(57)【要約】  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。
2015046014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１２−５１２７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
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。【００２２】
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。
【発明の効果】
【００２３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】従来の紫外線殺菌装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
−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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
−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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
−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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
−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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
−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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【符号の説明】
【００５７】
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
【図１】
2015046014.tif 000003
【図２】
2015046014.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015046014.tif 000006
【図５】
2015046014.tif 000007
【図６】
2015046014.tif 000008
【国際調査報告】
2015046014.tif 000009
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