(57)【要約】      （修正有）【課題】流体管又は紫外線発光体の収容管の洗浄のためのランニング・コストを最小にすることができる流体管又は紫外線発光体の収容管のクリーニング装置を提供する。【解決手段】流体を送るための流体管２の内部に備えられ、帯状体が流体管２の内周壁面に沿って螺旋状に旋回するように形成されて成る螺旋状回転体１と、前記螺旋状回転体１の全部又は一部に植毛されたブラシ６であって前記流体管２の内周壁面にその先端が当接するように形成されたブラシ６と、前記螺旋状回転体１が前記流体管２内を流れる流体の力により回転できるように支持するための支持体である回転軸７とを備えている。また、流体を送るための流体管２の外部に前記流体管２と平行に備えられ、前記流体を殺菌するための紫外線を照射する紫外線発光体８を設けている。【選択図】    図１
2004358327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を送るための流体管の内部に備えられ、帯状体が流体管の内周壁面に沿って螺旋状に旋回するように形成されて成る螺旋状回転体と、
前記螺旋状回転体の前記流体管の内周壁面に対向する部分に植毛されたブラシであって前記流体管の内周壁面にその先端が当接するように形成されたブラシと、
前記螺旋状回転体をそれが前記流体管内を流れる流体の力により回転できるように支持するための支持体と、
を備えたことを特徴とする、流体管のクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記支持体は、前記流体管の両端に備えられた軸受であって、前記軸受は、前記流体管側に固定された第１の磁石と、前記螺旋状回転体側に固定された第２の磁石とを備えており、前記第１の磁石と第２の磁石とは互いに同じ極性が対向するように近接して配置されている、ことを特徴とする、流体管のクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１において、前記螺旋状回転体又はブラシに光触媒を付着させたことを特徴とする、流体管のクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１において、前記螺旋状回転体の回転を停止するためのロック機構を備えたことを特徴とする、流体管のクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記螺旋状回転体の一部に切り欠き又は穴が形成されており、
前記流体管の外側に設置された光センサであって、前記切り欠きが形成された周辺に光を照射して、前記光が前記螺旋状回転体で反射又は遮断されたこと又は前記光が前記切り欠き又は穴を通過したことを検出するための光センサを備えたことを特徴とする、流体管のクリーニング装置。
【請求項６】
流体を送るための流体管の内部に前記流体管と平行に備えられ、前記流体を殺菌するための紫外線を照射する紫外線発光体を内部に収容している収容管と、
前記流体管の内周壁面と前記収容管の外周壁面との間に備えられ、帯状体が前記収容管の外周壁面に沿って螺旋状に旋回するように形成されて成る螺旋状回転体と、
前記螺旋状回転体の前記収容管の外周壁面に対向する部分に植毛されたブラシであって前記収容管の外周壁面にその先端が当接するように形成されたブラシと、
前記螺旋状回転体をそれが前記流体管内を流れる流体の力により回転できるように支持するための支持体と、
を備えたことを特徴とする、紫外線発光体の収容管のクリーニング装置。
【請求項７】
請求項６において、前記支持体は、前記流体管の両端に備えられた軸受であって、前記軸受は、前記流体管側に固定された第１の磁石と、前記螺旋状回転体側に固定された第２の磁石とを備えており、前記第１の磁石と第２の磁石とは互いに同じ極性が対向するように近接して配置されている、ことを特徴とする、流体管のクリーニング装置。
【請求項８】
請求項６において、前記螺旋状回転体又はブラシに光触媒を付着させたことを特徴とする、紫外線発光体の収容管のクリーニング装置。
【請求項９】
請求項６において、前記螺旋状回転体の回転を停止するためのロック機構を備えたことを特徴とする、紫外線発光体の収容管のクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項６において、
前記螺旋状回転体の一部に切り欠き又は穴が形成されており、
前記流体管の外側に設置された光センサであって、前記切り欠きが形成された周辺に光を照射して、前記光が前記螺旋状回転体で反射又は遮断されたこと又は前記光が前記切り欠き又は穴を通過したことを検出するための光センサを備えたことを特徴とする、紫外線発光体の収容管のクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体又は気体から成る流体を送る流体管又は紫外線発光体の収容管の内周壁面又は外周壁面をクリーニングするための流体管又は紫外線発光体の収容管のクリーニング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、気体、温泉水、地下水などの様々な流体を送るために石英ガラス製などの流体管が使用されている。また、従来より、流体管で送られる流体を殺菌するための紫外線発光体を収容する容器として、紫外線を透過できる石英ガラス管が使用されている。これらの流体管又は紫外線発光体を収容するための石英ガラス製の収容管の壁面には、気体、温泉、水道水などに含まれる成分が付着して堆積していくため、従来より、定期的にクリーニングすることが行われている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】
特開２００２−２８２８０８号公報
【０００３】
特許文献１で開示している石英管洗浄装置は、半導体薄膜の生成処理に使用される石英管（炉芯管）内に、洗浄液を供給しながら、石英管の内周壁面にブラシを当接させて、このブラシの軸を駆動モータで回転させて、ブラシで石英管の内周壁面に付着した反応物質を除去するという方式を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１が提案している石英管洗浄装置では、石英管の内周壁面の洗浄を行うために、反応物質を除去するためのブラシを、電力を消費する駆動モータにより回転させているため、定期的な洗浄のためのランニング・コストが増大してしまうという問題があった。
【０００５】
また、従来の紫外線ランプ及びこれを収容する石英管を使用した殺菌及び浄化装置（例えば、本出願人による特許出願番号：特願２００２−３４５２６６で提案している装置）が水道水や地下水や温泉水などの流体管に使用された場合には、水やお湯などの液体の成分が石英管（収容管）に付着して生じる汚れが、紫外線の照射による殺菌能力を大幅に低下させてしまう。そのため、紫外線能力を保持する為に、頻繁にクリーニングやメンテナンスをする必要があり、イニシャル・コストよりもランニング・コストの面で膨大な労力と費用がかかってしまう。
【０００６】
そこで、このような石英管（収容管）又は流体管のクリーニングを低コストで行うことを可能にする技術が、温泉浴場・公衆浴場などでのレジオネラ菌対策などとの関係からも早急に要請されていた。
【０００７】
本発明はこのような従来技術の課題に着目してなされたものであって、流体管又は紫外線発光体の収容管の洗浄のためのランニング・コストを最小にすることができる流体管又は紫外線発光体の収容管のクリーニング装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術の課題を解決するための本発明による流体管のクリーニング装置は、流体を送るための流体管の内部に備えられ、帯状体が流体管の内周壁面に沿って螺旋状に旋回するように形成されて成る螺旋状回転体と、前記螺旋状回転体の全部又は一部に植毛されたブラシであって前記流体管の内周壁面にその先端が当接するように形成されたブラシと、前記螺旋状回転体をそれが前記流体管内を流れる流体の力により回転できるように支持するための支持体と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の紫外線発光体の収容管のクリーニング装置は、流体を送るための流体管の内部に前記流体管と平行に備えられ、前記流体を殺菌するための紫外線を照射する紫外線発光体を内部に収容している収容管と、前記流体管の内周壁面と前記収容管の外周壁面との間に備えられ、帯状体が前記収容管の外周壁面に沿って螺旋状に旋回するように形成されて成る螺旋状回転体と、前記螺旋状回転体の全部又は一部に植毛されたブラシであって前記収容管の外周壁面にその先端が当接するように形成されたブラシと、前記螺旋状回転体をそれが前記流体管内を流れる流体の力により回転できるように支持するための支持体と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
前記のクリーニング装置においては、前記支持体は、前記流体管の両端に備えられた軸受であって、前記軸受は、前記流体管側に固定された第１の磁石と、前記螺旋状回転体側に固定された第２の磁石とを備えており、前記第１の磁石と第２の磁石とは互いに同じ極性が対向するように近接して配置されている、ことが望ましい。
【００１１】
また、前記のクリーニング装置においては、前記螺旋状回転体又はブラシに光触媒を付着させたことが望ましい。
【００１２】
また、前記のクリーニング装置においては、前記螺旋状回転体の回転を停止するためのロック機構を備えたことが望ましい。
【００１３】
また、前記の流体管のクリーニング装置においては、前記螺旋状回転体の一部に切り欠き又は穴が形成されており、前記流体管の外側に設置された光センサであって、前記切り欠きが形成された周辺に光を照射して、その光が前記螺旋状回転体で反射又は遮断されたこと又は前記切り欠き又は穴を通過したことを検出するための光センサを備えたことが望ましい。
【００１４】
以上に説明したように、本発明は、紫外線発光体を収容した石英管（収容管）又は流体管の内部もしくは外部に設けたブラシ付き螺旋状回転体で、水の流れを利用して石英管（収容管）又は流体管の外側又は内側の汚れを自動的にクリーニングすることにより石英管（収容管）又は流体管の内部もしくは外部から安定した紫外線を殺菌に利用できることを特徴とした石英管（収容管）又は流体管のクリーニング装置である。
【００１５】
また、本発明は、紫外線発光体を収容した石英管（収容管）又は流体管の内部の螺旋状回転体のスクリューの一部に切り欠きを付け、石英管（収容管）又は流体管の外部に設けたセンサーで、紫外線量と回転体の回転量を感知できることを特徴とした石英管（収容管）又は流体管のクリーニングに伴う紫外線殺菌能力検知方法及び装置である。
【００１６】
また、本発明は、石英管（収容管）又は流体管の内部の螺旋状回転体のスクリューや回転軸の表面に、酸化チタン（光触媒）を塗布し、紫外線を照射することで、臭いや汚れを分解除去し、清潔で安全な水を利用できることを特徴とした石英管（収容管）又は流体管内部の螺旋状回転体である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による流体管又は紫外線発光体の収容管のクリーニング装置の実施形態を説明する。一般に、温泉水や水道水を殺菌するための紫外線殺菌方法としては、外照式（石英ガラス製などの紫外線を透過し得る流体管の外部から紫外線を照射して流体管内の流体を殺菌する方式）と内照式（流体管の内部に設置した石英ガラス製などの収容管の中に紫外線発光体を収容し、この紫外線発光体からの紫外線により流体を殺菌する方式）とがある。湯の花など成分を必要とする温泉・浴場・養殖場などに使用する場合は外照式、その他の地下水・水道水用については内照式が多く使用されている。
【００１８】
（実施形態１）  まず、外照式の紫外線殺菌装置を備えた流体管に本発明を適用して成る、本発明の実施形態１による流体管のクリーニング装置を、図１−２を参照して説明する。
【００１９】
図１において、２は温泉水や水道水を送るための流体管で外部からの紫外線を透過できる石英ガラス製の流体管である。また、７はこの流体管２の内部に流体の流れる方向と平行に設置され、この流体管２の両端の軸受により回転可能に支持された回転軸、１はこの回転軸７に取り付けられた帯状体が螺旋状に旋回されて成る螺旋状回転体（流体管２内を流れる流体の流れる力により押されてスクリューの作用を果たす部分を備えている）、６はそれぞれの先端が流体管２の内周壁面に当接するように前記螺旋状回転体１の流体管２の内周壁面と対向する面に植毛されたブラシ、９は流体管２への水の流入口、１０は流体管２からの水の流出口、５は水流の流入口９及び流出口１０にそれぞれ取り付けられメンテナンスなどのために着脱自在に取り付けられた蓋、である。
【００２０】
また、８は流体管２の外部に備えられた紫外線ランプである。この紫外線ランプ８は、図１の左側の正面図に示すように、複数個、例えば３個備えられている。また、３は螺旋状回転体１の一部に形成された切り欠き（切れ目）、４は前記切り欠き３を紫外線が通過するときの単位時間当たり回転数を検出するためのスクリュー回転数検知センサ、である。
【００２１】
また、図２は螺旋状回転体１と回転軸７とを示す斜視図である。図示のように、螺旋状回転体１は、流体の流れる方向に対して傾斜する部分を有するように形成されている。これにより、螺旋状回転体１は、流体管２内の流体が流れる力だけにより自然に（それ以外の電力などの特別なエネルギーを必要とすることなく）回転するようになっている。
【００２２】
次に、図１の本実施形態１による流体管のクリーニング装置の動作を説明する。本実施形態１では、水やお湯などを通過させることで流体管２に付着した汚れを、流体管２の内部を流れる水の力を利用して水車のように螺旋状回転体１を回転させることにより、螺旋状回転体１の先に付いているブラシ６が流体管２の内側に付着しているスケールなどを自動的にクリーニングし流体管２の外部に設けた紫外線ランプ８からの紫外線透過率を高めて紫外線照射能力（殺菌能力）を向上させ、常時安定した紫外線を殺菌に利用できるようにしている。これにより、本実施形態１では、従来の紫外線ランプを使用した殺菌装置において必要であったクリーニングのための膨大なランニング・コストを最小化できるようにした。
【００２３】
また、本実施形態１では、螺旋状回転体１の一部に切り欠き３を付け、紫外線ランプ８の外部に設けた光センサ４により、切り欠き３の隙間を利用して紫外線量と螺旋状回転体１の回転量とを検知できるようにしている。これにより、本実施形態１では、流体管２のクリーニングを行いながら同時に紫外線ランプ８からの紫外線量を検出して紫外線殺菌能力の量を検知することができる。よって、本実施形態１では、流体管２のクリーニング作業のランニング・コストを最小にすることができると共に、有効に殺菌された安全な水や湯だけをユーザーに提供できるようになる。
【００２４】
なお、図１−２の螺旋状回転体１及び回転軸７は、例えばステンレス製としている。また、これらの螺旋状回転体１、回転軸７及びブラシ６の表面には、汚れ防止と殺菌力の強化のために、光触媒機能を有する酸化チタン膜を形成することが望ましい。
【００２５】
また、水流の流入口９及び流出口１０がそれぞれ取り付けられているメンテナンス用の蓋５は、流体管２に対して脱着式としているので、螺旋状回転体１も容易に交換できるようになっている。この蓋５の材質はステンレス材が望ましい。また、図１の紫外線殺菌装置の後段にブラシ６を捕獲できるフィルターを装着し、ブラシ６が抜けたという万が一の事態への安全対策を図ることが望ましい。
【００２６】
（実施形態２）  次に、内照式の紫外線殺菌装置を備えた流体管及び紫外線発光体の収容管（石英ガラス製）に本発明を適用して成る、本発明の実施形態２による流体管及び収容管のクリーニング装置を、図３−４を参照して説明する。
【００２７】
図３において、Ａは水道水などの流体を送るための流体管、Ｂはこの流体管Ａの内部に平行に挿入された紫外線ランプを封入するための石英ガラス製の収容管、１６は外部からの流体を流体管Ａに流入させるための流入口、１７は流体管Ａからの流体を外部に流出させるための流出口、である。
【００２８】
また、１２は流体管Ａの内周壁面と収容管Ｂの外周壁面との間に挿入されたスプリング状（螺旋状）の回転体（図４にこのスプリング状の回転体１２の斜視図を示している）、１３は流体管Ａの両端にそれぞれ備えられた軸受であって回転体１２を回転自在に支持する軸受（この図３の例では、ステンレス製のボールベアリングにより構成されている）、１８はキャップである。
【００２９】
前記のスプリング状の回転体１２は、例えばステンレス製の帯状体を螺旋状に旋回することにより形成されている。この回転体１２は、流体管Ａ内を流れる流体の力をある程度受け止めてプロペラの作用を果たす部分、すなわち、流体が流れる方向に対して傾斜している部分を有している。したがって、回転体１２は、流体管Ａ内の流体が流れる力だけによって自然に回転するようになっている。
【００３０】
また、１５ａは回転体１２の収容管Ｂの外周壁面側の面に植毛されたブラシ、１５ｂは回転体１２の流体管２の内周壁面側の面に植毛されたブラシである。
【００３１】
回転体１２の収容管Ｂの外周壁面側の面に形成されたブラシ１５ａは、その先端が収容管Ｂの外周壁面に当接するように形成されている。よって、回転体１２が流体の流れによって回転するとき、ブラシ１５ａも収容管Ｂの外周壁面に当接しながら回転するので、収容管Ｂの外周壁面に付着した異物がブラシ１５ａによって除去される。
【００３２】
また、回転体１２の流体管Ａの内周壁面側の面に形成されたブラシ１５ｂは、その先端が流体管Ａの内周壁面に当接するように形成されている。よって、回転体１３が流体の流れによって回転するとき、ブラシ１５ｂも流体管Ａの内周壁面に当接しながら回転するので、流体管Ａの内周壁面に付着した異物がブラシ１５ｂによって除去される。
【００３３】
なお、図３において、１９は、赤外線などの光を回転体１２に照射してその反射波を受光することにより回転体１２の回転の有無及びその速度を検出するためのセンサである。
【００３４】
次に、本実施形態２の流体管及び収容管のクリーニング装置の動作を説明する。図３に示す本実施形態２では、紫外線ランプ８を収容管Ｂの内部の中心に入れて、紫外線ランプ８の周りを囲むようにしている。また、流体管Ａの内側（且つ収容管Ｂの外側）には、スプリング式の螺旋状回転体１２が設置されている。この螺旋状回転体１２は、流体管Ａの両端に設置された軸受１３により回転可能に支持されている。スプリング状回転体１２のスプリングの広がる力によって各軸受１３をそれぞれ流体管Ａの両端方向に押し付けて、各軸受１３と流体管Ａとの隙間に水やお湯が漏れないようにし、更にこの隙間にＯリングを装着している。なお、スプリング式の回転体１２の回転量の検知を行いたい場合は、前記のセンサ１９と別に軸受１３にマグネットなどから成る回転センサを備えるようにしてもよい。
【００３５】
次に、図５は、図３の装置においてスプリング状回転体１２を支持する軸受の他の例を説明するための図である。この図５に示す軸受２０は、キャップ１８と固定されており回転体１２の回転方向と平行なリング状に配置された複数の磁石群２０ａと、回転体１２と固定されており回転体１２の回転方向と平行なリング状に配置された複数の磁石群２０ｂとにより構成されている。前記の磁石群２０ａと磁石群２０ｂとは、互いに同じ極性が対向するように近接して（少しの距離だけ離して）配置されている。
【００３６】
したがって、この図５の軸受２０では、前記の磁石群２０ａと磁石群２０ｂとが、互いに反発した状態で非接触で回転可能となっている。よって、この図５の例では、前記回転体１２は、軸受２０によって、キャップ１８側すなわち流体管Ａに対して回転自在に支持されるようになっている。
【００３７】
以上、本発明の各実施形態１，２を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、図１又は図３のクリーニング装置において、図１の回転軸７又は図３のスプリング状回転体１２の回転を停止させるロック機構（このようなロック機構そのものは公知であるので、その具体的構成の説明は省略する）を備えるようにしてもよい。このようなロック機構を備えたときは、クリーニングが不要なときは回転体を停止させてブラシの消耗を防ぐことができる。
【００３８】
また、上記の各実施形態１，２では、いずれも温泉水や水道水などの液体を流す流体管に本発明を適用する場合について説明したが、本発明は、例えば空気清浄機などに使用される汚れた空気を殺菌するための紫外線殺菌装置を備えた流体管などについても適用できることは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、流体管の中を流体が流れる力を利用して螺旋状回転体を回転させることにより、回転体に備えられたブラシを、流体管の内周壁面若に又は紫外線発光体の収容管の外周壁面に当接させながら回転させて、これらの壁面に付着した異物を除去するようにしている。したがって、本発明によれば、電力などの特別な人工エネルギー必要とするモーターなどを使用することなく、流体の流れる力だけを利用して、流体管又は収容管のクリーニングを行えるようになるので、それらのクリーニング作業のランニング・コストを最小化することが可能になる。
【００４０】
また、本発明において、前記螺旋状回転体を回転自在に支持するための軸受として、互いに同じ極性が対向するように配置した２つの磁石を使用した軸受を利用したときは、螺旋状回転体の回転の際に摩擦抵抗がほとんど生じないので、流体管内を流れる流体の力が極めて弱い場合でも螺旋状回転体を回転させられるようになる。
【００４１】
また、本発明において、前記螺旋状回転体、その回転軸又はブラシの表面に光触媒の膜を形成するようにしたときは、これらの表面に有機物などの異物が付着することを防止できると共に殺菌力を向上させられるようになる。
【００４２】
また、本発明において、螺旋状回転体の回転を停止させるロック機構を備えるようにしたときは、クリーニングが不要なときは回転体を停止させてブラシの消耗を防ぎ、クリーニング装置の耐久性を向上させることができる。
【００４３】
さらに、本発明において、例えば螺旋状回転体の一部に切り欠き又は穴を形成してその切り欠き又は穴を光が通過するか否か又は通過する単位時間当たり回数を計測することなどにより、螺旋状回転体が回転してクリーニングが行われているかどうかを監視することができ、螺旋状回転体が回転していないときは直ちに対処できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１による流体管のクリーニング装置を説明するための図。
【図２】図１の装置の螺旋状回転体を説明するための斜視図。
【図３】本発明の実施形態２による流体管及び紫外線発光体の収容管のクリーニング装置を説明するための図。
【図４】図３の装置のスプリング状回転体を説明するための斜視図。
【図５】図３の装置に使用され得る軸受の他の例を説明するための図。
【符号の説明】
１  螺旋状回転体
２，Ａ  流体管
４  光センサ
５  蓋
６，１５，１５ａ，１５ｂ  ブラシ
７  回転軸
８  紫外線ランプ
９  流入口
１０  流出口
１２  スプリング状回転体
１３，２０  軸受
１８  キャップ
２０ａ  磁石群
２０ｂ  磁石群
Ｂ  収容管
【図１】
2004358327.tif 000003
【図２】
2004358327.tif 000004
【図３】
2004358327.tif 000005
【図４】
2004358327.tif 000006
【図５】
2004358327.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月24日(2003.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004358327.tif 000008
【図２】
2004358327.tif 000009
【図３】
2004358327.tif 000010
【図４】
2004358327.tif 000011
【図５】
2004358327.tif 000012