(57)【要約】【課題】  紫外線照射器を大型化することなく、オゾンの除去と放電ランプの冷却の能力が高い光殺菌システムを提供する。【解決手段】  光殺菌システムは、ケーシングと、前記ケーシング内に紫外線を放射する放電ランプを有し、前記ケーシングに形成された、前記放電ランプを冷却するための第一風を吸気させる吸気口と、前記第一風に前記紫外線が照射されることによって発生したオゾンを含む第二風を排気させる排気口とを備える紫外線照射器と、前記第二風を取り込み、前記第二風に含まれるオゾンの濃度を低下させて排気するオゾン処理装置と、前記排気口と前記オゾン処理装置とを接続し、前記第二風を前記排気口から前記オゾン処理装置へ導風する導風管とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、前記ケーシング内に紫外線を放射する放電ランプを有し、前記ケーシングに形成された、前記放電ランプを冷却するための第一風を吸気させる吸気口と、前記第一風に前記紫外線が照射されることによって発生したオゾンを含む第二風を排気させる排気口とを備える紫外線照射器と、
前記第二風を取り込み、前記第二風に含まれるオゾンの濃度を低下させて排気するオゾン処理装置と、
前記排気口と前記オゾン処理装置とを接続し、前記第二風を前記排気口から前記オゾン処理装置へ導風する導風管とを備えることを特徴とする光殺菌システム。
【請求項２】
前記紫外線照射器は、操作者が手で握るための把手部を備えることを特徴とする請求項１に記載の光殺菌システム。
【請求項３】
前記吸気口は、筒状の吸気筒が装着されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光殺菌システム。
【請求項４】
前記吸気筒は、側面に孔部を備えることを特徴とする請求項３に記載の光殺菌システム。
【請求項５】
前記放電ランプは、主たる波長が２００ｎｍ以上、２８０ｎｍ以下の紫外線を放射するエキシマランプであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光殺菌システム。
【請求項６】
前記紫外線照射器は、前記ケーシング内に送風用ファンを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光殺菌システム。
【請求項７】
前記オゾン処理装置は、オゾンフィルタによってオゾンを除去することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光殺菌システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光殺菌システムに関し、特に殺菌対象物に紫外線を放射することで殺菌する光殺菌システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線は人体の患部の治療や殺菌、または物品の衛生管理のための殺菌や消毒等に用いられていた。本出願人は、特定の波長の紫外線を人体の皮膚に向けて容易で、かつ人体に非接触で紫外線を照射できる紫外線治療器を開発している（下記、特許文献１参照）。
【０００３】
紫外線は、照射する波長帯を変えることで、人体の皮膚の治療に使用したり、手術時の切開部の殺菌に使用したりと、用途を使い分けることもできる。一般的には、殺菌に用いられる紫外線は、人体の皮膚の治療に用いられる紫外線よりも、波長が短い紫外線が用いられる。本出願人は、殺菌に用いられる波長帯の紫外線を、高い発光強度で出射できる紫外線放射装置も開発している（下記、特許文献２参照）。
【０００４】
また、手術時において紫外線照射器は、切開部から血液や体液によって装置が汚染されないように、袋体を被せて使用される。そのため、本出願人は、袋体を被せても、適切な位置に紫外線を照射できる、袋体とアタッチメントが組み合わされたものについても開発している（下記、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１３１５２２号公報
【特許文献２】特開２０１８−１１３１１６号公報
【特許文献３】特開２０１７−２２１６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
紫外線は、空気中の酸素と反応してオゾンを生成する。オゾンは、非常に酸化力が強く、装置の部材等が高濃度のオゾンに曝されると、劣化や破損が生じてしまう。また、高濃度のオゾンは人体に対しても有害である。
【０００７】
手術時等の紫外線照射器を袋体で覆って使用する場合は、袋体はできる限り密閉されるため、袋体内はほとんど換気されない。その状態では、放電ランプが放射した紫外線によって発生したオゾンが、袋体内に徐々に蓄積されることとなる。袋体内に蓄積されて高濃度となったオゾンは、紫外線照射器の各部材の劣化を進行させてしまい、隙間などから高濃度のオゾンが外部へ漏れてしまうと、人体にも悪影響を及ぼしてしまう可能性がある。そのため、放電ランプで発生したオゾンを取り除く機構、又は袋体内のオゾン濃度を低下させる機構が必要となる。
【０００８】
ここで、放電ランプは、電力が供給されて紫外線を放射している間、放電ランプ自体の発熱による発光効率（消費電力に対する光束の量）の低下を抑制するため、十分な冷却風を取り込むことによって冷却されている。
【０００９】
そのため、特許文献２に記載の紫外線放射装置は、照射器内にオゾンフィルタを備え、冷却風とともにオゾンフィルタに通過させることで、オゾンを除去していた。なお、皮膚の治療等に用いられる紫外線の波長帯としては、ＵＶ−Ｂと称される２９０ｎｍ〜３２０ｎｍの波長帯の紫外線が一般的に利用されている。
【００１０】
殺菌には、ＵＶ−Ｂよりも短波長の、２００ｎｍ〜２８０ｎｍの波長帯の紫外線が利用される。この紫外線は、上述した治療用途で用いられる紫外線よりも波長が短く高いエネルギーを持っているため、オゾンの発生量が多くなってしまい、同様の構成では紫外線によって発生するオゾンが十分除去できない。
【００１１】
オゾンフィルタの枚数を増やすと、より多くのオゾンが除去できるようにはなるが、冷却風の抵抗となり、十分な冷却風が取り込めなくなってしまう。オゾンフィルタの枚数を増やすとともに面積も大きくすれば、多くの冷却風を取り込めるようになるが、紫外線照射器自体が大きくなってしまい、紫外線照射器の操作性が悪くなってしまう。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑み、紫外線照射器を大型化することなく、オゾンの除去と放電ランプの冷却の能力が高い光殺菌システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光殺菌システムは、
ケーシングと、前記ケーシング内に紫外線を放射する放電ランプを有し、前記ケーシングに形成された、前記放電ランプを冷却するための第一風を流入させる吸気口と、前記第一風に前記紫外線が照射されることによって発生したオゾンを含む第二風を排気させる排気口とを備える紫外線照射器と、
前記第二風を取り込み、前記第二風に含まれるオゾンの濃度を低下させて排気するオゾン処理装置と、
前記排気口と前記オゾン処理装置とを接続し、前記第二風を前記排気口から前記オゾン処理装置へ導風する導風管とを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記光殺菌システムは、対象物に紫外線を照射する照射器と、オゾン処理装置を備える。紫外線照射器は、ケーシングされた放電ランプを備えており、放電ランプに電力が供給されることによって、紫外線が放射される。また、紫外線照射器のケーシングは、放電ランプの冷却風である第一風を取り込むための吸気口と、第一風に含まれる酸素に紫外線が照射することで発生したオゾンを含む第二風を排気する排気口が形成されている。第一風は、例えば空気（大気）とすることができる。
【００１５】
オゾン処理装置は、紫外線照射器の排気口と導風管で接続され、排気口から排気された第二風を取り込み、第二風からオゾンを取り除き、外部に排出しても人体への影響がない程度にまでオゾンの濃度を低下させて排気する。従って、紫外線照射器はオゾンを除去するための機構が不要となり、紫外線照射器内において、第一風及び第二風に対する抵抗が小さくなる。
【００１６】
オゾン処理装置は、上記光殺菌システムの使用時に、操作者が持ち上げて使用するものではないため、オゾン処理の機構が、どのように構成されても、紫外線照射器のサイズや操作性にはほとんど影響がない。
【００１７】
上記光殺菌システムにおいて、
前記紫外線照射器は、操作者が手で握るための把手部を備えることを特徴とする。
【００１８】
紫外線照射器は、把手部を備えることで、操作者が手で持ち上げて、照射位置で容易に患部や人体の切開部等に照射することができる。
【００１９】
上記光殺菌システムにおいて、
前記吸気口は、筒状の吸気筒が装着されていることを特徴とする。
【００２０】
上記光殺菌システムにおいて、
前記吸気筒は、側面に孔部を備えることを特徴とする。
【００２１】
上述のとおり、手術時において紫外線照射器は、切開部から血液や体液によって装置が汚染されないように、袋体を被せて使用される。袋体内の空気は、第一風として紫外線照射器に取り込まれていき、オゾンを含んだ第二風となった後、導風管によりオゾン処理装置によって処理され、袋体の外側へと排気される。つまり、袋体内の空気は徐々に無くなっていく。
【００２２】
袋体内は完全な密閉状態ではないため、袋体の隙間から取り込まれる空気は存在する。しかし、袋体の隙間から取り込まれる空気よりも、外側へと排気される空気の方が多いため、徐々に袋体内の気圧は下がる。袋体内の気圧が下がり、第一風を取り込んでいる吸気口に袋体の一部が密着してしまうと、吸気口は袋体によって塞がれ、取り込まれる第一風の風量が低下する。
【００２３】
そこで、吸気口に袋体が密着することによって塞がれてしまうことを回避するために、吸気口と袋体が離間するように筒状の吸気筒を吸気口に装着する。吸気口と袋体が離間していれば、袋体の隙間から取り込まれる空気が第一風として紫外線照射器内に取り込めるようになる。さらに、吸気筒の側面に孔部が備えられていれば、万一、吸気筒の第一風を取り込むための開口部が袋体によって塞がれてしまったとしても、側面の孔部から第一風を取り込むことができる。
【００２４】
上記光殺菌システムにおいて、
前記放電ランプは、主たる波長が２００ｎｍ以上、２８０ｎｍ以下の紫外線を放射するエキシマランプであることを特徴とする。
【００２５】
放電ランプの多くは、光殺菌に不要な波長帯の光も照射しており、特に上述したＵＶ−Ｂと称される波長帯の紫外線の一部には、人体に悪影響を及ぼす可能性がある光も存在する。しかし、ＵＶ−Ｂの紫外線よりも短い波長の紫外線であれば、殺菌効果としては有効であり、ＵＶ−Ｂの紫外線よりも大気や皮膚に対する透過率が低いため、人体に対する影響も少ない。
【００２６】
例えば、２０７ｎｍや２２２ｎｍといった波長の紫外線は、ＵＶ−Ｂの紫外線と比べて波長が短いため、皮膚に対して照射されても、皮膚組織の角層や角層近傍の位置における表皮層内で吸収され、真皮までは届かず、人体に対する影響が少ない。また、これらの波長帯の紫外線は、例えば、芽胞菌・大腸菌に対して殺菌効果がある。
【００２７】
殺菌には不要な光が、紫外線照射器の外側へ出射されないように、紫外線照射器の紫外線放射窓は、特定の波長より大きな波長帯の紫外線を遮断するフィルタが備えられていても構わない。
【００２８】
上記光殺菌システムにおいて、
前記紫外線照射器は、前記ケーシング内に送風用ファンを備えることを特徴とする。
【００２９】
上記光殺菌システムは、
前記オゾン処理装置は、オゾンフィルタによってオゾンを除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、紫外線照射器を大型化することなく、オゾンの除去と放電ランプの冷却の能力が高い光殺菌システムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】光殺菌システムの一実施形態の模式的な全体斜視図である。
【図２】紫外線照射器の一実施形態の模式的な全体斜視図である。
【図３】図２の紫外線照射器１０の、模式的な側面図である。
【図４】図２の紫外線照射器１０の、模式的な側面視の断面図である。
【図５】オゾン処理装置の一実施形態の模式的な上面視の断面図である。
【図６】紫外線照射器が袋体に収容された状態を示す模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の光殺菌システムについて、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、いずれも模式的に図示されたものであり、図面上の寸法比や個数は、実際の寸法比や個数と必ずしも一致していない。
【００３３】
［第一実施形態］
図１は、光殺菌システムの一実施形態の模式的な全体斜視図である。本実施形態における光殺菌システム１は、台座１１に載置された紫外線照射器１０と、オゾン処理装置１２とを重ねて配置されている。紫外線照射器１０及びオゾン処理装置１２の構造の詳細な説明は後述される。
【００３４】
紫外線照射器１０と、台座１１とは、給電線１４で接続されており、台座１１から紫外線照射器１０に電力が供給される。紫外線照射器１０とオゾン処理装置１２は、導風管１３で接続されており、紫外線照射器１０で発生したオゾンを含む気体が、導風管１３を通じてオゾン処理装置１２へと導風される。
【００３５】
図２は、紫外線照射器の一実施形態の模式的な全体斜視図である。紫外線照射器１０は、ケーシング２０によって全体が覆われており、操作者が片手で持ち上げて使用するための把手部２１を構成している。また、紫外線照射器１０は、ケーシング２０内で発生した紫外線を透過させて照射するための照射窓２２と、照射位置を確認するための視認窓２３を備えている。
【００３６】
図２に示すように、紫外線照射器１０は、ケーシング２０内に冷却風を取り込むための吸気筒２４が備えられている。冷却風は、例えば空気（大気）である。吸気筒２４は、筒状で把手部２１側に開口部２４ａが向くように、ケーシング２０の吸気筒装着部２４ｂに装着されている。吸気筒２４は、ケーシング２０と結合されていてもよく、着脱が可能であってもよい。また、開口部２４ａは把手部側を向いていなくても構わない。
【００３７】
吸気筒２４は、側面からも冷却風が取り込めるように、複数の孔部２４ｃが備えられている。孔部２４ｃが備えられていることで、袋体などで紫外線照射器１０を覆った状態で使用した場合に、吸気筒２４の開口部２４ａが袋体によって塞がれてしまったとしても、紫外線照射器１０は、側面の孔部２４ｃから冷却風を取り込むことができる。
【００３８】
図３は、図２の紫外線照射器１０の、模式的な側面図である。図３に示すように、操作者は、把手部２１を片手で握って操作することができる。さらに、操作者の親指が位置する場所に、紫外線を照射するスイッチ３０が備えられていることで、操作者は、紫外線を照射する時のみ、放電ランプを動作させるという操作を容易に行うことができる。
【００３９】
図４は、図２の紫外線照射器１０の、模式的な側面視の断面図である。図４は、紫外線照射器１０のケーシング２０内の構造を示しており、紫外線を放射する放電ランプ４０と、台座１１から供給された電力を、放電ランプ４０の駆動用に変換する昇圧部４１が配置されている。
【００４０】
放電ランプ４０は、昇圧部４１から電力が供給することで、紫外線Ｌ１を放射する。この紫外線Ｌ１が、吸気筒２４から取り込まれた第一風Ｗ１（ここでは空気）に含まれている酸素に照射されることでオゾンが発生する。
【００４１】
ここで、放電ランプ４０は、２００ｎｍ〜２５０ｎｍの波長帯の紫外線を放射するエキシマランプである。例えば、クリプトンと臭素を混合した放電ガスが封入された２０７ｎｍの波長の紫外線を放射するエキシマランプや、クリプトンと塩素を混合したが放電ガスが封入された２２２ｎｍの波長の紫外線を放射するエキシマランプである。
【００４２】
紫外線照射器１０内で発生したオゾンは、放電ランプ４０からの熱を吸収した第一風Ｗ１とともに、送風用ファン４２によって第二風Ｗ２として第二風排気口４３から排気される。送風用ファン４２は、第一風Ｗ１を取り込むために、吸気筒装着部２４ｂ付近に配置されていてもよく、また両方に配置されていても構わない。
【００４３】
第二風排気口４３から排気された第二風Ｗ２は、導風管１３によってオゾン処理装置１２に取り込まれる。
【００４４】
図５は、オゾン処理装置の一実施形態の模式的な上面視の断面図である。図５に示すオゾン処理装置１２は、導風管１３から取り込まれた第二風Ｗ２からオゾンを取り除く、オゾンフィルタ５０と、オゾンを取り除いて、外部に排出しても人体への影響がない程度にまでオゾンの濃度を低下させた第二風Ｗ２を排出口５２へと送風するブロワ５１を備える。オゾンフィルタ５０は、活性炭や触媒（例えば、二酸化マンガンや酸化ニッケル）、吸着材（例えば、シリカゲル）等が用いられる。多くの触媒は、加熱することでオゾンを処理する能力を向上させることができる。また、吸着材を用いる場合は、吸着したオゾンを、アルカリ性溶液などの薬液と反応させて処理を行うものとしても構わない。
【００４５】
オゾン処理装置１２は、紫外線照射器１０とは異なり、大型化しても操作性が問題とはならない。従って、オゾンフィルタ５０は、従来の紫外線照射器１０内で構成されていたものよりもフィルタを多層化することで、オゾンを除去する能力がより高いフィルタとすることができる。また、第二風Ｗ２の抵抗とならないように、通流面積の大きなフィルタとすることもできる。
【００４６】
［第二実施形態］
本発明の光殺菌システムの第二実施形態の構成につき、第一実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
【００４７】
図６は、紫外線照射器が袋体に収容された状態を示す模式的な側面図である。上述の通り、手術などの衛生管理が必要な場合においては、紫外線照射器１０が袋体７０で覆われた状態で使用される。
【００４８】
第二実施形態は、紫外線照射器１０の照射窓２２に装着するように構成されたアタッチメント７１と、吸気筒装着部２４ｂに装着される吸気筒２４が結合して一体となった袋体７０が装着されている構成である。
【００４９】
吸気筒２４は、袋体と一体となっていなくてもよく、紫外線照射器１０とともに吸気筒２４も袋体７０で覆っても構わないし、開口部２４ａを袋体７０の外側へ出せるように、袋体７０の吸気筒２４の配置位置に穴をあけて使用するものであっても構わない。
【００５０】
また、紫外線照射器１０の清潔状態を維持するため、飛散した血液や体液等が袋体７０内へ侵入しないように、袋体７０はできる限り密閉状態であることが好ましい。そのため、紫外線照射器１０が、袋体７０内に収容された後、袋体７０の口は、導風管１３及び給電線１４とともに、結束部７２において結束される。
【００５１】
［別実施形態］
以下、光殺菌システム１の別実施形態について説明する。
【００５２】
〈１〉  台座１１と、オゾン処理装置１２は、一体として構成されていてもよい。すなわち、オゾン処理装置１２が、紫外線照射器１０に対して電力を供給し、且つ紫外線照射器１０を載置する台座１１としての機能を包含するものとしても構わない。ブロワの電源供給や、配置領域を共有化すれば、光殺菌システム１全体を小型化できる。
【００５３】
〈２〉  図６に示すような、袋体７０を被せて使用する構成の場合であって、吸気筒２４の開口部２４ａの位置において、袋体７０の一部が、液体の侵入を防ぎながら、気体を取り込めるように、メッシュ状の部分を有していてもよい。
【００５４】
〈３〉  上述した光殺菌システム１が備える構成は、あくまで一例であり、本発明は、図示された各構成に限定されない。
【００５５】
例えば、第一風Ｗ１を取り込む場所は、図２に示すような、吸気筒２４に設けられた開口部２４ａと孔部２４ｃのみである場合を例示したが、ケーシング２０に、別の吸気口が形成されていても構わない。
【００５６】
また、吸気筒２４は、長いホース状のものであってもよく、図６に示すように、紫外線照射器１０を袋体７０で覆って使用する場合、吸気筒２４を導風管１３及び給電線１４と併せて、結束部７２において結束されていても構わない。結束部７２で吸気筒２４も結束することで、吸気筒２４用の穴をあける場合より、袋体７０がより密閉される。
【００５７】
さらに、紫外線照射器１０は、オゾンフィルタを内蔵していても構わない。図４に示すように、紫外線照射器１０内には、オゾンフィルタを配置していないが、従来と同じだけのオゾンフィルタであれば、紫外線照射器１０は大型化せず、操作性には影響しない。
【符号の説明】
【００５８】
１        ：    光殺菌システム
１０        ：    紫外線照射器
１１        ：    台座
１２        ：    オゾン処理装置
１３        ：    導風管
１４        ：    給電線
２０        ：    ケーシング
２１        ：    把手部
２２        ：    照射窓
２３        ：    視認窓
２４        ：    吸気筒
２４ａ      ：    開口部
２４ｂ      ：    吸気筒装着部
２４ｃ      ：    孔部
３０        ：    スイッチ
４０        ：    放電ランプ
４１        ：    昇圧部
４２        ：    送風用ファン
４３        ：    第二風排気口
５０        ：    オゾンフィルタ
５１        ：    ブロワ
５２        ：    排出口
７０        ：    袋体
７１        ：    アタッチメント
７２        ：    結束部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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