい。そして、その関係データに従って、処理対象液体の種類及び性状等に対応した照射条件に基づいて、シート状遮蔽体17の開口率をきめ細かく調整するようにする。
 上述の例と反対に、紫外線透過率が高い液体L3を処理した後、その液体よりも紫外線透過率が低い液体L4を、引き続き同じ紫外線照射装置で処理すると紫外線照射量が不足して、必要な不活化率に達しない液体が処理済み液として流出されるので好ましくない。この場合は、シート状遮蔽体17の巻き出し量を変えて開口率を大きくする。これにより、チューブ3の液体L4に照射される紫外線照射量を大きくして、処理対象の液体L4に照射される紫外線照射量を目標値に増加する。このようにして、不足照射を回避して処理対象の液体L4を初期の不活化処理をして排出することができる。
 上述したように、実施例1の照射量可変機構14によれば、シート状遮蔽体17の開口率を変えることにより、UVランプ4のオン・オフ制御に伴うランプの立ち上がり時間、入力電力制御の制約を受けることなく、速やか調節できるという利点がある。つまり、処理対象の液体を異なる性状の液体に切り替える際、紫外線照射装置の運転を一旦停止する必要がある。この場合、従来は、チューブ3内の液体に紫外線が過剰照射されるのを回避するため、チューブ3への通液を止める前に紫外線ランプをオフする必要がある。また、異なる性状の液体に切り替えた後、紫外線照射装置の運転を開始又は再開するとき、従来は、紫外線ランプを予めオンし、紫外線ランプが定常状態になった後に、チューブ内に残っている液体を廃液してから、新たな液体の通液を開始する必要がある。しかし、実施例1の紫外線照射装置によれば、シート状遮蔽体17の開口率を0%(全閉)にすることにより紫外線ランプをオフしたのと同様の状態にできる。その結果、紫外線ランプをオフする必要がないので、紫外線ランプを予めオンして定常状態になるのを待つ必要もない。しかも、紫外線ランプのオン・オフの頻度を減らして、長寿命化を図ることができる。
 さらに、処理対象液体の流量変化、液体の紫外線透過率変化、粘度の変化、濁質量や粒度分布の変化に応じて、紫外線照射量を適正に制御することが要請される場合もある。このような場合、一般に、チューブ内を流れる液体に照射される紫外線照射量は、攪拌効果と、紫外線ランプの照度と、チューブ内の液体流速と、液体がチューブを通過する滞留時間などの因子に相関する。これらの因子の中で、紫外線照射量をリアルタイムで制御できる因子は、紫外線ランプの照度と液体流速が主である。紫外線ランプの照度制御は、例えば50~100%の範囲に制限される。また、液体流速で紫外線照射量を制御する場合でも、チューブ内の液体の流速を小さくしすぎると、液体内の懸濁物が沈殿することがあるので、液体の性状による制約がある。そこで、これらの紫外線ランプの照度及び液体流速による紫外線照射量の制御に加えて、又は単独で、本実施例1のシート状遮蔽体17の開口率を変える照射量可変機構14を適用することにより、処理対象液体の紫外線照射量を一層広い範囲で、かつ適確に制御できるという利点がある。
 本実施例1では、チューブ3がらせん状に巻き付けられた支持パイプ2を縦に配置したいわゆる縦型を採用している。しかし、本発明の紫外線照射装置は、縦型に限られるものではなく、チューブ3がらせん状に巻き付けられた支持パイプ2を横型の反射ケース内に横(例えば水平)にして配置することも可能である。例えば、紫外線照射装置を何らかの理由により停止した場合、らせん状のチューブ3内に残っている液体は紫外線の照射不足の場合があるから、何らかの手段で排出しなければならない。この点で、縦型の場合は重力により自然とチューブ3内を流下して排出させることができる。これに対し、横型の場合は、チューブ3内の液体を真空ポンプなどで吸引するか、あるいは空気などで押し出す必要がある。いずれにしても、チューブ3がらせん状に巻き付けられた支持パイプ2の縦型又は横型は、圧力条件、粘度等の種々の条件を勘案して、適切な方を採用することが好ましい。
 図5に示すように、本実施例2の照射量可変機構30は、実施例1の照射量可変機構14に代えて、シート状遮蔽体31を巻き取り/巻き出す回転軸32を横にして配置し、シート状遮蔽体31を縦方向に巻き取り/巻き出して、シート状遮蔽体31の開口率を全閉/全開可能にしたものである。すなわち、シート状遮蔽体31を反射ケース5内に引き入れるスリットを、各UVランプ群A,Bとチューブ3との間に対応する反射ケース5の天井壁に形成する。回転軸32は、スリットに沿わせて反射ケース5の天井壁の外部に設けられ、シート状遮蔽体31の一端が連結されてシート状遮蔽体31をロール状に巻き取り又は巻き出し可能に形成される。さらに、天井壁に形成したスリットの両端部から反射ケースの底板に向けて一対のガイドレール35a、35bを垂下して設ける。そして、シート状遮蔽体31の両側縁を一対のガイドレール35a、35bのガイド溝36内に摺動可能に設ける。また、図示していないが、回転軸32を回転させてシート状遮蔽体31をガイドレール35a、35bに沿って上下移動させるモータを備えている。
 本実施例2によれば、いわゆる巻き取り式のシート状遮蔽体31からなる照射量可変機構30であるから、シート状遮蔽体31を巻き取る回転軸32を回転させるモータを回転自由にすれば、自重によりシート状遮蔽体31が回転軸32から巻き出される利点がある。そのため、シート状遮蔽体31の下端に重り31aを取り付けることが好ましい。しかし、制御の応答性(応答速度)を考慮すると、巻き取り/巻出しともにモータ駆動とすることが好ましい。
 また、本実施例2の場合は、シート状遮蔽体31の開口率を調整して、紫外線の照射量を目標値に制御するためには、実施例1で説明した関係データを事前に十分に収集しておくことが必要である。すなわち、シート状遮蔽体31により遮蔽する位置によって、チューブ3の巻き付け高さ方向の位置によって、紫外線の照射量が異なってくる。つまり、シート状遮蔽体31により閉じられた上部のチューブ3に対し、シート状遮蔽体31が開口された下部のチューブ3の紫外線照射量が大きくなる。そのため、処理対象の液体に対する平均的な紫外線照射量を目標値に制御するには、シート状遮蔽体31の開口率と液体に対する紫外線照射量との関係データを実測等により事前に十分に収集しておくことが望ましい。その関係データに従ってシート状遮蔽体31の開口率をきめ細かく調整するようにすることが望ましい。
 本実施例3は、実施例1,2のシート状遮蔽体に代えて、ブラインド式の遮蔽体を適用したものであり、その他の構成は実施例1,2と同様であるので、説明を省略する。具体的には、図6に示すように、照射量可変機構40は、矩形の枠体42に縦枠に沿って短冊状の遮蔽体からなる羽根44を等間隔に複数配列して形成され、各羽根44の回転角度(長手方向の軸周りの傾き角度)を変えて紫外線の照射を開閉するブラインド(ルーバーブラインドとも称する。)である。ブラインドの枠体42を各UVランプ群A,Bとチューブ3との間に垂下可能に反射ケース5の天井壁にスリットを設ける。そのスリットから垂下されたブラインドの枠体42を支持するとともに、ブラインドの各羽根44の回転角度を制御するブラインド制御機構部41とを備えて構成する。符号45は重りであり、符号43は羽根44と重り45を案内するガイド溝である。
 本実施例3によれば、ブラインドの複数の羽根44の傾き(回転角度)を同時に変えて、照射量可変機構40を全開又は全閉にすることができる。また、羽根44の材料は、紫外線の反射率に優れたものとすることが好ましい。例えば、純アルミニウムで形成した基材に石英ガラスをコーティングした反射材を用いて羽根を形成する。なお、羽根44を反射材で形成した場合、羽根の角度を全閉から少し開けると、反射によりチューブに照射される紫外線の量が急激に増加する。したがって、羽根の回転角度の狭い開口範囲で、全閉/全開を制御することになる。
 そこで、実施例1で述べたと同様に、試験装置又は実装値を用い、羽根44の回転角度(開度)と平均紫外線照射量との関係データを収集し、収集した関係データに基づいて羽根44の回転角度を調節する。この関係データを収集する際に、液体の種類、チューブ3内の液体流速、UVランプ群A,Bの照度等の処理条件を設計値に設定してもよく、又は処理条件を変えて、処理対象の液体ごとに羽根44の回転角度と平均紫外線照射量との関係データを収集してもよい。
 ブラインドの羽根44の傾き(回転角度)を、収集した関係データに従って羽根44の回転角度を制御することにより、照射量可変機構40であるブラインドの開閉を、チューブの液体流れ方向の全域にわたって、実質的にほぼ0%から100%の範囲で、連続的に開閉することができる。また、UVランプ群A,Bごとに分けて2組のブラインド式の照射量可変機構40を有するから、いずれか一方のブラインドを全閉として、50%の開口率とすることもできる。なお、他方のブラインド式の照射量可変機構のみの羽根44の傾きを制御することができる。
 ここで、ブラインドの羽根44は、前述した反射材で形成することに代えて、紫外線を吸収する材料を用いて形成してもよい。例えば、羽根44の形状を保持できる材料として、例えば金属などの材料を用いて形成することができる。また、ガラス繊維、カーボン繊維などの繊維からなる織布又は不織布をフッ素コーティングしたものを用いることができる。要は、紫外線により素材が劣化しにくい材料を用いることが好ましい。ブラインドの枠体42は、紫外線を反射するアルミニウムを機材とし、露出面に石英ガラスのコーティングを施すことが好ましい。
 このブラインド式の場合において、照射量可変機構40は、さらに、ブラインドの複数の羽根44を枠体42に沿って昇降する昇降駆動部を、ブラインド制御機構部41に備えて構成することが可能である。これにより、複数の羽根44を枠体42の縦枠に沿って全部上昇させれば、UVランプから照射される紫外線を遮蔽体で遮蔽することなく、チューブ3を流れる液体に照射することができる。このようにして、いずれの実施例においても、シート状遮蔽体及びブラインド遮蔽体を、反射ケース5の外部に退避させることができる。その結果、シート状遮蔽体又はブラインド遮蔽体に吸収される紫外線量を少なくできるから、それら遮蔽体の劣化を抑えることができ、かつ処理対象の液体に対する紫外線の照射率を高くすることができる。
 なお、ブラインドの羽根44を、紫外線の反射率が低い材料を用いて形成しても、昇降駆動部により全て上昇させて全開したときは、紫外線照射率の低下を防ぐことができる。しかし、紫外線の遮蔽量(又は開口率)を制御する際に、ブラインドの羽根44を全部下降させる動作と、羽根44を回転させて開口を縮小させる動作の両方を組み合わせる必要がある。そのため、照射量のコントロール範囲やコントロール速度を予め実測して決定しておくことが必要である。
 図7に、本発明の実施例4の照射量可変機構50の要部の模式構成図を示す。本実施例4は、実施例1~3の遮蔽体に代えて、円筒状の遮蔽体を周方向に4分割した四半分円筒遮蔽体を採用したものである。遮蔽体以外の構成は実施例1~3と同様であるので、基本構成部分を除き説明を省略する。
 図7は、実施例4の反射ケース4の内部を上面から見た模式構成図である。図示のように、断面が矩形の直方体状に形成された反射ケース5の内部に、支持パイプ2と、支持パイプ2の外周面にらせん状に巻き付けられたチューブ3と、チューブ3の外周面から離れた位置に、チューブ3に対向させて支持パイプ2の軸方向に平行に配置され複数の直管状のUVランプ4とが長手方向を縦にして収容されている。UVランプ4は、支持パイプ2を挟んで、反射ケース5の対向する内面5c、5dに沿ってそれぞれ複数のランプ4を配列してなる2つのUVランプ群A、Bに分けて配置されている。
 本実施例4の紫外線の遮蔽体は、チューブ3の外側に支持パイプ2の軸心(パイプ軸)と同軸の円筒体を想定し、その円筒体を周方向に4つに分割した形状の4つの四半分円筒遮蔽体51a~dを有して形成されている。4つに分割する2つの分割線52a、52bは、支持パイプ2の軸心を通りUVランプ群A、Bが配置されていない反射ケース5の対向する内面5a、5bに直交する線と、この線と直交し支持パイプ2の軸心を通る線である。各四半分円筒遮蔽体51a~dの凸側の面(裏面)には、それぞれ分割線52aを対象線として、分割線52aに近接させた対称位置に2組の回転軸53a、53b、及び回転軸53cと53dがそれぞれ設けられている。
 1組の回転軸53a、53bは、それぞれ四半分円筒遮蔽体51a、51bの裏面に図示していないクランプで固定されている。同様に、他の組の回転軸53c、53dは、それぞれ四半分円筒遮蔽体51c、51dの裏面に図示していないクランプで固定されている。各回転軸53a~53dは、反射ケース5の天井壁と底部壁の外側に設けられた図示していない軸受に支持させて設けられている。また、対称位置にある1組の回転軸53a、53bは、それぞれ歯車54a、54bを介して互いに逆回転するように連結されている。他の組の回転軸53c、53dは、それぞれ歯車54c、54dを介して互いに逆回転するように連結されている。各組の一方の回転軸53a又は53bと他方の回転軸53c又は53dは、図示していないモータで回転されるようになっている。また、四半分円筒遮蔽体51a、51bの回転軸53a、53b側の端部に形成される隙間は、それぞれの四半分円筒遮蔽体51a、51bの内面側の端部に、ゴムなどの柔軟性を有する遮蔽体55を渡して固着することにより遮蔽されている。これにより、その隙間から漏れる紫外線を遮蔽するようになっている。同様に、四半分円筒遮蔽体51c、51dの端部に形成される隙間にも、遮蔽体55が設けられている。なお、本実施例4に限られるものではなく、各回転軸53a~53dをそれぞれ専用のモータで回転するようにしてもよい。この場合、歯車54a~54dは設けなくてよい。
 このように構成されることから、本実施例4によれば、図7に例示するように、2つの四半分円筒遮蔽体51a、51bからなる組は、回転軸53a、53bを互いに逆回転して反回転軸側の円弧状先端が開閉可能(図示例では、全開)に形成されている。これにより、四半分円筒遮蔽体51a、51bは、チューブ3に対して接離する方向に開閉可能に設けられている。同様に、2つの四半分円筒遮蔽体51c、51dからなる組は、回転軸53c、53dを互いに逆回転して反回転軸側の円弧状先端が開閉可能(図示例では、初期状態の全閉)に形成されている。これにより、四半分円筒遮蔽体51c、51dは、チューブ3に対して接離する方向に開閉可能に設けられている。各組の各四半分円筒遮蔽体51a~51dの開口角度θは、初期位置の全閉位置を0°として、全開位置のθmax°まで、連続的に開閉可能に形成されている。ここで、θmax°は、各四半分円筒遮蔽体51a~51dの円弧先端位置が、対応するUVランプ群A又はBの両端位置に合うように設定されている。
 各四半分円筒遮蔽体51a~51d及び遮蔽体55は、実施例1~3と同様の材料を用いて形成してもよい。要は、紫外線の反射効率が高い素材を用いることが好ましい。また、開閉される四半分円筒遮蔽体51aと51c又は四半分円筒遮蔽体51bと51dの先端部は、互いに重なるように形成してもよい。これにより、全閉時の紫外線漏れを最小化することができる。
 本実施例4によれば、各回転軸53a、53cを回転して、四半分円筒遮蔽体51aと51bの組と、四半分円筒遮蔽体51cと51dの組を個別に開閉して、開口率を変えることにより、チューブ3に照射される紫外線照射量を0~100%の全閉、全開の範囲で調整できる。その結果、処理対象の液体が変更されてその性状が変わっても、紫外線照射量の目標値に合わせて、マニュアル又は自動で四半分円筒遮蔽体51aと51bの組と、四半分円筒遮蔽体51cと51dの組を個別に開閉して、それらの組の遮蔽体の開口率を変えることにより、速やかに紫外線照射量を目標値に調節することができる。また、本実施例4によれば、UVランプ4をオン・オフすることなく、チューブ3内の液体に対する紫外線照射量を広い範囲で制御でき、かつ照射量制御の応答性に優れた紫外線照射装置を実現できる。
 また、実施例1~3と同様、四半分円筒遮蔽体51a~51dの開口率の調節は、試験装置又は実装置を用いて処理対象の液体ごとに開口率(開度)と平均紫外線照射量との関係データを収集し、収集した関係データに基づいて四半分円筒遮蔽体51a~51dの開口率を変える。関係データを収集する際は、液体の種類及び性状、チューブ3内の液体流速、UVランプ群A,Bの照度、等の処理条件(若しくは、照射条件)、又は処理条件を変えて、処理対象の液体ごとに遮蔽体の開口率と平均紫外線照射量との関係データを収集しておく。そして、その関係データに従って、処理対象液体の種類及び性状等に対応した処理条件に基づいて、四半分円筒遮蔽体51a~51dの開口率をきめ細かく調整する。
 以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲で変形又は変更された形態で実施することが可能であることは、当業者にあっては明白なことであり、そのような変形又は変更された形態が本願の特許請求の範囲に属することは当然である。
 1 紫外線照射装置
 2 支持パイプ
 3 チューブ
 4 紫外線ランプ(UVランプ)
 5 反射ケース
 8 容器
 10 枠体
 11 ソケット
 14、30、40,50 照射量可変機構
 15 スリット
 16、35a、35b ガイドレール
 17、31 シート状遮蔽体
 19 ローラスライダ
 20、25、32 回転軸
 21、23 ワイヤ
 22、33 補助ローラ
 24 リール
 29 張力調整機構
 31a 重り
 41 ブラインド制御機構部
 42 枠体
 44 羽根
 51a,b,c,d 四半分円筒遮蔽体
 53a、b、c、d 回転軸
 55 遮蔽体
 

Claims (10)

  1.  支持パイプと、該支持パイプの外周面にらせん状に巻き付けられ、処理対象の液体が流通されるフッ素樹脂製のチューブと、前記チューブの外側に離して設置された紫外線光源と、前記チューブと前記支持パイプと前記紫外線光源とを収容し内面が紫外線の反射材で形成された反射ケースとを備えてなり、
     前記チューブと前記紫外線光源との間に設けられ、前記チューブに照射される紫外線の照射経路を遮る遮蔽体と、前記照射経路に対する前記遮蔽体の開口率を変えて前記チューブに照射される紫外線照射量を可変する照射量可変機構を設けてなることを特徴とする紫外線照射装置。
  2.  前記遮蔽体は、前記照射経路内に進退可能に配置されたシート状遮蔽体であり、
     前記照射量可変機構は、前記シート状遮蔽体を前記照射経路内に進退させて前記開口率を変え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.  前記支持パイプは、前記反射ケース内にそのパイプ軸を縦にして収容され、
     前記反射ケースは、前記支持パイプに直交する断面が矩形の直方体状に形成され、
     前記紫外線光源は、前記支持パイプを挟んで前記反射ケースの対向する内面に分けてそれぞれ配置され、
     前記シート状遮蔽体は、それぞれ前記紫外線光源の前記チューブ側の全面を覆う幅及び長さを有し、
     前記照射量可変機構は、前記シート状遮蔽体をロールに巻取り又は巻出し可能な回転軸を有し、前記各紫外線光源の前記チューブ側の面を覆う前記シート状遮蔽体の巻出し長さにより前記開口率を変えることを特徴とする請求項2に記載の紫外線照射装置。
  4.  前記照射量可変機構は、前記回転軸を前記反射ケースの壁面の外部に回転自由に支持し、前記シート状遮蔽体の一端を前記反射ケースの壁面に形成されたスリットから前記各紫外線光源の前記チューブ側の面を覆うように挿入し、前記回転軸を回転して前記シート状遮蔽体を巻き出して前記開口率を変えることを特徴とする請求項3に記載の紫外線照射装置。
  5.  前記スリットは、前記各紫外線光源と前記チューブとの間の前記反射ケースの対向する側壁に一対形成され、
     前記回転軸は、前記一対のスリットの一方の前記スリットに沿わせて前記反射ケースの側壁の外部に設けられ、
     さらに、前記回転軸を回転させて前記シート状遮蔽体をロールに巻き取り又はロールから巻き出すモータと、前記一方の前記スリットの両端部から他方の前記スリットに向けて架設された一対のガイドレールと、前記シート状遮蔽体の両側縁に取り付けられ前記ガイドレールに沿って移動可能に係合されたスライダと、前記他方の前記スリットに沿わせて前記反射ケースの側壁の外部に設けられ、前記シート状遮蔽体の他端に連結されたワイヤを巻き取り又は巻き出す張力調整機構とを備えてなることを特徴とする請求項3に記載の紫外線照射装置。
  6.  前記スリットは、前記各紫外線光源と前記チューブとの間の前記反射ケースの天井壁に形成され、
     前記回転軸は、前記スリットに沿わせて前記反射ケースの天井壁の外部に設けられ、前記シート状遮蔽体の一端が連結されて前記シート状遮蔽体をロールに巻き取り又はロールから巻き出し可能に形成され、
     さらに、前記スリットの両端部から前記反射ケースの底板に向けて垂下された前記シート状遮蔽体の両側縁をガイドする一対のガイドレールと、
     前記回転軸を回転させて前記シート状遮蔽体を前記ガイドレールに沿って上下移動させるモータとを備えてなることを特徴とする請求項4に記載の紫外線照射装置。
  7.  前記遮蔽体は、矩形の枠体に紫外線を遮蔽する短冊状の羽根を回転可能に支持して複数配列して形成され、前記紫外線光源と前記チューブとの間に位置させて、前記反射ケースの互いに対向する内面間に渡して設けられたブラインドであり、
     前記照射量可変機構は、前記羽根の回転角度を変えて前記開口率を調節することを特徴とする請求項1に記載の紫外線照射装置。
  8.  前記紫外線光源は、前記支持パイプを挟んで前記反射ケースの対向する内面に分けてそれぞれ配置され、
     前記ブラインドは、前記枠体を前記反射ケースの天井に形成されたスリットから垂下して、それぞれ前記各紫外線光源の前記チューブ側の全面を覆う位置に設けられ、
     前記照射量可変機構は、前記スリットから垂下された前記ブラインドの前記枠体を支持するとともに、前記ブラインドの前記羽根の回転角度を制御するブラインド駆動機構部を備えてなることを特徴とする請求項7に記載の紫外線照射装置。
  9.  前記支持パイプは、前記反射ケース内にそのパイプ軸を縦にして収容され、
     前記反射ケースは、前記支持パイプに直交する断面が矩形の直方体状に形成され、
     前記紫外線光源は、前記支持パイプを挟んで前記反射ケースの対向する内面に2つの紫外線光源に分けて配置され、
     前記遮蔽体は、円筒状の遮蔽体を円周方向に4つに分割した形状の4つの四半分円筒遮蔽体を有し、前記紫外線光源が配置されていない前記反射ケースの対向する内面に直交し、前記支持パイプの軸心を通る対称線に対称に、前記各四半分円筒遮蔽体を前記支持パイプと同軸の円筒状にして配置して形成され、
     前記照射量可変機構は、前記対称線の近傍の対象位置の前記各四半分円筒遮蔽体の裏面にそれぞれ取り付けられた4つの回転軸を有し、前記各回転軸は、前記各四半分円筒遮蔽体を前記チューブに対して接離する方向に開閉可能に設けられ、前記各回転軸を回転して前記各四半分円筒遮蔽体を個別に開閉して前記開口率を変えて、前記チューブに照射される紫外線照射量を可変することを特徴とする請求項1に記載の紫外線照射装置。
  10.  前記4つの回転軸は、前記対称線を挟んで対称関係にある2組の回転軸に分けられ、各組の2つの回転軸は歯車を介して互いに逆転可能に連結され、各組の一方の回転軸にモータが連結されてなることを特徴とする請求項9に記載の紫外線照射装置。
PCT/JP2017/023684 2016-06-28 2017-06-28 紫外線照射装置 WO2018003830A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018525196A JPWO2018003830A1 (ja) 2016-06-28 2017-06-28 紫外線照射装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016128153 2016-06-28
JP2016-128153 2016-06-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018003830A1 true WO2018003830A1 (ja) 2018-01-04

Family

ID=60787062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/023684 WO2018003830A1 (ja) 2016-06-28 2017-06-28 紫外線照射装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2018003830A1 (ja)
WO (1) WO2018003830A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113295677A (zh) * 2021-06-03 2021-08-24 安国市一方药业有限公司 黄曲霉素降解检测工艺及装置
CN115779112A (zh) * 2022-11-16 2023-03-14 宜兴市拜奥精核生物科技有限公司 一种基因检测试剂盒外部灭菌工艺及外部灭菌系统
WO2023052418A3 (en) * 2021-10-01 2023-06-08 Lyras DK ApS A UV germicidal treatment system for of opaque liquids
CN116290246A (zh) * 2023-02-20 2023-06-23 佛山市有为科技有限公司 一种紫外线杀菌型不锈钢水槽

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5811623A (ja) * 1981-06-30 1983-01-22 大日本印刷株式会社 電子線殺菌装置
JPS61118635U (ja) * 1985-01-08 1986-07-26
JPH01218631A (ja) * 1988-02-29 1989-08-31 Iwasaki Electric Co Ltd 多波長選択紫外線照射装置
JPH0332941U (ja) * 1989-07-28 1991-03-29
JPH07289616A (ja) * 1994-04-21 1995-11-07 Fujita Corp 殺菌線の照射方法および照射装置
JP2008086890A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Harison Toshiba Lighting Corp 紫外線照射装置
JP2011147909A (ja) * 2010-01-25 2011-08-04 Harison Toshiba Lighting Corp 紫外線照射装置
JP2013158717A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Chiyoda Kohan Co Ltd 紫外線照射装置
JP2014084139A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Suntory Holdings Ltd 殺菌装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5811623A (ja) * 1981-06-30 1983-01-22 大日本印刷株式会社 電子線殺菌装置
JPS61118635U (ja) * 1985-01-08 1986-07-26
JPH01218631A (ja) * 1988-02-29 1989-08-31 Iwasaki Electric Co Ltd 多波長選択紫外線照射装置
JPH0332941U (ja) * 1989-07-28 1991-03-29
JPH07289616A (ja) * 1994-04-21 1995-11-07 Fujita Corp 殺菌線の照射方法および照射装置
JP2008086890A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Harison Toshiba Lighting Corp 紫外線照射装置
JP2011147909A (ja) * 2010-01-25 2011-08-04 Harison Toshiba Lighting Corp 紫外線照射装置
JP2013158717A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Chiyoda Kohan Co Ltd 紫外線照射装置
JP2014084139A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Suntory Holdings Ltd 殺菌装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113295677A (zh) * 2021-06-03 2021-08-24 安国市一方药业有限公司 黄曲霉素降解检测工艺及装置
WO2023052418A3 (en) * 2021-10-01 2023-06-08 Lyras DK ApS A UV germicidal treatment system for of opaque liquids
CN115779112A (zh) * 2022-11-16 2023-03-14 宜兴市拜奥精核生物科技有限公司 一种基因检测试剂盒外部灭菌工艺及外部灭菌系统
CN115779112B (zh) * 2022-11-16 2024-01-12 甘肃天闰尚检医疗科技有限公司 一种基因检测试剂盒外部灭菌工艺及外部灭菌系统
CN116290246A (zh) * 2023-02-20 2023-06-23 佛山市有为科技有限公司 一种紫外线杀菌型不锈钢水槽
CN116290246B (zh) * 2023-02-20 2024-03-29 佛山市有为科技有限公司 一种紫外线杀菌型不锈钢水槽

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2018003830A1 (ja) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018003830A1 (ja) 紫外線照射装置
JP7416121B2 (ja) 乾燥殺菌装置および乾燥殺菌方法
EP4079333B1 (en) Germicidal apparatuses with configurations to selectively conduct different disinfection modes interior and exterior to the apparatus
EP1278554B1 (en) Transmissive conveyor for use in pulsed light sterilization
CN107642822A (zh) 空气调节器
US20170000917A1 (en) Germicidal apparatuses with configurations to selectively conduct different disinfection modes interior and exterior to the apparatus
CN1819949A (zh) 用于消毒的设备和方法
CN107642844A (zh) 空气调节器
JP2012115601A (ja) 気体及び液体の同時清浄化処理装置
KR101454951B1 (ko) 자외선 조사 장치
KR20190037917A (ko) 에너지 효율이 개선된 uv경화장치
CN111720350B (zh) 一种粮仓用多模式通风排风机
KR20090107593A (ko) 차광 조절이 가능한 이중 롤 블라인드
US6679068B1 (en) Ultraviolet lamp assembly
JP3733482B2 (ja) 紫外線照射装置
MX2022004018A (es) Control de material de cobertura y tratamientos de ventanas motorizados.
CN111632465A (zh) 深紫外线杀菌装置
CN103893790A (zh) 一种波长可控的紫外线消解方法
US3534393A (en) Heat tunnel
JP3032144B2 (ja) 無電極紫外線ランプ装置とその使用法
JP4723454B2 (ja) 包むシェードを利用して、酸素捕集組成を制御トリガするための方法および装置
JPH09327502A (ja) 粉粒体用殺菌処理装置
CN110974988A (zh) 一种用于医院消毒的紫外线照射装置
CN218652517U (zh) 一种基于微波激发无极紫外灯管的行李消杀装置
CN215690094U (zh) 一种民用挂式紫外线消毒装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17820184

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018525196

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17820184

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1